CN210474316U - 一种智能静电式油烟净化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能静电式油烟净化器，其在电场出风通道架设有用于均风兼收集残电的集电板，油烟净化器内还设有集电板处理模块、CPU处理器、温度传感器、风力发电机、温度处理模块、风力发电处理模块、电场监测模块、无线信号传送模块等多个模块。该油烟净化器通过在内部增加少量配件，使其具有油烟净化功能的同时还具有排出烟气油烟浓度检测功能，从而减少了单独配置油烟检测在线监控系统的成本，而且由于增加的检测单元集成在油烟净化器内部，其检测精度更高，用户不易技术作弊，检测数据更加真实可靠，另外该油烟净化器还集成了电场油污度监测、延长电场清洗时间、电场高温报警、工况数据自动报送等多种智能化的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油烟净化器，具体是一种集成有油烟检测等多种功能的智能静电式油烟净化器，属于油烟净化处理设备技术领域。
背景技术
厨房油烟废气是一种气、液、固三相混合的气溶胶，其组分中含有多种有毒、有害及致病成分，直接排放会对大气造成严重污染，因此国家相关法律规定，排放油烟的餐饮服务业经营者必须安装油烟净化设施，排放油烟的餐饮服务业经营者未安装油烟净化设施、不正常使用油烟净化设施或者未采取其他油烟净化措施，超过排放标准排放油烟的，均会受到相关处罚。
油烟净化处理技术方法主要有机械分离法、催化剂燃烧法、活性炭吸附法、织物过滤法、湿式处理法及静电处理法等，其中静电处理法是电场在外加高压的作用下，负极的金属丝释放电子，与气体分子碰撞并离子化，油烟废气通过这个高压电场时，油烟粒子在极短的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电，受电场力作用向电场正极运动聚集，从而达到分离效果。采用静电处理法的静电式油烟净化器具有占地小、处理风量大、压损小、可以在高湿情况下运行、一次通过去除率可以满足净化要求、可有效去除的粒子直径范围大等优点，因此应用得最为广泛。
目前餐饮服务业经营者都会被要求安装油烟净化器，但安装油烟净化器后其排放烟气是否达标需要进行油烟检测，市面上的静电式油烟净化器一般不集成有油烟检测功能，对其排放油烟的检测需要另行配置独立的油烟检测在线监控系统，此搭配组合存在以下几个缺点：
（1）、另行配置的油烟检测在线监控系统成本高，不易推广，且用户容易技术作弊，比如：用户故意关或屏蔽掉油烟检测在线监控系统的油烟检测器，或是拆出油烟检测器探头放置在干净空气中，这会导致油烟检测仪失效或检测数据失真。
（2）、油烟检测在线监控系统与油烟净化器两者相互独立，无法做到协调或关联，油烟检测在线监控系统只能检出油烟净化率的结果值，当检测数值超标时无法对油烟净化器进行反馈调节，使油烟净化器排出无法时刻保持达标。
（3）、油烟检测在线监控系统的油烟检测器探头安装位置只是风道内的某一采样点，其采样数据容易存在偏差。
（4）、整个搭配组合的智能化程度低，缺少多种自动报警和联动调整的功能。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能静电式油烟净化器，其通过在油烟净化器内部增加少量配件，使其具有油烟净化功能的同时还具有排出烟气油烟浓度检测功能，从而减少了单独配置油烟检测在线监控系统的成本，而且由于增加的检测单元集成在油烟净化器内部，其检测精度更高，用户不易技术作弊，检测数据更加真实可靠，另外该油烟净化器还集成了电场油污度监测、延长电场清洗时间、电场高温报警、工况数据自动报送等多种智能化的功能。
本实用新型所采用的具体技术方案如下：
一种智能静电式油烟净化器，其设有蜂窝式或板状式电场，电场设有阴极和阳极，阳极接地；电场的进风通道架设有垂直布满通道的均风网，电场的出风通道架设有用于均风兼收集残电的集电板，所述集电板垂直布满通道，集电板中部为金属网，金属网的周边设有一圈绝缘垫，使金属网与通道壳体形成电气隔离；所述油烟净化器还设有集电板处理模块、CPU处理器、高压电源、面板显示模块，其中集电板设有电路与集电板处理模块的输入端相连接，集电板处理模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接，CPU处理器的输出端通过电路与高压电源的控制端相连接并对高压电源的输出功率进行控制，高压电源的输出端通过电路为电场提供高压，CPU处理器的输出端还通过电路与面板显示模块相连接，由面板显示模块对外显示油烟净化器的实时运行数据或发出报警信息。
