CN2655073Y - 利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，在灶台上方有集烟罩，灶台内设有燃烧室，燃烧室内置有燃烧器，燃烧器周围环绕一个环形的反应室，反应室与集烟罩之间由风管连通，其环形反应室在面向燃烧器的内壁开有至少一个燃烧废气排出窗口。在抽风机作用下由集烟罩收集的油烟和异味气体可先被预热，然后进入反应室被氧化或分解，提高了油烟和异味净化率。本实用新型改善了室内和室外环境，结构简单，维护容易，安装方便，节约能源，节省空间，既适合于商用厨房，也适合于家庭烹饪使用。

Description

利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置

技术领域

本实用新型涉及一种净化厨房油烟和异味的环保装置。

背景技术

人类的大多数活动是在室内进行的，室内环境的污染可导致多种疾病，烹调产生的油烟和刺激性异味气体是主要的室内环境污染源之一。当烹调温度高于130℃时，从食用油脂中开始产生油烟，会对人们的呼吸和循环系统造成损害。特别是温度达到230-280℃时，油烟中可能产生某些致癌物质。据台湾卫生署分析，台湾家庭主妇患肺癌的比例居高不下，主要原因即是长期处于烹调油烟污染的环境中。另一方面，烹调时产生的刺激性气体，如干炒辣椒时的呛人异味，也会对人的呼吸系统产生损害。众所周知，餐饮业排放的油烟和有害物质会造成更严重的环境污染。许多国家，包括中国，已经制定了相关的法律以控制其排放。油烟，异味气体和其它有害物质的净化是环保领域当务之急的课题之一。

现有的餐饮业油烟净化技术及设备大致可分为四类，都存在不少问题：

(1)、水雾吸收型技术及设备

处理流程：油烟收集----水雾吸收----油水分离----多次吸附-----水循环处理-----排放。

主要问题：油烟净化率不高，异味气体净化率更低。所用清洁剂及水中油污造成严重二次污染。耗水量大，油水分离困难。设备复杂，维护和清洗工作量大，吸附剂和清洁剂更换费用高。厨房内污染严重，大量油垢粘附在集烟罩，风管，炊具和墙上，频繁的清洗工作，耗时也耗钱。风阻大，如为增加油烟收集效果而提高风机功率会造成更大噪音。价格高，不适合中小型餐厅。

(2)、静电型净化技术及设备

流程：油烟收集---多层过滤---高压电离---静电吸附---分解/碳化---吸附---排放。

主要问题：严重的安全隐患，碳化的油烟颗粒在高压电场下极易着火，以至于买设备免费送灭火器。复杂的高压静电系统工作可靠性低，维护困难。仅靠吸附材料吸附异味气体，净化率低，易饱和，更换费用高。厨房内污染严重，大量油垢粘附在集烟罩，风管，炊具和墙上，频繁的清洗工作，耗时也耗钱。风阻大，如为增加油烟收集效果而提高风机功率会造成更大噪音。价格高昂，不适合中小型餐厅。

(3)、过滤-吸附型处理技术及设备

处理流程：油烟收集-----多层过滤-----多次吸附------排放。

主要问题：很低的油烟截留率和异味气体吸收率，难以达到环保要求。厨房内污染严重，大量油垢粘附在集烟罩，风管，炊具和墙上，频繁的清洗工作，耗时也耗钱。风阻大，如为增加油烟收集效果而提高风机功率会造成更大噪音。过滤和吸附材料需经常更换，费用高昂，不适合中式餐厅。

(4)、直接排放型技术及设备

处理流程：油烟收集---------直接排放。

主要问题：不合国情，必被淘汰。

上述各类净化设备均是独立于烹饪台的专门设备。安装及检修工作繁重，需专业人员操作。尤其是置于烹饪台上空数米的巨大集烟罩，容易积油，清洗十分困难，又需经常换过滤网，维护成本高昂。

实用新型内容

本实用新型要提供一种利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，要解决烹饪台产生的油烟、异味气体和其它有害物质的净化问题；特别要解决火焰和燃烧废气从炒锅下的锅圈缺口处冒出、污染空气、增加操作区温度的问题。

