防卫者过滤加湿系统包括：一壳体、一第一羊毛毡、一高分子活性碳、一分子筛、以及一第二羊毛毡，且该第一羊毛毡、该高分子活性碳、该分子筛、以及该第二羊毛毡系依序设置于该壳体之内。其特色在于：该过滤模组系经由浸入纯水或过滤水或RO逆渗透水使其该分子筛吸饱水份，当该高压空气瓶之空气由该套体之一端注入经过该过滤模组之该第一羊毛毡以及该高分子活性碳会将该分子筛中的水气经由该第二羊毛毡一并带入于该第二调节器，借此同时达到将空气予以过滤以及加湿的目的。

该高分子活性碳(activated carbon) 是一种多孔性的含碳物质，它具有高度发展的孔隙构造，其组成物质除了碳元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其结构则为碳形成的六环物堆积而成。由于六环碳的不规则排列，造成了活性碳多微孔体积及高表面积的特性。活性碳无臭、无味，不溶于水和有机溶剂。甚大的微孔容积约0.6~0.8 ml/g，比表面积约500 ~ 1,500 m2 /g，对有机高分子物质有很强的吸附力，而对于液相中的微量成分、色素、臭气物质等具有高度的去除能力。具有高度发展的孔隙构造，是一种极优良的吸附剂，每克活性碳的吸附面积更相当于八个网球场之多，而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成。该分子筛又称为凝胶过滤法（gel filtration）也称为排阻层析（exclusion chromatography）、凝胶层析（gel chromatography）或分子筛层析（molecular sieve chromatography），它是在1960年后发展出来的技术。凝胶是由胶体溶液凝结而成的固体物质，内部具有网状筛孔，利用球状凝胶内的筛孔，使分子流过填充凝胶的管柱时，大分子无法进入凝胶筛孔，而只流经凝胶及管柱间的孔隙，很快就可以流出管柱，较小的分子因为进入凝胶内的筛孔，故在管柱内的停留时间较长，由此区分大小不同的分子，亦可与已知大小的分子作比较而定出一分子的分子量。一般状况下，凝胶不会吸附成份，所有欲分离物质都会被洗出，这是凝胶层析法与其它层析法不同的地方。也就是说，该分子筛是利用有一定孔径范围的多孔凝胶作为固定相，对混合物中各组分按分子大小进行分离的层析技术。具有分子筛作用的物质很多，如浮石、琼脂、琼脂糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、葡聚糖凝胶等。以葡聚糖凝胶套用最广，商品名是sephadex型号很多，从G10到G200，它的主要套用范围是:（1）分级分离各种抗原与抗体；（2）去掉复合物中的小分子物质，如除盐、荧光素和游离的放射性同位素以及水解的蛋白质碎片；（3）分析血清中的免疫复合物；（4）分子量的测定。凝胶的原理其本身是一种多孔性的不带表面电荷的物质，当带有多种成分的样品溶液在凝胶内运动时，由于它们的分子量不同而表现出速度的快慢，在缓冲液洗脱时，分子量大的物质不能进入凝胶孔内，而在凝胶间几乎是垂直的向下运动，而分子量小的物质则进入凝胶孔内进行"绕道"运行，这样就可以按分子量的大小，先后流出凝胶柱，达到分离的目的。葡聚糖又名右旋糖酐，在它们的长链间以三氯环氧丙烷交联剂交联而成。葡聚糖凝胶具有很强的吸水性，交联度大，吸水性小，相反交联度小，吸水性大。商品名以SephadexG表示，G值越小，交联度越大，吸水性越小，G值越大，交联度越小，吸水性就越大，二者呈反比关系，G值大约为吸水量的10倍。由此可以根据床体积而估算出葡聚糖凝胶干粉的用量。也就是说，颗粒越细，流速越慢，分离效果越好。

其中，Sephadex1的种类与特征如下：

G25、G50有四种颗粒型号:

1.粗(100µ~300µ)、

2.中(50µ~150µ)、

3.细(20µ~80µ) 、以及

4.超细(10µ~40µ)。

G75~G200又有两种颗粒型号:

