TWI618642B - 藉由車輛行進所產生之風力達到過濾空氣之過濾器結構 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種藉由車輛行進所產生之風力達到過濾空氣之過濾器結構，該過濾器能組裝至一車體上，其中，該過濾器之一進氣管設有一第一濾網，以對流入該進氣管之空氣進行第一次乾式過濾，該過濾器內設有一過濾液，以對流出該進氣管之空氣進行溼式過濾，該過濾器之一出氣口設有一第二濾網，以對流出該過濾器之空氣進行第二次乾式過濾，且該第二濾網之網目數量會多於該第一濾網之網目數量，如此，藉由車體行駛時所產生之風力，即可將外界空氣輸送至該過濾器中，並將已過濾之空氣排出至外界，有效濾除空氣中的懸浮粒子。
Description
本發明係關於過濾器結構，尤指一種能組裝至車體上，且利用車體前進所產生之風力，對空氣進行過濾，而不需耗費額外能源的過濾器結構。
查，懸浮粒子(Atmospheric particulate matter)，係指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴，其成分主要取決於其來源，茲簡單說明如下：(1)從地表揚起的塵土，其含有氧化物礦物和其他成分；(2)海鹽，其組成與海水的成分類似；(3)自然過程產生之粒子，大多源自火山爆發、沙塵暴、森林火災、浪花...等；(4)由硫和氮的氧化物轉化而成，其多半是由人類對化石燃料(如：煤、石油)和垃圾的燃燒所造成；(5)對於室內而言，塵蟎與二手菸是懸浮粒子最主要的來源，其次，金紙燃燒、焚香及燃燒蚊香...等，亦會產生懸浮粒子。
目前，許多研究已證實懸浮粒子會對呼吸系統和心血管系統造成傷害，導致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和過早死亡等情事，畢竟，懸浮粒子的直徑大小決定了它們最終在人體呼吸道中的位置，通常直徑較大的懸浮粒子會被纖毛和黏液過濾，而無法通過人體的鼻子和咽
喉，但是，直徑小於或等於10微米(μm)的懸浮粒子因能進入人的呼吸系統，又被稱為「可吸入懸浮粒子」(簡稱PM10)，且PM10已可以穿透前述屏障而到達人體的支氣管和肺泡，又，直徑小於或等於2.5微米(μm)的懸浮粒子(又稱「細懸浮微粒」，簡稱PM2.5)，因易吸附有毒害之物質(如：重金屬、有毒微生物...等)，且能抵達細支氣管壁，並干擾肺內的氣體交換，甚至是穿過細胞膜到達其他器官(如：大腦)，故可知，懸浮粒子對健康影響巨大。
一般來說，PM10因地心引力影響，通常在幾個小時之內即會落地，但是，PM2.5則會長時間在空氣中懸浮，直到附著雨水而沉澱於地面，由於PM2.5能夠在大氣中停留很長時間，並可隨著人體呼吸而進入體內，且積聚在人體氣管或肺中，故會嚴重影響人們的身體健康，因此，PM2.5已經成為全球高度關注的新興污染物，世界衛生組織更是為各國提出了非常嚴格的PM2.5標準，即年平均濃度的標準為10μg/m3，日平均濃度的標準為25μg/m3，然而，全球大部分城市卻未能達到前述標準，雖然目前有諸多業者設計出能過濾PM2.5之過濾裝置，但是，前述過濾裝置通常是固定至一特定區域，且無法任意移動，意即，該過濾裝置僅能夠濾除特定區域的空氣，實無助於日益嚴重的空氣污染問題，故，如何針對前述問題，提出良好的解決方案，即成為本發明在此亟欲解決的重要課題。
發明人憑藉著多年來的實務經驗，並經過多次的實驗及測試後，終於設計出本發明之一種藉由車輛行進所產生之風力達到過濾空氣之過濾器結構，以作為解決懸浮粒子的方案之一。
本發明之一目的，係提供一種藉由車輛行進所產生之風力達
到過濾空氣之過濾器結構，係組裝至一車體上，以使該車體行進時所產生之風力，能直接吹拂至該過濾器結構上，該過濾器結構包括一本體、一進氣管、一第一濾網及一第二濾網，其中，該進氣管係組裝至該本體上，其一端位在該本體外側，且開設有一進氣口，其另一端則伸入至該本體的一容納空間中，該第一濾網係組裝至該進氣管上，且會對流入該進氣管之空氣進行第一次乾式過濾，另，該本體之容納空間中蓄積有一預定高度之過濾液，該進氣管之另一端會伸入至該過濾液中，又，該進氣管鄰近另一端之位置，開設有至少一個開孔，且自各該開孔流出的空氣能與過濾液相混合而進行溼式過濾，再者，該第二濾網係組裝至該本體對應於該出氣口的位置，以對經過溼式過濾且流出該出氣口之空氣，進行第二次乾式過濾，其中，該第二濾網之網目數量會多於該第一濾網之網目數量，如此，本發明之過濾器僅需藉由車體行進時所產生之風力，便能達到過濾懸浮粒子之效果，且能將已過濾之空氣重新排入大氣中，進而改善空氣品質。
