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电 过滤器装置

阅读：258发布：2020-05-13

专利汇可以提供电过滤器装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种能连接到移动通信设备(45)上的过滤单元(47)，包括：风扇(51)，用于在所述过滤单元(47)内产生空气流(6)；位于空气流(6)中的覆盖有光催化材料、如TiO2的电极 (14，64，68，77)；紫外LED(16)，用于照亮所述电极(64，68，77)；以及用于朝向过滤单元(47)的使用者的方向引导空气流的出口(53，66)。，下面是电过滤器装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种移动式过滤装置，包括
-移动通信设备(45)，
其特征在于，所述移动式过滤装置还包括
-连接到所述移动通信设备(45)的过滤单元(47)，所述过滤单元包括
-风扇(51)，用于从所述移动通信设备(45)的后面产生空气流(6)，
-高压单元(50，17)，用于使所述空气流(6)及其颗粒带电，
-位于所述空气流(6)中的覆盖有TiO2的电极(14)，其极性与所述高压单元(50，17)相反，
-紫外LED(16)，用于照亮所述电极(14)，以及
-用于朝向所述移动通信设备(45)的使用者的方向引导所述空气流的出口(53)。
2.根据权利要求1所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述电极(14)为过滤器的消耗性过滤单元，并且所述电极由铝、塑料或其他合适的导电材料制成，并且形成低压降的形式，例如蜂窝、网眼、翅片、褶结等。
3.根据权利要求1或2所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述移动式过滤装置包括可拆卸的颗粒过滤器。
4.根据上述权利要求中任一项所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述移动式过滤装置包括处于所述过滤单元(47)与所述移动通信设备(45)之间的磁性连接件(71)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述移动式过滤装置包括电池(72)，所述电池具有用于从其他设备中充电的连接部(68)和向其他设备加载的连接部(67)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述移动式过滤装置包括可更换的过滤单元(47)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的移动式过滤装置，其特征在于，所述过滤单元包括折叠的过滤材料(64)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的移动式过滤装置，其特征在于，还包括用于调节输出的空气流的方向的滑动件(74)。
9.一种能连接到移动通信设备(45)上的过滤单元(47)，包括
-风扇(51)，用于在所述过滤单元(47)内产生空气流(6)，
-位于所述空气流(6)中的覆盖有光催化材料、如TiO2的电极(14，64，68，77)，-紫外LED(16)，用于照亮所述电极(64，68，77)，以及
-用于朝向所述过滤单元(47)的使用者的方向引导所述空气流的出口(53，66)。
10.根据权利要求9所述的过滤单元(47)，其特征在于，所述过滤单元(47)还包括用于使所述空气流(6)及其颗粒带电的高压单元(50，17)，位于所述空气流(6)中的覆盖有光催化材料、如TiO2的电极(14，64，68，77)连接到与所述高压单元(50，17)不同的电压，优选地连接到与所述高压单元(50，17)相反的极性。
11.根据权利要求9到10中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述电极(64，
68，77)为过滤器的消耗性过滤单元(48)，并且所述电极由铝、塑料或其他合适的导电材料制成，并且形成低压降的形式，例如蜂窝、网眼、翅片、褶结等。
12.根据权利要求9到11中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括可拆卸的颗粒过滤器(48)。
13.根据权利要求9到12中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括处于所述过滤单元(47)与所述移动通信设备(45)之间的磁性连接件(71)。
14.根据权利要求9到13中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括电池(72)，所述电池具有用于往来于其他设备、例如移动电话之间充电的连接部(67，
68)。
15.根据权利要求9到14中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括可更换的过滤单元(48)。
16.根据权利要求9到15中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元(48)包括折叠的过滤材料(64)。
17.根据权利要求9到16中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，还包括用于调节输出的空气流(66)的方向和分布的滑动件(74)。
18.根据权利要求9到17中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括用于将所述过滤单元(47)连接到通信设备(45)上的磁体(71)。
19.根据权利要求9到18中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤器(64)是波形的，所述电极(14，64，68，77)基本上平行于所述空气流的方向定位，配备有紫外线光源(16)并覆盖有光催化材料，如TiO2。
20.根据权利要求9到19中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，采用刷状的电晕元件(17)来使进入颗粒带电。
21.根据权利要求9到20中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元包括用于使进入的空气与覆盖有TiO2或其他催化剂的电极接触的装置，所述装置的极性与用于使进入的空气流带电的高压单元相反。
22.根据权利要求9到21中任一项所述的移动式过滤器单元，其特征在于，在所述可拆卸的过滤单元(48)中，底部(77)和侧部(78)由导电材料制成，并且过滤材料(64)涂覆有TiO2、Ag或类似的纳米催化剂材料。
23.根据权利要求9到22中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，过滤器壳体(48)由UVA能透过的塑料板片制成，所述塑料板片具有基本上均匀分布的UVA LED灯。
24.根据权利要求9到23中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，形成所述过滤器壳体(48)的结构(77，78，63)涂覆有TiO2、Ag或类似的纳米催化剂材料。
25.根据权利要求9到24中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤单元配备有CO2 传感器，以及基于CO2含量来调节风扇(51)的速度以使较高的CO2含量对应于较高的风扇速度的装置。
26.根据权利要求9到25中任一项所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述过滤器壳体(48)连接至与带电颗粒的电位不同的第二电位，并且设置为与所述空气流的方向基本上平行。
27.一种用于移动式过滤单元(47)的过滤器壳体(48)，包括
-外壳(77，78，63)，其带有用于空气流的开口，和
-处于所述外壳(77，78，69)内的过滤材料(64)，
其特征在于，
所述外壳(77，78，63)是
-对紫外线来说至少部分透明的，
-导电的，和
-至少部分地被光催化材料、如TiO2覆盖，并且
所述过滤材料(64)为
-至少部分地覆盖有光催化材料，如TiO2。
28.根据权利要求27所述的过滤器壳体，其特征在于，在所述外壳(77，78，63)的上方放置有用于划分照明的纸片(62)，在所述纸片(62)的上方设置有作为壳体盖的紫外线能透过的板片(61)。
29.根据权利要求27或28所述的过滤器壳体，其特征在于，所述过滤材料(64)是两层的，一层用于颗粒，另一层用于气态材料。
30.根据权利要求27或28或29所述的过滤器壳体，其特征在于，当所述壳体通过表面接触或通过连接器而连接到过滤单元时，所述外壳(77，78，63)电连接到期望的电位。

说明书全文

电过滤器装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的包括气体和颗粒过滤器的静电过滤器装置。

背景技术

[0002] 近年来，针对空气中的杂质及其对健康的危害的意识已经大大增加。研究已经表明，气态和颗粒状杂质是明显会增加疾病和健康危害的环境暴露剂。这些问题在大城市中最为严重，在大城市中，交通和能源生产的排放物污染了空气。除了危害健康外，室外空气中的杂质还会影响材料的腐蚀和氧化。

[0003] 进行了一些尝试，以通过对进入空气进行过滤来减少从建筑物和车辆的外部传播到室内空气的杂质。如今，主要仅使用颗粒过滤器来清洁住宅、办公室和商业建筑的置换空气。仅在一些特殊的场合(例如净室、电气和电子室)中主要过滤气体。

[0004] 颗粒过滤器的分离能力根据颗粒的尺寸变化很大。如果颗粒大于5μm，例如花粉，则颗粒过滤器能很好地分离颗粒。但是，交通和能源生产所产生的大部分排放物都是小颗粒(粒径小于1μm)，它们很难过滤。

[0005] 过滤小颗粒的一种有效方法是图1所示的静电除尘器，其操作基于带电的颗粒和电场施加在颗粒上的力。在用于空调应用中的常规两级式静电除尘器中，气流和其中的颗粒首先被引导通过充电部分1，在其中它们被充电。该图示出了电晕丝4和离子的路径3。气流此后流向收集部分2，根据图1，该收集部分2由交替的收集器9和高压电极15组成。该图显示了带正电的颗粒5从过滤器流出的路径。电晕电压值通常为+8kV，集电板的值为+4kV。板之间的距离通常在5mm左右，使得正常尺寸的单元包含约100个板。静电除尘器的缺点是解决方案的复杂性及其后续的高成本性。同时，收集在收集板上的灰尘会引起火花放电，从而导致产生不健康的臭氧，发出不愉快的声音，并暂时地削弱过滤效率。

