專利名稱：集塵器和去除空氣中的塵粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及一種用于凈化空氣的集塵器以及用于去除空氣中的塵粒的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，空氣污染是一個越來越嚴(yán)重的問題?？諝馕廴镜囊粋€主要來源是城市 中的建筑和裝修工程。由于建筑和裝修工程的內(nèi)在特點以及緊迫的進(jìn)度安排，通常需要在 短時間內(nèi)在有限的空間內(nèi)進(jìn)行多種施工，因此建筑和裝修工程的工作場所通常充滿了粉塵 和難聞的氣味。因此，不僅現(xiàn)場的施工人員還有附近的居民都將暴露在這種惡劣的環(huán)境條 件下，而且不得不忍受這種惡劣的環(huán)境。甚至在工程結(jié)束之后，建筑材料仍將在很長的一段 時間內(nèi)釋放出有害氣體和氣味，尤其是揮發(fā)性的有機(jī)化合物(VOC)如甲醛。這些氣體無法 以自然的方式快速地消散掉。例如，建筑工程產(chǎn)生大量的粉塵，特別是可吸入懸浮顆粒物(RSP)?？晌霊腋☆w 粒物的顆粒直徑通常小于5微米(μ m)。這種可吸入懸浮顆粒物可被吸入到呼吸系統(tǒng)中，并 通過碰撞、擴(kuò)散或沉降停留在呼吸系統(tǒng)的不同部位，這可能導(dǎo)致各種呼吸疾病。另外，這種 可吸入懸浮顆粒物由于其非常輕的質(zhì)量，能夠在空氣中的從幾到數(shù)百公里的范圍內(nèi)持續(xù)存 在很長一段時間。目前，在普通工業(yè)用空氣凈化系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是濾塵網(wǎng)和/或集塵袋，其中，塵 粒被截留在濾塵網(wǎng)或集塵袋上。雖然濾塵網(wǎng)和集塵袋提供了簡單的解決方案，但是必須通 過定期清潔或更換來進(jìn)行維護(hù)。這種維護(hù)特別是對于有大量粉塵產(chǎn)生或存在的場所來說非 常不方便且不經(jīng)濟(jì)。另一種空氣凈化方法被稱為濕式空氣凈化，其中，粉塵通過噴水去除。例如，專利 文獻(xiàn)C擬8^860Y中披露了一種濕式空氣凈化方法和除塵裝置。在這種除塵裝置中，通過若 干隔板形成蜿蜓的氣流通道，以提高除塵效率。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的目的在于提供一種集塵器，以避免上述提到的在現(xiàn)有技術(shù)中存在的 缺陷。另外，其中實例更進(jìn)一步的目的在于提供價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單且效率高的一種集塵器 和一種去除空氣中的塵埃顆粒的方法。根據(jù)一個實施例，提供了一種集塵器，其包含帶有進(jìn)氣口和出氣口的殼體，其中 含有塵粒的外界空氣通過進(jìn)氣口引入到殼體內(nèi)，之后通過出氣口從殼體中排出；置于殼體 底部的水槽；以及包含噴嘴和填料的湍流效應(yīng)發(fā)生器，其中噴嘴將從水槽中供給的水噴出， 噴出的水與填料相作用產(chǎn)生湍流狀態(tài)，使得空氣中的塵粒在湍流狀態(tài)下被去除。根據(jù)一個實施例，集塵器在被抽入空氣所形成的氣壓下產(chǎn)生人工湍流。這種塵粒 去除方式具有非常高的效率，適用于建筑和裝修場所或類似場所。集塵器能夠有效地截留 空氣中的塵粒，特別是可吸入懸浮顆粒物(RSP)，進(jìn)而凈化被污染的空氣。這種集塵器易于 操作，經(jīng)濟(jì)實用，因為不需要費(fèi)錢的濾塵網(wǎng)或集塵袋，并且在連續(xù)操作時僅需更換或補(bǔ)充水槽中的水。在一個實施例中，湍流狀態(tài)是通過所噴射的水與一種由塑料制成的填料相互作用 而產(chǎn)生。有利地是，這種塑料填料具有螺旋的形狀，優(yōu)選具有不規(guī)則的螺旋形。這樣能夠保 證水與塑料填料的充分相互作用，因此能夠提高產(chǎn)生的湍流效果，顯著地提高塵粒的去除 效率。在另一個優(yōu)選的實施例中，集塵器設(shè)置成使得空氣沿著垂直于湍流效應(yīng)發(fā)生器的 縱向的方向被吸入到湍流效應(yīng)發(fā)生器中。這樣可在一定程度上提高所產(chǎn)生的湍流狀態(tài)的效 果。