本实用新型的技术方案：利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，在灶台上方有集烟罩，灶台内设有燃烧室，燃烧室内置有燃烧器，燃烧器周围环绕一个环形的反应室，反应室与集烟罩之间由风管连通，其特征在于：环形反应室在面向燃烧器的内壁开有至少一个燃烧废气排出窗口。

上述反应室内可置有催化剂。

上述反应室或风管中还可置有吸附剂。

上述灶台内和风道周围还设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，并与风管周围的热交换器连通。

作为变换形式，上述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，并与排管连通。

作为变换形式，上述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，直接连通烟囱。

作为变换形式，上述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，直接连通下水道。

上述反应室内壁上的燃烧废气排气口连接向反应室内凸起的空心管。

上述空心管上沿连有挡板。

上述燃烧室下部连接鼓风机。

有益效果：本实用新型的集烟罩直接与安装在烹饪灶头或燃烧室沉坈内的反应室连接。在抽风机作用下由集烟罩收集的油烟和异味气体可先被预热，然后进入反应室被氧化或分解。油烟和异味气体在反应室被氧化或分解所需的高温一部分来自烹饪灶自身燃烧燃料产生的热量。一部分来自燃烧废气的余热。前者主要通过燃烧火焰向反应室的对流和辐射传热来实现。后者则是通过将高温的燃烧废气与含油烟及异味气体的气流相混合来实现。这里所谓的燃烧废气是指任何形态(固，液和气态)的燃料氧化燃烧后形成的气态混合物，它包括所有氧化反应产物，未参与反应的氧化物和气态燃烧物以及不参与反应的气态物质。

不论是家庭烹饪灶还是餐厅用灶，通常情况下，燃烧废气都是直接在室内排放，伴随着这种排放，可见明显的火焰从炒锅下的锅圈缺口处冒出，既污染空气，增加了操作区温度，又浪费了其中所含热量。本实用新型彻底改变了这一状况。部分或全部的燃烧废气将进入反应室内，烹调锅放在灶眼上后，一般不会有火焰，从锅底冒出，因为与锅底严密接触，没有可让火焰和燃烧废气溢出的缺口，至少部分火焰将与燃烧废气一道进入反应室内。与油烟及异味气体的气态混合物从反应室排出后，大部分有害物质已得到净化，可以直接通过烟囱或下水道排放，如气流温度较高，还可进入热交换器降温后排放，或者再进一步通过光催化净化后排放。热交换器内的热水可用于烹饪或清洗工作。在烹饪燃气压力不足的情况，为增强烹饪火力通常需加设一鼓风机鼓风助燃。本实用新型设计的反应室之一还具有自动抽吸燃烧废气的功能，从而可以助燃，甚至不需加设额外的鼓风机。本实用新型的有益效果归纳如下：

(1)、油烟和异味净化率高。

由于燃气燃烧传热、高温燃烧废气及火焰的引入，使反应室中有很高的温度(据测试可超过600℃)，即使没有催化剂存在也足以使绝大部分油烟和大部分异味气体氧化或分解成无害物(水，二氧化碳等。据初步测试油烟净化率可达95％以上，如果采用光催化器，则异味气体净化率也可达90％以上。

(2)、低成本的烹饪净化一体设备为不同类型和规模的餐厅提供了极大的选择自由，既适合于商用厨房，也适合于家庭烹饪使用。

该设备系统省掉了已有净化设备常用的初滤，精滤，水洗，电离，吸附等步骤，所用部件大为简化，成本不及常规净化设备的五分之一，而且还包括烹饪设备在内。对任何规模的餐馆，从只有一个灶头的小面馆到有十个以上灶头的特大餐厅均适合。对已经装有抽风系统的餐厅加装新净化器，成本将更低。对非中式餐馆，也可选择适当的净化器组合。

(3)、改善了室内和室外环境。

可消除来自炒锅的大部分油烟，使原厨房墙壁和器具上粘附的油污大为减少，而集烟罩离灶面较近，高温的油烟雾不易凝结粘附在罩表面，即使粘附上，由于高度低，也易于清除。从而减轻了繁重的清洗工作。室内和室外的空气质量明显提高。由于去掉了常用的过滤流程，各级净化器的风阻均大为减小，风机功率的降低使室内外噪音大为减小。没有废油需要频繁地收集，清除和处理。

