TWI580908B - 濾網裝置、其製造方法以及包含其之空氣濾淨設備 - Google Patents

Description

濾網裝置、其製造方法以及包含其之空氣濾淨設備

本發明係有關於一種濾網裝置；具體而言，本發明係有關於一種三維濾網裝置。

影響空氣成分的因子除了由人、物活動而自然產生，交通運輸、工業活動等具有特定目的及需求的人類活動也是影響空氣成分甚至品質的要因。空氣品質的改變、甚至空氣污染可能影響生物體健康，或著影響與家用及工業用設備的運作；此外，在一些對作業環境有嚴謹要求的產業上，空氣品質的維持或汙染的防止係格外重要。

除了減少汙染物的產生，可以空氣清淨設備以加強通風換氣及過濾空氣成分等方式維持空氣品質。過濾材料舉例來說有普通纖維濾網、HEPA濾網、靜電濾網、活性碳、電子式(負離子、臭氧、光觸媒)集塵；其中除了蒐集、過濾微粒之方式不同外，過濾材料還可加以除臭、抗菌等效用。

過濾材料之過濾效能可取決於容塵量、壓損、過濾效率、甚至是氣體流速；其中過濾材料之造型諸如濾網數量、大小及其與氣流間方向上的關係並可直接或間接影響前所述決定過濾效能的原因。圖1A所示為習知濾網裝置。濾網裝置9a為二維濾材片體，具有可以長*寬表示的面積大 小。一般來說，濾網的長*寬越大、進風面積越大，過濾效能也較好；換句話說，二維濾網的過濾效能繫於其有限的面積大小。圖1B所示之習知濾網裝置，則透過改變濾網裝置為中空圓管造型，於有限空間下爭取進風面積，或者於同樣空間下增加進風面積。唯位於中空圓管外周的進風面與內周的出風面受限於圓管的幾何特徵而無法對等；此外，氣流自進風面至出風面係大致循向圓心聚攏的方向而非平行進出，導致濾網兩側較大的壓差，降低過濾效能。

本發明的目的在於提供一種濾網裝置，具有較高的過濾效能。

本發明提供一種用於空氣濾淨設備的濾網裝置，包含過濾單元以及第一濾網片體。過濾單元具有通風道貫穿以使其具有一中空柱狀結構；通風道於貫穿該過濾單元的兩端分別形成第一開口及第二開口。第一濾網片體設置於過濾單元之第一開口。

本發明提供一種空氣濾淨設備，包含前述濾網裝置以及導流裝置。導流裝置設置於第二開口處，且導引氣流自濾網裝置之外部區域流入通風道。

本發明提供一種濾網裝置的製造方法，包含提供治具，其中該治具具有預設形狀之容納空間；提供濾網片體嵌入該容納空間，其中該濾網片體彎折而具有與該容納空間相應之形狀；塗覆樹酯於該濾網片體；以及光照樹酯進行固化，以使該濾網片體自該治具取出後保有該預設形狀。

〔本發明〕

1‧‧‧空氣濾淨設備

10a、10b、10c、10A、10B、10C、11A、12A‧‧‧濾網裝置

100‧‧‧過濾單元

200‧‧‧通風道

2010‧‧‧第一開口

2020‧‧‧第二開口

300‧‧‧第一濾網片體

310‧‧‧脊部

400‧‧‧第二濾網片體

410‧‧‧脊部

500‧‧‧第三濾網片體

P1~P5、P1’、P2’‧‧‧濾面

70‧‧‧導流裝置

90‧‧‧治具

900‧‧‧容納空間

〔習知〕

9a‧‧‧濾網裝置

圖1A~1B所示為習知濾網裝置之示意圖；圖2A~2D所示為本發明濾網裝置實施例之示意圖；圖3A~3C所示為本發明濾網裝置另一實施例之示意圖；圖4A~4D所示為本發明濾網裝置再另一實施例之示意圖；圖5所示為本發明空氣濾淨設備實施例之剖視示意圖；圖6所示為本發明濾網裝置製造方法之流程圖；圖7A~7B所示為本發濾網裝置之製造示意圖。

