CN111023218B - 一种吸油烟机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸油烟机，包括进烟组件、设置在进烟组件上方的风机架和设置在风机架内的风机系统，所述风机系统具有朝后的主进风口和朝前的副进风口，吸油烟机还包括设置在风机架内的导流片和导流锥，导流片具有在前后方向上延伸的两个、分别设置在风机系统的左右两侧下方，每个导流片由前向后逐渐向下倾斜，导流锥设置在风机系统后侧、并且在左右方向上延伸。还公开了一种上述吸油烟机的控制方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：由导流片和导流锥的配合，漩涡及气流的边界层分离进行整流，使得风机系统的叶轮所受气流冲击较为均匀，电机所受载荷稳定，防止吸油烟机在不同档位运行时出现跳档的情况。

Description

一种吸油烟机及其控制方法

技术领域

本发明涉及油烟净化装置，尤其是一种吸油烟机，以及该吸油烟机的控制方法。

背景技术

吸油烟机是现代家庭中必不可少的厨房设备之一，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。

常见的吸油烟机大致分为顶吸、侧吸及低吸。目前市场常见的产品为顶吸和侧吸，低吸油烟机是市场上新出现的一类产品。其特点为吸入口距离灶台380-420mm，吸入口窄长、其厚度约为108-120mm，这导致其内部气流运动复杂，电机所受载荷变化较大，易出现异音。

目前行业内部多采用以下几种措施进行内部稳流及降噪：

(1)合理放置风机系统，单吸、双吸及倾斜放置；

(2)在气流速度较高的区域采用壁面穿孔+吸音棉的方式。

但是存在以下问题：低吸式的吸油烟机由于其吸入口狭长，气流从吸入口到风机箱体产生扩散损失及不稳的湍流，这种不稳定湍流对叶轮产生周期性地冲击，风机的电机转速波动较大，从而导致吸油烟机在不同楼层用户背压系统条件下产生跳档的情况。而采用优化风机系统不能完全解决其异音及电机转速不稳定问题。

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，提供一种吸油烟机，能够对内部流动进行稳流、整流，提高吸油烟效果。

本发明所要解决的第二个是技术问题是提供一种上述吸油烟机的控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机，包括进烟组件、设置在进烟组件上方的风机架和设置在风机架内的风机系统，所述风机系统具有朝后的主进风口和朝前的副进风口，其特征在于：所述吸油烟机还包括设置在风机架内的导流片和导流锥，所述导流片具有在前后方向上延伸的两个、分别设置在风机系统的左右两侧下方，每个导流片由前向后逐渐向下倾斜，所述导流锥设置在风机系统后侧、并且在左右方向上延伸。

为便于降低噪声，所述导流片包括中空的盒体，所述盒体的底面上开设有第一降噪孔。

优选的，为便于降低低频和高频噪声，所述盒体内设置有吸音棉。

为进一步降低噪声，所述导流锥为中空结构、至少在朝向油烟气流的一面开设有第二降噪孔。

优选的，进烟组件和风机架的结构为，同时便于导流片起到导油的作用，所述进烟组件包括第一前侧壁和第一后侧壁，所述第一前侧壁上开设有进风口，第一前侧壁和第一后侧壁之间形成第一进风通道；所述风机架包括第二前侧壁和第二后侧壁，所述第二前侧壁位于第一前侧壁的前方，所述风机系统的后侧和风机架的第二后侧壁之间形成第二进风通道，所述第一进风通道、第二进风通道和风机系统连通；所述导流片的后端与风机架的第二后侧壁之间具有一定间隙。

为使得油烟不用经过拐弯，直接被吸入风机系统的进风口，提升吸油烟效率，防止内部油烟堵塞而吸排效果不好的问题出现，所述风机系统的进风口朝后。

优选的，为避免吸油烟机的转速出现波动的现象，起到在不损失风量的情况下，保证不同楼层用户的油烟机稳定运行不跳档的作用，所述导流片的宽度为30～48mm。

优选的，所述导流锥的纵向截面为等边三角形、其中一个顶点朝向风机系统，所述导流锥纵向截面上、穿过朝向风机系统的顶点的平分线和风机系统的轴线平行。

为便于适应不同工况，所述导流锥的左右两端分别设置有滑槽、与滑槽滑动连接的滑轨，所述滑槽与风机架固定，导流锥与滑轨连接，所述吸油烟机还包括用于驱动滑轨升降的直线驱动机构。

