多级排风罩过滤器的制作方法

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多级排风罩过滤器的制作方法

本发明大体上涉及用在排风罩中的过滤器,尤其是涉及用在排风罩中的多级过滤器。



背景技术:

在一般的饭店厨房中,在同一排风罩下方多个烹饪单元并排排列成行。烹饪单元可以包括例如炉灶、煎锅、油炸锅、烤具。在这些设备上所实施的烹饪过程都会产生数量和温度各异的含有油脂、烟雾、烟气、湿气、热量和其它颗粒的空气。这种空气被吸入到排风罩中,在排风罩处过滤空气。在Aviles等人的美国专利7,581,539B2中公开了一种已知过滤系统,其全部公开内容在此以引用方式引入本发明。



技术实现要素:

根据具体实施例,多级油脂过滤系统设计成完全装配在通风罩中的标准两英寸宽挡板过滤器槽道内。该系统包括第一过滤器和第二过滤器,第一过滤器和第二过滤器功能性串联布置。第一过滤器包括具有上游表面和下游表面的过滤材料,外部支撑元件抵接上游表面或者下游表面,并且第一过滤器配置成安装在第二过滤器的上游侧。外部支撑件可以附接到过滤材料,不需要在过滤材料的异侧使用任何其它支撑件。第二过滤器配置成安装在通风罩内,具有在系统的壳体的中部的穿孔空气扩散器、阻火器和保持第一过滤器的上游开口。

第一过滤器可以布置在第二过滤器的上游或者下游。

第一过滤器可以包括:过滤材料,其包括第一表面和与第一表面相反的第二表面;外部支撑结构,其抵接过滤材料的第一表面和第二表面之一;一个或者多个紧固元件,其布置在与第一表面和第二表面之一抵接的外部支撑结构的那一侧的外周附近,该一个或者多个紧固元件配置成将过滤材料相对于外部支撑结构基本保持定位,其中,外部支撑结构给过滤材料提供刚性。

附图说明

为了更全面地理解本发明的实施例、所满足的需要、以及其目的、特征和优点,现在结合附图进行以下描述。

图1是根据本发明实施例安装在烹饪设备上方的排风罩中的过滤组件的透视图;

图2是根据本发明实施例通过安装工具把过滤组件提起到排风罩的开口中的透视图;

图3是根据本发明实施例的过滤组件的部件的透视图,其中,拆下了外部支撑结构并且在第二过滤器内的开口内翻折过滤材料;

图4是根据本发明实施例的过滤组件的前视立体图;

图5是根据本发明实施例的过滤组件的示意性剖视图;

图6是根据本发明实施例的过滤组件的后视立体图;

图7是根据本发明实施例的第一过滤器的放大前视图;

图8是根据本发明实施例的过滤组件的底部的透视图;

图9是根据本发明实施例的过滤组件的分解透视图;

图10是根据本发明实施例的过滤组件的分解透视图。

具体实施方式

在美国,制造的要安装的商业排风罩必须符合一些规范与标准,例如美国消防协会(NFPA)标准96。该标准要求用在商业烹饪设施中的所有排风罩(其安装在烹饪设备上方,烹饪设备在烹饪过程期间除了热和蒸汽之外还产生其它排放物,例如油脂)均须包括按照美国安全检测实验室(UL)标准1046单独列出的油脂去除装置或者作为UL710所列举排风罩的部件的油脂去除装置。该标准要求油脂去除装置能够防止火从过滤器的上游面蔓延到过滤器下游的区域。

因为标准排风罩具有用于装配标准两英寸厚挡板过滤器的两英寸宽过滤器槽道,所以对于其它实施例的纤维基一次性油脂过滤器而言,因在过滤器槽道内缺乏用来将额外的一次性油脂过滤器邻近挡板过滤器进行装配的空间,从而需要焊接或者钻孔,以更改排风罩和/或现有挡板过滤器。

本公开的示例性实施例包括多级油脂过滤系统,其设计成完全装配在通风罩的标准两英寸宽挡板过滤器槽道内,包括具有高效油脂过滤能力的第一过滤器和位于第一过滤器下游(相对于流经过滤器和通风罩的空气流动方向)的至少一个第二过滤器。第一过滤器包括附接到由相对更为刚性的材料制成的外部支撑结构上的过滤材料。第二过滤器优选地有利于防止火从过滤系统的上游面蔓延到过滤系统下游的区域。

