CN110876873A - 过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的过滤系统，有同一延伸线上的入口通道及出口通道的壳体；导流机构，朝入口通道方向渐缩的第一渐缩部、朝出口通道方向渐缩的第二渐缩部及多个叶片，叶片相对于延伸线螺旋地延伸于第一渐缩部，叶片与壳体的内壁之间形成一间隙，该间隙小于叶片相对第一渐缩部的表面的高度。可缩小该过滤系统的体积且具有较佳的过滤分离效果。进一步的，叶片应用了三维摆线。各叶片平行于第一渐缩部的表面的任一截面系各位于一摆线上。藉此，含尘气体由入口通道进入后，于在叶片上沿滞留时间最短的路径移动，进而减少因摩擦力所造成的动能损失。因此，离心分离效果较佳，且可降低动力源将含尘气体送入过滤系统时所需功率。

Description

过滤系统

技术领域

本发明涉及气体过滤领域，尤其涉及一种过滤系统。

背景技术

一般过滤含尘气体的方式，是使含尘气体引起旋流，藉助于离心力原理，将在旋流外侧流动的粉尘从含尘气体分离。因此，装置具有形成旋流流动空间的圆筒形的外壳及在外壳内部使含尘气体引起旋流的导流机构。该导流机构的结构设计及其与该外壳间的配合直接影响粉尘气体的过滤效果。然，习知，现有技术中过滤装置配置不良因而无法有效的利用气体旋流，导致过滤效果不佳。

因此，有必要提供一种新颖且具有进步性的过滤系统，以解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种过滤系统，具高分离效率。

为达成上述目的，本发明提供一种过滤系统，包括：一壳体，包括位于同一延伸线上的一入口通道及一出口通道；一导流机构，包括一朝该入口通道方向渐缩的第一渐缩部、一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部及复数个叶片，该复数个叶片相对于该延伸线螺旋地延伸于该第一渐缩部，该复数个叶片与该壳体的内壁之间形成一间隙，该间隙小于该叶片相对该第一渐缩部的表面的一高度。

作为上述方案的优选，其中该壳体另包括一横向于该延伸线延伸的排尘通道，该排尘通道位于该出口通道的径向外侧。

作为上述方案的优选，其中该出口通道包括一连接该壳体的管件及一周设于该管件外的挡缘，沿该排尘通道的一轴向观之，该挡缘至少与该管件固定部分位于该管件范围内。

作为上述方案的优选，其中该挡缘朝该出口通道方向渐扩。

作为上述方案的优选，其中该挡缘设有多个复数个鰭片，该多个复数个鰭片的延伸方向顺向于该叶片的螺旋方向。

作为上述方案的优选，其中该挡缘一体冲压贯穿形成多个复数个贯孔及该多个复数个鰭片。

作为上述方案的优选，其中该壳体另包括一自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该多个复数个叶片与该扩口部形成该间隙。

作为上述方案的优选，其中该第一渐缩部及该多个复数个叶片与部分伸入该入口通道有重合中。

作为上述方案的优选，其中该第二渐缩部的一表面延伸通过该出口通道。

作为上述方案的优选，其中该导流机构系经由至少一支承件连接支承于该出口通道。

作为上述方案的优选，其中各该叶片之一末端面为一斜面，该斜面顺向于该叶片的螺旋方向。

作为上述方案的优选，其中该挡缘朝该出口通道方向渐扩；该壳体另包括一自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该多个复数个叶片与该扩口部形成该间隙；该第一渐缩部及该多个复数个叶片部分伸入该入口通道中；该第二渐缩部的一表面延伸通过该出口通道；该导流机构系经由至少一组支承件连接支承于该出口通道；该组支承件为复数个；该第一渐缩部及该第二渐缩部间设有一转折部，该组支承件连接于该转折部与该出口通道；该第一渐缩部及该第二渐缩部皆为圆锥体；该第一渐缩部的锥角不大于该第二渐缩部的锥角；该转折部横向于该延伸线的一截面与该出口通道的距离不大于该第二渐缩部的锥高的2倍；各该叶片的一末端面为一斜面，该斜面顺向于该叶片的螺旋方向。

