技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明總體上涉及家用空氣凈化系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于家用空氣凈化系統(tǒng)的過濾元件。本發(fā)明另外涉及包含這種過濾元件的過濾濾芯。

背景技術(shù)：
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環(huán)境污染在世界各地的許多城市中是一重大的問題。其起源于汽車交通、供暖、農(nóng)業(yè)或電力生產(chǎn)，且是許多疾病尤其是呼吸道疾病以及大量的早逝的原因。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知有要用以安裝在居所或商務(wù)場所的家用凈化系統(tǒng)以凈化室內(nèi)空氣并因此促進(jìn)健康的空氣。

然而，這些設(shè)備通常具有差的凈化性能，因此產(chǎn)生健康的室內(nèi)空氣的印象而實(shí)際上卻存在有高的污染程度。

us8062403b2文件公開了一種過濾元件，其包括具有不同過濾材料的多個(gè)層或多個(gè)厚度。然而，如果設(shè)置有高效空氣微粒過濾器(hepa)類型的過濾材料層，可能會由于該類型的過濾材料的高脆性而出現(xiàn)制造問題。上述文件沒有針對允許方便且安全的生產(chǎn)提出任何解決方案，即不破壞高效空氣微粒過濾器(hepa)類型的過濾材料。

技術(shù)方案

本發(fā)明的一個(gè)目的就是為了回應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，且特別是提供一種合適的過濾元件，以當(dāng)其被使用于家用空氣凈化系統(tǒng)中時(shí)提供最佳的凈化性能，同時(shí)在制造過程中不會造成額外的限制。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種過濾濾芯，其遵守涉及家用空氣凈化器性能的標(biāo)準(zhǔn)nf536。

為此，本發(fā)明的第一方面涉及一種用于家用空氣凈化系統(tǒng)的過濾元件，所述過濾元件包括至少一層根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)en1822:2009的高效空氣微粒過濾器(hepa)類型的過濾材料層，該過濾元件具有：

-第一和第二過濾表面，每個(gè)被設(shè)置為用于被待凈化的空氣流穿過，

-外部側(cè)表面，

其中，所述過濾元件另外包括樹脂，該樹脂至少部分地覆蓋hepa過濾材料層的所述外部側(cè)表面，以機(jī)械地和/或化學(xué)地保護(hù)所述hepa過濾材料層。例如，該樹脂可形成厚度為4mm的層且理想地覆蓋hepa過濾材料層的整個(gè)外部側(cè)表面。

在根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的制造過程中，所執(zhí)行的操作對于hepa類型的過濾材料層是沒有風(fēng)險(xiǎn)的，因?yàn)樵O(shè)置在第一和第二過濾表面之間的或連接第一和第二過濾表面的樹脂保護(hù)側(cè)表面免受機(jī)械和/或化學(xué)侵蝕，即使操作者以赤手直接接觸該側(cè)表面。因此，hepa材料層在制造過濾元件期間被保護(hù)以免受物理損壞，比如直接影響過濾性能的穿孔或撕裂。另外，hepa過濾材料層也被保護(hù)以免受化學(xué)和/或生物污染，尤其是在制造過濾元件過程中或之前存儲不當(dāng)?shù)那闆r下，這在使用過濾元件時(shí)防止被凈化的空氣由于污染物浸出而受到二次污染。此外，這種樹脂層還能夠防止空氣通過外側(cè)面而泄露，并因此迫使空氣穿過過濾材料的整個(gè)厚度。樹脂的存在對于通過過濾元件允許最佳的空氣凈化是有利的。

有利地，第一過濾表面和/或第二過濾表面的周緣也覆蓋有所述樹脂。這在制造包括hepa過濾材料層的過濾元件期間或之前允許對所述層的便利操作，同時(shí)保護(hù)其免受機(jī)械和化學(xué)損壞。此外，在過濾表面上的樹脂的布置能夠允許限制回流現(xiàn)象，該回流現(xiàn)象可擾亂空氣流的凈化過程。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件包括第二過濾材料層，該第二過濾材料層具有兩個(gè)過濾表面，且被放置在所述至少一層hepa過濾材料層的至少一個(gè)過濾面上。根據(jù)是將其放置在hepa過濾材料層的上游過濾表面上或下游過濾表面上，該第二過濾層允許實(shí)現(xiàn)預(yù)過濾或后過濾。