第二过滤器可以是能够将油脂排出过滤器之外的任何过滤器,并且还优选地作为有效阻火器。用于通风罩的能够将油脂排到排油道并且是有效阻火器的一例过滤器是挡板型过滤器,例如Stuble等人的美国专利3,910,782中公开的那样,其公开内容在此以引用的方式引入本申请。

应当理解的是,其它可排出油脂和阻火的过滤器也处于本公开的实施例的实质和范围内。

挡板过滤器非常有利于按照UL标准1046要求的防止火向下游蔓延。然而,尽管挡板过滤器可以令人满意地过滤掉粒径大于约10微米(μm)的油脂,但是对于更小颗粒来说不是太有效。因此,本发明的实施例还包括沿着气流方向位于第二过滤器上游的第一一次性或者永久过滤器,该第二过滤器是与第一过滤器分开的。此外,挡板过滤器难以清洁以及重复使用,因此有利地是具有位于挡板过滤器上游的一次性过滤器。

在具体实施例中,过滤材料整体或者部分由纤维(例如,天然纤维、合成纤维和/或混合纤维)制成,具有或者不具有稳定框架,例如并且不限于在Alexander等人的美国专利8,277,530B2中公开的过滤器,其公开内容以引用的方式并入本申请。在其它实施例中,过滤材料整体或者部分由羊毛纤维制成,例如并且不限于在More的美国专利6,293,983中公开的过滤器,其公开内容以引用的方式并入本申请。

UL1046标准中的近期变化现在允许测试所谓的“多级”过滤器。只要过滤组件整体能够通过由该标准规定的测试,则可以采用目前不能和以前不能单独通过该标准的消防安全要求的材料。

因此,本公开的实施例提供了一种具有第一过滤器和第二过滤器的过滤系统,其中,第二过滤器是非常有效的阻火器,并且第一过滤器能够非常有效地捕获颗粒。所构成的这种组合在两个方面皆提供了优越性能,同时简化了安装程序并且削减了与一次性过滤材料有关的再生成本。

在一些实施例中,第一过滤器是部分地由金属网制成或者由纤维制成,例如天然纤维、合成纤维和/或混合纤维,例如并且不限于羊毛纤维、木基粘胶纤维和基于纤维素的合成纤维。纤维的混合可以包括:将羊毛纤维与耐火粘胶纤维混合;将混合物梳理成纤维网;将粘合剂喷洒在纤维网上;将纤维网针刺到无纺毯中;和将粘合乳剂施加到羊毛纤维上。具体实施例还可以包括将真空施加到无纺毯和/或使无纺毯通过高于280华氏度的炉。在一些实施例中,第一过滤器由有机材料制成,例如天然有机材料。在一些实施例中,第二过滤器由动物源性有机材料制成,例如羊毛。

其它过滤材料也在随附权利要求的范围内。

第一过滤器的材料可以布置成毗邻或者附接到由相对更有刚性的材料制成的外部支撑结构。尽管纤维过滤器就颗粒过滤能力而言有利,但是如果不存在内部框架或者将过滤材料夹在两个表面之间的外部壳体,则纤维过滤器的刚性与纸巾的刚性类似。选择内部框架会导致制造成本高昂,而将过滤材料夹在两个表面之间的外部夹持壳体则会压缩过滤材料,从而导致较小的油脂装载能力,同时增大了气流阻力。因此,无论其过滤性能如何,它们的使用都是有限的。

通过将纤维材料的单个表面附接到外部支撑结构的一个表面上,可以矫正因纤维材料缺乏刚性所导致的缺点。在具体实施例中,外部支撑结构可以包含紧固元件,紧固元件抓持纤维材料以将其保持定位。以这种方式,纤维材料可以获得刚性以易于安装和拆下,同时保持其原始膨松度、密度、油脂装载能力和最小的气流阻力。

如上所述,根据具体实施例,在排风罩顶篷中第一过滤器可以安装在第二过滤器的上游,如图1所示。提供了相对于外部支撑结构定位第一过滤器的至少两种替代构造。第一,第一过滤器可以定位成使得过滤材料沿着气流方向位于外部支撑结构的下游侧,这与图8中示出的类似。第二,第一过滤器可以定位成使得过滤材料位于外部支撑结构的上游侧,这与图9示出的类似。在外部支撑结构定位在过滤材料上游侧时的另一优点是,外部支撑结构能够给弄脏的过滤材料的外观提供更好的美观。替代地,当外部支撑结构配置在过滤材料下游侧时,外部支撑结构将更长时间地保持干净,这导致减少了劳力和相关清洁成本。

