ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ЖИРОВЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2019 года по МПК F24F13/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится, в общем, к воздушному фильтру, предназначенному для фильтрации жировых веществ.

Уровень техники

Эффективность кухонной вентиляции в ресторанах и на кухнях различных учреждений повышается за счет размещения заборного отверстия вентиляционного трубопровода над плитами и варочными поверхностями и установки в нем воздушного фильтра. Во время работы вентиляционной системы воздух, удаляемый из кухни, проходит через фильтр в вентиляционный трубопровод, по которому отфильтрованный воздух выводится из здания через выходное отверстие.

В заборном отверстии может быть предусмотрен, например, воздушный фильтр, содержащий перфорированную дискообразную пластину, которая приводится во вращение электрическим двигателем. Часть поступающего воздушного потока проходит через перфорацию вращающейся пластины в вентиляционный трубопровод, в то время как другая часть воздушного потока вследствие вращения проходит вдоль поверхности пластины, создавая на ней воздушный слой. Одни частицы, содержащиеся в воздухе, вступают в контакт с кромками отверстий вращающейся пластины, а другие - с образовавшимся воздушным слоем, которым они удаляются с пластины. Эти удаляемые частицы не могут обходить пластину и поступать в вентиляционный трубопровод, но перемещаются в сборник воздушного фильтра и удаляются из него во время технического обслуживания.

Недостаток существующих фильтров заключается, например, в том, что мелкие частицы, образующиеся из летучих и газообразных жировых веществ, не могут быть полностью удалены вращающейся пластиной. Жировые вещества, которые проникают через перфорацию пластины, накапливаются на элементах фильтра и в вентиляционном трубопроводе, создавая опасность возгорания и вызывая необходимость более частой очистки фильтра и вентиляционного трубопровода.

Кроме того, часть жировых веществ проходит через вентиляционный трубопровод и вместе с вытяжным воздухом поступает в окружающую среду здания, создавая вместе с другими загрязнениями неприятные запахи.

При этом жировые вещества, проходящие через вентиляционный трубопровод, загрязняют здание и его окружающую среду.

Сущность изобретения

Одной из целей настоящего изобретения является устранение недостатков существующих воздушных фильтров и обеспечение простого, надежного и легко обслуживаемого воздушного фильтра, который эффективно удаляет жидкие и/или газообразные загрязнения.

Эта цель изобретения достигнута благодаря воздушному фильтру согласно пункту 1, способу фильтрации согласно пункту 9 и фильтровальной системе согласно пункту 10 формулы изобретения.

В соответствии с одним из вариантов осуществления воздушный фильтр, предназначенный для фильтрации жировых веществ, содержит монтажный элемент фильтра для установки фильтра в связи с заборным отверстием вентиляционного трубопровода, по меньшей мере один механический сепарационный элемент для отделения твердых загрязнений от проходящего воздушного потока, и монтажный элемент источника ультрафиолетового излучения, который может быть соединен с источником ультрафиолетового излучения, предназначенным для генерирования ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение и каталитическое покрытие применяются в фильтре для изменения физического состояния жировых веществ, поступающих в вентиляционный трубопровод с воздушным потоком.

Термин «заборное отверстие вентиляционного трубопровода» относится, например, к отверстию вентиляционного трубопровода, через которое воздух помещения втягивается в вентиляционный трубопровод для его удаления из здания по вентиляционному трубопроводу.

Термин «каталитическое покрытие» относится, например, к покрытию или к обработке конструктивных деталей воздушного фильтра или узлов, устанавливаемых на нем, с целью получения поверхности, которая функционирует в качестве катализатора например, в процессах автокатализа или фотокатализа.

Согласно одному из вариантов осуществления способ фильтрации, предназначенный для фильтрации жировых веществ, осуществляется с помощью воздушного фильтра. Воздушный фильтр содержит монтажный элемент фильтра для установки фильтра в связи с заборным отверстием вентиляционного трубопровода, по меньшей мере один механический сепарационный элемент для отделения твердых загрязнений от проходящего воздушного потока и монтажный элемент источника ультрафиолетового излучения, который может быть соединен с источником ультрафиолетового излучения, предназначенным для генерирования ультрафиолетового излучения. Способ содержит применение ультрафиолетового излучения и каталитического покрытия в фильтре для изменения физического состояния жировых веществ, поступающих с воздушным потоком.

