[發明專利]包括復合材料過濾介質的過濾單元

無效

• 申請號: 200910170626.6
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101670210A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: A·斯米蒂斯;J·T·克萊門茨;J·梅
• 申請（專利權）人: BHA控股公司
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D46/02;B01D46/24;B01D46/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

相關申請交互參考

本申請是2008年8月1日提交的美國專利申請系列號12/184,634 的部分延續，其是2007年8月22日提交的美國專利申請系列號11/ 843,228的部分延續，要求2007年3月5日提交的臨時專利申請系列號 60/893,008的優先權。

發明背景

本發明領域一般地涉及過濾元件，更具體地，涉及具有波紋的 (corrugated)或拷花的(embossed)復合材料非織造過濾介質的過濾元件。

一些已知的過濾介質復合材料結構結合了產生基材的濕鋪層 (wet-laid)造紙工藝和在過濾介質基材的一面或兩面上沉積輕質納米纖 維涂層的靜電紡絲技術。一般，介質基材的基礎重量是100～120g/m²， 納米纖維層的基礎重量是0.5g/m²或更小。

已經知道，輕質納米纖維層在高機械應力作用下易受損傷，尤其因 為納米纖維層是由直徑小于500nm，更典型地，100nm的纖維形成的。 已經知道，存在納米纖維從過濾介質上脫落下來的“脫落”問題，因為 對于依賴于極性引力的傳統靜電紡絲纖維，納米纖維與基礎介質之間的 引力結合較弱。另外，已知的用靜電紡絲法紡成的納米纖維層在結構上 是二維的或在厚度上是單纖維層，而且當納米纖維層開裂或斷裂時，塵 埃能輕易地透過基礎介質基材。納米纖維層受損后，塵埃可透過基礎介 質并造成過濾器操作壓降的升高。而且已知的介質基材也有機械應力限 制且在高塵含量下易變形。

上述已知的過濾介質復合材料結構，在用來過濾發電燃氣輪機的入 口空氣時，在過濾器的整個操作壽命期間都允許細塵顆粒透過過濾器。 一般而言，按ASHRAE52.2-1999試驗法在已知操作流率下試驗時，這 類已知過濾介質在一般大于7.0mm?H₂O的壓降下，都將提供捕獲0.4μm 顆粒的約55％的新型或清理操作效率。已經知道，由于這種低起始效率， 在24,000h操作壽命期間，多達15～20lb的塵埃能透過已知過濾介質。 渦輪葉片長期暴露在塵埃中會造成渦輪葉片嚴重和災難性的結垢和腐 蝕。清理渦輪葉片的現用方法需要定期從生產線上拆下渦輪，用水洗凈 葉片。渦輪停機時間很昂貴，因為渦輪不運轉且因此停止發電了。理想 的是提供在類似或更低壓降下效率比已知過濾介質更高的過濾介質，以 縮短或取消為清理渦輪葉片和/或更換已損葉片的渦輪停機時間。

發明概述

在一個方面，提供了包括第一端蓋、第二端蓋，和復合材料過濾介 質結構的過濾單元。該復合材料過濾介質結構包括基礎基材，該基礎基 材包括利用紡粘法由很多雙組分合成纖維形成的非織造合成織物，并具 有很多基本平行的粘結區間斷線的粘結區圖案。該基礎基材的最低過濾 效率，按ASHRAE?52.2-1999試驗法測定，為約50％。該復合材料過濾 介質結構還包括通過電噴紡絲法在基礎基材的一面上沉積的納米纖維 層，該納米纖維層包含很多納米纖維，按ASHRAE?52.2-1999試驗法測 定，該復合材料過濾介質結構的最低過濾效率為約75％。該復合材料過 濾介質結構還包括使用相對的波紋輥在約90℃-約140℃的溫度下形成 的多個波紋。

在另一個方面，提供了包括第一端蓋、第二端蓋的過濾單元，和復 合材料過濾介質結構。該復合材料過濾介質結構包括基礎基材，該基礎 基材包括利用紡粘法由很多雙組分合成纖維形成的非織造合成織物，并 具有很多基本平行的粘結區間斷線的粘結區圖案。該基礎基材的最低過 濾效率，按ASHRAE?52.2-1999試驗法測定，為約50％。該復合材料過 濾介質結構還包括通過電噴紡絲法在基礎基材的一面上沉積的納米纖 維層，該納米纖維層包含很多納米纖維，按ASHRAE?52.2-1999試驗法 測定，該復合材料過濾介質結構的最低過濾效率為約75％。該復合材料 過濾介質結構還包括使用相對的拷花輥在約90℃-約140℃的溫度下形 成的拷花圖案。

附圖簡述

圖1是復合材料過濾介質的示例性方面的截面示意圖。

圖2是圖1中所示用于過濾介質中的雙組分纖維的光學顯微鏡照 片。

圖3是圖1中所示基礎介質基材的光學顯微鏡照片。

圖4是圖1中所示基礎介質基材的粘結圖案的頂視圖。