CN107519716A - 借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构，该过滤器能组装至一车体上，其中，该过滤器的一进气管设有一第一滤网，以对流入该进气管的空气进行第一次干式过滤，该过滤器内设有一过滤液，以对流出该进气管的空气进行湿式过滤，该过滤器的一出气口设有一第二滤网，以对流出该过滤器的空气进行第二次干式过滤，且该第二滤网的网目数量会多于该第一滤网的网目数量，如此，借由车体行驶时所产生的风力，即可将外界空气输送至该过滤器中，并将已过滤的空气排出至外界，有效滤除空气中的悬浮粒子。
Description
技术领域
本发明是关于过滤器结构，尤指一种能组装至车体上，且利用车体前进所产生的风力，对空气进行过滤，而不需耗费额外能源的过滤器结构。
背景技术
悬浮粒子(Atmospheric particulate matter)，是指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴，其成分主要取决于其来源，现简单说明如下：
(1)从地表扬起的尘土，其含有氧化物矿物和其他成分；
(2)海盐，其组成与海水的成分类似；
(3)自然过程产生的粒子，大多源自火山爆发、沙尘暴、森林火灾、浪花…等；
(4)由硫和氮的氧化物转化而成，其多半是由人类对化石燃料(如：煤、石油)和垃圾的燃烧所造成；
(5)对于室内而言，尘螨与二手烟是悬浮粒子最主要的来源，其次，金纸燃烧、焚香及燃烧蚊香…等，亦会产生悬浮粒子。
目前，许多研究已证实悬浮粒子会对呼吸系统和心血管系统造成伤害，导致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和过早死亡等事情，毕竟，悬浮粒子的直径大小决定了它们最终在人体呼吸道中的位置，通常直径较大的悬浮粒子会被纤毛和黏液过滤，而无法通过人体的鼻子和咽喉，但是，直径小于或等于10微米(μm)的悬浮粒子因能进入人的呼吸系统，又被称为「可吸入悬浮粒子」(简称PM10)，且PM10已可以穿透前述屏障而到达人体的支气管和肺泡，又，直径小于或等于2.5微米(μm)的悬浮粒子(又称「细悬浮微粒」，简称PM2.5)，因易吸附有毒害的物质(如：重金属、有毒微生物…等)，且能抵达细支气管壁，并干扰肺内的气体交换，甚至是穿过细胞膜到达其他器官(如：大脑)，故可知，悬浮粒子对健康影响巨大。
一般来说，PM10因地心引力影响，通常在几个小时之内即会落地，但是，PM2.5则会长时间在空气中悬浮，直到附着雨水而沉淀于地面，由于PM2.5能够在大气中停留很长时间，并可随着人体呼吸而进入体内，且积聚在人体气管或肺中，故会严重影响人们的身体健康，因此，PM2.5已经成为全球高度关注的新兴污染物，世界卫生组织更是为各国提出了非常严格的PM2.5标准，即年平均浓度的标准为10μg/m3，日平均浓度的标准为25μg/m3，然而，全球大部分城市却未能达到前述标准，虽然目前有诸多业者设计出能过滤PM2.5的过滤装置，但是，前述过滤装置通常是固定至一特定区域，且无法任意移动，意即，该过滤装置仅能够滤除特定区域的空气，实无助于日益严重的空气污染问题，故，如何针对前述问题，提出良好的解决方案，即成为本发明在此亟欲解决的重要课题。
发明内容
发明人凭借着多年来的实务经验，并经过多次的实验及测试后，终于设计出本发明的一种借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构，以作为解决悬浮粒子的方案之一。
本发明的一目的，是提供一种借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构，组装至一车体上，以使该车体行进时所产生的风力，能直接吹拂至该过滤器结构上，该过滤器结构包括一本体、一进气管、一第一滤网及一第二滤网，其中，该进气管组装至该本体上，其一端位在该本体外侧，且开设有一进气口，其另一端则伸入至该本体的一容纳空间中，该第一滤网组装至该进气管上，且会对流入该进气管的空气进行第一次干式过滤，另，该本体的容纳空间中蓄积有一预定高度的过滤液，该进气管的另一端会伸入至该过滤液中，又，该进气管邻近另一端的位置，开设有至少一个开孔，且自各该开孔流出的空气能与过滤液相混合而进行湿式过滤，再者，该第二滤网组装至该本体对应于该出气口的位置，以对经过湿式过滤且流出该出气口的空气，进行第二次干式过滤，其中，该第二滤网的网目数量会多于该第一滤网的网目数量，如此，本发明的过滤器仅需借由车体行进时所产生的风力，便能达到过滤悬浮粒子的效果，且能将已过滤的空气重新排入大气中，进而改善空气质量。
