高温水蒸气洗技术在油烟机行业的应用研究

1清洁技术在油烟机行业的背景与意义

中国人饮食习惯相对特殊,与西方人生活习惯差异很大,中国人一般喜欢重油、重盐、大火力烹饪,相应的油烟机清洗成为了一个难题。在产品满足基本性能指标的前提下,高温水蒸气洗技术解决了用户自己清洗油烟机的难题,具有显著的创造性与先进性,市场前景非常广阔,这也将成为未来智能清洗的潮流趋势。

2高温水蒸气清洁的原理

目前油烟机的清洗技术领域发展比较迅速,现有主流的清洁方法有:物理加热融油、物理性拆洗、用静电方式剔除油污、用水溶液喷洗、化学物质反应去除油污、液体/气体喷洗和雾洗(高温水蒸气洗)、自身结构的免拆洗等,这些方法的优劣对比分析如下:

(1)化学方法除油的清洗过程需要耗费的反应时间比较长,操作复杂,有污染。

(2)物理拆洗费时少,但是去油污效果不好。

(3)用静电方式剔除油污技术主要集中在个人发明,大型企业很少涉及。该技术通过电场吸附油污实现除油效果,去油污效果不理想,且材料成本过高。

(4)高低温汽/雾洗方法的清洗费用高。

(5)物理性热除油方法的去油污效果不理想,只是通过高温使油污融化。

(6)高低温水喷洗技术方面,清洗过程比较复杂,需要专业设备,成本较高。

上述清洁技术各有所长,本文创新性地推出了高温水蒸气清洁技术(简称高温水蒸气洗)。

高温水蒸气来源于对液态水物质加热,导热性好,而且热值高,无色、无味、无毒,日常生活容易取得,最重要的是容易控制。

在对油污清洁的过程中,高温饱和的水蒸气携带热量粘附到需要清洁的部位,通过传热作用对油污起到高温软化和融化的作用,当热量传递给被清洗部位而凝结成液体水分子后,将待去污物件表面的油渍物颗粒进行高温溶解和软化,通过控制高温水蒸气产生装置所产生的高压、高温的水蒸气去除油污。

高温水蒸气具有可控制并容易取得的优势,但是首先需要解决对水蒸气的控制方法问题,其次需要解决核心软件程序的控制逻辑问题,对抽水装置开关控制逻辑、电动机开关控制逻辑与高温水蒸气产生装置的配套调整,最终提升对油污清洗的效果。

3高温水蒸气清洁硬件的相关技术研究

普通的高温水蒸气产生装置通过外部火焰烧水,所产生的水蒸气基本由所烧水的水量和输入的火焰功率决定,其产生的流量和压强差异大,所以高温水蒸气流量差异也会比较大。

现主要针对以下4个分析方向进行软硬件的技术研讨,以便控制水蒸气流量、温度、压力、压强的差异性:

(1)抽水装置开关控制技术:

(2)超速的高温水蒸气产生技术:

(3)温度感应精准度控制技术:

(4)电动机开关控制技术。

3.1抽水装置开关控制

抽水装置可分为直流水泵和交流变频水泵两种,其输出速度快、流量大,所以使用抽水装置满负荷工作时,抽水装置的送水流量比较高。

抽水装置的供水流量及供水速度直接影响高温水蒸气产生的高温效果,但是这种热源功率受管控,如果持续抽水,过段时间后就只能是热水,不能做到完全汽化,这就需要软件程序控制高温水蒸气产生装置的温度,从而确定抽水装置开关是否工作。根据这个技术需求,在高温水蒸气的清洗过程中,抽水装置、高温水蒸气产生装置工作,向待清洗位置清洗,温度满足设定要求的时候,抽水装置再抽水,当高温水蒸气产生装置低于设定温度K值时,抽水装置停止抽水。

3.2超速的高温水蒸气产生技术

为避免高温水蒸气从高温水蒸气产生装置冒出后过早冷却变成水,需要研发超高温水蒸气产生的核心技术,通过高精准度的感应传输装置监测,使水汽装置控制生成的高温气体在流量、温度、压力强度上都会有针对性调节,同时蒸汽管道也会精准控制高温水蒸气的方向。

