新型多功能防一氧化碳抽煙機

劉欣雨　崔葉微　吳亞男　賈亞敏　朱思晗

摘? ?要：生活在我國西北部地區的人民，每逢冬季家家戶戶都會用火爐或土炕取暖，由于天氣變化無常，經常刮風會使屋內休息人員在無法覺察的情況下出現一氧化碳中毒現象。現有煙囪抽煙機采用手動的通電方式，斷電時無法正常工作，而新型多功能防一氧化碳抽煙機對現有抽煙機進行了重新設計和改裝：加裝了太陽能發電裝置、風力傳感器、報警器、防水帽及自動開關，可以很好地解決傳統抽煙機存在的上述缺陷與不足。該裝置設計簡單，充分考慮了使用時間、外界有無風以及人們的接受能力等問題，更加貼近百姓，更為實用。

關鍵詞：一氧化碳;中毒;太陽能;環保

火炕、火爐可以說是居住在中國北方地區人民面對寒冷而漫長的冬季時賴以生存的取暖設施，但是當家家戶戶都用火爐或者土炕取暖時，由于天氣變化無常，經常刮風使屋內休息人員在無法察覺的情況下出現一氧化碳中毒現象，而且居民僅在做飯時會把煙囪抽煙機打開抽取飯菜產生的油煙，并不能完全排除一氧化碳的危害。據國家統計局統計，我國普通居民家庭平均每百戶人家擁有2.31臺抽煙機，據業內人士分析，今后抽煙機的競爭方向將主要集中在功能上。

一些居民會因習慣而忽視一氧化碳中毒的嚴重性，而且并未重視這種情況，因此市面上關于這種情況的解決方法少之又少，而新型多功能防一氧化碳抽煙機專門針對這些問題進行研發。它結合當代技術，研究并實現了諸多新功能：當用戶需要使用火爐進行取暖或做飯時，它接通電源總開關，再將輔助開關接通，抽煙裝置開始投入工作。當用戶不需要使用火爐時，將輔助開關斷開。此時，若外部無風，煙囪中的煙氣能夠自由排出，抽煙裝置停止工作。而當外部有風時，煙囪中的煙氣無法順利排出，風力傳感器檢測到煙囪口上方的風力信號，使抽煙裝置接通電源而進行工作。與市場現有的傳統抽油煙機一氧化碳濃度檢測器相比，加裝在煙囪上的輔助排煙裝置十分符合市場對排除一氧化碳危害的要求，具有很好的市場可行性。

1? ? 研究意義

1.1? 研究背景

隨著社會和國家的發展，我國燃氣一直在變革與進步，國家“西氣東輸”工程的發展，使燃氣和煤氣的應用極為廣泛，普遍應用于人們的日常生活中。尤其在東北亞地區的應用更為廣泛，該地區的取暖方式主要是火炕，煤氣也是生活中不可或缺的一部分，煤氣的使用需要有很高的安全意識，稍不注意就可能會引起煤氣中毒事故。由此可見，一個好的抽煙排煙報警裝置必不可少。而日常抽煙機往往只在做飯時才會用到，顯然無法滿足需求。

1.2? 研究現狀

我們采用問卷調查的方式在陜北地區進行了調研，通過對收集的調查問卷各個選項進行分析，得到了以下分析結果。

（1）雖然人們對一氧化碳中毒現象都比較關注，但防范措施差。

（2）多數人不贊同24 h通電模式，認為既費電又不安全，希望能根據所需自動通斷電;人們很贊同利用太陽能發電。

（3）多數人認為很有必要加裝報警器裝置，可以有效地保障安全。因為當人一氧化碳中毒時，四肢無力行動、無法開口說話，無法通知他人幫忙。

1.3? 研究意義

在我國北方農村地區，由于氣候寒冷，祖祖輩輩都用土炕或者火爐取暖。居民通常會因為習慣而忽略一氧化碳氣體中毒的現象，這也解釋了市場上目前關于相應解決方案少之又少的原因。而新型一氧化碳氣體防護系統裝置能有效抓住這一剛需，迅速搶占市場，且成本比專業一氧化碳濃度檢測儀要低得多。

2? ? 產品簡介

2.1? 技術方案

本產品屬于電器工程類，是一種加裝在煙囪上的輔助排煙裝置。由于傳統的煙囪抽煙機是手動通電，斷電時無法工作，所以僅在做飯時用戶才接通電源使其開始工作，。但由于天氣變化無常，刮風現象隨時發生，抽煙機可能會在居民午休或夜深熟睡等時間停止工作，此時一氧化碳中毒的可能性最大。因抽煙機無法做到24 h通電工作，因此我們設計了該產品。

