專利名稱：脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫排油煙機(jī)技術(shù)，尤其是一種脫排油煙機(jī)中使用的用于分解油煙的光量子發(fā)生器，具體地說是一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，廚房產(chǎn)生的油煙氣對大氣環(huán)境的污染已眾所周知。我國規(guī)定餐飲業(yè)的油煙排放必須要符合《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18483-2001)。雖然對家庭廚房的油煙排放尚未有國標(biāo)，但我們也希望油煙的排放濃度越低越好。目前市場上的脫排油煙機(jī)主要分為攔截式機(jī)械脫排油煙機(jī)、高電壓靜電脫排油煙機(jī)、水幕脫排油煙和光量子脫排油煙機(jī)。 普通家庭在廚房用的都為攔截式機(jī)械脫排油煙機(jī)。它的工作原理為讓帶油煙的快速氣體(一般為2 7米/秒)撞擊鉤形板，使油滴微粒粘在鉤形板上，進(jìn)而從空氣中把油滴截留下來。該脫排油煙機(jī)除油效率不高，機(jī)箱內(nèi)沾油嚴(yán)重，需對脫排油煙機(jī)定期清洗。餐飲業(yè)常用的靜電式脫排油煙機(jī)的工作原理是在攔油板后，裝一組高壓靜電場(一般電壓為I 2萬伏)，油滴帶電后在電場作用下吸附在電極板上，并在自身重力作用下流到集油盤。因為電極板沾油會影響電子的發(fā)射，使凈化效果降低，所以過一段時間后機(jī)箱內(nèi)仍然會沾油，并需要定期清洗電極板以保證凈化效果。水幕式脫排油煙機(jī)也是用于餐飲業(yè)。該機(jī)在攔油板后，增加水噴淋。由于油霧水溶性差，水幕式脫排油煙機(jī)的除油能力低。最后一種為光量子脫排油煙機(jī)。該機(jī)的攔油板把大部分油滴攔截下來后，剩余的油霧在184. 9nm光子的照射下轉(zhuǎn)化為粉末、二氧化碳和水。用184. 9nm光子對廚房烹調(diào)產(chǎn)生的油煙進(jìn)行凈化是當(dāng)前最為先進(jìn)的技術(shù)。這種類型的脫排油煙機(jī)的核心，就是184. 9nm光子的發(fā)生管。但市場上所能購得的低壓汞燈或184. 9nm光量子管所集成的脫排油煙機(jī)，要么油煙凈化效率低，要么能耗高。因此研制高通量的184. 9nm光量子發(fā)生器，成為該新技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的光量子發(fā)生器存在的油煙凈化率低，能耗高的問題，提出一種光子透過率高，184. 9nm光子光通量高的脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器，同時提供光量子發(fā)生器燈管的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器，包括燈絲，玻璃管，激發(fā)氣體和驅(qū)動電源，其特征是 燈絲I，它位于密閉的玻璃管2中，所述的燈絲I的主體為鎢絲，鎢絲上覆蓋一層厚度為I 500 μ m的Ca0、Ba0和Y2O3三元金屬氧化物晶體,三元金屬氧化物晶體的摩爾組份為CaO 25 55%，BaO 20 50%，Y2O3 8 25% ;三元金屬氧化物晶體的摩爾組份之和為 100%。玻璃管2的內(nèi)腔3中加入總壓為10(Tl000Pa的純度為99. 999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份Ar 25 35%，Ne 60 74%，Xe O. 5 5%，三元混合氣體摩爾組份之和為100% ；驅(qū)動電源4，它為光量子發(fā)生器燈管工作提供電能，它能在光量子發(fā)生器啟輝前使確保燈絲I溫度在350ΙΓ650Κ之間以應(yīng)對啟輝瞬間的離子流轟擊，在正常工作時保持燈絲溫度在700K到900K之間，以最大化自由電子發(fā)射量，并盡量減少發(fā)射涂層因蒸發(fā)和濺射所產(chǎn)生的損耗。所述的激發(fā)氣體為汞蒸汽，它與常規(guī)光量子的用量和加入方法相同。由上述部件組成的光量子發(fā)生器功率在6 380瓦之間，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐 蝕度在4 70 μ w/cm2，所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在10 380 μ w/cm2。所述的光量子發(fā)生器的功率由下列公式控制ff=A*L*I其中W是燈管功率，單位瓦特；A是燈管的動力學(xué)因子數(shù)值在4. 2^5. 6之間；L是燈管的電弧長度，單位英寸；I是驅(qū)動電源輸出的電流0. 2A 0. 6A，電流測量波段在25kHz 40kHz之間；所述的驅(qū)動電源(4)的輸出波形為高頻率的對稱正弦形狀，頻率在25kHz到40kHz之間。所述的玻璃管(2)為高透184. 9nm光子的石英管，石英管的組份為
兀素 Al Ca Cu Fe Li Mg Mn B K Na Ti Ce Zn Cl F OH
含景<0.<0. <0.<0.<0. <0.
