TWM509683U - 空氣淨化器 - Google Patents

Description

空氣淨化器

本新型涉及空氣淨化領域，尤其涉及一種空氣淨化器。

PM2.5是指環境空氣中空氣動力學當量直徑小於等於 2.5 微米的顆粒物。它能較長時間懸浮於空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。與直徑較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶例如，重金屬、微生物等有毒、有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

隨著人們生活水準的提高和健康觀念的不斷更新，人們逐步認識到空氣質量的重要性。先前，使用較多的是利用空氣淨化器對室內空氣進行淨化處理，然而先前的過濾式空氣淨化器的過濾材料的微孔孔徑較大且不均勻，對PM2.5顆粒物的過濾效果不好。

有鑒於此，確有必要提供一種對PM2.5過濾效果較好的空氣淨化器。

本新型提供一種空氣淨化器，包括一殼體、一風輪機以及一空氣過濾層，所述殼體包括一進氣口以及一出氣口，所述進氣口以及出氣口之間形成一空氣流道，所述風輪機以及空氣過濾層依次設置於所述進氣口與出氣口之間的空氣流道內，所述空氣過濾層包括一過濾網，該過濾網由一奈米碳管結構組成，該奈米碳管結構由複數層奈米碳管膜層疊設置形成，該奈米碳管結構包括複數個微孔，該微孔的孔徑大於1微米小於2.5微米。

與先前技術相比，本新型提供的空氣淨化器具有以下優點：由於過濾層微孔的孔徑大於1微米小於2.5微米，故其透氣性好，且可以對PM2.5顆粒物起到很好的過濾作用；另外，奈米碳管的比表面積較大，為170m² /g，對空氣中的有毒氣體具有很好的吸附作用，不用另外設置吸附層即可達到進一步淨化空氣的目的。

10‧‧‧空氣淨化器

110‧‧‧殼體

111‧‧‧進氣口

112‧‧‧出氣口

120‧‧‧風輪機

130‧‧‧空氣過濾層

132‧‧‧過濾網

134‧‧‧框架

第1圖係本新型提供的空氣淨化器的剖面示意圖。

第2圖係本新型提供的空氣淨化器的立體示意圖。

第3圖係本新型提供的空氣淨化器中空氣過濾層的結構示意圖。

第4圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構的掃描電鏡圖。

第5圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構的透射電鏡圖。

第6圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構所使用的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

第7圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構中所使用的奈米碳管絮化膜的掃描電鏡照片。

第8圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構中所使用的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

第9圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構中所使用的非扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

第10圖係本新型提供的空氣淨化器中奈米碳管結構中所使用的扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

下面將結合附圖及具體實施例對本新型提供的空氣淨化器作進一步的詳細說明。

請參閱圖1-2，本新型實施例提供一種空氣淨化器10，包括一殼體110、一風輪機120以及一空氣過濾層130，所述殼體110包括複數個進氣口111以及複數個出氣口112，所述進氣口111以及出氣口112相連通形成一空氣流道，所述風輪機120以及空氣過濾層130依次設置於所述進氣口111與出氣口112之間的空氣流道內。

所述殼體110的材料不限，可以為塑膠、金屬等。所述殼體110的形狀和大小均可以根據實際需要進行設計。本實施例中，所述殼體110為一長方體，其材料為塑膠。

所述進氣口111以及出氣口112的形狀、大小以及數量均不限，可以根據實際需要設計。所述進氣口111以及出氣口112的設置方式不限，只要保證所述進氣口111以及出氣口112相連通形成一空氣流道即可。所述進氣口111以及出氣口112可以直接連通，也可以通過一管道相連通。優選的，所述進氣口111以及出氣口112設置在所述殼體110中相對的兩個面上。本實施例中，所述進氣口111以及出氣口112的數量均為四個，分別設置在長方體的殼體110相對的兩個面上。

