楊向萍 楊勇
(杭州金魚電器集團(tuán)有限公司 浙江杭州 310012)
氣流倍增式吸油煙機(jī)完全有別于傳統(tǒng)離心式吸油煙機(jī)。我們知道離心式吸油煙機(jī)的核心部件是離心風(fēng)機(jī),而該風(fēng)機(jī)通常稱多葉輪風(fēng)機(jī),其葉輪的葉片數(shù)較多(一般取Z=24~36),且葉片的徑向長度很短:
D1/D2=0.8~0.9 D1—葉輪外徑,D2—葉輪內(nèi)徑
采用等速氣流流道,葉片一般呈圓弧形,圓弧半徑R可以通過計(jì)算得到,如采用出口角為900的葉片:
R=(D21- D22)/4D1×COSβ1
β1—進(jìn)口角
該種離心式吸油煙機(jī)存在效率低、功耗大,吵聲大、全壓低等缺點(diǎn),從國標(biāo)GB 17713—2011《吸油煙機(jī)》的要求:全壓效率為>15%;靜壓>100Pa(風(fēng)量7m3/min時),也可看出其效率低、功耗大的缺點(diǎn)。
圖1中,1—風(fēng)管,2—出風(fēng)口,3—蝸殼出風(fēng)管,4—蝸殼,5—電機(jī),6—多葉風(fēng)輪,7—集油罩,8—接油杯。從圖1中可看出:空氣從下方吸入,直接經(jīng)過葉輪后,在葉輪離心力的作用下再經(jīng)風(fēng)管排出,日久葉輪沾滿油污是必然的。如此造成電機(jī)功耗增加與葉輪的清洗困難。
我們所探討的氣流倍增式吸油煙機(jī)可以有效地提高吸煙效率、降低功耗、噪音。事實(shí)上運(yùn)用氣流倍增原理的相關(guān)產(chǎn)品已用于汽車與航空業(yè),也已運(yùn)用于電風(fēng)扇等送風(fēng)產(chǎn)品上,如無葉風(fēng)扇。
氣流倍增式吸油煙機(jī)是采用氣流倍增式風(fēng)機(jī)的方式,依據(jù)高速氣流具有附壁效應(yīng)的特點(diǎn),即高速氣流能沿著物體表面流動,同時在一定范圍內(nèi)帶動相鄰層面空氣一起流動,空氣流速越快帶動相應(yīng)的鄰層空氣越多,同時高速流動的空氣產(chǎn)生的局部低壓效果會吸入更多的外界空氣。因此該技術(shù)的應(yīng)用可以用較少量的高速氣流,帶動附近10倍以上的空氣一起流動,大大提高了吸油煙機(jī)的吸煙能力,促使油煙空氣盡快地排除,有效提高吸油煙機(jī)的效率。
圖1 離心式吸油煙機(jī)簡圖
圖2 氣流倍增式吸油煙機(jī)簡圖
圖2中所示1~6為軸流式氣流倍增器(集流器、一組葉輪、一組導(dǎo)葉、高速直流電動機(jī)、擴(kuò)散筒、連接套),7為排煙管,8為裝飾外筒,9為油煙腔,10為擴(kuò)流錐,11為恒壓腔上環(huán),12為恒壓腔下環(huán),13為主殼體,14為主殼體下罩板,15、16為上、下油煙過濾網(wǎng)罩,17為接油盤。箭頭方向?yàn)闅饬髁鲃勇窂?。一路空氣由集流器進(jìn)入軸流式氣流倍增器,經(jīng)過氣流倍增器增壓后進(jìn)入恒壓腔,此時空氣靜壓應(yīng)在1200Pa以上。而后高壓氣體從由擴(kuò)流錐、恒壓腔下環(huán)組成的唇形狹縫(狹縫寬度1.5~3.0mm)逸出,在附壁效應(yīng)作用下高速沿?cái)U(kuò)流錐內(nèi)壁向上流動,唇形狹縫出口的空氣流速應(yīng)大于15m/s。
