CN112996603A - 旋风集尘装置及使用其的集尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋风集尘装置及使用其的集尘方法。本发明提供一种旋风集尘装置及使用其的集尘方法，该旋风集尘装置包括：集尘器，包含粉尘的气体被供给至集尘器的内部空间中，集尘器具有沿长度方向切割并形成在壁中的多个狭缝；集尘器壳体，集尘器被容纳在该集尘器壳体的内部，集尘器壳体被设置为与集尘器接触或间隔开；出口，以规定深度插入到集尘器中并与其连通以排出去除了粉尘的气体；电压施加单元，被设置用于在集尘器壳体中形成电场，通过根据旋流的离心力和惯性力，并通过根据施加的电场的电力，粉尘在集尘器的内壁中被捕集并被去除，或在穿过狭缝之后从集尘器壳体中被去除，与现有的旋风分离器相比具有更低的压力损失和更高的集尘效率。

Description

旋风集尘装置及使用其的集尘方法

技术领域

本公开涉及一种旋风集尘装置及使用该旋风集尘装置的集尘方法，该旋风集尘装置与现有的旋风分离器相比集尘效率得到改善并且压力损失较小。

背景技术

旋风集尘装置是一种气固、气液、液固分离装置。例如，在流体是气体的情况下，当在进入旋风分离器的气体中形成旋流时，离心力作用于漂浮在气体中的固体或液体颗粒物，并且通过离心力除去颗粒物。如图1所示，普通旋风集尘装置的结构具有如下结构，在底部配备有：储存罐130；与储存罐130一体形成并沿垂直方向安装的圆柱主体100；从主体100的上侧外壁向内沿切线方向水平形成的与主体100连通的气体入口110；以及在另一侧上设置在比气体入口更高的位置处用以排出气体的出口120。

用于去除气体中的颗粒物的集尘装置主要包括电动集尘器、集尘过滤器、洗涤器、旋风分离器等。在此，应当注意，颗粒物是包括固体颗粒和液体颗粒的概念，并且是从去除由气体中包含的固体颗粒形成的粉尘的角度描述的。旋风集尘装置由于其简单的结构特征而具有安装成本优势，但其集尘效率比电动集尘器或集尘过滤器低，并且当单独使用时，其压力损失约为50mmAq至150mmAq，低于袋式过滤器，但当在电动集尘装置或袋式过滤器的前端用作主要的集尘器时，压力损失很大，导致驱动成本增加。另外，当使用现有的旋风分离器去除高磨蚀性粉尘时，旋风分离器和管道容易磨损，导致性能可靠性劣化并且驱动稳定性低。为了解决磨损问题，具有用陶瓷耐磨材料涂覆旋风分离器的内壁的方法，这导致安装成本显著增加。

为了减少现有的旋风分离器的压力损失并克服磨损问题，韩国专利第1132320号公开了一种旋风集尘装置，该旋风集尘装置具有双重外壁结构以及在内部集尘器中的狭缝，一些进入的气体通过该狭缝。

图2是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置应用于粉尘源时的概念图，图3是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的分解立体图，图4是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的立体图。另外，图5是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图2至图5中所示的旋风集尘装置被设计为去除从粉尘源90产生的包含粉尘的气体中的粉尘，并且包括集尘器10、入口20、集尘器壳体30、出口40、旋转阀50、储存罐60、第一狭缝14和第二狭缝15。

集尘器10包括：具有均匀直径D1的一次(primary)集尘单元11；以及从一次集尘单元11的底部延伸的与一次集尘单元11连通并且具有沿向下方向逐渐减小的直径D2的二次(secondary)集尘单元12，并且入口20使包含粉尘的气体沿切线方向流向一次集尘单元11的一侧。另外，集尘器壳体30将集尘器10容纳在内部，使得集尘器壳体30和集尘器10彼此间隔开或彼此接触，并且出口40以规定深度被插入到集尘器壳体30和一次集尘单元11的一端中并与其连通，以排出去除了粉尘的气体。旋转阀50耦接到集尘器壳体30的另一端，并且储存罐60耦接到旋转阀50的一端，从而在集尘器壳体30中存储去除的粉尘。在一次集尘单元11的壁中沿长度方向切割出第一狭缝14，并且在二次集尘单元12的壁中沿长度方向切割出第二狭缝15。尽管图3和图4示出了在旋风分离器的长度方向上在相同位置处形成的第一狭缝14和第二狭缝15，但第一狭缝14和第二狭缝15的长度方向位置可以不同。

因此，在通过入口20进入一次集尘单元11的包含粉尘的气体中的粉尘颗粒中，图2至图5所示的旋风集尘装置使得大惯性力的粉尘颗粒通过离心力和惯性力穿过在集尘器10的壁中切割出的第一狭缝14和第二狭缝15中的一个，以在集尘器10与集尘器壳体30之间将它们除去，然后粉尘颗粒落入储存罐60中，并且使得惯性力较小的粉尘颗粒通过离心力在集尘器10中回旋，然后落入储存罐60中，并将太细小以至于不能被旋风分离器除去的微细粉尘颗粒与处理气体一起通过出口40排出。