所述風輪機120用於將室內空氣不斷抽入到空氣淨化器中，以及將淨化之後的空氣從出氣口112吹出，進而使室內的空氣迴圈流動。

請參閱圖3-5，所述空氣過濾層130包括一過濾網132。所述過濾網132為一奈米碳管結構，且所述奈米碳管結構由複數個奈米碳管組成且不含任何雜質。該奈米碳管結構包括複數個微孔，所述微孔的孔徑大於1微米小於2.5微米，當微孔孔徑小於1微米時，會使所述空氣淨化器的透氣性較差，當微孔直徑太大時，對PM2.5顆粒物的過濾效果不好。所述奈米碳管結構由複數層奈米碳管膜層疊設置形成。該奈米碳管結構中的微孔孔徑大小與奈米碳管膜的層數有關，奈米碳管膜的層數越多，奈米碳管結構中的微孔孔徑越小。

所述空氣過濾層130可進一步包括一框架134。所述過濾網132可以設置在所述框架134上，所述框架134起到支撐和固定所述過濾網132的作用。該框架134可拆卸設置於所述空氣淨化器10的空氣流道內，從而有利於更換所述過濾網132。由於奈米碳管結構比較純淨，具有較大的黏性，所以所述過濾網132可以通過自身黏性直接黏帖在所述框架134上。當然，所述過濾網132也可以通過膠黏劑等黏帖在框架134上。

所述奈米碳管膜可為奈米碳管絮化膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管拉膜。

請參閱圖6，所述奈米碳管拉膜是由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向是指在奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中多數奈米碳管是通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐是指奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管拉膜置於（或固定於）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管拉膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。具體地，每一奈米碳管拉膜包括複數個連續且擇優取向排列的奈米碳管片段。該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段包括複數個基本相互平行的奈米碳管，該複數個基本相互平行的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管拉膜為從一奈米碳管陣列中拉取獲得。根據奈米碳管陣列中奈米碳管的高度與密度的不同，所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米。所述奈米碳管膜的寬度與拉取該奈米碳管膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。所述奈米碳管膜的結構及其製備方法請參見2008年8月16日公開的，公開號為200833862的台灣新型專利申請公開說明書。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請中的所有技術揭露也應視為本新型申請技術揭露的一部分。值得注意的是，所述奈米碳管拉膜並不限於上述製備方法。

請參閱圖7，所述奈米碳管絮化膜由複數相互纏繞且均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構，以形成一自支撐的奈米碳管絮化膜。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜可通過對一奈米碳管陣列絮化處理而獲得，具體可參見范守善等人於2007年5月17日申請，並於2011年16月1日公告的第I342864號台灣公告專利。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請中的所有技術揭露也應視為本新型申請技術揭露的一部分。值得注意的是，所述奈米碳管絮化膜並不限於上述製備方法。所述奈米碳管絮化膜的厚度為1微米至2毫米。

請參閱圖8，所述奈米碳管碾壓膜由複數個奈米碳管無序排列、沿一個方向擇優取向排列或沿複數個方向擇優取向排列，相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力結合。該奈米碳管碾壓膜可以通過採用一平面壓頭沿垂直於上述奈米碳管陣列生長的基底的方向擠壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管無序排列，該奈米碳管碾壓膜各向同性；所述奈米碳管碾壓膜也可以採用一滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管在所述固定方向擇優取向排列；所述奈米碳管碾壓膜還可以採用滾軸狀壓頭沿不同方向碾壓上述奈米碳管陣列而獲得，此時所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管沿不同方向擇優取向排列，所述奈米碳管碾壓膜可包括複數個部分，每個部分中的奈米碳管沿一個方向擇優取向排列，且相鄰兩個部分中的奈米碳管的排列方向可不同。所述奈米碳管碾壓膜的結構及製備方法請參見范守善等人於2007年6月29日申請，於2010年12月21日公告的第I334851號台灣公告專利。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請中的所有技術揭露也應視為本新型申請技術揭露的一部分。所述的奈米碳管碾壓膜的厚度為1微米至1毫米。

