专利名称：从气流中高效分离悬浮颗粒的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从气流中分离悬浮颗粒的设备，设备有一抽吸口、一个空气输送通道和一台抽风机，以及空气输送通道部分地使气流沿其流动方向转向。悬浮颗粒可尤其通过炉灶的工作形成并借助按此类型的排烟雾罩分离掉。
背景技术：
由先有技术已知一种排烟雾罩，它由抽吸室和排气室组成，其中，一个设在空气通道中的油脂分离器有一个带喷射净化剂用的喷嘴的净化装置和一个收集并引出净化剂的汇流槽。如在ED-A-0703414中公开的那种传统的排烟雾罩，其特征在于排气室绕中心抽吸室的环形布局，其中，带喷嘴的中央喷射装置设在抽吸室盖板的上方，喷嘴通过它供入液体，以便从通过传统的排烟雾罩抽出的气流中除去固体和液体颗粒。
传统的排烟雾罩主要的缺点是，不仅需要不断地消耗洗涤剂和溶剂以及必须通过计量装置控制和监测洗涤剂和溶剂的供给，而且喷射装置包括一个可绕垂直轴旋转地支承，有喷嘴的喷射臂，喷射臂在工作时必须持续地旋转以及它的运动同样必须持续地监控。
此外，不仅要监控洗涤剂和溶剂的供给，而且富含来自抽吸的气流中的固体颗粒和液体颗粒的洗涤剂和溶剂作为废水还必须不断排出。因此对于排烟雾罩需要单独的用于洗涤剂和溶剂的供入装置以及用于作为废水的洗涤剂和溶剂的排出装置。
传统的排烟雾罩需要高的维护费用以及用于安装传统的排烟雾罩的空间尺寸，更不用说包括监控和维护传统排烟雾罩喷射和控制装置方面所提出的要求了。
在DE-OS 26 504 35中介绍的由一个设在炉灶上方的一次室与一个和一次室连接的二次室组成的通风装置中，还使抽吸的气流通过过滤器导引，在过滤器下方设喷嘴。通过这些喷嘴将净化水喷入作为过滤器的格栅下方的区域内，旨在收集和排出从气流中分离的固体和液体颗粒。
传统的通风装置还需要一些特殊的装置，用于输送净化水和富含颗粒的作为废水的净化水以及用于将废水排出。同样，传统的通风装置有一些使带喷嘴的用作过滤器的格栅工作的装置。此外还表明，富含水分子的气流中的水份沉积在过滤器上方的二次室内以及在用于从二次室向外排出气流到安装灶具的房间之外的管道内。
富含水分子的气流中的水份的沉积往往导致生霉和滋生细菌。生霉和滋生细菌由于它们形成孢子，严重地危及处于安装有传统通风装置的房间内人员的健康。
在DE-OS 199 60 589中公开的厨房通风罩的特点在于一个气溶胶分离器，它设在进口对面，其中，外壳构成一个圆筒，进口在圆筒的壁内沿圆筒纵向在导引面下方延伸，在进口对面的气溶胶分离器构成圆筒的壁的一个纵段，以及圆筒的底面在通道输出侧上方有一些气流出口。
传统的厨房通风罩结构非常复杂，为的是从气流中除去悬浮颗粒、蒸汽和油脂飞沫、灰尘和烟灰颗粒。
最后，在DE 299 18 312内介绍了一种排烟雾罩，它包括一个有背板、侧板和顶板的外壳，其中，顶板含有至少一个出口和至少一台固定在顶板上的电动机。此排烟雾罩包括一个与出口连接的通道，通道与排气室相连。在进口上方设一倾斜的底板，一个分离装置处于底板上面。分离装置与至少一个喷嘴连接，喷嘴被供入水，用于造成一个水帘。被抽吸的气流为了分离油流过此水帘。分离出来的油处于汇流装置内。
在这里也已证实，富含水分子的气流倾向于在出口的区域内和在与出口连接的排气管区域内形成冷凝水。这就除了要求借给、排出并控制净化水外产生了另一个缺点，亦即会滋生细菌和生霉，正是在食物制作和加工的领域这些应尽最大可能地避免。
上述所有方案有一个共同的缺点，即尽管它们付出高昂的结构方面的费用，但仍只能将比较少份额的悬浮物从抽吸的空气中分离出来，在所有的方案中，排气内留下了悬浮颗粒的残余部分，它们留在风机和空气输送通道内并在那里造成顽固污垢，这种污垢几平无法再去除。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑、简单的设备，它在操作和维护费用少和运行成本低的同时，能可靠地从抽吸的气流中排除高份额的悬浮颗粒。
此外，设备的运行应低噪声，使操作炉具的人员只遭受小量的噪声污梁。
从抽吸的气流中分离出来的悬浮颗粒应同样能方便地由操作人员除去。
为达到上述目的，使气流通过设在空气输送通道内的强迫导引装置从这样的方式沿一个总的输送方向引导，即，气流经受至少两次先后进行的沿不同方向的曲线状转向，以及，至少一个强迫导引装置的伸入空气输送通道内的高度尺寸小于空气输送通道在此强迫导引装置所在区域内流通截面的自由高度。按本发明的另一项设计的特征在于，底板与顶板彼此相隔间距地在它们之间构成空气输送通道，底板和顶板在部分互相至少近似平行延伸的区段内，有至少两个彼此相继相互反向的弧形弯曲段，以及，顶板前部区和底板的前段构成一个带进口的进口室的边界。
在按本发明的设备中充分利用了抽吸气流的气态组分和在气流内运动的悬浮颗粒有不同的单位密度并因而随之而来的不同的惯性矩。通过借助于强迫导引装置实施的气流强迫转向，气态介质和在其中运动的悬浮颗粒的级分以不同的加速度或受不同制动力地走过流通截面，以及这些级分在强迫导引装置区域内具有不同的飞行轨迹。通过借助于强迫导引装置使彼此相继的转向有不同的方向，强化了这些级分之间的分离效果，悬浮颗粒由于其较大的惯性倾向于一种具有较大半径的飞行轨迹，而气态介质则在转向区以半径狭小的飞行轨迹运动。因此在第一转向区以这样的方式进行分离，即，使悬浮颗粒聚集到气流的外部区内。