有利地，第二過濾材料層包括例如c3類型的活性炭且沿待凈化的空氣流的方向被放置在所述至少一層hepa過濾材料層的上游。該布置允許保留住分子、細(xì)菌和病毒，而不會造成被過濾的空氣受到由活性炭放出的微粒的二次污染，實(shí)際上，由活性炭放出的微粒通過hepa過濾材料層而被過濾。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件還包括第三過濾材料層，該第三過濾材料層具有兩個(gè)過濾表面，且沿待凈化的空氣流的方向被安置在第二過濾材料層的上游，所述第三過濾材料層例如是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)en779:2012的f7類型。這相對于所述第二過濾材料層允許實(shí)現(xiàn)預(yù)過濾步驟，以避免由活性炭構(gòu)成的第二過濾層的快速飽和，并因此增加過濾元件的壽命的持續(xù)時(shí)間。

同樣地，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件可包括第四過濾材料層，該第四過濾材料層具有兩個(gè)過濾表面，且沿待凈化的空氣流的方向被安置在第三過濾材料層的上游，所述第四過濾材料層例如是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)en779:2012的m5類型。該層相對于其它過濾層允許實(shí)現(xiàn)第一過濾步驟，且在凈化高度布滿微粒的空氣的情況下是特別地有利的，以進(jìn)一步增加過濾元件的壽命的持續(xù)時(shí)間。

有利地，樹脂在至少兩層過濾材料層的過濾表面的相鄰周緣之間形成密封墊圈，以至少部分地確保相對于待凈化的空氣流的徑向密封。該樹脂因此限制 了在兩層過濾材料層之間的、向過濾元件的外部或自過濾元件的外部的、徑向的空氣泄露，這保持了被凈化的空氣的體積且優(yōu)化凈化質(zhì)量。

有利地，樹脂在所述至少一層hepa過濾材料層的過濾表面的周緣和相鄰的、所述第二過濾材料層的過濾表面的周緣之間形成密封墊圈，以至少部分地確保相對于待凈化的空氣流的徑向密封。

類似地，所述樹脂還可在所述第四過濾材料層的過濾表面的周緣和所述第三過濾材料層的過濾表面的周緣之間形成密封墊圈，以至少部分地確保相對于待凈化的空氣流的徑向密封。

本發(fā)明的第二方面涉及一種用于家用空氣凈化系統(tǒng)的過濾濾芯，其特征在于，其包括封閉的殼體，該封閉的殼體具有第一和第二表面，每個(gè)被設(shè)置為用于在其被安裝于所述家用空氣凈化系統(tǒng)中的過程中被穿孔，且其特征在于所述封閉的殼體包含過濾元件。該封閉的殼體可包括涂覆在其外部側(cè)表面上的貼布膠帶。其允許保護(hù)過濾元件在其被使用之前免受存在于存儲環(huán)境中的污染、以及與過濾濾芯的操作和運(yùn)輸相關(guān)的機(jī)械損壞。特別地，在過濾元件包含活性炭的情況下，可在更加長得多的持續(xù)時(shí)間內(nèi)使該過濾元件受到保護(hù)以預(yù)防氧氣，這在濾芯在其被使用之前而將其存儲數(shù)月的情況下是有利的。可穿孔的表面在將濾芯放置在家用空氣凈化系統(tǒng)中時(shí)可被包括在該系統(tǒng)中的穿孔元件穿孔，以允許空氣流穿過所述空氣凈化濾芯。

這種過濾濾芯另外允許其被便利地放置于家用空氣凈化系統(tǒng)中。在被使用之后，這種濾芯可被輕易地從家用空氣凈化系統(tǒng)中取出而不與被污染微粒污染的過濾材料有任何接觸。