圖2A~2B所示為本發明用於空氣濾淨設備的濾網裝置之一實施例。如圖2A~2B所示，本發明之濾網裝置10a為立體濾網裝置。舉例來說，濾網裝置10a包含至少二個濾面，該些濾面中相鄰濾面合圍構成一三維空間；其中該些濾面較佳為平面，亦可為曲面。

較佳而言，濾網裝置10a包含過濾單元100以及第一濾網片體300；其中過濾單元100及第一濾網片體300分別提供或作為前述濾網裝置10a的濾面。除第一濾網片體300外，濾網裝置10a可再包含如第二、第三…等濾網片體，例如以多個濾網片體形成過濾單元100，其中單一濾網片體可貢獻一個濾面，但也可形成多個濾面，例如濾網片體400彎折/曲形成四個濾面P2~P5(於後詳述)。

第一濾網片體300及過濾單元100之濾材包含但不限於普通纖維濾網、高效(High-Efficiency Particulate Air,HEPA)濾網、靜電濾網、活性碳、電子式(負離子、臭氧、光觸媒)集塵且亦可為其組合；其中除了蒐集、過濾微粒之方式不同外，過濾材料還可加以除臭、抗菌等效用。在本 發明較佳實施例中，濾網裝置10a使用HEPA濾網。

過濾單元100係形成為中空柱狀結構，而具有通風道200貫穿；通風道200並於貫穿過濾單元100的兩端分別形成第一開口2010及第二開口2020。如圖2A所示實施例，過濾單元100於第一開口2010設置有第一濾網片體300，且第一濾網片體300與過濾單元100共同圍構成一如盒狀之三維空間；第一濾網片體300與過濾單元100所圍之內部空間即為通風道200所在位置。

在濾網裝置10a的實施例中，第一濾網片體300獨立於過濾單元100外，而經接合如黏合於第一開口2010處與過濾單元100結合。此外，過濾單元100亦可由與第一濾網片體300相同的材質形成。如圖2A所示，濾網裝置10a進一步包含第二濾網片體400，且第二濾網片體400彎折/彎曲形成過濾單元100。第二濾網片體400每次彎折/曲形成相鄰兩個濾面，其中圖2A所示之過濾單元10a係由第二濾網片體400彎折/曲形成具有四個濾面P2~P5之中空多角柱結構。換言之，本實施例中的過濾單元100係由單一的濾網片體所形成；而在其他實施例中，過濾單元100則可由多個濾網片體接合形成。

因此，如圖2A~2B所示，濾網裝置10a具有第一濾網片體300貢獻第一濾面P1以及第二濾網片體400貢獻第二~第五濾面P2~P5，其中第一濾面P1面向第二開口2020，第二~第五濾面P2~P5圍繞通風道200，且該些濾面中任兩相鄰濾面(如P1與P3)之法線(如L1與L3)延伸相交於一點；在此實施例中，第一濾面P1分別與第二~第五濾面P2~P5大致垂直，且第二~第五濾面P2~P5各與相鄰濾面大致垂直，從而圍構成五面(濾面)立體濾網裝置10a。當導流裝置(於後詳述)設置於第二開口2020處，導流裝置係面向第一濾面P1，較佳並將氣體自對向第一濾網片體300/第一濾面P1引入通風道200再帶 領氣流朝往第二開口2020方向。

除了彎折形成中空角柱結構外，亦可彎曲第二濾網片體400圍繞圓管形(圖2C)或橢圓管形(圖2D)之空間，分別形成濾網裝置10b與10c的圓柱形及橢圓柱形通風道200。

