CN1711447A - 从污染气体或蒸气流去除污染物 - Google Patents

Abstract

一种从污染气体或蒸气流去除污染物的方法，包括使污染气流以向上的方向穿过卷曲形分离介质(56，58)床。当气体或蒸气流穿过分离介质(56，58)床时，污染气流中的污染物集聚于分离介质(56，58)上，由此从气流中去除污染物，从而纯化气流。集聚于分离介质(56，58)上的污染物穿过分离介质进入收集区，并从该收集区去除。纯化的气体或蒸气流从分离介质(56，58)床抽出。

Description

从污染气体或蒸气流去除污染物

本发明涉及从污染气体或蒸气流去除污染物。特别地，本发明涉及从污染气体或蒸气流去除污染物的方法和设备，并涉及炊事装置。

根据本发明的第一方面，提供了从污染气体或蒸气流去除污染物的方法，所述方法包括：

使污染气体或蒸气流以向上的方向穿过卷曲形分离介质床；

当污染气体或蒸气流穿过分离介质床时，使污染气体或蒸气流中的污染物集聚于分离介质上，从而从气体或蒸气流去除污染物，由此纯化气体或蒸气流；

使集聚于分离介质上的污染物穿过分离介质进入收集区；

从收集区去除污染物；以及

将纯化的气体或蒸气流从分离介质床抽出。

尽管本发明的方法至少原则上可用于从广范围的被污染气体或蒸气流中去除污染物，但需正视的是其特别应用于食品工业中，用于从散发自炊事装置的污染气流中去除诸如脂肪和油的污染物。

分离介质床的厚度，即气体或蒸气流穿过床的方向的厚度，可以是3cm到15cm，即典型地处于5cm到12cm。

“卷曲形分离介质”是指含有窄条的分离介质，所述窄条成形为具有至少部分环形或螺旋的形状。

在本发明的一个实施方案中，每一卷曲形分离介质可具有3mm到30mm的线度或长度，例如从15mm到20mm。典型地，卷曲形分离介质可以是金属薄片的形状，例如铝片或钢片。薄片的厚度可以低于1mm。甚至低于0.5mm，例如约0.1mm，而薄片的宽度可以为1mm到10mm，例如约5mm。薄片的曲率半径可以是2mm到15mm，例如约8mm。将薄片拉直所得到的金属窄条的长度可以是30mm到100mm，例如50mm到60mm。由此薄片可具有螺旋或环形形状。将分离介质以不规则式样布置于床内。

然而，在本发明的另一实施方案中，某些或全部卷曲形分离介质是拉长形状，并且可含有多个全螺旋从而其各自为螺旋形分离介质。每一螺旋形分离介质可沿其长度具有恒定直径。螺旋形分离介质可以以规则式样或图案布置于床内。由此，螺旋形分离介质可在床内彼此平行地延伸，气体或蒸气流穿过床的运动或通行方向可与所有螺旋形分离介质的纵轴垂直。由此，该床可含有多层螺旋形分离介质，每一层含有多个位置彼此相邻的分离介质，例如处于邻接关系。每一层分离介质将搁置于其下层的分离介质之上。层中的相邻分离介质可以是反手(opposite hand)的，即其螺旋可以相反方向旋转或延伸。特定层中的所有螺旋形分离介质可具有相同的直径和长度。在一个实施方案中，所有层中的所有螺旋形分离介质可具有相同的直径和长度。如果需要的话，一些行的侧边可提供有更小直径的介质，以填充行侧边上的空间。然而，在另一实施方案中，交替层的分离介质可具有相同直径D1，而中间层的分离介质可具有相同的直径D2，其中D1不同于D2。如果需要的话可采用具有不同直径的分离介质的其他组合。

气体或蒸气流可处于高温下，污染物处于可冷凝的汽化形态和/或处于微滴形态，夹带或分散于气体或蒸气流中。

当污染气体或蒸气流是散发自炊事装置的污染气流时，则气流会较热，典型地处于约170℃。热气流中的污染物将会是以夹带微滴形态和/或汽化形态存在于污染的热气流中的脂肪和/或油。当污染的热气流穿过卷曲形分离介质床时，小滴会撞击介质的曲面，自介质表面下行并从介质滴落入收集区域。任何的汽化污染物可冷凝于分离介质上，自介质表面下行并从介质滴落入收集区域。