所述層疊設置的複數層奈米碳管膜中相鄰兩層奈米碳管膜之間通過凡得瓦力緊密結合。優選的，所述奈米碳管結構由4到8層奈米碳管拉膜層疊設置形成。當奈米碳管膜的層數太少時，微孔的孔徑太大，對PM2.5顆粒的過濾效果不好。當奈米碳管膜的層數太多時，會降低空氣淨化器的透氣性，且提高製作成本。由於奈米碳管拉膜中的複數個奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列，當複數層奈米碳管拉膜層疊交叉設置時形成的微孔的孔徑比較均勻。

當奈米碳管結構中的每個奈米碳管膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向延伸時，相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管之間具有一交叉角度α，且該α大於0度且小於等於90度。優選的，所述交叉角度α為90度。由於複數層奈米碳管膜層疊且交叉設置，不同層奈米碳管膜中的奈米碳管之間相互交織形成一網狀結構，使所述奈米碳管結構的機械性能增強，同時使所述空氣過濾層130具有複數個均勻且規則排布的微孔，該微孔的孔徑與奈米碳管膜的層數有關，層數越多，微孔的孔徑越小。

本實施例中，所述奈米碳管結構由4層奈米碳管拉膜層疊交叉設置形成，該奈米碳管結構中相鄰奈米碳管拉膜的交叉角度為90度，該奈米碳管結構中微孔的平均孔徑約為1.5微米。

所述奈米碳管膜也可以由複數個奈米碳管線組成。該複數個奈米碳管線可以相互平行、相互交叉或相互纏繞形成一奈米碳管膜。優選的，所述複數個奈米碳管線基本沿相同方向排列。該沿相同方向排列的奈米碳管線之間具有一間隙，由於相鄰兩層奈米碳管膜中的奈米碳管具有一交叉角度α，且0<α≦90°，當複數層奈米碳管膜層疊設置時，相鄰兩層奈米碳管膜中的奈米碳管線相互交叉，從而形成複數個孔徑均勻的微孔。

所述奈米碳管線可為一非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。

請參閱圖9，所述非扭轉的奈米碳管線包括大多數沿該非扭轉的奈米碳管線軸向方向排列的奈米碳管。非扭轉的奈米碳管線可通過將奈米碳管膜通過有機溶劑處理得到。所述奈米碳管膜包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米-1毫米。具體地，可將揮發性有機溶劑浸潤所述奈米碳管膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，奈米碳管膜中的相互平行的複數個奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，從而使奈米碳管膜收縮為一非扭轉的奈米碳管線。該揮發性有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。通過揮發性有機溶劑處理的非扭轉奈米碳管線與未經揮發性有機溶劑處理的奈米碳管膜相比，比表面積減小，黏性降低。

請參閱圖10，所述扭轉的奈米碳管線包括大多數繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。該奈米碳管線可採用一機械力將所述奈米碳管膜兩端沿相反方向扭轉獲得。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。

所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於2002年11月5日申請的，2008年11月21日公告的，公告號為TWI303239的台灣專利；以及於2005年12月16日申請的，2009年7月21日公告的，公告號為TWI312337的台灣專利。

所述空氣淨化器10的工作原理為：用風輪機120將室內空氣抽入到空氣淨化器10的空氣流道內，通過內置的空氣過濾層130過濾空氣，經過空氣過濾層得到淨化的空氣，該淨化的空氣被風輪機120從出氣口吹出進入室內。

所述空氣淨化器10可進一步包括一加濕裝置（圖未示），用於增加空氣的濕度。該加濕裝置可以位於所述出氣口112處。

所述空氣淨化器10可進一步包括一負離子發生器（圖未示）位於所述出氣口112，工作時負離子發生器中的高壓產生的直流負高壓，可以將空氣不斷電離，產生大量負離子，形成負離子氣流，負離子能夠與空氣中的污染顆粒物凝聚成團，並將其沉降，進一步達到清潔、淨化空氣的目的。負離子發生器中的高壓產生的強電場還可以擊穿一些細菌，病毒和微生物的細胞壁，並將其殺死。另外，空氣負離子還能還原來自大氣的污染物質、氮氧化物、香煙等產生的活性氧、減少過複數活性氧對人體的危害。