另一路室內(nèi)油煙氣體從下向上經(jīng)第一層過濾網(wǎng)罩(15)進(jìn)入擴(kuò)流錐。在擴(kuò)流錐內(nèi)由于高速空氣流產(chǎn)生的低壓以及空氣的粘滯性帶動了10倍以上于己的油煙氣體迅速經(jīng)第二層過濾網(wǎng)罩、油煙腔進(jìn)入排煙管,最后經(jīng)煙道排出。
由于采用氣流倍增器和恒壓腔的結(jié)構(gòu)方式,使空氣全壓幾倍于離心式風(fēng)機(jī),高壓空氣通過唇形狹縫以高于15m/s流速吹出,所以實(shí)際通過風(fēng)機(jī)的空氣流量大大減少,使得風(fēng)機(jī)實(shí)際所需消耗的電功率在90w以下,因而具有顯著的節(jié)能性。目前市售不論何種形式的吸油煙機(jī),其離心式通風(fēng)機(jī)所消耗的功率大致都在180W~250W之間,所以氣流倍增式吸油煙機(jī)與目前市售吸油煙相比可節(jié)能50%以上。
氣流倍增式吸油煙機(jī)采用氣流倍增器提高空氣靜壓,恒壓腔內(nèi)的空氣保持高壓,高壓空氣從1.5mm~3.0mm唇形狹縫高速沿?cái)U(kuò)流錐內(nèi)壁流出,帶動室內(nèi)油煙空氣直接通過擴(kuò)流錐進(jìn)入排煙管排出。氣流倍增器與恒壓腔直接連通,氣流倍增器與擴(kuò)流錐不直接相連,互為獨(dú)立零件,因而所吸的油煙空氣不直接經(jīng)過氣流倍增器的,保持了葉輪干凈免于油污沾垢,可長期不拆洗。目前市售不論何種形式的吸油煙機(jī)所采用離心式風(fēng)機(jī),其所吸的油煙空氣一般都直接經(jīng)過離心葉輪排出,無法避免油污沾垢離心葉輪。這樣不僅容易增加電機(jī)功耗,且離心葉輪的清洗也較難。
氣流倍增式吸油煙機(jī)由于所吸的油煙空氣不與葉輪接觸,葉輪的制作材質(zhì)也可從鋁合金材料改為工程塑料,從而降低制作成本。
圖2所示的氣流倍增式吸油煙機(jī)所使用的氣流倍增器為軸流式雙排葉輪氣流倍增器,當(dāng)然也可以用離心式葉輪氣流倍增器來產(chǎn)生高壓空氣,但是離心式氣流倍增器的體積較大。
氣流倍增式吸油煙機(jī)恒壓腔內(nèi)的排氣唇形狹縫整體形狀隨恒壓腔室而定為環(huán)形,當(dāng)然也可以為橢圓形、方形等其他幾何形狀。為減少空氣流動阻力與噪音,排氣狹縫唇口應(yīng)形成一定的弧形,特別應(yīng)該注意排氣唇形狹縫的設(shè)計(jì),唇形狹縫的大小關(guān)系到吸油煙機(jī)的風(fēng)量與噪音等性能。
氣流倍增式吸油煙機(jī)采用了氣流倍增器與擴(kuò)流錐分離方法使排氣管中央暢通無阻,可以適用于多種形式的吸油煙機(jī),如:上排式、下排式、側(cè)排式。又由于擴(kuò)流錐與導(dǎo)煙管是直筒形的,所以可設(shè)置雙重油煙過濾網(wǎng)以進(jìn)一步過濾油煙。
國標(biāo)GB 17713—2011《吸油煙機(jī)》的實(shí)施,提高了對吸油煙機(jī)的性能要求,我們冀以對氣流倍增式吸油煙機(jī)的探討能更好地貫徹國標(biāo)的要求,并提出一個完全新型的吸油煙機(jī)供大家研討。