TW201722533A - 高溫過濾器組件 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於高溫應用之高效空氣過濾器組件(100)，其包括：一過濾器芯(102)，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；一盒形金屬框架(108)，其在四個側上以一氣密接合圍封該過濾器芯以界定延伸於該組件之上游側與下游側之間的一氣流開口，其中該單一透氣性過濾器介質片之該等曲折邊緣密封地嵌入該框架中之一固體無機密封劑組合物(118)中，且其中該單一透氣性過濾器介質片較佳地由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。在其中過濾器組件被重複或連續地加熱至200℃至500℃之範圍內之一溫度之高溫應用中使用該高效空氣過濾器組件。

Description

高溫過濾器組件
本發明係關於高效空氣過濾器，且更具體而言，本發明係關於適合於在高溫環境下使用之一過濾器芯及框架組件。
所謂之「HEPA類型」之空氣過濾器在移除空中懸浮顆粒時需要以一最小99.95%之效率來操作。在此等過濾器之一流行構造中，一過濾器芯由以曲折方式折疊以形成複數個均勻大小之風箱褶襉的一連續過濾器介質片形成，其中薄、波形間隔物片放置於各褶襉之相對壁之間。過濾器芯由一周圍盒形框架支撐，該介質圍繞其整個周邊(包含兩個褶襉端及兩個介質邊緣之整個長度)與該周圍盒形框架密封地接合。過濾器芯與框架之間的密封之完整性對於防止未經過濾空氣繞過濾器係至關重要。
在一些應用中，此類型之空氣過濾器安裝在其中其等曝露於高溫(例如，大約200℃至500℃)之位置中。在此等條件下採用典型過濾器組件所遇到之問題包含：密封劑與框架部件之間之分離及後續空氣滲漏、密封劑之破裂及黏著劑之粉化及屑粒化。此等問題可歸因於高溫及由不同的熱膨脹係數、不良黏著性及低強度引起之過濾器組件之不良結構強度兩者。在其中過濾器經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環之延長週期之應用中，問題係尤為明顯。
解決在過濾器芯與框架之間提供能夠耐受高溫之所需密封之問題之一早期方法係Baldwin之美國專利第2,884,091號中所揭示之方法。在此構造中，細玻璃纖維之一彈性墊或毯壓縮於過濾器芯與一周圍金屬框架之間。然而，在長期曝露於接近1000℉之溫度之後，玻璃織維開始退火，引起墊失去彈性且最終導致過濾器芯與框架之間的空氣滲漏。用於高溫應用之另一過濾器構造係Hladik之美國專利第4,199,387號中所揭示之過濾器構造，涉及使用一鏝刀將一陶瓷黏著劑塗覆於介質之曲折邊緣及插入之間隔物部件。使用此方法，難以獲得一均勻密封劑深度及均勻性，此可導致介質之滲漏或異常堵塞。
Goulet之美國專利第3,581,479號及Wasielewski與Hladik之美國專利第4,227,953號中展示過濾器構造及組裝方法，該組裝方法包含將介質之曲折邊緣浸漬在稍後硬化以在介質與框架之間形成一密封之一液態密封劑中。在前一專利中，一溝槽或通道跨頂部框架部件及底部框架部件之內表面而形成以用於插入一細長噴嘴，當將該噴嘴自該溝槽抽出時一液態黏著劑透過該噴嘴注入。後一專利之組裝方法涉及使用液態黏著劑填充淺盤且在其中浸漬起褶介質之曲折邊緣。淺盤之底部部件變成過濾器罩殼之端，及側部件黏連地密封於端介質褶襉且附接至罩殼之端部件。
為在諸如(例如)HEPA類別H13或更高類別之高過濾器類別中提供HEPA過濾器，需要新過濾器構造及製造方法，該等過濾器能夠於高溫下在一延長週期內及尤其當經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時保持其高過濾效率。
本發明之主要目的係提供一種HEPA空氣過濾器構造，其在曝露於高溫下持續相對較長時間段時及尤其在經受低溫(例如，約25℃) 與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時，保持其結構剛性及過濾效率。
另一目的係提供一種具有改良構件之高效空氣過濾器，其在正常溫度及高溫兩者下均有效，以用於將一風箱褶襉過濾器介質維持在圍繞其整個周邊之與一周圍框架之密封接合中。
又一目的係提供一種具有改良特徵之空氣過濾器框架構造，該等改良特徵藉由最初呈液體形式且可硬化至一不透氣固體之一密封劑加強將框架放置成且維持在與一起褶過濾器芯密封接合之能力。
另一目的係提供一種高效空氣過濾器，其不需要預燒或其在安裝之後需要最小預燒。
本發明者已發現，使用先前技術高溫過濾器組件類型，難以實現高過濾效率(例如根據歐洲標準EN 1822：2009之HEPA類別H13或更高類別)，且尤其難以於200℃至500℃之範圍內之溫度下長期使用之後維持一高過濾效率。標準玻璃纖維HEPA過濾器介質通常含有至少5重量%至9重量%之一有機樹脂黏合劑(例如一丙烯酸黏合劑)。基於習知玻璃纖維之包括有機黏合劑之HEPA過濾器介質之預燒導致介質之機械強度之損失。預燒期間此等過濾器中之材料之損耗亦會導致最終產品中之劣化或未定義過濾效率。
在一些高溫過濾器中，基於起褶玻璃纖維之包括有機黏合劑之HEPA過濾器介質之曲折端藉由一無機/陶瓷灌注組合物密封於框架。本發明者已發現，為實現高過濾效率，過濾器介質與該無機/陶瓷灌注組合物之間的接合係至關重要。基於一玻璃纖維之包括嵌入一無機/陶瓷灌注組合物中之有機黏合劑之HEPA過濾器介質之預燒可不利地影響接頭之完整性，從而可能導致滲漏。此外，在使用陶瓷水泥之先前技術解決方案中，已發現破裂可因熱及乾燥結合機械應力而產生於陶瓷水泥中，從而導致不滿意結果。
本發明之一目的係解決與先前技術高溫過濾器組件類型相關聯的至少一些缺陷。
根據本文所繪示之態樣，提供一種用於高溫應用之高效空氣過濾器組件，其包括：一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間，一盒形金屬框架，其在四個側上以一氣密接合圍封該過濾器芯以界定延伸於該組件之上游側與下游側之間的一氣流開口，其中該單一透氣性過濾器介質片之該等曲折邊緣密封地嵌入該框架中之一固體無機密封劑組合物中。
該單一透氣性過濾器介質片較佳地由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質較佳地由玻璃纖維或礦物纖維來製備而未需添加通常用於將介質之纖維黏合在一起之有機黏合劑、強化劑或添加劑。此意謂介質實質上不含任何通常用於將介質之纖維黏合在一起之黏合劑、強化劑或添加劑。「實質上不含」意謂礦物纖維過濾器介質包括不超過此等黏合劑、強化劑或添加劑之2重量%(較佳地不超過1重量%，且更佳地不超過0.5重量%)。本發明中所使用之介質較佳地由100%玻璃或礦物纖維製成且不含黏合劑。
