蒋 磊

（广东万和电气有限公司 佛山 528305）

前言

在吸油烟机的使用过程中，吸油烟机机体内和叶轮上会聚积大量的油污，这些油污不利于吸油烟机的清洁卫生,而且叶轮上的油垢会影响叶轮的转速，影响吸油烟机的使用效果。随着吸油烟机自清洁技术的不断进步，蒸汽清洗在吸油烟机的自清洁领域得到了有效应用且技术日趋成熟。蒸汽清洗的基本原理是由蒸汽发生器产生蒸汽，然后将蒸汽输送至喷管末端的喷嘴上，蒸汽从喷嘴里快速喷出，利用高温蒸汽对叶轮表面的顽固油污进行软化，然后再进行高压冲洗，以期达到清洗叶轮的目的[1]。

但是，利用蒸汽来清洗烟机的最大难题就是效果，现有的蒸汽清洗结构存在清洗效果不均匀，清洗效率低下，蒸汽不稳定等缺点[2]，往往使得吸油烟机的自清洁功能形同虚设。因此，要发挥清洗技术的最大优势，要从结构设计入手结合软件控制去优化整个系统。

本文输出一款吸油烟机，该机搭载一套智能控制的热蒸洗系统，包括能均匀输出蒸汽和热水的加热模组，能够高效清洗叶片内外侧的喷淋臂，以及支撑整个系统运行的软管水路系统。

1 热蒸汽技术的的重要参数

1.1 蒸汽温度

未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽是在一个大气压下，温度为100 ℃的蒸汽，温度不能再升高，是饱和状态下的蒸汽。饱和蒸汽由气体分子之间的热运动现象造成的。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。

1.2 蒸汽压力

饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应，二者之间只有一个独立变量。理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否则都可以视为过热蒸汽进行计量。

1.3 洗净率

洗净率一般指的是吸油烟机清洗系统对油污清洗洁净度的指标，行业内暂时没有统一的测试标准。一般的计算公式为吸油烟机零部件被清洗掉的油污克重与吸油烟机零部件原有油污克重的比值，通俗来讲即是油污被清洗的干净程度。

2 系统设计与优化

2.1 系统设计与工作原理

如图1所示是热蒸洗系统的结构示意图，图中为某一平板机型的吸油烟机。整个系统包括加热模组1、喷嘴固定座2、热水管路3、风轮4、外置水杯5、进水管路6以及输水管路7。如图2所示，该系统还包括进风圈组件8、电机9以及喷嘴10。

热蒸洗的工作原理：水泵抽水至加热模组的金属管内，加热模组内的加热管对金属管内的冷水进行加热，加热模组产生稳定、持续的高温蒸汽或高温液态水，通过喷淋臂喷射而出，对叶片进行清洗[3]。

图1 热蒸汽系统结构示意图（主视图）

图2 热蒸汽系统结构示意图（侧视图）

2.2 加热模组的优化设计

加热模组在整个系统中的作用等同于汽车的发动机，在系统中起到关键性的作用。其集成了产生蒸汽的加热装置、用于输送液体的电磁泵以及用于实现电路通断的电器元件。

当前技术中，加热模组多采用整体压铸，在压铸体内形成设定好的腔室，当水进入腔室通过加热得以生成蒸汽；其优点是产生的蒸汽量比较大；缺点也尤为明显：比如内部结构复杂、成型困难、不良率高、模具加工复杂以及采购成本高等等。

在此基础上，为了解决传统加热模组的缺陷，本文设计的加热模组采用金属管道代替传统腔室，如图3所示，将金属管和加热管均设置为螺旋形，紧密配合在一起，然后压铸成型，成型后如图4所示。该工艺既能提高生产效率，又能提高产品性能。

图3 加热体透视图

图4 加热体示意图

加热模组的功率1 300～1 800 W可供选择，功率的大小直接影响蒸汽量的大小和出水压力，其具有热效率高又能实现快速汽化的优点[4]。

2.3 喷淋臂的优化设计

如图1所示，喷淋臂设置在风柜组件靠近蜗舌处，被固定在风柜前板和后板之间，贯穿整个风柜组件，平行于叶轮的轴向方向。该位置距离叶片的最近，既能减少对内部气流的扰乱，又可以降低对整机噪音的影响。如图5所示，为喷淋臂10的侧视剖视图，喷淋臂呈L型，由金属管折弯成型，整个喷淋臂设置单个或多个喷孔，每个喷孔设定不同的喷射方向，呈散射状。基于以上设计，可实现对叶轮实现360 °无死角的清洗。

图5 喷淋臂示意图

2.4 控制方案的优化设计

整个控制系统由主控单元结合软件逻辑对整个的清洗系统进行控制。如图6所示，加热模组设有三级保护，分别为：温度传感器-初级保护，温控开关-次级保护，保险丝-终极保护。加热模组与主控单元相连接，在加热过程中，温度传感器实时采集数据并上传至主控单元，主控单元将采集数据与预设阈值作比较，并根据比较结果控制温控开关的通断：温度低时接通温控开关，开始加热；温度高时关闭温控开关，停止加热。次级保护失效时，当温度过高，保险丝启动工作，切断电路，停止加热。

图6 控制方案简图

3 实验研究与验证

3.1 气密性测试

如图7所示，采用气密性检测仪，将加热模组的出汽口接入仪器，通入100 Kpa的气压，对样品测试气密性、泄漏量，10 s后泄露气压不能超过1 Kpa为合格，测试结果见表1，符合企标要求。

图7 气密性测试

表1 加热模组气密性测试

3.2 蒸汽温度测试

将整机通额定电压，正常加水，出汽口连接胶管，胶管长度为50 cm±2 cm，将温度探头伸入蒸汽出口的胶管内部，伸入长度约为5 mm。测试阶段为热水洗阶段，测试结果符合企标要求，如图8所示。

3.3 清洗率对比测试

按照企标测试方法，使用市面上常用的调和油或动物油，为增加油脂的粘度，可加入适当的石蜡或其他添加剂。取下试验烟机的叶轮，用精密电子秤称重记录为W0，单位为g；将试验用叶轮均匀涂抹适量的油脂，静止放置30 min以上再进行称重记为W1，单位为g，需保证附着油污的重量在40～50 g为最优值；然后将沾满油污的叶轮装机，打开清洗功能清洗一个循环后对叶轮进行称重，记录为W2，单位为g。

清洗率=( W1- W2)/ ( W1- W0)，单位%，重复测试5次，测试结果详见表2。

综合表2测试结果可知：压力不变的前提下，喷孔数量的增多可有效提高叶片被喷洗的面积，进而可提升清洗率；但同时要考虑水泵的性能以及整个加热模组的加热管结构等等因素，综合考虑来选择喷孔的数量和布置。

图8 蒸汽温度测试

表2 清洗率测试

4 结论

本文通过对目前烟机清洗技术的现状分析，基于用户痛点和使用环境，结合各品牌的烟机清洗技术专利，利用理论对比分析方法，运用对比实验测试研究手段得出最优性能的参数值。

综合全文，蒸汽压力、蒸汽温度以及洗净率是烟机清洗技术的重要参数，本文中涉及的平板型吸油烟机所搭载的烟机清洗技术，以热蒸洗为核心技术点，以高温热水辅以高温蒸汽进行双重融油，达到高清洗率的效果，该清洗技术已申请多项国家专利。