專利名稱：利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種凈化廚房油煙和異味的環(huán)保裝置。
背景技術：
人類的大多數(shù)活動是在室內進行的，室內環(huán)境的污染可導致多種疾病，烹調產生的油煙和刺激性異味氣體是主要的室內環(huán)境污染源之一。當烹調溫度高于130℃時，從食用油脂中開始產生油煙，會對人們的呼吸和循環(huán)系統(tǒng)造成損害。特別是溫度達到230-280℃時，油煙中可能產生某些致癌物質。據臺灣衛(wèi)生署分析，臺灣家庭主婦患肺癌的比例居高不下，主要原因即是長期處于烹調油煙污染的環(huán)境中。另一方面，烹調時產生的刺激性氣體，如干炒辣椒時的嗆人異味，也會對人的呼吸系統(tǒng)產生損害。眾所周知，餐飲業(yè)排放的油煙和有害物質會造成更嚴重的環(huán)境污染。許多國家，包括中國，已經制定了相關的法律以控制其排放。油煙，異味氣體和其它有害物質的凈化是環(huán)保領域當務之急的課題之一。
現(xiàn)有的餐飲業(yè)油煙凈化技術及設備大致可分為四類，都存在不少問題(1)、水霧吸收型技術及設備處理流程油煙收集----水霧吸收----油水分離----多次吸附-----水循環(huán)處理-----排放。
主要問題油煙凈化率不高，異味氣體凈化率更低。所用清潔劑及水中油污造成嚴重二次污染。耗水量大，油水分離困難。設備復雜，維護和清洗工作量大，吸附劑和清潔劑更換費用高。廚房內污染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和墻上，頻繁的清洗工作，耗時也耗錢。風阻大，如為增加油煙收集效果而提高風機功率會造成更大噪音。價格高，不適合中小型餐廳。
(2)、靜電型凈化技術及設備流程油煙收集---多層過濾---高壓電離---靜電吸附---分解/碳化---吸附---排放。
主要問題嚴重的安全隱患，碳化的油煙顆粒在高壓電場下極易著火，以至于買設備免費送滅火器。復雜的高壓靜電系統(tǒng)工作可靠性低，維護困難。僅靠吸附材料吸附異味氣體，凈化率低，易飽和，更換費用高。廚房內污染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和墻上，頻繁的清洗工作，耗時也耗錢。風阻大，如為增加油煙收集效果而提高風機功率會造成更大噪音。價格高昂，不適合中小型餐廳。
(3)、過濾-吸附型處理技術及設備處理流程油煙收集-----多層過濾-----多次吸附------排放。
主要問題很低的油煙截留率和異味氣體吸收率，難以達到環(huán)保要求。廚房內污染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和墻上，頻繁的清洗工作，耗時也耗錢。風阻大，如為增加油煙收集效果而提高風機功率會造成更大噪音。過濾和吸附材料需經常更換，費用高昂，不適合中式餐廳。
(4)、直接排放型技術及設備處理流程油煙收集---------直接排放。
主要問題不合國情，必被淘汰。
上述各類凈化設備均是獨立于烹飪臺的專門設備。安裝及檢修工作繁重，需專業(yè)人員操作。尤其是置于烹飪臺上空數(shù)米的巨大集煙罩，容易積油，清洗十分困難，又需經常換過濾網，維護成本高昂。
實用新型內容本實用新型要提供一種利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，要解決烹飪臺產生的油煙、異味氣體和其它有害物質的凈化問題；特別要解決火焰和燃燒廢氣從炒鍋下的鍋圈缺口處冒出、污染空氣、增加操作區(qū)溫度的問題。
本實用新型的技術方案利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，在灶臺上方有集煙罩，灶臺內設有燃燒室，燃燒室內置有燃燒器，燃燒器周圍環(huán)繞一個環(huán)形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其特征在于環(huán)形反應室在面向燃燒器的內壁開有至少一個燃燒廢氣排出窗口。
上述反應室內可置有催化劑。
上述反應室或風管中還可置有吸附劑。
上述灶臺內和風道周圍還設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，并與風管周圍的熱交換器連通。
