过滤净化处理方法与流程

过滤净化处理方法
【技术领域】
1.本案关于一种过滤净化处理方法，尤指加强气体导入吸入效果及结合气体检测的过滤净化处理方法。


背景技术：

2.现代人对于生活周遭的气体品质的要求愈来愈重视，例如一氧化碳、二氧化碳、挥发性有机物(volatile organic compound，voc)、pm2.5、一氧化氮、一氧化硫等等气体，甚至于气体中含有的微粒，都会在环境中暴露并影响人体健康，严重的甚至危害到生命。因此环境气体品质好坏纷纷引起各国重视，目前如何监测去避免远离，是当前急需重视的课题。
3.又，人体为了避免呼吸到有害气体或微粒，目前有种塞入鼻孔的鼻塞滤网可提供过滤净化的吸入气体，但鼻塞滤网的滤网筛目会让使用者发生呼吸量不足及呼吸不通顺的问题，衍生使用者挂塞鼻塞滤网的不舒适性。
4.有鉴于此，要如何提供一种改善上述问题的过滤净化装置，实乃本发明目前所欲解决的主要课题。


技术实现要素：

5.本案的主要目的是提供一种过滤净化处理方法，可以借由一过滤净化装置实施，由导流单元加强气体输送的导入，进而提供高压或大流量气体输出至滤网，达到加强气体导入的吸入效果，并能快速通过滤网提供过滤净化的吸入气体，同时气体传感器也提供气体的检测，让人体呼吸到干净气体及了解吸入气体的气体品质。
6.本案的一广义实施态样为过滤净化处理方法，包括步骤：1)提供一过滤净化装置，其中该过滤净化装置包含多层过滤通路，且每层该过滤通路相互堆叠架构形成，该过滤通路包含多个净化腔室、一汇流腔室及一循环通道，该多个净化腔室并联设置且底部连通该汇流腔室，该循环通道连通该汇流腔室，每一该净化腔室包含至少一导流单元、至少一过滤单元、至少一气体传感器及一出口阀，该循环通道具有一入口阀，该入口阀设置于该汇流腔室及该循环通道之间，该出口阀设置于该净化腔室及该汇流腔室之间，该出口阀控制该净化腔室与该汇流腔室的连通或封闭，该入口阀控制该汇流腔室与该循环通道的连通或封闭；2)实施导流引气、过滤及检测，其中每层该过滤通路的每一该净化腔室的该出口阀予以开启，并使每一该导流单元受驱动而将该过滤净化装置外的一气体导入每一该净化腔室中，而该过滤单元对导入该气体进行过滤形成一净化气体，该净化气体导入该汇流腔室；3)检测及判断该净化气体，每一该过滤通路的每一该净化腔室的该气体传感器对该净化气体进行一检测气体品质作业，判断该净化气体的气体品质是否达到一呼吸阈值；4)循环过滤及检测该净化气体，每层该过滤通路的该净化气体未达到该呼吸阈值时，予以进行再循环过滤及检测，其中每层该过滤通路的该气体传感器的所在该净化腔室的该出口阀控制关闭，且下一层该过滤通路的每个该净化腔室的该出口阀关闭，同时上一层该
过滤通路的该循环通道的该入口阀予以开启，促使上一层该过滤通路的该净化气体得以再回到上一层该过滤通路中进行循环过滤净化再检测；以及5)多次过滤净化导出该净化气体，上一层该过滤通路的该汇流腔室的该净化气体进入下一层该过滤通路的每个该净化腔室的该过滤单元予以进行二次过滤净化，且下一层该过滤通路的该净化气体达到该呼吸阈值时，下一层该过滤通路的该出口阀予以开启，再导入最后一层过滤通路中，该净化气体导入最后一层该过滤通路中实施多次过滤净化排出。
【附图说明】
7.图1为本案过滤净化装置组实施例示意图。图2a为本案过滤净化装置的微机电鼓风型泵示意图。图2b至图2c为图2a的微机电鼓风型泵作动示意图。图3a为本案过滤净化装置的微机电泵示意图。图3b至图3c为图3a的微机电泵作动示意图。图4a至图4d为阀单元示意图。图5为过滤净化处理方法流程图。图6为过滤净化处理示意图。图7为过滤净化装置作为鼻塞的示意图。【符号说明】