設計組在煙囪上加裝抽煙裝置，在煙囪口上方設置風力傳感器;抽煙裝置、風力傳感器與總電源串聯，串聯形成的回路中設有電源總開關。風力傳感器并聯輔助開關。當電源總開關和輔助開關都接通時，抽煙裝置進行工作，若輔助開關斷開，而風力傳感器檢測到煙囪口上方的風力信號，也能夠使抽煙裝置開始工作。

抽煙裝置包括電機和安裝在電機轉軸上的風葉，風葉旋轉范圍等同于煙囪的口徑。煙囪口設有底座，通過底座上的支架倒立安裝電機。

底座采用口徑等同于煙囪口的環形件，支架是向上斜拉的若干根剛性筋條，電機通過剛性筋條固定于煙囪口的正上方。

電機上方設有防雨帽，其口徑大于煙囪倒扣碗型。風力傳感器設置在防雨帽碗底的頂部。

2.2? 附圖說明

其中，1-抽煙裝置;2-風力傳感器;3-電源總開關;4-輔助開關;5-防雨帽;6-煙囪;7-風葉;8-電機;9-支架;10-底座;11-煙囪口。

2.3? 使用方法

（1）將本產品的底座10安裝在煙囪口11處，使防水帽5的頂部朝上，防水帽5能夠防止雨水進入煙囪6。

（2）接通電源總開關3，使總電源接通，當用火爐取暖、做飯時，再將輔助開關4接通，抽煙裝置1開始工作;取暖、做飯結束后，將輔助開關4斷開，抽煙裝置1則停止工作。當煙囪口11有風刮動時，由于風力傳感器2的作用，抽煙裝置1會自動開啟，起到抽煙的作用，防止室內人員出現一氧化碳氣體中毒。

2.4? 創新點

2.4.1? 自動通電

平時用太陽能作為電源，當太陽能電源不足時自動切換到交流220 V電壓，以保證裝置24 h通電。同時，在我國西部地區廣袤嚴寒、地形多樣和居住分散的現實條件下，光伏發電具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護簡便等優點，起非常獨特的作用。

2.4.2? 防一氧化碳中毒

在抽煙機上安裝了風力傳感器，無風時作為一般的抽煙機，有風刮動時風力傳感器開始工作，自動接通抽煙機電源使抽煙機開始工作，抽出煙囪中的煙，排除一氧化碳。

2.4.3? 防雨水帽保護裝置

因設有防水帽，可以有效防止雨水進入煙囪，保護電機不被雨水腐蝕。

2.4.4? 安裝報警器

深夜有風刮動時，可能會導致居民有一氧化碳中毒的危險，此時報警器開始工作，提醒居民注意防范。

成本相較于專業的一氧化碳濃度檢測儀有明顯優勢;采用太陽能發電。

3? ? 結語

隨著時代的發展，科技創新、綠色環保已經成為社會發展的潮流，在此大格局下，本產品擁有自身的突出優勢。本產品平時用太陽能作為電源，當太陽能電源不足時會自動切換到交流220 V電壓。最大限度地節省能源，又不影響抽煙機的正常工作;在抽煙機上安裝了風力傳感器，當無風時作為普通抽煙機工作;當有風刮動時風力傳感器開始工作，自動接通抽煙機電源，抽煙機開始抽出煙囪中的煙，排除一氧化碳;安裝有報警器，當深夜刮風給人們帶來中毒隱患時，報警器又會在風的作用下啟動，從而提醒人們及時防范。本產品與傳統的抽煙機相比，不但省時省力，安全性能也相對更高，尤其結合一些地區的特色天氣，市場潛力與前景值得期盼。

[參考文獻]

[1]雍? 鵬.陜西地區節能民居冬季熱工性能的分析研究[J].綠色環保建材，2018（1）：33.

[2]寧? 煒.屋頂太陽光伏發電[Z].新疆華源實業有限公司，2014-12-01.

[3]趙? 媛， 趙? 慧.我國太陽能資源及其開發利用[J].經濟地理，1998（1）：56-61.

[4]陳? 輝，吳? 昊，趙琳娜，等.一氧化碳中毒的環境氣象因子分析與預測方法研究[C].南京：中國環境科學學會，2013：6275-6282.

[5]謝靜芳，李? 磊，郭文利，等.居民一氧化碳中毒事件氣象條件分析與數值模擬[C].南京：江蘇省氣象學會2010年氣象科技發展論壇，2011.