例如，包含在過濾濾芯中的過濾元件可以是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的過濾元件。

有利地，過濾濾芯包括樹脂，該樹脂被如此安置以確保所述封閉的殼體和過濾元件之間的密封，和/或確保將所述過濾元件保持在所述封閉的殼體中。這允許最佳的凈化性能，因?yàn)楸贿^濾的空氣流不能在過濾元件和封閉的殼體的內(nèi)部表面之間經(jīng)過，且因此不能避開由過濾濾芯所執(zhí)行的凈化過程。

有利地，過濾濾芯可設(shè)有識別裝置，例如無線射頻識別裝置(rfid),以便確定其來源及控制其使用之前的存儲時(shí)間。

該濾芯也可在其外部表面上設(shè)有機(jī)械定位裝置，如銷或模槽，以便確定過濾濾芯的來源以及其在家用空氣凈化系統(tǒng)中的定位。這種機(jī)械防錯(cuò)標(biāo)記系統(tǒng)還幫助用戶正確地放置濾芯且可避免例如將其顛倒地放置。

有利地，過濾濾芯可在其外部壁上設(shè)有密封元件，當(dāng)過濾濾芯被插入家用空氣凈化系統(tǒng)中時(shí)，該密封元件用于確保與這種系統(tǒng)的互補(bǔ)元件的密封(如由彈性材料制成的墊圈或凸邊或凸肩)。

本發(fā)明的最后一個(gè)方面涉及一種家用空氣凈化系統(tǒng)，其被設(shè)置以接收根據(jù)前述方面的過濾濾芯和/或過濾元件。該系統(tǒng)還可包括穿孔機(jī)構(gòu)，和/或?yàn)V芯防錯(cuò)標(biāo)記。

附圖說明

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀對本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述而變得更加清晰明了，所述實(shí)施方式作為非限制性的示例而被給出且通過附圖而被示出，在附圖中：

-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的過濾元件，

-圖2示出包括根據(jù)圖1的過濾元件的過濾濾芯。

具體實(shí)施例

圖1示出過濾元件1，該過濾元件1包括高效空氣微粒(hepa)(還被稱為高度高效過濾器(the))類型的過濾材料層10。該hepa過濾材料層10設(shè)置有包括周緣12的第一過濾表面11、外部側(cè)表面13以及包括在圖1中不可見的周緣的第二過濾表面14。例如，待凈化的空氣通過第一過濾表面11穿入過濾器中，該第一過濾表面11因此是上游過濾表面，且空氣通過第二過濾表面14從過濾器中排出，該第二過濾表面14因此是下游過濾表面。

外部側(cè)過濾表面13覆蓋有樹脂，該樹脂機(jī)械地或化學(xué)地保護(hù)hepa過濾材料層10。該樹脂也在hepa過濾材料層的制造和存儲期間保護(hù)該hepa過濾材料層，并允許其操作，同時(shí)保護(hù)其免受物理損壞和化學(xué)污染。另外，該樹脂還具有限制或阻止空氣流穿過外部側(cè)表面13的功能?？商娲?，第一過濾表面11的周緣12和/或第二過濾表面14的周緣也覆蓋有所述樹脂。

高效空氣微粒(hepa)類型的過濾材料通常是用交絡(luò)纖維的排列做成的材料。例如，該纖維可由可能自再生玻璃獲得的玻璃纖維、或可替代地可由如纖維素的天然纖維構(gòu)成。優(yōu)選地，hepa過濾材料層符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)en1822:2009。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，過濾器優(yōu)選地是“高效空氣微粒過濾器”等級或更高等級，即至少是h13等級，對于用直徑大于或等于0.3μm的微粒所測得的整體數(shù)據(jù)，h13等級具有99.95％的凈化效率和0.05％的滲透率。由該過濾層導(dǎo)致的初始壓強(qiáng)的損失對于300m³/h的標(biāo)稱流量可能是120pa。該hepa過濾材料可過濾甚至10nm的微粒。