作为上述方案的优选，其特征在于，其中各该叶片具有一摆线轮廓。

作为上述方案的优选，其中各该叶片平行于该第一渐缩部的表面的任一截面系各位于一摆线上。

本发明提供的过滤系统，有同一延伸线上的入口通道及出口通道的壳体；导流机构，朝入口通道方向渐缩的第一渐缩部、朝出口通道方向渐缩的第二渐缩部及多个叶片，叶片相对于延伸线螺旋地延伸于第一渐缩部，叶片与壳体的内壁之间形成一间隙，该间隙小于叶片相对第一渐缩部的表面的高度。可缩小该过滤系统的体积且具有较佳的过滤分离效果。进一步的，叶片应用了三维摆线。各叶片平行于第一渐缩部的表面的任一截面系各位于一摆线上。藉此，含尘气体由入口通道进入后，于在叶片上沿滞留时间最短的路径移动，进而减少因摩擦力所造成的动能损失。因此，离心分离效果较佳，且可降低动力源将含尘气体送入过滤系统时所需功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一较佳实施例的局部剖视立体图；

图2为本发明一较佳实施例的局部剖视图；

图3为本发明一较佳实施例另一视角的局部剖视图；

图4为本发明一较佳实施例的挡缘的立体图；

图5为本发明一较佳实施例的导流机构的侧视图；

图6为二维摆线的示意图；

图7为三维摆线的示意图；

1：过滤系统；10：壳体；11：入口通道；12：出口通道；121：管件；122：挡缘；123：鰭片；124：贯孔；13：排尘通道；14：扩口部；20：导流机构；21：第一渐缩部；22：第二渐缩部；221：表面延伸；23：叶片；231：斜面；24：支承件；25：转折部；30：间隙；L：延伸线；h：高度；L1：距离；L2：锥高；C：摆线。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然并非用以限制本发明所欲保护的范畴，合先叙明。

如图1至图5所示，其显示本发明之一较佳实施例，本发明的过滤系统1包括一壳体10及一导流机构20。

该壳体10包括位于同一延伸线L上的一入口通道11及一出口通道12；该导流机构20包括一朝该入口通道11方向渐缩的第一渐缩部21、一朝该出口通道12方向渐缩的第二渐缩部22及多个叶片23，该多个叶片23相对于该延伸线L螺旋地延伸于该第一渐缩部21，该多个叶片23与该壳体10的内壁之间形成一间隙30，该间隙30小于该叶片23相对该第一渐缩部21的表面的一高度h。该壳体10、该入口通道11、该出口通道12、该第一渐缩部21及该第二渐缩部22较佳具有圆形截面，具最低流阻及最低动能损耗。藉此可形成旋流且具高分离效率。

该壳体10另包括一横向于该延伸线L延伸的排尘通道13，该排尘通道13较佳位于该出口通道12的径向外侧、且相对于该延伸线L偏心设置，使其位于旋流外围，可提高集尘效率。于本实施例中，该排尘通道13沿该出口通道12之径向朝外为一方管且渐缩地连接一圆管；该排尘通道亦可整体为圆管，较不降低旋流动能且较不卡垢。然，该排尘通道亦可具有不同的截面变化。

该出口通道12包括一连接该壳体10的管件121及一周设于该管件121外的挡缘122，沿该排尘通道13的一轴向观之，该挡缘122至少部分位于该管件121范围内。藉此，该挡缘122可防止离心分离的粉尘沿该壳体10与该管件121间的空间逆向旋流进入该出口通道12。详细说，该挡缘122朝该出口通道12方向渐扩而呈一锥圆锥面。该挡缘122设有多个鰭片123，该多个鰭片123的延伸方向顺向于该叶片23的螺旋方向，可有效挡止粉尘使其确实落尘进入该排尘通道13而排出。该挡缘122较佳为一体冲压贯穿形成多个贯孔124及该多个鰭片123，结构、制造简单，该多个贯孔124允许气体流通并具有导流效果且有效避免该挡缘122后方产生涡旋，可维持该壳体10内部气体的旋流。

