CN104534532A - 一种吸油烟机的降噪装置 - Google Patents

Abstract

一种吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在风机进风口可拆卸地安装有下消音装置，下消音装置包括至少一个消音单元，消音单元包括纵向设置的消音管道，消音管道的上端与风机进风口相通，下端与集烟罩出风口相通，在消音管道的进风端安装有扬声器，在消音管道的内壁安装有参考传声器和位于参考传声器下方的误差传声器，参考传声器、误差传声器和扬声器受控于主动降噪控制器。本发明通过在风机进风口可拆卸安装下消音装置，不需要对吸油烟机的内部结构进行改造就能实现降噪，消音装置可以自由拆卸和组装，具有良好的通用性和适应性，很好地解决了吸油烟机进气口噪声问题，通过在风机出风口可拆卸安装上消音装置则可解决吸油烟机出气口噪声问题。

Description

一种吸油烟机的降噪装置

技术领域

本发明涉及一种吸油烟机，尤其是涉及一种吸油烟机的降噪装置。

背景技术

吸油烟机包括风机、进气口滤网和油烟机管道，风机由电机驱动以吸出油烟机管道内部的油烟。风机、电机是重要的噪声源，其中气动噪声还包括油烟机管道中的气流湍流噪声和气流通过进气口滤网而产生的噪声。

目前，降低吸油烟机的噪声主要还是采用被动降噪的方式，被动降噪一般通过采用空气动力学的方法对离心风机、蜗壳进行优化，或者是采用低噪音的电机，或者是使用隔音或吸音材料。虽然，上述各种被动降噪方式也能降低噪音，但其在降低噪音的同时，往往会导致成本上升或者以降低吸油烟机的排烟风量为代价，且降噪效果并不十分明显。作为改进，现有技术中也有通过主动降噪的方式来降低吸油烟机的噪音，在吸油烟机的主动降噪方式中，气流对麦克风的影响是及其关键的，气流的扰动极大地干扰了主动降噪控制系统的稳定性和降噪效果。关于吸油烟机的主动降噪可以参考申请号为201110102161.2(申请公布号为CN 103035234 A)的中国发明专利申请所公开的《有源降噪装置及方法和用于抽油烟机的噪声控制系统》以及专利号为ZL 201120253295.5(授权公告号为CN 202188543 U)中国发明专利所公开的《带主动降噪装置的吸油烟机》，上述主动降噪系统存在的主要缺陷有：由于降噪装置放在油烟机内部，需要对油烟机内部进行改造，不但设计麻烦，而且会对风机系统产生一定的干扰，并且对油烟机外壁的振动噪声起不到降噪效果。此外，对于油烟机中麦克风的防风设计和管道设计没有涉及，其降噪系统的稳定性和有效性不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种不需要对吸油烟机的内部结构进行改造就能实现降噪的吸油烟机降噪装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在风机进风口可拆卸地安装有下消音装置，所述的下消音装置包括至少一个消音单元，所述的消音单元包括纵向设置的消音管道，所述消音管道的上端为出风端并与风机进风口相通，所述消音管道的下端为进风端并与集烟罩出风口相通，在所述消音管道的进风端安装有发声方向与气流流入消音管道的方向相反的扬声器，在所述消音管道的内壁安装有参考传声器和误差传声器，所述误差传声器设于参考传声器的下方，且所述的参考传声器、误差传声器和扬声器受控于安装在消音管道上的主动降噪控制器。

为了降低风机出风口的噪声，该吸油烟机的降噪装置在风机出风口可拆卸地安装有上消音装置，所述的上消音装置包括至少一个由下消音装置中的消音单元倒置而成的消音单元，该倒置而成的消音单元的消音管道上端为出风端并与吸油烟机的烟道相通，该倒置而成的消音单元的消音管道下端为进风端并与风机出风口相通。同样地，上消音装置的消音管道上也安装有参考传声器、误差传声器、扬声器和主动降噪控制器，且参考传声器、误差传声器、扬声器受控于主动降噪控制器。

