CN114811682A - 用于吸油烟机的降噪组件及吸油烟机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于吸油烟机的降噪组件及吸油烟机，降噪组件包括降噪板，其上开设有多个贯通其壁厚的降噪孔；吸音膜，沿声波的传输方向，设于降噪板的下游，能够吸收800Hz～2000Hz的噪音；第一纳米纤维膜，具有弹性和/或压电效应，能够吸收300Hz～2000Hz的噪音。本发明的降噪组件的这种结构使得吸油烟机的噪音根据频段被分段吸收，而且从内到外先从高频到低频分别被吸收，因为低频的频率越低，其波长越长，衍射能力就越强，被吸收的可能就越低，所以让高频的先被吸收后，同时让低频噪音的路径更长，且在纳米纤维膜内部不断的振荡消耗能量，可以使得低频的噪音更容易被吸收，降噪效果好。
Description
技术领域
本发明涉及吸油烟机技术领域，具体涉及一种用于吸油烟机的降噪组件及吸油烟机。
背景技术
吸油烟机降噪以被动降噪为主，吸声、消声、隔声三种被动降噪手段运用最广泛，最有效的是吸声。如专利号为CN201610738828.6(公开号为CN106322474A)的中国发明专利申请公开的《一种油烟机的导流吸音立体降噪系统》所示，包括主机壳体、设置在主机壳体内的风道系统，所述风道系统包括风机外壳、设置在风机外壳上的风机进风口，与所述风机进风口相对的主机壳体的内侧面上设有上下延伸的主导流降噪体，所述主导流降噪体上具有左、右两个主导流斜面，所述主导流降噪体内设有第一空心内腔，主导流降噪体的外侧面上设有若干与第一空心内腔相连通的降噪孔，所述第一空心内腔内设有内吸音材料。
传统吸音材料种类繁多，包括羊毛毡、聚酯纤维、发泡材料等，性能各不相同，一些新型材料也具备良好的吸音性能。但现有的常规吸音材料基本上都是对1000Hz以上的高频噪音有效果，对于低频的噪音效果很差，根据油烟机噪音频谱分析，除了高频段，还有大量的噪声集中在100-500Hz的低频段，由于吸音材料的能力所限，不能很好的解决该频段的噪音，导致油烟机整体的噪音还是比较大；另外，现有的材料基本没有隔离油烟的能力，随着时间增加，部分油烟污染了吸音材料以后，使用后期的吸音材料性能逐步下降，所以也出现油烟机使用时间越长，噪声越来越大。所以研究如何解决低频噪音吸音效果对于油烟机降噪意义重大。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够实现多频段降噪的用于吸油烟机的降噪组件。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述降噪组件的吸油烟机。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种降噪组件，包括
降噪板，其上开设有多个贯通其壁厚的降噪孔；
吸音膜，沿声波的传输方向，设于降噪板的下游，能够吸收800Hz～2000Hz的噪音；
其特征在于，还包括
第一纳米纤维膜，具有弹性和/或压电效应，能够吸收300Hz～2000Hz的噪音。
优选地，所述吸音膜为由PP和PET材料制成的熔喷布，对于高频段的噪音吸声性能良好。
优选地，所述降噪板和吸音膜之间设有第二纳米纤维膜，这样可以对吸油烟机内部的油烟进行拦截，使得油烟不会进入吸音膜从而影响吸音膜的使用寿命。
在上述方案中，所述第一纳米纤维膜的制备方法为：将聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的至少一种或者聚苯乙烯和聚氨酯中的至少一种溶于有机溶剂中，有机溶剂为N，N—二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、丙酮等中的至少一种，配制成5％-30wt％浓度的溶液，溶液的粘度200-5000mPa·s，溶解温度为40-80℃，待溶解完全后，将上述溶液装入注射器，调节纺丝参数电压为7-26kv，注射器针头端与收集器的距离为5-25cm，注射的速度为5-200ul/min，收集器转速为300-3000rpm，纺丝的温度为20-30℃，湿度为40％-70％。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述降噪组件的吸油烟机，其特征在于：包括风机架以及设于风机架中的风机系统，所述风机系统包括蜗壳以及设于蜗壳中的叶轮，所述降噪组件设于风机架中。
