CN216204340U - 集烟罩组件及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及热水器技术领域，公开一种集烟罩组件及燃气热水器。集烟罩组件包括：集烟罩，限定出烟气流道；多个消声器，设于所述集烟罩，且多个所述消声器中至少两个所述消声器具有不同的设计频率。这样多个消声器能够覆盖更大范围的热声振荡，保证对于不同长度的烟管，都能够进行较有效的消音。

Description

集烟罩组件及燃气热水器

技术领域

本申请涉及热水器技术领域，具体涉及一种集烟罩组件及燃气热水器。

背景技术

目前，不同用户在安装燃气热水器的时候往往会使用不同长度的烟管，这导致燃气热水器流道的特征频率会在一定范围内变化，而热声振荡往往就发生在燃气热水器流道的特征频率上。因此用户安装时候使用的烟管不同会导致热声振荡发生在不同的特征频率上。

而消声器是针对特定频率强力消声的结构，对偏离其设计频率的噪音消声效果会大打折扣。

因此，将消声器用于燃气热水器时，不能实现针对不同长度的烟管情况下的有效消音。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种集烟罩组件及燃气热水器，以解决消声器不能针对不同长度的烟管进行有效消音的问题。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种集烟罩组件，包括：集烟罩，限定出烟气流道；多个消声器，设于所述集烟罩，且多个所述消声器中至少两个所述消声器具有不同的设计频率。

可选地，所述消声器包括：亥姆霍兹共振消声器，包括壳体和颈部，所述壳体限定出消声腔，所述颈部插入所述烟气流道，用于连通所述烟气流道和所述消声腔。

可选地，沿靠近所述颈部的方向，所述消声腔的底壁的内壁面向下倾斜，且所述颈部的出口的底壁面距离所述消声腔的顶壁的内壁面的距离大于所述颈部距离所述消声腔的底壁的内壁面的距离。

可选地，所述颈部的出口的底壁面不高于所述消声腔的底壁的内壁面的最低点。

可选地，所述颈部至少部分位于所述消声腔内；或者，所述颈部全部位于所述消声腔外。

可选地，所述消声腔设于所述集烟罩外侧，所述颈部设于所述消声腔朝向所述集烟罩的侧壁，且所述侧壁的至少部分与所述集烟罩的外表面相抵接。

可选地，所述消声器包括微穿孔板式消声器，所述微穿孔板式消声器包括壳体，所述壳体限定出消声腔且所述壳体设有多个与所述消声腔相连通的微孔，所述微孔连通所述消声腔与烟气流道。

可选地，所述集烟罩包括沿烟气在所述烟气流道中的流动方向依次设置的集烟部、消音部和排烟部，且所述集烟部、所述消音部和所述排烟部的直径依次减小，其中，所述消声器设于所述消音部。

可选地，多个所述消声器沿所述集烟罩的周向依次设置。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供了一种燃气热水器，包括如上述实施例中任一项所述的集烟罩组件。

本公开实施例提供的集烟罩组件及燃气热水器，可以实现以下技术效果：

多个消声器具有不同的设计频率，这样多个消声器能够覆盖更大范围的热声振荡，保证对于不同长度的烟管，都能够进行较有效的消音。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个亥姆霍兹共振消声器第一视角的结构示意图；

图2是图1所示的亥姆霍兹共振消声器第二视角的结构示意图；

图3是图1所示的亥姆霍兹共振消声器第三视角的结构示意图；

图4是图3中A-A向的剖视结构示意图；

图5是本公开实施例提供的集烟罩组件的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的燃气热水器的结构示意图。

附图标记：

100、亥姆霍兹共振消声器；10、壳体；20、消声腔；201、消声腔的底壁；202、消声腔的底壁的内壁面；203、消声腔的顶壁；204、消声腔的顶壁的内壁面；205、消声腔朝向集烟罩的侧壁；30、颈部；301、颈部的入口；302、颈部的出口；303、颈部的出口的底壁面；40、集烟罩；401、烟气流道；402、集烟部；403、消音部；404、排烟部；500、燃气热水器；501、烟管；502、燃烧室。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1-5所示，本公开实施例提供一种用于燃气热水器500的集烟罩组件，包括集烟罩40和多个消声器。

如图6所示，燃气热水器500包括外壳，外壳限定出容腔，燃气热水器还包括燃烧器、燃烧室502和集烟罩40，燃烧器、燃烧室502和集烟罩40位于容腔内，燃烧器顶端为燃烧室502，燃烧室502顶端固定连接有集烟罩40，集烟罩40顶端设有排烟口，烟管501连接在排烟口处，并至少部分位于容腔外，烟管501用于将烟气排出。

