CN110721543A - 具自清功能之负压射流管 - Google Patents

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Abstract

一种具自清功能之负压射流管，至少包含吸入腔、喷射管及冲洗件。吸入腔之侧壁具有至少一吸入口用以连通第一流体管路。喷射管之出射口设于吸入腔中且喷射出第二流体，藉以使得吸入腔产生负压，以令第一流体管路中之第一流体进入吸入腔中。冲洗件系选择性提供第三流体冲洗吸入腔及/或第一流体管路。藉此，可自我清除管壁上的固体阻塞且可在整体设备不停机运转状态下进行自动清洁作业。

Description

具自清功能之负压射流管
技术领域
本发明是有关于一种微气泡产生装置，特别是有关于一种处理液体与气体混合及去除固体粉尘的负压装置，用于防止输送管阻塞。
背景技术
工业废气等气体通常被认为是各种环境问题的根源。工业制程废气常利用湿式洗涤塔捕捉有害气体，因此气体与液体混合程度决定除污能力优劣，为增加其混合程度，湿式洗涤塔区分成喷雾式(Spray Type)、填充塔式(Packed Tower Type)、文式管式(VenturiTube Type)等型式。其中，文式管式利用虹吸原理产生负压能防止有害气体回流，中国台湾新型专利第M535595号《输送管组件及具有该组件的气液混合搅拌器》即利用文式管构造增加气液混合程度，并搭配挠性管随水流扰动附着于输送管上的固体粉尘避免阻塞。然而，此挠性管会随使用时间经常发生断裂危险，造成设备损害，且因管壁过小且路径过长而造成除污力下降。而且，此传统技术在维修时将无法处理废气，因此必须停机才能维修，势必导致整体制程停摆。又，或者必须备有多套备用设备，因此不仅整体成本会增加，且会增加废气处理之复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明之目的就是提出一种具自清功能之负压射流管，藉以解决传统技术之问题。
为达前述之目的，本发明提出一种具自清功能之负压射流管，用以去除气体及/或气体中的固体颗粒，至少包含吸入腔、喷射管及冲洗件。吸入腔之侧壁具有至少一吸入口用以连通第一流体管路。喷射管之出射口设于吸入腔中且喷射出第二流体，藉以使得吸入腔产生负压，以令第一流体管路中之第一流体进入吸入腔中。冲洗件系选择性提供第三流体冲洗吸入腔及/或第一流体管路。
本发明之具自清功能之负压射流管还包含混合管连通吸入腔，用以混合第一流体与第二流体以产生混合流体。
本发明之具自清功能之负压射流管还包含扩散管连通混合管，用以喷洒出混合流体。
本发明之具自清功能之负压射流管，还包括一固套件设于该扩散管及/或该混合管上。
其中，吸入腔、喷射管、混合管及/或扩散管为一体式或组合式结构。
其中，冲洗件之数量较佳为复数个，且部份或全部的冲洗件系串联式连通、并联式连通或彼此不连通。
其中，冲洗件之数量为复数个且等角度喷出第三流体。
其中，冲洗件系设于吸入腔之侧壁及/或第一流体管路，用以朝向吸入腔喷出第三流体。
其中，第三流体为气体、液体、气体混合液体或轮替之气体及液体。
其中，第一流体为气体，第二流体为液体。
其中，冲洗件系依据负压之数值及/或依据时间设定及/或频率设定而喷出第三流体。
其中，冲洗件系于吸入腔实质具有或不具有负压的情况下喷出第三流体。
此外，本发明更提出一种具自清功能之负压射流管，利用一负压吸入一第一流体，且利用一第二流体穿过负压射流管以产生负压，其特征在于具有至少一冲洗件用以冲洗负压射流管。
其中，至少一冲洗件之数量为复数个且等角度喷出第三流体。
承上所述，依本发明之具有自清功能之负压射流管，其可具有一或多个下述优点：
(1)本发明之负压射流管可产生高负压吸入气体，解决流体管路的固体颗粒堵塞的问题。
(2)本发明之负压射流管具有自清功能，可在整体设备不停机运转状态下进行自动清洁粉尘去污作业。
(3)本发明之负压射流管利用气体或液体喷射，藉以自我清除管壁上的固体阻塞。
