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TW201736000A - 可移除空氣中的微粒以及消除煙霧的設備以及設備使用方法 - Google Patents

可移除空氣中的微粒以及消除煙霧的設備以及設備使用方法 Download PDF

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TW201736000A
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TW106112640A
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賽門 凡德波
彼得威廉 凡維斯
Original Assignee
凡維斯石油有限公司
賽門 凡德波
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Abstract

一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備。該設備包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一離子生成器，位於該氣流通道內，該離子生成器用來離子化空氣中的氣流以及微粒。該設備包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，該過濾器具有一孔徑，該孔徑大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中且需要被去除的固體微粒的大小。該設備靠近該離子生成器處的流通面積小於該設備靠近該過濾器的上游側的流通面積。

Description

可移除空氣中的微粒以及消除煙霧的設備以及設備使用方法
本發明有關一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含了氣流通道，以一供氣口將環境空氣供應進該氣流通道，並以一排氣口將通過該氣流通道的空氣排出該設備。該設備還包含了離子生成器，設置在該氣流通道內，用來離子化空氣的氣流以及微粒。本發明也有關一種過濾器以及使用該設備以移除空氣中的固體微粒型態污染物的方法。
在先前技術中可以知道與本發明有關的部分技術。舉例而言，Roosegaarde的清淨塔是為人所熟知的，該清淨塔可藉由讓空氣接觸一個離子生成器來移除微粒型態的污染物。
然而，這種設備並無法運作得非常好。其原因在於內部有限的導體範圍限制了粒子移除的能力。
因此，有必要開發出一種改良的設備，藉由移除空氣中的固體微粒，尤其是利用離子生成器來淨化空氣。
在WO 01/34854專利中揭露了一種處理微粒附聚物的方法和裝置，在氣體中的細微的粉塵粒子或其他污染物被附聚形成較大型的粒子，這樣可以更容易在下游處理中被過濾掉。在其中一個實施例中，後續氣體中的微粒被施以相對極性的電荷後，氣體被導入一個喇叭口部(12)以將氣體的速度降低。不同大小的微粒其減速程度也有差異，並且通常隨著流動方向而混合，因此產生了帶相對電荷的微粒的附聚效應。在另一個實施例中，氣體在各自的平行通道中被分成不同的子氣流，而相鄰通道內的微粒則被施加相異極性的電荷。在通道下游側的導向器則會讓這些帶相對極性的子氣流中的微粒彼此混合，形成由相對帶電微粒所形成的附聚產物。進入導管(10)的氣流中的微細灰塵微粒以及其他污染物被附聚形成了較大型的粒子，這樣可以更容易在下游處理中被過濾掉。後續氣體中的微粒被一交流離子生成器(14)施以相對極性的電荷後，氣體被導入一個喇叭口部(12)以將氣體的速度降低。不同大小的微粒其減速程度也有差異，並且通常隨著流動方向而混合，藉由振動器(13)的輔助，產生了帶相對電荷的微粒的附聚效應。
在歐洲專利EP 0 403 230 A1、美國專利US 2009/0084265 A1以及US 2013/0255231中也可看到更多的離子化過濾器的技術。
本發明的一個目的在於提供一種如前所述機器型態的改良設備。
特別地，本發明的一個目的在於提供一種如前所述機器型態的改良設備，能夠提供絕佳的粒子移除能力，其中原本存在於氣流中的固體微粒能夠實質上從整個氣流中被該設備移除。
為了能取得如前所述至少一個優點，本發明的一第一實施例提供了一種設備，包含下列特徵：用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一離子生成器，位於該氣流通道內，該離子生成器用來離子化空氣中的氣流以及微粒。其中該設備包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中的固體微粒的大小。本設備具有的優勢是能夠以簡單的方式100%移除固體微粒，這種簡單清淨空氣的方式是一種無法預期的結果。
根據本發明的內容，該設備中所使用的該過濾器，當包含了收集到的微粒後，該過濾器能夠以低成本的方式被再利用。例如，該過濾器能夠被用在建築產業中作為隔離材料。根據本發明，該設備能夠具備此種協作的功能是完全無法預期的。過濾器連同收集到的污染物，在整個被磨碎之後，也能簡單地被利用處理，作為混凝土中的顆粒。過濾器也能用在道路基礎設施中，作為一部分的原料，這樣這些污染物也能有效地被封存且去活化。
因此本發明有關一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一離子生成器，位於該氣流通道內，該離子生成器用來離子化空氣中的氣流以及微粒。該設備的特徵在於包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中的固體微粒的大小。較佳地，該過濾器被放置在氣流通道的末端，但也可被放置在上游端的位置。由於過濾器可能受到雨滴、雪或是類似物的浸潤而變得潮濕，因此這樣做的好處是，在過濾器以及設備的末端之間加上一個蓋體能夠防止過濾器弄濕。
一個濕式過濾器可能提供更好的過濾效果，但一方面會對氣流產生更大的流阻，另一方面也耗掉設備更多的功率去使用風扇將空氣輸送經過該設備。
較佳地，根據本發明所提供的該設備，過濾器具有的孔徑大小大於存在於供應空氣中至少80%的固體微粒的大小。如此在實務上可實質移除所有的固體微粒，因為在離子化的過程中，固體微粒會進行附聚並且形成了比個別微粒來得更大的直徑。因此，這些附聚的微粒將會被過濾器所捕捉。相較於小孔徑的過濾器，過濾器較大的孔徑大小也使得流經過濾器時有顯著的低流阻，這樣所形成的優點是在意料之外的。