本發明之另一目的，係該過濾器結構尚包括一細氣泡過濾元件，其中，該細氣泡過濾元件設在該過濾液之液面及各該開孔之間，或是組裝至對應各該開孔的位置，以使流出該等開孔之空氣所形成的氣泡，受到該細氣泡過濾元件之阻擋，而碎裂成更小體積之氣泡，如此，即可大幅增加過濾液與空氣的接觸面積，提高濕式過濾之過濾效果。
本發明之再一目的，係該該第二濾網係為高效空氣過濾(High-Efficiency Particulate Air filter，簡稱HEPA)濾網，如此，即可有效濾除空氣中的PM2.5。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做
更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
〔習知〕
無
〔本發明〕
1‧‧‧過濾器
11‧‧‧本體
110‧‧‧容納空間
111‧‧‧過濾液
112‧‧‧出氣口
13‧‧‧進氣管
130‧‧‧進氣口
131‧‧‧開孔
15‧‧‧第一濾網
16‧‧‧細氣泡過濾元件
17‧‧‧第二濾網
18‧‧‧罩體
180‧‧‧通道
2‧‧‧車體
第1圖係本發明之使用狀態示意圖；及第2圖係本發明之過濾器的剖面示意圖。
查，根據台灣交通部統計，到105年4月止，全台約有7百萬輛汽車，機車更是高達一千三百萬輛，意即，車輛早已是人們主要的代步工具，因此，發明人思及若能夠藉由車輛於戶外行駛的過程中，同時達到過濾空氣中之懸浮粒子的功效，顯能有效造福社會，故發明人乃設計出本發明之一種藉由車輛行進所產生之風力達到過濾空氣之過濾器結構，在一實施例中，請參閱第1圖所示，該過濾器1係組裝至一車體2上(如第1圖之車頂)，當該車體2行進時，其所產生之風力會直接吹拂至該過濾器1上，且使外界空氣能順著風而進入該過濾器1內，惟，在本發明之其它實施例中，該過濾器1之外觀態樣與組裝位置，能夠根據業者需求而改變，例如：該過濾器1能組裝至車體2內，僅局部元件(如後續實施例提及之進氣管13之一端)外露於車體2外，以使外界空氣能由該局部元件進入至過濾器1內，合先陳明。
請參閱第1及2圖所示，該過濾器1包括一本體11、一進氣管13、一第一濾網15及一第二濾網17，其中，該本體11能固定至車體2上，其內設有一容納空間110，其頂面則開設有一出氣口112，該出氣口112能與該容納空間110相連通，又，該容納空間110中能蓄積有一預定高度之過濾液
111，但該過濾液111之液面高度會低於該出氣口112。在該實施例中，該過濾液111能含有碳酸氫鈉(NaHCO3)(或稱蘇打粉)，且該碳酸氫鈉(NaHCO3)於該過濾液111中的重量百分比為0.5%~1%，又，該過濾液111亦能包括磷酸銨，且該磷酸銨於該過濾液111中的比例為每一公升的水，約溶解3~10公克之磷酸銨，如此，當空氣進入該過濾液111後，其所包括之氮化物便會與過濾液111產生反應，而被濾除，惟，在本發明之其它實施例中，業者亦可根據實際需求，調整該過濾液111之成份，此外，由於磷酸銨係磷酸根與銨根離子所生成之化合物，因此，按化合物中的氫、銨莫耳(mol)比，能夠區分為：正鹽((NH4)3PO4)、磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)或磷酸二氫銨(NH4H2PO4)等，合先陳明。
