CN111022381A - 一种导流降噪装置及应用有该导流降噪装置的吸油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导流降噪装置，包括第一盖体，所述第一盖体呈凸起的形状，以第一盖体的凸起方向为X轴、第一盖体的长度方向为Z轴，X轴和Z轴互相垂直，以与X轴和Z轴均垂直的方向为Y轴，所述第一盖体上、取不同Z轴上的点得到的截面为翼型，所有截面翼型曲线至高点在同一平面Y＝0下，所有截面中翼型曲线的两端都位于X＝0平面。还公开了一种应用有上述导流降噪装置的吸油烟机。与现有技术相比，本发明的优点在于：结合附壁效应，通过改进的翼型曲线引导气流，解决流道突变引起的漩涡，同时做到流动损失的最小化，提高风量，降低涡流噪音；针对不同流动区域速度不同的特点，采用渐变曲面控制以匹配不同区域的漩涡强度，全方位导顺气流。

Description

一种导流降噪装置及应用有该导流降噪装置的吸油烟机

技术领域

本发明涉及油烟净化装置，尤其是一种导流降噪装置，及应用有该导流降噪装置的吸油烟机。

背景技术

吸油烟机是利用流体动力学原理进行工作，通过安装在吸油烟机内部的离心式风机吸排油烟，并使用滤网过滤部分油脂颗粒。离心式风机包括蜗壳、安装在蜗壳中叶轮及带动叶轮转动的电机。当叶轮旋转时，在风机中心产生负压吸力，将吸油烟机下方的油烟吸入风机，经过风机加速后被蜗壳收集、引导排出室外。

吸油烟机通常吸油烟机包括顶吸式和侧吸式，而顶吸式的吸油烟机由于整洁轻巧、占用空间小等优点，而有着越来越广泛的应用。顶吸式吸油烟机通常包括集烟罩、位于集烟罩上的风机架，风机架内安装有蜗壳、叶轮以及驱动叶轮的电机。风机架和集烟罩形成笼排油烟的流道，吸油烟机在运行过程中，升腾的油烟从集烟罩的进风口进入机壳内部，集烟腔与上方风机架所形成的流道存在较大的空间突变(往往在风机下侧)，存在较大的局部涡流，参见图8所示，集烟罩和风机架连接处的左右两侧存在涡流，且涡流靠近人耳，更易引起噪音污染，目前风机前或者后方固定的吸音盒是降噪主要措施，一方面占用风机前侧空间，可能导致流动恶化，也不能解决流道突变引起的漩涡。

吸油烟机风机性能和流道特性决定了吸油烟机的性能，目前主要通过流道优化、辅助降噪手段来降低噪音，改善流动。如申请号为201620958143.8的中国专利公开的一种油烟机的导流吸音立体降噪系统，包括主机壳体、设置在主机壳体内的风道系统，风道系统包括通过螺钉安装在主机壳体内的离心风机蜗壳、设置在离心风机蜗壳上的风机进风口，主机壳体的内侧面上并位于风道系统的下方设有横向延伸的辅助导流降噪体，辅助导流降噪体上具有上、下两个辅助导流斜面，且上、下两个辅助导流斜面之间的间距由辅助导流降噪体所在的主机壳体内侧面往主机壳体中心方向逐渐减小，辅助导流降噪体通过螺栓与主机壳体相连接，辅助导流降噪体内设有第二空心内腔，辅助导流降噪体的外侧面上设有若干与第二空心内腔相连通的降噪孔，所述第二空心内腔内设有也内吸音材料。

上述这种降噪结构，其前后均一，并未迎合气流变化规律(蜗壳前方和后方气流相对较顺，气流速度较大，漩涡范围相对较小，蜗壳正下方气流碰撞蜗壳底漩涡范围较大)，导流效果不理想，无法解决流道突变引起的漩涡；另外这种有棱角的结构对气流的阻力较大。

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存在的不足，提供一种导流降噪装置，能够解决流道突变引起的漩涡，同时做到流动损失的最小化，提高风量，降低涡流噪音。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述导流降噪装置的吸油烟机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种导流降噪装置，包括第一盖体，其特征在于：所述第一盖体呈凸起的形状，以第一盖体的凸起方向为X轴、第一盖体的长度方向为Z轴，X轴和Z轴互相垂直，以与X轴和Z轴均垂直的方向为Y轴，所述第一盖体上、取不同Z轴上的点得到的截面为翼型，所有截面翼型曲线至高点在同一平面Y＝0下，所有截面中翼型曲线的两端都位于X＝0平面。

