CN1654885A - 排油烟通风复合消声装置 - Google Patents

Abstract

排油烟通风复合消声装置，其特征是自油烟入口至油烟出口依次串联设置油烟净化器、扩张消声段和阻性消声段。本发明在保证排油烟的前提下，通过采取扩张消声和阻性消声技术的复合，利用阻性消声器在中高频消声性能好，在低频消声性能差，而扩张式消声器在低中频有较好的消声性能，在高频消声效果差的特性，从而使本发明在低、中、高频带范围内都有较好的消声性能，降噪效果好。本发明通过采用有效的防油雾措施，可使其是使用两年后仍然能够保证较高的降噪效果。

Description

排油烟通风复合消声装置

技术领域：

本发明涉及烹调油烟的抽排装置，更具地说是一种具有消声功能的烹调油烟抽排装置。

背景技术：

饮食业的噪声污染投诉一直以来是城市环境污染投拆的主要方面，对于这种噪声的消声处理，还必须同时考虑到防油烟雾以及耐高温等因素，也正是由于这些因素的相互制约，长期以来，饮食业后堂的噪声污染始终未能得到很好的解决。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种排油烟通风复合消声装置，该装置具有较强的抗油烟雾能力，既能满足通风，即排油烟的使用功能的要求，又能使通过它的噪声(包括风机噪声、燃气火炬声及电磁噪声等)得到较好降低。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明的结构特点是自油烟入口至油烟出口依次串联设置油烟净化器、扩张消声段和阻性消声段。

饮食业后堂噪声主要来自排油烟风机的空气动力性噪声、电磁噪声、燃气火炬声和机械噪声。排油烟风机有轴流风机、离心风机和低噪声风柜，噪声分贝值分别为80-85dBA、85-95dBA和70-80dBA，其噪声类型主要有空气动力性噪声和电磁噪声。

风机噪声主要包括空气动力性噪声和机械噪声，以空气动力性噪声为主，比机械噪声大10分贝左右。离心风机的频率特性大部分是旋转声，一般旋转声基频显著，流动易沿着弯曲的叶面流过，所以涡流声较少。轴流风机常用于高效率大流量，噪声随着旋转速度的增加而增加。通常高频在3000-8000Hz的范围内。由噪声频率特性可知离心风机噪声以低频成份为主，随着频率的提高，噪声逐渐下降，而轴流风机则以中频噪声为主。

一般叶片尖端速度较高的离心风机或轴流风机，呈现出明显的旋转噪声；而对于叶片尖端速度较低的风机，则旋转噪声较低，往往被涡流噪声所掩盖。在饮食业排油烟中使用较多的离心风机(如T4-72型)常常表现为旋转噪声占优势，涡流噪声较少；而轴流风机由于转速较低、压头小常常表现为涡流噪声占优势旋转噪声较少。

餐饮业广泛使用的气态、液态燃料在燃烧过程中产生强烈的燃烧噪声，主要有以下几类：一是燃烧吼声，其声能大部分集中在250-600Hz；二是振荡燃烧噪声；三是来自燃烧设备与燃烧过程的噪声，如可燃气与空气从燃烧器喷嘴喷出的喷射噪声，及燃烧器所在后堂的共振声等(在＜100Hz及2000Hz会出现峰值)。

相对于空气动力性噪声，排油烟噪声的电磁噪声分贝值低。其中，电磁噪声为100-4450Hz、定子共振噪声为500-600Hz，轴承噪声大于1000Hz。

由此可见，饮食业排油烟噪声既有低频噪声，也有高频噪声，频带宽，空气动力性噪声、燃烧噪声、电磁噪声和机械噪声同时存在。与已有技术相比，本发明的有益效果则体现为其在保证排油烟的前提下，通过采取扩张消声和阻性消声技术的复合，利用阻性消声器在中高频消声性能好，在低频消声性能差，而扩张式消声器在低中频有较好的消声性能，在高频消声效果差的特性，从而使本发明在低、中、高频带范围内都有较好的消声性能，降噪效果好。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1 A-A剖视图。

图3为图2 B-B剖视图。

图4为本发明外壁结构示意图。

图5为本发明消声片结构示意图。

图6为本发明“人”字形进风档板结构示意图。

图7为本发明消声频谱图。

图中标号：1油烟入口、2油烟出口、3油烟净化器、4扩张消声段、5阻性消声段、6进风档板、7镀锌穿孔板、8无碱玻璃布、9无碱超细玻璃棉、10阻尼层、11钢板层、12接油盘、13消声片、14木龙骨。