當(dāng)過濾元件在家用空氣凈化系統(tǒng)中使用時(shí)，該類型的過濾等級因此有助于高效的凈化。

覆蓋外部側(cè)表面13且可能覆蓋過濾表面11和14的周緣的樹脂優(yōu)選地是空氣不可滲透的且至少耐磨損的樹脂。例如，這種樹脂可自天然產(chǎn)物如蜂膠、小 燭樹蠟、巴西棕櫚蠟或自針葉樹脂如海松或柏樹獲得。可替代地，該樹脂還可是包含例如石蠟、丙烯酸樹脂、聚酯、聚合物(氯乙烯)或優(yōu)選地包含有機(jī)硅的合成樹脂，諸如道康寧公司制造商的732樹脂。這種樹脂可以是網(wǎng)狀的或不是網(wǎng)狀的。其通過已知的方法，如浸漬或沉積，而被應(yīng)用于外部側(cè)表面13上且可能被應(yīng)用于過濾表面11和14的周緣上。樹脂層的厚度為2-6mm，且優(yōu)選地為4mm。

圖2示出包括過濾元件1a的過濾濾芯2，該過濾元件1a包括圖1中所示的hepa過濾材料層10。過濾濾芯2的過濾元件1a包括位于hepa過濾材料層10的上游的第二過濾材料層20、位于該過濾材料層20的上游的第三過濾材料層30、以及放置于該第三過濾材料層30的上游的第四過濾材料層40，如圖2中所示，每個(gè)過濾層具有兩個(gè)過濾表面。術(shù)語“下游”和“上游”有關(guān)于待凈化的空氣流。過濾濾芯2另外包括殼體3，該殼體3包括側(cè)表面7、第一表面4和第二表面5，該兩個(gè)表面是用可穿孔的材料做成的。包括過濾材料層10、20、30、40的過濾元件1a被包含在殼體3中。

第二過濾材料層20是活性炭層。該活性炭是c3類型的，且具有保留住分子、病毒和細(xì)菌的功能，所述分子、病毒和細(xì)菌甚至具有納米量級的尺寸?；钚蕴吭谶@里是壓縮的以提供最佳的過濾性能。

第三過濾材料層30是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)en779:2012能夠過濾精細(xì)微粒的精細(xì)過濾器，例如f7類型，即具有80-90％的平均效率(em)和35％的最低效率，該兩個(gè)數(shù)值是用0.4μm的微粒所測得的。此外，該第三過濾材料層30在12.7m/s的流速下導(dǎo)致39pa的初始壓強(qiáng)的損失。

第四過濾材料層40是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)en779:2012能夠過濾中等微粒的精細(xì)過濾器，例如m5類型，即對于具有0.4μm的平均尺寸的微粒，該類型具有40-60％的平均效率(em)。此外，該第四過濾層40在1.5m/s的流速下導(dǎo)致90pa的初始壓強(qiáng)的損失。

通過分離元件6使每個(gè)過濾材料層與其它過濾材料層分離。該分離元件6另外保留hepa過濾材料層10位于過濾元件1a的最低層(下游層)，以及保留第四過濾層40位于過濾元件1a的最高層(上游層)，如圖2中所示。分離元件6因此具有物理保留每個(gè)過濾材料層的功能，以避免由過濾材料層之間的摩擦或撞擊導(dǎo)致的損壞。分離元件6由網(wǎng)狀或穿孔材料片構(gòu)成，如塑料或金屬網(wǎng)格、穿孔的箔片或織物。優(yōu)選地，分離元件6由再生和/或可回收材料制造，如聚丙烯網(wǎng)格。

過濾濾芯2另外包括如上所述的樹脂7。該樹脂在將過濾材料層10、20、30、40裝配在過濾濾芯2中之前機(jī)械地和化學(xué)地保護(hù)這些過濾材料層。此外，樹脂7確保將每個(gè)過濾層固定到殼體3。最后，該樹脂確保在每個(gè)過濾材料層的 徑向密封以及在每個(gè)過濾材料層之間的徑向密封。由于第二過濾層20包含壓縮的活性炭，樹脂7在第二過濾層20周圍的存在不是必須的。

