Вентилятор - RU2636302C2
Код документа: RU2636302C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к вентилятору. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к напольному или настольному вентилятору, например к вентилятору для письменного стола, колонному вентилятору или вентилятору на подставке.
Уровень техники
Обычный бытовой вентилятор, как правило, содержит комплект лопаток или лопастей, установленных с возможностью вращения вокруг оси, и приводное устройство, обеспечивающее вращение комплекта лопастей с целью создания воздушного потока. При движении или циркуляции воздушного потока тепло рассеивается посредством конвекции и испарения, в результате чего возникает охлаждающий эффект и пользователь ощущает «охлаждение ветром» или бриз. Лопасти заключены в решетчатый кожух, который во время использования вентилятора пропускает создаваемый воздушный поток и предотвращает контакт пользователя с вращающимися лопастями.
В документе WO 2009/030879 описывается конструкция вентилятора в сборе, который не содержит заключенных в решетчатый кожух лопастей, создающих воздушный поток. Указанный вентилятор содержит цилиндрическое основание, в котором размещена крыльчатка с электроприводом для затягивания первичного воздушного потока в основание, а также кольцевое сопло, соединенное с основанием и содержащее кольцеобразный выпускной воздуховод, через который затянутый в основание первичный воздушный поток выпускается из вентилятора. Сопло ограничивает центральное отверстие, через которое первичный воздушный поток, выходящий из выпускного отверстия, затягивает в вентилятор из окружающей среды воздух, усиливающий первичный воздушный поток.
В документе WO 2010/100452 описывается подобный вентилятор в сборе. Основание указанного вентилятора содержит крыльчатку, заключенную в кожух, и электродвигатель, приводящий в действие крыльчатку, который расположен в стакане, смонтированном на кожухе крыльчатки. Кожух крыльчатки поддерживается внутри основания посредством множества опор, распределенных в круговом направлении. Каждая опора, в свою очередь, установлена на соответствующей опорной поверхности, продолжающейся радиально внутрь от внутренней поверхности основания. На наружной боковой поверхности кожуха крыльчатки предусмотрена уплотнительная манжета, сцепляющаяся с внутренней боковой поверхностью основания для создания воздухонепроницаемого уплотнения между кожухом крыльчатки и основанием.
Для снижения уровня шума, исходящего из основания, используется шумоглушащий вспененный материал. Предусмотрен первый дискообразный элемент из шумоглушащего вспененного материала, установленный под кожухом крыльчатки, а также второй кольцеобразный элемент из шумоглушащего вспененного материала, установленный внутри стакана для электродвигателя.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается вентилятор для создания воздушного потока, содержащий:
корпус, содержащий впускной воздуховод; и
сопло, соединенное с корпусом;
причем сопло содержит внутренний проход для приема воздушного потока из корпуса и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора, при этом внутренний проход продолжается вокруг отверстия, через которое воздух снаружи вентилятора затягивается воздухом, испускаемым из указанного по меньшей мере одного воздуховыпускного отверстия сопла;
причем корпус содержит канал, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий в действие крыльчатку, при этом корпус ограничивает проход для воздушного потока, продолжающийся от впускного воздуховода корпуса к воздуховыпускному отверстию канала;
причем корпус дополнительно содержит шумоподавляющую полость, которая расположена под воздуховпускным отверстием канала и имеет входное отверстие, расположенное под и предпочтительно соосное с воздуховпускным отверстием канала.
В вентиляторах указанного типа существенно снижается уровень испускаемого шума, поскольку под воздуховыпускным отверстием канала предусмотрена шумоподавляющая полость. Предпочтительно, размер шумоподавляющей полости приведен в соответствие с длиной звуковой волны шумоизлучения, создаваемого при вращении крыльчатки, таким образом, шумоподавляющая полость выполняет функцию резонатора для определенной длины звуковой волны шумоизлучения, создаваемого вентилятором при работе, благодаря чему уровень шума снижается.
Корпус предпочтительно содержит по меньшей мере одну стенку, предпочтительнее несколько стенок, по меньшей мере частично ограничивающих шумоподавляющую полость, при этом входное отверстие указанной полости выполнено в по меньшей мере одной из указанных стенок корпуса. Шумоподавляющая полость предпочтительно ограничена верхней стенкой и нижней стенкой, причем входное отверстие шумоподавляющей полости выполнено в верхней стенке. Корпус предпочтительно содержит нижнюю секцию и верхнюю секцию, которая установлена на нижней секции с возможностью перемещения относительно нижней секции. Таким образом, верхнюю секцию корпуса вместе с соплом можно наклонить относительно нижней секции, чтобы скорректировать направление воздушного потока, создаваемого вентилятором. Впускной воздуховод корпуса и канал предпочтительно расположены в верхней секции корпуса. Верхняя секция корпуса предпочтительно имеет нижнюю стенку, которая частично ограничивает шумоподавляющую полость, обеспечивая нижнюю стенку шумоподавляющей полости. Поскольку нижняя стенка верхней секции корпуса используется для частичного ограничения шумоподавляющей полости, имеется возможность уменьшить общий размер корпуса. Нижняя стенка верхней секции корпуса имеет предпочтительно вогнутую форму. Верхняя стенка имеет предпочтительно по существу плоскую форму. Входное отверстие и верхняя стенка шумоподавляющей полости предпочтительно ограничены кольцевой пластиной, которая расположена над нижней стенкой верхней секции корпуса.
