[發明專利]發動機中空纖維膜空氣濾清器濾芯

在審

• 申請號: 201710105560.7
• 申請日: 2017-02-26
• 公開（公告）號: CN107061070A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 郭紹華
• 申請（專利權）人: 郭紹華
• 主分類號: F02M35/024
• 分類號: F02M35/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種用于內燃式發動機輸入空氣過濾的裝置，特別是采用中空纖維膜作為濾材的發動機空氣濾清器濾芯，特別是采用聚四氟乙烯中空纖維膜作為濾材的發動機空氣濾清器濾芯。

背景技術

內燃式發動機都需要從大氣中吸取空氣，而輸入的空氣必須過濾，否則，大氣中的粉塵將會導致氣缸很快磨損失效。傳統的空氣濾清器有干式和濕式兩大類以及這兩種方式的混合形式。其中主流的干式空氣濾清器主要采用纖維制成的過濾網，制成片狀、紙狀、布狀，為擴大面積將其折疊，形成各種樣式的空氣濾清器濾芯。濕式空氣濾清器有的采用油膜粘附，有的采用水洗方法，配合旋轉氣流實現粉塵處理。

盡管這些技術都已經發展了上百年，但是仍有很多問題有待改善：1、空氣濾清器濾芯需要經常更換，特別是工作在惡劣環境中的坦克、裝甲車、工程車輛，高濃度的粉塵將導致空氣濾清器很快失效，維護工作量和成本奇高。2、傳統空氣濾清器濾芯+濕式除塵的系統，體積過大，結構復雜，不利于車輛結構的優化。3、傳統空氣濾清器系統，風阻很大，造成發動機效率下降，有資料表明，某型坦克用于空氣濾清的功率占到了總功率的5%。4、傳統空氣濾清器濾芯多為一次性用品，資源消耗較大，全球5億臺汽車，年消耗濾芯上百億元，產生垃圾100萬噸。

更為理想的空氣濾清器濾芯應當具有超強抗塵、容塵能力，可長期使用；風阻較小；體積較小，形狀自由；可清洗，免更換；方便回收，環境友好等性能。

影響濾芯性能的主要因素是濾芯的材料，過去，用于空氣濾清濾芯的主流材料是玻璃纖維和普通塑料噴絲制成的紙狀濾材，折疊成波紋狀。材料本身沒有拒塵能力，比表面積也不是足夠大。

上世紀90年代始，出現了聚四氟乙烯中空纖維膜材料，不僅比表面積更大，且具有拒塵、拒油、不沾灰的優異性能，同時具有耐高溫、低溫，高強度的優良性能，由于價格高昂，通量較小，大多用在水、油、特種氣體處理領域。這種聚四氟乙烯中空纖維膜材料能否用在大通量空氣處理，特別是能否用來制作發動機空氣濾清器，在專利檢索系統中還找不到任何記載，也沒有在各種文獻中找到記載。還沒有人嘗試過。

現有聚四氟乙烯中空纖維膜技術都是針對水處理用途的，即便是偶爾用于空氣處理，也都是小流量特殊氣體的。水和大通量空氣的性質有很大不同，特別是，用在水介質時，需要高壓力，小流量；用在空氣處理時，必須是小壓力，大流量，這就需要性能迥異的參數配置，由此導致一套全新的中空纖維膜參數設計、制備、使用技術體系。要將聚四氟乙烯中空纖維膜用于發動機空氣濾清器，需要大量開拓性的實驗和創新。

本發明人幾年來投入巨資研制、測試、實驗，表明，用陶瓷、金屬中空纖維膜，特別是聚四氟乙烯中空纖維膜制成的發動機空氣濾清器，容塵、抗塵能力、空氣通量，耐久性，可清洗等各種性能明顯優異，在技術上具有新穎、先進、實用的特征。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有更強抗塵、容塵能力，可長期使用；風阻較小；體積較小，形狀自由；可清洗，方便回收，環境友好的發動機空氣濾清器濾芯。

本發明采用的技術方案是：

包括中空纖維膜集束、膜組封頭，密封環，膜組封頭上的搭扣、卡扣、螺紋、法蘭。中空纖維膜集束的端部被澆筑在膜組封頭中，膜組封頭的出氣端與發動機進氣通道連接，連接的方式有搭扣、卡扣、螺紋、法蘭四種方式。

本發明所述的中空纖維膜集束，用塑料、金屬、陶瓷制成。

本發明所述的中空纖維膜集束是用聚四氟乙烯材料制成的聚四氟乙烯中空纖維膜集束。

本發明所述的四氟乙烯中空纖維膜集束，其膜絲直徑為1.5----15mm，其長度為0.2----2m，其孔隙率為60%以上，其孔徑為0.1---10um；所述聚四氟乙烯中空纖維膜集束的數量為100----15000根。

本發明所述的膜組封頭，其截面形狀有圓形、矩形，端面積為0.0025mm2 ----0.5m2，其封裝中空纖維膜的方式有單端和雙端兩種方式。

本發明所述的膜組封頭與發動機進風通道的連接固定方式有四種：搭扣、卡扣、螺紋、法蘭。

附圖說明

圖1是一個發動機中空纖維膜空氣濾清器濾芯及其與發動機進氣通道之間連接方法的示意圖。

圖2是一個雙端封頭的聚四氟乙烯中空纖維膜空氣濾清器濾芯實例示意圖。