织物、非织造材料。材料可为0. 25mm至约5mm厚。外部套管80的可塌缩性 允许装置10包装在26cmX26cmX15cm到26cmX41cmX15cm的外包装件中。
[0095] 任选特征结构
[0096] 可提供控制单元（未示出）以便操作装置10和（更具体地）风扇40。控制单元 可被预编程或用户编程以向发射器提供电流或电压脉冲。以此方式，可随时间推移控制液 滴尺寸和密度分布。由电源产生的电压时间曲线还可与风扇速度和气流速度同步，使得可 在微粒移动通过空气过滤器50时维持最佳微粒收集电势。
[0097] 化学或物理种类的传感器（未示出）可用于指示空气过滤器50的寿命结束（即， 需要替换空气过滤器）并且/或者监测进入和排出装置10的空气的质量。一种提供寿命 结束的传感器的方法是使用添加到空气过滤器50的白带或透明带。带的颜色可与空气过 滤器50的起始颜色相同，使得其在新的时候不可见，但随着空气过滤器积累微粒且变得肮 脏，消费者可在视觉上看到老化/肮脏过滤器与原始过滤器颜色的对比。用于提供寿命结 束的空气过滤器的另一方法是使用唯一图案热密封空气过滤器50的纤维，使得不存在通 过过滤器50的热密封部分的气流。该热密封部分可为任何期望形状且可按需使用墨水着 色以与原始起始颜色匹配。用于寿命结束信号的另一方法是提供接合装置的过滤器突片以 启动定时器，所述定时器开启LED或类似光照或声音以提醒消费者更换过滤器。另一唯一 方法是提供"止闹"按钮，所述"止闹"按钮允许或提醒用户在某个设定的期望时间（1个星 期、1个月等等…）之后再次进行检查。
[0098] 另外，传感器可测量空气质量。空气质量传感器可用于开启装置10或增大风扇速 度。空气质量传感器可邻近空气入口 22而安置。空气入口 22处的空气质量过滤器与第二 开口端84处的空气质量过滤器的组合可向消费者提供装置的性能的清楚信号且展示其功 效。
[0099] 传感器还可用于测定装置的定向，从而在装置10例如不直立的情况下中止其操 作。传感器还可用于评估跨越装置10的气流以在其空气入口 22或空气出口 24被堵塞或 风扇40存在故障的情况下中止其操作。
[0100] 装置10可包括由风扇预过滤盖44容纳的可重复使用或一次性风扇预过滤器42。 风扇预过滤器42可由网状泡沫、筛网或各种其它机械构件构成以防止大颗粒或其它物质 在风扇叶片或电机上积累。风扇预过滤器42在使用时放置在风扇40的下游以保持风扇叶 片清洁。
[0101] 装詈件能
[0102] tit出谏度
[0103] 空气离开装置10的排出速度对于在房间中提供良好的空气循环使得过滤将在较 大空间内发生来说也是重要的。对于中等大小的房间（大约80ft2到140ft2,带有8ft到 9ft的天花板），期望大于约0.4米/秒（"m/s"）的排出速度来使用房间中的气流将1微 米到10微米尺寸的气载颗粒移动到装置。对于较大房间（大约150-225ft2,带有8到9英 尺的天花板），期望约〇.6m/s或更大的排出速度。在使用这些速度的情况下，目标是在房间 的显著部分中实现大于0. 003m/s的房间气流速度以将1到10微米之间的气载颗粒移动到 装置，所述气载颗粒在所述装置处可被过滤器移除。
[0104] 认为房间中的在约0. 003m/s与约0. 25m/s之间的气流速率是将使气载颗粒移动 到装置同时还提供良好的舒适性且不提供房间居住者较不期望的类似通风的空气移动的 良好气流速率。这可在从装置10离开的气流是从约50至约150CFM时实现，其中空气排出 孔或第二开口端84的排出速度可为从约0. 5m/s约3. Om/s、或从约0. 6m/s至约2. 6m/s、或 从约0. 7m/s约2. Om/s。在风扇40构型和风扇的RPM影响空气CFM的情况下，影响装置10 的CFM的其它变量包括：空气过滤器表面积、过滤介质的压降、风扇预过滤器、过滤器与外 部套管之间的空间间隙、外部套管的渗透性以及风扇上游和下游的气流路径。这导致完整 装置10的从约50CFM至约150CFM、或约60CFM至约100CFM、或约70CFM至约90CFM的气流 速率。在外部套管80完全不透气且具有与基座20的气密连接的情况下，可使用以下公式 计算空气排出外部套管80的第二开口端84排出速度。