在本發明中實施例中，為方便說明，一般係將第二開口2020所在一側視為濾網裝置10a、10b或10c的底部。因此，第一濾網片體300與第二開口2020間的距離一來為通風道200長度L，二來大致可視為濾網裝置的高度。在本發明較佳實施例中，相較於其長、寬、直徑或軸長方向長度，濾網裝置10a、10b或10c的高度相對較短；即相較於高、窄的型態，濾網裝置10a、10b或10c較佳矮且寬。此時，通風道200有較短的長度及較大的截面積。此時，導流裝置(於後詳述)適合設置於第二開口2020處，即位於濾網裝置10a、10b或10c的底部方向並面對形狀及大小與通風道200大致相應的第一濾網片體300或第一濾面P1；導流裝置可將氣體自對向第一濾網片體300或第一濾面P1引入通風道200並往底部方向帶領。換句話說，此時在平行通風道200的方向上有大的氣流及大的過濾量，其中相對較大之第一濾網片體300/第一濾面P1及通風道200截面減低阻礙並配合該大的過濾量。

圖3A~3C所示為本發明用於空氣濾淨設備的濾網裝置之另一實施例。與圖2A~2B所示實施例相同的地方在於，濾網裝置10A包含過濾單元100以及第一濾網片體300；除第一濾網片體300外，濾網裝置10a可再包含如第二、第三...等濾網片體，例如以多個濾網片體形成過濾單元100。此外，濾網裝置10A之濾網片體至少一為摺狀濾網；換言之，濾網裝置10A之其他濾網片體可非摺狀濾網，且可為其他濾材，如圖3B~3C所示。舉例來說，視濾網裝置在不同方向上的入風量、風向以及粉塵量等，可於不同方 向採用不同濾材，以合理的成本獲得更好的過濾效果。

如圖3A與3B所示之第一濾網片體300，其係摺狀濾網。其特徵在於，係通過其片延伸方向(如於x-y座標平面)往復打摺，從而在同樣的平面範圍下，因立體摺狀構造而形成更大總過濾面積。該些立體摺狀構造並於其高點與低點形成脊部310。

在圖3A~3C所示實施例中，摺狀構造之分布方向與該朝上、朝下的打摺方向大致垂直，然不限於此；增加總過濾面積之立體構造不限於摺狀構造，亦可為例如凸紋。此外，第一濾網片體300以外之多個濾網片體亦可為摺狀濾網。舉例來說，第二、第三...等濾網片體至少一為摺狀濾網，且該摺狀濾網或該些摺狀濾網可沿摺狀構造之分布方向彎折形成過濾單元100，也可彎折並相互接合形成過濾單元100。

如圖3A所示，在濾網裝置10A的實施例中，第一濾網片體300獨立於過濾單元100外，而經接合如黏合於第一開口2010處與過濾單元100結合；此外，過濾單元100亦可由摺狀濾網形成。如圖3A所示，濾網裝置10A進一步包含摺狀的第二濾網片體400，且第二濾網片體400沿摺狀構造之分布方向彎曲形成過濾單元100；其中圖3A所示之過濾單元10a係由第二濾網片體400彎曲形成具有四個濾面P2~P5之中空角柱結構。在其他實施例中，過濾單元100亦可由多個濾網片體接合形成。

因此，如圖3A所示，濾網裝置10A具有第一濾網片體300貢獻第一濾面P1以及第二濾網片體400貢獻第二~第五濾面P2~P5，其中第一濾面P1面向第二開口2020，第二~第五濾面P2~P5圍繞通風道200。此外，在此實施例中，通風道200的方向並與摺狀第二濾網片體400之脊部410的延伸方向大致相同，然不限於此；第一濾網片體300之摺狀構造的分布方向與第二 及第四濾面P2、P4上摺狀構造的分布方向平行，與第三及第五濾面P3、P5上摺狀構造的分布方向垂直。

