Шумопоглощающее устройство пылесоса - RU2345696C1
Код документа: RU2345696C1
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Приоритет данной заявки заявляется согласно §119(а) раздела 35 Кодекса законов США по корейской заявке на изобретение №10-2006-0106163, поданной 31 октября 2006 года в Корейское Бюро по Интеллектуальной Собственности, настоящее описание которой целиком включено в данный документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники
Данное описание относится к двигателю пылесоса, а более конкретно к устройству, поглощающему шум, создаваемый двигателем пылесоса, которое способно поглощать и ослаблять шум потока, создаваемый воздухом, который с большой скоростью выпускается из крыльчатки в выпускной отсек из направляющего канала в отверстия корпуса двигателя.
2. Описание уровня техники
Обычно пылесос втягивает воздух, содержащий такие посторонние примеси, как пыль или тому подобное, и производит отделение посторонних примесей от воздуха. В таких пылесосах установлен двигатель, предназначенный для создания всасывающего усилия. Ниже со ссылкой на Фиг.1 описан подобный двигатель обычного пылесоса.
Как показано на Фиг.1, двигатель обычного пылесоса снабжен чашеобразным корпусом 10. На открытой передней части корпуса 10 двигателя установлен передний подшипник 19а, который фиксируется передней крышкой 21. Задний подшипник 19b установлен посередине закрытой задней части корпуса 10 двигателя. Кроме того, для подвода электроэнергии к обеим сторонам корпуса 10 двигателя симметрично присоединены щетки 13, а для выпуска воздуха, втянутого в корпус 10 двигателя, по его окружности выполнены отверстия.
Кроме того, сердечник 11, на который намотана обмотка 12, плотно вставлен в держатель 14, опирается на него и фиксируется им в корпусе 10 двигателя. Ротор 17 установлен в сердечник 11 статора и соединен с ним с возможностью вращения. В этом случае вал 18 двигателя плотно установлен и зафиксирован в роторе 17 с возможностью совместного с ним перемещения, а коллектор 15, с которым в тесном контакте зафиксированы щетки 13, плотно установлен в ротор 17 и прикреплен к его задней стенке. Оба конца вала 18 двигателя поддерживаются и закреплены передним подшипником 19а и задним подшипником 19b. Кроме того, с одним концом вала 18 двигателя соединена крыльчатка 23 с возможностью перемещения вместе с ним и, тем самым, с обеспечением создания всасывающего усилия. В непосредственной близости от наружной периферической поверхности крыльчатки 23 установлен диффузор 25, с задней стенкой которого как единое целое выполнен направляющий канал 27. Крышка 29 крыльчатки, которая соединена с открытой передней частью корпуса 10 двигателя для размещения крыльчатки 23, диффузора 25 и направляющего канала 27, имеет в центре впускное отверстие 29а для воздуха и образует проход для выпуска воздуха, втягиваемого благодаря вращению крыльчатки 23.
Работа двигателя пылесоса, имеющего вышеописанную конструкцию, состоит в следующем. Ротор 17 вращается благодаря электрическому взаимодействию между статором 11, 12 и ротором 17, возникающему благодаря подведенной электрической энергии. Вращающая сила ротора 17 передается в крыльчатку 23 через вал 18 двигателя, служащий опорой ротора 17. Затем воздух, втянутый благодаря вращающей силе крыльчатки 23 в ее крышку 29 через впускное отверстие 29а для воздуха, выталкивается с высокой скоростью из крыльчатки 23, вращающейся с высокой скоростью, по образованному в ней каналу, после чего он проходит к направляющему каналу 27 вдоль изогнутого прохода для воздуха, образованного крышкой 29 крыльчатки, и через диффузор 25, прикрепленный вблизи периферической части крыльчатки 23. Воздух, нагнетаемый в направляющий канал 27, выходит через пространство S1, образованное в корпусе 10 двигателя между сердечником 11 статора и ротором 17, и через пространство S2, образованное между корпусом 10 двигателя и сердечником 11 статора. Одновременно воздух охлаждает сердечник 11 статора и ротор 17. Воздух выпускается за пределы корпуса 10 двигателя через отверстия, выполненные в корпусе 10 двигателя, создавая всасывающее усилие, необходимое для пылесоса.
