CN110186086A - 一种串联双风机型吸油烟机及其流量控制方法 - Google Patents

Abstract

一种串联双风机型吸油烟机，主级风机的出风口与次级风机的进风口相流体连通，安装在主级风机上的第一检测装置包括第一温度传感器和第一热式风速仪，安装在次级风机上的第二检测装置包括第二温度传感器、第二热式风速仪，控制器用来接收第一温度传感器和第一热式风速仪，第二检测装置包括第二温度传感器、第二热式风速仪的输出信号并相应控制主级风机和次级风机转速的控制器。该串联双风机型吸油烟机将两个热式风速仪测得的风速比值转换为流量比值，控制器结合两个温度传感器，调节主、次两级风机转速，使主级风机和次级风机在不同工况下的流量处于动态平衡，且风机控制程序引入补偿因子后，可以获得更好的流量控制效果。

Description

一种串联双风机型吸油烟机及其流量控制方法

技术领域

本发明涉及一种串联双风机型吸油烟机，尤其是涉及一种串联双风机型吸油烟机及其流量控制方法。

背景技术

中式烹饪会产生大量的油烟，为保持厨房环境清洁及人体的健康，吸油烟机已成为现代家庭厨房必不可少的设备之一。但现代住宅的楼层通常较高，同一栋楼不同楼层的住户都将吸油烟机通入公共烟道来进行排烟，这就势必会造成在做饭高峰期公共烟道背压骤升，使吸油烟机排烟困难。吸油烟机在使用状态下的排风流量主要取决于吸油烟机风机系统的风压，风压越大，排风流量也越大。普通家用的吸油烟机在使用时，油烟需要通过排烟管、止逆阀和排烟通道等阻力装置将油烟排出，这些阻力装置的存在，使得油烟在油烟排出口处存在一定的背压，背压的存在会大大影响油烟机的排风流量。风机系统的风压对吸油烟机的排风流量起积极作用，背压的存在则对吸油烟机的排风流量起消极作用。

为了尽可能克服背压带来的不良影响，目前，人们已经设计出了双风机串联的吸油烟机，这样双风机串联的吸油烟机通过匹配主次两级风机来增加风机系统的风压，使风机系统在使用状态下，即使存在较大的背压也能获得较大的排风流量，且主次两级风机的转速无需太高，噪声较小，能满足油烟机高效静吸的要求。如专利号为201410121288.8(申请公布号为CN104949174A)公开了《一种串联双风机型吸油烟机》，其包括风机外壳和集烟罩，风机外壳内设有相互串联的主级风机和次级风机，主级风机的出风口与次级风机的进风口相流体连通。虽然，其通过将两个风机的串联来提升整机静压以克服背压带来的不利影响，从而提升吸排烟效果，但是，这类具备高效吸排烟能力的吸油烟机由于设置了两个串联风机，而两个风机所处的工况不相同，对于主级风机而言，进风口形态、挡烟板、过滤结构是其主要的阻力来源，对于次级风机而言，出风口形态，止回阀，风管，公共烟道以及公共烟道开机率是其主要的阻力来源。由于两个风机的工况不同，即流动损失不同，即便是使用两个相同的风机，也会出现两者流量不相同的情况。而现有技术中无法对两个风机的流量进行实时监测，这就导致串联风机在不同工况下无法按照设计值工作，在使用过程中会出现噪音大，整机抖动等影响人们的烹饪体验。例如，当主级风机的输出的风量大幅超过次级风机吸入的风量，导致次级风机来不及将风量排出或转化，此时次级风机反而成为了主级风机的主要阻力，导致主级风机流动损失加剧，并且会出现次级风机的叶轮动平衡被主级风机输出的风量破坏，导致次级风机抖动，噪音加剧等情况。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种在不同工况下主、次两级风机的流量处于动态平衡状态的串联双风机型吸油烟机。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种在不同工况下主、次两级风机的流量处于动态平衡状态的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法。