(4)本发明之负压射流管整体装置无耗材、无断裂危险、使用寿命长且组件更换方便。
附图说明
图1为本发明之具有自清功能之负压射流管之立体示意图。
图2为本发明之具有自清功能之负压射流管之侧面示意图，其中还绘示出第二流体管路。
图3为本发明之具有自清功能之负压射流管之俯视图。
图4为本发明之具有自清功能之负压射流管从一方向所得之剖面侧视图。
图5为本发明之具有自清功能之负压射流管从另一方向所得之剖面侧视图。
图6为本发明之具有自清功能之负压射流管之立体示意图，其中增设有固套件。
图7为本发明之具有自清功能之负压射流管之剖面示意图，其中增设有固套件。
图8为本发明之具有自清功能之负压射流管应用于废气处理装置之示意图。
其中：
10：负压射流管
20：吸入腔
21：固套件
22：侧壁
24：吸入口
26：排出口
30：喷射管
32：入射口
34：出射口
40：第一流体管路
42：第二流体管路
44：第三流体管路
50：冲洗件
60：混合管
70：扩散管
80：处理槽
71：固套件
100：第一流体
200：第二流体
300：第三流体
400：混合流体
具体实施方式
为利了解本发明之技术特征、内容与优点及其所能达成之功效，兹将本发明配合图式，并以实施例之表达形式详细说明如下，而其中所使用之图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后之真实比例与精准配置，故不应就所附之图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围。此外，为使便于理解，下述实施例中的相同组件系以相同的符号标示来说明。且图式所示的组件的尺寸比例仅为便于解释各组件及其结构，并非用以限定。
另外，在全篇说明书与申请权利要求所使用的用词，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本发明的描述上额外的引导。
关于本文中如使用“第一”、“第二”、“第三”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
其次，在本文中如使用用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，其均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明的具有自清功能之负压射流管不仅可产生高负压吸入气体，解决流体管路的固体颗粒堵塞的问题，还能提供自我清洁的功能，避免负压射流管之吸入腔长时间使用所导致之固体颗粒堵塞的问题。除此之外，本发明之负压射流管所喷洒出的混合流体若应用至具有流体之处理槽中，藉由产生单位体积的表面积(表面积除以体积)大幅提升的微气泡，能够提高气体溶解度及固体颗粒捕捉率。
请一并参阅图1至图8，图1为本发明之具有自清功能之负压射流管之立体示意图；图2为本发明之具有自清功能之负压射流管之侧面示意图。图3为本发明之具有自清功能之负压射流管之俯视图；图4为本发明之具有自清功能之负压射流管从一方向所得之剖面侧视图；图5为本发明之具有自清功能之负压射流管从另一方向所得之剖面侧视图；图6为本发明之具有自清功能之负压射流管之立体示意图，其中增设有固套件；图7为本发明之具有自清功能之负压射流管之剖面示意图，其中增设有固套件；图8为本发明之具有自清功能之负压射流管应用于废气处理装置之示意图。
如图1至图8所示，本发明之具有自清功能之负压射流管10至少包含吸入腔20及喷射管30。吸入腔20之侧壁22具有至少一吸入口24，吸入口24系用以连通第一流体管路40。其中，吸入腔20较佳为中空柱状管，且较佳为圆柱状管，但不限于此，其他形状同样可适用于本发明。喷射管30较佳为中空漏斗管，即喷射管30的结构呈上宽下窄，藉以加快流速，喷射管30的两侧开口的口径不同且较佳为入射口32的口径大于出射口34的口径，其中喷射管30的入射口32与出射口34之间的管壁可呈倾斜状，或平行延伸后再呈倾斜状，倾斜角度可随喷射管30的入射口32与出射口34之间的距离及口径而定。吸入腔20之顶侧较佳为封闭，吸入腔20之底侧具有排出口26。
