CN109248783A - 一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器 - Google Patents

Abstract

为解决传统油烟净化器效率低、容易滋生细菌与引发火灾等问题，本发明提供了一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，包括曲折流道过滤装置、高压电离装置、开环调节装置、自动淋洒清洁装置；所述曲折流道过滤装置和高压电离装置均安装在壳体内部，所述高压电离装置与排风扇相邻设置，所述高压电离装置位于曲折流道过滤装置和排风扇之间；所述自动淋洒清洁装置安装在壳体的上部，并分别与曲折流道过滤装置和高压电离装置通过管道连接；所述开环调节装置与排风扇电连接；所述自动淋洒清洁装置安装在壳体的上部并分别与曲折流道过滤装置和高压电离装置连接。本发明属于净化器设计技术领域，具有高效过滤、实时监测反馈、自动淋洒清洗的优点。

Description

一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器

技术领域

本发明属于净化器设计技术领域，具体涉及一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器。

背景技术

我国餐饮业发展十分迅速，各类餐馆已遍布大街小巷。但随之而来的油烟污染问题，给广大居民带来了极大的困扰。“油烟扰民”已成为大众的关注点。油烟净化器作为净化油烟的关键设备，其处理效率直接决定着净化器的功耗水平和油烟净化效果。商用厨房油烟产生量大、连续使用时间长，通常采用油烟净化器对油烟进行处理。目前厨房油烟一般是通过静电或者水喷淋方式来处理，上述处理方式无法对厨房油烟进行彻底分解与杀菌除臭，只能将厨房油烟进行物理性处理，存在油烟处理效率不高及会产生二次污染的问题。

国内目前对于抽油烟机的研究主要集中在对于抽油烟机排放装置的结构进行改进，以及采用生物酶技术对油烟进行分解，从而达到减少油烟排污的目的；而国外对于抽油烟机的研究主要集中于如何加大抽力；综合来看，国内外对于抽油烟机的研究总体集中在对抽油烟机结构的改进，而对油烟的高压电离研究较少。而目前抽油烟机存在的主要问题是油烟排放不达标，当前油烟净化器的处理率及效率仅能达到23％，而高压电离油烟可以将油烟处理效率提升到80％以上。由此可见，开发一种能够实现长期保持高效率油烟处理效果、具有残留油烟自清洁系统、降低污染物排放的自动化油烟净化器，在降低单位能耗、增加餐饮企业效益的同时，降低污染物的排放，是实现餐饮业节能减排而迫切需要解决的重大课题。

目前市面上的普通油烟机大多使用离心装置或过滤网对油烟中的油滴进行物理过滤，这种过滤方法效率不高，同时具有清洗不便的缺点，长时间在餐饮业后厨等重油烟环境下工作会导致残油堆积，容易滋生细菌，还存在火灾隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统油烟净化器效率低、易滋生细菌和存在火灾隐患的问题，本发明提供一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，包括壳体、排风扇和残油储存槽，所述壳体的两个相对的侧面分别开有进风口和出风口，所述排风扇安装在壳体的出风口处，所述残油储存槽安装在壳体的下部，其特征在于：所述基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器还包括曲折流道过滤装置、高压电离装置、开环调节装置、自动淋洒清洁装置；所述曲折流道过滤装置和高压电离装置均安装在壳体内部，所述高压电离装置与排风扇相邻设置，所述高压电离装置位于曲折流道过滤装置和排风扇之间；所述开环调节装置安装在壳体上并与排风扇电连接；所述自动淋洒清洁装置安装在壳体的上部，并分别与曲折流道过滤装置和高压电离装置通过管道连接。

进一步的，所述曲折流道过滤装置由平行设置的若干块波浪形结构的流道板材组成，若干块所述流道板材均为竖直设置，且垂直于排风扇的扇面转动平面。

进一步的，所述高压电离装置由平行设置的若干块波浪形结构的高压电离板组成，若干块所述高压电离板均竖直设置，且垂直于排风扇的扇面转动平面。

进一步的，所述开环调节装置包括控制器、传感器Ⅰ和传感器Ⅱ，所述传感器Ⅰ安装在曲折流道过滤装置的进风口处，所述传感器Ⅱ安装在排风扇的进风口处，所述控制器分别与排风扇、传感器Ⅰ和传感器Ⅱ电连接，所述控制器根据传感器Ⅰ检测的油烟颗粒物浓度数值，计算出相应的排风扇的风机转速值，从而实时反馈调节排风扇的风机转速，所述控制器根据传感器Ⅰ和传感器Ⅱ分别检测的油烟颗粒物浓度数值计算油烟净化率。