本發明之實施例提供優於先前技術解決方案之若干優點。作為一實例，使用密封地嵌入一固體無機密封劑組合物中之一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係優於基於玻璃纖維或礦物纖維之包括嵌入一無機/陶瓷灌注組合物中之有機黏合劑之HEPA過濾器介質，此係由於前者將不歸因於預燒期間接頭中之有機黏合劑材料之損耗而劣化。 其亦提供一種過濾器，其不需要預燒且其可具備一高且良好定義之過濾效率，該過濾效率於高溫下長期使用之後或在經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時不會顯著劣化。
根據本發明之過濾器對於保護在高溫下操作之超潔淨程序(例如除其他應用之外，藥品處理中之HEPA過濾器殺菌及去除熱原烤箱及隧道)係有用。
根據一些實施例，該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係由無黏合劑硼矽酸玻璃纖維製成之一玻璃纖維過濾器介質。該過濾器介質較佳地係一濕式佈層玻璃或礦物纖維過濾器介質。
間隔物部件可(例如)以薄波形或起褶片或箔之形式提供。間隔物部件保持褶襉分離且助於使氣流均勻地分佈於過濾器介質表面上且過濾器介質之堵塞最小。間隔物部件可(例如)由不銹鋼或鋁製成。較佳地，間隔物部件由不銹鋼製成。
無機密封劑組合物可較佳地係一礦物聚合物組合物。
無機密封劑組合物可較佳地以一液態且可硬化至一固態提供。根據一些實施例，該無機密封劑組合物係可以一液態且可硬化至一固態提供之一礦物聚合物組合物。
過濾器芯依主動地防止顆粒在過濾器芯周圍繞過或滲漏之此方式安裝於框架內。應瞭解，若允許含有顆粒物質之空氣繞過過濾器芯，則含有顆粒物質之空氣將破壞過濾器之有效性。
過濾器組件較佳地包括盒形金屬框架，其以一氣密或至少粒密接合在四個側上圍封該過濾器芯。至少當過濾器組件經組裝時，盒形金屬框架較佳地係實質上氣密。實質上氣密或至少粒密接合可透過使用各種密封構件(例如無機密封劑組合物及一可壓縮耐熱纖維材料)在該過濾器芯與框架之間形成一氣密或至少粒密密封來達成。
根據一些實施例，該過濾器芯及固體無機密封劑組合物彈性地懸吊於該框架內。較佳地，該過濾器芯及固體無機密封劑組合物可相對於該框架彈性地移動。
在本發明中，該過濾器芯嵌入且固定於一固體無機密封劑組合物中使得該過濾器芯及固體無機密封劑組合物形成一單元。此過濾器芯及固體無機密封劑組合物單元可較佳地依一彈性或可撓性方式懸吊於該框架內使得該過濾器芯及固體無機密封劑組合物單元可在實質上正交於一般氣流方向之一平面中在框架內彈性地移動。彈性懸吊減少或實質上消除無機密封劑組合物、過濾器介質上及無機密封劑組合物與過濾器介質之間的接頭上之歸因於高溫期間金屬框架之熱膨脹之有害機械應力。
根據一些實施例，該過濾器芯與固體無機密封劑組合物之間的該彈性懸吊由配置於該固體無機密封劑組合物與該框架之間及該過濾器芯之平板側勻該框架之間的一可壓縮耐熱纖維材料提供。該可壓縮耐熱纖維材料可較佳地以適合大小之一可壓縮耐熱纖維材料墊之形式提供。
為形成過濾器芯之一有效安裝(其將過濾器芯密封於框架內且防止未经過濾空氣之繞過且其可耐受高溫氣體)，將一耐熱纖維材料之一可壓縮墊配置於過濾器芯與框架之間。該可壓縮耐熱纖維材料配置於該固體無機密封劑組合物與該框架之間及該過濾器芯之平板側勻該框架之間。
該可壓縮耐熱纖維材料由極精細礦物纖維組成且足夠密集(在高溫下亦伴隨金屬框架之相關聯熱膨脹)以防止空氣及相關聯之微粒污染物通過。當配置在過濾器組件中時該可壓縮耐熱纖維材料之厚度壓縮至其原始厚度之至少約一半，較佳地壓縮至其原始厚度之約四分之一。因為耐熱纖維材料被壓縮，所以當金屬框架膨脹時，耐熱纖維材 料能夠膨脹，藉此將一可撓性密封件提供於過濾器芯與框架之間。
根據一些實施例，該耐熱纖維材料實質上由玻璃纖維或氧化鋁纖維或其等之一組合組成，較佳地該耐熱纖維材料實質上由氧化鋁纖維組成。由於在高溫下長期使用之後氧化鋁纖維更佳地保持其可撓性，所以在耐熱纖維材料中，氧化鋁纖維係優於玻璃纖維。鋁纖維係經設計用於高達1600℃之應用中之高純度多晶纖維。鋁纖維可具有高位準之化學純度及低位準之渣球含量(非纖維顆粒)。纖維直徑可受嚴格控制具有約3微米之一中值且非常低位準之纖維具有小於1微米之直徑。
在一些實施例中，配置於該固體無機密封劑組合物與該框架之間的該耐熱纖維材料密封於固體無機密封劑組合物與框架之間，使得該耐熱纖維材料不直接曝露於該過濾器組件之下游側。此外，在一些實施例中，配置於該過濾器芯之該等平板側與該框架之間的該耐熱纖維材料由該單一透氣性過濾器介質片包覆，使得該耐熱纖維材料不直接曝露於該過濾器組件之該下游側。此配置防止來自該耐熱纖維材料之任何微粒殘餘物到達該過濾器組件之該下游側。
在本發明中，過濾器芯之曲折側嵌入固體無機密封劑組合物中。此可藉由以下步驟來實現：使用呈一液態且可硬化至一固態之一無機密封劑組合物來實質上填充一端罩殼之一凹槽；將過濾器芯插入至該端罩殼之該凹槽中使得過濾器芯之一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；且接著允許該無機密封劑硬化至一固態。此方法允許使用一相對較低黏度之無機密封劑，其允許控制該曲折邊緣之浸沒深度以提供一均勻密封而無過濾器介質之異常堵塞。本發明者已發現避免無機密封劑與框架之間的直接接觸及將一彈性或可撓性中間層提供於金屬與無機密封劑之間係重要的。本發明者已發現可藉由提供一可撓性材料薄層或襯墊來獲得此效應。因此，根據一些實施例，該無機密封 劑組合物藉由一可撓性襯墊與該框架分離。較佳地，該過濾器組件可包括配置於該框架之一內表面處之一可撓性襯墊，該可撓性襯墊防止該無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸且將一彈性接觸提供於該無機密封劑組合物與該框架之間，使得該支撐框架可在加熱時膨脹而不使該無機密封劑經受機械應力。根據一較佳實施例，該可撓性襯墊由一HEPA過濾器介質片組成。
根據本發明之高效空氣過濾器組件在曝露於高溫下持續相對較長時間段時，尤其在經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時，保持其結構剛性及高過濾效率。
根據一些實施例，根據歐洲標準EN 1822：2009，本發明之高效空氣過濾器組件係HEPA類別H13或更高類別。於200℃至500℃之範圍內之溫度下長期使用之後，該空氣過濾器組件亦較佳地能夠維持根據歐洲標準EN 1822：2009之H13或更高類別之一HEPA類別。