然而，现有的旋风集尘装置虽然能够减少压力损失，但是仍然具有缺点：仅通过离心力和惯性力无法提高集尘效率。

因此，需要一种旋风集尘装置，该旋风集尘装置保持韩国专利第1132320号中公开的旋风集尘装置的低压力损失特性的同时，进一步提高集尘效率。

<专利文献>韩国专利第1132320号

发明内容

技术问题

本公开旨在提高韩国专利第1132320号中公开的现有的旋风集尘装置的相对较低的集尘效率，因此，本公开旨在提供一种旋风集尘装置及使用该旋风集尘装置的集尘方法，该旋风集尘装置通过现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的结构改进以及集尘方法的改进，保持低压力损失(空气阻力)优点的同时，大幅提高了集尘效率。

更详细地描述，由于一些进入的气体从集尘器的狭缝中排出，所以现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置在集尘器中的旋流较弱，并且旋风集尘装置的压力损失减少。即，图1所示的普通的旋风集尘装置利用了在主体100中产生强的旋流并且通过离心力去除粉尘的原理，并且在这种情况下，压力损失的主要原因是由旋风分离器中的强旋流引起的能量损失。相对于此，在现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置中，一些进入的处理气体从狭缝中排出，因此在集尘器中形成旋流的处理气体的流速降低，并因此旋流的流速降低，使得压力损失小。

相对于此，从集尘效率方面来看现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的性能，通过狭缝13进入集尘器10的外表面与集尘器壳体30之间的空间的大部分粉尘通过惯性力被去除，但是不可忽略的数量的粉尘通过集尘器10的底部再次进入并从出口40排出。另外，在集尘器10中沿着旋流移动的粉尘由于减速的旋流而受到削弱的离心力，因此依靠离心力的集尘效率降低。因此，现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置在压力损失方面具有很大的优势，但是，在集尘效率方面性能可能降低。

因此，本公开公开了一种旋风分离器的配置和结构及一种集尘方法，其基于现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的基本配置，通过引入电集尘技术，利用电集尘使效率提高最大化，以提高集尘效率，同时保持低压力损失。

另一方面，本公开要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本公开所属技术领域的普通技术人员根据以下说明将清楚地理解本文未提及的其他技术问题。

技术方案

为了实现上述目的，公开了一种旋风集尘装置，该旋风集尘装置能够通过如下所述的本公开的配置和实施例来解决传统技术的问题并保持低压力损失和高集尘效率。

本公开提供一种旋风集尘装置，包括：集尘器，所述集尘器具有内部空间以及多个狭缝，包含粉尘的气体被供应给所述内部空间，所述多个狭缝沿长度方向在壁中被切割出；集尘器壳体，集尘器被容纳在所述集尘器壳体的内部，所述集尘器壳体与集尘器接触或间隔开；出口，所述出口以规定深度插入到集尘器中并与其连通以排出去除了粉尘的气体；以及电压施加单元，所述电压施加单元被设置用于在集尘器壳体中形成电场，其中，通过由旋流产生的离心力和惯性力以及由施加的电场产生的电力来收集粉尘，并且集尘器和出口彼此电绝缘。

在本公开的实施例中，旋风集尘装置可以进一步包括入口，所述入口连接到集尘器以使包含粉尘的气体流动至集尘器，其中，在该入口中配备有充电单元以使包含粉尘的气体中的粉尘带电。

在本公开的实施例中，电压施加单元可以将电压施加于出口，并且将集尘器和集尘器壳体接地以在集尘器壳体中形成电场。

在本公开的实施例中，电压施加单元可以包括：第一电压施加单元，所述第一电压施加单元施加第一电压以在出口与集尘器壳体之间产生电位差；以及第二电压施加单元，所述第二电压施加单元施加第二电压以在集尘器与集尘器壳体之间产生电位差。

在本公开的实施例中，旋风集尘装置可以进一步包括控制单元，所述控制单元控制充电器件，并且控制第一电压施加单元和第二电压施加单元以调节出口、集尘器和集尘器壳体之间的电位差。

在本公开的实施例中，出口、集尘器和集尘器壳体中的每一个可以被配置成电绝缘。

在本公开的实施例中，可以在以规定深度插入到集尘器中的出口的外表面上形成放电针以引起电晕发生。即，通过在插入到集尘器中的出口的外表面上形成的放电针与集尘器的内表面之间施加的电场可以在放电针的端部产生电晕现象，微细颗粒形式的粉尘可以通过产生的大量的气体离子和电子而带电，并且带电的粉尘可以通过电力和离心力去除。

在本公开的实施例中，可以在以规定深度插入到集尘器中的出口的外表面上形成多个突起以使电场聚集。

在本公开的实施例中，可以在集尘器的内表面或外表面上形成多个突起以使电场聚集。

在本公开的实施例中，形成在集尘器的内表面上的多个突起和形成在插入到集尘器中的出口的外表面上的多个对应的突起可以以几何规律布置。

在本公开的实施例中，可以在集尘器壳体的内表面上与狭缝相对应的位置处形成多个突起。

在本公开的实施例中，旋风集尘装置可以进一步包括从集尘器壳体的内表面突出并且形成在与粉尘穿过狭缝的方向相对应的区域处的突起，其中，电场聚集在突起上以将带电的粉尘引导至集尘器壳体。

