CN219624123U - 一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于烹饪油烟吸排净化技术领域，公开了一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置，包括排油烟单元、吸油烟单元、降噪单元、油脂分离单元和电路控制单元，所述排油烟单元设有静压箱，静压箱内设有增压风机，吸油烟单元安装在静压箱下部，吸油烟单元设有两个吸油烟风机,两个吸油烟风机分别并联安装在静压箱下部，降噪单元安装于静压箱内部，油脂分离单元安装于两个吸油烟风机进风口的上游。本实用新型通过在静压箱下部左右两侧并联设置两台吸油烟风机，使油烟进风更加均匀，同时两个吸油烟风机的出风口位于增压风机两侧，更有利静压箱和增压风机共同作用，使排出静压箱的气流静压达到完全克服排烟阻力，从而实现彻底吸净油烟和排净油烟。

Description

一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置

技术领域

本实用新型属于烹饪油烟处理技术领域，尤其涉及一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置。

背景技术

目前，烹饪油烟是产生居家原生性PM2.5污染的主要源头，同时也是污染大气的源头之一。因此，解决烹饪油烟污染问题事关居家生活和健康。现阶段油烟机和集成灶是处理油烟的主要装置，处理过程有三个基本步骤，即吸油烟、脱油脂和排油烟。就目前技术而言，油烟机和集成灶都无法实现彻底排净油烟和避免油脂污染机体内部和室外空气，尤其是公共烟道对油烟机和集成灶的性能提出了更高的要求。

烹饪油烟在与空气混合之前主要由四种物态构成：燃料燃烧尾气、食材溢出物(挥发性有机物VOCS)、油脂气化裂解物和水蒸气与油脂包络形成的油雾，它们混合后以气溶胶的形态存在，在热动力的作用下会发生温度差扩散、压力差扩散，另外还会发生浓度差扩散和密度差扩散，抑制油烟扩散，防止油烟逃逸，减少油烟与空气的混合，需要强大的负压场即吸油烟有效负压区。研究表明，如何保证获得吸油烟有效负压区？一般的企业都采用不断加大风机风量，当油烟机和集成灶的风量超过15立方米/分钟时，即为无效风量，这是因为风量的增加，意味着排烟管中的气体密度和流速增加，密度和流速增加，气体与管道之间的粘滞摩擦力呈几何积数增加，即管道对油烟的阻力成倍增加，气流在管道中出现拥堵，不能及时排出，一部分油烟会通过风机叶轮反窜到负压区，破坏了吸油烟负压区的完整性，完全抑制油烟扩散，防止油烟逃逸的条件不再，同时排烟阻力与气流流动速率平方数成正比，所以大风量并不能保证吸净油烟。因此，采用低风量高压力避免发生排油烟时管道拥堵是关键。

现有的油烟机和集成灶多为单个风机，单个风机即使用变频风机，要想获得有效的负压也只能通过提高叶轮的转数自动增压但同时增大进风量，从而气体的流量增加，导致气流产生的排烟阻力呈几何级数增加，不仅起不到有效排放效果反而造成排烟管道拥堵而增加电能消耗而造成无谓浪费，并且单个风机在进行吸风时，吸风位置比较局部，会造成灶台上方进风气流不均匀，有效负压场不能均匀有效覆盖在灶台和烟机之间的区域，不利于吸油烟的效果。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中油烟机整体装置采用单风机进行吸油烟，只能通过增加风机转数获得增压从而得到有效负压，但是易产生无效大风量，并且灶台上方进风气流不均匀，负压场不能均匀有效覆盖在灶台和烟机之间的区域不利于吸净油烟。

解决以上问题及缺陷的意义为：本申请通过并联配置两台吸油烟风机再和一台增压风机通过静压箱串联，两台吸油烟风机分布在吸风口的左右两侧，并且风机串联动力配置，辅助以油烟过滤器及AI控制，根据油烟发生量确定两台吸油烟风机的风量，两台吸油烟风机在进行吸风时，既能保证灶台上方进风气流更加均匀，负压场能够均匀覆盖在灶台和烟机之间的区域，又能保证在低转数、低气流速度的情况下将油烟彻底吸净；同时根据排烟阻力，确定增压风机产生的静压大小；油烟过滤器完全分离油烟中的油脂及固形颗粒物，保证风机风轮不受污染使之保持动平衡。以上措施在最低能耗下，实现吸净油烟，排净油烟，免拆洗。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置，包括：

