旋转气幕式抽吸油烟装置的制作方法

本发明涉及一种油烟净化处理装置，尤其涉及一种油烟机和灶具协同配合油烟处理装置。

背景技术：

现在油烟机中气幕(风幕)式油烟机越来越多，常见的气幕式油烟机的风幕出口位于集烟腔的前端和两侧。三面风幕和墙体将油烟包围，阻止油烟溢出。在实际操作过程中，由于风幕模块安装在油烟机内，风幕由上向下吹出，这与油烟上升的路径相反，当参数匹配不当或有外界干扰时，便会增加油烟的逃逸。气幕式油烟机可以称为气幕上置方案。

导烟机是一套由下向上吹风的独立装置，可以称为气幕下置方案，其功能是将油烟送至负压区，再由油烟机抽走，起到接力的作用。此方案中，导烟机出口速度三角形需满足合理的条件才能保证效果，而且由于出口射流会在气体边界产生涡流，造成边界部分油烟逃逸。

现有的气幕技术，无论是上置方案还是下置方案，它们在理想状态下(无外界气流扰动)可以引导烟气上升，实现对油烟的抽吸控制。

参考申请号为：200810001715.3的中国发明专利申请公开《旋转风管导烟机》(公开号为cn101196310a)，该申请属于独立的导烟机，主要由旋转风管、风机和弯管接头以及风机座组成。导烟机安装在灶台之上，三面风幕与墙将油烟和热量进行屏蔽，需要人为调整出口角度和喷射速度。

参考专利号为200720131421.3的中国实用新型专利《风幕式导烟燃气灶》(授权公告号为cn201170600y)，该专利是基于折叠式油烟机基础上设计的带有导烟装置的燃气灶，导烟机设置在燃气灶台面下方。燃气灶设有导风腔，燃气灶台面两侧设有出风口，出风口是斜向上。此方案占用体积大，喷射气流呈散射状，并且不适合目前嵌入式厨房应用。

参考申请号为201310598334.9的中国发明专利申请《助吸式环状风幕导烟机》(cn104654400a),该申请将环状风幕的环形出口边上设有导向坡，该导向坡为螺旋翼形状，导向坡设计在12-18°之间。该装置安装在灶台之上，占用体积较大。双灶头风幕同时工作时会产生相互干扰，中间区域可能会形成乱流，增加油烟逃逸。

现有的风幕装置在实际操作中，当烟气量较大或受外界干扰时，例如烹饪者翻炒动作会引起烟气向四周弥散，增加油烟逃逸量。无法实现完全屏蔽的作用，反而有时会造成燃气灶的热效率降低等问题。同时，对于嵌入式设计来说，目前的诸多方案还是存在结构复杂，体积较大的不足。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种烟灶联动的旋转气幕式抽吸油烟装置。

本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种高效聚拢和排烟的旋转气幕式抽吸油烟装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：旋转气幕式抽吸油烟装置，包括灶具及设于灶具上方的吸油烟机，前述灶具的下端形成有进风口，前述吸油烟机的进风口正对下方的灶具的燃烧器或电磁炉，其特征在于所述的燃烧器或电磁炉设于面板上并外周具有导风环，该导风环具有至少两个能向上形成旋流的导风槽，该导风槽位于面板上方形成向上的出风端口，对应每个导风槽设有切向进入导风环的导风管，每个导风管位于面板下方并设有离心风机，该离心风机的进风口与出风口相垂直。

为了达到更好的拢烟和排烟效果，所述吸油烟机的集烟罩内侧设有油烟浓度传感器，所述的灶具上设有联动控制器，该联动控制器的信号输入端与油烟浓度传感器连接，控制输出端与所述的离心风机连接，并且该联动控制器在从油烟浓度传感器接收到的烟气浓度值高于内置在联动控制器中的预设烟气浓度阈值时，能输出信号使所述离心风机进入工作状态。