本发明解决上述第一技术问题所采用的技术方案为：该串联双风机型吸油烟机，包括风机架和设于风机架底部的集烟罩，所述风机架内部安装有相互串联的主级风机和次级风机，所述主级风机的出风口与次级风机的进风口相流体连通，其特征在于：在所述主级风机上安装有第一检测装置，在所述次级风机上安装有第二检测装置，所述第一检测装置包括第一温度传感器和第一热式风速仪，所述第二检测装置包括第二温度传感器、第二热式风速仪，还包括有用来接收第一温度传感器和第一热式风速仪，所述第二检测装置包括第二温度传感器、第二热式风速仪的输出信号并相应控制主级风机和次级风机转速的控制器。

优选地，所述第一温度传感器、第一热式风速仪、第二温度传感器、第二热式风速仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端相电连接，所述控制器的信号输出端与主级风机和次级风机的风机电机驱动模块相电连接。

优选地，所述主级风机和次级风机均为离心风机，主级风机和次级风机的进风端面相互平行，所述第一检测装置和第二检测装置分别安装在主级风机和次级风机的蜗壳环壁相同位置上。当然，第一检测装置和第二检测装置还可以分别安装在主级风机和次级风机的蜗壳前盖板的相同位置上，或者可以分别安装在主级风机和次级风机的蜗壳后盖板的相同位置上。

进一步优选，所述主级风机和次级风机的叶轮直径相同。

为了使主、次两级风机之间能够顺利流体连通，所述主级风机的出风口与次级风机的进风口通过导风管相连通。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于：包括补偿因子校正程序和风机控制程序，所述补偿因子校正程序计算出的补偿因子代入所述的风机控制程序。

作为一种优选方案，所述的补偿因子校正程序为速度校正程序，其包括如下步骤

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器采集主级风机的环境温度Ta，第二温度传感器采集次级风机的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿速度值V。

进一步优选，所述风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、第一热式风速仪测得主级风机的风速Va，第二热式风速仪测得次级风机的风速Vb，并引入所述速度校正程序得出的补偿速度值V；

③、控制器读取Va-Vb+V的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb+V>K，则减小主级风机转速，增大次级风机转速；

若Va-Vb+V<K，则增大主级风机转速，减小次级风机转速；

若Va-Vb+V＝K，则维持主级风机和次级风机当前风机转速。

作为另一种优选方案，所述的补偿因子校正程序为电流校正程序，其包括如下步骤：

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器采集主级风机的环境温度Ta，第二温度传感器采集次级风机(3)的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿电流值I。

进一步优选，所述风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、获取第一热式风速仪的电流Ia﹣I，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪的电流Ib，并根据该电流读取相应的风速Vb；或者，

获取第一热式风速仪52的电流Ia，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪的电流Ib﹢I，并根据该电流读取相应的风速Vb；

③、控制器读取Va-Vb的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb>K，则减小主级风机转速，增大次级风机转速；

若Va-Vb<K，则增大主级风机转速，减小次级风机转速；

若Va-Vb＝K，则维持主级风机和次级风机当前风机转速。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该串联双风机型吸油烟机通过两个热式风速仪分别用来采集主、次风机相同位置的风速状态，并将两个风速的比值转换为流量的比值，并结合两个温度传感器，控制器可以调节主、次两级风机的转速，使主级风机和次级风机在不同工况下的流量处于动态平衡，且风机控制程序引入补偿因子后，可以获得更好的流量控制效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的吸油烟机内部结构示意图；

图3为本发明实施例一的主级风机的结构示意图；

图4为本发明实施例一的次级风机的结构示意图；

图5为本发明实施例一的速度校正程序的控制逻辑图；

图6为本发明实施例一代入补偿速度后的风机控制程序的控制逻辑图；

图7为本发明实施例二的电流校正程序的控制逻辑图；

图8为本发明实施例二代入补充电流后的风机控制程序的控制逻辑图；

图9为本发明实施例二代入补充电流后的风机控制程序的另一控制逻辑图。

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4所示，本实施例的串联双风机型吸油烟机包括风机架1和集烟罩2，集烟罩2安装在风机架1底部，风机架1内部安装有相互串联的主级风机3和次级风机4，主级风机3和次级风机4的叶轮直径相同，主级风机3的出风口与次级风机4的进风口通过导风管7相流体连通。主级风机3和次级风机4均为离心风机，主级风机3和次级风机4在风机架1内部均倾斜设置，且进风端面相互平行。主级风机3和次级风机4包括有风机电机驱动模块(图中未示)，风机电机驱动模块用来驱动风机电机转动，此为常规结构，不再展开说明。

