CN211215813U - 一种用于气体净化盘的辐条、气体净化盘及气体净化装置 - Google Patents

Abstract

一种用于气体净化盘的辐条、气体净化盘及气体净化装置，其中用于气体净化盘的辐条，用于安装在气体净化盘的轮毂上，辐条能够围绕气体净化盘的中心线旋转；辐条沿着中心线方向辐条的截面形状相同，辐条形成有第一表面和第二表面，其中第一表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第一交线，该第一交线为函数曲线形状；其中第二表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第二交线。本实用新型的辐条在使用时候，过滤效果好，风阻小，功率小，能耗低。

Description

一种用于气体净化盘的辐条、气体净化盘及气体净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于气体净化盘的辐条，特别用于消除气体中的液滴或者固体颗粒的净化盘的辐条。

背景技术

随着经济的日益发展，人们对环境的空气质量要求越来越高。一方面，居住环境的空气质量要求提高，厨房的油烟会对整个家庭环境产生非常大的影响；另外一方面，自然环境的空气质量也要求提高，大气的PM2.5增高，已经广泛引起社会关注。

厨房油烟一方面伤害家庭成员的呼吸道健康，另外一方面，排出到大气后，会产生气溶胶，提高PM2.5指数；大量的排放，会严重影响空气质量。

现有的厨房烟气处理装置非常多样，比如说，传统的有静电吸附装置，但是传统的静电吸附装置存在严重缺陷，效果差效率低。还有一些抽油烟机直接通过负压吸取厨房内的空气，通过滤网过滤油烟，这种方式无法完全除去油烟。

近年出现了一种机械除油烟装置。机械除油烟装置在上方处设置负压风机向上抽取烟气，负压风机下方设置气体净化盘，气体净化盘上设有多根辐条，气体净化盘在净化时处于旋转状态，当带有油烟的空气被负压风机的负压抽取时，带有油烟的空气会经过气体净化盘；气体净化盘上的辐条高速旋转，碰撞空气中的油烟液滴或者其他颗粒，油烟液滴或者其他颗粒会粘附在辐条上，在辐条的作用下改变运动方向，沿辐条做切向运动，进而最终运动至净化盘外周并击打在净化器内壁上并最终滑落收集。

现有的机械除油烟装置存在一些问题：1、辐条通过焊接的方式固定在气体净化盘上，这带来了一些明显的缺陷。第一，辐条在焊接到气体净化盘的轮毂上时，由于焊接是需要加热的连接方式，在冷却后，金属制成的辐条和气体净化盘都会发生一定程度的形变，从而影响气体净化盘的形状；第二，由于焊接连接气体净化盘的轮毂和辐条，辐条会发生一定的程度的形变，为了限制这种形变导致的气体净化盘，气体净化盘需要有一个外圈，从而固定辐条(参见图1)；第三，由于辐条焊接到轮毂上，一旦焊点松动，在高速旋转的过程中辐条可能会脱落并高速的射出，导致人身伤害。2、辐条焊接困难。辐条在焊接到轮辐上时，需要均匀分布在轮辐上，这就需要设计单独的夹具进行辐条和轮毂的夹紧；此外，焊点多并且小，焊接困难。 3、辐条形状单一，主要是圆形，也有部分采用其他形状的。圆形辐条安装方便，但是直径和数量的乘积受到轮毂的直径的限制，为了提高净化效率，需要提高气体净化盘的转速，这样对整个气体净化盘的转速有了较高的要求。4、辐条由于形状的原因，导致气体净化盘的风阻较大，为了提供足够的负压，就需要更大功率的负压风机，这会导致机械除油烟装置的造价提高、体积增大、噪音增大。5、辐条一旦发生形变，辐条的间隙就会发生改变，由于辐条间隙改变，就会导致部分气体在通过气体净化盘后，油滴、油雾和其他固体颗粒没有被去除，仍然会对大气造成污染。

CN109794102A号中国专利文献公开了一种气体净化单元，包括中心盘和至少6根辐条，所述辐条向外辐射状延伸排列设置于所述中心盘上，所述辐条的内端固定于所述中心盘上，所述中心盘与驱动其旋转的驱动装置连接，所述辐条的旋转方向一侧设有至少一条凹入的导流槽。

