CN111228951A

CN111228951A - 一种防病毒型汽车空调滤清器

Info

Publication number: CN111228951A
Application number: CN202010109994.6A
Authority: CN
Inventors: 董钊志; 刘立军
Original assignee: Sky Well New Energy Automobile Group Co ltd
Current assignee: Sky Well New Energy Automobile Group Co ltd
Priority date: 2020-02-23
Filing date: 2020-02-23
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明公开了一种防病毒型汽车空调滤清器，预滤支撑层、粗滤层、主动静电吸附正电极层、精滤层、被动静电吸附层、主动静电吸附负电极层和微孔捕集层由上至下分层固定并形成滤清器本体，所述滤清器本体固定于密封支撑框架内，若干个紫外消毒灯固定在密封支撑框架的内壁上，且紫外消毒灯置于滤清器本体的上下两侧；所述线束、传感器、紫外消毒灯、主动静电吸附正电极层、被动静电吸附层、主动静电吸附负电极层均对应与控制器相连，所述线束与整车CAN网络实现双向通信。本发明用于过滤、收集、杀灭和清除病毒，同时消除部分有机物、气味、细菌、颗粒等，由此辅助改善空气质量。

Description

一种防病毒型汽车空调滤清器

技术领域：

本发明涉及一种防病毒型汽车空调滤清器。

背景技术：

不论乘用车、商用车，其空气内外循环系统都需要从外界(车外或车内)吸入空气，并经过滤后从出风口送入车内。当前“车内空气质量系统”、“主动座舱清洁”等，实际上是简单过滤和直接通风，并未对病毒等污染物做重点防控和消灭。由于并无针对性设计，因此常规空调过滤系统对病毒过滤效果较差，特别是对于疫情控制区、医院或医疗废弃物处理运输作业区、灾后防疫区等重点区域和风险极大的区域，驾乘人员的安全得不到充分保障。

车辆开启外循环时前车排出的污染物也会从进风口被吸入车内，这就是为何前方车内有人吸烟，后方车内能闻到气味的原因。那么由此可见，病毒等污染物也必然会通过空气循环从前车进入后车，这也是很多时候驾驶员不愿打开外循环通风的因素之一。但即便是内循环，车内乘客之间也可能存在飞沫传染的可能，因此内循环状态下车内空气也需要及时清除病毒等污染物。

本发明相比常规汽车空调滤芯，增加了多重防病毒层和相应的杀毒、及自检装置，可以有效避免车外病毒进入车内、避免车内人员之间病毒的交叉感染，同时也能提升车内空气质量。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种防病毒型汽车空调滤清器。

本发明所采用的技术方案有：

一种防病毒型汽车空调滤清器，包括密封支撑框架、预滤支撑层、粗滤层、主动静电吸附正电极层、精滤层、被动静电吸附层、主动静电吸附负电极层、微孔捕集层、控制器、线束、传感器和紫外消毒灯，所述预滤支撑层、粗滤层、主动静电吸附正电极层、精滤层、被动静电吸附层、主动静电吸附负电极层和微孔捕集层由上至下分层固定并形成滤清器本体，所述滤清器本体固定于密封支撑框架内，若干个紫外消毒灯固定在密封支撑框架的内壁上，且紫外消毒灯置于滤清器本体的上下两侧；所述线束、传感器、紫外消毒灯、主动静电吸附正电极层、被动静电吸附层、主动静电吸附负电极层均对应与控制器相连，所述线束与整车CAN网络实现双向通信。

进一步地，所述密封支撑框架硅胶材质制成。

进一步地，所述预滤支撑层不锈钢网或者增强树脂网。

进一步地，所述粗滤层采用滤纸或玻纤空气过滤器；

进一步地，所述主动静电吸附正电极层采用150目-400目金属丝网，小于10kV的静电电压；

被动静电吸附层采用聚丙烯纤维熔喷布，主动静电吸附正电极层的静电驻极；

主动静电吸附负电极层采用150目-400目金属丝网，小于10kV的静电电压。

进一步地，所述精滤层采用聚丙烯无纺布。

进一步地，所述微孔捕集层采用1.5nm活性炭过滤层。

进一步地，所述传感器包括压力传感器和PM2.5等颗粒物传感器。

进一步地，所述紫外消毒灯发出的紫外线波长小于400nm。

相比当前汽车空调智能化领域仅提前开窗通风和过滤，现有空调仅注重消除PM2.5等空气污染物，无法清除病毒等微尺寸污染物，本发明有如下优势：

1)能够有效捕集和杀灭病毒、细菌等有害成分，同时确保现有过滤能力不降低；

2)通过微增压技术，控制风机风量，确保车内压力稍高于车外，以免外界污染物逸入车内；

3)引入增强型防病毒滤芯可以根据整车设计布置在内外空气循环系统的合适位置，也可替代现有空调滤芯，减少设计改动，并实现存量车的替代升级；

4)实现有针对性的病毒防控制装置，除PM2.5、PM10、花粉、孢子等颗粒物，苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯、甲醛、乙醛和丙烯醛等挥发性有机物外，将细菌、病毒等有害微生物作为系统的首要清除目标；