除了这种分离外，在第一转向区还造成另一个作用；由风机产生的抽吸作用从静力学看沿空气输送通道的整个通流截面相同。然而因为这些在气流中运动的部分在空气输送通道内在强迫导引装置的区域内经过的行程有不同的长度，这取决于它们处于转向的内半径还是外半径，所以从动力学的观点看根据其运动轨迹它们经受不同程度的加速度。气流在曲线内部的组分加速度最大，而在曲线外部区内运动的级分几乎没有加速或甚至被制动，这要看具体条件及设计。转向的内半径与通流截面自由高度相比选择得越狭小，加速度差越大。
在第一转向区内这两种效果相加导致下列作用速度大的气态介质在第一强迫导引装置处的转向内半径附近被抽吸经过，而运动速度低的悬浮颗粒聚集在转向的外半径区内，以及基于其运动速度和作用在悬浮颗粒上的万有引力，使悬浮颗粒倾向于采取这样的飞行轨迹，即，它的曲率半径大于空气输送通道在强迫导引区内的自由半径。这些物理条件导致在气流内运动的悬浮颗粒大部分与空气输送通道的外壁相碰撞和附着在那里。由于在外半径内比较低的流动速度，这些悬浮颗粒不会重新脱落和被气流带走，因此从气流中持续分离出这些悬浮颗粒。
然而在此区域内在有些情况下还没有分离掉所有的悬浮颗粒。一些悬浮颗粒仍在气流内运动，确切地说在转向的外半径内。也要可靠地分离这些悬浮颗粒现在通过沿反方向的第二次转向达到；沿反方向的转向促使原先在外半径内缓慢运动的气态介质加速。基于其惯性，悬浮颗粒不可能与此加速度同步。由于原先围绕着它们的气态介质加速使缓慢运动的气罩变薄，以及原先在半径中部区快速运动的气流向通过加速变薄的气罩区域加压。由于这些流动，使仍在气流内运动的悬浮颗粒获得一个朝附近外壁方向的运动脉冲。这一效果同样使这些悬浮颗粒与外壁碰撞并附着在那里，采用迄今已知的设备它们是不可能被分离的。采用所说明的方法，可以将在气流内运动的形式上为油脂和/或水飞沫的悬浮颗粒的90％和90％以上分离掉。
这种高的分离度用很低的技术成本达到。按本发明的空气输送通道设计得比较小和扁平。气流只有低的阻力，从而仅需比较小的风机功率。较小的风机功率降低了运行噪声，并由于较小的电流消耗减少了运行成本。操作比较简单，因为排烟雾罩只须接通或断开，以及完全不需要其他原材料、监控和维护工作。偶然擦洗干净强迫导引装置区域的内壁表面就足够了。在这里，在此区域内的表面设计为便于清洗的。由于悬浮颗粒这种高的分离度，风机、下游的排气通道和在空气循环运行时的室内空气几乎不再积存未被分离掉的悬浮颗粒。净化后的气流与处于进口室外部的气流相比其特点还在于较低的水分含量，所以在排气室和在空气输送通道内既看不到生霉也看不到细菌滋生。设备持续地保持清洁，因而不再由于存在排烟雾罩而对操作人员带来不卫生的问题或形成对健康的危害。在按本发明的设备连续运行时效率也基本上保持不变，因为有足够大的起悬浮颗粒撞击和分离面作用的顶板前部区和底板前段。
为了实现本发明，沿流动方向彼此相隔距离地在除此之外光滑的空气输送通道相对侧上设置有简单的矩形、三角形、圆形或其他横截面形状的横剖面就够了。然而优选地气流的导引弧形地借助空气输送通道相应设计的光滑内表面进行，以避免有害的气流分离或紊流，否则悬浮颗粒会被重新投入气流内。由此降低了流动阻力和工作噪声，而且光滑的表面更易于保养。还有利的是，空气输送通道保持尽可能短，因为由此可以保持很小的结构形状和很低的制造费用。为此，进口以构成空气输送通道边界的侧壁为界，以及转向区直接与进口相连。按这种设计，悬浮颗粒的分离在进口后立即进行。因此分离区可方便地接近和易于清洁。由于紧凑的结构形式，也可以沿工作面，例如沿炉灶，在任意位置-纵向、横向、对角线、按高度分级等，设多个进口和分别与之连接的按本发明设计的空气输送通道。
此外，在按本发明的设备中可以附加地置入转向构件和/或管式过滤部分，它们用于从气流的气态介质中分离乘余的悬浮颗粒、臭味分子和/或水分。由此再一次地提高设备的效率。在这里所建议的管式过滤部分有能力比传统的过滤器粘结量大得多的臭味分子，从而明显延长这种管式过滤部分的工作时间。
从属权利要求涉及本发明优选的设计和进一步发展。
在本发明的范围内，“悬浮颗粒”也指例如烟雾、稠度较大的脂和油微粒、尘粒和/或烟粒，它们可例如在灶具工作时形成。
在本发明的范围内，“微细颗粒”也指例如含稀薄的不饱和脂肪酸的液态微脂粒和微油粒和蒸汽飞沫，它们可例如在灶具工作时形成。
在本发明的范围内，“烟雾”也指蒸汽或稠的雾气，它们在煮水壶工作时、在加热含水的溶液时等形成，并作为蒸汽转入要抽出的气流内。
“风机”指的是例如可借助电流工作用于输送气流的风扇，其中，可借助电流工作的机组可直接与风扇连接或可与风扇通过轴隔开距离。
在本发明的范围内，“气态介质”也指例如一些气体，如空气、有机和/或含水溶剂的挥发性蒸汽。
现在借助实施例详细说明本发明。为了简化视图，附图用示意和不要求按正确比例描绘的放大的形式，表示本发明的实施形式和进一步发展，但本发明不受这些限制。其中图1按本发明的设备的横截面斜视图，包括进口、进口室、空气输送通道、排气室；图2通过按本发明的设备的横截面图，包括被抽吸的空气流动过程的描述，空气从出口进入外壳的风机室内；图3从按本发明的设备的椭圆形出口上方看的斜视图；图4外壳后部俯视图；图5按本发明的设备横截面斜视图，包括外壳，它由外壳前部和外壳后部组成，外壳前部有用于风机控制装置和电源线的凹槽；图6外壳前部的内部视图；图7外壳前部俯视图；图8在外壳后部的上方看的斜视图；图9一个已掀开的由两部分组成的包括两个外壳部分的外壳斜视图；图10按本发明的转向构件俯视图，包括一个有一些由杆组成的层的模块43；图11沿图11中的剖切面A-A通过按本发明的转向构件横截面图，包括一个有三个由杆组成的层的模块，距离X表示一个层41中两根直接相邻的杆之间的水平距离，以及距离X表示一个层42中两根直接相邻的杆之间的水平距离，以及，对角线距离Y表示在层41的杆43与层42的杆43之间的距离；图12按本发明的转向构件斜视图；图13按本发明的管式过滤部分俯视图；图14沿图13中的剖切面A-A通过按本发明的管式过滤部分的纵剖面图；以及图15通过按本发明的管式过滤部分透气壁的纵剖面图。
具体实施例方式
图1表示按本发明的一种形式上的排烟雾罩的分离设备实施例。排烟雾罩有一个长度L的细长进口1，在底板4的俯视图中看进口1是四边形的，进口室2与进口1连接，气流通过进口室进入下游的空气输送通道3内。空气输送通道侧面以底板4、与底板4相隔一定距离地布置的顶板5和没有详细表示的侧壁为界。空气输送通道3与排气室6连通，它的底部仍由底板4构成。排气室6一侧以内板7为界以及相对侧以背板11为界，底板4沿流动方向看过渡为背板11。背板11与底板5成80-90°夹角。在过渡区内，底板4借助传统的铰链可回转地与背板11连接。通过这种回转式连接，底板4可以为了维护和清洁的目的掀开，尤其还可以清洗分离面10。取代铰链连接，底板5也可以可拆地和可取下地与排烟雾罩的框架连接。
背板11直立地垂直布置并可以支靠在灶具的一个壁上。尤其底板4的中段4a以及顶板5的中间区5a构成一个空气输送通道3，它被气流朝排气室6的方向(见箭头)流过。然而在总体上看作为空气输送通道3应不仅指这一段，而应理解为气流通过按本发明的设备流动的整个地段。
要净化的气流通过进口1进入到进气室2。进口室2上侧以顶板5的前部区9为界，下侧以底板4的前段8为界。顶板5的前部区9横截面设计为大体半圆弧形。底板4前段8面朝进口室2的那一侧，横截面设计为大体3/4圆弧形。前部区9和前段8的角度也可以采用与图中所示不同的角度，它们看起来适用于一种使用情况。通过顶板前部区横截面特殊的圆弧形设计以及通过底板4前段横截面特殊的圆弧形设计，不存在产生干扰的死角和棱边，所以气流可以基本上没有摩擦损失地高速度抽吸。
按本发明的设备的底板4和/或顶板5的一种设计，它整个或部分设计为连铸件16并制备有空腔，用于提高顶板5和/或舌板15的形状稳定性。此外，当顶板5设计为连铸件16的形式时，按本发明的设备的特征在于小的重量。
术语“前段8”和“前部区9”不限于指在空间上处于设备的前部区，而是只针对本实施例。气流按本发明的方式的转向，也可以在气流输送通道3的中段、侧段或后段内进行。
底板4圆弧形区段的中心P1可以如图所示与顶板5前部区9的圆心同心。同样也可以将底板4前段8的中心P1与顶板5前部区9的中心朝背板11的方向错开顶板5前部区9半径的1.5至3.0倍布置。当中心的位置同心时，在前部区内形成一个空气输送通道3，它的通流截面的自由高度h近似保持相同，而当中心错开布置时则形成一个朝一个方向收缩的空气输送通道3。
前部区9和前段8这些侧面的特点在于有利于流动地没有死角和棱边，所以抽吸的气流可以在不形成通常因死角和棱边产生的空气涡流的情况下低摩擦地流过进口室2。
因为优选地进口1的长度大于出口12的长度，所以在空气输送通道3内部可以观察到气流在俯视图中呈梯形的流动运动。在本实施例中，进口1的长度是出口12长度的约2倍，所以在空气输送通道3的内部形成气流的一种在俯视图中呈梯形的流动运动。进口1的长度L可以等于出口12长度的1.5至3.5倍。
通过这种梯形的空气运动，在按本发明的设备工作时以这样的方式抽吸，即，在抽吸的有效范围内，在设备外部形成气流滚动，气流滚动螺旋形地朝进口1的方向运动。在这里，空气滚动的旋转轴可以垂直于细长进口L的纵向中心线定向。可从底板4两侧观察到的气流螺旋形运动表明，还吸入了侧向错开地远离按本发明的设备的空气。这种空气滚动支持并拖走相邻的空气量，所以按本发明设备的进口1长度不必与灶具的长度或宽度尺寸一致，而是可以小得多。因此以高速度通过进口1经由空气输送通道3进入排气室6内的气流，通过顶板5的前部区9转向，使悬浮颗粒能够离开气流聚集到顶板5前部区9面朝前段8的那一侧上。由于这一效果，按本发明的设备结构设计得很小，但尽管如此仍有大的有效范围。
按一种实施例，顶板5的前部区9分成两部分，以便构成两个四分之一圆形的前部分区9a、9b。包括第一个四分之一圆形的前部分区9a的舌板15可以从背板11移开。通过舌板15拉出的程度控制空气抽吸量。在液体突然剧烈沸腾时涌浪状出现的悬浮颗粒，通过增大进口1形成的气流量朝进口1的方向有效地抽走。此外，与设有按本发明的设备的排烟雾罩侧向错开的空气由于拉出舌板而被吸入。
按本发明设备中顶板5的一种设计，它整个或部分可设计为连铸件，并制备有用于提高顶板和/或舌板形状稳定性的空腔。此外，在顶板5设计为形式上为连铸件的情况下，按本发明的设备的特点在于小的重量。
