一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用，所述集成灶包括：集成灶本体，集成灶头部，头部挡板，蜗壳，叶轮，上风道，下风道；所述集成灶头部包括头部进风口，头部第一导流板，头部第二导流板；头部第二导流板和蜗壳的型线采用多目标优化方法确定，改善了油烟流线，减小了能量损失，从而增强进风口的卷吸和拢烟效果，流速更快，吸油烟效果也得到提升。本发明专利技术通过对集成灶头部导流板和蜗壳的联合优化设计，形成集成灶外流场不同层面的压力梯度分布，进而形成四涡漩卷吸作用，解决油烟逃逸难题。决油烟逃逸难题。决油烟逃逸难题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用


[0001]本专利技术属于油烟机/集成灶领域，尤其涉及一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用。

技术介绍

[0002]厨房产生的大量油烟的PM2.5，中文名称又叫细颗粒物，是指大气中粒径小于或等于2.5微米的颗粒物，直径大小还不到人类发丝的1/20。油烟和PM2.5虽然看不见，但是如果油烟机/集成灶拢烟能力不够强，可以随空气侵入我们的呼吸道对身体造成伤害。
[0003]使用普通油烟机/集成灶在日常做饭时，家庭主妇在做饭时吸入的PM2.5是室外新鲜空气的100倍以上，是由于燃料未能充分燃烧，会产生有害气体一氧化氮，还有烹饪时产生的油烟，还有厨房燃料燃烧过程中产生的氮氧化合物都是有害物质。空气污染非常严重，长期滞留在空气中进入人体之后，会沉积在支气管气管，加重鼻炎或者气管炎的症状，对人体呼吸系统影响很大。
[0004]传统型厨房排油烟机和集成灶在吸气口下方很短的距离内，流体往上的速度即已变得很小，而使得向上的抽吸力不足，因此，极容易受到来自开窗通风、人员走动、风扇或冷气运转等扰动气流的影响，使得有效的油烟捕集区缩小成为非常小的范围。如此一来，烹饪时灶具产生的油烟即会随着扰动气流的流动而逸散，危害在厨房烹饪者的健康。
[0005]因此，为解决上述存在问题，本专利技术利用气体动力学原理提供一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用，以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种具有卷吸控涡能力的集成灶及其控制方法和应用。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种具有卷吸控涡能力集成灶的控制方法及应用包括：集成灶本体，集成灶头部，头部挡板，蜗壳，叶轮，上风道，下风道；蜗壳设置在集成灶本体内并连通上风道和下风道，在蜗壳内设置有叶轮；
[0008]所述装置本体包括灶具；
[0009]所述集成灶头部包括头部进风口，头部第一导流板，头部第二导流板；
[0010]头部第二导流板和蜗壳的型线采用多目标优化方法确定，改善了油烟流线，减小了能量损失，从而增强进风口的卷吸和拢烟效果，流速更快，吸油烟效果也得到提升。
[0011]作为进一步的技术方案，所述的头部第二导流板装置采用B样条曲线进行参数化拟合，点P1、P3、P5、P6、P7、P8为集成灶头部的固定点，P2和P4为头部第二导流板的控制点，点P1为头部第二导流板的起始点，点P3为头部第二导流板顶端后部固定点，P6和P7为头部第二导流板底部固定点，以P6为坐标原点，P6P7为X轴，P6P3为Y轴，点P7和P8为集成灶头部的固定点，点P7和P8的距离为H1，点P6和P7的距离为H2，H2＝1/8H1；
[0012]点P1为集成灶头部的固定点，从P1出发作与头部第二导流板相切射线P1P2，从P3
出发作与头部第二导流板相切射线P3P2，两条射线相交于P2；
[0013]从P3出发作与头部第二导流板相切射线P3P4，从P5出发作与头部第二导流板相切射线P5P4，两条射线相交于P4；点P5和点P6的Y方向垂直距离为H3，点P3和点P5的Y方向垂直距离为H4；H3＝5/4H1，H4＝4/5H1；
[0014]令点a、b、c、d、g围成区域为M；控制点P2和P4在区域M内运动，点d在线段ce上，且线段cd的长度等于线段ce长度的一半。
[0015]由确定的控制点P2、P4，根据Hartley
‑
Judd算法生成非均匀二次B样条节点矢量，为满足计算要求，要求k＝3；其中根据Hartley
‑
Judd算法，保证非均匀B样条曲线连续性同时，再通过考察控制点围成多边形的各条边的和，再将定义域内节点长度予以规范化得到节点矢量，具体的，定义域内节点区间长度按下式计算：
[0016][0017]式中：l
j
为控制多边形的边长，l
j
＝|P
i
‑
P
i
‑1|，其中P
i
与P
i
‑1为控制点的坐标，l
j
为控制点P
i
与控制点P
i
‑1的间距，j＝1，2,
…
,n；进而得到节点值为：式中t
k
＝0，t
n+1
＝1，i＝k+1,k+2
…
,n+1，n为控制顶点总数减去1；
[0018]根据计算出的节点矢量，利用de Boor
‑
Cox递推公式计算基函数F
i,k
(t)，将区间分为m份，由此得到(m+1)个互不相同的t的取值，其中为满足控制关系，m与k满足下式：
[0019]m+1＝n+k+2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0020]然后由基函数和控制点得到直角坐标系形式下的第二导流板型线上的点；其中de Boor
