專利名稱：用于降低旋風除塵器壓力損失的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種旋風除塵器，更具體來講，本發(fā)明涉及一種用于減弱旋風除塵器中紊流強度的裝置。
背景技術：
通常，真空吸塵器利用抽吸力吸入室內(nèi)空氣，并將各種雜質從空氣中分離出去，從而將雜質收集起來。目前存在多種類型的旋風除塵器，更具體來講，有一種旋風除塵器，其進氣口與排氣口都開在順流方向上，而另一種旋風除塵器的進氣口和排氣口則開在逆流方向上(或切線方向上)。
美國專利第3870486、4853008、4373228、4643738、4593429、5080697、5135552以及5160356號中公開了空氣在逆流方向上流動的那種旋風除塵器，而美國專利5350432則公開了空氣在順流方向上流動的那種旋風除塵器。
下面將參照圖1到圖3對空氣進流與空氣出流相逆的旋風除塵器進行描述。
換言之，現(xiàn)有技術中的旋風除塵器包括錐形的旋風體10、用于吸入室內(nèi)空氣和雜質的進氣道11、用來排出空氣的排氣道12、以及用于對從空氣中分離出的雜質進行收集的集塵斗13。
進氣道11沿切線方向延伸到旋風體10中。排氣道12一端從旋風體10的頂部伸入到旋風體10內(nèi)部。集塵斗13位于旋風體10的底部，其通過一雜質排出孔10a與旋風體10內(nèi)部相通。
這樣，如果在旋風體10的內(nèi)部產(chǎn)生了抽吸力，則含有灰塵的空氣就會經(jīng)進氣道11流入到旋風體10中。在此情況下，進氣道11從旋風體10外周延伸向切線方向，從而使流入到旋風體10中的空氣受到離心力的作用。也就是說，瞬間流入到旋風體10中的空氣與雜質沿旋風體10的內(nèi)壁旋流，從而就產(chǎn)生了離心力。相應地，具有一定質量的雜質就能從幾乎不具有質量的空氣中分離出來，并沿旋風體10的內(nèi)壁流動。然后，雜質由于其自身重量而下降，這樣，雜質就會經(jīng)雜質排出孔10a聚集到集塵斗13中。
換言之，按照下面公式1所給出的關系，質量近乎于零的空氣不受到離心力的影響，而具有一定質量的雜質則受離心力的作用而沿旋風體10的內(nèi)壁旋動。
F＝meω2式中F為離心力，m為質量，e為旋風體中心與其內(nèi)壁之間的距離，ω為角速度。
已分離掉雜質的空氣沿旋風體10的中央上升，并經(jīng)排氣道12排出。
但是，抽入到旋風體10中的、且向下運動的氣流會與從旋風體10底部上升排出的空氣發(fā)生干擾。這樣就會產(chǎn)生紊流區(qū)，該區(qū)域即為圖2中所示的“A”部分。
產(chǎn)生干擾的原因是排出空氣具有旋流力、以及旋風體10的截面面積要小于排氣道12的截面面積。
當旋風除塵器工作時，紊流的出現(xiàn)增加了噪音并造成壓力損失，由此降低了集塵效率。換言之，流到旋風體10的底部和集塵體13中的灰塵會混入要經(jīng)排氣道12排出的排氣中，這樣就降低了總集塵效率。
尤其是由于不排出的雜質在灰塵清除孔10a所在的旋風體10底部處旋動，所以雜質易于混到排氣中。
同時，排出的微塵會進入用來產(chǎn)生吸力的各個部件中，尤其是進入風扇電機中，從而損壞這些部件。
因而，在將現(xiàn)有技術的旋風除塵器應用于真空吸塵器的情況下，為解決上述問題，需要在真空吸塵器內(nèi)部再另外設置一個單獨的過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
相應地，本發(fā)明涉及一種可減少旋風除塵器壓力損失的裝置，該裝置可基本消除由現(xiàn)有技術所存在的局限性和缺陷所引發(fā)的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種減少旋風除塵器壓力損失的裝置，在該裝置中，可消除進入旋風體中的進氣從排氣道排出時所產(chǎn)生的紊流。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種減少旋風除塵器壓力損失的裝置，在該裝置中，不但可防止質量相對較重的塵粒混入到排出氣中，而且能防止微塵混入到排氣中。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下文的描述中提出，且這些特征和優(yōu)點在某種程度上可從本文的描述顯而易見地得出，或者可通過對本發(fā)明的實踐而得出。通過在說明書、權利要求書以及附圖中提出的具體結構，本發(fā)明上述目的及其優(yōu)點得以實現(xiàn)。