當設備靠近離子生成器處的流通面積小於靠近過濾器處的流通面積時，能得到進一步的流阻的降低。這樣會使得流經過氯氣的氣流速度低於流經設備其他位置的氣流速度，例如在離子生成器以及風扇處，因此使得設備能高效運作。
流通面積沿著氣流方向能夠有每公尺5-10倍的變化因子，例如每公尺6-8倍，特別約在每公尺7.5倍。例如，當內徑為0.8公尺，或流通面積為π(0.8/2)2 = 0.503平方公尺，的環形導管增加到1.22公尺乘以1.85公尺=2.257平方公尺的矩形內截面的導管，並且沿著氣流方向為0.6公尺的長度時，意味著流通面積每公尺增加了7.5倍。這樣的變化可藉由將氣流導管的壁面以45-70度的角度置放，尤其是相對設備的（氣流導管的）長軸方向夾約60度來達成。
當氣流通道實質上沿著至少其一部份長度具有矩形的流通面積時，即可以簡便的方式建立本發明的設備。在此情形下，該設備可以直接以矩形板材來製造。尤其當要安裝過濾器（矩形過濾器一般在製造過程中具有最少的材料耗損）時，使用矩形的設備尤其具有優勢。設備的運握成本，尤其是過濾器的成本，可以達到最低，同時能輕易地擴展整個流通面積。
該設備能相對一固定的安裝台以及/或一殼體轉動，尤其是相對一實質上垂直的轉軸轉動。這使得改變設備相對於環境的方向可能以簡單的方式來達成，例如可調整設備以配合風流動的方向。該設備也可利用一驅動單元以遠端遙控的方式控制，有線以及/或無線的連接方式。此外，該設備可被動地旋轉，例如受風力影響的風向標，尤其這這種類型，該設備可以具有一或多個翼部以及/或投射控制面。
為了有效運作，而不受限於氣候條件（例如風），該設備包含了一風扇，位於氣流通道內以輸送待清淨的空氣通過該設備。風扇也可驅動現存的自然氣流。
若風扇處的氣流通道實質上為圓形的流通截面時，待清淨的空氣就能夠被有效地輸送。也因此，一般也具有圓形直徑的風扇也能有效且有效綠地被設置在氣流通道內。因此，該設備可包含一擴大部，靠近該氣流通道的該過濾器處，較佳地包含了從圓形截面轉變至矩形截面的變化部。
受到離子生成器的作用，凝結或附聚的微粒會帶有電荷。而為了在過濾器中有效地移除附聚微粒，該過濾器較佳地要接地連接。過濾器也可以被施以相對離子化微粒的電荷，這樣更能夠強化微粒的捕捉。
在過濾材料市導電材質的情況下，尤其能夠有效地移除微粒，以最大化對帶電微粒的捕捉。尤其一個較佳的過濾器包含一含碳材料，其具有極佳的電傳導性，因此能有非常有效地捕捉離子化以及附聚化的微粒。
本發明的設備一個額外的優勢在於當空氣流經該設備時，連帶可將臭氧一起移除。系統並非如此潔淨，但在離子化的過程中，可能使得臭氧分子以加速的方式彼此互撞並傳化為氧分子。另一個可能的功能在於過濾器。由於離子化的微粒以及接地連接的關係，過濾器中的臭氧分子也可能被轉化為氧分子。
一個令人意外的效果是，本發明的設備非常適於實質上完全去除所謂的pm10以及pm2.5微粒（微粒的大小分別小於10微米以及2.5微米）。例如，空氣以每秒4至8公尺的速度被輸送經過該過濾器時，清淨過的空氣一部分會回到設備的供氣口以進行再一次的清淨工作。而該設備對於移除空氣中的細微固體微粒的高效性使得本發明的設備成為真正的“煙霧殺手”。
當過濾器具有至少兩層過濾材料（被包覆在殼體內），且待清淨的空氣依序流經這些過濾材料層時，過濾器就能有效地捕捉污染物，尤其是附聚的微粒。過濾材料可以是非編織材料，通常應用在房屋的空氣過濾如空調系統，然而如同先前所提及的，較佳地包含一碳材料是具有加分效果的。該碳材料可以是粉末態，例如100號網眼大小或小於90%的微粒大小，並且尤其可以是活性碳形式。較適當的過濾材料厚度可以是15毫米。因此，雙層過濾材料的總厚度是30毫米。較厚的過濾層會有較好的捕捉離子化微粒的效果。然而較薄的過濾層，即使只有幾毫米厚，也已經足夠。
過濾材料層較佳地通過殼體彼此分開，該殼體較佳地由非編織材料或編織材料製成。該殼體可以是棉質或麻質或類似物作為包覆，而過濾材料則被包覆在其中。
此外，該設備較佳地在氣流通道中設置至少兩個離子生成器。這樣使得將待清淨空氣輸送經過該設備時，能提供更均勻的離子化結果。
尤其是這些離子生成器較佳地均勻分佈在氣流通道的周圍壁面，也可以沿著該設備的長軸方向分佈，此長軸方向為氣流輸送流經該設備的方向。此外，沿著長軸方向以及沿著周圍壁面的組合分佈也是可行的。
根據本發明的又一方面，一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的方法包含：經由一設備的一氣流通道的一供氣口將待清淨的該空氣輸送通過該氣流通道，並將輸送通過該氣流通道的該空氣經由一排氣口排出；以及將待清淨的該空氣導引流經一離子生成器，該離子生成器位於該氣流通道內，用來離子化氣流中的微粒以及用來生成離子化微粒的附聚物。該方法的特徵在於，利用一過濾器進行過濾，該過濾器位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該空氣中的固體微粒的大小，以及利用該過濾器移除附聚的微粒。
本發明的方法一較佳實施例，包含了根據本發明的一種設備的應用，如特別描述在下列一或多個編號的陳述中的例子：
1. 一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一離子生成器，用來離子化空氣中的氣流以及微粒。該設備包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中的固體微粒的大小。
2. 根據第1點所述的設備，其中該過濾器具有的孔徑大小大於存在於供應空氣中至少80%的固體微粒的大小。
3. 根據第1點所述的設備，其中該設備靠近該離子生成器處的流通面積小於該設備靠近該過濾器處的流通面積。
4. 根據第1點所述的設備，該氣流通道沿著通道長邊的至少一部分具有實質上矩形的流通面積。
5. 根據第1點所述的設備，其中該設備包含一風扇，位於該氣流通道內，以將需要清淨的空氣輸送通過該設備。
6. 根據第1點所述的設備，其中該氣流通道在該風扇處具有實質圓形的流通面積。
7. 根據第1點所述的設備，其中該過濾器是接地的。
8根據第1點所述的設備，其中該過濾器具有一含碳材料。
9. 根據前述任一點所述的設備，其中該過濾器包含至少兩過濾材料層，由一殼體包覆，待清淨的空氣依序流經各過濾材料層。
10. 根據第9點所述的設備，其中各過濾材料層由該殼體所分開，該殼體較佳地由非編織或編織材料製成。