有利的是，湍流效應(yīng)發(fā)生器能夠驅(qū)動被吸入的空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得湍流在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下 產(chǎn)生?；蛘?，湍流效應(yīng)發(fā)生器本身作為一個整體也可被驅(qū)動而作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得湍流在旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)下產(chǎn)生。這樣能夠進(jìn)一步地提高產(chǎn)生的湍流效果，從而提高塵粒的去除效率。在一個特定的實施例中，殼體由同軸的中空內(nèi)殼和中空外殼組成。在這個實施例 中，進(jìn)氣口位于外殼的周邊，而出氣口由內(nèi)殼的敞口端形成。當(dāng)然，可以根據(jù)需要互換內(nèi)、外 殼的位置。在一個實例中，內(nèi)殼要短于外殼，內(nèi)殼的底端通過固定于外殼內(nèi)表面上的支撐板 來支撐。有利的是，湍流效應(yīng)發(fā)生器作為一個整體置于支撐板上的由內(nèi)、外殼體所形成的空 間內(nèi)。這樣能有利地得到一種緊湊的結(jié)構(gòu)。另外，在這個實例中，湍流效應(yīng)發(fā)生器能夠提前 進(jìn)行預(yù)加工，然后放于支撐板上。因此，簡化了裝置的組裝程序。在另一個實施例中，在支撐板上的由內(nèi)殼所圍繞的區(qū)域內(nèi)安裝了一個額外的湍流 效應(yīng)發(fā)生器。因此，吸入到集塵器中的空氣將通過兩級湍流狀態(tài)，使得塵粒能夠基本上被全 部去除?？蛇x地是，集塵器還包括臭氧發(fā)生器、活性炭過濾器和酶去異味器中的至少一種， 以去除吸入空氣中的一些特定的難聞氣體。根據(jù)另一方面，提供了一種去除空氣中的塵粒的方法，包括將空氣引入殼體；在 殼體中產(chǎn)生湍流狀態(tài)，并在該湍流狀態(tài)下去除引入空氣中的塵粒；以及從殼體排出經(jīng)處理 過的空氣。在本方法的一個實施例中，湍流狀態(tài)由水和塑料填料的相互作用產(chǎn)生，該塑料填 料尤其具有不規(guī)則的螺旋形狀。在另一個實施例中，湍流在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生。本發(fā)明的其他典型的實施例和優(yōu)點可以通過閱讀說明書和附圖來得知。


附圖提供用來便于對本公開內(nèi)容的理解，其構(gòu)成說明書的一部分但并不構(gòu)成對本 公開內(nèi)容任何方面的限制。在附圖中圖1以剖面圖的形式顯示了集塵器；圖2以剖面圖的形式顯示了另一個實例的集塵器；圖3以剖面圖的形式顯示了另一個實例的集塵器。
具體實施例方式如圖1所示，一個示例性的集塵器10包括殼體1。在一個實施例中，殼體1優(yōu)選是由金屬制成的圓柱體，在如圖所示的實施例中，殼體1由兩個中空圓柱體組成，即設(shè)置成 彼此同軸的外殼2和內(nèi)殼3。內(nèi)殼3短于外殼2，并通過固定于外殼2的內(nèi)表面上的支撐板 22來支撐。支撐板22帶有穿孔以利于空氣從中流過。在外殼2的底部設(shè)置了內(nèi)裝有一定 量水的水槽8。水槽8可以以一種抽屜的方式構(gòu)造，以利于水的清潔和補(bǔ)充。另外，在外殼 2的底表面設(shè)有多個腳輪4，使整個裝置易于移動。例如，可以有四個腳輪4。外殼2的上部設(shè)有進(jìn)氣口。在圖1所示的實施例中，進(jìn)氣口為兩個進(jìn)氣口 5，分別 位于殼體上的在直徑上相對的位置處。然而，也可以設(shè)想沿外殼2的圓周方向上排列多于 兩個進(jìn)氣口 5。在集塵器10中提供了位于進(jìn)氣口 5附近的抽風(fēng)扇(圖中未示出)，用于使周圍的 外界空氣由進(jìn)氣口 5進(jìn)入到集塵器10內(nèi)。流入空氣進(jìn)入到形成于內(nèi)殼3和外殼2之間的 空腔12，然后通過支撐板22而進(jìn)入水槽8頂部的空隙。然后，空氣再次通過支撐板22進(jìn)入 到由內(nèi)殼3所限定的中心通道14，最后通過由內(nèi)殼3的頂端開口所限定的出氣口 6從集塵 器10中排出?？諝獾牧鲃尤鐖D1中箭頭所示。為了提高空氣在集塵器10中的流動，在中 心通道14內(nèi)臨近出氣口 6的位置安裝了排氣扇16。在外殼2和內(nèi)殼3之間的空腔12內(nèi)設(shè)有湍流效應(yīng)發(fā)生器15。湍流效應(yīng)發(fā)生器15 可制成中空圓柱形，其可以提前預(yù)加工好，然后容易地放入到空腔12內(nèi)。特別是，湍流效應(yīng) 發(fā)生器15包括位于其頂部處的噴嘴18。噴嘴18通過管19與置于水槽8中的潛水泵20相 連。在操作中，潛水泵20從水槽8中吸水供應(yīng)給噴嘴18，然后噴嘴18以一定的速率向 下噴出水。在一個實施例中，湍流效應(yīng)發(fā)生器15為雙層壁圓柱體，使管19可以設(shè)置在湍流 效應(yīng)發(fā)生器15的兩層壁之間且處于噴嘴10和水槽8之間。這樣便可以得到非常緊湊的構(gòu)造。另外，湍流效應(yīng)發(fā)生器15進(jìn)一步包括位于支撐板22上的填料30，填料30與噴嘴 18近似垂直地對齊。因此，噴嘴18噴出的水直接噴到填料30上。在一個的實例中，填料 30設(shè)置成使得支撐板22上的外殼2和內(nèi)殼3之間的區(qū)域完全被填料30占據(jù)。在集塵器10運(yùn)行時，水從噴嘴18中向下噴出，然后與支撐板22上的填料30相互 作用。水與填料30相作用的結(jié)果是產(chǎn)生了湍流狀態(tài)?？諝饬魉a(chǎn)生氣壓在一定程度上也 有利于湍流狀態(tài)的產(chǎn)生。當(dāng)含塵粒的外界空氣進(jìn)入到空腔12中之后，湍流狀態(tài)使得吸入空 氣中的塵粒得到有效的去除。所除去的塵粒落到水槽8的水中，如圖中底部所示。不含塵 粒的凈化空氣向上流入中心通道14，然后通過出氣口 6從集塵器10中排出。因此，從噴嘴 18噴出來的水與填料的相互作用能夠有效地去除進(jìn)氣流中的塵粒，特別是可吸入懸浮顆粒 物。湍流狀態(tài)通過從噴嘴18中噴出來的流體如水與填料30的相互作用來產(chǎn)生。在現(xiàn) 有技術(shù)中已經(jīng)知道了當(dāng)與流體分子如水分子相作用能產(chǎn)生各種各樣物理形態(tài)的湍流狀態(tài) 的材料介質(zhì)。在一個實施例中，這種填料是具有不規(guī)則形狀的塑料介質(zhì)。例如，這種塑料介 質(zhì)可以是由PVC制造、元級、隨機(jī)填充的介質(zhì)，其具有非常高的單位體積表面積，具有高轉(zhuǎn) 換效率，能夠允許大量微生物在表面上駐留而形成生物膜。這種生物膜隨著持續(xù)的水流流 過塑料介質(zhì)和基質(zhì)去除的過程中在表面生長。當(dāng)這種填料具有不規(guī)則的螺旋形時特別有 利。作為示例，這種填料可采用一種如美國專利5609344所公開的名為Fujino spirals的
5產(chǎn)品。當(dāng)然，也可采用能夠產(chǎn)生類似湍流狀態(tài)的其他填料。為得到一種理想的湍流狀態(tài)，噴出的水可以為噴霧的方式，也可以為噴淋的方式， 從而便于水滴或水分子能夠均勻地分布，然后流過螺旋形塑料介質(zhì)的表面。在一個實施例 中，水以每秒鐘2米的速度Qm/s)的速度從噴嘴18中噴出。在圖2所示的另外一個實施例中，湍流效應(yīng)發(fā)生器15能夠使抽入氣體作旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動。為此，湍流效應(yīng)發(fā)生器15進(jìn)一步包括位于填料30上部的板31。該板31包括有多個互 相平行的轉(zhuǎn)動葉片型孔33。例如，孔33是與板的半徑方向形成一定角度的細(xì)長槽，并且?guī)?有處于板平面以外的引導(dǎo)部。在這個例子中，空氣通過板31后將被驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?？蛇x的是，湍流效應(yīng)發(fā)生器15能夠被驅(qū)動而整體地作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如圖3中通常用 箭頭34所描述的那樣。這可以通過提供一個馬達(dá)35來驅(qū)動支撐板22，進(jìn)而使置于支撐板 22上的湍流效應(yīng)反生器15作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來實現(xiàn)。