專利名稱：排油煙通風復合消聲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及烹調油煙的抽排裝置，更具地說是一種具有消聲功能的烹調油煙抽排裝置。
背景技術：
飲食業(yè)的噪聲污染投訴一直以來是城市環(huán)境污染投拆的主要方面，對于這種噪聲的消聲處理，還必須同時考慮到防油煙霧以及耐高溫等因素，也正是由于這些因素的相互制約，長期以來，飲食業(yè)后堂的噪聲污染始終未能得到很好的解決。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種排油煙通風復合消聲裝置，該裝置具有較強的抗油煙霧能力，既能滿足通風，即排油煙的使用功能的要求，又能使通過它的噪聲(包括風機噪聲、燃氣火炬聲及電磁噪聲等)得到較好降低。
本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案本發(fā)明的結構特點是自油煙入口至油煙出口依次串聯(lián)設置油煙凈化器、擴張消聲段和阻性消聲段。
飲食業(yè)后堂噪聲主要來自排油煙風機的空氣動力性噪聲、電磁噪聲、燃氣火炬聲和機械噪聲。排油煙風機有軸流風機、離心風機和低噪聲風柜，噪聲分貝值分別為80-85dBA、85-95dBA和70-80dBA，其噪聲類型主要有空氣動力性噪聲和電磁噪聲。
風機噪聲主要包括空氣動力性噪聲和機械噪聲，以空氣動力性噪聲為主，比機械噪聲大10分貝左右。離心風機的頻率特性大部分是旋轉聲，一般旋轉聲基頻顯著，流動易沿著彎曲的葉面流過，所以渦流聲較少。軸流風機常用于高效率大流量，噪聲隨著旋轉速度的增加而增加。通常高頻在3000-8000Hz的范圍內。由噪聲頻率特性可知離心風機噪聲以低頻成份為主，隨著頻率的提高，噪聲逐漸下降，而軸流風機則以中頻噪聲為主。
一般葉片尖端速度較高的離心風機或軸流風機，呈現(xiàn)出明顯的旋轉噪聲；而對于葉片尖端速度較低的風機，則旋轉噪聲較低，往往被渦流噪聲所掩蓋。在飲食業(yè)排油煙中使用較多的離心風機(如T4-72型)常常表現(xiàn)為旋轉噪聲占優(yōu)勢，渦流噪聲較少；而軸流風機由于轉速較低、壓頭小常常表現(xiàn)為渦流噪聲占優(yōu)勢旋轉噪聲較少。
餐飲業(yè)廣泛使用的氣態(tài)、液態(tài)燃料在燃燒過程中產生強烈的燃燒噪聲，主要有以下幾類一是燃燒吼聲，其聲能大部分集中在250-600Hz；二是振蕩燃燒噪聲；三是來自燃燒設備與燃燒過程的噪聲，如可燃氣與空氣從燃燒器噴嘴噴出的噴射噪聲，及燃燒器所在后堂的共振聲等(在＜100Hz及2000Hz會出現(xiàn)峰值)。
相對于空氣動力性噪聲，排油煙噪聲的電磁噪聲分貝值低。其中，電磁噪聲為100-4450Hz、定子共振噪聲為500-600Hz，軸承噪聲大于1000Hz。
由此可見，飲食業(yè)排油煙噪聲既有低頻噪聲，也有高頻噪聲，頻帶寬，空氣動力性噪聲、燃燒噪聲、電磁噪聲和機械噪聲同時存在。與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果則體現(xiàn)為其在保證排油煙的前提下，通過采取擴張消聲和阻性消聲技術的復合，利用阻性消聲器在中高頻消聲性能好，在低頻消聲性能差，而擴張式消聲器在低中頻有較好的消聲性能，在高頻消聲效果差的特性，從而使本發(fā)明在低、中、高頻帶范圍內都有較好的消聲性能，降噪效果好。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。
圖2為圖1 A-A剖視圖。
圖3為圖2 B-B剖視圖。
圖4為本發(fā)明外壁結構示意圖。
圖5為本發(fā)明消聲片結構示意圖。
圖6為本發(fā)明“人”字形進風檔板結構示意圖。
圖7為本發(fā)明消聲頻譜圖。
圖中標號1油煙入口、2油煙出口、3油煙凈化器、4擴張消聲段、5阻性消聲段、6進風檔板、7鍍鋅穿孔板、8無堿玻璃布、9無堿超細玻璃棉、10阻尼層、11鋼板層、12接油盤、13消聲片、14木龍骨。
具體實施例方式參見圖1，本實施例自油煙入口1至油煙出口2依次串聯(lián)設置油煙凈化器3、擴張消聲段4和阻性消聲段5，其中，擴張消聲段4呈“L”形彎頭狀。