[0006] 根据图2，静电沉积也可以应用于纤维过滤器。颗粒以与静电除尘器中相同的方式带电，但是收集部分2由纤维过滤器7形成，在其之上借助金属网7而提供了电源电场。该解决方案也不能消除臭氧生产的问题。金属网7没有过滤性能。

[0007] 近来，组合式过滤器已经在市场上出现，其可过滤气体和颗粒。然而，组合式过滤器的小颗粒分离效率相当低。它们通常属于EN779标准中的精细过滤器级(F5-F9)10μm>Dp>1μm，这意味着例如它们过滤了0,3-μm颗粒中的一半或更少。过滤器使气体带电的能力相对于标称空气流而言非常适中。美国专利5,108,470(用于静电空气过滤器的具有气味和气体吸收特性的充电元件)公开了一种过滤器，其中包含活性碳的扁平电极位于两个过滤器结构之间。活性碳电极连接到电源电路。该结构被没有过滤性能的金属电极所包围。过滤器装置与流动方向形成直角。

[0008] 专利申请WO 98/22222(与静电过滤器连接的装置)公开了将纤维过滤器布置在两个或多个活性碳电极之间。在这种情况下，流动方向平行于电极。

[0009] 平板过滤器的解决方案的一个普遍问题是气体过滤材料的量少：为了使过滤器能够有效地分离气态杂质，通过过滤材料的运输时间应足够长。少量的吸附材料意味着所述解决方案的针对气态杂质的充电能力仍然很低。因此，过滤器的使用寿命短。通过增加连续的过滤级，可以提高上述替代方案的气体过滤能力，但同时压降也会增加。

[0010] 如专利US 5,549,735(静电纤维过滤器)中所公开的那样，可以通过使用波纹状结构来提高气体过滤器的性能。该专利公开了一种解决方案，其中设有充电部分、具有与充电部分相同极性的高压电极，以及接地的活性碳电极。高压用于在金属网和活性碳电极之间形成电场。

[0011] 金属网没有过滤性能。很难产生均匀的电场，这是因为在靠近波纹部分的顶部，电极的距离很容易与平坦部分的距离不同。在形成压痕时，必须将波纹部分的上部和下部都密封。另外，因为上部和下部不参与过滤，因此这些部分必须是不透气的。

[0012] 为了产生清洁的进入空气，过滤器必须不仅能够过滤小颗粒，而且还能够过滤气态杂质。一个问题是过滤器上的压降：现有的解决方案无法在低压降的情况下提供有效的颗粒和气体过滤。有效的过滤实施起来也很昂贵。实际上，这意味着现有的空调机将需要功率更大且噪音更大的风扇，以补偿由于额外过滤而导致的压降。过滤器上增大的压降将需要相应地增加风扇的能量，从而相应地增加了风扇的功耗。

[0013] WO0220162和US5403383描述了其他现有技术的电过滤器。

[0014] EP03712196描述了一种具有袋状过滤器的静电过滤器装置，用于过滤气体和颗粒。

发明内容

[0015] 本发明是第一款集成了清洁空气皮肤保护和清洁空气呼吸装置的移动电话。它利用了先进的PECO光电氧化和PCO光催化氧化以及机械过滤作为包括气体和颗粒过滤器的静电过滤器装置。

[0016] 这是一种理想的解决方案，可用于无法获得清洁和纯净的空气的区域，以及空气污染和/或吸入病原体的风险较高的区域，例如室外、拥挤的区域、通风不良的地方、洗手间、电梯间、公共交通枢纽和车辆、工业环境、建筑工地，以及教育、酒店和医疗保健设施。它还与改善美丽的面部皮肤和改善的社交能力有关。

[0017] 研究已经表明，气态和颗粒状杂质是明显会增加疾病和健康危害的环境暴露剂。这些问题在大城市中最为严重，在大城市中，交通和能源生产的排放物污染了空气。除了危害健康外，室外空气中的杂质还会影响材料的腐蚀和氧化。工业设施和这种运输网络会产生诸如二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等污染物。这种空气污染会增加人体的氧化应激。当人体细胞由于自由基增加和/或抗氧化剂减少而失衡时，就会发生氧化应激。工业和运输源的污染会增加体内自由基的量。随着时间的流逝，自由基和抗氧化剂之间的平衡的这种破坏会伤害我们的组织。氧化应激与多种疾病有关，包括某些形式的癌症、心血管疾病、肥胖症、糖尿病、阿尔茨海默氏病、眼病和狼疮。

[0018] 多年来空气污染的加剧对人体皮肤产生了重大影响。各种空气污染物(例如紫外线、多环芳烃、挥发性有机化合物、氧化物、颗粒物、臭氧和香烟烟雾)会影响皮肤，因为它是最外层的屏障。空气污染物会通过引发氧化应激而损害皮肤。尽管人的皮肤是抵御促氧化性化学物质和物理性空气污染物的生物屏障，但长时间地或反复地暴露于高水平的这些污染物下可能会对皮肤产生深远的负面影响。暴露于紫外线辐射下已经与外部皮肤的老化和皮肤癌有关。香烟烟雾会导致过早衰老，并增加牛皮癣、痤疮和皮肤癌的发病率。它还涉及过敏性皮肤病，如特应性皮炎和湿疹。聚芳烃与外在的皮肤衰老、色素沉着、癌症和痤疮爆发有关。挥发性有机化合物与特应性皮炎有关。鉴于空气污染水平的提高及其对皮肤的有害影响，建议采取措施来减少空气污染。来源：Effects of air pollution on the skin:A review Poonam Puri,Shashi Kumar Nandar,Sushruta Kathuria,V.Ramesh。

[0019] 本发明旨在通过防止和/或减少与面部接触的污染空气来减少面部皮肤老化。在受污染的空气将通过清洁的空气屏障的情况下，本发明可以用于从皮肤和头发上洗掉污染物，并且通过使用相同的温度进行进气和过滤、排气，因而对面部皮肤没有干燥作用。扩大了呼吸区域的空气分布以覆盖整个面部，并调整了速度以降低面部皮肤温度，从而降低面部温度，汗腺将保持开放状态。否则，如果汗液不能散发出去，则可能会在皮肤下积聚，从而引起皮疹和细小、瘙痒的肿块，当肿块破裂并释放出汗水后，许多人会感到皮肤刺痛。

[0020] 空气净化呼吸器用于防止微粒、气体和蒸气。使用带有或不带有化学介质的机械过滤器的负压呼吸器通常用于防止环境污染物和疾病传播，例如可见于专利US1142990A。正压装置，例如电动净化呼吸器(PAPR)主要用于职业健康的目的，用于呼吸保护，以实现具有高过滤效率的轻松呼吸(US2015290478Al)。

[0021] 可供消费者使用的过滤式口罩可能无法有效防止空气污染。根据Occupational&Environmental Medicine(来源：bit.ly/2qBhMgo Occupational&Environmental Medicine,online April 9,2018)，研究人员报告说，尽管口罩可以象广告中说的那样过滤掉微小颗粒，但脸部的大小、形状以及运动可能导致高达68％的泄漏。

[0022] 除呼吸道外，眼睛也可能受到空气污染的影响。眼表直接与环境接触，因此最容易暴露于空气污染物下。

[0023] 在感染者说话、呼吸、咳嗽或打喷嚏时，含有病原体的一些微小颗粒会进入到空气中，导致一些感染会传播出去。这些微小颗粒称为小颗粒气溶胶。由于其微小的尺寸，小颗粒气溶胶可以在气流中长距离地传播，并在空气中悬浮几分钟至几小时。这些小颗粒气溶胶可能会被其他人吸入。细菌可以通过呼吸道和眼睛进入体内。空气传播疾病的例子包括：普通感冒、流感、水痘、腮腺炎、麻疹，百日咳、结核病(TB)和白喉。

[0024] 由于上述原因(例如泄漏、对眼睛无保护，等等)，口罩对空气传播的疾病和污染物的保护作用有限。

[0025] 使用过滤式口罩会减少面部识别。预计(IHS市场)到2020年，仅中国的监控摄像头的数量将达到6.26亿台，因此有多种理由来使用监控摄像头鉴别人的身份，因此在公共场所使用过滤式口罩的人正面临潜在的禁令或使用限制，仅出于与健康相关的可接受原因才允许。