为能够针对不同流动区域速度不同的特点，匹配不同区域的漩涡强度，全方位导顺气流，Z＝0平面下的翼型曲线最大，沿着Z轴、由Z＝0处向两侧、翼型曲线逐渐减小

为进一步降低噪音，还包括第二盖体，所述第一盖体向远离第二盖体的方向凸起，所述第一盖体上开设有降噪孔，所述第一盖体和第二盖体之间构成密闭的吸音共振腔。

为便于降低不同频率的噪音，所述降噪孔呈阵列分布，并且沿着Y轴方向间隔布置成排、沿着Z轴方向间隔布置成列，所述第二盖体朝向第一盖体的一侧还设置有隔板，所述隔板具有至少两个、并且沿着导流降噪装置的Z轴方向间隔布置，相邻的两个隔板之间形成一个降噪空腔，每个降噪空腔对应一排第一盖体上的降噪孔。

优选的，为针对不同区域的噪音特点，所述降噪孔在Y＝0处面积最小，所述降噪孔沿着Y轴、由Y＝0处向两侧面积逐渐增大；或者所述降噪孔在Z＝0处面积最大，所述降噪孔沿着Z轴、由Z＝0处向两侧面积逐渐减小。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有如上所述的导流降噪装置的吸油烟机，包括集烟罩、设置在集烟罩上方的风机架以及设置在风机架内的风机系统，所述风机系统包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，其特征在于：所述导流降噪装置设置在风机架内，所述导流降噪装置具有两个、分别设置在风机架与集烟罩连接处的相对两侧，所述导流降噪装置还位于风机系统的叶轮中心轴线的两侧，所述第一盖体由与风机架的连接处向远离风机架的方向凸起。

为匹配蜗壳前后两侧漩涡小、中间漩涡大的特点，针对性消除漩涡，所述第一盖体的Z＝0平面与蜗壳1/2厚度处对应。

优选的，为更好地起到导流降噪的作用，所述蜗壳上形成的进风口朝前，所述导流降噪装置设置在风机架内的左右两侧，所述翼型曲线在采用NACA翼型厚度经验公式基础上对最大厚度进行修正，翼型曲线的厚度f(x)为：

其中c为NACA翼型初始推荐厚度，

为系数修正后的翼型厚度，t为厚度修正系数，M₁为风机架的宽度，M₂为风机系统的蜗壳的最大宽度，l为翼型曲线的最大长度，x为常数。

优选的，在上述公式中，各参数满足以下关系：c/l＝0.12～0.24，t的取值范围为0～3，l的取值范围为30～150mm，x的取值范围为0～l。

优选的，在Z轴上坐标为z的截面处的翼型曲线的厚度修正系数t_z和当地翼型曲线长度l_z满足如下关系式：

其中t₀和l₀为Z＝0截面下翼型曲线的厚度修正系数和翼型曲线长度，m为修正系数，m的取值范围为0.5～3，L为第一盖体的最大长度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：结合附壁效应，通过翼型曲线引导气流，解决流道突变引起的漩涡，同时做到流动损失的最小化，提高风量，降低涡流噪音；针对不同流动区域速度不同的特点，采用渐变曲面控制以匹配不同区域的漩涡强度，全方位导顺气流；根据赫姆霍兹共振原理，在导流装置上设置降噪腔，并使降噪腔的共振频率与导流装置不同位置产生的风噪频率相同或者相匹配，从而实现辅助的宽频降噪。

附图说明

图1为本发明实施例的吸油烟机的示意图；

图2为本发明实施例的吸油烟机的剖视图(剖面为左右方向)；

图3为本发明实施例的吸油烟机的剖视图(剖面为前后方向)；

图4为本发明实施例的导流降噪装置的侧视图(以安装状态确定的视图方向)；

图5为本发明实施例的导流降噪装置的正视图(以安装状态确定的视图方向)；

图6为本发明实施例的导流降噪装置的横截面简化示意图；

图7为本发明实施例的导流降噪装置的分解结构示意图；

图8为现有技术的吸油烟机的局部流场示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1～图3，一种吸油烟机，为顶吸式吸油烟机，包括集烟罩1和位于集烟罩1上方的风机架2，风机架2内设置有风机系统3。风机系统3包括蜗壳31、设置在蜗壳31内的叶轮32，蜗壳31上形成有进风口311。

风机系统3的进风口311朝前，风机架2内、与集烟罩1连接处的左右两侧分别设置有导流降噪装置4，导流降噪装置4同时至少部分位于风机系统3下方的左右两侧。当风机系统3的进风口311朝向左侧或右侧时，导流降噪装置4则设置在风机架2内的前后两侧。即导流降噪装置4设置在风机系统3的叶轮32中心轴线相对的两侧。