復請參閱第1及2圖所示，該進氣管13係組裝至該本體11上，其一端開設有一進氣口130，該進氣口130係位在該本體11的外側，且外露於該車體2外，並朝向該車體2之迎風面(即，車體2前行的方向，如第1圖所示)，該進氣管13之另一端則伸入至該本體11的容納空間110，且會位在該過濾液111中，其中，該進氣管13鄰近另一端之位置，開設有複數個開孔131，由於該等開孔131均會位在該過濾液111之液面下，因此，當外界空氣經由該進氣口130流入至進氣管13後，會自該等開孔131流出，且形成氣泡狀，此時，該過濾液111便會與該氣泡相混合，以對該氣泡進行溼式過濾，意即，該氣泡中所包括之懸浮粒子與雜質，會被過濾液111沾濕後而停留在該過濾液111中，同時，該氣泡中所包含之氮化物亦會與過濾液111產生反應，且同樣停留於過濾液111中，令脫離該過濾液111的空氣較為潔淨。在此特別一提者，雖然第2圖所繪示之開孔131是位在進氣管13鄰近另一端的上方，但在
本發明之其它實施例中，業者亦可將開孔131開設於進氣管13鄰近另一端的下方或其它地方，只要該開孔131是位在過濾液111之液面下即可。
另，復請參閱第1及2圖所示，該第一濾網15係組裝至該進氣管13上，在該實施例中，該第一濾網15是組裝至該進氣管13對應於進氣口130的位置，當外界空氣流入至該進氣管13時，該第一濾網15能進行第一次乾式過濾，且將空氣中較為粗大的懸浮粒子或雜質阻擋下來，惟，在本發明之其它實施例中，該第一濾網15並非僅限定於前述位置，而是能組裝至該進氣管13的任一位置，只要該第一濾網15不會碰觸到過濾液111，且能對流入該進氣管13之空氣進行第一次乾式過濾，即為本發明所稱之第一濾網15的組裝位置。再者，該第二濾網17係組裝至該本體11對應於該出氣口112的位置，且該第二濾網17之網目數量會多於該第一濾網15之網目數量，因此，經過該溼式過濾後的空氣，當其流出該出氣口112時，該第二濾網17會進行第二次乾式過濾，以將該空氣中更小的懸浮粒子與雜質(即，未被第一次乾式過濾與溼式過濾所濾除之部分)濾除，在該實施例中，該第二濾網17係為高效空氣過濾(High-Efficiency Particulate Air filter，簡稱HEPA)濾網，意即，該第二濾網17是符合HEPA標準，至少能夠過濾空氣中99.97%直徑不小於0.3微米(μm)的顆粒之能力。
復請參閱第1及2圖所示，當車體2在行進時，其所產生之風力會帶著空氣自動地流入至該過濾器1，此時，該第一濾網15會對空氣進行第一次乾式過濾，以濾除空氣中較大的懸浮粒子與雜質，嗣，當空氣經由進氣管13流入至過濾液111後，該過濾液111會對該空氣進行溼式過濾，以使空氣中的部分懸浮粒子與雜質停留於其中，同時，該過濾液111亦會與空氣
中的氮化物產生反應，以濾除該氮化物，最後，脫離該過濾液111之空氣在流出至過濾器1之前，該第二濾網17會對空氣進行第二次乾式過濾，以濾除空氣中較小的懸浮粒子與雜質，如此，經由該過濾器1所排出之空氣便會極為潔淨，進而能減少空氣中懸浮粒子的數量。綜上所述可知，本發明之過濾器1完全不需額外使用電力或其它能源，僅需藉由車體2行進時所產生之風力，便能使外界空氣自動流入至過濾器1，以達到過濾懸浮粒子之效果，同時，該過濾器1更會將已過濾之空氣重新排入大氣中，由於車輛已是人們主要的代步工具，且數量眾多，故，藉由本發明之過濾器1，即可在人們前往目的地的過程中，同步淨化空氣，進而改善空氣品質，意即，本發明之過濾器1具有濾除非特定區域的空氣之功效，對於減輕空氣污染實有莫大助益。
在本發明之第二實施例中，復請參閱第2圖所示，該過濾器1尚包括一細氣泡過濾元件16，其中，該細氣泡過濾元件16係位在該過濾液111之液面及該進氣管13之開孔131兩者間，當流出該等開孔131之空氣所形成的氣泡，向上飄浮後，其會受到該細氣泡過濾元件16之阻擋，且碎裂成更小體積之氣泡，如此，即可使該過濾液111能夠與較多的空氣相混合，避免因氣泡過大，使得位在氣泡中的懸浮粒子與雜質無法接觸到過濾液111，而降低了溼式過濾的效果；在此特別一提者，該細氣泡過濾元件16能夠為濾網、散氣盤(或稱曝氣盤)或其它裝置，只要其能夠使流出該等開孔131之空氣形成更小體積之氣泡，以提高過濾液111與該等氣泡間的整體接觸面積，即為本發明所述之細氣泡過濾元件16，又，當該細氣泡過濾元件16為濾網(後稱第三濾網)時，該第三濾網的網孔孔徑會小於該等開孔131之孔