[0026] 也有使用负离子的个人空气净化器，声称该解决方案可以通过将污染物从排放中拉出而形成个人呼吸区。在专利US9,737,895B2(个人可充电便携式离子空气净化器)中提到了它将可控地提供离子以激励和清洁个人空气空间。在现实生活中总是会有一些空气流动，仅通过从一处使空气离子化不可能确保干净的空气呼吸区域。如果离子发生器确实按照所声称的那样工作，则使用者的衣服、他的皮肤、空气通道和头发上应有病毒、细菌、霉菌等，在有负离子的情况下这些颗粒将会掉落到个人呼吸区域。如果缺少电离空气流的收集部分，则负离子空气净化器将无法过滤颗粒或气态污染物。在此专利中，图7A和7B还显示了如何在面罩内使用本发明，然后，通过面罩的颗粒污染物(基于负离子)将更容易卡在呼吸系统上。

[0027] 试图通过过滤进入空气来减少从建筑物和车辆的外部传播到室内空气的杂质。室内的空气流很难控制。室内应具有略微正压，以防止室外污染物渗入内部，但这种情况很少发生，因此建筑物会泄漏，并且在机械排气通风中(例如在住宅建筑的厨房抽油烟机和厕所通风口中)实际上将污染的空气从室外拖入，从而在室内产生负压。负压可以通过供应空气而变成中性的或正压，但是实际上，在大多数建筑物中都缺少足够的供应空气，或者无法适当地过滤室外的新鲜空气。在芬兰，生活区的送风量为每平方米0.5 1/s，厨房的最低抽风为20 1/s，浴室为15 1/s，卫生间为10 1/s。

[0028] 本发明易于使用和携带，因此很容易与移动电话一起使用，携带在便携式颈带中或安装在桌子或任何其他表面上，并用作独立的空气净化器。一种应用是将其安装在婴儿车、推车和婴儿汽车座椅内，并在罩内用干净的空气产生正压。相同的连接方法允许本发明永久地或仅临时地用于几种用途，并且几乎可在所有表面上使用。

[0029] 本发明通过建立个人的清洁的空气呼吸区来减少空气传播疾病的传播，并保护呼吸系统和眼睛免受空气污染物的感染。在公共场所使用时，还可以进行完全的面部识别。本发明旨在创建一种全新的过滤类型，其有利地结合了机械的气体和颗粒过滤器以及PCO过滤(UVA辐射和诸如TiO2的表面纳米催化剂涂层)，并且在电离空气时最终得到的是PECO(光电化学氧化)。在专利WO2005014053A2(光电化学空气消毒)中，该专利所描述的解决方案适用于主要用于一般的HVAC系统和空气管道。

[0030] 利用本发明，可以消除上述现有技术的至少一部分缺点。

[0031] 本发明基于这样的事实，即对于波状过滤器而言，基本上平行于气体流动方向而定位的电极配备有紫外光源，并覆盖有光催化材料，如TiO2。在一些有利的解决方案中，在充电单元中使用了刷状元件。

[0032] 本发明还基于这样的事实，即只有当空气与需要紫外光辐射的能量剂量的光催化材料接触时，光催化反应才会发生。在本发明中，通过在被TiO2或其他催化剂所覆盖的电极之前使用与电离空气的高压单元相反的极性，就可以迫使空气接触这些电极。

[0033] 借助于本发明获得了明显的优点。

[0034] 借助于本发明，有效地清除了空气(或一些其他气体)中的气态和颗粒杂质，并且通过光催化反应，可以分解空气中的污染物，并且可以对过滤器进行消毒。利用波状过滤器以及纵向的电极和光源，可以将光催化的作用扩展到最大。

[0035] 当使用厚而有弹性的驻极体过滤介质时，不能折叠过滤介质而不影响驻极体，因此在本发明中，可以通过使用过滤器壳体的底部和顶部中的杆来在自动生产线中组装过滤介质并牢固地插入。这使得低成本的大规模生产成为可能，并且无需使用任何胶水或其他固定剂。

[0036] 过滤器壳体的底部和侧部均由导电材料制成。过滤材料涂有TiO2、Ag或类似的纳米催化剂。过滤器壳体由UVA可透过的塑料板片制成，其具有均匀分布的UVA LED灯。过滤器壳体的上方设有类似的板片，在塑料板片之间设有纸，以将UV LED灯的照明分开到两侧，该部分可以反射，以进一步增强光催化反应。壳体板片也可以涂覆有纳米催化剂。负离子可从过滤器壳体的内部或前面的碳纤维中排出，以加速光催化反应。

[0037] 当空气净化器(例如本发明中的移动通信设备)配备有CO2 传感器时，二氧化碳水平可以自动调节风扇的速度。这些器件被设计为足够靠近用户的脸部，以使呼吸区域清洁。CO2传感器可以检测到升高的CO2水平，并且风扇将运行得更快。当CO2含量低时，空气净化器进入待机模式，以节省能源。

[0038] 本发明在移动通信单元中的应用可以被数十亿用户使用，无论身在何处，它都会创造出个人的清洁的呼吸区域。

[0039] 空气净化器能够以各种渗透率而适应全球市场。空气净化器中的气体过滤器通常由活性碳和/或浸渍的活性碳形成。活性碳中的微生物生长通常会引起气味问题，并且气体过滤器介质会散发气味，而不是吸收它们。微生物的挥发性有机化合物可能是有害的，对敏感人群来说甚至是致命的。这还会在处理客户索赔时造成金钱损失，损害公司品牌，并损害整个室内空气质量行业的信誉。通过本发明可以防止过滤介质中的微生物生长。

[0040] 空气净化器能够以各种渗透率而适应全球市场。空气净化器中的气体过滤器通常由活性碳和/或浸渍的活性碳制成。活性碳中的微生物生长通常会引起气味问题，并且气体过滤器介质会散发气味，而不是吸收它们。微生物的挥发性有机化合物可能是有害的，对敏感人群来说甚至是致命的。这还会在处理客户索赔时造成金钱损失，损害公司品牌，并损害整个室内空气质量行业的信誉。通过本发明可以防止过滤介质中的微生物生长。

[0041] 图3显示了根据EP03712196的解决方案。在过滤器中，通过借助例如使用电晕丝4来产生的电晕放电而使颗粒带电以利用电力，并借助于电场将其收集在收集单元2中。在充电单元10和收集单元2中，可以使用8-10kV量级的电压。借助于电力，对于小颗粒也可以实现有效的过滤而无高的压降。

[0042] 在该解决方案中，电极14和15均由活性碳制成，或由包含了可过滤气体且具有低电导率的物质的一些其他材料制成。在这种情况下，具有低电导率的材料是指具有约109-1015Ohms的表面电阻的材料。

[0043] 为了使电过滤效果达到足够的水平，电极14和15之间应该有很大的电位差。这可以通过两种方式来实现，但实际上一种简单的结构是按照图3来将电极14连接到高电压而将电极15接地。该电极也可以是浮动的，尽管这可能会削弱过滤效果。

[0044] 光催化过滤器装置也是已知的。然而在这些解决方案中，由于具有高风速的自由空气流的存在，能量剂量将不足以破坏通风系统内的生物体的DNA结构。作为替代，如果将这种装置安装在空气处理机组内，则初始投资和运行成本都非常高。

[0045] 用于HVAC工业的大多数UV灯都是水银灯型(Hg、Hg-Fe和Hg-Ga)，它们具有高辐射效率和高能耗。另外，水银灯对环境非常不利。

[0046] 根据所完成的测量，具有300mm深的口袋的袋式过滤器的UVC光密度如下：

[0047] 1,000μW/cm2＝1,000mW/cm2或10W/m2

[0048] 距滤袋的口袋内的紫外光9cm，密度为650μW/cm2

[0049] 距滤袋的口袋内的紫外光18cm，密度为400μW/cm2

[0050] 空气处理机组内所使用的过滤器通常为600mm深，通常具有一些弯曲，因此密度会在多个区域、至少在口袋的底部为0μW/cm2。

[0051] 类似地，当使用UVA和/或UVB光并在袋式过滤器的口袋内部的内部过滤器表面上使用TiO2或类似的催化剂时，由于辐射的可实现性较差，因此无法达到光催化反应所需的能量剂量。

[0052] 本发明旨在创建一种全新的气体和颗粒过滤器，其可有利地用于移动通信设备。通过本发明，可以消除上述现有技术中的至少一部分缺点。

[0053] 本发明基于这样的事实，即对于袋状过滤器而言，基本上平行于气体流动方向而定位的电极配备有紫外光源，并覆盖有光催化材料，如TiO2。在一些有利的解决方案中，在充电单元中使用了刷状元件。

