滤筒结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种滤筒结构，特别是涉及一种以管状吸附材进行过滤的滤筒结构。


背景技术：

2.风机过滤机组(fan-filter unit，ffu)、外气空调箱(make-up air unit， mau)以及其他气体或液体过滤模块通过滤筒拦阻流体中的杂质及污染物。现有滤筒中可以装填颗粒状的过滤材料，例如活性碳颗粒，当流体接触活性碳颗粒时，活性碳颗粒上的微孔会吸附流体中的杂质及污染物，以实现过滤流体的目标。
3.然而，颗粒状的过滤材料的尺寸不一，较微小的颗粒容易堆积于较大的颗粒之间，并阻挡流体的路径，导致流体产生剧烈压损，大幅增加了抽送流体时所需的能耗。此外，较微小的过滤材料也有可能聚集于滤筒的特定一侧，使得过滤材料的密度不均，无法获得均匀的过滤效果。
4.有鉴于此，如何确保滤筒的过滤效果并减少能源消耗，仍为待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种滤筒结构，其通过装填具有孔道的吸附材，可以在不消耗大量能源的情况下达到优异的过滤效果。
6.本实用新型的一实施方式提供一种滤筒结构，其包含一外筒、一内筒以及一过滤填充材，内筒轴向设置于外筒内，外筒与内筒之间形成一空间，且过滤填充材分布于所述空间中。外筒及内筒具有多个气孔，且所述空间通过气孔与外界连通。过滤填充材包含多个管状吸附材与多个纤维状吸附材中至少一者，各管状吸附材具有至少一孔道，且孔道呈轴向穿设。
7.据此，本实用新型的滤筒结构通过使用管状吸附材和/或纤维状吸附材，吸附材本体结构提供相对较短的质传路径以及较大的接触面积，可以使流体均匀通过滤筒并进行过滤，故能在低压损的情况下达到良好的过滤效果，同时减少能源的使用量。
8.依据前述的滤筒结构，各气孔的一面积可为0.01cm2～2.8cm2，气孔可位于外筒的一外筒环墙及内筒的一内筒环墙，且气孔于外筒环墙及内筒环墙上的一排列密度可为每平方公分1个～40个。
9.依据前述的滤筒结构，各管状吸附材的一外径可为2.0mm～9.0mm。
10.依据前述的滤筒结构，各管状吸附材的一长度可为2.0mm～6.0mm。
11.依据前述的滤筒结构，各管状吸附材可具有至少三所述孔道，孔道的其中一者的一中心轴可与管状吸附材的一中心轴为共轴，其余的孔道可围绕所述其中一孔道并呈等角分布。
12.依据前述的滤筒结构，孔道的一内径可为0.1mm～4.0mm。
13.依据前述的滤筒结构，过滤填充材还可包含多个条状吸附材。
14.依据前述的滤筒结构，各条状吸附材的一长度可为2mm～2000mm。
15.依据前述的滤筒结构，过滤填充材可按0.15g/cm3～0.50g/cm3的密度均匀分布于所述空间中。
16.依据前述的滤筒结构，管状吸附材与纤维状吸附材的材质可为活性碳、沸石、碳分子筛、硅凝胶分子筛、气凝胶、金属有机骨架的分子筛、共价有机骨架的分子筛、膨润土、丝光沸石、海泡石、硼族元素材料、氮族元素材料、金属、金属氧化物材料、有机一无机复合材料或锂型分子筛。
附图说明
17.为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：
18.图1为本实用新型一实施方式的滤筒结构的局部剖视示意图；
19.图2a为图1的滤筒结构中一种管状吸附材的立体示意图；
20.图2b为图1的滤筒结构中另一种管状吸附材的立体示意图；
21.图3为本实用新型另一实施方式的滤筒结构的局部剖视示意图；
22.图4为图3的滤筒结构中一纤维状吸附材的立体示意图；
23.图5为第一比较例、第二比较例、第一实施例与第二实施例的吸附效率测试图；以及
24.图6为第二实施例至第五实施例的吸附效率测试图。
25.【附图标记列表】
26.100，200：滤筒结构
27.110：外筒
28.111，121：气孔
29.112：外筒环墙
30.120：内筒
31.122：内筒环墙
