基于泡沫吸附的家用油烟处理装置
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摘 要：本装置通过泡沫吸附的方式解决了现有油烟处理设备对家庭油烟中颗粒的处理效率低、耗电量大等缺点，采用新型的筛板结构使油烟与泡沫充分接触，并在泡沫中添加合适的表面活性剂来更具有针对性的处理油烟，利用油烟浓度测量仪对设备内的油烟进行实时监控，自动感应器及时增减泡沫的注入量，大大提高了本装置对油烟的处理能力。
关键词：泡沫吸附;新型的筛板结构;实时监控
1 研制背景
WHO的研究报告显示，2012年全球因厨房空气污染导致死亡的430万人中，患中风的占到了34%，慢性阻塞性肺疾病和缺血性心脏病分别是22%和26%，而死于肺癌的约占6%。[5]
英国著名医学杂志《柳叶刀》上一项关于疾病风险评估的研究项目中，已将厨房空气污染（烟雾）列为高血压、吸烟和酗酒之后最大的健康隐患。每年因持续吸入厨房用火所产生的烟雾而死亡的人数，比疟疾、结核病和艾滋病的致死总数还要多。[4]
美国的《国家癌症学会杂志》上关于中国农民的研究，同样印证了厨房空气污染对人健康的影响。参加研究的中国和美国科学家在云南省调查了两万多名农民发现，家中炉灶没有通风设备的农民患肺癌的概率，大约是那些在家中增建了烟囱或通风设备的农民的两倍。研究人员表示，在导致肺癌的程度上，使用没有通风设备的炉灶与吸烟差不多。[3]
中国人的膳食结构与西方人不同，所以厨房中从厨具的品种、样式到布置，都与西方国家有很大的不同。中国是一个讲究美食的国度，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式厨房中的油烟很大，容易使厨房环境变得油腻而不好清洗，所以抽油烟机就成了改变厨房环境的一个必备的机器。它改变了厨房的环境，减少油烟对厨房环境和人体健康造成的伤害。[2]
中国第一台抽油烟机是中华人民共和国商务部在德国慕尼黑商品博览会上引进，当时引进的是技术和产品的外观。但没有结合中国人的自己的烹饪方式生产。外国家庭烹饪主要强调保持蔬菜的营养和原汁原味，基本采用蒸煮煎炸烹饪技巧不会产生多大的油烟。而中国人强调的猛火爆炒会产生大量的油烟。抽烟烟机是利用热气上升的原理设计。通过油网过滤但不达到100%过滤油烟。[1]
不论是西式还是中式的现代烹饪，家庭日常烹饪中食用油和食物在高温条件下，产生的大量热氧化分解产物，即为油烟，油烟是一种室内空气污染物，高温油烟产生的有毒烟雾，能损伤呼吸系统，从而诱发肺癌。
目前的家庭油烟处理装置分为老式浅深吸式、多层油网过滤、侧吸式等，这些油烟处理装置一定程度上减少了室内油烟的污染，但仍然存在诸多问题。例如对油烟的吸附性不高，产品耗能较大，对吸油烟装置的清洗较复杂，对环境产生二次污染等。处理过后的油烟仍然危害着人们的健康因此，开发一种新型油烟吸附装置成为目前该领域亟待解决的问题。
2 基于泡沫吸附的家用油烟处理装置
为了改善油烟处理装置的吸附油烟的效果，设计基于泡沫吸附的油烟处理装置。该装置采用新型的筛板结构，筛板内部有泡沫流动，该结构由上下板面构成，上下板面上结构相同。便于气体的流通和内部泡沫的正常流动，新型的油烟处理结构，解决了原有油烟分离效果差;利用泡沫与油滴互溶，从而达到了空气的净化（区别与市场上抽油烟机结构），对于吸附油烟过程和废液的集中处理体现装置的环保性，利用泡沫对油烟的吸附一方面流动的泡沫可以保证吸附效率，一方面可以减少对电能的消耗，废液的集中处理可以减少对环境的污染。
2.1 设计思路
本产品有效解决了现有家庭油烟处理装置在环保性、运行维修、耗能存在的普遍问题，克服了油污难以回收、传统油网结构清洁难、耗能大等缺点，实现了一种节能环保、结构易清洗维护、耗能低的油烟处理装置。其显著进步：（1）新的油烟过滤吸附结构，筛板上板面和下板面上都有许多筛板气孔，气孔相连形成气壁孔，油烟由下向上经过篩板气流孔，油烟从油烟入口进入油烟处理装置，经过挡板后，油烟经过筛板的气孔壁，泡沫从气孔壁上气孔溢出，与油烟充分接触，油烟中高分子物质被泡沫吸附，高分子物质溶于泡沫，质量增加，变成废液从筛板下板面的气孔流下，处理后的气体通过筛板上部的气孔继续上升。（2）有废液收集装置，对废液油污统一收集处理，大大提高环保功能。（3）水装置可直接对内部清洗，防止油污对抓装置内部的损坏。