(4)、结构简单、安装方便、维修容易

与现有的水雾吸收和静电处理净化器相比，新设备的安装不需接水源和高压电源，普通民用电源插上即可使用。不需建高的烟囱和集油，清油装置。不需频繁地更换过滤材料，吸附材料和隔油部件。不需频繁地清洗净化器内外部件，包括繁重的大型集烟罩清洗工作。不需频繁地收集和处理废油。保证了很高的可靠性，安全性和环境相容性，抽风机电机是主要运转部件，故可靠性极高。还可设计为自动监控，保证系统总是工作在最佳点。不采用高压静电等复杂而危险的设备，无任何潜在的安全隐患。不采用水作净化介质，无任何二次污染。

(5)、节约能源，节省空间

充分利用烹饪余热来净化油烟和其它有害物质。且能够在净化油烟的同时为用户提供热水或开水。烹饪净化一体化的设计也节约了通常十分有限的厨房空间。

附图说明

图1是本实用新型作为烹饪灶的实施例一的示意图；

图2是本实用新型作为烹饪灶的实施例二的示意图；

图3是图2中反应室的纵剖面立体图。

1-灶台、2-炒锅、3-集烟罩、4-风机、5-风扇叶轮、6-风管上段、7-风管中段、8-风管下段、9-反应室、10-燃烧器、11-鼓风机、12-燃气管道、13-燃烧废气排出窗口、14-管道、15-热交换器、16-排管、17-第二热交换器、18-排风口、19-空心管、20-催化剂、21-挡风板。

具体实施方式

图1所示为实施例之一，是烹饪台某一灶头的剖面示意图。灶台1上有至少一个炒锅2，灶台上方的集烟罩3经风管上段6、风管中段7、风管下段8与装于燃烧器灶头口部的反应室9连通。燃烧器10与燃气管道连接，燃烧室12下部与鼓风机11连通。在集烟罩内的风机4和风扇叶轮5产生的负压作用下，炒锅2产生的油烟和异味气体被集烟罩3收集，反应室9可制成环形空心管形式，为保证足够的反应时间，反应室内气流行经长度应尽可能大。反应室最好用金属材料制造，以便燃气火焰的热量能较快传到内壁，加热其中通过的油烟和异味气体，使之氧化或分解成无害物。燃烧废气排出窗口13直接开在反应室9的内壁，使燃烧废气能与即将从反应室排出的含油烟和异味气体的气流相混合，进一步让油烟和异味气体得到处理后再通过管道14进入热交换器15，换热降温后通过管16进入第二热交换器17。将余热进一步传到风管中段7，预热其中的含油烟和异味气体的气流，最后由排风口18排放到空中。热交换器15中的热水可用于烹饪或清洗工作。

需要指出，如果燃烧废气中含有较多有害物质，如二氧化硫，一氧化碳等，则废气从换热器出来后可先通过光催化器净化，最后再通过烟囱排放。相反，如果从反应室出来的气流已基本不含油烟和异味气体，即它们已在反应室内得到充分的净化，则可直接通过烟囱排放而不需设置光催化器，甚至可通过下水道直接排放。

图2所示为实施例二的烹饪台某一灶头的剖面示意图。与前一设计的最大不同是燃烧废气将通过多个而不是一个开在反应室9内壁上的燃烧废气排出窗口13与反应室9内的含油烟和异味气体的气流相混合。其优点是混合较均匀，混合物在反应室内停留时间较长，利于有害物质的净化。缺点是消耗较多的热量，使烹饪火力受到一定影响。与图1中反应室不同在于其内壁上均匀分布有若干燃烧废气排出窗口13，通过这些燃烧废气排出口，燃烧室12内产生的高温废气将被抽吸进入反应室中与含油烟和异味气体的气流混合。大大提高了气流温度，使有害物质的净化更加充分。特别是部分火焰能被吸如反应室，更促进了油烟的直接氧化。另一方面，燃烧废气的自动抽吸将促使新鲜空气从燃烧室下部风口自动补充进入。从而促进了燃烧。风机4的功率越大，反映室内气流速度就越快，这种抽吸作用就越强，助燃效果就越好，甚至不需加设额外的助燃鼓风机。从反应室排出的燃烧废气与含油烟和异味气体的气流混合物将通过管道14进入热交换器15，换热降温后通过排管出口16排放。热交换器15中的热水可用于烹饪或清洗工作。