在主级风机3上安装有第一检测装置5，在次级风机4上安装有第二检测装置6，本实施例中，第一检测装置5和第二检测装置6分别安装在主级风机3和次级风机4的蜗壳环壁相同位置上。当然，也可以将第一检测装置5安装在主级风机3的蜗壳前盖板上，第二检测装置6安装在次级风机4的蜗壳前盖板上，且处于蜗壳前盖板的相同位置，或者，将第一检测装置5安装在主级风机3的蜗壳后盖板上，第二检测装置6安装在次级风机4的蜗壳后盖板上，且处于蜗壳后盖板的相同位置

具体地，第一检测装置5包括第一温度传感器51和第一热式风速仪52，第二检测装置6包括第二温度传感器61、第二热式风速仪62。该吸油烟机还包括有控制器(图中为示)，第一温度传感器51、第一热式风速仪52、第二温度传感器61、第二热式风速仪62的信号输出端与控制器的信号输入端相电连接，控制器的信号输出端与主级风机3和次级风机4的风机电机驱动模块相电连接，由此，控制器可以用来控制主级风机3和次级风机4的风机转速。

热式风速仪是一种流速传感器，其基本原理是将一根很细的金属丝放在流体中，通电流使其温度高于流体温度，当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。在本实施例中，第一热式风速仪52和第二热式风速仪62分别用来采集主级风机3和次级风机4相同位置的风速状态。根据流体连续性原理，Q＝SV，即在截面积不变的情况下，流量Q与风速V成正比，通过计算即可得单个风机的流量Q值，也就是说，在风机相同位置点的两个风速V的比值可以等同转换为流量Q的比值。

另外，由于吸油烟机吸排的是烹饪环境产生的烟气，烟气本身具有一定的温度，在串联双风机系统中，主级风机3可将其进行一次冷却，次级风机4可将其进行二次冷却。也就是说，在主级风机3和次级风机4中的流体其本身的流体温度是不同的，一般地，主级风机3内的流体要高于次级风机4内的流体。根据强迫对流热交换理论，可根据主级风机3和次级风机4散失的热量计算出相应的流体速度V，主级风机3和次级风机4散失的热量可以通过第一温度传感器51和第二温度传感器61得知。由此，本实施例引入了速度补偿因子。

本实施例的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法通过风机控制程序来实现，其中风机控制程序代入有速度校正程序。

如图5所示，本实施例的速度校正程序包括如下步骤：

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器51采集主级风机3的环境温度Ta，第二温度传感器61采集次级风机4的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿速度值V。

如图6所示，风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、第一热式风速仪52测得主级风机3的风速Va，第二热式风速仪62测得次级风机4的风速Vb，并引入所述速度校正程序得出的补偿速度值V；

③、控制器读取Va-Vb+V的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb+V>K，则减小主级风机3转速，增大次级风机4转速；

若Va-Vb+V<K，则增大主级风机3转速，减小次级风机4转速；

若Va-Vb+V＝K，则维持主级风机3和次级风机4当前风机转速。

实施例二：

如图7所示，本实施例的补偿因子校正程序为电流校正程序，其包括如下步骤：

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器51采集主级风机3的环境温度Ta，第二温度传感器61采集次级风机4的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿电流值I。

如图8所示，本实施例的风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、获取第一热式风速仪52的电流Ia﹣I，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪62的电流Ib，并根据该电流读取相应的风速Vb；

③、控制器读取Va-Vb的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb>K，则减小主级风机3转速，增大次级风机4转速；

若Va-Vb<K，则增大主级风机3转速，减小次级风机4转速；

若Va-Vb＝K，则维持主级风机3和次级风机4当前风机转速。

如图9所示，本实施例的风机控制程序还可以包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、获取第一热式风速仪52的电流Ia，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪62的电流Ib﹢I，并根据该电流读取相应的风速Vb；

③、控制器读取Va-Vb的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb>K，则减小主级风机3转速，增大次级风机4转速；

若Va-Vb<K，则增大主级风机3转速，减小次级风机4转速；

若Va-Vb＝K，则维持主级风机3和次级风机4当前风机转速。

本实施例的其余结构与实施例一相同，在此不再展开描述。

Claims (10)