本发明的另一目的，是该过滤器结构还包括一细气泡过滤组件，其中，该细气泡过滤组件设在该过滤液的液面及各该开孔之间，或是组装至对应各该开孔的位置，以使流出该等开孔的空气所形成的气泡，受到该细气泡过滤组件的阻挡，而碎裂成更小体积的气泡，如此，即可大幅增加过滤液与空气的接触面积，提高湿式过滤的过滤效果。
本发明的再一目的，是该该第二滤网为高效空气过滤(High-EfficiencyParticulate Air filter，简称HEPA)滤网，如此，即可有效滤除空气中的PM2.5。
为便于贵审查委员能对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，现举实施例配合附图，详细说明如下：
附图说明
图1为本发明的使用状态示意图；及
图2为本发明的过滤器的剖面示意图。
【主要元件】
过滤器 ..... 1
本体 ..... 11
容纳空间 ..... 110
过滤液 ..... 111
出气口 ..... 112
进气管 ..... 13
进气口 ..... 130
开孔 ..... 131
第一滤网 ..... 15
细气泡过滤组件 ..... 16
第二滤网 ..... 17
罩体 ..... 18
通道 ..... 180
车体 ..... 2
具体实施方式
根据中国台湾交通部统计，到105年4月止，约有7百万辆汽车，机车更是高达一千三百万辆，意即，车辆早已是人们主要的代步工具，因此，发明人思及若能够借由车辆于户外行驶的过程中，同时达到过滤空气中的悬浮粒子的功效，显能有效造福社会，故发明人乃设计出本发明的一种借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构，在一实施例中，请参阅图1所示，该过滤器1组装至一车体2上(如图1的车顶)，当该车体2行进时，其所产生的风力会直接吹拂至该过滤器1上，且使外界空气能顺着风而进入该过滤器1内，惟，在本发明的其它实施例中，该过滤器1的外观态样与组装位置，能够根据业者需求而改变，例如：该过滤器1能组装至车体2内，仅局部组件(如后续实施例提及的进气管13的一端)外露于车体2外，以使外界空气能由该局部组件进入至过滤器1内，合先陈明。
请参阅图1及图2所示，该过滤器1包括一本体11、一进气管13、一第一滤网15及一第二滤网17，其中，该本体11能固定至车体2上，其内设有一容纳空间110，其顶面则开设有一出气口112，该出气口112能与该容纳空间110相连通，又，该容纳空间110中能蓄积有一预定高度的过滤液111，但该过滤液111的液面高度会低于该出气口112。在该实施例中，该过滤液111能含有碳酸氢钠(NaHCO3)(或称苏打粉)，且该碳酸氢钠(NaHCO3)于该过滤液111中的重量百分比为0.5～1％，又，该过滤液111亦能包括磷酸铵，且该磷酸铵于该过滤液111中的比例为每一公升的水，约溶解3～10公克的磷酸铵，如此，当空气进入该过滤液111后，其所包括的氮化物便会与过滤液111产生反应，而被滤除，惟，在本发明的其它实施例中，业者亦可根据实际需求，调整该过滤液111的成份，此外，由于磷酸铵为磷酸根与铵根离子所生成的化合物，因此，按化合物中的氢、铵莫耳(mol)比，能够区分为：正盐((NH4)3PO4)、磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)或磷酸二氢铵(NH4H2PO4)等，合先陈明。
