專利名稱：揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的制作方法
揮發(fā)性物質(zhì)過濾器本發(fā)明涉及揮發(fā)性物質(zhì)過濾器。揮發(fā)性物質(zhì)存在于封閉空間中的空氣(氣體)中，并且如果以足夠的濃 度存在，則可以表現(xiàn)出對呼吸該空氣的人和動物的健康的危險。在一般工業(yè)、化工廠中，并且在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中，也需要從氣體 10除去不需要的揮發(fā)性物質(zhì)。這可以是為了安全而防止將它們排放進入到大氣中，或防止它們在工藝中的隨后階段參與化學反應。因而，經(jīng)常需要降 低氣體中的揮發(fā)物質(zhì)濃度。當前，各種固體材料(吸附劑)被用于吸附不需要的揮發(fā)性物質(zhì)。在這 些材料中，有活性炭，所述材料以使得含有大量內(nèi)部空隙的這樣的方式制15備，所述內(nèi)部空隙的表面區(qū)域可以捕獲揮發(fā)性物質(zhì)。吸附劑固體材料表現(xiàn)出氣體相對難以滲透的致密塊體(densemass)。對 于實際應用，由固有吸附劑材料的密度所引起的氣體壓降過大，因為風扇、 鼓風機或其它能夠吹送氣體穿過吸附劑材料的氣體推進器(mover)過于昂 貴，不切實際地消耗高水平的功率，并且在迫使氣體以實用速度穿過吸附 20劑材料期間弓i起無法接受的水平的噪聲。因此，配置吸附劑的當前方法試圖降低在迫使氣體穿過吸附劑材料時 產(chǎn)生的壓降。所有這些方法試圖通過以下方法降低壓降布置吸附劑材料， 使得它以這樣的方式在空間中分布，所述的方式使得氣體的通道穿過或越 過吸附劑材料粒子，而不需要氣體直接通過固體吸附劑材料本身。這得到25 了實用的揮發(fā)物質(zhì)過濾器。應當注意的是，在所有這些方法中，氣體基本上在與用于吸附劑材料的載體結(jié)構(gòu)的最大表面垂直的方向上通過，并且穿 過此結(jié)構(gòu)的通道的布置是基本上隨機和曲折的。在當前使用中，存在著許多配置吸附劑材料的方法，包括網(wǎng)狀或開 孔泡沫體、吸附劑顆粒床、吸附劑顆粒坯、穿孔的吸附劑顆粒坯和碳織物 30(carbon cloth)。網(wǎng)狀泡沫體是形成有開孔結(jié)構(gòu)的塑料。吸附劑材料粒子以細粉的形式 被應用并粘附在該泡沫體孔的內(nèi)表面上?？梢云仁箽怏w穿過該結(jié)構(gòu)，因而 揮發(fā)性物質(zhì)被吸附到吸附劑粒子中。附圖的圖2顯示了在吹送氣體穿過開 孔結(jié)構(gòu)情況下的網(wǎng)狀泡沫體10的厚片。作為實例，繪出了泡沫體的一個 5區(qū)域，其中顯示粘附在開孔的表面上的吸附劑粒子12的位置。作為實例，繪出了 4條氣流線路14，這表明迫使氣體沿曲折的途徑穿過泡沬體。此氣流在實際的氣體速度下可能是湍流。盡管此布置的壓降比固有吸附劑材料 更低，但是此曲折途徑和湍流的可能性意味著，存在著導致上述缺點的明 顯壓降。在垂直于氣流方向的尺寸大于在氣流方向上的泡沫體深度的情況10 下，設計此方法的網(wǎng)狀泡沫體。保持大的這些比率，以使壓降最小化。此方法的典型過濾器測量的面積是15 cmx60 cm，并且在氣流方向上的厚度 為3毫米。吸附劑顆粒床通過在兩個保持格柵(retaining grid)或篩(mesh)之間夾入 吸附劑顆粒形成，所述保持格柵或篩允許由例如風扇吹送的氣體通過。選15擇格柵的篩目尺寸，使得將吸附劑顆粒機械地保持在格柵之間，而且允許 氣體穿過格柵表面中的穿孔，因而通過吸附劑顆粒。氣體與吸附劑顆粒緊 密接近，并且將揮發(fā)性物質(zhì)吸附到吸附劑顆粒中。然而，氣流路線是曲折 的，并且產(chǎn)生如上所述的相同壓降問題。附圖的圖3顯示了由保持吸附劑 顆粒26的格柵24形成的吸附劑顆粒床。氣流在實用的氣體速度下是曲折20并可能是湍流的。與上述方法相同，壓降低于吸附劑材料本身的壓降，但 是顯著地具有上述產(chǎn)生的缺點。在垂直于氣流方向的尺寸大于在氣流方向上的床深度的情況下，設計 吸附劑顆粒床。保持大的這些比率，以使壓降最小化。吸附劑顆粒坯僅從吸附劑顆粒形成。可以在制造期間借助于熱和/或壓25力處理和/或涂覆的粘合劑將大量顆粒粘合在一起。將坯形成為這樣的形 狀，所述形狀適于在垂直于氣流方向的尺寸大于在氣流方向上的床深度的 情況下的預定應用。保持小的這些比率，以使壓降最小化。附圖的圖4顯 示了用于形成坯32而粘合的吸附劑材料34的顆粒。