Согласно одному из вариантов осуществления система фильтрации, предназначенная для фильтрации жировых веществ, содержит воздушный фильтр. Воздушный фильтр содержит монтажный элемент фильтра для установки фильтра в связи с заборным отверстием вентиляционного трубопровода, по меньшей мере один механический сепарационный элемент для отделения твердых загрязнений от проходящего воздушного потока и монтажный элемент источника ультрафиолетового излучения, который может быть соединен с источником ультрафиолетового излучения, предназначенным для генерирования ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение и каталитическое покрытие применяются в фильтре для изменения физического состояния жировых веществ, поступающих с воздушным потоком. Кроме того, система содержит управляющий элемент для управления по меньшей мере одним воздушным фильтром.

Другие варианты осуществления представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено подробное описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

на фиг. 1а-1е - различные виды и поперечный разрез воздушного фильтра, содержащего вращающуюся перфорированную пластину,

на фиг. 1f - поперечный разрез воздушного фильтра с неподвижными сепарационными элементами, и

на фиг. 2 - функциональные блоки системы фильтрации.

Подробное раскрытие изобретения

На фиг. 1а-1d показаны различные виды первого воздушного фильтра 104, предназначенного для фильтрации жидких и/или газообразных загрязнений, например, жировых веществ. Фильтр 104 может представлять собой оборудование, установленное, например, в ресторане или на кухне учреждения.

Фильтр 104 может содержать корпус 110, который может быть изготовлен, например, из нержавеющей или оцинкованной стали.

Корпус 110 содержит монтажный элемент 112, например, выходную манжету, которая обеспечивает возможность установки фильтра 104 в связи с заборным отверстием 103 вентиляционного трубопровода 101, например, на конце вентиляционного трубопровода или в месте соединения вентиляционной потолочной конструкции, таким образом, чтобы фильтр 104 был расположен концентрично с вентиляционным трубопроводом 101.

Монтажный элемент 112 может иметь диаметр (диаметр d), позволяющий выполнять его монтаж внутри вентиляционного трубопровода 101, в том числе присоединение и разъемное закрепление в надлежащем положении на внутренней стенке вентиляционного трубопровода 101.

Монтажный элемент 112 может иметь высоту h, равную 0,25-1 x длина диаметра d монтажного элемента 112.

Кроме того, корпус 110 содержит камеру 114, соединенную с монтажным элементом 112.

Камера 114 может иметь площадь поверхности в направлении прохождения воздушного потока 103, по меньшей мере равную площади поверхности монтажного элемента 112 в направлении движения воздушного потока 103.

На фиг. 1е показан фильтр 104 в разрезе по оси Е-Е с фиг. 1d.

Внутри камеры 114 установлен монтажный элемент 132 для источника 130 ультрафиолетового излучения, к которому может быть присоединен по меньшей мере один источник 130 ультрафиолетового излучения, например, лампа ультрафиолетового излучения, в частности, светодиодная лампа ультрафиолетового излучения или люминесцентная лампа ультрафиолетового излучения, предназначенная для генерирования ультрафиолетового излучения.

Источник 130 ультрафиолетового излучения может представлять собой безозоновый источник ультрафиолетового излучения, что повышает безопасность фильтра 104, позволяя исключить связанный с озоном вред для персонала.

Кроме того, благодаря применению безозонового источника 130 ультрафиолетового излучения, конструкция фильтра 104 упрощается, поскольку не требуется соблюдения сложной техники безопасности, связанной с выделением озона.

Корпус 110 содержит также фланцевую часть 116, соединенную с камерой 114. Кольцеобразная фланцевая часть 116 в форме усеченного конуса может иметь диаметр нижней кромки меньше, чем диаметр верхней кромки, прилегающей к камере 114.

Внутри фланцевой части 116 установлен по меньшей мере один механический сепарационный элемент (сепаратор, фильтрующий элемент) 120, например, вращающаяся перфорированная дискообразная пластина (сепарационная пластина), предназначенная для отделения загрязнений, например, частиц грязи, от проходящего воздушного потока 103. Вращение перфорированной пластины 120 обеспечивает двигатель 122, например, электрический двигатель, который присоединен к опоре 124, например, в камере 114.

На фиг. 1d представлен вид сверху фильтра 104, при этом перфорированная пластина 120 и ее двигатель 122 не показаны.

Перфорированная пластина 120 может быть установлена в фильтре 104, при этом камера 114 расположена между перфорированной пластиной 120 и монтажным элементом 112.

Кроме того, корпус 110 содержит защитный колпак 118, который служит лотком для сбора жировых веществ и загрязнений, отделенных сепарационным элементом120 от воздушного потока 103.

Защитный колпак 118 содержит разгрузочный элемент 119, с помощью которого можно удалять жировые вещества и загрязнения, накапливающиеся на внутренней поверхности 115 защитного колпака 118.

