TWI704959B - 多重氣旋式的濾塵裝置 - Google Patents

Abstract

一種多重氣旋式的濾塵裝置，包括一用以收集一粉塵的集塵腔室、一提供一待濾塵氣體進入並形成一第一氣旋進入該集塵腔室的一氣旋腔室、以及一設置於該集塵腔室及該氣旋腔室之間的導流組件；該導流組件包含一接收該集塵腔室迴流的該待濾塵氣體並形成一第二氣旋的第一導流管以及一與該第一導流管同軸向且以一氣流匯合間距分隔設置的第二導流管，令該第一導流管設有至少一濾塵孔供該第二氣旋中的該粉塵排出，使該第二導流管得由該氣流匯合間距結合該第一氣旋及該第二氣旋並形成一第三氣旋排出。

Description

多重氣旋式的濾塵裝置

本發明涉及一種氣旋分離粉塵的濾塵裝置，尤指一種多重氣旋式的濾塵裝置。

氣旋分離實際上屬於一種離心沉降，利用離心力將粒子於一渦流氣流中作高速旋轉，當旋轉速度越快，粒子所獲得的離心沉降速度也越大，進而達到粒子與氣流分離的目的。習用氣旋分離器概如圖1所示，主要是由一分離筒8構成，該分離筒8壁面設有一進氣入口81，該分離筒8底部的管徑呈漸縮，該分離筒8頂部則設有一抽氣管道82。實施時，含有粉塵粒子的一氣體由該進氣入口81進入，該氣體隨後沿著該分離筒8的內壁形成一下降旋流，最後又因該抽氣管道82被施予的吸力，而於該分離筒8內形成一股上升氣流，粉塵因自身重力令其無法隨上升氣流上升，而沉於該分離筒8底部，進而產生集塵效果，相關的專利技術就如TW I558462所揭。

習用氣旋分離器的濾塵效果相當有限，若欲增加該氣旋分離器的濾塵效果，主要實施方式有二，其一就是增加該分離筒內的腔室體積，其二就是在該分離筒內設置多層濾塵內筒，如TW I411422、TW 201340929、CN 103181741、CN 1572220A、JP 2000-254551A、JP 2005-103251A、JP 2005-224602A、JP 2006-205162A、JP 2006-272322A、JP 2006-297057A、JP 2006-346669A、JP 2014-83478A、JP 2015-131264、US 2017/0202418、US 2018/0036746。然而，若以增加該分離筒內的腔室體積實施，無疑是使該氣旋分離器的整體體積趨於龐大。若以多層濾塵內筒的實施卻會導致該 氣旋分離器的結構趨於複雜，除不利於維護之外，該濾塵內筒的定期替換更是一大問題，如用於過濾危險氣體的實施環境下，一旦需要更換該濾塵內筒，便需將整個系統停機，甚至停擺一段時間，才可進行更換。雖然近年來氣旋分離的技術成功的應用於家用吸塵裝置上，但家用吸塵裝置僅需收集微量的粉塵粒子，對於濾塵效果的要求相對工業需求來的小，而能使用體積小、結構簡單的氣旋分離器，若以相同結構套用於工業實施上，其濾塵效果明顯不符合工業用途所需。

除此之外，本案申請人亦曾提出了類似專利技術，如TW I562750、TW I649116所揭。

本發明主要目的，在於提高多重氣旋式濾塵裝置實施粉塵收集的濾塵效率並簡化濾塵裝置。

為達上述目的，本發明提供一種多重氣旋式的濾塵裝置，包括一用以收集一粉塵的集塵腔室、一提供一待濾塵氣體進入並形成一第一氣旋進入該集塵腔室的一氣旋腔室、以及一設置於該集塵腔室及該氣旋腔室之間的導流組件；該導流組件包含一接收該集塵腔室迴流的待濾塵氣體並形成一第二氣旋的第一導流管以及一與該第一導流管同軸向且以一氣流匯合間距分隔設置的第二導流管，令該第一導流管設有至少一濾塵孔供該第二氣旋中的該粉塵排出，該濾塵孔直接面對該氣旋腔室的側壁，使該第二導流管得由該氣流匯合間距結合該第一氣旋及該第二氣旋並形成一第三氣旋排出。