污染气体或气流可以是散发自家用、商用或工业炊具的废气流。

然而更特别地，本方法可包括，在散发自炊具的污染热气穿过卷曲形分离介质之前，用冷气混合污染热气。冷气可用来冷凝污染气体中的任何汽化的脂肪和油，从而使其在遭遇分离介质床之前转化成夹带的液滴形态。

本方法还可包括，在将处理后的气体或蒸气流排放到大气之前，使纯化的气体或蒸气流穿过涤气器，以从中去除诸如氨的不期望物质，和/或使纯化的气体或蒸气流穿过生物过滤器，以从中去除诸如硫的物质。

更特别地，污染气体或蒸气流可以以向上的方向线性穿过分离介质床。气体或蒸气流穿过床的线性速度可最高为6米/秒，优选为约3.2米/秒。

根据本发明的第二方面，提供了从污染气体或蒸气流去除污染物的设备，所述设备包括：

气体/蒸气室；

引导进入室的气体/蒸气入口；

从室引导出的气体/蒸气出口；

位于气体/蒸气入口附近的分离装置，分离装置包含卷曲形分离介质床，分离装置调整为进入室的污染气体或蒸气流以向上的方向穿过卷曲形分离介质床，卷曲形分离介质用于在气体或蒸气流穿过床时从气体或蒸气分离污染物；以及

用于收集已集聚于分离介质上的污染物的收集装置。

室可由多个壁所限定。由此，例如可配置前壁，与前壁间隔的后壁，顶壁和底壁，以及位于前、底、后和顶壁之间的一对间隔式侧壁。气体/蒸气入口可位于前壁内，而气体/蒸气出口设置于其他壁的一个壁内。前壁可自顶壁向底壁向下向内倾斜，从而其与垂直线成一定角度倾斜。前壁可以是平面的。

分离装置可含有保持分离介质床的保持器。保持器可含有基部，与基部间隔的顶盖，以及顶盖和基部之间的一对间隔式侧面。基部、顶盖和侧面可以是板状。基板、顶板和侧板在保持器的前部可限定气体/蒸气入口开孔，而气体/蒸气出口开孔则可在保持器后部由基板、顶板和侧板所限定。入口开孔和出口开孔可被带孔的覆盖物所覆盖，例如多个筛孔或筛网，所述覆盖物使分离介质床保持在适当位置。

卷曲形分离介质和卷曲形分离介质床可如上文中所述。

保持器可以以可拆除的方式安装于室内。更特别地，可将其以可拆除的方式安装于室的气体/蒸气入口内，从而其板相对于室的前壁横向伸出，优选为垂直伸出。由此将其设置成与水平线成一定角度，从而使进入保持器的气体/蒸气入口开孔的污染气体/蒸气流在穿过保持器的气体/蒸气出口开孔离开之前优选为线性地向上穿过分离装置。

由此，该设备可包括将保持器以可拆除的方式安装至室壁的安装装置。保持器在其气体/蒸气入口开孔附近处可配置有向外突出的法兰，所述法兰与室壁中气体/蒸气入口周围的室壁啮合。安装装置可包括使保持器法兰倚靠室壁处于适当位置的定位装置。例如，定位装置可包含位于室壁上的通道件，用于容纳保持器的底部法兰，以及弹簧偏向夹，所述弹簧偏向夹调整为以可拆除的方式啮合保持器的上部法兰。

收集装置可包含位于分离装置的保持器的气体/蒸气入口下方的沟槽。沟槽可含有基板，一对间隔式侧板和封锁基板与侧板前缘的前板。沟槽的基板由此可与保持器的基板紧固，例如与保持器的基板成一整体。类似地，沟槽侧板可各自与保持器侧板紧固，例如与保持器的侧板成一整体。由此，保持器和沟槽可以是保持器/沟槽组合的形态。

室可形成位于诸如火炉、烤架、炊具等的炊事设备上方的气体收集罩的一部分。

根据本发明的第三部分，提供了用于从污染气体或蒸气流去除污染物的设备的保持器/沟槽组合，该组合包括：

用于保持分离介质床的保持器，保持器含有基板、与基板间隔开的顶板，以及在基板和顶板之间的一对间隔式侧板，基板、顶板和侧板在保持器的前部限定了气体/蒸气入口开孔，而气体/蒸气出口开孔则在保持器后部由基板、顶板和侧板所限定；以及