11. 根據前述任一點所述的設備，其中該氣流通道內至少有兩離子生成器。
12. 根據第11點所述的設備，其中該離子生成器實質上平均地設置在該氣流通道的周圍。
在本發明的方法中也可獲致如上描述有關於本發明設備的優點。
為了獲得如上所述至少一個優點，本發明根據其中一個實施例提供了一種設備，具有下列特徵：一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一或多個離子生成器，位於該氣流通道內，該一或多個離子生成器用來離子化空氣中的氣流以及微粒，其中該設備包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中且需要被去除的固體微粒的大小。其中該設備靠近該離子生成器以及/或位於該離子生成器處的流通面積小於該設備靠近該過濾器上游側的流通面積。
在本揭露中，〝上游〞以及〝下游〞等用語係有關流體流經設備，特別是流經氣流通道的路徑而言。
藉由氣流通道可提供一被控制的氣流。藉由離子生成器，一部分待過濾的微粒被施以電荷，以被激發而附聚。附聚物形式的微粒則在氣流中被捕捉或移除。過濾器中相對大的孔徑大小減低了過濾器阻塞的速度，延長可用的工作壽命。設備中增加流通面積以減低氣流的壓力，並增加擾流程度，如此使得氣流中所夾帶的帶電微粒至少一部分能夠被附聚化。流通面積的擴大以及流通容量的擴大也促使微粒的速度變化的持續發生以及/或延續，這樣更進一步激化附聚效應。透過本設備，小型微粒的附聚化能夠有效發生，使得這些小型微粒的附聚產物能夠在相對粗的過濾器中被有效捕捉到。本設備能夠有效地從氣流中移除微細粉塵微粒以及更小的超微粒粉塵微粒。
在一個實施例中，過濾器為一第一過濾器，該設備包含一第二過濾器，位於該第一過濾器以及該排氣口之間，這樣，通過該第一過濾器的微粒仍能夠被捕捉。該第二過濾器具有的孔徑大小大於該第一過濾器的孔徑大小，也就是說，通過該第一過濾器的氣流在通過該第一過濾氣候不會顯著的受到影響。
在一個實施例中，該設備包含一封善，位於該氣流通道內，以將待清淨的空氣輸送通過該設備。因此此被推送的氣流有助於流速控制，使得該氣流（幾乎）完全不受到外界影響的干擾。該風扇也能有效地加速不同大小以及/或不同重量的微粒，並且進一步在氣流中製造擾流。該風扇可位於該過濾器的上游以及/或該至少一或多個離子生成器的下游。設置好的風扇或其他吹拂裝置顯著地生成了推力流而不是吸力流。相較於吸力流，推力流可導致擾流的增加，並且使得微粒在氣流通道中進一步擴散，尤其是氣流在各元件的下游處。
在一實施例中，該氣流通道沿著至少一部分的長度具有實質上矩形的流通面積。這使得本發明的設備可以簡便的方式製造以及操作，亦即使用矩形材料，如矩形過濾材料。
在一實施例中，至少該氣流通道可旋轉地放置在一安裝台上，可以轉動氣流通道。
在一實施例中，該（第一）過濾器以及/或該第二過濾器，若存在，分別為接地連接或者是帶電的，因此是導電材質。這有助於微粒，尤其是帶電微粒的附聚化，並且增加了吸引並捕捉帶電微粒的機會。
在一實施例中，該第一過濾器以及/或該第二過濾器，若存在，包含一碳材料，尤其是活性碳。碳，尤其是活性碳，透過吸附而具有很強的物理過濾能力，並且也具有高化學反應能力。因此非常適合用在本發明中。此外，碳材料是良好的電導體，也簡化了離子化步驟中的結合過程。
在一實施例中，至少該第一過濾器包含至少一碳材料層，被該過濾材料所包圍以及/或該碳材料作為介於該過濾器的過濾材料之間的一層。如此可以保護（活性）碳受到外界的影響，包含磨耗。也可以防止因碳材料的散逸對環境造成污染。
在一實施例中，該（第一）過濾器包含至少兩過濾材料層，彼此相對接合在一起，使得在該設備運作的狀態下，待清淨的空氣依序流經各過濾材料層，棉料以及玻璃纖維都是適合的過濾材料，但其他替代的材料也是可能的。因此，由於更高的捕捉這些通過該過濾的微粒的可能，使得過濾器的效能也得到提昇。碳材料可以應用在過濾材料層之間，如上所述。碳材料可以是粒狀材料或粉末材料，並且顆粒大小大約是100微米或更小，其尺寸大小差異在5-15%之間，例如10%，也可能更大例如20%。但在任何情況下，較佳地，碳材料在設備正常使用過程中必須留在過濾材料中。
較佳地，該（第一）過濾器由非編織材料以及/或編織材料所製，其結合了大有效面積，以及優越的處理及使用特性，例如可彎曲性、對空氣的傳導性以及機械強度，還有普遍的低生產成本。
該（第一）過濾器由屬於F9等級的過濾材料製成（例如，參考EN779:2012標準）。也可使用精細過濾器等級的過濾器，用來更好地捕捉超精細微粒，但可能加速過濾材質的阻塞。可期待的是，該設備具有擴大部，伴隨著F9過濾器或超精細過濾器，且包含了碳材料以及/或形成導電的過濾器。這樣的過濾器本身即可達到正面有效的過濾效果，例如，從沒有離子化程序、到具有離子化程序、到高效等級的離子化程序都適用。
至少該（第一）過濾器可以形塑為一袋狀過濾器，例如其包含多個過濾袋，彼此相鄰排列於一共用容器中，其中這些袋子實質上是圓形或矩形的，並且三邊封閉，使得其洞口被過濾材料所環繞，並且僅在其中一側具有一開口，該開口對著抵達氣流的方向，以避免過濾袋之間的洩漏。例如相鄰過濾袋之間的連接可以縫製、黏著、焊接、夾持…等方式實現。袋狀過濾器結合形成了相當大面積運作的過濾表面，以及相當小的安裝空間（例如沿著該氣流流向的側向延伸的表面）。
較佳地，該過濾器形成且設置的方式，使得靠近或位於該過濾器處的氣流以擦過過濾材料的方式進入。過濾材質實質上以相對該氣流方向小於30度的走向設置，較佳地小於15度，並且更佳地小於10度，例如介於3-10度之間。由於氣流以擦過入射的方式，空氣流經該過濾器的過程中幾乎沒有任何的阻礙，但其中的微粒卻因為其尺寸、重量以及/或慣性因素，有較高的機會接觸到過濾材質並因而被捕捉到。其結果是，在本發明中的過濾效果可提升到一個無法預期的程度，尤其針對超精細的粉塵。在這樣的實施例中，較佳地有超過50%的活性過濾表面，尤其超過75%，例如80%-90%甚至更高的比例，可被成形且設置為這樣的擦撞入射效果。若該過濾器製為錐狀過濾器以及/或袋狀過濾器，尤其是具有相當窄且深（相對其開口以及/或安裝方向，例如沿著相對氣流方向的側向方向）的袋狀過濾器，更能有效地實現本發明的實施例。
在其中一實施例中，該第二過濾器包含一固定材料以及一碳材料，尤其是施做在該固定材料上形成一層或是該固定材料裡面的活性碳。其中若是形層一層活性碳的作法，則是以多層過濾架構的方式實現，而碳材料則是在兩層固定材料之間的一層。該固定材料可以是編織墊以及/或非編織材料。此外，該固定材料也可以是泡綿材質。該鄧材料以及/或該碳材料層，例如活性碳，可以是具導電性以及/或具化學反應性。
