CN101513586B - 去除油烟雾及其异味的反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抽油烟机技术领域，特别涉及一种低温等离子体去除油烟雾及其异味的反应器，所述反应器包括一放电管，所述放电管内设置有沿放电管长度方向延伸的长电极，所述长电极与交流电源连接，所述交流电源的频率大于20kHz，所述放电管外设置有包围放电管的阴极；所述放电管的两端分别设置有与放电管内腔连通的烟气进口和烟气出口；本发明在放电过程中产生大量的高能电子，高能电子与气体分子碰撞的过程中，会发生电离、分解和激发反应，形成高度活性的活性粒子，这些高能电子和活性粒子直接或间接地参与等离子体化学反应，从而使得油烟中的有机物降解，基本可降解油烟雾中的挥发性有机物质，从而去除油烟雾及其味道。

Description

去除油烟雾及其异味的反应器

技术领域

本发明涉及抽油烟机技术领域，特别涉及一种低温等离子体去除油烟雾及其异味的反应器。

背景技术

在烹调过程中，食用油和食品在高温条件下，发生一系列复杂变化，产生大量的热氧化分解产物，以油烟雾形式散发到空气，包含脂肪烃类、环芳烃、烃、醛、酮、醇等有机物质。这些有机物质不仅散发刺激性异味，对人体健康也有很大危害。近年来的研究表明，烹调油烟雾对机体具有遗传毒性、免疫毒性、肺脏毒性以及潜在致癌致突变性，对呼吸道有强烈刺激作用。此外，烹调油烟雾的致突变性有随温度升高而增强的趋势。特别在具有高温烹调传统习惯的地区，油烟雾污染甚为严重。

现有的电晕去除油烟雾的反应器，利用电晕使气体电离，进而使油烟颗粒荷电后，在电场力作用下被收集装置收集起来，如公开号为CN 2681825Y的中国实用新型专利申请说明书公开的一种电沉积式油烟机的高压脉冲发生器电极结构，又如公开号为CN1879973A的中国发明专利申请公开说明书公开的一种电晕水膜油烟净化方法及装置，它包括中间插有电晕极丝的收尘极板管，收尘极板管连接正极，电晕极丝连接负极，水沿电晕极丝流入收尘极板管内，水在电场的作用下形成带负电的雾化液态微粒，通过电场和液态微粒对油烟微粒进行荷电捕捉后收集在收尘极板管表面，形成水膜，带有污物的水膜在重力的作用下将污物带离收尘极板管。但是这些现有技术中的装置均采用物理方法，没有改变油烟组分，所以油烟雾的异味依然存在，同时现有的反应装置容易被污物附着，需经常进行清洗，影响工作效率和成本。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种去除油烟雾及其异味的反应器，能使油烟雾中的有机物质降解，去除油烟雾及其异味。

本发明的目的是这样实现的，去除油烟雾及其异味的反应器，包括一放电管，所述放电管内设置有沿放电管长度方向延伸的长电极，所述长电极用于与频率大于20kHz的交流电源连接，所述放电管外设置有包围放电管的阴极；所述放电管的两端分别设置有与放电管内腔连通的烟气进口和烟气出口。

进一步，所述阴极为包裹放电管的金属网；

进一步，所述放电管的材质为玻璃、聚四氟乙烯或氧化铝；

进一步，所述交流电源采用高频交流电源或双极性脉冲电源；

进一步，所述长电极为带芒刺的电极棒；

进一步，所述电极棒上间隔设置长芒刺和短芒刺；

进一步，所述电极棒与放电管同轴，所述长芒刺的长度大于等于1/2L且小于L，所述短芒刺的长度大于1/3L且小于1/2L，所述L为电极棒表面与放电管内壁沿径向的距离；

进一步，相邻长芒刺和短芒刺的间距与长芒刺长度的比为3.3∶1，所述交流电源的电压为3.7kV，频率为25kHz。

本发明的去除油烟雾及其异味的反应器，采用电晕放电与介质阻挡放电相结合的放电形式，放电过程中产生大量的高能电子，高能电子与气体分子碰撞的过程中，会发生电离、分解和激发反应，形成高度活性的活性粒子，这些高能电子和活性粒子直接或间接地参与等离子体化学反应，从而使得油烟中的有机物降解，基本可降解油烟雾中的挥发性有机物质，从而去除油烟雾及其味道，从而达到比现有技术中的去除油烟雾反应器更好的效果：显著提高油烟雾的净化效率、大大降低清洗反应器的频率，明显地去除油烟雾的异味。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1示出了去除油烟雾及其异味的反应器优选实施例的结构示意图；

