CN102179119A

CN102179119A - 一次性高效环保空调过滤网

Info

Publication number: CN102179119A
Application number: CN2011100839075A
Authority: CN
Inventors: 严玉蓉; 郭煜星; 王丹琪; 汪涛涛; 汤仲标
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: CN102179119B

Abstract

本发明公开了一次性高效环保空调过滤网，包括滤网机架（4），其特征在于，还包括可拆卸地连接在滤网机架（4）上的滤网膜，所述滤网膜由三层组成，第一层为微米级纤维层（3），第二层为微/纳米纤维层（2），第三层为微米纤维加固层（1），离滤网支架（4）最近的是第一层。该过滤网不仅具备良好的吸收灰尘、优良抑菌功能，而且可降解，环保低碳，同时具备可以实时跟踪风速及过滤效果，及时提醒用户更换滤网的自动报警装置，有效控制能耗，提高对设备的保护以延长其使用寿命。

Description

一次性高效环保空调过滤网

技术领域

本发明涉及一种可有效吸收微尘、有优良抑菌效能的一次性高效环保空调过滤网。

背景技术

根据国家的统计结果，微小粉尘正是引起人体呼吸道疾病的重要原因之一。流感防范与控制中，呼吸道的防护为第一大重任。拥挤的工作环境中，中央空调的过滤成为预防流感和呼吸系统疾病的关键。医院空气不流通，空气质量过差导致医院交叉感染机会增加。世界卫生组织有一个统计显示，室内空气污染造成的疾病负担超过室外空气污染造成的负担5倍。随着室内空气净化越来越成为人们关注的热点问题，室内空调过滤网的过滤效能也得到了人们的普遍关注。

目前，大部分室内空调所采用的过滤网仅由一层塑料网加上普通加强网组成，仅能滤除到大的浮尘和毛发等，而对于微小粉尘（例如50 um及以下）根本没有过滤的能力，例如浮尘粒径（0.1 ～2.0 μm）、细菌（0.5～1.5 μm）、螨虫（0.5～1 mm）、流感病毒（0.09 ～ 1.0 μm），这些都是现有滤网所无法除去的。该项领域的产品已开发出了活性炭毡滤网，主要用来过滤或吸附有害气体、掉发物、气味和烟雾，但是对有害细菌的清除却同样没有理想效果，而且并没有普及到家庭用单机空调中。现有的这类活性炭毡滤网亦有其使用寿命，非永久使用，清洗势必也会加速其活性物质老化，综合使用成本相应提高。另外，活性炭微细粉尘的脱出更成为了空气质量控制的一个潜在的隐患，这也是对空气的一种污染。

同时，一般家用空调的清洗周期为3个月到6个月，这不仅对于空调的送风质量和电耗十分不利，也因为没有得到人们的如期执行致使空调的过滤网根本起不到对微尘以及细菌病毒的屏蔽清除作用。一次性滤网使用后废弃物同样需要得到有效处理，使用一般材料势必造成环境污染，而具有可降解的材料也将成为该领域可持续发展的主要原材料之选。

发明内容

为了克服现有过滤网不能良好吸收微尘、细菌以及需要定期清洗的不足，本发明提出了一种一次性高效环保空调过滤网。该过滤网不仅具备良好的吸收灰尘、优良抑菌功能，而且可降解，环保低碳，同时具备可以实时跟踪风速及过滤效果，及时提醒用户更换滤网的自动报警装置，有效控制能耗，提高对设备的保护以延长其使用寿命。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一次性高效环保空调过滤网，包括滤网机架4，还包括可拆卸地连接在滤网机架4上的滤网膜，所述滤网膜由三层组成，第一层为微米级纤维层3，微米级纤维层3为纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的机织、针织及非织造布，第二层为微/纳米纤维层2，纳米纤维层2为纤维平均直径为10～1000nm，克重为0.3～20 g/m²的机织、针织及非织造布，第三层为微米纤维加固层1，微米纤维加固层1为纤维平均直径为1～20μm，克重为10～60 g/m²的机织、针织及非织造布；离滤网支架4最近的是第一层。

所述可拆卸地连接为滤网支架4与滤网膜之间用挂钩、螺丝连接或魔术贴连接。

所述微米级纤维层3是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的无纺布；或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣。该层纤维可以具有抗菌功能，如具有抗菌功能，其抗菌性能对于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌率均在98%以上。

所述微/纳米纤维层2是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为10～1000nm，克重为0.3～20 g/m²的无纺布；或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为10～1000nm，0.3～20 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣。所述微/纳米纤维层2的纤维平均直径可以为纳米级的10～100nm或者微米级的100～1000nm。

所述微米纤维加固层1是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为1～20μm，克重为10～60 g/m²的无纺布，或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为1～20μm，10～60 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣，所述无纺布和机织和编织布样具有或者不具有直径为0.3～3.0mm，0～30g/cm²的穿孔。