所述的导风环上设有能开合导风槽出风端口的端盖。气幕工作时打开，不工作时合上，可以保持整洁。

进一步，所述端盖连接有与联动控制器控制连接的驱动机构。

为了形成稳定的龙卷风流场，离心风机的出风口风速与吸油烟机的进风口风速相匹配，所述的离心风机的出风口风速为3m/s～10m/s，所述吸油烟机的进风口风速为4m/s～7m/s。

所述导风管与导风环的连接处内侧面为光滑过渡，所述导风管进入导风环的出风仰角α为20°～60°，所述导风管的出风口外侧面向内偏离切向方向的角度β为3°～10°。

所述导风环出风端口宽度为10mm～50mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：导风管内的离心风机工作后，将风从导风管切向吹入导风环中，经倾斜向上的导风槽后向上吹风，使气体预旋流动，在油烟机入口负压的驱动配合作用下，迅速吸走旋转中心区域的烟气，使得切向气流转速增加，径向收缩，油烟机的吸气作用得到轴向延伸。有利于烟气向中心负压区聚拢，在油烟生成之初便可将其收拢起来，形成龙卷旋流，避免了烟气上升过程中的逃逸，吸油烟机与灶具配合使得拢烟和排烟效果达到最佳。另外，在保证净化效率的基础上，离心风机可以做的很小，使得功率小，噪声低。

附图说明

图1为实施例1结构示意图。

图2为实施例1中灶具放大分解图。

图3为图2中导风环放大图。

图4为图2中导风环俯视图。

图5为实施例1中灶具放大侧视图。

图6为实施例1中龙卷风形成原理图。

图7为实施例1工作状态图。

图8为实施例2中导风环俯视图。

图9为实施例3中导风环俯视图。

图10为实施例4中导风环俯视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，旋转气幕式抽吸油烟装置包括灶具1及设于灶具1上方的吸油烟机100，灶具1的下端形成有进风口，吸油烟机100的进风口正对下方的灶具1的电磁炉12，电磁炉12一侧为燃烧器11，电磁炉12下方设有散热风机14。

结合图3所示，电磁炉12设于面板上并外周具有导风环3，该导风环3具有多个能向上形成旋流的导风槽31，该导风槽31位于面板上方形成向上的出风端口，对应每个导风槽31设有切向进入导风环3的导风管4，每个导风管4位于面板下方并设有离心风机5，离心风机5的空气从下壳体15的进气孔16进入。

该离心风机5的进风口与出风口相垂直。本实施例中导风管为四个，对应的，离心风机也为四个。

吸油烟机100的集烟罩内侧设有油烟浓度传感器101，灶具1上设有联动控制器19，该联动控制器19内预设有烟气浓度阈值，该联动控制器19的信号输入端与油烟浓度传感器101连接，控制输出端与的离心风机5连接，联动控制器19在从油烟浓度传感器101接收到的烟气浓度值高于内置在联动控制器19中的预设烟气浓度阈值时，能输出信号使所述离心风机5进入工作状态。

导风环3上设有能开合导风槽31出风端口的端盖17。端盖17设计成手动打开，也可以设计成与联动控制器19连接的，实现自动控制，这时端盖17连接有与联动控制器19控制连接的驱动机构(图中无显示)。气幕开始工作时，端盖17就会自动打开。

离心风机5的出风口风速为3m/s～10m/s，吸油烟机100的进风口的风速为4m/s～7m/s。

结合图4和图5所示，导风管4与导风环3的连接处内侧面为光滑过渡，导风管4进入导风环3的出风仰角α为20°～60°，导风管4的出风口41外侧面向内偏离切向方向的角度β为3°～10°，即偏离导风槽31的侧壁311的角度。导风环3出风端口宽度为10mm～50mm。