2.2 结构设计
本装置克服现有技术不足之处，提供一种基于泡沫吸附的家用油烟处理装置。
本装置是通过以下技术方案实施的：
一种泡沫吸附装置，是由发泡器、泡沫分配装置、泡沫自动添加装置、供水装置、筛板、挡板、油烟入口、气体出口、废液回收装置、旋转电机组成。
所述的发泡器与泡沫分配装置连接用于提供等量的泡沫;
所述泡沫分配装置一端与发泡器连接，在泡沫输送管道上安装调节阀，另一端连接泡沫自动添加装置，将从发泡器送来的泡沫分配至各个泡沫自动添加装置;
所述供水装置与泡沫分配装置连接，在清洗装置时候，发泡器关闭，泡沫分配装置可充当供水分配装置，对装置进行清洗;
所述泡沫自动添加装置安装在泡沫洗气装置的侧面，一端连接泡沫分配装置，一端连接供水装置，另一端连接泡沫洗气装置内部的筛板，泡沫自动添加装置由自动感应器和油烟浓度测量仪构成，油烟浓度测量仪安装在筛板上部，用来测量筛板上部的油烟浓度，根据测得的油烟浓度自动感应器会自动增加或减少泡沫的注入量;
所述筛板位于挡板上部，筛板上板面和下板面上都有许多筛板气孔，气孔壁由气孔相连而成，气孔壁上布有气孔;
所述挡板位于筛板下部，可让气体均匀通过;
所述的油烟入口位于装置左下方，可由开调节阀调气体;
所述的气体出口位于装置上方;
所述废液回收装置与泡沫吸附油烟装置的底部连接，废液从底部流出，进入废液回收器，用于废液的回收和后期处理; 所述的旋转电机位于装置上方，打开调节阀，运转后，油烟入口吸入气体，气体出口排出气体。
所述的筛板至少要有三个。
工作原理：
本实装置利用泡沫对油烟进行吸附处理，采用新型的筛板结构可以有效的增强对油烟中的高分子物质吸收，并且减少了家庭上处理油烟所用的耗电量，同时在泡沫中添加合适的表面活性剂来提高对油烟中的高分子物质的吸收，利用油烟浓度测量仪对设备内的气体进行实时监控，自动感应器及时增减泡沫的注入量，提高了油烟的处理效率。
与现有技术相比，本装置利的优点是：
本装置通过泡沫吸附的方式解决了现有油烟处理设备对家庭油烟中颗粒的处理效率低、耗电量大等缺点，采用新型的筛板结构使油烟与泡沫充分接触，并在泡沫中添加合适的表面活性剂来更具有针对性的处理油烟，利用油烟浓度测量仪对设备内的油烟进行实时监控，自动感应器及时增减泡沫的注入量，大大提高了本装置对油烟的处理能力。
2.3 具体实施方式
为使本装置的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图与具体实施方式对本装置作进一步详细描述：
一种泡沫吸附装置，是由发泡器、泡沫分配装置、三个泡沫自动添加装置、供水装置、三个筛板、挡板、油烟入口、气体出口、废液回收装置、旋转电机组成，
所述发泡器连接泡沫分配装置，用于产生泡沫，将泡沫输送到泡沫分配装置中;所述泡沫分配装置一端与发泡器连接，在泡沫输送管道上安装调节阀，另一端连接泡沫自动添加装置，将从发泡器送来的泡沫分配至各个泡沫自动添加装置;所述泡沫自动添加装置安装在泡沫洗气装置的侧面，一端连接泡沫分配装置，另一端连接泡沫洗气装置内部的筛板，泡沫自动添加装置由自动感应器和油烟浓度测量仪构成，油烟浓度测量仪安装在筛板上部，用来测量筛板上部的油烟浓度，根据测得的油烟浓度自动感应器会自动增加或减少泡沫的注入量;所述挡板位于筛板下板面下部，以便气体均匀通过流过。
所述筛板上板面位于挡板下部，筛板上板面与筛板下板面结构相同，上面布有许多筛板气孔，气孔壁由气孔相连而成，气孔壁上布有气孔，油烟由下向上经过气孔壁，泡沫通过气孔壁上气孔溢出，与油烟接触进行吸附，泡沫吸附后，质量增加，流入装置底部，沿装置右侧流入废液回收装置;所述供水装置位于左侧，与泡沫分配装置相连，关闭调节阀后，在旋转电机停止使用一定时段，自动关闭调节阀，调节阀开启，供水装置启动对装置进行清洗。