[0106] 表1示出使用以上计算的排出速度。
[0110] 当外部套管80以及外部套管与基座20的连接完全不透气时，我们可使用其中进 入风扇的体积气流等于退出出口孔的体积流的质量平衡。用于出口速度的计算中的出口孔 应为当空气离开装置时装置的最终区域的面积（因此，顶环把手中的把手和/或其它阻塞 部不应用于面积计算）。
[0111] 在外部套管80部分不透气的情况下，可使用以下公式计算空气排出外部套管的 第二开口端84排出速度。
[0112] 通过外部套管的第二开口端的排出气流（以CFM表示）+出口孔的面积（以ft2表示）
[0113] 为在通过空气过滤器50的压降最小的情况下维持有效气流，从空气过滤器50径 向向外定位外部套管80,从而形成空间间隙100。空间间隙100在80到120CFM的空气下 提供小于约8Pa、或小于约6Pa、或小于约4Pa、或小于约2Pa的压降。空气过滤器50和外部 套管80可采用任何期望形状（例如，在圆周上由圆柱形外套管或正方形外部套管围绕的圆 柱形空气滤袋等等）。在一些实施例中，从空气过滤器50的气流表面区域到外套管80的空 间间隙100可为约3mm至约5mm、或至少3mm、或约12mm至约30mm、或大于约20mm。气流表 面区域可包括定位为靠近附接构件52的下区域以及定位在附接构件远端的上区域。在风 扇40提供约80至约100之间的CFM的情况下，合适的最小空间间隙在下区域处可为至少 约3mm，并且远端上区域处的最小空间间隙可为至少约15mm。空间间隙100允许更多气流 通过空气过滤器50。如果间隙过小，那么通过空气过滤器的气流可被最小化而引起来自装 置10的CFM的减少。
[0114] 厌座
[0115] 装置10(装置可包括外壳、空气过滤器、外部套管、基座、格栅、风扇、风扇预过滤 器以及可限制气流的任何其它组件）的压降在约5与约25Pa之间。带有HEPA或类似HEPA 的过滤器的装置通常将在大于70CFM的流速下具有比25Pa大得多的压降。此较高压降导 致较高功率消耗（通常大于25瓦特），以便使用HEPA或类似HEPA的过滤器递送大于70的 CFM。因此，使用本发明，可选择将在来自此装置的约5Pa至约25Pa的压降下递送约50CFM 至约150CFM，同时保持总装置的噪声小于本文中所述的每声功率测量约50dB(A)同时还在 小于25瓦特的低功率消耗下运转的风扇40。
[0116] 图10示出仅风扇、仅带有风扇和空气过滤器的装置以及整个装置的空气流速。从 此图，我们可看到仅带有风扇而没有来自装置的任何额外压降的气流为约110CFM。当将空 气过滤器（标称2.5-3ft2平放表面积）附接到风扇时，气流下降至约95CFM。因此，空气 过滤器提供约7Pa至约SPa的压降。这可或多或少地取决于所选择的非织造材料以及滤袋 的表面积或过滤器表面的任何涂料或处理。在测量（在风扇被启动的情况下）整个装置 的气流时，提供约71CFM的流速。因此，装置提供约14Pa的总压降。可使用如DIN EN ISO 5801:2011-11中所述的方法测量风扇本身的体积流速和压力以及部分和整个装置中的体 积流速和压力。可通过在所述的不同条件下调整风扇静压来产生图10中示出的风扇曲线。
[0117] 低矂声