位于保持器的气体/蒸气入口开孔下方的沟槽。

沟槽可含有基板、一对间隔式侧板，和封阻了基板和侧板前缘的前板，沟槽的基板与保持器的基板紧固，如上文中所述。

如上文中所述，卷曲形分离介质床可装配于保持器之内。

根据本发明的第四部分，提供有炊事装置，其包括：

可在上面烹调食物的炊事设备；

位于炊事设备之上的本发明的第二方面所述的用于从污染气流去除污染物的设备；

从设备的气体收集罩引导出的排气导管，从而导管的入口与气体收集罩的一个壁内的气体/蒸气出口相通；以及

排气导管内或与排气导管相联的排气装置。

炊事设备可特别调整为例如通过气体火焰可在其上面烧烤食物。例如，炊事设备可以是煤气灶。

导管可以是管道形式。排气装置可以是安装在管道内的排风扇。

除了进入分离设备的热脂肪和油的气体，在使用中，也可从罩的下面抽吸入冷气。冷气用于使炊事设备上的脂肪和油迅速从高温下的气态冷凝至低温下的液态，所述高温典型地约170℃，所述低温典型地介于环境温度至100℃之间，例如20℃至70℃，在所述低温下所有的油和脂肪均处于液态，并且在所述低温下可在卷曲形分离介质中实现脂肪和油的有效分离。

现在参照所附示意图对本发明进行详述。

在附图中，

图1所示为本发明的炊事装置的剖视图；

图2所示为图1的分离装置和沟槽的放大三维视图。

在图中，标号10通常指代本发明的炊事装置。

炊事装置10包括通常以标号12指代的气体收集罩。罩12包括通常以标号14指代的气体收集室。室14由平面后壁16和平面顶壁18、底壁20以及平面前壁22所限定，所述平面后壁16典型地倚靠垂直壁(未示出)安装，平面顶壁18与后壁16垂直延伸，底壁20与顶壁18平行延伸，平面前壁22从顶壁18向底壁20向下朝内倾斜。

顶壁18中装配有排气口开孔24，从顶壁18引导出与排气口开孔24相通的排气导管26。

与气体室14的顶壁18成一整体的板26突出于前壁22之外，并拥有向下倾斜的端部28。由此在前壁22，板26和板26的端部28之间限定了通常以标号30指代的气体收集区，气体收集区30位于炊具32之上。

前壁22内装配有通常以标号34指代的矩形进气口。

装置10包括通常以标号40指代的分离装置。分离装置40包含通常以标号42指代的保持器。保持器42包含基板44，与基板44间隔开的顶板46，以及连接基板和顶板的侧板48。基板、顶板和侧板在保持器前面限定了通常以标号50指代的矩形进气口开孔，而通常以标号52指代的矩形排气口开孔则由保持器42后面的基板、顶板和侧板所限定。

法兰54在保持器42的进气口开孔50处周向向外突出。换句话说，法兰54从板44，46和48的前缘向外突出。

由此保持器42的截面是矩形的，并且具有特定尺寸从而使其可滑配入气体室14的前壁22内的进气口34中。其法兰54由此紧靠进气口34周围的前壁22，从而使板44、46和48对前壁22垂直延伸。由此，进入保持器42的进气口50的气体以向上的方向穿过保持器42，从而穿过排气口52离开。

分离装置40包括螺旋形分离介质56的床，所有的分离介质均具有相同直径并典型地具有20mm的直径。介质56是金属的，例如钢。螺旋形分离介质56由此以层或排57形式布置于保持器42内。分离介质56布置成使得相邻介质56的螺旋以相反方向旋转，即是反手的。在存在有间隙的某些排57的末端，安置有更小直径的螺旋形分离介质58。典型地，螺旋形分离介质58的直径约为6mm。分离介质58用于保持分离介质56处于适当位置，还用于确保穿过床的气体不能通过沿排57的末端并倚靠保持器板44，46的间隙通行而绕过床。