为便于自动控制直线驱动机构，还包括控制电路，所述控制电路包括用于检测风机系统的电机转速的转速监测电路、调节回路、反馈电路、判断电路和用于控制直线驱动机构的直线驱动机构控制电路，所述转速监测电路与反馈电路的输入端连接，所述调节回路与反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与判断电路的输入端连接，所述判断电路的输出端与直线驱动机构控制电路的输入端连接。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：

吸油烟机开始工作，转速监测电路测得电机当前的转速为Ni，并将检测值反馈到判断电路中进行逻辑判断：

1)当Ni≤Npmin时，判断电路通过直线驱动机构控制电路，控制导流锥调节至导流锥的平分线和风机系统的轴线之间的垂直距离为S1＝-10～0mm；

2)当Ni≥Npmax时，判断电路通过直线驱动机构控制电路，控制导流锥调节至导流锥的平分线和风机系统的轴线之间的垂直距离为S3＝10～20mm；

3)当Npmax＞Ni＞Npmin时，判断通过控制直线驱动机构控制电路，判断电路通过直线驱动机构控制电路，控制导流锥调节至导流锥的平分线和风机系统的轴线之间的垂直距离为S2＝0～10mm；

其中Npmin为预设的小流量工况运行的转速、Npmax为预设的大流量工况运行的转速。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在风机系统下方设置导流片，在风机系统后侧设置导流锥，由导流片和导流锥的配合，能够对吸油烟机内部漩涡及气流的边界层分离进行控制整流，使得风机系统的叶轮所受气流冲击较为均匀，减弱气流冲击噪声，电机所受载荷稳定，从而防止吸油烟机在不同档位运行时出现跳档的情况，保证吸油烟机出口不同背压条件下，用户使用吸油烟机时良好的吸油烟效果；通过设置用于驱动导流锥升降的直线驱动机构，以及控制直线驱动机构的控制电路，能够自动地适应不同的工况，工作在最合适的位置，起到最佳的稳流和降噪作用。

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(左右方向剖面)；

图3为本发明实施例的吸油烟机的剖视图(前后方向剖面)；

图4为本发明实施例的吸油烟机的导流片的示意图；

图5为本发明实施例的吸油烟机的导流片的剖视图；

图6为本发明实施例的吸油烟机的导流锥的示意图；

图7为本发明实施例的吸油烟机的导流锥的剖视图；

图8为本发明实施例的吸油烟机的性能曲线图；

图9为本发明实施例的吸油烟机的控制电路框图；

图10为本发明实施例的吸油烟机的控制流程图。

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，在本实施例中，为低吸式吸油烟机，包括进烟组件1、风机架2和设置在风机架2内的风机系统3。风机系统3包括蜗壳31、设置在蜗壳31内的叶轮32以及用于驱动叶轮32的电机33。

其中，进烟组件1，其呈中空状的箱体、并且在顶端敞口，进烟组件1的前侧壁面上、靠近底端的位置开设有进风口11。进烟组件1优选的呈扁平状(前后方向上的扁平)。风机架2设置在进烟组件1的上方，呈中空状，并且在底端与进烟组件1对应的位置敞口而形成为吸入口23。

风机架2的厚度(前后方向上的尺寸)大于进烟组件1。进烟组件1包括第一前侧壁12和第一后侧壁13，进风口11开设在第一前侧壁12上。风机架2包括第二前侧壁21和第二后侧壁22，第一后侧壁12可以与第二后侧壁22齐平。风机架2的第二前侧壁21位于进烟组件1的第一前侧壁12之前。进烟组件1的第一前侧壁12和第一后侧壁13之间形成第一进风通道14，进风口11和第一进风通道14连通。上述的风机系统3设置在风机架2内，风机系统3的后侧和风机架2的第二后侧壁22之间形成第二进风通道24，吸入口23位于第二进风通道24的底端。

为双进风进风，其中，形成在蜗壳31上的主进风口34朝后，形成背吸的形式，同样形成在蜗壳31上的副进风口35朝前。优选的，风机系统3的后侧不超过进烟组件1的第一前侧壁12。风机架2的吸入口23、以及风机架2内位于风机系统3下方的区域构成突扩区域25。

