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有油煙處理設備對家庭油煙中顆粒的處理效率低、耗電量大等缺點，采用新型的篩板結構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備內的油煙進行實時監控，自動感應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。

關鍵詞：泡沫吸附;新型的篩板結構;實時監控

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致死亡的430萬人中，患中風的占到了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]

英國著名醫學雜志《柳葉刀》上一項關于疾病風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。每年因持續吸入廚房用火所產生的煙霧而死亡的人數，比瘧疾、結核病和艾滋病的致死總數還要多。[4]

美國的《國家癌癥學會雜志》上關于中國農民的研究，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家在云南省調查了兩萬多名農民發現，家中爐灶沒有通風設備的農民患肺癌的概率，大約是那些在家中增建了煙囪或通風設備的農民的兩倍。研究人員表示，在導致肺癌的程度上，使用沒有通風設備的爐灶與吸煙差不多。[3]

中國人的膳食結構與西方人不同，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，容易使廚房環境變得油膩而不好清洗，所以抽油煙機就成了改變廚房環境的一個必備的機器。它改變了廚房的環境，減少油煙對廚房環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部在德國慕尼黑商品博覽會上引進，當時引進的是技術和產品的外觀。但沒有結合中國人的自己的烹飪方式生產。外國家庭烹飪主要強調保持蔬菜的營養和原汁原味，基本采用蒸煮煎炸烹飪技巧不會產生多大的油煙。而中國人強調的猛火爆炒會產生大量的油煙。抽煙煙機是利用熱氣上升的原理設計。通過油網過濾但不達到100%過濾油煙。[1]

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

目前的家庭油煙處理裝置分為老式淺深吸式、多層油網過濾、側吸式等，這些油煙處理裝置一定程度上減少了室內油煙的污染，但仍然存在諸多問題。例如對油煙的吸附性不高，產品耗能較大，對吸油煙裝置的清洗較復雜，對環境產生二次污染等。處理過后的油煙仍然危害著人們的健康因此，開發一種新型油煙吸附裝置成為目前該領域亟待解決的問題。

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構，篩板內部有泡沫流動，該結構由上下板面構成，上下板面上結構相同。便于氣體的流通和內部泡沫的正常流動，新型的油煙處理結構，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（區別與市場上抽油煙機結構），對于吸附油煙過程和廢液的集中處理體現裝置的環保性，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境的污染。

2.1 設計思路

本產品有效解決了現有家庭油煙處理裝置在環保性、運行維修、耗能存在的普遍問題，克服了油污難以回收、傳統油網結構清潔難、耗能大等缺點，實現了一種節能環保、結構易清洗維護、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構，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，油煙由下向上經過篩板氣流孔，油煙從油煙入口進入油煙處理裝置，經過擋板后，油煙經過篩板的氣孔壁，泡沫從氣孔壁上氣孔溢出，與油煙充分接觸，油煙中高分子物質被泡沫吸附，高分子物質溶于泡沫，質量增加，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上升。（2）有廢液收集裝置，對廢液油污統一收集處理，大大提高環保功能。（3）水裝置可直接對內部清洗，防止油污對抓裝置內部的損壞。

2.2 結構設計

本裝置克服現有技術不足之處，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方案實施的：

一種泡沫吸附裝置，是由發泡器、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、旋轉電機組成。

所述的發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泡器連接，在泡沫輸送管道上安裝調節閥，另一端連接泡沫自動添加裝置，將從發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，發泡器關閉，泡沫分配裝置可充當供水分配裝置，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部的篩板，泡沫自動添加裝置由自動感應器和油煙濃度測量儀構成，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，根據測得的油煙濃度自動感應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，可由開調節閥調氣體;

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;

所述的旋轉電機位于裝置上方，打開調節閥，運轉后，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，采用新型的篩板結構可以有效的增強對油煙中的高分子物質吸收，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的吸收，利用油煙濃度測量儀對設備內的氣體進行實時監控，自動感應器及時增減泡沫的注入量，提高了油煙的處理效率。

