CN101713559B - 污染物排放装置及使用该装置的斜向单气帘式排油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种污染物排放装置及使用该装置的斜向单气帘式排油烟机，其后侧是紧邻一墙，包括一吹气装置以及一吸气罩，该吹气装置设有一长形吹气端，且该长形吹气端是设置于一平台或炉台台面的前侧，以分别向上喷出空气喷流；而该吸气罩是安装于平台或炉台台面的上方一段距离处，具有一长形且开口朝下的抽气端，该长形抽气端连接一抽气机，以形成朝上的吸力，且该长形抽气端与长形吹气端平行，该长形抽气端由长形吹气端的正上方朝向墙的方向偏移一距离。藉以在抽气机运转时，使长形抽气端与长形吹气端之间形成一个几近二维的斜向气帘，以排除被包围于斜向单气帘与墙之间的油烟或有害气体，降低污染物的散逸，并增强对抗周遭扰动气流的能力。

Description

污染物排放装置及使用该装置的斜向单气帘式排油烟机

技术领域

本发明是有关一种污染物排放装置，尤指一种利用气体动力学的原理，于一平台上方形成一个斜向的空气帘幕，以排除被包围于斜向单气帘与墙之间的污染物的污染物排放装置及使用该装置的斜向单气帘式排油烟机。

背景技术

对于在一般餐厅厨房、实验室、粉尘作业厂房或其他会产生污染气体的作业场所工作的使用者而言，油烟或有毒气体的散逸不但会形成环境的污染，且会在无形之中对人体造成伤害。

以习用的传统型排油烟机为例，其结构与配置大致如图12所示，排油烟机10固定于上方导风管柜15的下方，后端靠着后方墙壁14，侧边一定距离处可能有墙13，导风管柜15的旁边通常有上方橱柜16。排油烟机10的底面装有抽风扇11，借着抽风扇的旋转作动而将炉台上方的油烟或有毒气体往上吸，经由装设于排油烟机10上方的导风管12而排至户外。排油烟机10、上方导风管柜15与上方橱柜16的下方一段距离是调理台17，其上在排油烟机10的正下方置有炉台18，炉台上有瓦斯炉头19或电器炉、电磁炉。调理台17的下方一般设有下方橱柜20。

上述传统型排油烟机与一般用于作业场所的顶吸式气罩(canopy hood)没有太大差别。此类排烟机或排气罩较有效用的范围仅在抽气口下方大约1.5倍(或更短)抽气口直径以内，如图13所示，显示在此范围下方，流体往上的速度已经变得很小，抽吸力不足，而且极容易受到来自人员走动、风扇吹拂、冷气运转、门窗开闭等周边干扰气流的影响。若有周边干扰气流时，通常传统排油烟机或顶吸式气罩的周遭流场将变得如图14所示。当此状况发生时，有效的捕集区(capture zone)会缩成如图14所示的被一条分隔流线(dividing streamline)所划分的小范围；侧风速度对吸气速度的比值愈大，有效捕集区会缩得愈小。污染物因此将随着干扰气流而逸散，导致厨房的墙壁容易积油垢、常常在厨房烹饪的家庭主妇(尤其是烹饪方式较多油炸、大火快炒的华人主妇)的健康受威胁等等问题。由于炉台上方需要留有空间以供操作橱具之用，排油烟机的安装位置不能降得很低，而一般的厨房或多或少存在着人员走动、风扇吹拂、冷气运转、门窗开闭等等因素，因此传统使用顶吸式气罩的方式显然不适合于厨房油烟与污染物的移除。

而如图15所示，其为一种对传统型习用排油烟机做改良的产品，此种设计的抽气装置维持原来习用的传统型排油烟机，另外在调理台上炉台的左、右、前三边各安装一把横流扇21(或长形吹气槽)，将空气往上吹，连同后方墙壁14，将传统型习用排油烟机下方空间的四周包围(embracing air-curtain device)。此种设计虽然可以部份改善习用的传统型排油烟机在无干扰气流时的捕捉效率，但因为四周被喷流与固体壁围住的关系，当排油烟机抽气时，在排油烟机下方空间的流场会呈现不稳定性(此为气体动力学的基本原理之一)，动态的流体涡漩会包围着炉台做三维的翻搅运动。此时的长时间平均流场看似呈现出稳定的涡漩对与停滞点，但实际上随着时间演变的瞬间状况却是非常紊乱的。再者，由于此种方法所使用的上吸方式仍为原来的传统式排油烟机的“大面积抽气”策略，因此难以对气流制造出较长距离的推挽效果，而且喷流容易因扩散而破碎；以物理原理而言，此一设计不符合“推挽式气帘”的原理，无法形成有隔绝兼排放效用的“气帘”。因此，连带会产生以下两个问题：(1)油烟及污染物被气墙与固体壁包围住，并随着炉台附近翻搅的流体涡漩而运动，以致停驻于包围区的时间(residence time)会加长许多(若在炉台附近放烟雾，即可看到炉台上方与周围的烟雾翻搅而不易被上方的排油烟机吸走)，当受到侧边干扰气流作用时，这些油烟及污染物即容易散逸；(2)因为炉台上的流体涡漩包围着炉台翻搅，会造成火焰飘动的现像，并导致燃烧效率降低。