14 0.40.2 0,6 0.10.6 0.7 1.10,8<1
(PPM)I Ob II 05 I 05I 05 I | 05 | 05所述的光量子發(fā)生器功率在30 120瓦，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐蝕度在25 70μ w/cm2，所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在60 380 μ w/cm2。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是—種脫排油煙機(jī)的光量子發(fā)生器燈管的制作方法，其特征是它包括以下步驟I)燈絲制作將三種高純碳酸鹽按摩爾比CaCO3占25 55% ,BaCO3占20 50%和Y2 (CO3) 3占8 25%混合磨成200 100目的混合粉，用少量高純水調(diào)成漿水，粘在鎢絲上，在無塵室下涼干；在惰性氣氛下緩慢加熱到450°C 550°C，然后在600 800°C灼燒并保溫O. 3 O. 7小時；2)玻璃管內(nèi)腔內(nèi)先安裝步驟I)制得的燈絲后，在180 250°C烘烤下，抽真空至1(Γ6 l(T8Pa，加入超高純汞KTllOmg和總壓為10(Tl000Pa的純度為99. 999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份=Ar 25 35%，Ne60 74%，Xe O. 5 5%。本發(fā)明的有益效果這種脫排油煙機(jī)用的光量子發(fā)生器發(fā)射184. 9nm光子的能力比市場上已有的184. 9nm紫外燈，在同等電耗下高90%左右，比中國專利20082013P106X所用V-UV高臭氧紫外燈高80%;使用壽命長達(dá)I萬小時；用于廚房烹調(diào)產(chǎn)生的油煙凈化具有去除油效率好，去除異味效果好，光量子發(fā)生器及脫排油煙機(jī)內(nèi)壁和排氣管道內(nèi)壁不積油等優(yōu)點；為我國城市的大氣污染治理提供了一條新途徑。


圖I是本發(fā)明的脫排油煙機(jī)用的光量子發(fā)生器示意圖；圖2是安裝了本發(fā)明光量子發(fā)生器的側(cè)吸式脫排油煙機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 (a)為側(cè)視圖，圖2 (b)為正視圖。圖3是安裝了本發(fā)明光量子發(fā)生器的歐款側(cè)吸式脫排油煙機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(a)為側(cè)視圖，圖3 (b)為正視圖。
圖中I.三元晶體燈絲，2.石英管，3.內(nèi)腔，4.高電壓驅(qū)動電源，5.脫排油煙機(jī)擋板，6.光量子發(fā)生器，7.脫排油煙機(jī)風(fēng)機(jī)，8.光量子發(fā)生器燈管，9.光量子發(fā)生器支架。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例一。如圖I所示。一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器，包括燈絲I、激發(fā)氣體、玻璃管2和內(nèi)腔3、驅(qū)動電源4。如圖I所示，燈絲1，它位于密閉的玻璃管2中，所述的燈絲I的主體為鎢絲，鎢絲上覆蓋一層厚度為I 500 μ m的Ca0、Ba0和Y2O3三元金屬氧化物晶體，三元金屬氧化物晶體的摩爾組份為=CaO 25 55%，BaO 20 50%，Y2O3 8 25%，三元金屬氧化物晶體的摩爾組份之和為100%;玻璃管2的內(nèi)腔3中加入總壓為10(Tl000Pa的純度為99. 999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份Ar 25 35%，Ne 60 74%，XeO. 5 5%，三元混合氣體的摩爾組份之和為100% ;驅(qū)動電源4，它為光量子發(fā)生器燈管工作提供電能，它能在光量子發(fā)生器啟輝前確保燈絲I溫度在350ΙΓ650Κ之間以應(yīng)對啟輝瞬間的離子流轟擊，在正常工作時保持燈絲溫度在700K到900K之間，以最大化自由電子發(fā)射量，并盡量減少發(fā)射涂層因蒸發(fā)和濺射所產(chǎn)生的損耗；激發(fā)氣體為常規(guī)的汞蒸汽，其含量和制作方法與現(xiàn)有光量子燈管相同，也可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造。