CN107983045B - 用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道 - Google Patents

用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道，包括插在编织纤维滤料平行纤维过滤层中且由多个引流通道单元彼此平行间隔设置构成的梳子形状结构引流通道，平行纤维过滤层中彼此平行的过滤纤维分散在引流通道单元之间的间隙中，所述的引流通道用于设置在排油烟通道中且平行纤维层的纤维排列方向与排油烟通道风向一致，在每一个所述的引流通道单元的中间沿着与多个引流通道单元之间的空隙平行的方向开有竖向凹槽，每一个引流通道单元的分支凹槽与竖向凹槽连通设置。通过在纤维滤料中加入引流通道，避免油雾沉积，减小滤料阻力，延长滤料使用时间。

Description

用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道
技术领域
本发明涉及油烟过滤器，特别涉及用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道。
背景技术
中国的餐饮油烟作为独有的一类污染源，对城市大气环境质量的影响日趋显著，尤其是对人体的健康方面危害更大，主要表现为对基体具有遗传毒性、免疫毒性、肺脏毒性以及潜在致癌性等。有专家提出，在中国PM2.5中有机物含量可能与中国传统饮食文化的特殊性有关。
饮食业的油烟是指在对食物进行煎、炒、烹、炸过程中挥发出的油脂、有机质以及加热分解或裂解产物的统称。通常油烟是由<10μm的气、液两相油雾和水蒸气雾滴组成的。目前,在烹饪油烟的净化方面,国、内外大多沿用除尘技术中常用的净化方法,如过滤、洗涤、静电、离心等净化技术。由于油烟具有很强的凝结作用,采用这些净化机理(如过滤、洗涤、静电、离心等等)的净化设备很难清除捕集下来的油污,常使净化设备难以稳定运行。特别是过滤净化时,滤料沾满油污后只好更换新滤料,不仅增加了滤料的消耗量,而且也造成了二次污染。
纤维滤料是用于净化环境空气中微细颗粒物的重要技术手段。Sakano等对含有两种不同细度纤维的中效空气过滤器在滤饼存在条件下的捕集性能进行了理论与实验研究，证明使用不同线径的纤维混合滤料是改善过滤器效率的有效手段，得到了纤维尺度与捕集性能之间的关系，从而优化纤维尺度分布而达到延长过滤器使用寿命的目的。Chase等对几种不同的聚合物毫米级纤维进行了不同比例的纳米纤维复合，并对其与滤料过滤性能的关系做了实验研究。Seeberger为优化纤维滤料的过滤特性并延长其使用寿命，采用亚微米纤维或纳米纤维与普通毫米级纤维进行复合。在缓解油雾沉积和延长滤料使用时间方面，大多研究是从复合材料角度出发，关于使油滴滤出的研究较少。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种避免油雾沉积，减小滤料阻力，延长滤料使用时间的用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道，包括插在编织纤维滤料平行纤维过滤层中且由多个引流通道单元彼此平行间隔设置构成的梳子形状结构引流通道，平行纤维过滤层中彼此平行的过滤纤维分散在引流通道单元之间的间隙中，所述的引流通道采用金属材质，所述的引流通道用于设置在排油烟通道中且平行纤维层的纤维排列方向与排油烟通道风向一致，在每一个所述的引流通道单元的中间沿着与多个引流通道单元之间的空隙平行的方向开有竖向凹槽，在每一个所述的引流通道单元的竖向凹槽两侧分别还有多个与竖向凹槽具有45°-55°夹角的分支凹槽，每一个引流通道单元的分支凹槽与竖向凹槽连通设置，所述的引流通道与平行纤维层中的过滤纤维排列方向的夹角的余角的角度设置为通过引流通道分支凹槽汇流入竖向凹槽的油滴在所受合外力的作用下沿引流通道竖向凹槽流出编织纤维滤料时的角度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过在纤维滤料中加入引流通道，使附着在纤维上的油滴在风力的作用下移动到引流通道处，通过毛细作用引力使油滴被支通道吸引汇集，在重力、风力、附着力和摩擦力共同作用下沿主通道流出滤料，从而避免油雾沉积，减小滤料阻力，延长滤料使用时间。
附图说明
图1为本发明的用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道结构图；
图2为图1所示的引流通道和纤维滤料结合结构与风向垂直视图；
图3为图1所示的引流通道和纤维滤料结合结构与风向平行视图；
图4为图1所示的引流通道的Ⅰ部分的局部放大视图；
图5为引流通道单元上油滴受力分析图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
油烟过滤属于气-液过滤，有研究表明，在平行纤维的滤料中，油滴在直接拦截、惯性碰撞、布朗扩散和重力沉积等机理的作用下被纤维捕集，被捕集到纤维上的小液滴移动并相互凝并聚结为较大的液滴，增大的液滴被气流拖拽移动至滤料出口端表面并在出口表面受重力作用流出滤层。但是在油烟过滤中，被动的等待油滴流出是不现实的，油滴的黏度较大容易附着在纤维上，造成滤料的阻力变大，致使无法满足排油烟要求，频繁的更换滤料。
根据生活中常见的一个毛细现象，粉笔立在水中，水会沿着粉笔向上攀升至一定的高度。这是由于液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势，因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力。浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升，达到平衡。水对于粉笔是浸润液体，所以就会有水沿粉笔向上攀升的现象。
本发明的引流通道是利用毛细作用力。
如附图所示本发明的用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道，包括插在编织纤维滤料3平行纤维过滤层中且由多个引流通道单元彼此平行间隔设置构成的梳子形状结构引流通道1，所述的引流通道采用金属材质。
优选的相邻的两个引流通道单元之间的间隙2宽度为4-6mm，每一个所述的引流通道单元宽度为0.4-0.6mm，引流通道1的厚度为1-2mm。这样便于机械加工，且使油污疏导路径较短，防止油滴从通道上直接滴落，利于油污从滤料排除。
在每一个所述的引流通道单元的中间沿着与多个引流通道单元之间的空隙平行的方向开有竖向凹槽6，在每一个所述的引流通道单元的竖向凹槽6两侧分别还有多个与竖向凹槽具有45°-55°夹角的分支凹槽4，每一个引流通道单元的分支凹槽4与竖向凹槽6连通设置。
优选的竖向凹槽6和分支凹槽4的深度均为0.6-1.5mm，相邻的两个分支凹槽4间隔c为0.7-1.3mm，每一个分支凹槽4宽d为0.5-1mm，所述的竖向凹槽6宽b为0.7-1.2mm。这样可以有较好的成品率，且有良好的引流效果。
本引流通道在使用前需要进行表面疏油处理。将处理好的引流通道倾斜插入平行纤维过滤层如图2所示，平行纤维层的纤维排列方向与排油烟通道风向一致，引流通道1与平行纤维层中的过滤纤维排列方向的夹角的余角为a。如图3所示，平行纤维过滤层中彼此平行的过滤纤维的分散在引流通道单元之间隙2中。在油烟过滤的过程中，将该装置放入排油烟通道，油烟颗粒被滤料纤维捕集，然后风的推力，附着力等综合作用下沿着纤维向前移动，当经过引流通道1时，滤料纤维上的油滴被引流通道上的分支凹槽4通过毛细作用引入。油滴被分支凹槽4用毛细作用力汇聚到竖向凹槽6时，其受力如附图5所示。当油滴处于滴落的临界时，其受力平衡方程：
G＝F1cosa+F2sina
0＝F1sina-F2cosa-F3
当G＞F1*cosa+F2*sina时，油滴将直接脱离引流通道，滴落在滤料中；当G＜F1*cosa+F2*sina，且G*cosa+F3*sina＞F1时，油滴将沿着竖直凹槽流出滤料，减小滤料中油污的堆积，正是我们想要得到的结果。
通过上述理论计算分析，得出一定存在合适的a使得油滴可以沿引流通道1顺利流出滤料。a可以经实验测试调节得到，实验测试调节方法为：将加入引流通道1的纤维过滤器放入排油烟通道中，通过观察油滴的流出量，然后沿着风流动的方向，测量滤料上下游的空气压力差，即滤料的阻力，找到a使得滤料阻力最小即为测试选取的a，所述的引流通道与平行纤维层中的过滤纤维排列方向的夹角的余角的角度设置为恰好使通过引流通道1分支凹槽汇流入竖向凹槽6的油滴5在油滴重力G、排油烟管道风对油滴的推力F3、油滴与引流通道间的附着力F2、油滴与引流通道间的摩擦力F1的共同作用下沿引流通道1竖向凹槽6流出编织纤维滤料的角度。