根據一些實施例，該空氣過濾器組件之該盒形金屬框架包括：一對實質上相同之矩形側罩殼，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣；及一對實質上相同之矩形端罩殼，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽。至少當該過濾器組件經組裝時，該盒形金屬框架較佳地係氣密。
為確保該過濾器芯及固體無機密封劑組合物可相對於該框架彈性地移動，已發現該盒形金屬框架之該等凹槽應較佳地具有實質上平滑之內表面。根據一些實施例，該等側罩殼之該等唇緣之長度實質上對應於該等端罩殼之該等凹槽之深度。此構形將一實質上平滑之內表面提供於該框架之該等側罩殼與該無機密封劑之間的接觸點處，其防 止無機密封劑歸因於高溫下該金屬框架之熱膨脹之擦損及之可能破裂。
不銹鋼係框架以及間隔物元件之較佳材料。因此，根據一些實施例，該盒形金屬框架由不銹鋼形成。
已發現若該框架經受變形(例如處置、運輸或安裝期間之扭轉變形)，則固體無機密封劑組合物可能被損壞。通常藉由(例如)使用若干螺栓或類似者夾緊一過濾器外殼之一密封框架來安裝盒形過濾器。不正確或不均勻夾緊可使過濾器框架經受扭轉力，導致扭轉變形及對固體無機密封劑組合物之可能損壞。空氣過濾器組件之框架可具備用於防止變形之一加強結構以減少對固體無機密封劑組合物造成損壞之風險。
根據一些實施例，該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構包括一第一單一矩形板，該第一單一矩形板配置於該過濾器組件之該上游側之周邊周圍且固定於該金屬框架之所有四個側使得防止該金屬框架之扭轉變形。
根據一些實施例，該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構包括一第二單一矩形板，該一第二單一矩形板配置於該過濾器組件之該下游側之周邊周圍且固定於該金屬框架之所有四個側使得防止該金屬框架之扭轉變形。
根據一些實施例，該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構進一步包括配置在該金屬框架之不同側處的至少兩根鋼筋，各鋼筋延伸於該第一矩形板與該第二矩形板之間且剛性地固定於該第一矩形板及該第二矩形板。
該等矩形板與鋼筋與一起在該盒形框架之周邊周圍形成一加固外骨骼類型結構，從而有效地防止框架之扭轉變形。為在使過濾器組件在夾緊於一過濾器外殼中期間之變形進一步最小化，鋼筋可有利地 配置在其中當過濾器夾緊於一過濾器外殼中時待施加一負載之支撐框架之區域中。
在一些先前技術高溫過濾器中，已存在由來自用以將過濾器芯密封於框架之材料之殘餘微粒引起之問題。根據一些實施例，該第一單一矩形板及/或該第二單一矩形板之內邊緣至少覆蓋配置於該過濾器芯與該框架之間的任何可壓縮耐熱纖維材料及固體無機密封劑組合物。
根據一些實施例，該第一單一矩形板及/或該第二單一矩形板之內邊緣分別朝向該過濾器組件之該上游側或該下游側翻邊，使得一連續通道形成於該等翻邊內邊緣與過濾器組件之該上游側或該下游側之周邊之間。
本發明之高效空氣過濾器組件包括若干組件，諸如過濾器介質、褶襉分離器、無機密封劑、耐熱纖維材料、可撓性襯墊及框架。較佳地，本發明之高效空氣過濾器組件之所有組件經選定以適合於高溫應用，其中過濾器組件重複或連續地加熱至200℃至500℃之範圍內之一溫度，尤其當過濾器組件經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時。
為實現過濾器介質與無機密封劑之間的一有效密封，將過濾器介質之曲折端浸沒於呈液態之一無機密封劑組合物中，且接著允許該無機密封劑硬化至一固態。呈液態之無機密封劑組合物應較佳地具有足夠低之黏度以有效地變濕且圍繞過濾器介質之經浸沒之曲折端成形使得形成一氣密密封。
根據本文所繪示之其他態樣，提供一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括： (a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折 邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一第一矩形端罩殼，其具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(c)使用呈一液態且可硬化至一固態之一無機密封劑組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽；(d)將該過濾器芯插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；其中該單一透氣性過濾器介質片較佳地由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
根據本文所繪示之其他態樣，提供一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一第一矩形端罩殼，其具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(c)將一可撓性襯墊提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(d)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(e)使用呈一液態且可硬化至一固態之一無機密封劑組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(f)將該過濾器芯插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；(g)允許該第一端罩殼中之該無機密封劑硬化至一實質上固態； 其中該單一透氣性過濾器介質片較佳地由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
