CN113825557B - 过滤器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于空气处理设备的过滤器组件，该过滤器组件包括：第一层透气网；第二层透气网；以及过滤器框架，其布置成安装至空气处理设备并且布置成支撑第一层透气网和第二层透气网。框架限定开口阵列，开口分布在由过滤器框架的外部部分界定的区域上。过滤器组件则还包括多个单独的固体泡沫过滤介质片，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个设置在过滤器框架中的相应开口内，并且至少部分压缩在第一层透气网和第二层透气网之间。

Description

过滤器组件
技术领域
本发明涉及用于空气处理设备的过滤器组件以及包括该过滤器组件的空气处理设备。
背景技术
空气净化器是从空气中去除污染物的空气处理设备。常规的空气净化器仅使用颗粒过滤器，其通过尺寸排除来物理地捕获空气中的颗粒，高效颗粒空气(HEPA)过滤器至少去除99.97％的0.3μm颗粒。更先进的空气净化器也可能利用额外的技术来去除额外的污染物。例如，一些更先进的空气净化器使用紫外(UV)光来杀死空气中可能存在的微生物，比如病毒、细菌和霉菌。
一些空气净化器使用活性炭过滤器过滤空气中的挥发性化学物质。活性炭是众所周知的碳质材料，其被加工成具有大量开放或可接近的微孔和中孔，这些孔增加可用于吸附的表面积。例如，WO2016/128734描述的风扇组件具有安装在风扇组件的圆柱形本体上的管状筒式过滤器。该过滤器包括两层过滤介质结构，其包括围绕内层活性炭布的外层褶皱HEPA过滤器。
虽然活性炭过滤器可能对一些大的挥发性有机化合物(VOC)非常有效，但它们不提供去除更小更极化的化合物的有效手段。例如，甲醛(CH2O)就是这样一种化合物，其水平因相关的健康风险特别是与室内空气有关而越来越受到国际关注。此外当用于空气净化时，活性炭通过吸附过滤掉污染物，因此容量有限，从而如果要保持过滤性能，活性炭过滤器最终需要更换或再生。
发明内容
因此，希望提供一种过滤器组件，其能够方便地安装至风扇组件，并且能够有效地去除一种或多种气体污染物，比如挥发性有机化合物(VOC)，而不需要在风扇组件的操作或使用寿命期间更换或再生过滤器组件。通过引入能够在环境温度/室温下氧化分解挥发性有机化合物的热催化剂，与需要光来催化反应的光催化剂相反，可以提供能够使用大气氧气将VOC比如甲醛永久氧化成二氧化碳(CO2)的过滤器组件。与使用碳捕获的常规解决方案相比，这种方法具有许多优点，因为它克服了饱和问题和有害化合物释放气体的可能性。然而，本发明已经认识到，将这种催化剂安装在常规的空气处理设备内不一定是简单的。特别地，这些催化剂通常以特定的形式提供，因此需要安装或保持在某种形式的基底内。此外，为了处理空气，该基底必须对空气具有适当的渗透性，使得空气能够以足够的流速和压力穿过基底材料，同时仍然保留催化剂。
一种可能的解决方案是将催化剂安装在固体泡沫材料中。然而，为了对目标化学污染物提供足够的去除速率，固体泡沫材料需要具有足够的厚度，以确保流过过滤器组件的空气暴露于足够浓度的催化剂。固体泡沫材料的厚度则影响可将介质结合到常规空气处理设备中的容易程度，这可能会限制可用的空间。当试图将这种催化过滤介质改造到现有的空气处理设备中时尤其如此。
因此，本发明的目的是提供一种过滤器组件，其最佳地允许固体泡沫过滤介质安装在穿过空气处理设备或风扇组件的气流中。因此，根据第一方面，提供了一种用于空气处理设备的过滤器组件，该过滤器组件包括：第一层透气网；第二层透气网；以及过滤器框架，其布置成安装至空气处理设备并且布置成支撑第一层透气网和第二层透气网。框架限定开口阵列，开口分布在由过滤器框架的外部部分界定的区域上。过滤器组件则还包括多个单独的固体泡沫过滤介质片，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个设置在过滤器框架中的相应开口内，并且至少部分压缩在第一层透气网和第二层透气网之间。本发明人惊奇地发现，可以压缩利用固体泡沫基底的催化过滤介质，并因此减少过滤介质所消耗的空间，而不会不利地影响由固体泡沫基底承载和/或嵌入其内的催化剂的去除性能。这尤其令人惊讶，因为压缩这种催化过滤介质减少了材料的厚度，并因此减少了流过催化过滤介质的空气的停留时间。
这种布置还提供了一种过滤器组件，其优化了固体泡沫过滤介质的使用效率。此外，当固体泡沫过滤介质将在过滤器组件内被压缩时，这种布置尤其有利，因为与具有与阵列相同表面积的单件固体泡沫过滤介质相比，更容易确保阵列中的每件在其整个表面积上被均匀压缩。特别地，这种布置提供过滤器框架可以利用布置为网格、格栅或格子的框架，其延伸跨过过滤器框架的区域，以确保固体泡沫过滤介质的更一致压缩，同时最小化或避免过滤器框架对固体泡沫过滤介质的冲击，从而避免潜在的昂贵材料的浪费。