光量子發(fā)生器功率在6 380瓦之間，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐蝕度在4 70 μ w/cm2,所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在10 380 μ w/cm2。這個通量遠(yuǎn)高于市場已有的184. 9nm紫外燈和光量子發(fā)生管。本發(fā)明推出的光量子發(fā)生器與普通紫外線燈在外貌上無不同，其結(jié)構(gòu)也相似。但各部件有實質(zhì)性不同。具體有三元晶體燈絲，三元混合激發(fā)氣體，高透184. 9nm光子的石英管，和高電壓驅(qū)動電源。其中三元晶體燈絲，三元混合激發(fā)氣體，高透184. 9nm光子的石英管組成發(fā)射光量子的燈管，燈管的設(shè)計目的是最大化光量子強(qiáng)度，它的瓦數(shù)由下列公式控制ff=A*L*I其中W是燈管功率，單位瓦特；A是燈管的動力學(xué)因子數(shù)值在4. 2^5. 6之間；L是燈管的電弧長度，單位英寸；
I是驅(qū)動電源輸出的電流0. 2A 06A，電流測量波段在25kHz 40kHz之間。實施例二。本實施例與實施例一的區(qū)別是所述的光量子發(fā)生器功率在3(Γ120瓦，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐蝕度在25 70 μ w/cm2，所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在60 380 μ w/cm2。實施例三。一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器燈管的制備方法，它包括燈絲的制備和組裝三元晶體燈絲的具體制作方法是將三種高純碳酸鹽按摩爾比CaCO3占25 55%, BaCO3占20 50%和Y2(CO3)3占8 25%混合磨成200 100目的混合粉，各組份之和為100%，用少量高純水調(diào)成漿水，粘在鎢絲上，在無塵室下涼干。在惰性氣氛下緩慢加熱到450°C 550°C (最佳為500°C)，然后在600 800°C灼燒并保溫O. 5小時(也可在·O. 3 O. 7小時之間任意設(shè)定)。所述石英管可采用現(xiàn)有的常規(guī)石英管，但最好是采用超高純度SiO2以提高透過率。超高純度SiO2的純度如下表
7亡素 Al Ca Cu Fe Li Mg Mn B K Na Ti Ce Zn Cl F OH
含 <0.<0.<0.<0. <0.
14 0.40.2 0.6 0.1 <0.050,6 0.7 1.10.8<1
(PPM) I I 05 I I I I I 05 I I I 05 I I 05 I 05 I安裝步驟為石英管內(nèi)腔內(nèi)先安裝三元晶體燈絲后，在180 250°C烘烤下，抽真空至1(Γ6 l(T8Pa，加入超高純汞l(Tll0mg，總壓10(Tl000Pa的純度為99. 999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份=Ar 25 35%，Ne 60 74%，Xe O. 5 5%，三元氣體各組份之和為100%。為最大化燈管的壽命，驅(qū)動電源的輸出波形設(shè)計為高頻率的對稱正弦形狀(頻率在25kHz到40kHz)。任何波形失真都會降低燈管壽命。例如鋸齒波形或偽波波形，會減少20%的燈泡壽命通過對驅(qū)動電源的設(shè)計，使得在燈管啟輝前確保燈絲的溫度至350K-650K之間以對付啟輝瞬間的離子流轟擊，在燈管工作時保持燈絲溫度在700K到900K之間。這樣可以最大化自由電子的發(fā)射量，并盡量減少發(fā)射涂層因蒸發(fā)和濺射所產(chǎn)生的損耗。本發(fā)明的脫排油煙機(jī)用的光量子發(fā)生器發(fā)射的184. 9nm光子腐蝕度在4 70 μ w/cm2, 253. 7nm 光子強(qiáng)度在 10 380 μ w/cm2。253. 7nm 是 184. 9nm 光量的 3 5 倍。本發(fā)明的184. 9nm光子的產(chǎn)生原理是密封的石英管中的Hg蒸汽都處于基態(tài)Hg(1S0)。鎢燈絲逸出的自由電子在高電壓下被加速成為高能電子e%高能電子e*與基態(tài)汞[Hg(1S0)]碰撞，發(fā)生如下反應(yīng)Hg (1Stl)+e* —Hg (3P1)+e(I)Hg CS。)+e* —Hg (1P1)+e(2)Hg (3P1)+e* — Hg (1P1)+e(3)Hg(3P1) ^ Hg(1S0)^v(253. 