С целью снижения уровня широкодиапазонного шума, создаваемого вентилятором при работе, в корпусе предпочтительно предусмотрен кольцевой звукопоглощающий элемент, установленный между каналом и шумоподавляющей полостью. Кольцевой звукопоглощающий элемент установлен предпочтительно соосно с входным отверстием шумоподавляющей полости, при этом наружная периферия звукопоглощающего элемента предпочтительно контактирует с трубчатым или цилиндрическим кожухом корпуса, в котором сформирован впускной воздуховод. Чтобы не допускалось проникновение пыли в шумоподавляющую полость, над кольцевым звукопоглощающим элементом может быть расположен лист или диск из звукопоглощающего материала. Толщина листа из указанного звукопоглощающего материала предпочтительно меньше толщины кольцевого звукопоглощающего элемента, на котором он расположен. Например, кольцевой звукопоглощающий элемент может иметь толщину примерно 5 мм, при этом лист из звукопоглощающего материала может иметь толщину примерно 1 мм.
Корпус предпочтительно содержит кольцеобразное направляющее устройство, которое окружает канал и направляет воздух от впускного воздуховода корпуса к воздуховпускному отверстию канала. Направляющее устройство предпочтительно установлено между каналом и наружным кожухом корпуса, в котором сформирован впускной воздуховод, и определяет для воздушного потока отчасти криволинейный проход между впускным воздуховодом корпуса и воздуховпускным отверстием канала. Таким образом, благодаря направляющему устройству создается препятствие для прохождения шума напрямую от воздуховпускного отверстия канала к впускному воздуховоду корпуса.
Предпочтительно, направляющее устройство совместно с каналом определяет кольцевую шумоподавляющую полость, продолжающуюся вокруг канала. Таким образом, согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается вентилятор для создания воздушного потока, содержащий:
корпус, содержащий впускной воздуховод; и
сопло, соединенное с корпусом;
причем сопло содержит внутренний проход для приема воздушного потока из корпуса и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора, при этом внутренний проход продолжается вокруг отверстия, через которое воздух снаружи сопла затягивается воздухом, испускаемым из указанного по меньшей мере одного воздуховыпускного отверстия сопла;
причем корпус содержит канал, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий крыльчатку во вращение вокруг оси вращения, при этом корпус ограничивает проход для воздушного потока, продолжающийся от впускного воздуховода корпуса к воздуховыпускному отверстию канала;
причем корпус дополнительно содержит кольцеобразное направляющее устройство, которое окружает канал и направляет воздух от впускного воздуховода корпуса к воздуховпускному отверстию канала, при этом направляющее устройство совместно с каналом определяет кольцевую шумоподавляющую полость.
Предпочтительно, поверхность направляющего устройства, подвергающаяся воздействию проходящего через корпус воздушного потока, по меньшей мере частично облицована звукопоглощающим материалом, обеспечивающим снижение уровня широкодиапазонного шума, создаваемого вентилятором при работе. Кольцевая шумоподавляющая полость предпочтительно имеет входное отверстие, которое по меньшей мере частично ограничено направляющим устройством. Указанное входное отверстие предпочтительно расположено между воздуховпускным отверстием канала и направляющим устройством. Входное отверстие имеет предпочтительно кольцеобразную конфигурацию. Входное отверстие кольцевой шумоподавляющей полости предпочтительно расположено в самой нижней оконечности указанной кольцевой шумоподавляющей полости, то есть там, где угол изгиба криволинейного участка прохода для воздушного потока между направлением впускного воздуховода корпуса и направлением воздуховпускного отверстия канала составляет более 90°. Предпочтительно, размер шумоподавляющей полости приведен в соответствие с длиной звуковой волны шумоизлучения, создаваемого при вращении крыльчатки, таким образом, шумоподавляющая полость выполняет функцию резонатора для определенной длины звуковой волны шумоизлучения, создаваемого вентилятором при работе, благодаря чему уровень шума снижается.
Направляющее устройство предпочтительно наклонено относительно оси вращения крыльчатки таким образом, что направляющее устройство сужается к нижней поверхности корпуса. Направляющее устройство предпочтительно сформировано в виде конического направляющего элемента или представляет собой по существу конический направляющий элемент. Направляющий элемент предпочтительно зависит от кольцевого ребра, продолжающегося между корпусом и каналом.
Впускной воздуховод корпуса предпочтительно содержит массив отверстий, выполненных в наружном кожухе корпуса. Указанные отверстия впускного воздуховода расположены вокруг направляющего устройства и/или канала. Предпочтительно внутренняя поверхность наружного кожуха корпуса по меньшей мере частично облицована звукопоглощающим материалом. Например, по потоку после впускного воздуховода может быть расположен лист из звукопоглощающего материала, обеспечивающий снижение уровня широкодиапазонного шума, исходящего через впускной воздуховод корпуса.
Воздуховпускное отверстие канала, через которое воздушный поток направляется в канал, предпочтительно развальцовано наружу, что позволяет минимизировать турбулентность внутри канала по потоку перед крыльчаткой. Канал предпочтительно имеет внутреннюю стенку и наружную стенку, продолжающуюся вокруг внутренней стенки. Предпочтительно, внутренняя стенка канала образует по меньшей мере часть кожуха электродвигателя. Предпочтительно, один из участков внутренней стенки канала перфорирован и облицован изнутри звукопоглощающим материалом. Перфорированный участок внутренней стенки предпочтительно выполнен в виде усеченного конуса, который сужается по направлению к воздуховыпускному отверстию канала. Секция канала, примыкающая к указанному перфорированному участку внутренней стенки, предпочтительно вмещает диффузор.
Диффузор содержит множество изогнутых неподвижных лопаток, размещенных вокруг оси вращения крыльчатки. Каждая лопатка предпочтительно имеет входную кромку, расположенную рядом с крыльчаткой, заднюю кромку, расположенную рядом с воздуховыпускным отверстием канала, внутреннюю боковую кромку, соединенную с наружной поверхностью внутренней стенки канала и продолжающуюся частично вокруг нее, и наружную боковую кромку, расположенную напротив внутренней боковой кромки и соединенную с наружной стенкой канала. Внутренние боковые кромки лопаток диффузора предпочтительно являются неотъемлемой частью внутренней стенки, тогда как наружные боковые кромки лопаток диффузора предпочтительно соединены с наружной стенкой, например, посредством адгезива.
