CN107781886B - 一种零和式低碳油烟净化器及净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于烹饪油烟处理集成装置技术领域，公开了一种零和式低碳油烟净化器，包括由吸油烟风机、排油烟的增压风机、风幕风机和止逆风阀执行器、控制电路和智能控制器共同构成装置动力系统；由静压箱、排油烟的增压风机和止逆风阀构成排油烟系统；油烟的预过滤器、消声器、静压箱和风幕系统组成静音系统；风幕进气风道、风幕出气风道和风幕风机构成节能系统；灶台柜体与消毒柜、烤箱或蒸箱集成安装。比油烟机、集成灶更加优秀的吸油烟功能、具备集成灶集成灶具和消毒柜(蒸箱或烤箱)的功能，油烟通过两道过滤，机体内无需清洗，减轻油烟对大气的污染；消声器和静压箱的设计，大大降低噪声污染。

Description

一种零和式低碳油烟净化器及净化系统

技术领域

本发明属于烹饪油烟处理集成装置技术领域，尤其涉及一种零和式低碳油烟净化器。

背景技术

众所周知，现行的油烟机和集成灶在处理烹饪油烟时只将油烟与空气混合气体从室内排向户外，当门窗紧闭时，油烟机和集成灶工作会造成室内空气负压，同时会将室内的暖气或冷气排出户外，造成极大的能源损耗，更可能造成室内空气稀薄和缺氧，由此造成的安全隐患不能小视。

冬夏两季，为了保持暖气和冷气不流失，广大用户都会紧闭门窗，即使油烟机或集成灶在工作时，也是如此，这样会造成室内空气稀薄缺氧，油烟机和集成灶的排烟效果也会明显下降，同时伴随着暖气或冷气的大量流失。

以下举例说明油烟机和集成灶在工作时造成的能源浪费情况。

假设油烟机和集成灶在工作时室内外温差15℃，油烟机和集成灶的排量为1200立方米/小时,油烟机或集成灶工作1小时浪费的冷气或暖气能量为：Q＝cmΔt，不妨对油烟机和集成灶工作1小时环境能耗做一个粗略计算：Q＝cmΔt,c＝1000J/(kg·℃)，m＝1.29kg/m3*1200m3＝1548kg，Δt＝15℃，油烟机或集成灶一个小时造成的环境能耗为Q＝2.322x10^7焦耳，3600000焦耳的热量约合1度电，折合成电表读数为6.45度电。

一般油烟机和集成灶使用时的直接电耗不超过0.5度电/小时，通过简单演算，油烟机和集成灶一个小时的环境能耗是它自身能耗的10多倍。另外油烟机和集成灶没有有效的过滤措施，油烟中的有害颗粒物直接排向户外污染空气，还有噪声污染严重

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的油烟机和集成灶使用时一个小时的环境能耗是它自身能耗的10多倍。另外油烟机和集成灶没有有效的过滤措施，油烟中的有害颗粒物直接排向户外污染空气，还有噪声污染严重。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种零和式低碳油烟净化器。

本发明是这样实现的，该零和式低碳油烟净化器包括：

由吸油烟风机、排油烟的增压风机、风幕风机和止逆风阀执行器、控制电路和智能控制器共同构成的装置动力系统；其中吸油烟风机、静压箱和风幕风机构成吸油烟系统；

由静压箱、排油烟的增压风机和止逆风阀构成的排油烟系统；

由预过滤器、消声器、静压箱和风幕系统构成的静音系统；

由风幕进气风道、风幕出气风道和风幕风机构成的节能系统。

进一步，所述零和式低碳油烟净化器的灶台柜体与消毒柜、烤箱或蒸箱集成安装在一起。

进一步，所述装置动力系统中的风幕风机安装在风幕进气风道上，所述风幕风机的上端连通吸油烟风机，所述吸油烟风机的上端连通增压风机，所述增压风机的排风口处安装有止逆风阀执行器；

所述吸油烟风机、增压风机、止逆风阀执行器、风幕风机的控制端均与智能控制器电连接。

进一步，所述排油烟系统的增压风机的外部套装有消声器，所述消声器的外部套装有静压箱；预过滤器置于吸油烟风机吸风口前端；

所述节能系统的风幕风机的上端套装有风幕进气风道，所述风幕出气风道的末端安装风幕出风口。

进一步，所述静音系统的预过滤器的下端焊接有支架，所述支架的下端设置有灶具台面，所述灶具台面的表面嵌装有灶头。

进一步，所述消声器包括消音装置，所述消音装置的外部包裹有消声器外罩，所述消音装置的内部包裹有消声器内衬罩，在消声器外罩和消声器内衬罩之间的夹层为消音装置，消音装置为消声材料。

