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CN103203141A - 用于从气流中移除灰尘的设备及方法 - Google Patents

用于从气流中移除灰尘的设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种包括透气壁（1）的设备，透气壁（1）阻止存在于气流中的灰尘与气流一起通过透气壁（1）。为了使对维护的需求最小化，透气壁（1）为罩（2）的圆周壁，并且设备包括：罩（2）的出口（4），出口（4）用于使已通过透气圆周壁（1）进入罩（2）的气体继续向前；用于将罩（2）可旋转地附接到装置（8）的支撑件（5、6）；以及用于旋转罩（2）的驱动单元（7）。

Description

用于从气流中移除灰尘的设备及方法
技术领域
本发明涉及用于从气流中移除灰尘的设备及方法。在下文中，本发明将主要结合用于电气柜的冷却设备进行说明，然而本发明也可以用作其它目的。
背景技术
以前存在气流通过透气壁而从气流中移除灰尘的方法。例如为过滤器的透气壁通常包括孔或穿孔，其尺寸小于灰尘颗粒的尺寸。因此，灰尘颗粒不能与气流一起通过透气壁。
上述现有技术的解决方案牵涉的问题是对维护的需求。不能通过透气壁的灰尘保持为粘附于壁，并且随着灰尘的数量增加，气流通过已积聚的灰尘层会变得困难。
为了避免通过透气壁的气流减少，需要移除已积聚的灰尘。通常，这通过更换或清洁过滤器来完成，换句话说，透气壁需要维护人员来完成这些必要的任务。此外，设备需要停止使用必要的时间段，以完成维护任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种从气流中移除灰尘的方案，其使对所涉及的设备维护的需求最小化。该目的是通过根据独立权利要求1所述的设备以及根据独立权利要求9所述的方法来实现的。
在设备的实施方式中，使用具有透气圆周壁的可旋转罩来阻止灰尘与气流一起通过。透气圆周壁的旋转使得可以在设备在使用中时获得能够从透气圆周壁中移除灰尘的解决方案。
附图说明
下文中，将通过示例的方式并且参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1至图3示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第一实施方式，
图4和图5示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第二实施方式，
图6示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第三实施方式，以及
图7示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第四实施方式。
具体实施方式
图1至图3示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第一实施方式。在所示示例中，透气壁1设置为罩2的圆周壁。气流3能够经由圆周壁中的孔或穿孔进入罩2的内部，并经由罩的出口4继续向前。透气壁1中的孔或穿孔的尺寸小到（用于预期的目的）足以阻止预定尺寸的灰尘颗粒穿过壁进入到罩2的内部，并经由出口4进一步向前。因此透气壁作为允许气体通过透气壁并阻止灰尘通过透气壁的过滤器。在所示实施方式中，透气圆周壁1显示为呈圆筒形形状，其在众多示例中为优选形状。然而，也可以是其它形状，并且圆周壁甚至可以包括多个彼此附接的平坦表面，使得它们的接合边缘形成棱边。
设备包括将罩2可旋转地附接到装置8的支撑件。在所示实施方式中，支撑件包括固定地附接到装置8的轴5以及允许罩2相对于轴5旋转的轴承6。然而，应当注意到，这仅是在实践中实现支撑件的一种方式。替代所述轴，例如可以通过沿着出口4的外边缘设置的轴承装置将罩可旋转地附接到装置8。在任何情况下，罩2均围住装置8的入口9，使得经由入口9进入装置8的任何气体被迫使流动通过罩2的透气壁1。可在出口4的外边缘与装置8/入口9之间使用密封垫或其它密封装置，以避免气体在该位置处从罩2的外部泄露到入口9中。装置8例如可以是容纳变频器的电气元件10的电气柜，并且所述气体可以包含流动通过电气柜的空气，以便冷却电气元件。
为了使罩2旋转，所述设备包括驱动单元。能够与电动机一起使用以使罩2旋转的任何种类的机械驱动装置——例如传动带或者嵌齿轮（cogwheel）——均能够用作所述设备中的驱动单元。然而，在所示实施方式中，驱动单元7包括附接到罩2的转子叶片。转子叶片设置在气流从透气壁1到出口4的流动路径上。以这种方式，气流与转子叶片相接触，并且从流动气体传递到转子叶片的能量使得罩2旋转。因此，在该实施方式中不需要另外的传动带、嵌齿轮或其它驱动装置。
可以使用罩2的旋转来移除积聚在透气圆周壁1的外表面上的灰尘。通过将坚固的无机“过滤”材料用作罩内的透气壁——灰尘由于旋转而从透气壁快速的移除——能够有效地防止例如由于模铸或腐蚀所导致的损坏。为了实现更为有效的灰尘移除，透气壁1的外表面可以设有排斥灰尘的表面材料或者设有阻止灰尘颗粒粘附在表面上的表面材料。一种替代性方式是使用一层溶胶-凝胶表面涂层。