8.10：过滤净化装置20：连接件1：本体11l、21l、31l：净化腔室12：出气端12l、22l、32l：汇流腔室13：进气端13l、23l、33l：循环腔室14l、24l、34l：出口阀15l、25l、35l：入口阀3：导流单元3a：微机电鼓风型泵31a：出气基座311a：出气腔室312a：压缩腔室313a：贯穿孔32a：第一氧化层33a：喷气共振层331a：进气孔洞332a：喷气孔333a：悬浮区段
34a：第二氧化层341a：共振腔区段35a：共振腔层351a：共振腔36a：第一压电组件361a：第一下电极层362a：第一压电层363a：第一绝缘层364a：第一上电极层3b：微机电泵31b：进气基座311b：进气孔32b：第三氧化层321b：汇流通道322b：汇流室33b：共振层331b：中心穿孔332b：振动区段333b：固定区段34b：第四氧化层341b：压缩腔区段35b：振动层351b：致动区段352b：外缘区段353b：气孔36b：第二压电组件361b：第二下电极层362b：第二压电层363b：第二绝缘层364b：第二上电极层4：过滤单元5：气体传感器6：阀单元61：阀导电层61a：通孔62：阀基层62a：通孔63：柔性膜63a：通孔
64：容置空间7：驱动芯片8：电池9：防水透气膜l1：第一层过滤通路l2：第二层过滤通路l3：最后一层过滤通路s1～s5：步骤
【具体实施方式】
9.体现本案特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。
10.如图1所示，本案提供一种过滤净化处理方法，由一过滤净化装置10实施，过滤净化装置10包括：一本体1、至少一层过滤通路。本体1具有一出气端12及一进气端13。本实施例的过滤通路是以三层为例，分别为第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2及最后一层过滤通路l3，但其层数不以此为限，可依据实际情形任施变化。其中，第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2及最后一层过滤通路l3的结构相似，以下先以第一层过滤通路l1为例进行说明。第一层过滤通路l1设置于本体1内，且包含多个并联设置的净化腔室11l、汇流腔室12l及循环通道13l。多个净化腔室11l底部连通汇流腔室12l，且其一侧设置一循环通道13l连通汇流腔室12l。其中，每一净化腔室11l皆包含有至少一导流单元3、至少一过滤单元4、至少一气体传感器5及一出口阀14l，且循环通道13l具有一入口阀15l，通过该入口阀15l的开启或关闭，来加以控制汇流腔室12l及循环通道13l之间的连通或封闭，及通过该出口阀14l的开启或关闭，来加以控制净化腔室11l与汇流腔室12l之间的连通或封闭。
11.其中，过滤单元4可为一高效滤网或高效滤网涂布一层二氧化氯的洁净因子，抑制气体中病毒、细菌，于另一实施例中，过滤单元为高效滤网涂布一层萃取了银杏及日本盐肤木的草本加护涂层，构成一草本加护抗敏滤网，有效抗敏及破坏通过滤网的流感病毒表面蛋白。
12.当位于净化腔室11l内的导流单元3受驱动时，使本体1外的气体由进气端13进入本体1内部的第一层过滤通路l1的净化腔室11l，净化腔室11l内的过滤单元4对于进入净化腔室11l的空气进行过滤及净化，通过导流单元3的作动，使净化气体导入汇流腔室12l，位于净化腔室11l内的气体传感器5对净化气体进行一检测气体品质作业，判断净化气体的气体品质是否到达一呼吸阈值，以呼吸阈值为判断标准的基础，以控制循环通道13l的入口阀15l的开启与否。当净化气体的气体品质未达到呼吸阈值，则开启循环通道13l的入口阀15l，使气体得以再回到第一层过滤通路l1中进行循环过滤净化再检测，当净化气体达到呼吸阈值时，即可由出气端12排出。本实施例的呼吸阈值可为但不限为一有害气体浓度或一悬浮微粒浓度。