参见图3～图7，每个导流降噪装置4包括第一盖体41和第二盖体42，其中，第二盖体42用于与风机架2的侧壁连接固定，第一盖体41设置在第二盖体42远离风机架2的侧壁的一侧。其中，第二盖体42为平板，第一盖体41则呈向远离第二盖体42方向突起的形状，第一盖体41上开设有降噪孔411，降噪孔411呈阵列布置，即沿着Y轴方向间隔布置成排、沿着Z轴方向间隔布置成列。第一盖体41和第二盖体42之间构成密闭的吸音共振腔，此处密闭是指吸音共振腔仅在降噪孔411处与外界连通，降噪孔411仅用于噪音的传递。第一盖体41的最大长度为l，在本实施例中，长度为沿着吸油烟机的风机架2的深度方向(前后方向)上的尺寸。

参见图4和图5，以左侧的导流降噪装置4的第一盖体41为例(右侧的导流降噪装置4与其对称)，建立如下图所示的三维坐标系，X轴沿着左右方向(向右为正)、Y轴沿着上下方向(向上为正)、Z轴沿着前后方向(第一盖体41的长度方向、向前为正)。第一盖体41的截面(取不同的Z轴上的点得到的截面)呈翼型，参见图6，翼型曲线具有流线型形状，特点是更低的阻力系数，曲线在采用NACA翼型厚度经验公式基础上对最大厚度进行修正：

其中c为NACA翼型初始推荐厚度，

为系数修正后的翼型厚度，一般为c/l＝0.12～0.24，t为厚度修正系数，取值范围为0～3，M₁为风机架2的宽度(左右方向上的尺寸)，M₂为风机系统3的蜗壳31的最大宽度，l为翼型曲线的最大长度(上下方向上的尺寸，Z＝0时翼型的长度)，取值范围为30～150mm，x在0至l之间变化。

坐标系的原点O位于第一盖体41长度方向上两端所在平面内(同时也为第二盖体42朝向第一盖体41一侧的表面)，第一盖体41由该平面向中间、同时向远离该平面的方向凸起，凸起的方向为X轴的方向，也就是第一盖体41的厚度方向，凸起的高度即为翼型曲线的厚度。其中Z＝0平面下的翼型曲线最大，即所控制范围最广，所有截面翼型曲线至高点在同一平面Y＝0下，所有截面中翼型曲线的两端都位于X＝0平面。这里的翼型曲线最大，是指厚度最大、长度最大。沿着Z轴，由Z＝0处向两侧，翼型曲线逐渐减小。导流降噪装置4通过法兰边等方式安装于吸油烟机的风机架2底部两侧，将翼型曲线最大处，即Z＝0平面安放于蜗壳1/2厚度处(前后方向的尺寸)，往前后两侧截面将不断缩小。第一盖体41的最大长度(前后方向上的尺寸)、即导流有效长度为L，L不小于蜗壳31的厚度，且不超出风机架2前后尺寸的限制。不同Z平面位置t_z计算如下：

式中：t₀和l₀为Z＝0截面下翼型曲线的厚度修正系数和翼型曲线长度，t_z和l_z为不同截面处翼型曲线的厚度修正系数和当地翼型曲线长度，z为截面所在Z坐标，m为修正系数，m范围为0.5～3。

由于漩涡影响的范围在风机架2深度方向并非一致的，蜗壳31前方和后方气流相对较顺，气流速度较大，漩涡范围相对较小，而蜗壳31正下方的气流不仅受到集烟罩1与风机架2连接引起的空间突变的影响，还受到蜗壳31的阻碍，其漩涡范围较广，导流位置需要更靠内侧，即远离风机架2侧壁面，本发明的解决方案是通过第一盖体41长度方向(z方向)各截面翼型曲线以渐变函数控制来实现不同区域的适应，通过修正厚度修正系数t1和翼型最大长度l进行调整，全方位导顺气流。

第一盖体41所构成的导流曲面的设计主要是为了破除突变引起的涡流，并起到导流的作用，从而达到降低噪音的作用。为进一步增加降噪效果，如上所述，本发明进一步在导流降噪装置4内部设置由第一盖体41和第二盖体42构成的吸音共振腔，通过赫姆霍兹共振原理降低噪音。

第二盖体42朝向第一盖体41的一侧还设置有隔板43，每个隔板43为竖直放置的平板，并且隔板43靠近第一盖体41的一侧与第一盖体41的形状适配。隔板43具有至少两个，沿着导流降噪装置4的长度方向间隔布置，相邻的两个隔板43之间形成一个降噪空腔44，每个降噪空腔44对应一排第一盖体41上的降噪孔411，由于气流在蜗壳31前侧和后侧气流速度较大，蜗壳31正下方区域速度较低，噪音频率呈现两头高，中间低的状态，根据赫姆霍兹共振原理，可以使降噪空腔44的共振频率与气动噪音频率相匹配，实现不同区域更加的降噪效果。根据降噪空腔共振频率：