在本公开的实施例中，旋风集尘装置可以进一步包括：与集尘器壳体的另一端耦接的旋转阀；以及储存罐，所述储存罐与旋转阀的一端耦接以将去除的粉尘储存在集尘器壳体中，其中，储存罐存储通过惯性力和电力穿过狭缝的粉尘。

为了实现上述目的，本公开提供一种使用旋风集尘装置的集尘方法，所述集尘方法包括：通过电压施加单元向出口或集尘器中的至少一个施加电压；以及使集尘器壳体接地以在集尘器壳体中形成电场。

在本公开的实施例中，提供一种使用旋风集尘装置的集尘方法，其中，电压施加单元通过控制单元的控制来调节出口与集尘器壳体之间的电位差。

在本公开的实施例中，提供一种使用旋风集尘装置的集尘方法，其中，第一电压通过第一电压施加单元被施加于出口，低于第一电压的第二电压通过第二电压施加单元被施加于集尘器，并且集尘器壳体被接地。

在本公开的实施例中，提供一种使用旋风集尘装置的集尘方法，其中，第一电压施加单元和第二电压施加单元由控制单元控制，出口与集尘器壳体之间的电位差通过第一电压施加单元施加，集尘器与集尘器壳体之间的电位差通过第二电压施加单元施加。

有益效果

根据本公开实施例的旋风集尘装置和集尘方法能够解决现有的旋风集尘装置的集尘效率低的问题。

另外，根据本公开的实施例，可以通过使粉尘颗粒带电并且在出口、集尘器和集尘器壳体之间形成电场，利用电集尘原理，极大地提高现有旋风集尘装置的集尘效率。

另外，根据本公开的实施例，具有双重壁结构以及在集尘器中形成的多个狭缝的旋风分离器在出口、集尘器和集尘器壳体之间形成电场，以增加通过狭缝去除的粉尘量，从而提高旋风分离器的集尘效率。

另外，根据本公开的实施例，在旋风分离器的出口的外表面上形成放电针以引起电晕发生，从而提高粉尘颗粒的充电效果，从而提高旋风分离器的集尘效率。

另外，根据本公开的实施例，在旋风分离器的出口的外表面、集尘器的内表面或外表面以及集尘器壳体的内表面上形成突起，以使电场聚集，从而通过增加的电场强度来提高集尘效率。另外，形成在集尘器壳体的内表面上的突起通过电场聚集将微细粉尘颗粒沿着电场引导到狭缝中以将它们去除。由突起产生的电场聚集和电场强度增加效果非常有效，尤其是在提高微细粉尘颗粒的集尘效率方面。

另一方面，可以从本公开获得的效果不限于上述效果，并且本公开所属技术领域的普通技术人员根据以下说明将清楚地理解本文未提及的其他效果。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且与本公开的详细说明书一起用于提供对本公开的技术精神的进一步理解，因此，本公开不应被解释为限于附图的公开内容。

图1是普通旋风集尘装置的配置图。

图2是应用于粉尘源的现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的概念图。

图3是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的分解立体图。

图4是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的立体图。

图5是现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图6是用于示出说明根据本公开的第一实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图7是用于示出根据本公开的第二实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图8是用于示出根据本公开的第三实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图9是用于示出根据本公开的第四实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图10是根据本公开的第三实施例的在入口中具有放电器件的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图11是用于示出根据本公开的第五实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图12是用于示出根据本公开的第六实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置的俯视剖视图。

图13是示出根据本公开的第六实施例的旋风集尘装置中的突起的布置的俯视剖视图。

图14是根据本公开的第七实施例的轴流式旋风集尘装置的立体图。

图15是用于示出根据本公开的第七实施例的集尘装置配置和集尘原理的轴流式旋风集尘装置的俯视剖视图。

图16是示出本公开的控制单元的信号流的框图。

图17是示出根据本公开的旋风集尘装置与现有的使用具有狭缝的集尘器的旋风集尘装置之间的取决于粉尘粒径的集尘效率的比较的图。

图18是表示根据本公开的第七实施例的使用多个集尘器的旋风集尘装置的主视剖视图。

图19是图18的俯视剖视图。

具体实施方式

根据本公开的最优选实施例是一种通过离心力和惯性力去除处理气体中包含的粉尘的旋风集尘装置，所述旋风集尘装置包括：集尘器，所述集尘器具有内部空间以及多个狭缝，包含粉尘的气体被供应到该内部空间中，所述多个狭缝沿长度方向在壁中切割出；集尘器壳体，集尘器被容纳在该集尘器壳体内，所述集尘器壳体与集尘器接触或间隔开；出口，所述出口以规定深度插入到集尘器中并与其连通的以排出去除了粉尘的气体；以及电压施加单元，所述电压施加单元被设置用于在集尘器壳体中形成电场，其中，通过由旋流产生的离心力和惯性力以及由施加的电场产生的电力来收集粉尘，并且集尘器和出口彼此电绝缘。