复请参阅图1及图2所示，该进气管13组装至该本体11上，其一端开设有一进气口130，该进气口130位在该本体11的外侧，且外露于该车体2外，并朝向该车体2的迎风面(即，车体2前行的方向，如图1所示)，该进气管13的另一端则伸入至该本体11的容纳空间110，且会位在该过滤液111中，其中，该进气管13邻近另一端的位置，开设有多个开孔131，由于该等开孔131均会位在该过滤液111的液面下，因此，当外界空气经由该进气口130流入至进气管13后，会自该等开孔131流出，且形成气泡状，此时，该过滤液111便会与该气泡相混合，以对该气泡进行湿式过滤，意即，该气泡中所包括的悬浮粒子与杂质，会被过滤液111沾湿后而停留在该过滤液111中，同时，该气泡中所包含的氮化物亦会与过滤液111产生反应，且同样停留于过滤液111中，令脱离该过滤液111的空气较为洁净。在此特别一提者，虽然图2所绘示的开孔131是位在进气管13邻近另一端的上方，但在本发明的其它实施例中，业者亦可将开孔131开设于进气管13邻近另一端的下方或其它地方，只要该开孔131是位在过滤液111的液面下即可。
另，复请参阅图1及图2所示，该第一滤网15组装至该进气管13上，在该实施例中，该第一滤网15是组装至该进气管13对应于进气口130的位置，当外界空气流入至该进气管13时，该第一滤网15能进行第一次干式过滤，且将空气中较为粗大的悬浮粒子或杂质阻挡下来，惟，在本发明的其它实施例中，该第一滤网15并非仅限定于前述位置，而是能组装至该进气管13的任一位置，只要该第一滤网15不会碰触到过滤液111，且能对流入该进气管13的空气进行第一次干式过滤，即为本发明所称的第一滤网15的组装位置。再者，该第二滤网17组装至该本体11对应于该出气口112的位置，且该第二滤网17的网目数量会多于该第一滤网15的网目数量，因此，经过该湿式过滤后的空气，当其流出该出气口112时，该第二滤网17会进行第二次干式过滤，以将该空气中更小的悬浮粒子与杂质(即，未被第一次干式过滤与湿式过滤所滤除的部分)滤除，在该实施例中，该第二滤网17为高效空气过滤(High-Efficiency Particulate Air filter，简称HEPA)滤网，意即，该第二滤网17是符合HEPA标准，至少能够过滤空气中99.97％直径不小于0.3微米(μm)的颗粒的能力。
复请参阅图1及图2所示，当车体2在行进时，其所产生的风力会带着空气自动地流入至该过滤器1，此时，该第一滤网15会对空气进行第一次干式过滤，以滤除空气中较大的悬浮粒子与杂质，嗣，当空气经由进气管13流入至过滤液111后，该过滤液111会对该空气进行湿式过滤，以使空气中的部分悬浮粒子与杂质停留于其中，同时，该过滤液111亦会与空气中的氮化物产生反应，以滤除该氮化物，最后，脱离该过滤液111的空气在流出至过滤器1之前，该第二滤网17会对空气进行第二次干式过滤，以滤除空气中较小的悬浮粒子与杂质，如此，经由该过滤器1所排出的空气便会极为洁净，进而能减少空气中悬浮粒子的数量。综上所述可知，本发明的过滤器1完全不需额外使用电力或其它能源，仅需借由车体2行进时所产生的风力，便能使外界空气自动流入至过滤器1，以达到过滤悬浮粒子的效果，同时，该过滤器1还会将已过滤的空气重新排入大气中，由于车辆已是人们主要的代步工具，且数量众多，故，借由本发明的过滤器1，即可在人们前往目的地的过程中，同步净化空气，进而改善空气质量，意即，本发明的过滤器1具有滤除非特定区域的空气的功效，对于减轻空气污染实有莫大帮助。
在本发明的第二实施例中，复请参阅图2所示，该过滤器1还包括一细气泡过滤组件16，其中，该细气泡过滤组件16位在该过滤液111的液面及该进气管13的开孔131两者间，当流出该等开孔131的空气所形成的气泡，向上飘浮后，其会受到该细气泡过滤组件16的阻挡，且碎裂成更小体积的气泡，如此，即可使该过滤液111能够与较多的空气相混合，避免因气泡过大，使得位在气泡中的悬浮粒子与杂质无法接触到过滤液111，而降低了湿式过滤的效果；在此特别一提者，该细气泡过滤组件16能够为滤网、散气盘(或称曝气盘)或其它装置，只要其能够使流出该等开孔131的空气形成更小体积的气泡，以提高过滤液111与该等气泡间的整体接触面积，即为本发明所述的细气泡过滤组件16，又，当该细气泡过滤组件16为滤网(后称第三滤网)时，该第三滤网的网孔孔径会小于该等开孔131的孔径；另，业者亦能够根据产品需求，设有多个细气泡过滤组件16，且使各该细气泡过滤组件16分别为滤网、散气盘(或称曝气盘)或其它装置，或者，业者能够使该进气管13的另一端仅开设有单一个较大的开孔131，并将该细气泡过滤组件16(如：散气盘)组装至对应于该开孔131的位置上，以直接产生较小的气泡而进入至过滤液111中，但是，业者亦可在多个开孔131上分别组装该细气泡过滤组件16，合先叙明。
