穩(wěn)流板對(duì)全嵌式吸油煙機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究

蔣 磊 張煜圣

（廣東萬和電氣股份有限公司 佛山 528305）

前言

21世紀(jì)，隨著物質(zhì)水平的整體升高，人們對(duì)廚房的升級(jí)改造進(jìn)行的堅(jiān)決且徹底。城鎮(zhèn)化的步伐深入，用戶對(duì)廚房品質(zhì)的追求，更多的是在整體設(shè)計(jì)上的“品質(zhì)夢(mèng)”，這就包含著中國用戶對(duì)嵌入式、全嵌式廚房電器成套化的青睞，對(duì)健康廚房的渴望、對(duì)個(gè)性化廚房定制的渴望。

全嵌式的吸油煙機(jī)因其能全部嵌入到櫥柜中，契合整體櫥柜、外觀一致性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而深受用戶喜愛。在現(xiàn)有技術(shù)中，因國內(nèi)櫥柜的尺寸限制，因此決定了嵌入式吸油煙機(jī)的整機(jī)尺寸，故在現(xiàn)有的產(chǎn)品中，嵌入式吸油煙機(jī)能很好的實(shí)現(xiàn)“全嵌”功能，卻存在以下兩個(gè)問題：①目前的全嵌式吸油煙機(jī)因其整機(jī)深度尺寸的影響，決定了其攏煙效果不盡人意，國內(nèi)烹飪環(huán)境中，尤其在爆炒瞬間，油煙會(huì)迅速的上升，未及時(shí)吸走的油煙會(huì)迎面吹向用戶面部，造成健康隱患；②為了更好的實(shí)現(xiàn)全嵌功能，吸油煙機(jī)的安裝尺寸與櫥柜平齊，其安裝高度決定了核心負(fù)壓區(qū)距離吸煙口距離被拉長，故其吸煙效率比傳統(tǒng)側(cè)吸式煙機(jī)要低。

本文基于全嵌式吸油煙機(jī)的現(xiàn)狀，以現(xiàn)有平臺(tái)的用戶痛點(diǎn)為索引，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，以期提高整機(jī)的攏煙能力。為克服上述缺陷，創(chuàng)新性的采用穩(wěn)流板，使其對(duì)極速上升的油煙產(chǎn)生聚攏穩(wěn)流的作用，減少紊流、亂流現(xiàn)象，迫使橫向逃逸的油煙重新聚集在輔助吸煙口，等待被吸入排出。

1 吸油煙機(jī)關(guān)鍵性能的影響因素

1.1 最大靜壓

在額定電壓和額定頻率下，吸油煙機(jī)以最高檔轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，在特定的試驗(yàn)裝置中，風(fēng)量為7 m3/min 時(shí)，吸油煙機(jī)的靜壓值，單位為帕斯卡（Pa），應(yīng)不低于100 Pa。風(fēng)壓值越大，吸油

煙機(jī)抗倒風(fēng)能力越強(qiáng)，也即吸油煙機(jī)的攏煙能力越強(qiáng)。當(dāng)風(fēng)量為零時(shí)，吸油煙機(jī)的靜壓值稱為最大靜壓，單位為帕斯卡（Pa）。如果公共煙道的阻力較大或者排煙管較長或排煙管折彎次數(shù)較多，均會(huì)造成排煙壓力的較大損失，由此就需要更大的風(fēng)壓，才能保證將煙氣排出。

同理，如果吸油煙機(jī)的核心負(fù)壓區(qū)距離油煙聚集區(qū)太遠(yuǎn)，同樣會(huì)造成吸油煙機(jī)的攏煙差、有油煙逃逸的現(xiàn)象。所以，在安裝高度以及其它因素相同的前提下，吸油煙機(jī)的最大靜壓越大，則表明吸油煙機(jī)的攏煙能力越好。