Однако в двигателе вышеописанного пылесоса возникает проблема, состоящая в возникновении шума при выходе воздуха с высокой скоростью через пространства S1 и S2, избыточное давление которого повышается при последовательном проходе через крыльчатку 23 и диффузор 25 благодаря вращательному движению крыльчатки 23. Если говорить более подробно, то поскольку щетки 13 и держатель 14, поддерживающий сердечник 11 статора, имеют сложную конфигурацию в пространстве S2, воздух образует ударный шум при столкновении с вышеописанными сложными конструкциями.
Для решения этой проблемы в патенте Кореи №474344 описано устройство, поглощающее шум двигателя, в котором между задней стенкой крышки корпуса и передней стенкой протектора установлен шумопоглощающий элемент, который выполнен из металлической сетки с соответствующими ячейками и который возмущает поток воздуха, выпущенный с высокой скоростью по направлению к отверстиям через внутреннюю часть корпуса двигателя и, таким образом, поглощает и ослабляет шум потока.
Однако, поскольку такое традиционное устройство, поглощающее шум двигателя, выполнено из металлической сетки, как описано выше, существует предел степени возможного поглощения и ослабления ударного шума. Это происходит потому, что, как описано выше, ударный шум образуется по мере того, как основная часть воздуха, движущегося по направлению к отверстиям из направляющего канала 27, проходит через пространство S2, образованное между корпусом 10 двигателя и сердечником 11 статора, и при этом сталкивается с такой сложной конструкцией, как щетки 13 и держатель 14. Соответственно, существует ограничение в уровне ударного шума, который может поглотить и ослабить традиционное устройство, поглощающее шум двигателя.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание выполнено для разрешения вышеуказанных проблем, существующих в известном уровне техники. Соответственно, целью настоящего изобретения является создание шумопоглощающего устройства пылесоса, способного поглощать и ослаблять шум потока в корпусе двигателя, вызванный прохождением воздуха между корпусом двигателя и сердечником статора.
Вышеуказанная цель достигается путем создания устройства, которое поглощает шум двигателя пылесоса, создаваемый в корпусе двигателя выходящим воздухом, который, будучи втянутым через верхнюю часть крышки двигателя, выходит из направляющего канала, выполненного как единое целое с крышкой двигателя под нижней поверхностью крыльчатки, через канал крыльчатки, а затем выпускается в отверстия корпуса двигателя через пространство, образованное между корпусом двигателя и сердечником статора, и пространство, образованное между сердечником статора и ротором. Шумопоглощающее устройство содержит корпус, установленный и закрепленный на периферийной части отверстия корпуса двигателя, закрывая пространство между корпусом двигателя и сердечником статора и, таким образом, ограничивая количество воздуха, выпускаемого между корпусом двигателя и сердечником статора, первую часть для выпуска воздуха, выполненную в центре корпуса с обеспечением выпуска между сердечником статора и ротором основной части воздуха, выходящего из направляющего канала, и по меньшей мере одну вторую часть для выпуска воздуха, выступающую по периметру корпуса с обеспечением выпуска между корпусом двигателя и сердечником статора части воздуха, выходящего из направляющего канала.
Предпочтительно, но необязательно, вторая часть для выпуска воздуха выполнена в области, меньшей по размерам, чем область, в которой выполнена первая часть для выпуска воздуха, поэтому объем воздуха, выпускаемого между корпусом двигателя и сердечником статора, меньше объема воздуха, выпускаемого между сердечником статора и ротором.
Вторая часть для выпуска воздуха может быть выполнена из по меньшей мере одной решетчатой части или из по меньшей мере одной пористой части, в которой выполнено множество мелких отверстий. Кроме того, вторая часть для выпуска воздуха может иметь по меньшей мере два или по меньшей мере четыре отверстия удлиненной формы, расположенные симметрично друг другу вокруг первой части для выпуска воздуха.