5)配备本发明所示防病毒型汽车空调系统的车辆，在突发公共卫生事件时可以作为应急辅助车辆使用，不仅能够清除外界有害物质，还能清除车内的病毒和其他污染物，避免交叉感染。

附图说明：

图1为本发明结构图。

图中：

1、密封支撑框架，2、预滤支撑层，3、粗滤层，4、主动静电吸附正电极层，5、精滤层，6、被动静电吸附层，7、主动静电吸附负电极层，8、微孔捕集层，9、控制器，10、线束，11、传感器，12、紫外消毒灯。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明一种防病毒型汽车空调滤清器，包括密封支撑框架1、预滤支撑层2、粗滤层3、主动静电吸附正电极层4、精滤层5、被动静电吸附层6、主动静电吸附负电极层7、微孔捕集层8、控制器9、线束10、传感器11和紫外消毒灯12，所述预滤支撑层2、粗滤层3、主动静电吸附正电极层4、精滤层5、被动静电吸附层6、主动静电吸附负电极层7和微孔捕集层8由上至下分层固定并形成滤清器本体，所述滤清器本体固定于密封支撑框架1内，若干个紫外消毒灯12固定在密封支撑框架1的内壁上，且紫外消毒灯12置于滤清器本体的上下两侧；线束10、传感器11、紫外消毒灯12、主动静电吸附正电极层4、被动静电吸附层6、主动静电吸附负电极层7均对应与控制器9相连，线束10与整车CAN网络实现双向通信。

以下对各结构部件进行具体描述：

密封支撑框架1采用长寿命的耐老化硅胶材质，用于将设备整合成一体，并用于将设备装配到风道中时的边缘密封，使气流完全通过其他工作层。

预滤支撑层2采用18目-35目(0.5mm-1mm)的编织、焊接或冲压不锈钢网，增强树脂网状结构等作为预滤及支撑层结构，用于支撑并预先过滤枝叶、纸片、石子、蚊虫等较大污染物。

粗滤层3采用滤纸或玻纤高效空气过滤器(HEPA)，过滤0.2μm以上气溶胶及其他颗粒。

主动静电吸附正电极层4采用150目-400目金属丝网，＜10kV的静电电压，可设定加热再生、静电再生的控制策略。

主动静电吸附正电极层4和主动静电吸附负电极层7均采用150目-400目金属丝网，通电后使其分别带有并保持正、负电荷(类似电容正负极)，还可施加＜10kV的电压，用于对被动静电吸附层6进行静电驻极，另外，还可采用正温度系数热敏电阻PTC，使其具备55℃～150℃高温杀菌和消毒功能，并可用于对滤芯整体的加热再生和静电再生。

精滤层5采用聚丙烯无纺布精滤，过滤0.04μm以上气溶胶、细菌及其他颗粒。

被动静电吸附层6采用聚丙烯纤维熔喷布，通过主动静电吸附电极的静电驻极，可根据控制器9中设定的控制策略进行被动静电吸附层的静电再生。

主动静电吸附负电极层7采用150目-400目金属丝网，＜10kV的静电电压，可设定加热再生、静电再生的控制策略。

微孔捕集层8采用1.5nm活性炭过滤层，吸附气味、VOC、残余细菌和病毒。

控制器9包括微处理器及通信模块：用于检测过滤及杀毒效果，控制静电驻极和滤芯再生，控制紫外杀毒等，同时通过近距无线通信技术，如射频RFID、蓝牙Bluetooth、紫蜂ZigBee等，识别并提示滤芯寿命和更换时间。

线束10用于供电及有线通信，具备有线通信的条件时与整车CAN网络实现双向通信。

滤芯上下分别布置≥1个传感器11，包括压力传感器、PM2.5等颗粒物传感器，必要时也可加入生物传感器，实时测量滤芯阻力和过滤效果，确保功能完整且能充分杀毒。

滤芯上下及两侧分别布置≥2个LED紫外灯12，使用波长≤400nm的紫外线，对最后一层过滤/吸附层和透过的气流进行消毒，确保没有病毒逃逸到病毒清除装置之后。

本发明将防病毒型汽车空调滤清器设计成与普通空调滤芯通用的结构，并代替原有空调滤芯，实现外循环的病毒防治；也可将防病毒型汽车空调滤清器置于各个出风口处，作为附件使用且便于更换；为提升防病毒效果或者整车布置需要，风道中的其他合适位置也可安装防病毒型汽车空调滤清器。

本发明用于过滤、收集、杀灭和清除病毒，同时消除部分有机物、气味、细菌、颗粒等，由此辅助改善空气质量，以解决空气外循环从环境中引入病毒、细菌等造成疾病传播、车内污染等问题，车内飞沫传播等造成的病毒污染和交叉感染等问题，以及现有空调过滤系统对病毒、细菌、VOC(挥发性有机化合物)或颗粒物过滤不充分等问题。