集烟罩40限定出烟气流道，燃烧室502中产生的烟气经烟气流道流入烟管501，并从烟管501排出至外界。

如图5所示，集烟罩40包括沿烟气在烟气流道中的流动方向依次连接的集烟部402、消音部403和排烟部404，且集烟部402、消音部403和排烟部404的直径依次减小，这样有利于烟气快速排出集烟罩40，其中，燃烧室502与集烟部402相连通，排烟部404限定出排烟口，烟管501连接于排烟口。

多个消声器设于集烟罩40，且多个消声器中至少两个消声器具有不同的设计频率。

消声器的最大消振特性实现在消声器的设计频率，设计频率也可以称为固有频率、特征频率或本征频率。

多个消声器中至少两个具有不同的设计频率，从而可以覆盖尽可能大的热声振荡频率范围，这样当烟管501采用不同长度时，从而对具有不同长度烟管501的燃气热水器500均能够具有较好的消声效果。

可选地，如图1至图4所示，消声器包括亥姆霍兹共振消声器100，亥姆霍兹共振消声器100包括壳体10和颈部30，壳体10限定出消声腔20。

壳体10的形状和尺寸可以根据亥姆霍兹共振消声器100所需要的设计频率确定和/或根据亥姆霍兹共振消声器100所要安装的具体位置确定。

为降低制造成本，壳体10的形状可以呈长方体形，可以理解，壳体10的形状也可以呈除长方体形外的其它任意形状，例如圆柱形。

颈部30设于壳体10，且颈部30插入烟气流道，用于连通烟气流道和消声腔20。

颈部30呈中空结构，中空结构的一端与消声腔20相连通，中空结构的另一端与烟气流道相连通，从而实现消声腔20与烟气流道的连通。烟气流道的声波通过中空结构进入消声腔20内。

颈部30的长度、横截面积和消声腔20的体积均会影响亥姆霍兹共振消声器100的固有频率，在实际应用亥姆霍兹共振消声器100时，可以根据亥姆霍兹共振消声器100所需要的固有频率来灵活设计颈部30的长度、横截面积和消声腔20的体积。

具体的，亥姆霍兹共振消声器的关键参数主要有消声腔体积V₀；颈部截面积A；以及颈部有效长度Leq。其中颈部有效长度Leq与颈部总长度L、颈部直径d以及修正系数λ(一般取0.3～0.5)有关。

确定以上参数后，亥姆霍兹共振消声器的特征频率f_H可以由下公式计算得到，式子中的c为当地声速。其中：

Leq＝L+λd

颈部30连通烟气流道和消声腔20，当来自烟气流道的入射声波的频率与亥姆霍兹共振消声器100的固有频率相同时，消声腔20内的空气便会发生共振，从而通过空气的摩擦可将声波能量耗散，实现消声。

可选地，如图4所示，沿靠近颈部30的方向，消声腔的底壁的内壁面202向下倾斜，且颈部的出口的底壁面303距离消声腔的顶壁的内壁面204的距离大于颈部30距离消声腔的底壁的内壁面202的距离。

烟气流道中的烟气中含有较多的水，水冷凝后形成冷凝水。水或冷凝水会从颈部30进入消声腔20中，其中水进入消声腔20中后也可能会在消声腔20的内壁面上凝结，形成冷凝水。

沿靠近颈部30的方向，消声腔的底壁的内壁面202向下倾斜，使得消声腔20中的冷凝水能够在冷凝水自身重力作用下，沿消声腔的底壁的内壁面202流向颈部30。其中，沿靠近颈部30的方向，消声腔的底壁的内壁面202向下倾斜，可以是沿靠近颈部30的方向，消声腔的底壁的内壁面202逐渐向下倾斜，或者是突变式向下倾斜，例如呈台阶状向下倾斜。

颈部的出口的底壁面303距离消声腔的顶壁的内壁面204的距离大于颈部30距离消声腔的底壁的内壁面202的距离，换言之，相比于消声腔的顶壁的内壁面204，颈部的出口的底壁面303更靠近消声腔的底壁的内壁面202，这样消声腔20中的冷凝水能够及时通过颈部的出口302流出消声腔20，如图4中，箭头方向示意冷凝水流出消声腔的方向，其中，入射声波依次通过颈部的入口301、颈部的出口302射入消声腔20。