所述集电板处理模块设有采样电阻，采样电阻的一端通过电路与集电板的金属网相连接，采样电阻的另一端接地，采样电阻的两端还并联有采样电阻电压检测电路，采样电阻电压检测电路的检测数据通过电路传输至CPU处理器。
进一步的，所述电场的出风通道在集电板的前方还架设有温度传感器和风力发电机，所述风力发电机为带风速监测的小型风力发电机；所述油烟净化器还设有温度处理模块、风力发电处理模块和备用电源，其中温度传感器设有电路与温度处理模块的输入端相连接，温度处理模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接并为其传输实时温度数据；风力发电机设有电路与风力发电处理模块的输入端相连接，风力发电处理模块与备用电源相连接，风力发电处理模块的输出端与CPU处理器的输入端相连接并为其传输实时风速数据，当油烟净化器的外部供电停止时，风力发电机所发出的电能触发风力发电处理模块自动切换至由备用电源为CPU处理器及对外输出数据的相关模块供电。
进一步的，所述油烟净化器还设有电场电压监测模块，电场通过电路与电场电压监测模块的输入端相连接，电场电压监测模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接；电场电压监测模块设有电场电压检测电路，电场电压检测电路的两端分别连接电场的阴极和阳极；所述高压电源的输出端设有电流监测电路，由电流监测电路将高压电源的输出电流数值传输至CPU处理器。
进一步的，所述油烟净化器还设有无线信号传送模块，CPU处理器的输出端与无线信号传送模块的输入端相连接，并经无线信号传送模块向外部监控平台无线传输油烟净化器的实时运行数据。
进一步的，所述CPU处理器还设有电路与风机变频器相连接，通过控制风机变频机来调整油烟净化净化系统中的风机运行功率。
本智能静电式油烟净化器具有以下优点：
（1）、通过设置集电板和集电板处理模块，油烟进入电场时，在电场的高压作用下，油烟粒子荷电后会被吸附到电场的阳极上，未被吸附的带电油烟粒子在流动气流的作用下被推向集电板，电荷在集电板的金属网上聚集后经采样电阻流入地端，此时采样电阻的电压与排出烟气的油烟浓度成正比关系，通过检测采样电阻的电压，CPU处理器即可换算出排出烟气的油烟浓度并将数据通过面板显示模块对外显示。CPU处理器还可以根据排出烟气的油烟浓度反馈来对高压电源的输出功率进行调整，当检测到排出烟气的油烟浓度超标时，可增大高压电源的输出功率，以提高电场的高压，增强油烟吸附效果，当检测到排出烟气的油烟浓度远低于标准时，可降低高压电源的输出功率，由此达到同时兼顾环保与节能的效果。由于采用布满整个风道的集电板作为探测点，因此数据采集准确度高，用户不易技术作弊。
（2）、通过设置温度传感器和带风速监测的风力发电机，由温度传感器实时监测净化器电场的工作温度，温度过高时高压电源停止工作并发出高温报警，防止高温着火隐患。风力发电机的风速监测功能可为用户提供风道内的风速数据，用户可根据风速选择安装适合功率的风机，或者由CPU处理器根据风速和油烟浓度的数据控制风机变频器，进而调整风机的运行功率。在用户烹饪只开风机，不开净化器时，风力发电机所发出的电能触发风力发电处理模块自动切换至由备用电源为净化器的CPU处理器及对外输出数据的相关模块供电，进而发出只开风机而不开净化器的报警信号。另外，电场内吸附的油污会阻碍烟气的通过，降低风速，油污堆积厚度越高，风速越低，因此CPU处理器可将风速作为判断电场是否需要清洗的一个因素。
（3）、通过设置电场电压监测模块，可检测电场的阴极和阳极之间的电压。当油污在阳极积累时，阴极和阳极之间的最短距离会变小，阴极和阳极之间的电阻会变小，当电流不改变时阴极和阳极之间的电压也会变小，因此CPU处理器可将电场的阴极和阳极之间的电压作为判断电场是否需要清洗的另一个因素。另外，在高压电源输出电流一定的条件下，当某时间段内电场内的油污积累高度可以视为相同，此时油烟通过越少，电场的阴极和阳极之间的电压越高，因此CPU处理器可将短时间内电场电压高低变化作为判断有无油烟通过电场的一个因素。