分离介质56，58的床通过筛板60和筛板62而保持于适当位置，所述筛板60跨越保持器42的进气口开孔50，所述筛板62跨越保持器42的排气口开孔52。

装置10还包括通常以标号70指代的沟槽。沟槽70包括基板72，前板74和侧板76。基板72与保持器42的基板44成一整体，即基板72是基板44的延伸。类似地，侧板76与保持器42的侧板48成一整体，从而侧板76是侧板48的有效延伸。

在保持器42的进气口开孔50处，有法兰78围绕保持器42周向突出，即沿基板42、72和侧板48、76的相交线而突出。法兰78典型地焊接于适当位置。

保持器42和沟槽70的组合如下保持于适当位置并倚靠前板22：底部法兰78以舌和凹口的式样容纳于一对间隔通道件84中，所述通道件84安装至前板22。促使上部法兰78与前板22接触，并通过一对弹簧加载可旋转夹86以可拆除的方式固定于适当位置，所述弹簧加载可旋转夹86可从操作位置转动至非操作位置(未示出)，在操作位置弹簧加载可旋转夹86从前板22伸出并啮合上部法兰78，在非操作位置则与上部法兰78脱离。然后可移除保持器42/沟槽70组合，例如使沟槽清空。

在使用中，食物在火炉32上烹煮。食物将热脂肪或热油排放入炊具上的气体空间，所述热脂肪或油可以是液滴或汽化形态。这些脂肪和油与吸入的热气体一道通过风扇或鼓风机34夹带或向上抽入罩12。气体与抽吸入空间30的冷气混合。污染气体，即载脂肪和油的气体穿过分离介质40的入口开孔50，并遭遇螺旋形分离介质56、58。

由此可以理解，进入分离装置40的污染气体含有热气和从罩12下面抽吸入的冷气的混合物，冷气用于使炊事设备上的脂肪和油迅速从高温下的气态冷凝至低温下的液态，所述高温典型地约170℃，所述低温典型地介于环境温度至100℃之间，例如20℃至70℃，在所述低温下所有的油和脂肪均处于液态，并且在所述低温下可于螺旋形分离介质中实现脂肪和油的有效分离。

当污染气体遭遇螺旋形分离介质56、58时，夹带于气体中的脂肪和油的小滴与分离介质表面碰撞，集聚于分离介质的卷曲形表面上，沿分离介质的这些表面下行，并滴落集聚于沟槽70中。不时地，例如一天一次，通过将分离装置/沟槽组合连接至前板22的夹松开，从而移除分离装置/沟槽组合，从而使集聚于沟槽70中的脂肪和油得以排放。

纯化的气体，即基本不含夹带的油和脂肪的气体，穿过出口52离开分离装置40，被抽吸穿过罩12的顶壁18中的开孔24，并沿导管26抽出。然后该气体可穿过用水洗涤以去除氨的涤气器。该气体还可穿过可去除诸如硫醇的硫化合物的生物过滤器(未示出)。然后可将其排放入空气。

可以理解，气体以向上的方向并基本线性地穿过分离介质56，58的床，如标号80所指代。

可以相信，当污染的气体穿过入口50进入分离装置40时，处于小滴形态的液化脂肪和油将在分离介质56、58的最先几排57内发生初级分离，如图1中所指代。排57由此与穿过分离介质的气体通行方向80垂直延伸。典型地，可以相信该初级分离可发生于分离介质56、58的最先2-3排57。由此可以相信，覆盖了开孔50的筛板60及这些最先几排57的分离介质是保持湿润的，这是由于在这些分离介质中发生了冷凝以及由于集聚于介质上并从一个分离介质56、58向下行至其下面的分离介质的液滴。这就确保了冷凝的液体，即集聚于分离介质上的液化脂肪和油，保存于表面上，并缓慢沿着分离介质的排57分离。在保持器42前面的分离介质56的最底处，相信会有涡流产生，所述涡流会增强脂肪和油穿行入沟槽74。这产生的优点是朝向保持器42后面的分离介质56、58多少仍保持干燥，由此确保了穿过分离介质的初始层82后仍存在于气体中的残留脂肪和油的有效二次分离。另外，由最先几排57的分离介质56、58所提供的湿“过滤面”可有助于捕集存在于气体中的碳和其他固态粒子，使其粘附于前筛板60及粘附于排57中的分离介质56、58，并与冷凝液体(脂肪和油)一道洗下，从而确保分离装置40作为整体保持更干净。