发明实施方式

通过以下与附图相关的优选实施例，将容易地理解本公开的这些和其他目的、特征和优点。然而，本公开不限于本文描述的实施例，并且可以以其他形式实施。相反，提供本文描述的实施例以使本公开彻底和完整并且将本公开的精神充分传达给本领域技术人员。

当一个元件被称为在另一个元件上时，该元件可以直接形成在另一个元件上，或者可以在它们之间插入中间元件。另外，在附图中，为了有效说明，夸大了元件的厚度。

将参考作为本公开的理想附图的剖视图和/或俯视图来描述本公开的实施例。在附图中，为了有效说明，夸大了区域的厚度。因此，可以根据制造技术和/或公差对附图中的形状进行修改。因此，本公开的实施例不限于示出的特定形式，并且包括根据制造工艺进行的形状改变。例如，示出为直角的区域可以是圆角化形状或具有规定曲率的形状。因此，在附图中示出的区域具有属性，并且在附图中示出的区域的形状是出于图示元件的区域的特定形状的目的，并且不旨在限制本公开的范围。尽管在说明书的各种实施例中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。本文中描述和图示的实施例包括它们的互补实施例。

本文中使用的术语是出于描述实施例的目的，并不意图限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式。术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指定所述的元件的存在，但不排除一个或多个其他元件的存在或增加。

在描述以下特定实施例时，提供了许多特定实施例以详细描述本公开并帮助理解。然而，本领域中具有足够知识以理解本公开的技术人员将理解，本公开不必限于这些特定实施例。在某些情况下，应当注意，本领域中众所周知的并且与描述本公开内容不相关的主题在本文中被省略，以避免在描述本公开内容时无任何理由而可能引起的混淆。

在下文中，将描述根据本公开的实施例的旋风集尘装置1的配置和功能。首先，图6是用于示出根据本公开的第一实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图6所示，根据本公开的旋风集尘装置1包括配备有先前在背景技术中提及并且在图3和图4中示出的具有狭缝13的集尘器10的旋风集尘装置的配置，同时，根据本公开的旋风集尘装置1使用电集尘原理。

因此，根据本公开的第一实施例的旋风集尘装置1包括与现有的使用具有狭缝13的集尘器10的旋风集尘装置的部件相对应的集尘器10、入口20、集尘器壳体30和出口40，进一步包括电压施加单元70。

集尘器10具有内部空间，并且一个或多个狭缝13沿长度方向在壁中切割出。

更详细地，集尘器10可以包括：一次集尘单元11，所述一次集尘单元11具有在壁中沿长度方向以均匀的直径切割出的一个或多个第一狭缝14；以及二次集尘单元12，所述二次集尘单元12从一次集尘单元11的底部延伸并与一次集尘单元11连通，并且沿向下方向具有逐渐减小的直径。在这种情况下，二次集尘单元可以具有在壁中沿长度方向切割出的一个或多个第二狭缝15。

在此，第一狭缝14和第二狭缝15可以延伸成使得它们彼此分离，而不是彼此一体地形成，并且可以在长度方向上形成在集尘器10的相同位置或不同位置。

另外，一次集尘单元11和设置在一次集尘单元11中的第一狭缝14可以形成为可变长度。更详细地，一次集尘单元11可以具有与二次集尘单元12相比增大或减小的长度比，并且与此对应，第一狭缝14也可以具有与第二狭缝15相比增大或减小的长度比。如上所述，一次集尘单元11和第一狭缝14的长度可以根据进入的粉尘的类型和大小以及进入的包含粉尘的气体的流速而改变，以实现最佳的集尘效率。

另外，一次集尘单元11优选地具有比二次集尘单元12大的长度。

入口20使包含粉尘的气体沿切线方向流向一次集尘单元11的一侧。根据本公开的第一实施例，当进入集尘器10的包含粉尘的气体中包含的粉尘带电时，集尘效率提高。因此，可以提供各种类型和形状的充电器件以在粉尘进入集尘器10之前使粉尘带电。

另外，包括入口20的集尘器10和集尘器壳体30可以彼此电绝缘，尽管未示出，但是在本公开中，其间具有电位差的元件应该彼此电绝缘。即，当配置成在集尘器10与出口40之间、在集尘器壳体30与出口40之间或在集尘器10与集尘器壳体30之间产生电位差时，电气成对的每个元件始终应保持彼此隔离。

集尘器壳体30将集尘器10容纳在内部，集尘器壳体30和集尘器10彼此隔开规定距离或彼此接触。集尘器壳体30可以具有圆形横截面、椭圆形横截面和弯曲多次的多边形横截面中的一种。

出口40以规定深度插入到集尘器壳体30和集尘器10中并且与其连通，以排出去除了粉尘的气体。另外，旋转阀50耦接到集尘器壳体30的底部，并且储存罐60耦接到旋转阀50的一端，从而存储集尘器壳体30中的去除的粉尘。