为了使参考传声器和误差传声器的探测面更广并使误差校准更准，所述上消音装置和下消音装置的消音管道的横截面均为六边形，在每个消音管道的内壁均安装有三个所述的参考传声器和三个所述的误差传声器，所述的参考传声器间隔分布在消音管道内壁的其中三个边角处，所述的误差传声器间隔分布在消音管道内壁的另外三个边角处，并且，上下错开一个边角的误差传声器与参考传声器形成配对组。将管道的横截面由传统的四变形改为六变形，可以拓展管道的截止频率，提高有效降噪频率段，只要噪声源频率比管道截止频率低，系统的稳定性和有效性会大幅度提高。此外，通过安装三组配对的参考传声器和误差传声器，可以提高主动降噪系统的灵敏度和降噪稳定性。

为了获得较好的降噪效果，所述配对组的参考传声器与误差传声器之间的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足：

为了使降噪装置的降噪效果最好，所述配对组的参考传声器与误差传声器之间的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足d＝0.3l。

为了减少管道外壳的振动噪声向外传递，在所述消音管道的内壁安装有吸音层。吸音层优选采用三聚氰胺泡沫层，三聚氰胺泡沫是良好的防风保护层，通过设置由三聚氰胺泡沫制成的吸音层，可以克服吸油烟机内部气流速度大、气流不稳定的弊端，保证主动降噪系统的稳定性和良好的降噪效果，并有效减少振动噪声向外界传递。

进一步优选，在所述消音管道的内部设有固定筒，所述的吸音层夹设在所述的消音管道内壁与固定筒外壁之间，在所述扬声器的后部设有声学共振腔，在述的消音管道内设有与扬声器同轴的吸音件，所述的吸音件远离扬声器的一端通过支撑架固定在所述的固定筒上。在扬声器后部设置声学共振腔可以便于扬声器的声音相消音管道外部传递，吸音件采用三聚氰胺泡沫，起到破涡和吸音的作用，即其一个作用是降低气流通过扬声器后产生的卡门漩涡，从而降低气流噪声，另一个作用是增加被动吸音效果，吸收进气口和出气口处的中高频噪声，增加对于管道中的稳定驻波吸收效果，进而增加管道的截止频率，从而增加主动降噪装置的有效降噪频率段。

为了更有效地消除卡门漩涡，所述的吸音件为圆台形或者圆锥形，且吸音件的大头端靠近所述的扬声器。当然，吸音件也可以采用方形或者圆柱形等其他形状。

为了使上消音装置和下消音装置可以自由拆卸和组装，所述下消音装置和上消音装置均包括有安装在消音管道上的上安装板和下安装板，所述下消音装置中的下安装板可拆卸安装在吸油烟机的集烟罩上，下消音装置中的上安装板可拆卸安装在吸油烟机的机罩上，所述上消音装置中的下安装板可拆卸安装在吸油烟机的机罩上，所述上消音装置中的上安装板可拆卸安装在吸油烟机的烟道上。

为了进一步提高装置的降噪效果，所述的上消音装置和下消音装置均包括有两个消音单元，且下消音装置中的两消音单元分别位于风机进风口的左右两侧，上消音装置中的两消音单元分别位于风机出风口的左右两侧。考虑到集烟罩和风机尺寸，上消音装置和下消音装置均采用两个消音单元最为合适。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该吸油烟机的降噪装置在风机进风口可拆卸地安装有下消音装置，下消音装置通过在其消音管道上安装有参考传声器、误差传声器、扬声器及主动降噪控制器实现主动降噪，不需要对吸油烟机的内部结构进行改造就能实现降噪，消音装置可以自由拆卸和组装，具有良好的通用性和适应性，很好地解决了吸油烟机进气口噪声问题，通过在风机出风口可拆卸地安装上消音装置可以来解决吸油烟机出气口的噪声问题，此外，通过上、下消音装置的消音管道内壁安装吸音层来实现被动降噪，有效减少振动噪声向外界传递，使整个装置的降噪效果更好。