气流通过空气输送通道3几乎无摩擦和低噪声地输送到排气室6内。排气室6侧向在前侧以内板7为界以及后侧以背板11为界。内板7和背板11互相过渡并构成在俯视图中看为椭圆形的排气室6，它有一椭圆形出口12和有长度为L。图3表示了一个构成排气室6边界的结构部分，背板11和内板7以及在结构部分中的其余侧壁均组合在此结构部分内。出口12也可以设计为圆的或圆形。
通过将顶板5、底板4、内板7和背板11面朝进口室2、空气输送通道3、排气室6的侧面设计为平滑表面，因而也不产生任何死腔，与先有技术相比这种死腔会形成空气涡流。同理，由于将构成上述进口室2、空气输送通道3、排气室6边界的侧面设计为平滑表面，可以使按本发明的设备在运行时声音非常轻。
业已证实，按本发明的例如设计为排烟雾罩的设备，在有利的情况下从气流内除去接近100％的所有悬浮颗粒。设备可从通过除去在顶板5前部区9的区域内的沉积层轻易和彻底地清洁，没有被死角和棱边伤害的危险。
同样已证实，通过在按本发明的设备前部区9内进行的所谓边缘吸入的抽吸，使进口1区域内的气流强烈加速。将构成进口室2进口1的边成形为平滑的表面，使在该区域内的流动不会分离，以及由此借助按本发明的设备也可以在按本发明的设备后部区和侧面区前方、上方和从后部区及侧面区中的抽吸或吸入空气，这一结果的得来主要由于从进口室2经空气输送通道3和排气室6到出口12的这种梯形的流动连接。
除此之外，在底板下侧的左和右形成从前向后延伸的旋转的空气旋涡，所谓空气滚动，它们保证也能将远离灶具在其他区域内升起的悬浮颗粒，如烟雾，侧面抓住和不让其逃逸，确切地说被按本发明的设备抓获并抽走。
舌板15、顶板5以及其他组成部分设计为连铸件16，同时制备空腔14以提高形状稳定性，在这种情况下它们的特点还在于重量轻。
就在被抽吸的气流进入按本发明的设备后，气流经过两次转向。与高的空气流速相关联，悬浮在气流内的悬浮颗粒，如微脂粒，微油粒和水蒸气、水分等，约95％从空气中离心分离，并有目的并按规定积存在转向区内，在这里是在顶板的前部区内。
按本发明的外壳21由两个外壳部分组成，即一个前部21a和一个后部21b，在这里如图9所示按本发明的外壳21沿空气流动方向剖开。但也可以采用另一些方法。通过将外壳21可折式接合在排气室6上，使按本发明设备的所有结构部分都能迅速而方便地接近。
外壳21连接在设在按本发明的设备上侧的出口12上，外壳21优选地用塑料类材料制成，例如聚氨酯泡沫材料。在用泡沫塑料制造按本发明的外壳21的情况下，可以使用塑料类聚合物，如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺等。泡沫结构可以基于化学反应形成，例如在聚氨酯的情况下通过添加发泡剂，它们在加工过程中在规定的温度下分解气化，或在添加挥发性溶剂的情况下在聚合过程中形成。发泡可以在离开挤压工具时或在打开模具时或在压注时进行。按本发明的外壳21在很大程度上抑制3由风机产生的噪声。
在图4至9中表示了外壳21的安装位置、它的结构部分以及内和外表面设计的详情。
外壳21有抽吸口22，从出口12排出的气流通过也在图2中表示的抽吸口22输送到按本发明的外壳21的抽吸室23内，接着，借助装在外壳21中央风机室25内的风机，经送风室26和送风口27向外排出。在这里，外壳21面朝抽吸室23、抽吸通道24和送风室26的那些侧面也设计为平滑表面和平的。通过将表面设计为有利于流动的平滑表面，避免形成不希望的噪声，以及气流没有带来干扰的涡流以及在空气输送通道3内没有所谓的死腔，所以几乎不产生功率损失。被风机抽吸的气流速度可以是3.0至30M/sec，优选地5.0至20.00m/sec，在这种情况下装在外壳21内的风机抽吸体积在200与1100m3/小时之间的气流量。这些数值例如适用于那些针对在非工业领域中使用设计的排烟雾罩。对于其他的应用情况可以得出另一些值。
风机功率可根据使用场合在不同的分级中选择，不同的风机等级几乎不影响气流沿空气输送通道3的流动过程。因此，也几乎不对通过气流转向带来的分离效果造成什么影响。经进口1吸入的气流在经过强迫导引装置后几乎不再有悬浮颗粒或微细颗粒。在按本发明的设备进口1内被吸入的气流的速度可以是一个在约6.0至11.0m/sec范围内的值，其中，装在外壳21内在本实施例中为多种可能的风机等级之一的风机，它抽吸仅为610m3/h的气流量。
在本发明的范围内，平滑的表面还指没有棱边和死角的侧面以及避免形成所谓的死腔。
由于没有棱边和死角以及由于外壳21面朝抽吸室23、送风通道24机送风室26的侧面的平滑表面设计，所以在清洁外壳21时同样可避免受伤的危险。由于通过按本发明的设备和必要时按本发明的转向构件高效的分离，通常不再在按本发明的外壳21的室内和通道内产生沉积层。此外，按本发明的外壳21不仅抑制和消除风机运行时产生的噪声，而且抑制和消除了可能的振动，在传统的设备中由于在风机内有事先未滤净的沉积层因而会引起振动。
按本发明的外壳21的凹槽29，用于风机在外侧的供给装置，如电缆沟和控制装置。抽吸室23过渡成两个抽吸通道24，此时气流通过在俯视图内为三角形的分配块28分开。