排油烟单元，所述排油烟单元设有静压箱，静压箱内设有增压风机；

吸油烟单元，安装在静压箱下部，所述吸油烟单元设有两个吸油烟风机,两个吸油烟风机分别并联安装在静压箱下部；

降噪单元，安装于静压箱内部；

油脂分离单元，安装于两个吸油烟风机进风口的上游；

电路控制单元，安装于静压箱外部；

进一步，所述两个吸油烟风机具体安装在静压箱底板下部的左右两侧，所述两个吸油烟风机的出风口位于静压箱底板上连通静压箱内部，并且两个出风口位于增压风机的左右两侧。

进一步，所述油脂分离单元设置有油烟过滤器，所述两个吸油烟风机的进风口位于油烟过滤器的背面。

进一步，所述吸油烟单元还包括油烟导流板和油烟进风腔，所述油烟导流板和油烟进风腔设置在油烟过滤器前侧，所述油烟导流板与油烟进风腔构成烟气流入油烟过滤器的吸风口。

进一步，所述油烟进风腔是由基于微积分动力的三风机油烟净化装置进风口、油烟过滤器和油烟导流板围合而成的进风腔体。

进一步，所述增压风机出风口置于静压箱顶板上，与静压箱顶板外侧上的出风口组件连接。

进一步，所述降噪单元设置有吸音层，吸音层分别设置在静压箱内壁上和油烟过滤器内部。

进一步，所述电路控制单元设置有AI挟持控制器和风机电源板组件。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：本实用新型通过在进压箱下部左右两侧并联设置两台吸油烟风机保证了负压场能够有效均匀覆盖在灶台和烟机之间的区域，使得进风气流更加均匀的同时实现在低转数低气流速度的情况下将油烟彻底吸净，并且其出风口分布在静压箱内增压风机的左右两侧，布局更加合理，更有利于增压风机在静压箱内进行对静压的增压；同时静压箱将两台吸油烟风机排入的油烟气流动压部分进一步转换为静压，增压风机立即将静压箱内的油烟排出静压箱，绝对不会发生气流回流破坏吸油烟有效负压场的动量边界，从而实现吸油烟机风机100％的吸净油烟，吸油烟风机风量根据系统外油烟计量装置提供的信号，通过控制电路计算后实时确定风机工作流量，即吸油烟风量；或者通过系统外的控制开关档位实时人工调节吸油烟机风量大小；最终实现吸净油烟和排净油烟。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的基于微积分动力的三风机油烟净化装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的基于微积分动力的三风机油烟净化装置侧视图。

图3是本实用新型实施例提供的基于微积分动力的三风机油烟净化装置剖面俯视图。

图4是本实用新型实施例提供的基于微积分动力的三风机油烟净化装置电路控制描述图。

图中：1、吸油烟风机R；2、增压风机；3、吸油烟风机R叶轮；4、吸油烟风机R电机；5、增压风机叶轮；6、增压风机电机；7、静压箱底板；8、开关控制面板；9、油烟进风腔；10、油烟导流板；11、油烟过滤器；12、吸音层；13、静压箱；14、吸油烟风机出风口；15、增压风机出风口组件；16、AI控制器及风机电源板组件；17、安装挂孔；18、未过滤油烟；19、过滤后的油烟；20、排入静压箱油烟；21、增压后排出静压箱油烟；22、吸油烟风机L；23、吸油烟风机L叶轮；24、吸油烟风机L电机；25、吸油烟机风机L出风口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于微积分动力的双风机油烟净化装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1-4所示，本实用新型实施例提供的新型微积分动力油烟净化装置包括：吸油烟单元、排油烟单元、油脂分离单元和降噪单元；

吸油烟单元包括：油烟进风腔9、油烟导流板(冷凝板)10、油烟过滤器11、吸油烟风机R1、吸油烟风机L22、静压箱底板7、AI控制器及吸油烟风机电源板组件16和开关控制面板8；吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22置于静压箱底板7下侧，静压箱底板上设有吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22的出风口，吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22进风口位于油烟过滤器11的背面，油烟过滤器11前侧为未过滤油烟18；吸油烟风机R 1内部设置有吸油烟风机R 1电机3和吸油烟风机R 1风轮5，吸油烟风机R 1电机3与吸油烟风机R 1风轮5连接；吸油烟风机L 22内部设置有吸油烟风机L 22电机24和吸油烟风机L 22风轮23，吸油烟风机L 22电机24与吸油烟风机L 22风轮23连接；吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22前侧设置有吸油烟风机进风口，吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22进风口处为过滤后的油烟19，吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22通过各自设置在静压箱底板7上的吸油烟风机R1出风口14和吸油烟风机L 22出风口25并联在静压箱底板7左右两侧，将过滤后的油烟19分别通过各自的出风口排出排进静压箱13；吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22工作，从吸油烟风机R 1和吸油烟风机L22进风口处穿过油烟过滤器11向外形成吸油烟有效负压场，油烟在负压和热动力作用下通过油烟过滤器11过滤后被吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22吸、排进静压箱13；静压箱13将吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22排入的油烟气流动压部分转换为静压，增压风机2立即将静压箱13内的油烟通过增压风机2出风口组件15排出静压箱，绝对不会发生气流回流破坏吸油烟有效负压场的动量边界，通过并联配置两台吸油烟风机和一台增压风机，两台吸油烟风机分布在吸风口的左右两侧，并且风机串联动力配置，辅助以油烟过滤器及AI控制，根据油烟发生量确定两台吸油烟风机的风量，两台吸油烟风机在进行吸风时，既能保证负压场能够均匀覆盖在灶台和烟机之间的区域使得进风气流更加均匀，又能保证在低转数低气流速度的情况下将油烟彻底吸净，从而实现并联的吸油烟机风机联合工作100％的吸净油烟，吸油烟风机风量根据系统外油烟计量装置提供的信号，通过控制电路计算后实时确定风机工作流量，即吸油烟风量；或者通过系统外的控制开关档位实时人工调节吸油烟机风量大小。