多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个可以具有至少部分压缩厚度或深度。多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个可以具有大于压缩厚度或深度的未压缩厚度或深度(即当未保持在过滤器框架内时)。优选地，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的至少一部分(即一个或多个区或区域)被压缩成使得压缩部分的压缩厚度小于未压缩部分的未压缩厚度。更优选地，多个单独的固体泡沫过滤材料片中的每个的整体被压缩成使得压缩厚度小于未压缩厚度。
多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个可以包括第一表面和相对的第二表面，并且多个单独的片中的每个的至少一部分(即一个或多个区/区域)可被压缩成使得压缩部分的第一表面和第二表面之间的距离小于未压缩固体泡沫过滤介质的第一表面和第二表面之间的距离。
多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个可以具有从6mm到10mm，优选从7mm到9mm的未压缩厚度，以及从3mm到5mm，优选从3.5mm到4mm的压缩厚度。
过滤器组件可以布置成使得当安装到空气处理设备时，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的第一表面面向外，并且多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的第二表面面向内。第一表面则可以相对于由空气处理设备产生的穿过过滤器组件的气流位于上游，而第二表面相对于由空气处理设备产生的穿过过滤器组件的气流位于下游。
多个单独的固体泡沫过滤介质片可以包括随机开孔聚合物泡沫材料，例如聚氨酯泡沫。多个单独的固体泡沫过滤介质片还可以包括分散在整个固体泡沫过滤介质中的多个催化颗粒。特别地，催化颗粒可以分散在固体泡沫过滤介质的孔内。催化颗粒可以包括能够在环境/室温下氧化分解挥发性有机化合物的热催化剂。
过滤器框架还可以包括内部部分或部件，其包括多个条，这些条将由外部部分界定的区域分成开口阵列。优选地，内部部分的条布置成横跨/延伸跨过由过滤器框架的外部部分界定的区域的网格、格栅或格子。
过滤器框架可以包围第一层透气网和第二层透气网的边缘，并且优选地与多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的边缘间隔开。优选地，第一层透气网的透气性大于多个单独的固体泡沫过滤介质片的透气性，第二层透气网的透气性也大于多个单独的固体泡沫过滤介质片的透气性。
第一层透气网可以形成有凹口或凹陷阵列，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个则可以设置在第一层透气网的相应凹口内。第一层透气网可以包括一片透气网，其形成有凹口阵列，每个凹口布置成接收多件固体泡沫过滤介质中的一件。第一层透气网的凹口可以与由过滤器框架限定的开口对齐。
过滤器组件还可以包括设置在第一层透气网和第二层透气网之间的边界材料，该边界材料延伸跨过多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的边缘和过滤器框架的相邻边缘之间的区域。优选地，边界材料的透气性低于多个单独的固体泡沫过滤介质片的透气性。
边界材料可以限定开口或间隙阵列，并且其中多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个暴露在边界材料中的相应开口内。边界材料中的开口可以分布在由边界材料的外边缘界定的区域上。边界材料可以延伸跨过多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的边缘和过滤器框架的相邻边缘之间的区域。优选地，边界材料中的开口与由过滤器框架限定的开口对齐。
过滤器框架可以包括塑料材料，并且优选包括热塑性聚合物。过滤器框架可以模制在第一层透气网和第二层透气网的边缘上，并且优选地与固体泡沫过滤介质的边缘间隔开。过滤器框架也可以模制在边界材料的边缘部分上。
过滤器框架可以具有双重旋转对称性，使得过滤器框架可以两个相对取向中的任一个保持在空气处理设备上。过滤器框架可以在过滤器框架的第一侧边缘上设置有至少一个第一接合构件，并且在过滤器框架的第二侧边缘上设置有至少一个第二接合构件，第一边缘与第二边缘相对。每个接合构件可以包括突起或突出部，其布置成接合设置在空气处理设备上的相应开口，从而保持过滤器组件。