如以上所述，因不良的流场型态导致传统型习用排油烟机有容易泄漏的问题，而此种不良的流场型态是由于基本的流体力学特性造成的。因此，若依循传统的基本架构进行改良，效果并不易凸显。为了解决这个问题，本发明提供一种有别于习用的传统型排油烟机的设计，因其符合气体动力学的原理，经实验验证，其性能非常的好。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种污染物排放装置，通过于平台一侧设有一长形吹气端，并于长形吹气端的斜上方平行设置一长形抽气端的结构，能形成一个斜向空气帘幕，以排除被包围于斜向单气帘与一墙之间的油烟或有害气体，降低污染物的散逸，并增强对抗周遭扰动气流的能力。

本发明的次要目的在提供一种斜向单气帘式排油烟机，通过于一炉台台面的前侧设有一长形吹气端，炉台台面之后侧设有一墙，并于长形吹气端的上方斜向设置一长形抽气端的结构，能使空气可以由炉台台面的左、右两侧被吸入以作为补气之用，形成一个几近二维的气帘，以降低油烟的散逸，减低油烟粘附于炉台后侧的墙面，且可使气帘与墙之间的流场稳定(steady)，不会造成三维性的非定常(unsteady)翻搅，从而使炉火稳定不易飘动，处于斜向单气帘与墙之间的油烟与有毒气体可以被气流稳定的带至上方的吸气罩而排出，以有效排除、阻隔油烟及有害气体。

为达上述发明的目的，本发明所设的污染物排放装置之后侧是紧邻一墙，包括一吹气装置及一吸气罩。其中，该吹气装置设有一长形吹气端，该长形吹气端是设置于一平台的一污染物排放口的前侧，供向上喷出空气喷流；而该吸气罩是设于平台的上方，该吸气罩设有一长形抽气端，该长形抽气端连接一抽气机，且该长形抽气端与长形吹气端平行，该长形抽气端由长形吹气端的正上方朝向墙的方向偏移一距离。

本发明所设的斜向单气帘式排油烟机之后侧是紧邻一墙，包括一吹气装置及一吸气罩。其中，该吹气装置设有一长形吹气端，该长形吹气端是设置于一炉台台面上，且位于一炉头的前侧，供向上喷出空气喷流；而该吸气罩是设于炉台台面的上方，该吸气罩设有一长形抽气端，该长形抽气端是连接一抽气机，且该长形抽气端与长形吹气端平行，该长形抽气端由长形吹气端的正上方朝向墙的方向偏移一距离。

本发明的有益效果在于，当抽气机运转以使长形抽气端吸气，并使长形吹气端朝上喷出空气喷流时，可使抽气端与长形吹气端之间形成几近二维的斜向气帘，以降低油烟的散逸，并增强对抗周遭扰动气流的能力。

为便于对本发明能有更深入的了解，兹详述于后：

附图说明

图1A～1C为本发明所使用的“推挽式气帘”的基本原理；

图2为本发明污染物排放装置的实施例的侧视图；

图3为本发明污染物排放装置的实施例以激光测速仪量测流场的结果；

图4、5、6为本发明污染物排放装置的实施例的三种不同实施样态的剖面示意图；

图7为本发明斜向单气帘式排油烟机的实施例的立体外观图；

图8为本发明于以SF6为追踪气体，并在炉台前方以一片直立的大板子提供0.35m/s来回扫过的干扰气流以模拟人的走动或风扇、冷气的阵风时，分别对本实用新型实施例(当有后墙及上方导风管柜存在时)与习用的传统型顶吸式排油烟机做“捕捉效率”量测所得到的结果；