附图说明

图1为本发明实施例一的安装结构示意图；

图2为图1所示安装结构的分解示意图；

图3为本发明实施例一的上消音装置的结构示意图；

图4为本发明实施例一的下消音装置的结构示意图；

图5为图4所示下消音装置中一个消音单元的俯视图；

图6为图4所示下消音装置中一个消音单元的仰视图；

图7为图4所述下消音装置中去掉消音管道后的结构示意图；

图8为本发明实施例二的安装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

如图1至图7所示，本实施例中的吸油烟机的降噪装置包括有上下两组消音装置，下消音装置1可拆卸地安装在风机进风口6，上消音装置2可拆卸地安装在风机出风口7，使用者可以根据需要进行自由拆卸和组装，具有良好的通用性，对于任何风机系统的噪声具有良好的自适用性。本实施例中，上消音装置2和下消音装置1均包括有上安装板3、下安装板4和两个消音单元5，下消音装置1中的两消音单元5分别位于风机进风口6的左右两侧，上消音装置2中的两消音单元5分别位于风机出风口7的左右两侧。下消音装置1中的下安装板4可拆卸安装在吸油烟机的集烟罩8上，下消音装置1中的上安装板3可拆卸安装在吸油烟机的机罩9上，上消音装置2中的下安装板4可拆卸安装在吸油烟机的机罩9上，上消音装置2中的上安装板3可拆卸安装在吸油烟机的烟道(图中未示)上。

以下消音装置1中的一个消音单元5为例进行说明，该消音单元5包括纵向设置的消音管道50，消音管道50的上端为出风端并与风机进风口6相通，消音管道50的下端为进风端并与集烟罩出风口81相通。在消音管道50的进风端安装有发声方向与气流流入消音管道50的方向相反。在消音管道50的内壁安装有参考传声器52和误差传声器53，误差传声器53设于参考传声器52的下方并更靠近扬声器51，且参考传声器52、误差传声器53和扬声器51受控于安装在消音管道50上的主动降噪控制器54。

为了使参考传声器52和误差传声器53的探测面更广并使误差校准更准，消音管道横截面为六边形，在消音管道50的内壁安装有三个参考传声器52和三个误差传声器53，参考传声器52间隔分布在消音管道50内壁的其中三个边角处，误差传声器53间隔分布在消音管道50内壁的另外三个边角处，并且，上下错开一个边角的误差传声器53与参考传声器52形成配对组。将管道的截面由传统的四变形改为六变形，可以拓展管道的截止频率，提高有效降噪频率段，只要噪声源频率比管道截止频率低，系统的稳定性和有效性会大幅度提高。并且，通过安装三组配对的参考传声器和误差传声器，可以提高主动降噪系统的灵敏度和降噪稳定性。

为了获得更好的降噪效果，该消音单元5中配对的参考传声器52与误差传声器53之间的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足：一般来说，配对的参考扬声器和误差扬声器的距离越小，控制效果越好，如对于1000Hz的声波来说，初次级声源距离不超过340/2000＝0.017m。当每配对参考麦克风和误差麦克风的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足d＝0.3l时，系统降噪效果最好。另外，单个参考扬声器和三个误差扬声器的距离分别为0.1倍波长、0.2倍波长和0.3倍的波长时，系统也能获得较好降噪效果。与此同时，消音单元5中参考传声器52与风机进风口6之间的距离均也不能超过0.1倍的波长，才可能实现良好的降噪效果。

本实施例中的吸油烟机降噪装置还包括有被动降噪结构，该被动降噪结构即为在消音管道50的内壁安装吸音层55。吸音层55优选采用三聚氰胺泡沫层，三聚氰胺泡沫是良好的防风保护层，参考传声器52和误差传声器53外面紧贴一层三聚氰胺泡沫，为了与六面体的管道相匹配，三聚氰胺泡沫也为六面体，可以很方便地安装在管道内壁50上。通过设置由三聚氰胺泡沫制成的吸音层55，可以克服吸油烟机内部气流速度大、气流不稳定的弊端，保证了主动降噪系统的稳定性和良好的降噪效果，并有效减少振动噪声向外界传递。吸音层55安装后，参考传声器52和误差传声器53相当于嵌入在吸音层55当中。

另外，在消音管道50的内部设有固定筒56，吸音层55夹设在消音管道50内壁与固定筒56外壁之间。在扬声器51的后部设有声学共振腔57，声学共振腔57可以便于扬声器的声音向消音管道50外部传递。在消音管道50内设有与扬声器51同轴的吸音件58。本实施例中，吸音件58采用三聚氰胺泡沫并为圆台形或者圆锥形，且吸音件58靠近扬声器51的一端为大头端，吸音件58远离扬声器51的一端为小头端通过支撑架59固定在固定筒56上。该吸音件58可以起到破涡和吸音的作用，具体地，一个作用是降低气流通过扬声器后产生的卡门漩涡，从而降低气流噪声，另一个作用是增加被动吸音效果，吸收风机进气口处的中高频噪声，增加对于消音管道中的稳定驻波吸收效果，进而增加消音管道的截止频率，从而增加主动降噪装置的有效降噪频率段。

本实施例中，上消音装置2的两个消音单元5由下消音装置的两个消音单元倒置而成，该倒置后的消音单元5的扬声器51的发声方向与气流流出消音管道50的方向一致，该上消音装置的具体结构在此不再展开描述。安装时，该倒置而成的消音单元的消音管道上端为出风端并与吸油烟机的烟道相通，该倒置而成的消音单元的消音管道下端为进风端并与风机出风口相通。

本实施例中，用主动降噪控制器控制参考传声器、误差传声器以及扬声器是常规的现有技术，以下消音装置为例，其控制的具体算法如下：风机发出的噪声为初级噪声，通过下消音装置从油烟机集烟腔出来。在下消音装置下端的次级扬声器用于抵消初级噪声，其幅值与初级噪声相等，相位相反。次级扬声器的声音驱动信号由系统控制单元的DSP芯片通过多传声器传递函数法来实现，这里的参考传声器和误差传声器采用了传声器阵列的方式，分别采用多个传声器来拟合的方式。参考传声器阵列布置在消音管道顶端靠近风机位置，误差传声器整列布置在靠近次级扬声器位置。为了更加精确地测量风机下方的声场，各传声器与风机间的距离应有差异性。算法上，参考传声器阵列中各个传声器测得的数据通过处理器进行拟合，模拟最真实的声场环境，同样的也需要对误差传声器整理的数据进行拟合处理。采用反馈式信号迭代方式使整个系统收敛并保持稳定。具体做法为：参考传声器阵列获取风机噪声信号作为主动降噪控制器的第一输入端，主动降噪控制器输出驱动扬声器工作。为了达到降噪的目的，在扬声器附近设置误差传感器阵列获取该处声音信号并反馈到主动降噪控制器的第二输入端，主动降噪控制器根据两个传感器阵列数据的差异性来自适应调节输出信号的加权系数，扬声器输出强度会发生改变，通过多次迭代的方式，最终达到降噪目的。

主动降噪控制器内部设有主控板，主控板由DSP、电源管理模块、扩展内存模块、功率放大器、多个滤波器和AD/DA转换器组成。其中电源管理模块为DSP和各个滤波器提供稳定的电压；扩展内存为大规模数据处理时提供数据存储场所；传声器通过抗混叠滤波器、模数转换器等模块后将信号给DSP；扬声器端，信号由DSP发出，通过数模转换器、重构滤波器、功率放大器等，使得扬声器发出声音；各传感器信号采集采用轮询机制，DSP可通过发出片选信号来轮回采集各传感器信号。

