[发明专利]一种惯性碰撞过滤器

说明书

本发明涉及空气过滤设备技术领域，尤其涉及一种惯性碰撞过滤器。本发明惯性碰撞过滤器包括由上而下设置的基板、中间板及粘附层，中间板开设有入气孔，中间板与基板之间形成有纵向贯通的流出通道，在基板上开设有与流出通道相通的通孔，粘附层粘附于中间板上并封闭入气孔。本发明惯性碰撞过滤器可以采用多种材料组成，因而其成本可以大幅下降。相比于现有的商业PM2.5悬浮颗粒污染物过滤器，惯性碰撞过滤器的通孔面积更大，因而可有效地降低压力差，避免阻塞。同时，在较大的风速下，仍然可以保持较高的空气过滤效率。

发明领域

本发明涉及空气过滤设备技术领域，尤其涉及一种惯性碰撞过滤器。

背景技术

近年来，随着大多数发展中国家工业化水平的不断提高，空气污染问题日益引起人民群众的广泛关注。其中，空气颗粒污染物，特别是直径小于或等于2.5微米的颗粒物(简称PM2.5)，是最为严重的空气污染来源。由于小的体积，PM2.5悬浮颗粒污染物可以通过呼吸道系统直接进入或者积累在人的身体内部。根据现有的科学研究表明，长期暴露在PM2.5悬浮颗粒污染物中，将会导致多种呼吸道、心血管等疾病。PM2.5悬浮颗粒污染物主要来源于汽车尾气排放、工厂废气排放，化石燃料(煤、汽油、柴油、天然气)和植物(秸秆、木柴)等原料燃烧。过去的十年中，特别在一些发展中国家(如中国、印度等)，随着工业化进程逐渐加快，PM2.5悬浮颗粒污染问题不断恶化。PM2.5悬浮颗粒污染物在空气中的悬浮寿命长达数天，乃至数周，随着空气的扩散，经常导致长时间、大范围的空气区域污染，严重地威胁着广大人民群众的生命安全。由于PM2.5悬浮颗粒污染物体积小、来源多样、演变机制复杂，PM2.5悬浮颗粒污染物的过滤和收集问题广受关注。

目前，市场上流通的空气过滤器主要包括两种：第一种是静电纤维空气过滤器，通过静电纺丝的方式制备密集的有机纤维膜，进而利用有机纤维膜所带静电来捕获悬浮在空气中的PM2.5悬浮颗粒污染物。为了获得高的悬浮颗粒过滤效率，有机纤维膜的厚度高达几厘米，这不可避免地在过滤膜前后产生高的压力差，导致非常低的空气流通效率。生活中，戴口罩的人经常感受到“闷”，就是由以上原因造成的。另外，随着有机纤维膜自身所带静电的消失，有机纤维膜的过滤效率大大下降，严重影响了过滤器的使用寿命。另一种类型的空气过滤器是基于尺寸过滤的多孔过滤器，类似于常见的污水过滤器。这类过滤器通过在固体薄膜上形成微米级别不规则圆孔来实现PM2.5悬浮颗粒污染物过滤。其基本原理是尺寸大的悬浮颗粒污染物将被圆孔挡住，以此达到过滤的功能。目前为了获得高的气体过滤效率，过滤圆孔的尺寸远远小于PM2.5悬浮颗粒污染物的平均尺寸，导致制造成本大幅上升，空气流通量降低，易阻塞，过滤膜前后压力差大。

对于以上市场上现有的两种类型的空气过滤器而言，为了追求高的过滤效率，逐渐增厚的过滤通道和逐渐缩小的过滤孔径，不可避免的减少了空气的流通率，导致过滤膜前后较大的压力差。同时，静电的消失极大的缩短了空气过滤器的使用寿命。除此以外，一些含有水分子和大尺寸燃烧粉尘的悬浮颗粒，将会不断碰撞有机纤维膜，导致过滤网孔表面产生变形，大大降低过滤器的使用寿命。

发明内容

针对市场上现有过滤技术存在的上述问题，本发明提出了一种低空气阻力、过滤效率高、生产成本低的惯性碰撞过滤器。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种惯性碰撞过滤器，所述惯性碰撞过滤器包括由上而下设置的基板、中间板及粘附层，中间板开设有入气孔，中间板与基板之间形成有纵向贯通的流出通道，在基板上开设有与流出通道相通的通孔，粘附层粘附于中间板上并封闭入气孔。

本发明惯性碰撞过滤器，是利用惯性分离过程捕获PM2.5悬浮颗粒污染物，当载有悬浮颗粒污染物的流动气流通过惯性碰撞过滤器的通孔后，突然改变方向，大质量的悬浮颗粒污染物由于具有更大的惯性将跟随原始轨迹，从而碰撞、吸附于过滤器的粘附层，而质量小的悬浮颗粒污染物则通过流出通道被导出。也就是说，当悬浮颗粒污染物高于特定尺寸时，其颗粒具有大的质量与惯性。当气流方向突然改变时，质量大的悬浮颗粒污染物将从空气流分离，并与用于捕获颗粒的粘附层碰撞，最终被粘附收集。