另，在本发明的第三实施例中，复请参阅图1及图2所示，该进气管13的一端与一罩体18的后侧相组装，且该罩体18的前侧则朝向该车体2的迎风面延伸，其中，该罩体18内设有一信道180，该信道180贯穿该罩体18的前后两侧，且与该进气口130相连通，又，该通道180对应于该罩体18前侧的口径大于其对应于该罩体18后侧的口径，意即，该罩体18的断面略呈锥状，且锥尖部分位在对应于进气管13的一端的位置，如此，借由该罩体18的设计，即可阻挡住更多的空气与悬浮粒子，以提高该过滤器1的过滤效果。
按，以上所述，仅为本发明的优选实施例，但是，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，按凡熟悉该项技艺人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种借由车辆行进所产生的风力达到过滤空气的过滤器结构，组装至一车体上，且使该车体行进时所产生的风力，能直接吹拂至该过滤器结构，其特征在于，该过滤器结构包括：
一本体，其内设有一容纳空间，该容纳空间中蓄积有一预定高度的过滤液，该本体的顶面则开设有一出气口，该出气口与该容纳空间相连通；
一进气管，组装至该本体上，其一端开设有一进气口，该进气口位在该本体的外侧，且外露于车体外，并朝向该车体的迎风面，该进气管的另一端则伸入至该本体的容纳空间，且该进气管邻近另一端的位置，开设有至少一开孔，各该开孔均位在该过滤液的液面下，使得经由该进气口流入该进气管的空气能经由各该开孔流出，以与该过滤液相混合而进行湿式过滤；
一第一滤网，组装至该进气管上，且能对流入该进气管的空气进行第一次干式过滤；及
一第二滤网，组装至该本体对应于该出气口的位置，且能对经过湿式过滤而流出该出气口的空气，进行第二次干式过滤，其中，该第二滤网的网目数量多于该第一滤网的网目数量。
2.如权利要求1所述的过滤器结构，其特征在于，还包括至少一细气泡过滤组件，该细气泡过滤组件位在该过滤液的液面及各该开孔之间，以使流出该等开孔的空气所形成的气泡，受到该细气泡过滤组件的阻挡，而碎裂成更小体积的气泡。
3.如权利要求1所述的过滤器结构，其特征在于，还包括至少一细气泡过滤组件，该细气泡过滤组件组装至该进气管对应于各该开孔的位置，以形成较小体积的气泡。
4.如权利要求1、2或3所述的过滤器结构，其中，该第二滤网为高效空气过滤滤网。
5.如权利要求4所述的过滤器结构，其中，该过滤液包括碳酸氢钠(NaHCO3)，该碳酸氢钠(NaHCO3)于该过滤液中的重量百分比为0.5～1％。
6.如权利要求5所述的过滤器结构，其中，该过滤液还包括磷酸铵，且该磷酸铵于该过滤液中的比例，为每一公升的水溶解3～10公克的磷酸铵。
7.如权利要求6所述的过滤器结构，其中，该磷酸铵为正盐((NH4)3PO4)、磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)或磷酸二氢铵(NH4H2PO4)。
8.如权利要求7所述的过滤器结构，其特征在于，还包括一罩体，该罩体的后侧组装至该进气管的一端，其前侧则朝向该车体的迎风面延伸，该罩体内设有一信道，该信道贯穿该罩体的前后两侧，且与该进气口相连通，其中，该通道对应于该罩体前侧的口径大于其对应于该罩体后侧的口径。
9.如权利要求8所述的过滤器结构，其中，该细气泡过滤组件为一第三滤网，且该第三滤网的网孔孔径会小于各该开孔的孔径。
10.如权利要求8所述的过滤器结构，其中，该细气泡过滤组件为散气盘。
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