Чтобы через диффузор проходил плавный воздушный поток и, соответственно, минимизировался уровень шума, создаваемого проходящим воздушным потоком, изменение площади сечения канала, определяемого пересекающей канал плоскостью, ортогональной оси вращения крыльчатки, составляет предпочтительно не более 50%, предпочтительнее не более 20% и еще предпочтительнее не более 10% от площади поперечного сечения прохода для воздушного потока во входном отверстии диффузора. Таким образом, согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается вентилятор для создания воздушного потока, содержащий:
корпус, содержащий впускной воздуховод; и
сопло, соединенное с корпусом;
причем сопло содержит внутренний проход для приема воздушного потока из корпуса и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора, причем внутренний проход продолжается вокруг отверстия, через которое воздух снаружи сопла затягивается воздухом, испускаемым по меньшей мере из одного указанного воздуховыпускного отверстия сопла;
причем корпус содержит канал, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий крыльчатку во вращение вокруг оси вращения, и диффузор, установленный в канале по потоку после крыльчатки, причем корпус ограничивает проход для воздушного потока, продолжающийся от впускного воздуховода корпуса к воздуховыпускному отверстию канала;
причем в проходе для воздушного потока предусмотрен диффузорный участок, который продолжается от входного отверстия диффузора к выходному отверстию диффузора, имеет кольцеобразную конфигурацию и сужается по направлению к выходному концу диффузора, при этом изменение площади сечения указанного диффузорного участка прохода для воздушного потока, определяемой пересекающей канал плоскостью, ортогональной оси вращения крыльчатки, составляет не более 20% площади поперечного сечения прохода для воздушного потока во входном отверстии диффузора.
Предпочтительно канал установлен в кольцевом гнезде, предусмотренном в корпусе. Корпус предпочтительно содержит кольцевое уплотнение, плотно сцепляющееся с каналом и с гнездом. Кольцевое уплотнение, установленное между корпусом крыльчатки и гнездом, сжимается и формирует воздухонепроницаемое уплотнение, предотвращающее просачивание воздуха обратно в воздуховпускное отверстие канала по проходу, продолжающемуся между кожухом и каналом, благодаря чему создаваемый крыльчаткой поток сжатого воздуха вынужден поступать во внутренний проход сопла. Кольцевое уплотнение предпочтительно сформировано из материала, который при сжатии на 10% создает напряжение не более 0,01 МПа. Кольцевое уплотнение предпочтительно изготовлено из вспененного материала. Использование для изготовления кольцевого уплотнения вспененного материала вместо эластомерного или каучукового материала позволяет уменьшить передачу вибрации к кожуху через кольцевое уплотнение. В предпочтительном варианте осуществления изобретения кольцевое уплотнение сформировано из вспененного материала с закрытыми порами. Вспененный материал предпочтительно формируют из синтетического каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM).
Направление силы сжатия, действующей на кольцевое уплотнение, предпочтительно выровнено с направлением наибольшей жесткости поверхности, которая должна быть изолирована от вибрации, то есть поверхности наружного кожуха вентилятора. В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанное направление параллельно оси вращения крыльчатки. Предпочтительно, кольцевое уплотнение установлено на расстоянии от внутренней поверхности наружного кожуха, чтобы в радиальном направлении исключалась передача вибрации от кольцевого уплотнения к наружному кожуху.
При чрезмерном сжатии кольцевого уплотнения, установленного между каналом и гнездом, через указанное уплотнение может происходить увеличение передачи вибрации от кожуха электродвигателя к наружному кожуху, в связи с этим между каналом и гнездом может быть предусмотрена по меньшей мере одна упругая опора для уменьшения силы сжатия, прикладываемой к кольцевому уплотнению, и, соответственно, для уменьшения степени деформации кольцевого уплотнения.
Крыльчатка представляет собой крыльчатку с косым потоком. Крыльчатка предпочтительно содержит по существу коническую втулку, соединенную с электродвигателем, и множество лопаток, соединенных с втулкой, причем каждая лопатка имеет входную кромку, расположенную вблизи впускного воздуховода кожуха крыльчатки, заднюю кромку, внутреннюю боковую кромку, соединенную с наружной поверхностью втулки и продолжающуюся частично вокруг нее, и наружную боковую кромку, расположенную напротив внутренней боковой кромки, при этом вершина лопатки находится в точке пересечения входной кромки и наружной боковой кромки. Входная кромка предпочтительно содержит внутренний участок, расположенный рядом с втулкой, и наружный участок, расположенный рядом с вершиной лопатки, причем внутренний участок изогнут назад от втулки к наружному участку, а наружный участок изогнут вперед от внутреннего участка к вершине лопатки. Локальный изгиб вперед входной кромки каждой лопатки по направлению к вершине обеспечивает снижение пиковой нагрузки от втулки к вершине лопатки, обычно указанная пиковая нагрузка воздействует на входные кромки лопаток или направлена к входным кромкам. Чтобы снизить нагрузку, передаваемую от лопатки к лопатке по входной кромке, длина внутренней боковой кромки должна соответствовать длине наружной боковой кромки, то есть необходимо увеличить длину внутренней боковой кромки каждой лопатки, с этой целью внутренний участок входной кромки изогнут назад, а именно от втулки к наружному участку. Внутренний участок входной кромки является предпочтительно выгнутым, при этом наружный участок входной кромки является предпочтительно вогнутым.
