專利名稱：氣體擴(kuò)散裝置的制作方法
氣體擴(kuò)散裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種新穎有用的氣體擴(kuò)散裝置。
為了占據(jù)和使用建筑或結(jié)構(gòu)，封閉空間內(nèi)的空氣循環(huán)是必要的。在某 些情況下，適當(dāng)?shù)难h(huán)對(duì)很多活動(dòng)如醫(yī)療設(shè)施中、制造微芯片中等類似環(huán) 境中的操作是關(guān)鍵的。改善空間中的通風(fēng)并不必然與通過(guò)使用更大的風(fēng)扇 或吹風(fēng)機(jī)來(lái)增加氣流的動(dòng)力互相關(guān)聯(lián)，相反，控制供給空氣的方向和分布 來(lái)提供氣體如空氣的層狀單向流動(dòng)經(jīng)常是必要的。這些標(biāo)準(zhǔn)大大減少了漩 渦的產(chǎn)生，而這些凝渦往往會(huì)抑制去除設(shè)施中的空氣中的顆粒物和熱。
在這點(diǎn)上，很多空氣擴(kuò)散器已經(jīng)建議以某個(gè)方向引導(dǎo)來(lái)自用于將空氣
輸送到設(shè)施的管道的出口的空氣。例如，美國(guó)專利5,573,811和5,437,701 顯示了一種用油涂布來(lái)改善裝置的空氣過(guò)濾器特性的泡沫空氣過(guò)濾器。
美國(guó)專利5,779,534和5,968,373描述了使用多階段層來(lái)分布?xì)怏w和防 止顆粒物的通過(guò)的擴(kuò)散器和過(guò)濾器。
美國(guó)專利5,275,729、 5,922,096和6,656,243顯示了使用過(guò)濾顆粒物的 打褶的芯(pleated core )的空氣過(guò)濾器。
美國(guó)專利6,089,598和歐洲專利申請(qǐng)EPO 844147描述了用來(lái)4吏裝置膨 脹的多層空氣過(guò)濾筒。
美國(guó)專利6,425,821教導(dǎo)了一種流體擴(kuò)散器，其中，在通過(guò)使用使空 氣在擴(kuò)散器的出口轉(zhuǎn)向的成角度的流體供應(yīng)器或葉片而使空氣通過(guò)初始 擴(kuò)散器之后，空氣被轉(zhuǎn)向。
美國(guó)專利5,725,427和6,059,655顯示了使用編織的纖維或板的空氣擴(kuò) 散器插入物。美國(guó)專利6,139,426利用了一種將噪音降至最低并包括均勻大小的開 口的模壓塑料空氣擴(kuò)散濾網(wǎng)。
美國(guó)專利5，192,348和6,942,563描述了穿過(guò)齒孔的空氣引導(dǎo)裝置和擴(kuò) 散器板，擴(kuò)散器的各種表面上的齒孔(perforation )的角度和大d、是不同的。
以用層流或湍流模式的有效方式將引入的空氣分布到設(shè)備的氣體擴(kuò) 散裝置在通風(fēng)技術(shù)的領(lǐng)域中將是顯著的進(jìn)步。
發(fā)明簡(jiǎn)述
本發(fā)明涉及一種新穎且有用的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的裝置利用從管道出來(lái)并進(jìn)入待通風(fēng)的特定空間的氣體或空 氣的源。本發(fā)明的裝置包括具有外周邊緣的板(sheet),所述外周邊緣限 定從外周邊緣向內(nèi)的表面。這種表面通常是平的，且包括具有預(yù)定大小的 面積的第一區(qū)域。平板的表面還包括具有面積的第二區(qū)域，該第二區(qū)域位 于第 一 區(qū)域和外周邊緣之間。
第一多個(gè)孔位于表面的第一區(qū)域中。通過(guò)第一區(qū)域的多個(gè)孔具有開口 面積相對(duì)于第一區(qū)域的總面積的第一百分比。同樣地，第二多個(gè)孔被設(shè)置 成通過(guò)第二區(qū)域的平板，并且具有開口面積相對(duì)于第二區(qū)域的面積的第二 百分比。隸屬第 一 區(qū)域的開口面積的第 一 百分比小于第二區(qū)域的開口面積 的第二百分比。此外，接連的第三和第四區(qū)域可向外周邊緣漸進(jìn)地形成。 第三和第四區(qū)域也將包括多個(gè)孔，所述多個(gè)孔具有相對(duì)于特定區(qū)域的更高 的開口面積百分比。也就是說(shuō)，隨著該區(qū)域遠(yuǎn)離平板表面的中央部分，開 口面積相^f于該區(qū)i或的面積、的百分比土曾力口。
本發(fā)明中還涉及支架(mount),其用于保持鄰近管道的平板，以允許 來(lái)自管道的氣體或空氣通過(guò)本發(fā)明的擴(kuò)散裝置。
還提及，平板的外周邊緣可被形成為多邊形，如正方形、矩形、三角 形、五角形等。此外，平板的外周邊緣可至少是部分地彎曲。在某些情況 下，外周邊緣可以是圓形的。在很多情況下，從平板中心放射的連續(xù)區(qū)域可采用圍繞或環(huán)繞的構(gòu) 造。也就是說(shuō)，第三區(qū)域可圍繞第二區(qū)域，而第二區(qū)域圍繞第一區(qū)域。