如图1所示,过滤组件200安装在烹饪设备100上方的排风罩102内。为了示例目的示出了油炸锅101。替代地,烹饪设备可以包括例如炉灶、煎锅、油炸锅、烤具等。

图2示出:通过把安装工具502的工具头501滑动到过滤组件200的顶部唇缘401下方来提起过滤组件201,并且操纵过滤组件直到进入到排风罩200内的开口105和顶部槽道103中,然后将其向下安置到底部槽道104中。

图3示出了外部支撑结构300从壳体400拆下,而过滤材料303已经插入到第二过滤器202的顶部唇缘401和底部唇缘402后面。过滤材料303被翻折,以露出下游的穿孔空气扩散器409。

图4示出了过滤组件200的前侧立体图和用于指示图7所示剖视图的参考线。

图5示出了在图4中标示的过滤组件200剖视图之一,其中,过滤组件200可以包括以下部件:第一过滤器201和第二过滤器202。第一过滤器201可以包括外部支撑结构300和过滤材料303。第二过滤器202可以包括中部分隔突片408(可选的)、穿孔空气扩散器409和挡板组件404,它们全部包封在壳体400内。挡板组件404由上游行的竖直挡板肋405和下游行的竖直挡板肋406构成,二者彼此错开以限定气流间隔407。可选的竖直拎环把手410可以添加到壳体400上。过滤组件200可以限定曲折路径“P”106,该曲折路径“P”106可以经由第一过滤器201进入到过滤组件200中,然后穿过穿孔空气扩散器409,随后穿过由挡板组件404提供的气流间隔407。

通过第一过滤器201内的过滤材料303可以从气流中过滤掉大部分油脂。在所经过的空气中携带的任何残余油脂均可以附着到上游行的竖直挡板肋405和下游行的竖直挡板肋406上。之后,挡板组件404可以作为槽道或者沟槽,并且将积聚的油脂在重力作用下引导到过滤组件200的底部,如图8进一步所示。

图6示出了第二过滤器202的后侧,露出了挡板过滤组件404,挡板过滤组件404包括上游行的竖直肋405、下游行的竖直肋406和气流开口407。

图4至图6的实施例可以构造成使得:挡板组件404和穿孔空气扩散器409固定在壳体400内,并且外部支撑结构300和过滤材料303可以从壳体400拆下。这样就可定期更换过滤材料,而不必从厨房排风罩拆下整个壳体。可以把过滤材料303简单置靠在外部支撑结构300上,然后把外部支撑结构插入在壳体400内。壳体400的上唇缘400a和下唇缘400b将外部支撑结构300在壳体400内保持定位。

当以这种方式安装在排风罩102中时,重力将把外部支撑结构300拉动离开扩散器409,从而过滤材料不会在扩散器409和外部支撑结构300之间被压缩。这样在过滤材料303和扩散器409之间就可存在气隙420。该气隙的存在以及过滤材料303不受压缩就可使过滤材料303能够更加有效地把油脂颗粒从空气滤除。可拆下的外部支撑结构还可以是穿孔的,以允许气流充分流过。

图7示出了本发明的一实施例,其中,利用独立紧固元件301把过滤材料303附接到外部支撑结构300上,独立紧固元件301可位于外部支撑结构300的任何一侧或者多侧,并且设计成如维可牢或者钩,以直接附着或者穿入到过滤材料303的织造表面或者无纺表面。紧固元件301可具有任何尺寸或者形状,并且可用粘合剂、焊接、铆接、缝合、螺丝或者它们的任意组合来附接到外部支撑结构300上。

其它独立紧固元件301也在随附权利要求的范围内。例如,在具体实施例中,可以采用搭扣、钩环紧固件、夹子、粘合剂、胶带、钩或者其它类似器件把过滤材料附接到外部支撑结构。

图8示出了过滤组件200的壳体400的底部,壳体400可包括分别用于第一和第二过滤器的一系列排放孔411和412,油脂可以通过排放孔411和412排放到通风罩盛放容器(未示出)中。