1.一种串联双风机型吸油烟机，包括风机架(1)和设于风机架底部的集烟罩(2)，所述风机架(1)内部安装有相互串联的主级风机(3)和次级风机(4)，所述主级风机(3)的出风口与次级风机(4)的进风口相流体连通，其特征在于：在所述主级风机(3)上安装有第一检测装置(5)，在所述次级风机(4)上安装有第二检测装置(6)，所述第一检测装置(5)包括第一温度传感器(51)和第一热式风速仪(52)，所述第二检测装置(6)包括第二温度传感器(61)、第二热式风速仪(62)，还包括有用来接收第一温度传感器(51)和第一热式风速仪(52)，所述第二检测装置(6)包括第二温度传感器(61)、第二热式风速仪(62)的输出信号并相应控制主级风机(3)和次级风机(4)转速的控制器。

2.根据权利要求1所述的串联双风机型吸油烟机，其特征在于：所述第一温度传感器(51)、第一热式风速仪(52)、第二温度传感器(61)、第二热式风速仪(62)的信号输出端与所述控制器的信号输入端相电连接，所述控制器的信号输出端与主级风机(3)和次级风机(4)的风机电机驱动模块相电连接。

3.根据权利要求1所述的串联双风机型吸油烟机，其特征在于：所述主级风机(3)和次级风机(4)均为离心风机，主级风机(3)和次级风机(4)的进风端面相互平行，所述第一检测装置(5)和第二检测装置(6)分别安装在主级风机(3)和次级风机(4)的蜗壳环壁相同位置上。

4.根据权利要求3所述的串联双风机型吸油烟机，其特征在于：所述主级风机(3)和次级风机(4)的叶轮直径相同。

5.根据权利要求1所述的串联双风机型吸油烟机，其特征在于：所述主级风机(3)的出风口与次级风机(4)的进风口通过导风管(7)相连通。

6.一种根据权利要求1所述的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于：包括补偿因子校正程序和风机控制程序，所述补偿因子校正程序计算出的补偿因子代入所述的风机控制程序，所述风机控制程序用来控制主级风机(3)和次级风机(4)的转速。

7.根据权利要求6所述的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于所述的补偿因子校正程序为速度校正程序，其包括如下步骤：

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器(51)采集主级风机(3)的环境温度Ta，第二温度传感器(61)采集次级风机(4)的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿速度值V。

8.根据权利要求7所述的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于所述风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、第一热式风速仪(52)测得主级风机(3)的风速Va，第二热式风速仪(62)测得次级风机(4)的风速Vb，并引入所述速度校正程序得出的补偿速度值V；

③、控制器读取Va-Vb+V的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb+V>K，则减小主级风机(3)转速，增大次级风机(4)转速；

若Va-Vb+V<K，则增大主级风机(3)转速，减小次级风机(4)转速；

若Va-Vb+V＝K，则维持主级风机(3)和次级风机(4)当前风机转速。

9.根据权利要求6所述的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于：所述的补偿因子校正程序为电流校正程序，其包括如下步骤：

①、风机启动，叶轮带动产生气流；

②、第一温度传感器(51)采集主级风机(3)的环境温度Ta，第二温度传感器(61)采集次级风机(4)的环境温度Tb；

③、控制器读取Ta-Tb，并换算相应的补偿电流值I。

10.根据权利要求9所述的串联双风机型吸油烟机的流量控制方法，其特征在于所述风机控制程序包括如下步骤：

①、风机控制程序运行；

②、获取第一热式风速仪(52)的电流Ia﹣I，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪(62)的电流Ib，并根据该电流读取相应的风速Vb；或者，

获取第一热式风速仪(52)的电流Ia，并根据该电流读取相应的风速Va，获取第二热式风速仪(62)的电流Ib﹢I，并根据该电流读取相应的风速Vb；

③、控制器读取Va-Vb的值，并将该值与预设值K进行阈值判断；

若Va-Vb>K，则减小主级风机(3)转速，增大次级风机(4)转速；

若Va-Vb<K，则增大主级风机(3)转速，减小次级风机(4)转速；

若Va-Vb＝K，则维持主级风机(3)和次级风机(4)当前风机转速。