應當注意的是，這是 截面圖，并且盡管顆粒在一些情況下似乎是分開的，但是它們事實上粘附30在截面的平面以外的其它顆粒上，使得它們形成了一個連接的剛性塊體(rigid mass)。氣流在實用的氣體速度下是曲折并可能是湍流的。與上述方法相同，壓降低于吸附劑材料本身的壓降，但是仍然顯著地具有上述產(chǎn)生 的缺點。穿孔的吸附劑顆粒坯以與上述吸附劑顆粒坯相同的方式形成，但是具5有的改進之處在于，在不含有吸附劑顆粒的坯中形成有空隙。典型地，這些空隙可以具有4 mm的直徑并且中心隔開8 mm，以及在氣流方向上整個穿過坯。典型地，坯在氣流方向上的深度為約2-12mm?？障对试S氣體比穿過顆粒的粘合塊體相對更自由地通過，結(jié)果是更大比例的氣流實際上穿過這些空隙。與在沒有空隙的粘合吸附劑顆粒之間推動氣體相比，這顯 io著地降低了吸附劑材料吸附揮發(fā)性物質(zhì)的效率。再次，在垂直于氣流方向的尺寸大于在氣流方向上的坯厚度的情況下，設計該坯。保持大的這些比率，以進一步使壓降最小化。碳織物從借助于化學品和熱處理的組合而碳化的棉或其它織物制備。典型地，織物的織紋在針跡陣列中留下空隙，所述空隙允許氣體穿過織物。 15碳化導致了對織物賦予吸附劑材料的性質(zhì)。當氣體穿過織物時，揮發(fā)性物質(zhì)被吸附。在垂直于氣流方向的尺寸大于在氣流方向上的織物深度的情況下，編織該織物。保持大的這些比率，以進一步使壓降最小化。通過上述方法中的任何一種得到的揮發(fā)性物質(zhì)的吸附效率可能非常低，典型地少于約10%。因此可以看出，難以制備具有低壓降和高吸附效 20 率的揮發(fā)性物質(zhì)吸附過濾器。本發(fā)明的目的是提供一種與上述現(xiàn)有技術過濾器相比具有提高的吸附效率、降低的壓降和更長的壽命的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器。根據(jù)本發(fā)明，提出的是揮發(fā)性物質(zhì)過濾器在氣流穿過過濾器的方向上延伸的載體表面上具有揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑材料。 25 根據(jù)本發(fā)明的過濾器特別適合用于空氣清潔和HVAC(加熱、通風和空氣調(diào)節(jié))工業(yè)，在所述工業(yè)中，用于過濾器的可用空間可能受到限制，并且在所述工業(yè)中，具有對氣流的最小阻力將是有利的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，將吸附劑材料粒子粘附在在氣流方向上延伸的表面上，尤其是在平行于氣流方向的表面上。因此，載體表面優(yōu)選 30相對氣流方向取向，從而總是表現(xiàn)載體表面在對氣流的阻力方面幾何上最小的可能面積。這是與現(xiàn)有技術過濾器相比的不同之處，在現(xiàn)有技術過濾 器中，氣流基本上垂直于它們的支持結(jié)構(gòu)，并且在吸附劑材料載體表面附 近的氣體速度矢量在相對于表面的隨機方向上取向。此區(qū)別使得在本發(fā)明 中得到的壓降顯著低于現(xiàn)有技術過濾器的壓降。 5 為了經(jīng)濟和重量輕，可以從合適的塑料形成吸附劑材料載體表面。載體表面可以具有典型0.05至0.3 mm、優(yōu)選約0.1 mm厚的薄橫截面。此薄 橫截面導致了由載體表面表現(xiàn)出的對氣流的阻力低，從而保持總壓降低。 在一個優(yōu)選實施方案中，載體表面為管狀形式。這樣的管狀載體表面 可以具有圓柱形、三角形、正方形、六邊形或其它多邊形的橫截面。io 在其它的優(yōu)選實施方案中，可以由基本上平行的載體表面的陣列提供載體表面，布置所述基本上平行的載體表面，使得氣體可以沿每一表面流 過。這樣的布置可以使載體表面緊密集合在一起，而沒有不需要的壓降增 力口。這是因為氣體可以以順行的、直的、平滑的并且通常為層流的方式在 表面之間通過。這是與現(xiàn)有技術過濾器的曲折路線以及可能的湍流相比的15不同之處，現(xiàn)有技術過濾器導致不需要的壓降。因此，在本發(fā)明的過濾器中，含有揮發(fā)性物質(zhì)的氣體可以沿著并且基 本上平行于載體表面流動，并且可以吸附與粘附在載體表面上的吸附劑粒 子直接接近流動的氣體中的揮發(fā)性物質(zhì)。這導致鄰近載體表面的氣流(gas stream)中的揮發(fā)性物質(zhì)的濃度降低，并且產(chǎn)生垂直于氣流方向的濃度梯20度，其中揮發(fā)性物質(zhì)的最小濃度在表面，在離表面的更大距離處增加。