CN101033865B - 一种油烟过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油烟过滤装置，其包括至少两层过滤板，过滤板上开有通风孔，相邻两层过滤板上的通风孔相互错位布置，其特征在于所述通风孔的周边成型有翻边，且所有过滤板上通风孔的翻边的方向均朝向吸油烟机的内部。具有油烟过滤效果好、风量损失少、噪音低、能有效延长吸油烟机风机系统的免维护时间等优点。特别适合用于吸油烟机油烟的过滤。

Description

一种油烟过滤装置

技术领域

本发明涉及吸油烟机的一种油烟过滤装置。

背景技术

目前，设置于吸油烟机进风口处的油烟过滤装置主要有四种方式：

第一种是采用一层或多层由细丝构成的致密过滤网，通过微孔来完成过滤。但由于网孔的孔径总比油烟中夹杂的油滴直径要大的多，因而过滤油烟的能力有限，而且网孔越小，则网孔周边越容易积聚油污而致网眼缩小甚至被堵住，严重影响油烟机的进风量，从而影响油烟机总的油烟排除效果。更为重要的是，这些过滤网在粘有油污后很难清洗，让用户不甚其烦，故通常使用一段时间后就只能更换掉而致使用成本较高。

第二种是单层孔板式过滤装置，其孔板为平板，即孔的边缘与其所在的板面平齐，如附图1所示，平板上有长腰孔，当气流(抽的油烟风)进入长腰孔时，在孔的二侧，会产生大量的旋涡，旋涡会使噪声增加。同时，由于这种孔的结构，对粘性流体来说，实际通风口面积减少较大，从而使风量减少较多，采用此种过滤装置的风量将损失10～15％。另外，当内部有噪声向外传出的时候，因平板孔是直通的(对声道来说)，所以噪声较大。再者，也正因为在平板孔后存在较大较多的旋涡，使油烟在此处沉积较多，所需的清洗工作较为频繁，也就是说免维护时间较短。也有在此基础上采用两层带孔平板错开叠加形式的过滤装置，相对于单层，其过滤效果相对较好，但因其风量损失更大，因而吸油烟机的综合油烟排除性能并无提高，且存在与单层平板同样的噪声、油烟沉积等问题。

第三种是采用开孔板与过滤网叠加的过滤装置，这种结构兼有前述二者的不足。

第四种是采用两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置，常见于欧美，如专利号为US4,944,782的美国专利及德国专利DE4016582A1中公开的结构。国内也有诸多专利予以公开，如CN02127958.6公开的“油烟过滤板”、CN02245034.3公开的“油烟过滤板”、CN200510017502.6公开的“油烟净化罩及其油烟净化器”、CN200520030424.9公开的“油烟净化罩及其油烟净化器”、CN200510017649.5公开的“冷凝式油烟净化罩及其油烟净化器”、CN89213582.4公开的“螺旋吸入式油烟净化机”、CN98235540.8公开的“油烟净化器”、CN01222817.6公开的“改进的油烟过滤器结构”、CN02271373.5公开的“吸咐式油烟过滤隔栅”、CN03232458.8公开的“吸油烟机滤油网”、CN200520063783.4公开的“一种抽油烟机”、CN200520059011.3公开的“过滤装置”等等。这些专利所公开的结构可参见附图2所示，其是将两层过滤板错开设置，平板板面上设有长条形翻边孔，且上、下两块板上的翻边相向设置。它的第一层翻边孔形成的流道与气流相吻合故可以使旋涡减少，而且第二层相对错位设置的过滤板，阻挡了声音直接向外传的通路，有降低噪声的作用。但由于第二层相对错位设置的过滤板形状的影响，拐弯增多使气路变得曲折，且由于上面板反放，使得拐弯后的气流实际上又遇到一个平板孔，从而在此(拐弯后的平板孔)处孔边沿产生旋涡，只有通过加大二层过滤板之间的间隙，才可以使旋涡减少，但不能全部解决(只是影响减少而已)。由于油烟气体必须经过双层过滤板的气流通道，曲折的通道以及拐弯后的平板孔(产生旋涡)两重阻碍作用，使得此结构的油烟过滤装置的风量损失大，即使调大二层过滤板的距离(二层间距2mm-10mm)，风量仍较单层板式过滤网损失3～5m³/min，风量损失高达30％。不过曲折的气流通道，以及拐弯处气流变更方向和旋涡的关系，所以此油烟过滤装置的风量损失虽然大，但进入油烟机的油烟气体的过滤效果相对较好，总得来说，这种方式由于油烟气体的吸入量(风量减少太多)减少，使得吸油烟机的综合吸油烟性能大为降低。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是在于针对现有技术现状而提供一种油烟过滤效果好且风量损失少的油烟过滤装置。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

