CN112473253A - 筒状过滤装置及其制造方法及包含该装置的过滤*** - Google Patents

筒状过滤装置及其制造方法及包含该装置的过滤*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种筒状过滤装置及其制造方法及包含该装置的过滤***，该筒状过滤装置包含波浪形滤网、封闭装置、以及接合装置。波浪形滤网包含相对的第一可挠性侧边、第二可挠性侧边、以及设置于第一可挠性侧边及第二可挠性侧边之间的多个波浪结构。波浪形滤网相对轴线围成筒状结构，筒状结构的两端分别由第一可挠性侧边及第二可挠性侧边围成第一开口及第二开口。封闭装置设置于第一开口。封闭装置具有第一凹槽，第一可挠性侧边可通过弹性卡合于第一凹槽内，使第一开口由封闭装置封闭。接合装置设置于第二开口。接合装置具有第二凹槽以及通口，第二可挠性侧边可通过弹性卡合于第二凹槽内，使第二开口与通口连通。

Description

筒状过滤装置及其制造方法及包含该装置的过滤***
技术领域
本发明是关于一种筒状过滤装置及其制造方法以及包含筒状过滤装置的过滤***。更具体而言，本发明是关于一种用于过滤气态分子污染物的筒状过滤装置及其制造方法、以及包含筒状过滤装置的过滤***。
背景技术
在例如半导体制造业的工业制造领域中，为了进一步提升产品良率，无尘室被广泛使用以在洁净、无污染的隔离环境中进行产品的生产制造。欲达成无尘室的环境要求，一般会在无尘室的进气口架设风机及过滤设备，使气流经由风机驱动通过过滤设备的滤网再进入无尘室，由以过滤污染物。
在污染物当中，气态分子污染物不像粉尘具有固定形状，无法利用控制滤网孔隙大小滤除，因此常见使用活性碳材料加以去除。其中，如图1所示的现有活性碳过滤筒70，活性碳粒73系设置在内外两层由例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(AcrylonitrileButadiene Styrene，ABS)等高分子或不锈钢等金属制成的网状结构71及72之间，然后过滤筒两端以盖体74、75加以封闭。由于活性碳粒73间具有空隙，且气体流经空隙时会造成活性碳粒73的震动，使活性碳粒73彼此撞击产生碎末，导致粉尘量增加以及活性碳粒中的焦油等物质渗出。此外，现有活性碳过滤筒填充活性碳粒73后的重量较重，更换及运输较为不便。因此，现有活性碳过滤筒有改善的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种筒状过滤装置及其制造方法，具有低粉尘、易更换、节省滤料、便于运储等优点。
本发明的另一目的在于提供一种包含筒状过滤装置的过滤***，具有低粉尘、维护容易等优点。
本发明的另一目的在于提供一种筒状过滤装置的用途，具有低粉尘、易更换、节省滤料、便于运储等优点。
本发明的筒状过滤装置包含波浪形滤网、封闭装置、以及接合装置。波浪形滤网包含相对的第一可挠性侧边、第二可挠性侧边、以及设置于第一可挠性侧边及第二可挠性侧边之间的多个波浪结构。波浪结构的棱线分别连接第一可挠性侧边及第二可挠性侧边。其中，波浪形滤网相对轴线围成筒状结构，使波浪结构的棱线平行于轴线，多个波浪结构的首、末个波浪结构对应的侧边可分离地直接或间接相接，筒状结构的两端分别由第一可挠性侧边及第二可挠性侧边围成第一开口及第二开口。封闭装置设置于第一开口。封闭装置具有第一凹槽，第一可挠性侧边可通过弹性卡合于第一凹槽内，使第一开口由封闭装置封闭。接合装置设置于第二开口。接合装置具有第二凹槽以及通口，第二可挠性侧边可通过弹性卡合于第二凹槽内，使第二开口与通口连通。
在本发明的实施例中，波浪形滤网进一步包含连接件，供固定相接的首、末个波浪结构对应的侧边。
在本发明的实施例中，筒状过滤装置进一步包含支撑装置设置于筒状结构内，并分别连接支撑于封闭装置及接合装置之间。
在本发明的实施例中，波浪形滤网包含活性碳滤网。
在本发明的实施例中，第一可挠性侧边及第二可挠性侧边的高度大于多个波浪结构的厚度。
在本发明的实施例中，(H×N×2)/D的值介于3至30之间，其中H为该多个波浪结构的厚度，N为该多个波浪结构的个数，D为该筒状结构的内径。
本发明的过滤***包含腔室以及前述筒状过滤装置。腔室包含腔室入口以及具有腔室出口的第一内面。筒状过滤装置以轴线垂直于第一内面的方式设置连接于第一内面而使通口与腔室出口相连通。其中，腔室出口、通口及腔室入口共同形成气流路径，波浪形滤网位于气流路径上。