（4）、通过设置无线信号传送模块，可将油烟净化器的实时运行数据包括是否启动、电场电压、电场内部温度、风速、油污积累度、排出油烟的净化率等数据通过无线网络实时传输到外部的监控平台，以便于环保部门和用户实时掌握油烟净化器的运行情况和排放指标，同时可有效防止用户通过技术作弊篡改数据。
附图说明
图1为本智能静电式油烟净化器的模块连接示意图。
图2为本智能静电式油烟净化器采用蜂窝式电场时的内部结构示意图。
图3为本智能静电式油烟净化器采用板状式电场时的内部结构示意图。
图4为图2和图3中的集电板、风力发电机及温度传感器部分的左视图。
图5为本智能静电式油烟净化器的安装示意图。
图中：1-电场，2-高压电源，3-CPU处理器，4-无线信号传送模块，5-面板显示模块，6-温度处理模块，7-集电板处理模块，8-风力发电处理模块，9-温度传感器，10-集电板，10.1-金属网，10.2-绝缘垫，11-风力发电机，12-电场电压监测模块，13-风机变频器，14-除细末装置，15-备用电源。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
如图1-5所示，本智能静电式油烟净化器设有蜂窝式或板状式电场1，电场1设有阴极和阳极，阳极接地；电场1的进风通道架设有垂直布满通道的均风网14，电场1的出风通道架设有用于均风兼收集残电的集电板10，所述集电板10垂直布满通道，集电板10中部为金属网10.1，金属网10.1的周边设有一圈绝缘垫10.2，使金属网10.1与通道壳体形成电气隔离；所述油烟净化器还设有集电板处理模块7、CPU处理器3、高压电源2、面板显示模块5，其中集电板10设有电路与集电板处理模块7的输入端相连接，集电板处理模块7的输出端通过电路与CPU处理器3的输入端相连接，CPU处理器3的输出端通过电路与高压电源2的控制端相连接并对高压电源2的输出功率进行控制，高压电源2的输出端通过电路为电场1提供高压，CPU处理器3的输出端还通过电路与面板显示模块5相连接，由面板显示模块5对外显示油烟净化器的实时运行数据或发出报警信息。
所述集电板处理模块7设有采样电阻R，采样电阻R的一端通过电路与集电板10的金属网10.1相连接，采样电阻R的另一端接地，采样电阻R的两端还并联有采样电阻电压检测电路，采样电阻电压检测电路的检测数据通过电路传输至CPU处理器3。
所述电场1的出风通道在集电板10的前方还架设有温度传感器9和风力发电机11，所述风力发电机11为带风速监测的小型风力发电机；所述油烟净化器还设有温度处理模块6、风力发电处理模块8和备用电源15，其中温度传感器9设有电路与温度处理模块6的输入端相连接，温度处理模块6的输出端通过电路与CPU处理器3的输入端相连接并为其传输实时温度数据；风力发电机11设有电路与风力发电处理模块8的输入端相连接，风力发电处理模块8与备用电源15相连接，备用电源15可采用可充电电池，风力发电处理模块8的输出端与CPU处理器3的输入端相连接并为其传输实时风速数据，当油烟净化器的外部供电停止时，风力发电机11所发出的电能触发风力发电处理模块8自动切换至由备用电源15为CPU处理器3及对外输出数据的相关模块供电。
所述油烟净化器还设有电场电压监测模块12，电场1通过电路与电场电压监测模块12的输入端相连接，电场电压监测模块12的输出端通过电路与CPU处理器3的输入端相连接；电场电压监测模块12设有电场电压检测电路，电场电压检测电路的两端分别连接电场1的阴极和阳极。所述高压电源2的输出端设有电流监测电路，由电流监测电路将高压电源2的输出电流数值传输至CPU处理器3。
所述油烟净化器还设有无线信号传送模块4，CPU处理器3的输出端与无线信号传送模块4的输入端相连接，并经无线信号传送模块4向外部监控平台无线传输油烟净化器的实时运行数据。
所述CPU处理器还设有电路与风机变频器13相连接，通过控制风机变频机13来调整油烟净化净化系统中的风机运行功率。
本智能静电式油烟净化器的工作方法，包括以下几个方面：