所述微米纤维加固层1、微/纳米纤维层2和微米级纤维层3的无纺布和机织和编织布样是现有技术已有的。

所述可降解材料选自聚乳酸、聚乳酸乙醇酸、聚酯聚醚、聚己内酯、纤维素及其衍生物或者蛋白质纤维及其衍生物中的一种或多种。

所述可降解材料选自聚丙烯或聚丙烯与ZnO、TiO₂、MgO、CaO、稀土氧化物中的一种或多种组成共混材料；其中氧化物的含量为0～3%重量。

本发明一次性高效环保过滤网还可以在空调室内机外壳上装有自动报警装置。所述自动报警装置包括风速计7、控制电路和报警器，风速计7与控制电路电线连接，控制电路与报警器电连接，风速计7将输出的电压值传递至控制电路，当风速计7输出的电压值小于控制电路设定的基准电压时，控制电路控制报警器发出报警信号。

所述报警器为发光二极管和蜂鸣器8。

从风速计电路板上的地线接线点和风速计输出电压信号的测试点引出与测速风扇转速成正比的电压信号，接入控制电路的比较器的输入端作为信号源，与设定的基准电压值进行比较，当输出的电压值低于设定的基准电压时，输出信号，发光二极管发光及蜂鸣器发出提示声音。

风速计安于空调出风口，当空调出风口的风速降低，相应的测速风扇转速降低，风速计输出的电压值降低。从风速计输出一个与风速计风扇转速成正比的电压值回馈到控制电路，可以设定出风口风速为新装滤网时风速的50～80%为报警值，对应的输出电压值为基准电压，当风速计探测到风速低于报警值时，输出的电压值低于基准电压，报警器发出报警信号，自动报警装置设定不同档，用户根据空调不同风挡选择相应探测档。

该滤网支架4可以采用现有空调滤网支架，具体为由PP、PE中的一种或两种制备的网格状结构网层。其网格尺寸为1～10 mm，其作用为过滤50μm及以上的物质和支撑微米纤维层3、微/纳米纤维层2。

该自动报警装置控制电路可独立于现有空调，亦可通过嵌入空调机组电路。风速计置于空调出风口前。通过给出的建议设定数据，用户可根据空调风速查找给出的相应建议参考范围设定报警风速值。即使未到报警值，风速计的显示屏5也会实时显示空调当前实际送风风速。使用嵌入空调控制电路方案，当发出报警信号一天后仍未更换滤网，则可自动停止空调运作，进一步提示用户更换滤网。

本发明高效过滤网安装到空调上可有四种方案：

a、改造带挂钩滤网机架，采用现有空调滤网机架，通过多个一次性挂钩就可以将滤网膜挂在滤网机架上。多个一次性挂钩分成两排位于滤网机架边缘，两排挂钩弯头方向相反。挂钩头可采取方头，亦可采取圆头、菱形头、楔形头、或圆尖头等。所有尖头或所述非尖头需在滤网膜相关位置打上多个孔，实现过滤网与机架的结合。

b、在滤网膜上加工上不干胶，当需要更换滤网膜，通过不干胶与滤网机架结合。

c、在滤网架上设置4～8个粘合点，在这些点上安装魔术贴，在制作的滤网膜上的对应位置制作与之配合的粘合点，使用时可方便拆卸。

d、制作带螺丝孔滤网支架，支架规格参照现有空调滤网型号大小制成，通过螺丝将滤网钉在滤网支架上。

本发明具有的以下的优点及有益效果：

（1）可以在提高滤网过滤效能、起到良好抑菌抗霉功能的同时，有效控制能耗，提高

设备使用寿命，节能减排，符合碳生活理念；

（2）滤网为一次性用可弃材料，综合成本低，更换方便快捷；

（3）自动报警装置可以发出报警信号，提示用户更换滤网；

（4）采用多层滤网膜的优点：吸附不同级别粒径的颗粒或粉尘。

附图说明

图1为过滤网支架；

图2为过滤网结构；

图3为滤网支架上的挂钩放大图；

图4为魔术贴示意图；

图5为风速计示意图；

图6 为装配结构图；

图7为控制电路的电路原理图；

图中1为纳米纤维加固层，2、纳米纤维层，3、微米级纤维层，4、滤网支架， 5、显示屏，6、发光二极管，7、风速计，8、蜂鸣器，9、魔术贴，11、空调，12、进风口，13、出风口，14、导线，15、外壳，17、变阻器，18、定值电阻，19比较器，20、风速计输出电压信号的测试点，21、风速计电路板上的地线接线点，22、电源正极，23、接地端（接电源负极）。