进一步的，所述自动淋洒装置包括清洁剂储存箱、直流水泵、分流阀和喷洒管道，所述直流水泵分别与所述清洁剂储存箱和分流阀通过管道连接，所述分流阀连接有若干条喷洒管道，所述若干个喷洒管道分别均布置于曲折流道过滤装置和高压电离装置的上方，所述直流水泵与所述控制器电连接，所述控制器通过记录的排风扇的累计工作时间，定时控制直流水泵的工作。

进一步的，所述高压电离板的板面开有若干个凹槽。

进一步的，所述残油储存槽底部连接有若干个导管，用于引流残油。

进一步的，所述喷洒管道为PVC管。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

(1)高效分离大油滴：本申请采用曲折流道过滤装置作为多级油烟净化器的首级处理装置，在流体力学分析的基础上，对该曲折流道惯性级进行全新的结构设计和板面优化，使曲折流道具有更强的油烟吸附能力，不仅能解决传统物理吸附方法效率低、容易滋生细菌，以及存在火灾隐患的问题，还吸收了油烟的大油滴，减轻了后续高压电离系统的工作负荷。

(2)彻底分解小油滴：本申请引入了高压电离板作为多级油烟净化器的第二级，传统的油烟净化系统仅用物理处理方式，而本申请采用高压电离的方式，将油脂彻底分解并改变其存在方式，净化处理后无残留油脂成分，同时高压电离板设计为曲面多凹槽结构，最大程度上保证第二级的净化效率，将油脂分解，能起到防火、杀菌以及消除异味的作用。

(3)实时监测反馈：针对能耗控制及烟雾浓度监测的问题，本申请加入一套开环调节装置，能够实时显示装置运行状况并进行操作，并在装置前后分别布置了传感器Ⅰ和传感器Ⅱ，分别用于检测装置前后的烟雾浓度，传感器Ⅰ直接接入控制器，使得控制器中的控制单元能够实时获取传感器Ⅰ采集得到的油烟颗粒物浓度数值。控制器获取传入的浓度数值后进行分析计算，得出相应的风机转速值，从而实时调节风机转速，进而控制处理流量，达到节能高效的目的。

(4)自动淋洒清洗：多级油烟净化器引入了自动淋洒清洁装置，能够定期自动清洁装置，将吸附在装置表面的油污和烟尘及时清洗，既提高净化效果，又可免除吸附组件须经常拆洗的麻烦，实现系统的长期高效运行，为用户提供了简单方便的维护方式。

附图说明

图1为本发明结构立体图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明结构左视图；

图4为本发明结构俯视图；

图5为曲折流道效果示意图；

图6为高压电离板结构图；

图7为计算用网格图；

图8为速度矢量分布图(m/s)；

图9为速度矢量局部放大图(m/s)；

图10为静压等值线分布图(Pa)；

图11为总压等值线分布图(Pa)；

图12为速度表征的全流场流线图(m/s)；

图13为多级油烟净化器风机调速及状态显示流程图；

图14为油烟净化器外观设计图；

图15为油烟净化器内部结构图。

图中：1、壳体，2、排风扇，3、残油储存槽，4、曲折流道过滤装置，5、高压电离装置，6、开环调节装置，7、自动淋洒清洁装置，31、导管，51、凹槽，61、控制器， 62、传感器Ⅰ，63、传感器Ⅱ，71、清洁剂储存箱，72、直流水泵，73、分流阀，74、喷洒管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的介绍。

实施例1

一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，包括壳体1、排风扇2和残油储存槽3，所述壳体1的两个相对的侧面分别开有进风口和出风口，所述排风扇2安装在壳体 1的出风口处，所述残油储存槽3安装在壳体1的下部，其特征在于：所述基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器还包括曲折流道过滤装置4、高压电离装置5、开环调节装置6、自动淋洒清洁装置7；所述曲折流道过滤装置4和高压电离装置5均安装在壳体1 内部，所述高压电离装置5与排风扇2相邻设置，所述高压电离装置5位于曲折流道过滤装置4和排风扇2之间；所述开环调节装置6安装在壳体1上并与排风扇2电连接；所述自动淋洒清洁装置7安装在壳体1的上部，并分别与曲折流道过滤装置4和高压电离装置 5通过管道连接。