上述专利文献分别给出了不同形式的气体净化盘，但是都面临着以上所说的问题。本实用新型给出的技术方案能够实现以下技术效果：

1、通过卡合的方式连接到气体净化盘的轮毂，不需要夹具固定，也没有焊点的存在，气体净化盘加工方便、使用安全可靠。

2、本实用新型的辐条形状在实际使用过程中，风阻小、过滤效果好，在同等过滤效果的情况下，有效降低了设备造价。

发明内容

本实用新型提供了一种用于气体净化盘的辐条，其用于安装在气体净化盘的轮毂上，辐条能够围绕气体净化盘的中心线旋转；辐条沿着中心线方向辐条的截面形状相同，辐条形成有第一表面和第二表面，其中第一表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第一交线，该第一交线为函数曲线形状；其中第二表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第二交线。

本实用新型的用于气体净化盘的辐条还可以是：

辐条与轮毂连接处形成有止档表面。

辐条相对于一个对称面对称，该对称面与辐条的中心线围绕气体净化盘的中心线旋转形成的平面平行；或者辐条是不对称的。

当辐条旋转时，其中第一表面为油烟净化表面，气体净化盘旋转时第一表面与油烟液滴或者其他颗粒碰撞。

其中第一交线和第二交线具有两个交点，两个交点的连线平行于气体净化盘的中心线。

其中第一交线具有突出部，该突出部由第一线段和第二线段相交形成，第一线段和第二线段的交点在垂直于辐条的平面上距离辐条的中心线的垂直距离，大于第一交线上的其他点距离辐条的中心线的垂直距离。

其中第一线段和第二线段可以是直线段、二次曲线、三次曲线、渐开线等曲线形状的线段。

其中第一交线除第一线段和第二线段外的可以是直线段或者二次曲线、三次曲线形状的线段，但是第一线段和第二线段的形状与第一交线除第一线段和第二线段外的其他部分形状是不相同的。

其中第二交线为直线或者大体上平行于气体净化盘的中心线的线段。

其中第二交线由直线段连接而成，或者由曲线段连接而成，或者由直线段和曲线段连接而成。

其中第一交线上的点的切线相对于截面的对称线的夹角是变化的。

其中第二交线以中点对称。

其中第一交线和第二交线的宽度方向尺寸为a，第一交线和第二交线厚度方向上尺寸为b，a比b的比值范围在1.2至4之间，优选的为2。

a的范围可以为0.5至10毫米。

一种气体净化盘，其包括了本实用新型的用于气体净化盘的辐条辐条。

一种气体净化装置，其包括了本实用新型的气体净化盘和驱动气体净化盘的电机。

本实用新型通过以上技术方案，降低了气体净化盘的风阻，并且可以不使用焊接的方式连接辐条和轮毂，从而降低了设备整体造价、提高了设备的安全性。

附图说明

图1示出了现有技术中焊接的气体净化盘；

图2示出了本实用新型的气体净化盘示意图；

图3示出了本实用新型的辐条正视图；

图4示出了图3的辐条的局部放大图；

图5-6示出了辐条的截面示意图；

图7示出了辐条(包括了止档表面)的立体图。

具体实施方式

参见图1，图1示出了一种气体净化盘，该气体净化盘由外环100、辐条200和轮毂300组成。辐条200与外环100和轮毂300分别焊接连接。由于辐条200与轮毂300焊接连接，辐条200与轮毂300连接处连接过程中会受热，冷却后，辐条与轮毂连接处会发生一定程度变形，如果辐条与外环100不通过焊接连接，则整个气体净化盘会由于辐条的变形，导致辐条在周向方向上分布不均匀。辐条分布不均匀带来动平衡效果差、气体净化效果差等问题。气体净化盘需要固定在轴上，由电机驱动，动平衡如果存在较大的问题，则轴、电机都非常容易损坏。

如图2所示，是本实用新型的气体净化盘的示意图。在图2中，辐条 2具有特定形状，且辐条2通过止档表面与轮毂3夹持连接到一起。在图2 中，辐条2由于不是焊接方式连接到轮毂3上，因此辐条2不存在虚焊、焊点松脱等情况出现，不会在工作过程中发生辐条2突然脱落造成工作人员伤害的情况。辐条2通过止档表面与轮毂3夹持的另一个优势是安装辐条时不会如同焊接那样发生变形，从而影响了辐条的和轮毂的装配。

