一種基于渦流原理的油煙凈化方法及油煙凈化結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于油煙凈化處理技術領域，涉及對廚房內(nèi)烹調(diào)過程中產(chǎn)生的油煙進行凈化處理的技術。
【背景技術】
[0002]早年，餐飲業(yè)單位的廚房使用的抽油煙機多為直排式抽油煙機，隨著環(huán)保意識的增強及環(huán)保要求的提高，為了減少油煙對空氣的污染，需對餐飲單位的直排式抽油煙機換裝或另行加裝油煙凈化裝置。
[0003]現(xiàn)有油煙凈化裝置從凈化方式上分很多種，主流的包括濾網(wǎng)過濾式、水淋式、靜電吸附式、光解式等。此外還有一些小眾的尚未推廣開來的凈化方式，如基低溫等離子技術、生物分解技術進行油煙凈化的方式等。
[0004]濾網(wǎng)過濾式的缺點是濾網(wǎng)使用壽命短，需要更換，不僅給用戶帶來麻煩，而且不斷更換的濾網(wǎng)導致用戶使用成本增高。采用水淋式凈化原理的設備最常見的是運水煙罩，是濕法除塵技術在油煙凈化上的一種應用，最大缺點是用于凈化油煙的水需要處理。靜電式一般通過靜電柵板吸附油煙，其缺點是靜電柵板被油污覆蓋后，會降低靜電場的強度，使其油煙凈化功能迅速衰減。為維持其凈化功能需對其進行定期清洗。如不進行清洗，長時間后還會導致堵塞。光解式是通過紫外光對油煙分子進行分解，進而達到凈化的目的，該方法去味效果比較好，但去油能力相對要弱。其它尚未得到推廣的技術多不成熟或者因某些缺點而不適合推廣。
[0005]從油煙凈化裝置的安裝位置來分，油煙凈化設備則可以分為兩種。
[0006]其中一種安裝在室外，一般是采用靜電式、光解式等原理進行凈化的油煙凈化器，其體積龐大，不適宜室內(nèi)安裝，多安裝在樓頂。
[0007]另一種安裝在室內(nèi)，與抽油煙機集成在一起，也叫油煙抽排凈化一體機，或者簡單的稱為抽油煙機、煙罩(帶凈化功能)等，如在進風口加裝了濾網(wǎng)去除油煙的設備仍稱為抽油煙機，再如集成了水淋式油煙凈化裝置在內(nèi)的設備俗稱運水煙罩。也有為了從名稱上區(qū)分帶油煙凈化功能的設備與普通抽油煙機的，將凈化裝置與煙罩一起統(tǒng)稱為油煙凈化系統(tǒng)。本文中，我們可以將凈化裝置安裝于室內(nèi)與煙罩集成在一起的設備稱為集成式油煙凈化設備。集成式油煙凈化設備的優(yōu)點在于:1、室內(nèi)安裝相比較室外安裝更為方便，安裝成本低，適于推廣。2、對油的凈化在前端進行，進入外排管道內(nèi)的油煙已經(jīng)經(jīng)過凈化，可以有效避免外排管道內(nèi)積累油污，降低管道內(nèi)的火災隱患。因此目前人們更傾向于集成式油煙凈化設備研究與開發(fā)。
[0008]由于油煙中油的成分是以液態(tài)小油珠的形式存在，而不是氣態(tài)油分子。因此，油煙凈化過程，是一種油與空氣分離的過程，屬于氣液分離的一種。不難確定的是，即使不設置專門的油煙凈化裝置，如果能設計出合理的油煙通道結(jié)構(gòu)，使油煙在煙道內(nèi)有更多的機會自然冷凝和附著在表面上，也可以達油煙凈化的目的。這種憑借自然冷凝和表面附著來完成油煙凈化的油煙凈化方式，我們可以稱為油氣自然分離式。
[0009]采用油氣自然分離的方式進行油煙凈化，而又要設計成室內(nèi)安裝的設備，其面臨的最大難點是:如何使用更少的接觸表面和更小空間(1、避免過多的表面增加煙道結(jié)構(gòu)的復雜性，增加了風阻;2、受室內(nèi)灶臺上方空間有其局限性，過多的接觸表面增加煙道的整體體積，進而無法實現(xiàn)室內(nèi)安裝)達到更高的凈化效率。
[0010]油煙在管道內(nèi)流動的過程中，基于冷凝和表面附著現(xiàn)象，使油從空氣中自然分離出來的效率通常與油煙的溫度、壓力、表面接觸概率三個因素有關。對于此，業(yè)內(nèi)有提出一種通過小腔體連接大腔體的設計，使煙氣從小腔體進入大腔體后產(chǎn)生負壓與沉降作用，進而達到油氣自然分離目的的油煙凈化方法。這種方法不借助專門的凈化裝置，可以避免常見幾種凈化方法的堵塞、功能衰減、使用麻煩、使用成本高等缺點。但其缺點是，需要設計足夠大的大腔體，這對減小油煙靜化設備的整體體積是一個障礙，而且其凈化效果決定于大、小腔體的尺寸及尺寸關系的精巧設計，要達到很高的凈化效率難度很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有油煙抽排凈化技術各有不足，提出一種新的油煙凈化方式，該方式基于煙道風路的結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)油煙凈化，無需設置額外凈化裝置，不存在堵塞、功能衰減、使用麻煩、使用成本高等缺點，而且也不依懶于較大空間。
[0012]基于上述目的，本發(fā)明提出:一種基于渦流原理的油煙凈化方法，其特征在于，在油煙通道的側(cè)面設置與油煙通道連通的可以使進入其內(nèi)的氣體形成渦流的渦流腔。