在这种情况下，由于出口40被设置为以规定深度插入到集尘器10中，因此易于更换。

根据本公开的第一实施例的旋风集尘装置1通过在出口40与集尘器壳体30之间产生电位差而在集尘器壳体30中形成电场以应用电集尘原理。

即，电压施加单元70将电压施加于出口40、集尘器壳体30或集尘器10中的至少一个，以在集尘器壳体30中形成电场。

详细地，在第一实施例中，电压施加单元70将电压施加于集尘器10或出口40中的至少一个，并且使集尘器壳体30接地。例如，当电压施加单元70将电压仅施加于出口40使得10kV的电压被施加于出口40并且使集尘器壳体30接地时，在出口40与集尘器壳体30之间产生10kV的电位差。当集尘器10与出口40和集尘器壳体30中的每一个电绝缘时，集尘器10具有均匀的电位，在集尘器10和出口40之间产生电位差，并且在集尘器10和集尘器壳体30之间也产生电位差。然而，当集尘器10和集尘器壳体30彼此电连接时，集尘器10的电位等于集尘器壳体30的电位，在集尘器10与集尘器壳体30之间没有电位差，并且仅在出口40与集尘器10或集尘器壳体30之间具有电位差。

对粉尘在本公开的旋风集尘装置1中的行动进行描述，当进入集尘器10的包含粉尘的气体中的粉尘带负电(-)时，向出口40施加(-)10kV，并且使集尘器10和集尘器壳体30接地，在带电粉尘和出口40的外表面之间产生电力，使得粉尘从出口40的外表面朝向集尘器10的内表面和集尘器壳体30的内表面被推出。

因此，通过离心力、惯性力和电力，带电粉尘在移动到集尘器10的内壁之后被捕获并去除，或者在穿过狭缝13移动到集尘器10和集尘器壳体30之间的空间之后被去除。因此，与不施加电力的情况相比，由于本公开的旋风分离器通过电力执行附加的集尘，因此集尘效率提高。具体地，当施加电力时，在小粒径的粉尘的情况下，电迁移率上升效果大，从而对微细粉尘的集尘效率可以提高至更大程度。图6示出了取决于粉尘粒径的粉尘颗粒2的行动特性。即，大粒径的粉尘颗粒仅通过离心力和惯性力而被引入狭缝13中并被除去，而在小粒径的粉尘颗粒的情况下，当施加电力时，它们可以被引入狭缝13中并被更有效地除去。由于在施加电力时由旋风分离器自身的旋流产生的离心力作用明确地增加，因此，即使粉尘颗粒没有被引入狭缝13中，在施加电力时在集尘器10内由旋流产生的除尘效率也进一步提高。

即，根据本公开的第一实施例的旋风集尘装置1具有双重外壁结构以克服压力损失，并且采用具有狭缝13的集尘器10，同时，通过使粉尘颗粒带电并在出口40和集尘器壳体30之间形成电场来应用电集尘原理，从而显著增加了移动到集尘器10的内壁并通过旋风分离器的作用除去的粉尘量，或者穿过狭缝13除去的粉尘量，使得集尘效率提高。

另一方面，电压施加单元70可以将第一电压施加于出口40，将比第一电压低的第二电压施加于集尘器10，并使集尘器壳体30接地。

例如，当电压施加单元70将10kV的电压施加于出口40并且将2kV的电压施加于集尘器10时，在出口40和集尘器10之间产生8kV的电位差，并且在集尘器10和集尘器壳体30之间产生2kV的电位差。

因此，当进入集尘器10的包含粉尘的气体中的粉尘带正电(+)时，带电粉尘通过从出口40的外表面朝向集尘器10的内表面的电力和从集尘器10的外表面朝向集尘器壳体30的内表面的电力以更高的效率，在移动到集尘器10的内壁之后被除去，或者在穿过狭缝13移动到集尘器10和集尘器壳体30之间的空间之后被除去，。

另外，尽管未在图6中示出，但可以通过由单独的控制单元80控制电压施加单元70来调节出口40和集尘器壳体30之间的电位差。

如上所述，可以提供电压施加单元70以向集尘器10或出口40中的至少一个施加电压以产生电位差，从而使带电粉尘移动到集尘器10的内壁或穿过狭缝13以去除粉尘。

图7是用于示出根据本公开的第二实施例的集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图7所示，根据第二实施例的旋风集尘装置1设有与根据第一实施例的旋风集尘装置1基本相同的配置，并且集尘器壳体30具有圆形横截面。如图7所示，当集尘器壳体30的横截面是圆形时，与集尘器壳体30的横截面为方形的情况相比，出口40、集尘器10和集尘器壳体30之间的距离均匀，并且当施加电压时在旋风集尘装置1中形成更均匀的电场，从而实现稳定的驱动和高集尘效率。

图8是用于示出根据本公开的第三实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图8所示，根据本公开的第三实施例的旋风集尘装置1类似于前述的第一实施例，但是电压施加单元70可以包括第一电压施加单元71和第二电压施加单元72。即，第一电压施加单元71可以在出口40与集尘器壳体30之间施加电压，第二电压施加单元72可以在集尘器10与集尘器壳体30之间施加电压。在这种情况下，可以使集尘器壳体30接地。另外，优选地，进行控制使得由第一电压施加单元71施加于出口40与集尘器壳体30之间的电位具有比由第二电压施加单元72施加于集尘器10与集尘器壳体30之间的电位低的值。在此，电位是指两个位置之间的绝对电压差。