與現有技術相比，本裝置利的優點是：

本裝置通過泡沫吸附的方式解決了現有油煙處理設備對家庭油煙中顆粒的處理效率低、耗電量大等缺點，采用新型的篩板結構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備內的油煙進行實時監控，自動感應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、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖與具體實施方式對本裝置作進一步詳細描述：

一種泡沫吸附裝置，是由發泡器、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、旋轉電機組成，

所述發泡器連接泡沫分配裝置，用于產生泡沫，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泡器連接，在泡沫輸送管道上安裝調節閥，另一端連接泡沫自動添加裝置，將從發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面，一端連接泡沫分配裝置，另一端連接泡沫洗氣裝置內部的篩板，泡沫自動添加裝置由自動感應器和油煙濃度測量儀構成，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，根據測得的油煙濃度自動感應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構相同，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，質量增加，流入裝置底部，沿裝置右側流入廢液回收裝置;所述供水裝置位于左側，與泡沫分配裝置相連，關閉調節閥后，在旋轉電機停止使用一定時段，自動關閉調節閥，調節閥開啟，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，與安裝有調節閥的進氣管道連接，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，經過擋板后，油煙經過篩板的氣孔壁，泡沫從氣孔壁上氣孔溢出，與油煙充分接觸，油煙中高分子物質被泡沫吸附，高分子物質溶于泡沫，質量增加，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定值，自動感應器會增加泡沫的注入量。

3 創新特點

3.1 區別于傳統抽油煙機結構，構建一個新的油煙處理裝置結構

已經介紹了傳統的抽油煙機結構，本項目與之前傳統的抽油煙機不同，采用泡沫吸附手段去吸附油煙，從而優化油煙的處理效果，油煙從入口進入，發泡器產生泡沫、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。傳統抽油煙機油煙的扇葉、油網容易被油污堵塞，該裝置的結構看出結構不需拆分就可清洗。

3.2 運用泡沫吸附油煙的機理

油煙中的顆粒物質易溶于泡沫形成油污，該油煙處理裝置的運行基礎就是在此，油煙中測出220多種化學物質，其中主要有醛、酮、烴、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、內酯、雜環化合物等，泡沫化學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，內相（氣體）的體積分數一般大于90%。本項目除使用烷基苯磺酸鈉之類的優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

國標規定，市場上普通的抽油煙機在工作時發出的噪音不得超過59分貝，市場上大多數抽油煙機產品可將噪音控制在58分貝，僅略低于國家標準。但是由于抽油煙機的清洗不方便，會使內壁和風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，影響人們的生活環境。該油煙處理裝置為泡沫吸附油煙，所以裝置內部不會存在大量油污，產生噪音的僅為發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機即可，安裝在距離室外較遠距離噪音忽略不計）發泡器將發泡器安裝在室外，對室內噪音影響低，噪音來源僅僅為氣體通過篩板與擋板的聲音。

3.4 節能環保

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一回收處理，區別于以往的抽油煙機，防止對環境的二次污染。

4 應用前景

人民生活水平的日益提高對抽油煙機的環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，其主要評判標準在于是否能夠做到真正的油煙分離，如果油煙分離程度高，機身和內壁污染程度小，則油煙機體自然對清洗要求低。預防比清潔更重要，提高油煙分離率，實現免拆洗，將成為抽煙機技術發展的方向之一。

由于內部結構與以往油煙機不同，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，追求個性。因此外觀時尚，運用新型技術，具有創新特質的油煙處理裝置也是抽油煙機未來發展趨勢之一。

參考文獻：

[1]肖定華.如何選購抽油煙機[J].家庭電子，2001-6（8）.

[2]莫家娉.節能環保型抽油煙機的研究[J].美術教育研究，2012-3（5）.

[3]鐘玲開.抽油煙機使用與保養.[J].家庭電子，2001-6（6）.

[4]田一平.我國住宅廚房抽油煙機的現狀及發展方向[J].中國環保產業，2009-7（5）.

[5]吳潤霓.淺析抽油煙機的性能改進趨勢[J].科技風，2012-8（2）.