该壳体10另包括一自该入口通道11朝该出口通道12方向渐扩的扩口部14，较佳地，该扩口部14为可拆卸地连接设置，便于拆装、更换、清理与维护。该多个叶片23与该扩口部14形成该间隙30，使含尘气体可顺畅通过而不降低旋流速度且不产生堆积。依据不同叶片形态，该间隙30可朝该入口通道11或该出口通道12方向渐扩、渐缩或等距离设置，适当的配置可提供压缩、加速气流的效果。该第一渐缩部21及该叶片23部分伸入该入口通道11中，含尘气体可于该入口通道11即开始导引旋流而不易堆积阻塞。各该叶片23的一末端面较佳为一斜面231，该斜面231顺向于该叶片23的螺旋方向，不影响旋流且使动能损耗降至最低。

该第二渐缩部22的一表面延伸221通过该出口通道12，而可引导气流进入该出口通道12。该流导流机构20系经由至少一支承件24连接支承于该出口通道12。该至少一支承件24较佳为复数个，该第一渐缩部21及该第二渐缩部22间设有一转折部25，该复数支承件24连接于该转折部25与该出口通道12，增加稳固性且不影响旋流(尤其径向较外且含尘较多的部分)。然，该导流机构20也可连接支承于该壳体10的内壁。于本实施例中，该第一渐缩部21及该第二渐缩部22皆为锥圆锥体；该第一渐缩部21的锥角不大于该第二渐缩部22的锥角；该转折部25横向于该延伸线L的一截面与该出口通道12的距离L1不大于该第二渐缩部22的锥高L2的2倍，若配合适当的该第二渐缩部22的锥角，分离粉尘的气流可因康达效应(Coanda Effect，或附壁作用)而趋向于沿该第二渐缩部22流动，使分离粉尘的气流流入该出口通道12，可缩小该过滤系统1的体积且具有较佳的过滤分离效果。

藉由上述结构，该导流机构20可引导含尘气体顺畅的流动而不形成乱流且将动能损耗降至最低。当含尘气体由该入口通道11流入，该第一渐缩部21的该多个叶片23导引该含尘气体形成以该延伸线L为轴的旋流。此时，质量较气体大的粉尘因离心力较大而沿惯性方向向外侧回旋，再由该排尘通道13排出；质量较小的气体则在旋流内侧回旋，而可藉由附壁作用沿该第二渐缩部22流入该出口通道12，缩短气体流动距离同时达到分离过滤的效果。因此，该过滤系统1动能损耗低，且具有较小体积，便于移动、装卸。

较佳地，各该叶片23具有一摆线C轮廓，提供含尘气体转换方向时最短路径以增加分离效率。摆线(Cycloidal Curve)的定义为当半径为r的圆在x轴上不滑动地滚动时圆上的一点P所形成的轨迹(如图6)，将摆线以针对旋转角度t的函数式表现，当圆的半径为r、旋转角度为t时，其函数式如下列之[数学式1]及[数学式2]所示。

[数学式1]

x＝r×(t-sin(t))

[数学式2]

y＝r×(1-cos(t))

为了将二维平面摆线转换为三维摆线，若列出代表摆线上各点的切线坡度(Tangential Slope)的微分函数式(Differential Function)，其则为利用摆线的速度函数式(Velocity Function)，如以下列之[数学式3]所示。

[数学式3]

如图7所示，以X-Y坐标上之原点C1为中心，半径为r的圆以原点C1为基准，每次旋转角度t的圆的函数式如以下[数学式4]及[数学式5]所示。

[数学式4]

x＝r×cos(t)

[数学式5]

y＝r×sin(t)