為了實現(xiàn)本發(fā)明目的所針對的這些優(yōu)點以及其它有利之處，作為具體的實施方式和寬泛的描述，提出了一種用于減少旋風除塵器壓力損失的裝置，該裝置包括旋風體；與旋風體相接的進氣道，用來吸取空氣和雜質；排氣道，用于將吸入到旋風體中的空氣排出；雜質排出孔，用來將在旋風體中從空氣中分離出去的雜質排出；以及沿排氣道軸線設置的層流裝置，其中所述層流裝置使經(jīng)排氣道排出的空氣喪失其旋流力，這樣，在排氣道和進氣道中流動的空氣都被層流化了。


本文所包含的附圖有助于對本發(fā)明有進一步的理解，這些附圖包含在說明書中，并構成說明書的一個組成部分，附圖表示了本發(fā)明的幾個實施例，其與說明書一道來解釋本發(fā)明的原理。
附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術的旋風除塵器的透視圖；圖2是沿圖1中的I-I線截取的剖視圖；圖3是沿圖1中的II-II線截取的剖視圖；圖4示出了本發(fā)明的第一實施例，其是逆流式旋風除塵器的縱向剖視圖，在該除塵器上采用了交叉葉板；圖5是圖4中“B”部分的詳細透視圖；圖6a、6b和圖6c的示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的各種類型交叉葉板的透視圖；
圖7示出了本發(fā)明的第二實施例，其是順流式旋風除塵器的縱向剖視圖，在該除塵器上采用了交叉葉板；圖8示出了本發(fā)明第三實施例，其是雙向旋風除塵器的縱向剖視圖，在該除塵器上采用了交叉葉板；圖9示出本發(fā)明的第四實施例，其是逆流式旋風除塵器的縱向剖視圖，在該除塵器上采用了圓柱形葉板；圖10是圖9中“C”部分的詳細透視圖；圖11是沿圖10中的III-III線截取的剖視圖；圖12的縱向剖視圖示出了一種順流式旋風除塵器，在該除塵器上應用了圓柱形葉板；圖13的縱向剖視圖示出了一種雙向旋風除塵器，其采用了圓柱形葉板；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種葉板的透視圖；圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的又一種葉板的透視圖；圖16示出了本發(fā)明的第五實施例，該縱向剖視圖示出了一種逆流式旋風除塵器，該除塵器中采用了交叉葉板；圖17示出了本發(fā)明的第六實施例，該縱向剖視圖示出了一種順流式旋風除塵器，該除塵器采用了交叉葉板；圖18的縱向剖視圖示出了本發(fā)明的第六實施例；以及圖19是示出圖18中“D”部分的詳細透視圖。
具體實施例方式
下面將詳細參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的這些示例表示在附圖中。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種用于減少旋風除塵器壓力損失的裝置是這樣設計的在位于旋風體100內(nèi)部的排氣道120的軸線上設置層流裝置。在該情況下，用交叉葉板140作為層流裝置。該交叉葉板140是由兩塊相互交叉的平面葉板141構成的。該交叉葉板140也可由三塊相互交叉的平面葉板構成。
交叉葉板140延伸到排氣道120的進氣口處，在該進口處會顯著地產(chǎn)生紊流。排氣道120通過除交叉葉板140連接部位之外的孔121排出空氣。相應地，如果存在抽吸力，室內(nèi)空氣和各種雜質就會經(jīng)過進氣道110進入到旋風體100中。在此條件下，空氣和各種雜質就沿旋風體100的內(nèi)壁一起旋流轉動。
幾乎沒有質量的空氣聚集在旋風體100底部的中央，從而形成了排氣。這樣，空氣就可經(jīng)過排氣道120排出。
同時，比空氣重的雜質由于其自身重量而沿旋風體100的內(nèi)周表面旋動，同時向下運動，之后，雜質經(jīng)過雜質排出孔100a而聚集到集塵斗130中。
在上述的這一階段中，相對較輕的微塵受離心力作用的影響較小。相應地，所排出的空氣中就可能帶有微塵。