图9为本发明斜向单气帘式排油烟机的实施例的另一实施样态的立体外观图；

图10为本发明的集油装置的立体外观图；

图11为本发明的集油装置安装于抽气端的剖面图；

图12为习用传统型顶吸式排油烟机的立体示意图；

图13为顶吸式气罩开口面下方中心线上流体往上的速度分布，此图为以激光测速仪量测流场的结果；

图14为顶吸式气罩开口面下方的流场在受到侧面干扰气流作用时所呈现的样貌，此图为以激光测速仪量测流场的结果；

图15为具有左、右、前方三面包覆喷流的改良式传统型顶吸式排油烟机立体示意图。

附图标记说明：

50-喷流；51-喷嘴；53-抽吸口；6-吹气装置；6’-平台；60-长形抽气端；61-吸气罩；62-凸缘；621-固定板；622-伸缩板；63-长形吹气端；631-吹气方向；64-污染物排放口；65-气帘；66-另一长形吹气端；69-墙；7-吹气装置；70-吸气罩；71-凸缘；72-抽气机；721-导风管；75-导风管柜；77-炉台台面；78-炉台；79-炉头；80-长形吹气端；80’-另一长形吹气端；81-长形抽气端；82-墙；9-集油装置；91-底板；92-第一侧板；93-第一立板；94-第二立板；95-第二侧板；96-滤网；97-第一储油空间；98-第二储油空间；99-肋条；10-排油烟机；11-抽风扇；12-导风管；13-墙；14-墙壁；15-导风管柜；16-上方橱柜；17-调理台；18-炉台；19-炉头；20-下方橱柜；21-横流扇。

具体实施方式

请参阅图1A～1C所示，其为本发明污染物排放装置及使用该装置的斜向单气帘式排油烟机所使用的基本原理，是属于流体力学上的喷流与抽吸流之间形成的“推挽”(push-pull)现象。如图1A所示，如果有一喷流50由一喷嘴51从左往右喷出，则此喷流50因卷入(entrain)周围流体，将随着往下游距离的增加而逐步扩开，扩展的方式依雷诺数(Reynolds number)的范围而定。经过在喷口下游大约80个喷口直径距离的动量守恒阶段，然后在100～150个喷口直径距离之后逐渐产生明显的消散现象。在喷流50演化的过程，喷流50的流体与外界环境的流体不断进行动量、质量、与热量的交换。如图1B所示，显示有一抽吸口53由左往右吸气，则在抽吸口53附近的环境流体将呈现如抽吸流体52所示的样貌，且其较有效用的范围仅在抽吸口53下游大约1.5倍(或更短)抽吸口53直径以内；而如图1C所示，当一个喷流50与一个抽吸口53安置在相对的位置，且相隔一段距离，则随着喷口与抽吸口53的距离、喷流50的雷诺数以及抽吸强度的不同，介于喷口与抽吸口53之间的流场会呈现不同的型态。如果以上的参数调整得恰当，可以产生气帘(air curtain)现象，此气帘具有一定程度的凝聚性与强度，可以抵抗某一程度的侧向干扰气流的影响。

请参阅图2所示，其为本发明污染物排放装置的较佳实施例，其后侧是紧邻一墙69，包括一吹气装置6及一吸气罩61。其中，该吹气装置6设有一长形吹气端63，该长形吹气端63是设置于一平台6’的一污染物排放口64的前侧，供向上喷出空气喷流；而该吸气罩61是设于平台6’的上方，包括一长形抽气端60，该长形抽气端60形成一开口朝下的抽气口，该抽气端60连接一抽气机(图中未示)，以经由抽气端60抽吸空气；另，该长形抽气端60与长形吹气端63平行，该长形抽气端60由长形吹气端63的正上方朝向墙69的方向偏移一距离。实施时，所述的长形抽气端60亦可为多个抽气孔所排列而成。

实施时，本发明是在平台6’的上方一段距离处安装一个具有长形抽气端60的吸气罩61，并在长形抽气端60的两侧分别延伸一孤形凸缘62，且该平台6’的前侧是安装一个横向的吹气槽，作为长形吹气端63。当长形吹气端63往上吹气以及长形抽气端60往上吸气时，平台6’上的流场将会呈现如图3所示的向上倾斜而近乎二维的气帘65，以带动气帘65与墙69之间的流体，使其平顺的往上经由长形抽气端60排出户外。而平台6’的两侧刻意留空或设置具有槽孔的板子或格栅，及吸气罩61与墙69之间的刻意留空，是为了让两侧与吸气罩61上方的环境流体可以被吸入斜向单气帘65与墙69之间，而形成补气的作用，使得如图3所示的流场结构稳定，而不会产生动态涡漩。

实施时，所述的长形抽气端60的一侧朝向墙69的方向所延伸的凸缘62亦可为一平板，其一端是抵压于墙面上。所述的凸缘62亦可包括一固定板621及一伸缩板622(如图4所示)，该固定板621是由长形抽气端60的一侧朝向墙69的方向延伸，而该伸缩板622是与固定板621相对伸缩，藉以打开或封闭吸气罩61与墙69之间的间隙。