具体实施方式：

参见图1，本实施例自油烟入口1至油烟出口2依次串联设置油烟净化器3、扩张消声段4和阻性消声段5，其中，扩张消声段4呈“L”形弯头状。

饮食业油烟为食物烹饪和食品加工过程中挥发的油脂、有机质及热氧化和热裂解产生的混合物，约有近百个化合物。饮食业油烟中包括气体、液体、固体三相，液固相颗粒物的粒径一般小于10μm，液固相颗粒混合物的粘着性强，大部分不溶于水，且极性小。本实施例具体采用的防油雾措施包括：

1、在油烟净化器3的出口处设置如图6所示的“人”字型进风挡板6，在进风挡板6的下方，应放置有接油盘12(图1所示)。这种结构形式可以使油烟净化器出口处的油烟雾浓度在小于2.0mg/m3的基础上进一步得到降低。

2、在扩张消声段4的弯头处使用较少多孔性材料，有利于低中频的去除，且耐高温、潮湿，抗油雾。

3、在阻性消声段5中，呈栅板状直立放置有消声片13。消声片13直立放置有利于油滴往下流(图2、图3所示)。具体可将消声片13设置为可更换的滑动式结构，定期清洗消声片或更换护面材料。

4、在镀锌穿孔板内加设一层聚乙烯薄膜。

以上措施2、3和4使得本装置具有很好的抗油雾能力，大大延长了本装置的使用寿命，其抗油雾能力如图7所示。

参见图4，针对排油烟噪声的特点，本实施例中的油烟净化器、扩张消声段以及阻性消声段各部分的外壁均设置为内吸外隔的层状结构，该层状结构自内向外的各层依次为镀锌穿孔板7、无碱玻璃布8、无碱超细玻璃棉9、阻尼层10和钢板层11。具体实施中，扩张消声段内壁也做成消声结构，用以改善扩张消声段的消声频带。

具体为内置无碱超细玻璃棉80mm，密度为24kg/m³，护面材料用0.2mm玻璃纤维布加镀锌穿孔板，其穿孔率22％、φ50mm，再在镀锌穿孔板内加设一层聚乙烯薄膜。以此构成复合吸声结构，再与最外层2mm厚的钢板共同构成内吸外隔的多层复合隔声结构。因分层材料阻抗各不相同，声波在各层面上多次反射，多孔性吸声材料声音衰减，减弱了共振和吻合效应，可错开共振与临界的吻合频率，改善了共振区与吻合区的隔声量频率低谷效应，提高了总隔声量。

参见图5，消声片13的厚度取为90mm，以穿孔率为22％、φ50mm的镀锌穿孔板7为表层，中央是厚度为80mm、密度为25kg/m3-30kg/m3、平均吸声系数为0.77、用以增强对低频的去除的无碱超细玻璃棉9，在无碱超细玻璃棉9与镀锌穿孔板7之间为0.2mm的无碱玻璃布8，以无碱玻璃布8加镀锌穿孔板7为护面材料，还可以在镀锌穿孔板7内加设一层聚乙烯薄膜以防水、防油雾。消声器内气流通过速度为9m/s。

为了保证结构牢固可靠，如图4、图5所示，可以在装置外壁以及消声片中间隔设置木龙骨14。

本实施例中的结构形式不仅具有使用功能，即通风的目的，且风阻较小；其次，能使通过它的风机噪声、燃气火炬声及电磁噪声得到较大的降低；第三，有较强的抗油烟雾能力，虽然在进入消声器前经油烟净化器处理，但其中的油烟雾浓度仍有2.0mg/m³，因此，较强的抗油雾能力是装置正常使用的保障。第四，能耐高温；第五，便于维修、使用寿命长、造价低。

实测数据：

某饮食业的后堂位于一楼，有7眼标准灶头，配备一台DZ6#轴流风机，功率为3.0KW，转速为1450转/时，流量为19600m3/h，风压为40mmH2O。用HS6280D型噪声频谱分析仪测轴流风机外1米处排油烟噪声的频谱见表1。

                                   表1实测排油烟噪声频谱

测点	中心频率/Hz									声压级Leq
											轴流风机外1米处	31.5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	87.1dBA
68.3	78.3	87.6	89.5	75.3	72.8	79.6	60.3	58.1

由表1实测排油烟噪声频谱分析可知，排油烟噪声分贝值为87.1dBA，在125Hz、250Hz及2000Hz处均有较高分贝值，且在较宽的频率范围内噪声值较高。要达到《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)居住、商业、工业混杂区昼间环境允许噪声标准60分贝，必须降噪30分贝左右，且低、中、高频均有较好的去除率。

利用本发明装置的消声原理分析如下：

阻性消声段的计算见别洛夫公式： $\mathrm{\ΔL}=\mathrm{\φ}\left({\mathrm{\α}}_0\right)\frac{p}{s}l----\left(1\right)$