但是，由于交叉葉板140延伸到排氣道20的端部，排氣所具有的預定的旋流力就會打擊到交叉葉板140的每個葉板141上，從而喪失旋流力，由此使氣流變成層流。
排氣中的微塵撞擊到交叉葉板140的每個葉板141上。這樣，微塵就會反彈向旋風體100的內(nèi)壁。微塵被夾裹在雜質中而沿旋風體100的內(nèi)壁旋動，從而就排入到集塵斗130中。
因此，經(jīng)排氣道120排出的空氣是以理想的狀態(tài)流動，且同時防止了微塵聚集在排氣中。結果是，從旋風體100中排出的只有純凈的空氣。在排氣道120進口處產(chǎn)生的紊流也被顯著減低了，空氣以理想狀態(tài)排出，這樣就減小了噪音和排氣壓力損失。
同時，該交叉葉板140并不僅限于第一實施例中的形式，其可被制成各種形狀，例如象圖6a、6b和圖6c所示那樣當從側面來看時其可為矩形、三角形或者橢圓形。
下面將參見圖7對根據(jù)第二實施例的用于減小旋風除塵器壓力損失的裝置進行描述。
在圖7中，該交叉葉板被應用到順流式旋風除塵器上。
在該旋風除塵器中，經(jīng)進氣道210吸入的氣體的流動方向與經(jīng)排氣道220排出的空氣的排氣方向相同。
在本發(fā)明第二實施例的順流式旋風除塵器中，由于在進氣道210所在的旋風體200內(nèi)部設置了用來產(chǎn)生旋流力的裝置250，所以需要設置交叉葉板。這就是說，由于經(jīng)裝置250排出的空氣具有相當大的旋流力，所以存在這樣的問題在旋風體200中流動的微塵易于混到排氣中。在本發(fā)明第二實施例的順流式旋風除塵器中，為了解決這一問題，在排氣道220的端部設置了交叉葉板240。
相應地，經(jīng)排氣道220排出的排氣撞擊到交叉葉板240的每個葉板241上，從而減小了其旋流力，這樣就形成了層流。
結果是排出的氣體只是純凈的空氣，且可以顯著地減小了由紊流引起的壓力損失和流動噪音。
下面將參見圖8對采用了交叉葉板的雙向旋風除塵器進行描述。
該雙向旋風除塵器包括旋風體300、進氣道的出口310、排氣道320、以及集塵斗330。出口310設置在旋風體300的中央附近。在旋風體300的兩側分別設置了排氣道320，且集塵斗330設置在旋風體300兩側的外周處。
換言之，該雙向旋風除塵器的構造是這樣的室內(nèi)空氣和雜質被抽吸到旋風體300的中央，然后，只有空氣從旋風體300的兩側排出。
在本發(fā)明的第三實施例中，在排氣道320的端部設置了層流裝置，即，交叉葉板340。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的旋風除塵器的工作過程。
如果在旋風體300內(nèi)產(chǎn)生了抽吸力，則含有雜質的空氣就通過進氣道310吸入到旋風體300中。當從位于旋風體300兩側的排氣道320排出時，進氣和雜質就相互分離開了。
換言之，具有一定質量的雜質沿旋風體300的內(nèi)壁轉動，并經(jīng)雜質排出孔300a排出到集塵斗330中。而通過排氣道320排出的則只是幾乎不具有質量的空氣。
此時，通過排氣道320排出的空氣仍具有部分旋流力，其中的旋流力是在空氣被吸入到旋風體300中時產(chǎn)生的。相應地，沿旋風體300的內(nèi)壁旋轉的雜質就會有部分混到具有預定旋流力的排氣中。因此，混在排氣中的微塵就容易從排氣道320排出。
但是，由于在排氣道320的進口側設置了交叉葉板340，排氣所具有的旋流力就作用在交叉葉板340上，這樣該旋流力就被削弱了。
當混在排氣中的微塵撞到交叉葉板340上時，微塵從交叉葉板340彈向旋風體300的內(nèi)壁面上。這樣，微塵就被混入到沿旋風體300內(nèi)壁旋轉的雜質中。
因而，通過設置在旋風體300兩側上的排氣道320排出的只是純凈的空氣。
從排氣道320的進氣側進入的排氣是以層流的理想狀態(tài)排出的，這樣就減弱了由紊流造成的壓力損失和流動噪音。
下面將參照圖9到圖11對根據(jù)本發(fā)明第四實施例的另一種層流裝置進行描述。
在該實施例中，圓柱形葉板440作為層流裝置。該圓柱形葉板440包括多個端部封斷的葉板441，且這些葉板相互分開。