壁還可包括在本發(fā)明中，它從平板的表面延伸。所述壁還可具有多個(gè) 開口 ，它們?cè)陔x房間天花板的預(yù)定距離處以接近橫向的方向引導(dǎo)空氣通過(guò) 本發(fā)明的擴(kuò)散裝置，以防止干擾各種裝備。
明顯的是，已在上文描述了 一種新穎且有用的氣體擴(kuò)散裝置。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種氣體擴(kuò)散裝置，其允許空氣以層
狀方式且在寬幅(wideswath)內(nèi)通過(guò)該氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種以層流方式將從管道引入的空氣分 布到空間中的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種將來(lái)自氣體管道的空氣分布到空間 中并將漩渦和其他破壞性空氣模式的形成減至最小的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種可被更新到建筑物中的現(xiàn)有空氣分 布系統(tǒng)中并提供在這種設(shè)施內(nèi)大面積的層流分布的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不包括移動(dòng)部件并被容易地制造、清 除和維護(hù)的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種能有效控制顆粒物和熱效應(yīng)并允許 使用比現(xiàn)有技術(shù)更少的分布裝置的氣體擴(kuò)散裝置。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種能產(chǎn)生向下傾瀉氣體湍流的氣體擴(kuò) 散裝置。
本發(fā)明具有其他目的和優(yōu)勢(shì)，尤其當(dāng)涉及其具體特性和特點(diǎn)時(shí)，當(dāng)繼 續(xù)閱讀本說(shuō)明書時(shí)，這些目的和優(yōu)勢(shì)將變得明顯。
一些附圖的筒述
圖1是適當(dāng)?shù)仫@示本發(fā)明的裝置和部分地顯示入口管道的側(cè)視圖。 圖2是圖1中所描述的裝置的仰視圖。圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的裝置的仰視圖。
圖4是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的裝置的仰視圖。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散器的分布特性的側(cè)視示意圖。
圖6是顯示其空氣分布特性的本發(fā)明的擴(kuò)散裝置的側(cè)視示意圖。
圖7是顯示現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散器及由其所產(chǎn)生的^t式的側(cè)視示意圖。
圖8是適當(dāng)?shù)仫@示本發(fā)明的多個(gè)分布裝置及由其產(chǎn)生的模式的側(cè)視示意圖。
為了更好地理解本發(fā)明，參考數(shù)字被添加到本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的 下列詳述，這些參考數(shù)字應(yīng)與上述的附圖結(jié)合。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳述
本發(fā)明的各種方面將由其優(yōu)選實(shí)施方式的下列詳述展開，應(yīng)參照在先 所述的附圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式作為一個(gè)整體通過(guò)由大寫字母跟隨的參考符號(hào)10 在附圖中描述。參照?qǐng)Dl，可觀察到擴(kuò)散器裝置IOA被示出。擴(kuò)散器裝置 10A包括作為其元件之一的平板12。板12包括限定圖2的內(nèi)表面16的外 周邊緣14。如在圖2中所示，表面16包括區(qū)i或18、 20、 22和24。應(yīng)認(rèn) 識(shí)到，出現(xiàn)在圖2上的線是為了使這些區(qū)域看得見，但在實(shí)際裝置上并不 出現(xiàn)。多個(gè)孔28、 30、 32和34分別與區(qū)域18、 20、 22和24相關(guān)。還可 看到，多個(gè)孔26、 28、 30和32的尺寸在中心區(qū)域18和角區(qū)域24之間增 加。也就是說(shuō)，區(qū)域18的多個(gè)孔26的開口面積百分比是相對(duì)于區(qū)域18 的總面積的某個(gè)值。區(qū)域20的尺寸更大的多個(gè)孔28形成相對(duì)于區(qū)域20 的另一個(gè)開口面積百分比。在圖2中描述的實(shí)施方式中，下表表示孔的開 口面積相對(duì)于特定區(qū)域總面積的典型百分比