式中ΔL为消声量，分贝；α₀正入射吸声系数；P为吸声饰面部分周长，米；S为吸声饰面部分截面积，米²；φ(α₀)是与材料吸声系数α₀有关的消声系数：

$\mathrm{\φ}\left({\mathrm{\α}}_0\right)=4.34\×\frac{1-{(1-{\mathrm{\α}}_0)}^{1/2}}{1+{(1-{\mathrm{\α}}_0)}^{1/2}}----\left(2\right)$

对于阻性片消声器(1)式变为： $\mathrm{\ΔL}=2\mathrm{\φ}\left({\mathrm{\α}}_0\right)\frac{a+h}{\mathrm{ah}}l----\left(3\right)$

要求降噪量30分贝左右，阻性消声段应降噪25分贝左右。针对表1中的噪声频谱，采用平均吸声系数为0.77的超细玻璃棉，将α₀＝0.77代入(2)式，得φ(α₀)＝1.45，因α₀＞0.6，应采用经验计算值1.2进行设计；取a₁＝1.0m，h₁＝0.2m，l₁＝1.6m，代入(3)式：

$\mathrm{\Δ}{L}_1=2\×1.2\frac{1.0+0.2}{1.0+0.2}1.6=23.04\left(\mathrm{dBA}\right)$

另扩张消声段内壁设置吸声材料，可作为消声弯头进行计算，取a₂＝1.2m，h₂＝1.0m，l₂＝1.6m，

代入(3)式： $\mathrm{\Δ}{L}_2=2\×1.2\frac{1.2+1.0}{1.2\×1.0}1.6=7.04\left(\mathrm{dBA}\right)$

在设计中应避免失效频率对高频消声性能的影响。

扩张消声段的消声量由下式计算： $\mathrm{\ΔL}=10\lg [1+\frac{1}{4}\×{(m-\frac{1}{m})}^2\sin \left(\mathrm{kl}\right)]----\left(4\right)$

式中m为膨胀比，m＝s₂/s₁；k为波数，k＝2π/λ；l为膨胀室的长度。在扩张消声段的设计中要注意消除通过频率，参数的确定也应避免高频失效现象和低频失效(当声波频率与共振频率相同时)现象。

因排油烟通风复合消声要求风阻小、防油雾，本研究中仅考虑单节抗性消声。

由(4)式可知消声量是sin(kl)的周期函数，当sin(kl)＝1时，消声量为最大值ΔLmax：

$\mathrm{\Δ}L\max =10\lg [1+\frac{1}{4}\×{(m-\frac{1}{m})}^2]----\left(5\right)$

取m＝3代入(5)式得ΔLmax＝4.4(dBA)。排油烟通风复合消声器总降噪量：

∑＝ΔL₁+ΔL₂+ΔLmax＝23.04+7.04+4.4＝34.38(dBA)，满足设计要求。

降噪效果测试：

图7所示曲线a为治理前频谱图，b为治理后频谱图，c为治理两年后频谱图。

在消声器出口外1米处测得的噪声频谱见图7。其噪声值为56.4dBA，小于60dBA的二类混合区昼间标准。该消声器在经过两年(2001年3月投入使用)运行后，在只进行过一次消声片清洗的情况下，消声器外1米处噪声值为58.5dBA，仍小于60dBA，证明其降噪性能保持稳定，防油雾效果良好。

从图7可以看出，本发明装置在整个噪声频带范围内均有良好的降噪效果，其插入损失为28.6-30.7dBA。

实验证明，本装置在对离心风机排油烟雾的噪声治理中，同样具有满意的结果。

Claims (6)

1、排油烟通风复合消声装置，其特征是自油烟入口(1)至油烟出口(2)依次串联设置油烟净化器(3)、扩张消声段(4)和阻性消声段(5)。

2、根据权利要求1所述的排油烟通风复合消声装置，其特征是在所述油烟净化器(3)的出口处设置“人”字型进风挡板(6)。

3、根据权利要求1所述的排油烟通风复合消声装置，其特征是在所述阻性消声段(5)中呈栅板状直立放置有消声片(13)。

4、根据权利要求1所述的排油烟通风复合消声装置，其特征是所述装置的外壁具有内吸外隔的层状结构，所述层状结构自内向外的各层依次为镀锌穿孔板(7)、无碱玻璃布(8)、无碱超细玻璃棉(9)、阻尼层(10)和钢板层(11)。

5、根据权利要求3所述的排油烟通风复合消声装置，其特征是所述消声片(13)以镀锌穿孔板(7)为表层，中央为无碱超细玻璃棉(9)、在无碱超细玻璃棉(9)与镀锌穿孔板(7)之间为无碱玻璃布(8)。

6、根据权利要求5所述的排油烟通风复合消声装置，其特征是在所述镀锌穿孔板(7)内加设一层聚乙烯薄膜。

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