作為變換形式，上述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，并與排管連通。
作為變換形式，上述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，直接連通煙囪。
作為變換形式，上述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，直接連通下水道。
上述反應室內壁上的燃燒廢氣排氣口連接向反應室內凸起的空心管。
上述空心管上沿連有擋板。
上述燃燒室下部連接鼓風機。
有益效果本實用新型的集煙罩直接與安裝在烹飪灶頭或燃燒室沉坈內的反應室連接。在抽風機作用下由集煙罩收集的油煙和異味氣體可先被預熱，然后進入反應室被氧化或分解。油煙和異味氣體在反應室被氧化或分解所需的高溫一部分來自烹飪灶自身燃燒燃料產生的熱量。一部分來自燃燒廢氣的余熱。前者主要通過燃燒火焰向反應室的對流和輻射傳熱來實現(xiàn)。后者則是通過將高溫的燃燒廢氣與含油煙及異味氣體的氣流相混合來實現(xiàn)。這里所謂的燃燒廢氣是指任何形態(tài)(固，液和氣態(tài))的燃料氧化燃燒后形成的氣態(tài)混合物，它包括所有氧化反應產物，未參與反應的氧化物和氣態(tài)燃燒物以及不參與反應的氣態(tài)物質。
不論是家庭烹飪灶還是餐廳用灶，通常情況下，燃燒廢氣都是直接在室內排放，伴隨著這種排放，可見明顯的火焰從炒鍋下的鍋圈缺口處冒出，既污染空氣，增加了操作區(qū)溫度，又浪費了其中所含熱量。本實用新型徹底改變了這一狀況。部分或全部的燃燒廢氣將進入反應室內，烹調鍋放在灶眼上后，一般不會有火焰，從鍋底冒出，因為與鍋底嚴密接觸，沒有可讓火焰和燃燒廢氣溢出的缺口，至少部分火焰將與燃燒廢氣一道進入反應室內。與油煙及異味氣體的氣態(tài)混合物從反應室排出后，大部分有害物質已得到凈化，可以直接通過煙囪或下水道排放，如氣流溫度較高，還可進入熱交換器降溫后排放，或者再進一步通過光催化凈化后排放。熱交換器內的熱水可用于烹飪或清洗工作。在烹飪燃氣壓力不足的情況，為增強烹飪火力通常需加設一鼓風機鼓風助燃。本實用新型設計的反應室之一還具有自動抽吸燃燒廢氣的功能，從而可以助燃，甚至不需加設額外的鼓風機。本實用新型的有益效果歸納如下(1)、油煙和異味凈化率高。
由于燃氣燃燒傳熱、高溫燃燒廢氣及火焰的引入，使反應室中有很高的溫度(據測試可超過600℃)，即使沒有催化劑存在也足以使絕大部分油煙和大部分異味氣體氧化或分解成無害物(水，二氧化碳等。據初步測試油煙凈化率可達95％以上，如果采用光催化器，則異味氣體凈化率也可達90％以上。
(2)、低成本的烹飪凈化一體設備為不同類型和規(guī)模的餐廳提供了極大的選擇自由，既適合于商用廚房，也適合于家庭烹飪使用。
該設備系統(tǒng)省掉了已有凈化設備常用的初濾，精濾，水洗，電離，吸附等步驟，所用部件大為簡化，成本不及常規(guī)凈化設備的五分之一，而且還包括烹飪設備在內。對任何規(guī)模的餐館，從只有一個灶頭的小面館到有十個以上灶頭的特大餐廳均適合。對已經裝有抽風系統(tǒng)的餐廳加裝新凈化器，成本將更低。對非中式餐館，也可選擇適當?shù)膬艋鹘M合。
(3)、改善了室內和室外環(huán)境。
可消除來自炒鍋的大部分油煙，使原廚房墻壁和器具上粘附的油污大為減少，而集煙罩離灶面較近，高溫的油煙霧不易凝結粘附在罩表面，即使粘附上，由于高度低，也易于清除。從而減輕了繁重的清洗工作。室內和室外的空氣質量明顯提高。由于去掉了常用的過濾流程，各級凈化器的風阻均大為減小，風機功率的降低使室內外噪音大為減小。沒有廢油需要頻繁地收集，清除和處理。
(4)、結構簡單、安裝方便、維修容易與現(xiàn)有的水霧吸收和靜電處理凈化器相比，新設備的安裝不需接水源和高壓電源，普通民用電源插上即可使用。不需建高的煙囪和集油，清油裝置。不需頻繁地更換過濾材料，吸附材料和隔油部件。不需頻繁地清洗凈化器內外部件，包括繁重的大型集煙罩清洗工作。不需頻繁地收集和處理廢油。保證了很高的可靠性，安全性和環(huán)境相容性，抽風機電機是主要運轉部件，故可靠性極高。還可設計為自動監(jiān)控，保證系統(tǒng)總是工作在最佳點。不采用高壓靜電等復雜而危險的設備，無任何潛在的安全隱患。不采用水作凈化介質，無任何二次污染。
(5)、節(jié)約能源，節(jié)省空間充分利用烹飪余熱來凈化油煙和其它有害物質。且能夠在凈化油煙的同時為用戶提供熱水或開水。烹飪凈化一體化的設計也節(jié)約了通常十分有限的廚房空間。