根據本文所繪示之其他態樣，提供一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一對實質上相同之矩形側罩殼，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣；(c)提供一對實質上相同之矩形端罩殼，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(d)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該等側罩殼之該等凹槽中；(e)將該等側罩殼配置在該過濾器芯之該等平板側上使得一氣密接合藉由該可壓縮耐熱纖維材料形成於該側罩殼與該過濾器芯之該平板側之間；(f)將一可撓性襯墊提供於該第一端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之一第一對唇緣上；(g)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(h)使用呈一液態且可硬化至一固態之一礦物聚合物組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(i)將該過濾器芯及該等側罩殼之第一對唇緣插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密 封劑中；(j)允許該第一端罩殼中之該無機密封劑硬化至一實質上固態；(k)將一可撓性襯墊提供於該第二端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之該第二對唇緣上；(l)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第二端罩殼之該凹槽中；(m)使用該液態無機密封劑組合物來實質上填充該第二端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(n)將該過濾器芯及該等側罩殼之第二對唇緣插入至該第二端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之該第二曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；(o)允許該第一端罩殼及該第二端罩殼中之該無機密封劑硬化至一固態；其中該單一透氣性過濾器介質片較佳地由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
根據該製造方法之一些實施例，該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係由無黏合劑硼矽酸玻璃纖維製成之一玻璃纖維過濾器介質。
根據本文所繪示之其他態樣，提供如本文所描述或根據本文所描述之製造方法來製造之一高效空氣過濾器組件在一高溫應用中之用途，其中該過濾器組件重複或連續地加熱至200℃至500℃之範圍內之一溫度，特定言之其中該過濾器組件經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環。
上文描述之特徵及其他特徵由以下圖式及詳細描述例示。
100‧‧‧高效空氣過濾器組件/過濾器組件
102‧‧‧過濾器芯
104a‧‧‧曲折邊緣側
104b‧‧‧曲折邊緣側
106a‧‧‧平板側
106b‧‧‧平板側
108‧‧‧周圍盒形金屬框架
110a‧‧‧端罩殼
110b‧‧‧端罩殼
112a‧‧‧側罩殼
112b‧‧‧側罩殼
114a‧‧‧可壓縮耐熱纖維材料
114b‧‧‧可壓縮耐熱纖維材料
116a‧‧‧可壓縮耐熱纖維材料/墊
116b‧‧‧可壓縮耐熱纖維材料/墊
118a‧‧‧礦物聚合物
118b‧‧‧礦物聚合物
120a‧‧‧可撓性材料薄層或襯墊
120b‧‧‧可撓性材料薄層或襯墊
122a‧‧‧凹槽
122b‧‧‧凹槽
124a‧‧‧凹槽
124b‧‧‧凹槽
126a‧‧‧唇緣
126b‧‧‧唇緣
128‧‧‧加強結構/加固外骨骼類型結構
130‧‧‧第一單一矩形板/第一矩形板
132‧‧‧第二單一矩形板/第二矩形板
134‧‧‧鋼筋
136‧‧‧內邊緣
138‧‧‧內邊緣
現參考圖式，其等係例示性實例，且其中相同元件編號相同： 圖1a係本發明過濾器之一實施例之一透視圖；圖1b係本發明過濾器之一實施例之一分解透視圖；圖2係本發明過濾器之一實施例之一橫截面圖；圖3係一端罩殼之一實施例之一透視圖；圖4a係框架之一實施例之一透視圖；圖4b係框架之一實施例之一分解透視圖。
如圖1a及圖1b中所展示，本發明之過濾器組件100包含一過濾器芯102，過濾器芯102包括：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側(曲折邊緣側104a、104b)上形成具有曲折邊緣且在另兩側(平板側106a、106b)上具有平板；及一間隔物部件，其位於氣流之上游方向及下游方向兩者上之連續褶襉之相對壁之間。此類型之過濾器芯為所屬技術領域所熟知且在(例如)Baldwin之美國專利第2,884,091號中進行闡釋。在圖1a中，過濾器芯經展示具有配置於過濾器芯之平板側106a、106b上的可壓縮耐熱纖維材料墊116a、116b。墊116a、116b可有利地折疊至或圍封於透氣性過濾器介質之最終褶襉中，使得耐熱纖維材料不直接曝露於過濾器組件之下游側。此配置防止來自耐熱纖維材料之任何微粒殘餘物到達過濾器組件之下游側。
過濾器芯支撐於且密封於一周圍盒形金屬框架108中，盒形金屬框架108以一氣密接合在四個側上圍封該過濾器芯102以界定延伸於組件之上游側與下游側之間的一氣流開口。如圖1b中所展示，盒形金屬框架108由維持為彼此呈組裝關係的兩個相對端罩殼部件(端罩殼110a、110b)及兩個相對側罩殼部件(側罩殼112a、112b)形成。
本發明之過濾器中所使用之過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
本發明中所使用之玻璃或礦物纖維過濾器介質係不含黏合劑。此意謂介質實質上不含任何通常用於將介質之纖維黏合在一起之黏合劑、強化劑或添加劑。本發明中所使用之介質較佳地由100%玻璃或礦物纖維製成且不含黏合劑。
即使在曝露於高溫下持續相對較長時間段時，無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質亦保持其結構剛性及高過濾效率。
根據一些實施例，根據歐洲標準EN 1822：2009，本發明之高效空氣過濾器組件係HEPA類別H13或更高類別。於200℃至500℃之範圍內之溫度下長期使用之後，該空氣過濾器組件亦較佳地能夠維持根據歐洲標準EN 1822：2009之H13或更高類別之一HEPA類別，且特定言之其中該過濾器組件經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環。