[0013]在油煙通道內(nèi)流動的油煙，經(jīng)過渦流腔時，部分煙氣進入渦流腔，在渦流腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成渦流，在旋轉(zhuǎn)過程中，基于慣性而處于渦流外層的油珠碰到渦流腔壁時附著在渦流腔壁上，進而被分離出來。
[0014]進入渦流腔內(nèi)煙氣旋轉(zhuǎn)一周回到渦流腔開口時，由于慣性從開口沿切線沖出，與油煙通道中其它油煙氣流發(fā)生交叉對流。對流過程中，相互碰撞的小油珠聚合成大油珠。從渦流腔沖出的煙氣，一部分沖入油煙通道流走，另一部分隨新沖入渦流腔的煙氣重新進入渦流腔，進入下一圈的旋轉(zhuǎn)中。重新進入渦流腔的煙氣中，帶有因碰撞而聚合形成的大油珠。大油珠因質(zhì)量更大，旋轉(zhuǎn)中更易于著壁，進一步增加了油氣分離的機率。
[0015]渦流的形成一方面增加油煙在通道內(nèi)的停留時間，增加了油珠著壁機會。
[0016]另一方面，基于慣性，由于油珠質(zhì)量大于空氣質(zhì)量，在渦流腔旋轉(zhuǎn)的過程中，油珠與顆粒物更多分布在渦流的外層。渦流內(nèi)的油珠具有更大的著壁機會，進而達到更好的油氣分離效果。
[0017]第三方面，不論是，在渦流腔內(nèi)(渦流不規(guī)則時)，油珠隨氣流交叉對流而發(fā)生碰撞聚合，油珠變大質(zhì)量增加;還是，在油煙從渦流腔開口沖出來時，油珠隨氣流交叉對流而發(fā)生碰撞聚合，油珠變大質(zhì)量增加。都可以使油珠更容易被從油煙中分離出來。
[0018]基于上述方法，進一步可以得到一種基于渦流原理的油煙凈化結(jié)構(gòu)，包括油煙通道，其特征在于，油煙通道的側(cè)面設置有與油煙通道連通的可以使進入其內(nèi)的氣體形成渦流的渦流腔。
[0019]前文所述的渦流腔應為半封閉腔體，一面開口，其余面封閉，渦流腔的開口應處于油煙通道上。油煙從渦流腔開口進入渦流腔，在渦流腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)半圈、一圈或多圈后，只能從渦流腔開口重新再進入油煙通道。
[0020]渦流腔可以設置一個或多個，全部設置在油煙通道的一側(cè)，或者對稱或不對稱設置在油煙通道的兩側(cè)。
[0021]渦流腔寬度優(yōu)選等于該渦流腔所在處油煙通道在該渦流腔寬度方向上的寬度。該尺寸關系的設計，可以有效減少油煙從油煙通道進入渦流腔的阻力。
[0022]渦流腔深度優(yōu)選大于該渦流腔所在處油煙通道在該渦流腔深度方向上的寬度。渦流腔的體積優(yōu)選大于對應該渦流腔的這一段油煙通道的體積。這樣可以讓更多的油煙有機會進入渦流腔。
[0023]作為一種選擇，所述渦流腔內(nèi)表面可以由平面和折角構(gòu)成。以形成不規(guī)則渦流，增加油珠著壁機會。
[0024]作為一種選擇，渦流腔為環(huán)形腔體，圍繞油煙通道設置。煙氣流經(jīng)環(huán)形渦流腔時，向四周擴散進入渦流腔。進入渦流腔的煙氣經(jīng)不定圈數(shù)的旋轉(zhuǎn)后向中間聚攏回到油煙通道內(nèi)流走。
[0025]作為改進，渦流腔設置在油煙通道彎角處的外側(cè)。當油煙氣流經(jīng)過彎角處發(fā)生轉(zhuǎn)向時，基于慣性，相對于空氣質(zhì)量更大的油珠和顆粒物較多分布在外層，這樣進入渦流腔的油煙中油氣比更大。有利于更多的油進入渦流腔內(nèi)并被分離凈化出來。
[0026]—般情況下，設置在彎角處的渦流腔同樣優(yōu)選渦流腔寬度大于或等于油煙通道的寬度。同樣是為了讓更多油煙更容易地進入渦流腔。
[0027]進一步地，優(yōu)選油煙通道的彎角為下沉的彎角，渦流腔設置在彎角的下方。這種選擇可以發(fā)揮油珠的自重的作用。使油珠相對于空氣更容易進入渦流腔。
[0028]進一步地，優(yōu)選轉(zhuǎn)彎前的油煙通道的厚度小于轉(zhuǎn)彎后的油煙通道的厚度。這樣的結(jié)構(gòu)設置，其效果是經(jīng)過渦流腔之后的氣流速度小于經(jīng)過渦流腔之前氣流的速度?？梢允垢嗟挠蜔熯M入渦流腔。
[0029]進一步地，優(yōu)選油煙通道為寬且扁的通道，彎角在厚度方向上彎曲形成。同樣的橫截面積下，寬且扁的油煙通道將油煙在寬度方向分散開來，可以讓更多的油煙從不同的橫向位置同時進入渦流腔。
[0030]油煙通道彎角的角度優(yōu)選大于90度小于或等于180度。同樣的流速下，彎角越大，向心加速度越大。
[0031]渦流腔內(nèi)還可以加設擾流結(jié)構(gòu)。如設置擾流檔板、擾流擋條或片、或者擾流槽等等。
[0032]本發(fā)明提出的基于渦流原理的油煙凈化方法和結(jié)構(gòu)不需要額外設置專門的油煙凈化裝置，因此不存在堵塞、功能衰減、使用麻煩、使用成本高等缺點。也不需要足夠大的腔體發(fā)揮凈