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一種屏蔽射流式環(huán)保凈化油煙機(jī)設(shè)計(jì)
1 引言
油煙是家庭生活中的主要污染物。英國(guó)的一項(xiàng)研究報(bào)告表明，廚房油煙可導(dǎo)致肺癌、肺炎及其他呼吸道疾病。室內(nèi)油煙的捕集主要依靠抽煙煙機(jī)來完成，對(duì)于抽油煙機(jī)的研究設(shè)計(jì)而言，提高抽吸效率、減少油煙對(duì)人體和環(huán)境的影響及降低其能耗與噪聲一直都是先鋒問題。目前，抽油煙機(jī)普遍采用點(diǎn)匯式效應(yīng)進(jìn)行抽吸，這種抽吸方式由于其吸氣過程中氣流能量的快速衰減導(dǎo)致吸氣影響區(qū)域很小，容易使油煙逸散，且在烹飪完成后抽油煙機(jī)還需繼續(xù)運(yùn)行才能將油煙吸走。無論是頂吸式還是側(cè)吸工作，其抽吸效果都不理想，抽吸效率僅能達(dá)到70%~85%。如果僅一味提高風(fēng)機(jī)功率和風(fēng)量來達(dá)到較好的吸排效果則會(huì)導(dǎo)致油煙混合氣體中的空氣百分比增加，造成產(chǎn)品耗能高、噪聲大的問題。
本文設(shè)計(jì)了一種屏蔽射流式的復(fù)合凈化環(huán)保抽油煙機(jī)。通過改變油煙的流動(dòng)形式，利用龍卷風(fēng)的匯流作用，使灶臺(tái)產(chǎn)生的油煙高效地聚攏起來，防止油煙逸散，實(shí)現(xiàn)對(duì)油煙、細(xì)小顆粒的高效抽吸和控制，達(dá)到節(jié)能目的。同時(shí)，內(nèi)部裝設(shè)的電離凈化裝置和冷凝吸附裝置對(duì)油煙中可電離吸附的細(xì)小顆粒進(jìn)行電離凈化并收集處理，以降低污染物的排放，減少烹飪污物對(duì)環(huán)境的影響。
- 屏蔽射流式環(huán)保油煙機(jī)整體設(shè)計(jì)過程
本裝置分為油煙抽吸裝置和油煙凈化裝置。油煙抽吸裝置由旋轉(zhuǎn)射流裝置、主葉輪、輔葉輪、送風(fēng)管路、同軸電機(jī)組成，凈化裝置由冷凝吸附裝置和電離凈化裝置組成，環(huán)保抽油煙機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
工作流程如下：
（1）抽吸過程。由同軸電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)主葉輪和輔葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)形成上升氣流，輔葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流通過四路通風(fēng)管道送入旋轉(zhuǎn)射流裝置，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流。上升氣流與旋轉(zhuǎn)氣流相耦合形成人造龍卷風(fēng)流場(chǎng)，從而高效抽吸廚房油煙。
- 2）凈化過程。通過旋轉(zhuǎn)射流裝置抽吸來的油煙依次經(jīng)過冷凝吸附裝置和電離凈化裝置進(jìn)行油煙凈化。在冷凝吸附裝置內(nèi)，冷凝下的油液可順著油槽導(dǎo)入油杯中，未冷凝的油煙通過油孔進(jìn)入吸附材料中進(jìn)行吸附。經(jīng)過冷凝吸附后，油煙密度降低，隨后進(jìn)入電離凈化裝置。在高壓電場(chǎng)下，油煙微粒在極化區(qū)極化后在收集區(qū)被極板所捕獲，并部分碳化，完成凈化。
3 屏蔽射流式環(huán)保油煙機(jī)各部分組成設(shè)計(jì)
3.1 龍卷風(fēng)抽吸裝置
3.1.1 龍卷風(fēng)效應(yīng)原理
目前已認(rèn)識(shí)到龍卷風(fēng)生成必須具有兩個(gè)基本條件：一是上升氣流，二是水平旋轉(zhuǎn)氣流。在抽吸流場(chǎng)中創(chuàng)造出上述兩個(gè)條件，再加上一些可控的人工誘導(dǎo)因素，就可形成類似于自然龍卷風(fēng)的旋風(fēng)抽吸流場(chǎng)。條件利用抽吸氣流來形成，第二個(gè)條件可利用送風(fēng)氣流和空氣自身的粘性來形成。如圖2所示，為龍卷風(fēng)耦合場(chǎng)示意圖。
3.1.2 龍卷風(fēng)抽吸效率分析
K1是由是由仿真實(shí)驗(yàn)所確定的，K2由噴口角度和噴口尺寸所決定，根據(jù)小二乘法以及仿真試驗(yàn)得到K1K2=0.00652，n1=0.186，n2=0.387，并得到流量比在0.3-0.55之間，如仿真圖3抽吸流線圖，其效果。
3.1.3 龍卷風(fēng)抽吸裝置設(shè)計(jì)
抽吸裝置主要包括旋轉(zhuǎn)射流裝置、主葉輪、輔葉輪、送風(fēng)管路。本作品根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)噴口角度β=90°。同時(shí)依據(jù)其仿真數(shù)值以及油煙機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17713-2011尺寸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求得到了旋轉(zhuǎn)射流裝置的基本參數(shù)，如附表所示。
冷凝吸附回收裝置主要由冷凝網(wǎng)、回油道、回油杯及吸附材料組成，其布置在主葉輪后方，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫油煙的冷凝吸附回收。烹調(diào)油煙的主要成分為烷烴、烯烴等化合物，油煙顆粒直徑在10～400
之間，針對(duì)此類顆粒，采用雙層冷凝過濾網(wǎng)，在不影響進(jìn)風(fēng)效率的情況下，對(duì)油煙進(jìn)行冷凝回收。油煙機(jī)工作時(shí)，無數(shù)油煙顆粒在經(jīng)過裝置時(shí)附著在網(wǎng)面，匯聚為油滴，油滴在重力作用下順回油道流入可拆卸回油杯，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)油煙的一次凈化。
4 結(jié)語
本文設(shè)計(jì)的抽油煙機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需材料及加工工藝與傳統(tǒng)抽油煙機(jī)差異甚小，制造成本低，易于推廣。相比于現(xiàn)有產(chǎn)品，該產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)噪聲低、能耗小，抽吸效率高、節(jié)電環(huán)保，抽油煙機(jī)市場(chǎng)日益廣闊，該產(chǎn)品憑借其環(huán)保節(jié)能的優(yōu)良性能，定能在市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。