圖1是本實用新型作為烹飪灶的實施例一的示意圖；圖2是本實用新型作為烹飪灶的實施例二的示意圖；圖3是圖2中反應室的縱剖面立體圖。
1-灶臺、2-炒鍋、3-集煙罩、4-風機、5-風扇葉輪、6-風管上段、7-風管中段、8-風管下段、9-反應室、10-燃燒器、11-鼓風機、12-燃氣管道、13-燃燒廢氣排出窗口、14-管道、15-熱交換器、16-排管、17-第二熱交換器、18-排風口、19-空心管、20-催化劑、21-擋風板。
具體實施方式
圖1所示為實施例之一，是烹飪臺某一灶頭的剖面示意圖。灶臺1上有至少一個炒鍋2，灶臺上方的集煙罩3經風管上段6、風管中段7、風管下段8與裝于燃燒器灶頭口部的反應室9連通。燃燒器10與燃氣管道連接，燃燒室12下部與鼓風機11連通。在集煙罩內的風機4和風扇葉輪5產生的負壓作用下，炒鍋2產生的油煙和異味氣體被集煙罩3收集，反應室9可制成環(huán)形空心管形式，為保證足夠的反應時間，反應室內氣流行經長度應盡可能大。反應室最好用金屬材料制造，以便燃氣火焰的熱量能較快傳到內壁，加熱其中通過的油煙和異味氣體，使之氧化或分解成無害物。燃燒廢氣排出窗口13直接開在反應室9的內壁，使燃燒廢氣能與即將從反應室排出的含油煙和異味氣體的氣流相混合，進一步讓油煙和異味氣體得到處理后再通過管道14進入熱交換器15，換熱降溫后通過管16進入第二熱交換器17。將余熱進一步傳到風管中段7，預熱其中的含油煙和異味氣體的氣流，最后由排風口18排放到空中。熱交換器15中的熱水可用于烹飪或清洗工作。
需要指出，如果燃燒廢氣中含有較多有害物質，如二氧化硫，一氧化碳等，則廢氣從換熱器出來后可先通過光催化器凈化，最后再通過煙囪排放。相反，如果從反應室出來的氣流已基本不含油煙和異味氣體，即它們已在反應室內得到充分的凈化，則可直接通過煙囪排放而不需設置光催化器，甚至可通過下水道直接排放。
圖2所示為實施例二的烹飪臺某一灶頭的剖面示意圖。與前一設計的最大不同是燃燒廢氣將通過多個而不是一個開在反應室9內壁上的燃燒廢氣排出窗口13與反應室9內的含油煙和異味氣體的氣流相混合。其優(yōu)點是混合較均勻，混合物在反應室內停留時間較長，利于有害物質的凈化。缺點是消耗較多的熱量，使烹飪火力受到一定影響。與圖1中反應室不同在于其內壁上均勻分布有若干燃燒廢氣排出窗口13，通過這些燃燒廢氣排出口，燃燒室12內產生的高溫廢氣將被抽吸進入反應室中與含油煙和異味氣體的氣流混合。大大提高了氣流溫度，使有害物質的凈化更加充分。特別是部分火焰能被吸如反應室，更促進了油煙的直接氧化。另一方面，燃燒廢氣的自動抽吸將促使新鮮空氣從燃燒室下部風口自動補充進入。從而促進了燃燒。風機4的功率越大，反映室內氣流速度就越快，這種抽吸作用就越強，助燃效果就越好，甚至不需加設額外的助燃鼓風機。從反應室排出的燃燒廢氣與含油煙和異味氣體的氣流混合物將通過管道14進入熱交換器15，換熱降溫后通過排管出口16排放。熱交換器15中的熱水可用于烹飪或清洗工作。
在此設計中，燃燒廢氣中的有害物質，如二氧化硫，一氧化碳等，也可通過光催化器得到一定程度的凈化。
圖3所示為實施例二中反應室的縱剖面立體圖。集煙罩3收集的含油煙和異味氣體的氣流進口，反應室9內腔，反應室出口3，燃燒器10與燃氣管道相連。燃燒廢氣進入反應室的燃燒廢氣排出窗口13。燃燒廢氣排出窗口向反應室內側連接凸起的空心管19。即燃燒廢氣是通過該空心管進入反應室內的?？招墓艿姆较驊沟萌紵龔U氣的進入方向與反應室內的氣流方向呈小于或等于90°的夾角，以免反應室內的氣流進入燃燒室，干擾燃燒。這種空心管有兩個作用一是因為它截面小，當大截面的反應室內有高速氣流通過時，根據流體動力學原理，空心管內將產生負壓，從而抽吸進燃燒廢氣。第二個作用是凸起的金屬小管將有助于熱交換?？招墓艿呐挪甲詈镁鶆虻染?。數(shù)量視灶頭大小而定。反應室9中置有催化劑20，起促進有害物質分解和降低分解所需溫度的作用。在面對燃燒廢氣排風窗口的空心管19前裝有擋風板21，作用是避免反應室進風進入燃燒室，干擾其燃燒。
集煙罩與安裝在烹飪灶上的反應室連接。在抽風機作用下，由集煙罩收集的油煙和異味氣體隨部分空氣一道進入反應室。至少有一部分烹飪燃燒廢氣能進入反應室并與進入同一反應室的含油煙和異味氣體的氣流相混合。這里所謂的燃燒廢氣是指任何形態(tài)(固，液和氣態(tài))的燃料氧化燃燒后形成的氣態(tài)混合物，它包括所有氧化反應產物，未參與反應的氧化物和氣態(tài)燃燒物以及不參與反應的氣態(tài)物質。