如图3所示，是辐条的正视图。辐条上与轮毂连接的一段设置有止档表面11，止档表面11可以是平面的，也可以是曲面形状的；止档表面是平面时，止档表面垂直于辐条的中心线或者与辐条的中心线成一夹角。

止档表面也可以是一个曲面，如图4所示；图4是图3中辐条的局部放大图。止档表面11是曲面时，优选的是按照如图4所示的曲线沿着垂直于纸面方向形成的柱状曲面，这样的表面便于加工，且当止档表面和承档表面配合时，可以形成一个稳定的止档支撑配合面，从而减小在气体净化盘使用过程中由于配合不稳定造成的辐条颤抖等问题。

如图5所示，图5示出了沿图3的A-A向观察时，辐条的截面形状。图7是辐条的使用状态示意图。图7中，辐条形成有第一表面21(未示出) 和第二表面22，第一表面21为油烟净化表面，气体净化盘旋转时第一表面与油烟液滴或者其他颗粒碰撞。参见图5，该第一表面与垂直于辐条的中心线形成的交线为第一交线201，该第一交线函数曲线；其中第二表面与垂直于辐条的中心线形成第一交线202。

第一交线和第二交线可以具有不同的形状，第一交线接近流线型形状，用以对待处理气流进行“撞击”；第二交线是辐条的背面，不直接处理气流；两者形状上具有较大的差异。

第二交线还可以与第一交线相对于第一角线和第二交线的连线对称。

如图5，辐条11相对于一个对称面对称，该对称面与辐条的中心线围绕气体净化盘的中心线旋转形成的平面平行。辐条也可以是不对称的。辐条相对于对称面对称，可以使得辐条更加稳定。

如图5，第一交线201和第一交线202在两端相交，形成两个交点，这两个交点的连线平行于气体净化盘的中心线；这两个交点的连线长度大于第一交线和第二交线上的任意其他两点之间的连线长度。

本实用新型的辐条的第一交线的函数曲线还具有突出部，该突出部由第一线段和第二线段相交形成，第一线段和第二线段的交点在垂直于辐条的平面上距离辐条的中心线的垂直距离，大于第一交线上的其他点距离辐条的中心线的垂直距离；突出部有利于减低气体净化盘在旋转过程中所承受的阻力，从而降低气体净化盘驱动电机的功率和体积，对于使用气体净化盘的设备的整体体积和整体造价都是有降低作用的。

第一线段和第二线段可以是直线段或二次曲线、三次曲线、渐开线等曲线形状的线段或者它们的组合线段，第一交线沿着与第二交线的交点向第一线段和第二线段的交点过渡时，第一交线上的点的切线相对于截面的对称线的夹角是变化的；第一交线这样的形状，能够形成近似于流线型的形状，从而有助于降低气体净化盘旋转过程中的阻力。

第一交线除第一线段和第二线段的其他部分，其中第一交线除第一线段和第二线段外的可以是直线段或者二次曲线、三次曲线形状的线段，但是第一线段和第二线段的形状与第一交线除第一线段和第二线段外的其他部分形状是不相同的；第一交线除第一线段和第二线段的其他部分与第一线段和第二线段的曲率是不同的，并且这样的曲率应当满足第一交线沿着与第二交线的交点向第一线段和第二线段的交点过渡时，第一交线上的点的切线相对于截面的对称线的夹角是变化的。

第一交线的形状大体上呈现出“外凸”的形状，这样的形状使得旋转的辐条能够有效的降低旋转阻力，并且能够降低风阻；旋转阻力的降低减小了辐条旋转所消耗的能源；风阻降低减小了负压风机的消耗的能源。相较于截面为长方形的辐条来说，长方形的辐条的旋转阻力大、风阻特别大；尽管长方形辐条的等效“撞击”长度更长，但是长方形辐条的转速越高，风阻越大，带来了需要负压风机提供高得多的负压、且驱动气体净化盘转动的电机功率要更大的问题，虽然等效撞击长度更高，但是却并不能提高净化效率，因此长方形的辐条净化效率过低，相较本实用新型的截面形状的辐条是不能接受的。

