一种四效空气净化滤芯的制作方法

1.四效空气净化滤芯是一种空调滤清器。可对有限空间的空气进行过滤、净化、消毒、增负氧离子等功效。属于空气过滤技术领域。


背景技术：

2.在2020年新型冠状病毒在全球肆虐的大背景下，人存在的有限空间空气健康关注热度大幅攀升，比如车内环境健康成为消费者关注焦点之一。目前很多汽车厂商都在关注和积极研发对于驾驶舱空气的过滤、净化和抑菌杀毒系统。
3.当前既有过滤系统主要有以下的主流技术：1.普通滤纸型空调滤芯普通滤纸型空调滤芯，主要指过滤层为普通滤纸或无纺布材质的滤芯。通过将白长丝无纺布折叠，形成一定厚度的褶皱，从而实现对空气的过滤。由于不具备其他吸附或过滤材料，只是利用无纺布对空气进行单纯的过滤，所以这种滤芯并不能对甲醛或pm2.5颗粒有很好的过滤效果。大部分车型在出厂时配备的原厂空调滤芯就是这种类型。过滤效果差，不能抵御细小灰尘、病菌、pm2.5颗粒物和有害气体。2.活性炭滤芯一般来说，活性炭滤芯是在纤维过滤层的基础上，增加活性炭层，将单效过滤升级为双效过滤。纤维过滤层过滤空气中的烟尘、花粉等杂质，活性炭层将甲醛等有害气体吸附，从而实现双效过滤。另外，由于活性炭的吸附特性，它还具有去除异味的作用。但是风量相对较小，空气阻力大，不能过滤pm2.5细颗粒物。3.hepa空调滤芯hepa空调滤芯，这两年随着雾霾的严重，空气净化器等等“防霾利器”层出不穷，高效粒子空气过滤器（hepa）的标准是，对直径为0.3微米微粒（pm0.3）过滤效率为99.97%。但遗憾的是，单一的hepa滤芯只能起到单效过滤的作用，对于23nm-300nm直径的污染源依然无计可施，对于甲醛等有害气体的过滤效果也较差。可以看出就过滤功能目前的市面技术都是300nm以上直径的过滤，对于23nm到300nm区间的过滤效果很少，导致大量颗粒物逃逸，挥发物和病毒细菌袍子等小直径污染源进入驾驶舱空气，被人呼吸。从而带来生命健康风险。
4.而对于对于杀菌杀毒功能大部分厂商计划去采用额外为驾驶舱配备负离子发生器 雾化消毒 紫外线杀毒/臭氧查毒 抑菌杀毒新材料等手段。这一系列的装置都将会产生额外的大量成本。并且效果有限。并且对于voc/vocs、no/no2这些难以治理的污染源，目前尚未有有效的技术应用于汽车驾驶舱空气净化。
5.当前技术提供驻极材料滤网，过滤孔径大于150纳米，而新冠病毒只有70纳米左右，几乎不能过滤。为实现有效防护病毒，部分厂家使用驻极技术，增加滤网过滤效率，出厂驻极时测试效率能达到95%，但使用过程中，电荷由于水汽通过，会立即消失，失去驻极性能。不能很好确保过滤性能，特别是纳米级病毒、颗粒、挥发毒气等。且阻力大、二次污染等。为实现连续有效过滤包括病毒在内的纳米级颗粒，能净化有害气体，杀灭病毒细菌，能实现增氧这些功能，发明了四效净化空气滤芯。