过滤器组件可以基本是半圆柱形的。过滤器框架可以具有第一侧边缘和第二侧边缘，第一侧边缘和第二侧边缘平行于过滤器框架的纵向轴线，并且第一侧边缘与第二侧边缘相对。过滤器框架可以具有第一端边缘和第二端边缘，第一端边缘和第二端边缘垂直于过滤器框架的纵向轴线，第一端边缘和第二端边缘各自在垂直于纵向轴线的平面内具有弧形横截面。
过滤器组件可以布置成使得当安装到空气处理设备时，第一层透气网面向外，第二层透气网面向内。第一层透气网则可以相对于由空气处理设备产生的穿过过滤器组件的气流位于上游，而第二层透气网相对于由空气处理设备产生的穿过过滤器组件的气流位于下游。
第一层的透气网可以与第二层的透气网相同或不同。第一层透气网可以包括限定孔或孔口阵列的纤维布置。第一层透气网可以包括纤维编织网。第一层透气网可以包括金属纤维，并且优选包括不锈钢纤维。第二层透气网可以包括限定孔或孔口阵列的纤维布置。第二层透气网可以包括纤维编织网。第二层透气网可以包括金属纤维，并且优选包括不锈钢纤维。
第一层的透气网的孔口尺寸可以小于第二层的透气网的孔口尺寸。第一层透气网的纤维直径可以小于第二层透气网的纤维直径。
第一层透气网可以包括相对于第一层透气网的边缘成45度角的纤维。第一层透气网可以包括直径为0.1至0.15mm的纤维。第一层透气网的孔口尺寸可以为0.15至0.3mm，优选为0.2至0.28mm。第二层透气网可以包括相对于第二层透气网的边缘成45度角的纤维。第二层透气网可以包括直径为0.1至0.2mm的纤维。第二层透气网的孔口尺寸可以为0.35至0.5mm，优选为0.4至0.48mm。
根据第二方面，提供了一种空气处理设备，其包括根据第一方面的过滤器组件和气流发生器，该气流发生器布置成产生穿过过滤器组件的气流。
空气处理设备还可以包括气流通过其进入设备的空气入口和气流通过其进入设备的空气出口，并且气流发生器则布置成在空气入口和空气出口之间产生气流。过滤器组件可以支撑在气流发生器上游的风扇组件上。
空气处理设备还可以包括容纳气流发生器的本体。过滤器组件可以安装在本体上或本体内。本体可以包括设备的空气入口，气流发生器则可以布置成通过空气入口产生气流。过滤器组件可以安装在空气入口上方的本体上，在空气入口的上游或下游侧。过滤器组件可以布置成覆盖或延伸到整个空气入口。
空气处理设备还可以包括安装在本体上并由本体支撑的喷嘴，喷嘴布置成接收来自本体的气流并从风扇组件排出气流。设备的空气出口则可以设置在喷嘴上。本体可以包括排气口，气流通过该排气口从本体排出，喷嘴则可以安装在本体的排气口上方。
空气处理设备还可以包括支撑在过滤器组件上游的空气处理设备上的颗粒过滤介质。颗粒过滤介质可以安装在本体上或本体内。颗粒过滤介质可以安装在空气入口上方的本体上。颗粒过滤介质可以由另一过滤器组件提供，该另一过滤器组件包括支撑颗粒过滤介质的另一过滤器框架。另一过滤器组件可以包括过滤器密封件，其布置成接合本体，以防止空气绕过另一过滤器组件的边缘。过滤器密封件可以围绕另一过滤器框架的整个周边延伸。颗粒过滤介质可以布置成覆盖限定在另一过滤器框架的周边内的整个区域。另一过滤器组件可以可释放地附接到本体。颗粒过滤介质可以包括高效颗粒空气(HEPA)颗粒过滤介质。另一过滤器组件可以布置成覆盖/延伸到整个空气入口。
空气处理设备还可以包括安装在颗粒过滤介质下游和过滤器组件上游的本体上的活性炭过滤介质。活性炭过滤介质可以由另一过滤器组件提供。活性炭过滤介质可以由另一过滤器组件的另一过滤器框架支撑。空气处理设备还可以包括设置在过滤器组件和另一过滤器组件之间的中间过滤器组件，其中中间过滤器组件包括活性炭过滤介质。中间过滤器组件可以安装在空气入口上方的本体上。中间过滤器组件可以可释放地附接到本体和另一过滤器组件中的任何一个。
附图说明
现在将参考附图，仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1a是本文描述的过滤器组件的示例的前透视图；
图1b是图1a的过滤器组件的后透视图；
图1c是图1a的过滤器组件的前视图；
图1d是图1a的过滤器组件的后视图；
图2a是沿图1c中线A-A截取的过滤器组件的剖视图；
图2b是沿图1c中线B-B截取的过滤器组件的剖视图；
图3是图2b所示区域C的放大图；
图4是如本文所述的过滤器组件的透气结构的示例的分解图；
图5a是本文描述的过滤器组件适用于的空气处理设备的示例的前透视图；以及
图5b是图5a的空气处理设备的前透视图，其中过滤器组件与空气处理设备分离。
具体实施方式
