CN108224530B - 多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统，其包括油烟分离器、泡沫吸附器、抽吸风机和烟道。油烟分离器包括互不连通的多个腔室，每个腔室包括互相连通的多个子腔室。抽吸风机与泡沫吸附器同轴联动。泡沫吸附器由多孔泡沫金属制成，包括多个孔径不同的泡沫吸附层。油烟在各个子腔室内所形成的旋流增大了其与子腔室的内壁面的接触时间，旋流的离心效应使得油烟中黏性颗粒能够顺利黏附在子腔室的内壁面上。泡沫吸附器与抽吸风机的同轴联动增强了多孔泡沫金属对颗粒物的吸附效果。孔径不同的泡沫吸附层能够实现对油烟中较大和较小颗粒物质的梯度吸附。本发明的油烟处理系统采用多途径联合的方法很好地去除了油烟中各种粒径的颗粒物。

Description

多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统

技术领域

本发明属于油烟机技术领域，涉及一种多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统。

背景技术

据研究，厨房油烟中的颗粒物粒径分布广泛，油烟中的颗粒物浓度可高达室外的数十倍。而现有的厨房油烟机主要依靠金属网等惯性碰撞装置去除油烟中的大粒径油滴，捕集率低，排放至环境中的颗粒物浓度高，造成严重环境污染。

部分油烟机采用的油烟分离器则利用离心效应，采用高速旋转的叶片式分离器。此类油烟机只对油烟中的大颗粒油滴有一定效果，但其往往需要很高的转速，所需能耗高，电机寿命短。1989年公布的公开号为US4872892的名为《GREASE FILTER》的美国专利中利用旋风除尘的原理，利用油烟在一根根竖管中的旋流达到分离的效果。该装置中，当油烟在竖管中的径向速度过大的，旋流的效果将大大降低，且该装置对于细颗粒物仍然没有分离效果。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，其目的在于提供一种多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统，其采用多种分离手段相结合的方法很好地去除了油烟中各种粒径的颗粒物。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种油烟处理系统，其包括：沿油烟的流动方向依次设置的油烟分离器、泡沫吸附器、抽吸风机和烟道。然而，根据不同情况，该油烟处理系统还可以包括：导流板、废油收集槽、油烟收集罩和支撑板等。

其中，油烟分离器包括互不连通的多个腔室。每个腔室的外形为长方体，每个子腔室沿油烟的流动方向的截面为正方形。腔室的长轴方向与油烟进入腔室的方向平行。腔室由不燃材料制成。多个腔室通过外壁相互结合成栅格状阵列。腔室的油烟入口处设置有导流板，该导流板与迎风壁面的夹角为30°。所有进风口的面积占导流板的覆盖面积的1/5至1/4。导流板是方形腔室进口处的小挡板，用于引导油烟气体进入该方形腔室内并产生涡流。

每个腔室包括沿油烟的流动方向依次设置并且互相连通的多个子腔室。每个子腔室均开设有进风口和出风口，进风口和出风口在迎风壁面或导流板上的正投影位置不同。所有子腔室的进风口和出风口的尺寸相同。每个子腔室中的雷诺数为3200‐7500。

泡沫吸附器由多孔泡沫金属制成，其孔隙率为85％‐90％。泡沫吸附器包括多个泡沫吸附层，不同的泡沫吸附层由孔径不同的多孔泡沫金属制成。多个泡沫吸附层的孔径沿着油烟的流动方向呈梯级递减。每个泡沫吸附层的底面尺寸与导流板的尺寸相同。泡沫吸附器的总厚度不小于10cm。泡沫吸附器与油烟分离器的间距不超过子腔室的高度的2.5倍。

抽吸风机用于提供对油烟的抽吸力，并且与泡沫吸附器共轴联合转动。

废油收集槽用于收集油烟收集罩内壁面上黏附的油滴。

油烟收集罩用于提供限制油烟流动的空间。

支撑板分别与废油收集槽和油烟收集罩相连，以形成容纳油烟分离器、泡沫吸附器和抽吸风机的容置空间。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

第一、本发明的油烟分离器为多腔室离心式油烟分离器，其包括呈栅格状排列并且互不连通的多个腔室，每个腔室又包括沿油烟的流动方向依次排列并且相互连通的多个子腔室，每个子腔室的外形为正方体或类正方体。根据方腔流动的原理，油烟在各个相互连通的子腔室内能够形成旋流，这增大了油烟与子腔室的内壁面的接触时间，并且通过旋流带来的离心效应，使得油烟中黏性颗粒能够顺利黏附在子腔室的内表面。

第二、本发明的泡沫吸附器由多孔泡沫金属制成，该多孔金属泡沫本身具有很高的孔隙率，对油烟中的细颗粒物具有显著的吸附效果。

第三、本发明通过使泡沫吸附器与抽吸风机的同轴联动来增大油烟中的颗粒物与多孔泡沫金属的空隙的碰撞概率，从而实现超重力过滤，增强多孔泡沫金属对颗粒物的吸附效果。

第四、本发明的泡沫吸附器包括多个孔径不同的泡沫吸附层，这些泡沫吸附层的孔径沿着油烟的流动方向呈梯度递减，使得孔隙大的泡沫吸附层先捕集油烟中的较大颗粒物质，然后孔隙小的泡沫吸附层再捕集油烟中的较小颗粒物质，这更有利于油烟中不同粒径的颗粒物质的捕集。

总之，本发明的油烟处理系统采用多途径联合的方法很好地去除了油烟中各种粒径的颗粒物。

附图说明

图1为本发明的油烟处理系统的结构示意图。

图2为本发明的油烟分离器的内部结构侧视图。

图3为本发明的单个腔室的内部结构示意图。

图4为本发明的导流板的结构示意图。

附图标记：

油烟收集罩1、集中烟道2、抽吸风机3、泡沫吸附器4、油烟分离器5、废油收集槽6、导流板7、进风口8、出风口9、腔室10、子腔室12、泡沫吸附层13、支撑板14、水平面15。

具体实施方式

本发明提供了一种多腔室分离与离心吸附联合的厨房油烟处理系统，主要用于去除厨房油烟中的各种粒径的颗粒物。如图1所示，本发明的油烟处理系统包括：油烟收集罩1、集中烟道2、抽吸风机3、泡沫吸附器4、油烟分离器5、废油收集槽6、导流板7、支撑板14。

油烟收集罩1与废油收集槽6和支撑板14形成一个容置空间，该容置空间限定油烟的流动空间并且容纳油烟分离器5、泡沫吸附器4和抽吸风机3。

集中烟道2与该容置空间相连通，用于排出该容置空间内已分离的油烟。

抽吸风机3用于产生对油烟的抽吸力，使油烟依次经过导流板7、油烟分离器5和泡沫吸附器4，在被净化后通过集中烟道2排出。抽吸风机3可以通过使容置空间内产生负压而产生抽吸力。此时，抽吸力的大小取决于负压的大小。抽吸风机3所产生的抽吸力能够使油烟持续流经导流板、油烟分离器5、泡沫吸附器4和集中烟道2，由此形成了如图1的箭头所示的油烟的流动方向γ。抽吸风机3与泡沫吸附器4共轴联合转动。

油烟分离器5能够对油烟进行多腔室离心式分离，其包括多个由不燃材料制成的腔室10。每个腔室10外形为长方体，其长轴方向大致与油烟的流动方向一致。不同腔室10的尺寸一样。腔室10的高度远大于其底面的边长。这些腔室10整体上呈栅格状排列，彼此之间互不连通。如图2所示，这些腔室10相互之间通过侧壁紧密结合在一起，从而整体上形成长方体结构。每个腔室10包括至少一个子腔室。如图3所示，每个腔室10可以包括四个子腔室12。每个子腔室12的外形为正方体或类正方体，即，每个子腔室12的长度、宽度和高度相同或近似相同。每个子腔室沿油烟的流动方向的截面可以为正方形。这些子腔室12之间互相连通。每个子腔室12均开设有进风口8和出风口9。所有子腔室12的尺寸可以相同，因此，每个子腔室12的进风口8和出风口9的尺寸也可以相同，使得进入各个子腔室的风速相同。腔室10的油烟入口处设置有导流板7，该导流板与迎风壁面的夹角为30°。

在每个子腔室中，雷诺数受子腔室12大小与迎风速度的大小影响，一般为3200‐7500。根据方腔流动的原理，油烟在子腔室12内会产生旋流，该旋流过程增大了油烟与子腔室12内表面的接触时间；同时，旋流过程会产生离心力，油烟中的大颗粒在离心力作用下向子腔室内壁面运动进而黏附在其表面。经过在多个连通的子腔室12内的持续不断旋流的依次作用，油烟中大颗粒及部分小颗粒最终得以去除。图3中的黑色箭头显示每个子腔室12内的旋流的方向。为了保证每个子腔室12内的旋流的产生，每个子腔室12的进风口8和出风口9在导流板上的正投影位置不同，优选为每个子腔室12的进风口8和出风口9位于该子腔室12的纵切面的对角线上，这样使得其内的旋流所经过的路程最长，从而使油烟与子腔室12的内壁接触更充分。所有进风口8的面积占导流板的覆盖面积的1/5至1/4。油烟分离器5与泡沫吸附器4的间距H应不超过单个子腔室的高度h的2.5倍，优选为1至2倍。

泡沫吸附器4由多孔泡沫金属制成，例如为多孔泡沫铜等。多孔泡沫金属是含有气孔的金属材料，具有密度小、耐高温、孔隙率高、比表面积大、吸附效果好、流动阻力小的优点，并且能够抵抗油烟的腐蚀作用，其自身也容易产生静电，对细颗粒物的吸附效果显著。本发明的多孔泡沫金属的孔隙率为85％‐90％。孔隙率是指自然状态下该泡沫材料中孔隙的总体积与泡沫材料的总体积的百分比。因为该泡沫吸附器4的孔隙率很高，所以质量很轻，当与抽吸风机3同轴联合转动时，基本不增加抽吸风机3的能耗。另外，泡沫吸附器4中的多孔泡沫金属的比表面积也大，对油烟中的颗粒物具有很好的吸附能力。泡沫吸附器4与抽吸风机3的同轴联动能够增大油烟中的颗粒物与多孔泡沫金属孔隙的碰撞概率，从而实现超重力过滤。

泡沫吸附器4包括多个泡沫吸附层13，相邻两个泡沫吸附层13粘合在一起。每个泡沫吸附层13均有不同的孔径，多个泡沫吸附层13的孔径沿着油烟的流动方向γ呈梯度递减，也即，越靠近油烟流动方向的上游端的泡沫吸附层的孔径越大，能够捕集油烟中的较大颗粒物；越靠近油烟流动方向的下游端的泡沫吸附层的孔径越小，能够进一步捕集油烟中的较小颗粒物。由此，可以提高对油烟中不同粒径的颗粒物的捕集率。如图1所示，该泡沫吸附器4包括具有不同孔径的两个泡沫吸附层13，靠近油烟分离器5的泡沫吸附层的孔径大于靠近抽吸风机3的泡沫吸附层的孔径。每个泡沫吸附层13的底面尺寸略大于或等于油烟分离器5的导流板的尺寸，以便使油烟分离器5排出的油烟能够基本全部进入泡沫吸附层13内。整个泡沫吸附器4的总厚度T应不小于10cm，例如，可以为10‐25cm。

如图4所示，导流板7设于第一个子腔室12的进风口8处，用于保证下一个子腔室内发生持续的旋流。导流板7用于使油烟顺利地从进风口8进入子腔室12内。导流板7与迎风壁面的夹角为30°。油烟在抽吸风机3的作用下以一定的雷诺数通过导流板和进风口8进入第一个子腔室12内，然后依次经过多个子腔室12并最终从最后一个子腔室12的出风口9排出腔室10。

支撑板14用于支撑油烟分离器5等部件，其一端与油烟收集罩1相结合，另一端与废油收集槽6相结合，由此，支撑板14与油烟收集罩1和废油收集槽6形成了一个容置空间。该容置空间内的抽吸风机3和泡沫吸附器4同轴联动，抽吸风机3在旋转以产生抽吸力的同时带动泡沫吸附器4旋转，而油烟分离器5放置于支撑板14上，二者与泡沫吸附器4具有一定的间距，并不与抽吸风机3联动。油烟在经过油烟分离器5和抽吸风机3后产生分离和净化，净化后的油烟经过集中烟道2排出，分离所产生的废物在重力作用下经由支撑板14流入废油收集槽6中储存。

本发明的厨房油烟处理系统具有以下优点：

第一、子腔室内的油烟的雷诺数为3200‐7500，因此能够在子腔室内形成湍流度很高的旋流，而多个相互连通并呈正方体或类正方体的子腔室增加了油烟中的颗粒与子腔室的内壁面的接触时间，粘着性强的油烟大颗粒(如油滴等)在旋流的离心效应下随气流运动到内壁面并黏附其上，达到分离大颗粒的效果。

第二、多孔泡沫金属本身有很好的吸附效果，能够吸附油烟的较大颗粒。其次，与抽吸风机同轴旋转的多孔泡沫金属增加了油烟颗粒与多孔泡沫金属中孔隙的碰撞概率，使得油烟中的一些较细颗粒也得以捕捉下来。

第三、油烟分离器的泡沫吸附层由两种以上孔径不同的多孔泡沫金属组成，孔径沿烟气的流动方向梯级减小，孔隙由疏到密，孔隙大的泡沫吸附层进一步捕集油烟较大颗粒，孔隙小的泡沫吸附层去除油烟中的较小颗粒，有效地提高了油烟中各种粒径颗粒物的捕集率。

第四、多孔泡沫金属的孔隙率高，使得油烟的流动阻力小，不会增加很大的系统阻力。另外，多孔泡沫金属的密度小，与抽吸风机同轴旋转并不会耗费太多能量，故不会大幅度增加其能耗。

总之，本发明的多腔室分离与离心吸附联合的油烟处理系统在不提高风机能耗的前提下通过相互连通的多个子腔室内旋流的离心效应提高油烟中较大颗粒的捕集率，并且利用旋转的梯级孔径多孔泡沫金属吸附层达到分离部分油烟中较细颗粒的目的。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油烟处理系统，其特征在于：其包括：沿油烟的流动方向依次设置的油烟分离器、泡沫吸附器、抽吸风机和烟道；

所述油烟分离器包括互不连通的多个腔室，每个腔室包括沿油烟的流动方向依次设置并且互相连通的多个子腔室，每个子腔室均开设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口在迎风壁面上的正投影位置不同，腔室的油烟入口处设置有导流板；

所述泡沫吸附器由多孔泡沫金属制成，其孔隙率为85％-90％；

所述抽吸风机与所述泡沫吸附器共轴联合转动。

2.根据权利要求1所述的油烟处理系统，其特征在于：每个腔室的外形为长方体，每个子腔室沿油烟的流动方向的截面为正方形；和/或，所述腔室由不燃材料制成。

3.根据权利要求1所述的油烟处理系统，其特征在于：所述油烟分离器与所述泡沫吸附器的间距不超过所述子腔室的高度的2.5倍；和/或，所述多个腔室通过侧壁相互结合成栅格状阵列。

4.根据权利要求3所述的油烟处理系统，其特征在于：所述子腔室的进风口和出风口的尺寸相同；和/或，每个子腔室中的雷诺数为3200-7500。

5.根据权利要求3所述的油烟处理系统，其特征在于：所述导流板与迎风壁面的夹角为30°；和/或，所有进风口的面积占导流板的覆盖面积的1/5至1/4。

6.根据权利要求1所述的油烟处理系统，其特征在于：所述泡沫吸附器包括多个泡沫吸附层，不同的泡沫吸附层由孔径不同的多孔泡沫金属制成。

7.根据权利要求6所述的油烟处理系统，其特征在于：所述多个泡沫吸附层的孔径沿着所述油烟的流动方向呈梯级递减。

8.根据权利要求6所述的油烟处理系统，其特征在于：每个泡沫吸附层的底面尺寸与所述导流板的尺寸相同；和/或，所述泡沫吸附器的总厚度不小于10cm。

9.根据权利要求1所述的油烟处理系统，其特征在于：该油烟处理系统包括：

废油收集槽和油烟收集罩；以及

支撑板，分别与所述废油收集槽和所述油烟收集罩相连，以形成容纳所述油烟分离器、所述泡沫吸附器和所述抽吸风机的容置空间。