1.中(40µ~120µ) 、以及

2.超细(10µ~40µ)。

也就是说，颗粒越细，流速越慢，分离效果越好。

因此，本创作潜水气瓶用的过滤加湿器所使用之该分子筛可依照颗粒大小不同以颜色至少可区分成四种不同的该过滤模组等级，当然也可依照颜色区分不同之高低售价，提供使用者进行合适的选择替换。

所谓分子筛也可以称之为合成沸石(Zeolites)，是一种具有单一孔径的多孔材质，主要由矽、铝、镓、锗、锌、铍等等四面体配位的原子之结晶氧化物所构成，可以吸附特定的液体或气体；因此在一般的化学实验室及工业界都是很常见可作为干燥剂使用或作为纯化产物的材料。其作用原理是利用分子筛的特殊单一孔径结构，对分子尺寸进行筛选，只有小于孔洞尺寸的分子可以进入晶体的孔洞中；当目标分子进入孔洞中，又因为该分子筛中的金属离子对于极性大的分子产生作用力（凡德瓦耳力或静电力等等），将目标分子吸附住，而达到纯化的效果。以除水（储水）能力为例，该分子筛大约可以吸收约本身重量的20% 以上的水；且使用过的分子筛334再以适当条件(加热或微波)除去杂质或水分，便可继续重复使用，是相当好且环保的纯化介质。

本创作潜水气瓶用的过滤加湿器所使用之该分子筛是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附气体或液体。足够小的分子可以通过孔道被吸附，而更大的分子则不能，例如，一个水分子小到可以通过但比它大一点的分子就不行。因此，一个分子筛能吸附高达其自身重量20%以上的水份，令空气通过吸饱水份之该分子筛可加湿其空气中之水气，用以作为加湿器最好的媒介。所以，本创作潜水气瓶用的过滤加湿器运用其特色，将该过滤模组系经由浸入纯水或过滤水或RO逆渗透水使该壳体内之该分子筛吸饱水份后，当高压空气瓶之空气经由该套体之一端注入经过该滤网初步的过滤杂质进一步灌入该过滤器之该第一羊毛毡以及该高分子活性碳会将该分子筛中的水气经由该第二羊毛毡一并带入于该呼吸器咬嘴，借此同时达到将空气予以过滤以及加湿的目的。

滤材的防护效率分类:

美国国家职业安全与健康研究院(NIOSH)粉尘类呼吸防护新标准42CFR841995年6月8日公布(根据滤料分类)

N系列：防护非油性悬浮颗粒无时限。N95、N99 、N100。

R系列：防护非油性悬浮颗粒及汗油性悬浮颗粒时限八小时。R95、R99、R100。

P系列：防护非油性悬浮颗粒及汗油性悬浮颗粒无时限有些颗粒物的载体是有油性时，而这些物质附在静电无纺布上会降低电性，使细小粉尘穿透，因此对于防含油气溶胶的滤料要经过特殊的静电处理，以达到防细小粉尘的目的。P95、P99、P100。

欧盟EN149标准：

欧盟FFP防护性滤材的分级与防护效率

欧盟的呼吸防护具验证，将防尘滤材质分成P1、P2及P3三级，简易型滤材分为FFP1、FFP2与FFP3三级。

粒子不规则运动轨迹图

一般棉纱滤材:

这种滤材口罩是在一般销售大众健康产品的零售商店中最容易找到的滤材口罩，因为这种滤材口罩没有经过额外的处理，其纤维结构的孔隙相当大（约1微米），所以无法有效阻止经空气传染的病原。此外，一般的口罩对于比较容易进入人类呼吸系统的灰尘，并没有防护的效果，但对于颗粒大的灰尘，还是有一些阻绝的作用。这种口罩可以作为保暖、避免灰头土脸与鼻孔肮脏等用途，但是不可作为防止病菌侵入之用。不过检测显示，一般口罩对粒径小于100奈米（nm）的病毒，似乎仍有一定的阻绝效果。

活性碳滤材:

活性碳具有多孔隙的结构。其过滤层的主要功用在于吸附有机气体、具恶臭的分子及毒性粉尘，并非用于过滤粉尘，不具杀菌的功能。再者，活性碳的使用还有一项限制，一旦所有的细孔都被填满， 便失去效用，此时必须置换活性碳滤材，但何时到达饱合点并不太容易判断。活性碳会将病毒粒子吸引到滤材口罩表面，但是却无法「杀死病毒」，因此，手、眼、鼻或嘴意外接触到使用过的活性碳口罩表面，依然有可能导致疾病的传染。