现在将描述适用于家用空气处理设备的过滤器组件。本文使用的术语“空气处理设备”指的是配置成供应已被处理的空气以便改变该空气的一个或多个特性的设备。例如，出于热舒适和/或环境或气候控制的目的，这种空气处理设备能够产生除湿气流、加湿气流、净化气流、过滤气流、冷却气流和加热气流中的一种或多种。
过滤器组件包括布置成安装到空气处理设备的过滤器框架和保持在过滤器框架内的固体泡沫过滤介质，其中固体泡沫过滤介质至少部分压缩在过滤器框架内。因此，固体泡沫过滤介质在未压缩时(即当未保持在过滤器框架内时)的厚度/深度大于压缩的固体泡沫过滤介质的厚度/深度。本文使用的术语“固体泡沫”指的是包括围绕充气空隙的固体材料框架的材料(即多孔固体)。优选地，固体泡沫是随机开孔材料。
固体泡沫过滤介质的至少一部分(即一个或多个区/区域)可被压缩成使得压缩部分的压缩厚度/深度小于固体泡沫过滤介质的未压缩厚度。然而，优选的是，整个固体泡沫过滤材料被压缩成使得固体泡沫过滤材料整个区域的厚度/深度小于固体泡沫过滤介质的未压缩厚度。
此外，虽然固体泡沫过滤介质可以作为固体泡沫过滤介质的单个板或片来提供，但优选的是，固体泡沫过滤介质包括布置成阵列的多个单独/离散的板或片。多个单独的固体泡沫过滤介质片则分布在由过滤器框架的外部/边界部分界定的区域上。过滤器框架则可以限定开口或间隙阵列，开口或间隙分布在由过滤器框架的外部部分界定的区域上，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个则设置在过滤器框架中的相应开口内。为此，过滤器框架可以包括内部部分，其包括将由外部部分界定的区域分成开口阵列的多个条。优选地，内部部分的条布置成横跨/延伸跨过由过滤器框架的外部部分界定的区域的网格、格栅或格子。
此外，还优选的是，过滤器组件还包括第一层透气网和第二层透气网。过滤器框架则可以布置成支撑第一层透气网和第二层透气网，其中固体泡沫过滤介质设置在第一层透气网和第二层透气网之间。固体泡沫过滤介质则可以被第一层透气网和第二层透气网至少部分压缩/压缩在它们之间。
图1a至1d示出了适用于家用空气处理设备的这种过滤器组件100的实施例。图1a是过滤器组件100的前透视图，图1b是过滤器组件100的后透视图，而图1c是过滤器组件100的前视图，图1d是过滤器组件100的后视图。过滤器组件100包括布置成安装到空气处理设备的过滤器框架101和由过滤器框架101支撑并因此保持在其内的透气结构102，其中该透气结构102包括固体泡沫过滤介质103。透气结构102布置成覆盖由过滤器框架101限定的开放区域。
在所示实施例中，过滤器框架101包括外部/边界部分104和内部部分105。外部/边界部分104限定过滤器框架101的最外边缘。内部部分105则包括将由外部部分104界定的区域分成开口或间隙106阵列的多个条。特别地，内部部分105的条布置成横跨/延伸跨过由过滤器框架101的外部部分104界定的区域的网格或格栅，使得由过滤器框架101的内部部分105限定的开口106分布在由过滤器框架101的外部部分104界定的区域上。
在所示实施例中，内部部分105的条布置成方形网格。然而，在替代实施例中，内部部分105的条可以布置成任何其他形式的网格。例如，条可以布置成菱形、三角形或六边形网格。此外，在所示实施例中，内部部分105的条布置成使得它们平行于或垂直于过滤器框架的外部部分104。然而，在替代实施例中，内部部分105的条可以布置成使得它们相对于过滤器框架101的外部部分104倾斜或歪斜。
在所示实施例中，固体泡沫过滤介质103被提供为布置成阵列的多个单独/离散的板或片，其中固体泡沫过滤介质103的多个单独片分布在由过滤器框架101的外部部分104界定的区域上。特别地，固体泡沫过滤介质103的多个单独片中的每个设置在由过滤器框架101的内部部分105限定的相应一个开口106内。为了说明此，图2a是沿图1c中线A-A截取的过滤器组件的剖视图，而图2b是沿图1c中线B-B截取的过滤器组件的剖视图。
图3则是图2b所示的区域C的放大图，示出了透气结构102。在所示实施例中，透气结构102包括第一层透气网107和第二层透气网108，其中固体泡沫过滤介质103设置在第一层透气网107和第二层透气网108之间。特别地，透气结构102布置成使得固体泡沫过滤介质103被压缩在第一层透气网107和第二层透气网108之间。第一层透气网107和第二层透气网108则都被固定到过滤器框架101，使得固体泡沫过滤介质103由过滤器框架101间接保持。为了避免穿过过滤器组件100的气流的任何不必要的压力下降，第一层透气网107的透气性大于固体泡沫过滤介质103的透气性，第二层透气网108的透气性也大于固体泡沫过滤介质103的透气性。在这方面，透气性是描述允许空气通过材料间隙的材料特性的表述且通常被定义为在材料两个表面之间的规定气压差下垂直穿过已知区域的气流速率。