在本发明的实施例中，腔室进一步包含对接装置设置于第一内面上并对应腔室出口的位置。接合装置系与对接装置对接，使筒状过滤装置固定于第一内面，且第一开口与腔室出口连通。
在本发明的实施例中，腔室入口位于第一内面的对侧。轴线平行于水平面。
本发明的筒状过滤装置制造方法，包含：S1000提供波浪形滤网，波浪形滤网包含相对的第一可挠性侧边、第二可挠性侧边、以及设置于第一可挠性侧边及第二可挠性侧边之间的多个波浪结构，波浪结构的棱线分别连接第一可挠性侧边及第二可挠性侧边；S2000相对轴线将波浪形滤网围成筒状结构，使波浪结构的棱线平行于轴线，多个波浪结构的首、末个波浪结构对应的侧边可分离地直接或间接相接，筒状结构的两端分别由第一可挠性侧边及第二可挠性侧边围成第一开口及第二开口；S3000将封闭装置设置于第一开口，其中封闭装置具有第一凹槽，第一可挠性侧边可通过弹性卡合于第一凹槽内，使第一开口由封闭装置封闭；以及S4000将接合装置设置于第二开口，其中接合装置具有第二凹槽以及通口，第二可挠性侧边可通过弹性卡合于第二凹槽内，使第二开口与通口连通。
在本发明的实施例中，筒状过滤装置制造方法进一步包含使用连接件固定相接的首、末个波浪结构。
本发明的筒状过滤装置制造方法，其用途是用于过滤进入建筑空间的气体。
附图说明
图1为现有活性碳过滤筒的示意图。
图2A为本发明筒状过滤装置的实施例示意图。
图2B为本发明筒状过滤装置的实施例分解示意图。
图2C为本发明筒状过滤装置中波浪形滤网的实施例示意图。
图3A及3B为本发明中密封装置的不同实施例示意图。
图4A为本发明中的连接件的实施例示意图。
图4B至4E为本发明中使用连接件固定相接的首、末个波浪结构对应的侧边的实施例示意图。
图5为本发明筒状过滤装置的不同实施例分解示意图。
图6A为本发明筒状过滤装置制造方法的实施例流程示意图。
图6B为本发明筒状过滤装置中波浪形滤网卷曲的实施例示意图。
图6C为本发明筒状过滤装置制造方法的不同实施例流程示意图。
图7A为本发明过滤***的实施例示意图。
图7B为筒状过滤装置安装在第一内面前的局部示意图。
主要元件符号说明：
70 现有活性碳过滤筒
71 网状结构
72 网状结构
73 活性碳粒
74 盖体
75 盖体
100 波浪形滤网
100` 筒状结构
101 第一开口
102 第二开口
110 第一可挠性侧边
120 第二可挠性侧边
130 波浪结构
130` 首个波浪结构对应侧边
130`` 末个波浪结构对应侧边
131 棱线
140 连接件
141 第一凹槽
142 第二凹槽
200 封闭装置
210 第一凹槽
211 卡合结构
300 接合装置
302 通口
310 第二凹槽
330 卡合销
400 支撑装置
801 轴线
900 筒状过滤装置
910 腔室
911 腔室入口
912 第一内面
913 腔室出口
914 对接装置
990 过滤***
S1000 步骤
S2000 步骤
S3000 步骤
S4000 步骤
S5000 步骤
W110 第一可挠性侧边高度
W120 第二可挠性侧边高度
W130 波浪结构厚度
W210 第一凹槽宽度
W310 第二凹槽宽度
具体实施方式
如图2A所示的实施例示意图以及图2B所示的实施例分解图，筒状过滤装置900包含波浪形滤网100、封闭装置200、以及接合装置300。其中，波浪形滤网100较佳是由例如不织布固定活性碳颗粒的滤料于其中。然而在不同实施例中，波浪形滤网100可由其他具孔隙物件或结构固定例如离子交换树酯、沸石材料、有机金属骨架材、分子筛、氧化铝、二氧化硅、机能性高分子等滤料。更具体而言，筒状过滤装置900是由卷曲而围成筒状的波浪形滤网100、封闭装置200、以及接合装置300组配而成。其中，如图2C所示，波浪形滤网100在未卷曲前可为平面状态，包含相对的第一可挠性侧边110、第二可挠性侧边120、以及设置于第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120之间的多个波浪结构130。波浪结构130的棱线131分别连接且较佳系垂直于第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120。第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120的高度W110、W120略大于多个波浪结构的厚度W130。所述筒状较佳为圆筒状，然而在不同实施例中，可基于制造、或使用需求等，而为其他不同截面形状的筒状。