为了提高降噪组件对风机系统的降噪效果，所述蜗壳具有进风口和出风口，所述降噪板对着蜗壳的进风口，因为这里正对着噪音源，降噪效果最好。
为了便于设置降噪组件的各部件，所述降噪板自上而下向前倾斜设置，所述降噪板的上端向前弯折延伸形成连接板，该连接板与固定设于风机架内的竖向板相连，所述降噪板、连接板与竖向板共同围成容置腔，所述吸音膜、第一纳米纤维膜、第二纳米纤维膜均设于容置腔中。这样设计使得降噪组件结构紧凑，占用空间小。
优选地，沿声波的传输方向，所述容置腔中具有位于第一纳米纤维膜下游的降噪腔。降噪腔可以与降噪组件形成共振吸声，并且降噪腔的厚度影响材料的共振吸声效果，相比于吸音膜、纳米纤维膜厚度的增加，更具经济性，并且也不占用风机架内部的风道体积，使得油烟的阻力更小，吸油烟机的吸烟性能不会被影响。
为了使得第一、第二纳米纤维膜以及吸音膜稳固设置在容置腔中，所述连接板的端部向下延伸形成限位板，所述第二纳米纤维膜、吸音膜贴合设置并被夹持在限位板和降噪板之间，所述竖向板上开设有开口朝着降噪板的台阶孔，所述第一纳米纤维膜设于台阶孔的大孔中，且第一纳米纤维膜的壁面与限位板相抵，台阶孔的小孔即所述降噪腔。
与现有技术相比，本发明的优点：本发明通过沿声波的传输方向依次设置降噪板、吸音膜以及第一纳米纤维膜，当噪音从油烟机风机传播出来的时候，首先进入降噪板，降噪板的降噪孔可以促进声波的扩散消耗，可以有效的吸收高频段噪音，特别是1500Hz以上的噪音频段；
在降噪板下游设有能够吸收800Hz～2000Hz的噪音的吸音膜，800Hz～2000Hz也是吸油烟机的噪音的重要组成频段；
在吸音膜下游设有第一纳米纤维膜，第一纳米纤维膜具有优良的低频吸声性能，特别对于300Hz～800Hz频段的吸音系数能高达0.5以上。
本发明的降噪组件的这种结构使得吸油烟机的噪音根据频段被分段吸收，而且从内到外先从高频到低频分别被吸收，因为低频的频率越低，其波长越长，衍射能力就越强，被吸收的可能就越低，所以让高频的先被吸收后，同时让低频噪音的路径更长，且在纳米纤维膜内部不断的振荡消耗能量，可以使得低频的噪音更容易被吸收，降噪效果好。
本发明采用纳米纤维膜，该材料具有高精度的过滤能力、更多的比表面积与高孔隙率，特别促进了其对中低频段声波的吸收。相比于高频噪声，中低频噪声衰减缓慢，可轻易穿越障碍物的声学特性使其危害更大，处理更加困难，本申请采用高比表面积、质轻的纳米纤维，为低频噪声的吸收提供了方法。
附图说明
图1为本发明实施例1的吸油烟机的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2的B处放大图；
图4为图3的C处放大图；
图5为图3的分解示意图；
图6为图3的另一方向的分解示意图；
图7为吸音膜和第一纳米纤维膜的吸音系数图；
图8为PVDF原料的XRD谱图；
图9为PVDF制成的纳米纤维膜的XRD谱图；
图10为PAN原料及其制成的纳米纤维膜的XRD谱图；
图11为具有弹性的第一纳米纤维膜的示意图。
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。
如图1～6所示，本优选实施例的吸油烟机包括风机架1、设于风机架1中的风机系统2以及降噪组件A，风机系统2包括蜗壳21以及设于蜗壳21中的叶轮22，降噪组件设于风机架1中。当然，吸油烟机还包括集烟罩等部件，这些可以采用现有技术，在此不再赘述。
如图3～6所示，其中降噪组件包括降噪板3、第二纳米纤维膜4、吸音膜5以及第一纳米纤维膜6，且降噪板3、第二纳米纤维膜4、吸音膜5以及第一纳米纤维膜6沿声波的传输方向依次设置。
降噪板3开设有贯通其壁厚的多个降噪孔31，吸音膜5能够吸收800Hz～2000Hz的噪音，本实施例中，吸音膜5为由PP和PET材料制成的熔喷布(购自上海捷英途新材料科技有限公司，产品型号为JT210)，对于高频段的噪音吸声性能良好，具体可参考图7中的吸音棉的曲线。