[0054] 本发明还基于这样的事实，即只有当空气与需要紫外光辐射的能量剂量的光催化材料接触时，光催化反应才会发生。在本发明中，通过在被TiO2或其他催化剂所覆盖的电极之前使用与电离空气的高压单元相反的极性，就可以迫使空气接触这些电极。

[0055] 更具体地，根据本发明的颗粒过滤器的特征在于权利要求1的特征部分所述的内容。

[0056] 借助于本发明获得了显著的优点。

[0057] 借助于本发明，有效地清除了空气(或一些其他气体)中的气态和颗粒杂质，并且通过光催化反应，可以分解空气中的污染物，并且可以对滤袋进行消毒。利用袋状过滤器以及纵向电极和光源，可以将光催化的作用扩展到最大。该装置还允许具有低压降的解决方案。因此，可以将过滤器安装在现有的通风系统中，而无需对风扇进行任何更改。滤袋还可以在各个方向上安装，而不会有弯曲滤袋的风险。除了具有较低的运营成本外，该解决方案的实施也很经济。

[0058] 当连接到HVAC系统或空气净化器(例如本发明中的移动通信设备)中的现有风扇上时，可以自动地将过滤系统与用于监控和调节功能的传感器一起使用。风扇配有自动速度控制，可根据增加的功耗(其由因过滤器的粉尘负荷所致的增加的压降而产生)来使风扇加速。能耗增加的计算可用于确定何时应更换过滤器。该计算还可用于增加用于电离的高压单元和电极中的输出电流，以确保在消耗性过滤器的整个使用寿命中具有足够的过滤效率。

[0059] 当空气净化器(例如本发明中的移动通信设备)配备有CO2传感器时，二氧化碳水平可以自动调节风扇的速度。这些器件被设计为足够靠近用户的脸部，以使呼吸区域清洁。CO2传感器可以检测到升高的CO2水平，并且风扇将运行得更快。当CO2含量低时，空气净化器进入待机模式，以节省能源。

[0060] 上述解决方案的好处是：

[0061] －有效的气体和颗粒联合过滤，

[0062] －使用寿命长(如果用作单个房间的过滤器)，

[0063] －低压降，从而降低了能源成本，

[0064] －能控制出现在静电过滤器中的有害臭氧的产生：气体过滤器去除了电晕放电中产生的臭氧，

[0065] －消除了静电过滤器中清洁过滤器单元的需要：经常更换脏污的过滤器，[0066] －装置的制造简单且经济，

[0067] －用过的可替换部件可以由例如可通过燃烧来处置的材料制成，

[0068] －纤维过滤器还充当电极的绝缘材料，

[0069] －电极可以是过滤器，

[0070] －本发明在移动通信单元中的应用可以被数十亿用户使用，无论身在何处，它都会创造出个人的清洁的呼吸区域。

[0071] 本发明可用于空气处理单元(AHU)、供气和排气通风、新鲜空气通风以及空气净化器中。

[0072] 当本发明用于清洁厨房抽油烟机和/或排气管道中的排气中的空气时，它可以保持厨房排气通风系统的清洁。本发明将提高消防安全性，增强职业安全性，节约能源，并提高商业厨房中员工和客户的满意度，但它也可用于家庭用途。本发明的使用将大大减少对厨房排气清洁的需求，这将改善职业安全性，使清洁过程更舒适、更便宜和更安全。由于管道将保持清洁，消防安全性也得到改善，从而创造了更好、更安全的工作环境。

[0073] 有许多方面正在受益于本发明的成果。城市中的所有居民都将摆脱厨房引起的异味，并获得健康方面益处，避免不健康臭氧的扩散。业主将减少火灾的风险，并降低其设施的火灾保险的成本，并且排气管道的清洁成本也将大大下降。厨房用户、通常是餐馆经营者将受益于非常短的清洁时间，从而可以使厨房的运行时间最大化。

[0074] 在许多国家，针对清洁厨房排气系统并没有现行的强制性法律。在自然通风的房屋中，排气管道中油脂的积聚会造成压力损失，无法达到设计的排气量。这会导致室内高水平的颗粒物，导致严重的健康问题，甚至死亡。针对住宅建筑物的投诉通常与烹饪或烟草烟雾的气味有关。厨房排风系统是排出室内空气的主要途径，不幸的是，排气管道通常会有很多泄漏。通过安装本发明并以合理的频率进行更换，可以避免微粒和气味的扩散。

[0075] 商用厨房排风系统包括厨房抽油烟机、排气管道和排气扇。厨房抽油烟机配有油脂过滤器，其设计成可捕获烹饪过程中产生的热量、烟雾、气味、油脂和油脂蒸气(RPPA)。过滤器需要经常清洁，即使饭店人员对其进行了良好的维护，但也总会有油脂和灰尘会通过过滤器流入排气管道。这是因为油脂颗粒可能非常小(<5微米)，并且油烟机区域处的风速以及温度都很高。在冷却时，这些油脂和灰尘会积聚在排气管道内，形成重大的火灾隐患。为了减少火灾危险，必须从管道中清除油脂和灰尘的积聚。这不是一个简单的任务。油脂管道的清洁必须由专家进行，这很费时间，职业上不安全，价格昂贵，并且在环境上非常不可持续。它要求使用这样的产品，例如有毒、碱性很强的清洁剂、刷子、不同的刷毛、水、一次性布、要求个人保护的器件，等等。这些是本发明要解决的问题。它将提供一种产品来防止油脂到达排气管道，而不是依靠不安全的、昂贵的和不可持续的方法。本发明不仅比当前的应用安全和便宜，而且在经济上更可持续。

[0076] 作为油脂收集方案的本发明将被安装到厨房抽油烟机和/或排气管道中。本发明将提高消防安全性，增强职业安全性，并提高商用厨房的市场价值。本发明的使用将消除或至少显著地减少厨房排气管道清洁的需要，同时提高厨房中的防火安全性。本发明将节省能量并去除小颗粒，减少臭味，从而提高财产价值以及客户和雇员的满意度。

[0077] 目前，客户和承包商都对当前的商用厨房排气管清洁方法不满意。提供清洁服务的承包商报告说，不愿从事油脂管道清洁服务，因为这被认为是肮脏的，并且可能不安全。客户抱怨说，清洁公司往往会对客户的工作环境造成伤害，例如会将油脂从排气管道扩散到厨房区域。作为一种解决方案，可将静电除尘器安装在厨房排气装置中。但是，由于已证明该解决方案不切实际，因此其中大多数已停用。值得注意的是，该单元需要太频繁地清洁，这太昂贵且费时，因此影响了常规的厨房操作。还有其他一些现有的做法，例如使用紫外线灯和旋风除油器来进行臭氧处理。所有这些现有解决方案的最终结果是，即使在采用上述解决方案后，排气通风系统也会累积一定量的油脂，因此需要在不同的时期内进行清洁。综上所述，在本发明之前，不存在一种用于防止厨房中油脂堆积的具有成本效益的解决方案。

[0078] 商业厨房可在许多方面受益于本发明。由于减少了异味，改善了通风卫生，因此提高了员工的舒适度。通过减少气味，随着更多顾客发现餐厅环境愉悦(由于没有不愉快的气味)，顾客的满意度也将提高。这将再次为厨房带来价值，现在将有更多的顾客涌入。第三，随着气味投诉的减少，邻里价值将上升，从而带来财产价值，使房东受益。

[0079] 此外，工作人员无需担心厨房排气系统着火。它延长了厨房抽油烟机过滤器的清洁频率，从而节省了员工的时间，他们可以将时间和精力花在做他们最擅长的事情上：准备和提供美味的饭菜。除了已经提到的节能之外，本发明的一个实施例使得排气通风系统能够清洁并有效地运行，这带来了降低的能耗。

[0080] 房屋的所有者，通常是餐馆的所有者，负责维护厨房的排气系统。厨房油烟机过滤器通常由餐厅人员维护并保持清洁，但是管道和排气扇的清洁需要由训练有素的专业人员进行。当前的清洁方法使其成为一项有害的工作，充满职业安全危害，对环境有害的物质，大量的一次性用品，以及浪费能源、时间和金钱。每年需要至少检查一次管道并进行清洁，具体取决于国家/地区的法律和用途。在美国，它们每年需要清洁1至12次，这会导致餐厅花费数千美元。使用有毒的洗涤剂去除油脂，这使得不可能将油脂用在例如生物燃料的生产中。利用本发明，由于产品中使用的解决方案减少了对管道清洁的需要，因此餐馆将显著减少支出，这防止了油脂进一步进入管道，因此，客户将获得具有成本效益的解决方案，以改善他们的消防安全性和可持续性。附图说明