第一交线的曲线形状并不意味着第一交线上排斥直线段的存在。只要第一交线不仅仅是由斜率相同的直线段连接而成，就认为第一交线是曲线形状。

第二交线可以是直线型的，也可以是曲线段与直线段连接而成的。如图5所示，第二交线包括了多条线段这些线段大体上呈现出使得辐条的背部出现了两个凹陷部。两个凹陷部的中间存在一个突出部。第二交线的这样的形状，使得辐条在运转过程中，气流可以向辐条背部的凹陷部位流动，从而降低了风阻，在同等条件下可以降低负压风机的功率要求，降低了净化设备的整体功能造价和功耗。第二交线也可以使得辐条的背部出现一个凹陷部或者多个凹陷部。

第二交线是直线时，由于辐条第二表面形状比较简单，因此辐条加工变得非常简单，辐条的成品率也有很大程度的提升。第二交线平行于气体净化盘的中心线，辐条处理待净化的气流时，气流的流向更加稳定可靠，不会影响到气体净化盘的风阻。

无论第二交线是直线的还是多条直线段和/或多条曲线段连接而成的，第二交线都以中点对称。

第二交线还可以与第一交线相对于第一角线和第二交线的连线对称；在这种情况下，辐条正转反转均可以起到同等的净化作用。

第一交线通过与气流撞击从而将液滴和固体颗粒除去，第一交线优选的具有由一条或者多条曲线段组成的函数曲线形状。尤其是基本上“外凸”的连续函数的曲线段形状。如图6，第一交线和第二交线在宽度方向上的尺寸为a，第一交线和第二交线在厚度方向上的尺寸为b；a比b的比值为 1.2至4之间；a比b的比值越大，则辐条在同等气体处理表面的情况下，在轮毂上占用的周向尺寸越小；但是a比b的比值过大，则辐条的刚性不足，容易产生弯曲的情况，且在运行过程中，辐条发生抖动产生噪音的可能性也更大，因此，a比b应当是一个合适的范围；根据实用新型人的研究和实验，a比b的最优比值为2，a比b的值还可以是1.6、1.8、2.2、2.4、 2.8、3.2、3.5、3.7。a的范围可以为0.5～10毫米，具体的可以是1、2、2.5、 3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5毫米。

图6中的辐条形状呈现出的大概a≈2b的尺寸形状，使得在同等辐条安装密度的情况下，辐条能够有更长的油烟净化深度；配合辐条的第一交线和第二交线形状，辐条能够在净化深度更长的情况下，旋转阻力更小、风阻更小。

实验结果

为了实验本实用新型的净化效果，我们基于如下条件进行了实验：

气体净化盘直径为：30厘米；气体净化盘的轮毂外径为13厘米；气体净化盘转所为：1300转/分。在不扩散条件下，用油烟模拟发生装置产生油烟，用安装有气体净化盘的净化装置的处理油烟发生装置产生的油烟。实验时间为11分钟，油烟模拟发生装置每分钟产生2g的油烟，油烟净化装置在10分钟内，共计产生含有40g污染物的油烟气体；烟油净化装置共计工作11分钟。在气体净化盘后方5cm处固定设置有直径为10cm的无纺布片，试验前称量该洁净无纺布的重量，试验后称量该无纺布重量。气体净化盘下方20cm处设置有分贝计。

实施例中，除圆形辐条外，使用的辐条的a比b的比值为2。

试验的变量为气体流速、气体净化盘的辐条数量和形状，试验结果如下：

上述净化率计算公式如下：污染物减少量/污染物总量。

从上表可以看出，应用了本实用新型辐条的气体净化盘的净化率高，净化效果好。究其原因在于：使用旋转的辐条去除气体中的液滴和固体颗粒物，是利用辐条旋转撞击气体中的较重的液体或者颗粒；在撞击的过程中，辐条主要起到撞击作用的是辐条朝着旋转方向上的表面；对于圆形辐条来说，辐条朝着旋转方向上的表面的前半面，是主要起到撞击作用的表面。例如，对于直径为x的辐条，沿着气体净化盘的直径方向，有效撞击的长度是x/2。有效撞击长度确定的情况下，辐条的设置数量是受到气体净化盘轮毂的直径限制的，假定轮毂直径为d，那么辐条的数量必须小于πd/x。例如上述轮毂直径为13厘米，辐条直径为2毫米的情况，辐条数量的极限值是π*130/2≈204，也就是说，绝对不可能超过204根辐条；由于轮毂直径为13cm，辐条还需要深入轮毂一定长度，实际上180根辐条已经是极限值了。一旦轮毂直径确定，则辐条数量的上限就确定了，相邻辐条之间的间隙也确定，在这种情况下，在一定气体流速下，就需要气体净化盘具有一定的转速，转速需要满足能够将确定时间内流过缝隙的气体全部撞击。如果气体流速较大，那么有效撞击长度和相邻辐条间隙确定的情况下，就需要气体净化盘的转速较大。虽然通过提高转速可以解决一些问题，但是也存在如下问题：转速的增加是有限度的，转速受限于电机的转速，此外，转速太高的话耗能过大，且噪音过大。由于转速受限，对于某些污染严重的场合，很难获得很好的净化效果。