一實施例中，該濾塵孔設置於該第一導流管位於該氣流匯合間距的一端部，且該端部延伸設有用以協助該粉塵進入該第一氣旋再迴流落入該集塵腔室的一第一擋牆及一第三擋牆。

一實施例中，該第一導流管及該第二導流管位於該氣流匯合間距的相對端部延伸出一第一擋牆及一第二擋牆，且該第一擋牆的外周緣大於該第二擋牆的外周緣。

一實施例中，該第三擋牆向該集塵腔室方向更延伸設有一輔助該粉塵向該集塵腔室掉落的導流罩，且該導流罩與該第一導流管之間形成一間距。

一實施例中，該第二導流管的內徑大於該第一導流管的內徑。

一實施例中，該第一導流管的內徑由位於該集塵腔室的一端向位於該氣流匯合間距的另一端漸縮。

一實施例中，該第二導流管的內徑由位於該氣流匯合間距的一端向位於該排氣口的另一端漸增。

一實施例中，該第一導流管以複數支架接設於該集塵腔室及該氣旋腔室之間。

10:濾塵裝置

11:集塵腔室

12:氣旋腔室

121:入氣口

122:側壁

123:排氣口

20:導流組件

21:第一導流管

211:導流罩

212:間距

213:濾塵孔

214:第一擋牆

215:第三擋牆

216:支架

22:第二導流管

221:第二擋牆

23:氣流匯合間距

30:外部抽氣機

40:粉塵

50:第一氣旋

60:第二氣旋

70:第三氣旋

8:分離筒

81:進氣入口

82:抽氣管道

圖1，習用氣旋分離器的實施示意圖。

圖2，本發明一實施例的結構示意圖。

圖3，本發明一實施例的結構俯視示意圖。

圖4-1，本發明一實施例的第一氣旋實施示意圖。

圖4-2，本發明一實施例的第二氣旋及第三氣旋實施示意圖。

圖4-3，本發明一實施例的氣旋組合實施示意圖。

圖4-4，本發明一實施例的第一氣旋與第二氣旋實施放大示意圖。

圖4-5，本發明一實施例的氣旋組合實施放大示意圖。

圖5，本發明一實施例的第一導流管立體結構示意圖。

本發明詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：本文於後，對於元件所使用的「第一」及「第二」術語，旨在區別該些元件，非用以限制該些元件的先後順序。此外，本文於後所載「頂端」、「底緣」、「向上」、「向下」等空間相對用語是基於本文圖式所繪方向而定，可以理解地，該些空間相對用語可隨圖面所繪方向的改變而有變動，舉例來說，本圖圖式一經橫置，原先的「頂端」及「底緣」將分別變動為「左邊」及「右邊」。

請參閱圖2至圖4-3，本發明提供一種多重氣旋式的濾塵裝置10，該濾塵裝置10可被應用於需取得乾淨工作氣體的工業製程中。該濾塵裝置10包含一用以收集一待濾塵氣體中的一粉塵40的集塵腔室11、一連通該集塵腔室11的氣旋腔室12以及一設置於該氣旋腔室12內的導流組件20。其中，該氣旋腔室12具有一第一空間寬度，而該集塵腔室11具有一大於該第一空間寬度的第二空間寬度。再者，該氣旋腔室12與該集塵腔室11連通，使氣體可流動於該氣旋腔室12與該集塵腔室11之間。

該氣旋腔室12具有一入氣口121、一連接該入氣口121的側壁122以及一排氣口123。一實施例中，該入氣口121更可為一凸出於該側壁122上的管狀結構。又，該入氣口121被設置於該氣旋腔室12遠離該集塵腔室11的一端，該排氣口123則設置於該氣旋腔室12的頂端。