飲食業(yè)油煙為食物烹飪和食品加工過程中揮發(fā)的油脂、有機質及熱氧化和熱裂解產生的混合物，約有近百個化合物。飲食業(yè)油煙中包括氣體、液體、固體三相，液固相顆粒物的粒徑一般小于10μm，液固相顆粒混合物的粘著性強，大部分不溶于水，且極性小。本實施例具體采用的防油霧措施包括1、在油煙凈化器3的出口處設置如圖6所示的“人”字型進風擋板6，在進風擋板6的下方，應放置有接油盤12(圖1所示)。這種結構形式可以使油煙凈化器出口處的油煙霧濃度在小于2.0mg/m3的基礎上進一步得到降低。
2、在擴張消聲段4的彎頭處使用較少多孔性材料，有利于低中頻的去除，且耐高溫、潮濕，抗油霧。
3、在阻性消聲段5中，呈柵板狀直立放置有消聲片13。消聲片13直立放置有利于油滴往下流(圖2、圖3所示)。具體可將消聲片13設置為可更換的滑動式結構，定期清洗消聲片或更換護面材料。
4、在鍍鋅穿孔板內加設一層聚乙烯薄膜。
以上措施2、3和4使得本裝置具有很好的抗油霧能力，大大延長了本裝置的使用壽命，其抗油霧能力如圖7所示。
參見圖4，針對排油煙噪聲的特點，本實施例中的油煙凈化器、擴張消聲段以及阻性消聲段各部分的外壁均設置為內吸外隔的層狀結構，該層狀結構自內向外的各層依次為鍍鋅穿孔板7、無堿玻璃布8、無堿超細玻璃棉9、阻尼層10和鋼板層11。具體實施中，擴張消聲段內壁也做成消聲結構，用以改善擴張消聲段的消聲頻帶。
具體為內置無堿超細玻璃棉80mm，密度為24kg/m3，護面材料用0.2mm玻璃纖維布加鍍鋅穿孔板，其穿孔率22％、φ50mm，再在鍍鋅穿孔板內加設一層聚乙烯薄膜。以此構成復合吸聲結構，再與最外層2mm厚的鋼板共同構成內吸外隔的多層復合隔聲結構。因分層材料阻抗各不相同，聲波在各層面上多次反射，多孔性吸聲材料聲音衰減，減弱了共振和吻合效應，可錯開共振與臨界的吻合頻率，改善了共振區(qū)與吻合區(qū)的隔聲量頻率低谷效應，提高了總隔聲量。
參見圖5，消聲片13的厚度取為90mm，以穿孔率為22％、φ50mm的鍍鋅穿孔板7為表層，中央是厚度為80mm、密度為25kg/m3-30kg/m3、平均吸聲系數(shù)為0.77、用以增強對低頻的去除的無堿超細玻璃棉9，在無堿超細玻璃棉9與鍍鋅穿孔板7之間為0.2mm的無堿玻璃布8，以無堿玻璃布8加鍍鋅穿孔板7為護面材料，還可以在鍍鋅穿孔板7內加設一層聚乙烯薄膜以防水、防油霧。消聲器內氣流通過速度為9m/s。
為了保證結構牢固可靠，如圖4、圖5所示，可以在裝置外壁以及消聲片中間隔設置木龍骨14。
本實施例中的結構形式不僅具有使用功能，即通風的目的，且風阻較?。黄浯?，能使通過它的風機噪聲、燃氣火炬聲及電磁噪聲得到較大的降低；第三，有較強的抗油煙霧能力，雖然在進入消聲器前經油煙凈化器處理，但其中的油煙霧濃度仍有2.0mg/m3，因此，較強的抗油霧能力是裝置正常使用的保障。第四，能耐高溫；第五，便于維修、使用壽命長、造價低。
實測數(shù)據(jù)某飲食業(yè)的后堂位于一樓，有7眼標準灶頭，配備一臺DZ6#軸流風機，功率為3.0KW，轉速為1450轉/時，流量為19600m3/h，風壓為40mmH2O。用HS6280D型噪聲頻譜分析儀測軸流風機外1米處排油煙噪聲的頻譜見表1。
表1實測排油煙噪聲頻譜

由表1實測排油煙噪聲頻譜分析可知，排油煙噪聲分貝值為87.1dBA，在125Hz、250Hz及2000Hz處均有較高分貝值，且在較寬的頻率范圍內噪聲值較高。要達到《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》(GB3096-93)居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)晝間環(huán)境允許噪聲標準60分貝，必須降噪30分貝左右，且低、中、高頻均有較好的去除率。