自 然結(jié)果是揮發(fā)性物質(zhì)沿濃度梯度朝向載體表面的迅速擴散。因而，當氣體 沿表面流動時，揮發(fā)性物質(zhì)在平行于載體表面的方向上的濃度也將隨距離 迅速降低，以及產(chǎn)生高的吸附效率。這樣的載體表面陣列還在整體上提供 其上可以粘附吸附劑材料粒子的大表面積。從這些考慮可以看出，本發(fā)明25提供了一種揮發(fā)性物質(zhì)過濾器，其可以在高效率和低壓降下工作，同時以 實際速率凈化有用體積的氣體。應當注意的是，在根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器中，含有揮發(fā)性物 質(zhì)的氣體可以基本上在與支撐吸附劑材料的結(jié)構(gòu)的最大表面平行的方向 上通過，并且穿過此結(jié)構(gòu)的通道的布置可以是實質(zhì)上順行和直的。30 載體表面可以由隔板壁(sepamtorwall)分隔，優(yōu)選由塑料分隔，所述的隔板壁也具有小的厚度，從而表現(xiàn)出對氣流的低阻力?？梢杂珊唵螖D出方法以槽紋塑料片形式形成載體表面的陣列。在另一個具體實施方案中，省略交替凹槽(flute)，而在每一側(cè)留下作為分隔物(spacer)的凹槽材料的短殘段(short stub)。 5 在本發(fā)明的過濾器中使用的吸附劑粒子優(yōu)選在幾毫米至0.1微米的尺寸范圍內(nèi)?？梢詾榱瞬煌哪康亩欣厥褂锰囟ǖ牧Ｗ映叽缁虺叽绶秶?。在一個優(yōu)選實施方案中，使用0.1-0.2 mm的活性炭粒子。可以通過部分熔化載體表面的方法、通過使用粘合劑或借助于靜電引力將粒子粘附到載體表面。可以將載體結(jié)構(gòu)用吸附劑粒子填充，并且在例如加熱爐或微波 io爐中軟化，然后冷卻。這使粒子附著，而不需要粘合劑。如果使用粘合劑，則其優(yōu)選為低揮發(fā)性物質(zhì)逸出類型，例如乳膠、丙烯酸或水基接觸粘合劑、硅氧烷基粘合劑或蠟。在載體表面的陣列中，表面優(yōu)選隔開O.l mm至20mm、尤其2至4mm，并且更加尤其約2mm的距離。在載體表面由隔板壁分隔的情況下，它們 15優(yōu)選以0.5 mm至20 mm、尤其是2至6 mm，并且更加尤其是約2 mm的距離間隔。本發(fā)明中使用的揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑材料可以是任意合適的材料，其中 活性炭粒子或顆粒是優(yōu)選實例。還可以將其它材料例如沸石、硅膠、氯化 鈣，或任意類似的吸濕性或易潮解材料，或用于特定氣體去除的特定材料20用作本發(fā)明中的吸附劑材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選過濾器還將包括用于推進(urge)氣體從其中流動通 過的裝置，例如風扇。現(xiàn)在將通過參考附圖，僅是示例性地進一步描述本發(fā)明，其中25

圖1顯示氣體導管中的現(xiàn)有技術揮發(fā)性物質(zhì)過濾器，其中風扇迫使氣體穿過吸附劑材料的固體片；圖2顯示網(wǎng)狀泡沫體的厚片，其具有粘附到開孔內(nèi)表面上的吸附劑粒子；圖3顯示吸附劑顆粒床；30 圖4顯示吸附劑顆粒坯；圖5顯示用于根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的載體表面，所述載體表面具有粘附的吸附劑粒子；圖6A顯示圓柱形橫截面的載體表面；圖6B顯示正方形橫截面的載體表面； 5 圖6C顯示六邊形橫截面的載體表面；圖6D顯示穿過圖6D的載體表面的橫截面；圖6E顯示在與圖6D相同的橫截面內(nèi)的揮發(fā)性物質(zhì)等密度線；圖7顯示載體表面的平行陣列；圖8顯示提供載體表面陣列的槽紋片； 10 圖9顯示從槽紋片的疊體(stack)形成的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的實際形式；和圖10顯示圖9的過濾器的更改。參考附圖的圖1，顯示了位于氣體導管2中的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器1，其15中風扇3迫使氣體穿過該過濾器。過濾器1是吸附劑材料片的形式。U型 管測壓計4顯示了跨過吸附劑過濾器的壓降(p)。接近該吸附劑材料過濾器 的氣流(el)具有高的揮發(fā)性物質(zhì)濃度。在通過吸附劑材料過濾器以后，氣 流(e2)含有更低的揮發(fā)性物質(zhì)濃度。對于一些實際應用，該壓降(p)過高。 附圖的圖2顯示了以含有開孔的網(wǎng)狀泡沫體10厚片形式的揮發(fā)性物質(zhì)20 過濾器，在所述過濾器的邊界固體表面上粘附有揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑粒子 12。穿過該泡沫體的氣流的曲折路線由流動線路14顯示，并且導致不需 要的壓降。保持揮發(fā)性物質(zhì)過濾器在氣流方向上的深度對垂直于氣流的表 面尺寸的比率大的必要性縮短了氣流穿過過濾器的停留時間，從而降低了 揮發(fā)性物質(zhì)吸附的效率。25 圖3顯示了以吸附劑顆粒床22形式的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器20，所述揮發(fā)性物質(zhì)過濾器20具有保持吸附劑材料顆粒26的保持格柵或篩24。與圖 2中顯示的網(wǎng)狀泡沫體相同，穿過過濾器20的氣流同樣是曲折的，并且產(chǎn) 生不需要的壓降。保持揮發(fā)性物質(zhì)過濾器在氣流方向上的深度對垂直于氣 流的表面尺寸的比率大的必要性縮短了氣流穿過過濾器的停留時間，從而30降低了揮發(fā)性物質(zhì)吸附的效率。圖4顯示了以由粘附吸附劑粒子34組成的吸附劑材料顆粒坯32形式 的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器30。與關于圖2和3的上述網(wǎng)狀泡沫體和吸附劑顆粒 床相同，氣流同樣是曲折的，并且產(chǎn)生不需要的壓降。保持揮發(fā)性物質(zhì)過 濾器在氣流方向上的深度對垂直于氣流的表面尺寸的比率大的必要性縮 5短了氣流穿過過濾器的停留時間，從而降低了揮發(fā)性物質(zhì)吸附的效率。轉(zhuǎn)向附圖的圖5，顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的載體 40。在載體的上和下表面上，粘附有吸附劑材料粒子42。在使用載體40 的過濾器中，使要進行揮發(fā)性物質(zhì)凈化的氣體沿載體表面流動。圖6A顯示了以塑料的圓形橫截面管形式的用于本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì) io的載體表面50，在所述載體表面50的內(nèi)表面上，粘附有吸附劑材料粒子 52。使要進行揮發(fā)性物質(zhì)凈化的氣體流過管50，并且因此在箭頭e的方向 上沿其內(nèi)表面流動。這樣的載體可以形成實際過濾器的單元(element)，所 述的實際過濾器由這些載體的隔開但連接的陣列組成。備選地，如圖6B和6C中所示，可以分別由正方形截面或六邊形管 1556和58代替圓形截面管來構(gòu)成本發(fā)明的過濾器。圖6D顯示了在垂直于空氣流動(airflow)方向的平面(在對于縱軸的直 角)中穿過圖6B的載體表面的橫截面。顯示的吸附劑材料52覆蓋管56的 內(nèi)表面。圖6E顯示了繪在與圖6D相同的橫截面內(nèi)的揮發(fā)性物質(zhì)密度的等密度 20線?？梢钥闯觯捎趽]發(fā)性物質(zhì)到吸附劑材料上的吸附，存在著以最大值 在載體表面的軸上，而最小值鄰近該表面本身而建立的密度梯度，這引起 揮發(fā)性物質(zhì)分子向載體表面的內(nèi)表面的迅速擴散。應當注意的是，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的實際過濾器的基本單元(圖6A、 6B 和6E中所示)具有比垂直于空氣流動的截面尺寸(y)大的在空氣流動方向 25上的深度(x)。此外，形成本發(fā)明實際揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的這些單元的陣列 的深度可以基本上大于現(xiàn)有技術對于相似的氣體壓降和垂直于氣流呈現(xiàn) 的截面或面(face)的尺寸的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的深度。這導致顯著更高的揮 發(fā)性物質(zhì)的吸附效率。根據(jù)圓形橫截面管(如圖6A中)的實施方案制成過濾器。它由直徑為6 30mm的聚丙烯塑料管(straw)制成，具有厚度為0.15 mm的壁。除粒子在0.2-0.6 mm的尺寸范圍內(nèi)以外，使用與以前相同的加熱方法將碳粒子熔融 到管中。