Чтобы избежать потерь передачи воздушного потока, когда воздушный поток проходит от воздуховыпускного отверстия канала к соплу, воздуховыпускное отверстие канала предпочтительно расположено во внутреннем проходе сопла. Таким образом, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается вентилятор для создания воздушного потока, содержащий:
корпус, содержащий впускной воздуховод; и
сопло, соединенное с корпусом;
причем сопло содержит внутренний проход и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора, при этом внутренний проход продолжается вокруг отверстия, через которое воздух снаружи сопла затягивается воздухом, испускаемым из указанного по меньшей мере одного воздуховыпускного отверстия сопла;
причем корпус содержит канал, имеющий первый конец, определяющий воздуховпускное отверстие канала, и второй конец, расположенный напротив первого конца и определяющий воздуховыпускное отверстие канала, крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий в действие крыльчатку, причем второй конец канала выступает из корпуса во внутренний проход сопла.
Во внутреннем проходе сопла предпочтительно сформирована первая секция и вторая секция, причем каждая из секций предназначена для приема соответствующей порции воздушного потока, входящего во внутренний проход из корпуса, и для передачи указанной порции воздушного потока, при этом передаваемые порции воздушного потока проходят в противоположных угловых направлениях вокруг отверстия. По меньшей мере один участок второго конца канала развальцован наружу, чтобы порции воздушного потока направлялись в соответствующие секции внутреннего прохода. Таким образом, согласно пятому аспекту настоящего изобретения предлагается вентилятор для создания воздушного потока, содержащий:
корпус, содержащий впускной воздуховод; и
сопло, соединенное с корпусом;
причем сопло содержит внутренний проход и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора, при этом внутренний проход продолжается вокруг отверстия, через которое воздух снаружи сопла затягивается воздухом, испускаемым из указанного по меньшей мере одного воздуховыпускного отверстия сопла, причем внутренний проход имеет первую секцию и вторую секцию, каждая из которых предназначена для приема соответствующей порции воздушного потока, входящего во внутренний проход из корпуса, и для передачи указанной порции воздушного потока, при этом передаваемые порции воздушного потока проходят в противоположных угловых направлениях вокруг отверстия; причем
корпус содержит канал, имеющий первый конец, определяющий воздуховпускное отверстие канала, и второй конец, расположенный напротив первого конца и определяющий воздуховыпускное отверстие канала, а также содержит крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий в действие крыльчатку, причем по меньшей мере участок второго конца канала развальцован наружу, чтобы каждая порция воздушного потока направлялась в соответствующую секцию сопла.
Второй конец канала предпочтительно имеет первый и второй расширяющиеся участки, причем каждый участок выполнен с возможностью направления определенной порции воздушного потока в соответствующую секцию внутреннего прохода. Сопло предпочтительно содержит кольцевой кожух, который ограничивает внутренний проход и воздуховыпускное отверстие(я) сопла, причем предпочтительно кривизна конца каждого расширяющегося участка канала является приблизительно такой же, как кривизна примыкающего участка кожуха. Чтобы минимизировалось нарушение профиля воздушного потока, входящего во внутренний проход сопла, расстояние между концом каждого расширяющегося участка и прилегающим участком кожуха предпочтительно не превышает 10 мм, предпочтительнее не превышает 5 мм.
Сопло предпочтительно содержит кольцевую внутреннюю стенку и наружную стенку, продолжающуюся вокруг внутренней стенки, причем внутренний проход расположен между внутренней стенкой и наружной стенкой. Внутренняя стенка по меньшей мере частично определяет отверстие, через которое наружный воздух затягивается воздухом, испускаемым по меньшей мере из одного указанного воздуховыпускного отверстия сопла.
Внутренняя стенка сопла является предпочтительно эксцентрической относительно наружной стенки, в результате чего площадь поперечного сечения каждой секции внутреннего прохода плоскостью, содержащей продольную ось внутренней стенки, имеет разный размер вокруг отверстия. Площадь поперечного сечения каждой секции внутреннего прохода сопла может постепенно уменьшаться или сужаться вокруг отверстия. Предпочтительно сопло является, по существу, симметричным относительно плоскости, проходящей через воздуховпускное отверстие и центр сопла, и, таким образом, каждая секция имеет предпочтительно одинаковое изменение площади поперечного сечения. Например, сопло может иметь, как правило, круглую, эллиптическую форму или форму «трека», причем каждая секция внутреннего прохода содержит относительно прямой участок, расположенный на соответствующей стороне отверстия.
Изменение площади поперечного сечения каждой секции внутреннего прохода сопла предпочтительно происходит таким образом, что наблюдается плавное уменьшение площади поперечного сечения вокруг отверстия. Каждая секция внутреннего прохода сопла имеет максимальное поперечное сечение на участке, принимающем порцию воздушного потока из канала, и имеет минимальное поперечное сечение на участке, диаметрально противоположном каналу. Изменение площади поперечного сечения позволяет не только минимизировать любое изменение статического давления во внутреннем проходе, но и обеспечивает возможность вмещения расширяющегося конца канала во внутренний проход сопла.
По меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие предпочтительно расположено между внутренней стенкой и наружной стенкой. Например, по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие может быть расположено между соединенными внахлестку участками внутренней стенки и наружной стенки. Указанные соединенные внахлестку участки стенок могут включать часть внутренней поверхности внутренней стенки и часть наружной поверхности наружной стенки. Как вариант, указанные соединенные внахлестку участки стенок могут включать часть внутренней поверхности наружной стенки и часть наружной поверхности внутренней стенки.