喷射管30之顶端为入射口32，喷射管30之底端为出射口34。喷射管30之管身系部份或全部穿设于吸入腔20中，用以使得喷射管30之出射口34设于吸入腔20中，喷射管30之入射口32连通可提供第二流体200之第二流体管路42。因此，当第二流体200从喷射管30的入射口32进入吸入腔20中且从吸入腔20的出射口34喷射出时，高流量之第二流体200将会使得吸入腔20产生负压。此负压之数值例如，但不限于，0kPa至-100kPa，藉由真空负压现象之吸力或第一流体管路40中流动之第一流体100之压力(例如气体压力)，可使得第一流体管路40中之第一流体100进入至吸入腔20中，且较佳为被吸入至吸入腔20中。
本发明之设计可以加快流速以使周围环境产生真空负压现象而吸出第一流体管路40中的第一流体100(例如气体)，避免固体颗粒累积在第一流体管路40的出口处。喷射管30之出射口34与吸入腔20之排出口26之间的第一距离较佳为等于喷射管30之出射口34与吸入腔20之吸入口24之间的第二距离，藉以获得较佳喷射效果，但不限于此。举例而言，上述的第一距离亦可为大于或小于第二距离。此外，第一流体100可为气体或液体，第二流体200可为液体或气体。以处理制程废气为例，第一流体100较佳为气体，第二流体200较佳为液体。第一流体100之流量范围约为200SLM至4000SLM，第一流体管路40之管径范围约为10公分至250公分。第二流体200之流量范围约为200SLM至4,000SLM，第二流体管路42之管径范围约为10公分至250公分。
本发明之具有自清功能之负压射流管10还选择性包含混合管60，其中混合管60的入口端连通吸入腔20。详言之，混合管60之入口端较佳为连通吸入腔20之排出口26，因此当第一流体100与第二流体200分别经由第一流体管路40及喷射管30进入吸入腔20且从吸入腔20的排出口26进入混合管60时，混合管60即可混合第一流体100与第二流体200以产生混合流体400。其中，混合流体400较佳为具有微气泡，藉以达到去污功效。混合管60例如为中空柱状管，且较佳为圆柱状管，但不限于此，其他形状同样可适用于本发明。混合管60较佳为直管，即混合管60之管身的管径较佳为实质相同。混合管60之长度可依据实际需求而调整藉以达到不同之混合效果。
本发明之混合管60可直接连接吸入腔20。此外，混合管60也可间接连接吸入腔20。例如，混合管60与吸入腔20之间还可选择性具有固套件21(如图6及图7所示)，用以套接两者及/或增加结构稳固性。举例而言，本发明之吸入腔20之底侧可为具有排出口26之板体，且此板体可为可拆式连接侧壁22或一体成形于侧壁22。上述之混合管60可例如经由固套件21而连通吸入腔20。或者，吸入腔20之底侧也可由固套件21构成，其中固套件21之顶端连接吸入腔20之底端，且固套件21之底端连接混合管60，藉以使得混合管60经由固套件21而连通吸入腔20。惟，上述结构仅为举例，并非用以限定本发明。
本发明之具有自清功能之负压射流管10还选择性包含扩散管70，其中扩散管70的入口端连通混合管60之出口端。扩散管70较佳为中空管，且较佳为呈扩散状之漏斗管，即扩散管70的结构呈上窄下宽，扩散管70的两侧开口的口径不同，且较佳为扩散管70的入口端的口径小于出口端的口径，其中扩散管70的入口端与出口端之间的管壁较佳为呈倾斜状，即逐渐改变口径，或平行延伸后再呈倾斜状，倾斜角度可依据实际需求而调整藉以达到不同之扩散效果。本发明之负压射流管10之整体结构或者一个或多个组件之全部或部分材质可例如为，但不限于，聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、不锈钢，例如SUS304或SUS316不锈钢及其铁氟龙(PTFE)涂布层。其中，吸入腔20之结构可为全部或部分透明，或者吸入腔20之结构可为全部或部分不透明。若吸入腔20具有透明结构，则有助于使用者肉眼观看是否产生阻塞。