该油烟过滤装置，其包括至少两层过滤板，过滤板上开有通风孔，相邻两层过滤板上的通风孔相互错位布置，其特征在于所述通风孔的周边成型有翻边，且所有过滤板上通风孔的翻边的方向均朝向吸油烟机的内部。

综合考虑制造成本、风量及排除油烟效果，所述过滤板的层数优选为两层。

所述过滤板既可以是曲面形状，也可以是平面形状，但从便于制造与安装角度考虑，优选为平面形状。

所述通风孔既可以是圆孔、椭圆孔、方孔等，也可以是长条状孔，但从制造、风量、集油等角度考虑，优选为长条状。

所述过滤板上相邻通风孔之间的板壁的截面形状呈弧形，该形状有利于油烟的顺畅流动，提高风量，减少漩涡，降低噪音。

所述通风孔的宽度优选为2～20mm。

所述通风孔的翻边的高度优选为1～8mm。

相邻的两层所述过滤板之间的间隙优选为1～5mm。

所述过滤板相对于水平面呈倾斜布置，并因此而使所述过滤板上相邻通风孔之间的板壁呈倾斜布置，以便于将油污导向集油杯。

相邻的两层所述过滤板中，上层过滤板上相邻通风孔之间的板壁的宽度＝下层过滤板上对应处通风孔的宽度+0～5mm，也就是说上层板壁等于或略大于下层通风孔的宽度，既有利于美观，也有利于提高油烟过滤效果，而且有利于有效阻挡油烟机内部噪音的直传。在此基础上，优选每层所述过滤板上的通风孔的宽度和间距相等。

本发明有以下有益效果：

风量增加，同时又能较好地利用进风口的过滤装置过滤油烟气体，本发明采用双层或双层以上同向错位过滤板装置，由于气流在流动过程中的流线与双层过滤板的形状基本相同，板壳处的旋涡没有了，阻力比平板大为减少，通过适当调整双层过滤板的间隙(比如1mm～5mm)，风量可以比板式过滤网增加0.3～1.5m³/min，风阻极小，风量损失仅为3～10％。又由于双层过滤板将噪声直传的路径被挡住了，传出的噪声是第二代子波声，不是直传声，所以有降低噪声的作用。

本发明油烟气体的过滤，主要是通过表面过滤的方式，气体在运动过程中，由于惯性碰撞在过滤板表面，使油烟气体冷凝而附着在过滤板表面，双层过滤板的阻碍廹使空气改变方向二次，因而过滤效果远远超过单层板式过滤网，与双层相对错位过滤网基本相同，因此进入风机系统的油烟要比单层板式过滤网少很多，延长了风机系统的免维护时间。长条状的过滤条(即板壁)能将油滴直接导入过滤网下部的集油区，同向错位的双层滤网之间(气流通道)不会存在堵塞等风险，可以确保吸油烟机长期正常使用。

因此，采用本发明技术的油烟过滤装置将有效提升吸油烟性能，并且有较好的过滤效果，能有效延长油烟机风机系统的免维护时间。

另外，上述由实际检测结果所得出的结论也得到了流体力学理论的支持：

由于出口的翻边存在逆压梯度，有发生分离的可能性。而分离将造成边界层增厚，影响流动的均匀性和稳定性，因此有必要对流场进行分离校核。而对于附图1、2所示的两种方案，实际上压力梯度都类似于断板端口产生的效应，有很大的逆压梯度。

对于层流来讲，所产生的分离位置我们可以采用二维或轴对称问题的Stratford分离准则进行大致的判断。该准则为

Cp sqrt(x·d Cp/dx)＜(10-6 R_x)1/10S

当判别式不成立时将产生分离。其中，Cp＝1-ue²/um²

R_x＝umx/v

式中：um-减速起始点速度，来流速度，ue-边界层边界上的势流速度；S-常数，一般取为0.35；v-气体的运动粘性系数(m²/s)；x-分离点距扰动边界层起始点的距离，起始点取在收缩段上游稳定段的最后一层阻尼网处。