另外，尽管未在图8中示出，但可以与第一实施例类似地通过由单独的控制单元80控制第一电压施加单元71和第二电压施加单元72来调节集尘器10、出口40和集尘器壳体30之间的电位差，以使带电粉尘移动到集尘器10的内壁或穿过狭缝13移动到集尘器10与集尘器壳体30之间的空间以去除粉尘。

图9是用于示出根据本公开的第四实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图9所示，根据第四实施例的旋风集尘装置具有与根据第三实施例的旋风集尘装置基本相同的配置，但是仅集尘器壳体30具有圆形形状。

图10是根据本公开的第三实施例的在入口20中具有放电器件21的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图10所示，根据第三实施例的旋风集尘装置1可以在入口20的一侧进一步包括放电器件21。放电器件21可以使进入集尘器10的包含粉尘的气体中的粉尘带电。本公开的旋风集尘装置1的特征在于，通过施加电压在集尘器壳体30中形成电场，并且通过旋风分离器中的离心力和惯性力以及电力去除粉尘，从而提高集尘效率。在这种情况下，由于施加于粉尘颗粒的电力与旋风分离器中形成的电场强度与粉尘颗粒的电荷量之乘积成正比，因此当如图10所示配备放电器件21时，可以实现更高的集尘效率。

图11是用于示出根据本公开的第五实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图11所示，根据本公开的第五实施例的旋风集尘装置1具有与前述第二实施例相似的配置，但与第二实施例不同的是，在出口40的外表面上包括多个放电针41。

在第五实施例中，以与前述第二实施例相同的方式，电压施加单元70可以施加电压以在出口40和集尘器10之间形成电位差，并且使集尘器壳体30接地。如图11所示，当集尘器10和集尘器壳体30没有彼此电绝缘时，集尘器10也与集尘器壳体30一起被接地。

另外，本公开的第五实施例在出口40的外表面上具有朝向集尘器10的内表面突出的多个放电针41，并且将高电压施加于出口40以使电晕放电发生于放电针41，从而使经由入口20进入集尘器10的包含粉尘的气体中的粉尘带电。即，第五实施例在入口20中未安装单独的放电器件21，而是在出口40的外表面上具有放电针41以使进入集尘器10的包含粉尘的气体中的粉尘带电，并且另外施加电力以将带电的粉尘捕集到集尘器10的内壁中或使带电粉尘穿过狭缝13移动到集尘器壳体30和集尘器10之间的空间，以捕获和除去粉尘。在此，放电针41可以形成为各种形状，以使电晕发生于放电针41与集尘器10的内壁之间。

图12是用于示出根据本公开的第六实施例的集尘装置配置和集尘原理的旋风集尘装置1的俯视剖视图。

如图12所示，根据本公开的第六实施例的旋风集尘装置1具有与前述第五实施例相似的配置，但与第五实施例不同的是，在出口40的外表面和集尘器10的内表面上具有多个突起31，并且在集尘器壳体30的内表面上设置与形成于集尘器10中的狭缝13对应的位置处的多个突起31。

与图11的放电针41不同，图12中所示的突起31不是主要旨在引起电晕发生，但是根据突起31的形状和布置可能发生电晕。突起31的引入旨在通过突起31使电场集中在出口40、集尘器10和集尘器壳体30之间产生，以增大作用于粉尘颗粒上的电力的强度，并最终提高旋风集尘装置1的集尘效率。通常，作用于粉尘颗粒上的电力的强度与电场的强度与粉尘颗粒的电荷量之乘积成正比。当施加相同的电压并且当应用具有突起的电极板而不是平坦的电极板时，电场的空间分布根据电极的形状而改变，在突起周围产生电场集中并且在突起周围形成高电场强度。因此，当粉尘颗粒靠近突起31时作用于粉尘颗粒上的电力具有比未形成突起的情况更高的值，因此粉尘颗粒被朝向突起31引导，其结果，粉尘颗粒被捕集在集尘器或集尘器壳体中并被除去。本公开的第六实施例提出了一种利用电场集中现象来提高旋风集尘装置1的集尘效率的配置。

尽管图12示出了同时设置在出口40的外表面、集尘器10的内表面和集尘器壳体30的内表面上的突起31，但突起31也可以形成在出口40的外表面、集尘器10的内表面、集尘器10的外表面或集尘器壳体30的内表面中的至少一个上。特别地，突起31可以形成在集尘器壳体30的内表面上在与集尘器10的狭缝13对应的位置处，以将大量的粉尘引入形成在集尘器10中的狭缝13中以去除粉尘。

图12所示的突起31可以根据将要形成突起31的旋风集尘装置1的每个部件，例如出口40的外表面、集尘器10的内表面或外表面和集尘器壳体30的内表面而具有不同的形状和大小。即，可以在出口40的外表面上形成较小尺寸的突起31，可以在集尘器10的内表面上形成中等尺寸的突起31，并且可以在集尘器壳体30的内表面上形成较大尺寸的突起31。在这种情况下，根据目标位置，例如出口40的外表面、集尘器10的内表面和集尘器壳体30的内表面，每个突起31优选以相同的尺寸和形状形成。