典型地，空气穿过分离装置40的线性速度大约是3.2米/秒。然而，离开保持器42中的排气口开孔52的空气会经受速度的显著下降，这是由于气体室14的尺寸所致。相信这会有助于防止脂肪和油的小滴从分离装置40带入室14。

还可相信，分离装置40/沟槽74的组合便利了维修。例如，由于存在将该组合保持于合适位置的夹，从而该组合不会错误安装。其次，该组合可容易地移除，清洗和重装。另外，通过倚靠前板22的法兰54、78而提供了紧固的密封。

还可相信，穿过螺旋形分离介质56、58的床的压降极小，这是由于穿过床的气体的流动方向为笔直朝上。相信这会加强分离。另外，由于该相对低的压降，可采用相对廉价的风扇或鼓风机。穿过分离装置40的风速可相对较低。

进一步可相信，采用较低风速以及排82中的分离介质连续性涂覆有液体这一事实，可导致较低的噪音水平，从而装置10在操作过程中相对较安静。由此，穿过床的气流速率典型地为约3.2米/秒，上限为6米/秒，从而防止了过度的噪音和压降。

将食物置于炊具32火焰上烹煮时，分离介质56、58的床还构成火焰阻挡层。可含有易燃脂肪和油的沟槽70由此置于分离介质床上游，从而使分离介质床的下游基本不会有易燃的脂肪和油，这是一个增加的安全因素。

Claims (35)

1.从污染气体或蒸气流去除污染物的方法，所述方法包括：

使污染气体或蒸气流以向上的方向穿过卷曲形分离介质床；

当污染气体或蒸气流穿过分离介质床时，使污染气体或蒸气流中的污染物集聚于分离介质上，从而从气体或蒸气流去除污染物，由此纯化气体或蒸气流；

使集聚于分离介质上的污染物从分离介质穿过进入收集区；

从收集区去除污染物；以及

将纯化的气体或蒸气流从分离介质床抽出。

2.根据权利要求1的方法，其中分离介质床的厚度为3cm到15cm。

3.根据权利要求1或2的方法，其中每一卷曲形分离介质的线度或长度为3mm到30mm。

4.根据权利要求3的方法，其中卷曲形分离介质为金属薄片形状。

5.根据权利要求4的方法，其中薄片的厚度低于1mm，宽度为1mm到10mm。

6.根据权利要求1或2的方法，其中某些或全部卷曲形分离介质是拉长形状并含有多个全螺旋，从而其各自为螺旋形分离介质。

7.根据权利要求6的方法，其中每一螺旋形分离介质沿其长度具有恒定直径，螺旋形分离介质以规则式样或图案布置于床内。

8.根据权利要7的方法，其中螺旋形分离介质在床内彼此平行延伸，并且气体或蒸气流穿过床的运动或通行方向与所有螺旋形分离介质的纵轴垂直。

9.根据权利要求8的方法，其中床含有多层螺旋形分离介质，每一层含有多个位置彼此相邻的分离介质，并且每一层分离介质均搁置于其下层的分离介质之上。

10.根据权利要求9的方法，其中每一层中的相邻分离介质是反手的，从而其螺旋以相反方向旋转或延伸。

11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中气体或蒸气流处于高温下，污染物处于可冷凝的汽化形态和/或夹带或分散于气体或蒸气流中的微滴形态。

12.根据权利要求11的方法，其中污染气体或蒸气流是散发自炊事装置的污染气流，热气流中的污染物是脂肪和/或油，所述脂肪和/或油以夹带微滴形态和/或汽化形态存在于热的污染气流中。

13.根据权利要求12的方法，所述方法包括在热的污染气体穿过卷曲形分离介质床之前，用冷气混合热的污染气体，所述冷气用于冷凝污染气体中任何汽化的脂肪和油，从而使所述脂肪和油在遭遇分离介质床之前转化成夹带的液滴形态。

14.根据权利要求1-13中任一项的方法，所述方法包括在将处理后的气体或蒸气流排放到大气之前，使纯化的气体或蒸气流穿过涤气器和/或生物过滤器，从中去除不希望的物质。

