1 引言
城市餐饮业的厨房油烟排放一直是城市空气的重要污染源，油烟扰民已成为城市众多环保纠纷投诉的热点。国家环保总局及时出台了强制性环保标准，规定了饮食业油烟不得自然排放、必须净化，明确了油烟排放的最高浓度和油烟净化设备的最低去除效率。最近，笔者研制了一种蜗壳旋风和高压静压结合的复合式油烟净化机，产品经用户使用、国家权威检测部门检测、环保部门鉴定，油烟去除率已达到90.7％。小型高压静电油烟净化机与大型高压静电工业除尘设备特点不同，本文试从两者对比中介绍复合式油烟净化机设计的理论。
2 结构和工作原理
大型工业静电除尘器一般有处理风量大、收尘效率高的特点，常采用高电压(100kV以上，甚至高达600kV)，宽极距(300～600mm)，电晕极多为芒刺形、星形等，集尘极多为板式、管式等，电场长度均在数米以上。由于处理风量大，为保证电场风速限制，必须加大横截面积，故体积都很庞大。
而小型高压静电油烟净化机一般用于市区餐饮业的油烟净化，安装空间受限，不允许体积很大。为了降低成本、安全使用，又必须降低电压，故常采用低高压(20～30kV)，小极距(40～60mm)，电场长度也仅为400～600mm，油烟去除效率也只需达到80％～90％，便可满足国家环保标准要求。电晕极一般采用直径为2～3mm的细圆管或铂铑合金丝。集尘极则可用板式、蜂窝式、方形、圆管等，尤以蜂窝式集尘表面积最大，故应用最为广泛。
笔者开发的蜗壳旋风和高压静电结合的复合式油烟净化机，巧妙地利用了一般高压静电油烟净化机下部的进风均风部位，设计了一个蜗壳旋风收尘器，将粗大油烟颗粒旋风分离，使进入电场的油烟颗粒细小均匀。这样不仅可以提高电场收尘效率，而且可以避免小极距粗大颗粒引起的电场击穿故障。简易蜗壳旋风风阻很小，故一般仍可使用原厨房脱排油烟的轴流式风机。整机结构如图1所示。简易蜗壳利用一般旋风收尘器的旋风分离机，含尘气流高速切向进入蜗壳，旋转气流中的油烟颗粒因离心惯性力甩向器壁，失速下落完成收尘。
图1 复合式油烟净化机结构
高压静电除尘机理简述如下：电晕极通以高压静电，产生非均匀电场。由于电晕极曲率半径很小，其表面电场强度极大，表层空气被电离，产生自由加速电子，在移向集尘极的过程中，碰撞含尘气流中的油烟颗粒，使其电离，一起以驱进速度移向集尘极，中和后，即下落完成收尘。
大量中性分子电离，称为电子雪崩。这个过程会产生蓝色闪光，咝咝作声，又叫电晕放电。发生电晕放电时的电场强度叫临界电场强度，此时的电压叫临界电压。此后如进一步提高电压，将在两极间产生火花击穿，称为击穿电压。静电油烟净化机应工作在电晕电压和击穿电压之间。