在一較佳實施例中，該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係由無黏合劑硼矽酸玻璃纖維製成之一玻璃纖維過濾器介質。
間隔物部件較佳地由不銹鋼製成。間隔物部件可(例如)以不銹鋼之薄波形或起褶片或箔之形式提供。間隔物部件保持褶襉分離且有助於使氣流均勻地分佈於過濾器介質表面上且過濾器介質之堵塞最小。此等間隔物部件之設計為所屬技術領域所熟知。
過濾器芯102依主動地防止顆粒在過濾器芯周圍繞過或滲漏之此方式安裝於框架108內。圖2中繪示密封配置，展示過濾器組件100之一垂直橫截面。
為形成過濾器芯102之一有效安裝(其將過濾器芯密封於框架108內且防止未經過濾空氣之繞過且其可耐受高溫氣體)，將一耐熱纖維材料之一可壓縮墊配置於過濾器芯與框架之間。可壓縮耐熱纖維材料114a、114b、116a、116b配置於過濾器芯之曲折邊緣側104a、104b與框架之端罩殼110a、110b之間及過濾器芯之平板側106a、106b及框架 之側罩殼112a、112b之間(參閱圖2)。通常，耐熱纖維材料114a、114b、116a、116b之可壓縮墊之形狀將對應於過濾器芯側之形狀，且耐熱纖維材料之墊之大小將對應於或稍微超過過濾器芯側之大小。
可壓縮耐熱纖維材料由極精細礦物纖維組成且足夠密集(在高溫下亦伴隨金屬框架之相關聯熱膨脹)以防止空氣及相關聯之微粒污染物通過。當配置在過濾器組件中時，可壓縮耐熱纖維材料之厚度壓縮至其原始厚度之至少約一半，較佳地壓縮至其原始厚度之約四分之一。因為耐熱纖維材料被壓縮，所以當金屬框架膨脹時，耐熱纖維材料能夠膨脹，藉此將一可撓性彈性密封件提供於過濾器芯與框架之間。作為一實例，具有約90kg/m3至約100kg/m3之未壓縮狀態下之一密度及約10mm至約50mm之一厚度之一適合材料可壓縮至其原始厚度之至少約一半。
耐熱纖維材料可實質上由玻璃纖維或氧化鋁纖維或其等之一組合組成。較佳地，耐熱纖維材料可實質上由氧化鋁纖維組成。由於在高溫下長期使用之後氧化鋁纖維更佳地保持其可撓性，所以在耐熱纖維材料中，氧化鋁纖維係優於玻璃纖維。鋁纖維係經設計用於高達1600℃之應用中之高純度多晶纖維。鋁纖維可具有高位準之化學純度及低位準之渣球含量(非纖維顆粒)。纖維直徑可受嚴格控制而具有約3微米之一中間值且非常低位準之纖維具有小於1微米之直徑。
過濾器芯102之平板側106a、106b透過安置於過濾器芯之平板側與框架之間的耐熱纖維材料116a、116b維持在與框架之側罩殼112a、112b之一實質上氣密配置中。由於平板側之較大表面積經由耐熱纖維材料與側罩殼之內部接觸，因此即使對於一非常高效過濾器，側罩殼處亦通常不需要進一步密封以提供一防漏密封件。另一方面，過濾器芯之曲折邊緣側104a、104b提供與端罩殼110a、110b之內部之一更小接觸表面積，從而需要用於提供適合於一高效過濾器之一防漏密封件 之進一步措施。
因此，無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質之曲折邊緣側104a、104b密封地嵌入由框架之端罩殼中之一固體礦物聚合物組合物118組成之一無機密封劑組合物中。隨後，該固體礦物聚合物組合物透過安置於過濾器芯與框架之間的耐熱纖維材料114a、114b之可壓縮墊維持在與框架之端罩殼110a、110b之一實質上氣密配置中。
如本文所使用，術語「礦物聚合物」大體上指稱一合成無機聚合物。礦物聚合物基本上係一礦物化學化合物或由透過礦物聚合之一程序產生之重複單元組成之化合物之混合物。礦物聚合物組合物可以一液態且可硬化至一固態提供。在硬化狀態下，礦物聚合物耐高溫。礦物聚合物包括使用共價鍵鍵聯之以下重複單元(或化學基團)之一或多者：-Si-O-Si-O-siloxo,poly(siloxo)-Si-O-Al-O-sialate,poly(sialate)-Si-O-Al-O-Si-O-sialate-siloxo,poly(sialate-siloxo)-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-sialate-disiloxo,poly(sialate-disiloxo)-P-O-P-O-phosphate,poly(phosphate)-P-O-Si-O-P-O-phospho-siloxo,poly(phospho-siloxo)-P-O-Si-O-Al-O-P-O-phospho-sialate,poly(phospho-sialate)-(R)-Si-O-Si-O-(R)organo-siloxo,poly-silicone -Al-O-P-O-alumino-phospho,poly(alumino-phospho)-Fe-O-Si-O-Al-O-Si-O-ferro-sialate,poly(ferro-sialate)。
在本發明之過濾器中使用之適合礦物聚合物之實例包含PCT/FR2011/000185中所描述之礦物聚合物。
過濾器芯之曲折邊緣側嵌入固體礦物聚合物組合物中。此可藉由以下步驟來實現：使用呈一液態且可硬化至一固態之一礦物聚合物 組合物來實質上填充一端罩殼110a、110b之一凹槽；將過濾器芯插入至該端罩殼之該凹槽中使得過濾器芯之一曲折邊緣完全浸沒於該礦物聚合物中；且接著允許該礦物聚合物硬化至一固態。此方法允許使用一相對較低黏度之無機密封劑，其允許控制該曲折邊緣之浸入深度以提供一均勻密封而無過濾器介質之異常堵塞。如圖3中所展示，為避免礦物聚合物118a、118b與框架108之間的直接接觸及為將一彈性或可撓性中間層提供於金屬與礦物聚合物之間，可將一可撓性材料薄層或襯墊120a、120b放置於礦物聚合物與金屬框架之間。相應地，礦物聚合物組合物藉由配置在該框架之一內表面處之一可撓性襯墊與該框架分離，該可撓性襯墊防止該礦物聚合物組合物與該框架之間的直接接觸且將一彈性接觸提供於該礦物聚合物組合物與該框架之間，使得該框架可在加熱時膨脹而無需使經硬化之礦物聚合物組合物經受機械應力。可撓性襯墊120a、120b可由一HEPA過濾器介質片組成。作為一實例，可使用具有約0.5mm之一厚度之一低電阻硼矽酸微纖維HEPA過濾器介質。
如本文參考圖式所描述，在過濾器組件中，過濾器芯102之曲折邊緣側嵌入且固定於固體礦物聚合物組合物118中，使得該過濾器芯及固體礦物聚合物組合物形成一單元。此過濾器芯及固體礦物聚合物組合物單元依一彈性或可撓性方式懸吊於該框架內，使得該過濾器芯及固體礦物聚合物組合物單元可在實質上正交於一般氣流方向之一平面中在框架內彈性地移動。彈性懸吊減少或實質上消除礦物聚合物組合物、過濾器介質上及礦物聚合物組合物與過濾器介質之間的接頭上之歸因於高溫期間金屬框架之熱膨脹之有害機械應力。