具体实施方式

实施例1：

如图1，2所示，本发明一次性高效环保过滤网，包括滤网机架4和可拆卸地连接在滤网机架4上的滤网膜，滤网膜的组成为微/纳米纤维加固层1、微/纳米纤维层2和微米级纤维层3，固定在滤网支架4的顺序依次为微米级纤维层3、微/纳米纤维层2和微米纤维加固层1。本发明过滤网采用原有空调的滤网为滤网机架4，滤网膜中的微/纳米纤维层2是将聚乳酸通过静电纺丝制成无纺布（克重0.3g/m²），纤维平均直径10nm，微米级纤维层3是纤维平均直径为1μm，克重40 g/m²的聚丙烯纺粘无纺布，微米纤维加固层1为一层40g/m²聚丙烯纺粘无纺布（纤维平均直径1μm）。如图1在该滤网膜的边缘打六个孔，同时在原有滤网机架4的相应位置设六个圆头挂钩，如图3。

在空调室内机外壳上装有自动报警装置。如图5所示，所述自动报警装置包括风速计7、报警器以及与风速计7电线连接的控制电路，控制电路与报警器电连接，报警器包括发光二极管6与蜂鸣器。风速计7将得到的电压值传递至控制电路，当风速计7得到的电压值小于控制电路设定的基准电压时，控制电路控制报警器发出报警信号。

如图7所示，本发明一次性高效环保过滤网还可以在空调室内机外壳上装有自动报警装置。自动报警装置包括风速计7、控制电路和报警器，风速计7与控制电路电线连接，控制电路与报警器电连接，风速计7将输出的电压值传递至控制电路，当风速计7输出的电压值小于控制电路设定的基准电压时，控制电路控制报警器发出报警信号。

所述报警器为发光二极管和蜂鸣器8。

控制电路从风速计电路板上的地线接线点21和风速计输出电压信号的测试点20引出与测速风扇转速成正比的电压信号作为信号源，通过导线14接入控制电路的比较器的输入端，将信号源与控制电路设定的基准电压值通过比较器进行比较，当信号源电压值大于设定的基准电压时，不输出信号，当信号源电压值小于设定的基准电压值时，比较器19输出高电平使得发光二极管6亮起与蜂鸣器发出报警声。一个变阻器17与定值电阻18组成分压器，分压器一端连接电源正极22，一端连接接地端（接电源负极23）,从定值电阻18两端引出的可从0到4.5V之间选择的电压值作为输入比较器的基准电压值，大小可通过改变变阻器阻值实现调整基准电压值（设定值）。风速计由其内置电池供电，整个控制电路的电源是一个4.5V的干电池组，其正极连接电源正极22，负极连接接地端（接电源负极23）。

风速计安于空调出风口，当空调出风口的风速降低，相应的测速风扇转速降低，风速计输出的电压值降低。可以设定出风口风速为新装滤网时风速的50～80%为报警值，对应的输出电压值为基准电压，当风速计探测到风速低于报警值时，输出的电压值低于基准电压，报警器发出报警信号。

采用的风速计为AR816型号，控制电路的组成元件为变阻器17（0~20千欧）、定值电阻18（10千欧）、比较器19（ｕ731或使用LM324或LM358芯片），风速计输出电压信号的测试点20连接到比较器19的-端，定值电阻18的一端与变阻器17串联后两者连接点接到比较器19的+端，比较器19的输出端接到发光二极管6的+端，发光二极管与6与蜂鸣器8并联，发光二极管的-端、风速计电路板上的地线接线点21以及定值电阻18的另一端连接到接地端（电源负极）23，变阻器17连接到电源正极22。如图7所示，报警器的发光二级管6和蜂鸣器8通过并联连接到控制电路。

如图6所示，将自动报警装置的风速计7安装于空调11的出风口13前，将自动报警装置的控制电路和报警器封装在外壳15内，固定在空调主机一侧。滤网膜安装于滤网支架4与进风口12之间。

实施例2：

如图1，2所示，本发明一次性高效环保过滤网，包括滤网机架4和可拆卸地连接在滤网机架4上的滤网膜，滤网膜的组成为微米纤维加固层1、微/纳米纤维层2和微米级纤维层3，固定在滤网支架4的顺序依次为微米级纤维层3、微/纳米纤维层2和微米纤维加固层1。本发明过滤网采用原有空调的滤网为滤网机架4，滤网膜中的微/纳米纤维层2是通过静电纺丝技术将聚己内酯制备成无纺布（克重1.3g/m²），纤维平均直径500nm，微米级纤维层3是纤维平均直径为50μm，克重40 g/m²的聚丙烯纺粘无纺布，微米纤维加固层1为一层20g/m²聚丙烯纺粘无纺布（纤维平均直径10μm）。如图4，将滤网膜的四个角加贴魔术贴9的阴模，同时在原有滤网机架的四个角增添魔术贴9的阳模。

