螺旋加速器降低吸油烟机风机系统噪音的研究

螺旋加速器降低吸油烟机风机系统噪音的研究

高绪元

浙江帅康集团有限公司高绪元

摘要：突破了吸油烟机的风机直吸方式，采用螺旋增压降噪技术，发明了漏斗形螺旋加速器，提出了油烟引导分流概念，妥善的平衡了吸油烟机的风量与噪音之间的关系，既增大了吸油烟机的风量同时又降低了由此产生的噪音。

关键词：吸油烟机风机；螺旋加速器；噪音吸油烟机的核心部分为风机系统，其主要组成部件为：蜗壳，叶轮，导风圈等；与风机系统相配合的主要部件有风机框，网罩，出风罩，风管等。为在保证风量的前提下降低噪音，不仅需要完全重新设计风机系统，亦要优化与其相配合使用的部件。风机系统对整台吸油烟烟机性能指标起决定性作用，包括风量、风压，噪声、功率、效率、油脂分离度等主要参数。

1空气动力学特性通过3D软件配以有限元（FLUENT）分析，计算得流体在风机系统内部的速度矢量分布图、噪声产生分布图、压力分布图。综合分析得出：风机框的进风口位置是产生噪声源的主要位置之一，并且有很大的改善空间，可以做到高强度的优化；从而创新设计出螺旋加速器，流线形设计，降低风阻的同时优化前后进风的风道，在进风口处使进风更加顺畅并且降低噪声，在对风量没有的影响的前提下明显降低噪音。

由图一中H与Q和H与Z的特性曲线判断，风量变化在50-100之间基本为均匀递减，噪声则经历最低点，在50之前或100之后噪声的曲率很大，可见最佳取值范围为50-100之间，通过表一可得出当H值为70有余量可以调整参数达到要求，所以可在H为70状态下通过设计优化得到理想参数。

参考喷气式飞机的起飞原理，机翼的侧剖面是一个上缘向上拱起，下缘基本平直的形状。所以气流吹过机翼上下表面而且要同时从机翼前端到达后端，从上缘经过的气流速度就要比下缘的快（因为上缘弧度大，弧长较长，就是说距离较远）。按照物理学的伯努利方程：同样是流过某个表面的流体，速度快的对这个表面产生的压强要小。当α1≠α2时，螺旋加速器下面的气流流经前后两段斜面所走的路程就会不同（α角与路程S成反比），流经α1角所走的路程为S1、速度为ν1，α2角所走的路程为S2，速度为ν2。由于叶轮的后半部分（也就是α2所处的后半部分内置电机），造成其内部负压区体积变小（被电机占据），若提高后半部分的风速，平衡前后进风比需要提高α2所处的后半部分的流体速度。即得出需要：

通过表三可基本判断出随角度变化风量与噪声的特性曲线，调整α1及α2的角度起到加快风速提高风量的效果是很明显的，当H=70，角度α2=35?此时的风量为最大，噪声为可接受的值，其理论最佳在35?附近。

3螺旋加速原理根据物理中伯努利方程：同样是流过某个表面的流体，速度快的对这个表面产生的压强要小。可知，在螺旋加速器的前后两个斜面所受的压力并不相同，角度大的斜面路程长流体的速度大但对斜面所产生的压力小，反之则大。根据作用力与反作用的定义可知，前后斜面对流体的的反作用力也不同，根据笔者前面所确定设计参数可知道，α1面产生的反压力N1和α2面产生的反压力N2的关系为N1＜N2，根据理论力学中对静力学的分析（简化模型），这两个力不在同一直线上（实际是空间中不均匀分布的力，），它们的合力对整个内部流体的合力可简化为一个方向确定的合力（视整个内部流体的受力点为质点中心），和一个力矩，这个力矩对内部流体和外部流体都会产生一定影响，外部流体会有旋转上升加速的效果（内部不明显），所以这个螺旋加速效果简单的可视为在这个在力与力矩共同作用下产生的效果。

4结论理论数参数达到要去后，进行实际发烟实验测试，经测试结果显示此时吸烟效果提升还是很明显的，可见随着H的增高减少了网罩与螺旋加速器之间的截面积，产生的加速效果很明显，所以最终通过优化调整结构取α1=52?，α2=37?，H=70。

此时吸油烟机风量可提高0.2~0.3m3/min，噪音可降低1~1.5Db。