所述气体进出口包括油烟入口和气体出口，油烟入口位于泡沫洗气装置的左下底部，与安装有调节阀的进气管道连接，气体出口位于泡沫洗气装置的最上方;所述废液回收装置与泡沫吸附装置的底部连接，废液从底部以及从侧面的废液出口流出，进入废液回收装置，用于废液的回收和后处理。
油烟从油烟入口进入油烟处理装置，经过挡板后，油烟经过筛板的气孔壁，泡沫从气孔壁上气孔溢出，与油烟充分接触，油烟中高分子物质被泡沫吸附，高分子物质溶于泡沫，质量增加，变成废液从筛板下板面的气孔流下，处理后的气体通过筛板上部的气孔继续上升，筛板和挡板之间的油烟浓度測量仪测得处理后气体的油烟浓度，如果所测得浓度高于设定值，自动感应器会增加泡沫的注入量。
3 创新特点
3.1 区别于传统抽油烟机结构，构建一个新的油烟处理装置结构
已经介绍了传统的抽油烟机结构，本项目与之前传统的抽油烟机不同，采用泡沫吸附手段去吸附油烟，从而优化油烟的处理效果，油烟从入口进入，发泡器产生泡沫、泡沫分配装置对泡沫进行分配、供水装置可借用泡沫分配装置对装置定期清洗、新型筛板使得泡沫与油烟充分接触、使得气体均匀入筛板、净化后的气体从出气口流出。传统抽油烟机油烟的扇叶、油网容易被油污堵塞，该装置的结构看出结构不需拆分就可清洗。
3.2 运用泡沫吸附油烟的机理
油烟中的颗粒物质易溶于泡沫形成油污，该油烟处理装置的运行基础就是在此，油烟中测出220多种化学物质，其中主要有醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯、杂环化合物等，泡沫化学概念是彼此被液膜隔开的气泡的聚集物，是气体在液体中的分散体系，内相（气体）的体积分数一般大于90%。本项目除使用烷基苯磺酸钠之类的优良表面活性剂作为基本组分制作泡沫外，还配用其他表面活性剂和各种不同的助剂和辅助剂。使得油烟中的化合物易溶于油烟。
3.3 低噪音
国标规定，市场上普通的抽油烟机在工作时发出的噪音不得超过59分贝，市场上大多数抽油烟机产品可将噪音控制在58分贝，仅略低于国家标准。但是由于抽油烟机的清洗不方便，会使内壁和风机叶轮上分布大量的油污，造成其工作时的机械不平衡，不仅影响其使用寿命，而且噪音大，影响人们的生活环境。该油烟处理装置为泡沫吸附油烟，所以装置内部不会存在大量油污，产生噪音的仅为发泡器与气体通过筛板和挡板的声音（气体出口连接市场上普遍存在的抽风机即可，安装在距离室外较远距离噪音忽略不计）发泡器将发泡器安装在室外，对室内噪音影响低，噪音来源仅仅为气体通过筛板与挡板的声音。
3.4 节能环保
该油烟处理装置由于泡沫吸附油烟，所以不需要太大的工作功率，利用物质相似相溶性可以保证工作效率，由于功率小，所以耗能低，并且废液收集装置对废液统一回收处理，区别于以往的抽油烟机，防止对环境的二次污染。
4 应用前景
人民生活水平的日益提高对抽油烟机的环保性和易清洗有了更高的要求，油烟处理装置是否真正做到免拆洗，其主要评判标准在于是否能够做到真正的油烟分离，如果油烟分离程度高，机身和内壁污染程度小，则油烟机体自然对清洗要求低。预防比清洁更重要，提高油烟分离率，实现免拆洗，将成为抽烟机技术发展的方向之一。
由于内部结构与以往油烟机不同，所以不会限制外观的变化，随着人们居住水平的提高，开放式厨房的普及，倍受年轻人喜爱的个性化抽油烟机产品，日益成为影响人们选择的一个重要因素。人们在选购抽油烟机时，注重性能、也同样注重其外观的时尚性。中国目前适合婚龄的80与90后，消费观念前卫，追求个性。因此外观时尚，运用新型技术，具有创新特质的油烟处理装置也是抽油烟机未来发展趋势之一。
参考文献：
[1]肖定华.如何选购抽油烟机[J].家庭电子，2001-6（8）.
[2]莫家娉.节能环保型抽油烟机的研究[J].美术教育研究，2012-3（5）.
[3]钟玲开.抽油烟机使用与保养.[J].家庭电子，2001-6（6）.
[4]田一平.我国住宅厨房抽油烟机的现状及发展方向[J].中国环保产业，2009-7（5）.
[5]吴润霓.浅析抽油烟机的性能改进趋势[J].科技风，2012-8（2）.
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