实施例3：

如图1，2所示，本发明一次性高效环保过滤网，包括滤网机架4和可拆卸地连接在滤网机架4上的滤网膜，滤网膜的组成为微米纤维加固层1、微/纳米纤维层2和微米级纤维层3，固定在滤网支架4的顺序依次为微米级纤维层3、微/纳米纤维层2和微米纤维加固层1。本发明过滤网采用原有空调的滤网为滤网机架4，滤网膜中的微/纳米纤维层2是通过静电纺丝技术将聚乳酸乙醇酸制备成无纺布（克重3.0g/m²），纤维平均直径750nm，微米级纤维层3是纤维平均直径为25μm，克重20 g/m²的聚丙烯纺粘无纺布，微米纤维加固层1为一层20g/m²聚丙烯网格布（纤维平均直径10μm），网格直径5mm。原有滤网机架基础上打螺丝孔，通过螺丝将滤网膜钉在滤网机架4上。

实施例4：

如图1，2所示，本发明一次性高效环保过滤网，包括滤网机架4和可拆卸地连接在滤网机架4上的滤网膜，滤网膜的组成为微米纤维加固层1、微/纳米纤维层2和微米级纤维层3，固定在滤网支架4的顺序依次为微米级纤维层3、微/纳米纤维层2和微米纤维加固层1。本发明过滤网采用原有空调的滤网为滤网机架4，滤网膜中的微/纳米纤维层2是通过熔喷技术将聚丙烯（含有2%的TiO₂）制备成无纺布（克重8.0g/m²），纤维平均直径500nm，微米级纤维层3是纤维平均直径为50μm，克重40 g/m²的聚丙烯纺粘无纺布，微米纤维加固层1为一层20g/m²聚丙烯打孔纺粘无纺布（纤维平均直径10μm），网格直径10mm。在滤网膜上加工上不干胶，当需要更换滤网膜，通过不干胶与滤网机架结合。

Claims

1.一次性高效环保空调过滤网，包括滤网机架（4），其特征在于，还包括可拆卸地连接在滤网机架（4）上的滤网膜，所述滤网膜由三层组成，第一层为微米级纤维层（3），微米级纤维层（3）为纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的机织、针织及非织造布，第二层为微/纳米纤维层（2），微/纳米纤维层（2）为纤维平均直径为10～1000nm，克重为0.3～20 g/m²的机织、针织及非织造布，第三层为微米纤维加固层（1），微米纤维加固层（1）为纤维平均直径为1～20μm，克重为10～60 g/m²的机织、针织及非织造布；离滤网支架（4）最近的是第一层。

2.根据权利要求1所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，还包括装在空调室内机外壳上的自动报警装置，所述自动报警装置包括风速计（7）、控制电路和报警器，风速计（7）与控制电路电线连接，控制电路再与报警器电连接，风速计（7）将输出的电压值传递至控制电路，当风速计（7）输出的电压值小于控制电路设定的基准电压时，控制电路控制报警器发出报警信号。

3.根据权利要求2所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述电压值是从风速计电路板上的地线接线点和输出电压信号的测试点引出的，与测速风扇转速成正比的电压信号。

4.根据权利要求3所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述报警器为发光二极管和蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述可拆卸地连接为滤网支架（4）与滤网膜之间用挂钩、螺丝连接或魔术贴连接。

6.根据权利要求1所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述微米级纤维层（3）是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的无纺布；或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为1～50μm，克重为10～80 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣。

7.根据权利要求1所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述微/纳米纤维层（2）是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为10～1000nm，0.3～20 g/m²的无纺布；或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为10～1000nm，0.3～20 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣。

8.根据权利要求1所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述微米纤维加固层（1）是由可降解材料经过静电纺丝、闪蒸纺丝、复合熔喷纺丝、复合纺粘纺丝、复合纤维针刺或复合纤维水刺制成纤维平均直径为1～20μm，10～60 g/m²的无纺布，或者可降解材料经过复合纺丝获得的复合纤维经过机织或编织而得到的纤维平均直径为1～20μm，10～60 g/m²的布样材料，所述复合纤维的复合方式包括皮芯、海岛、桔瓣、裂片或中空桔瓣。

9.根据权利要求6-8之一所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述可降解材料选自聚乳酸、聚乳酸乙醇酸、聚酯聚醚、聚己内酯、纤维素及其衍生物或者蛋白质纤维及其衍生物中的一种或多种。

10.根据权利要求6-8之一所述的一次性高效环保空调过滤网，其特征在于，所述可降解材料选自聚丙烯或聚丙烯与ZnO、TiO₂、MgO、CaO、稀土氧化物中的一种或多种组成共混材料；其中氧化物的含量为0～3%重量。