13.请继续参阅图1，过滤通路可包含第一层过滤通路l1及一第二层过滤通路l2，第一层过滤通路l1及第二层过滤通路l2以半导体制程相互架构叠置形成。第二层过滤通路l2的
净化腔室21l的导流单元3邻近于进气端13的一侧而设置，过滤单元4及气体传感器5依序设置于导流单元3下方，出口阀14l设置于气体传感器5下方且邻近于该出气端12设置，其中导流单元3驱动致动导送气体进入净化腔室21l中，由过滤单元4进行过滤及净化，净化气体经由气体传感器5进行检测出气体品质，判断净化气体的气体品质是否达到呼吸阈值，再经出口阀24l排出至第二层过滤通路l2的汇流腔室22l中。当第二层过滤通路l2的净化腔室21l的气体传感器5检测净化气体未达到呼吸阈值时，则开启循环通道23l的入口阀25l，使气体得以再回到第二层过滤通路l2中进行循环过滤净化再检测；当净化气体达到呼吸阈值时，即可由出气端12排出阈值。
14.当第一层过滤通路l1的净化腔室11l的气体传感器5所检测净化气体未达到呼吸阈值时，其中第一层过滤通路l1的气体传感器5所在净化腔室11l的出口阀14l予以关闭而不开启连通，让未达到呼吸阈值的净化气体不导入汇流腔室12l，而第二层过滤通路l2的所有净化腔室21l的出口阀24l关闭，同时第一层过滤通路l1的循环通道13l的入口阀15l予以开启，促使第一层过滤通路l1的净化气体得以再回到第一层过滤通路l1中进行循环过滤净化再检测。第一层过滤通路l1的汇流腔室12l的净化气体得以进入第二层过滤通路l2的所有净化腔室21l的过滤单元4进行二次过滤净化，而第二层过滤通路l2的所有净化腔室21l的气体传感器5再检测判断二次过滤净化的净化气体是否达到呼吸阈值，决定净化气体是否再导出由出气端12排出，提供干净过滤的净化气体。
15.请继续参阅图1，过滤通路可进一步包含一最后一层过滤通路l3，最后一层过滤通路l3架构于第二层过滤通路l2底部连通，第二层过滤通路l2的净化腔室21l的气体传感器5所检测净化气体未达到呼吸阈值时，第二层过滤通路l2的气体传感器5所在净化腔室21l的出口阀24l予以关闭而不开启连通，让未达到该呼吸阈值的气体不导入汇流腔室22l；其中最后一层过滤通路l3的净化腔室31l的气体传感器5所检测净化气体未达到呼吸阈值时，最后一层过滤通路l3的所有净化腔室31l的出口阀34l关闭，同时第二层过滤通路l2的汇流腔室22l的入口阀25l予以开启，促使第二层过滤通路l2的净化气体得以再回到第二层过滤通路l2中进行循环过滤净化再检测，而第二层过滤通路l2的汇流腔室22l的净化气体并得以进入最后一层过滤通路l3的所有净化腔室31l的过滤单元4进行二次过滤净化，而最后一层过滤通路l3的所有净化腔室31l的气体传感器5再检测判断二次过滤净化的净化气体是否达到呼吸阈值，决定净化气体是否再导出由出气端12排出，提供干净过滤的该净化气体。
16.请参阅图1及图7所示，过滤净化装置10的本体1为一软性可挠性且防过敏材料制成，可填塞入使用者的一鼻孔中密封；此外，两过滤净化装置10可通过一连接件20连接，使两过滤净化装置10分别塞入使用者的两鼻孔内。
17.请继续参阅图1，过滤净化装置10具有一驱动芯片7及电池8，分别以半导体制程封装于第一层过滤通路l1上。电池8提供驱动芯片7的操作电源，且驱动芯片7控制导流单元3、气体传感器5、出口阀14l、24l、34l及入口阀15l、25l、35l的驱动操作；其中，驱动芯片7更包含有一微处理器(未图示)及一通讯器(未图示)，该微处理器控制导流单元3、气体传感器5、入口阀15l、25l、35l及该出口阀14l、24l、34l的驱动操作，并能接收气体传感器5所检测的气体品质数据做运算处理，并将气体品质数据传输给通信器对外传输给一外部装置，该外部装置予以接收并发出警示通知及显示；此外，本体1的出气端12可接合贴附一防水透气膜9，阻挡水气通过。