徑；另，業者亦能夠根據產品需求，設有複數個細氣泡過濾元件16，且使各該細氣泡過濾元件16分別為濾網、散氣盤(或稱曝氣盤)或其它裝置，或者，業者能夠使該進氣管13之另一端僅開設有單一個較大的開孔131，並將該細氣泡過濾元件16(如：散氣盤)組裝至對應於該開孔131的位置上，以直接產生較小的氣泡而進入至過濾液111中，但是，業者亦可在複數個開孔131上分別組裝該細氣泡過濾元件16，合先敘明。
另，在本發明之第三實施例中，復請參閱第1及2圖所示，該進氣管13的一端係與一罩體18的後側相組裝，且該罩體18之前側則朝向該車體2之迎風面延伸，其中，該罩體18內設有一通道180，該通道180係貫穿該罩體18之前後兩側，且與該進氣口130相連通，又，該通道180對應於該罩體18前側的口徑大於其對應於該罩體18後側的口徑，意即，該罩體18之斷面略呈錐狀，且錐尖部分位在對應於進氣管13之一端的位置，如此，藉由該罩體18之設計，即可阻擋住更多的空氣與懸浮粒子，以提高該過濾器1之過濾效果。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
1‧‧‧過濾器
11‧‧‧本體
110‧‧‧容納空間
111‧‧‧過濾液
112‧‧‧出氣口
13‧‧‧進氣管
130‧‧‧進氣口
131‧‧‧開孔
15‧‧‧第一濾網
16‧‧‧細氣泡過濾元件
17‧‧‧第二濾網
18‧‧‧罩體
180‧‧‧通道
Claims (10)
- 一種藉由車輛行進所產生之風力達到過濾空氣之過濾器結構，係組裝至一車體上，且使該車體行進時所產生之風力，能直接吹拂至該過濾器結構，該過濾器結構包括：一本體，其內設有一容納空間，該容納空間中蓄積有一預定高度之過濾液，該本體之頂面則開設有一出氣口，該出氣口係與該容納空間相連通；一進氣管，係組裝至該本體上，其一端開設有一進氣口，該進氣口係位在該本體的外側，且外露於車體外，並朝向該車體之迎風面，該進氣管之另一端則伸入至該本體的容納空間，且該進氣管鄰近另一端之位置，開設有至少一開孔，各該開孔均位在該過濾液之液面下，使得經由該進氣口流入該進氣管之空氣能經由各該開孔流出，以與該過濾液相混合而進行溼式過濾；一第一濾網，係組裝至該進氣管上，且能對流入該進氣管之空氣進行第一次乾式過濾；及一第二濾網，係組裝至該本體對應於該出氣口的位置，且能對經過溼式過濾而流出該出氣口之空氣，進行第二次乾式過濾，其中，該第二濾網之網目數量多於該第一濾網之網目數量。
- 如請求項1所述之過濾器結構，尚包括至少一細氣泡過濾元件，該細氣泡過濾元件係位在該過濾液之液面及各該開孔之間，以使流出該等開孔之空氣所形成的氣泡，受到該細氣泡過濾元件之阻擋，而碎裂成更小體積之氣泡。
- 如請求項1所述之過濾器結構，尚包括至少一細氣泡過濾元件，該細氣 泡過濾元件係組裝至該進氣管對應於各該開孔的位置，以形成較小體積之氣泡。
- 如請求項2或3所述之過濾器結構，其中，該第二濾網係為高效空氣過濾濾網。
- 如請求項4所述之過濾器結構，其中，該過濾液係包括碳酸氫鈉(NaHCO3)，該碳酸氫鈉(NaHCO3)於該過濾液中的重量百分比為0.5%~1%。
- 如請求項5所述之過濾器結構，其中，該過濾液尚包括磷酸銨，且該磷酸銨於該過濾液中的比例，為每一公升的水溶解3~10公克之磷酸銨。
- 如請求項6所述之過濾器結構，其中，該磷酸銨為正鹽((NH4)3PO4)、磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)或磷酸二氫銨(NH4H2PO4)。
- 如請求項7所述之過濾器結構，尚包括一罩體，該罩體之後側係組裝至該進氣管的一端，其前側則朝向該車體之迎風面延伸，該罩體內設有一通道，該通道係貫穿該罩體之前後兩側，且與該進氣口相連通，其中，該通道對應於該罩體前側的口徑大於其對應於該罩體後側的口徑。
- 如請求項8所述之過濾器結構，其中，該細氣泡過濾元件為一第三濾網，且該第三濾網的網孔孔徑會小於各該開孔之孔徑。
- 如請求項8所述之過濾器結構，其中，該細氣泡過濾元件為散氣盤。
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