Корпус может быть выполнен так, что его верхняя поверхность закругляется в возрастающей степени в направлении внутрь и вниз к центру от периферии с обеспечением тем самым равномерного выпуска указанной основной части воздуха, выходящего из направляющего канала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные аспекты и другие преимущества настоящего описания станут более очевидными путем описания иллюстративных вариантов выполнения настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает разрез узла традиционного двигателя;
Фиг.2 изображает вид сверху шумопоглощающего устройства пылесоса, выполненного в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.3 изображает вид в аксонометрии представленного на Фиг.2 шумопоглощающего устройства пылесоса, выполненного в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения и установленного в корпусе двигателя;
Фиг.4 изображает вид сверху с частичным вырезом представленного на Фиг.2 шумопоглощающего устройства пылесоса, выполненного в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения и установленного в корпусе двигателя;
Фиг.5 изображает разрез по линии V-V, показанной на Фиг.4;
Фиг.6-8 изображает виды сверху шумопоглощающих устройств пылесоса, выполненных в соответствии с, соответственно, вторым, третьим и четвертым иллюстративными вариантами выполнения настоящего изобретения; и
Фиг.9 изображает диаграмму, отображающую результаты сравнения шумов двигателя, измеренных при установке шумопоглощающих устройств, выполненных в соответствии, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым иллюстративными вариантами выполнения настоящего изобретения, с шумами двигателя, измеренными в отсутствие указанных устройств.
Понятно, что на чертежах одинаковые номера позиций относятся к одинаковым частям и устройствам.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ
Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи описано более подробно шумопоглощающее устройство пылесоса, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой вид сверху, изображающий шумопоглощающее устройство, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, Фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии, изображающий представленное на Фиг.2 устройство, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, когда оно установлено в корпусе двигателя, Фиг.4 представляет собой вид сверху с частичным вырезом, изображающий показанное на Фиг.2 устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, при установке его в корпусе двигателя, и Фиг.5 представляет собой разрез по линии V-V, показанной на Фиг.4.
Поскольку двигатель пылесоса, в котором установлено устройство 100, поглощающее шум двигателя, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, имеет конструкцию, одинаковую с конструкцией двигателя традиционного пылесоса, в целях ясности и краткости подробное его описание будет опущено.
Обратимся к Фиг.2. Шумопоглощающее устройство 100, выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, имеет корпус 110, первую часть 120 для выпуска воздуха и вторую часть 130 для выпуска воздуха.
Как показано на Фиг.2, корпус 110 имеет форму, близкую к форме кольца, и, как показано на Фиг.3-5, установлен и прикреплен по периметру отверстия корпуса 10 двигателя, то есть по внутренней периферии 10b (см. Фиг.5) фланца 10а, закрывая второе пространство S2, образованное между корпусом 10 двигателя и сердечником 11 статора, и, тем самым, ограничивая количество воздуха, выпускаемое во второе пространство S2. В этом случае корпус 110 неподвижно расположен таким образом, что его наружная периферия остается зажатой между внутренней периферией 10b фланца 10а и нижней поверхностью крышки 21 корпуса. Корпус 110 также имеет участок 113, выполненный так, что его верхняя поверхность закругляется в возрастающей степени в направлении внутрь и вниз к центру от периферии. Участок 113 служит для равномерного выпуска воздуха из направляющего канала 27 (см. Фиг.1) в первое пространство S1, образованное между сердечником 11 статора и ротором 17.
Первая часть 120 для выпуска воздуха выполнена в центре корпуса 110, так что в первое пространство 81 выпускается основная часть воздуха, выходящая из направляющего канала 27. Как показано на Фиг.3, поверхность первой части 120 не закрывает сердечник 11 и первое пространство S1.
Вторая часть 130 для выпуска воздуха выполнена выступающей по периметру корпуса 110 так, что часть воздуха, выходящая из направляющего канала 27, выпускается во второе пространство S2. Как показано на Фиг.2, вторая часть 130 состоит из по меньшей мере, например, четырех решетчатых частей, которые выполнены в четырех местах корпуса 110, примерно соответствующих второму пространству S2.