油烟气流从进烟组件1的进风口11流动到风机系统3的主进风口34和副进风口35的过程中分成两部分气流，在突扩区域25主气流开始分支，突扩区域25内部气流紊乱，尤其表现在风机架2前后两侧，此边界处气流存在严重的边界层分离，产生气流冲击噪声。并且随着吸油烟机不同风量的变化，进入风机系统3的背面的主进风口34与正面的副进风口35的风量非定常的变化。

为此，风机架2内还设置有导流片4和导流锥5。导流片4具有两个，分别设置在风机系统3下方的左右两侧。每个导流片4的前端连接在风机系统3的底部、并且逐渐向后倾斜向下地延伸到吸入口23的上方。优选的，其相对水平方向的倾斜角度为60°。导流片4的后端与风机架2的第二后侧壁22之间的间距为8～15mm，以便导油。

导流片4通过合理的结构和安装位置的设计，对突扩区域25风机架2边界的气流进行整流及分配，保证背、正进风口的气流流动稳定，使得风机系统3的叶轮32所受气流冲击较为均匀，电机33所受载荷稳定。电机33转速稳定，能够防止吸油烟机在不同档位运行时出现跳档的情况，保证吸油烟机出口不同背压条件下，用户使用吸油烟机时良好的吸油烟效果。此外，导流片4还具有良好的导油作用。

导流片4包括盒体41、设置在盒体41前侧的第一连接部42和设置在盒体41下方的第二连接部43。盒体41内呈中空，第一连接部42用于与风机系统3连接，第二连接部43用于与风机架2连接。盒体41呈中空状，盒体41的底面(朝向油烟气流一面)上开设有第一降噪孔44，盒体41内的腔体内设置有吸音棉45。由此可保证对突扩区域25产生的气流噪声进行吸收，且低频和高频噪声均有降噪效果，从而起到降噪作用。

吸油烟机在不同的运行工况下，风机系统3背部的主进风口34的进口区域出现紊流区(漩涡)，因此导流锥5设置风机系统3的后方，与导流片4组合进行稳流。导流锥5沿着左右方向延伸。导流锥5合理的尺寸和安装位置的设计，能够保证不同楼层用户的吸油烟机稳定运行不跳档。导流锥5为三角锥，导流锥5的一面与箱体2的后侧壁21相贴或仅具有较小的间隙，导流锥5的纵向截面的顶点朝向风机系统3。导流锥5为中空结构，至少朝向油烟气流的一面上开设有第二降噪孔54，并且导流锥5内也可以设置吸音棉，由此可保证对低频和高频噪声均有降噪效果。

由于不同的工况漩涡区的强度及范围分布不同，为了对这个漩涡区进行不同工况的针对性控制，因此需要根据不同工况调整导流锥5的高度进行流动控制。导流锥5的两端分别设置有滑槽51、与滑槽51滑动连接的滑轨52，其中一侧设置有驱动滑轨52升降的直线驱动机构53，其中，滑槽51与风机架2固定，导流锥5与滑轨52连接，直线驱动机构53优选的为电动推杆。直线驱动机构53启动时，可驱动导流锥5作上下升降运动。

导流片4和导流锥5的配合，起到改善吸油烟机声音品质及降噪的效果。在不损失风量的前提下，实验室噪声降低1-2dB。导流片4的宽度L2＝30～48mm，当导流片的宽度L2＜30mm，L2＞45mm时，吸油烟机的转速出现波动的现象，转速波动Δn＞20rpm。导流片4的宽度取值与导流锥5的位置两者合理的匹配设计，能够起到在不损失风量的情况下，保证不同楼层用户的油烟机稳定运行不跳档。

参见图3～图7，本实施例中优选的，导流片4的第一降噪孔44孔径是3mm，孔间距8mm，孔板厚度0.7mm，空腔厚度6.4mm，穿孔率11.8％，吸音棉45的厚度为3mm。导流片4的长度(前后方向上的尺寸)L1＝125mm，L2＝34mm，总厚度8mm，与风机架2连接的第二连接部43的长度S4为4.2mm，与风机系统3连接的第一连接部42的长度S5为8.7mm。

导流锥5的第二降噪孔54的孔径是3mm，孔间距8mm，孔板厚度0.7mm，穿孔率3.6％，吸音棉的厚度为5mm。三角锥截面为等边三角形，边长S2＝70mm，每条边之间的过渡圆角R＝6mm，三角锥长度(左右方向上的尺寸)S1＝300mm。