排油烟单元包括：静压箱13、增压风机2、出风口组件15、AI控制器及风机电源板组件16；静压箱13内部安装有增压风机2，增压风机2内部设置有增压风机电机6和增压风机风轮5，增压风机2电机6与增压风机风轮5连接。增压风机2前侧设置有进风口，增压风机2进风口处为吸入增压风机2油烟20；增压风机B2出风口与出风口组件15相连接，增压风机2排出出风口组件13的油烟21。增压风机2置于静压箱13内，增压风机2进风口位于静压箱13内的另一侧与位于静压箱13外侧的出风口组件15相连接。在AI控制器和电源板控制电路通过感知吸油烟机的风量和感知排烟阻力，实时计算、反馈、驱动增压风机2增压至完全排净油烟所需要的静压，在最低能耗下100％排净油烟。

油脂分离单元设置有油烟过滤器11，油烟过滤器11设置有过滤网和过滤网框架，过滤网框架内部安装有过滤网，油烟过滤器11整体安装在两个吸油烟风机的进风口部位，两个吸油烟风机的进风口位于油烟过滤器11的背面。通过实验验证，油脂分离度达到100％，不仅不用清洗，还使油烟对户外的污染降低了99％以上。本实用新型过滤采用透气性好特制阻燃膨化纤维制成的滤网，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。

降噪单元包括：吸音层12和静压箱13；静压箱13内壁上设置有吸音层12，所述油烟过滤器11也起到降噪作用，油烟过滤器11内部设置有过滤材料，油烟过滤器11中的过滤材和吸音层对声波都有弛豫吸收效果，其作用原理是当声波传导进入滤材和吸音材料内部，声波破坏材料内外自由度能量平衡，此过程发生熵增，声能转换成热量，达到降噪的作用；静压箱13将气流动压转换成静压的同时有效降低空气动力性噪声。综上所述为本实用新型降噪单元的降噪原理。

电路控制单元由由AI控制器及风机电源板组件16构成。静压箱13上外侧安装有电路控制单元和安装挂孔17；电路控制单元是根据发明人提出的微积分动力挟持控制理论开发的解决风机串联相位、动压、静压相互干扰的应用难题后人工智能(AI)控制单元。本系统将两台吸油烟风机并联连通静压箱，然后通过静压箱分别和排油烟风机进行串联布局，由于风机串联会造成相位干扰、动压和静压干扰，在实际应用中至使串联风机不能正常工作，为解决风机串联干扰问题，经过大量实验和数学运算，建立起微积分动力数学模型，在此基础上设计出专用芯片，有效解决了空气动力学中风机串联相互干扰而不能正常使用的历史性难题。这为本实用新型的应用提供了可行的解决方案。本实用新型并联两台吸油烟风机，并且两台吸油烟风机和增压风机串联设置，通过AI挟持控制，根据油烟的发生量确定吸油烟风机的风量，在介质风量不变的情况下根据排烟阻力确定增压风机增压达到必要的静压。在实验中，本实用新型通过在集中烟道(45层)最底层厨房应用，完全排净油烟录得的最大风量13立方米/分钟，最高静压达到2100帕。