两部分组成的外壳21可通过简单的连接以及气流向风机有利于流动地导引将制造和运行成本降到最低程度。本发明需要通过上述外壳导引空气，但并不强制要求保证有分离悬浮颗粒的功能。为了节省成本，可以取消外壳21，以及风机则按传统的方式装在抽吸口与送风口之间空气输送通道的一个位置上。
气流在其流过按本发明的设备的过程中可流过一个转向构件40。按本发明的转向构件40用于从气流中精细地分离最微细的颗粒并因而有过滤的功能。它可以设在空气输送通道3内的一个位置上，但尤其设在排气室6与轴吸室23之间在外壳21抽吸口22的区域内。这一定位因而是有利的，因为在这里已经从气流中分离掉大部分悬浮颗粒，但尽管如此在气流到达风机前通过转向构件40仍可从气流中分离出残留的悬浮颗粒、灰尘等。
在图10和11中详细表示了按本发明的转向构件40。它由一个有环形壁49的模块43a构成。模块由至少两层41、42组成。层41、42由多个并列的互相平行定向彼此隔开距离的杆43、44组成。所有的杆43、44它们的外径D相互一致。层41的杆43彼此相隔相同的距离X。另一层42的杆44同样彼此相隔相同的距离X。按本发明的转向构件40的杆43、44的所有距离X是常数。杆43、44彼此的距离X比按本发明的转向构件的杆43、44的外径D小。
每一层41、42杆43、44由于彼此隔开距离构成所谓的间隙45。模块43a的两层41、42将它们的杆43、44相互定位为，使另一层42的杆44沿气流的流动方向看至少近似覆盖直接与之相邻的层41的间隙45。也可以上下层叠多个模块43a，它们的杆43、44互相平行定向，这在视图中没有进一步表示。
在间隙45上互相叠置的两层41、42的结构中，另一层42的那些设在一个层41两根杆43的间隙45上的杆44，相对于这一层41的这两根杆43处于一个规定的距离Y处。在本发明的范围内，此距离Y也称对角线距离或对角线距离Y。按本发明的转向构件两个相邻层41、42的杆43、44的距离Y，在本实施例中是相同的常数，但也可以是不同的，尤其在多个模块互相叠置时。
按本发明的转向构件的距离Y小于按本发明的转向构件杆的外径D。距离X与距离Y一致。
在按本发明的转向构件40的模块43的杆43、44面朝进入的气流的作用面上沉积气流中的微细颗粒。通过在排气室6内设置按本发明的转向构件使气流重新转向，不过空气的阻力较小，当然引起的噪声也很小。由于底板4能轻易地逆排气室6的方向回转，所以可以方便地从外部接近排气室6，从而可以没有任何困难地例如从排气室6取出转向构件40，加以清洗并重新置入。杆43、44是例如用金属和/或塑料制的空心圆柱体或实心体。
取代所建议的转向构件40的设计，它也可以设计为其他形式，例如由一层或多层金属丝布组成。
此外，在空气输送通道3内，按本实施例，在外壳21的送风口27上可以连接一个管式过滤部分50，它表示在图12-15中，管式过滤部分设计为有一个内部空心圆柱形分配室51的圆柱体，其中，分配室56侧向以第一透气壁51为界，它同样有空心圆柱体的形状。可以通过特殊的空气导引件，例如装在分配室51内逆气流方向定向的分配锥，以恰当的方式影响空气导引和分配。
在第一透气壁51的外侧成形一个由无烟煤组成的层52作为过滤介质。此过滤介质层是透气的。作为过滤介质优选采用贫煤品级，有贝壳状断口的发亮-深黑色结构(von glnzend-tiefschwarzer Gestalt mitmuscheligem Bruch)。无烟煤可由少于1％的水和7至12％挥发性组分组成。一个第二透气壁57贴靠在由无烟煤组成的层52外侧上。
在第二透气壁57外侧成形另一个可选择的由活性炭组成同样透气的层53作为过滤介质，它在外侧以第三透气壁58为界。用作过滤介质的活性炭层可以由最小的石墨晶体构成的碳结构和非晶形的碳组成，后者有多孔结构和在500与1500m2/g之间的内表面。例如作为组分可以采用粉末活性炭、颗粒活性炭或圆柱形活性炭。这种双层过滤介质带来更高的过滤效率。
管式过滤部分50被气流沿径向流过，在这里，气流从下面通过下口55流入分配室56内。气流从那里经第一透气壁51的通孔70沿径向到达由无烟煤组成的层52，以便从气流中除去残余的水分。接着，气流经第二透气壁57内的通孔70到达由活性炭组成的层53，以便去除臭味分子，以及经第三透气壁58内的通孔从侧面排出。通过在空气输送通道3末端设置管式过滤部分50，净化已尽可能好地，去除了几乎所有悬浮颗粒、水分等的气流，所以管式过滤部分50几乎只是再吸纳臭味分子。这一情况再加上所建议的管式过滤部分50高的过滤容量，对于管式过滤部分50的使用寿命起积极的作用。
按本发明的管式过滤部分50主要用于去除气流中的臭味分子，所以气流在基本上完全清除悬浮颗粒和臭味分子后，可以重新输入安装有灶具的房间内。按本发明的设备与转向构件40、按本发明的外壳21和必要时按本发明的管式过滤部分50相结合，可以作为例如排烟雾罩在封闭的气流循环系统内分离悬浮颗粒。
在上面借助实施例说明本发明后，下面应借助一些简图详细说明作为本发明基础的作用原理。