图2示出了优选实施例中放电管、阴极与阳极的结构示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

参见图1、图2，本实施例的去除油烟雾及其异味的反应器，包括一放电管1，所述放电管1内设置有沿放电管长度方向延伸的长电极2，所述长电极2通过绝缘端盖4与放电管1同轴设置，所述长电极2包括电极棒23及电极棒23上间隔设置的长芒刺21和短芒刺22，所述长芒刺21的长度大于等于1/2L且小于L，所述短芒刺21的长度大于1/3L且小于1/2L，所述L为电极棒23表面与放电管1内壁沿径向的距离；所述放电管1的外边面覆盖有金属网3；所述放电管1的两端分别设置有与放电管1内腔连通的烟气进口5和烟气出口6。

所述放电管1的材质可采用石英玻璃、聚四氟乙烯或氧化铝等具有高强度、高密度、高绝缘度、高介电常数、高均匀度的电介质。

所述长电极2作为阳极，与高频交流电源或双极性脉冲电源电连接，所述工频电源或双极性脉冲电源电连接的频率应大于20kHz；所述金属网3接地，作为阴极。

根据试验结果，当相邻长芒刺21和短芒刺22的间距与长芒刺21长度的比为3.3∶1，交流电源的电压为3.7kV，频率为25kHz时，本发明的去除油烟雾及其异味的反应器的去除效率为67％，此时能量效率达到近4.2g/kW·h，能量效率最高。

当外加电压后，由于内部电场分布很不均匀，首先在长芒刺处发生电晕放电，继而电晕层会扩散到整个反应器的放电空间。由于电介质的存在，可以使微放电均匀稳定地分布在整个放电空间内，获得大体积的低温非平衡等离子体，电晕放电与石英玻璃介质阻挡放电相结合，放电过程中产生大量的高能电子，其能量分布在为2-20eV，最大的能量分布概率在2-12eV之间。高能电子与气体分子碰撞的过程中，会发生电离、分解和激发反应，形成高度活性的活性粒子。放电过程中参与反应的背景空气中含有N₂、O₂和油烟中的水蒸汽H₂O，它们在放电过程中由基态变为激发态，生成了激发态的高能氧原子，如O³(P)、O³(D)，以及N、N₂ ^*、OH·、O3、H·、O·等活性基团。这些高能电子、高能原子和活性基团均直接或间接地参与等离子体化学反应，从而使得油烟中的有机物降解，生成CO、CO₂、NOx等无机物和少量的有机物。对于油烟中的烷烃、烯烃类有机化合物降解的过程可能是：自由基先夺取烷基中的氢原子并使之羟基化，接着再逐步进行深度氧化，最终使有机物降解为CO₂和H₂O；对于烯烃，自由基或电子直接攻击其不饱和双键，经过环氧化后，再使之羟基化再降解；环芳烃在非平衡等离子体作用下，自由基先与苯环或苯环的取代基反应，最终导致开环降解，基本可降解油烟雾中的挥发性有机物质，从而去除油烟雾的味道。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.去除油烟雾及其异味的反应器，其特征在于：包括一放电管(1)，所述放电管(1)内设置有沿放电管长度方向延伸的长电极(2)，所述长电极(2)用于与交流电源连接，所述放电管(1)外设置有包围放电管(1)的阴极(3)；所述放电管(1)的两端分别设置有与放电管(1)内腔连通的烟气进口(5)和烟气出口(6)；所述长电极(2)为带芒刺的电极棒(23)，所述芒刺包括长芒刺(21)和短芒刺(22)，长芒刺(21)和短芒刺(22)间隔设置设置在电极棒(23)上，所述电极棒(23)与放电管(1)同轴，所述长芒刺(21)的长度大于等于1/2L且小于L，所述短芒刺(21)的长度大于1/3L且小于1/2L，所述L为电极棒(23)表面与放电管(1)内壁沿径向的距离；相邻长芒刺(21)和短芒刺(22)的间距与长芒刺(21)长度的比为3.3∶1，所述交流电源的电压为3.7kV，频率为25kHz。

2.如权利要求1所述的去除油烟雾及其异味的反应器，其特征在于：所述阴极(3)为包裹放电管(1)的金属网。

3.如权利要求1所述的去除油烟雾及其异味的反应器，其特征在于：所述放电管(1)的材质为玻璃、聚四氟乙烯或氧化铝。

4.如权利要求1所述的去除油烟雾及其异味的反应器，其特征在于：所述交流电源采用高频交流电源或双极性脉冲电源。

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