本文使用的术语“网”指的是包括纤维布置的材料，该纤维限定孔或孔隙阵列。因此，典型的网可以包括编织或针织在一起的纤维。为了清楚起见，附图没有示出构成每个第一层透气网107和第二层透气网108的单独纤维，而是将第一层透气网107和第二层透气网108示出为简单的片材。
透气结构102则还包括设置在第一层透气网107和第二层透气网108之间的边界材料109，其中边界材料109延伸跨过固体泡沫过滤介质103的边缘和过滤器框架101的相邻边缘之间的区域。提供该边界材料109是为了促使撞击过滤器组件100的空气流过固体泡沫过滤材料103，而不是流过固体泡沫过滤材料103的边缘和过滤器框架101之间的间隙。为此，边界材料109的透气性低于固体泡沫过滤介质103的透气性。举例来说，边界材料109可以包括一片无纺织物材料，例如塑料稀松布。
为了更详细地说明，图4是由过滤器框架101支撑的透气结构102的实施例的分解图。在所示实施例中，第一层透气网107包括一片透气网，其形成有凹口或凹陷110阵列，每个凹口或凹陷110布置成接收多件固体泡沫过滤介质103中的一件。边界材料109则包括具有开口111阵列的片，每个开口111布置成与第一层透气网107的凹口110对齐。因此，在将边界材料109放置在第一层透气网107上之前，可通过将一件固体泡沫过滤介质103定位在第一层透气网107的每个凹口110内来构造透气结构102，使得边界材料109延伸跨过多个单独的固体泡沫过滤介质103件中的每个的边缘和过滤器框架101的相邻边缘之间的区域(即以便提供固体泡沫过滤介质103周围的边界)。第二层透气网108则可以铺在边界材料109上以完成透气结构102。
第一层透气网107中的凹口110用于将各件固体泡沫过滤材料103定位并保持在期望的位置，使得它们与边界材料109中的开口110对齐。边界材料109则延伸跨过各件固体泡沫材料103和过滤器框架101之间的间隙。特别地，在所示实施例中，边界材料109布置成使得当边界材料109与第一层透气网107对齐时，开口111的边缘与各件固体泡沫过滤材料103的边缘部分重叠，因为这样做确保只有固体泡沫过滤介质103暴露在边界材料109的开口111内。
在所示实施例中，过滤器框架101由塑料材料制成，比如热塑性聚合物(例如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS))，并且通过将过滤器框架101直接包覆成型到透气结构102上而形成，使得透气结构102的一部分嵌入过滤器框架101内。具体而言，过滤器框架101模制在透气结构102上，使得第一层透气网107和第二层透气网108的边缘嵌入/包围在过滤器框架110内，而过滤器框架不撞击固体泡沫过滤材料103。优选地，过滤器框架101模制在透气结构102上，使得边界材料109的外部边缘也嵌入/包围在过滤器框架110内。
如上所述，透气结构102布置成使得固体泡沫过滤介质103被压缩在第一层透气网107和第二层透气网108之间。因此，固体泡沫过滤介质103当没有保持在第一层透气网107和第二层透气网108之间时具有未压缩厚度/深度，其大于固体泡沫过滤介质103的压缩的厚度/深度(DC)。特别地，在所示实施例中，整个固体泡沫过滤介质103被压缩。因此，当保持在过滤器框架内时，固体泡沫过滤介质103被压缩成使得固体泡沫过滤介质的两个表面112、113之间的距离小于当固体泡沫过滤介质103未被压缩时这些表面112、113之间的距离。
在所示实施例中，固体泡沫过滤介质103的压缩厚度(DC)为固体泡沫过滤介质103的未压缩厚度的约46％。具体而言，在所示实施例中，固体泡沫过滤介质的未压缩厚度约为8.0mm，压缩厚度(DC)约为3.7mm。然而，在替代实施例中，固体泡沫过滤介质的未压缩厚度可为6mm至10mm，优选为7mm至9mm，压缩厚度(DC)(即当保持在第一层透气网107和第二层透气网108之间时)为3mm至5mm，优选为3.5mm至4mm。
在所示实施例中，固体泡沫过滤介质103是透气的，并且包括随机开孔聚合物泡沫材料，例如聚氨酯泡沫。固体泡沫过滤介质103则还包括分散在整个固体泡沫过滤介质103中的多个催化颗粒。特别地，催化颗粒分散在固体泡沫过滤介质103的孔内。催化颗粒包含能够在环境温度/室温下氧化分解挥发性有机化合物的热催化剂。在这点上，虽然有各种材料可以作为在环境温度/室温下氧化挥发性有机化合物的合适的热催化剂，但有两种主要类型的材料是特别有效的多相催化剂：
1)负载型过渡金属。