本实用新型提出的技术方案中，假定b＝x，则a≈2x，有效撞击的等效长度为x。此时，辐条的数量上限还是小于πd/x的某个值。在辐条数量不变的情况下，本实用新型的辐条的有效撞击长度变为原来的二倍。这样，气体流速一定的情况下，气体净化盘的转速可以降低到约为圆形辐条的二分之一。

以上说明了为什么在实验中，本实用新型的例1、2、3的净化率较高，而例4-8的净化率不等、但明显低于本实用新型的例1-3的原因。

此外，由于辐条呈现圆形，在各个方向上发生弹性形变的可能性都很高，因此油烟中的颗粒物或者液滴在碰到辐条后，会发生不规则的抖动，在高速旋转的情况下，会与空气流发生摩擦，从而产生很大的噪音。

采用本实用新型的辐条结构后，整体上来说，净化盘可以采用更少的辐条、更低的转速，可以获得更高的净化效率，并且有效降低了噪音。

本实用新型气体净化盘有效降低了气体净化盘的整体安装成本，降低了安装有气体净化盘的净化设备的整体造价，提高了净化效率。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于气体净化盘的辐条，其用于安装在气体净化盘的轮毂上，辐条能够围绕气体净化盘的中心线旋转；其特征在于：辐条沿着中心线方向辐条的截面形状相同，辐条形成有第一表面和第二表面，其中第一表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第一交线，该第一交线为函数曲线形状；其中第二表面与垂直于辐条的中心线的平面形成的交线为第二交线。

2.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：辐条与轮毂连接处形成有止档表面。

3.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：辐条相对于一个对称面对称，该对称面与辐条的中心线围绕气体净化盘的中心线旋转形成的平面平行；或者辐条是不对称的。

4.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：当辐条旋转时，其中第一表面为油烟净化表面，气体净化盘旋转时第一表面与油烟液滴碰撞。

5.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一交线和第二交线具有两个交点，两个交点的连线平行于气体净化盘的中心线，两个交点的连线长度大于第一交线和第二交线上的任意其他两点之间的连线长度。

6.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一交线具有突出部，该突出部由第一线段和第二线段相交形成，第一线段和第二线段的交点在垂直于辐条的平面上距离辐条的中心线的垂直距离，大于第一交线上的其他点距离辐条的中心线的垂直距离。

7.根据权利要求6所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一线段和第二线段可以是直线段、二次曲线、三次曲线、渐开线等曲线形状的线段。

8.根据权利要求6所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一交线除第一线段和第二线段外的可以是直线段或者二次曲线、三次曲线形状的线段，但是第一线段和第二线段的形状与第一交线除第一线段和第二线段外的其他部分形状是不相同的。

9.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一交线上的点的切线相对于截面的对称线的夹角是变化的。

10.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第二交线为直线或者平行于气体净化盘的中心线的线段。

11.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第二交线由直线段连接而成，或者由曲线段连接而成，或者由直线段和曲线段连接而成。

12.根据权利要求11所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第二交线以中点对称。

13.根据权利要求1所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：其中第一交线和第二交线的宽度方向尺寸为a，第一交线和第二交线厚度方向上尺寸为b，a比b的比值范围在1.2至4之间。

14.根据权利要求13所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：a比b的比值为2。

15.根据权利要求13所述的用于气体净化盘的辐条，其特征在于：a的范围可以为0.5至10毫米。

16.一种气体净化盘，其包括如权利要求1-15所限定的用于气体净化盘的辐条。

17.一种气体净化装置，其包括了如权利要求16所述的气体净化盘和驱动气体净化盘的电机。

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