7nm) (4)Hg(1P1) ^ Hg(1S0)^v(184. 9nm) (5)其中方程式(I)- (3)是能量轉(zhuǎn)移過程，(4)、(5)式是253. 7nm和184. 9nm發(fā)射過程。然后253. 7nm和184. 9nm光子透過石英管壁。因此為提高184. 9nm光子的光通量，本發(fā)明在如下幾個環(huán)節(jié)上進(jìn)行了改進(jìn)，實現(xiàn)了在同等電耗下燈管發(fā)射的184. 9nm光子的能力比現(xiàn)有紫外燈提聞90%左右,使用壽命I萬小時。①提高鎢燈絲自由電子的逸出量。②提高高能量的電子e*使Hg (1P1)密度增加。③盡量去除有害氣體如N2。因為N2的存在會大大降低Hg(1P1)的密度。Hg (1P1) +N2 — N2*+Hg (3P1)·
④降低石英管管壁對184. 9nm的吸收。使盡量多的184. 9nm光子透過。⑤增加某些氣體，如Ar、Kr、Xe等，利用激發(fā)態(tài)惰性氣體與Hg(1Stl)碰撞，以增加Hg(1P1)0 Ar (Kr、Xe) +e* — Ar* (Kr*、Xe*) +eAr* (Kr*、Xe*) +Hg (1S0) — Hg (1P1) +Ar (Kr、Xe)本發(fā)明的光量子發(fā)生器應(yīng)用在圖2中，根據(jù)脫排油煙機(jī)的油煙處理量，將I 6根光量子發(fā)生器燈管8等間距安裝于脫排油煙機(jī)擋板5后方，用光量子發(fā)生器支架9加以固定；燈管和支架連接處裝有抗腐蝕膠套，以隔絕油煙和水汽，并達(dá)到較好的減震效果；脫排油煙機(jī)擋板5不但可以起到油煙分離板的作用，而且能防止高能光量子從脫排油煙機(jī)中逸出對人體造成傷害，如果擋板未正確安放，光量子發(fā)生器電路將不能連通，以避免光量子直接照射人體；光量子發(fā)生器的控制端集成至脫排油煙機(jī)控制面板上，使得光量子發(fā)生器的工作狀態(tài)和脫排油煙機(jī)的工作檔位實時保持一致。該脫排油煙機(jī)正常工作時，烹調(diào)產(chǎn)生的油煙從脫排油煙機(jī)側(cè)面的檔板處進(jìn)入脫排油煙機(jī)內(nèi)腔(在這過程中大油煙顆粒被擋板過濾，余下較小的油煙顆粒)，接著氣流均勻地通過光量子發(fā)生器燈管8 (在這過程中剩余的油煙被光量子氧化分解)，最后經(jīng)過處理的潔凈氣體經(jīng)由脫排油煙機(jī)風(fēng)機(jī)(7)進(jìn)入排風(fēng)通道。在實際使用中，該脫排油煙機(jī)去除油效率高，去除異味效果好，光量子發(fā)生器及脫排油煙機(jī)內(nèi)壁和排氣管道內(nèi)壁均不積油。本發(fā)明的光量子發(fā)生器應(yīng)用在圖3的油煙機(jī)中時，根據(jù)脫排油煙機(jī)的油煙處理量，將I 6根光量子發(fā)生器燈管8等間距安裝于脫排油煙機(jī)風(fēng)機(jī)7前方，用光量子發(fā)生器支架9加以固定；燈管和支架連接處裝有抗腐蝕膠套，以隔絕油煙和水汽，并達(dá)到較好的減震效果；脫排油煙機(jī)擋板5不但可以起到油煙分離板的作用，而且能防止高能光量子從脫排油煙機(jī)中逸出對人體造成傷害，如果擋板未正確安放，光量子發(fā)生器電路將不能連通，以避免光量子直接照射人體；光量子發(fā)生器的控制端集成至脫排油煙機(jī)控制面板上，使得光量子發(fā)生器的工作狀態(tài)和脫排油煙機(jī)的檔位以及脫排油煙機(jī)前蓋的開合情況保持一致。該脫排油煙機(jī)正常工作時，烹調(diào)產(chǎn)生的油煙從脫排油煙機(jī)側(cè)面的檔板處進(jìn)入脫排油煙機(jī)內(nèi)腔(在這過程中大油煙顆粒被擋板過濾，余下較小的油煙顆粒)，接著氣流均勻地通過光量子發(fā)生器燈管8 (在這過程中剩余的油煙被光量子氧化分解)，最后經(jīng)過處理的潔凈氣體經(jīng)由脫排油煙機(jī)風(fēng)機(jī)7進(jìn)入排風(fēng)通道。在實際使用中，該脫排油煙機(jī)去除油效率高，去除異味效果好，光量子發(fā)生器及脫排油煙機(jī)內(nèi)壁和排氣管道內(nèi)壁均不積油。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器，包括燈絲(I )，玻璃管(2)，激發(fā)氣體和驅(qū)動電源(4)，其特征是燈絲(1)，它位于密閉的玻璃管(2)中，所述的燈絲(I)的主體為鎢絲，鎢絲上覆蓋一層厚度為I飛OO μ m的CaO、BaO和 三元金屬氧化物晶體，三元金屬氧化物晶體的摩爾組份為=CaO 25 55%，BaO20 50。