另，如图5所示，该长形吹气端63的吹气方向631较佳是倾向墙69的方向，该吹气方向631与平台6’是呈一倾斜角度θ，且该θ角度是介于30～90度之间。

实施时，所述平台6’上的污染物排放口64之后侧，即位于长形吹气端63与墙69之间，亦可设置另一长形吹气端66(如图6所示)，以使该二长形吹气端(63、66)平行设置于平台6’的污染物排放口64的前、后二侧，供分别向上喷出空气喷流。

请参阅图7所示，其为使用污染物排放装置的斜向单气帘式排油烟机的较佳实施例，其后侧是紧邻一墙82，包括一吹气装置7及一吸气罩70，该吹气装置7设有一长形吹气端80，该长形吹气端80是设置于炉台台面77的炉头79的前侧，供向上喷出空气喷流；而该吸气罩70是设于炉台台面77的上方，该吸气罩70包括一长形抽气端81，该长形抽气端81连接一抽气机72，且该长形抽气端81与长形吹气端80平行，该长形抽气端81由长形吹气端80的正上方朝向墙的方向偏移一距离。实施时，所述的长形抽气端81亦可为具有多个抽气孔的格栅。

该吸气罩70具有一长形的抽气端81，该长形抽气端81形成一开口朝下的抽气口，且该长形抽气端81的两侧分别延伸一凸缘71，横向安装于厨房炉台78的上方一段距离处，藉此提供朝上方的抽吸力量。该吸气罩70的抽气端81连接至一抽气机72。该抽气机72安置于炉台78顶上的导风管柜75内以减低噪音，再以导风管721连接至室外排出，或连接至油烟或污染物的滤清器/分离器/收集器后再排出。另，该吸气罩70的长形抽气端81的两侧装设有凸缘71。而该吹气装置7横向排列于炉台台面77上的二炉台78的炉头79的前侧位置。实施时，该吹气装置7是为一长形吹气槽，该长形吹气槽与一鼓风机(图中未示)连通，该鼓风机与抽气机72同步运转。而所述的吹气装置7亦可为一横流扇，该横流扇与抽气机72同步运转，同样可形成一道向上喷出的空气喷流。

借着置于炉台78上方具有长形抽气端81而往上抽气的吸气罩70以及置于炉台台面77而横向排列于炉头79前侧位置以往上喷气的吹气装置7的同步“推挽式(push-pull)”运动，可以在炉台台面77的前侧形成一个几近二维且向上倾斜的“气帘”，此斜向单气帘的形成可以有效降低油烟的散逸，还可减低油烟粘附于炉台78后方的墙82上。另，该炉台台面77的左右两侧故意留空，使空气可以由两侧被吸入此斜向单气帘之间以作为补气之用，如此可以使得气帘与墙82之间的流场稳定而不会造成非定常的三维性翻搅，所述的炉台台面77的左右两侧亦可装设开有空孔的平板或格栅。藉此，炉火可以稳定不易飘动，处于斜向单气帘与墙82之间的油烟可以被气流稳定的带至上方的吸气罩70，而由长形抽气端81排出，达到有效排除、阻隔油烟及有害气体。

针对图7的设计，使用追踪气体法(tracer gas method)模拟检验此发明对污染物的移除效果。将吸气罩安装于离调理台不同的距离处，在炉台前方以一片直立的大板子提供0.35m/s来回扫过的干扰气流以模拟人的走动或风扇、冷气的阵风时，将六氟化硫(SF₆)气体经由安装在炉台上的气体释放器以一定的流率与浓度释出，然后量测上方吸气罩管道远端的六氟化硫浓度与流率，可以计算捕捉效率(capture efficiency)，亦即在吸气罩管道远端所量到的“每单位时间流过的SF₆体积除以由气体释放器每单位时间所释放出来的SF₆体积”。结果如图8所示。很明显的，斜向单气帘式排油烟机的捕捉效率远比传统顶吸式排油烟机的捕捉效率高很多，抵抗干扰气流的能力也强很多。

实施时，所述炉台台面77上的炉头79之后侧，即位于长形吹气端80与墙82之间，亦可设置另一长形吹气端80’(如图9所示)，以使该二长形吹气端(80、80’)平行设置于炉台台面77的炉头79的前、后二侧，供分别向上喷出空气喷流。

请参阅图10、11所示，是为一集油装置9以及该集油装置9安装于抽气端81上的剖面图，通过安装该集油装置9，可防止粘附于抽气端81内壁的液态油滴下来，并方便拆卸清洗。