（1）、检测排出烟气的油烟浓度
风机启动后，油烟经过均风网14均风后均匀进入电场1，在电场1中油烟粒子被荷电且大部分带电油烟粒子被吸附到电场1的阳极，未被吸附的带电油烟粒子和排出烟气一起经集电板10均风后向后排出，油烟粒子的电荷被集电板10的金属网10.1截留并经采样电阻R流入地端，采样电阻电压检测电路对采用电阻R两端的电压进行检测后并将检测数据传输至CPU处理器3，基于采样电阻电压与排出烟气的油烟浓度成正比关系，CPU处理器3根据采样电阻电压的数值推算出排出烟气的油烟浓度，由此实现对排出烟气的油烟浓度的检测，得到的油烟浓度由面板显示模块对外显示。
实施例1：电场通风总截面积为0.3m2，风量为6000m3/h，无油污积累时风速为8m/s；净化器的输入功率为600W，干净空气（无油烟）通过时，高压电源的输出电压为18kV，输出电流为28mA；采样电阻为1kΩ。
表1：排出烟气的油烟浓度与采样电阻的电压的对应实测值
由表1的实测数值可见，排出烟气的油烟浓度与采样电阻的电压成正比关系，通过检测采样电阻的电压即可推算出相应的油烟浓度值。
（2）、根据排出烟气的油烟浓度自动调整高压电源输出功率
CPU处理器根据排出烟气的油烟浓度来对高压电源的输出功率进行调整，当排出烟气的油烟浓度超标时，增大高压电源的输出功率，增强油烟吸附效果，排出烟气的油烟浓度远低于标准时，降低高压电源的输出功率，节约能源。
（3）、电场温度监测及高温报警
由温度传感器9实时监测电场1的工作温度并经温度处理模块6向CPU处理器3传输实时温度数据，面板显示模块5显示电场1的实时工作温度，当温度过高时，由CPU处理器3控制高压电源2停止工作并在面板显示模块5发出高温报警信息。
（4）、风速监测及风机功率的调整
由风力发电机11的风速监测功能实时监测电场1出风通道的风速并经风力发电处理模块8向CPU处理器3传输实时风速数据并由面板显示模块5对外显示；当油烟净化器后端的风机采用普通风机时，用户根据风速选择安装适合功率的风机；当油烟净化器后端的风机采用变频风机时，由CPU处理器3根据实时风速和油烟浓度的数据控制风机变频器13，进而调整风机的运行功率。
（5）、用户烹饪只开风机，不开净化器时的报警
在用户烹饪只开风机，不开净化器时，风力发电机11发出的电能触发风力发电处理模块8自动切换至由备用电源15为净化器的CPU处理器3及对外输出数据的相关模块供电，CPU处理器3监控到油烟净化器的外部供电停止并已切换至备用电源15供电的信号后，则通过面板显示模块5发出用户只开风机而不开净化器的报警信息。
（6）电场油污清洗报警
电场电压监测模块12实时监测电场1阴极和阳极之间的电压并向CPU处理器3传输，同时风力发电机11实时监测电场1出风通道的风速并经风力发电处理模块8向CPU处理器3传输，基于电场1阴极和阳极之间的电压和电场1出风通道的风速均与电场油污积累的平均高度成反比的关系，CPU处理器3根据电场1阴极和阳极之间的电压和电场1出风通道的风速可分别推算出电场油污积累的平均高度值，再将两者综合平均计算，即可得出更准确的电场油污积累平均高度值，当电场油污积累平均高度达到上限数值时，由CPU处理器3控制面板显示模块5发出电场油污清洗报警信息。
实施例2：电场通风总截面积为0.3m2，风量为6000m3/h，无油污积累时风速为8m/s；净化器的输入功率为600W，干净空气（无油烟）通过时，高压电源的输出电压为18kV，输出电流为28mA。
表2：电场油污积累平均高度与电场阴极和阳极之间的电压的对应实测值
表3：电场油污积累平均高度与电场出风通道的风速的对应实测值
由表2和表3可见，电场阴极和阳极之间的电压和电场出风通道的风速均与电场油污积累的平均高度成反比关系，通过检测电场阴极和阳极之间的电压和电场出风通道的风速，可推算出相应的电场油污积累平均高度，再将二者综合平均计算，即可得出更准确的电场油污积累平均高度值。
（7）延长电场油污清洗周期
由CPU处理器3对电场1阴极和阳极之间的电压和排出油烟浓度进行分析，在高压电源2输出电流一定的条件下，当某时间段内电场1阴极和阳极之间的电压升到最大值且排出油烟浓度值接近于零时，表明处于无油烟通过的空闲期，此时CPU处理器3控制高压电源2减小输出功率，降低电场高压，使电场1风阻变小，让风机的抽风量实现最大化，利用无油烟通过的空闲期把已被电场1吸附但尚内未凝固的油污及时排出，从而延长电场油污清洗周期，待有油烟通过时，CPU处理器3再控制电场高压恢复正常值。
