CN111829032B - 降噪装置、应用有该降噪装置的吸油烟机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降噪装置，包括盒体，所述盒体的一侧为由弹性材料制成的弹性层，所述弹性层上开设有降噪孔，所述降噪装置还包括用于驱动弹性层形变的形变机构。还公开了一种应用有上述降噪装置的吸油烟机，以及该吸油烟机的控制方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过使得降噪装置的至少一侧能够调节形状，从而能够便于对不同的工况采取针对性的降噪措施；应用在吸油烟机中，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。

Description

降噪装置、应用有该降噪装置的吸油烟机及其控制方法

技术领域

本发明涉及降噪技术领域，尤其是一种降噪装置，应用有该降噪装置的吸油烟机，以及该吸油烟机的控制方法。

背景技术

吸油烟机已成为现代家庭中不可或缺的厨房家电设备之一。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、侧吸及低吸三种。其中，低吸式的吸油烟机，吸入口距离灶台更近，负压区靠近烟源，油烟运动的路径减小，与其它两种形式相比较，吸油烟效果较好。低吸式的吸油烟机，吸入口距离灶台380～420mm，吸入口窄长、厚度约为108～120mm，这导致其内部气流运动复杂，风机系统的驱动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：

低吸式吸油烟机由于其吸入口狭长，气流从从吸入口到风机箱体产生扩散损失及不稳定湍流，这种不稳定湍流对叶轮产生周期性的冲击，电机转速波动较大，从而导致油烟机在不同楼层用户背压系统条件下产生跳档的情况。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。在不同工况条件下(流量下)，吸油烟机内部流态不同，如何根据吸油烟机的运行工况采用针对性的降噪措施，是目前所需要解决的一大问题。

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，提供一种降噪装置，能够动态调节，以适应不同的工况进行降噪。

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降噪装置的吸油烟机。

本发明所要解决的第三个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：一种降噪装置，其特征在于：包括盒体，所述盒体的一侧为由弹性材料制成的弹性层，所述弹性层上开设有降噪孔，所述降噪装置还包括用于驱动弹性层形变的形变机构。

为提高降噪效果，所述盒体内设置有吸音棉。

为便于驱动弹性层形变，所述形变机构包括直线驱动模组和弹性件，所述直线驱动模组的输出端在弹性层以及盒体与弹性层相对的一侧之间延伸，所述直线驱动模组的输出端能伸缩地带动弹性层形变，所述弹性件的一端通过固定在盒体的边缘、另一端延伸到弹性层的中间位置，所述弹性件与弹性层贴紧固定。

优选的，为使得形变均匀，所述直线驱动模组设置在盒体的中心、并且直线驱动模组的输出端能沿着盒体的中心线伸缩而能带动弹性层形变。

为便于直线驱动模组的输出端带动弹性层，所述形变机构还包括螺钉，所述螺钉穿过弹性层而与直线驱动模组的输出端连接，从而使得直线驱动模组的输出端与弹性层连接。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有如上所述的降噪装置的吸油烟机，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风机进风口和朝前的副风机进风口，其特征在于：所述降噪装置设置在风机架内、风机系统的后侧，所述降噪装置的盒体的弹性层与主风机进风口相对。

优选的，进烟组件和风机架的结构为，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；所述降噪装置设置在风机架的第二后侧壁上。

优选的，为更好地在降噪装置形变时起到整流和降噪的作用，所述降噪装置的几何中心与风机系统的主风机进风口的中心对齐，初始状态下，所述盒体在前后方向上的高度为H₁，所述风机架的第二后侧壁和风机系统的主风机进风口处的距离为H₂，并且满足H1＝(0.2～0.4)H₂。

为便于自动控制形变机构，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模组控制电路，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模组控制电路的输入端连接。

本发明解决上述第三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，控制电路判断吸油烟机运行在小流量工况，直线驱动模组不运行，降噪装置处于初始状态而不发生形变、并且朝向风机系统的表面为平面；

