专利名称：用于有效场极化介质空气净化器的导电筋的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及空气净化系统，并且尤其直接涉及一种类型的空气净 化器，即使用静电场来极化介质并且极化颗粒以提高所述介质上的颗粒收集 效率的类型。
背景技术：
静电吸引的原理被使用了多年以增强污染物从气流中的去除。空气静电净化器主要分为三类静电沉淀器、无源静电过滤器(passive electrostatic filter)和有效场极化介质空气净化器(active field polarized media air cleaner)， 这些空气静电净化器有时以不同的名称为人所知。静电沉淀器给颗粒充电，然后以反向充电和/或接地的收集盘来捕捉所 述颗粒。无源静电过滤器(也被称为驻极体(electret))使用介质(或不同介质 的组合)，该介质(或不同介质的组合)通过一些处理和/或固有性质的组合 而具有静电电荷。进入具有静电电荷的过滤器介质的颗粒被吸引到具有相反 的静电电荷的被充电的介质过滤器材料上。有效场极化介质空气净化器使用由两个电极之间的电压差产生的静电 场。电介质过滤器介质被放置在两个电极间的静电场中。所述静电场将介质 纤维和进入的颗粒极化，由此提高了所述介质和空气净化器的效率。电介质 材料是电绝缘体或对电流高度抵抗并且仍能存储电能的物质。电介质材料试 图聚集施加在该电介质材料内的电场并且由此成为静电场的有效支持物。另一个静电空气过滤器的设计公开在加拿大专利号为1,272,453的专利 中，在该专利中，将一次性矩形滤筒连接到高压电源。该滤筒包括导电内心心屏蔽物夹在两个电介质纤维性材料(塑料或玻璃)层之 间。反过来，两个电介质层进一步夹在导电材料的两个外部屏蔽物间。导电 内心屏蔽物被提升到高压，由此在内心屏蔽物和两个导电外部屏蔽物之间产 生静电场，所述两个导电外部屏蔽物保持在相反电位或接地电位。高压静电 场极化两个电介质层的纤维。折叠过滤器也是公知的。折叠过滤器由片状过滤器介质被折叠成一系列 皱褶而形成。 一种类型的折叠过滤器被称为迷你折叠过滤器，该迷你折叠过 滤器具有间隔更紧凑的更小的皱褶。迷你折叠过滤器的相邻皱褶间的最高点之间的间隔不超过20mm并且通常间隔在5.0mm-7.0mm的范围内。迷你折叠空气过滤器通常使用7/8-11/4英寸深的皱褶，所述皱褶间的空 气间隔非常窄(1/8英寸)，使得可以在标准结构中包装比具有传统的深波形 皱褶更多的滤纸。迷你折叠过滤器的相邻折叠被分离，并且通过胶条、线、 丝带、带子、条带介质或间隔小于所述介质的宽度的连续的玻璃片、泡沫片 或塑料片而固定在适当的位置。迷你折叠过滤器所容纳的滤纸是相同结构尺 寸的深度折叠过滤器或波形分离器过滤器所容纳的滤纸的近两倍。River拥有的美国专利2,908,348示出了应用到用于产生静电场的折叠介 质的导电条带的使用。所述条带用于在折叠过滤器介质的范围内产生静电 场。Joannou拥有的美国专利6，497,754示出了具有连接到折叠部分的顶部边 缘和底部边缘(最高点)的导电线的折叠过滤器。在折叠部分的顶部最高点 和底部最高点之间施加高压电平在折叠的过滤器材料内产生了静电场。发明内容本发明具体呈现了一种过滤器介质，其中使用导电筋以与所述介质支撑 和/或保持在一起，并且在所述介质内产生静电场。本发明还具体呈现了 一种折叠过滤器介质，其中导电筋或构件被用于支 撑所述介质、分隔折叠表面、增加整个装配的强度，在多层介质中，所述导 电筋或构件被用于使各层保持在一起并且在所有情况下均在所述介质内产 生静电场。根据本发明，通过在相邻的导电筋之间施加高的电压差而在所述介质内 产生静电场，由此提高过滤器的效率。
图1是根据本发明的包括导电筋的迷你折叠过滤器； 图2A是根据本发明的包括导电筋的迷你折叠过滤器的部分示意性形式 的等比例图示；图2B是根据本发明的包括导电筋的非折叠过滤器的部分示意性形式的 等比例图示；图3是图2B中示出的根据本发明的过滤器的过滤器介质和导电筋的橫 截面视图；图4示出了根据本发明的用于将静电场应用到过滤器介质的第一实施方式；图5示出了根据本发明的用于将静电场应用到过滤器介质的第二实施方式；图6示出了根据本发明的用于将静电场应用到过滤器介质的第三实施方式；图7是图2A中示出的根据本发明的过滤器的过滤器介质和导电筋的横 截面视图。
具体实施方式