Описанные выше признаки, относящиеся к первому аспекту изобретения, в той же мере применимы к каждому последующему аспекту изобретения, а именно от второго до пятого аспекта изобретения, и наоборот.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные признаки настоящего изобретения будут описаны далее исключительно в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано перспективное изображение спереди вентилятора;
на фиг. 2 - вид спереди вентилятора;
на фиг. 3 - вид спереди в поперечном разрезе вентилятора;
фиг. 4(a) - вид сбоку вентилятора в разрезе по линии А-А, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4(b) - вид участка сопла вентилятора в разрезе по линии В-В, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4(c) - вид участка сопла вентилятора в разрезе по линии С-С, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4(d) - вид участка сопла вентилятора, в разрезе по линии D-D, показанной на фиг. 2;
на фиг. 5 - перспективное изображение спереди канала корпуса вентилятора;
на фиг. 6 - вид спереди канала;
на фиг. 7 - вид спереди канала в поперечном разрезе;
на фиг. 8 - перспективное изображение спереди крыльчатки вентилятора с удаленным ободом, чтобы были видны лопатки крыльчатки;
на фиг. 9 - вид сверху крыльчатки с удаленным ободом;
на фиг. 10 - перспективное изображение спереди верхней секции стакана для электродвигателя в основании вентилятора, причем перфорированные отверстия не показаны;
на фиг. 11 - изображение в разобранном виде кожуха крыльчатки, кольцевого уплотнения и упругих элементов для поддержания канала в корпусе вентилятора.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 и 2 показан внешний вид вентилятора 10. Вентилятор содержит корпус 12, имеющий впускной воздуховод 14 в виде множества отверстий, сформированных в наружном кожухе 16 корпуса 12, через которые из внешней среды в корпус 12 вентилятора засасывается первичный воздушный поток. Кольцеобразное сопло 18, имеющее воздуховыпускное отверстие 20 для испускания первичного воздушного потока из вентилятора 10, соединено с корпусом 12. Корпус 12, кроме того, содержит пользовательский интерфейс, посредством которого пользователь регулирует работу вентилятора 10. Пользовательский интерфейс содержит кнопки 22, 24 и диск 26, которыми может манипулировать пользователь.
Сопло 18 имеет кольцеобразную конфигурацию. Сопло 18 содержит наружную стенку 28, которая продолжается вокруг кольцевой внутренней стенки 30. В указанном примере каждая из стенок 28, 30 сформирована как самостоятельный компонент. Каждая из стенок 28, 30 имеет передний край и задний край. Как показано на фиг. 4(a), задний конец сопла 18 определяется задним краем наружной стенки 28, загнутым внутрь, то есть к заднему краю внутренней стенки 30. Передний конец сопла 18 определяется передним краем внутренней стенки 30, изогнутым наружу, то есть к переднему краю наружной стенки 28. На переднем крае внутренней стенки 30 предусмотрен паз, в который вставлен передний край наружной стенки 28, соединенный с внутренней стенкой посредством введенного в указанный паз адгезива.
Внутренняя стенка 30 продолжается вокруг оси, а именно продольной оси X, определяя, таким образом, отверстие или канал 32 сопла 18. Отверстие 32 имеет, в общем, круглое поперечное сечение, диаметр которого изменяется вдоль оси X от заднего конца сопла 18 к переднему концу сопла 18.
Внутренняя стенка 30 сформирована таким образом, чтобы наружная поверхность внутренней стенки 30, то есть поверхность, которая определяет отверстие 32, имела несколько секций. Наружная поверхность внутренней стенки 30 имеет выгнутую заднюю секцию 34, переднюю секцию 38, расширяющуюся наружу в виде усеченного конуса, и цилиндрическую секцию 36, расположенную между задней секцией 34 и передней секцией 38.
Наружная стенка 28 имеет основание 40, открытый нижний конец которого соединен с открытым верхним концом корпуса 12 и обеспечивает воздуховпускное отверстие для приема основного воздушного потока, поступающего из корпуса 12. Большая часть наружной стенки 28 имеет, в общем, цилиндрическую конфигурацию. Наружная стенка 28 продолжается вокруг центральной оси, а именно продольной оси Y, которая параллельна оси X, но расположена на расстоянии от нее. Другими словами, наружная стенка 28 и внутренняя стенка 30 являются эксцентрическими. В указанном примере ось X расположена выше оси Y, причем каждая из осей Χ, Y расположена в плоскости, которая продолжается вертикально через центр вентилятора 10.
Задний край наружной стенки 28 сформирован так, чтобы обеспечивалось соединение внахлестку с задним краем внутренней стенки 30, благодаря чему между внутренней поверхностью наружной стенки 28 и наружной поверхностью внутренней стенки 30 сопла 18 формируется воздуховыпускное отверстие 20. Воздуховыпускное отверстие 20, в общем, представляет собой кольцеобразный паз, центрированный и продолжающийся вокруг оси X. Предпочтительно ширина паза вокруг оси X является, по существу, постоянной и находится в диапазоне от 0,5 до 5 мм. Соединяющиеся внахлестку участки наружной стенки 28 и внутренней стенки 30 продолжаются, по существу, параллельно, чтобы воздух направлялся вдоль выгнутой задней секции 34 внутренней стенки 30, обеспечивающей в сопле 18 поверхность Коанда. Может быть предусмотрен комплект распорных элементов, распределенных в круговом направлении на одной из противолежащих поверхностей расположенных внахлестку участков наружной стенки 28 и внутренней стенки 30, чтобы между указанными противолежащими поверхностями поддерживался постоянный интервал.