本发明之扩散管70可直接连接混合管60。此外，扩散管70也可间接连接混合管60。例如，扩散管70与混合管60之间还可选择性具有固套件71(见图6及图7)，用以增加结构稳固性，其中此固套件71之一端连接混合管60，另一端连接扩散管70，或者是固套件71位在扩散管70与混合管60之间的连接处。惟，上述结构仅为举例，并非用以限定本发明。除此之外，本发明之负压射流管可为一体式或组合式结构，其中吸入腔20、喷射管30、混合管60及/或扩散管70为一体式或组合式结构。以组合式结构之扩散管为例(如图6及图7所示)，本发明之扩散管70可由两个或两个以上的管体连接而成。惟，上述结构仅为举例，并非用以限定本发明。
本发明之另一技术特色在于本发明之具有自清功能之负压射流管10更包含至少一冲洗件50。冲洗件50较佳为直接或间接连接第三流体管路44以连通第三流体管路44，其中第三流体管路44之另一侧则系例如连通至第三流体供应槽(未绘示)以供应第三流体300进入吸入腔20及/或第一流体管路40中。由于，上述之第二流体200系从喷射管30底端的出射口34喷出且进入混合管60中，故出射口34的下方及/或甚至上方可能会有固体粒子沉积而产生阻塞现象，因此冲洗件50的较佳设置位置为位于喷射管30之出射口34的上方，且更佳为位于吸入腔20之顶端及喷射管30之出射口34之间，藉此可清洁负压射流管以及清除或避免固体微粒沉积于负压射流管上。惟，上述冲洗件50的设置位置仅而举例，并非用以限定本发明，冲洗件50亦可设于吸入腔20之顶端及喷射管30之出射口34之间，用以达到清洁负压射流管以及清除或避免固体微粒沉积于负压射流管之功效。
此外，冲洗件50或第三流体管路44可例如由控制组件(未绘示)控制，藉以使得第三流体管路44经由冲洗件50供应或停止供应第三流体300。控制组件可例如为，但不限于，控制器搭配抽水帮浦或者电控阀。控制组件可采用现有技术，故不赘述。冲洗件50的型式并无特别限定，只要可喷出单一液柱或复数个液柱，均可适用于本发明。举例而言，冲洗件50可例如为喷头、喷嘴、管体、开口或其他适合之清洁组件，只要使得本发明之冲洗件50可选择性喷出第三流体300冲洗吸入腔20及/或第一流体管路40，即适用于本发明。冲洗件50较佳为水平喷出第三流体300，亦即第三流体300较佳为实质垂直于第二流体200进入吸入腔20之方向，可达较佳冲刷清洗之功效，但不限于此，第三流体300亦可呈倾斜状朝向吸入腔20之吸入口24及/或吸入腔20之排出口26，或甚至平行于第二流体200进入吸入腔20之方向，只要能够有效清除固体阻塞，即可适用于本发明。上述仅为举例，并非用以限定本发明，即各种冲洗方式与设计均属于本发明之范畴。
此外，冲洗件50可例如为设于吸入腔20上，亦可设于第一流体管路40上，或者同时设于吸入腔20及第一流体管路40上。或者，冲洗件50亦可设于喷射管30或第一流体管路40上，此时第三流体300可由第三流体管路44供应或者由喷射管30或第一流体管路40供应。抑或是，冲洗件50亦可设置于负压射流管10上之任何位置或甚至相距吸入腔20一段距离。换言之，任何结构、任何型式、任何设置位置或任何数量之冲洗件50只要能够选择性喷出第三流体300冲洗吸入腔20及/或第一流体管路40，均适用于本发明。此外，第三流体300之材质与供应源可相同或不同于第二流体200。
续言之，冲洗件50之数量可依据实际需求而定，可为单个或复数个。若冲洗件50之数量为复数个，则冲洗件50可例如分布于相同水平面(单层分布)或分布于不同水平面(多层分布)上，亦可等角度分布，藉以等角度喷出第三流体300。以冲洗件50之数量为三个举例，则这三个冲洗件50之间所夹角度较佳120度。同理，本发明之冲洗件50不限于等角度分布，冲洗件50亦可为非等角度分布。以冲洗件50之数量为三个为例，这三个冲洗件50设置位置较佳为两个冲洗件50位在吸入腔20中，一个冲洗件50位在第一流体管路40上，第一流体管路40若具有可能产生固体颗粒沉积的地方，例如弯折处，则冲洗件50较佳为位在第一流体管路40之弯折处上。另外，在本发明中，这些冲洗件50中部份或全部的冲洗件50可例如藉由第三流体管路44或其他管路而串联式连通、并联式连通，或者这些冲洗件50中部份或全部的冲洗件50亦可为彼此不连通而独立运作。