此外，第一濾網片體300亦可非獨立於過濾單元外。如圖4A所示實施例，摺狀的第一濾網片體300二次彎折，並形成第一濾面P1及分別與第一濾面P1相鄰並彼此相對的第二與第三濾面P2’與P3’；即第一濾網片體300彎折形成似立體ㄇ字型結構，但不限於此。第二濾面P2’與第三濾面P3’可相互平行，亦可在離開第一濾面P1的同時相互靠近，或者相互遠離而呈梯形樣。藉由此一設計，第二濾面P2’與第三濾面P3’本身或其上的摺條可以增加在通風道200上的撞風面積，以增加過濾效果。

如圖4A所示，濾網裝置11A進一步包含第二濾網片體400及第三濾網片體500。第二濾網片體400及第三濾網片體500於前述第一濾網片體300彎折形成之立體ㄇ字型剖面結構兩側相對設置且與第一濾網片體300接合，從而分別形成第四濾面P4’與第五濾面P5’，其並分別與第二及第三濾面P2’、P3’連接；此時通風道200的方向與第四濾面P4’及第五濾面P5’之脊部410的延伸方向大致相同，而與第二及第三濾面P2’、P3’之脊部410的延伸方向不同。因此，在圖4A所示實施例中，可視為第一濾網片體300之部分與第二及第三濾網片體400、500共同形成過濾單元100。第一濾網片體300並與第二濾網片體400及第三濾網片體500共同圍構成一三維空間，其中第二~第五濾面P2~P5相接並圍繞通風道200，且第一濾網片體300貢獻之第一濾面P1面對通風道200的第二開口2020。

圖4B示意再另一實施例。濾網裝置12A包含第一濾網片體300及第二濾網片體400，其中第一濾網片體300一次彎折貢獻二個濾面、第二濾網片體400二次彎折貢獻三個濾面並與第一濾網片體300接合形成五面 (濾面)的立體濾網裝置12A。此外，除了形成為中空角柱結構外，亦可形成例如為中空圓柱形(圖4C)或中空橢圓柱形(圖4D)結構。其中例如第二濾網片體400沿其摺狀構造之分布方向彎曲圍繞圓柱形(圖4C)或橢圓柱形(圖4D)之空間，分別形成濾網裝置10B與10C的圓柱形及橢圓柱形通風道200。此外，除了形成為中空矩形角柱結構外，亦可形成三角柱或角錐結構。

圖5所示為本發明空氣濾淨設備之一實施例示意圖。本發明之空氣濾淨設備包含前述濾網裝置及導流裝置70；如圖5所示，係包含濾網裝置11A。導流裝置70設置於濾網裝置11A的第二開口2020處，導引氣流自濾網裝置11A的外部區域流入通風道200。進一步而言，氣流經過濾單元100及第一濾網片300體過濾進入通風道200且由第二開口2020流出。

由於濾網裝置11A為立體濾網裝置，且具有(1)包含多個濾面以及(2)該些濾面中相鄰濾面均不平行，即該些濾面朝向不同的方向並且圍構成三維空間的特徵，濾網裝置11A不但入風面積大，並可從多個方向將氣流帶進通風道200內，從而提升過濾效能。在本發明實施例中，可以平方公尺為入風面積的單位，可以單位為每小時立方公尺為清淨空氣輸出率(CADR)作為過濾效能的指標。

再者，濾網裝置11A並維持每一濾面朝向外部區域之入風面與朝向通風道之出風面對等，氣流自入風面至出風面可大致平行進出，從而確保濾面兩側沒有壓差或很小的壓差，即排除壓差此項干擾過濾效能的因素。

本發明濾網裝置的製造方法，以圖6所示實施例為例，包含步驟810：提供治具，其中治具具有預設形狀之容納空間；步驟820：提供濾網片體嵌入該容納空間，其中該濾網片體彎折而具有與該容納空間相應 之形狀；步驟830：塗覆樹酯於該濾網片體；以及步驟840：光照樹酯進行固化，以使該濾網片體自治具取出後保有該預設形狀。

以濾網裝置10A之製造為例，如圖7A所示，提供具有預設形狀之容納空間900的治具90；在此實施例中，舉例來說，容納空間900具有與濾網裝置10A之底部對應的矩形環狀，例如為環形溝槽。再者，提供第二濾網片體400，彎折第二濾網片體400而環繞角柱形空間，形成有過濾單元100的雛形並將其嵌入容納空間900。