表1
區(qū)域 孔的開口面積％20 28%
22 32%
24 50%
壁48 50%
這些百分比也出現(xiàn)在圖2上。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，圖2上所示的孔表示每個(gè) 具體區(qū)域的實(shí)際孔的一小部分。換句話說(shuō)，均勻間隔的孔，如在圖2上所 示的那些，占據(jù)圖2中所描述的圖案的整個(gè)區(qū)域。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，多個(gè)孔26、 28、 30和32完全延伸通過(guò)板12,以便與圖1的管道34連通。
本發(fā)明中還涉及支架36，其用于將擴(kuò)散裝置IOA保持到結(jié)構(gòu)如天花 板、橫梁等類似結(jié)構(gòu)。圖1中所示的支架36采用凸緣38和40的形式， 這些凸緣38和40通過(guò)使用緊固件44和46與結(jié)構(gòu)42連接。
裝置10還可形成有壁48，而壁48具有貫通其的多個(gè)孔50。因此， 空氣流還可經(jīng)由多個(gè)孔50被向外引導(dǎo)通過(guò)壁48。
圖3和4表示實(shí)施方式10B和IOC。實(shí)施方式10B包括形狀為正方形 的外周邊緣。然而，角區(qū)域54的形狀也是正方形的，而不是如圖2的角 24所示的實(shí)施方式IOA的三角形形狀。占據(jù)圖3的區(qū)域54的多個(gè)開口 56 還可在外周52附近延伸成單排，并位于區(qū)域58的剩余的較小的孔的外面。 實(shí)施方式10C的外周邊緣60是彎曲的，并且更具體地，是圓形的形狀。 再者，特定區(qū)域的多個(gè)孔的尺寸以及開口面積相對(duì)于區(qū)域總面積的百分 比，將如在圖3和圖4中描述的從最內(nèi)區(qū)域到最外區(qū)域發(fā)展地增加。
操作中，本發(fā)明的擴(kuò)散裝置10A被安裝到管道34的出口，管道34用 作空氣流的來(lái)源，該空氣流如箭頭62所示，進(jìn)入擴(kuò)散裝置10A下方的空 間。擴(kuò)散裝置IOA通過(guò)支架36固定到鄰近管道34的位置。然后，空氣以 層流模式和以明顯的擴(kuò)散角度通過(guò)板12的多個(gè)孔26、 28、 30和32。認(rèn)為， 通過(guò)各種區(qū)域18、 20、 22和24之間的壓差而產(chǎn)生裝置10的流動(dòng)分布。 參照?qǐng)D5，可觀察到，現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散器64以層狀方式分布空氣，具有由角向量66和68所示的輕微擴(kuò)散。相比之下，圖6的擴(kuò)散器10A顯示從擴(kuò)散 器10范圍廣地?cái)U(kuò)散40至45度的層流分布。然而，擴(kuò)散器10A可通過(guò)調(diào) 節(jié)多個(gè)孔26 、 28 、 30和32的尺寸來(lái)產(chǎn)生向下傾瀉的湍流或?qū)恿骱屯牧鞯?組合。本發(fā)明的擴(kuò)散器10的這種范圍廣的分布的作用可在圖7和8中觀 察，這些圖中，現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散器70、 72和74產(chǎn)生其中形成漩渦的區(qū)域76 和78。這些旋渦易于破壞位于這些擴(kuò)散器的正下方的層流。相比之下，圖 8表示本發(fā)明的擴(kuò)散裝置IOA，其中層流在表面80上方的范圍廣的區(qū)域內(nèi) 占優(yōu)勢(shì)。這種分布是因?yàn)橛杀砻?6的特定區(qū)域的孔形成的開口面積的變 化，該開口面積從擴(kuò)散器表面16的中心到外周邊緣14逐漸增加。因此， 本發(fā)明的擴(kuò)散裝置10A-C避免了破壞性漩渦的形成。
盡管在前述中，為了作出本發(fā)明的完整公開文本的目的而很詳細(xì)地闡 述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，明顯的是可在 不背離本發(fā)明的精神和原理下詳細(xì)地作出許多變化。
權(quán)利要求
