基于泡沫吸附的家用油煙處理裝置

胡寒陽

摘 要：本裝置通過泡沫吸附的方式解決了現(xiàn)有油煙處理設(shè)備對家庭油煙中顆粒的處理效率低、耗電量大等缺點，采用新型的篩板結(jié)構(gòu)使油煙與泡沫充分接觸，并在泡沫中添加合適的表面活性劑來更具有針對性的處理油煙，利用油煙濃度測量儀對設(shè)備內(nèi)的油煙進行實時監(jiān)控，自動感應(yīng)器及時增減泡沫的注入量，大大提高了本裝置對油煙的處理能力。

關(guān)鍵詞：泡沫吸附;新型的篩板結(jié)構(gòu);實時監(jiān)控

1 研制背景

WHO的研究報告顯示，2012年全球因廚房空氣污染導(dǎo)致死亡的430萬人中，患中風(fēng)的占到了34%，慢性阻塞性肺疾病和缺血性心臟病分別是22%和26%，而死于肺癌的約占6%。[5]

英國著名醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》上一項關(guān)于疾病風(fēng)險評估的研究項目中，已將廚房空氣污染（煙霧）列為高血壓、吸煙和酗酒之后最大的健康隱患。每年因持續(xù)吸入廚房用火所產(chǎn)生的煙霧而死亡的人數(shù)，比瘧疾、結(jié)核病和艾滋病的致死總數(shù)還要多。[4]

美國的《國家癌癥學(xué)會雜志》上關(guān)于中國農(nóng)民的研究，同樣印證了廚房空氣污染對人健康的影響。參加研究的中國和美國科學(xué)家在云南省調(diào)查了兩萬多名農(nóng)民發(fā)現(xiàn)，家中爐灶沒有通風(fēng)設(shè)備的農(nóng)民患肺癌的概率，大約是那些在家中增建了煙囪或通風(fēng)設(shè)備的農(nóng)民的兩倍。研究人員表示，在導(dǎo)致肺癌的程度上，使用沒有通風(fēng)設(shè)備的爐灶與吸煙差不多。[3]

中國人的膳食結(jié)構(gòu)與西方人不同，所以廚房中從廚具的品種、樣式到布置，都與西方國家有很大的不同。中國是一個講究美食的國度，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式廚房中的油煙很大，容易使廚房環(huán)境變得油膩而不好清洗，所以抽油煙機就成了改變廚房環(huán)境的一個必備的機器。它改變了廚房的環(huán)境，減少油煙對廚房環(huán)境和人體健康造成的傷害。[2]

中國第一臺抽油煙機是中華人民共和國商務(wù)部在德國慕尼黑商品博覽會上引進，當(dāng)時引進的是技術(shù)和產(chǎn)品的外觀。但沒有結(jié)合中國人的自己的烹飪方式生產(chǎn)。外國家庭烹飪主要強調(diào)保持蔬菜的營養(yǎng)和原汁原味，基本采用蒸煮煎炸烹飪技巧不會產(chǎn)生多大的油煙。而中國人強調(diào)的猛火爆炒會產(chǎn)生大量的油煙。抽煙煙機是利用熱氣上升的原理設(shè)計。通過油網(wǎng)過濾但不達到100%過濾油煙。[1]

不論是西式還是中式的現(xiàn)代烹飪，家庭日常烹飪中食用油和食物在高溫條件下，產(chǎn)生的大量熱氧化分解產(chǎn)物，即為油煙，油煙是一種室內(nèi)空氣污染物，高溫油煙產(chǎn)生的有毒煙霧，能損傷呼吸系統(tǒng)，從而誘發(fā)肺癌。

目前的家庭油煙處理裝置分為老式淺深吸式、多層油網(wǎng)過濾、側(cè)吸式等，這些油煙處理裝置一定程度上減少了室內(nèi)油煙的污染，但仍然存在諸多問題。例如對油煙的吸附性不高，產(chǎn)品耗能較大，對吸油煙裝置的清洗較復(fù)雜，對環(huán)境產(chǎn)生二次污染等。處理過后的油煙仍然危害著人們的健康因此，開發(fā)一種新型油煙吸附裝置成為目前該領(lǐng)域亟待解決的問題。