固體無機密封劑組合物較佳地覆蓋耐熱纖維材料使得耐熱纖維材料密封於固體無機密封劑組合物與框架之間。此意謂耐熱纖維材料不直接曝露於過濾器組件之下游側。此配置防止來自耐熱纖維材料之 任何微粒殘餘物到達過濾器組件之下游側。
參考圖4a及圖4b，空氣過濾器組件100之框架108可包括一對實質上相同之矩形側罩殼112a、112b，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽124a、124b且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣126a、126b；及一對實質上相同之矩形端罩殼110a、110b，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽122a、122b。端罩殼之凹槽經形成而呈具有通常在2cm至8cm之範圍內(較佳地在2cm至5cm之範圍內)之一深度之一淺盤之形狀，使得凹槽可完全容納耐熱纖維材料之可壓縮墊以及固體礦物聚合物組合物及可選可撓性襯墊。
如圖4b中所展示，該等側罩殼之唇緣126a、126b允許該等側罩殼連接至該等端罩殼。為確保該過濾器芯及固體礦物聚合物組合物可相對於該框架彈性地移動，該盒形金屬框架之凹槽具有實質上平滑之內表面。相應地，該等側罩殼之唇緣126a、126b之長度較佳地對應於該等端罩殼之凹槽122a、122b之深度。此構形將一實質上平滑之內表面提供於該框架之該等側罩殼與該礦物聚合物之間的接觸點處，其防止礦物聚合物歸因於高溫下該金屬框架之熱膨脹之擦損及可能破裂。
不銹鋼係框架以及間隔物元件之較佳材料。因此，根據一些實施例，該盒形金屬框架由不銹鋼形成。側罩殼及端罩殼可較佳地由彎曲及熔接不銹鋼片形成。如圖4b中所繪示，端罩殼及側罩殼可藉由(例如)螺栓或鉚釘維持為彼此呈組裝關係。
如圖1a、圖1b、圖4a及圖4b中所見，可藉由向後及向外折疊該鋼片之一端部以形成唇緣以及適合於藉由(例如)螺栓連接或鉚接附接至一端罩殼上之一對應凸緣之一凸緣而使唇緣有利地形成為一鋼片側罩殼之一整體部分。此允許端罩殼及側罩殼彼此附接同時維持框架之一平滑內表面。
已發現，若框架經受變形(例如處置、運輸或安裝期間之扭轉變形)，則固體礦物聚合物組合物可能被損壞。通常藉由(例如)使用若干螺栓或類似者夾緊一過濾器外殼之一密封框架來安裝盒形過濾器。不正確或不均勻夾緊可使過濾器框架經受扭轉力，導致扭轉變形及對固體礦物聚合物組合物之可能損壞。空氣過濾器組件之框架可具備用於防止變形之一加強結構以減少對固體礦物聚合物組合物造成損壞之風險。
在圖4a及圖4b中所展示之實施例中，加強結構128包括一第一單一矩形板130，其配置於過濾器組件100之上游側之周邊周圍且固定於金屬框架108之所有四個側110a、110b、112a、112b。該加強結構進一步包括一第二單一矩形板132，其配置於該過濾器組件之下游側之周邊周圍且固定於該金屬框架之所有四個側。矩形板可較佳地由不銹鋼形成且通常將據具有1mm至3mm之範圍內之一厚度。
該加強結構視情況進一步包括配置在該金屬框架之不同側處的鋼筋134，各鋼筋延伸於第一矩形板130與第二矩形板132之間且剛性地固定於(例如用螺栓連接或熔接)第一矩形板130與第二矩形板132。鋼筋134可較佳地以方形輪廓管狀或固體不銹鋼形式提供。該等矩形板與鋼筋一起在盒形框架108之周邊周圍形成一加固外骨骼類型結構128，從而有效地防止框架之扭轉變形。為在夾緊於一過濾器外殼中期間進一步使過濾器組件之變形最小化，鋼筋可有利地配置在其中當過濾器夾緊於一過濾器外殼中時待施加一負載之支撐框架之區域中。
配置於過濾器組件100之上游側或下游側之周邊周圍的第一單一矩形板130及/或第二單一矩形板132之內邊緣136、138可至少覆蓋配置於該過濾器芯與該框架之間的任何可壓縮耐熱纖維材料及固體礦物聚合物組合物。
配置於過濾器組件之上游側或下游側之周邊周圍的第一單一矩 形板130及/或第二單一矩形板132之內邊緣136、138可分別朝向過濾器組件之上游側或下游側翻邊，使得一連續通道形成於翻邊內邊緣與過濾器組件之上游側或下游側之周邊之間。
可按以下主要步驟來製造如上文參考圖1至圖3所描述之一高效空氣過濾器組件：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間，其中該單一透氣性過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成；(b)提供一對實質上相同之矩形側罩殼，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣；(c)提供一對實質上相同之矩形端罩殼，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(d)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該等側罩殼之凹槽中；(e)將該等側罩殼配置在該過濾器芯之該等平板側上使得一氣密接合藉由該可壓縮耐熱纖維材料形成於該側罩殼與該過濾器芯之該平板側之間；(f)將一可撓性襯墊提供於該第一端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之一第一對唇緣上；(g)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(h)使用呈一液態且可硬化至一固態之一礦物聚合物組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態礦物聚合物組合物與該框架之間的直接接觸； (i)將該過濾器芯及該等側罩殼之第一對唇緣插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該礦物聚合物中；(j)允許該第一端罩殼中之該礦物聚合物硬化至一實質上固態；(k)將一可撓性襯墊提供於該第二端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之該第二對唇緣上；(l)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第二端罩殼之該凹槽中；(m)使用該液態礦物聚合物組合物來實質上填充該第二端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態礦物聚合物組合物與該框架之間的直接接觸；(n)將該過濾器芯及該等側罩殼之第二對唇緣插入至該第二端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之該第二曲折邊緣完全浸沒於該礦物聚合物中；(o)允許該第一端罩殼及該第二端罩殼中之該礦物聚合物硬化至一固態。