另外，在本公开的第六实施例中，可以将每个突起31的布置设置成使旋风集尘装置1的效率最大化，更详细地，如图13所示，当使假想直线32延伸到集尘器10，假想直线32连接出口40的中心点与形成在出口40的外表面上的突起31的中心点时，形成在集尘器10的内表面上的相邻的突起31可以与集尘器10的内表面和假想直线32相交的点间隔开相同的长度。如上所述，形成在集尘器10的内表面上的多个突起31和形成在插入到集尘器10中的出口40的外表面上的多个突起31优选地以几何规律布置。

另外，为了将粉尘颗粒更有效地引导到集尘器10的狭缝中，当从出口40的中心点到集尘器壳体30的内表面绘制直线时，形成在出口40的外表面上的突起31和形成在集尘器壳体30的内表面上的对应于集尘器10的狭缝的位置的突起可以布置在同一条线上。

图14是根据本公开的第七实施例的轴流式旋风集尘装置1的立体图。图14示出了轴流式旋风集尘装置1，该轴流式旋风集尘装置1具有安装在具有敞开的上表面的集尘器10的顶部上而不是集尘器10的上部的侧面上的入口20、以及形成在插入旋风分离器中的出口40的外表面上的突起31。图14的轴流式旋风集尘装置1具有安装在集尘器10的顶部上的入口20、以及安装在入口20中以使包含粉尘的气体以旋流运动垂直流动的多个导向叶片22。

更详细地，一次集尘单元11的顶部是敞开的，向一个方向倾斜的多个导向叶片22以相等的间隔被固定并安装在一次集尘单元11的上部的内周(inner periphery)上以形成入口20，或者向一个方向倾斜的多个导向叶片22以相等的间隔被固定并安装在集尘器壳体30的上部的顶部内周上以形成入口20。因此，在由导向叶片22产生的离心力的作用下，进入轴流中的包含粉尘的气体以旋流运动被自动供给至集尘器10中，从而包含粉尘的气体沿着集尘器10的长度方向进行旋流运动至底部。当然，导向叶片22在引导包含粉尘的气体的流动方向的方面起作用，为此，导向叶片22可以用旋转风扇代替。

图15是根据本公开的第七实施例的图14的轴流式旋风集尘装置1的俯视剖视图。尽管图14示出了形成在插入旋风分离器中的出口40的外表面上的突起31，但图15示出了具有形成在集尘器10的内表面以及集尘器壳体30的内表面上(如图12)的突起31的旋风分离器轴流式旋风集尘装置1的俯视剖视图。在这种情况下，如图15中所示，向出口40、集尘器10和集尘器壳体30施加电压的方法可以包括：在出口40和集尘器壳体30之间以及在集尘器10和集尘器壳体30之间分别施加第一电压施加单元71和第二电压施加单元72；通过将集尘器10电连接到集尘器壳体30而接地；以及仅在出口40和集尘器壳体30之间施加电压。

另外，尽管未示出，但是本公开的精神可以在包括具有包含粉尘的气体的相同的进入和排出方向的单流旋风分离器的各种类型和型式的旋风集尘装置中实现。

图16是示出本公开的控制单元80的信号流的框图。如图16所示，控制单元80可以通过控制放电器件21而使粉尘带电，并且通过控制第一电压施加单元71和第二电压施加单元72来调节集尘器10、出口40和集尘器壳体30之间的电位差。

图17是示出根据本公开的旋风集尘装置与现有的使用具有狭缝13的集尘器10的旋风集尘装置之间的取决于粉尘粒径的集尘效率的比较的图。图17中所示的现有的旋风分离器的集尘效率数据是在无电压条件下使用具有图6所示的俯视剖视图的结构的旋风分离器测量的集尘效率值，并且图17中所示的本公开的旋风分离器的集尘效率数据是通过图6中所示的电源连接方法向用于测量现有的旋风分离器的集尘效率的同一旋风分离器施加电压时测量的集尘效率值。图17中使用的实验条件为，集尘器10的直径为50mm，进入入口20的处理气体的平均流速为10m/s，在图6中出口40与集尘器10之间的电位差为3kV。如图17所示，可以看出，在使用具有狭缝13的集尘器10的现有旋风集尘装置之上，利用电集尘原理的本公开的旋风集尘装置1大幅提高了对几乎不能被现有的旋风分离器收集的5μm以下的小粉尘颗粒的集尘效率。

另外，图18是示出根据本公开的第七实施例的使用多个集尘器10的旋风集尘装置1的主视剖视图，图19是图18的俯视剖视图。

由于随着直径的增大，集尘器10的转速降低并且旋风分离器的集尘效率降低，因此，如图18和19所示，本公开将具有较小直径的多个集尘器10彼此间隔开规定距离而安装在集尘器壳体30中，而不使用单一直径的集尘器10，以保持高的集尘效率并增加处理气体的量。为此，盖构件94耦接到集尘器壳体30的顶部以封闭集尘器壳体30的顶部，与粉尘源90连接的入口管91耦接到盖构件94的一端并与之连通，并且出口管92耦接到盖构件94的另一端并与之连通以排出去除了粉尘的处理气体。