实施时，该抽气端81是为一向下凸出于凸缘71，且开口朝下的长方形管，而该集油装置9是为一上方设为开口的长方形盒，包括一底板91及平行排列于底板91上的一第一侧板92、一第一立板93、一第二立板94及一第二侧板95，该底板91上设有一滤网96，该第一侧板92、第一立板93及底板之间形成一第一储油空间97，该第二立板94、第二侧板95及底板93之间形成一第二储油空间98，而该滤网96上设有二助条99，该任一肋条99的二侧分别连接第一立板93及第二立板94，以形成支撑。

藉此，当该集油装置9向上按压以使该第一、二侧板(92、95)卡合连结于抽气端81之外侧时，可使油烟通过滤网96而进入抽气端81后，于该抽气端81内壁所凝结成液态油，并沿着内壁向下滴入第一、二储油空间(97、98)内，达到集油的目的。

由以上的说明，可使熟知本项技术者明了本产品的确可达成前述目的，实已符合专利法的规定，提出专利申请。以上具体实施方式仅为本发明的较佳实施例，其对本发明而言是说明性的，而非限制性的。本领域的技术人员在不超出本发明精神和范围的情况下，对之进行变换、修改甚至等效，这些变动均会落入本发明的权利要求保护范围。

Claims (11)

1.一种污染物排放装置，用于一带有污染物排放口的平台，其后侧是紧邻一墙，其特征在于，包括：

一吹气装置，其设有一长形吹气端，该长形吹气端是设置于该平台的污染物排放口的前侧，向上喷出空气喷流；以及一吸气罩，是设于平台的上方，该吸气罩设有一长形抽气端，该长形抽气端连接一抽气机，且该长形抽气端与长形吹气端平行，该长形抽气端由长形吹气端的正上方朝向墙的方向偏移一距离，以在抽气机运转时，使长形抽气端与长形吹气端之间形成几近二维的斜向气帘。

2.根据权利要求1所述的污染物排放装置，其特征在于，所述装置还包括另一长形吹气端，该另一长形吹气端是与该长形吹气端平行设置，且该另一长形吹气端是设于平台的污染物排放口之后侧，向上喷出空气喷流。

3.根据权利要求1或2所述的污染物排放装置，其特征在于，所述吸气罩包括一凸缘，该凸缘是由长形抽气端的一侧朝向墙的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的污染物排放装置，其特征在于，该长形吹气端的吹气方向是倾向墙的方向，且该吹气方向与平台呈一倾斜角度。

5.一种使用污染物排放装置的斜向单气帘式排油烟机，其后侧是紧邻一墙，其特征在于，包括：

一吹气装置，其设有一长形吹气端，该长形吹气端是设置于一炉台台面上，且位于一炉头的前侧，向上喷出空气喷流；以及

一吸气罩，是设于炉台台面的上方，该吸气罩设有一长形抽气端，该长形抽气端是连接一抽气机，且该长形抽气端与长形吹气端平行，该长形抽气端由长形吹气端的正上方朝向墙的方向偏移一距离，以在抽气机运转时，使长形抽气端与长形吹气端之间形成几近二维的斜向气帘。

6.根据权利要求5所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，所述排油烟机还包括另一长形吹气端，该另一长形吹气端是与该长形吹气端平行设置，且该另一长形吹气端是设于炉台台面上的炉头后侧，向上喷出空气喷流。

7.根据权利要求5或6所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，所述吸气罩还包括一凸缘，该凸缘是由长形抽气端的一侧朝向墙的方向延伸。

8.根据权利要求5所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，该长形吹气端的吹气方向是倾向墙的方向，且该吹气方向与炉台台面呈一倾斜角度。

9.根据权利要求5或6所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，所述排油烟机还包括一鼓风机，该鼓风机是与长形吹气端连通，且该鼓风机是与抽气机同步运转。

10.根据权利要求5或6所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，所述排油烟机还包括一集油装置，该集油装置是以可拆换方式连结于吸气罩的长形抽气端上。

11.根据权利要求10所述的斜向单气帘式排油烟机，其特征在于，该集油装置是为一上方设为开口的长方形盒，包括一底板及平行排列于底板上的一第一侧板、一第一立板、一第二立板及一第二侧板，该底板上设有一滤网，而该第一侧板、第一立板及底板之间形成一第一储油空间，该第二侧板、第二立板及底板之间形成一第二储油空间，且该第一、二侧板是连结于长形抽气端之外侧，使该长形抽气端内壁的液态油滴入第一、二储油空间内。

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