18.气体传感器5可为一挥发性有机物传感器，提供检测甲醛、氨气、一氧化碳、二氧化碳、氧气、臭氧的检测；或气体传感器5为一病毒传感器，提供病毒的检测；或气体传感器5为一气体微粒传感器，提供包含pm10、pm2.5或pm1的检测。
19.如图2a至图2c所示，导流单元3可为一微机电鼓风型泵3a，包含：一出气基座31a、一第一氧化层32a、一喷气共振层33a、一第二氧化层34a，一共振腔层35a及一第一压电组件36a，皆以半导体制程制出。本实施例半导体制程包含蚀刻制程及沉积制程。蚀刻制程可为一湿式蚀刻制程、一干式蚀刻制程或两者的组合，但不以此为限。沉积制程可为一物理气相沉积制程(pvd)、一化学气相沉积制程(cvd)或两者的组合。以下说明就不再予以赘述。
20.上述的出气基座31a，以一硅基材蚀刻制程制出一出气腔室311a及一压缩腔室312a，且出气腔室311a及压缩腔室312a之间蚀刻制出一贯穿孔313a；上述的第一氧化层32a以沉积制程生成叠加于出气基座31a上，并对应压缩腔室312a部分予以蚀刻去除；上述的喷气共振层33a以一硅基材沉积制程生成叠加于第一氧化层32a，并对应压缩腔室312a部分蚀刻去除形成多个进气孔洞331a，以及在对应压缩腔室312a中心部分蚀刻去除形成一喷气孔332a，促使进气孔洞331a与喷气孔332a之间形成可位移振动的悬浮区段333a；上述的第二氧化层34a以沉积制程生成叠加于喷气共振层33a的悬浮区段333a上，并部分蚀刻去除形成一共振腔区段341a，并与喷气孔332a连通；上述的共振腔层35a以一硅基材蚀刻制程制出一共振腔351a，并对应接合叠加于第二氧化层34a上，促使共振腔351a对应到第二氧化层34a的共振腔区段341a；上述的第一压电组件36a以沉积制程生成叠加于共振腔层35a上，包含有一第一下电极层361a、一第一压电层362a、一第一绝缘层363a及一第一上电极层364a，其中第一下电极层361a以沉积制程生成叠加于共振腔层35a上，再以第一压电层362a以沉积制程生成叠加于第一下电极层361a的部分表面上，而第一绝缘层363a以沉积制程生成叠加于第一压电层362a的部分表面，而第一上电极层364a以沉积制程生成叠加于第一绝缘层363a的表面上及第一压电层362a未设有第一绝缘层363a的表面上，用以与第一压电层362a电性连接。
21.由上述说明可知微机电鼓风型泵3a的结构，而其实施导气输出操作，如图2b至图2c所示，通过驱动第一压电组件36a带动喷气共振层33a产生共振，促使喷气共振层33a的悬浮区段333a产生往复式地振动位移，得以吸引气体通过多个进气孔洞331a进入压缩腔室312a，并通过喷气孔332a再导入共振腔351a，通过控制共振腔351a中气体的振动频率，使其与悬浮区段333a的振动频率趋近于相同，可使共振腔351a与悬浮区段333a产生亥姆霍兹共振效应(helmholtz resonance)，再由共振腔351a排出集中气体导入压缩腔室312a，并经过贯穿孔313a而由出气腔室311a形成高压排出，实现气体高压传输，并能提高气体传输效率。
22.又如图3a、图3b到图3c，导流单元3亦可为一微机电泵3b，该包含一进气基座31b、一第三氧化层32b、一共振层33b、一第四氧化层34b、一振动层35b及一第二压电组件36b，皆以半导体制程制出。本实施例半导体制程包含蚀刻制程及沉积制程。蚀刻制程可为一湿式蚀刻制程、一干式蚀刻制程或两者的组合，但不以此为限。沉积制程可为一物理气相沉积制程(pvd)、一化学气相沉积制程(cvd)或两者的组合。以下说明就不再予以赘述。
23.上述的进气基座31b以一硅基材蚀刻制程制出至少一进气孔311b；上述的第三氧化层32b以沉积制程生成叠加于进气基座31b上，并以蚀刻制程制出多个汇流通道321b以及一汇流室322b，多个汇流通道321b连通汇流室322b及进气基座31b的进气孔311b之间；上述