15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中污染气体或蒸气流以向上的方向线性穿过分离介质床。

16.根据权利要求15的方法，其中气体或蒸气流穿过床的线性速度最高为6米/秒。

17.用于从污染气体或蒸气流去除污染物的设备，所述设备包括

气体/蒸气室；

引导进入室的气体/蒸气入口；

从室引导出的气体/蒸气出口；

位于气体/蒸气入口附近的分离装置，分离装置包含卷曲形分离介质床，分离装置调整为进入室的污染气体或蒸气流以向上的方向穿过卷曲形分离介质床，卷曲形分离介质用于在气体或蒸气流穿过床时从气体或蒸气分离污染物；以及

用于收集已集聚于分离介质上的污染物的收集装置。

18.根据权利要求17的设备，其中室由前壁、与前壁间隔的后壁、顶壁和底壁，以及位于前壁、底壁、后壁和顶壁之间的一对间隔式侧壁所限定，气体/蒸气入口设置于前壁内，而气体/蒸气出口设置于其他壁的一个壁内，前壁自顶壁向底壁向下向内倾斜，从而其与垂直线成一定角度倾斜。

19.根据权利要求18的设备，其中前壁是平面的。

20.根据权利要求18或19的设备，其中分离装置包含保持分离介质床的保持器，保持器含有基部，与基部间隔的顶盖，位于顶盖和基部之间的一对间隔式侧面。

21.根据权利要求20的设备，其中保持器的基部、顶盖和侧面为板状，基板、顶板和侧板在保持器的前部限定了气体/蒸气入口开孔，而气体/蒸气出口开孔则在保持器后部由基板、顶板和侧板所限定。

22.根据权利要求21的设备，其中入口开孔和出口开孔被带孔的覆盖物所覆盖，所述覆盖物使分离介质床保持在适当位置。

23.根据权利要求21或22的设备，其中保持器以可拆除的方式安装于室内。

24.根据权利要求23的设备，其中保持器以可拆除的方式安装于室的气体/蒸气入口内，从而其各板相对于室的前壁横向伸出并由此将保持器设置为与水平线成一定角度，从而使进入保持器的气体/蒸气入口开孔的污染气体/蒸气流在穿过保持器的气体/蒸气出口开孔离开之前向上穿过分离装置。

25.根据权利要求24的设备，包括将保持器以可拆除的方式安装至室壁的安装装置。

26.根据权利要求25的设备，其中保持器在其气体/蒸气入口开孔附近设置有向外突出的法兰，所述法兰与室前壁中气体/蒸气入口周围的室前壁啮合。

27.根据权利要求26的设备，其中安装装置包括将保持器法兰倚靠室前壁固定于合适位置的定位装置。

28.根据权利要求21至27任一项的设备，其中收集装置包含位于分离装置的保持器的气体/蒸气入口开孔下方的沟槽。

29.根据权利要求28的设备，其中沟槽含有基板、一对间隔式侧板和封锁基板与侧板前缘的前板，沟槽的基板与保持器的基板紧固。

30.根据权利要求18至29中任一项的设备，其中室构成位于炊事设备上方的气体收集罩的一部分。

31.用于从污染气体或蒸气流去除污染物的设备的保持器/沟槽组合，所述组合包括：

用于保持分离介质床的保持器，保持器含有基板，与基板间隔开的顶板，以及在顶板和基板之间的一对间隔式侧板，基板、顶板和侧板在保持器的前部限定了气体/蒸气入口开孔，而气体/蒸气出口开孔则在保持器后部由基板、顶板和侧板所限定；以及

位于保持器的气体/蒸气入口开孔下方的沟槽。

32.根据权利要求31的组合，其中沟槽含有基板、一对间隔式侧板和封锁基板与侧板前缘的前板，沟槽的基板与保持器的基板紧固。

33.根据权利要求31或32的组合，所述组合包括保持器内的卷曲形分离介质床。

34.炊事装置，包括

可在上面烹煮食物的炊事设备；

位于炊事设备上方的权利要求30所述用于从污染气流去除污染物的设备；

从设备的气体收集罩引导出的排气导管，从而导管的入口与气体收集罩的一个壁内的气体/蒸气出口相通；以及

排气导管内或与排气导管相联的排气装置。

35.根据权利要求34的装置，其中导管是管道形态，排气装置是安装于管道内的排风扇。

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