反應室內的高溫來自烹飪灶自身熱源。烹飪灶熱源產生的燃燒廢氣通過開在反應室上的至少一個燃燒廢氣排出窗口進入反應室。朝向反應室的一面凸起呈空心管狀。烹飪灶熱源產生的燃燒廢氣進入反應室的開開口截面積應小于反應室氣流通道截面積。燃燒廢氣排出窗口的開口朝向選擇應使含油煙和異味氣體的氣流不能通過開口進入烹飪灶燃燒室影響燃料燃燒。為保證油煙和異味氣體的充分凈化，反應室內溫度一般不得低于100℃，油煙和異味氣體在反應室內的停留時間不得少于0.1秒。
為降低反應所需溫度，反應室內可加合適的催化劑。為吸附殘余的異味氣體，反應室或氣流通道中可加適當?shù)奈絼?。由含油煙和異味氣體的氣流與進入反應室的燃燒廢氣形成的混合物從反應室排出后進入熱交換器換熱降溫，然后通過光催化器再次處理后排放，也可以直接通過煙囪或下水道排放。甚至可用一個煙囪排放凈化處理后的全部氣體。
熱交換器用于預熱由集煙罩收集的未進入反應室之前的含油煙和異味氣體的氣流。熱交換器產生熱水，用于烹飪或清洗工作。
權利要求1.一種利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，在灶臺上方有集煙罩，灶臺內設有燃燒室，燃燒室內置有燃燒器，燃燒器周圍環(huán)繞一個環(huán)形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其特征在于環(huán)形反應室在面向燃燒器的內壁開有至少一個燃燒廢氣排出窗口。
2.根據權利要求1所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述反應室內置有催化劑。
3.根據權利要求1所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述反應室或風管中置有吸附劑。
4.根據權利要求1、2或3所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述灶臺內和風道周圍還設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，并與風管周圍的熱交換器連通。
5.根據權利要求1、2或3所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，并與排管連通。
6.根據權利要求1、2或3所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，直接連通煙囪。
7.根據權利要求1、2或3所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述灶臺內設有熱交換器，由反應室連出的管道穿過該熱交換器，直接連通下水道。
8.根據權利要求1、2或3任一條所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述燃燒廢氣排氣口連接向反應室內凸起的空心管。
9.根據權利要求7所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述空心管上沿連有擋板。
10.根據權利要求1、2或3所述的利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，其特征在于所述燃燒室下部連接鼓風機。
專利摘要一種利用烹飪火焰和燃燒廢氣余熱凈化油煙和異味的裝置，在灶臺上方有集煙罩，灶臺內設有燃燒室，燃燒室內置有燃燒器，燃燒器周圍環(huán)繞一個環(huán)形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其環(huán)形反應室在面向燃燒器的內壁開有至少一個燃燒廢氣排出窗口。在抽風機作用下由集煙罩收集的油煙和異味氣體可先被預熱，然后進入反應室被氧化或分解，提高了油煙和異味凈化率。本實用新型改善了室內和室外環(huán)境，結構簡單，維護容易，安裝方便，節(jié)約能源，節(jié)省空間，既適合于商用廚房，也適合于家庭烹飪使用。
文檔編號F24C15/20GK2655073SQ0325307
公開日2004年11月10日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權日2003年9月29日
發(fā)明者何宗彥 申請人:何宗彥