图16表示一个空气输送通道3，气流通过进口1流入空气输送通道3内属于空气输送通道3的进口室2内。原则上气流从吸入点A出发通过空气输送通道3朝空气输送通道3下游的方向到达点B。因此在空气输送通道3内形成一个总的输送方向A-B。强迫导引装置60在空气输送通道3内彼此相对定位，使气流沿其总的输送方向A-B经受至少两次先后进行的沿不同方向的曲线状转向。当强迫导引装置60彼此相对以及沿输送方向看相隔一定距离地设在空气输送通道3内时，导致这种转向。为了达到按本发明的效果，亦即强迫分离在气流中运动的悬浮颗粒，强迫导引装置的形状没有决定性的意义。例如，如图16表示的强迫导引装置60用实线表示为矩形的板条，但它们也可以如虚线所示设计为有三角形横截面的板条。也可以是其他横截面，只要沿总的输送方向A-B只进行两次转向。在前面的实施例中详细说明的前段8，从作用原理看与图16中设在底板4上的下部强迫导引装置60没有什么不同。在前面的实施例中详细说明的分离面10，从作用原理看也就是图16中表示在空气输送通道3的上部区内顶板5下侧上的强迫导引装置60。气流通过设在空气输送通道3内的强迫导引装置必须采取的路径，用从点A出发弧形延伸的箭头示意表示其过程。
强迫导引装置60在空气输送通道3内伸入高度尺寸H。因此在强迫导引装置60的区域内，空气输送通道3通流截面的自由高度减小到尺寸h。由于尺寸H小于尺寸h，所以气流按一个特别狭小的半径绕强迫导引装置60导引。由于气流在通流截面的不同高度沿各自的半径必须经过不同的行程，所以在气流中形成了巨大的速度差。
在图17中详细说明了气流在强迫导引装置60的区域内围绕其导引的曲率半径。虚线表示强迫导引装置60。为了满足设计一种尽可能有利于流动和损失小的空气输送通道3的要求，空气输送通道3通过弧形延伸的导流板，设计为使气流能尽可能按层流的形式流过双重转向区。在前面已详细说明的实施例中，含有的前段8就处在底板4上设置强迫导引装置60的位置上。它的圆弧形转弯的表面绕一条平躺在点P1上的横轴线导引。在这里，在空气输送通道3内流动的气流的转向与转向角α相对应，在本实施例中此转向角α明显地大于90°。在气流第一次转向后接着进行绕角度β的第二次转向，在本实施例中角β小于90°空气输送通道3内表面的圆弧在第二转向区内绕一条在空间上大约平躺在位置P2中的横轴线导引。
由图17可以清楚地看出，角β的旋转方向与角α的旋转方向不同。在本实施例中表示的角度只应理解为举例，也可以采用角α、β的其他大小和分配。
图18中表示气流在空气输送通道3内不同的风速，确切地说是在各自的转向区内取决于测量点位置的不同速度。在位置I的区域内沿空气输送通道3自由高度h的风速仍近似相同，而在位置11的区域内气流沿通流截面的自由高度的运动有不同的速度。气流中沿第一转向区内表面运动的那一部分只须经过一个较短的行程，并因而经受附加的加速，而气流在第一转向区在气流外部区内运动的那些组分则必须经过长得多的行程。因此在此区域内空气流速变慢。在图18中表示的速度矢量仅理解为举例。按照空气输送通道3的实体设计以及气流的内容物质以及内容物质的混合，它们可以有所不同和改变。位置III表示气流经过第二次转向后的速度分布。因为在第一转向区内气流在外部曲线区内运动的部分在第二转向区内处于内部曲线处，所以这些气流部分在这里必须经过一个较短的行程。而原先在内部曲线处运动的气流部分现在在外部区内运动。基于这种颠倒的行程状况，所以导致相反的加速或制动效果。因为在前段8的静风区内构成了一个小的死腔61，在这里会形成涡流，所以在第二转向区内气流在曲线外部的那一部分与气流中心部分相比受到更强烈的制动。
当空气输送通道3设计为，在图19中表示的第一强迫导引装置60的顶点H1与第二强迫导引装置60的顶点H2之间沿流动方向看在空气输送通道3通流截面的自由高度(h)内产生一个高度错移量为V，则可以获得一种类型的“喷嘴效果”。在有这种高度错移的情况下可构成一个中心流动区M，气流在此中心流动区内可以具有高的速度和微小的功率损失地流过空气输送通道3。
图20表示按本发明的设备一种优选的设计，其中顶板5的前部区9分成两部分。为此，前部区9可由两个例如四分之一圆弧形的前部区，亦即由例如一个前部分区9a和一个后部分区9b组成。包括前部分区9a的舌板15可例如平行于空气输送通道3的纵向中心线拉出最大长度e。在进口1区域内的自由高度h因而大体增加此量e成为高度h(e)。这一项措施对于图20中画为高度H的区域内按本发明重要的流动状况只有可忽略不计的影响。按本发明设备的一项优选的设计，顶板的前部区可分成两部分。此前部区可由两个例如四分之一圆弧的前部区，亦即由例如一个前部分区和一个后部分区组成。包括前部分区的舌板可平行于空气输送通道的纵向中心线拉出。
图21表示气流和悬浮颗粒沿着空气输送通道3不同的运动轨迹。气流用实弯曲线表示，而悬浮颗粒各种可能的飞行轨迹用虚线表示，首先悬浮颗的密度和空间形状影响飞行轨迹。取决于悬浮颗粒多大和多重以及其外形是怎么样的，各个悬浮颗粒被周围的气流不同强度地加速。总体上可以肯定，在内曲线的区域内运动的悬浮颗粒，在形状和密度相同的前提条件下，比在外部曲线区域内运动的悬浮颗粒经受更强的加速度脉冲。但与此同时由于在内圆处运动的悬浮颗粒更大的加速度也增大了它们的惯性。这使得以比较大的速度运动的悬浮颗粒更难沿一个狭小的曲线半径运动。悬浮颗粒运动得越快，运动轨迹越强烈地沿一直线方向定向。对于比较缓慢运动的悬浮颗粒则表现不同；因为这些颗粒只有小的运动能量，所以这些颗粒的方向能轻易地改变，因此缓慢运动的悬浮颗粒起先在外圆内循着输送通道3的轮廊。尽管如此，在外图内运动的悬浮颗粒有与气流的气态组分不同的惯性，所以在通过第一转向区的流动过程中必然导致一种与绕旋转点P1摆动的圆形轨迹不同的飞行轨迹。在悬浮颗粒内含的运动能量、它们的惯性以及作用在悬浮颗粒上的万有引力的综合作用F，悬浮颗粒在通过第一转向区的过程中必然进入在外部的气流区域内，并由于其飞行轨迹的走向在那里同样必然地与顶板5内表面发生碰撞。以此方式在顶板5上构成一个分离面10，它的空间尺寸用在图21中所画的线表示。如图21所示，悬浮颗粒的飞行轨迹可能交叉。
