[发明专利]一种高效网孔通道分级空气过滤结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效网孔通道分级空气过滤结构。

背景技术

交通工具空调系统用的空气过滤器滤芯，按过滤材料来分，经历了油湿式、油浴式再到纸质滤芯三个阶段；按结构来分，经历了平板式、折叠有隔板式、折叠无隔板式，折叠圆筒式等几个阶段。金属网状滤芯由于过滤效率太低，在交通工具空气过滤系统中已经趋于淘汰。从五十年代开始，出现了新型材料纸质滤芯，技术上经过不断完善，具有过滤效率高，为95%~99%，成本低，更换方便，结构尺寸小，因而获得广泛使用。但由于车辆行驶的道路空气环境中各种尺寸的颗粒物污染严重，易造成过滤器堵塞，寿命短，使得过滤器更换过于频繁。对于大型货车，更换频率甚至高达每600公里1次。同时，现有过滤器结构只能保证去除一种类型的污染物，不满足公众乘客越来越强的多种污染物同时去除的需求。

优良的汽车空调用的空气过滤器结构需要包括以下几方面性能：（1）过滤效率高；（2）同时去除多种污染物；（3）机械强度大；（4）均匀性好；（5）使用寿命长。然而目前国内市场上汽车空调用的过滤器的结构普遍存在以下缺点：一是滤料结构材质单一，过滤效率较低，过滤多种污染物功能较差；二是滤料使用过程中，容尘分布不合理，外多内少，在滤料表面形成表面过滤，阻力增加比较快，降低了滤料使用寿命；三是过滤材料在过滤器内的比例过低，空间利用率过低。

发明内容

本发明针对传统空气过滤器中过滤结构过滤效率低下、功能单一以及寿命短等问题，通过颗粒物过滤理论及计算流体力学技术对滤料结构与功能进行了科学合理的设计，提出一种高效网孔通道分级空气过滤结构。

本发明提出的一种高效网孔通道分级空气过滤结构，专门用于交通环境空调系统的空气过滤器中，以达到空气过滤效率高，过滤污染物种类多，使用过程中阻力变化小，机械强度高，使用寿命长等特点。

本发明为达到以上技术要求，所采取的技术方案是：

一种高效网孔通道分级空气过滤结构，所述分级空气过滤结构沿气流流动方向依次由第一级过滤结构1、第二级过滤结构2、第三级过滤结构3和第四级过滤结构4串联而成，其中：第一级过滤结构1、第二级过滤结构2、第三级过滤结构3和第四级过滤结构4整体结构相同，均由平面滤料Ⅰ与之字形折叠滤料Ⅱ交替叠加形成并联的正三棱柱通道过滤单元，正三棱柱通道过滤单元内每隔相同距离设置正三角形隔板，相邻正三棱柱通道过滤单元内正三角形隔板错位排列，即正三棱柱通道过滤单元内设置正三角形隔板位于与其相邻正三棱柱通道过滤单元中相邻正三角形隔板的中间位置，所述并联的正三棱柱通道过滤单元之间通过滤料分隔，进气口截面上的正三角形进气通道与正三角形隔板交错排布，出气口截面对应进气口截面，每个正三棱柱通道过滤单元以相同开闭形式设置为正三角形出气通道与正三角形隔板交错排布，即若一正三棱柱通道过滤单元进气口截面为敞开式进气通道，出气口截面亦为敞开式出气通道；若一正三棱柱通道过滤单元进气口截面为正三角形隔板，出气口截面亦为正三角形隔板；所述第一级过滤结构1、第二级过滤结构2、第三级过滤结构3和第四级过滤结构4构成正三棱柱通道的滤料不同，所述气体通过第一级过滤结构1由粗颗粒滤料分隔，第二级过滤结构2由中颗粒滤料分隔，第三级过滤结构3由细颗粒滤料分隔，第四级过滤结构4由气态污染物吸附滤料分隔。

本发明中，所述正三棱柱通道过滤单元的底边边长为1-3厘米。

本发明中，所述正三棱柱通道过滤单元内相邻正三角形隔板间距为5-10厘米。

本发明中，所述粗颗粒滤料孔径大于5微米，中颗粒滤料孔径1-5微米之间，细颗粒滤料孔径小于1微米。

本发明中，每级过滤结构并联正三棱柱通道过滤单元的数量可根据需要增加或减少，平面滤料或之字形折叠滤料的滤料厚度为0.5-2mm。

本发明中，第一级过滤结构1、第二级过滤结构2、第三级过滤结构3和第四级过滤结构4边界的形状可随过滤器接口形状改变，可为长方体、圆柱体等结构，其侧面边界全部为不透气的封闭边界。

本发明涉及一种高效网孔通道分级空气过滤结构，与市场上销售的空气过滤器中的滤料结构相比，其优势在于：

（1）本发明通过创造性改变过滤层的结构形式，使得气流流动方式由传统的直进直出方式，变为弯曲流动方式，从而增加了气流通过过滤材料的次数，增加了有效过滤面积，提高了捕集效率。