1.2 風(fēng)量

在額定電壓和額定頻率下，吸油煙機(jī)以最高檔轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，在特定的試驗(yàn)裝置中，靜壓為0 Pa時(shí)，吸油煙機(jī)單位時(shí)間內(nèi)輸送的氣體體積，單位為立方米/分鐘（m3/min）。對(duì)應(yīng)的風(fēng)量不低于10 m3/min。在其它因素相同的前提下，若風(fēng)量越大，則表明吸油煙機(jī)越能快速、及時(shí)地將廚房的油煙排盡。

吸油煙機(jī)靜壓與風(fēng)量的關(guān)系：靜壓隨著風(fēng)量的減小，靜壓會(huì)越來越大，當(dāng)風(fēng)量為零時(shí)的靜壓值為最大靜壓。

2 理論分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

如圖1所示是市面上類似的全嵌式吸油煙機(jī)結(jié)構(gòu)剖視圖，該吸油煙機(jī)為頂吸+側(cè)吸機(jī)型，其中側(cè)吸部分為可沿豎直方向移動(dòng)的集煙腔，當(dāng)可移動(dòng)集煙腔為打開狀態(tài)時(shí)，部分油煙通過可移動(dòng)集煙腔順利進(jìn)入風(fēng)柜系統(tǒng)，由此形成了攏煙路徑Ⅰ；剩余升騰的部分油煙經(jīng)由頂部的輔助集煙腔進(jìn)入風(fēng)柜系統(tǒng)，由此形成了攏煙路徑Ⅱ。

由于全嵌式吸油煙機(jī)的安裝要求，整機(jī)完全嵌入櫥柜中，由此導(dǎo)致了吸油煙機(jī)的核心負(fù)壓區(qū)相對(duì)被迫上移，早期的全嵌式吸油煙機(jī)只有攏煙路徑Ⅰ，也即所有的油煙都必須經(jīng)過可移動(dòng)集煙腔再進(jìn)入風(fēng)柜系統(tǒng)，由于核心負(fù)壓區(qū)與油煙聚集區(qū)的距離越來越遠(yuǎn)，導(dǎo)致早期的全嵌式吸油煙機(jī)攏煙效果極差，用戶的使用環(huán)境也很惡劣。

由此，第二代的全嵌式吸油煙機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造，增加了頂部的攏煙路徑Ⅱ（輔助集煙腔），相對(duì)解決了第一代攏煙效果差的問題。按照國內(nèi)常見的櫥柜安裝高度計(jì)算，灶臺(tái)距離吸油煙機(jī)底部的高度為700 mm，由此計(jì)算出鍋具距離輔助集煙腔的高度約為650 mm，經(jīng)專家數(shù)百次試驗(yàn)和大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，油煙的黃金攏煙區(qū)是離鍋具口為300～500 mmm，在這個(gè)范圍內(nèi)吸走油煙，能確保抓煙能力（如圖3所示）。所以，即便第二代升級(jí)增加了輔助集煙腔，在中式烹飪環(huán)境的條件下，爆炒時(shí)仍會(huì)有部分油煙沿a-b路徑橫向飄逸，對(duì)用戶面部造成困擾。

圖1 無穩(wěn)流板

圖2 有穩(wěn)流板

鑒于以上論述前提，本文在現(xiàn)有平臺(tái)基礎(chǔ)上對(duì)吸油煙機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。①在不影響油路系統(tǒng)的前提下降低風(fēng)柜系統(tǒng)的高度，使得核心負(fù)壓區(qū)盡可能的趨近于油煙聚集區(qū)；②在輔助集煙腔前側(cè)優(yōu)化增加穩(wěn)流板（如圖2所示），理論上穩(wěn)流板的長度越長，就可以更早的將爆炒油煙聚集起來，但是同時(shí)造成一個(gè)問題：對(duì)某些身高的用戶造成視線阻礙。同理，穩(wěn)流板打開的角度越大越能更好的聚攏油煙，但是同樣會(huì)造成問題：碰頭以及阻擋視線。因此，我們通過理論計(jì)算對(duì)比分析得出：穩(wěn)流板的長度尺寸為輔助集煙腔深度的1/2至2/3，打開的優(yōu)選角度為115 °，既能更多的照顧不同身高用戶的視線問題，又可以更早更及時(shí)的聚攏油煙。