詳細來講，在圓柱形葉板440的一側設置了第一圓柱形葉板支撐部分442，并在其另一端設置第二葉板支撐部分443，在支撐部分443的中央具有通孔。第一葉板支撐部分442和第二葉板支撐部分443相互正對。葉板441與每個葉板支撐部分442、443的內(nèi)側圓周方向傾斜預定的角度。在這一點上，構成圓柱形葉板440的每個葉板441都在朝向雜質在旋風體400中旋流的方向上偏斜預定角度。該結構這樣進行設計是由于這樣可使排氣層被流化，且同時可避免微塵混在排氣中而被排放出去。
換言之，從旋風體400底部上升并排入排氣道420的排氣仍具有預定的旋流力。由于在排氣中含有部分微塵，所以排氣要撞擊到圓柱形葉板440上。
此時，由于構成圓柱形葉板440的各個葉板441在朝向排氣旋流方向偏斜預定的角度。因而，排氣中所含的塵土就會撞擊到各個葉板441上，這樣就使微塵反彈向旋風體440的內(nèi)壁。
與此相反，氣流在沿圓柱形葉板440外周旋流的同時，可經(jīng)各葉板441之間的各個孔隙流入到圓柱形葉板440內(nèi)部空間中。然后，空氣經(jīng)與圓柱形葉板440內(nèi)部空間相通的排氣道420排出。
此時，當空氣進入到圓柱形葉板440的內(nèi)部時，排氣就喪失了其旋流力。這樣，排氣就被層流化了，從而減小了壓力損失和噪音。
根據(jù)本發(fā)明的層流裝置并不僅限于上述各實施例所示的形狀。
也就是說，可以用網(wǎng)孔型的圓柱形體540或沿其圓周開有多個通孔641的穿孔管640來構成層流裝置。
圖16和圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例。在本發(fā)明的第五實施例中，在旋風體700中與排氣道720相對的每個部分設置了作為層流裝置的交叉葉板740。在該結構中，當在旋風體700中流動的空氣被混到排氣中時，排氣的旋流力就被消除了。
交叉葉板740的長度為排氣道720和交叉葉板740間距離L的0.4～0.6倍。這是由于這樣就將交叉葉板740布置在旋風體700吸入的空氣混到排氣中的位置處，所以排氣可被理想地轉化為層流，這樣就減少了壓力損失。
如果交叉葉板740的長度為排氣道720和交叉葉板740間距離L的0.4倍或更小，則難于降低壓力損失。如果交叉葉板740的長度為排氣道720和交叉葉板740間距離L的0.6倍或更大，則空氣不容易進入到排氣中。相應地，交叉葉板740的長度應當確定在距離L的0.4～0.6之間。交叉葉板740的長度優(yōu)選是距離L的0.5倍。
表1中的實驗結果表示了對應于現(xiàn)有技術中不帶有交叉葉板的旋風除塵器和本發(fā)明的帶有交叉葉板740的旋風除塵器的壓力損失的對比。


在上表中，0.25L、0.5L和0.75L代表交叉葉板的長度為排氣道720和交叉葉板740之間距離L的0.25倍、0.5倍和0.75倍。同時，各實驗條件下的旋流方向都是相同的，流量約為1.2CMMC(立方米/分)。
總之，如表1所示，本發(fā)明的帶有交叉葉板740的旋風除塵器的壓力損失較小。尤其是，當交叉葉板的長度為排氣道720和交叉葉板740間距離L的0.5倍時。
同時，圖18和圖19示出本發(fā)明的第六實施例。
在本發(fā)明的第六實施例中，在旋風體800中設置排氣道820位置處的相對側設置了氣流導流部分860。該氣流導流部分860為裙狀，其延伸向排氣道820。在該氣流導流部分860的內(nèi)側設置了交叉葉板840。同時，在氣流導流部分860和旋風體800的內(nèi)壁之間突伸了一段支撐部分870，這樣就在氣流導流部分860和旋風體800的內(nèi)壁之間形成了預定的間隔。該結構用于通過氣流導流部分860形成理想的排氣，且避免了在旋風體800中旋流的、不排出的雜質中夾帶的微塵混到排氣中。
換言之，該氣流導流部分860被制成向排氣道820擴大，且微塵中的旋流位置與氣流導流部分860形成排氣的位置離開預定的間隔H。相應地，可理想地形成排氣，并能避免雜質混到排氣中。
此外，即使部分微塵混入到排氣中，微塵也會被位于氣流導流部分860內(nèi)部的交叉葉板840反彈出去。
通過交叉葉板840，不含微塵的排氣就被層流化了，以此降低了壓力損失。
工業(yè)應用性如上所述，本發(fā)明用于降低旋風除塵器壓力損失的裝置具有如下的優(yōu)點。
由于在旋風體中設置了層流裝置，所以就抑制了排氣紊流的發(fā)生，這樣就可以理想地排出空氣。減小了壓力損失和由于壓力損失而造成的排氣噪音。
此外，由于防止了微塵混入到排氣中，所以可提高吸塵效率。相應地，所排出的只是純凈的空氣。結果是在真空吸塵器中不再需要另外設置一個單獨的過濾器。