‑
Cox递推公式为：
[0021][0022][0023][0024]式中F
i,k
(t)的双下标中，i＝0,1,
…
,n；
[0025]确定头部第二导流板型线函数为：
[0026][0027]式中：P
i
(i＝0，1，
···
，n)为n+1个控制点，按控制点顺序连接的折线为B样条控制多边形；F
i,k
(t)为(k
‑
1)次B样条基函数；
[0028]基于近似模型建立设计变量与头部进风口流量Q与头部进风口风速V的函数关系，并根据决定系数评价所建立近似模型的精度，确定最终所选用的近似模型，采用优化算法对近似模型进行寻优，根据寻优得到的最优解，确定蜗壳相关参数，经三维软件进行最终几何建模，然后进行数值模拟。
[0029]如图7所示为蜗壳参数化设计示意图，涉及型线包括蜗舌处型线及蜗壳出口处型线，以叶轮中心为原点做射线，与蜗舌型线交于M1点，与120
°
射线交于M3点，与320
°
对应射线与蜗壳交于M4点，从M1出发做与蜗舌相切射线L2，从M3出发做与蜗壳型线相切射线L3，射线L2与L3相交于点M2，M6为蜗壳出口左端点，以M4和M6为起点，做与蜗壳型线相切射线L5，L6两者相交点设置为控制点M5，分别以M1，M2，M3为控制点，构建B样条曲线，以M4，M5，M6为控制点，同样构建B样条曲线，通过两段样条曲线可以用以表征该两处型线变化。
[0030]通过对蜗壳型线的参数化描述，确定本专利技术选择的参数为：蜗舌摆放角θ1，圆心距离L1及蜗舌半径R，及蜗壳出口倾斜角γ，通过控制参数变化及可表征型线变化。出于考虑所构建型线连接光滑，同时参考集成灶风机箱紧凑的特点，确保型线设计时，不超过箱体范围，确定所设计参数的取值范围如下所示：
[0031][0032]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有卷吸控涡能力的集成灶，其特征在于，包括集成灶本体(1)、集成灶头部(2)、蜗壳(4)、上风道(6)以及下风道(7)，蜗壳(4)设置在集成灶本体(1)内并连通上风道(6)和下风道(7)，在蜗壳(4)内设置有叶轮(5)，所述集成灶头部(2)包括头部进风口(21)、头部第一导流板(22)以及头部第二导流板(23)，所述头部第二导流板(23)和蜗壳(4)的型线采用多目标优化方式确定，改善油烟流线，增强进风口的卷吸和拢烟效果。2.根据权利要求1所述的一种具有卷吸控涡能力的集成灶，其特征在于，在集成灶头部(2)的两侧设置有头部挡板(3)，集成灶头部(2)还设有PM2.5检测装置，所述PM2.5检测装置实时显示PM2.5的数值。3.根据权利要求1所述的一种具有卷吸控涡能力的集成灶，其特征在于，集成灶还设置有触摸显示屏和控制单元，所述控制单元与手机云端连接进行远程控制。4.一种如权利要求1
‑
3任意一项所述的具有卷吸控涡能力的集成灶的控制方法，其特征在于，所述集成灶的头部第二导流板(23)和蜗壳(4)的型线采用多目标优化方式确定，具体为：所述的头部第二导流板(23)和蜗壳(4)的型线采用B样条曲线进行参数化拟合。5.根据权利要求4所述的一种具有卷吸控涡能力的集成灶的控制方法，其特征在于，所述的头部第二导流板(23)装置采用B样条曲线进行参数化拟合，点P1、P3、P5、P6、P7、P8为集成灶头部(2)的固定点，P2和P4为头部第二导流板(23)的控制点，点P1为头部第二导流板(23)的起始点，点P3为头部第二导流板(23)顶端后部固定点，P6和P7为头部第二导流板(23)底部固定点，以P6为坐标原点，P6P7为X轴，P6P3为Y轴，点P7和P8为集成灶头部(2)的固定点，点P7和P8的距离为H1，点P6和P7的距离为H2，H2＝1/8H1；点P1为集成灶头部(2)的固定点，从P1出发作与头部第二导流板(23)相切射线P1P2，从P3出发作与头部第二导流板(23)相切射线P3P2，两条射线相交于P2；从P3出发作与头部第二导流板(23)相切射线P3P4，从P5出发作与头部第二导流板(23)相切射线P5P4，两条射线相交于P4；点P5和点P6的Y方向垂直距离为H3，点P3和点P5的Y方向垂直距离为H4；H3＝5/4H1，H4＝4/5H1；令点a、b、c、d、g围成区域为M；控制点P2和P4在区域M内运动，点d在线段ce上，且线段cd的长度等于线段ce长度的一半。6.根据权利要求5所述的一种具有卷吸控涡能力的集成灶的控制方法，其特征在于，由确定的控制点P2、P4，根据Hartley
‑
Judd算法生成非均匀二次B样条节点矢量，为满足计算要求，要求k＝3；其中根据Hartley
‑
Judd算法，保证非均匀B样条曲线连续性同时，再通过考察控制点围成多边形的各条边的和，再将定义域内节点长度予以规范化得到节点矢量，具体的，定义域内节点区间长度按下式计算：式中：l
j
为控制多边形的边长，l
j
＝|P
i
‑
P
i
‑1|，其中P
i
与P
i
‑1为控制点的坐标，l
j
为控制点P
i
与控制点P
i
‑1的间距，j＝1，2,
…
,n；进而得到节点值为：式中t
k
＝0，t
n+1
＝1，i＝k+1,k+2
…
,n+1，n为控制顶点总数减去1；根据计算出的节点矢量，利用de Boor
‑
Cox递推公式计算基函数F
i,k
(t)，将区间分为m
份，由此得到(m+1)个互不相同的t的取值，其中为满足控制关系，m与...

【专利技术属性】
技术研发人员：周水清，雒钰，金伟娅，毛子鉴，金曦，郭礼建，
申请(专利权)人：嵊州市浙江工业大学创新研究院，
类型：发明
国别省市：