Двигатель, в котором установлено устройство 100, имеющее вышеописанную конструкцию и выполненное в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения настоящего изобретения, направляет основную часть выпускаемого воздуха, которая проходит с высокой скоростью из направляющего канала 27 в первое пространство S1 через первую часть 120, а оставшийся выпускаемый воздух выпускает через вторую часть 130 во второе пространство S2. Соответственно, может быть ограничен объем воздуха, который выпускается через вторую часть 130.
Обратимся к диаграмме, представленной на Фиг.9. На диаграмме сравнивается уровень шума, создаваемый корпусом 10 двигателя, в котором установлено устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное согласно первому иллюстративному варианту выполнения настоящего изобретения, с уровнем шума в двигателях согласно сравнительным примерам 1 и 2, в которых указанное устройство, поглощающее шум двигателя, соответственно, не установлено и установлена лишь его часть. Двигатель сравнительного примера 1, то есть двигатель, в котором не установлено устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное согласно первому иллюстративному варианту выполнения, имеет максимальные уровни шумов на первой - третьей частоте вращения лопастей (ЧВЛ), примерно равные от 85 до 95 дБА, а суммарный уровень полного шума, равный 103,83 дБА.
Двигатель сравнительного примера 2, то есть двигатель, в котором установлено устройство, поглощающее шум двигателя, имеющее такую же конструкцию, как устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное согласно первому иллюстративному варианту выполнения, но не имеющее вторую часть 130 для выпуска воздуха, имеет суммарный уровень полного шума, равный 101,76 дБА. Поскольку устройство примера 2, поглощающее шум двигателя, не имеет второй части 130 для выпуска воздуха, оно изолирует пространство S2, образованное между корпусом 10 двигателя и сердечником 11 статора так, что весь воздух проходит в пространство S1, образованное между сердечником 11 статора и ротором 17.
Напротив, двигатель, имеющий устройство 100, выполненное согласно первому иллюстративному варианту выполнения, имеет суммарный уровень полного шума, равный 102,21 дБА. Из вышеописанных результатов измерений очевидно, что двигатель, в котором устройство, поглощающее шум двигателя, не имеет второй части 130 для выпуска воздуха, имеет минимальный суммарный уровень полного шума.
С другой стороны, как показано в приведенной ниже таблице 1, если сравнительные примеры 1 и 2, а также первый иллюстративный вариант выполнения настоящего изобретения относятся к двигателям с входной мощностью 1800 Вт, их всасывающее усилие будет таким, как описано ниже.
Всасывающее усилие в случае двигателя сравнительного примера 2 составляет 77,5% от всасывающего усилия, которое имеет двигатель сравнительного примера 1, тогда как всасывающее усилие в первом иллюстративном варианте выполнения настоящего изобретения составляет 96% от всасывающего усилия, которое имеет двигатель сравнительного примера 1. Соответственно можно сделать вывод, что если принять во внимание и шум, и всасывающее усилие двигателя, то двигатель, в котором установлено устройство, поглощающее шум двигателя и имеющее вторую часть 130 для выпуска воздуха, обладает характеристиками, превосходящими характеристики двигателя, в котором установлено устройство, поглощающее шум двигателя, не имеющее второй части 130 для выпуска воздуха (то есть сравнительный пример 2).
Устройства 200, 300 и 400, поглощающие шум двигателя пылесоса, выполненные в соответствии со вторым, третьим и четвертым иллюстративными вариантами выполнения настоящего изобретения, представленными, соответственно, на Фиг.6-8, имеют кольцеобразную форму и содержат, соответственно, корпуса 210, 310 и 410, первые части 220, 320 и 420 для выпуска воздуха и вторые части 230, 330 и 430 для выпуска воздуха.
Устройства 200, 300 и 400 имеют такую конструкцию, что отличаются только формой вторых частей 230, 330 и 430, а формы корпуса 210, 310 и 410 и формы первых частей 220, 320 и 420 для выпуска воздуха указанных устройств, соответственно, одинаковые. То есть вторая часть 230 для выпуска воздуха устройства 200 составлена из по меньшей мере, например, четырех пористых частей, в каждой из которых выполнены мелкие отверстия. Вторая часть 330 для выпуска воздуха устройства 300 имеет два отверстия удлиненной формы и определенной площади, которые расположены вокруг первой части 320 для выпуска воздуха в соответствующих местах, симметричных друг другу. Вторая часть 430 для выпуска воздуха устройства 400 имеет четыре отверстия удлиненной формы и определенной площади, которые расположены вокруг первой воздуховыпускной части 420 в соответствующих местах, симметричных друг другу.
Обратимся снова к диаграмме на Фиг.9. Суммарные уровни полного шума двигателей, в которых установлены устройства 200, 300 и 400, имеющие вышеописанную конструкцию и выполненные в соответствии со вторым, третьим и четвертым иллюстративными вариантами выполнения, составляют соответственно 101,3 дБА, 103,86 дБА и 102,87 дБА. Кроме того, как видно из Таблицы 1, всасывающие усилия вышеописанных двигателей составляют соответственно 95,4%, 93,9% и 96,5% от всасывающего усилия двигателя сравнительного примера 1.
Таким образом, большая часть двигателей, в которых установлены устройства 100, 200, 300 и 400, сохраняют уровни шума, меньшие 103,83 дБА двигателя сравнительного примера 1 при сохранении большего всасывающего усилия, составляющего примерно 95% от всасывающего усилия двигателя сравнительного примера 1.
Как следует из вышеприведенного описания, устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное согласно иллюстративным вариантам выполнения настоящего изобретения, вызывает принудительный выпуск основной части выпускаемого воздуха, проходящего в корпус двигателя через первое пространство, расположенное между сердечником статора и ротором. Соответственно, устройство, поглощающее шум двигателя, выполненное в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения настоящего изобретения, может уменьшать количество воздуха, выпускаемого между корпусом двигателя и сердечником статора, уменьшая, тем самым, шум, создаваемый при столкновении воздуха со сложными конструкциями, которые установлены между корпусом двигателя и сердечником статора, и, таким образом, как правило, ослабляя шум, создаваемый в корпусе двигателя.
Указанные выше варианты выполнения и преимущества являются лишь иллюстративными и не должны рассматриваться как ограничивающие данное изобретение. Описание данного изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем правовой охраны формулы изобретения. Для специалистов в данной области техники является очевидным большое число альтернативных решений, модификаций и вариантов. В формуле изобретения пункты, описывающие средства плюс функцию, распространяются на конструкции, описанные в данном документе в качестве выполняющих указанную функцию, и не только на конструктивные аналоги, а также на аналогичные конструкции.
Реферат
Изобретение относится к двигателю пылесоса, к устройству, поглощающему шум, создаваемый двигателем пылесоса. Корпус шумопоглощающего устройства установлен и закреплен по периметру отверстия корпуса двигателя с обеспечением ограничения количества воздуха, выпускаемого между корпусом двигателя и сердечником статора. Первая часть для выпуска воздуха выполнена в центре корпуса с обеспечением выпуска основной части указанного воздуха между сердечником статора и ротором. По меньшей мере, одна вторая часть для выпуска воздуха выступает по периметру корпуса с обеспечением выпуска части указанного воздуха между корпусом двигателя и сердечником статора. Двигатель пылесоса содержит корпус, имеющий фланец, сердечник статора, расположенный в корпусе двигателя, ротор, установленный в сердечнике статора с образованием между сердечником статора и ротором первого пространства, сердечник статора расположен в корпусе двигателя с образованием между ними второго пространства, крышку корпуса двигателя и шумопоглощающее устройство. Шумопоглощающее устройство расположено между фланцем и крышкой корпуса двигателя. Первая и вторая части для выпуска воздуха выполнены так, что количество воздуха, выпускаемого через второе пространство, меньше количества воздуха, выпускаемого через первое пространство. Технический результат направлен на создание шумопоглощающего устройства пылесоса, способного поглощать и ослаблять шум потока в корпусе двигателя, вызванный прохождением воздуха между корпусом двигателя и сердечником статора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