第二纳米纤维膜4的表面可以对吸油烟机内部的油烟进行拦截，使得油烟不会被吹走，可采用聚醚砜等聚合物制成，对于纺丝液的具体材料没有特殊限制。
本实施例中，第二纳米纤维膜4的制备方法如下：
将聚醚砜16g溶于84g的N，N—二甲基甲酰胺中，溶解温度为60摄氏度，得到了粘度为2000mPa·s的纺丝液。将上述纺丝液装入注射器，调节纺丝参数电压为21kv，注射器针头端与收集器的距离为24cm，注射的速度为50ul/min，收集器转速为2000rpm，纺丝的温度为25℃，湿度为40％，纺制1h，得到第二纳米纤维膜4。
第一纳米纤维膜6具有弹性和/或压电效应，能够吸收300Hz～2000Hz的噪音。
具有弹性的纳米纤维膜如图11所示，可以采用聚氨酯PU和聚苯乙烯PS中的一种或两种，PU本身具有高弹性，可以促进声波与纤维的共振消耗。PS的介电常数较小，在静电纺丝的过程中纤维丝上带的电荷较多，纤维在堆积的过程中容易相互排斥而形成蓬松的结构，这种结构柔软富有弹性，可以增加共振系数，促进共振消耗。
具有压电效应的纳米纤维膜可以采用聚偏氟乙烯PVDF和聚丙烯腈PAN中的一种或两种，PVDF和PAN通过静电纺丝，在高电压极化条件，转化为压电材料，可以将声波引起的震动转化为电能，进一步增加声能的耗散。PVDF通过静电纺丝，在高电压极化条件下会将原生的α和γ相转化为β相，下会将原生的α和γ相转化为β相，β相的PVDF是典型的压电材料，如图8、9所示。
PAN在经过静电纺后原料中的螺旋构象会转变成Z字型构象，Z字型构象中的C—C键更短，电子云发生偏向使得偶极矩增大，更易被极化，发生压电效应，如图10所示。
本实施例的第一纳米纤维膜6的制备过程如下：
将聚苯乙烯(PS)5g溶于80g的N，N—二甲基甲酰胺和15g二甲基亚砜的中，溶解温度为60摄氏度，得到了浓度5wt％，粘度为200mPa·s的纺丝液。将上述纺丝液装入注射器，调节纺丝参数电压为7kv，注射器针头端与收集器的距离为10cm，注射的速度为10ul/min，收集器转速为300rpm，纺丝的温度为20℃，湿度为40％，纺制3h，得到蓬松状的第一纳米纤维膜6。
如图2、3、4所示，本实施例中，蜗壳21具有进风口211和出风口，降噪板3对着蜗壳21的进风口211，因为这里正对着噪音源，降噪效果最好。
为了便于设置降噪组件的各部件，降噪板3自上而下向前倾斜设置，降噪板3的上端向前弯折延伸形成连接板32，该连接板32的端部向下延伸形成限位板33，限位板33与固定设于风机架1内的竖向板7相连，降噪板3、连接板32与竖向板7共同围成容置腔71，吸音膜5、第二纳米纤维膜4、第一纳米纤维膜6均设于容置腔71中。具体为：第二纳米纤维膜4、吸音膜5贴合设置并被夹持在限位板33和降噪板3之间，竖向板7上开设有开口朝着降噪板3的台阶孔72，第一纳米纤维膜6设于台阶孔72的大孔721中，且第一纳米纤维膜6的壁面与限位板33相抵。
即沿声波的传输方向，容置腔71中具有位于第一纳米纤维膜6下游的降噪腔，台阶孔72的小孔722即降噪腔。降噪腔可以与降噪组件形成共振吸声，并且降噪腔的厚度影响材料的共振吸声效果，相比于吸音膜5、纳米纤维膜厚度的增加，更具经济性，并且也不占用风机架1内部的风道体积，使得油烟的阻力更小，吸油烟机的吸烟性能不会被影响。
实施例2
本实施例的第一纳米纤维膜6的制备过程如下：
将聚丙烯腈(PAN)20g溶于70g的N，N—二甲基甲酰胺和10g丙酮的中，溶解温度为70摄氏度，得到了浓度20wt％，粘度为3500mPa·s的纺丝液。将上述纺丝液装入注射器，调节纺丝参数电压为20kv，注射器针头端与收集器的距离为25cm，注射的速度为150ul/min，收集器转速为2000rpm，纺丝的温度为25℃，湿度为40％，纺制2h，得到蓬松状的第一纳米纤维膜6。
实施例3
本实施例的第一纳米纤维膜6的制备过程如下：