电场1在工作时，电场1内的阴极电荷向阳极移动，产生风阻，电场1的电压越高，电荷越多，风阻也越大，阻碍电场1内尚内未凝固的油污向外排出，此时利用无油烟通过的空闲期降低电场高压，减小风阻，从而增大风机的抽吸力，使电场1内尚内未凝固的油污能及时排出，由此达到延长电场油污清洗周期的目的。
（8）对外无线传输数据
CPU处理器3将油烟净化器的实时运行数据经无线信号传送模块4对外无线传输至外部监控平台，环保部门和油烟净化器用户通过相应软件或APP从监控平台获得油烟净化器的实时运行数据。
由于采用实时无线传输的方式，可有效防止用户通过技术作弊篡改数据，环保部门和用户可通过监控平台实时掌握油烟净化器的运行情况和排放指标。
上述图例仅为本实用新型的典型实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改或等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能静电式油烟净化器，其特征是：所述油烟净化器设有蜂窝式或板状式电场，电场设有阴极和阳极，阳极接地；电场的进风通道架设有垂直布满通道的均风网，电场的出风通道架设有用于均风兼收集残电的集电板，所述集电板垂直布满通道，集电板中部为金属网，金属网的周边设有一圈绝缘垫，使金属网与通道壳体形成电气隔离；所述油烟净化器还设有集电板处理模块、CPU处理器、高压电源、面板显示模块，其中集电板设有电路与集电板处理模块的输入端相连接，集电板处理模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接，CPU处理器的输出端通过电路与高压电源的控制端相连接并对高压电源的输出功率进行控制，高压电源的输出端通过电路为电场提供高压，CPU处理器的输出端还通过电路与面板显示模块相连接，由面板显示模块对外显示油烟净化器的实时运行数据或发出报警信息；
所述集电板处理模块设有采样电阻，采样电阻的一端通过电路与集电板的金属网相连接，采样电阻的另一端接地，采样电阻的两端还并联有采样电阻电压检测电路，采样电阻电压检测电路的检测数据通过电路传输至CPU处理器。
2.根据权利要求1所述的智能静电式油烟净化器，其特征是：所述电场的出风通道在集电板的前方还架设有温度传感器和风力发电机，所述风力发电机为带风速监测的小型风力发电机；所述油烟净化器还设有温度处理模块、风力发电处理模块和备用电源，其中温度传感器设有电路与温度处理模块的输入端相连接，温度处理模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接并为其传输实时温度数据；风力发电机设有电路与风力发电处理模块的输入端相连接，风力发电处理模块与备用电源相连接，风力发电处理模块的输出端与CPU处理器的输入端相连接并为其传输实时风速数据，当油烟净化器的外部供电停止时，风力发电机所发出的电能触发风力发电处理模块自动切换至由备用电源为CPU处理器及对外输出数据的相关模块供电。
3.根据权利要求2所述的智能静电式油烟净化器，其特征是：所述油烟净化器还设有电场电压监测模块，电场通过电路与电场电压监测模块的输入端相连接，电场电压监测模块的输出端通过电路与CPU处理器的输入端相连接；电场电压监测模块设有电场电压检测电路，电场电压检测电路的两端分别连接电场的阴极和阳极；所述高压电源的输出端设有电流监测电路，由电流监测电路将高压电源的输出电流数值传输至CPU处理器。
4.根据权利要求3所述的智能静电式油烟净化器，其特征是：所述油烟净化器还设有无线信号传送模块，CPU处理器的输出端与无线信号传送模块的输入端相连接，并经无线信号传送模块向外部监控平台无线传输油烟净化器的实时运行数据。
5.根据权利要求4所述的智能静电式油烟净化器，其特征是：所述CPU处理器还设有电路与风机变频器相连接，通过控制风机变频机来调整油烟净化系统中的风机运行功率。
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