所述空氣淨化器10可進一步包括一智慧監控系統（圖未示），該智慧監控系統用於即時對空氣的質量做出判斷。另外，智慧監控系統還能對空氣過濾層的壽命，水箱的水位等進行監控。

可以理解，所述加濕裝置、智慧監控系統以及負離子發生器均為可選擇元件，可以根據實際需要進行設置。

本新型實施例提供的空氣淨化器使用奈米碳管結構作為空氣過濾層，當4-8層奈米碳管拉膜層疊交叉設置時，就可以使該奈米碳管層微孔的平均孔徑大於1微米小於2.5微米，且由於奈米碳管的質量較輕，所以本實施例的空氣淨化器具有質量輕、厚度薄、成本低、透氣性好等特點；由於奈米碳管拉膜中的複數個奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列，所以複數層奈米碳管拉膜層疊交叉形成的過濾層中的微孔大小比較均勻，所以本實施例的空氣淨化器對PM2.5顆粒物具有很好的過濾作用；由於奈米碳管的比表面積較大，為170m² /g，對空氣中的異味、有毒氣體和部分細菌等具有很好的吸附作用，不用另外設置吸附層即可達到進一步淨化空氣的目的；另外，由於本案中的奈米碳管結構比較純淨，具有較大的黏性，過濾層可以不使用膠黏劑等即可很好的附著在框架上，而且黏性較大，還可以黏附一些較難過濾的粉塵。

綜上所述，本新型確已符合新型專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本新型之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本新型之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧空氣淨化器

110‧‧‧殼體

111‧‧‧進氣口

112‧‧‧出氣口

120‧‧‧風輪機

130‧‧‧空氣過濾層

Claims (10)

1. 一種空氣淨化器，包括一殼體、一風輪機以及一空氣過濾層，所述殼體包括一進氣口以及一出氣口，所述進氣口以及出氣口之間形成一空氣流道，所述風輪機以及空氣過濾層依次設置於所述進氣口與出氣口之間的空氣流道內，其改良在於，所述空氣過濾層包括一過濾網，該過濾網由一奈米碳管結構組成，該奈米碳管結構由複數層奈米碳管膜層疊設置形成，該奈米碳管結構包括複數個微孔，該微孔的孔徑大於1微米小於2.5微米。
2. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述奈米碳管膜為奈米碳管絮化膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管拉膜。
3. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述奈米碳管膜由複數個奈米碳管構成。
4. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述奈米碳管膜由奈米碳管線構成，該奈米碳管線為由複數個奈米碳管組成的一線狀結構。
5. 如請求項第2項所述之空氣淨化器，其中，所述奈米碳管結構由4到8層奈米碳管拉膜層疊設置，每層奈米碳管拉膜由複數個基本沿同一方向延伸的奈米碳管組成，相鄰的奈米碳管拉膜中的奈米碳管的延伸方向具有一交叉角度α，且該α大於0度且小於等於90度。
6. 如請求項第5項所述之空氣淨化器，其中，相鄰的奈米碳管拉膜中的奈米碳管的延伸方向的交叉角度α等於90度。
7. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述空氣過濾層可拆卸設置於所述空氣流道內，該空氣過濾層進一步包括一框架，所述過濾網設置於該框架上。
8. 如請求項第7項所述之空氣淨化器，其中，所述奈米碳管結構具有黏性，所述過濾網通過奈米碳管結構自身的黏性黏帖在所述框架上。
9. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述空氣淨化器進一步包括一加濕裝置，該加濕裝置位於所述出氣口處。
10. 如請求項第1項所述之空氣淨化器，其中，所述空氣淨化器進一步包括一負離子發生器，該負離子發生器位於所述出氣口處。