对于湍流来流，流动分离产生不理漩涡判别式为

$-\frac{{\mathrm{\&delta;}}^{**}}{v_1}\frac{{\mathrm{du}}_e}{\mathrm{dx}}<0.004$ 其中δ^**为动量厚度

尽管这种近似的判断也可以采用纳维尔司托克斯方程来进行详细计算，其方程和边界条件如下：

$\left.\begin{array}{c}\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x}{\&PartialD;x}+\frac{{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y}{\&PartialD;y}+\frac{{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z}{\&PartialD;z}=0\\ \mathrm{\&rho;}[\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x}{\&PartialD;t}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x\frac{{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x}{\&PartialD;x}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x}{\&PartialD;y}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x}{\&PartialD;z}]={\mathrm{\&rho;f}}_x-\frac{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{p}}{\&PartialD;x}+\mathrm{\&mu;}{\&dtri;}^2{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x\\ +\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_x^{\&prime;2}})}{\&PartialD;x}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_x^{\&prime;}{v}_y^{\&prime;}})}{\&PartialD;y}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_x^{\&prime;}{v}_z^{\&prime;}})}{\&PartialD;z}\\ \mathrm{\&rho;}[\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y}{\&PartialD;t}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y}{\&PartialD;x}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y}{\&PartialD;y}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y}{\&PartialD;z}]\\ =\mathrm{\&rho;}{f}_y-\frac{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{p}}{\&PartialD;y}+\mathrm{\&mu;}{\&dtri;}^2{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y\\ +\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_x^{\&prime;}{v}_y^{\&prime;}})}{\&PartialD;x}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_y^{\&prime;2}})}{\&PartialD;y}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_y^{\&prime;}{v}_z^{\&prime;}})}{\&PartialD;z}\\ \mathrm{\&rho;}[\frac{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{v}}{\&PartialD;t}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_x\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z}{\&PartialD;x}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_y\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z}{\&PartialD;y}+{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z\frac{\&PartialD;{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z}{\&PartialD;z}]=\mathrm{\&rho;}{f}_z-\frac{\&PartialD;\stackrel{\&OverBar;}{p}}{\&PartialD;z}+\mathrm{\&mu;}{\&dtri;}^2{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_z\\ +\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_x^{\&prime;}{v}_z^{\&prime;}})}{\&PartialD;x}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_y^{\&prime;}{v}_z^{\&prime;}})}{\&PartialD;y}+\frac{\&PartialD;(-\mathrm{\&rho;}\stackrel{\&OverBar;}{v_z^{\&prime;2}})}{\&PartialD;z}\end{array}\right\}$

其中Vx，Vy，Vz为流场三个方向流速，

等分别为雷诺平均应力，这里因为篇幅关系，专门的数学模型表达式未继续列出。

边界条件在固体界面上为无滑移条件，在入口和出口都给出流速和压力的边界条件。

但是实际上如此明显的差别，用不着作这么多繁复的计算，本发明方案明显要比附图1、2所示两种方案分离程度要底，因此产生的漩涡强度也比较低，因而不仅漩涡产生的流畅堵塞情况要轻，而且风压能量损失小，噪声也会显著降低。

附图说明

图1为现有单层开孔板式过滤装置的局部结构截面图；

图2为现有双层倒扣式开孔板式过滤装置的局部结构截面图；

图3为本发明过滤装置的局部结构截面图；

图4为本发明实施例一的立体分解示意图；

图5为本发明实施例一另一方向的立体分解示意图

图6为本发明实施例一的仰视图；

图7为本发明实施例一双层过滤板处的局部结构截面图；

图8为本发明实施例二双层过滤板处的局部结构截面图；

图9为本发明实施例三双层过滤板处的局部结构截面图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

如图3～图7所示意，为本发明的一个较佳实施例。如图3～图7所示，本实施例油烟过滤装置，整体呈长方形漏斗状，每面均为由两层平面状过滤板1构成的双层结构，并因此而使过滤板1相对于水平面呈倾斜布置，也就是说使过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3呈倾斜布置。