通过利用罩的旋转，存在完成灰尘移除的数种替代方式。第一种替代方案是以使得离心力能够将灰尘从透气圆周壁的外表面移除的高旋转速度来旋转罩2。可以使用这种解决方案而不考虑旋转轴线的位置，罩围绕旋转轴线进行旋转。换句话说，旋转轴线可以为水平的（如图1至图3所示）或竖直的，或者其可以与水平面形成任何角度。气流在这种情况下可以由位于罩2前方的风扇产生（朝向罩的外部推动气体）或可替代地由位于罩2后方的风扇产生（从罩的内部抽吸气体）。为了增强灰尘的移除，可以不定期关掉风扇，使得流动通过透气壁的气流被临时中断。在这种情况下，图1至图3所示的设备的罩2将仍然继续旋转一段时间，在该段时间中任何灰尘均有效地从透气壁1的外表面移除。通常可以充分地重复风扇被关掉较短时间的清洁周期，以使罩的外表面保持清洁。通常每当罩旋转一圈，可以使风扇临时关掉一次。
如果罩2被支撑为围绕水平旋转轴线旋转，则地球的重力会增强清洁效果。
图4和图5示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第二实施方式。图4和图5的实施方式非常类似于图1至图3中公开的实施方式。因此将主要通过指出不同之处来说明图4和图5的实施方式。
在图4和图5中，所述设备包括气密性屏障件12，其表面面积小于透气圆周壁1的表面面积。屏障件12紧靠透气圆周壁1的内表面固定地设置在罩2的内部。在所示实施方式中，屏障件12成形为沿着透气圆周壁的内表面延伸的弧形板，屏障件12经由柄杆（shafts）固定地附接到轴5，使得屏障件12在罩2旋转时保持在位于罩2的水平旋转轴线11下方的图示位置。优选地，屏障件12在旋转轴线11方向上的长度与透气圆周壁1在旋转轴线11方向上的长度大致对应。
在图4和图5的实施方式中，在罩的内部产生了低压。低压通过透气圆周壁1从罩2的外部抽吸气体。然而，在屏障件12的位置处，屏障件12阻止气体流动通过透气圆周壁1，这是因为在屏障件的位置处，屏障件12阻止低压将气体抽吸到罩中。因此，离心力在屏障板的发生气流中断的位置处将灰尘从透气圆周壁1的外表面移除。为了使这种清洁能够发生，旋转轴线11不必是水平的，而是可以是竖直的或者与水平面形成任何角度的。然而，如果旋转轴线是水平的，那么灰尘的移除将是更高效的，这是因为在这种情况下，屏障件12位于旋转轴11下方时地球的重力也将参与灰尘的移除，正如所示示例子中的。
图6示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第三实施方式。图6的实施方式非常类似于前面附图中所公开的实施方式。因此，将主要通过指出相比于前面实施方式的不同之处来说明图6的实施方式。
在图6中，设备包括低压清洁通道13，低压清洁通道13具有紧靠透气圆周壁1外表面的一部分设置的开口，用于从透气圆周壁1的外表面抽吸灰尘。在该实施方式中，旋转轴线可以为水平的、竖直的或与水平面呈任何角度的。
为了增强灰尘的移除，与结合图4和图5说明的屏障件相类似的屏障件12固定地设置到罩2中。在所示实施方式中，屏障件12设置在清洁通道13的开口与罩2所围绕旋转的旋转轴线11之间。以这种方式，由于屏障件12，使得存在于罩内部的低压对位于屏障件12的位置处的透气圆周壁不起作用。相反，在该位置处，存在于清洁通道13中的低压将灰尘从罩的表面有效地移除。
在图6中，清洁通道13位于罩2的下方，并且屏障件12也位于旋转轴线11的下方。以这种方式，灰尘的移除通过经由清洁通道13的抽吸和地球的重力来完成。此外，由罩的旋转引起的离心力会增强灰尘的移除。然而，在另一实施方式中，可以将清洁通道设置在罩2的上部，并且还可以将屏障件12设置在旋转轴线11的上方，因为能够通过仅经由清洁通道13的抽吸来完成充分的空气移除。
图7示出了用于从气体中移除灰尘的设备及方法的第四实施方式。图7的实施方式非常类似于前面附图所公开的实施方式。因此将主要通过指出相比于前面实施方式的不同之处来说明本实施方式。
图7示出了使用单个风扇14来产生通过罩2的旋转透气圆周壁和装置8的电气柜的冷却气流的实施方式，使得电气元件10由在这种情况下由空气组成的流动气体进行冷却。
如已结合图6进行说明的，清洁通道13通到放置风扇14的空间中，使得同一风扇能够经由装置8抽吸气体以及从罩2的透气圆周壁的外表面抽吸灰尘。
在图7中，通过仅仅示例的方式，已图示了处于水平位置的所述设备，换句话说，处于罩2的旋转轴线11为水平的位置。可替代地，所述设备可在竖直位置上或旋转轴线与水平面形成任何角度的位置上使用。此外，作为图7所示示例的替代，清洁通道13可位于罩和装置8的上方，而不是如图所示的位于其下方。在这种情况下，屏障件12也位于旋转轴线11的上方，而非如图所示的位于其下方。
应当理解，以上描述和附图仅意于说明本发明。对本领域普通技术人员明显的是，可以在不脱离本发明保护范围的情况下对本发明进行变型和改型。