接著於第二濾網片體400上塗覆樹酯，或使第二濾網片體400沾上樹酯，並光照塗/沾有樹酯的第二濾網片體400使其固化；第二濾網片體400自治具90脫離後因此成為具有中空角柱結構的過濾單元100。此外，可於第二濾網片體400上選擇性上樹酯，例如於嵌入端塗/沾樹酯。

濾網裝置10A之製造，如圖7B所示，進一步包含提供第一濾網片體300，以及組合第一濾網片體300及過濾單元100，其中可以同樣樹酯加上光照的方式組合第一濾網片體300於過濾單元100的第一開口2010端。過濾單元100之成形及第一濾網片體300與過濾單元100之組合亦可一次完成，即先形成有濾網裝置10的雛形，再上樹酯並光照固化。

圖6及7A~7B之製造方法亦適用於本發明其他濾網裝置實施例如濾網裝置10B、10C、11A及12A的製造。此外，依濾網裝置結構的不同以及組合程序的不同，可搭配以不同治具完成組合。進一步而言，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言顯而易見的是，可在不超出本發明之範疇下對圖6及7A~7B之製造方法進行各種修飾、組合及變化。例如，亦可針對濾網裝置10a、10b及10c調整圖6之方法使用圖7A~7B之治具來輔助而進行製造。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10A‧‧‧濾網裝置

100‧‧‧過濾單元

200‧‧‧通風道

2010‧‧‧第一開口

2020‧‧‧第二開口

300‧‧‧第一濾網片體

310‧‧‧脊部

400‧‧‧第二濾網片體

410‧‧‧脊部

P1~P5‧‧‧濾面

Claims (9)

1. 一種用於空氣濾淨設備的濾網裝置，包含：一過濾單元，具有一通風道貫穿該過濾單元以使該過濾單元具有一中空柱狀結構，該通風道於貫穿該過濾單元的兩端分別形成一第一開口及一第二開口；以及一第一濾網片體，設置於該過濾單元之該第一開口，其中該過濾單元與該第一濾網片體接合為一體成型之一固化立體濾網。
2. 如請求項1所述之濾網裝置，其中該過濾單元係具有中空圓柱結構、中空橢圓柱結構或中空多角柱結構。
3. 如請求項1所述之濾網裝置，其中該過濾單元係由至少一濾網片體彎折或接合以圍成該通風道。
4. 如請求項3所述之濾網裝置，其中該至少一濾網片體為至少一摺狀濾網，且該至少一摺狀濾網係沿摺狀分布方向彎折或接合成該過濾單元。
5. 如請求項4所述之濾網裝置，其中該第一濾網片體為一第一摺狀濾網，其中該第一摺狀濾網之摺狀分布方向係垂直於該至少一摺狀濾網之摺狀分布方向。
6. 一種空氣濾淨設備，包含：如請求項1至5任一項所述之濾網裝置；以及一導流裝置，設置於該第二開口處，其中該導流裝置導引氣流自該濾網裝置之外部區域流入該通風道。
7. 如請求項6所述之空氣濾淨設備，其中氣流經該過濾單元及該第一濾網片體過濾而進入該通風道且自該第二開口流出。
8. 一種濾網裝置的製造方法，包含：提供一治具，其中該治具具有一預設形狀之容納空間； 提供具有摺皺之一濾網片體嵌入該容納空間，其中該濾網片體彎折而具有與該容納空間相應之形狀；塗覆樹酯於該濾網片體；以及光照樹酯進行固化，以使該濾網片體自該治具取出後保有該預設形狀。
9. 如請求項8所述之方法，其中在該濾網片體嵌入該容納空間之前，將該樹酯注入該容納空間，以使該濾網片體嵌入該容納空間時，該樹酯塗覆於該濾網片體之嵌入端。