如圖2所示，在吸油煙機(jī)打開狀態(tài)下共有三條攏煙路徑，在爆炒瞬間，還未升騰的油煙或者距離移動(dòng)集煙腔附件的油煙，第一時(shí)間由路徑Ⅰ被吸走；升騰的油煙，部分由路徑Ⅱ被吸走；而升騰的油煙為被吸走的，則經(jīng)過a-b被穩(wěn)流板 “擋”住，折返后沿c重新被輔助集煙腔吸走，由此便解決了用戶面部被侵襲的困擾。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 空氣性能實(shí)驗(yàn)（見圖4）

吸油煙機(jī)在額定電壓、額定功率下，以正常工作時(shí)的最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，按照GB/T 17713測試要求進(jìn)行試驗(yàn)，測得數(shù)據(jù)如表1所示。

通過表1可以得出結(jié)論：穩(wěn)流板對(duì)全嵌式吸油煙機(jī)的空氣性能指標(biāo)均有所提升，具體表現(xiàn)為：穩(wěn)流板提升風(fēng)量約為5 %～10 %，提升靜壓約為10 %～19 %，提升最大靜壓約為9 %～15 %，提升全壓效率約為5 %～9 %。

3.2 攏煙能力模擬實(shí)驗(yàn)

圖3 黃金攏煙區(qū)

圖4 空氣性能測試

表1 全嵌式吸油煙機(jī)空氣性能對(duì)比分析

按照模擬用戶試驗(yàn)要求，將整機(jī)按照規(guī)定安裝高度懸掛，吸油煙機(jī)底部距離灶臺(tái)按照700 mm設(shè)置，按此高度放置發(fā)煙鍋，發(fā)煙鍋前后位置按照灶具孔位相應(yīng)放置到位。將吸油煙機(jī)安裝穩(wěn)流板和拆掉穩(wěn)流板分別進(jìn)行發(fā)煙實(shí)驗(yàn)，為保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境的一致性，實(shí)驗(yàn)為連續(xù)進(jìn)行。如圖5所示為無穩(wěn)流板狀態(tài)，由圖中明顯看出發(fā)煙鍋升起的模擬油煙，在未進(jìn)入輔助集煙腔前出現(xiàn)逃逸現(xiàn)象；與之形成鮮明對(duì)比的是開啟穩(wěn)流板功能的吸油煙機(jī)，可以順利的將升騰的油煙起到聚攏的作用，使之順利被負(fù)壓區(qū)吸走（如圖6所示）。由此得出結(jié)論：穩(wěn)流板可以對(duì)升騰的油煙有聚攏、穩(wěn)流的作用，有防止油煙逃逸的作用。

圖5 無穩(wěn)流板

圖6 有穩(wěn)流板

4 結(jié)論

本文通過對(duì)目前全嵌式吸油煙機(jī)的現(xiàn)狀分析，基于現(xiàn)存問題點(diǎn)，結(jié)合吸油煙機(jī)關(guān)鍵性能的影響因素，利用理論對(duì)比分析方法，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)測試研究手段得出最優(yōu)性能的參數(shù)值。

風(fēng)柜系統(tǒng)的下移，使得負(fù)壓區(qū)趨近于油煙聚集區(qū)，降低了負(fù)壓區(qū)在油煙炸起區(qū)域的損失。穩(wěn)流板對(duì)爆炒引起的升騰油煙有穩(wěn)定、聚攏的作用，間接增強(qiáng)了輔助集煙腔處的負(fù)壓區(qū)域面積，可有效防止油煙逃逸現(xiàn)象。其參數(shù)值既考慮了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身的需求，又兼顧到用戶不同身高的視線問題，優(yōu)化了用戶使用體驗(yàn)，徹底解決了用戶面部遭受油煙侵襲的困擾；另外吸油煙機(jī)整機(jī)性能的升級(jí)，提升了整機(jī)的攏煙能力和吸排效果，對(duì)廚房環(huán)境的凈化作用顯著增強(qiáng)。產(chǎn)品已申請(qǐng)多項(xiàng)國家專利。