结合图6所示，工作原理：导风槽促使形成切向风，使中央控制区102的气流以一定角速度旋转，形成龙卷风，当龙卷风稳定存在时，中心低压区在龙卷风底部，又因为存在径向梯度压强差，将油烟或其他气体卷入龙卷风底部，形成龙卷风旋转气流层的组成部分。同样也会使龙卷风底部的旋转气流层密度增大，使之相对于上层压强增大，从而使得龙卷风产生轴向上运动的作用。由于旋转气幕产生的水平旋转速度与该气流的向上运动的速度相叠加，形成稳定且具有一定抗干扰能力的龙卷风，并使油烟螺旋上升。

使用方法：使用电磁炉进行烹饪时，打开吸油烟机，开启联动控制器19和端盖，当吸油烟机的油烟浓度传感器检测到瞬时油烟浓度大于阈值时，自动开启气幕的离心风机并持续工作，离心风机将气体送入导风管，导风管内的气体经过导风环预旋，与吸油烟机的上升气流耦合，以一定角速度旋转，形成稳定的龙卷风，油烟迅速被吸走。使用者在烹饪过程中，常规操作不会对龙卷风产生较大的影响。

结合图7所示，当同时使用电磁炉和燃气炉烹饪时，气幕功能的工作模式与上述相同。使用燃气炉烹饪产生的油烟在龙卷风的卷吸作用下，迅速向中心区域靠拢后螺旋上升，加强了对油烟的捕获能力，提高油烟机的净化效率。

实施例2，如图8所示，本实施例中导风管为2个，其他结构参考实施例1。

实施例3，如图9所示，本实施例中导风管为6个，其他结构参考实施例1。

实施例4，如图10所示，本实施例中导风管为3个，其他结构参考实施例1。

实验1如下：

实验1展示了2个出风端口个数的条件下，不同导流风道仰角a对龙卷风流场形成的影响。离心风机5出风口的风速v_in＝4.5m/s，吸油烟机100的进风口风速v_out＝6.5m/s。对比可见，model-3出风仰角a＝30°时，气流从风幕出口吹出后，与抽吸流场耦合，螺旋向上进入油烟机抽风口，得到较好的流场效果。而model-2出风仰角a＝40°时，螺旋向上的旋转速度分量明显变弱，且部分烟雾被离心力甩出后逃逸。当出风仰角a继续增加至50°，螺旋向上的速度分量变得更弱。显然，风道仰角增大，吹风气流轴向速度增大，切向速度减小，不利于龙卷旋流的形成，对比分析得到出风仰角a＝30°可以得到比较满意的结果。

为了加强切向速度和提高流场的均匀性，将出风端口个数增加至4个。通过正交实验，研究在此条件下不同出风仰角a和离心风机5出风口的风速v_in对流场的影响。实验2情况如下：

实验2给出了不同出风仰角a和离心风机5出风口的风速v_in的实验对比。其中model-4效果较差，model-6效果较好。通过本组对照实验可以得出，增加出风口个数后，旋转气幕的流场均匀性和稳定性都有所提升。当风幕出口为4个时，出风仰角a增大时，风幕出口风速可适当减小，亦可以得到稳定的龙卷风流场，即model-6，出风仰角a＝45°，离心风机5出风口的风速v_in＝3.5m/s时，效果更好。

为了缩小尺寸和进一步稳定性能，将出风端口个数增加至6个。缩小出风端口d尺寸和导风环出风端口宽度、优化β、匹配离心风机出风口的风速和出风仰角。

实验3情况如下：

通过优化实验对比，考虑到灶具空间结构的限制和流场的均匀性和稳定性，选定出风端口个数为6个。在此条件下，优选出风仰角为45°时，离心风机出风口的风速优选值为3.5m/s。由于灶具的尺寸限制，优选导风环出风端口宽度为30mm。因出风端口个数的增加，直接导致旋转气幕流场的角动量增加，烟雾受到的离心力增大，存在被甩出的可能。因此，在此参数条件下，优选β＝7°，出风端口d＝25mm。根据单灶头和双灶头的实验模拟情况，可以看出：旋转气幕与油烟机的抽吸速度耦合形成龙卷风，当双灶头同时烹饪时，另外一侧的烟雾也会向龙卷风靠拢，最终被油烟机抽走。