合适的负载型过渡金属催化剂通常采取分散在基底或催化剂载体表面上的过渡金属纳米颗粒(<100nm)的形式，其中基底可以是通常包含金属氧化物、半金属氧化物或碳的颗粒或骨架的形式。举例来说，合适的过渡金属包括钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)、铼(Re)、钼(Mo)、钒(V)、铁(Fe)和锰(Mn)，而合适的金属氧化物载体材料可以包括从以下中选择的金属：铈(Ce)、锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)、锡(Sn)、铝(Al)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)和镧(La)。
2)非贵金属氧化物。
合适的非贵金属氧化物催化剂通常采取金属氧化物颗粒的形式。例如，合适的贵金属氧化物可以包括从以下中选择的非贵金属：锰、铜、钴、铬、钛、铈、锆、钒和铁。
过滤器组件100布置成使得当安装到家用空气处理设备时，固体泡沫过滤介质103的两个表面中的第一表面112相对于空气处理设备面向外，而固体泡沫过滤介质103的两个表面中的第二表面113面向内。固体泡沫过滤介质103的第一表面112则相对于由空气处理设备产生并穿过过滤器组件100的气流位于上游，而第二表面113相对于该气流位于下游。第一层透气网107则布置成相对于空气处理设备面向外，使得第一层透气网107位于固体泡沫过滤介质103的上游，而第二层透气网108布置成面向内，使得第二层透气网108位于固体泡沫过滤介质103的下游。
第一层透气网107可以与第二层透气网108相同。然而，优选的是，第一层透气网107与第二层透气网108不同。特别地，优选的是，第一层透气网107的孔口尺寸小于第二层透气网108的孔口尺寸。在这点上，对于面向外的第一层107，使用具有相对小孔口尺寸的网降低当第一层107暴露时用户接触固体泡沫过滤介质103的风险。然而，为了确保网足够透气，具有相对小孔口尺寸的网应该包括具有相对小直径的纤维，这又降低了网的刚度。为了防止第二层108的任何不希望的变形，并且为了确保固体泡沫过滤介质103保持足够的压缩，第二层108应该利用包括具有相对大直径的纤维的相对硬的网。然后，为了确保网足够透气，包含具有相对大直径的纤维的网应该具有相对大的孔口尺寸。因此，还优选的是，第一层透气网107的纤维直径小于第二层透气网108的纤维直径。
在所示实施例中，第一层透气网107和第二层透气网108都包括金属纤维的编织网，比如不锈钢纤维。第一层透气网107包括相对于第一层透气网107的边缘成45度角的纤维。第一层透气网107则包括直径为0.12mm+/-0.02mm且孔口尺寸为0.24mm+/-0.04mm的纤维。第二层透气网108还包括相对于第二层透气网108的边缘成45度角的纤维。第二层透气网108则包括直径为0.16mm+/-0.04mm且孔口尺寸为0.44mm+/-0.04mm的纤维。然而，在替代实施例中，第一层透气网107可以包括直径为0.1至0.15mm且孔口尺寸为0.15至0.3mm的纤维，第二层透气网108可以包括直径为0.1至0.2mm且孔口尺寸为0.35至0.5mm的纤维。
在所示实施例中，过滤器框架101基本具有半圆柱体的形状。因此，限定该形状的过滤器框架101的外部部分104包括平行于过滤器框架101的纵向轴线的两个直侧边缘114、115和垂直于过滤器框架101的纵向轴线的两个弯曲端边缘116、117。过滤器框架101的两个直侧边缘114、115则各自设置有一对突出部或突起118、119，其布置成与设置在空气处理设备上的相应凹部或孔接合，以便将过滤器组件101保持在空气处理设备上。因此，过滤器组件100具有双重旋转对称性，使得它能够以两个相对取向中的任一个保持在空气处理设备上。
图5a和5b则示出了上述过滤器组件100适用于的独立式空气处理设备200的实施例的外部视图。特别地，图5a示出了空气处理设备200的前透视图，而图5b示出了过滤器组件100与空气处理设备200的近侧分离时，空气处理设备200的前透视图。
在所示实施例中，空气处理设备200包括本体或支架201、容纳在本体201内并布置成产生气流的马达驱动叶轮(未示出)以及安装在风扇本体201上并由其支撑的喷嘴202，喷嘴202布置成接收来自本体201的气流并从空气处理设备200排出气流。本体201设置有一对空气入口，空气通过该空气入口进入本体201(即空气通过该空气入口被马达驱动叶轮吸入本体201)。具体地，本体201设置有第一空气入口203和第二空气入口(未示出)，第一空气入口203和第二空气入口位于本体201的相对的两半上。