殼體3由剛性材料構(gòu)成，優(yōu)選地由氣密性的剛性材料構(gòu)成。例如，殼體3可由紙板或塑料材料構(gòu)成，優(yōu)選地是再生的，如聚丙烯、聚對苯二甲酸乙酯和高密度聚乙烯。第一表面4和第二表面5由可穿孔的材料構(gòu)成，例如具有與殼體3的性質(zhì)相同的性質(zhì)，或由鋁構(gòu)成。優(yōu)選地，殼體3是封閉的，即殼體3不能被沒有物理損壞地打開，例如借助于工具。殼體3有助于在于家用凈化系統(tǒng)中使用過濾元件1a之前保護(hù)該過濾元件1a。殼體3另外包括帶有由天然橡膠和丙烯酸涂層制成的粘合劑的148織網(wǎng)支撐類型的貼布膠帶。該膠帶有助于使殼體3密封，以及有助于機(jī)械地保護(hù)殼體3，從而防止所有的由殼體3的穿孔或撕裂導(dǎo)致的空氣泄露。

在運(yùn)行中，當(dāng)家用凈化系統(tǒng)裝備有過濾濾芯2時(shí)，殼體3的第一表面4和第二表面5的穿孔通過穿孔元件而被執(zhí)行，例如所述凈化系統(tǒng)(未示出)的空心管或空心針。待凈化的空氣流在圖2中由殼體3的上面的兩個(gè)箭頭示出?？諝饬魍ㄟ^凈化系統(tǒng)而被引導(dǎo)直至第一表面4或殼體3的上游表面?？諝饬魇紫却┤氲谒倪^濾材料層40(上游層)，該第四過濾材料層40保留住具有中等尺寸的微粒，空氣流然后穿入第三過濾層30，該第三過濾材料層30保留住具有精細(xì)尺寸的微粒?？諝饬麟S后穿過保留住分子、病毒和細(xì)菌的第二過濾層20。最后，空氣流穿過保留住最精細(xì)的微粒的hepa過濾材料層?？諝饬饕虼送ㄟ^家用空氣凈化系統(tǒng)而被引導(dǎo)穿過第二表面5或下游表面至過濾濾芯2的外部。

過濾材料層在過濾濾芯2中的安置允許直至hepa過濾材料層過濾越來越小的微粒。將包括活性炭的第二過濾材料層插置在hepa過濾材料層和第三過濾材料層之間允許保留住分子、病毒和細(xì)菌，而因此使過濾的空氣不受由活性炭放出的微粒的污染。最佳的空氣凈化因此是可能的，同時(shí)避免過快地堵塞過濾材料層，以保持過濾濾芯2的壽命的持續(xù)時(shí)間。此外，過濾材料層沿空氣流的方向，還按照不斷增加的壓強(qiáng)損失的順序而被安置，這避免了對凈化質(zhì)量不利的回流現(xiàn)象。

樹脂7允許避免過濾材料層之間的泄露，并因此允許包含穿過所有過濾材料層的空氣流，這有助于空氣流的最佳凈化。

最后，包括可穿孔表面4和5的殼體3能夠在使用過濾濾芯之前保護(hù)過濾材料層。特別地，由活性炭構(gòu)成的第二過濾材料層被保護(hù)以預(yù)防氧氣，這即使在過濾濾芯于使用之前以在很長的持續(xù)時(shí)間期間(例如數(shù)月)而被存儲的情況下，保持了第二過濾材料層的過濾性能。

應(yīng)當(dāng)理解的是，可在本說明書中所述的本發(fā)明的不同的實(shí)施方式中進(jìn)行對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的各種修改和/或改進(jìn)，而不脫離由所附權(quán)利要求所限 定的本發(fā)明的范圍。特別地，有關(guān)于過濾材料層的形狀，其可以是任何適合的形狀，如矩形或橢圓形。同樣地，過濾材料層的數(shù)量不被限制為一個(gè)或四個(gè)，而可包括適合于待凈化的空氣的過濾材料的數(shù)量。例如，預(yù)過濾器可被設(shè)置在第四過濾層的上面或者被設(shè)置在家用空氣凈化系統(tǒng)中。最后，過濾等級及其性能僅作為示例而被給出，且可被調(diào)整為適合于待凈化的空氣及家用空氣凈化系統(tǒng)的能力。