此方法還關閉管之間的縫隙并且將它們?nèi)廴谠谝黄?，從而增加?強度并且對過濾器提供了結(jié)構(gòu)完整性。在此情形下，過濾器最終重量的 59%是活性炭材料。在2m/s下，使用50 ppm 2,2，4三甲基戊烷的試驗揮發(fā) 5 性物質(zhì)得到了 19%的效率，并且該過濾器僅具有22Pa的壓降。在另一個 實施方案中，對烘焙方法的輕微調(diào)節(jié)使管變形為六邊形蜂巢樣結(jié)構(gòu)(圖 6C)。圖7顯示了塑料的載體表面62的陣列60，所述載體表面62在兩側(cè)上 覆蓋有用于結(jié)合過濾器中的粘附的吸附劑粒子，以從在由箭頭(e)所示方向io上、在載體表面之間流動的氣流除去揮發(fā)性物質(zhì)。由此布置提供的平行、 平滑、順行和非湍流的氣流導致的低壓降允許揮發(fā)性物質(zhì)過濾器在氣流 方向上的深度對垂直于氣流的表面的尺寸的比率顯著小于上述現(xiàn)有技術 過濾器中的比率。這意味著，氣流中的揮發(fā)性物質(zhì)在過濾器中的停留時間 長得足以允許該揮發(fā)性物質(zhì)以高的效率被吸附劑材料粒子所吸附。15 在圖8中，顯示了塑料70的單一槽紋片，所述的單一槽紋片在其由隔板壁74分隔的上和下側(cè)的內(nèi)表面上提供載體表面72。將吸附劑材料粒子 粘附在這兩個表面上，以提供用于本發(fā)明的實際揮發(fā)性物質(zhì)過濾器的單 元。此外，可以將吸附劑材料粒子粘附在每一隔板壁74的兩個表面上。 在低的壓降下，進入到每一個凹槽開口 76中的氣流(e)導致對包含在氣流20中的任意揮發(fā)性物質(zhì)的有效吸附。圖9顯示了關于附圖的圖8所述的槽紋片70的疊體80，其中載體表 面72具有粘附于其上的吸附劑材料粒子。此疊體形成根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā) 性物質(zhì)過濾器的基礎。在對于實際體積氣體處理的低壓降下，進入到疊體 80中的每一個槽紋片70的每一個凹槽開口 76中的氣流導致對包含在氣流25中的任意揮發(fā)性物質(zhì)的有效吸附。由此布置提供的平行、平滑、順行和非 湍流的氣流導致的低壓降允許揮發(fā)性物質(zhì)過濾器在氣流方向上的深度對 垂直于氣流的表面的尺寸的比率顯著小于上述方法。這意味著，氣流中的 揮發(fā)性物質(zhì)在過濾器中的停留時間長得足以允許該揮發(fā)性物質(zhì)以高的效 率被吸附劑材料粒子所吸附。30 —個具體過濾器實施方案(圖9)是從"2 mm"的聚丙烯擠出塑料片(圖8)制成的，其中，2mm是上和下壁(72)之間的外部測量值(measurement)， 壁本身為0.15 mm厚。將這些聚丙烯擠出塑料片切割成為40 mm寬的條， 并且組裝成為疊體以形成陣列。將此疊體側(cè)向放置在烘焙盤(baking tmy) 中，用在0.1-0.2 mm尺寸范圍內(nèi)的椰子殼基活性炭填充，并且在爐中烘焙 5 1小時。選擇爐的溫度，使得其接近該塑料的熔化點。對于聚丙烯，選擇 18(TC，但是對于聚乙烯或其它塑料，可以使用不同的適當溫度。然后將 該過濾器移開，使其冷卻，并且從凹槽排放過量的碳。該過濾器的最終重 量的40%是碳材料，表示了與載體結(jié)構(gòu)的重量相比的高裝載系數(shù)(loading factor)。在2m/s下，使用50 ppm 2,2,4三甲基戊烷的試驗揮發(fā)性物質(zhì)得到io了28%的效率，并且該過濾器僅具有24Pa的壓降。其它的實施方案使用 了具有椰子殼或煤基活性炭的1.5mm、 4mm、 6mm和lOmm的槽紋材料。 其它的實施方案使用膠代替此加熱-熔融方法，使用乳膠、丙烯酸或水 基接觸粘合劑、硅氧垸基粘合劑或蠟。圖10顯示了與過濾器9相同類型的過濾器，但是其中通過具有在每一15側(cè)留下作為分隔物的凹槽材料的短殘段而省略了交替凹槽。這對每一交替 凹槽提供了有助于減少壓降的寬的空隙。在此過濾器中產(chǎn)生大得多的空隙 86，其內(nèi)部也涂布有吸附劑材料。這些空隙的大尺寸對于空氣是優(yōu)先途徑， 并且允許使用小或基本上被填充的凹槽，而沒有嚴重地增加壓降。根據(jù)本發(fā)明的過濾器應當制造簡單、成本低廉，并且具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。20 現(xiàn)有技術過濾器可以提供高的效率，但是具有壓降過高或過濾器過深的不 利之處。為了對效率、壓降和過濾器壽命進行改進，需要對可能影響它們 的變量的理解。