举例来说，冲洗件50可例如为市售的三通接头或三通阀，或者是藉由市售的三通接头或三通阀依序连通第三流体管路44，藉此第三流体管路44所供应之第三流体300可同时或依序由冲洗件50高速喷向吸入腔20及/或第一流体管路40中可能产生或已经产生阻塞之位置。而且，第三流体管路44供应第三流体300至冲洗件50之方式可例如为依据上述负压之数值，例如判断负压之数值有无超过预定数值范围，以及/或者依据时间设定及/或频率设定，例如定时/定频，而手动式操控或自动式操控。以判断数值为例，本发明的负压射流管10还可增设压力传感器(未绘示)，较佳为设于吸入腔20或第一流体管路40上，藉以感测负压之数值，使得使用者可手动操作。或者是，上述之控制组件亦可经由此负压之数值，藉以判断是否位于预定数值范围，若结果为否，则自动开始供应第三流体300，藉以清除固体阻塞。由于本发明所属技术领域中具有通常知识者，依据本发明之揭示内容，应可明了如何控制冲洗件50产生冲洗效果，故此处不另赘述。总言之，本发明之冲洗件50可采用任何现有之结构或技术，藉以达到清洁、预防或去除固体阻塞之功效。
本发明之又一技术特点为冲洗件50能够在吸入腔20实质具有负压的情况下喷出第三流体300以达到自我清洁之功效，亦即本发明之具自清功能之负压射流管装置可在整体设备不停机运转状态下进行自动清洁粉尘去污作业并实质保持负压射流管10在负压状态。惟，本发明同样不限于上述方式，本发明之具自清功能之负压射流管装置也可依据实际需求而在吸入腔20实质不具有负压的情况下喷出第三流体300，亦即可在整体设备停机运转状态下再进行自动清洁粉尘去污作业。
以处理制程废气为例，第一流体100较佳为气体，例如为废气等尾气，且例如为半导体制程中所产生的制程气体，第二流体200较佳为液体，例如液态水、含水之溶液或其他洗涤液体，例如碱性溶液。举例而言，淡水所组成的洗涤液实际上已足以应用于捕捉许多灰尘或固体颗粒，其中洗涤液的水溶液可湿润并捕捉灰尘或颗粒。此外，由淡水和氢氧化钠或其他中和剂(如石灰)所组成的洗涤液，则可以有效地提取和中和大量的酸性物质，例如氢氯酸、硫酸或废气中的其他含酸成分。由于，氢氯酸及硫酸等酸性物质都非常容易溶于水，因此，水所组成的洗涤液中若存在合适的碱，例如可溶解于水的氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)和/或碳酸氢钠(NaHCO3)，则可吸收及中和各种生产来源中的酸性成分，以降低酸性溶液的形成。
若本发明之具自清功能之负压射流管10设置于处理槽80中(如图8所示)，藉以构成一废气处理装置，则第二流体200的组成成份较佳为依据待处理的第一流体100(例如气体)来决定，且第二流体200(例如液体)较佳为容置于处理槽80中，并例如经由管路循环供应至喷射管30以从出射口34喷出，藉由利用文氏管原理产生高负压吸入第一流体管路40中的第一流体100(气体)，形成水气混合流体。当水气混合流体进入混合管60、扩散管70或进入处理槽80中的第二流体200时，第一流体100(气体)会因压力变化被切割为微气泡，且为直线运动，能量使用效率高。此外，由于本发明之具自清功能之负压射流管装置可在整体设备不停机运转状态下进行自动清洁粉尘去污作业，亦即本发明可实时保持负压值，且可实时保持较低排气马达功率。因此以PM2.5微粒子为例，本发明可实时保持97％之去除率，且具有节能效果。