[0081] 下面将借助实施例并参考附图来说明本发明。

[0082] 图1示出了根据现有技术的一种过滤器解决方案的示意图。

[0083] 图2示出了根据现有技术的第二过滤器的示意图。

[0084] 图3示出了根据现有技术的过滤器解决方案的示意图。

[0085] 图4示出了根据本发明的过滤器解决方案。

[0086] 图5示出了图4的电极元件。

[0087] 图6示出了根据本发明的充电单元。

[0088] 图7显示了本发明的一个实施例的框图。

[0089] 图8示出了根据本发明的一个过滤元件的截面图。

[0090] 图9示出了另一过滤元件的截面图。

[0091] 图10示出了根据本发明的另一种过滤元件的截面图。

[0092] 图11示出了图5所示充电单元的另一实施例。

[0093] 图12示出了根据本发明的位于滤袋单元内的图11所示充电单元的横截面。

[0094] 图13示出了根据本发明的滤袋单元。

[0095] 图14示出了根据本发明的另一充电单元。

[0096] 图15示出了一种过滤器装置，其中多个图14所示的充电单元组合在一起并与过滤器装置相结合。

[0097] 图16示出了图15的过滤器装置，其中过滤单元被组装到充电单元上。

[0098] 图17显示了图16的横截面。

[0099] 图18显示了图17的更详细的视图。

[0100] 图19示出了充电单元的一个可连接的实施例，以形成一个根据本发明的图15和16所示的装置。

[0101] 图20示出了充电单元的细节，以形成根据本发明的图15和16所示的装置。

[0102] 图21示出了充电单元的安装细节，以形成根据本发明的图15和16所示的装置。

[0103] 图22示出了本发明的一个实施例的后视图，其中过滤单元与移动电话相结合。

[0104] 图23示出了图22所示实施例的侧视图。

[0105] 图24示出了本发明的一个实施例的透视图，其中电极由透明的、导电膜状的材料形成。

[0106] 图25显示了图24的细节。

[0107] 图26显示了本发明的示意图，其中TiO2涂层布置在具有紫外光源的滤袋之外。

[0108] 图27示出了图26的一个实际的实施例。

[0109] 图28示出了移动电话和空气过滤器之间的磁性连接。

[0110] 图29示出了根据本发明的具有高压充电单元的过滤单元。

[0111] 图30显示了根据本发明的结合有移动电话的过滤单元。

[0112] 图31显示了根据本发明的过滤单元的局部剖视图。

[0113] 图32更详细地显示了图31所示的过滤单元。

[0114] 图33和34显示了图28到32中所示的过滤单元的空气流。

[0115] 图35到38更详细地显示了可拆卸的颗粒过滤器壳体的结构。

[0116] 在下文中，借助于以下附图标记来说明本发明：

[0117] 1 充电部分

[0118] 2 分离部分，静电过滤器

[0119] 3 离子路径

[0120] 4 电晕丝

[0121] 5 带正电的颗粒

[0122] 6 空气流

[0123] 7 纤维过滤器

[0124] 8 金属网

[0125] 9 隔板

[0126] 10 充电单元

[0127] 11 高压

[0128] 12 纤维过滤器

[0129] 13 活性碳过滤器

[0130] 14 活性碳过滤器的正金属电极或TiO2覆盖的电极

[0131] 15 活性碳过滤器的接地电极

[0132] 16 紫外线光源

[0133] 17 电晕刷

[0134] 18 充电单元的盖板

[0135] 19 高压单元

[0136] 20 电晕条

[0137] 21 电晕条的绝缘体

[0138] 22 电极单元的框架

[0139] 23 电极14的接线和紫外线光源

[0140] 24 滤袋的支撑杆

[0141] 25 电极单元

[0142] 26 滤袋单元

[0143] 27 颗粒过滤介质

[0144] 28 气体过滤介质

[0145] 29 过滤器安装架

[0146] 30 子过滤器

[0147] 31 接地

[0148] 32 紫外线变压器

[0149] 33 正电压变压器

[0150] 34 正电压电极

[0151] 35 正电压的输入

[0152] 36 AHU解决方案中的保护栅

[0153] 37 高压插座

[0154] 38 波纹状过滤介质

[0155] 39 接地接触器

[0156] 40 高压触头

[0157] 41 高压触头

[0158] 42 固定的安装导轨

[0159] 43 可调的安装导轨

[0160] 44 充电单元的框架

[0161] 45 移动通信设备，移动电话

[0162] 46 相机镜头

[0163] 47 便携式过滤单元

[0164] 48 可拆卸的颗粒过滤器壳体

[0165] 49 变压器

[0166] 50 高压单元

[0167] 51 风扇

[0168] 52 支撑杆

[0169] 53 空气流的出口

[0170] 54 插入

[0171] 55 插头

[0172] 56 颗粒传感器

[0173] 57 CO2传感器

[0174] 58 监测单元

[0175] 60 过滤器壳体(UVA可透过)

[0176] 61 塑料板片，带有用于使UV照明均匀地散布到整个板片上的点阵[0177] 62 塑料板片之间的薄纸

[0178] 63 过滤材料的盖子，透明的

[0179] 64 折叠的过滤材料

[0180] 65 主印刷电路板(PCB)

[0181] 67 用于使用单元47作为充电器的USB A端口

[0182] 68 用于对电池72充电的微USB端口

[0183] 69 LED指示器(开/关/过滤器变化)

[0184] 71 用于连接到移动设备上的磁体

[0185] 72 电池

[0186] 73 进气格栅

[0187] 74 用于调节输出空气流的方向的滑动件

[0188] 75 风扇的进气室

[0189] 76 风扇的出气室

[0190] 77 过滤器壳体的底部

[0191] 78 过滤器壳体的侧部

[0192] 79 用于负离子输出的碳纤维

[0193] 80 用于过滤材料64的导向销

具体实施方式

[0194] 根据本发明的一个优选实施例，在图4中示出了安装在一起的组合式过滤器26和电极单元25。在操作中，该结构从四周被通风管道所包围，空气按照图中的箭头从上到下地流动。

[0195] 电极14平行于空气流布置，并覆盖有合适的光催化材料，如TiO2。电极14通常是铝，也可以使用其他金属或其他导电材料。在这些电极板上，UV光源16定位在电极的两侧。这些光源16通常是组装在合适的基板上的LED(发光二极管)光源，在这种情况下，基板是深入地延伸到滤袋15中的纵向电路板。通常，光源元件与电极14一样长。另一方面，电极14几乎延伸到过滤袋15的端部。电极14的长度与滤袋15的长度之比通常为约70％，有利地在50-
95％的范围内。接线23将能量馈送到光源16，并且还负责电极14的接地。

[0196] 在电极的两侧都安装了使用UVC光的LED灯。UVC辐射的主要目标是破坏捕获到过滤介质中的有机材料的DNA结构。也可以在电极的两侧安装UVA和UVB灯，并主要用于光催化氧化。

[0197] 还可以在电极板之间的内部安装使用UVA和UVB光的LED灯(图24-25)，电极板必须是透明的，以使UV光能够透过板。这些板可具有蜂窝状结构、网状线结构，或者纳米结构(例如石墨烯或其他纳米层型结构)，以增加平板之上的用于TiO2或其他催化剂的表面积。仅有电极板的抗紫外光的内侧将不涂覆TiO2，而所有其他表面(电极板的外侧和集成在其中的结构)都将涂覆锐钛矿相的TiO2，或者锐钛矿相和金红石相的组合的TiO2。也可以使用其他催化剂。LED灯的数量取决于过滤器解决方案的用途、与催化剂的距离，以及所需的PCO效率。LED灯的效率以每瓦流明为单位来测量，其指LED灯每1瓦能量产生的总光量。效率＝总流明输出/总功率。

[0198] 这些光源16通常是组装在合适的基板上的LED(发光二极管)光源，在这种情况下，基板是深入地延伸到滤袋15中的纵向电路板。通常，光源元件略短于电极14。另一方面，电极14几乎延伸到滤袋15的端部。

[0199] 在本发明的一个优选实施例中，滤袋单元26(不包括充电单元25)是一次性的，换句话说，滤袋15将不用被清洁，而是在变脏时用新的单元来替换。这显著地节省了维护时间和成本。