可选地，颈部的出口的底壁面303不高于消声腔的底壁的内壁面202的最低点。

沿靠近颈部30的方向，消声腔的底壁的内壁面202向下倾斜，因此，消声腔的底壁的内壁面202的最低点靠近颈部30设置，这样冷凝水沿消声腔的底壁201面的内壁面向下流至最低点后，能够及时从颈部的出口302流出，避免消声腔20中储存大量冷凝水。

可选地，如图4所示，颈部紧贴消声腔的底壁，颈部的出口的底壁面303与消声腔的底壁的内壁面202的最低点相平齐。

可以理解，颈部的出口的底壁面303也可以略高于消声腔的底壁的内壁面202的最低点。

可选地，颈部30至少部分位于消声腔20内；或者，如图4所示，颈部30全部位于消声腔20外。

颈部30可以完全位于消声腔20内、部分位于消声腔20内或者完全位于消声腔20外，可以根据预留给亥姆霍兹共振消声器100的安装空间的大小确定颈部30相对于消声腔20的位置。例如安装空间较小，可以设计颈部30完全位于消声腔20内，或者，颈部30部分位于消声腔20内；如果安装空间较大，可以设计颈部30完全位于消声腔20外。

可选地，如图5所示，亥姆霍兹共振消声器设于集烟罩40外侧，避免亥姆霍兹共振消声器的设置影响集烟罩40的结构。

消声腔20的侧壁连接在消声腔的顶壁203和消声腔的底壁201之间，颈部30设于消声腔朝向集烟罩的侧壁205，且消声腔朝向集烟罩的侧壁205的至少部分与集烟罩40的外表面相抵接，减小消声腔20与集烟罩40的外表面之间的距离，从而减小集烟罩组件占用的体积。

可选地，消声腔20内设有弹性隔板。

本申请的亥姆霍兹共振消声器100除通过颈空气柱的往复运动摩擦消耗声能外，外界空气经颈部30进入消声腔20后，还可以通过空气振动带动弹性隔板形变，使得亥姆霍兹共振消声器100能够吸收更多的声能，从而提高亥姆霍兹共振消声器100的吸声能力。

这样与未设置弹性隔板的亥姆霍兹共振消声器100相比，本申请的亥姆霍兹共振消声器100可以在消声腔20体积更小的情况下达到相同的吸声效果。从而在相同的吸声效果的前提下，本申请可以减小消声腔20的体积，从而可以减小亥姆霍兹共振消声器100的体积。

弹性隔板在入射声波的作用下能够发生弹性形变，因此，弹性隔板可以为弹性材料或柔性材料，可选地，弹性隔板的厚度需要与弹性隔板的材质相对应，使得入射声波的振动能够带动弹性隔板发生弹性形变。例如弹性隔板为软膜。弹性隔板的材质可以为PI膜(PolyimideFilm，聚酰亚胺薄膜)或硅胶膜。

可选地，消声腔20内设有螺旋形分隔板，颈部30对应螺旋形的最内圈设置。

通过设置螺旋形分隔板，使得消声腔20内部结构复杂，增强了声波在消声腔20中的反射，从而增强了亥姆霍兹共振消声器100的吸声能力。这样在同样的吸声能力下，设置分隔板后可以缩小消声腔20的体积，从而可以减小燃气热水器500体积，提高燃气热水器500的市场竞争力。

可选地，消声器包括微穿孔板式消声器，微穿孔板式消声器包括壳体，壳体限定出消声腔且壳体设有多个与消声腔相连通的微孔，微孔连通消声腔与烟气流道。

微穿孔板式消声器用厚度小于1mm的纯金属薄板制作，微孔的孔径小于1mm，穿孔率介于1％-5％之间。选择不同的穿孔率和板厚不同的消声腔20，可以控制微穿孔板式消声器的频谱性能，使其在需要的频率范围内获得良好的消声效果。

可选地，多个消声器均设于消音部403，避免将消声器设于集烟部402而影响集烟部402与燃烧室502的连接，也避免将消声器设于排烟部404而影响排烟部404与烟管501的连接。