32.130a，130b：管状吸附材
33.131a，131b：孔道
34.230：纤维状吸附材
35.231：纤维
36.s：空间
37.d：内径
38.l：长度
39.d：外径
具体实施方式
40.下述将更详细讨论本实用新型各实施方式。然而，此实施方式可为各种实用新型概念的应用，可被具体实行在各种不同的特定范围内。特定的实施方式是仅以说明为目的，且不受限于公开的范围。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以
简单示意的方式示出，并且重复的元件将可能使用相同的编号或类似的编号表示。
41.请参照图1，图1为本实用新型一实施方式的滤筒结构100的局部剖视示意图。滤筒结构100包含一外筒110、一内筒120以及一过滤填充材(未标号)，内筒120轴向设置于外筒110内，外筒110与内筒120之间形成一空间s，且过滤填充材分布于所述空间s中。
42.详言之，外筒110具有多个气孔111，内筒120同样具有多个气孔121，所述空间s通过气孔111及气孔121与外界连通，借此，气孔111及气孔 121可以供流体通过，以利流体与滤筒结构100中的过滤填充材接触并进行过滤。
43.气孔111及气孔121中各气孔的一面积可为0.01cm2～2.8cm2，气孔 111可位于外筒110的一外筒环墙112，气孔121可位于内筒120的一内筒环墙122。于此特别说明，在本实施方式中，气孔111及气孔121为直接形成于外筒环墙112及内筒环墙122上的孔洞，但在其他实施方式中，可以于外筒环墙及内筒环墙的内侧分别加设一网状层或一不织布层，以防止过滤填充材的颗粒掉出，故前述气孔则定义为网状层或不织布层上的小孔。气孔 111及气孔121于外筒环墙112及内筒环墙122上的一排列密度可为每平方公分1个～40个，通过调整气孔111及气孔121的尺寸以及排列密度，可以改变流体进出滤筒结构100的速度及路径，有助于提升过滤效果并减少能源消耗。值得注意的是，在其他实施方式中，气孔的位置可以依据过滤装置的管路结构而调整，本实用新型并不以此为限。
44.请一并参照图2a，图2a为图1的滤筒结构100中一种管状吸附材130a 的立体示意图。前述过滤填充材包含多个管状吸附材130a与多个纤维状吸附材中至少一者，有关纤维状吸附材的细节将于后续段落中说明，于此恕不赘述。各管状吸附材130a具有至少一孔道131a，孔道131a呈轴向穿设，孔道131a用以供流体通过。当流体通过管状吸附材130a时，流体中的杂质及污染物会被管状吸附材130a吸附，借此达到过滤流体的目的。
45.各管状吸附材130a的孔道131a的一内径d可为0.1mm～4.0mm，以确保流体可以顺利通过管状吸附材130a，且通过时不会产生过大的压损，进而达到节能的效果。各管状吸附材130a的一长度l可为2.0mm～6.0 mm，各管状吸附材130a的一外径d可为2.0mm～9.0mm，管状吸附材130a 的长度l及外径d可视气孔111、气孔121以及空间s的尺寸而做调整，此外，长度l及外径d亦会决定管状吸附材130a于空间s中的排列方式，进而影响过滤效果，故可以视过滤需求改变管状吸附材130a的长度l及外径d。
46.管状吸附材130a的材质可依据过滤需求进行选择，且可选自由活性碳、沸石、碳分子筛、硅凝胶分子筛、气凝胶、金属有机骨架的分子筛、共价有机骨架的分子筛、膨润土(bentonite)、丝光沸石(mordenite)、海泡石 (sepiolite)、硼族元素材料、氮族元素材料、金属、金属氧化物材料、有机一无机复合材料及锂型分子筛所组成的群组，使得管状吸附材130a可以吸附流体中不同的杂质或污染物，例如粉尘、挥发性有机化合物、酸性物质、碱性物质、凝结物、掺杂物、水气或油气等，且管状吸附材130a还可以达到抑制流体内微生物生长以及杀菌等效果，而本实用新型并不以此为限。