如图2B所示，因为波浪结构130至少基于波浪形设计而具有可挠性，又第一可挠性侧边110、第二可挠性侧边120至少基于弹性而具有可挠性，所以波浪形滤网100可相对轴线801围成筒状结构100`，使波浪结构130的棱线131平行于轴线801，多个波浪结构130的首、末个波浪结构对应的侧边130`、130``可分离地直接或间接相接。所称直接相接包含直接接触，间接相接包含其间夹设例如磁铁等另一物件。筒状结构100`的两端分别由第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120围成第一开口101及第二开口102。其中，第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120可选用例如聚氨酯(Polyurethane，PU)、硅胶、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)、乙丙橡胶(Ethylene Propylene rubber，EPM)、三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer，EPDM)等具有弹性的热塑性材料。
如图2B所示，封闭装置200设置于第一开口101，接合装置300设置于第二开口120。更具体而言，如图2B所示的实施例，封闭装置200具有第一凹槽210，第一可挠性侧边110可通过弹性迫紧卡合于第一凹槽210内，并可增加气密性，且使第一开口101由封闭装置200封闭。接合装置300具有第二凹槽310以及通口302，第二可挠性侧边120可通过弹性迫紧卡合于第二凹槽310内，并可增加气密性，且使第二开口102与通口302连通。其中，第一凹槽210及第二凹槽310的宽度W210、W310分别略小于第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120的高度W110、W120且略大于多个波浪结构的厚度W130，由以增加第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120卡合在第一凹槽210及第二凹槽310内的紧密度。此外，如图3A及3B所示的实施例，封闭装置200于第一凹槽210的侧边还可设置例如螺纹或活动卡榫等的卡合结构211，供使第一可挠性侧边110更稳固地卡合于第一凹槽210内。
如上所述，波浪形滤网100卷曲而围成筒状后，可通过第一可挠性侧边110及第二可挠性侧边120分别卡合于第一凹槽210及第二凹槽310内而使其形状固定为筒状。然而在如图4A至4E所示的不同实施例中，波浪形滤网100可进一步包含连接件140，供固定相接的首、末个波浪结构对应的侧边130`、130``。其中，连接件140可为具有S形剖面的长条结构，包含开口方向相反的第一凹槽141及第二凹槽142。如图4D所示，两连接件140可分别通过其第一凹槽141卡合固定于侧边130`、130``。而后，如图4E所示，两连接件140可分别通过其第二凹槽142相互卡合，由以使相接的首、末个波浪结构对应的侧边130`、130``固定。进一步而言，连接件140表面较佳为平滑无粗糙，由以增加气密性。此外，还可通过侧边130`、130``的弹性促使与第一凹槽141及第二凹槽142的卡合更加紧密。再者，波浪形滤网100卷曲而围成筒状后，气流是由筒状结构内往外穿透波浪形滤网100，亦即会对波浪形滤网100施予向外撑开的力，从而使相邻两连接件140的卡合更紧密。另一方面，波浪形滤网100本身即具有相当的强度，然而在如图5所示的不同实施例中，筒状过滤装置900进一步包含支撑装置400设置于筒状结构100`内，辅助支撑波浪形滤网100以维持形状。其中，支撑装置包400较佳含多条连接封闭装置100及接合装置200的杆件。
进一步而言，如图6A所示的实施例流程图，筒状过滤装置900是通过例如以下步骤制造。
步骤S1000，提供波浪形滤网，波浪形滤网包含相对的第一可挠性侧边、第二可挠性侧边、以及设置于第一可挠性侧边及第二可挠性侧边之间的多个波浪结构，波浪结构的棱线分别连接第一可挠性侧边及第二可挠性侧边。更具体而言，是提供如图2C所示的波浪形滤网100。
步骤S2000，相对轴线将波浪形滤网围成筒状结构，使波浪结构的棱线平行于轴线，多个波浪结构的首、末个波浪结构对应的侧边可分离地直接或间接相接相接，筒状结构的两端分别由第一可挠性侧边及第二可挠性侧边围成第一开口及第二开口。更具体而言，是如图6B所示，相对轴线801将波浪形滤网100围成如图2B所示的筒状结构100`。