[0200] 诸如TiO2之类的光催化材料也可以通过诸如湿法和干法之类的适当工艺而设置在滤袋15中。在湿法中，锐钛矿相TiO2的纳米TiO2处于液体溶液中，其被喷涂到基板上。在干法中，锐钛矿相TiO2为粉末的形式，其被引导到基板材料。可以使用纳米涂覆方法，例如喷涂、浸涂和超声处理。

[0201] 抗紫外线光源的第一过滤介质将用光催化剂处理，它可以是：

[0202] ·非织造活性碳过滤介质

[0203] ·驻极体过滤材料

[0204] ·粗过滤材料

[0205] 以及上面提到的过滤材料的组合和/或混合物。

[0206] 在图5中可以看到，电极单元25上下颠倒，从而可以看到UV光源16。电极14位于支撑杆24之间，支撑杆24将弹性的滤袋15保持为合适的形式。框架22例如可以是塑料的。从图中可以看出，一个优选的实施方案包括8个电极14和相应的8个滤袋15。当然，电极/袋对的数量可以变化，通常在4-12的范围内。

[0207] 根据图6，充电单元10包括框架44，其通常是铝。在框架44的内部设有电晕条20，其配备有朝向空气流指向的刷状延伸部17。这些延伸部在顶部处具有活性碳纤维刷17。这样，空气流的高电压遇到的第一件事物就是这些碳纤维刷17。通过该特征，可以使电晕元件的磨损最小。在该解决方案中设置了两个平行的导电电晕条20，使得每个电晕条20位于总宽度W上离框架44内部为大约25％的位置处，其中W是框架44的内部的总宽度。如果充电单元10的内部横截面增加，则电晕条20的数量也增加。另一方面，每个刷17具有有限的影响区域，因此具有较大横截面的充电单元10(以及过滤器结构2)需要更多的刷17。

[0208] 框架44通常是正方形的，矩形的框架44也是框架44的一种可能的形式。高电压从充电单元10的高压单元19输入到电晕条20。该高电压通常是带负电。电晕条20通过绝缘体21与框架44绝缘。在操作期间，在框架44中设有盖板单元18。

[0209] 在操作中，充电单元10将放置在图4的结构上方，以使进入空气首先会遇到充电单元10，然后是电极25和滤袋单元26。

[0210] 图7示出了本发明的总体概念。箭头显示了空气流的方向。在空气流中，首先是充电单元10，接下来是电极25，最后是带有滤袋的滤袋单元26。

[0211] 上面描述的过滤器装置是一种可净化颗粒和气态污染物的新的有效的解决方案。当安装在通风系统中以净化新鲜空气、再循环空气或排出空气时，本发明可用作集成的空气净化器。它也可以作为独立的空气净化器安装在带有风扇和电源的机壳内。

[0212] 本发明可用于替代空气处理机组(AHU)中使用的常规过滤器，并具有以下功能：可以使空气流带电，从而提高颗粒的捕集效率，还具有光催化氧化功能(PCO)和杀菌功能。

[0213] 在滤袋的框架内安装了用于使空气流带电的高压单元(输入220-240V，50/60Hz，输出12V或24V，6-15kV)和用于LED紫外线灯的电子变压器(输入220-240V，50/60Hz，输出12V)。

[0214] 滤袋15的口袋内具有支撑杆24，电极14(材料可以改变)设置在其中，并被光催化材料(如TiO2)涂覆，该材料在紫外光(此处可根据用途而使用UVA、UVB或UVC光或这些光的组合)的作用下具有光催化活性。LED紫外光源16连接到电极14，使得它们靠近过滤介质(0.5-20mm)。

[0215] 滤袋15和电极14可以通过连接器电连接，因此，一个滤袋15/电极14仅需要一根电缆连接和地线连接。当在AHU内安装滤袋时，可以使用现有的过滤器框架而无需任何更改，仅需连接220/240V和接地电缆。

[0216] 在本发明的有利实施例中，本发明包括滤袋15、充电单元10，以及具有紫外线光源16和光催化材料(例如TiO2)的光催化元件。此外，滤袋15有利地是一次性的。

[0217] 根据图8，在本发明的一个优选实施例中，图4的滤袋单元26的每个袋状过滤元件15包括延伸到或几乎延伸到袋状过滤元件15的底部的铝电极14。电极14用诸如TiO2之类的光催化材料覆盖，并且在电极的两侧还具有UV光源16。电极14最好接到地电位。进入空气通过由高压单元15馈电的刷17而被带上负的高电压，而紫外线灯16由变压器32馈给低电压。
袋式过滤器15通常包括至少两层，即作为用于捕获颗粒中的小杂质的内部结构的颗粒过滤介质层27，以及作为用于捕获气态材料的外部结构的气体过滤介质层28。气体过滤介质层例如可以是活性碳。介质层27和28例如可以通过超声波焊接而结合在一起。如图4所示，袋状过滤器15并排地安装在过滤器安装框架29中，以便覆盖过滤器结构2的整个内部横截面。
在这种解决方案中，袋27的内部或者用TiO2覆盖，或者可在两个表面中使用TiO2盖。

[0218] 根据图9，提供了一种基本的解决方案，其中使用了这样的过滤结构15，其包括位于主滤袋内的多个子过滤器30。同样在这里，过滤器15以与图4中相同的方式安装到过滤器安装框架上。在进入空气中设有包括刷17和接地元件31(如接地的金属板)的充电单元。在此，充电单元可以组装到现有的过滤器结构上。

[0219] 图10是图9的一种变型，使得每个过滤元件15在其于空气流路径中的前方具有指定的光催化元件，其形式为UV灯16和具有光催化材料(如TiO2)的接地金属板31。另外，该结构包括与接地元件31电绝缘的充电刷17。

[0220] 锐钛矿相TiO2的带隙为3.2eV。

[0221] 安装基于LED的紫外线灯便宜得多，但是光密度低，因此必须将其安装在要辐射的表面附近。

[0222] 与市场上现有的独立解决方案相比，本发明具有非常小的初始投资成本和较低的运行成本。

[0223] 在图11和12中示出了一个实施例，其中电极单元25配备有用于每个电极14的正电极结构34，使得该电极结构的尖端使图12所示滤袋15的内部带有约为1kV的正电荷。该电压取决于滤袋15的材料，以及电极结构34的尖端的机械性能。这些电极34由变压器33馈电，该变压器33从图12中的连接器35获得其输入。电极14通常接地，并与正电极34绝缘。在图11中，在电极14的两侧设有两排UV光源16。根据本发明，甚至可以有两排额外的这些UV光源16布置在电极14的两侧，例如位于电极14的外侧，即图11中的每个电极的左侧和右侧，使得紫外光将能照亮滤袋15的侧面上的最大面积。这些紫外线光源16由紫外线变压器32馈电。在此，袋状过滤器15的内部也可以用TiO2覆盖。

[0224] 从图12中可以看出，滤袋15可以如图8所示地在内部具有两个袋，但内袋必须至少部分地导电，以便用正电压对其进行充电。

[0225] 图12和14还示出了用于使空气流带负电荷的电晕刷17。

[0226] 滤袋的材料可以如下所述：

[0227] －内袋27(图8)

[0228] ο粗过滤器，通常为250-500g/m2

[0229] －外袋28(图8)

[0230] ο细过滤器，通常为100-250g/m2

[0231] 所引用的分类基于EN799标准，其例如可见于下述网页：http://apps.who.int/medicinedocs/en/d/Jsl4065e/12.html#Jsl4065e.12。

[0232] ISO 16890中的颗粒物描述了悬浮在环境空气中的天然气溶胶(液体和固体颗粒)的尺寸分数。符号ePMx描述了空气净化装置对光学直径在0.3μm和xμm之间的颗粒的效率。针对所列的效率值，ISO16890系列使用以下的粒度范围。

[0233] 用于定义效率的光学粒径范围，ePMx

[0234]

[0235] 可以浸渍这些材料，以去除/吸附/吸收不同的气体，一种用于SO2，另一种用于NOX。

[0236] 内部介质袋27(也可以是唯一的滤袋)可以用TiO2浸渍，以实现更好的光催化氧化功能。也可以针对气体来进行浸渍，但PCO效果不佳。对于基板/浸渍剂的合适组合，有几种备选。一些是

[0237] ·非织造活性碳过滤介质

[0238] ·驻极体过滤材料

[0239] ·粗过滤材料

[0240] ·上述过滤材料的组合。

[0241] 像针对二氧化硫一样，浸渍可以通过各种方法使用不同的浸渍剂(如KOH和KMnO4)来完成。浸渍过程可以用湿法和干法来进行。在湿法中，浸渍剂在水溶液中，其喷涂到基板上。在干法中，将粉末形式的浸渍剂雾化，然后引导通过基板材料。