如上文所描述，本發明之高效空氣過濾器組件包括若干組件，諸如過濾器介質、褶襉分離器、礦物聚合物、耐熱纖維材料、可撓性襯墊及框架。視情況，本發明之高效空氣過濾器組件之所有組件經選定以適合於高溫應用，其中過濾器組件重複或連續地加熱至200℃至500℃之範圍內之一溫度。
當曝露於高溫下持續相對較長時間段時及尤其當經受低溫(例如，約25℃)與高溫(例如，200℃至500℃之範圍內)之間的重複循環時，高效空氣過濾器組件保持其結構剛性及高過濾效率。根據歐洲標準EN 1822：2009，本發明之高效空氣過濾器組件較佳地係HEPA類別H13或更高類別。於200℃至500℃之範圍內之溫度下長期使用之後，空氣過濾器組件亦較佳地能夠維持根據歐洲標準EN 1822：2009之 H13或更高類別之一HEPA類別。
雖然已參考各種例示性實施例描述本發明，但熟習技術者應瞭解，可實行各種改變且等效物可取代本發明之元件且未必背離本發明之範疇。此外，可實行許多修改以使一特定情況或材料適應於本發明之教示且未必背離本發明之基本範疇。因此，本發明不意欲受限於本文所揭示之用於實施本發明之特定實施例，但本發明將意欲包含落入隨附申請專利範圍之範疇內的所有實施例。
100‧‧‧過濾器組件
102‧‧‧過濾器芯
108‧‧‧周圍盒形金屬框架
110a‧‧‧端罩殼
110b‧‧‧端罩殼
112b‧‧‧側罩殼

Claims (31)

  1. 一種用於高溫應用之高效空氣過濾器組件(100)，其包括：一過濾器芯(102)，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間，一盒形金屬框架(108)，其以一氣密接合在四個側上圍封該過濾器芯以界定延伸於該組件之上游側與下游側之間的一氣流開口，其中該單一透氣性過濾器介質片之該等曲折邊緣密封地嵌入該框架中之一固體無機密封劑組合物(118)中。
  2. 如請求項1之高效空氣過濾器組件，其中該單一透氣性過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
  3. 如請求項2之高效空氣過濾器組件，其中該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係由無黏合劑硼矽酸玻璃纖維製成之一玻璃纖維過濾器介質。
  4. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該等間隔物部件由不銹鋼製成。
  5. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該無機密封劑組合物係可以一液態且可硬化至一固態提供之一礦物聚合物組合物。
  6. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該過濾器芯及固體無機密封劑組合物彈性地懸吊於該框架內。
  7. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該過濾器芯及固體無機密封劑組合物可相對於該框架彈性地移動。
  8. 如請求項7之高效空氣過濾器組件，其中該過濾器芯與固體無機密封劑組合物之間的該彈性懸吊係由配置於該固體無機密封劑組合物與該框架之間及該過濾器芯之該等平板側與該框架之間的一可壓縮耐熱纖維材料提供。
  9. 如請求項8之高效空氣過濾器組件，其中該耐熱纖維材料實質上由玻璃纖維或氧化鋁纖維或其等之一組合組成，較佳地該耐熱纖維材料實質上由氧化鋁纖維組成。
  10. 如請求項8或9之高效空氣過濾器組件，其中配置於該固體無機密封劑組合物與該框架之間的該耐熱纖維材料密封於該固體無機密封劑組合物與該框架之間，使得該耐熱纖維材料不直接曝露於該過濾器組件之該下游側。
  11. 如請求項8至10中任一項之高效空氣過濾器組件，其中配置於該過濾器芯之該等平板側與該框架之間的該耐熱纖維材料由該單一透氣性過濾器介質片包覆，使得該耐熱纖維材料不直接曝露於該過濾器組件之該下游側。
  12. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該無機密封劑組合物藉由一可撓性襯墊與該框架分離。
  13. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該過濾器組件包括配置於該框架之一內表面處之一可撓性襯墊，該可撓性襯墊防止該無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸且將一彈性接觸提供於該無機密封劑組合物與該框架之間，使得該支撐框架可在加熱時膨脹而不使該無機密封劑經受機械應力。
  14. 如請求項12至13中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該可撓性襯墊由一HEPA過濾器介質片組成。
  15. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中根據歐洲標準EN 1822：2009，該空氣過濾器組件係HEPA類別H13或更高 類別。
  16. 如請求項15之高效空氣過濾器組件，其中於200℃至500℃之範圍內之溫度下長期使用之後，該空氣過濾器組件能夠維持根據歐洲標準EN 1822：2009之H13或更高類別之一HEPA類別。
  17. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架包括一對實質上相同之矩形側罩殼，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣；及一對實質上相同之矩形端罩殼，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽。
  18. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架之該等凹槽具有實質上平滑之內表面。
  19. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該等側罩殼之該等唇緣之長度實質上對應於該等端罩殼之該等凹槽之深度。