技术实现要素：

6.本发明作为传统滤网的创新解决方案。通过其特有的结构，可实现对于驾驶舱空气的过滤、净化、消毒、增加负氧离子四项功能。可以净化驾驶舱内空气同时防止外部空气中的污染物进入乘驾舱。实现对车外污染空气的过滤，包含纳米级颗粒、病毒、孢子、气溶胶，将单一滤网过滤颗粒粒径延伸到纳米级。且过滤效率连续达到99%以上，提高当前最新驻极过滤技术十倍以上。对外界空气中包含的有机挥发气体、有毒气体通过臭氧氧化，实现净化同时，使用强电离进行小分子气体还原，脱出物产。电离氧气释放的臭氧同时可以对驾乘舱进行消毒，净化内饰污染和人呼出带毒气体。电离氧生成的负氧离子，可以对驾乘舱进行增氧。避免人员困倦。
7.本发明空气滤芯由放电芯和驻极网组成，放电芯由放电极和集尘极、绝缘端板、直流高压电源组成。放电芯作用是产生电离气体、吸附细颗粒、容尘、给外层驻极网驻极。外层驻极网作用是在驻极电压作用下高效过滤率。放电芯的作用是电离空气，产生负离子气体，对外层驻极网进行连续驻极。驻极后的外层网吸附效率倍增，作为大颗粒以及水雾初效过滤。
8.绝缘端板均分为2层，均使用聚四氟乙烯（ptee）或其他相似性能绝缘材料。外层主要起到密封作用，使用冷贴合和内绝缘层固定。内绝缘层上开有十几个直径1mm的孔，用于放电电极穿过，并使用垫片固定。和驻电极也通过冷贴合固定。放电极通过绝缘端板和其他部件隔离，由于密封结构，也和外界空气隔离。主要是隔离水汽，避免击穿。
9.集尘极采用2层叠放的正边三角形形状金属导电板材，每个正边三角形板材上的2条边上开有一排长椭圆孔，等距矩阵排列。2根放电电极以s形状分别绕穿过板孔驻电电极上层和下层的正三角形中心。和板孔驻电极通过上下绝缘部绝缘。集尘极采用旋风围合结构，主要是提高空气和电离防电极接触机会，产生更多电离负离子，用于传导更多电荷给粉尘和外层驻极网。提升纳米颗粒普及效率。
10.驻电极网
②
套在放电芯
①
外部。方便更换和拆洗。
11.实施例1，使用本发明技术制作汽车空调四效净化滤芯。电芯结构如图3所示：由电芯
①
、驻级初虑网
②
、绝缘端板
⑤
、电源组成。
12.驻级初虑网，其和电芯复合结构如图2所示：使用300目聚四氟乙烯网作为外层过滤网
②
，外层过滤网使用驻极材料，包括玻璃丝织网、其他晶体丝织网膜等。外层驻极滤网包围在电芯
①
外层。
13.电芯结构如图1所示：使用1.5厘米边长三角围合结构作为集尘极
④
，集尘极可以是各种围合结构，不限于三角结构。使用0.1毫米304不锈钢丝作为放电极
③
，放电极可以是容易放电极细导电金属丝或合金丝。制成1.7厘米厚四效汽车空调滤芯。直接安装在原有空调过滤网位置。接通直流高压电源。控制高压电源实现四效工作切换。
14.pm2.5为代表的颗粒物以及气溶胶过滤使用外层滤网直接过滤，这时放电极为间歇低电压工作。工作电压处于气晕状态的电压范围，即0.2-1kv之间，目的是电离氧气，产生负氧离子。对驻极网进行连续驻极，使驻极网成为有源吸附电极，对尘埃和气溶胶进行吸附。吸附效率可达到95%以上。由于连续驻极，吸附效率稳定且不会下降。解决当前驻极过滤网失效问题。这种工作状态是常态，低能耗、连续有效、低电磁辐射工作。
15.50纳米新冠病毒为代表的纳米颗粒过滤使用集尘极电场吸附，这时的电极间电压
为中等电压，电极间电场处于电离状态，即1-2.5kv之间。目的是电离足够多气体，传递更多电荷出来，对病毒以及纳米颗粒进行荷电。带电的病毒和细颗粒将被集尘极吸附、凝并。容留在三角区域内。对于病毒来说，过量电离的负氧离子和产生的臭氧，会将病毒彻底分解掉。纳米级颗粒以及病毒、气溶胶吸附效率可达到99.99%，对于进入疫情区域车辆或接触带毒人员来说，这个效率是安全的。确保空气中没有漏掉病毒以及细颗粒。也可以极大减缓细颗粒污染给心脑血管带来的炎症。保护驾乘者健康。
16.vocs为代表的有机挥发气净化主要依靠电离气体强氧化作用和电离分解还原作用。这时电压调节控制在2.5-5.5kv左右，将空气电离，产生足量臭氧和负氧离子。对于异味、细菌、内饰挥发物、尾气挥发气体可以实现氧化分解。将它们分解为二氧化碳和水。对于硝、硫化物、一氧化碳等小分子有毒有害气体，通过电场将直接电离为单质。实现多种有毒有害气体电离、氧化。综合净化气体效率将达到95%以上。
17.增氧是通过新风富氧实现。由于四效滤网阻力小，可通过行驶迎面流通压力进风，这时适当开启电离，将氧电离为负氧离子，被离子流带入驾乘舱。多出来的负氧离子会重新结合为氧气，相对增加驾乘舱氧气。这时电压控制在起晕和电离之间，大约1-2.5kv左右。增氧可达到20%左右。减少司机困倦，提升驾乘安全。
18.安装这套四效净化芯体，需要增加70瓦6kv直流电源，利用车辆直流12v或24v升压整流得到。通过调压控制四效状态切换。比如车内除臭、空气过滤、车内消毒、增氧舒适等模式选择。
19.外层驻极滤网设计为可拆卸，定期更换，提升滤网容尘率。也增加维护企业经营收益。电芯不用更换，可定期吹扫，清除容留凝并的粉尘。延长部件寿命，减少车主保养成本。
20.安装与普通家用轿车上，城市停车库空气环境，使用纳米颗粒计数器测试和tvoc检测仪表测试结果：通过测试，纳米级过滤大于99.9%，使用氧传感器测试车内环境，氧含量大于21%，车外环境氧含量19%左右，增氧效果明显。由于测试环境条件限制，病毒测试通过模拟70-150纳米颗粒过滤效果和测试臭氧浓度判断。开启净化消毒模式20秒，臭氧浓度达到12ppm，超过臭氧杀菌消毒浓度。
21.实施例2，制作电子呼吸过滤器，进一步缩小尺寸，可以制作呼吸过滤器，替代呼吸器、口罩、面罩等。即可防雾霾、病毒、毒气，还可以增氧。阻力小，可自由呼吸。
22.用于呼吸器，将使用轻量化导电材料作为电极，驻极网使用当前口罩驻极滤料。电源使用可穿戴电池供电。尺寸减小后，电压也将大幅降低。佩戴安全。
[0023] 附图说明：附图1实施例1的汽车驾乘舱四效汽车空调滤芯电芯结构图附图2实施例1的汽车驾乘舱四效汽车空调滤芯电芯和驻级初虑网结构图附图3实施例1的汽车驾乘舱四效汽车空调滤芯结构图。