过滤器元件及包括过滤器元件的气体净化设备制造技术

公开了用于在气体净化设备(100)中使用的过滤器元件(1)。其包括衬底(10)及覆盖衬底(10)的外表面的过滤器层(20)。衬底(10)包括用于包含从气体中有效去除气体污染物的化学品(30)的材料。过滤器层(20)的材料是亲水性的，以吸附从气体中有效去除气体污染物的液体溶液吸附剂，且衬底(10)的被过滤器层(20)所覆盖的外表面是疏水性的。

Filter element and gas purification equipment including filter element

A filter element (1) for use in a gas purification equipment (100) is disclosed. It consists of a substrate (10) and a filter layer (20) covering the outer surface of the substrate (10). The substrate (10) comprises a material for containing chemicals (30) that effectively remove gaseous contaminants from the gas. The material of the filter layer (20) is hydrophilic to adsorb the liquid adsorbent which effectively removes the gaseous pollutants from the gas, and the outer surface covered by the filter layer (20) of the substrate (10) is hydrophobic.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤器元件及包括过滤器元件的气体净化设备
本专利技术涉及用于在气体净化设备中使用的过滤器元件，其包括衬底及覆盖衬底的区域的过滤器层，该区域是衬底的外表面的至少一部分，其中过滤器层包括用于包含从气体中有效去除气体污染物的化学品的材料。此外，本专利技术涉及用于净化气体的设备，其包括所提到的过滤器元件及用于在操作期间实现气体沿着过滤器元件的过滤器层的流动的器件。
技术介绍
室内空气质量是与人类健康和舒适度紧密有关的重要问题。鉴于许多人在室内度过其大部分时间(例如，多于90％的时间)的事实，室内空气的污染构成了对于各种健康问题的重大风险因素。一般而言，空气污染物可以是颗粒污染物、气体污染物及微生物中的一种或多种。颗粒污染物可以通过应用合适的空气净化系统(诸如装备有高效HEPA过滤器的系统)而从空气中被去除。通常存在于颗粒上的微生物也可以以此方式从空气中被去除。本专利技术涉及从空气或需要被净化的另一气体中去除气体污染物的领域。气体污染物包括有机气体和无机气体两者。有机气体污染物的公知示例是甲醛及挥发性有机化合物(VOC)，如苯、甲苯及二甲苯。无机气体污染物是如CO、CO2、NO2、SO2及NH3的气体。应用活性炭过滤器以用于从空气中去除其他污染物是常见的做法。另外，应用光催化氧化方法是已知的。美国专利申请2008/135060A1公开了一种过滤器元件，其包括涂覆有乙酰乙酸盐官能聚合物材料的衬底，乙酰乙酸盐官能聚合物材料与气体(诸如空气)中存在的醛类发生反应并将其去除。过滤器元件的功能基于以下事实：可以通过将包含有一种或多种醛类的气体与包括衬底(例如，过滤器支撑材料)和聚合物组分(其包含乙酰乙酸盐残基)的过滤器元件接触，而将诸如甲醛、乙醛及丙烯醛的气态醛类从空气或者其他气态环境或媒介(诸如烟草烟雾)中去除，其中聚合物组分从缩合聚合物、加成聚合物、环氧树脂、聚硅氧烷、纤维素及纤维素酯中选择。当应用液体溶液吸附剂(即，包含适当化学品的液体溶液)时，气体污染物的有效和简单的去除被实现。然而，归因于相对小尺寸的气体-液体接触面积，在此过程中使用液体的应用是受限的。另外，依据液体的出现而增加的湿度可能是不利的，并且液体可能难以循环利用。通过提供用于包含吸附剂的亲水性衬底(诸如，一张纸)来提高液体溶液吸附剂的应用的有效性是已知的。然而，这种方法的一个缺点是：仅有在衬底的外表面的化学品被牵涉在对气体污染物的去除是必要的反应中，其中大部分化学品存在于衬底的内侧并且因此不能有效地参与反应。因此，当表面化学品已经发生反应时，达到过滤器元件的最大寿命。总而言之，包括亲水性衬底的过滤器元件牵涉包括低液体反应效率、短寿命及化学品的浪费的许多缺点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种过滤器元件，其与通过应用液体溶液吸附剂而用于从气体(诸如空气)中去除气体污染物的已知过滤器元件相比得到了改进，以便减少与已知过滤器元件相关联的问题。本专利技术的目的借助于包括衬底及覆盖衬底的外表面的过滤器层的过滤器元件来实现，其中衬底包括用于包含从气体中有效去除气体污染物的化学品的材料，其中过滤器层的材料是亲水性的，以吸附从气体中有效去除气体污染物的液体溶液吸附剂，并且其中被过滤器层覆盖的衬底的外表面是疏水性的。依据覆盖有亲水性材料的疏水性表面的组合，当液体溶液吸附剂液滴被应用到根据本专利技术的过滤器元件时，获得有利的效果。事实是液滴将在过滤器层中快速散开，形成非常薄的液体层。因此，如所想要的，所有化学品都可以有效地参与反应。此外，过滤器元件可以容易地被再生，即通过添加新的液体溶液吸附剂液滴。当衬底被设计为具有开放的多孔结构时，过滤器元件仅牵涉小的压降，使得相对小的风扇即足以用于生成要通过过滤器元件被净化的气体的流动。因此，当在根据本专利技术的过滤器元件与已知的过滤器元件之间进行比较时，发现：根据本专利技术的过滤器元件牵涉诸如设计复杂度的降低、效率的提高、费用的减少及还可能地功耗的减少的优点。一般而言，对是根据本专利技术的过滤器元件的一部分的并用于支撑过滤器元件的过滤器层的衬底来说，具有大的表面区域和小的压降是有利的。在实际的实施例中，衬底包括多个通道，其中过滤器层覆盖通道中的衬底的至少一部分外表面。例如，凭借具有六边形轮廓的至少一部分通道，衬底可以具有蜂巢状的外观。衬底的通道可以是非直通道，即，与在单个纵向方向中延伸的直通道不同的通道，以便延长要在过滤器元件中被净化的气体的逗留时间。衬底的外表面具有耐液特性是重要的，这对基于被供应到过滤器元件的液体液滴而在过滤器层中形成薄的散开的液体层的过程是有益的。用于在衬底中使用的适当的耐液材料的示例是玻璃、金属、塑料及陶瓷。另外，衬底可以包括诸如Al2O3泡沫的耐液多孔材料。在这样的情况下，归因于过滤器层的亲水特性，液体溶液吸附剂被防止阻塞衬底中的孔。衬底(衬底的至少一部分外表面)具有耐液特性的事实意味着：衬底不是亲水性的，且实际上在该部分外表面处不吸附液体。在本专利技术的过滤器元件的实施例中，衬底可以具有不透液体的特性。根据另一选择，被过滤器层覆盖的衬底的至少一部分区域是疏水性的。在此方面，应指出的是，衬底还可以完全由疏水性材料制成。在一个实施例中，衬底包括亲水性材料，使得仅其外表面是疏水性的。衬底的外部可以被涂覆有疏水性材料。根据存在于本专利技术的框架之内的实际选择，过滤器层是被涂覆到衬底的至少一部分外表面的亲水性涂层的薄层。过滤器层的功能是快速吸附液体溶液吸附剂，使得薄膜被形成。应指出的是，液体溶液吸附剂可以包括水以及根据目标气体污染物而被配制的化学品(一种或多种)，这不改变可以使用除水以外的另一液体的事实。适当的亲水性涂层可以通过用亲水性涂料涂覆衬底、通过向衬底附接亲水性聚合物的薄层等而被实现。本专利技术还涉及用于净化气体(诸如空气)的设备，其包括具有亲水性过滤器层及衬底的过滤器元件，衬底具有前文中所描述的耐液特性，并且该设备进一步包括用于在操作期间实现气体沿着过滤器元件的过滤器层的流动的器件(诸如风扇)。如前文中已经提到的，本专利技术允许过滤器元件的容易的再生。气体净化设备中所包含的再生措施可以牵涉指示器件的应用，指示器件用于向用户指示关于过滤器元件的过滤器层的有效寿命的信息。例如，假若设备上的特定灯接通、设备被激活时发出声音或者产生另外的警示信号的话，用户可以知道液体溶液吸附剂需要被供应到过滤器层。根据另一选择，过滤器层的颜色改变可以充当过滤器层的寿命状态的指示。例如，与气体污染物发生反应并因此而改变颜色的化学品可以被添加到过滤器层。如果再生牵涉来自用户的动作，特别是将过滤器元件从设备去除、通过例如喷雾将适当量的液体溶液吸附剂供应给过滤器元件的过滤器层以及将过滤器元件放回到设备中的适当位置。因此，在这样的情况下，对过滤器元件来说被可移除地布置在设备中是实用的，这并不改变以下事实：也可以具有其中过滤器元件可以被保持在适当位置并还可以被提供有液体溶液吸附剂的设备的设计，在该种情况下将过滤器元件从设备中去除及将过滤器元件放回设备中的适当位置可以省略。在根据本专利技术的气体净化设备的一个更加复杂的实施例中，设备包括用于将液体喷射到过滤器元件的至少一部分过滤器层的喷射装置，使得用户不需要使用分离的喷雾设备。此外，在这一实施例中，可以具有自动的再生。为了这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤器元件(1)，用于在气体净化设备(100)中使用，所述过滤器元件(1)包括衬底(10)及覆盖所述衬底(10)的外表面的过滤器层(20)，其中所述衬底(10)包括用于包含从气体中有效去除气体污染物的化学品(30)的材料，其中所述过滤器层(20)的材料是亲水性的以吸附从气体中有效去除气体污染物的液体溶液吸附剂，以及其中所述衬底(10)的被所述过滤器层(20)所覆盖的所述外表面是疏水性的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.26 EP 15152438.6;2014.12.17 CN PCT/CN2014/1.一种过滤器元件(1)，用于在气体净化设备(100)中使用，所述过滤器元件(1)包括衬底(10)及覆盖所述衬底(10)的外表面的过滤器层(20)，其中所述衬底(10)包括用于包含从气体中有效去除气体污染物的化学品(30)的材料，其中所述过滤器层(20)的材料是亲水性的以吸附从气体中有效去除气体污染物的液体溶液吸附剂，以及其中所述衬底(10)的被所述过滤器层(20)所覆盖的所述外表面是疏水性的。2.根据权利要求1所述的过滤器元件(1)，其中所述衬底(10)包括多个通道(13、13a、13b)，并且其中所述过滤器层(20)覆盖所述通道(13、13a、13b)中的所述衬底(10)的所述外表面(12)的至少一部分。3.根据权利要求2所述的过滤器元件(1)，其中所述衬底(10)凭借至少一部分具有六边形轮廓的所述通道(13、13a、13b)而具有蜂巢状外观。4.根据权利要求2所述的过滤器元件(1)，其中所述通道(13、13a、13b)是非直通道，即与在单个纵向方向中延伸的直通道不同的通道。5.根据权利要求1所述的过滤器元件(1)，其中所述衬底(10)包括亲水性材料，使得仅所述衬底(10)的外表面是疏水性的。6.根据任何前述权利要求所述的过滤器元件(1)，其中所述衬底(10)完全由疏水性材料制成。7.一种用于净化气体设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爽，陈伟忠，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL