CN1077445C - 流体抽出装置 - Google Patents

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Abstract

一种流体抽出装置包括：一通道(20)，用于供泵送的第一流体(如空气)流动；一流体流动区域控制装置，它呈开孔管塞形，位于通道内；一通道(20)的入口(26)，它位于所述管塞(22)的下游侧的下游。使用时，第一流体沿通道经过管塞(22)的孔(23)泵送，在入口(26)处流体压力的减小使第二流体通过入口(26)吸入通道(20)内，与第一流体一起朝通道(20)的下游端流动。通道的下游端提供有一槽(8)形过滤器(6)，槽(8)中盛有油溶解剂(10)。该装置可应用于炉灶罩组件，用于从一炉灶罩(2)吸气，而不需要使输送的气体经过泵，然后，处理吸取的气体，从而除去杂质，如水，油滴和烟。

Description

流体抽出装置
本发明涉及一种流体抽出装置，更具体地说，但非排除性地，涉及用于流体的溶解、净化或排气的装置，如从一第一区域吸取一气体或液体并将它送至一第二区域，在此处进行有选择性的处理。本发明特别适用于但非仅限于含有杂质如烟、水蒸气或油蒸气的空气的抽出(extraction)和过滤。这种装置在烹调环境中特别有用，可用来与烹调装置上的炉灶罩连接。
通常的抽风扇(extractor fan)或炉灶罩(Cooker hood)通常在此抽出的空气通道中使用某种形式的风扇。即使风扇位于过滤器的下游，空气中的油杂质也会沉积在风扇上。
根据本发明，提供了一种流体抽出装置，它包括：一通道，它包括一上游端；一下游端；和一截面流动区域(cross-sectional flow area)，供泵送的一第一流体沿下游方向流动；一流体流动区域控制装置，它包括一上游侧和一下游侧，在所述下游侧处，提供给在所述上游端和下游端之间的所述通道的可用的截面流动区域的增加；一上述通道的入口，它位于上述装置的上述下游侧或下游侧的下游，从而，泵送的第一流体沿上述通道经过上述装置的流动减小了上述入口处的流体压力，从而使一第二流体通过所述入口吸入所述通道，与第一流体一起向下游端流动。
所述流体流动区域控制装置有利地设置成使所述通道的可用截面第一流体流动区域在其下游侧急剧增加。
在优选的结构中，流体流动区域控制装置的通道下游包含在第一和第二管道内，用于向入口提供第二流体，第二管道与第一管道在分路接头处相交。
流体流动区域控制装置可以是位于第一管道内的管塞的形式，通道经过管塞上提供的至少一个孔。该装置还可以包括一中空延伸管，它从管塞的下游侧向下游延伸，越过分路接头，通道经过管塞上的孔和延伸管。
在另一种结构中，第二管道的下游部分延伸到第一管道内，越过分路接头，沿下游方向延伸。第二管道的下游部分的外表面可与周围的第一管道的内表面相互隔开，从而在两者之间形成一环形空间，通道经过此空间。通过这种方式，第二管道的下游部分形成流体流动区域控制装置。
下面将参考附图仅以示例的方式介绍本发明，其中：
图1是本发明的第一实施例的装置的示意截面侧视图；
图2是沿图1中II-II线的剖视图；
图3是本发明的第二实施例的装置的示意截面侧视图；
图4是本发明的第三实施例的装置的示意截面侧视图；
图5是沿图4中V-V线的剖视图；
图6是本发明的第四实施例的装置的示意截面侧视图；
图7是沿图6中VII-VII线的剖视图。
图1示出了本发明的第一实施例的装置的示意截面侧视图。该实施例沿一第一通道20和一第二通道24的纵轴剖开。为了清楚起见，形成这些通道的管道的薄壁材料以及装置的其它元件在图中仅示意地表示出，没有厚度。
该第一实施例包括：一炉灶罩2；一空气压缩机4；一过滤部分6；一控制阀12；一第一通道20；一流体流动区域控制装置22和一第二通道24。
在第一实施例的操作过程中，压缩机4(它可能是一风扇)，将一第一流体(在该实施例中是空气)泵送至上游，即第一通道20的左侧端部。经过通道20的空气量是由一控制阀12来控制的。在控制阀12的下游，泵送的空气经过一流体流动区域控制装置22、一分路接头26以及第一通道20的下游部分28，然后进入位于第一通道20下游端的过滤部分，在分路接头26处第二通道24与第一通道20连通。
在第一实施例中，流体流动区域控制装置22是一圆柱管塞，沿其中心轴有一小圆柱孔23，它与第一通道20的纵轴同轴，如图2所示。当泵送的空气进入管塞22上游侧的开孔23中时，由于相对于管塞的上游侧第一通道20的截面孔23的截面流动区域减小，空气将加速。当从管塞22下游侧的孔23出来，进入由第二通道24形成的入口附近的分路接头26区域内第一通道20的更宽的截面流动区域，泵送的第一流体(空气)的高速，在第二通道24的入口附近产生一低压区。在所示出的实施例中，炉灶罩处的空气压力将接近大气压力。低压会将一第二流体(在这个实施例中是含有大量空气的烹调油烟)通过第二通道24从炉灶罩2处吸过来。这样被吸过来的空气同泵送的空气一起经过第一通道20的剩余部分流入过滤部分6。
如果炉灶罩内的气体中包含有杂质，如烟、空气、蒸气或油滴，那么它们在过滤部分6处很容易被除去。在该实施例中，过滤器部分6包括一槽8，槽8中装有油溶解剂10，泵送和吸入的空气混合物就经过这里。通过这种方法，第二流体(空气)中的任何油滴都可以除去。可以用其它化学或物理过滤器来替代这个槽或另外加到这个槽中。例如，可用活性碳来除去烟和/或用一干燥剂来除去水蒸气。这些其它的过滤器可以放在第一通道的下游部分28或放在油过滤器后面。过滤器可以用任何有效的顺序或任何组合来布置。本发明的过滤器可以适合于需要从流入的流体中除去的任何杂质。
过滤部分是可用可不用的。例如，如果泵送的和吸入的空气混合物从下游部分28直接排到大气中，就可以不用过滤器。
当空气经过过滤部分6时可以返回到它所来自的封闭环境中，如一厨房，或者简单地排放到大气中，其与没有过滤相比包含有较少杂技。
在所示出的过滤器部分6的实施例中，形成第一通道20的管道的端部包围着一直径比管道大的外部管14。该外部管上位于槽内部分的端部的周边上形成有孔18，空气混合物通过这些孔进入油溶解剂中。这种结构减少了槽8中气泡的产生。
据发现，流体流动控制元件22中小的中心通孔23比一固定管塞的两个哈弗件(halves)之间的简单的间隔更有效。对于泵4产生的相同气压，在分路接头26处流动控制元件22的下游侧产生的吸力较大。
可以减小通孔23的直径来增加第二通道24的入口处的吸力。对于一固定的第一流体流率，孔23的规格越小，第一流体从流体流动区域控制装置22的下游侧出去时的速度越大。在所示的实施例中，孔23的直径在1mm至3mm之间。
泵和流体流动控制装置22的下游侧之间的第一通道的整个部分提供有一恒定的截面，它相对于所述下游侧的有效流动截面下游减小了，所以，流体流动区域控制装置22只是起到使装置22处的下游侧第一泵送流体可得到的截面流动区域急剧增加。然而，这样可以导致第一流体的流动阻力过大。结果，如实施例所述，对于流体流动区域控制装置22，最好要控制轴向长度，例如在20mm和100mm之间。用这种方式，装置22使其上游侧可得到的截面流动区域上游减小并使其下游侧流动区域下游急剧增加。
在所示的实施例中，通道20，24是由直径约为13-25mm的圆管形管道形成。形成第一通道20的管道的内径和圆柱管塞22的外径匹配。
如图所示，控制阀12最好在形成第一通道20的管道内位于气体压缩机之后但又在流体流动控制元件22的上游之前。阀12可以用来控制装置中的气体压力，例如，如果槽8中气泡现象过于明显，气压就必须减小。另外，如果第二流体(空气)的吸收太大，空气会产生很多噪音时，阀12会很有用。另外，控制阀12还可以或作为替代方式用来控制提供给空气压缩机4的动力。
可以选择形成位于炉灶罩2和第一通道20之间的第二通道24的管道的长度，以适应各种用途。最有效的结果是，这种管道一般不超过2000mm长，超过此值，装置的效率就会减小。
在所示的第一实施例中，形成第二通道24的管道和形成第一通道20的管道相交成约90°角，从而形成一分路接头。分路接头的中心最好位于流体流动区域控制装置22下游侧的下游至100mm。通过这种方法，流经管塞22内孔23的泵送第一流体(空气)的主高速流动在到达分路接头处第二通道24的入口之前不能充分分散，以填充整个第一通道20的扩展截面面积。
如图1所示，管塞22的下游侧和分路接头26有一定的距离。在第一实施例中，第一流体和第二流体在此处首次相遇的第二流体入口与分路接头26一致。因此，此第二流体入口也和管塞22的下游侧的下游相隔一定距离。
图3示出了本发明装置的一第二实施例。除了提供有延伸管30之外，该实施例与图1所示实施例相似。在第二实施例中，装置的效率增加，也就是说，第二通道24处产生的吸力增大，而不需要相应地增加压缩机4所提供的气压。延伸管30的内径和管塞22中孔23的内径差不多，它被直接连接到管塞22的下游端面，其开孔与管塞孔23对齐。据发现，延伸管30的长度约为200mm、位于第一和第二通道20，24之间的分路接头约位于延伸管30轴向长度的中间(如图3所示)时，可以获得较好的结果。
在第二实施例中，流体流动区域控制装置包括开孔管塞22和延伸管30。由管30的右末端形成的装置的下游侧位于分路接头26的下游。另外，第一和第二流体首次相遇的第二流体的环形入口也位于分路接头26的下游。
图4和5示出了本发明装置的一第三实施例。第三实施例的操作原理与前面实施例类似。在第三实施例中用与前面实施例中相同的参考标号来表示。
第三实施例和第一实施例的不同之处在于流体流动控制装置的形式不同。在第三实施例中，该装置包括一实心圆柱管塞，它同轴地置于形成第一通道20的管道内。管塞70的直径使管塞的外周表面与其周围的管道的圆柱内周表面相隔一定距离，从而在两者之间形成的一基本为环形的空间，通道穿过此环形空间。如图5所示，管塞70通过三个径向延伸支撑72支撑在管道内。也可以采用其它形式的支撑。和第一实施例相同，管塞70的长度是受限制的，如在约20mm至约100mm之间。
如图4所示，管塞70的下游侧与分路接头26隔开。第一和第二流体在此处首次彼此相遇的第二流体的入口与分路接头26一致。因此，在第三实施例中，入口也和管塞70的下游侧的下游隔开一定距离。然而，管塞70的下游侧也不一定非要与分路接头26隔开一定距离(未示出)。
图6和图7示出了本发明装置的一第四实施例，一相似的系统用到图1和图2所示的装置中。其中，第四实施例中相同的元件用与第一实施例中相同的参考标号来表示。
在第四实施例中，差别在于流体流动区域控制装置和第二通道42的入口的结构不同。从图4中可以看出，一第二通道42的下游端通过一第二管道52形成，第二管道52以一定的角度与形成第一通道40的一第一管道62相交并伸入其内。因此，在第一通道40内流动的泵送气体必须流过第二管道52的下游部分和第一管道62的内侧之间形成的减小的环形截面通道50以及第二管道52的端部。在第二管道52的最下游端可供泵送第一流体使用的截面流动区域急剧增加。
在该第四实施例中，第二管道52的下游部分起到流体流动区域控制装置的作用，因此，当从减小的环形截面通道50出去时泵送流体可用的流动截面急剧增加。和前述实施例一样，可供泵送流体使用的流动截面的增加在流体流动区域控制装置的下游端形成一减小的压力区域，使空气从炉灶罩沿第二通道40吸入第一通道，然后，同泵送的气体一起经过下游。
在第四实施例中，围绕第二管道52的最下游端(右手侧)的环形通道50形成第二流体的入口，在此处，第二流体首次与泵送的第一流体相遇。
为了获得好的效率，第二管道52的同轴部分44和形成第一通道40的第一管道62的同轴部分之间的环形通道50是非常小的，并且其截面积为恒定值。据发现，将该径向间隔“h”(见图7)设定在0.5mm至1mm之间，并使同轴区域为20mm至100mm长，可以获得特别好的效果。过份地增加减小的环形截面通道50的长度会降低整个装置的效率。
在第四实施例中，形成第二通道52的管道52与形成第一通道40的管道相交成一定角度。这可以改进两个垂直相交的管道的效率。然而，也可以采用垂直相交的形式。
上面示出和介绍的实施例可以采用多种管道或管规格和形状。装置的规格可大可小。另外，不同的管道部分的长度可以变化。例如，形成第二通道24的长度，或形成第一通道20的管道主要部分的长度，在第一和第二管道相交以后，可以变化。如第一管道的直径可以在上述最好为13-25mm基础上增加。空气压缩机4的能力要适当改变。
尽管所示管道是圆形截面的，也可以用其它截面的管道。同样，管道截面积不必恒定或基本为直的。
图中示出和描述的是使用泵送流体和吸入流体的本发明的实施例。然而，本发明可用其它气体或液体(如水)来操作。

Claims (28)

1.一种流体抽出装置，包括：
一通道，它包括一上游端；一下游端；和一横截面流动区域，供泵送的一第一流体沿下游方向流动；
一流体流动区域控制装置，它包括一上游侧和一下游侧，在所述下游侧处，提供给在所述上游端和下游端之间的所述通道的可用的横截面流动区域的增加；
一所述通道的入口，它位于所述装置的所述下游侧或下游侧的下游，
从而，泵送的第一流体沿所述通道经过所述装置的流动减小了所述入口处的流体的压力，从而使一第二流体通过所述入口吸入所述通道，与第一流体一起向下游端流动。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置设置成在所述下游侧处提供给所述通道可用的横截面第一流体流动区域的急剧增加。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置还在所述装置的所述上游侧处提供给所述通道可用的横截面第一流体流动区域的减小。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置设置成在所述上游侧处提供给可用的横截面第一流体流动区域的急剧减小。
5.如上面任一权利要求所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置的上游和下游侧之间所述通道的可用横截面第一流体流动区域保持基本恒定。