因此，在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生的湍流狀態(tài)能夠進(jìn) 一步的提高粉塵的去除效果。在集塵器10的一個實施例中，外殼2的直徑為550毫米(mm)，高度為1200毫米 (mm)。外界空氣以每秒鐘0.2立方米的(0. 2m3/s)的速率被吸入到集塵器10中。水槽8的 體積為25升(L)。集塵器10的功率為380瓦(W)。整個裝置的質(zhì)量為45千克(Kg)。試驗 表明，在富含塵粒的建筑場所，集塵器10連續(xù)操作一天所消耗的水是18升(L)。在集塵器10中，不需要清潔或更換成本高的濾塵網(wǎng)或集塵袋。只要定期為水槽8 補(bǔ)充水，集塵器10就能夠有效且低成本地去除引入空氣中的塵粒。另外，在集塵器10中提供了內(nèi)置的臭氧發(fā)生器32，其可被激活后以吸收空氣中的 揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)和其他氣體。如果需要，還可以在集塵器10中附加安裝活性炭過 濾器或酶去異味器，以吸收或吸附其他特定的氣體。在一個例子中，在支撐板22上的中心通道14內(nèi)的區(qū)域中安裝了一額外的湍流效 應(yīng)發(fā)生器15。如圖1所示，該額外的湍流效應(yīng)發(fā)生器可類似包含一個或多個、如圖所示三個 噴嘴，和置于支撐板22上的不規(guī)則螺旋形的塑料介質(zhì)。通過這種方式，進(jìn)入集塵器10的空 氣將流過兩級湍流狀態(tài)，使包含在空氣中的塵粒得到更充分的去除。應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述僅用于描述集塵器的基本概念和配置。本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以對前述構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)。例如進(jìn)氣口和出氣口的位置可以相互替換，即空氣可以由內(nèi) 殼進(jìn)入集塵器而從外殼中排出。進(jìn)一步的講，盡管前述例子中用水作為產(chǎn)生湍流的介質(zhì)，但 是也可以用其他類型的流體。因此，術(shù)語“水”應(yīng)當(dāng)理解為能與選定材料產(chǎn)生湍流的所有流 體。另外，本發(fā)明中的用語“湍流”意指混亂的、不穩(wěn)定的或無規(guī)則的空氣流動。應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述的實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何 限制。通過參照典型實施例對本公開內(nèi)容進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語為描 述性和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯。可以按規(guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明 作出修改，以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本公 開內(nèi)容涉及特定的方法、材料和實施例，但是并不意味著本公開內(nèi)容限于其中公開的特定 例，相反，本公開內(nèi)容可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的構(gòu)造、方法和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種集塵器，包括帶有進(jìn)氣口和出氣口的殼體，其中含有塵粒的外界空氣從所述進(jìn)氣口引入到所述殼體 中，然后通過所述排氣口從所述殼體中排出；設(shè)置在所述殼體底部的水槽；湍流效應(yīng)發(fā)生器，其包括噴嘴和填料，其中所述噴嘴能被操作以使其將所述水槽供給 的水噴出，所噴出的水與所述填料相互作用而產(chǎn)生湍流狀態(tài)，使得塵粒在所產(chǎn)生的湍流狀 態(tài)下從引入空氣中去除。