以下为实施方案实例：

1)防病毒型汽车空调滤清器的结构

采用长寿面耐老化硅胶材质作为密封支撑框架；采用18目-35目左右编织、焊接或冲压不锈钢网，增强树脂网状结构等作为预滤及支撑层结构；采用滤纸或玻纤高效空气过滤器，作为粗滤结构；采用150目-400目金属丝网作为主动静电吸附(电极)层结构；采用聚丙烯无纺布作为精滤层结构；采用聚丙烯纤维熔喷布作为被动静电吸附层结构；采用1.5nm活性炭作为微孔捕集层结构；包含微处理器及通信模块的控制器、压力传感器或颗粒传感器、LED紫外消毒灯和相应线束集成在密封支撑框架的侧面，由此组成具有完整功能的防病毒型汽车空调滤清器的结构。

2)滤清器过滤性能及寿命监测系统

通过在防病毒型汽车空调滤清器上下游加装压差传感器，在下游风道中或车内空间加装PM2.5或其他污染物传感器，必要时引入生物传感器检测并识别滤芯的流动阻力变化、污染物过滤效果，并通过集成在控制器上的近距通信模块，如射频RFID、蓝牙Bluetooth、紫蜂ZigBee等，对滤芯寿命和防控效果做出提示，这些信息可以投射在车机屏幕、手机APP或车载设备OBU等上面。

3)在汽车空调系统中的布置

全新开发的防病毒型汽车空调滤清器可以根据整车条件布置在合适的位置，也可在多个部位如外循环进口、内循环进口、循环风道或分风道，甚至出风口做冗余布置；另一种方案是用防病毒型汽车空调滤清器代替原设计方案中的普通空调滤芯，这一方案还可以实现对存量车的快速改装，使汽车空调系统实现防病毒的效果。

4)功能组合、再生、维护和更换

本发明各过滤层及传感器、消毒灯等可以任意组合使用，但主动和被动静电吸附层、微孔捕集层对病毒的过滤和杀灭作用最为明显，建议至少保留一层。

如果采用主动静电吸附层，则密封支撑框架采用硅胶材质、预滤层和主动静电吸附层为金属材质、粗滤选择玻纤材质、被动静电吸附层为聚丙烯材质，这些材质无需更换，而通过主动静电吸附层可以对被动静电吸附层进行驻极再生，也可以对微孔不基层进行加热再生，再生后功能可以恢复；各传感器、控制器、和LED灯一般无需更换，和维护；为确保过滤和杀毒效果，可以定期清理表面杂物或灰尘。

因此，如果不安装主动静电吸附层，则滤清器无法再生，需要适时定期更换；带有主动静电吸附层的防病毒型汽车空调滤清器整体均可实现功能再生和重复使用，生命周期内只需进行简单清理维护，无需更换。相比当前普通空调滤清器一年左右的更换周期，将大幅节约原材料、维护保养时间、配件成本和旧件回收成本，最重要的是可以最大限度降低病毒污染，创造安全舒适的车内环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：包括密封支撑框架(1)、预滤支撑层(2)、粗滤层(3)、主动静电吸附正电极层(4)、精滤层(5)、被动静电吸附层(6)、主动静电吸附负电极层(7)、微孔捕集层(8)、控制器(9)、线束(10)、传感器(11)和紫外消毒灯(12)，所述预滤支撑层(2)、粗滤层(3)、主动静电吸附正电极层(4)、精滤层(5)、被动静电吸附层(6)、主动静电吸附负电极层(7)和微孔捕集层(8)由上至下分层固定并形成滤清器本体，所述滤清器本体固定于密封支撑框架(1)内，若干个紫外消毒灯(12)固定在密封支撑框架(1)的内壁上，且紫外消毒灯(12)置于滤清器本体的上下两侧；所述线束(10)、传感器(11)、紫外消毒灯(12)、主动静电吸附正电极层(4)、被动静电吸附层(6)、主动静电吸附负电极层(7)均对应与控制器(9)相连，所述线束(10)与整车CAN网络实现双向通信。

2.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述密封支撑框架(1)硅胶材质制成。

3.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述预滤支撑层(2)不锈钢网或者增强树脂网。

4.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述粗滤层(3)采用滤纸或玻纤空气过滤器。

5.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述主动静电吸附正电极层(4)采用150目-400目金属丝网，小于10kV的静电电压；

被动静电吸附层(6)采用聚丙烯纤维熔喷布，主动静电吸附正电极层(4)的静电驻极；

主动静电吸附负电极层(7)采用150目-400目金属丝网，小于10kV的静电电压。

6.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述精滤层(5)采用聚丙烯无纺布。

7.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述微孔捕集层(8)采用1.5nm活性炭过滤层。

8.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述传感器(11)包括压力传感器和PM2.5等颗粒物传感器。

9.如权利要求1所述的防病毒型汽车空调滤清器，其特征在于：所述紫外消毒灯(12)发出的紫外线波长小于400nm。