进一步的，所述曲折流道过滤装置4由平行设置的若干块波浪形结构的流道板材组成，若干块所述流道板材均为竖直设置，且垂直于排风扇2的扇面转动平面，每相邻两个流道板之间的空隙为进风通道。

进一步的，所述高压电离装置5由平行设置的若干块波浪形结构的高压电离板组成，若干块所述高压电离板均竖直设置，且垂直于排风扇2的扇面转动平面，每相邻两个高压电离板之间的空隙也为进风通道。

进一步的，所述开环调节装置6包括控制器61、传感器Ⅰ62和传感器Ⅱ63，所述传感器Ⅰ62安装在曲折流道过滤装置4的进风口处，所述传感器Ⅱ63安装在排风扇2的进风口处，所述控制器61分别与排风扇2、传感器Ⅰ62和传感器Ⅱ63电连接，所述控制器 61根据传感器Ⅰ62检测的油烟颗粒物浓度数值，计算出相应的排风扇2的风机转速值，从而实时反馈调节排风扇2的风机转速，所述控制器61根据传感器Ⅰ62和传感器Ⅱ63 分别检测的油烟颗粒物浓度数值计算油烟净化率。

进一步的，所述自动淋洒装置7包括清洁剂储存箱71、直流水泵72、分流阀73 和喷洒管道74，所述直流水泵72分别与所述清洁剂储存箱71和分流阀73通过管道连接，所述分流阀73连接有若干条喷洒管道74，所述若干个喷洒管道74分别均布置于曲折流道过滤装置4和高压电离装置5的上方，所述直流水泵72与所述控制器61电连接，所述控制器61通过记录的排风扇的累计工作时间，定时控制直流水泵72的工作。

进一步的，所述高压电离板的板面开有若干个凹槽51。

进一步的，所述残油储存槽3底部连接有若干个导管31，用于引流残油。

进一步的，所述喷洒管道74为PVC管，PVC管道具有耐腐蚀能力强，易于粘合，质地坚硬，成本低廉的优点。

进一步的，所述排风扇2的风机转速值的计算公式是；

具体工作原理：

1、曲折流道过滤装置4；

含有大量油烟的气流凭借排风扇2的作用进入曲折流道，气流在曲折流道中多次转向。根据流体力学规律与惯性原理，气流中的绝大多数大油滴会吸附在流道板壁上，并通过油滴自身重力作用流向油烟净化器底部的残油储存槽3，而净化器自带的自动淋洒清洁装置7也会定期对板壁进行淋洒清洁，维持曲折流道的吸附能力。采用曲折流道过滤装置4作为多级净化器的首级处理装置，不仅能解决传统物理吸附方法效率低、容易滋生细菌与存在火灾隐患的问题，还吸收了油烟的大油滴，减轻了后续高压电离板的吸附工作负荷，节约了一部分电能。

目前市面上的普通油烟机大多使用离心装置或过滤网对油烟中的油滴进行物理过滤，这种过滤方法效率不高，同时具有清洗不便的缺点，长时间在餐饮业后厨等重油烟环境下工作会导致残油堆积，容易滋生细菌与造成火灾隐患。针对于这一问题，本方案创新性地采用曲折流道过滤装置4作为多级油烟净化器的首级处理装置，该曲折流道过滤装置4采用全新的结构设计，并在流体力学分析的基础上进行板面优化，使曲折流道具有更强的油烟吸附能力。曲折流道效果示意图如图5所示。

2、高压电离装置5；

经过首级曲折流道过滤装置4过滤之后，油烟中的绝大部分大油滴被吸附在流道板壁并流入残油储存槽3，但油烟中仍残留有一部分小油滴，如果仅通过曲折流道过滤便将油烟排入大气层，则无法对油烟废气完成杀菌除臭任务，残留的小油滴更是会继续对大气造成污染。所以，为了彻底去除残留小油滴，并对油烟进行杀菌除臭，本申请引入高压电离板作为多级油烟净化器的第二级。传统的油烟净化系统仅用物理处理方式，而高压电离板采用高压电将小油滴电离，将油脂彻底分解并改变其存在方式，净化处理后无残留油脂成分。将油脂分解，能起到防火、杀菌以及消除异味的作用。

高压电离板结构如图6所示，电离板形状为波浪形，且板上布满凹槽51，充分保证了油滴与电离板之间的接触，提高了吸附效率。电离区域的浓度场模拟测试分析结果如图7-图12所示，其中图7为计算用网格图，图8为速度矢量分布图，图9为速度矢量局部放大图，图10为静压等值线分布图，图11为总压等值线分布图，图12为速度表征的全流场流线图；根据结果分析可知，该结构对于油烟颗粒物有良好的阻挡吸附效果。

