一种新型碳汇式厨房系统的制作方法

本实用新型涉及一种厨房系统，尤其涉及的是一种新型碳汇式厨房系统。

背景技术：

目前在城市大气污染源中，厨房油烟污染已经同工业污染源及汽车尾气污染一并成为最主要的污染源，食用油在烹饪温度达到170℃时开始分解，形成了直径为10^-3cm以上的小油滴，当加热到270℃以上时，其中的主要成分开始汽化，形成了直径为10^-7～10^-3cm的微油滴，食用油和食物在高温条件下，食用油及食物本身所含脂质发生热氧化分解，生成多种有害化学成分，另外，co2是最主要的温室气体，大气中co2含量的增加被认为是气候变暖的一个主要原因，传统厨房的燃气多采用天然气(主要成分为甲烷)或煤气(主要成分为co)等化石燃料，燃烧会产生大量的co2，据相关资料表明，1m³天然气燃烧产生约1.964kgco2，且城市居民每户每餐约排放160cm³co2，因此减少co2的排放是十分紧迫的，而这一问题正引起各领域的广泛关注。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种新型碳汇式厨房系统，以期改善co2导致的环境污染及能源浪费问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种新型碳汇式厨房系统，包括灶台和位于灶台上方的油烟机，所述油烟机包括壳体，所述壳体上设有进风口，所述壳体顶端设有排气管，所述壳体内设空腔，所述壳体的空腔内设有蜂巢电极栅、二氧化碳选择分离柱、二氧化碳光催化反应装置、第一风机、第二风机、第一控制阀、第二控制阀；

所述蜂巢电极栅内设放电腔，所述放电腔顶部设有向下延伸的放电针尖，所述蜂巢电极栅的底部和顶部分别设有与放电腔相连通的第一管路和第二管路，所述第一管路与壳体上的进风口相连通；

所述二氧化碳选择分离柱内设分离腔，所述分离腔被一个竖向的二氧化碳选择通过膜分隔为左分隔腔和右分隔腔，所述左分隔腔左端与第二管路相连接，所述左分隔腔顶端通过第三管路连接至所述排气管，所述第三管路内在靠近左分隔腔的一端设有二氧化碳选择截留膜，所述第三管路内在靠近排气管的一端设有第一风机，所述第三管路上设有控制第三管路通断的第一控制阀；所述右分隔腔通过第四管路与二氧化碳光催化反应装置的进气端相连；

所述二氧化碳光催化反应装置的出气端外连接第五管路，所述第五管路出口端与室内连通，所述第五管路的出口端处设有第二风机，所述第五管路上设有控制第五管路通断的第二控制阀，所述二氧化碳光催化反应装置的底部开有回收口，所述回收口通过第六管路连接到下方的燃料存储槽。

进一步的，所述二氧化碳光催化反应装置内设光催化腔，所述光催化腔内设有半导体催化剂，所述光催化腔的顶壁和底壁上均设置有紫外光灯。

进一步的，所述燃料存储槽底部通过一个回收管路与灶台的燃烧器相连接。

进一步的，所述第三管路上还设有用于检测二氧化氮气体浓度的第一气体传感器、以及用于检测二氧化硫浓度的第二气体传感器。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本实用新型提供的一种新型碳汇式厨房系统，首先通过蜂巢电极栅将油烟微粒电解形成混合气体，之后混合气体通过二氧化碳选择分离柱对二氧化碳进行分离，分离后的杂质气体排入大气中，分离后的二氧化碳再经过二氧化碳光催化反应装置对其进行降解，二氧化碳被催化为液态燃料进入灶台重复利用，解决了现有的碳汇式厨房系统由于不能改善co2导致的环境污染及能源浪费的问题，有效改善了co2导致的环境污染及能源浪费问题，提高了该系统的实用性，方便了使用者的使用，值得推广。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型油烟机部分的立体图。

图3是本实用新型油烟机的空腔内部部件的结构示意图。

图4是本实用新型的蜂巢电极栅的部分剖视图。

图5是本实用新型的二氧化碳选择分离柱的结构示意图。

图6是本实用新型的二氧化碳光催化反应装置的剖视图。

图7是本实用新型的单片机的电路图。

图8是本实用新型的第一风机控制电路图。

图9是本实用新型的第二风机控制电路图。

图10是本实用新型的第一控制阀控制电路图。

图11是本实用新型的第二控制阀控制电路图。

图12是本实用新型的ad芯片的电路图。

图13是本实用新型的二氧化硫采集电路图。

图14是本实用新型的二氧化氮采集电路图。

图中标号：1灶台，2油烟机，21壳体，22进风口，23空腔，3排气管，4蜂巢电极栅，41放电腔，42放电针尖，43刮板，44收集槽，5二氧化碳选择分离柱，51二氧化碳选择通过膜,52左分隔腔,53右分隔腔，54二氧化碳选择截留膜，6二氧化碳光催化反应装置，61光催化腔，62半导体催化剂，63紫外光灯，7第一风机，8第二风机，9第一控制阀，10第二控制阀，11第一管路,12第二管路，13第三管路，14第四管路，15第五管路，16第六管路，17回收管路，18燃料存储槽。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图6，本实施例公开了一种新型碳汇式厨房系统，包括灶台1和位于灶台1上方的油烟机2，油烟机2包括壳体21，壳体21上设有进风口22，壳体21顶端设有排气管3，壳体21内设空腔23，壳体21的空腔23内设有蜂巢电极栅4、二氧化碳选择分离柱5、二氧化碳光催化反应装置6、第一风机7、第二风机8、第一控制阀9、第二控制阀10。