1.一種氣體擴(kuò)散裝置，其與從管道出來(lái)的特定的氣體流結(jié)合使用，所述氣體擴(kuò)散裝置包括a.平板，所述平板具有限定一表面的外周邊緣，在所述表面中，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域具有面積，且位于相對(duì)于所述外周邊緣向內(nèi)的位置，所述第二區(qū)域具有面積，且位于所述第一區(qū)域與所述外周邊緣之間；b.第一多個(gè)孔，其在所述表面的所述第一區(qū)域通過(guò)所述平板，所述第一多個(gè)孔構(gòu)成開口面積相對(duì)于所述第一區(qū)域的面積的第一百分比；c.第二多個(gè)孔，其在所述表面的所述第二區(qū)域通過(guò)所述平板，所述第二多個(gè)孔構(gòu)成開口面積相對(duì)于所述第二區(qū)域的面積的第二百分比，開口面積的所述第一百分比小于開口面積的所述第二百分比；和d.支架，其用于保持所述平板鄰近所述管道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其另外包括所述表面的第三區(qū)域和 在所述第三區(qū)域通過(guò)所述平板的第三多個(gè)孔，所述第三區(qū)域具有面積，且 位于所述第二區(qū)域與所述外周邊緣之間，所述第三區(qū)域的所述第三多個(gè)孔 構(gòu)成所述第三區(qū)域的面積的開口面積的第三百分比，開口面積的所述第二 百分比小于開口面積的所述第三百分比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其另外包括所述表面的第四區(qū)域和 在所述第四區(qū)域通過(guò)所述平+反的第四多個(gè)孔，所述第四區(qū)域具有面積，且 位于所述第三區(qū)域與所述外周邊緣之間，所述第四多個(gè)孔構(gòu)成所述第四區(qū) 域的面積的開口面積的第四百分比，所述第三百分比小于所述第四百分 比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述平板的外周邊緣包括多邊 形，且所述第四區(qū)域至少位于所述多邊形的一個(gè)角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述板的外周邊緣至少為部分地彎曲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二區(qū)域至少部分地圍繞 所述第一區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第三區(qū)域至少部分地圍繞 所述第二區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述板進(jìn)一步包括從所述表面 向外延伸的壁，所述壁包括貫通其中的多個(gè)開口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其另外包括所述表面的第三區(qū)域和 在所述第三區(qū)域通過(guò)所述平板的第三多個(gè)孔，所述第三區(qū)域具有面積，且 位于所述第二區(qū)域與所述外周邊緣之間，所述第三區(qū)域的所述第三多個(gè)孔 構(gòu)成所述第三區(qū)域的面積的開口面積的第三百分比，開口面積的所述第二 百分比小于開口面積的所述第三百分比。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其另外包括所述表面的第四區(qū)域 和在所述第四區(qū)域通過(guò)所述平板的第四多個(gè)孔，所述第四區(qū)域具有面積， 且位于所述第三區(qū)域與所述外周邊緣之間，所述第四多個(gè)孔構(gòu)成所述第四 區(qū)域的面積的開口面積的第四百分比，所述第三百分比小于所述第四百分比。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的裝置，其中，所述平板的外周邊緣包括多 邊形，且所述第四區(qū)域至少位于所述多邊形的一個(gè)角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述板的外周邊緣至少為部 分地彎曲。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二區(qū)域至少部分地圍 繞所述第一區(qū)域。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第三區(qū)域至少部分地圍 繞所述第二區(qū)域。
全文摘要
一種與來(lái)自管道的氣體流結(jié)合使用的氣體擴(kuò)散裝置，其利用具有限定從邊緣向內(nèi)的表面的外周邊緣的板。所述表面具有第一區(qū)域以及第一區(qū)域和外周邊緣之間的第二區(qū)域。通過(guò)板的第一多個(gè)孔位于第一區(qū)域。通過(guò)板的第二多個(gè)孔位于第二區(qū)域。第一多個(gè)孔的開口面積相對(duì)于第一區(qū)域的面積的百分比小于由于通過(guò)第二區(qū)域的第二多個(gè)孔而形成的開口面積的百分比。
文檔編號(hào)B01J8/18GK101622063SQ200880006838
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者巴特·諾頓 申請(qǐng)人:巴特·諾頓