CN112664988B - 一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘 - Google Patents

Abstract

一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，包括从中心向四周呈四圈结构的一体化的开孔盘，从中心向四周依次是中心盘、第一圈开孔环、第二圈开孔环及第三圈开孔环；开孔盘下方安装四圈不等径挡片安装环，不等径挡片安装环之间分布扰流挡片；本发明在高速旋转下，扰流挡片吸力侧形成涡流区，除直接碰撞到扰流挡片压力侧的油烟颗粒外，剩余的油烟颗粒大部分进入涡流区，并继续保持原有运动状态而被捕捉，另一部分进入开孔盘的开孔通道被捕捉，所有被捕捉的颗粒最终收集至油箱而实现分离；本发明通过扰流挡片制造涡流区，增加油烟颗粒捕捉率，极大提高了10μm数量级油烟颗粒的去除率。

Description

一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘

技术领域

本发明涉及厨房油烟颗粒高效捕捉技术领域，特别涉及一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘。

背景技术

厨房油烟中含有多种有毒有害成分，包括多种致突变和致癌性物质，对大气环境、人类身体健康有极大的危害作用，引起了大众与政府对厨房油烟治理的关注，解决厨房油烟污染问题已不仅仅是单纯的环境问题，亦是一种社会问题。

目前，油烟机内部通常集成油烟分离装置，以确保内部工作风机不易被油烟颗粒阻塞而导致效率降低。根据安装运作情况，油烟分离装置可分为静态式与动态式，静态式以格栅为主，动态式以旋转动态分离网盘为主。以往的动态分离网盘通常以单层网盘直接碰撞颗粒的形式进行捕捉，并逐渐向网盘多层化、开孔复杂化、运动多样化等方向发展，旨在增加油烟颗粒在旋转区的运动、碰撞时间，从而增加捕捉几率。结构复杂的动态分离网盘在大幅度提高油烟颗粒捕捉率的同时，也会带来更多的副作用，如加工难、大压降、难清洗等，因而未被推广使用。

发明内容

以往动态分离网盘在提升油烟颗粒去除效果的同时，会导致压降大幅增加，为解决这一矛盾问题，本发明的目的在于提供一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，通过扰流挡片制造小范围复杂流动区域来增加油烟颗粒的捕捉几率，由于小范围复杂流动区域不在主流区，避免压降大幅增加，此外，其加工、安装过程简单，便于清洁，根据数值模拟结果显示，本发明的动态分离网盘与未安装扰流挡片的开孔盘相比，对10μm数量级油烟颗粒有较好的分离效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，包括从中心向四周呈四圈结构的一体化的开孔盘1，开孔盘1下方安装四圈不等径挡片安装环3，不等径挡片安装环3之间分布扰流挡片2。

所述的扰流挡片2为角形、辐条状、斜片状、“C”型或其他压力面与吸力面形状变化较大的挡片类型。

所述的开孔盘1从中心向四周依次是中心盘1-1、第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4，中心盘1-1中间设置有可与转轴连接的开轴孔4，各圈开的孔5形状一致，单个孔5的宽度随直径呈线性增加，相邻两圈之间的孔5交错排列，第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4中的孔5的孔隙率由内到外逐渐增加。

所述中心盘1-1直径不大于开孔盘1直径的1/4。

所述的开孔盘1上每一圈的扰流挡片2长度不同，其余参数完全一致。

所述的扰流挡片2与上方开孔盘的距离不少于1/2、不超过一倍扰流挡片2的特征长度h，扰流挡片2设置于开孔盘1相邻两个孔5的对称中心线上，且安装后不能位于孔5下方。

所述的不等径挡片安装环3安装在开孔盘1相邻两圈开孔环的间隔处。

与现有技术相比，本发明具有以下的技术优势：

本发明利用网盘转动产生的离心力将黏附到网盘表面的颗粒甩至外侧壁面进行收集。由于现在的动态分离网盘往往无法兼顾低压降与高除油效率，结构复杂的动态分离网盘会导致加工、清洗困难等问题，因此本发明提出的扰流型动态分离网盘为解决这样的问题，在开孔盘下方安装扰流挡片，绝大部分油烟颗粒会直接碰撞到扰流挡片或流经由挡片产生的涡流区，碰撞到扰流挡片的油烟颗粒会被捕捉；涡流区内的气体速度大小与方向快速变化，进入涡流区的油烟颗粒由于其惯性相对较大而不受气流干扰，会保持原有运动状态而被捕捉。此外，本发明中扰流挡片的安装位置使得其形成的涡流区不在主流区域，从而避免产生过大压降，而且扰流挡片与开孔盘保持一定距离，不会带来装置死角，可以减轻清理负担。