在其中一實施例中，該氣流通道中具有至少兩個離子生成器，其中該離子生成器可以沿著該氣流通道的周圍壁面設置。如此可強化離子化的作用。均勻的分佈強化了大範圍以及實質上高同質性的空間分佈，尤其對帶電微粒的離子化更顯有用。
此處描述的該設備可以被設置來對存在於氣流中的微粒進行低度有效離子化。
在其中一個實施例中，該設備，尤其是該離子生成器或（若可行的話）多個離子生成器適用於僅對存在於氣流中的一部分微粒進行離子化，尤其是少於30%，例如介於20%-25%之間的微粒進行離子化。
特別的是，該一或多個離子生成器具有一操作性離子化幅度，適於使僅有一部分，尤指介於20%至40%之間，例如25%至30%之間，的離子生成器的流通面積可被操作來對微粒進行離子化。因此，僅有一部分的微粒會被離子化。
再者以及/或另一方面，該設備，尤其是該離子生成器或（若可行的話）多個離子生成器，適於以彼此相對的極性對存在於氣流中的一部分微粒進行離子化，使得具有其中一個極性的被離子化的微粒的數量以及/或被傳遞至具有該極性的微粒的總電荷數量超過另一個極性的微粒的數量的20%以及/或，分別地，超過被傳遞至具有另一個極性的微粒的總電荷數量的25%至30%。因此，該離子生成器或（若可行的話）多個離子生成器適於將該存在於氣流中的一第一部份的微粒離子化為一第一極性（正極或負極），以及將該存在於氣流中的一第二部份的微粒離子化為一相對極性（正極或負極），並且使得該第一極性的一定數量的微粒以及/或被傳遞至具有該極性的微粒的總電荷數量超過另一個極性的微粒的數量的20%以及/或，分別地，超過被傳遞至具有另一個極性的微粒的總電荷數量的25%至30%。由靜電吸引可知，帶有相對電荷的微粒會更強地彼此附著而形成中性的附聚物，而這中性附聚物可更進一步與帶有第一極性的帶電微粒附聚，這些以第一極性的施以電荷的帶電微粒能夠更好地被過濾，而僅會有極小或沒有任何負面影響，這些負面影響來自同樣被充電高度集中性。
藉由提供低度有效離子化，例如由於相對極性的帶電微粒的附聚化以及/或提供局部離子化所造成的局部的電荷中和作用，可以促使微粒進一步的附聚。其原因是，同極性的（正極或負極）的微粒之間相互的靜電斥力被減弱了，當其所處空氣中大量的微粒被離子化為同極性時。因此，該設備可以利用非電荷性的交互作用力（例如凡德瓦力）以及靜電交互作用力的組合來運作。電離作用也會發生以及/或去維持有益的化學反應過程。低度有效離子化的結果仍是未知的，但卻對超精細粉塵微粒的捕捉與附聚具有非常顯著的影響。另外一個附加的效益是，由於低度有效離子化，尤其是對微粒中一小部份進行離子化，使得形成臭氧的機會被減低了。箱對於負極性離子化，以離子生成器進行正極性離子化可更進一步減低臭氧的形成。
在其中一個實施例中，該設備中一或多個部位用以提昇氣流的擾流程度，有助於將微小微粒凝聚為較大的微粒。為此，一或多個離子生成器可以以一種對著該氣流發射離子的方式放置。
為了使高流速氣流得到充分的離子化，可以使用加長的離子生成器以及/或在不同地方，沿著氣流方向一個接續一個放置不同的離子生成器。
離子化的速率可以由在一或多個離子生成器中設定一或多個操作參數來決定，例如隨著時間以及/或位置的電荷損失以及/或其電流強度。這些操作參數與流經該氣流通道的被輸送的氣流的流動參數有關，例如流動速度、濕度率、溫度、微粒數量以及其他。這些流動參數會受到適當施加於該氣流的處理部位所影響，尤其是空氣加濕器以及/或該風扇。一個控制單元也可用來控制這些離子生成器以及一或多個處理部位的操作參數，以彼此調整。另可在設備中使用可被自動化或不須被自動化的回饋系統。
在其中一實施例中，該設備具有一或多個導流器靠近該排氣口處，以在該設備的該過濾器以及該排氣口以及/或該第二過濾器，若存在，以及該排氣口之間製造漸增的流通面積。因此，可在過濾器的下游處進一步製造額外的壓降，以增進流經該過濾器的氣流。
在其中一實施例中，在靠近供氣口以及/或排氣口以及沿著該設備的外部，例如可設置一或多個風扇，一或多個擾流器，其可以所需的方式影響進入該氣流通道以及流出該氣流通道的氣流，例如產生吸力或是造成推力，以產生額外的氣流。
在其中一實施例中，位於該離子生成器以及該過濾器之間的該氣流通道具有一擴大部以及一限縮部，使該氣流通道沿著該氣流方向依序提供一漸增的以及一漸減的流通面積，其中該設備位於或靠近該過濾器的氣流上游側的流通面積大於該限縮部的下游的流通面積，以分別提供額外的減速區域以及加速區域，或分別提供壓力上升區以及壓力下降區，並在微粒之間產生更大的相對速度差以及更多的互動機會，並在靠近或位於該過濾器的擴大流通面積之前，強化了微粒的附聚作用。該擴大部以及該限縮部可以是鄰近該擴大部以及/或該限縮部的流通面積的10%-50%。
該設備可在該氣流通道內設置一擋板，或是多於一個擋板。該擋板可具有一過濾材料，尤其是布料過濾材料，能在該擋板上發生位移，其中可使用一驅動工具進行此種位移，當一部分的過濾器產生位移，意味其可被替換以及/或被變更。其中該擋板可在該氣流通道內相對該氣流流向沿著一非垂直方向設置，尤其是以一小角度，例如小於45度，介於20-30度之間。擋板實質上是平的或是至少部份是弧形的，例如空氣動力輪廓，如翅膀、機翼等，以導引、控制以及/或另外沿著所需方向影響該氣流。該擋板的位置以及/或相對該氣流通道內的氣流的角度可藉由一驅動工具進行反向式調整。
這樣的擋板可以用來影響一部分氣流，例如局部地增加以及/或減少壓力以及/或擴大擾流。也可用來在設備的其中一部份產生文式管效應(Venturi effect)以及/或康達效應(Coanda effect)，以建立以及/或強化所需的流體模樣。
該擋板可以是一流體支座以及/或一流體導管，該設備連接有（或是可連接的）一流體供應源以及/或一流體汲取源。微粒可在流體上被捕捉以及/或在該設備的一部分提供氣體。該擋板可被形塑以及/或具有一或多個突出部作為肋部、紐部以及/或網部，以在擋板上製造所需的流體（氣流）分佈。適於將過濾材料支撐於形塑部位以及/或突出部位，使得在該擋板以及該過濾器之間形成一供流體流通的間隙，避免該過濾器以及流體直接接觸。因此可使用浸潤的過濾器，尤其是布料過濾器，這樣可增加對微粒的捕捉容量，並且該過濾器至少可部份影響並減低在間隙該處的流體蒸發。該流體可用來沖洗該過濾器的至少一部分以及/或捕捉並移除微粒。該過濾器可能相當粗，例如其孔徑大小介於200-2000微米之間，較佳地介於300-1000微米之間，例如500-800微米。相對粗的微粒可被該過濾器捕捉，較小的微粒可能會通過該過濾器而被該流體所捕捉，而更細的粉塵或超微細的粉塵則被附聚以及/或被間隙的蒸氣所捕捉，以及/或他們也可能進一步流經該過濾器，進入該設備中，最後再被過濾掉。