图22表示了一个例子，其中悬浮颗粒的飞行轨迹假定互不交叉。在曲线内部区运动的悬浮颗粒起先遵循气流的流动方向以及在内半径处被加速，在加速后它们采取近似直线定向的飞行轨迹。而在曲线外部区运动的悬浮颗粒经过一段较长的距离跟随空气流动，但最终还是与顶板5内表面碰撞。究竟悬浮颗粒的飞行轨迹是如图21中所示发生交叉，或如图22所示是平行延伸的，最终取决于空气输送通道3内的具体流动状况、悬浮颗粒的密度和形状、在空气输送通道3内运动的气体密度和速度以及空气输送通道所选择的曲率半径和尺寸。
为了使空气输送通道3内表面只有一个短的区段被粘附的悬浮颗粒弄脏，有利的是在空气输送通道3的一个沿流动方向看在前面的区段内设气流的双重转向装置。不过若将这种双重转向装置设在输送通道3的中段或后段，按本发明的分离也能有效进行。进口1不一定设计成矩形，而是也可以有任意的几何形状。例如也可以设想，进口1采用环形布局，此时空气输送通道3由一个其去风机的气流出口设在中央的流动腔组成。也可以串联更多个按本发明的转向装置(必要时有不同的角度和曲率半径)，以便由此也能分离最微细的颗粒。
权利要求
1.从气流中分离悬浮颗粒的设备，该设备具有一个抽吸口(1)、一个空气输送通道(3)和一台抽风机，以及空气输送通道(3)部分地使气流沿其流动方向转向，其特征为气流通过设在空气输送通道(3)内的强迫导引装置(60)以这样的方式沿一个总的输送方向引导，即，使气流经受至少两次先后进行的沿不同方向的曲线状转向；以及，至少一个强迫导引装置(60)的伸入空气输送通道(3)内的高度尺寸(H)，小于空气输送通道(3)在此强迫导引装置(60)所在区域内的通流截面的自由高度(h)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为；空气输送通道(3)在多个彼此相继的强迫导引装置(60)区域内的通流截面的自由高度相互的偏差不大于10％。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征为气流先后进行的曲线状转向的转向角(α、β)大小不同。
4.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)在强迫导引装置(60)的区域内周侧封闭。
5.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为在空气输送通道(3)的相对置的侧壁(4、5)上以及沿流动方向看彼此隔开距离地设至少两个强迫导引装置(60)。
6.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为至少一个强迫导引装置(60)由空气输送通道(3)的一个侧壁(4、5)构成，所述侧壁在一个区段内成形为导致气流强迫转向。
7.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为与在第一强迫导引装置(60)所在区域内的通流截面的自由高度(h)相比，第二强迫导引装置(60)在其区域内造成在空气输送通道(3)内的通流截面自由高度(h)的一个高度错移量(V)。
8.按照权利要求7所述的设备，其特征为所述高度错移量(V)小于在第一和/或第二强迫导引装置(60)所在区域内的通流截面的自由高度(h)。
9.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为在具有强迫导引装置(60)的空气输送通道(3)上连接一个排气室(6)和/或一个出口(12)和/或一个抽吸口(22)和/或一个风机室(25)。
10.从气流中分离悬浮颗粒的设备，该设备具有一个抽吸口、一个空气输送通道(3)和一台抽风机，以及空气输送通道(3)部分地使气流沿其流动方向转向，其特征为一个底板(4)与一个顶板(5)彼此相隔间距地在它们之间构成空气输送通道(3)，所述底板(4)和所述顶板(5)在一个互相至少部分近似平行延伸的区段内，有至少两个彼此相继、反向弧形的弯曲段，以及，顶板(5)的前部区(9)和底板(4)的前段(8)限定一个带进口(1)的进口室(2)的边界。
11.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为一个内板(7)和一个背板(11)限定一个带一个出口(12)的排气室(6)的侧向边界，它们设在空气输送通道(3)的其中设有强迫导引装置(60)或弧形弯曲段的区段的下游。
12.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为所述出口(12)有椭圆的形状。