图9至图10示出了两种可选构造,其中,第一过滤器201安置在第二过滤器202的上游。

图9示出了:在第一过滤器201内,外部支撑结构201位于过滤材料303的下游。这样做可以使过滤材料303在空气接触外部支撑结构300之前过滤空气,从而减少了每晚清洗外部支撑结构300的需要并且还给过滤材料303赋予了刚性。

图10示出了:在第一过滤器201内,外部支撑结构201在过滤材料303的上游。这样做可以使外部支撑结构300提供了更好的美观,同时保持给过滤材料303的刚性。在图1至图5的实施例中也示出了这种构造。

根据本发明的具体实施例,可以由不锈钢制成过滤组件的部件。例如,该系统的可重复使用的部件(包括挡板组件、空气扩散器、壳体和外部支撑结构)可以由不锈钢制成。过滤材料(由一次性过滤器构成)可以由各种不同材料制成,这些材料包括羊毛材料和粘胶纤维材料的组合。在一些实施例中,有利地是在过滤材料的材料混合物中羊毛占比超过50%并且在一些情况中超过75%。例如,羊毛可以占混合物的60%至90%或者70%至80%。在这些实施例中,粘胶纤维可以为混合物中的唯一其它材料并且占了材料的余额。在其它实施例中,更为有利的是粘胶纤维材料在混合物中占比超过50%并且在一些情况中超过75%。类似地,粘胶纤维可以占混合物的60%至90%或者70%至80%。在这些实施例中,羊毛可以是混合物中的唯一其它材料并且占了材料的余额。

有利的是使得过滤组件具有适当的尺寸以允许其插入到排风罩中,以便替换两英寸挡板过滤器。因此,壳体的厚度并且在一些实施例中整个过滤组件的厚度可以处于1.5英寸至2英寸的范围。在一些实施例中,为了允许最好的“装配”在排风罩中,总厚度可以处于1.65英寸至1.95英寸的范围内。在此示出的一些实施例中,示出了1.75英寸厚的组件。

在具体实施例中,图4至图6的过滤组件可以是方形构造,边长处于14英寸至16英寸的范围内。这将允许多级过滤器替换标准排风罩中的标准挡板过滤器。在示出的实施例中,过滤器的边长为大约15.5英寸。

为了装配在过滤组件的壳体内,外部支撑结构构造成为方形或者矩形构造,略微小于过滤组件。在示出的实施例中,外部支撑结构为大约14.5英寸乘以15英寸。短边对应于将与壳体的顶部唇缘和底部唇缘相接合的边。在其它实施例中,外部支撑结构的边长可以为13.5英寸至15.5英寸,短边比长边短约1/2英寸。

图4至图6大体按照比例绘制。因此,挡板过滤器占过滤组件厚度的大于50%。在各个实施例中,挡板过滤器可以占此厚度的55%至75%。外部支撑结构和过滤材料一起占此厚度的小于1/3。在各个实施例中,外部支撑结构可以占此厚度的15%至40%。在具体实施例中,过滤材料(例如,过滤垫)可以在至少一个维度上比外部支撑结构略长,以允许过滤组件在外部支撑结构的至少两侧上并且在一些实施例中在所有四侧上覆盖外部支撑结构。

根据具体实施例,由外部支撑结构提供的刚性可以有利于在安装和拆下过滤材料期间更便捷地取放过滤材料,从而缩减了安装和拆下所需的时间和精力。

第一过滤器可以定向成使得外部支撑元件在过滤材料的上游侧或者下游侧,以利美观和维修。

在过滤材料的异侧上,外部支撑结构不需要任何其它支撑。

第一过滤器可以附接(例如可拆下地附接)到第二过滤器。

第一过滤器的过滤材料可以是天然纤维、混合纤维、合成纤维或者它们的任意组合。

第二过滤器的元件可以彼此配合以限定用于第一过滤器的开口。

第二过滤器可以包括:壳体、顶部唇缘、底部唇缘、悬挂夹子、阻火器、排放孔、中部分隔突片和穿孔空气扩散器。

第二过滤器内的阻火器可以是一个或者多个挡板过滤器、金属网过滤器或者任何其它已知的阻火器。

通风罩可以包括轨道,第二过滤器可以构造成插入通风罩中并且可以利用过滤组件的悬挂夹子而夹到通风罩上,并且可沿着轨道移动。第一过滤器也可以构造成插入第二过滤器中并通过沿着轨道移动而插入到通风罩中。

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