附图说明

图1为扰流型动态分离网盘来流方向平面视图。

图2为扰流型动态分离网盘流出方向平面视图，其中对比例的来流方向与流出方向网盘视图均为此形状，为未安装扰流挡片的开孔盘。

图3为不同扰流挡片横截面，a为角形，b为辐条状，c为斜片状，d为“C”型，h为特征长度。

图4是本发明和对比例未安装扰流挡片的开孔盘两个模型油烟去除率曲线。

图5为动态分离网盘空间三维视图(取90°结构显示)。

图6为图5圆圈部位的局部视图，即“角形”扰流挡片2与开孔盘1的相对安装位置图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1、图2，一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，包括从中心向四周呈四圈结构的一体化的开孔盘1，开孔盘1下方安装四圈不等径挡片安装环3，不等径挡片安装环3之间分布扰流挡片2。

参照图3，所述的扰流挡片2为角形、辐条状、斜片状、“C”型、或者其他压力面与吸力面变化较大的挡片类型。绝大部分油烟颗粒直接碰撞扰流挡片2或经过由扰流挡片2产生的涡流区而被捕捉，避免油烟颗粒直接接触开孔盘1，从而大幅度提高分离效率，同时涡流区域不在主流区，保证了低压降。

所述的开孔盘1从中心向四周依次是中心盘1-1、第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4，中心盘1-1中间设置有与转轴连接的开轴孔4，各圈开的孔5形状一致，孔5的宽度随直径呈线性增加，相邻两圈之间的孔5交错排列，第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4中的孔5的孔隙率由内到外逐渐增加。保证整个网盘孔隙率的同时，提高了分离效率。

所述中心盘1-1直径不大于开孔盘1直径的1/4。

所述的开孔盘1上每一圈的扰流挡片2长度不同，其余参数完全一致。

参照图5、图6，所述的扰流挡片2与上方开孔盘的距离不少于1/2、不超过一倍扰流挡片2的特征长度h，扰流挡片2设置于开孔盘1相邻孔5的对称中心线上，且安装后不能位于孔5下方。

所述的不等径挡片安装环3安装在开孔盘1相邻两圈开孔环的间隔处。

所述的开孔盘1为四圈结构，最中心的中心盘1-1中间开轴孔4与转轴连接，中心盘1-1向四周依次是中心盘1-1、第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4，各圈开的孔5形状一致，每个孔5的宽度随开孔盘1的直径呈线性增加，每两圈之间的孔5交错排列，第一圈开孔环1-2、第二圈开孔环1-3及第三圈开孔环1-4中的孔5的孔隙率由内到外逐渐增加，减小开孔盘1低线速度区域的分离任务，保证整个网盘孔隙率的同时，提高了分离效率。

所述中心盘1-1直径不大于开孔盘1直径的1/4。

所述的开孔盘1上每一圈的扰流挡片2长度不同，其余参数完全一致。

由于每圈的挡片横截面尺寸完全一致，故开孔盘1的孔数量与尺寸的设计尤为重要，每一圈的孔隙率与孔宽度的变化规律都有利于扰流挡片的安装，其一：第一圈开孔环1-2的低孔隙率保证第一圈扰流挡片安装后，从圆周方向看挡片周边距离开孔仍有一定距离；其二：每个孔5的宽度随半径增大而增大，使得两孔之间近乎保持一个矩形间距，即保证每一圈扰流挡片与孔之间的距离近乎不变，这样的设计方式，即使在整个盘半径比较小的地方，扰流挡片产生的涡流也不会在主流区附近。