對過濾器起作用的變量如下對于效率25 過濾器篩孔度(圖9上的76，典型2mm)過濾器深度(圖9上的72，典型20-75 mm) 過濾器篩孔壁厚度(典型0.1-0.5 mm)空氣速度，通常稱為"面速度"，如在前面或后面(leading or trailing face) 上測量的穿過過濾器的空氣的速度(典型2 m/s) 30 吸附劑粒徑(典型0.1-0.2 mm)吸附劑粒子類型(典型活性炭)過濾器中的吸附劑粒子質(zhì)量(對于52x67x20 mm過濾器，典型10 g)吸附劑粒子粘合方法(典型通過熔融至塑料上，PVA膠) 使用的揮發(fā)性問題物質(zhì)(Volatile challenge substance)(典型2,2,4三甲基 5戊烷)在試驗中使用的揮發(fā)性問題物(volatile challenge)的濃度(典型50 ppm) 試驗的持續(xù)時間(在這些濃度下，典型不超過2分鐘)對于壓降 io 過濾器篩孔度(典型2 mm)過濾器深度(典型20-75 mm) 過濾器篩孔壁厚度(典型0.1-0.5 mm)空氣速度，通常稱為"面速度"，如在從前面或后面上測量的穿過過濾 器的空氣的速度(典型2m/s) is 吸附劑粒徑(典型0.1-0.2 mm)過濾器中的吸附劑粒子質(zhì)量(對于52x67x20 mm過濾器，典型10 g)對于壽命吸附劑粒徑(典型0.1-0.2 mm) 20 過濾器中的吸附劑粒子質(zhì)量(對于52^67x20 mm過濾器，典型10 g)揮發(fā)性物質(zhì)裝載本發(fā)明的揮發(fā)性物質(zhì)過濾器可以具有多種應用，并且可以被包含于家 用空氣清潔器和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種揮發(fā)性物質(zhì)過濾器，其包含在氣流穿過所述過濾器的方向上延伸的載體表面上的揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的過濾器，其中所述載體表面與氣流方向平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求所述的過濾器，其中所述吸附劑材料載體表面由塑料形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾器，其中所述載體表面具有薄的橫截面。 io
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾器，其中所述載體表面為0.05至0.3 mm厚。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾器，其中所述載體表面為0.1mm厚。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的過濾器，其中所述載體表面為 管狀形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾器，其中所述管狀載體表面具有圓柱形、正方形或其它多邊形的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的過濾器，其中所述的載體表面由基本上平行的載體表面的陣列提供，布置所述基本上平行的載體表面，使得氣體可以沿每一表面流過。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過濾器，其中所述載體表面由隔板壁分隔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的過濾器，其中所述隔板壁為塑料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的過濾器，其中所述隔板壁具有小的 厚度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10、 11或12所述的過濾器，其包含擠出槽紋塑料 25片材的陣列。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的過濾器，其中省略交替凹槽，而在側(cè)面留 下作為分隔物的凹槽材料的殘段。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的過濾器，其中所述吸附劑材 料粒子在幾毫米至O.l微米的尺寸范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的過濾器，其中所述吸附劑材料是尺寸為0.1至0.2 mm的活性炭粒子。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的過濾器，其中通過部分熔化 所述載體表面將所述吸附劑材料粒子粘附到所述載體表面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的過濾器，其中使所述載體表面在加熱爐或 5微波爐中部分熔化。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的過濾器，其中通過靜電引力 將所述吸附劑材料粒子粘附到所述載體表面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的過濾器，其中通過粘合劑將 所述吸附劑材料粒子粘附到所述載體表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過濾器，其中所述粘合劑為低揮發(fā)性物質(zhì)逸出類型。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的過濾器，其中所述粘合劑選自乳膠、丙烯 酸或水基接觸粘合劑、硅氧垸基粘合劑和蠟。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的過濾器，其中所述吸附劑材料粒子在粘合 15之前是帶電荷的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的過濾器，其中所述載體表面是帶相反電荷 的，以有利于粘附。
25. 根據(jù)權(quán)利要求9至24中任一項所述的過濾器，其中所述載體表面 隔開0.1 mm至20 mm的距離。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的過濾器，其中所述載體表面隔開2至4mm的距離。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的過濾器，其中所述載體表面隔開約2 mm 的距離。
28. 根據(jù)權(quán)利要求10至27中任一項所述的過濾器，其中，當所述載 25體表面由隔板壁隔開時，所述隔板壁以0.5mm至20mm的距離間隔。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的過濾器，其中所述隔板壁以2 mm至6 mm 的距離間隔。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的過濾器，其中所述隔板壁以約2mm的距離間隔。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的過濾器，其中所述揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑材料使活性炭粒子或顆粒。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的過濾器，其中所述吸附劑材 料是吸濕性或易潮解材料。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的過濾器，其中所述吸附劑材5料選自沸石、硅膠和氯化鈣。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1至33中任一項所述的過濾器，其包括用于推進氣 體從其中流動通過的裝置。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的過濾器，其中所述推進裝置為風扇。
36. —種揮發(fā)性物質(zhì)過濾器，其基本上如參考附圖的圖5至10中的任 io—張圖所如上描述的，并且如附圖的圖5至10中的任一張圖所示的。
全文摘要
一種揮發(fā)性物質(zhì)過濾器包含在平行于氣流穿過所述過濾器的方向上延伸的塑料載體表面(42)上的揮發(fā)性物質(zhì)吸附劑材料粒子(42)。
文檔編號B01D53/04GK101257961SQ200680032697
公開日2008年9月3日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者喬治·格里菲思, 杰弗里·諾曼·瓦爾特·蓋伊 申請人:瓦勒隆2有限公司