本体201包括安装在大致圆柱形下本体部分205上的大致圆柱形主体部分204。主体部分204具有比下本体部分205更小的外径。主体部分204具有下环形凸缘206，其远离主体部分204的下端径向/垂直延伸。下环形凸缘206的外边缘基本与下本体部分205的外部表面齐平。主体部分204还包括上环形凸缘(未示出)，其远离主体部分204的相对上端径向/垂直延伸。上环形凸缘的外边缘则与喷嘴202的基部/颈部207的外部表面基本齐平，该基部/颈部207连接到主体部分204的上端。
主体部分204包括穿孔圆柱形壳体，其包含空气处理设备200的各种部件。穿孔壳体包括两个单独的孔口阵列，孔口用作空气处理设备200的本体201的空气入口。因此，空气处理设备200的第一空气入口203由设置在主体部分204的第一半/部分上的第一孔口阵列提供，并且该第一孔口阵列在主体部分204的整个长度/高度上延伸，其中第一半/部分在图5b中可见。空气处理设备200的第二入口则由设置在主体部分204的第二半/部分上的第二孔口阵列提供，并且该第二孔口阵列在主体部分204的整个长度/高度上延伸。
在所示实施例中，上述过滤器组件100布置成位于空气处理设备200的空气入口上方并覆盖空气入口。因此，空气处理设备200设置有一对这样的过滤器组件100，设置在主体部分204的相对半部上的两个空气入口中的每个各有一个。上述过滤器组件100的半圆柱形状使得过滤器组件100可以同心地位于大致圆柱形主体部分204的外表面上，从而覆盖相应的空气入口。
在所示实施例中，空气处理设备200还设置有一对附加过滤器组件300。这些附加过滤器组件300配置成位于过滤器组件100上方并覆盖过滤器组件100，过滤器组件100又覆盖设置在主体部分204的相对半部上的空气入口。因此，这些附加过滤器组件300中的每个基本具有半圆柱体的形状，其因此可以同心地位于过滤器组件100之一和大致圆柱形主体部分204的外表面上。
在该实施例中，每个附加过滤器组件300包括支撑活性炭过滤介质(未示出)和颗粒过滤介质302的过滤器框架301。例如，颗粒过滤介质302可以包括褶皱聚四氟乙烯(PTFE)或玻璃微纤维无纺织物，而活性炭过滤介质可以包括褶皱碳布或保留在透气材料层之间的活性炭颗粒。每个附加过滤器组件300布置成使得当附加过滤器组件300安装在空气处理设备200上时，活性炭过滤介质位于颗粒过滤介质302的下游。每个附加过滤器组件300则还包括围绕过滤器框架301的整个内周边设置的柔性密封件303，用于与主体部分204接合，以防止空气围绕附加过滤器组件300的边缘到达主体部分204的空气入口。
穿孔护罩或保护外壳400则可释放地同心附接到每个附加过滤器组件300，以便覆盖每个附加过滤器组件300。穿孔护罩400各自包括孔口阵列，孔口提供穿过护罩400的空气入口401。当安装在附加过滤器组件300之一的过滤器框架301上时，护罩400保护过滤介质免受损坏，例如在运输过程中，并且还提供覆盖过滤器组件100、300的视觉上吸引人的外表面，其与空气处理设备200的整体外观保持一致。因此，图5b示出了空气处理设备200的透视图，其中护罩400、附加过滤器组件300和过滤器组件100与主体部分204的近侧分离，并且其中护罩400、附加过滤器组件300和过滤器组件100安装在主体部分204的相对远侧。通过将过滤器组件100定位在空气入口203上并推向主体部分204，则可以将过滤器组件100安装到空气处理设备200的近侧。过滤器组件100的弹性过滤器框架101的向外弯曲则会允许突出部118、119接合设置在主体部分204上的凹部/通孔(未示出)。
应当理解，上述各个项目可以单独使用，或者与附图中示出的或者说明书中描述的其他项目结合使用，并且在彼此相同的段落或者彼此相同的附图中提到的项目不需要彼此结合使用。此外，表述“装置”可以根据需要由致动器或系统或装置代替。此外，对“包括”或“由…构成”的任何引用都不旨在以任何方式进行限制，读者应该相应地解释说明书和权利要求。
此外，尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本发明，但应当理解，这些实施例仅是说明性的。鉴于本公开，本领域技术人员将能够做出落入所附权利要求的范围内的修改和替换。例如，本领域技术人员将理解，上述发明可以同样适用于其他类型的空气处理设备，而不仅仅是独立式风扇组件。举例来说，这种空气处理设备可以是独立式风扇组件、天花板或墙壁安装式风扇组件和车载风扇组件中的任何一种。
通过另外示例，虽然上述实施例都涉及具有圆柱形风扇本体的风扇组件，但上述各种特征同样适用于风扇本体具有不同于圆柱形的形状的实施例。例如，风扇本体可以具有椭圆柱、立方体或任何其他棱柱的形状。