Claims (2)

1.用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道，其特征在于：包括插在编织纤维滤料平行纤维过滤层中且由多个引流通道单元彼此平行间隔设置构成的梳子形状结构引流通道，平行纤维过滤层中彼此平行的过滤纤维分散在引流通道单元之间的间隙中，所述的引流通道采用金属材质，所述的引流通道用于设置在排油烟通道中且平行纤维层的纤维排列方向与排油烟通道风向一致，在每一个所述的引流通道单元的中间沿着与多个引流通道单元之间的空隙平行的方向开有竖向凹槽，在每一个所述的引流通道单元的竖向凹槽两侧分别还有多个与竖向凹槽具有45°-55°夹角的分支凹槽，每一个引流通道单元的分支凹槽与竖向凹槽连通设置，所述的引流通道与平行纤维层中的过滤纤维排列方向的夹角的余角的角度设置为通过引流通道分支凹槽汇流入竖向凹槽的油滴在所受合外力的作用下沿引流通道竖向凹槽流出编织纤维滤料时的角度。
2.根据权利要求1所述的用于编织纤维滤料过滤油烟的引流通道，其特征在于：相邻的两个引流通道单元之间的间隙宽度为4-6mm，每一个所述的引流通道单元宽度为0.4-0.6mm，引流通道的厚度为1-2mm。
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