另外，在盖构件94中设置有从入口管91至出口管92以规定角度倾斜的分配板95，从而将盖构件94的内部相对于分配板95划分为上部和下部，并且耦接到多个集尘器10的多个出口40被耦接到分配板95的底部并与其连通。当然，为此，分配板95可以具有以相等间隔布置的耦接孔。即，如图18所示，由于分配板95是倾斜的，因此随着整体长度朝向出口管92减小，多个出口40具有不同的长度。另外，出口管92的耦接位置高于入口管91的耦接位置以将包含粉尘的气体供应给多个集尘器10。

因此，进入入口管91的包含粉尘的气体移动到分配板95的底部并进入多个集尘器10的入口20中，并且去除了粉尘的处理气体移动到分配板95的顶部并离开与分配板95另一端耦接的出口管92。

另外，上述装置和方法不限于上述实施例的配置和方法，并且可以通过选择性地组合全部或一些实施例来进行各种修改。

[主要元件的详细说明]

1：旋风集尘装置

2：粉尘颗粒

10：集尘器

11：一次集尘单元

12：二次集尘装置

13：狭缝

14：第一狭缝

15：第二狭缝

20：入口

21：放电器件

22：导向叶片

30：集尘器壳体

31：突起

40：出口

41：放电针

50：旋转阀

60：储存罐

70：电压施加单元

71：第一电压施加单元

72：第二电压施加单元

80：控制单元

90：粉尘源

91：入口管

92：出口管

94：盖构件

95：分配板

100：主体

110：气体入口

120：气体出口

130：储存罐

Claims (15)

1.一种旋风集尘装置，所述旋风集尘装置用于通过离心力和惯性力去除处理气体中包含的粉尘，所述旋风集尘装置包括：

集尘器，所述集尘器具有内部空间以及多个狭缝，包含粉尘的气体被供应给所述内部空间，沿长度方向在壁中切割出所述多个狭缝；

集尘器壳体，所述集尘器被容纳在所述集尘器壳体的内部，所述集尘器壳体与所述集尘器接触或间隔开；

出口，所述出口以规定深度插入到所述集尘器中并与所述集尘器连通以排出去除了粉尘的气体；以及

电压施加单元，所述电压施加单元被设置为用于在所述集尘器壳体中形成电场，

其中，通过由旋流产生的所述离心力和所述惯性力以及由施加的所述电场产生的电力来收集所述粉尘，并且所述集尘器和所述出口彼此电绝缘。

2.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，还包括：

入口，所述入口连接到所述集尘器以使所述包含粉尘的气体流动至所述集尘器，

其中，在所述入口中配备有充电器件以使所述包含粉尘的气体中的所述粉尘带电。

3.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，所述电压施加单元将电压施加于所述出口，并且将所述集尘器和所述集尘器壳体接地以在所述集尘器壳体中形成所述电场。

4.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，所述电压施加单元包括：

第一电压施加单元，所述第一电压施加单元施加第一电压以在所述出口与所述集尘器壳体之间产生电位差；以及

第二电压施加单元，所述第二电压施加单元施加第二电压以在所述集尘器与所述集尘器壳体之间产生电位差。

5.根据权利要求4所述的旋风集尘装置，还包括：

控制单元，所述控制单元控制充电器件，并且控制所述第一电压施加单元和所述第二电压施加单元以调节所述出口、所述集尘器和所述集尘器壳体之间的电位差。

6.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，所述出口、所述集尘器和所述集尘器壳体中的每一个被配置成电绝缘。

7.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，在以所述规定深度插入到所述集尘器中的所述出口的外表面上形成放电针，以引起电晕发生。

8.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，在以所述规定深度插入到所述集尘器中的所述出口的外表面上形成多个突起以使所述电场聚集。

9.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，在所述集尘器的内表面或外表面上形成多个突起以使所述电场聚集。

10.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，形成在所述集尘器的内表面上的多个突起和形成在插入到所述集尘器中的所述出口的外表面上的对应的多个突起以几何规律布置。

11.根据权利要求1所述的旋风集尘装置，其中，在所述集尘器壳体的内表面上与所述狭缝相对应的位置处形成多个突起。

12.一种使用根据权利要求1所述的旋风集尘装置的集尘方法，包括：

通过所述电压施加单元向所述出口或所述集尘器中的至少一个施加电压；以及使所述集尘器壳体接地以在所述集尘器壳体中形成电场。

13.根据权利要求12所述的使用旋风集尘装置的集尘方法，其中，所述电压施加单元通过控制单元的控制来调节所述出口与所述集尘器壳体之间的电位差。

14.一种使用根据权利要求1所述的旋风集尘装置的集尘方法，包括：

通过第一电压施加单元将第一电压施加于所述出口；以及通过第二电压施加单元将第二电压施加于所述集尘器，其中，所述第二电压低于所述第一电压，并且所述集尘器壳体被接地。

15.根据权利要求14所述的使用旋风集尘装置的集尘方法，其中，所述第一电压施加单元和所述第二电压施加单元由控制单元控制，所述出口与所述集尘器壳体之间的电位差通过所述第一电压施加单元施加，并且所述集尘器与所述集尘器壳体之间的电位差通过所述第二电压施加单元施加。

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