蒸汽发生装置一般有固定的加热轨道,两侧加热,中间部分的空间是加热轨道,通过对加热轨道的设计,实现对水蒸气超快速度和超高效率的利用。

3.3感应温度的精准性控制技术

产品没有感应传输装置,监控能力就很差。本文采用电阻式温度套头来进行温度感应传输,性价比优势比较明显。

不同的材料、配方制造出来的感应传输装置精度差异比较大,这就需要有针对性地缩小感应器的偏差量。

3.4电动机开关控制技术

在蒸汽洗的清洗模式中,抽水装置、高温水蒸气产生装置工作,向转动部件和其他待清洗的风道结构部位冲洗,这时电动机断续性工作(由电动机开关控制),使高温蒸汽在风道结构部位分布更均衡,同时也能让清洗下来的油污流动性更快更好,提升油污的收集效果。

3.5高温水蒸气洗硬件系统搭建

通过分析以上高温水蒸气洗技术,对高温水蒸气洗应用装置的核心硬件设施及核心技术,如超速高温水汽、抽水装置开关控制、电动机开关控制、精准控温等进行深入分析。通过感应传输装置监测温度并加以信号调整控制,使高温水蒸气产生装置所产生的水汽在温度、压强以及流量这3个方面的参数可控、一致,解决了高温水蒸气清洁的硬件问题,最终形成一个完整的高温水蒸气洗技术体系。

一个完整的高温水蒸气洗技术分三个部分:储水器具组件、清洗组件、水蒸气发生组件。

(1)储水器具组件由水箱、水管组成;

(2)清洗组装件部分主要是运输高温水蒸气到待清洗油污的位置,并收集被清洗后的油水混合物的结构件;

(3)水蒸气发生组件主要是生成高温水汽并附带控温、控压功能。

由此可知,高温水蒸气清洁以高温水汽为基础,以高温水蒸气管道为传输途径,同时在蒸汽去油污时,搭配电动机的非持续性转动,使高温水蒸气能均匀分布在整个空间内,用特定的控制抽水装置方法,使从蒸汽产生装置产生的高温水汽的压力可控,最后通过超高速分离油水混合物,最终达到清洗效果。

4水蒸气洗清洗效果影响因子探究

为量化清洗效果,本文使用抽油烟机洗净率7对清洗效果进行表征;为模拟真实用户场景,实验前,先对叶轮进行称重,记为K1,通过模拟厨房油污情况,对叶轮进行上油并对叶轮进行称重,记为K2,然后对油烟机进行蒸汽清洗,完成后对叶轮称重,记为K3,则清洗效果通过油污去除率来判断,清洗效果计算公式为油污去除率7=(K2一K3)/(K2一K1)。

通过前期经验积累及观察,在抽油烟机清洗过程中,清洗时间、清洗的蒸汽温度、清洗的蒸汽压力对清洗效果均有很大影响,因此本文选择上述3个变量因子作为实验变量,探究其对清洗效果的影响。根据实际情况,每个因子分3个水平段,各变量的取值情况如表1所示。

为减少实验次数,本研究使用三因子三水平的正交实验设计,按L9(33)安排实验,共9组实验;各组实验中变量取值以及L9(33)的三因子三水平的实验方案组合顺序如表2所示。

通过实验,各组叶轮清洗前后重量及使用公式计算得到的清洗率如表3所示。

根据表中数据可知,影响清洗效果的主次因素分别为:清洗时间、蒸汽压力、清洗温度。

5结语

本文通过分析高温水蒸气洗应用装置的核心硬件设施,对高温水蒸气洗应用装置中的核心技术,如超速高温水汽、抽水装置开关控制、电动机开关控制、精准控温等关键点进行深入探究;通过感应传输装置监测温度并加以信号调整控制,使高温水蒸气产生装置所产生的水汽在温度、压强以及流量方面的参数可控、一致,提高了高温水蒸气清洁的效果。高温水蒸气清洁抽油烟机在满足基本性能指标的前提下,解决了油污去除难的问题,具有鲜明的创造性与先进性,市场应用前景非常广阔。