本系统是根据烹饪油烟为凝结性气溶胶特性以及研究油烟发生与扩散机理的基础之上，结合各种厨房结构和公共烟道排烟阻力非标准状况而设置的。系统工作时，根据锅灶上的油烟发生量确定吸油烟风机风量，同时设置左右两只吸油烟风机，使吸油烟吸风气动布局更加平衡合理；静压箱在动力单元的作用是将吸油烟机风机排出的气流的动压转换为静压，实现余能利用；集成控制电路中的人工智能控制器在保证风机串联正常工作的同时还会通过感知排烟管道阻力调节增压烟风机进行实时自动增压达到克服排烟阻力所需的气流最小静压。以上动力配置是为了本实用新型在不同的使用环境中和在最低能耗和最小风量下彻底吸净油烟和排净油烟，避免系统工作风量过大对室内冷气、暖气的大量浪费，将环境能耗降到最低，实现本实用新型绿色低碳。

本实用新型的工作原理为：打开油烟机上开关控制面板8上的电源开关键，开启电源，开启低速键或高速键，吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22工作，随即AI控制器及风机电源板组件16工作，启动增压风机2工作；如此同时，AI正能控制器根据吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22的工作状态和通过增压风机2感知排烟阻力，AI智能控制器高速计算，获得增压风机2与吸油烟风机1及吸油烟风机L 22之间不发生干扰的实时工作参数和驱动增压风机2克服排烟阻力所需要的最低静压值，实现实时吸净油烟和排净油烟；关闭电源，吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22停止工作，随即AI智能控制器在延时1-3分钟后关停增压风机2。需要说明的是，本实用新型AI智能控制器是根据创立的微积分动力挟持控制理论开发出的成熟技术产品，已经应用在处理油烟的其它产品上，为保密起见，本实用新型不再公开发布本AI智能控制器的电路设计原理。

烹饪开始前，开启油烟机开关控制面板8上的电源开关键，电源灯亮，电路接通，开启照明灯，根据烹饪方式选择，选择开启低速键或低速键，本实用新型微积分动力集成系统开始工作。烹饪开始，锅灶生成油烟，在热动力、吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22工作产生的负压诱导下，未过滤的油烟18气流上升，经油烟导流板10(冷凝版)导流沿分布在油烟导流板10(冷凝版)与油烟进风腔9构成的吸风口流入油烟过滤器11，烟气经过过滤材料的过滤，烟气中的固态颗粒物和液态颗粒物等凝结性物质被过滤材料吸附，过滤后的烟气19分别被吸入吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22，进入吸油烟风机的烟气中不再有凝结性的物质粘附到吸油烟风机的风轮上，烟气通过吸油烟风机R1和吸油烟风机L 22作功，排出吸油烟风机R 1和吸油烟风机L 22的烟气19获得了较高的动压和静压；吸油烟风机R1和吸油烟风机L22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R 1和吸油烟风机L 22的烟气被送入静压箱13中，烟气被释放到更大空间，流速降低，烟气动压一部分转换成静压，随即静压箱13中的烟气被增压风机2全部吸入排出的烟气21经增压风机2出风口和与出风口组件15连接的烟管送到户外或经集中烟道排到户外；本实用新型使用时产生的噪声主要来自吸油烟风机R1、吸油烟风机L 22、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油烟过滤器11的过滤材料和吸音材料12的吸收和静压箱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。为保证本实用新型的使用效果，用户需要定期更换过滤器11中的过滤材料。烹饪结束，开启油烟机开关面板上的延时键或关闭电源键。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，包括：

排油烟单元，所述排油烟单元设有静压箱，静压箱内设有增压风机；

吸油烟单元，安装在静压箱下部，所述吸油烟单元设有两个吸油烟风机,两个吸油烟风机分别并联安装在静压箱下部；

降噪单元，安装于静压箱内部；

油脂分离单元，安装于两个吸油烟风机进风口的上游；

电路控制单元，安装于静压箱外部。

2.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述两个吸油烟风机具体安装在静压箱底板下部的左右两侧，所述两个吸油烟风机的出风口位于静压箱底板上连通静压箱内部，并且两个出风口位于增压风机的左右两侧。

3.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述油脂分离单元设置有油烟过滤器，所述两个吸油烟风机的进风口位于油烟过滤器的背面。

4.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述吸油烟单元还包括油烟导流板和油烟进风腔，所述油烟导流板和油烟进风腔设置在油烟过滤器前侧。

5.如权利要求4所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述油烟进风腔是由微积分动力三风机油烟净化装置进风口、油烟过滤器和油烟导流板围合而成的进风腔体。

6.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述增压风机出风口置于静压箱顶板上，与静压箱顶板外侧上的出风口组件连接。

7.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述降噪单元设置有吸音层，吸音层分别设置在静压箱内壁上和油烟过滤器内部。

8.如权利要求1所述的基于微积分动力的三风机油烟净化装置，其特征在于，所述电路控制单元设置有智能控制器和风机电源板组件。