Наружная стенка 28 и внутренняя стенка 30 образуют между собой внутренний проход 42, по которому воздух передается к воздуховыпускному отверстию 20. Внутренний проход 42 продолжается вокруг отверстия 32 сопла 18. В связи с эксцентричностью стенок 28, 30 сопла 18 площадь поперечного сечения внутреннего прохода 42 вокруг отверстия 32 изменяется. Следует отметить, что внутренний проход 42 включает первую и вторую криволинейные секции, обозначенные на фиг. 3 ссылочными позициями 44 и 46, которые продолжаются в противоположных угловых направлениях вокруг отверстия 32. Как показано на фиг. 4(b)-4(d), размер площади поперечного сечения каждой секции 44, 46 внутреннего прохода 42 уменьшается вокруг отверстия 32. Площадь поперечного сечения каждой секции 44, 46 уменьшается от первой величины Α1 вблизи основания 40 сопла 18 до второй величины А2 в диаметрально противоположном основанию 40 месте, где соединяются концы указанных двух секций 44, 46. Благодаря относительному положению осей Χ, Y площадь поперечного сечения секций 44, 46 внутреннего прохода 42 изменяется одинаково вокруг отверстия 32, причем площадь поперечного сечения каждой секции 44, 46 уменьшается постепенно от первой величины А1 до второй величины А2. Следует отметить, что при изменении площади поперечного сечения внутреннего прохода 42 предпочтительно соблюдается соотношение Α1≥1,5А2, предпочтительнее соотношение Α1≥1,8А2. Как показано на фиг. 4(b)-4(d), на изменение площади поперечного сечения каждой секции 44, 46 влияет изменение радиальной толщины каждой секции 44, 46 вокруг отверстия 32; причем глубина сопла 18 вокруг отверстия 32, измеренная в направлении, продолжающемся вдоль осей Χ, Υ, является относительно постоянной. В одном из примеров А1≈2200 мм2 и А2≈1200 мм2.
Корпус 12 включает по существу цилиндрическую основную секцию 50, которая продолжается по существу от цилиндрической нижней секции 52. Основная секция 50 корпуса и нижняя секция 52 корпуса предпочтительно сформированы из пластического материала. Основная секция 50 корпуса и нижняя секция 52 корпуса предпочтительно имеют по существу одинаковый наружный диаметр, таким образом, наружная поверхность основной секции 50 корпуса стыкуется с наружной поверхностью нижней секции 53 корпуса практически заподлицо.
Основная секция 50 корпуса содержит впускной воздуховод 14, через который первичный воздушный поток поступает в вентилятор 10 в сборе. Согласно приведенному варианту осуществления изобретения впускной воздуховод 14 содержит множество отверстий, сформированных в секции наружного кожуха 16 корпуса 12, которая определена основной секцией 50 корпуса. Как вариант, впускной воздуховод 14 может содержать одну или несколько решеток или сеток, установленных в окнах, сформированных в наружном кожухе 16. Как показано на чертеже, верхний конец основной секции 50 корпуса открыт для соединения с основанием 40 сопла 18, чтобы первичный воздушный поток подавался из корпуса 12 к соплу 18.
Основную секцию 50 корпуса можно наклонить относительно нижней секции 52 корпуса, чтобы скорректировать направление испускаемого вентилятором 10 в сборе первичного воздушного потока. Верхняя поверхность нижней секции 52 корпуса и нижняя поверхность основной секции 50 корпуса, например, могут быть снабжены взаимосвязанными средствами, которые обеспечивают перемещение основной секции 50 корпуса относительно нижней секции 52 корпуса, предотвращая при этом отделение основной секции 50 корпуса от нижней секции 52 корпуса. Например, нижняя секция 52 корпуса и основная секция 50 корпуса могут содержать взаимно сцепляющиеся L-образные элементы.
Нижняя секция 52 корпуса установлена на основании 56, располагаемом на поверхности, которая служит опорой для вентилятора 10 в сборе. Нижняя секция 52 корпуса содержит вышеупомянутый пользовательский интерфейс и схему управления, которая в целом обозначена ссылочной позицией 58, для регулирования различных функций вентилятора 10 по команде, подаваемой пользователем с помощью интерфейса. Нижняя секция 52 корпуса также вмещает механизм, обеспечивающий колебательное движение нижней секции 52 корпуса относительно основания 56. Режим работы механизма, обеспечивающего колебательное движение, регулируется посредством схемы 58 управления по команде пользователя, нажимающего кнопку 24 пользовательского интерфейса. Диапазон цикла колебаний нижней секции 52 корпуса относительно основания 56 предпочтительно составляет от 60 до 120°, при этом указанный механизм способен обеспечить примерно от 3 до 5 циклов колебаний в минуту. Сетевой кабель питания (не показан), снабжающий вентилятор 10 электроэнергией, продолжается через отверстие, сформированное в основании 56.
Основная секция 50 корпуса содержит канал 60, имеющий первый конец, определяющий воздуховпускное отверстие 62 канала 60, и второй конец, расположенный напротив первого конца и определяющий воздуховыпускное отверстие 64 канала 60. Канал 60 центрирован в основной секции 50 корпуса, при этом продольная ось канала 60 коллинеарна продольной оси корпуса 12, а воздуховпускное отверстие 62 находится ниже воздуховыпускного отверстия 64.
Канал 60 более детально показан на фиг. 5-7. Воздуховпускное отверстие 62 определено расширяющимся наружу входным участком 66 наружной стенки 67 канала 60. Входной участок 66 наружной стенки 67 соединен с кожухом 68 крыльчатки. Кожух 68 крыльчатки продолжается вокруг крыльчатки 70, затягивающей первичный воздушный поток в корпус 12 вентилятора 10. Крыльчатка 70 представляет собой крыльчатку с косым потоком. Крыльчатка 70, как правило, содержит коническую втулку 72, множество лопаток 74 крыльчатки, соединенных с втулкой 72, и обод 76, имеющий в общем форму усеченного конуса и соединенный с лопатками 74 таким образом, что окружает втулку 72 и лопатки 74. Лопатки 74 предпочтительно являются неотъемлемой частью втулки 72, которая предпочтительно выполнена из пластического материала.
Втулка 72 и лопатки 74 крыльчатки 70 показаны более детально на фиг. 8 и 9. В приведенном примере крыльчатка 70 содержит девять лопаток 74. Каждая лопатка 74 продолжается частично вокруг втулки 72 под углом в диапазоне от 60 до 120°, причем в приведенном примере каждая лопатка 74 продолжается вокруг втулки 72 под углом, составляющим примерно 105°. Каждая лопатка 74 имеет внутреннюю боковую кромку 78, которая соединена с втулкой 72, и наружную боковую кромку 80, расположенную напротив внутренней боковой кромки 78. Каждая лопатка 74 также имеет входную кромку 82, расположенную рядом с воздуховпускным отверстием 62 канала 60, заднюю кромку 84, расположенную на противоположном конце лопатки 74 относительно входной кромки 82, и вершину 86 лопатки, находящуюся в точке пересечения входной кромки 82 и наружной боковой кромки 80.
Длина каждой боковой кромки 78, 80 больше длины входной кромки 82 и задней кромки 84. Длина наружной боковой кромки 80 составляет предпочтительно от 70 до 90 мм, причем в приведенном примере она составляет примерно 80 мм. Длина входной кромки 82 составляет предпочтительно от 15 до 30 мм, причем в указанном примере она составляет примерно 20 мм. Длина задней кромки 84 составляет предпочтительно от 5 до 15 мм, причем в указанном примере она составляет примерно 10 мм. Ширина лопатки 74 постепенно уменьшается от входной кромки 82 к задней кромке 84.
Задняя кромка 84 каждой лопатки 74 является предпочтительно прямой. Входная кромка 82 каждой лопатки 74 содержит внутренний участок 88, расположенный рядом с втулкой 72, и наружный участок 90, расположенный рядом с вершиной 86 лопатки. Длина внутреннего участка 88 входной кромки 82 составляет от 30 до 80% длины входной кромки 82. В приведенном примере длина внутреннего участка 88 больше длины наружного участка 90 и составляет от 50 до 70% длины входной кромки 82.
Конструкция лопаток 74 позволяет снизить градиент давления вдоль участков лопаток 74, благодаря чему минимизируется шум, создаваемый при вращении крыльчатки 70. В результате снижения указанного градиента давления уменьшается тенденция первичного воздушного потока отделяться от лопаток 74 и, соответственно, уменьшается турбулентность воздушного потока.
Наружный участок 90 входной кромки 82 изогнут вперед, то есть от внутреннего участка 88 к вершине 86 лопатки. Локальный изгиб вперед входной кромки 82 каждой лопатки 74 по направлению к вершине 86 лопатки обеспечивает снижение пиковой нагрузки от втулки к вершине лопатки 74. Наружный участок 90 изогнут вперед, то есть от внутреннего участка 88 к вершине 86 лопатки, и, таким образом, имеет вогнутую форму. Чтобы снизить нагрузку лопаток 74, передаваемую от лопатки к лопатке, внутренний участок 88 изогнут назад, то есть от втулки 72 к наружному участку 90, в результате чего длина внутренней боковой кромки 78 соответствует длине наружной боковой кромки 80. Чтобы длина внутренней боковой кромки 78 была максимальной, в приведенном примере внутренний участок 88 входной кромки 82 изогнут назад, то есть от втулки 72 к наружному участку 90 входной кромки 82, и, таким образом, имеет выгнутую форму.
Как показано на фиг. 7, крыльчатка 70 соединена с вращающимся валом 92, выступающим из электродвигателя 94 для приведения во вращение крыльчатки 70 вокруг оси Ζ вращения. Ось Ζ вращения коллинеарна продольной оси канала 60 и ортогональна осям Χ, Y. Согласно приведенному варианту осуществления изобретения электродвигатель 94 представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока, скорость которого изменяется посредством схемы 58 управления по команде пользователя, манипулирующего диском 26. Максимальная скорость электродвигателя 94 предпочтительно составляет от 5,000 до 10,000 об/мин. Электродвигатель 94 размещен в кожухе. Наружная стенка 67 канала 60 окружает кожух электродвигателя, который определяет внутреннюю стенку 95 канала 60. Таким образом, стенки 67, 95 канала 60 ограничивают кольцевой проход для воздушного потока, который проходит через канал 60. Кожух электродвигателя содержит нижнюю секцию 96, которая поддерживает электродвигатель 94, и верхнюю секцию 98, соединенную с нижней секцией 96. Вал 92 выступает из отверстия, сформированного в нижней секции 96 корпуса электродвигателя, чтобы крыльчатка 70 могла быть соединена с валом 92. Электродвигатель 94 устанавливают в нижней секции 96 кожуха, после чего верхнюю секцию 68 соединяют с нижней секцией 96.
Нижняя секция 96 кожуха электродвигателя имеет, в общем, конфигурацию усеченного конуса, при этом сужается внутрь к воздуховпускному отверстию 62 канала 60. Втулка 72 крыльчатки 70 имеет коническую внутреннюю поверхность, которая по форме аналогична наружной поверхности прилегающего участка нижней секции 96 кожуха электродвигателя.