  20. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架由不銹鋼形成。
  21. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構包括配置於該過濾器組件之該上游側之周邊周圍且固定於該金屬框架之所有四個側使得防止該金屬框架之扭轉變形的一第一單一矩形板。
  22. 如前述請求項中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構包括配置於該過濾器組件之該下游側之周邊周圍且固定於該金屬框架之所有四個側使得 防止該金屬框架之扭轉變形的一第二單一矩形板。
  23. 如請求項21及22之高效空氣過濾器組件，其中該盒形金屬框架包括一加強結構，該加強結構進一步包括配置在該金屬框架之不同側處的至少兩個鋼筋，各鋼筋延伸於該第一矩形板與該第二矩形板之間且剛性地固定於該第一矩形板及該第二矩形板。
  24. 如請求項23之高效空氣過濾器組件，其中該等鋼筋配置在其中當該過濾器夾緊於一過濾器外殼中時待施加負載之該支撐框架之區域中。
  25. 如請求項21至24中任一項之高效空氣過濾器組件，其中該第一單一矩形板及/或該第二單一矩形板之該等內邊緣至少覆蓋配置於該過濾器芯與該框架之間的任何可壓縮耐熱纖維材料及固體無機密封劑組合物。
  26. 如請求項25之高效空氣過濾器組件，其中該第一單一矩形板及/或該第二單一矩形板之該等內邊緣分別朝向該過濾器組件之該上游側或該下游側翻邊，使得一連續通道形成於該等翻邊內邊緣與過濾器組件之該上游側或該下游側之該周邊之間。
  27. 一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一第一矩形端罩殼，其具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(c)使用呈一液態且可硬化至一固態之一無機密封劑組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽； (d)將該過濾器芯插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；其中該單一透氣性過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
  28. 一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一第一矩形端罩殼，其具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(c)將一可撓性襯墊提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(d)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(e)使用呈一液態且可硬化至一固態之一無機密封劑組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(f)將該過濾器芯插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；(g)允許該第一端罩殼中之該無機密封劑硬化至一實質上固態；其中該單一透氣性過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
  29. 一種用於製造用於高溫應用之一高效空氣過濾器組件之方法，其包括：(a)提供一過濾器芯，其包含：一單一透氣性過濾器介質片，其以手風琴方式折疊以形成複數個並排褶襉，其中在兩個相對 側上具有曲折邊緣且在另兩側上具有平板；及一間隔物部件，其位於連續褶襉之相對壁之間；(b)提供一對實質上相同之矩形側罩殼，其等具有經構形以接納該過濾器芯之一平板側之一凹槽且具有寬度小於該等側罩殼之自其等之各端向外延伸之一唇緣；(c)提供一對實質上相同之矩形端罩殼，其等具有等於該等側罩殼之寬度之一寬度且具有經構形以接納該過濾器芯之一曲折側之一凹槽；(d)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該等側罩殼之該等凹槽中；(e)將該等側罩殼配置在該過濾器芯之該等平板側上使得一氣密接合藉由該可壓縮耐熱纖維材料形成於該側罩殼與該過濾器芯之該平板側之間；(f)將一可撓性襯墊提供於該第一端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之一第一對唇緣上；(g)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第一端罩殼之該凹槽中；(h)使用呈一液態且可硬化至一固態之一礦物聚合物組合物來實質上填充該第一端罩殼之該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(i)將該過濾器芯及該等側罩殼之第一對唇緣插入至該第一端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之一第一曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；(j)允許該第一端罩殼中之該無機密封劑硬化至一實質上固態；(k)將一可撓性襯墊提供於該第二端罩殼之該凹槽中及該等側罩殼之該第二對唇緣上；(l)將一可壓縮耐熱纖維材料提供於該第二端罩殼之該凹槽中；(m)使用該液態無機密封劑組合物來實質上填充該第二端罩殼之 該凹槽，藉此該可撓性襯墊防止該液態無機密封劑組合物與該框架之間的直接接觸；(n)將該過濾器芯及該等側罩殼之第二對唇緣插入至該第二端罩殼之該凹槽中使得該過濾器芯之該第二曲折邊緣完全浸沒於該無機密封劑中；(o)允許該第一端罩殼及該第二端罩殼中之該無機密封劑硬化至一固態；其中該單一透氣性過濾器介質片由一無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質組成。
  30. 一種如請求項27至29中任一項之方法，其中該無黏合劑玻璃或礦物纖維過濾器介質係由無黏合劑硼矽酸玻璃纖維製成之一玻璃纖維過濾器介質。
  31. 一種如請求項1至26中任一項之一高效空氣過濾器組件在一高溫應用中之用途，其中該過濾器組件重複或連續地加熱至200℃至500℃之範圍內之一溫度。
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