3、开环调节装置6；

油烟净化器在使用过程中，油烟浓度并不是一个不变的常数，而是一个随着厨房作业情况而不断变化的数值，传统的油烟净化器的风机转速是恒定的，无法根据当前油烟浓度进行转速调节以提高净化效率。针对能耗控制及烟雾浓度监测的问题，本申请加入了一套开环调节装置6，能够实时显示装置运行状况并进行操作。并在装置前后分别布置了传感器Ⅰ62和传感器Ⅱ63，分别用于检测装置前后的烟雾浓度，传感器Ⅰ62直接接入控制器61，使得控制器61中的控制单元能够实时获取传感器Ⅰ62采集得到的油烟颗粒物浓度数值。控制器61获取传入的浓度数值后进行分析计算，得出相应的风机转速值，从而实时调节风机转速，进而控制处理流量，达到节能高效的目的。本油烟净化器风机调速及状态显示流程图如图13所示，油烟净化器正常工作时，当油烟进入净化器时，首先由曲折流道过滤装置4进风口处的传感器Ⅰ62检测出当前油烟浓度，再根据当前油烟浓度调节风速，当油烟浓度较大时，减小风速，使油烟在高压电离板中停留时间变长，尽量多的分解油烟；当油烟浓度小时，加快风速，提高净化速度。当油烟处理完以后，由排风扇2的进风口的传感器Ⅱ63检测油烟浓度，控制器61根据传感器Ⅰ62和传感器Ⅱ63分别检测的油烟浓度，计算出油烟净化器的油烟净化率，并显示在显示屏上，方便直观地看出净化器的运行状态。其中传感器Ⅰ62检测的油烟浓度与对应的风机转速值如下：

n为排风扇转速，单位为r/min(转/分钟)，c为传感器Ⅰ62检测的油烟浓度，单位为mg/L(毫克/升)，当当前油烟浓度较大时，需要油烟气体在电离板中反应更长的时间，使得油烟颗粒充分反应，所以此时转速较慢。

4、自动淋洒清洁装置7；

传统油烟净化器靠单纯的物理方法来实现油烟净化时，油烟净化装置还存在后续服务频繁和暗藏火灾隐患的缺陷。如目前新兴的静电吸附式油烟净化装置，如不频繁清洗(每天一次)就会变成储油池，不仅会造成油烟净化效率的下降，而且由于高压静电火花的存在会造成引起火灾的风险，严重影响人身的安全，所以需要频繁的、及时的进行清洗。针对这一问题，本申请引入了自动淋洒清洁装置，能够定期自动清洁装置，将吸附在装置表面的油污和烟尘及时清洗，既提高净化效果，又可免除吸附组件须经常拆洗的麻烦，实现系统的长期高效运行，为用户提供了简单方便的维护方式。

自动淋洒装置7包括清洁剂储存箱71、直流水泵72、分流阀73和喷洒管道74，所述直流水泵72分别与所述清洁剂储存箱71和分流阀73通过管道连接，所述分流阀 73连接有若干条喷洒管道74，所述若干个喷洒管道74分别均布置于曲折流道过滤装置4和高压电离装置5的上方，所述直流水泵72与所述控制器61电连接，所述控制器61通过记录的排风扇2的累计工作时间，达到设定的工作时间后，控制器61控制直流水泵72的工作，直流水泵72抽取清洁剂，清洁剂与水混合后经过分流阀73，分流到各个喷洒管道74，对曲折流道过滤装置4和高压电离装置5进行喷洒清洁，控制器61控制自动淋洒装置7的运行时间，完成自动清洗后，控制器61重新记录排风扇2的累计工作时间，达到设定的排风扇2工作时间后，启动自动淋洒装置7工作，循环进行。用户也可自行控制控制器61的开关，从而控制直流水泵72，完成曲折流道过滤装置4和高压电离装置5的清洁。

使用Solidworks软件对多级油烟净化器外观进行了设计。外观设计如图14所示。内部结构图如图15所示。

整套装置主要功能如下：

A.分析计算功能：

根据当前环境的烟雾浓度，计算出合适的排风扇转速。

B.风机调节功能：

根据控制器计算所得的适宜排风扇转速，自动调节风机。

C.自清洁功能：

实时监控净化器的自清洁系统状态，帮助用户实现清洁过程安全化与智能化。在系统长时间运行后或用户指定清洁时，系统可以实现自动清洁，使该系统在工作时保持高效。

本发明是兼顾节能与减排的产物，如果仅仅一味的要求减排，会造成许多能量上的浪费，我们在尽可能提高净化率的基础上增添了智能控制，使得系统可以根据外部环境自动调节工作模式，实现节能减排。