[0118] 装置10在被启动时（即，在风扇运转的情况下）还可提供低噪声同时递送良好的 空气清洁性能。通过空气排出速度驱动空气清洁性能以递送有意义的满室空气循环、过滤 器的单程颗粒清洁性能以及装置10的总CFM。可通过测量声压或声功率来测量装置10的 噪声。声压水平可小于约50dB (A)、或小于约45dB (A)、或小于约40dB (A)(参考20uPa)。使 用定位在地板上方Im的单个麦克风在与装置轴线LA的水平偏移0. 2m的情况下测量如本 文所述的声压。另选地，可通过根据标准化方法（例如，IEC 60704-2-11)测量声功率（参 考IpW)来测量噪声。在一些实施例中，装置10没有噪声隔离材料（即，在本文中不识别为 装置10的零件或任选零件的任何噪声隔离零件）。
[0119] 讨滤件能
[0120] 本发明的装置10可在20-40分钟内过滤大于30 %或从约40 %至约70 %的尺寸基 本上约0. 3微米至约10微米的微粒；其中装置的总压降小于约75Pa、或小于约25Pa、或小 于约20Pa、或小于约10Pa、或小于约9Pa ;空气排出速度从约0. 1至约4. Om/s、或从约0. 5m/ s至约3m/s、或从约0. 8m/s至约3m/s、或从约0. 8m/s至约2. 6m/s、或从约0. 6m/s至约 2. 6m/s、或从约0. 8m/s至约I. 8m/s、或从约0. 7m/s至约2. Om/s);且气流速率大于约70CFM 或从约70CFM至约150CFM。针对大于1微米的颗粒，本发明的装置10可在20分钟内过滤 大于50%的颗粒；其中装置内的压降小于约25Pa、或小于约15Pa、或小于约IOPa;排出速 度为约0. 5m/s至约3m/s ;且气流速率大于约70CFM或从约70CFM至约150CFM。可使用如在 本文中的实例中修正的ANSI/AHAM-1-2006)中所述的方法测定空气过滤装置的过滤效率。
[0121] SM
[0122] 微粒務除
[0123] 构造根据本发明的装置和空气过滤器以用于测试房间中的微粒移除性能。基座 为大约25cmX25cmX 3cm且涉及将四个Noctua NF-P12(120_25mm)风扇并入到带有大 约120_直径的四个孔的基座中以允许气流，使得所有风扇均在同一方向（从搁置表面向 上）吹动空气。四个风扇使用适当的接头电连接在一起，并且接着使用来自插入式变压器 (McMaster-Carr part#70235K95)的 12V DC 电力供应器供电。25cmX25cmX3cm基座还具 有安装在每个拐角上以升高装置使其离开地板IOcm的四根支柱。在装置的顶部上，安装带 有大约102cm的周长的空气滤袋且使用弹性构件将空气滤袋固持到装置上。
[0124] 通过使用单个较大直径风扇（Silverstone S1803212HN，在大约18cm的直径下） 替换用于第一装置中的四个Noctua风扇来使用功率较高的风扇制造第二装置以递送更多 压力，其中开口与Silverstone风扇的直径匹配。此第二装置也具有IOcm支腿来支撑风扇 使其离开地板而不限制气流。Silverstone风扇组合件具有可在8伏特与15伏特之间变化 以改变气流速率和压力的独立DC电力供应器。
[0125] 通过折叠空气过滤器材料且使用Vertrod Impulse条式密封机以与制造许多塑料 袋（例如，炸薯条袋）相同的方式进行热密封来制造四个不同袋。使用两种不同材料以及两 个不同尺寸来制造袋（这影响针对给定流速的过滤器面速度）。一种材料为主要由PET纤 维以及中间的17gsm纺粘PP非织造材料组成60gsm水刺非织造材料（"60gsm HET")。另 一种材料为由32gsm PP恪吹组成的59gsm层合体（其中IOgsm纺粘PP在一侧上且17gsm PP纺粘在另一侧上）（"59gsm SMS"）。
[0126] I. 60gsm HET小型袋-102cm周长X大约38cm高-大约400in2的充气时的总 过滤器表面积气流，这是归因于袋设计的锥形化。
[0127]