6.如上面任一权利要求所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置的所述通道下游包括在一第一管道和一第二管道内，第二管道用于向所述入口提供第二流体，并在一分路接头处分支入所述第一管道。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置的所述下游侧在分路接头的上游方向与所述分路接头隔开，从而使所述入口与所述流体流动区域控制装置的所述下流侧的下游隔开。
8.如权利要求6或7所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置是一位于所述第一管道内的一管塞，所述通道经过所述管塞中的至少一个孔。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述管塞提供有单个中心孔，该中心孔与所述第一管道的纵轴同轴。
10.如权利要求6所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置的所述下游侧与所述分路接头在分路接头的下游方向隔开，从而使所述入口位于所述装置的所述下游侧处的所述分路接头的下游。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置包括：一开孔管塞，它整体上位于所述第一管道内所述分路接头的上游；和一中空延伸管，它从所述管塞的所述下游侧向下游延伸，越过所述分路接头，所述通道经过所述孔和所述管，从而，所述装置的所述下游侧和所述入口位于所述分路接头的下游。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述分路接头大致位于所述中空延伸管轴向长度的中间。
13.如权利要求11或12所述的装置，其中，所述中空延伸管的长度大致是所述管塞的轴向长度的2至10倍。
14.如权利要求9至13中任一项所述的装置，其中，所述管塞的所述孔的直径在1mm和3mm之间，所述管塞的轴向长度在20mm至100mm范围内。
15.如权利要求6或7所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置是一位于所述第一管道内的管塞，所述通道通过管塞的外表面。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述管塞与所述第一管道的纵轴同轴布置。
17.如权利要求15或16所述的装置，其中，所述管塞的外表面与周围的所述第一管道的内表面隔开，从而在两者之间形成一基本为环形的空间，所述通道经过此处。
18.如权利要求7至17中任一项所述的装置，其中，所述第二管道与所述第一管道在所述分路接头处以一直角相交，从而形成一基本为T形的连接。
19.如权利要求6所述的装置，其中，所述第二管道的一下游部分超过所述分路接头延伸到所述第一管道内，并沿下游方向延伸，从而使所述入口与所述分路接头的下游隔开。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述第二管道的所述下游部分的外表面与周围的所述第一管道的内表面隔开，从而在两者之间形成一基本为环形的空间，所述通道通过此处，所述环形空间形成所述入口。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述第二管道的所述下游部分的长度在20mm至100mm之间，所述环形空间的径向厚度在0.5mm至1mm之间。
22.如权利要求20或21所述的装置，其中，所述第二管道的所述下游部分的至少一部分与所述周围的第一管道同轴延伸。
23.如权利要求19至22中任一项所述的装置，其中，所述流体流动区域控制装置是所述第二管道的所述下游部分。
24.如上面任一权利要求所述的装置，还包括一泵，用于连接到所述通道的所述上游端，沿所述通道泵送第一流体。
25.如上面任一权利要求所述的装置，其中，所述通道提供有一控制阀，用于调节第一流体的泵送流动。
26.如上面任一权利要求所述的装置，还包括过滤元件，置于所述通道的所述下游端，用于过滤第一和第二流体，除去包含在其中的杂质。
27.如权利要求26所述的装置，其中，所述过滤元件包括一盛有油溶解剂的槽，所述通道的所述下游端浸在其内，从而，从所述通道的所述下游端出来的第一和第二流体经过油溶解剂。
28.如所述任一权利要求所述的装置，其中，所述第一和第二流体都是气体，该装置还包括一罩，该罩具有一收集区域，此区域设置成与所述入口连接，从而在使用中，第二流体经过所述入口吸入所述通道会从所述罩抽出气体。
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