作为又一示例，在上述实施例中，第一层透气网107和第二层透气网108都包括相对于网的边缘成约45度角的纤维。然而，在替代实施例中，第一层透气网107和第二层透气网108中的一个或两个可以包括与网的边缘垂直和平行的纤维。根据网中所用的纤维的厚度，将网定向成使得纤维相对于网的边缘倾斜可将切割过程中或形成任何凹口时的撕裂风险最小化。此外，将网定向成使得纤维相对于网的边缘倾斜还使得网和过滤器框架之间的任何轻微错位在视觉上不太明显。然而，当撕裂和错位不被认为是问题时，将网定向成纤维与网的边缘垂直和平行使得从较大片上切下单独片时的浪费最小化。

Claims (16)

1.一种用于空气处理设备的过滤器组件，该过滤器组件包括：
第一层透气网；
第二层透气网；
过滤器框架，其布置成安装至空气处理设备并且布置成支撑第一层透气网和第二层透气网，其中框架限定开口阵列，开口分布在由过滤器框架的外部部分界定的区域上；
多个单独的固体泡沫过滤介质片，多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个设置在过滤器框架中的相应开口内，并且至少部分压缩在第一层透气网和第二层透气网之间；
边界材料，设置在所述第一层透气网和第二层透气网之间，所述边界材料延伸跨过所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的边缘和所述过滤器框架的相邻边缘之间的区域。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个具有至少部分压缩厚度。
3.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的至少一部分被压缩成使得压缩部分的压缩厚度小于未压缩部分的未压缩厚度。
4.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的整体被压缩成使得压缩厚度小于未压缩厚度。
5.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述过滤器组件布置成使得当安装至空气处理设备时，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的第一表面面向外，并且所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的第二表面面向内。
6.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片包括随机开孔聚合物泡沫材料。
7.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片还包括分散在整个固体泡沫过滤介质中的多个催化颗粒。
8.根据权利要求7所述的过滤器组件，其中，所述催化颗粒分散在固体泡沫过滤介质的孔内。
9.根据权利要求7所述的过滤器组件，其中，所述催化颗粒包括能够在环境温度下氧化分解挥发性有机化合物的热催化剂。
10.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述第一层透气网形成有凹口或凹陷阵列，并且所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个设置在第一层透气网的相应凹口内。
11.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述边界材料设置有开口阵列，并且其中，所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个暴露在边界材料中的相应开口内。
12.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述第一层透气网与所述第二层透气网相同或不同。
13.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述过滤器框架包围所述第一层透气网和第二层透气网的边缘。
14.根据权利要求13所述的过滤器组件，其中，所述过滤器框架与所述多个单独的固体泡沫过滤介质片中的每个的边缘间隔开。
15.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中，所述过滤器框架包括内部部分，其包括将由所述外部部分界定的区域分成所述开口阵列的多个条。
16.一种空气处理设备，包括根据权利要求1至15中任一项所述的过滤器组件，以及气流发生器，其布置成产生穿过过滤器组件的气流。
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