[0242] 气体过滤器的性能与沉积在基板材料上的浸渍剂的质量有关。另一方面，在浸渍非织造活性碳基板的情况下，沉积的浸渍剂增加了纤维过滤器的压降，或者可能降低对其他气态杂质的吸附能力。因此，浸渍剂的最佳用量取决于浸渍剂/基板的组合。

[0243] 通过使用尺寸为592*592*592毫米的滤袋15，一个带有10个滤袋的过滤单元将具有7平方米的过滤面积。在每个滤袋15中有10个两面都覆盖有TiO2的500*500mm2的电极14的情况下，每个过滤单元将具有5平方米的TiO2覆盖表面。

[0244] 图14示出了没有充电单元10的滤袋单元26。在该实施例中，电晕刷17由保护栅38所保护，以避免维护人员触电。充电单元10的整个外壳有利地接地。高电压通过高压插座37馈入到电晕刷17。

[0245] 图15和图16示出了充电和过滤单元，其中多个充电单元10组合成一个壁，以适应不同尺寸的通风管道。波纹状过滤介质形式的过滤单元38位于包括电晕刷17的充电单元之后。

[0246] 图17和18示出了图16的横截面，其中空气流首先遇到具有保护栅36的充电单元10。在充电单元10之后，空气流将通过波纹状过滤介质38。该介质有利地是带有正电压的电极38，在这种情况下有利的是，过滤介质38是至少部分导电的。连接到电极34的正电压根据介质的材料而变化，但是通常在1kV的范围内。过滤介质38有利地包括两层，即颗粒过滤介质层和气体过滤介质层。此外，最接近充电单元10的过滤介质有利地本身导电，或者与具有气体过滤性能的另一层相结合。

[0247] 图19示出了充电单元的一个可连接的实施例，以形成一个根据本发明的如图15和16所示的结构，以便由多个充电单元10形成充电壁。这通过连接器来实现，该连接器用于将充电单元10的侧面接地39和连接负的高压40，并用于连接附近的或相对的充电单元10。图
20示出了用于使电极34与正电压连接的连接器41。这些连接器还用于将彼此相邻或相对的充电单元彼此连接。

[0248] 图21示出了本发明的安装轨道42、43，用于将过滤单元安装到例如处于通风管道之前的固定结构上。轨道42固定在过滤器结构上，轨道42可在固定轨道42内滑动，以便可以调节过滤器壁的垂直位置。

[0249] 根据本发明，电晕刷17和正电极34的极性可以互换。

[0250] 根据图22和23，过滤单元47与移动电话45或其他移动电信设备相结合。优选地，该单元设置在电话的背面，使得其不会阻挡相机镜头46。空气流6的入口位于电话45的背面，而出口优选地布置成将空气流6引向用户的脸部。该装置包括用于产生空气流的风扇51，以及用于优选地借助电晕刷17来使进入空气和颗粒带电的高压单元50。此外，过滤器包括覆盖有TiO2的导电电极14，其优选地连接至与电晕元件(优选为电晕刷17)相反极性的高电压。另外，过滤单元47包括紫外线光源16，通常是带有相应变压器49的LED。如果电话的电压适合于LED，则可以省略变压器。过滤单元还可包括可拆卸的颗粒过滤器48，并且包括用于过滤颗粒和气体污染物的其他导电材料。过滤单元48可以是售后可拆卸的单元，或者是电话、例如过滤器电话的OEM部分。另外，单元48可以是一次性的或可重复使用的。

[0251] 附加的监测装置58包括二氧化碳传感器57和/或颗粒传感器56。该器件直接连接到过滤单元的引脚输出54连接器，并且其自身具有用于进一步连接的引脚55。

[0252] 图24示出了本发明的一个实施例的透视图，其中电极单元的电极14由透明的、导电的薄膜(如塑料材料)形成。该塑料材料通常通过胶来固定在支撑杆52上。有利的是，这些塑料电极连接到与充电单元的高电压极性相反的高电压。紫外线LED16位于电极14上的两侧并靠近支撑条52，并与导体23电连接以提供电压。

[0253] 图25更详细地示出了LED在支撑条52内的定位，在这种情况下，支撑条52为U形的。

[0254] 图26示出了本发明的示意图，其中TiO2涂层布置在具有紫外光源17的滤袋之外，而图27示出了图26的一个实用的实施例。

[0255] 在图28中示出了根据本发明如何将移动电话45连接至空气过滤器47。移动电话45和空气过滤器47都包括胶粘(或以其他方式连接)到移动电话71和空气过滤器45的磁性元件71。磁性元件71通过磁力彼此附接，或者在图中所示的位置，或者通过将其中一个元件、例如移动电话45转动90度来将它们连接。

[0256] 在图29中更详细地示出了具有高压元件19的过滤单元47。过滤单元47包括过滤器盖60，其可使紫外线、特别是UVA 波长通过。在盖60的下方设有塑料板片61，其具有印刷的点阵以将UV光均匀地散布到整个板片上。在板片61的下方设有薄纸62，在其下方是过滤材料64的盖子63，而在盖子的下方是折叠的过滤材料64。过滤单元47包括与过滤器壳体48的必要的电连接。

[0257] 图30示出了与移动电话45相结合的根据本发明的过滤单元47。在剖开的部分中可以看到过滤材料64。

[0258] 图31示出了根据本发明的空气过滤器的另一剖视图。在此可以更详细地看到微USB端口，用于为过滤单元的电池72充电。电池72可以通过USB-A端口67用于为其他设备，例如移动电话45或其他装置充电。空气过滤器47还包括用于指示空气过滤器47的状态的LED指示器69。该状态例如可以是开/关/充电。空气通过进气格栅73进入空气过滤器47，并在过滤后通过排气孔66排出。空气过滤器47在可拆卸的过滤器壳体48的侧部上还包括UVA LED 16，以与包含TiO2或某些其他光催化材料的过滤材料64一起形成光催化效应。紫外光也可以通过透明的过滤器盖60而进入过滤器。光催化材料也可以位于靠近过滤材料64的某一层上，例如在层61、62或63上。在本发明的一些优选的实施例中，过滤材料64是导电的，以便使过滤材料64成为电极。

[0259] 图32示出了类似于图29的空气过滤器的空气过滤器47，但是没有高压单元19和电晕刷17。

[0260] 图33和34示出了通过根据本发明的空气过滤器47的空气流。未净化的空气通过进气格栅73进入过滤器47，然后通过过滤器单元/壳体48。由风扇51(图31)产生空气流，通过形成负压而进入进气室75，通过风扇51将净化空气输出到输出室76，并进一步通过排气孔66输出给使用者使用。排气孔可以具有用于调节空气流66的方向和分布的可调滑动件74。
该滑动件还可以控制电池72的充电操作。

[0261] 在图35中更详细地显示了可拆卸的颗粒过滤器壳体48。过滤器壳体的底部77和侧部78由导电材料制成。该导电材料77、78电连接到地电位，或者连接到与高压单元19的电压不同的其他电压。优选地，高压19和电极77、78的电压的极性不同。过滤材料64涂覆有TiO2、Ag或类似的纳米光催化剂。过滤器壳体48由具有均匀分布的UVA LED灯的UVA可透过的塑料板片制成。因此，当盖60被诸如TiO2的光催化材料覆盖时，光16可以同时照射过滤器壳体48和过滤单元48的盖60，从而也引起盖60的光催化反应。类似的板片63位于过滤器壳体48的上方，并且在塑料板片之间设有纸62，以将UV LED灯的照明分开到两侧。纸62是可反射的，以便进一步增强光催化反应。纸62的层可以具有要投影在过滤器结构47的盖上的图案。壳体构件77、78、63、61和60也可以涂覆有诸如TiO2的纳米催化剂。为了加速光催化反应，优选地用电晕刷17将负离子从碳纤维79中排出，该电晕刷17位于过滤器壳体的内部或前面。自然地，这些纤维79与壳体构件77、78、63和60电隔离。