该蜂巢电极栅4内设放电腔41，放电腔41顶部设有向下延伸的放电针尖42，放电腔41侧壁上段设有刮板43，放电腔41底部设有收集槽44，蜂巢电极栅4的底部和顶部分别设有与放电腔41相连通的第一管路11和第二管路12，第一管路11与壳体21上的进风口22相连通。该放电腔41内从下往上可分为针尖放电区、等子场区和沉积区，等离子场利用其高能量所激发的大量活性自由基对油烟微粒进行降解，使其黏度下降。在等离子产生过程中，通过放电针尖42高频放电产生的瞬时高能量，能将其分解为co2等分子。该蜂巢电极栅4为现有部件，其具体结构及详细的工作原理可参考以下文献：郭伟洪，刘济平，厨房油烟分解、碳化技术的应用，《广州环境科学》，2006,21(3)：22-24。

二氧化碳选择分离柱5内设分离腔，分离腔被一个竖向的二氧化碳选择通过膜51分隔为左分隔腔52和右分隔腔53，左分隔腔52左端与第二管路12相连接，左分隔腔52顶端通过第三管路13连接至排气管3，第三管路13内在靠近左分隔腔52的一端设有二氧化碳选择截留膜54，第三管路13内在靠近排气管3的一端设有第一风机7，第三管路13上设有控制第三管路13通断的第一控制阀9，第三管路13上还设有用于检测二氧化氮气体浓度的第一气体传感器、以及用于检测二氧化硫浓度的第二气体传感器；右分隔腔53通过第四管路14与二氧化碳光催化反应装置6的进气端相连。

其中，二氧化碳选择通过膜51只允许二氧化碳通过，其他气体不能通过；而二氧化碳选择截留膜54不允许二氧化碳通过。二氧化碳选择通过膜51和二氧化碳选择截留膜54为现有技术，具体可参考以下文献：陈曦，王耀，江雷，co2选择性透过膜材料的制备，《高等学校化学学报》，34(2)：249-268。

二氧化碳光催化反应装置6内设光催化腔61，光催化腔61内设有半导体催化剂62，光催化腔61的顶壁和底壁上均设置有紫外光灯63。二氧化碳光催化反应装置6的出气端外连接第五管路15，第五管路15出口端与室内连通，第五管路15的出口端处设有第二风机8，第五管路15上设有控制第五管路15通断的第二控制阀10，二氧化碳光催化反应装置6的底部开有回收口，回收口通过第六管路16连接到下方的燃料存储槽18，燃料存储槽18底部通过一个回收管路17与灶台1的燃烧器相连接。

参见图7至图14，第一风机7、第二风机8、第一控制阀9、第二控制阀10、第一气体传感器、第二气体传感器均与控制器电连接，其具体的电路连接关系见电路图，其控制器采用单片机进行控制，单片机型号为stc89c52rc。整个电路控制系统包括单片机、ad芯片、第一风机7控制电路、第二风机8控制电路、第一控制阀9控制电路、第二控制阀10控制电路、二氧化硫采集电路、二氧化氮采集电路。其中，第一风机7控制电路、第二风机8控制电路、第一控制阀9控制电路、第二控制阀10控制电路分别接入单片机stc89c52rc对应的端口上，二氧化硫采集电路、二氧化氮采集电路分别接入芯片adc0809对应的端口上，再将芯片adc0809与单片机stc89c52rc上对应的引脚相连接。

工作时，第一气体传感器、第二气体传感器将采集到的二氧化氮浓度和二氧化硫浓度信息传递给控制器，控制器据此来控制两个风机和两个控制阀的开关，当二氧化氮浓度和二氧化硫浓度达到设定的限值时，由控制器控制第一控制阀9和第一风机7打开，同时控制第二控制阀10和第二风机8关闭；否则，由控制器控制第二控制阀10和第二风机8打开，同时控制第一控制阀9和第一风机7关闭。

工作时，在第二风机8或第二风机8的作用下，油烟从壳体21的进风口22进入到蜂巢电极栅4的放电腔41内，油烟首先经过针尖放电区，其针尖放电作用产生高温使上述油烟汽化后进入等离子场区，经过高压电离后降解为co2，该油烟中可能存在部分油烟未被降解，未被降解的油烟随重力作用及刮板43运动进入放电腔41底部的收集槽44内，再重新汽化，循环反应直至完全降解。经过蜂巢电极栅4降解后的混合气体进入到二氧化碳选择分离柱5的左分离腔内。

当二氧化氮浓度和二氧化硫浓度未达到设定的限值时，第二风机8和第二控制阀10处于打开状态、第一控制阀9和第一风机7处于关闭状态，混合气体中的二氧化碳透过二氧化碳选择通过膜51后进入右分隔腔53，并被吸入下游的二氧化碳光催化反应装置6的光催化腔61内，二氧化碳光催化反应装置6可选用锐钛矿作为催化剂，以300w紫外光灯63作为光源，co2气体进入上述反应器后存在两个途径：其一是直接被催化为液态燃料进入下方的燃料存储槽18，最终通过回收管路17到达下方的灶台1回收使用；其二是未被催化反应的co2气体进入第五管路15排入室内，然后再被吸入油烟机2进行循环。

当二氧化氮浓度和二氧化硫浓度达到设定的限值时，控制第一控制阀9和第一风机7打开、第二风机8和第二控制阀10关闭，二氧化碳选择截留膜54截留住混合气体中co2气体，除了co2的其他气体透过二氧化碳选择截留膜54被吸入第三管路13，之后再经过排气管3排入大气。

当整个厨房系统处于关闭状态时，控制第一风机7和第二风机8均关闭，第一控制阀9打开，第二控制阀10关闭。

通过本厨房系统可得到纯度较高的二氧化碳气体，大幅度提高降解效率，解决了现有的碳汇式厨房系统由于不能改善二氧化碳导致的环境污染及能源浪费的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。