2)当Ni＞Npmin时，控制电路判断吸油烟机运行在大流量工况，判断电路通过直线驱动机构控制电路，使得直线驱动模组运行，向风机系统的方向推出的行程为d， d＝(1-1.5)H₁，使得降噪装置呈棱锥形；

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：通过使得降噪装置的至少一侧能够调节形状，从而能够便于对不同的工况采取针对性的降噪措施；通过将降噪装置设置在风机系统后侧，与风机系统的主风机进风口相对，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；通过将降噪装置针对不同的工况调节呈相应的形状，第一保证不同流速下的吸声效果、第二对风机系统进口的气流进行整流及约束作用，减少气流的不稳定冲击噪声。

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；

图3为本发明实施例的吸油烟机的降噪装置的初始状态示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为本发明实施例的吸油烟机的降噪装置的形变状态示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为本发明实施例的吸油烟机的局部剖视侧视图；

图8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流体连通。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。

风机系统3的蜗壳31上开设有主风机进风口311和副风机进风口312，该主风机进风口311朝后，形成背吸的形式，而副风机进风口312则朝向前。优选的，风机系统3 的后侧不向后超过进烟组件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的主风机进风口311和副进风口312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的背面的主风机进风口311与正面的副风机进风口312的风量非定常的变化。

吸油烟机在不同的运行工况下，风机系统3背部的主风机进风口311的进口区域出现紊流区(漩涡)，因此在该区域、风机系统3的后方设置有降噪装置4，降噪装置4设置在风机架2的第二后侧壁22上。降噪装置4在本实施例中，为吸音盒的形式。参见图3和图4，降噪装置4包括盒体41、设置在盒体41内的吸音棉42，盒体41设置在风机架2的第二后侧壁22上，与风机系统3的主风机进风口311相对设置。在本实施例中，盒体41在初始状态下呈扁平状，并且为在前后方向上的扁平(前后向上的尺寸较小)。盒体41至少在朝向风机系统3的一侧为弹性材料制成的弹性层411，从而可产生形变，在本实施例中，为弹性蒙皮。在弹性蒙皮上开设有降噪孔43，降噪孔43的开孔形状、开孔率需要保证减震、吸音效果。在本实施例中，降噪孔43整体呈蜂窝孔。吸音棉42 可以为多孔吸声材料、聚酯纤维等。

降噪装置4还包括形变机构44，包括直线驱动模组441、弹性件442和螺钉443，直线驱动模组441设置在盒体41的中心，并且直线驱动模组441的输出端能沿着盒体 41的中心线伸缩，并且直线驱动模组441的输出端朝向风机系统3。弹性件442的一端通过压板444固定在盒体41的边缘、另一端弹性层411延伸到弹性层411的中间位置，弹性件442与弹性层411贴紧固定。螺钉443 从弹性层411朝向风机系统3的一侧延伸入盒体41内而与直线驱动模组441的输出端连接。由此，当直线驱动模组441的输出端伸缩时，可通过螺钉443 带动弹性层411的中间同步移动，从而带动弹性件442变形，由弹性件442带动弹性层411的其他部位发生相应的形变，如整体向风机系统3的方向凸起，并且凸起的程度由中间向边缘逐渐减小。在本实施例中，直线驱动模组441为电动推杆。可替代的，直线驱动模组441可以采用现有的任何其他直线驱动模组替代，如气缸、电机和丝杆的组合等。

在本实施例中，弹性层411呈方形，弹性件442具有四个，布置成位于弹性层411 的对角线上。直线驱动模组441的输出端带动弹性层411向盒体41相对的一侧(即远离风机系统3的一侧)靠近或远离地移动而形变。

参见图7，降噪装置4的几何中心与风机系统3的主风机进风口311的中心对齐，即降噪装置4的几何中心位于风机系统3的叶轮32的轴线上。初始状态下，盒体41在前后方向上的高度为H₁，风机架2的第二后侧壁22和风机系统3的主风机进风口311 处的距离为H₂，并且满足H₁＝(0.2～0.4)H₂。