2 基于泡沫吸附的家用油煙處理裝置

為了改善油煙處理裝置的吸附油煙的效果，設(shè)計基于泡沫吸附的油煙處理裝置。該裝置采用新型的篩板結(jié)構(gòu)，篩板內(nèi)部有泡沫流動，該結(jié)構(gòu)由上下板面構(gòu)成，上下板面上結(jié)構(gòu)相同。便于氣體的流通和內(nèi)部泡沫的正常流動，新型的油煙處理結(jié)構(gòu)，解決了原有油煙分離效果差;利用泡沫與油滴互溶，從而達到了空氣的凈化（區(qū)別與市場上抽油煙機結(jié)構(gòu)），對于吸附油煙過程和廢液的集中處理體現(xiàn)裝置的環(huán)保性，利用泡沫對油煙的吸附一方面流動的泡沫可以保證吸附效率，一方面可以減少對電能的消耗，廢液的集中處理可以減少對環(huán)境的污染。

2.1 設(shè)計思路

本產(chǎn)品有效解決了現(xiàn)有家庭油煙處理裝置在環(huán)保性、運行維修、耗能存在的普遍問題，克服了油污難以回收、傳統(tǒng)油網(wǎng)結(jié)構(gòu)清潔難、耗能大等缺點，實現(xiàn)了一種節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)易清洗維護、耗能低的油煙處理裝置。其顯著進步：（1）新的油煙過濾吸附結(jié)構(gòu)，篩板上板面和下板面上都有許多篩板氣孔，氣孔相連形成氣壁孔，油煙由下向上經(jīng)過篩板氣流孔，油煙從油煙入口進入油煙處理裝置，經(jīng)過擋板后，油煙經(jīng)過篩板的氣孔壁，泡沫從氣孔壁上氣孔溢出，與油煙充分接觸，油煙中高分子物質(zhì)被泡沫吸附，高分子物質(zhì)溶于泡沫，質(zhì)量增加，變成廢液從篩板下板面的氣孔流下，處理后的氣體通過篩板上部的氣孔繼續(xù)上升。（2）有廢液收集裝置，對廢液油污統(tǒng)一收集處理，大大提高環(huán)保功能。（3）水裝置可直接對內(nèi)部清洗，防止油污對抓裝置內(nèi)部的損壞。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

本裝置克服現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供一種基于泡沫吸附的家用油煙處理裝置。

本裝置是通過以下技術(shù)方案實施的：

一種泡沫吸附裝置，是由發(fā)泡器、泡沫分配裝置、泡沫自動添加裝置、供水裝置、篩板、擋板、油煙入口、氣體出口、廢液回收裝置、旋轉(zhuǎn)電機組成。

所述的發(fā)泡器與泡沫分配裝置連接用于提供等量的泡沫;

所述泡沫分配裝置一端與發(fā)泡器連接，在泡沫輸送管道上安裝調(diào)節(jié)閥，另一端連接泡沫自動添加裝置，將從發(fā)泡器送來的泡沫分配至各個泡沫自動添加裝置;

所述供水裝置與泡沫分配裝置連接，在清洗裝置時候，發(fā)泡器關(guān)閉，泡沫分配裝置可充當(dāng)供水分配裝置，對裝置進行清洗;

所述泡沫自動添加裝置安裝在泡沫洗氣裝置的側(cè)面，一端連接泡沫分配裝置，一端連接供水裝置，另一端連接泡沫洗氣裝置內(nèi)部的篩板，泡沫自動添加裝置由自動感應(yīng)器和油煙濃度測量儀構(gòu)成，油煙濃度測量儀安裝在篩板上部，用來測量篩板上部的油煙濃度，根據(jù)測得的油煙濃度自動感應(yīng)器會自動增加或減少泡沫的注入量;

所述篩板位于擋板上部，篩板上板面和下板面上都有許多篩板氣孔，氣孔壁由氣孔相連而成，氣孔壁上布有氣孔;

所述擋板位于篩板下部，可讓氣體均勻通過;

所述的油煙入口位于裝置左下方，可由開調(diào)節(jié)閥調(diào)氣體;

所述的氣體出口位于裝置上方;

所述廢液回收裝置與泡沫吸附油煙裝置的底部連接，廢液從底部流出，進入廢液回收器，用于廢液的回收和后期處理;