2.如權(quán)利要求1所述的集塵器，其特征在于，所述填料為塑料介質(zhì)，所述湍流狀態(tài)由水 和塑料介質(zhì)的相互作用產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的集塵器，其特征在于，所述塑料介質(zhì)具有不規(guī)則的螺旋形。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集塵器，其特征在于，引入的空氣沿著垂直于所述 湍流效應(yīng)發(fā)生器的縱向的方向進(jìn)入到所述湍流效應(yīng)發(fā)生器中。
5.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集塵器，其特征在于，所述湍流效應(yīng)發(fā)生器能夠驅(qū) 動所引入的空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得所述湍流在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集塵器，其特征在于，所述湍流效應(yīng)發(fā)生器自身作 為一個整體被驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得所述湍流在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集塵器，其特征在于，所述殼體由同軸的中空的內(nèi) 殼和外殼組成，其中所述進(jìn)氣口位于所述外殼的外周表面而所述出氣口由所述內(nèi)殼的敞口 端形成。
8.如權(quán)利要求7所述的集塵器，其特征在于，所述內(nèi)殼體短于所述外殼體，所述內(nèi)殼體 的底端由固定于所述外殼體上的支撐板支撐。
9.如權(quán)利要求8所述的集塵器，其特征在于，所述湍流效應(yīng)發(fā)生器是設(shè)置于所述支撐 板上的形成于所述內(nèi)殼體和外殼體之間的空腔內(nèi)的圓柱體。
10.如權(quán)利要求9所述的集塵器，其特征在于，在所述支撐板上的由所述內(nèi)殼體包圍的 區(qū)域內(nèi)設(shè)置了額外的湍流效應(yīng)發(fā)生器。
11.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集塵器，其特征在于，所述集塵器還包括臭氧發(fā) 生器、活性炭過濾器和酶去異味器中的至少一種。
12.如權(quán)利要求5所述的集塵器，其特征在于，所述集塵器還包括位于所述噴嘴和所述 填料之間的板，所述板具有傾斜的槽。
13.如權(quán)利要求6所述的集塵器，其特征在于，所述湍流效應(yīng)發(fā)生器通過驅(qū)動馬達(dá)的作 用來作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
14.一種從空氣中去除塵粒的方法，包括將空氣引入殼體；在所述殼體內(nèi)產(chǎn)生湍流狀態(tài)，對空氣進(jìn)行處理，以在湍流狀態(tài)下將塵粒從所引入的空 氣中去除；將處理后的空氣從殼體中排出。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述湍流狀態(tài)由水與形式為塑料介質(zhì)的 填料的相互作用產(chǎn)生。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述湍流狀態(tài)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集塵器，包括帶有進(jìn)氣口和出氣口的殼體，其中含塵粒的外界空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入殼體，通過出氣口從殼體中排出。集塵器還進(jìn)一步的包含置于殼體底部的水槽和包含噴嘴和填料的湍流效應(yīng)發(fā)生器。噴嘴能夠從水槽中給水并噴出。噴出的水與填料相互作用產(chǎn)生湍流狀態(tài)，使塵粒在湍流狀態(tài)態(tài)下從引入的空氣中去除。本發(fā)明還公開了一種用于從空氣中去除塵粒的方法。
文檔編號A61L9/014GK102114375SQ201010580229
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者黃天祥 申請人:有利創(chuàng)新科技有限公司