的共振层33b以一硅基材沉积制程生成叠加于第三氧化层32b上，并以蚀刻制程制出一中心穿孔331b、一振动区段332b及一固定区段333b，其中中心穿孔331b形成位于共振层33b的中心，振动区段332b形成位于中心穿孔331b的周边区域，固定区段333b形成位于共振层33b的周缘区域；上述的第四氧化层34b以沉积制程生成叠加于共振层33b上，并部分蚀刻去除形成一压缩腔区段341b；上述的振动层35b以一硅基材沉积制程生成叠加于第四氧化层34b，并以蚀刻制程制出一致动区段351b、一外缘区段352b以及多个气孔353b，其中致动区段351b形成位于中心部分，外缘区段352b形成环绕于致动区段351b的外围，多个气孔353b分别形成于致动区段351b与外缘区段352b之间，又振动层35b与第四氧化层34b的压缩腔区段341b定义出一压缩腔室；以及上述的第二压电组件36b以沉积制程生成叠加于振动层35b的致动区段351b上，包含一第二下电极层361b、一第二压电层362b、一第二绝缘层363b及一第二上电极层364b，其中第二下电极层361b以沉积制程生成叠加于振动层35b的致动区段351b上，第二压电层362b以沉积制程生成叠加于第二下电极层361b的部分表面上，第二绝缘层363b以沉积制程生成叠加于第二压电层362b的部分表面，而第二上电极层364b以沉积制程生成叠加于第二绝缘层363b的表面上及第二压电层362b未设有第二绝缘层363b的表面上，用以与第二压电层362b电性连接。
24.由上述说明可知微机电泵3b的结构，而其实施导气输出操作，如图3b至图3c所示，通过驱动第二压电组件36b带动振动层35b及共振层33b产生共振位移，导入气体由进气孔311b进入，经汇流通道321b汇集至汇流室322b中，通过共振层33b的中心穿孔331b，再由振动层35b的多个气孔353b排出，实现该气体的大流量传输流动。
25.请继续参阅图4a及图4b所示，入口阀15l、25l、35l及出口阀14l、24l、34l可为阀单元6包含一阀导电层61、一阀基层62以及一柔性膜63可为但不限为石墨烯材料所制成，以形成微型化的结构。其中阀导电层61为通电荷的压电材料，通过微处理器电性连接，来控制阀导电层61产生形变，又阀导电层61与阀基层62之间保持一段容置空间64，而阀导电层61未接收驱动信号时不受形变而保持在容置空间64内与阀基层62形成间距，以及柔性膜63为一可挠性材料所制成，贴附于阀导电层61的一侧面而置于容置空间64内，又阀导电层61、阀基层62、柔性膜63上分别形成多个通孔61a、62a、63a，而阀导电层61的多个通孔61a与柔性膜63的多个通孔63a相互对准，阀基层62的多个通孔62a与阀导电层61的多个通孔61a相互错位不对准。当阀导电层61未形变时，阀导电层61保持在容置空间64内与阀基层62形成间距，且阀基层62的多个通孔62a与阀导电层61的多个通孔61a相互错位不对准，构成阀单元6的开启，此时气体可由阀基层62的多个通孔62a进入容置空间64内，而阀导电层61的多个通孔61a与柔性膜63的多个通孔63a相互对准，再经过柔性膜63的多个通孔63a与阀导电层61的多个通孔61a流通。
26.如请参阅图4b所示，当阀导电层61形变时，阀导电层61朝阀基层62靠近贴合，进而使柔性膜63的多个通孔63a与阀基层62的多个通孔62a不对位，让柔性膜63封闭阀基层62的多个通孔62a，以构成阀单元6的关闭，停止气体通过。
27.请参考图4c及图4d，阀单元6的另一实施方式，本实施方式与前一阀单元6差异在于通孔数量，阀导电层61及柔性膜63的通孔61a、63a的数量为两个，阀基层62的通孔62a数量为一个，其余材料与作动方式皆相同，不再加以赘述。