所述的扰流挡片2与上方开孔盘的距离不少于1/2、不超过一倍扰流挡片长度，扰流挡片2设置于开孔盘1相邻孔5的对称中心线上，且安装后不能位于孔5下方。

所述的不等径挡片安装环3安装在开孔盘1相邻两圈开孔环的间隔处。

本发明的工作原理是：

当油烟机内的风机开始转动，室内含油烟颗粒的气体被吸入，穿过动态分离网盘的开孔5进入之后的管道，在此过程中黏附到动态分离网盘上的油烟颗粒被捕捉而气体实现分离。来流中大部分油烟颗粒碰撞扰流挡片2或进入由扰流挡片2形成的涡流区内：与扰流挡片2撞击的颗粒速度大，会有部分颗粒未被扰流挡片2捕捉形成反弹运动，反弹的低速颗粒继续与来流掺混，但此时颗粒还未加速完全，接触到扰流挡片2上的油烟液滴更容易被捕捉；一部分油烟颗粒随气流进入扰流挡片2与开孔盘1的间隙内，由于该部位涡流的存在，气体流速大小与方向快速变化，而比气体分子惯性大很多的油烟颗粒继续保持原有运动状态被捕捉，绝大部分油烟颗粒因为这两种运动情况被动态分离网盘捕捉。直接进入开孔5通道的剩余油烟颗粒除了上升过程中与孔壁碰撞而被捕捉外，都视为逃逸，即分离失败的油烟颗粒。

与以往动态分离网盘相比，本发明的动态分离网盘运行时，颗粒多了两种运动情况，根据模拟发现大部分颗粒均为此两种运动情况，且涡流区的位置也未带来过大压降。且三圈开孔环由内到外孔隙率逐渐增加的设计使得进入开孔盘1低线速度区的孔5的油烟颗粒量较小，对提高油烟液滴分离起有益作用，加上扰流挡片加工、制作简单，整个网盘装置死角小，易清理，故此动态分离网盘与以往动态分离网盘相比具有较大优势。

针对某公司提供的抽烟机参数，利用FLUENT中的DPM模型对动态分离网盘进行了数值模拟，主要尺寸及参数有：网盘直径D＝400mm，入口流量Q＝17m³/min，颗粒质量流量q＝8.5*10^-5kg/s。每个物理模型分别计算五种工况，每个工况的油烟颗粒粒径相同。参照图4，模拟结果显示：本发明的动态分离网盘与不加扰流挡片的开孔盘相比，对10μm量级的油烟颗粒的捕捉率提高30％以上(对20μm、30μm的颗粒提高50％左右)，同时压降只增加了3Pa左右，效果明显。

表1两种模型网盘对不同粒径颗粒的捕捉结果对比(油烟颗粒总量8.5*10^-5kg/s)

Claims (5)

1.一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，其特征在于，包括从中心向四周呈四圈结构的一体化的开孔盘（1），开孔盘（1）下方安装四圈不等径挡片安装环（3），不等径挡片安装环（3）之间分布扰流挡片（2）；

所述的开孔盘（1）从中心向四周依次是中心盘（1-1）、第一圈开孔环（1-2）、第二圈开孔环（1-3）及第三圈开孔环（1-4），中心盘（1-1）中间设置有与转轴连接的开轴孔（4），各圈开的孔（5）形状一致，每个孔（5）的宽度随开孔盘（1）的直径呈线性增加，相邻两圈之间的孔（5）交错排列，第一圈开孔环（1-2）、第二圈开孔环（1-3）及第三圈开孔环（1-4）中的孔（5）的孔隙率由内到外逐渐增加；

所述的扰流挡片（2）与上方开孔盘的距离不少于1/2、不超过一倍扰流挡片（2）长度的特征长度h，扰流挡片（2）设置于开孔盘（1）相邻两个孔（5）的对称中心线上，且安装后不能位于孔（5）下方。

2.根据权利要求1所述的一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，其特征在于，所述的扰流挡片（2）为角形、辐条状、斜片状、“C”型或者其他压力面与吸力面变化较大的挡片类型。

3.根据权利要求1所述的一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，其特征在于，所述中心盘（1-1）直径不大于开孔盘（1）直径的1/4。

4.根据权利要求1所述的一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，其特征在于，所述的开孔盘（1）上每一圈的扰流挡片（2）长度不同，其余参数完全一致。

5.根据权利要求1所述的一种用于油烟机内部的扰流型动态分离网盘，其特征在于，所述的不等径挡片安装环（3）安装在开孔盘（1）相邻两圈开孔环的间隔处。

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