结构上本发明实现了曲折流道的创新设计，高压电离板波浪型抗弯结构创新设计。设计的曲折流道惯性去油，能够实现完全不耗电物理去油；高压电离板设计为波浪型抗弯结构，能够保证结构强度，增强耐用性。

此外本发明还增加了自清洁装置，能够定期自动清洁装置，将吸附在装置表面的油污和烟尘及时清洗，既提高净化效果，又可免除吸附组件须经常拆洗的麻烦，实现系统的长期高效运行。为用户提供简单方便的维护方式。

本发明的核心价值：节能减排，自清洁，续航能力强，绿色餐饮。

油雾收集与净化对环境保护、雾霾防治以及人体健康具有重要意义。本装置主要应用于餐饮行业，对油烟污染的治理效果良好。源源不断的餐饮业油烟排放是重大的大气污染源，不仅扰民，更为严重的是油烟已被证明含有多种致癌物质。本装置以极低的能耗收集油雾颗粒，并具有良好的长期使用效果。本装置实现了对油雾的净化收集处理，节能减排，绿色环保。该装置投入应用后，具有良好的环保效益及广阔的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，包括壳体(1)、排风扇(2)和残油储存槽(3)，所述壳体(1)的两个相对的侧面分别开有进风口和出风口，所述排风扇(2)安装在壳体(1)的出风口处，所述残油储存槽(3)安装在壳体(1)的下部，其特征在于：所述基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器还包括曲折流道过滤装置(4)、高压电离装置(5)、开环调节装置(6)、自动淋洒清洁装置(7)；所述曲折流道过滤装置(4)和高压电离装置(5)均安装在壳体(1)内部，所述高压电离装置(5)与排风扇(2)相邻设置，所述高压电离装置(5)位于曲折流道过滤装置(4)和排风扇(2)之间；所述开环调节装置(6)安装在壳体(1)上并与排风扇(2)电连接；所述自动淋洒清洁装置(7)安装在壳体(1)的上部，并分别与曲折流道过滤装置(4)和高压电离装置(5)通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述曲折流道过滤装置(4)由平行设置的若干块波浪形结构的流道板材组成，若干块所述流道板材均为竖直设置，且垂直于排风扇(2)的扇面转动平面。

3.根据权利要求1所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述高压电离装置(5)由平行设置的若干块波浪形结构的高压电离板组成，若干块所述高压电离板均竖直设置，且垂直于排风扇(2)的扇面转动平面。

4.根据权利要求1所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述开环调节装置(6)包括控制器(61)、传感器Ⅰ(62)和传感器Ⅱ(63)，所述传感器Ⅰ(62)安装在曲折流道过滤装置(4)的进风口处，所述传感器Ⅱ(63)安装在排风扇(2)的进风口处，所述控制器(61)分别与排风扇(2)、传感器Ⅰ(62)和传感器Ⅱ(63)电连接，所述控制器(61)根据传感器Ⅰ(62)检测的油烟颗粒物浓度数值，计算出相应的排风扇(2)的风机转速值，从而实时反馈调节排风扇(2)的风机转速，所述控制器(61)根据传感器Ⅰ(62)和传感器Ⅱ(63)分别检测的油烟颗粒物浓度数值计算油烟净化率。

5.根据权利要求4所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述自动淋洒装置(7)包括清洁剂储存箱(71)、直流水泵(72)、分流阀(73)和喷洒管道(74)，所述直流水泵(72)分别与所述清洁剂储存箱(71)和分流阀(73)通过管道连接，所述分流阀(73)连接有若干条喷洒管道(74)，所述若干个喷洒管道(74)分别均布置于曲折流道过滤装置(4)和高压电离装置(5)的上方，所述直流水泵(72)与所述控制器(61)电连接，所述控制器(61)通过记录的排风扇的累计工作时间，定时控制直流水泵(72)的工作。

6.根据权利要求3所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述高压电离板的板面开有若干个凹槽(51)。

7.根据权利要求1所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述残油储存槽(3)底部连接有若干个导管(31)，用于引流残油。

8.根据权利要求5所述的一种基于曲折流道和电离技术的综合油烟净化器，其特征在于：所述喷洒管道(74)为PVC管。