同時，由于在旋風體中另外形成了氣流導流部分，就可以防止雜質混入到排氣中。
顯而易見的是，對于本領域工作人員來講，在不背離本發(fā)明設計思想或保護范圍的前提下，可對上述用來減小旋風吸塵器壓力損失的裝置作多種形式的改動和變型。因而，只要對本發(fā)明的改動和變型是在所附權利要求書和其等效表達的范圍中，就應當認為它們涵蓋在本發(fā)明中。
權利要求
1.一種用于減小旋風除塵器壓力損失的裝置，其包括旋風體；與旋風體相接的進氣道，用來吸入空氣和雜質；排氣道，用于將吸入到旋風體中的空氣排出；雜質排出孔，用來將在旋風體中從空氣中分離出去的雜質排出；以及沿排氣道軸線設置的層流裝置，其中，所述層流裝置使經(jīng)排氣道排出的空氣失去其旋流力，這樣，在排氣道和進氣道中流動的空氣都是層流狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述層流裝置是由多個相互交叉的平面葉板構成的交叉葉板。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述層流裝置是圓柱形葉板，其是由多個端部封斷、且相互隔開的圓柱形葉板構成的。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所述圓柱形葉板中的每個葉板都在朝向雜質在旋風體中旋流的方向上偏斜預定的角度。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述層流裝置是由網(wǎng)孔型的圓柱體構成的。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述層流裝置是由沿其圓周開有多個通孔的穿孔管構成的。
7.根據(jù)權利要求1到6任一項所述的裝置，其特征在于所述層流裝置設置成從排氣道的端部延伸。
8.根據(jù)權利要求1到6任一項所述的裝置，其特征在于所述層流裝置設置在與旋風體中排氣道所在位置相對的位置處。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于所述層流裝置的長度為排氣道的進氣側與層流裝置間距離的0.4～0.6倍。
10.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于所述層流裝置的長度為排氣道的進氣側與其排氣側間距離的0.5倍。
11.一種用于減小旋風除塵器壓力損失的裝置，其包括旋風體；與旋風體相接的進氣道，用來吸入空氣和雜質；排氣道，用于將吸入到旋風體中的空氣排出；雜質排出孔，用來將在旋風體中從空氣中分離出去的雜質排出；氣流導流部分，其設置在旋風體中設置排氣道位置處的相對側，該氣流導流部分為裙狀，其延伸向排氣道；以及多個設置在氣流導流部分內(nèi)側的交叉葉板，以用來消耗氣流的旋流力，從而實現(xiàn)層流。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于還包括突伸在氣流導流部分和旋風體內(nèi)壁之間的支撐部分，其具有一定的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于降低旋風除塵器壓力損失的裝置,在該裝置中,進到旋風體中的空氣從排氣道排出時所產(chǎn)生的紊流能被層流化。這種用來降低旋風除塵器壓力損失的裝置不但能防止較重的灰塵混入到排氣中,而且能防止微塵進入排氣。用于降低旋風除塵器壓力損失的裝置包括:旋風體100；與旋風體相接的進氣道110,用來吸入空氣和雜質;排氣道120,用于將吸入到旋風體中的空氣排出;雜質排出孔100a,用來將旋風體中從空氣中分離出去的雜質排出;以及沿排氣道軸線設置的層流裝置140,其中所述層流裝置140使經(jīng)排氣道120排出的空氣失去其旋流力,這樣,在排氣道120和進氣道中流動的空氣都為層流狀態(tài)。
文檔編號B04C5/103GK1353591SQ00808196
公開日2002年6月12日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權日1999年4月23日
發(fā)明者安爀晟, 林慶錫, 郭東珍, 柳奉碩, 李成華 申請人:Lg電子株式會社