将聚偏氟乙烯PVDF30g溶于10g的N，N—二甲基乙酰胺和60gN，N—二甲基乙酰胺的中，溶解温度为80摄氏度，得到了浓度30wt％，粘度为5000mPa·s的纺丝液。将上述溶液装入注射器，调节纺丝参数电压为26kv，注射器针头端与收集器的距离为25cm，注射的速度为200ul/min，收集器转速为3000rpm，纺丝的温度为28℃，湿度为60％，纺制2h，得到蓬松状的第一纳米纤维膜6。
实施例4
本实施例的第一纳米纤维膜6的制备过程如下：
将聚氨酯(PU)13g溶于80g的N，N—二甲基甲酰胺和7g二甲基亚砜的中，溶解温度为80摄氏度，得到了浓度13wt％，粘度为1800mPa·s的纺丝液。将上述溶液装入注射器，调节纺丝参数电压为18kv，注射器针头端与收集器的距离为5cm，注射的速度为5ul/min，收集器转速为500rpm，纺丝的温度为30℃，湿度为70％，纺制3h，得到蓬松状的第一纳米纤维膜6。
如果需要采用同时具有弹性和压电效应的第一纳米纤维膜6，可以分别制备出具有弹性和压电效应的第一纳米纤维膜6后，将二者通过物理手段比如粘在一起组合使用。
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。
Claims (9)
1.一种用于吸油烟机的降噪组件，包括
降噪板(3)，其上开设有多个贯通其壁厚的降噪孔(31)；
吸音膜(5)，沿声波的传输方向，设于降噪板(3)的下游，能够吸收800Hz～2000Hz的噪音；
其特征在于，还包括
第一纳米纤维膜(6)，具有弹性和/或压电效应，能够吸收300Hz～2000Hz的噪音。
2.根据权利要求1所述的降噪组件，其特征在于：所述吸音膜(5)为由PP和PET材料制成的熔喷布。
3.根据权利要求2所述的降噪组件，其特征在于：所述降噪板(3)和吸音膜(5)之间设有第二纳米纤维膜(4)。
4.根据权利要求1所述的降噪组件，其特征在于：所述第一纳米纤维膜(6)的制备方法为：将聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的至少一种或者聚苯乙烯和聚氨酯中的至少一种溶于有机溶剂中，有机溶剂为N，N—二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、丙酮等中的至少一种，配制成5％-30wt％浓度的溶液，溶液的粘度200-5000mPa·s，溶解温度为40-80℃，待溶解完全后，将上述溶液装入注射器，调节纺丝参数电压为7-26kv，注射器针头端与收集器的距离为5-25cm，注射的速度为5-200ul/min，收集器转速为300-3000rpm，纺丝的温度为20-30℃，湿度为40％-70％。
5.一种应用权利要求3所述的降噪组件的吸油烟机，其特征在于：包括风机架(1)以及设于风机架(1)中的风机系统(2)，所述风机系统(2)包括蜗壳(21)以及设于蜗壳(21)中的叶轮(22)，所述降噪组件设于风机架(1)中。
6.根据权利要求5所述的吸油烟机，其特征在于：所述蜗壳(21)具有进风口(211)和出风口，所述降噪板(3)对着蜗壳(21)的进风口(211)。
7.根据权利要求5所述的吸油烟机，其特征在于：所述降噪板(3)自上而下向前倾斜设置，所述降噪板(3)的上端向前弯折延伸形成连接板(32)，该连接板(32)与固定设于风机架(1)内的竖向板(7)相连，所述降噪板(3)、连接板(32)与竖向板(7)共同围成容置腔(71)，所述吸音膜(5)、第一纳米纤维膜(6)和第二纳米纤维膜(4)均设于容置腔(71)中。
8.根据权利要求7所述的吸油烟机，其特征在于：沿声波的传输方向，所述容置腔(71)中具有位于第一纳米纤维膜(6)下游的降噪腔。
9.根据权利要求8所述的吸油烟机，其特征在于：所述连接板(32)的端部向下延伸形成限位板(33)，所述第二纳米纤维膜(4)、吸音膜(5)贴合设置并被夹持在限位板(33)和降噪板(3)之间，所述竖向板(7)上开设有开口朝着降噪板(3)的台阶孔(72)，所述第一纳米纤维膜(6)设于台阶孔(72)的大孔(721)中，且第一纳米纤维膜(6)的壁面与限位板(33)相抵，台阶孔(72)的小孔(722)即所述降噪腔。
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