47.请参照图2b，图2b为图1的滤筒结构100中另一种管状吸附材130b 的立体示意图。各管状吸附材130b可具有至少三所述孔道131b，孔道131b 的其中一者的一中心轴可与管状吸附材130b的一中心轴为共轴，其余的孔道131b可围绕所述其中一孔道131b并呈等角分布。在图2b中，以七个孔道131b为例，其中六孔道131b可将另一孔道131b作为中心并呈等角分布，值得注意的是，滤筒结构100中可以同时装填不同孔道数量的管状吸附材，且适当的
孔道数量可以增加接触与吸附表面积，进而提升过滤效率。
48.除此之外，过滤填充材还可包含多个条状吸附材(未示出)，各条状吸附材的一长度可为2mm～2000mm，通过搭配不同形状及尺寸的过滤填充材，可以调整流体通过滤筒结构100时所产生的压损，以利在过滤效果与能源消耗之间取得平衡。
49.请参照图3，图3为本实用新型另一实施方式的滤筒结构200的局部剖视示意图。滤筒结构200与前述的滤筒结构100相似，其差异在于，滤筒结构200中的过滤填充材包含多个纤维状吸附材230。重要的是，虽然本实用新型的滤筒结构100主要包含管状吸附材130a，且滤筒结构200主要包含纤维状吸附材230，但实际应用时，可以依据过滤需求，在内筒及外筒之间同时装填管状吸附材与纤维状吸附材，也可以是前述的条状吸附材，因此本实用新型并不以此为限。
50.请一并参照图4，图4为图3的滤筒结构200中的纤维状吸附材230的立体示意图。纤维状吸附材230由多个条纤维231编织而成，呈网状交织形态，并形成多个孔洞供流体通过，纤维状吸附材230的编织方式、编织密度以及纤维231粗细等均可视过滤需求而调整，本实用新型并不以此为限。
51.值得注意的是，过滤填充材可按0.15g/cm3～0.50g/cm3的密度均匀分布于空间s中，以确保流体可以顺利通过过滤填充材且不会产生剧烈压损，在减少能源使用的情况下，同时获得良好的过滤效果。
52.以下将针对第一比较例、第二比较例及第一实施例至第五实施例的滤筒结构进行吸附效率测试，且第一比较例、第二比较例及第一实施例至第五实施例所装填的过滤填充材种类及结构参数已列于下表一：
[0053][0054]
请参照图5，图5为第一比较例、第二比较例、第一实施例与第二实施例的吸附效率测试图。本实验通过测量不同时间下通过滤筒结构的气体中的异丙醇浓度，并计算出c/c0值而绘制成图5，其中c为出口浓度，c0为入口浓度，c/c0为测试气体于吸附效率验证过程中的破出比例(失效程度)。在本实验中，是以具有10ppm～12ppm异丙醇的测试气体，以2.5cmm(立方米/分钟)的流量对第一比较例、第二比较例、第一实施例与第二实施例进行破出测试，其测试条件及结果如下表二所示：
[0055][0056][0057]
由上表二及图5可以看出，第一实施例及第二实施例的破出时间远大于第一比较例及第二比较例的破出时间，且第一实施例及第二实施例都具有较高的捕获比例，其因为本实用新型的滤筒结构使用管状吸附材，可以提供较短的质传路径与较大的接触面积，借此增加过滤填充材的吸附能力，进而提升流体的过滤效率。
[0058]
请参照图6，图6为第二实施例至第五实施例的吸附效率测试图。在本实验中，同样是以具有10ppm～12ppm异丙醇的测试气体，以2.5cmm的流量对第二实施例至第五实施例进行破出测试。由图6可以看出，由于第二实施例至第五实施例的过滤填充材结构不同，使得气体通过滤筒结构时会产生不同程度的压损，因而影响气体与过滤填充材的接触时间，并产生不同的过滤效果。故可以视过滤需求，调整管状吸附材的外径及长度大小，使流体产生不同的压力变化，使本实用新型的滤筒结构在使用上更加灵活。
[0059]
综上所述，本实用新型的滤筒结构通过使用管状吸附材和/或纤维状吸附材，吸附材本体结构提供相对较短的质传路径以及较大的接触面积，可以使流体均匀通过滤筒并进行过滤，故能在低压损的情况下达到良好的过滤效果，同时减少能源的使用量。
[0060]
虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。