步骤S3000，将封闭装置设置于第一开口，其中封闭装置具有第一凹槽，第一可挠性侧边可通过弹性卡合于第一凹槽内，使第一开口由封闭装置封闭。更具体而言，是如图2B所示将封闭装置200设置于第一开口101。
步骤S4000，将接合装置设置于第二开口，其中接合装置具有第二凹槽以及通口，第二可挠性侧边可通过弹性卡合于第二凹槽内，使第二开口与通口连通。更具体而言，是如图2B所示将接合装置300设置于第二开口102。通过上述步骤，即可制成如图2A所示的筒状过滤装置900。
另一方面，如图6C所示的不同实施例，筒状过滤装置900的制造还可包含步骤S5000，使用连接件固定相接的首、末个波浪结构对应的侧边。更具体而言，是如图4所示使用连接件140固定相接的首、末个波浪结构对应的侧边130`、130``。
基于上述，相对于传统由活性碳粒填充形成的过滤筒，本发明筒状过滤装置900由于其中的波浪形滤网100是由例如不织布等结构固定例如活性碳、离子交换树酯、沸石材料、有机金属骨架材、分子筛、氧化铝、二氧化硅、机能性高分子等的滤料，该等滤料不易随使用时间破碎产生细末飞散，故粉尘量较低，且可减少滤料中例如焦油等可能的物质渗出。此外，因为包含减少滤料的使用在内的原因，此等波浪形滤网100的单位重量较轻，更换及运输均较为省力方便。另一方面，波浪形滤网100在与封闭装置200、以及接合装置300组配前可以平铺未卷曲的方式储藏，可减少储藏空间及方便运输。
在不同实施例中，为了使本发明筒状过滤装置900达到较佳的效果，可对波浪结构的厚度、个数以及筒状结构的内径(即入风直径)进行设计，让(H×N×2)/D的值(Le)介于3至30之间，其中H为多个波浪结构的厚度，N为多个波浪结构的个数，D为筒状结构的内径。以下例举6组实施例并且进行测试，结果如表1。
表1
Figure BDA0002225337000000091
其中，是将上列各组实施例的样品放置于测试风道内，调整风机频率以确认测试风速及均匀性，再以压差计量测该风速下的相对压损，并以支管将欲吸附气体注入至测试风道内，测量尾端气体浓度至测试终点。
以较佳实施例而言，相对压损应不大于80Pa，相对平衡吸附量应不小于50g/kg。据此，由上表可知，当(H×N×2)/D值(Le)介于3至30之间，相对压损及相对平衡吸附量可符合期望。
如图7A所示的实施例，本发明的过滤***990包含腔室910以及前述筒状过滤装置900。腔室910包含腔室入口911以及第一内面912，筒状过滤装置900可安装在第一内面912。如图7B所示的筒状过滤装置900安装在第一内面912前的局部示意图，第一内面912具有腔室出口913。筒状过滤装置900以轴线801垂直于第一内面912的方式设置连接于第一内面912而使通口302与腔室出口913相连通。进一步而言，轴线801较佳平行于水平面。其中，腔室出口913、通口302及腔室入口911共同形成气流路径，波浪形滤网100位于气流路径上。腔室出口913可对接到建筑空间，如此则可通过筒状过滤装置900过滤进入建筑空间的气体。其中，腔室入口911较佳位于第一内面912的对侧。
另一方面，如图7B所示的实施例，腔室910进一步包含对接装置914设置于第一内面912上并对应于腔室出口913的位置。接合装置300系与对接装置914对接，使筒状过滤装置900固定于第一内面912，且通口302与腔室出口913连通。更具体而言，对接装置914包含例如孔洞结构，接合装置300的外表面设置有可伸入孔洞结构的卡合销330，通过卡合销330伸入对接装置914并与的卡合，筒状过滤装置900可固定于第一内面912。
如前所述，本发明筒状过滤装置900由于其中的波浪形滤网100是由例如不织布等结构固定活性碳，活性碳不易随使用时间破碎产生细末飞散，故使用筒状过滤装置900的过滤***990的粉尘量较低。此外，筒状过滤装置900的重量较轻，更换较为省力方便。因此，过滤***990的维护更为容易。
虽然前述的描述及附图已公开本发明的较佳实施例，必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离如所附申请专利范围所界定的本发明原理的精神及范围。本领域技术人员将可体会，本发明可使用于许多形式、结构、布置、比例、材料、元件和组件的修改。因此，本文于此所公开的实施例应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的范围应由后附申请专利范围所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。