导流锥5纵向截面、穿过朝向风机系统3的顶点的平分线X1和风机系统3轴线X2平行，两者之间的垂直距离为s，其中，平分线X1位于轴线X2上方时，s为正。导流锥5的中线与风机架2的中线重合。导流锥5的初始位置为s＝0。

不设置上述的导流片4和导流锥5时，每个工况点转速变化Δn＝20-30rpm；加导流片4和导流锥5后，每个工况点转速变化Δn＜10rpm。有无导流片4和导流锥5前后，吸油烟机性能曲线几乎不变，参见图8。

低吸油烟机由于其进烟组件1狭长，气流从进烟组件1的进风口11到箱体2产生扩散损失及不稳地湍流，这种不稳定湍流对叶轮32产生周期性的冲击，电机33转速波动较大，从而导致吸油烟机在不同楼层用户背压系统条件下产生跳档和异音的情况。在小流量、高效区、工况及大流量工况，低吸油烟机内部流场各不相同，表现出的实验室和厨房噪声有差异。为了对低吸油烟机不同工况采用针对性的降噪措施，根据吸油烟机的运行转速Ni，通过吸油烟机的性能曲线判断其运行工况范围，通过调节导流锥5的上下位置而起到对应的最佳稳流和降噪作用，由此保证用户良好的体验感。

参见图9，控制电路包括转速监测电路61、调节回路62、反馈电路63和判断电路64。转速监测电路61可采用电磁传感器，其与反馈电路63的输入端连接，反馈电路63可为放大电路，起到加强原输入信号(转速信号)的作用，使输入信号增强或者减弱。电磁传感器结构简单，不受振动、温度和灰尘的影响，检测齿轮安装在风机系统3的电机33的输出轴上，传感器靠近与齿轮的齿尖，传感器与齿轮的间隙在0.5-1mm，取出与转速成比例的频率信号。采用电磁传感器的优点如下：1、构造简单、刚性好、耐环境好、不受振动、温度、油灰尘等影响；2、由于是非接触式地检测信号，对旋转体不加负荷，可以安全测量；3、由于是自身发电型，不要电源，最适于设置在现场。

调节回路62为电位器，与反馈电路63的输入端连接，使用前调零，以作为电磁传感器的参照。反馈电路63的输出端与判断电路64的输入端连接，判断电路64的输出端与用于控制直线驱动机构53的直线驱动机构控制电路65的输入端连接。判断电路64即指逻辑电路，功能是完成逻辑运算的电路。

本实施中所示小流量工况Q_min＝8.5m³/min，大流量Q_max＝16m³/min，高效区工况8.5m³/min＜Q_bep＜16m³/min。图8为本实施例的吸油烟机的性能曲线，根据线性差值得到吸油烟机在小流量、大流量、高效区工况运行的转速分别为

本实施中所示小流量工况Q_min＝8.5m³/min，大流量Q_max＝16m³/min，高效区工况8.5m³/min＜Q_bep＜16m³/min。在图8所示的性能曲线上取一点(Q₁，P₁，n₁)，根据相似定律换算油烟机在小流量、大流量、高效区工况运行的转速为

其中，Q_pbep表示吸油烟机运行在高效率流量范围区；N_pbep是对应Q_pbep流量范围内的线性差值的转速。

参见图10，当吸油烟机开始工作时，转速监测电路61(电磁传感器)测得当前转速为Ni，并将检测值反馈到判断电路64中进行逻辑判断：

1)当Ni≤Npmin时，判断电路64通过直线驱动机构控制电路65，控制导流锥5位移至导流锥5的平分线X1和风机系统3的轴线X2之间的垂直距离为S1＝-10～0mm，本实施例取S1＝-10mm，与当前流量适配，得到最佳的稳流和降噪效果；

2)当Ni≥Npmax时，判断电路64通过直线驱动机构控制电路65，控制导流锥5位移至导流锥5的平分线X1和风机系统3的轴线X2之间的垂直距离为S3＝10～20mm，本实施例取S3＝20mm，与当前流量适配，得到最佳的稳流和降噪效果；

3)当Npmax＞Ni＞Npmin时，判断电路64通过直线驱动机构控制电路65，控制导流锥5位移至导流锥5的平分线X1和风机系统3的轴线X2之间的垂直距离为S2＝0～10mm，本实施例取S2＝10mm，与当前流量适配，得到最佳的稳流和降噪效果。