实施例二：

如图8所示，本实施例中的降噪装置仅在风机进风口6设置有下消音装置1，且该下消音装置1也包含有两个消音单元5，该消音单元5的结构与实施例一中的消音单元结构相同，在此不展开描述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，可以对本发明进行多种改型或改进，比如下消音装置和上消音装置可以各设置一个消音单元，又比如可以在相应的上安装板和下安装板上预留扩展口，扩展口供需要安装两个消音单元的时候启用。这些均被视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在风机进风口(6)可拆卸地安装有下消音装置(1)，所述的下消音装置(1)包括至少一个消音单元(5)，所述的消音单元(5)包括纵向设置的消音管道(50)，所述消音管道(50)的上端为出风端并与风机进风口(6)相通，所述消音管道(50)的下端为进风端并与集烟罩出风口(81)相通，在所述消音管道(50)的进风端安装有发声方向与气流流入消音管道(50)的方向相反的扬声器(51)，在所述消音管道(50)的内壁安装有参考传声器(52)和误差传声器(53)，所述误差传声器(53)设于参考传声器(52)的下方，且所述的参考传声器(52)、误差传声器(53)和扬声器(51)受控于安装在消音管道(50)上的主动降噪控制器(54)。

2.根据权利要求1所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在风机出风口(7)可拆卸地安装有上消音装置(2)，所述的上消音装置(2)包括至少一个由下消音装置中的消音单元倒置而成的消音单元(5)，该倒置而成的消音单元(5)的消音管道(50)上端为出风端并与吸油烟机的烟道相通，该倒置而成的消音单元(5)的消音管道下端为进风端并与风机出风口(7)相通。

3.根据权利要求2所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述上消音装置(2)和下消音装置(1)的消音管道(50)的横截面均为六边形，在每个消音管道(50)的内壁均安装有三个所述的参考传声器(52)和三个所述的误差传声器(53)，所述的参考传声器(52)间隔分布在消音管道(50)内壁的其中三个边角处，所述的误差传声器(53)间隔分布在消音管道(50)内壁的另外三个边角处，并且，上下错开一个边角的误差传声器(53)与参考传声器(52)形成配对组。

4.根据权利要求3所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述配对组的参考传声器(52)与误差传声器(53)之间的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足：

5.根据权利要求4所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述配对组的参考传声器(52)与误差传声器(53)之间的直线距离d与噪声源声波波长l之间满足d＝0.3l。

6.根据权利要求2所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在所述消音管道(50)的内壁安装有吸音层(55)。

7.根据权利要求6所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：在所述消音管道(50)的内部设有固定筒(56)，所述的吸音层(55)夹设在所述的消音管道(50)内壁与固定筒(56)外壁之间，在所述扬声器(51)的后部设有声学共振腔(57)，在所述的消音管道(50)内设有与扬声器同轴的吸音件(58)，所述的吸音件(58)远离扬声器的一端通过支撑架(59)固定在所述的固定筒(56)上。

8.根据权利要求7所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述的吸音件(58)为圆台形或者圆锥形，且吸音件(58)的大头端靠近所述的扬声器(51)。

9.根据权利要求2所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述下消音装置(1)和上消音装置(2)均包括有安装在消音管道(50)上的上安装板(3)和下安装板(4)，所述下消音装置(1)中的下安装板(4)可拆卸安装在吸油烟机的集烟罩(8)上，下消音装置(1)中的上安装板(3)可拆卸安装在吸油烟机的机罩(9)上，所述上消音装置(2)中的下安装板(4)可拆卸安装在吸油烟机的机罩(9)上，所述上消音装置(2)中的上安装板(3)可拆卸安装在吸油烟机的烟道上。

10.根据权利要求2所述的吸油烟机的降噪装置，其特征在于：所述的上消音装置(2)和下消音装置(1)均包括有两个消音单元(5)，且下消音装置(1)中的两消音单元(5)分别位于风机进风口(6)的左右两侧，上消音装置(2)中的两消音单元(5)分别位于风机出风口(7)的左右两侧。