进一步，所述吸油烟风机的出风口与增压风机进风口之间通过静压箱内部空间联通；所述吸油烟风机的出风口与风幕进气风道之间通过静压箱内部空间联通，风幕气流源自于吸油烟风机排出的气流。

进一步，所述预过滤器的上端安装有油烟进风口，预过滤器由过滤器框架内置过滤体；

所述预过滤器的底面下部平行间隔设有冷凝导流板；所述预过滤器的下端安装有油盒，所述预过滤器的上端嵌装有照明灯，所述照明灯背面嵌装有开关面板。

进一步，所述消声器的下端安装在吸油烟风机的出风口之上，固定在静压箱底板上，所述控制电路的外部包裹有控制电路盒；止逆风阀的末端安装有出风烟管，所述风幕风机的末端安装有风幕出风口。

本发明的另一目的在于提供一种安装有零和式低碳油烟净化器的厨房、餐厅用油烟净化器。

本发明的优点及积极效果为：该零和式低碳油烟净化器具有比油烟机、集成灶更加优秀的吸油烟功能、具备集成灶集成灶具和消毒柜(蒸箱或烤箱)的功能，油烟通过两道过滤，机体内无需清洗，减轻油烟对大气的污染；消声器和静压箱的设计，大大降低噪声污染；吸油烟风机、静压箱与增压风机依次串联，静压箱将吸油烟风机出风的动压转换成静压再通过增压风机进一步增压，排出净化器的气流获得更高的势能克服排烟管和公共烟道的阻力；进入静压箱的一部分气流通过风幕进气道分流进入风幕系统，经过风幕风机送入风幕出风道，在灶台前端和灶台两侧面形成风幕，与吸油烟风机工作时产生的负压区共同作用，将烹饪产生的油烟包裹流经预油烟过滤器后送入吸油烟风机，抑制油烟扩散、防止油烟逃逸、防止室内空气被排出户外，避免油烟净化器工、造成的环境能源浪费，工作效率降低以及室内缺氧的安全隐患。

本发明综合能耗将不到现在油烟机和集成灶的十分之一。

本发明为广大的用户提供更为健康、低碳、环保、安全的家居生活保障。

附图说明

图1是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器实施例侧视图；

图3是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器实施例消声器外形图；

图4是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器实施例消声器爆炸图；

图5是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器实施例电路控制描述图；

图6是本发明实施例提供的零和式低碳油烟净化器开关面板示意图。

图中：1.吸油烟风机；2.增压风机；3.消声器外罩；4.消声器内衬罩；5.消音装置；6.连接法兰；7.预过滤器；8.过滤体；9.冷凝导流板；10.油盒；11.照明灯；12.静压箱底板；13.静压箱；14.控制电路盒；15.智能控制器；16.止逆风阀执行器；17.止逆风阀；18.出风烟管；19.开关面板；20.风幕气流；21.风幕进气风道；22.支架；23.灶头；24.灶具台面；25.风幕风机；26.风幕出风口；27.风幕出气风道；28.消毒柜、烤箱或蒸箱；29.灶台柜体；30.油烟进风口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图1至附图6及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

吸油烟风机1、止逆风阀17位于静压箱13外部，消声器、增压风机2位于静压箱13内部，风幕进气道与静压箱13连通。所述过滤体8的下端安装有油盒10。

所述控制电路的外部包裹有控制电路盒14，所述预过滤器7的上端安装有油烟进风口30，止逆风阀17上安装有止逆风阀执行器16，所述预过滤器7的下端焊接有支架22，所述支架22的下端设置有灶具台面24，所述灶具台面24的表面嵌装有灶头23。

吸油烟风机1出风口通过连接法兰6与静压箱13密封连接，出风开口的位置位于消声器底部，烟气气流在静压箱13内被分流，一部分流向风幕进气道，用于形成风幕，剩余部分进入增压风机2排出户外。

由风幕进气风道21、风幕风机25、风幕出风风道、风幕出风口26组成风幕发生装置，风幕出风口26位于灶台台面上。

吸油烟风机1工作，智能控制器15控制执行器开启止逆风阀17，同时启动增压风机2和风幕风机25，关闭电源，吸油烟风机1停止工作，智能控制器15关闭电动止逆风阀17，同时关停增压风机2和风幕风机25。

消声器由消声器外罩3、消声器内衬罩4和消音装置5构成，消音装置5充填在消声器外罩3与消声器内衬罩4中间夹心层。

吸油烟风机1工作时，智能控制器15通过自我感知，随即控制执行器开启止逆风阀17，同时启动增压风机2和风；吸油烟风机1停止工作，智能控制器15通过自我感知，随即关闭电动止逆风阀17，同时关停增压风机2。

烹饪油烟主要有四个部分构成，即燃料燃烧后的尾气、食材溢出物、水蒸气和油脂在高温时产生的气化裂解物。油烟处理装置首先是吸净油烟，防止油烟扩散到户内，污染室内环境；其次是脱去油烟中的油脂和烟气中的颗粒物；再其次是将吸油烟风机1吸进的油烟完全排出户外。

装置动力系统是建立在充分研究油烟发生与扩散机理的基础之上，并结合各种厨房结构和公共烟道阻力状况而设置的。吸油烟风机1风量等于增压风机2风量与风幕风机25风量之和，增压风机2风量为烹饪产生的最大油烟量，风幕风机25的风量为烹饪所产生的最大油烟量时保证吸油烟风机1工作时产生吸油烟有效负压区、抑制油烟扩散、防止油烟逃逸所需的最小空气介质流量；也可以通过探测油烟发生量的大小，实现自动控制装置所有风机的工作风量。以上动力配置是为了在本发明最低能耗下彻底吸净油烟，克服过滤油烟、消声器和排烟管道以及建筑公共烟道的阻力排净油烟，同时不消耗或少消耗室内空气，避免装置工作对室内冷气、暖气的浪费，将环境能耗降到最低，实现本发明绿色低碳。

装置动力系统实现气流低风量高压力配置。发明人在伦敦格林尼治大学热动力实验室对烹饪油烟发生的绝对量、油烟热动力运动形态研究以及油烟在空气中的扩散速度的测定，民用厨房中餐烹饪爆炒时瞬时产生的油烟绝对量小于5立方米/分钟。

由静压箱13、排油烟的增压风机2和止逆风阀17构成排油烟系统。吸油烟风机1工作，风机进风口向外形成负压区，油烟在负压和热动力作用下被导向吸油烟风机1进风口，但如此同时，在热动力作用下，油烟还会向四周发生扩散，这些扩散包括压力差扩散、浓度差扩散、温度差扩散和密度差扩散，要抑制扩散就必须迅速吸净油烟，需要有大的吸风量，但大的吸风量需要实现大的排风量，排风量除了吸油烟风机1功率大外，还受到排烟管直径、长度和公共烟道阻力的制约。实验证明，吸油烟风机1吸入的油烟不能完全排出，部分油烟会从风轮进风口窜出，破坏吸油烟有效负压区的完整性，完全抑制油烟，防止油烟逃逸的条件不完备，这种情况将导致吸油烟风机1不能吸净油烟。静压箱13、风幕风机25和增压风机2减小吸油烟风机1排放阻力同时100％分流吸油烟机所排出的气流，绝对不会发生气流回流破坏吸油烟负压区；吸油烟风机1排出的部分油烟流经风幕进气风道在风幕风机25导流和增压下，形成高静压和高动压风幕，隔离室内空气进入吸油烟负压区，同时包裹油烟，抑制油烟扩散，防止油烟逃逸，推动油烟快速进入吸油烟风机1，从而实现吸油烟机风机100％的吸净油烟。

前述不能排净油烟就不能吸净油烟，排净油烟对于本发明也是重要环节。静压箱13将吸油烟风机1形成的油烟气流动压转换成静压，降低气流动压对增压风机2风轮的冲击，高静压有助于增压风机2的工作，增压风机2对除形成风幕以外的多余油烟气流进行绝对增压，以提高气流势能克服排管道和公共烟道的阻力，使整个装置高效运行。止逆风阀17由电动执行器驱动，阀体与阀片呈90度开合。装置工作，阀片完全打开，对气流无阻力；装置停机，阀片与阀体完全闭合，100％杜绝公共烟道油烟倒灌，同时因装置与公共烟道连接起到防火的功能。

由油烟预过滤器7和消声器实现对油烟的两道过滤功能。油烟中含有大量的有害物质，这些有害物质主要是食材在高温油脂的作用下挥发出来的有机物，如丙烯酰胺、苯并芘、丁二烯、丙烯醛、硝基多环芳香烃等，这些挥发出来的有机物一部分呈游离状态，表现为烹饪时的气味，另一部分溶入油脂。在高温爆炒时，食材中的水分遇高温油脂迅速气化，大量油脂包裹水汽在热动力作用下成雾状升腾，形成由燃烧尾气、有雾、水蒸气、有机挥发物构成的气溶胶。油烟中绝大多数有机挥发物的凝点温度低于40度，挥发后多数凝结颗粒被水汽颗粒吸附或溶于油脂。本发明过滤和消声材料都采用透气性好特制阻燃膨化纤维制成的滤网，过滤体8和消声的厚度在25毫米左右，由于这种材料膨化后形成大量毛细管，比表面积大，具有超强的吸附力，通过两道过滤，实验测定，能100％除去油烟中的凝结性油脂和水雾，使装置内的动力叶轮和装置内腔始终清洁如新，从而保证所有动力装置高效运行；另一方面，通过过滤，油烟中的绝大多数有害物质被滤材吸附，大大减轻油烟直排对大气的污染。作为专业研究人员必须指出的，油脂凝结在油烟机和集成灶的风机叶轮表面，叶轮的离心作用为什么不能将油脂除去呢？主要是经过高温处理后的油脂黏度增加，另一方面油脂与油烟中的固形物颗粒掺杂之后油脂发生化学触变性，风轮运转在离心力的作用下，油脂瞬间固化，牢牢粘附在风轮表面，破坏风轮的动平衡，造成油烟机和集成灶使用效率、使用寿命降低和噪声的增加。

油烟的预过滤器7、消声器、静压箱13和风幕系统组成静音系统，本系统所使用的消声材料与过滤体8相同，膨化纤维大量的毛细管对本发明动力噪声和空气动力性噪声有非常强的阻尼吸音效果，纤维本身在气流通过时发生的微震荡对噪声也起到阻尼消声作用；静压箱13将气流动压装换成静压的同时有效降低空气动力性噪声；风幕系统的应用，在大大降低本发明的流量的同时也就减少了空气动力性噪声。综上所述为本发明静音系统的原理。

风幕进气风道21、风幕出气风道27和风幕风机25构成节能系统，将吸油烟风机1排出的气流作为风幕介质，一方面避免或减少室内空气被排除到户外，避免或减少装置工作造成室内环境能源的浪费，另一方面充分利用吸油烟风机1对油烟作功后的势能和动能为风幕所利用，再就是节能系统的应用大大降低了本发明的流送流量，使本系统的自身动力能耗大大降低。

灶台柜体29与消毒柜、烤箱或蒸箱28集成安装，充分节省空间，也使本发明具有多功能性。需要指出的是，消毒柜(烤箱或蒸箱)在本发明中需要独立电源。

烟风机、排油烟风机和风幕风机25和电动止逆阀执行器、控制电路和智能控制器15共同构成装置动力系统，以下描述动力系统工作流程。

如图5、图6所示，打开开关面板19上的开关键，开启电源，开启低速键或高速键，吸油烟风机1工作，随即智能控制器15控制执行器16开启止逆风阀17，同时启动增压风机2(M2)和风幕风机25(M4)；关闭电源，吸油烟风机1停止工作，随即智能控制器15关闭电动止逆风阀17，同时关停增压风机2(M2)和风幕风机25(M4)。

需要说明的是，本发明智能控制器15为本发明人已经开发出的成熟技术产品。智能控制器15可根据出风烟管18以及厨房公共烟道的阻力自动增压或减压，同时自动控制M2和M4的流量，即时在最低能耗下实现完全排净静压箱13中的烟气。目前智能控制器15已在国内外市场公开销售，本发明不再公开发布本智能控制器15的电路设计原理和计算机控制程序。