为了利用该速度函数式导出三维摆线函数式，若将该圆的函数式以原点C1为中心每次旋转角度t，以此所列出的微分函数式的速度函数式为Z轴，将该圆的中心点从Z轴上的C1同时移动到C2，每次移动角度t，则在以C1为中点、以半径为r的圆为底边、高度以从C1至C2的距离为高度的圆柱表面上，圆上的任意点P移动的轨迹成为三维摆线，三维摆线的函数式如下列[数学式6]至[数学式8]所示。

[数学式6]

x＝r×cos(t)

[数学式7]

y＝r×sin(t)

[数学式8]

本发明的该导流机构20的叶片23应用了三维摆线。当绘制在圆柱表面形成的三维摆线时，若使圆半径r值根据圆锥渐进地变化，则形成在圆锥表面上表现的三维摆线。各该叶片23的平行于该第一渐缩部21之表面的任一截面系各位于一摆线C上。藉此，含尘气体由该入口通道11进入后，于该多个叶片23上系沿滞留时间最短的路径移动，进而减少因摩擦力所造成的动能损失。因此，离心分离效果较佳，且可降低动力源(例如鼓风机)将含尘气体送入该过滤系统1时所需功率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (14)

1.一种过滤系统，其特征在于，包括：

一壳体，包括位于同一延伸线上的一入口通道及一出口通道；

一导流机构，包括一朝该入口通道方向渐缩的第一渐缩部、一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部及复数个叶片，该复数个叶片相对于该延伸线螺旋地延伸于该第一渐缩部，该复数个叶片与该壳体的内壁之间形成一间隙，该间隙小于该叶片相对该第一渐缩部表面的高度。

2.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，该壳体另包括一横向于该延伸线延伸的排尘通道，该排尘通道位于该出口通道的径向外侧。

3.如权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，该出口通道包括一连接该壳体的管件及一周设于该管件外的挡缘，沿该排尘通道的一轴向观之，该挡缘至少部分位于该管件范围内。

4.如权利要求3所述的过滤系统，其特征在于，该挡缘朝该出口通道方向渐扩。

5.如权利要求3所述的过滤系统，其特征在于，该挡缘设有复数个鰭片，该复数个鰭片的延伸方向顺向于该叶片的螺旋方向。

6.如权利要求5所述的过滤系统，其特征在于，该挡缘一体冲压贯穿形成复数个贯孔及该复数个鰭片。

7.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，该壳体另包括一自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该复数个叶片与该扩口部形成该间隙。

8.如权利要求7所述的过滤系统，其特征在于，该第一渐缩部及该复数个叶片部分伸入该入口通道中。

9.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，该第二渐缩部的表面延伸通过该出口通道。

10.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，该导流机构系经由至少一支承件连接支承于该出口通道。

11.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，各该叶片之一末端面为一斜面，该斜面顺向于该叶片的螺旋方向。

12.如权利要求6所述的过滤系统，其特征在于，其中该挡缘朝该出口通道方向渐扩；该壳体另包括一自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该复数个叶片与该扩口部形成该间隙；该第一渐缩部及该复数个叶片部分伸入该入口通道中；该第二渐缩部的一表面延伸通过该出口通道；该导流机构系经由至少一组支承件连接支承于该出口通道；该组支承件为复数个；该第一渐缩部及该第二渐缩部间设有一转折部，该组支承件连接于该转折部与该出口通道；该第一渐缩部及该第二渐缩部皆为圆锥体；该第一渐缩部的锥角不大于该第二渐缩部的锥角；该转折部横向于该延伸线的一截面与该出口通道的距离不大于该第二渐缩部的锥高的2倍；各该叶片的一末端面为一斜面，该斜面顺向于该叶片的螺旋方向。

13.如权利要求1至12中任一项所述的过滤系统，其特征在于，各该叶片具有一摆线轮廓。

14.如权利要求13所述的过滤系统，其特征在于，各该叶片平行于该第一渐缩部的表面的任一截面系各位于一摆线上。

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