該設備可包含數個擋板，配置於該氣流通道內，其中一第一擋板以一第一角度相對氣流方向延伸，一第二擋板以一第二角度相對氣流方向延伸，使得至少一部分氣流經過該第一擋板時被該第一擋板引導至該第二擋板，其中至少一部分氣流被該第二擋板引導而繞著該第一擋板流動。較佳地，該複數個擋板由氣流流經該設備的方向來看是彼此重疊的，尤其該第二擋板為一流體支座以及/或一流體導管，如同先前所描述。藉由導引氣流，其中一部份的微粒，尤其是相對大與重的微粒，即可被第二擋板所捕捉，尤其是在該第二擋板上的一過濾器或流體。
一或多個擋板可以設置在或靠近上述氣流通道的擴大部以及/或限縮部，以有效影響一流體模樣以及/或安裝的空間。也可以使用更多種不同型態的擋板。
此外，此處進一步提供一種用於前述設備的過濾器，包含：一或多個屬於F9等級或精細過濾器等級的過濾材料層，其中過濾材料為一碳材料，尤其是活性碳，其中較佳地該碳材料作為介於該過濾材料層之間的一層，尤其是介於該過濾材料層之間的一層顆粒或粉末，其中該過濾器實質上為布料，例如由非編織材料或編織材料所製成。所提供的碳具有大約平均100微米的顆粒大小或更小，其尺寸大小差異在5-15%之間，例如10%，也可能更大例如20%。但在任何情況下，較佳地，碳材料在設備正常使用過程中必須留在過濾材料中。
該過濾器可以形塑為袋形過濾器，而袋子的壁面包含了該一或多個過濾材料層，尤其該過濾器包含F9等級布料。
此外，與前述技術相關，這裡提供一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的方法，包含：經由一設備的一氣流通道的一供氣口將待清淨的該空氣輸送通過該氣流通道，並將輸送通過該氣流通道的該空氣經由一排氣口排出，以及將待清淨的該空氣導引流經一離子生成器，該離子生成器位於該氣流通道內，用來離子化氣流中的微粒以及用來生成離子化微粒的附聚物，其中該設備的靠近該離子生成器的流通面積小於該設備靠近一過濾器的上游側的流通面積，其特徵在於，該方法包含：利用該過濾器進行過濾，該過濾器位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該空氣中的固體微粒的大小，以及利用該過濾器移除附聚的微粒。該方法可包含此處描述的設備的應用方式。
本發明的設備以及/或方法可以以極高的效率以及長效濾網壽命捕捉微細粉塵的微粒（微粒大小為10-2.5微米）以及超微細粉塵（微粒大小最多100奈米）以及中間大小的微粒（比較：HEPA過濾器中最具侵入性的微粒大小`MPPS´）。
特別注意的是，具有F9等級的過濾器以及/或極細等級過濾器直到今日僅用來進行，較佳地作為前置處理，室內空氣的處理。然而，證據顯示此類材料也能被適當地運用在戶外空氣，作為清淨用途並且結合於大型的流經容器中，特別是當過濾器的流通面積藉由使用袋形過濾器而被放大的場合。具有F9等級的過濾器以及/或極細等級過濾器能夠伴以活性碳層，從而提供了對MPPS 以及超微細微粒的過濾功能。令人意外地，在F9材料以及碳粉末層的過濾層，在數百微米厚（例如0.2毫米）的厚度結合高流速的條件下，已經充分可用來捕捉MPPS以及超微細灰塵微粒。時至今日，過去認為需要數分鐘的交互作用時間來吸收粉塵微粒或微小粒子的觀念，在使用了本發明這裡所描述的設備之後，這樣的時間顯得毫無必要地過長了。
在圖示中，同樣的元件以相同的元件編號來表示。然而，為了簡化圖示，本發明中並非具體的實施例的所有元件都會在圖示中繪示出來。
第1圖繪示了本發明的一設備的剖面示意圖。設備1主要包含了一容器2且定義了一氣流通道3。氣流通道3具有實質上伸長的外型，且由一供氣口4開始延伸以將環境空氣供應給氣流通道3。氣流通道3延伸至一排氣口以將通過氣流通道3的空氣排出設備1。設備1另外包含了一離子生成器6用來離子化空氣中的氣流以及微粒，離子生成器6位於氣流通道3內。
一種有效輸送待清淨的空氣的方法就是藉由一風扇7。在圖示的實施例中，風扇7位於供氣口4以及離子生成器6之間。離子生成器6能夠在存在於氣流中的微粒上產生靜電荷，而當少數的微粒具有靜電荷時，其他的微粒就會被這些電荷所吸引而形成帶靜電的微粒附聚物。此種附聚物比個別的微粒具有更大的體積。
這些微粒，尤其是附聚物，因此會被過濾器8所捕捉。
設備1包含了一第一部分F以及向外展開的一第二部分S。第一部分F界定了氣流通道3的一第一流通面積，第二部分S形成了一擴大口，讓設備1的氣流通道3的流通面積向著過濾器8擴大，而過濾器8實質上即為氣流輸送通道的終點。
當使用過濾孔徑實質上大於個別的、非附聚的微粒的大小的過濾器材料時，微粒的附聚物即有可能被過濾器捕捉到。而相較於設計來捕捉上述小微粒而因此使用了較小孔徑的其他過濾器而言，過濾器8更進一步地具有實質上較低的過濾阻抗。
設備1被放在一個安裝台9上，這樣就可以將設備放在某個所需要的表面上。例如，設備可以放在一個建築物上以清淨環境空氣。設備也可以被放在住宅房間內或是類似的空間以清淨室內的空氣。在這兩種場合中，都可以將設備所在的環境中，達到自空氣中移除固態微粒的效果。根據介質中物質分佈的物理法則，如空氣中的固體灰塵微粒，其分佈會最大幅度的達到平衡的狀態，也就是說，當某一個位置，例如靠近本發明的設備1，的空氣的微粒被移除時，固體微粒的濃度很快地會達到平衡，周圍空氣中的微粒會向設備1方向移動，使得空氣的清淨也能夠發生在距離本發明的設備1較遠的位置。
過濾器8可包含一個矩形的過濾材料，其可以覆蓋設備1的矩形排氣口5。過濾材料可以容置在一個棉質或是亞麻的蓋體上，以維持過濾材料在一特定空間內。較佳地，蓋體或類似元件具有淡彩顏色，這樣可以容易觀察到過濾材料的污染程度並且更換過濾器。也可以在設備1的過濾器8的上游側10以及下游側11放置壓力感測器，利用兩側的壓力差來作為量測過濾器8的污染程度，高壓力差比低壓力差表示更高的受污染程度。另外，也可採用環境空氣的壓力以及/或另外一個參考數值，例如在維護檢測以及/或某些操作條件之後所得到的量測值，在這樣的情形下，在設備中僅需使用單一感測器。
較佳地，過濾器包含了導電材料，實質上使用在整個過濾器上，以優化對離子化微粒的捕捉。舉例而言，過濾材料可包含碳，尤其是活性碳，並且過濾器也可接地。由於接地連接，過濾器能夠有效地捕捉且黏住這些被異極充電的離子化微粒。除了接地連接的過濾器，也可以使用帶電荷的過濾器，且其所帶的電荷與離子化微粒的電荷是相反的。