/,, T2Os 8 25% ； 玻璃管(2)的內(nèi)腔(3)中加入總壓為100 ~ IOOOPa的純度為99. 999%的Ar,Ne,Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份Ar 25 35%，Ne 60 74% ,Xe O. 5 5% ; 驅(qū)動電源(4)，它為光量子發(fā)生器燈管工作提供電能，它能在光量子發(fā)生器啟輝前確保燈絲(I)溫度在350K 650K之間以應(yīng)對啟輝瞬間的離子流轟擊，在正常工作時保持燈絲溫度在700K到900K之間，以最大化自由電子發(fā)射量，并盡量減少發(fā)射涂層因蒸發(fā)和濺射所產(chǎn)生的損耗； 由上述部件組成的光量子發(fā)生器功率在6 380瓦之間，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐蝕度在4 70，所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在10 380 /flWcm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光量子發(fā)生器，其特征是所述的光量子發(fā)生器的功率由下列公式控制W = A * L * I 其中W是燈管功率，單位瓦特； A是燈管的動力學(xué)因子數(shù)值在4. 2 5. 6之間； L是燈管的電弧長度，單位英寸； I是驅(qū)動電源輸出的電流0. 2A O. 6A，電流測量波段在25kHz 40kHz之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光量子發(fā)生器，其特征是所述的驅(qū)動電源(4)的輸出波形為高頻率的對稱正弦形狀，頻率在25kHz到40kHz之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光量子發(fā)生器，其特征是所述的玻璃管(2)為高透184.9nm光子的石英管，石英管的組份為
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光量子發(fā)生器，其特征是所述的光量子發(fā)生器功率在3(Γ120瓦，所產(chǎn)生的184. 9nm光子腐蝕度在25 70 /ae/cm2，所產(chǎn)生的253. 7nm光子強(qiáng)度在60 380 βΛν/cm7。
6.一種脫排油煙機(jī)的光量子發(fā)生器燈管的制作方法，其特征是它包括以下步驟 燈絲制作將三種高純碳酸鹽按摩爾比Ca 0 占25 55%，Ba 0 占20 50%和乙占8 25%混合磨成20(Γ100目的混合粉，用少量高純水調(diào)成漿水，粘在鎢絲上，在無塵室下涼干；在惰性氣氛下緩慢加熱到450°C飛50°C，然后在60(T8(KrC灼燒并保溫O.3^0. 7 小時； 玻璃管內(nèi)腔內(nèi)先安裝步驟 I)制得的燈絲后，在18(T250 °C烘烤下，抽真空至ir5 -IO-8 Pa，加入超高純汞10~110 mg和總壓為100 IOOOPa的純度為99. 999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體，該三元混合氣體摩爾組份Ar 25 35%，Ne 60 74% ,XeO.5 5%。
全文摘要
一種脫排油煙機(jī)用光量子發(fā)生器及制備方法，其特征有燈絲(1)是由鎢絲上覆蓋一層1~500μm的CaO、BaO和三元金屬氧化物晶體構(gòu)成；玻璃管(2)的內(nèi)腔(3)中加入總壓為1001000Pa的純度為99.999%的Ar、Ne、Xe組成的三元混合氣體；驅(qū)動電源(4)能最大化自由電子發(fā)射量，并盡量減少發(fā)射涂層因蒸發(fā)和濺射所產(chǎn)生的損耗；光量子發(fā)生器功率在6~380瓦之間，所產(chǎn)生的185nm光子腐蝕度在4~70,所產(chǎn)生的254nm光子強(qiáng)度在10~380。制備方法包括燈絲的制作和燈管的裝配。本發(fā)明發(fā)射的185nm光子的能力在同等電耗下提高了90%左右，使用壽命長達(dá)1萬小時。用于廚房油煙凈化具有去除油效率高，去除異味效果好，內(nèi)壁不積油等優(yōu)點。
文檔編號H01J9/395GK102891065SQ20121037989
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者蘆建鋒 申請人:蘆建鋒