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，通过调节降噪装置4 的形状对风机系统3内部流场及声场进行稳流和降噪作用。

参见图9，示出了本实施例的吸油烟机的控制电路的框图，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模组441的直线驱动模组控制电路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范围为Q＜Q_min＝8.5m³/min，大流量工况范围Q＞ Q_min＝8.5m³/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 Q_min＝8.5m³/min工况的转速为

当吸油烟机工作时，传感器检测到的转速为N_i，当转速为N_i＞N_pmin，判断吸油烟机此时运行在小流量工况；当转速为N_i≤N_pmin，判断吸油烟机此时运行在大流量工况。

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，控制电路判断吸油烟机运行在小流量工况，直线驱动模组441不运行，降噪装置4处于初始状态，而不发生形变，其朝向风机系统3的表面为平面；

2)当Ni＞Npmin时，控制电路判断吸油烟机运行在大流量工况，判断电路64通过直线驱动机构控制电路65，使得直线驱动模组441运行，向风机系统3的方向推出的行程为S＝d，d＝(1-1.5)H₁，通常d为25～40mm，使得降噪装置4呈棱锥形，风机系统3的主风机系统311处得到整流，降噪装置4充分接触气流冲击噪声，降噪效果明显。

本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (8)

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)具有朝后的主风机进风口(311)和朝前的副风机进风口(312)，其特征在于：所述风机架(2)内、风机系统(3)的后侧设置有降噪装置，所述降噪装置包括盒体(41)，所述盒体(41)的一侧为由弹性材料制成的弹性层(411)，所述弹性层(411)上开设有降噪孔(43)，所述弹性层(411)与主风机进风口(311)相对；所述降噪装置还包括用于驱动弹性层(411)形变的形变机构(44)，所述形变机构(44)包括直线驱动模组(441)和弹性件(442)，所述直线驱动模组(441)的输出端在弹性层(411)以及盒体(41)与弹性层(411)相对的一侧之间延伸，所述直线驱动模组(441)的输出端能伸缩地带动弹性层(411)形变，所述弹性件(442)的一端固定在盒体(41)的边缘、另一端延伸到弹性层(411)的中间位置，所述弹性件(442)与弹性层(411)贴紧固定。

2.根据权利要求1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；所述降噪装置设置在风机架(2)的第二后侧壁(22)上。

3.根据权利要求2所述的吸油烟机，其特征在于：所述降噪装置的几何中心与风机系统(3)的主风机进风口(311)的中心对齐，初始状态下，所述盒体(41)在前后方向上的高度为H₁，所述风机架(2)的第二后侧壁(22)和风机系统(3)的主风机进风口(311)处的距离为H₂，并且满足H1=(0.2~0.4)H₂。

4.根据权利要求3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模组(441)的直线驱动模组控制电路(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模组控制电路(65)的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述盒体(41)内设置有吸音棉(42)。

6.根据权利要求1所述的吸油烟机，其特征在于：所述直线驱动模组(441)设置在盒体(41)的中心、并且直线驱动模组(441)的输出端能沿着盒体(41)的中心线伸缩而能带动弹性层(411)形变。

7.根据权利要求6所述的吸油烟机，其特征在于：所述形变机构(44)还包括螺钉(443)，所述螺钉(443)穿过弹性层(411)而与直线驱动模组(441)的输出端连接，从而使得直线驱动模组(441)的输出端与弹性层(411)连接。

8.一种如权利要求4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，控制电路判断吸油烟机运行在小流量工况，直线驱动模组(441)不运行，降噪装置处于初始状态而不发生形变、并且朝向风机系统(3)的表面为平面；

2)当Ni＞Npmin时，控制电路判断吸油烟机运行在大流量工况，判断电路(64)通过直线驱动机构控制电路(65)，使得直线驱动模组(441)运行，向风机系统(3)的方向推出的行程为d，d=(1-1.5)H₁，使得降噪装置呈棱锥形；

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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