[0262] 总而言之，过滤器壳体48的顶层从上至下依次为：

[0263] 61：盖，其为UVA可透过的板片。可以涂覆有TiO2或类似物。这也是单元的盖子。表面均匀或具有发光的分布图案。

[0264] 62：薄纸片，用于划分LED的照明。

[0265] 63：过滤材料的盖，UV可透过的塑料，并且纳米涂覆有TiO2或等效物。

[0266] 组装在过滤单元一侧的印刷电路板(PCB)上的SMD型的紫外LED 16照亮了板片61和63。LED 16可位于结构48的两侧。碳纤维79用于负离子输出。

[0267] 底部77和侧板78由导电材料制成，并且接地或连接至与离子输出79相反的极性。

[0268] 在图36中示出了用于过滤材料64的组件的引导销80。这些销80允许紧密的连接和自动的组装过程。销80连接到它们在板片63中的对应物上。

[0269] 在图37中更详细地示出了波状过滤材料如何组装在过滤器壳体48中。该材料64通常具有两层，第一层具有颗粒过滤介质，第二层具有气体吸附材料。过滤材料64还可包括附加层。过滤材料64的两侧均涂覆有TiO2或等效材料。

[0270] 在图38中显示了最终的结构。

[0271] 当空气净化器(例如本发明中的移动通信设备)配备有CO2传感器时，二氧化碳水平可以自动调节风扇的速度。这些器件被设计为足够靠近用户的脸部，以使呼吸区域清洁。CO2传感器可以检测到升高的CO2水平，并且风扇51将运行得更快。当CO2含量低时，空气净化器进入待机模式，以节省能源。可基于过滤器壳体48的流动阻力来调节风扇51的速度，使得当流动阻力增加时，风扇51的速度也增加。例如可以通过过滤器壳体48之前的压力或温度测量来确定流动阻力。电动机的上升速度或在过滤器48之前的压力升高或温度升高意味着过滤器的流动阻力已经增加。当过滤器壳体48太满，例如流动阻力增加了30％以上时，这种情况可以通过声音或声音来表示。

[0272] 作为TiO2的替代，可以使用以下材料作为光催化材料：碳掺杂的二氧化钛(C-TiO2)、ZnO(https://www.hindawi.com/journals/ijp/2013/795060/)，或者TiO2和聚四氟乙烯的纳米复合涂层(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201201037/abstract)。

[0273] 光源16有利地是通常具有以下特性的LED：

[0274] 功率/LED：0.06-1W

[0275] 波长在以下范围内：300-420nm。

[0276] 在以下段落中定义了本发明的一些实施例。

[0277] 段落1：一种静电过滤器装置(2)，包括

[0278] 充电单元(10)，其使待过滤的颗粒带有第一电位，并在所述过滤器装置(2)中布置成在空气流路径中位于过滤元件(15)之前，

[0279] 导电电极(14，25)，其连接至与带电颗粒的电位不同的第二电位，并且设置为与空气流的方向基本上平行，以及

[0280] 在所述空气流路径中位于所述充电单元(10)之后的过滤元件(15)，[0281] 其特征在于，每个过滤元件(15)具有至少一个指定的紫外光源(6)，以及光催化材料、例如TiO2的元件(14，31)。

[0282] 段落2：根据段落1所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述静电过滤器装置位于空气管道或通风通道中，并且所述过滤元件(15)是袋状的。

[0283] 段落3：根据段落1或2所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，袋状的过滤元件(15)围绕所述电极(14)定位，并且在所述袋状的过滤元件(15)的内部设有紫外光源(16)和光催化材料，如TiO2。

[0284] 段落4：根据段落1或2所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，在所述空气流路径中，所述至少一个指定的紫外光源(6)和诸如TiO2的光催化材料的元件(31)位于所述袋状的过滤元件(15)之前(图10)。

[0285] 段落5：根据段落1到4中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述电极(14)被光催化材料、如TiO2或等效的光催化材料所覆盖，并且电连接至地电位，或者连接至与位于所述电极之前的用于电晕放电的高压单元相反的极性。

[0286] 段落6：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述充电单元(10)包括电晕条(20)，所述电晕条(20)包括朝向所述空气流指向的刷状延伸部(17)。

[0287] 段落7：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述电晕条(20)连接到负的高电压。

[0288] 段落8：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)包括颗粒过滤介质层(27)和气体过滤介质层(28)。

[0289] 段落9：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)包括多个子过滤器(30)。

[0290] 段落10：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)是一次性的。

[0291] 段落11：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，在所述袋状的过滤元件(15)的内部设有与电压连接的电极(34)，所述电压的极性与所述充电单元(10)的电压相反。

[0292] 段落12：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述袋状的过滤元件(27)由导电材料制成。

[0293] 段落13：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述袋状的过滤元件(27)的一侧覆盖有TiO2，并且该侧暴露于紫外光。

[0294] 段落14：根据上述段落中任一段所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述过滤器装置(2)连接到移动通信设备。

[0295] 段落15：根据段落13所述的静电过滤器装置(2)，其特征在于，所述过滤器装置是所述移动通信设备的一个整体式部分。

[0296] 段落16：一种空气清洁方法，其中产生空气流，所述方法包括步骤：

[0297] 使待过滤的颗粒在进入过滤元件(15)之前带有第一电位，

[0298] 通过导电的电极(14，31)来吸引带电颗粒，所述电极连接至与带电颗粒的电位不同的第二电位，并且设置为与空气流的方向基本上平行，以及

[0299] 将带电的空气引导通过在所述空气流路径中位于所述充电单元(10)之后的过滤元件(15)，

[0300] 其特征在于，将紫外光引向每个袋状的过滤元件(15)中或其附近，并将光催化材料、例如TiO2置于紫外光的附近。

[0301] 段落17：根据段落16所述的空气清洁方法，其特征在于，所述方法用于管道或通风通道，并且所述过滤元件(15)是袋状的。

[0302] 段落18：根据段落16或17所述的空气清洁方法，其特征在于，将袋状的过滤元件(15)围绕所述电极(14)定位，并且在所述袋状的过滤元件(15)的内部设置紫外光源(16)和光催化材料，如TiO2。

[0303] 段落19：根据段落16或17所述的空气清洁方法，其特征在于，在所述空气流路径中将所述至少一个指定的紫外光源(6)和诸如TiO2的光催化材料的元件(31)置于所述袋状的过滤元件(15)之前(图10)。

[0304] 段落20：根据段落16到19中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，用光催化材料、如TiO2或等效的光催化材料来覆盖所述电极(14)，并且将它们电连接至地电位。

[0305] 段落21：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述充电单元(10)包括电晕条(20)，所述电晕条(20)包括朝向所述空气流指向的刷状延伸部(17)。

[0306] 段落22：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述电晕条(20)连接到负的高电压。

[0307] 段落23：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)包括颗粒过滤介质层(27)和气体过滤介质层(28)。

[0308] 段落24：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)包括多个子过滤器(30)。

[0309] 段落25：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述袋状的过滤元件(15)是一次性的。

[0310] 段落26：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，在所述袋状的过滤元件(15)的内部设有与电压连接的电极(34)，所述电压的极性与所述充电单元(10，25)的电压相反。

[0311] 段落27：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述袋状的过滤元件(27)由导电材料制成。

[0312] 段落28：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述袋状的过滤元件(27)的一侧覆盖有TiO2，并且该侧暴露于紫外光。

[0313] 段落29：根据上述方法段落中任一段所述的空气清洁方法，其特征在于，所述过滤器装置(2)连接到移动通信设备。

[0314] 段落30：根据段落27所述的空气清洁方法，其特征在于，所述过滤器装置(2)是所述移动通信设备的一个整体式部分。

[0315] 段落31：一种移动式过滤单元，包括移动通信设备(45)，

[0316] 其特征在于，还包括连接到所述移动通信设备(45)的过滤单元(47)，其包括[0317] 风扇(51)，用于从所述移动通信设备(45)的后面产生空气流(6)，

[0318] 高压单元(50，17)，用于使空气流(6)及其颗粒带电，

[0319] 位于空气流(6)中的覆盖有TiO2的电极(16)，其连接到与所述高压单元(50，17)相反的极性上，

[0320] 紫外线LED(16)，用于照亮所述电极(16)，以及

[0321] 出口(53)，用于将空气流引向所述移动通信设备(45)的用户。

[0322] 段落32：根据段落31所述的移动式过滤单元，其特征在于，所述电极(16)为过滤器的消耗性过滤单元，并且所述电极由铝、塑料或其他合适的导电材料制成，并且形成低压降的形式，例如蜂窝、网眼、翅片、褶结等。

[0323] 段落33：根据段落31或32所述的移动式过滤单元，其特征在于，包括可拆卸的颗粒过滤器。

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