13.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为；底板(4)前段(8)的横截面设计为至少近似圆弧形。
14.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为底板(4)的前段(8)以其半径掠过一个大于90°角度的范围。
15.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为底板(4)的前段(8)和顶板(5)的前部区(9)具有一个至少近似同心的圆心(P1)。
16.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)的一个侧壁设计为悬浮颗粒从气流中分离的分离面(10)。
17.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)的相对置的侧壁彼此至少部分相隔同样的距离。
18.按前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)的至少一个侧壁在一个区段内横截面设计为半圆形的。
19.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)的一个侧壁分开，同时构成两个可相互移置的分区(9a、9b)。
20.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为空气输送通道(3)的一个侧壁至少部分可翻开或可拆除地与该设备连接。
21.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为一个包括一个用于安装风机的风机室(25)和一个具有一个下部抽吸口(22)的抽吸室(23)的外壳(21)，通过下部抽吸口(22)与排气室(6)的出口(12)结合。
22.按照权利要求21所述的设备，其特征为抽吸室(23)分为两个用于将气流供给风机的抽吸通道(24)并过渡到风机室(25)内。
23.按照权利要求21或22所述的设备，其特征为外壳(21)由至少两个外壳部分(21a、21b)组成。
24.按照权利要求21至23之一所述的设备，其特征为外壳(21)有凹槽(29、30)，用于安装一些风机工作所需的装置和/或一个控制装置。
25.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为在该设备的一个空气输送通道(3)内设另一个转向构件(40)，用于从气流精细地分离最微细的颗粒。
26.按照权利要求25所述的设备，其特征为所述转向构件(40)具有至少一个模块(43a)，所述模块由互相平行定向的圆柱形杆(43、44)构成的至少两个层(41、42)组成，其中，杆(43、44)外径D相同，配属于一层(41、42)的杆(43、44)互相以相同的距离X隔开间距，对角线距离Y相同，以及，距离X和对角线距离Y小于杆(43、44)的外径D。
27.按照权利要求26所述的设备，其特征为距离X与对角线距离Y一致。
28.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为一个用于从气流中分离异味分子的管式过滤部分(50)连接在外壳(21)的上部送风口(27)上。
29.按照权利要求28所述的设备，其特征为管式过滤部分(50)设计为圆柱形，包括一个内部的空心圆柱形分配室(56)，分配室(56)侧面以一个第一透气壁(51)为界，在其外侧上成形一层过滤介质(52、53)，一个第二透气壁(57)贴靠在层(52)的外侧上，在第二透气壁(57)的外侧上成形一个由过滤介质(52、53)组成的层，以及一个第三透气壁(58)贴靠在此过滤介质(53)的层的外侧上，以及，这些透气壁(51、57、58)具有一些通孔(70)。
30.按照权利要求28或29之一所述的设备，其特征为管式过滤部分(50)被气流沿径向流过，气流从下面通过一个在下部的口(55)进入分配室(56)，接着沿径向流过带孔板圆柱筒(51、57、58)和层(52、53)，以及气流侧向从第三孔板筒(58)的通孔(70)流出。
31.按照前列诸权利要求之一所述的设备的应用，用于小厨房和/或大厨房的排烟雾罩或集烟雾罩。
32.按照权利要求23所述的设备的应用，用于空气循环系统中的小厨房和/或大厨房的排烟雾罩或集烟雾罩。
全文摘要
本发明涉及一种从气流中分离悬浮颗粒的设备，该设备有一个抽吸口、一个空气输送通道和一台抽风机，以及空气输送通道部分地使气流沿其流动方向转向。为了将悬浮颗粒几乎完全从空气中滤出，建议气流通过设在空气输送通道内的强迫导引装置以这样的方式沿一个总的输送方向导引，即，使气流经受至少两次先后进行的沿不同方向的曲线状转向；以及，至少一个强迫导引装置的伸入空气输送通道内的高度尺寸，小于空气输送通道在此强迫导引装置所在区域内的通流截面的自由高度。
文档编号F24C15/20GK1628229SQ02829167
公开日2005年6月15日 申请日期2002年12月18日 优先权日2002年5月8日
发明者乌多·贝林, 马蒂亚斯·魏贝尔 申请人:贝尔贝尔污气技术有限公司