在此设计中，燃烧废气中的有害物质，如二氧化硫，一氧化碳等，也可通过光催化器得到一定程度的净化。

图3所示为实施例二中反应室的纵剖面立体图。集烟罩3收集的含油烟和异味气体的气流进口，反应室9内腔，反应室出口3，燃烧器10与燃气管道相连。燃烧废气进入反应室的燃烧废气排出窗口13。燃烧废气排出窗口向反应室内側连接凸起的空心管19。即燃烧废气是通过该空心管进入反应室内的。空心管的方向应使得燃烧废气的进入方向与反应室内的气流方向呈小于或等于90°的夹角，以免反应室内的气流进入燃烧室，干扰燃烧。这种空心管有两个作用：一是因为它截面小，当大截面的反应室内有高速气流通过时，根据流体动力学原理，空心管内将产生负压，从而抽吸进燃烧废气。第二个作用是凸起的金属小管将有助于热交换。空心管的排布最好均匀等距。数量视灶头大小而定。反应室9中置有催化剂20，起促进有害物质分解和降低分解所需温度的作用。在面对燃烧废气排风窗口的空心管19前装有挡风板21，作用是避免反应室进风进入燃烧室，干扰其燃烧。

集烟罩与安装在烹饪灶上的反应室连接。在抽风机作用下，由集烟罩收集的油烟和异味气体随部分空气一道进入反应室。至少有一部分烹饪燃烧废气能进入反应室并与进入同一反应室的含油烟和异味气体的气流相混合。这里所谓的燃烧废气是指任何形态(固，液和气态)的燃料氧化燃烧后形成的气态混合物，它包括所有氧化反应产物，未参与反应的氧化物和气态燃烧物以及不参与反应的气态物质。

反应室内的高温来自烹饪灶自身热源。烹饪灶热源产生的燃烧废气通过开在反应室上的至少一个燃烧废气排出窗口进入反应室。朝向反应室的一面凸起呈空心管状。烹饪灶热源产生的燃烧废气进入反应室的开开口截面积应小于反应室气流通道截面积。燃烧废气排出窗口的开口朝向选择应使含油烟和异味气体的气流不能通过开口进入烹饪灶燃烧室影响燃料燃烧。为保证油烟和异味气体的充分净化，反应室内温度一般不得低于100℃，油烟和异味气体在反应室内的停留时间不得少于0.1秒。

为降低反应所需温度，反应室内可加合适的催化剂。为吸附残余的异味气体，反应室或气流通道中可加适当的吸附剂。由含油烟和异味气体的气流与进入反应室的燃烧废气形成的混合物从反应室排出后进入热交换器换热降温，然后通过光催化器再次处理后排放，也可以直接通过烟囱或下水道排放。甚至可用一个烟囱排放净化处理后的全部气体。

热交换器用于预热由集烟罩收集的未进入反应室之前的含油烟和异味气体的气流。热交换器产生热水，用于烹饪或清洗工作。

Claims (10)

1、一种利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，在灶台上方有集烟罩，灶台内设有燃烧室，燃烧室内置有燃烧器，燃烧器周围环绕一个环形的反应室，反应室与集烟罩之间由风管连通，其特征在于：环形反应室在面向燃烧器的内壁开有至少一个燃烧废气排出窗口。

2、根据权利要求1所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述反应室内置有催化剂。

3、根据权利要求1所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述反应室或风管中置有吸附剂。

4、根据权利要求1、2或3所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述灶台内和风道周围还设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，并与风管周围的热交换器连通。

5、根据权利要求1、2或3所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，并与排管连通。

6、根据权利要求1、2或3所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，直接连通烟囱。

7、根据权利要求1、2或3所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述灶台内设有热交换器，由反应室连出的管道穿过该热交换器，直接连通下水道。

8、根据权利要求1、2或3任一条所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述燃烧废气排气口连接向反应室内凸起的空心管。

9、根据权利要求7所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述空心管上沿连有挡板。

10、根据权利要求1、2或3所述的利用烹饪火焰和燃烧废气余热净化油烟和异味的装置，其特征在于：所述燃烧室下部连接鼓风机。