28.请参阅图5，一种过滤净化处理方法，包含以下步骤：1.提供一过滤净化装置；2.实
施导流引气、过滤及检测；3.检测及判断该净化气体；4.循环过滤及检测该净化气体；5.多次过滤净化导出该净化气体。
29.请同时参阅图1、图5及图6，于步骤s1中，该过滤净化装置10包含第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2及最后一层过滤通路l3，且第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2及最后一层过滤通路l3相互堆叠架构形成，第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2及最后一层过滤通路l3分别包含多个净化腔室11l、21l、31l并联设置且底部连通汇流腔室12l、22l、32l及一侧设置循环通道13l、23l、33l连通汇流腔室12l、22l、32l所架构而成，净化腔室11l、21l、31l包含有至少一个导流单元3、至少一个过滤单元4、至少一个气体传感器5及一出口阀14l、24l、34l，以及循环通道13l、23l、33l具有入口阀15l、25l、35l，出口阀14l、24l、34l控制净化腔室11l、21l、31l与汇流腔室12l、22l、32l的连通或封闭，入口阀15l、25l、35l控制汇流腔室12l、22l、32l与循环通道13l、23l、33l的连通或封闭。
30.步骤s2中，第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2、最后一层过滤通路l3的每个净化腔室11l、21l、31l的出口阀14l、24l、34l予以开启，并使每个导流单元3驱动致动将装置外气体导入每个净化腔室11l、21l、31l中，而过滤单元4对导入气体进行过滤形成净化气体，净化气体导入该汇流腔室12l、22l、32l。
31.步骤s3中，第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2、最后一层过滤通路l3的每个净化腔室11l、21l、31l的气体传感器5对净化气体进行检测气体品质，判断净化气体的气体品质是否达到呼吸阈值。
32.步骤s4中，第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2、最后一层过滤通路l3的净化气体未达到呼吸阈值时予以进行再循环过滤及检测，其中第一层过滤通路l1、第二层过滤通路l2、最后一层过滤通路l3的气体传感器5的所在净化腔室11l、21l、31l的出口阀14l、24l、34l控制关闭，且下一层过滤通路的每个净化腔室11l、21l、31l的出口阀14l、24l、34l予以关闭，同时上一层过滤通路的循环通道14l、24l、34l的入口阀15l、25l、35l予以开启，促使上一层过滤通路的净化气体得以再回到上一层过滤通路中进行循环过滤净化再检测。
33.步骤s5中，上一层过滤通路的汇流腔室12l、22l的净化气体进入下一层过滤通路的每个汇流腔室22l、32l的过滤单元4予以进行二次过滤净化，且下一层过滤通路的净化气体达到呼吸阈值时，下一层过滤通路的出口阀14l、24l予以开启，再导入最后一层过滤通路中，净化气体导入最后一层过滤通路中实施多次过滤净化排出提供呼吸。
34.综上所述，本案所提供的过滤净化处理方法，通过过滤净化装置实施，由导流单元将气体导入过滤净化装置内，供净化装置内的过滤单元过滤气体，再由气体传感器检测净化后的空气品质，当净化后的空气品质未达呼吸阈值，则再次过滤，直到净化后的空气品质符合呼吸阈值，才将气体导出，通过此方法得以取得净化后的气体，极具产业利用性及进步性。