烹饪开始前，开启开关面板19上的电源开关键，电源灯亮，电路接通，开启照明灯11，根据烹饪方式选择，选择开启低速键或低速键，本发明零和式低碳油烟净化器开始工作。

烹饪开始，锅灶23生成油烟，在热动力、吸油烟风机1工作产生的负压和风幕气流20共同作用下油烟气流上升，在吸油烟风机1产生的负压作用下，风幕气流20与油烟在负压区内混合，经冷凝导流板9导流沿分布在冷凝导流板9的吸风口30流入预过滤器7，烟气经过过滤体8的过滤，烟气中的绝大部分固态颗粒物和液态颗粒物等凝结性物质被过滤体8吸附，过滤后的烟气被吸入吸油烟风机1，进入吸油烟风机1的烟气中不再有凝结性的物质粘附到吸油烟风机1的风轮上，烟气通过吸油烟风机1作功，排出吸油烟风机1的烟气获得了较高的流速和静压；吸油烟风机1作功产生空气动力性噪声、机械性噪声和电磁噪声，增压后的烟气流速增加，加大了烟气与机体部件的摩擦声；排出吸油烟风机1的烟气被送入消声器，消声器外罩3的底座安装在静压箱13的静压箱底板12上，进入消声器内腔的烟气被释放，流速降低，烟气动压一部分转换成静压，烟气气流穿过消声器消音装置5获得第二次过滤从消声器周边和顶部流入静压箱13，进入静压箱13的烟气释放到更大的空间，烟气气流动压进一步转变成静压；静压箱13中的烟气一部分被风幕风机25吸入风幕进气道21，经风幕风机25增压后进入风幕出气风道27形成本发明所需的风幕20，剩余部分烟气则被增压风机2吸入排出经止逆风阀和出风烟管18送到户外；本发明使用时产生的噪声主要来自吸油烟风机1、增压风机2作功过程和烟气气流的空气动力性噪声，这些噪声在机体内经过预过滤器7的过滤体8和消音装置5的吸收、消声器和静压箱13消音作用以及机体隔板的阻隔，传导到室内的噪音已经很低；长期高效使用本发明开发的产品，使用者需自行不定期更换过滤体8和消音装置5。

烹饪结束，开启开关面板19上的延时键或关闭电源键。本发明中包含的灶具、消毒柜(蒸箱或烤箱)采用独立电源，不与本发明动力系统联动，使用者可单独使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种零和式低碳油烟净化器，其特征在于，该零和式低碳油烟净化器包括：

由吸油烟风机、排油烟的增压风机、风幕风机和止逆风阀执行器、控制电路和智能控制器共同构成的装置动力系统；其中吸油烟风机、静压箱和风幕风机构成吸油烟系统；

由静压箱、排油烟的增压风机和止逆风阀构成的排油烟系统；

由预过滤器、消声器、静压箱和风幕系统构成的静音系统；

由风幕进气风道、风幕出气风道和风幕风机构成的节能系统；

所述装置动力系统中的风幕风机安装在风幕进气风道上，所述风幕风机的上端连通吸油烟风机，所述吸油烟风机的上端连通增压风机，所述增压风机的排风口处安装有止逆风阀执行器；

所述吸油烟风机、增压风机、止逆风阀执行器、风幕风机的控制端均与智能控制器电连接。

2.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述零和式低碳油烟净化器的灶台柜体与消毒柜、烤箱或蒸箱集成安装在一起。

3.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述排油烟系统的增压风机的外部套装有消声器，所述消声器的外部套装有静压箱；预过滤器置于吸油烟风机吸风口前端；

所述节能系统的风幕风机的上端套装有风幕进气风道，所述风幕出气风道的末端安装风幕出风口。

4.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述静音系统的预过滤器的下端焊接有支架，所述支架的下端设置有灶具台面，所述灶具台面的表面嵌装有灶头。

5.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述消声器包括消音装置，所述消音装置的外部包裹有消声器外罩，所述消音装置的内部包裹有消声器内衬罩，在消声器外罩和消声器内衬罩之间的夹层为消音装置，消音装置为消声材料。

6.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述吸油烟风机的出风口与增压风机进风口之间通过静压箱内部空间联通；所述吸油烟风机的出风口与风幕进气风道之间通过静压箱内部空间联通，风幕气流源自于吸油烟风机排出的气流。

7.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述预过滤器的上端安装有油烟进风口，预过滤器由过滤器框架内置过滤体；

所述预过滤器的底面下部平行间隔设有冷凝导流板；所述预过滤器的下端安装有油盒，所述预过滤器的上端嵌装有照明灯，所述照明灯背面嵌装有开关面板。

8.如权利要求1所述的零和式低碳油烟净化器，其特征在于，所述消声器的下端安装在吸油烟风机的出风口之上，固定在静压箱底板上，所述控制电路的外部包裹有控制电路盒；止逆风阀的末端安装有出风烟管，所述风幕风机的末端安装有风幕出风口。

9.如权利要求1至7任一项所述零和式低碳油烟净化器，其特征在于：它适用于厨房、餐厅用油烟净化系统。