Фильтр 104 может также содержать средства подключения, например, эксплуатационные и предохранительные выключатели, с помощью которых он может быть подключен к электросети. Кроме того, он может содержать микровыключатель, который обеспечивает отключение источника 130 ультрафиолетового излучения и сепарационного элемента 120 при открытии защитного колпака 118.

Фильтр 104 является энергосберегающим, поскольку совместная потребляемая мощность используемого источника 130 ультрафиолетового излучения и двигателя 122 может составлять менее, чем 100 Вт.

В фильтре 104 может быть предусмотрена покрытая часть 112, 114, на поверхность 113, 115 которой по меньшей мере частично нанесено каталитическое покрытие, которое может содержать по меньшей мере диоксид титана (TiO₂) и/или сульфат серебра (Ag₂SO₄).

Покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность 115 камеры 114 и/или на внутреннюю поверхность 113 монтажного элемента 112.

Альтернативно или дополнительно по меньшей мере к одному из указанных элементов 114, 112 покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность фланцевой части 116.

Альтернативно или дополнительно к указанному выше покрытая часть 112, 114 может содержать по меньшей мере одну поверхностную панель, например, 1-4 поверхностные панели, на которые по меньшей мере частично нанесено покрытие.

Монтажный элемент 132 может быть установлен в связи с покрытой частью 112, 114 таким образом, чтобы источник 130 ультрафиолетового излучения находился не дальше, чем, например, 50 см от покрытия, предусмотренного на покрытой части 112,

114, для сохранения эффективности действия ультрафиолетового излучения.

При этом монтажный элемент 132 может быть установлен в связи с перфорированной пластиной 120, на которую по меньшей мере частично нанесено покрытие.

Выводимый воздушный поток 103 втягивается через круговую щель, образованную между фланцевой частью 116 и защитным колпаком 118, внутрь фильтра 104, где он попадает на вращающуюся перфорированную пластину 120. Жировые вещества и загрязнения отделяются от воздушного потока 103 и проходят с частью воздушного потока 103 к наружному краю перфорированной пластины 120 и желобу 117, предусмотренному на нижней кромке фланцевой части 116. Из желоба 117 отделенные загрязнения перемещаются в защитный колпак 118 и могут быть удалены из него с помощью разгрузочного элемента 119.

Предварительно очищенный воздушный поток 103 проходит через отверстия перфорированной пластины 120 в камеру 114 и/или в монтажный элемент 112, для того, чтобы, в, так называемом, процессе окончательной очистки ультрафиолетовое излучение и покрытие, предусмотренное в фильтре 104, обеспечили с помощью фотокатализа изменение физического состояния жидких и/или газообразных жировых веществ, частично поступающих с воздушным потоком 103 к вентиляционному трубопроводу 101, путем фрагментации жировых веществ (молекул жиров) и их превращения в диоксид углерода, воду и порошкообразное соединение углерода, которые могут быть удалены из кухни по вентиляционному трубопроводу 101 с выходящим воздушным потоком.

Процесс окончательной очистки можно выполнять без применения ультрафиолетового излучения, поскольку покрытие во время катализа изменяет физическое состояние жира и без ультрафиолетового излучения.

Однако комбинация покрытия и ультрафиолетового излучения позволяет эффективно уменьшать неприятные запахи.

Кроме того, комбинация, включающая сепаратор 120, а также покрытие и ультрафиолетовое излучение, повышает способность фильтра 104 отделять жировые вещества при небольшой потере давления, поскольку механическая фильтрация происходит в виде единственного процесса с применением вращающейся перфорированной пластины 120.

При этом фильтр 104 эффективно работает даже при изменении воздушных потоков 103, поскольку сепарация осуществляется за счет вращения перфорированной пластины 120, а не под действием скорости воздушного потока 103, как это имеет место в случае фильтров центробежного и ударного действия, поэтому скорость воздушного потока 103 и сепарирующая способность фильтра не связаны друг с другом.

Кроме того, фильтр 104 отличается простотой технического обслуживания, экономичностью и длительным сроком эксплуатации.

На фиг. 1f показан вид в поперечном разрезе другого воздушного фильтра 104, в котором механическая сепарация осуществляется с помощью неподвижных сепараторов 120а, 120b в отличие от воздушного фильтра 104, показанного на фиг. 1а-1е.

Воздушный фильтр 104 имеет корпус 110, содержащий монтажный элемент 112, который позволяет устанавливать фильтр 104 в связи с заборным отверстием 103 вентиляционного трубопровода 101. Монтажный элемент 112 может иметь диаметр, который позволяет устанавливать его внутри вентиляционного трубопровода 101 с помощью разъемного соединения в определенном положении на внутренней стенке вентиляционного трубопровода 101.