本發明的設備可由無線或有線的方式進行檢查以監控其運作狀態。如果使用的是無線系統，可以透過wifi, gsm, Zigbee或任何其他無線通訊系統來達成。
為了能使用設備1，舉例而言，在設備1靠近風扇7處，一個部件13可以以朝外的方式樞接於設備1的一個主部件12上。在這樣的配置下，設備1的主部件12可以固定設置在安裝台9上，風扇7位於部件13上，而部件13則是朝外可樞轉的。過濾部件14則位於設備1的另一端，且可樞轉地連接於主部件12，這樣過濾器8可以輕易地進行替換。藉由將部件13樞接於主部件12，以將氣流進入提供給離子生成器，這樣也能夠對這些元件進行維修或更換。
設備以一種簡易的方式施做，以適於處理每小時15,000立方公尺的空氣。這些空氣通過直徑80公分的氣流通道，以及0.8公尺乘1.4公尺的排氣口（過濾器表面）。在此設定下，氣流能以每秒8公尺的速度流經氣流通道，並且以每秒4.5公尺的速度流過過濾器。當加大過濾器表面為1.4公尺乘2.4公尺，以及加大氣流通道的直徑達1.4公尺時，設備的處理容量也能增加至每小時60,000立方公尺（氣流以每小時30公里的速度流過過濾器）。以上這些數值為指示性參考，並不作為本發明的限制。
當設備使用了太陽能板時，設備1也能夠作為一種自行供能的實施態樣。太陽能板可驅動風扇以及通訊設備以傳送設備的狀態數據。
設備1也可連接雨滴感應器，以利在設備1為了潔淨環境空氣而設置於環境空氣中時的運作。當下雨時，雨滴洗去了空氣中的污染物，使得空氣中的污染情形可能達到相當低的結果。在這樣的情形下就沒有必要再運作此設備。此外，當下雨一段時間後，例如一個小時或任何預計的時間長度，也可先經過一段延遲後才停止設備的運作。
微粒量測裝置能夠量測污染物的濃度，以決定是否有必要或不該讓設備1開始運作。微粒量測裝置可以放在設備附近或是相隔一大段距離，其原因在於設備的功效其實能夠在一大段距離以外仍能被測得。例如，這距離從0公尺到500公尺，甚至高達1公里遠都是可行的。
第2圖繪示了本發明的另一設備，與第1圖的實施例大部分相同，因此只有差異之處在第2圖中被強調出來。在供氣口4處，使用了一個選擇性的格架16，以防止重污染、物件以及/或動物可能被氣流帶進設備（參考箭頭W）而對設備造成干擾。離子生成器6則是向前伸進氣流通道3內。
設備1放在安裝台9或是一個可沿著一垂直軸A旋轉（例如利用一或多個軸承）的箱體（圖上未繪示）。此外，在一實施例中，設備1也可適於以沿著一水平軸，長軸的側向方向，以及/或設備1尤其在高度可調整方面可適用的。為了將設備1定位以及/或固定方向，在設備1中也可使用一或多個驅動工具（未顯示）以無線或有線方式操作以及/或進行檢查。這些驅動工具也適於讓設備進行非驅動性的位置以及/或方向的改變，例如透過釋鎖工具以及/或自由輪裝置。一個選擇性的控制面17也有助於設備的旋轉，以將供氣口4對準風吹動的方向。
如圖所示的實施例，沿著氣流方向具有一第一過濾器18以及一第二過濾器19。第一過濾器18為一袋狀過濾器，例如在袋狀過濾器的一般態樣中，可包含彼此相鄰的一系列袋狀過濾器18A（第3圖僅顯示了一部分），例如5或10個袋子，這些袋子共同構成了過濾器，並且能夠成比例地加大過濾表面。然而，在此案例中，這些袋狀過濾器18A實質上包含了介於兩個F9布料過濾層22之間的碳材料21。也可使用其他具有較高的過濾能量的過濾材料（例如針對MPPS微粒）或超細導管。此外，也可在這種過濾器的上游側提供一第一過濾材料（可相對較寬），以及在下游側提供不同的（可能相對較精細的）過濾材料以及/或提供兩層不同的過濾布料。也可將不同的碳材料層或過濾材料層應用在此種袋狀過濾器中。雖然也能使用一系列的袋狀過濾器彼此接續排列，並且使用不同種類的微細過濾器（例如HEPA或ULPS過濾器），但似乎並不是必須的。過濾材料也可以是一或多種導電材料以及/或碳材料層也可以是可導電的。在過濾器的前端以及或後端，也可以加上導電元件，以將特定的電荷以及/或與離子生成器的電位差施於其上，以及/或釋放被捕捉的帶電微粒的靜電荷。
第二過濾器19位於第一過濾器18的下游且接近排氣口5的位置。第二過濾器19包含一支撐架（未顯示），具有一活性碳層，例如活性碳包覆的PE泡綿。較佳地，第二過濾器19的孔徑大小大於第一過濾器18的孔徑大小，但也可以是較小或相同。
在第二過濾器19的下游，如氣流的方向W，更可設置一額外的第三過濾器20或一格架，以保護第一過濾器18以及第二過濾器19。一旦淡色的第二過濾器19或第三過濾器20（具有相當小的孔徑大小）分別發生顏色淡化褪色時，即表示過濾材料已經老化失效。
第一過濾器18為接地連接或者是帶電的。接地可以避免第一過濾器18累積電荷，其與離子生成器6施加給微粒的電荷（負電荷/正電荷）相同。第二過濾器19也為接地連接或者是帶電的，例如與離子生成器6（負電荷/正電荷）具有相對極性的電荷（負電荷/正電荷）。這樣可以在第一過濾器18以及第二過濾器19之間施加一電場，有助於帶電微粒的附聚化，以及/或將帶電微粒吸附於其中一個過濾器18,19上。
在一個實施例（圖未繪示）中，一個化學過濾器設置在或靠近設備1的供氣口4處，以捕捉以及/或將具侵蝕性的化學物質轉為無害，例如含硫物質。這樣可以減低這些物質對設備1的快速損壞，尤其是對第一過濾器18以及/或第二過濾器19。
一個選擇性的模組23可以連接一或多個額外的設備的偵測器，以偵測並處理如風扇7、離子生成器6、壓力感測器24、雨滴感測器25、氣流感測器以及其他未顯示的感測器的訊號。模組23可以連接於（不論是不是無線）一個外部的控制模組26，可以是一個應用程式或更普遍應用的使用者模組，例如行動電話。
設備在排氣端另可選擇性設置導流器27，每一個導流器27具有包含第一流通面積的一入口28以及包含第二流通面積的一出口5A，第二流通面積大於第一流通面積，以在第二過濾器19以及個別的出口5A之間放大設備的流通面積。這些出口5A共同形成了排氣口5。
當氣流從供氣口4流過設備1直到排氣口5時，其依序經歷了(i)風扇7所推動的加速以及壓力變化，(ii)離子生成器6對氣流中的微粒進行離子化，(iii)氣流通道內的尺寸，也就是流通面積，變大所造成的減速。其中就申請者目前的理解，氣流的減速造成了微粒之間的不平均分佈以及微粒之間的產生速度的差異。接著，(iv)因第一過濾器18的物理以及電子效應，在第一過濾器18的上游處產生增壓。一或多個這些效應增加了小微粒的凝結現象，使得接下來，(v)存在於空氣中的微粒有一大部分被第一過濾器18所捕捉，因此(vi)在第一過濾器18的下游處發生了新的壓力下降，以及(vii)因第二過濾器所造成的新的局部壓力上升，以及(viii)在第一過濾器18以及第二過濾器19之間可能產生電荷差，導致剩餘還沒有被捕捉到微粒會進一步聚結(coagulation)在一起而被第二過濾器19所捕捉。