所述的旋轉(zhuǎn)電機位于裝置上方，打開調(diào)節(jié)閥，運轉(zhuǎn)后，油煙入口吸入氣體，氣體出口排出氣體。

所述的篩板至少要有三個。

工作原理：

本實裝置利用泡沫對油煙進行吸附處理，采用新型的篩板結(jié)構(gòu)可以有效的增強對油煙中的高分子物質(zhì)吸收，并且減少了家庭上處理油煙所用的耗電量，同時在泡沫中添加合適的表面活性劑來提高對油煙中的高分子物質(zhì)的吸收，利用油煙濃度測量儀對設(shè)備內(nèi)的氣體進行實時監(jiān)控，自動感應(yīng)器及時增減泡沫的注入量，提高了油煙的處理效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置利的優(yōu)點是：

本裝置通過泡沫吸附的方式解決了現(xiàn)有油煙處理設(shè)備對家庭油煙中顆粒的處理效率低、耗電量大等缺點，采用新型的篩板結(jié)構(gòu)使油煙與泡沫充分接觸，并在泡沫中添加合適的表面活性劑來更具有針對性的處理油煙，利用油煙濃度測量儀對設(shè)備內(nèi)的油煙進行實時監(jiān)控，自動感應(yīng)器及時增減泡沫的注入量，大大提高了本裝置對油煙的處理能力。

2.3 具體實施方式

為使本裝置的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本裝置作進一步詳細(xì)描述：

一種泡沫吸附裝置，是由發(fā)泡器、泡沫分配裝置、三個泡沫自動添加裝置、供水裝置、三個篩板、擋板、油煙入口、氣體出口、廢液回收裝置、旋轉(zhuǎn)電機組成，

所述發(fā)泡器連接泡沫分配裝置，用于產(chǎn)生泡沫，將泡沫輸送到泡沫分配裝置中;所述泡沫分配裝置一端與發(fā)泡器連接，在泡沫輸送管道上安裝調(diào)節(jié)閥，另一端連接泡沫自動添加裝置，將從發(fā)泡器送來的泡沫分配至各個泡沫自動添加裝置;所述泡沫自動添加裝置安裝在泡沫洗氣裝置的側(cè)面，一端連接泡沫分配裝置，另一端連接泡沫洗氣裝置內(nèi)部的篩板，泡沫自動添加裝置由自動感應(yīng)器和油煙濃度測量儀構(gòu)成，油煙濃度測量儀安裝在篩板上部，用來測量篩板上部的油煙濃度，根據(jù)測得的油煙濃度自動感應(yīng)器會自動增加或減少泡沫的注入量;所述擋板位于篩板下板面下部，以便氣體均勻通過流過。

所述篩板上板面位于擋板下部，篩板上板面與篩板下板面結(jié)構(gòu)相同，上面布有許多篩板氣孔，氣孔壁由氣孔相連而成，氣孔壁上布有氣孔，油煙由下向上經(jīng)過氣孔壁，泡沫通過氣孔壁上氣孔溢出，與油煙接觸進行吸附，泡沫吸附后，質(zhì)量增加，流入裝置底部，沿裝置右側(cè)流入廢液回收裝置;所述供水裝置位于左側(cè)，與泡沫分配裝置相連，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥后，在旋轉(zhuǎn)電機停止使用一定時段，自動關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥開啟，供水裝置啟動對裝置進行清洗。

所述氣體進出口包括油煙入口和氣體出口，油煙入口位于泡沫洗氣裝置的左下底部，與安裝有調(diào)節(jié)閥的進氣管道連接，氣體出口位于泡沫洗氣裝置的最上方;所述廢液回收裝置與泡沫吸附裝置的底部連接，廢液從底部以及從側(cè)面的廢液出口流出，進入廢液回收裝置，用于廢液的回收和后處理。

油煙從油煙入口進入油煙處理裝置，經(jīng)過擋板后，油煙經(jīng)過篩板的氣孔壁，泡沫從氣孔壁上氣孔溢出，與油煙充分接觸，油煙中高分子物質(zhì)被泡沫吸附，高分子物質(zhì)溶于泡沫，質(zhì)量增加，變成廢液從篩板下板面的氣孔流下，處理后的氣體通過篩板上部的氣孔繼續(xù)上升，篩板和擋板之間的油煙濃度測量儀測得處理后氣體的油煙濃度，如果所測得濃度高于設(shè)定值，自動感應(yīng)器會增加泡沫的注入量。