該導流組件20設置於該氣旋腔室12內。該導流組件20具有一接受自該集塵腔室11迴流的該待濾塵氣體並引導該待濾塵氣體螺旋流動以形成一第二氣旋60的第一導流管21，一與該第一導流管21位於同一軸向且與該第一導流管21具有一氣流匯合間距23並分隔設置的第二導流管22，該第一導流管21以複數支架216接設於該氣旋腔室12內，而該第二導流管22則連接至該排氣口123，該氣流匯合間距23為一預設間距，依照氣旋速度、導流管內徑以及腔室大小將對應變化該氣流匯合間距23的相對距離。

請同時參閱圖4-3與圖5，該第一導流管21設有至少一濾塵孔213，該濾塵孔213供該第二氣旋60中的該粉塵40排出，較佳實施例則是將該濾塵孔213設置於該第一導流管21位於該氣流匯合間距23的一端部，於該端部向該側壁122方向延伸設有一第一擋牆214，且該第一擋牆214對應該濾塵孔213位置向該集塵腔室11方向延伸設有一第三擋牆215，透過該第一擋牆214及該第三擋牆215讓該第二氣旋60中的該粉塵40自該濾塵孔213中離心甩出時發生碰撞，使該粉塵40融入一第一氣旋50再迴流至該集塵腔室11重複濾塵，或者透過該第三擋牆215向該集塵腔室11方向延伸設有一導流罩211來輔助該粉塵40直接向該集塵腔室11掉落，該導流罩211的內徑大於該第一導流管21的管徑，該導流罩211與該第一導流管21之間具有一間距212，且該導流罩211外壁面為一導弧面，該導弧面能有效輔助該粉塵40直接向該集塵腔室11掉落而避免再融入該第二氣旋60。

請同時參閱第4-1至4-3圖，當一外部抽氣機30啟動，由該入氣口121進入該待濾塵氣體在該氣旋腔室12形成該第一氣旋50並向下沉降至該集塵腔室11，該待濾塵氣體中的該粉塵40將因氣旋離心力靠近該集塵腔室11的側壁122，且依該粉塵40的重力向該集塵腔室11沉降堆積，而該第二氣旋60 形成時將同樣在該集塵腔室11形成流動氣流而帶出部分該粉塵40，此時，當該第二氣旋60移動至該濾塵孔213位置，部分該粉塵40將因氣旋離心力由該濾塵孔213甩出至該第一導流管21外部，為避免該第一氣旋50與該第二氣旋60彼此干涉，且有效地讓該粉塵40融入該第一氣旋50再迴流至該集塵腔室11或者讓該粉塵40依其重力直接沿著該導流罩211向下掉至該集塵腔室11，請參閱圖4-4所示，透過該第一擋牆214及該第三擋牆215將使該粉塵40發生碰撞而改變行進方向達成以上重複濾塵目的。