图1中示出的折叠过滤器IO包括通常为塑料或金属的刚性框架12，该 刚性框架12围绕折叠的过滤器材料14。所示的过滤器是具有平行的导电筋 的迷你折叠过滤器，该平行的导电筋使所述迷你折叠过滤器的褶皱保持在适 当的位置。具体地，图1中示出了基本平行的导电筋16和18。基于迷你折 叠过滤器结构的尺寸，可以具有两个或更多个将所述折叠过滤器材料14保 持在适当位置的平行的导电筋。如图2A所示，折叠过滤器介质14通过顶部导电筋16A和底部导电筋 16B而保持在适当的位置，所述顶部导电筋16A和底部导电筋16B分别位 于折叠过滤器介质14的上方和下方。与导电筋16A和16B平行的是相邻的 成对的导电筋行，即顶部导电筋18A和底部导电筋18B。通常，在过滤器介 质14的每一侧上的平行的导电筋行之间的间隔为0.5英寸至0.75英寸。图7中示出了图2A中的过滤器介质和导电筋的横截面视图。过滤器介 质14夹在顶部导电筋16A和底部导电筋16B之间。特别地，过滤器介质14 通过顶部导电筋16A保持在适当的位置。此外，过滤器介质14通过底部导 电筋16B保持在适当的位置。如图2A和图4中所示，高压电源108的一端被连接到过滤器介质14 顶部上的导电筋16A和16B。高压电源108的另一端被连接到过滤器介质 14底部上的导电筋18A和18B。在一个实施方式中，施加到所述导电筋的 高压在过滤器介质14中提供3-30kv/cm范围内的静电场。可以适当地选择导电筋之间的间隔和施加到导电筋上的电压，以产生用 于特定过滤器介质的期望的场强度。已经发现，当导电筋应用到额定最低效 率报告值(MERV)为11的折叠介质并且建立静电场时，在0.3微米颗粒大 小上的过滤器效率为31%—59% (增长了90%)。本发明的导电筋还可以应用到不同形状因数的过滤器，例如袋式过滤器或托盘过滤器。此外，本发明的导电筋还可以应用到不同的过滤器介质的过滤器。例如，过滤器介质14可以由静电等级不同的纤维(驻极体)构成。 过滤器介质14可以本质上为一种过滤器材料或多层不同的过滤器材料层。此处使用的术语"筋"意为任意材料，例如胶、线、丝带、带子、条带 或连续的玻璃片、泡沫片、金属片或塑料片或任意其他附着到过滤器介质的 表面或被制成附着到过滤器介质的表面的材料，该材料被放置在所述过滤器 介质上并对该过滤器介质提供一些机械支撑。图2B和图3提供了将本发明的导电筋使用在基本平坦的过滤器介质20 中的示例。特别地，位于平坦的过滤器介质20上方和下方的顶部导电筋22A 和底部导电筋22B支撑平坦的过滤器介质20。与导电筋22A和22B平行的 是相邻的成对的导电筋行，即顶部导电筋24A和底部导电筋24B，该顶部导 电筋24A和底部导电筋24B也支撑平坦的过滤器介质20。高压电源108的一端被连接到介质过滤器20顶部的导电筋22A和22B。 高压电源108的另一端被连接到介质过滤器20底部的导电筋24A和24B。将高压电源108连接到过滤器介质的顶部和底部的导电筋的可替换连接 方式如图5和6所示。在图5中，高压电源108的一端被连接到过滤器介质 14下方的第一导电筋16B。高压电源108的另一端被连接到过滤器介质14 上方的第二导电筋18A。将高压电平施加到过滤器介质14的交替侧上的导 体上，促使静电场穿过过滤器介质14，并且可以在过滤器介质14内部提供 更强的静电场。在图6中，高压电源108的一端被连接到第一导电筋16A。高压电源108 的另一端被连接到第二导电筋18A，该第二导电筋18A与第一导电筋16A 位于过滤器介质14的同一侧上。将高压电平施加到过滤器介质14同一侧上 的导体上，可以提供与电源108的更简单的连接。也可以采用其他连接的组合。例如，高压电源108的一端可以被连接到过滤器介质14顶部和底部的导体，并且高压电源108的另一端被连接到过 滤器介质14顶部或底部上的单个导体。使用本发明可以使有效场极化介质空气净化器更易于制造并且由此购 买更加经济。虽然本发明的导电筋可以应用到平面或折叠介质，但特别有益 的是使导电胶筋作为迷你折叠过滤器结构的集成部件。以上公开的本发明可以以多种方式应用，包括但不限于，使用在采暖通 风和空调(HVAC)系统中、独立的过滤器/鼓风机单元中以及工业空气净化 系统和集尘器中。虽然上述实施方式主要描述了平坦的过滤器结构，但本发 明还可以用于其他结构，例如包括但不限于多平板的V形组、面板和V 形单元的互连组、用于集尘器系统的筒式过滤器等。此外，任意且所有这些 均可以连接到装置的上游或下游的电离或极化阵列以提高效率。
权利要求
1.一种过滤器，该过滤器包括片状过滤器材料；第一导电筋，该第一导电筋应用到所述片状过滤器材料上，并且为所述过滤器材料提供支撑；以及第二导电筋，该第二导电筋基本平行于应用到所述片状过滤器材料上的所述第一导电筋，并且为所述过滤器材料提供支撑。
2. 根据权利要求1所述的过滤器，其中所述片状过滤器材料是折叠的 片状过滤器材料。
全文摘要
一种折叠的过滤器介质，该介质包括多个平行的导电筋，该导电筋用于支撑所述介质并将所述折叠表面分隔开。高的电压差被施加到相邻的导电筋之间，从而在过滤器介质内产生静电场，由此提高了过滤器的效率。
文档编号B01D39/10GK101336126SQ200680049934
公开日2008年12月31日 申请日期2006年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者F·怀泽 申请人:环境管理联合公司