在申請人的目前觀點中，變化的壓力以及電位差可使得微粒產生聚結，因而可成功地將微細粉塵微粒（微粒大小小於10微米）甚至超微細粉塵微粒（微粒大小小於0.1微米）都以特別高效率的方式（也透過相當寬的過濾器）從氣流中移除，甚至針對某些大小的微粒能夠100%去除。
第4圖繪示了設備100的一個實施例，與第2、3圖的實施例大部分相同，但進一步具備了擴大部D以及限縮部C，使得氣流通道3沿著氣流方向W依序提供一漸增的以及一漸減的流通面積，因此擴大部D就像一個擴散器，而限縮部C就像一個壓縮機。位於限縮部C下游的擴大部S形成了一腰部T，而設備位於或靠近過濾器18上游側的流通面積明顯地大於位於限縮部C下游側的腰部T的流通面積。在氣流通道3中，擴散部D以及限縮部C的上游、下游的流通面積的尺寸可能都不相同。擴散部D以及S可增加流通面積達10%-50%，較佳地更可增加達50%-75%，但。擴散部D以及S也可具有其他不同大小。
第5圖顯示了設備110的一實施例，可與第4圖的實施例來作比較。在第5圖的實施例中，可見數個離子生成器6分佈在第一部份F以及腰部T，並且以特定方式配置使得在離子化的過程中，也能增加氣流的擾流效果。此外，第一擋板30以及第二擋板32位於氣流通道3內。第一擋板30以一第一角度α（相對氣流方向W）延伸，第二擋板32以一第二角度β（相對氣流方向W）延伸，其中第一角度α以及第二角度β均大約45度或較小，並且第一角度α以及第二角度β也都透過樞軸34而可反向調整。從第一部份F流至第二擋板32的氣流會被第二擋板32引導流經第一擋板30以及第二擋板32之間的間隙，繞著第一擋板30的一端，並被第二擋板32引導。第一擋板30以及第二擋板32可以放置在距離氣流通道3的內側壁面一定距離處，以提供氣流可供流經的間隙。這樣，第一擋板30以及第二擋板32可對氣流造成增加的壓力差以及/或對其擾流。
第二擋板32具有一過濾材料36，尤其是具有例如滾筒38之類的布料過濾器。第二擋板32也具有肋部，在此例子中實質上延伸於第5圖的平面上，這樣過濾材料36就能夠被撐起來，並且提供流體輸送所需的間隙。一部分的過濾材料在第二擋板32上是可以被替換的，例如透過轉動滾筒38，即可更換部分例如遭到弄髒或磨損的過濾材料。一個可調整的驅動工具也可使用來進行這樣的替換。第二擋板32可以是流體支座以及/或一流體導管，而設備110另外具有一流體供應源40以及一流體汲取源42，分別連接於額外的流體庫44,46，並且在此例子中，額外的幫浦以及/或清洗裝置48用來推送流體以及/或清洗或調解一或個使用過以及/或待使用的流體。流體可以被用來潤濕以及/或沖洗過濾材料36，例如當流體流經過濾材料36時，可被第二擋板32以及流體汲取源42所汲取，以進行清洗或再利用。較佳地，流體具有高蒸發壓力，這樣在期望的作業溫度下，流體不會快速第蒸發，並且不會對環境造成毒害且是可生物分解的。採用乙二醇是適合的解決方案，較佳地，過濾材料36是可以機洗的。
較佳地，過濾材料36相較於在更下游的過濾器具有較大的孔徑大小。此過濾材料能有效地移除氣流中的大型污染物，例如沙粒、花粉以及類似物。
此外，第5圖顯示了袋狀過濾器18A中的過濾材料18B具有相對氣流方向W相隔一角度y，實質上約5度，的走向（袋狀過濾器18A的開口角度δ = 2γ，大約為10度），這樣氣流方向W在第一過濾器18附近或第一過濾器18上會擦過過濾材料18B的表面進入。
本發明並不受限於上面所描述的實施例以及圖示。本發明由後附的申請專利範圍決定本發明的範圍。例如，本發明也可包含更多個擴大部以及限縮部。本發明的設備也可用在地表或船舶上。
本發明也有關上述各種技術特徵的組合，不論是獨立以及/或彼此組合。     以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100,110‧‧‧設備
11‧‧‧排氣端
18‧‧‧第一過濾器
18A‧‧‧袋狀過濾器
19‧‧‧第二過濾器
20‧‧‧第三過濾器
21‧‧‧碳材料
22‧‧‧F9布料過濾層
23‧‧‧模組
24‧‧‧壓力感測器
25‧‧‧雨滴感測器
26‧‧‧控制模組
27‧‧‧導流器
28‧‧‧入口
3‧‧‧氣流通道
30‧‧‧第一擋板
32‧‧‧第二擋板
34‧‧‧樞軸
18B,36‧‧‧過濾材料
38‧‧‧滾筒
4‧‧‧供氣口
40‧‧‧流體供應源
42‧‧‧流體汲取源
44,46‧‧‧流體庫
48‧‧‧清洗裝置
5‧‧‧排氣口
5A‧‧‧出口
6‧‧‧離子生成器
7‧‧‧風扇
8‧‧‧過濾器
9‧‧‧安裝台
C‧‧‧限縮部
F‧‧‧第一部份    
S,D‧‧‧擴大部
T‧‧‧腰部
W‧‧‧氣流方向
α‧‧‧第一角度
β‧‧‧第二角度
本發明接下來進一步以參考圖示來說明，其中： 第1圖繪示了本發明的一設備的剖面示意圖； 第2圖繪示了本發明的另一設備的剖面示意圖； 第3圖繪示了第2圖中由線段III-III切過設備的局部剖面示意圖； 第4圖是本發明的設備的又一個實施例； 第5圖繪示了本發明的又一設備的剖面示意圖。
C‧‧‧限縮部
F‧‧‧第一部份
S,D‧‧‧擴大部
T‧‧‧腰部
W‧‧‧氣流方向
2‧‧‧容器
3‧‧‧氣流通道
4‧‧‧供氣口
5A‧‧‧出口
6‧‧‧離子生成器
7‧‧‧風扇
9‧‧‧安裝台
11‧‧‧下游側
12‧‧‧主部件
13‧‧‧部件
16‧‧‧格架
17‧‧‧控制面
18‧‧‧第一過濾器
19‧‧‧第二過濾器
20‧‧‧第三過濾器
23‧‧‧模組
24‧‧‧壓力感測器
25‧‧‧雨滴感測器
26‧‧‧控制模組
27‧‧‧導流器
28‧‧‧入口
100‧‧‧設備

Claims (18)

  1. 一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的設備，包含一氣流通道，該氣流通道包含一供氣口以及一排氣口，該供氣口將一環境空氣供應給該氣流通道，該排氣口將輸送經過該氣流通道的空氣排出該設備，該設備另包含一或多個離子生成器，位於該氣流通道內，該一或多個離子生成器用來離子化空氣中的氣流以及微粒， 其中該設備包含一過濾器，位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該環境空氣中且需要被去除的固體微粒的大小；以及 其中該設備靠近該離子生成器以及/或位於該離子生成器處的流通面積小於該設備靠近該離子生成器以及/或位於該離子生成器的上游側的流通面積；以及 其中該設備被設定來對存在於氣流中的微粒進行低度有效離子化。