請參閱圖4-3至圖4-5所示，進入該第二導流管22並經該外部抽氣機30排出至外部的乾淨氣體將定義為一第三氣旋70，由該氣流匯合間距23進入該第二導流管22的氣流將由該第一氣旋50及該第二氣旋60組合成該第三氣旋70，其中，該第二氣旋60透過該第一導流管21的該濾塵孔213設計進行重複濾塵後，該第二氣旋60在離開該第一導流管21時已為乾淨氣體，且該第一氣旋50中的該粉塵40均因氣旋離心力而集中在該側壁122，相對來說，該第一氣旋50中央位置的氣體亦為乾淨氣體，因此，由該第一氣旋50及該第二氣旋60組合進入該第二導流管22的該第三氣旋70為已完成濾塵效果的乾淨氣體。而為更提升本發明濾塵效果，請參閱圖4-3，本發明利用該第二導流管22的內徑大於該第一導流管21的內徑，且該第一導流管21的內徑由位於該集塵腔室11的一端向位於該氣流匯合間距23的另一端漸縮，且該第二導流管22的內徑由位於該氣流匯合間距23的一端向位於該排氣口123的另一端漸增，藉此決定該第二氣旋60及該第三氣旋70的氣體流速及密實度而確保只有乾淨氣體合流為該第三氣旋70。此外，為降低該第一氣旋50中央區域的氣流仍然存有微量的該粉塵40而混入該第三氣旋70，該第二導流管22位於該氣流匯合間距23的一端部向該側壁122方向延伸出一第二擋牆 221，讓沉降的該粉塵40受到該第二擋牆221阻隔而僅讓乾淨氣體合流成該第三氣旋70，而該第一擋牆214的外周緣大於該第二擋牆221的外周緣，且該第一擋牆214外周緣及該第二擋牆221外周緣分別形成一導引面，該導引面將有效輔助該粉塵40向該集塵腔室11方向落下。

10:濾塵裝置

11:集塵腔室

12:氣旋腔室

121:入氣口

122:側壁

123:排氣口

20:導流組件

21:第一導流管

211:導流罩

212:間距

213:濾塵孔

214:第一擋牆

215:第三擋牆

216:支架

22:第二導流管

221:第二擋牆

23:氣流匯合間距

30:抽氣機

40:粉塵

50:第一氣旋

60:第二氣旋

70:第三氣旋

Claims (13)

1. 一種多重氣旋式的濾塵裝置，包括有：一集塵腔室，用以收集一待濾塵氣體中的一粉塵；一氣旋腔室，連通該集塵腔室，該氣旋腔室具有一提供該待濾塵氣體進入的入氣口，一連接該入氣口並引導該待濾塵氣體向該集塵腔室螺旋流動以形成一第一氣旋的側壁，以及一排氣口；以及，一導流組件，設置於該氣旋腔室內，該導流組件具有一接受自該集塵腔室迴流的該待濾塵氣體並引導該待濾塵氣體螺旋流動以形成一第二氣旋的第一導流管，一與該第一導流管位於同一軸向且與該第一導流管具有一氣流匯合間距並分隔設置的第二導流管，該第一導流管設有至少一濾塵孔供該第二氣旋中的該粉塵排出，該濾塵孔直接面對該氣旋腔室的側壁，且該第二導流管經由該氣流匯合間距結合該第一氣旋及該第二氣旋形成一第三氣旋向該排氣口排出。
2. 如請求項1所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該濾塵孔設置於該第一導流管位於該氣流匯合間距的一端部。
3. 如請求項2所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該端部向該側壁方向延伸設有一第一擋牆。
4. 如請求項3所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一擋牆對應該濾塵孔位置向該集塵腔室方向延伸設有一第三擋牆。
5. 如請求項4所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第三擋牆向該集塵腔室方向延伸設有一輔助該粉塵向該集塵腔室掉落的一導流罩。
6. 如請求項1所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第二導流管位於該氣流匯合間距的一端部向該側壁方向延伸出一第二擋牆。
7. 如請求項6所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一導流管位於該氣流匯合間距的一端部向該側壁方向延伸出一第一擋牆。
8. 如請求項7所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一擋牆的外周緣大於該第二擋牆的外周緣。
9. 如請求項8所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一擋牆外周緣及該第二擋牆外周緣形成一輔助該粉塵向該集塵腔室方向落下的導引面。
10. 如請求項1所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第二導流管內徑大於該第一導流管內徑。
11. 如請求項1或10所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一導流管的內徑由位於該集塵腔室的一端向位於該氣流匯合間距的另一端漸縮。
12. 如請求項11所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第二導流管的內徑由位於該氣流匯合間距的一端向位於該排氣口的另一端漸增。
13. 如請求項1所述多重氣旋式的濾塵裝置，其中，該第一導流管以複數支架接設於該氣旋腔室內。

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