Claims (13)

1.一种设备，包括：
透气壁（1），所述透气壁（1）阻止存在于气流中的灰尘与所述气流一起通过所述透气壁（1），其特征在于，
所述透气壁（1）为设置成绕水平轴线（11）旋转的罩（2）的圆周壁，以及
所述设备包括：
所述罩（2）的出口（4），所述出口（4）用于使已通过透气圆周壁（1）进入所述罩（2）的气体继续向前，
支撑件（5、6），所述支撑件（5、6）用于将所述罩（2）可旋转地附接到包含电气柜的装置（8），所述电气柜具有冷却通道，所述冷却通道借助于经由所述罩（2）进入所述冷却通道的所述气体对位于所述电气柜中的电气元件（10）进行冷却，以及
用于旋转所述罩（2）的驱动单元（7）。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动单元（7）包括转子叶片，所述转子叶片附接到所述罩（2）并且设置在从所述透气壁（1）到所述出口（4）的所述气流的流动路径上，以便通过从所述气流传递到所述转子叶片的能量使所述罩（2）旋转。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述罩（2）围住所述装置（8）的入口（9），以便迫使经由所述入口（9）进入所述装置（8）的气体通过所述透气圆周壁（2）。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括气密屏障件（12），所述气密屏障件（12）的表面面积小于所述透气圆周壁（1）的表面面积，所述屏障件（12）紧靠所述透气圆周壁（1）固定地设置在所述罩（2）内，以防止存在于所述罩（2）内的低压导致气体流动通过位于所述屏障件（12）的位置处的所述透气圆周壁（1）。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述屏障件（12）设置在水平旋转轴线（11）的下方，所述罩（2）设置成围绕所述水平旋转轴线（11）进行旋转。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括低压清洁通道（13），所述低压清洁通道（13）具有紧靠所述透气圆周壁（1）的外表面的一部分设置的开口，用于从所述透气圆周壁（1）的所述外表面抽吸灰尘。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括低压清洁通道（13），所述低压清洁通道（13）具有紧靠所述透气圆周壁（1）的外表面的一部分设置的开口，用于从所述透气圆周壁（1）的所述外表面抽吸灰尘，以及
所述屏障件（12）设置于所述清洁通道（13）的所述开口与所述旋转轴线（11）之间，所述罩设置成围绕所述旋转轴线（11）进行旋转。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述气体为空气。
9.一种用于从气体中移除灰尘的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将具有透气圆周壁（1）的罩（2）设置成进行旋转，
通过经由所述罩（2）的轴向出口（4）从所述罩的内部抽吸气体来产生气流，
在所述透气圆周壁（1）旋转时将不能通过所述透气内壁（1）的灰尘从所述透气圆周壁（1）的外表面移除。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以足以由离心力从所述外表面移除灰尘的旋转速度旋转所述罩（2）来完成对灰尘的移除。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述罩（2）围绕水平轴线（11）旋转，以及
通过利用重力来完成对灰尘的移除。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过借助于低压通道（13）从所述透气圆周壁（1）的所述外表面抽吸灰尘来完成对灰尘的移除，其中所述低压通道（13）具有紧靠所述外表面设置的开口。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了增强所述外表面的区域上的灰尘的移除，临时中断所述气流通过所述透气圆周壁（1）的该区域。
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