Корпус 110 содержит также фланцевую часть 116, присоединенную к монтажному элементу 112. Во фланцевой часть 116 установлены два сепарационных элемента 120а, 120b, представляющие собой, например, неподвижные сепарационные элементы.

Кроме того, корпус 110 содержит монтажный элемент 132 для крепления источника 130 ультрафиолетового излучения, который установлен на боковой стороне, включающей фланцевую часть 116, и который может быть соединен по меньшей мере с одним источником 130 ультрафиолетового излучения, представляющим собой, например, безозоновый источник ультрафиолетового излучения, при этом он размещается на стороне, содержащей монтажный элемент 112.

Покрытая часть 112 фильтра 104 образована монтажным элементом 112, на внутреннюю поверхность которого по меньшей мере частично нанесено каталитическое покрытие, которое может содержать по меньшей мере диоксид титана и/или сульфат серебра.

Альтернативно или дополнительно монтажный элемент 112 может быть соединен по меньшей мере с одной сменной поверхностной панелью, например, с 1-4 поверхностными панелями, на которые по меньшей мере частично нанесено покрытие.

Монтажный элемент 132 может быть расположен относительно монтажного элемента 112 таким образом, чтобы установленный источник 130 ультрафиолетового излучения не был удален более, чем, например, на 50 см от покрытия, нанесенного на внутреннюю поверхность 113.

Фильтр 104 содержит также средства подключения и микровыключатель, соответствующие показанным в фильтре 104 на фиг. 1а-1е.

Отводимый воздушный поток 103 проходит через сепарационные элементы 120а, 120b фланцевой части 116, при этом твердые жировые вещества и загрязнения отфильтровываются от воздушного потока 103. Предварительно очищенный воздушный поток 103 проходит в монтажный элемент 112, при этом в процессе окончательной очистки ультрафиолетовое излучение и покрытие - или только покрытие - изменяют физическое состояние жидких и/или газообразных жировых веществ, поступающих к вентиляционному трубопроводу 101, чтобы обеспечить их удаление из здания по вентиляционному трубопроводу 101.

На фиг. 2 показаны функциональные блоки 204, 240, 242, 244, 246, 250, 254, 256, 258 системы 200 фильтрации, предназначенной для фильтрации жировых веществ.

Система 200 содержит по меньшей мере один фильтр 204, представленный на предшествующих чертежах, например, 1-10 фильтров 204.

Кроме того, система 200 содержит блок 240 управления (блок текущего контроля).

Блок 240 управления может содержать процессорный узел 242, который содержит по меньшей мере один процессор и с помощью которого происходит выполнение команд, определяемых, например, пользователем или какой-либо прикладной программой, а также производится обработка данных.

Блок 240 управления может также содержать запоминающее устройство 244, которое, в свою очередь, содержит по меньшей мере один узел памяти и предназначено для хранения и актуализации, например, команд, прикладных программ и рабочих данных по меньшей мере для одного фильтра 204.

Блок 240 управления может также содержать узел 246 передачи данных, с помощью которого блок 240 управления передает и/или принимает информацию от каждого фильтра 204 по меньшей мере по одной проводной и/или беспроводной линии связи.

Кроме того, блок 240 управления может содержать разъем для подключения источника электропитания, например, по меньшей мере одной батареи, функционирующей в качестве источника электропитания, или внешнего источника электропитания.

Блок 240 управления может также содержать пользовательский интерфейс 248, с помощью которого пользователь в случае необходимости может вводить информацию в блок 240 управления и/или получать из него информацию.

Пользовательский интерфейс 248 может содержать по меньшей мере один из следующих узлов: клавиатуру, функциональные клавиши, светодиодный дисплей, сенсорную клавиатуру, сенсорный экран и блок микрофона и динамика.

Запоминающее устройство 244 может содержать по меньшей мере приложение 256, управляющее работой узла 246 передачи данных, приложение, управляющее работой источника электропитания, приложение 258, управляющее работой пользовательского интерфейса 248, и приложение 260 управляющее работой по меньшей мере одного фильтра 204.

Приложение 260 при выполнении блоком 240 управляет работой по меньшей мере одного фильтра 204, например, работой его двигателя 122 и/или его лампы 130 ультрафиолетового излучения. Указанное приложение содержит управляющий код двигателя и управляющий код лампы ультрафиолетового излучения, с помощью которых оно получает информацию, в частности, о рабочем состоянии двигателя 122 и лампы 130 ультрафиолетового излучения, передает полученную информацию в автоматизированную систему управления зданием и отображает полученную информацию о рабочем состоянии с помощью пользовательского интерфейса 248, например, светодиодного дисплея.