式中：c为声速，S为对应降噪孔面积，L为孔板厚。

根据此原理，可以通过导流降噪装置4的单个降噪孔411面积比例调整实现，或者通过隔板43间距比例调整实现。

本发明中可设置翼型曲线最大处的降噪孔411为最小，往上下两端逐渐增大；也可设置长度方向上中间处的降噪孔411间距最大，往前后两端不断缩小，且对应第二盖体42上的隔板43的距离也随之调整。

Claims (10)

1.一种导流降噪装置，包括第一盖体(41)，其特征在于：所述第一盖体(41)呈凸起的形状，以第一盖体(41)的凸起方向为X轴、第一盖体(41)的长度方向为Z轴，X轴和Z轴互相垂直，以与X轴和Z轴均垂直的方向为Y轴，所述第一盖体(41)上、取不同Z轴上的点得到的截面为翼型，所有截面翼型曲线至高点在同一平面Y＝0下，所有截面中翼型曲线的两端都位于X＝0平面。

2.根据权利要求1所述的导流降噪装置，其特征在于：Z＝0平面下的翼型曲线最大，沿着Z轴、由Z＝0处向两侧、翼型曲线逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的导流降噪装置，其特征在于：还包括第二盖体(42)，所述第一盖体(41)向远离第二盖体(42)的方向凸起，所述第一盖体(41)上开设有降噪孔(411)，所述第一盖体(41)和第二盖体(42)之间构成密闭的吸音共振腔。

4.根据权利要求3所述的导流降噪装置，其特征在于：所述降噪孔(411)呈阵列分布，并且沿着Y轴方向间隔布置成排、沿着Z轴方向间隔布置成列，所述第二盖体(42)朝向第一盖体(41)的一侧还设置有隔板(43)，所述隔板(43)具有至少两个、并且沿着导流降噪装置的Z轴方向间隔布置，相邻的两个隔板(43)之间形成一个降噪空腔(44)，每个降噪空腔(44)对应一排第一盖体(41)上的降噪孔(411)。

5.根据权利要求4所述的导流降噪装置，其特征在于：所述降噪孔(411)在Y＝0处面积最小，所述降噪孔(411)沿着Y轴、由Y＝0处向两侧面积逐渐增大；或者所述降噪孔(411)在Z＝0处面积最大，所述降噪孔(411)沿着Z轴、由Z＝0处向两侧面积逐渐减小。

6.一种应用有如权利要求1～5中任一项所述的导流降噪装置的吸油烟机，包括集烟罩(1)、设置在集烟罩(1)上方的风机架(2)以及设置在风机架(2)内的风机系统(3)，所述风机系统(3)包括蜗壳(31)和设置在蜗壳(31)内的叶轮(32)，其特征在于：所述导流降噪装置设置在风机架(2)内，所述导流降噪装置具有两个、分别设置在风机架(2)与集烟罩(1)连接处的相对两侧，所述导流降噪装置还位于风机系统(3)的叶轮(32)中心轴线的两侧，所述第一盖体(41)由与风机架(2)的连接处向远离风机架(2)的方向凸起。

7.根据权利要求6所述的吸油烟机，其特征在于：所述第一盖体(41)的Z＝0平面与蜗壳1/2厚度处对应。

8.根据权利要求6所述的吸油烟机，其特征在于：所述蜗壳(31)上形成的进风口(311)朝前，所述导流降噪装置设置在风机架(2)内的左右两侧，所述翼型曲线在采用NACA翼型厚度经验公式基础上对最大厚度进行修正，翼型曲线的厚度f(x)为：

其中c为NACA翼型初始推荐厚度，

为系数修正后的翼型厚度，t为厚度修正系数，M₁为风机架(2)的宽度，M₂为风机系统(3)的蜗壳(31)的最大宽度，l为翼型曲线的最大长度，x为常数。

9.根据权利要求8所述的吸油烟机，其特征在于：在上述公式中，各参数满足以下关系：c/l＝0.12～0.24，t的取值范围为0～3，l的取值范围为30～150mm，x的取值范围为0～l。

10.根据权利要求8所述的吸油烟机，其特征在于：在Z轴上坐标为z的截面处的翼型曲线的厚度修正系数t_z和当地翼型曲线长度l_z满足如下关系式：

其中t₀和l₀为Z＝0截面下翼型曲线的厚度修正系数和翼型曲线长度，m为修正系数，m的取值范围为0.5～3，L为第一盖体(41)的最大长度。

Images