Claims (10)

1.一种吸油烟机，包括进烟组件(1)、设置在进烟组件(1)上方的风机架(2)和设置在风机架(2)内的风机系统(3)，所述风机系统(3)具有朝后的主进风口(34)和朝前的副进风口(35)，其特征在于：所述吸油烟机还包括设置在风机架(2)内的导流片(4)和导流锥(5)，所述导流片(4)具有在前后方向上延伸的两个、分别设置在风机系统(3)的左右两侧下方，每个导流片(4)由前向后逐渐向下倾斜，所述导流锥(5)设置在风机系统(3)后侧、并且在左右方向上延伸，所述导流锥(5)能作上下升降运动。

2.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述导流片(4)包括中空的盒体(41)，所述盒体(41)的底面上开设有第一降噪孔(44)。

3.根据权利要求2所述的吸油烟机，其特征在于：所述盒体(41)内设置有吸音棉(45)。

4.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述导流锥(5)为中空结构、至少在朝向油烟气流的一面开设有第二降噪孔(53)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸油烟机，其特征在于：所述进烟组件(1)包括第一前侧壁(12)和第一后侧壁(13)，所述第一前侧壁(12)上开设有进风口(11)，第一前侧壁(12)和第一后侧壁(13)之间形成第一进风通道(14)；所述风机架(2)包括第二前侧壁(21)和第二后侧壁(22)，所述第二前侧壁(21)位于第一前侧壁(12)的前方，所述风机系统(3)的后侧和风机架(2)的第二后侧壁(22)之间形成第二进风通道(24)，所述第一进风通道(14)、第二进风通道(24)和风机系统(3)连通；所述导流片(4)的后端与风机架(2)的第二后侧壁(22)之间具有一定间隙。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的吸油烟机，其特征在于：所述导流片(4)的宽度为30～48mm。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的吸油烟机，其特征在于：所述导流锥(5)的纵向截面为等边三角形、其中一个顶点朝向风机系统(3)，所述导流锥(5)纵向截面上、穿过朝向风机系统(3)的顶点的平分线(X1)和风机系统(3)的轴线(x2)平行。

8.根据权利要求7所述的吸油烟机，其特征在于：所述导流锥(5)的左右两端分别设置有滑槽(51)、与滑槽(51)滑动连接的滑轨(52)，所述滑槽(51)与风机架(2)固定，所述导流锥(5)与滑轨(52)连接，所述吸油烟机还包括用于驱动滑轨(52)升降的直线驱动机构(53)。

9.根据权利要求8所述的吸油烟机，其特征在于：还包括控制电路，所述控制电路包括用于检测风机系统(3)的电机(33)转速的转速监测电路(61)、调节回路(62)、反馈电路(63)、判断电路(64)和用于控制直线驱动机构(53)的直线驱动机构控制电路(65)，所述转速监测电路(61)与反馈电路(63)的输入端连接，所述调节回路(62)与反馈电路(63)的输入端连接，所述反馈电路(63)的输出端与判断电路(64)的输入端连接，所述判断电路(64)的输出端与直线驱动机构控制电路(65)的输入端连接。

10.一种如权利要求9所述的吸油烟机的控制方法，其特征在于：

吸油烟机开始工作，转速监测电路(61)测得电机(33)当前的转速为Ni，并将检测值反馈到判断电路(64)中进行逻辑判断：

1)当Ni≤Npmin时，判断电路(64)通过直线驱动机构控制电路(65)，控制导流锥(5)调节至导流锥(5)的平分线(X1)和风机系统(3)的轴线(X2)之间的垂直距离为S1＝-10～0mm；

2)当Ni≥Npmax时，判断电路(64)通过直线驱动机构控制电路(65)，控制导流锥(5)调节至导流锥(5)的平分线(X1)和风机系统(3)的轴线(X2)之间的垂直距离为S3＝10～20mm；

3)当Npmax＞Ni＞Npmin时，判断电路(64)通过直线驱动机构控制电路(65)，控制导流锥(5)调节至导流锥(5)的平分线(X1)和风机系统(3)的轴线(X2)之间的垂直距离为S2＝0～10mm；

其中Npmin为预设的小流量工况运行的转速、Npmax为预设的大流量工况运行的转速。

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