Claims (13)

1.一种筒状过滤装置，其特征在于，包含：
一波浪形滤网，包含相对的一第一弹性侧边、一第二可挠性侧边、以及设置于该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边之间的多个波浪结构，该波浪结构的棱线分别连接该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边，其中，该波浪形滤网相对一轴线围成一筒状结构，使该波浪结构的棱线平行于该轴线，该多个波浪结构的首、末个波浪结构对应的侧边可分离地直接或间接相接，该筒状结构的两端分别由该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边围成一第一开口及一第二开口；
一封闭装置，设置于该第一开口，该封闭装置具有一第一凹槽，该第一可挠性侧边可通过弹性卡合于该第一凹槽内，使该第一开口由该封闭装置封闭；以及
一接合装置，设置于该第二开口，该接合装置具有一第二凹槽以及一通口，该第二可挠性侧边可通过弹性卡合于该第二凹槽内，使该第二开口与该通口连通。
2.根据权利要求1所述的筒状过滤装置，其特征在于，该波浪形滤网进一步包含一连接件，供固定该相接的首、末个波浪结构对应的侧边。
3.根据权利要求1所述的筒状过滤装置，其特征在于，进一步包含一支撑装置，设置于该筒状结构内并分别连接支撑于该封闭装置及该接合装置之间。
4.根据权利要求3所述的筒状过滤装置，其特征在于，该波浪形滤网为活性碳滤网。
5.根据权利要求1所述的筒状过滤装置，其特征在于，该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边的高度大于该多个波浪结构的厚度。
6.根据权利要求1所述的筒状过滤装置，其特征在于，：
(H×N×2)/D的值介于3至30之间，
H为该多个波浪结构的厚度，
N为该多个波浪结构的个数，
D为该筒状结构的内径。
7.一种过滤***，其特征在于，包含：
一腔室，包含一腔室入口以及一具有一腔室出口的一第一内面；以及
根据权利要求1至6任一项所述的筒状过滤装置，以该轴线垂直于该第一内面的方式设置连接于第一内面而使该通口与该腔室出口相连通；
其中，该腔室出口、该通口及该腔室入口共同形成一气流路径，该波浪形滤网位于该气流路径上。
8.根据权利要求7所述的过滤***，其特征在于，该腔室进一步包含一对接装置，设置于该第一内面上并对应于该腔室出口的位置，该接合装置与该对接装置对接，使该筒状过滤装置固定于该第一内面，且该第一开口与该腔室出口连通。
9.根据权利要求7所述的过滤***，其特征在于，该腔室入口位于该第一内面的对侧。
10.根据权利要求7所述的过滤***，其特征在于，该轴线平行于水平面。
11.一种筒状过滤装置制造方法，其特征在于，包含：
S1000、提供一波浪形滤网，该波浪形滤网包含相对的一第一可挠性侧边、一第二可挠性侧边、以及设置于该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边之间的多个波浪结构，该波浪结构的棱线分别连接该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边；
S2000、相对一轴线将该波浪形滤网围成一筒状结构，使该波浪结构的棱线平行于该轴线，该多个波浪结构的首、末个波浪结构对应的侧边可分离地直接或间接相接，该筒状结构的两端分别由该第一可挠性侧边及该第二可挠性侧边围成一第一开口及一第二开口；
S3000、将一封闭装置设置于该第一开口，其中该封闭装置具有一第一凹槽，该第一可挠性侧边可通过弹性卡合于该第一凹槽内，使该第一开口由该封闭装置封闭；以及
S4000、将一接合装置设置于该第二开口，其中该接合装置具有一第二凹槽以及一通口，该第二可挠性侧边可通过弹性卡合于该第二凹槽内，使该第二开口与该通口连通。
12.根据权利要求11所述的筒状过滤装置制造方法，其特征在于，进一步包含使用一连接件固定该相接的首、末个波浪结构对应的侧边。
13.一种如权利要求1至6任一项所述的筒状过滤装置的用途，其特征在于，是用于过滤进入一建筑空间的一气体。
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