利用烹飪火焰和燃燒廢氣餘熱淨化油煙和異味的裝置的製作方法
2023-10-27 10:21:07 1
專利名稱：利用烹飪火焰和燃燒廢氣餘熱淨化油煙和異味的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種淨化廚房油煙和異味的環保裝置。
背景技術：
人類的大多數活動是在室內進行的，室內環境的汙染可導致多種疾病，烹調產生的油煙和刺激性異味氣體是主要的室內環境汙染源之一。當烹調溫度高於130℃時，從食用油脂中開始產生油煙，會對人們的呼吸和循環系統造成損害。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於烹調油煙汙染的環境中。另一方面，烹調時產生的刺激性氣體，如幹炒辣椒時的嗆人異味，也會對人的呼吸系統產生損害。眾所周知，餐飲業排放的油煙和有害物質會造成更嚴重的環境汙染。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淨化是環保領域當務之急的課題之一。
現有的餐飲業油煙淨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-----水循環處理-----排放。
主要問題油煙淨化率不高，異味氣體淨化率更低。所用清潔劑及水中油汙造成嚴重二次汙染。耗水量大，油水分離困難。設備複雜，維護和清洗工作量大，吸附劑和清潔劑更換費用高。廚房內汙染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和牆上，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)、靜電型淨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，以至於買設備免費送滅火器。複雜的高壓靜電系統工作可靠性低，維護困難。僅靠吸附材料吸附異味氣體，淨化率低，易飽和，更換費用高。廚房內汙染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和牆上，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，難以達到環保要求。廚房內汙染嚴重，大量油垢粘附在集煙罩，風管，炊具和牆上，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。
上述各類淨化設備均是獨立於烹飪臺的專門設備。安裝及檢修工作繁重，需專業人員操作。尤其是置於烹飪臺上空數米的巨大集煙罩，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餘熱淨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淨化問題；特別要解決火焰和燃燒廢氣從炒鍋下的鍋圈缺口處冒出、汙染空氣、增加操作區溫度的問題。
本實用新型的技術方案利用烹飪火焰和燃燒廢氣餘熱淨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，燃燒器周圍環繞一個環形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其特徵在於環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，並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，並與排管連通。
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，然後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餘熱。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。後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。這裡所謂的燃燒廢氣是指任何形態(固，液和氣態)的燃料氧化燃燒後形成的氣態混合物，它包括所有氧化反應產物，未參與反應的氧化物和氣態燃燒物以及不參與反應的氣態物質。
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，既汙染空氣，增加了操作區溫度，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，烹調鍋放在灶眼上後，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混合物從反應室排出後，大部分有害物質已得到淨化，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後排放，或者再進一步通過光催化淨化後排放。熱交換器內的熱水可用於烹飪或清洗工作。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)、油煙和異味淨化率高。
由於燃氣燃燒傳熱、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。據初步測試油煙淨化率可達95％以上，如果採用光催化器，則異味氣體淨化率也可達90％以上。
(2)、低成本的烹飪淨化一體設備為不同類型和規模的餐廳提供了極大的選擇自由，既適合於商用廚房，也適合於家庭烹飪使用。
該設備系統省掉了已有淨化設備常用的初濾，精濾，水洗，電離，吸附等步驟，所用部件大為簡化，成本不及常規淨化設備的五分之一，而且還包括烹飪設備在內。對任何規模的餐館，從只有一個灶頭的小麵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的餐廳加裝新淨化器，成本將更低。對非中式餐館，也可選擇適當的淨化器組合。
(3)、改善了室內和室外環境。
可消除來自炒鍋的大部分油煙，使原廚房牆壁和器具上粘附的油汙大為減少，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，由於高度低，也易於清除。從而減輕了繁重的清洗工作。室內和室外的空氣品質明顯提高。由於去掉了常用的過濾流程，各級淨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、維修容易與現有的水霧吸收和靜電處理淨化器相比，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。不需頻繁地清洗淨化器內外部件，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。還可設計為自動監控，保證系統總是工作在最佳點。不採用高壓靜電等複雜而危險的設備，無任何潛在的安全隱患。不採用水作淨化介質，無任何二次汙染。
(5)、節約能源，節省空間充分利用烹飪餘熱來淨化油煙和其它有害物質。且能夠在淨化油煙的同時為用戶提供熱水或開水。烹飪淨化一體化的設計也節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與裝於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可製成環形空心管形式，為保證足夠的反應時間，反應室內氣流行經長度應儘可能大。反應室最好用金屬材料製造，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後再通過管道14進入熱交換器15，換熱降溫後通過管16進入第二熱交換器17。將餘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，最後由排風口18排放到空中。熱交換器15中的熱水可用於烹飪或清洗工作。
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後可先通過光催化器淨化，最後再通過煙囪排放。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淨化，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。其優點是混合較均勻，混合物在反應室內停留時間較長，利於有害物質的淨化。缺點是消耗較多的熱量，使烹飪火力受到一定影響。與圖1中反應室不同在於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，使有害物質的淨化更加充分。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，換熱降溫後通過排管出口16排放。熱交換器15中的熱水可用於烹飪或清洗工作。
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淨化。
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。空心管的方向應使得燃燒廢氣的進入方向與反應室內的氣流方向呈小於或等於90°的夾角，以免反應室內的氣流進入燃燒室，幹擾燃燒。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於熱交換。空心管的排布最好均勻等距。數量視灶頭大小而定。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，幹擾其燃燒。
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並與進入同一反應室的含油煙和異味氣體的氣流相混合。這裡所謂的燃燒廢氣是指任何形態(固，液和氣態)的燃料氧化燃燒後形成的氣態混合物，它包括所有氧化反應產物，未參與反應的氧化物和氣態燃燒物以及不參與反應的氣態物質。
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於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淨化，反應室內溫度一般不得低於100℃，油煙和異味氣體在反應室內的停留時間不得少於0.1秒。
為降低反應所需溫度，反應室內可加合適的催化劑。為吸附殘餘的異味氣體，反應室或氣流通道中可加適當的吸附劑。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後進入熱交換器換熱降溫，然後通過光催化器再次處理後排放，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淨化處理後的全部氣體。
熱交換器用於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，用於烹飪或清洗工作。
權利要求1.一種利用烹飪火焰和燃燒廢氣餘熱淨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，燃燒器周圍環繞一個環形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其特徵在於環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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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，並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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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，並與排管連通。
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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨化油煙和異味的裝置，其特徵在於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餘熱淨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，燃燒器周圍環繞一個環形的反應室，反應室與集煙罩之間由風管連通，其環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，然後進入反應室被氧化或分解，提高了油煙和異味淨化率。本實用新型改善了室內和室外環境，結構簡單，維護容易，安裝方便，節約能源，節省空間，既適合於商用廚房，也適合於家庭烹飪使用。
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 優先權日2003年9月29日
發明者何宗彥 申請人:何宗彥