利用本發(fā)明裝置的消聲原理分析如下阻性消聲段的計算見別洛夫公式ΔL=φ(α0)psl----(1)]]>式中ΔL為消聲量，分貝；α0正入射吸聲系數(shù)；P為吸聲飾面部分周長，米；S為吸聲飾面部分截面積，米2；φ(α0)是與材料吸聲系數(shù)α0有關的消聲系數(shù)φ(α0)=4.34×1-(1-α0)1/21+(1-α0)1/2----(2)]]>對于阻性片消聲器(1)式變?yōu)?amp;Delta;L=2φ(α0)a+hahl----(3)]]>要求降噪量30分貝左右，阻性消聲段應降噪25分貝左右。針對表1中的噪聲頻譜，采用平均吸聲系數(shù)為0.77的超細玻璃棉，將α0＝0.77代入(2)式，得φ(α0)＝1.45，因α0＞0.6，應采用經驗計算值1.2進行設計；取a1＝1.0m，h1＝0.2m，l1＝1.6m，代入(3)式ΔL1=2×1.21.0+0.21.0+0.21.6=23.04(dBA)]]>另擴張消聲段內壁設置吸聲材料，可作為消聲彎頭進行計算，取a2＝1.2m，h2＝1.0m，l2＝1.6m，代入(3)式ΔL2=2×1.21.2+1.01.2×1.01.6=7.04(dBA)]]>在設計中應避免失效頻率對高頻消聲性能的影響。
擴張消聲段的消聲量由下式計算ΔL=10lg[1+14×(m-1m)2sin(kl)]----(4)]]>式中m為膨脹比，m＝s2/s1；k為波數(shù)，k＝2π/λ；l為膨脹室的長度。在擴張消聲段的設計中要注意消除通過頻率，參數(shù)的確定也應避免高頻失效現(xiàn)象和低頻失效(當聲波頻率與共振頻率相同時)現(xiàn)象。
因排油煙通風復合消聲要求風阻小、防油霧，本研究中僅考慮單節(jié)抗性消聲。
由(4)式可知消聲量是sin(kl)的周期函數(shù)，當sin(kl)＝1時，消聲量為最大值ΔLmaxΔLmax=10lg[1+14×(m-1m)2]----(5)]]>取m＝3代入(5)式得ΔLmax＝4.4(dBA)。排油煙通風復合消聲器總降噪量∑＝ΔL1+ΔL2+ΔLmax＝23.04+7.04+4.4＝34.38(dBA)，滿足設計要求。
降噪效果測試圖7所示曲線a為治理前頻譜圖，b為治理后頻譜圖，c為治理兩年后頻譜圖。
在消聲器出口外1米處測得的噪聲頻譜見圖7。其噪聲值為56.4dBA，小于60dBA的二類混合區(qū)晝間標準。該消聲器在經過兩年(2001年3月投入使用)運行后，在只進行過一次消聲片清洗的情況下，消聲器外1米處噪聲值為58.5dBA，仍小于60dBA，證明其降噪性能保持穩(wěn)定，防油霧效果良好。
從圖7可以看出，本發(fā)明裝置在整個噪聲頻帶范圍內均有良好的降噪效果，其插入損失為28.6-30.7dBA。
實驗證明，本裝置在對離心風機排油煙霧的噪聲治理中，同樣具有滿意的結果。
權利要求
1.排油煙通風復合消聲裝置，其特征是自油煙入口(1)至油煙出口(2)依次串聯(lián)設置油煙凈化器(3)、擴張消聲段(4)和阻性消聲段(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的排油煙通風復合消聲裝置，其特征是在所述油煙凈化器(3)的出口處設置“人”字型進風擋板(6)。
3.根據(jù)權利要求1所述的排油煙通風復合消聲裝置，其特征是在所述阻性消聲段(5)中呈柵板狀直立放置有消聲片(13)。
4.根據(jù)權利要求1所述的排油煙通風復合消聲裝置，其特征是所述裝置的外壁具有內吸外隔的層狀結構，所述層狀結構自內向外的各層依次為鍍鋅穿孔板(7)、無堿玻璃布(8)、無堿超細玻璃棉(9)、阻尼層(10)和鋼板層(11)。
5.根據(jù)權利要求3所述的排油煙通風復合消聲裝置，其特征是所述消聲片(13)以鍍鋅穿孔板(7)為表層，中央為無堿超細玻璃棉(9)、在無堿超細玻璃棉(9)與鍍鋅穿孔板(7)之間為無堿玻璃布(8)。
6.根據(jù)權利要求5所述的排油煙通風復合消聲裝置，其特征是在所述鍍鋅穿孔板(7)內加設一層聚乙烯薄膜。
全文摘要
排油煙通風復合消聲裝置，其特征是自油煙入口至油煙出口依次串聯(lián)設置油煙凈化器、擴張消聲段和阻性消聲段。本發(fā)明在保證排油煙的前提下，通過采取擴張消聲和阻性消聲技術的復合，利用阻性消聲器在中高頻消聲性能好，在低頻消聲性能差，而擴張式消聲器在低中頻有較好的消聲性能，在高頻消聲效果差的特性，從而使本發(fā)明在低、中、高頻帶范圍內都有較好的消聲性能，降噪效果好。本發(fā)明通過采用有效的防油霧措施，可使其是使用兩年后仍然能夠保證較高的降噪效果。
文檔編號F24C15/20GK1654885SQ20041001406
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月12日 優(yōu)先權日2004年2月12日
發(fā)明者熊鴻斌, 王海云 申請人:熊鴻斌