[发明专利]活性炭空气过滤器

说明书

本发明涉及一种空气过滤器及其制造方法。本发明尤其涉及使用活性碳的波纹纸过滤器结构，这种过滤器结构用于净化空气。

这种活性碳过滤器可被用于空气净化装置中，例如用于居室空气净化器和其他空气过滤设备上，这些装置借助于诸如风扇等的空气输送装置使空气通过整个过滤器，从而使活性碳过滤器通过吸附作用从空气流中尤其除去有机气体、氡、臭氧和二氧化氮(NO₂)。

该过滤器的性能决定于除气效率、容量和压降(空气阻力)。除气效率和吸附能力由有效活性碳的数量决定，而且除气效率和压降还取决于过滤器的结构。

本发明的一个目的是提供一种具有改进性能的活性碳空气过滤器。

本发明的另一目的是提供一种除气效率高、容量高以及压降小、体积小的活性碳空气过滤器。

本发明提供了一种波纹状纸结构的碳过滤器，该装置在费用、每单位过滤器体积的含碳量、过滤器的波纹特性、过滤器的表面积以及过滤器的厚度、经过碳过滤器的压降、碳涂层粘附在波纹状纸支承介质上的附着力等方面都得以优化，并可以便利地用在空气净化器中，特定的边界条件存在于这些过程条件方面，具体而言就是空气速度、压降、过滤器体积和单通空气净化性能(one-pass air cleaningperformance)等。

根据本发明的一个方面提供一种活性碳空气过滤器，这种过滤器包括一携带有活性碳的波纹状纸结构，其特征在于，所述波纹状纸由一种基本上无孔的有机纤维纸构成，并且活性碳作为一涂层设置于波纹状纸的表面上。

根据本发明的另一方面提供一种制造活性碳空气过滤器的方法，该活性碳空气过滤器包括一携带有活性碳的波纹状纸结构，该方法包括由基本上无孔的有机纤维纸制成波纹状纸结构，然后将活性碳以涂层的形式涂覆到波纹纸的表面上。

在现有技术中，活性碳纸制空气过滤器由一种无机纤维、有孔的纸构成，在这种纸被加工成波纹状并形成蜂窝结构前，先将其浸渍在碳中，使碳颗粒分布在纸纤维间的空隙内。这种过滤器可能仅含有限数量的碳，通常情况下，过滤器中碳的载量约为70克/升。

通过使用基本无孔的纸并将碳作为涂层附着在纸的表面上，而使碳涂层被限制并粘附在纸的表面上，从而使过滤器的工作效率得到显著地提高。在一个最佳实施例中，该波纹状纸被制成一蜂窝状结构，这种蜂窝状结构具有大约1mm直径的空气通道，并且最好使用E形槽结构，该结构具有一个1.2到1.4mm高和大致上3mm间距的单元，及约0.1到0.2mm厚的碳涂覆层，从而得到每升过滤器体积含有大约130克碳，这显著地改进了空气净化性能。通道的尺寸选择使过滤器的功能，特别是效率、寿命、压降和过滤器体积都得以优化。

无孔纸最好是由密度约为49克/米²的牛皮纸构成。这种纸的纤维密度足以阻止大约50μm或更大直径的碳颗粒穿过该纤维内部，从而确保碳保持限制在其要粘附的纸表面上。牛皮纸具有成本低、涂覆前易于加工成波纹状和低重量的优点，并且还提供了确保碳涂层以足够粘合力附着在牛皮纸表面上的所需特性。

在制造该空气过滤器的最佳方法中，使用包含粘结剂的水泥浆来涂覆碳涂层，该粘结剂最好是羟甲基纤维素，这种粘结剂具有连续性并可促进涂层良好地粘合到纸上。该涂层是通过将波纹状纸结构部分浸入浆料中涂覆的，最好事先将纸弄湿，并借助于毛细作用或抽吸等手段经过波纹通道上吸浆料，然后通过吹气或类似方法促使浆料排出并干燥，从而在纸表面上留下均匀、致密的碳涂层。

根据本发明的另一方面提供一种空气净化装置，它包括一根据本发明第一方面的活性碳空气过滤器，以及可形成通过空气过滤器之气流的空气输送装置。

现参照附图，通过实施例对根据本发明的空气过滤器和其制造方法作出说明，其中附图：

图1为空气过滤器的一个实施例之部分结构的透视简图；

图2为装配有本空气过滤器的空气净化装置之横截面的高度简化图。