  2. 如請求項1所述的設備，其中為了對存在於氣流中的微粒進行低度有效離子化，該設備適於，尤其是該一或多個離子生成器適於僅對存在於氣流中的一部分微粒，尤其是少於30%的微粒，例如介於20%-25%之間的微粒進行離子化；以及/或 其中該設備，尤其是該離子生成器適於，或在可行的條件下，該多個離子生成器適於以彼此相對的極性對存在於氣流中的一部分微粒進行離子化，使得： 具有其中一個極性的被離子化的微粒的數量以及/或被傳遞至具有該極性的微粒的總電荷數量超過另一個極性的微粒的數量的20%以及/或，分別地，超過被傳遞至具有另一個極性的微粒的總電荷數量的25%至30%；以及 其中該一或多個離子生成器可具有一操作性離子化幅度，適於使僅有一部分，尤指介於20%至40%之間，例如25%至30%之間，的離子生成器的流通面積可被操作來對微粒進行離子化。
  3. 如前述任一請求項所述的設備，其中該設備包含一驅動器，例如一風扇，位於該氣流通道內，用以將需要清淨的空氣輸送通過該設備； 其中該風扇位於該過濾器的上游以及/或該至少一或多個離子生成器的下游。
  4. 如前述任一請求項所述的設備，其中該過濾器為一第一過濾器，該設備包含一第二過濾器，用來從空氣中過濾至少一部分存在於空氣中的固體微粒，該第二過濾器位於該第一過濾器以及該排氣口之間，其中該第二過濾器特別具有的孔徑大小大於該第一過濾器的孔徑大小。
  5. 如前述任一請求項所述的設備，其中該過濾器以及/或該第二過濾器，若存在，包含一碳材料，尤其是活性碳，其中較佳地該過濾器包含被該過濾器所包圍的至少一層碳材料以及/或該碳材料作為介於該過濾器的過濾材料之間的一層。
  6. 如前述任一請求項所述的設備，其中該過濾器實質上由非編織材料或編織材料所製成，以及/或該過濾器包含至少二過濾材料層，彼此相對接合在一起，使得在該設備運作的狀態下，待清淨的空氣依序流經各過濾材料層，以及/或其中該過濾材料層屬於F9等級或精細過濾器等級，以及/或其中該過濾器形成為布料過濾器或袋狀過濾器，使得靠近或位於該過濾器的氣流實質上擦過該過濾器的過濾材料表面，其中例如該過濾材料的走向實質上相對靠近或位於該過濾器的氣流方向夾角小於30度，較佳地小於15度且更佳地小於10度，例如介於3-10度之間。
  7. 如前述任一請求項所述的設備，其中該過濾器以及/或該第二過濾器，若存在，為可導電的，且為接地連接或者是帶電的。
  8. 如前述任一請求項所述的設備，其中該設備提供一或多個導流器靠近該排氣口處，以在該設備的該過濾器以及該排氣口以及/或該第二過濾器，若存在，以及該排氣口之間製造漸增的流通面積。
  9. 如前述任一請求項所述的設備，其中位於該離子生成器以及該過濾器之間的該氣流通道具有一擴大部以及一限縮部，使該氣流通道沿著該氣流方向依序提供一漸增的以及一漸減的流通面積，其中該設備位於或靠近該過濾器的氣流上游側的流通面積大於該限縮部的下游的流通面積。
  10. 如前述任一請求項所述的設備，包含一擋板，該擋板位於該氣流通道內， 其中該擋板可具有一過濾材料，尤其是布料過濾材料，能在該擋板盤上被替換，其中可使用一驅動工具進行此種替換；以及 其中該擋板可在該氣流通道內相對該氣流流向沿著一非垂直方向設置，尤其是以一小角度以及/或 其中該擋板的位置以及/或相對該氣流通道內的氣流的角度可藉由一驅動工具進行反向式調整。
  11. 如請求項10所述的設備，其中該擋板可以是一流體支座以及/或一流體導管，該設備具有一流體供應源以及/或一流體汲取源，該擋板可被形塑以及/或具有一或多個突出部作為肋部、紐部以及/或網部，適於將過濾材料支撐於形塑部位以及/或突出部位，使得在該擋板以及該過濾器之間形成一供流體流通的間隙，避免該過濾器以及流體直接接觸。
  12. 如請求項10,11任一項所述的設備，包含數個擋板，配置於該氣流通道內，其中一第一擋板以一第一角度相對氣流方向延伸，一第二擋板以一第二角度相對氣流方向延伸，使得至少一部分氣流經過該第一擋板時被該第一擋板引導至該第二擋板，其中至少一部分氣流被該第二擋板引導而繞著該第一擋板流動。
  13. 如請求項9以及10,11任一項所述的設備，其中該擋板位於或靠近該氣流通道內的該擴大部以及該限縮部。
  14. 如前述任一請求項所述的設備，其中該氣流通道可旋轉地置放於一安裝台上。
  15. 一種用於如前述任一請求項所述的設備的過濾器，包含：一或多個屬於F9等級或精細過濾器等級的過濾材料層，其中過濾材料為一碳材料，尤其是活性碳，其中較佳地該碳材料作為介於該過濾材料層之間的一層，尤其是介於該過濾材料層之間的一層顆粒或粉末，其中該過濾器實質上為布料，例如由非編織材料或編織材料所製成。
  16. 如請求項15所述的過濾器，其中該過濾器形成為袋狀過濾器，包含一進入開口，其中袋子的壁面包含該一或多個過濾材料層以及該碳材料。
  17. 一種用來清淨受到固體微粒污染的空氣的方法，包含： 經由一設備的一氣流通道的一供氣口將待清淨的該空氣輸送通過該氣流通道，並將輸送通過該氣流通道的該空氣經由一排氣口排出；以及 將待清淨的該空氣導引流經一離子生成器，該離子生成器位於該氣流通道內，用來離子化氣流中的微粒以及用來生成離子化微粒的附聚物，其中該設備的靠近該離子生成器的流通面積小於該設備靠近一過濾器的上游側的流通面積，其特徵在於，該方法包含：利用該過濾器進行過濾，該過濾器位於該離子生成器與該排氣口之間，其中該過濾器具有的孔徑大小大於至少一部分存在於供應的該空氣中的固體微粒的大小，以及利用該過濾器移除附聚的微粒； 其中該方法包含：提供一種對存在於氣流中的微粒進行低度有效離子化的離子化過程，藉由僅對存在於氣流中的一部分微粒，尤其是少於30%的微粒，例如介於20%-25%之間的微粒進行離子化；以及/或以彼此相對的極性對微粒進行離子化，使得具有其中一個極性的被離子化的微粒的數量以及/或被傳遞至具有該極性的微粒的總電荷數量超過另一個極性的微粒的數量的20%以及/或，分別地，超過被傳遞至具有另一個極性的微粒的總電荷數量，例如25%至30%。
  18. 如請求項17所述的方法，包含根據請求項1-15中任一項所述的設備的應用方式。
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