过滤板1上开有长条状的通风孔2，两层过滤板1上的通风孔2的宽度和间距相等，且两层过滤板1上的通风孔2相互错位布置。通风孔2的周边成型有翻边31，且所有过滤板1上通风孔2的翻边31的方向均朝向吸油烟机的内部。

所述过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的截面形状呈弧形。

所述通风孔2的宽度为7.4mm，通风孔2的翻边31的高度H为3mm。

两层过滤板1之间的间隙M为2.5mm。

两层过滤板1中，上层过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的宽度比下层过滤板1上对应处通风孔2的宽度大1mm。

经实际检测，风量比单层板式过滤网增加0.7m³/min，风阻极小，风量损失仅为6％，比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置增加4m₃/min。而噪音则比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置大为降低，比单层板式过滤网降低0.5dB。

实施例二

如图8所示意，并参考图4～图6，为本发明的另一个较佳实施例。如图8所示，本实施例油烟过滤装置与实施例一中油烟过滤装置基本相同，区别仅在于二者过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3形状及相关尺寸有所不同。具体为：本实施例中过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的截面呈直线段且在直线段的两端延伸有弧形翻边31，通风孔2的宽度为10mm，通风孔2的翻边31的高度H为5mm，两层过滤板1之间的间隙M为4mm；两层过滤板1中，上层过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的宽度比下层过滤板1上对应处通风孔2的宽度大5mm。

经实际检测，风量比单层板式过滤网增加0.1m³/min，风阻极小，风量损失仅为10％，比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置增加3m³/min。而噪音则比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置大为降低，比单层板式过滤网降低0.2dB。

实施例三

如图9所示意，并参考图4～图6，为本发明的另一个较佳实施例。如图8所示，本实施例油烟过滤装置与实施例一中油烟过滤装置基本相同，区别仅在于二者过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3形状及相关尺寸有所不同，以及两层过滤板上的通风孔2的宽度和间距不同。具体为：本实施例中过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的截面呈直线段且在直线段的两端延伸有弧形翻边31，上层过滤板1上通风孔2的宽度为1mm，通风孔2的翻边31的高度H₁为2mm，下层过滤板1上通风孔2的宽度为8mm，通风孔2的翻边31的高度H₂为4mm，两层过滤板1之间的间隙M为5mm；两层过滤板1中，上层过滤板1上相邻通风孔2之间的板壁3的宽度比下层过滤板1上对应处通风孔2的宽度大3mm。

经实际检测，风量比单层板式过滤网增加0.1m³/min，风阻极小，风量损失仅为10％，比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置增加3m³/min。而噪音则比两层倒扣式开孔过滤板的油烟过滤装置大为降低，比单层板式过滤网降低0.2dB。

Claims (8)

1.一种油烟过滤装置，其包括两层过滤板，过滤板上开有通风孔，相邻两层过滤板上的通风孔相互错位布置，所述通风孔为长条状，所述通风孔的周边成型有翻边，其特征在于，所有过滤板上通风孔的翻边的方向均朝向吸油烟机的内部，所述翻边的高度为1～8mm；相邻的两层所述过滤板之间的间隙为1～5mm。

2.根据权利要求1所述的油烟过滤装置，其特征在于所述过滤板为平面形状。

3.根据权利要求1所述的油烟过滤装置，其特征在于所述过滤板上相邻通风孔之间的板壁的截面形状呈弧形。

4.根据权利要求1所述的油烟过滤装置，其特征在于所述通风孔的宽度为2～20mm。

5.根据权利要求1所述的油烟过滤装置，其特征在于相邻的两层所述过滤板之间的间隙为2.5～5mm。

6.根据权利要求1或2所述的油烟过滤装置，其特征在于所述过滤板相对于水平面呈倾斜布置，并因此而使所述过滤板上相邻通风孔之间的板壁呈倾斜布置。

7.根据权利要求1或2所述的油烟过滤装置，其特征在于相邻的两层所述过滤板中，上层过滤板上相邻通风孔之间的板壁的宽度＝下层过滤板上对应处通风孔的宽度+0～5mm。

8.根据权利要求6所述的油烟过滤装置，其特征在于每层所述过滤板上的通风孔的宽度和间距相等。

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