在本发明之各种实施态样中，第三流体300均可例如为气体、液体或气体混合液体，上述之气体可例如为空气、氮气、惰性气体或其他合适气体，液体可例如为液态水、含水之溶液或其他合适溶液等洗涤液，但不限于此。举例而言，第三流体300亦可为轮流供应替换之气体及液体，例如供应气体一段时间之后，改供应液体另一段时间，接着再供应气体一段时间，以此类推。举例而言，第三流体300为气体时，冲洗件50所喷射出之第三流体300之流量范围约为200SLM至4,000SLM。第三流体300为液体时，冲洗件50所喷射出之第三流体300之流量范围约为200SLM至4,000SLM。
综上所述，依本发明之具有自清功能之负压射流管，其可具有一或多个下述优点：(1)本发明之负压射流管可产生高负压吸入气体，解决流体管路的固体颗粒堵塞的问题。(2)本发明之负压射流管具有自清功能，可在整体设备不停机运转状态下进行自动清洁粉尘去污作业。(3)本发明之负压射流管利用气体或液体喷射，藉以自我清除管壁上的固体阻塞。(4)本发明之负压射流管整体装置无耗材、无断裂危险、使用寿命长且组件更换方便。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于后附之申请专利范围中。

Claims (14)

1.一种具自清功能之负压射流管，包含：
一吸入腔，该吸入腔之一侧壁具有至少一吸入口，该吸入口系用以连通一第一流体管路；
一喷射管，该喷射管之一出射口设于该吸入腔中且喷射出一第二流体，藉以使得该吸入腔产生一负压令该第一流体管路中之一第一流体进入该吸入腔中；以及
至少一冲洗件，用以选择性提供一第三流体清洗该吸入腔及/或该第一流体管路。
2.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，还包含一混合管连通该吸入腔，用以混合该第一流体与该第二流体以产生一混合流体。
3.如权利要求2所述之具自清功能之负压射流管，还包含一扩散管连通该混合管，用以喷洒出该混合流体。
4.如权利要求3所述之具自清功能之负压射流管，还包括一固套件设于该扩散管及/或该混合管上。
5.如权利要求3或4所述之具自清功能之负压射流管，其中该吸入腔、该喷射管、该混合管及/或该扩散管为一体式或组合式结构。
6.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该至少一冲洗件之数量为复数个，且部份或全部之该些冲洗件系串联式连通、并联式连通或彼此不连通。
7.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该至少一冲洗件之数量为复数个且等角度喷出该第三流体。
8.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该至少一冲洗件系设于该吸入腔之该侧壁及/或该第一流体管路，用以朝向该吸入腔喷出该第三流体。
9.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该第三流体为气体、液体、气体混合液体或轮替之气体及液体。
10.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该第一流体为气体，该第二流体为液体。
11.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该至少一冲洗件系依据该负压之数值及/或依据一时间设定及/或一频率设定而喷出该第三流体。
12.如权利要求1所述之具自清功能之负压射流管，其中该至少一冲洗件系于该吸入腔实质具有或不具有该负压的情况下喷出该第三流体。
13.一种具自清功能之负压射流管，利用一负压吸入一第一流体，且利用一第二流体穿过该负压射流管以产生该负压，其特征在于具有至少一冲洗件用以冲洗该负压射流管。
14.如权利要求13所述之具自清功能之负压射流管，其特征在于该至少一冲洗件系于该负压射流管实质具有或不具有该负压的情况下喷出一第三流体以冲洗该负压射流管。
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