На основании представленной информации о рабочем состоянии можно правильно активизировать и/или планировать мероприятия по техническому обслуживанию.

Выше приведено описание лишь нескольких вариантов осуществления. Принцип изобретения может варьироваться в пределах объема правовой охраны, определяемого формулой изобретения, например, в части деталей реализации и области применения.

Изобретение согласно одному варианту осуществления относится к воздушному фильтру (104), предназначенному для фильтрации жировых веществ. Указанный фильтр содержит монтажный элемент (112) фильтра для установки фильтра в связи с заборным отверстием (102) вентиляционного трубопровода (101), по меньшей мере один механический сепарационный элемент (120) для отделения твердых загрязнений от проходящего воздушного потока (103) и монтажный элемент (132) источника ультрафиолетового излучения, который может быть соединен с источником (130) ультрафиолетового излучения, предназначенным для генерирования ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение и каталитическое покрытие, предусмотренное в фильтре, предназначены для изменения физического состояния жировых веществ, поступающих в вентиляционный трубопровод с воздушным потоком. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Воздушный фильтр (104, 204), предназначенный для фильтрации жировых веществ и содержащий:

монтажный элемент (112) фильтра,

по меньшей мере один механический сепарационный элемент (120),

монтажный элемент (132) источника ультрафиолетового излучения, и каталитическое покрытие, предусмотренное в фильтре, при этом монтажный элемент фильтра выполнен с возможностью обеспечения установки фильтра в связи с заборным отверстием (102) вентиляционного трубопровода (101),

по меньшей мере один механический сепарационный элемент выполнен с возможностью отделения твердых загрязнений от проходящего воздушного потока (103), а

каталитическое покрытие и ультрафиолетовое излучение, генерируемое источником (130) ультрафиолетового излучения, устанавливаемым в монтажном элементе источника ультрафиолетового излучения, обеспечивают изменение физического состояния жировых веществ, поступающих в вентиляционный трубопровод с воздушным потоком, предварительно очищенным посредством механического сепарационного элемента,

отличающийся тем, что

монтажный элемент источника ультрафиолетового излучения установлен в связи с по меньшей мере одним сепарационным элементом, на который по меньшей мере частично нанесено покрытие, так что ультрафиолетовое излучение вместе с покрытием по меньшей мере одного сепарационного элемента обеспечивают изменение физического состояния жировых веществ.

2. Фильтр по п. 1, в котором указанный фильтр содержит покрытую часть (112, 114), на поверхность которой по меньшей мере частично нанесено покрытие и/или которая снабжена по меньшей мере одной съемной поверхностной панелью с нанесенным покрытием.

3. Фильтр по п. 1 или 2, в котором монтажный элемент источника ультрафиолетового излучения установлен в связи с покрытой частью, при этом покрытая часть представляет собой камеру (114) и/или внутреннюю поверхность (113) монтажного элемента фильтра.

4. Фильтр по любому из пп. 1-3, в котором покрытие содержит по меньшей мере диоксид титана или сульфат серебра.

5. Фильтр по п. 3, в котором по меньшей мере один сепарационный элемент представляет собой перфорированную пластину (120), которая выполнена с возможностью вращения и установлена в фильтре таким образом, чтобы камера была расположена между перфорированной пластиной и монтажным элементом фильтра.

6. Фильтр по любому из пп. 1-5, в котором установленный источник ультрафиолетового излучения генерирует ультрафиолетовое излучение без образования озона.

7. Фильтр по п. 3 или 5, в котором камера имеет площадь поверхности в направлении прохождения воздушного потока, по меньшей мере равную площади поверхности монтажного элемента фильтра в направлении движения воздушного потока, и/или монтажный элемент фильтра имеет высоту (h), которая составляет 0,25 × длина диаметра (d) монтажного элемента фильтра.

8. Способ фильтрации, предназначенный для фильтрации жировых веществ с помощью воздушного фильтра (104, 204) по любому из пп. 1-7, содержащий по меньшей мере изменение физического состояния жировых веществ, поступающих в вентиляционный трубопровод (101) с воздушным потоком (103), предварительно очищенным посредством по меньшей мере одного механического сепарационного элемента (120), с использованием ультрафиолетового излучения вместе с каталитическим покрытием на по меньшей мере одном сепарационном элементе.

9. Система (200) фильтрации, предназначенная для фильтрации жировых веществ и содержащая:

по меньшей мере один воздушный фильтр (104, 204) по любому из пп. 1-7, а также

блок управления (240) для управления указанным по меньшей мере одним воздушным фильтром.