3 創(chuàng)新特點

3.1 區(qū)別于傳統(tǒng)抽油煙機結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一個新的油煙處理裝置結(jié)構(gòu)

已經(jīng)介紹了傳統(tǒng)的抽油煙機結(jié)構(gòu)，本項目與之前傳統(tǒng)的抽油煙機不同，采用泡沫吸附手段去吸附油煙，從而優(yōu)化油煙的處理效果，油煙從入口進入，發(fā)泡器產(chǎn)生泡沫、泡沫分配裝置對泡沫進行分配、供水裝置可借用泡沫分配裝置對裝置定期清洗、新型篩板使得泡沫與油煙充分接觸、使得氣體均勻入篩板、凈化后的氣體從出氣口流出。傳統(tǒng)抽油煙機油煙的扇葉、油網(wǎng)容易被油污堵塞，該裝置的結(jié)構(gòu)看出結(jié)構(gòu)不需拆分就可清洗。

3.2 運用泡沫吸附油煙的機理

油煙中的顆粒物質(zhì)易溶于泡沫形成油污，該油煙處理裝置的運行基礎(chǔ)就是在此，油煙中測出220多種化學(xué)物質(zhì)，其中主要有醛、酮、烴、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物等，泡沫化學(xué)概念是彼此被液膜隔開的氣泡的聚集物，是氣體在液體中的分散體系，內(nèi)相（氣體）的體積分?jǐn)?shù)一般大于90%。本項目除使用烷基苯磺酸鈉之類的優(yōu)良表面活性劑作為基本組分制作泡沫外，還配用其他表面活性劑和各種不同的助劑和輔助劑。使得油煙中的化合物易溶于油煙。

3.3 低噪音

國標(biāo)規(guī)定，市場上普通的抽油煙機在工作時發(fā)出的噪音不得超過59分貝，市場上大多數(shù)抽油煙機產(chǎn)品可將噪音控制在58分貝，僅略低于國家標(biāo)準(zhǔn)。但是由于抽油煙機的清洗不方便，會使內(nèi)壁和風(fēng)機葉輪上分布大量的油污，造成其工作時的機械不平衡，不僅影響其使用壽命，而且噪音大，影響人們的生活環(huán)境。該油煙處理裝置為泡沫吸附油煙，所以裝置內(nèi)部不會存在大量油污，產(chǎn)生噪音的僅為發(fā)泡器與氣體通過篩板和擋板的聲音（氣體出口連接市場上普遍存在的抽風(fēng)機即可，安裝在距離室外較遠(yuǎn)距離噪音忽略不計）發(fā)泡器將發(fā)泡器安裝在室外，對室內(nèi)噪音影響低，噪音來源僅僅為氣體通過篩板與擋板的聲音。

3.4 節(jié)能環(huán)保

該油煙處理裝置由于泡沫吸附油煙，所以不需要太大的工作功率，利用物質(zhì)相似相溶性可以保證工作效率，由于功率小，所以耗能低，并且廢液收集裝置對廢液統(tǒng)一回收處理，區(qū)別于以往的抽油煙機，防止對環(huán)境的二次污染。

4 應(yīng)用前景

人民生活水平的日益提高對抽油煙機的環(huán)保性和易清洗有了更高的要求，油煙處理裝置是否真正做到免拆洗，其主要評判標(biāo)準(zhǔn)在于是否能夠做到真正的油煙分離，如果油煙分離程度高，機身和內(nèi)壁污染程度小，則油煙機體自然對清洗要求低。預(yù)防比清潔更重要，提高油煙分離率，實現(xiàn)免拆洗，將成為抽煙機技術(shù)發(fā)展的方向之一。

由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)與以往油煙機不同，所以不會限制外觀的變化，隨著人們居住水平的提高，開放式廚房的普及，倍受年輕人喜愛的個性化抽油煙機產(chǎn)品，日益成為影響人們選擇的一個重要因素。人們在選購抽油煙機時，注重性能、也同樣注重其外觀的時尚性。中國目前適合婚齡的80與90后，消費觀念前衛(wèi)，追求個性。因此外觀時尚，運用新型技術(shù)，具有創(chuàng)新特質(zhì)的油煙處理裝置也是抽油煙機未來發(fā)展趨勢之一。

參考文獻：

[1]肖定華.如何選購抽油煙機[J].家庭電子，2001-6（8）.

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