医疗用滤材:

医疗用滤材口罩主要是为了避免医生的飞沫影响病人，功能设计并不是要免于吸入粒状有害物，其效果虽然比棉纱口罩及布质印花口罩好，但是顶多也只有70％的效果，拿这样的滤材来阻绝病菌，效果可能非常有限。标准的外科医疗用滤材口罩分三层，外层有阻尘阻水作用，可防止飞沫进入滤材口罩里面，中层有过滤作用可挡住90％以上的5微米颗粒，近口鼻的一层作为吸湿之用。

带电滤材滤材:

根据这种滤材口罩主要生产厂商所提供的资料显示，带电滤材的功用主要在于便利呼吸，而不在于过滤。这种口罩实际有过滤作用的，是位于带电滤材下一层的碳。其过滤机制可能与活性碳口罩相同，这表示它与活性碳口罩有相同的使用限制。其中还有一层所谓的「附着电阻过滤材质」，其作用在于延长口罩的寿命及增加舒适度。不同的口罩的过滤效果有所不同，不过各型口罩过滤空气中不同粒径杂质的过滤效率，皆呈现出U-型的曲线。这代表了一般大众认不同滤材对于粒状物滤除效率的比较图粒径大的与粒径小的颗粒都比较容易被过滤，反倒是不同型式的滤材都有一个最不易过滤的粒径值。空气中粒子连续快速而不规则的随机移动，因而增加了粒子之间的碰撞机会，使其运动轨迹呈现不规则的移动或跳动，这种不规则的移动或跳动显著提升微粒与滤材接触的机会。粒子不规则运动轨迹为颗粒越大的杂质，被过滤掉的可能性越大是有道理的，但是粒径很小的杂质，也是相当容易经由口罩被过滤掉。过滤粉尘的方式以过滤理论而言，粉尘的过滤主要有五种机制：

过滤粉尘的方式:

 <布朗运动扩散>  1827年，英国植物学家劳伯‧布朗（Robert Brown）利用一般的显微镜观察悬在水面上的花粉粒时，发现这些花粉粒会做连续快速而不规则的随机移动，这种移动称为布朗运动（Brownian motion）。微小颗粒在空气中会被空气撞击而作激烈的曲折运动，此一效应对越小的粒子越明显。因为四周空气中（每立方公分约有1019个气体分子或粒子）的所有粒子都以相当快的速率在运动，因而增加了粒子之间的碰撞机会，使其运动轨迹呈现不规则的移动或跳动，这种不规则的移动或跳动显著地提升微粒与滤材接触的机会，因此其效应对于越小的粒子，也就越强。

<拦截>拦截的基本原理便是依据被拦截粒子的粒径大小做有效的分离，所以此一效应基本上随着滤材孔洞的大小而有所不同。若是粒子的粒径大于滤材的孔洞，则会被阻绝于滤材表面，所以对越大的粒子，其过滤效果越好。

<惯性撞击>惯性是粒子本身运动的持续性质，若是气体与悬浮其中的粒子以相同的速度撞击滤布或滤材，气体会随着滤材中的孔洞而改变其流动方向，此时较大的粒子会因为惯性，导致其依然维持在原本的流动方向，因而撞击到滤材上，达到过滤的功能。对于此一效应而言，越大的粒子，过滤效果越好。

<引力吸引>粒子的引力吸引效应跟万有引力一样，因此对越大的粒子，效果越好。

<静电吸引>气体中的粒子与滤材纤维间的静电吸引力，也是对越小越轻的粒子越明显，此一现象也与静电集尘技术（器）类似，对于细小粒子的收集效果（90 ％） 相同。基本上粒子在气体中的运动受到气体的流动方向及周围电场对其作用力的影响。由此可知，若是希望在一流动的气体中以静电力来收集粒子，就必须克服上述的惯性作用力，然而粒径较大的粒子其惯性力既然可以摆脱气体的流动，当然也比较不受静电吸引力的影响，所以静电集尘对越小的粒子效率越高。此外，对于极小的微粒在气体中甚至不需要靠布朗运动来增加撞击到滤材的机会，就可以被静电力所吸引，这也增加了滤材对于微小颗粒的过滤能力。

气体与粒子混和气体图例: