[发明专利]具有局部深度的开孔式稳定器的空气过滤器

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种空气过滤器，尤其涉及一种使用颗粒状过滤材料来过滤通过过滤器的空气的空气过滤器。

背景技术

空气过滤器常常使用颗粒状过滤材料来过滤通过过滤器的空气，进而从空气中除去有害物质。例如，很多空气过滤器使用活性炭颗粒来从空气中净化掉不希望有的物质(例如毒素、生物分子等)。通常来说，颗粒状过滤材料置于框架内的两个筛子(例如筛网、格栅等)之间，空气能通过这种筛子但该颗粒状过滤材料不能。

颗粒状过滤材料通常具有不规则的形状，使得紧密装填变得更复杂。更明显的是，在过滤器的运输和操作过程中，颗粒状过滤材料易于移动和沉积，结果形成了能够通过过滤材料的优先通道。

而且，随着颗粒状过滤材料在过滤器中的移动，较大颗粒可分裂为较小颗粒，这导致进一步的移动和沉积，因而导致额外的颗粒分裂，等等。当颗粒状过滤材料变脆并因此容易破碎时，此问题尤其明显。随着颗粒状过滤材料分裂为更小的颗粒，更容易形成优先通道。

上述穿过颗粒状过滤材料的优先通道(有时称为“烟道”)通常是不希望有的，因为它们使得空气较少地暴露在过滤材料下而通过过滤器，因而降低了过滤器的效率。在采用活性炭颗粒和类似物的情况下，该移动和沉积效应尤其麻烦，因为这些颗粒易于具有不规则形状，并因此对上述运输和操作过程中的有害移动和沉积高度敏感。

因此，颗粒状过滤材料的制造商、尤其是活性炭过滤材料的制造商通常使用各种方法以减少过滤器中颗粒状过滤材料的有害移动和沉积，例如运输和操作过程中的移动和沉积。在本行业中已知的过滤材料稳定方法包括：(i)使用压缩弹簧和弹性泡沫来将颗粒状过滤材料压缩在两个相对的筛子之间，从而减少了颗粒状过滤材料的有害移动和沉积；(ii)交叉支撑框架(例如在过滤器的深度方向上)以将这些颗粒状过滤材料细分在更小的独立区域里，因而减少运输和操作过程中颗粒状过滤材料的移动和沉积1；(iii)限制每个过滤器的尺寸(如横截面积)，并使用更多单独的过滤器以提供给定的过滤水平(如提供给定横截面积)；等等。

虽然已经发现了这些方法可用于减少上述颗粒状过滤材料中优先通道的形成并提高过滤器效率，然而这些结构制造起来也通常更复杂，并因此增加了过滤器的总成本。另外，虽然交叉支撑的使用有助于通过将颗粒状过滤材料细分到更小的独立区域里而减少颗粒状过滤材料的移动和沉积，然而它也易于增加位于交叉支撑壁旁的过滤颗粒的数量。这带来了一个新问题，由于不规则形状的颗粒在交叉支撑壁旁容易装填不良，因此从而导致形成“壁烟道”(即沿交叉支撑壁旁贯穿过滤器深度的烟道)。由于交叉支撑壁延伸穿过过滤器的整个深度，这些“壁烟道”形成大量穿过过滤器深度的新通道，因此降低了过滤器的整体效率。

因此，需要一种新的改进的过滤器结构，它能减少运输和操作过程中颗粒状过滤材料的有害移动和沉淀，并减少在现有技术中会遇到的复杂性、成本和壁烟道等问题。

发明内容

为了实现上述目的，本发明包括提供和使用一种新颖空气过滤器，该过滤器包括：

中空框架，该中空框架包括第一表面、第二表面和在其间延伸的内部的通道；

在第一表面处延伸跨过通道的第一筛子；

局部深度的开孔式第一稳定器，其延伸跨过通道并进入到通道中，该第一稳定器包括由多个壁形成的矩阵，在所述壁之间界定出多个开孔；

在第二表面处延伸跨过通道的第二筛子；

局部深度的开孔式第二稳定器，其延伸跨过通道并进入到通道中，该第二稳定器包括由多个壁形成的矩阵，在所述壁之间界定出多个开孔；和

紧密装填在第一筛子和第二筛子之间的通道中的颗粒状过滤材料；

其中，第一筛子和第二筛子之间的距离限定了过滤器的深度；

局部深度的开孔式第一稳定器和局部深度的开孔式第二稳定器的深度总和小于过滤器的深度；和

局部深度的开孔式第一稳定器和第二稳定器的深度，其开孔的数量、大小和横截面，过滤器的深度，颗粒状过滤材料的组成以及颗粒状过滤材料的装填紧密程度，均彼此相对平衡，从而为颗粒状过滤材料提供增强的稳定性而不形成额外的壁烟道效应。

附图说明

结合附图并通过对本发明优选实施例的详细描述，本发明的这些和其它目的以及特征将得到更充分的展示或清楚的表现，在附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1为根据本发明的新型过滤器的示意图；

图2为图1所示过滤器中的分解图，其中两个过滤器半体相互间隔开；