可选地，多个消声器沿集烟罩40的周向依次设置，一方面合理利用集烟罩40的空间，另一方面使得消声器的安装尽量不影响集烟罩40的美观。

可选地，多个消声器沿消音部403的周向依次设置。

以消声器为亥姆霍兹共振消声器100为例，在设计亥姆霍兹共振消声器100的设计频率时，步骤主要为：

1、通过试验方式取得燃气热水器500热声振荡的振荡数据；

2、结合理论公式和数值仿真设计适用于该燃气热水器500的亥姆霍兹共振消声器100；

3、根据得到热声振荡频率范围设计特征频率(设计频率)相互配合的多个亥姆霍兹共振消声器100共振器。

热声振荡的频率往往不会稳定在一个特定的值上，一般会有正负10Hz的波动，因此设计多个设计频率不同的亥姆霍兹共振消声器100是有一定必要的。以燃气热水器500的热声振荡频率主要集中在85Hz附近为例，85Hz可以理解为中心频率，如果亥姆霍兹共振消声器100的数量为两个，在设计两个相互配合的亥姆霍兹共振消声器100的时候会利用设计频率分别为80Hz和90Hz的亥姆霍兹共振消声器100。总结来说就是在测定热声振荡的主要振荡频率(中心频率)后，在该频率正负5Hz处分别设置一个亥姆霍兹共振消声器100以覆盖整个振荡范围。

如果亥姆霍兹共振消声器100的数量为三个，其中一个的设计频率为中心频率，另外两个的设计频率为中心频率的上限和下限，例如另外两个的设计频率为中心频率±5Hz。以中心频率为85Hz为例，三个亥姆霍兹共振消声器100的频率分别为85Hz、90Hz和80Hz。

消声器的数量为偶数个时，多个消声器还可以对称设置。

本申请第二个方面的实施例提供一种燃气热水器500，包括如上述实施例中任一项所述的集烟罩组件。

本申请第二个方面的实施例提供的燃气热水器500，因包括第一个方面的实施例中任一项的集烟罩组件，因而具有上述实施例中任一项所述的集烟罩组件的全部有益效果，在此不再赘述。

本申请提供的集烟罩组件，将消声器设于集烟罩处且消声腔连通集烟罩的迎烟侧，由于集烟罩处温度较低，使得消声器不需要使用耐高温的材料，降低消声器的成本；而且集烟罩处空间较大，消声腔的形状较为灵活，这样可以将消声腔的壳体设置为长方体形等规则形状，从而可以进一步降低消声器的成本。

本申请中消声器的数量为多个，多个消声器中至少两个消声器具有不同的设计频率，从而覆盖更大的可能的振荡范围，以使得集烟罩组件能够用于不同烟管长度的燃气热水器。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种集烟罩组件，其特征在于，包括：

集烟罩，限定出烟气流道；

多个消声器，设于所述集烟罩，且多个所述消声器中至少两个所述消声器具有不同的设计频率。

2.根据权利要求1所述的集烟罩组件，其特征在于，所述消声器包括：

亥姆霍兹共振消声器，包括壳体和颈部，所述壳体限定出消声腔，所述颈部设于所述壳体并插入所述烟气流道，用于连通所述消声腔和所述烟气流道。

3.根据权利要求2所述的集烟罩组件，其特征在于，

沿靠近所述颈部的方向，所述消声腔的底壁的内壁面向下倾斜，且所述颈部的出口的底壁面距离所述消声腔的顶壁的内壁面的距离大于所述颈部距离所述消声腔的底壁的内壁面的距离。

4.根据权利要求3所述的集烟罩组件，其特征在于，

所述颈部的出口的底壁面不高于所述消声腔的底壁的内壁面的最低点。

5.根据权利要求2所述的集烟罩组件，其特征在于，

所述颈部至少部分位于所述消声腔内；或者，所述颈部全部位于所述消声腔外。

6.根据权利要求2所述的集烟罩组件，其特征在于，

所述消声腔设于所述集烟罩外侧，所述颈部设于所述消声腔朝向所述集烟罩的侧壁，且所述消声腔朝向所述集烟罩的侧壁的至少部分与所述集烟罩的外表面相抵接。

7.根据权利要求1所述的集烟罩组件，其特征在于，所述消声器包括：

微穿孔板式消声器：包括壳体，所述壳体限定出消声腔且所述壳体设有多个与所述消声腔相连通的微孔，所述微孔连通所述消声腔与所述烟气流道。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的集烟罩组件，其特征在于，

所述集烟罩包括沿烟气在所述烟气流道中的流动方向依次设置的集烟部、消音部和排烟部，且所述集烟部、所述消音部和所述排烟部的直径依次减小，其中，所述消声器设于所述消音部。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的集烟罩组件，其特征在于，

多个所述消声器沿所述集烟罩的周向依次设置。

10.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的集烟罩组件。

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