Верхняя секция 98 кожуха электродвигателя, в общем, имеет конфигурацию усеченного конуса, при этом сужается внутрь к воздуховыпускному отверстию 64 канала 60. Кольцевой диффузор 100 соединен с верхней секцией 98 кожуха электродвигателя. Диффузор 100 содержит множество лопаток 102 для направления воздушного потока к воздуховыпускному отверстию 64 канала 60. Благодаря конфигурации лопаток 102 проходящий через диффузор 100 воздушный поток выпрямляется. Как показано на фиг. 10, диффузор 100 содержит 13 лопаток 102. Каждая лопатка 102 имеет внутреннюю боковую кромку 104, которая соединена с верхней секцией 98 кожуха электродвигателя или предпочтительно составляет с ней единое целое, и наружную боковую кромку 106, расположенную напротив внутренней боковой кромки 104. Каждая лопатка 102 также имеет входную кромку 108, расположенную рядом с крыльчаткой 70, и заднюю кромку 110, расположенную на противоположном конце лопатки 102 относительно входной кромки 108. Входные кромки 108 лопаток 102 определяют входной конец диффузора 100, а задние кромки 110 лопаток 100 определяют выходной конец диффузора 100. Одна из лопаток 102 определяет проход 112 для кабеля, подведенного к электродвигателю 94.
Наружная стенка 67 канала 60 образует кожух 114 диффузора, который соединен с верхним концом кожуха 68 крыльчатки и продолжается вокруг диффузора 100. Кожух 114 диффузора ограничивает воздуховыпускное отверстие 64 канала 60. Внутренняя поверхность кожуха 114 диффузора соединена с наружными боковыми кромками 106 лопаток 102, например, посредством адгезива. Кожух 114 диффузора и верхняя секция 98 кожуха электродвигателя определяют диффузорную секцию прохода для воздушного потока в канале 60. Таким образом, диффузорная секция прохода для воздушного потока имеет кольцевую конфигурацию и сужается к выходному концу диффузора 100. Площадь поперечного сечения диффузорной секции прохода для воздушного потока определяется пересекающей канал 60 плоскостью, ортогональной оси Ζ вращения крыльчатки 70. Чтобы через диффузор 100 проходил плавный воздушный поток, диффузор 100 имеет конфигурацию, благодаря которой изменение площади поперечного сечения прохода для воздушного потока вдоль диффузорной секции составляет предпочтительно не более 20% от площади поперечного сечения прохода для воздушного потока во входном конце диффузора 100.
Как показано на фиг. 5-7, верхняя секция 98 кожуха электродвигателя перфорирована (на фиг. 10 перфорированные отверстия не показаны). Внутренняя поверхность верхней секции 98 кожуха электродвигателя облицована шумопоглощающим материалом 115, предпочтительно акустическим пористым материалом для глушения широкодиапазонного шума, создаваемого работающим вентилятором 10. Верхняя секция 98 кожуха электродвигателя изображена на фиг. 7 без шумопоглощающего материала 115, чтобы были видны перфорированные отверстия, однако на фиг. 3-4 шумопоглощающий материал 115 показан.
Кожух 68 крыльчатки установлен в кольцевом гнезде 116, расположенном в основной секции 50 корпуса 12. Гнездо 116 продолжается радиально внутрь от внутренней поверхности наружного кожуха 16, при этом верхняя поверхность гнезда 116, по существу, ортогональна оси Ζ вращения крыльчатки 70.
Кольцевое уплотнение 118 расположено между кожухом 68 крыльчатки и гнездом 116. Кольцевое уплотнение 118 предпочтительно сформировано из вспененного материала, предпочтительнее сформировано из вспененного материала с закрытыми порами. В приведенном примере кольцевое уплотнение 118 сформировано из синтетического каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), однако для изготовления кольцевого уплотнения 118 может использоваться другой вспененный материал с закрытыми порами, который при сжатии на 10% предпочтительно создает напряжение не более 0,01 МПа. Наружный диаметр кольцевого уплотнения 118 предпочтительно меньше внутреннего диаметра наружного кожуха 16, благодаря чему между кольцевым уплотнением 118 и внутренней поверхностью наружного кожуха 16 образуется зазор.
Нижняя поверхность кольцевого уплотнения 118 плотно сцепляется с верхней поверхностью гнезда 116, а верхняя поверхность плотно сцепляется с кожухом 68 крыльчатки. В приведенном примере кожух 68 крыльчатки имеет сцепляющуюся с уплотнением секцию 120, которая продолжается вокруг наружной стенки кожуха 68 крыльчатки, причем по наружной периферии указанной секции выполнены пазы. Указанная секция 120 кожуха 68 крыльчатки содержит фланец 122, в котором выполнена кольцевая канавка, вмещающая кольцевое уплотнение 118. Фланец 122 продолжается радиально наружу от наружной поверхности кожуха 68 крыльчатки, при этом нижняя поверхность фланца 122 располагается, по существу, ортогонально оси Ζ вращения крыльчатки 70. Чтобы предотвращалось относительное вращение кожуха 68 крыльчатки и кольцевого уплотнения 118, внутренняя периферия кольцевого края 126 фланца 122 и наружная периферия кольцевого уплотнения 118 имеют зубчатую конфигурацию или подобную конфигурацию с множеством пазов.
В гнезде 116 имеется отверстие для кабеля (не показано), который продолжается от схемы 58 управления к электродвигателю 94. Фланец 122 кожуха 68 крыльчатки и кольцевое уплотнение 118 конфигурированы так, чтобы формировалось соответствующее углубление, в которое частично вмещается кабель. Можно предусмотреть одно или несколько уплотняющих колец или других уплотняющих элементов, предотвращающих утечку воздуха между кабелем и отверстием, а также между углублением и внутренней поверхностью наружного кожуха 16.
Также имеется несколько упругих опор 138, которые расположены между корпусом 68 крыльчатки и гнездом 116 и несут часть веса канала 60, крыльчатки 70, электродвигателя 94 и кожуха электродвигателя. Упругие опоры 138 распределены на одинаковом расстоянии от продольной оси основной секции 50 корпуса и равномерно вокруг указанной оси. Первый конец каждой упругой опоры 138 соединен с соответствующим выступом 140, расположенным на фланце 122 корпуса 68 крыльчатки, а второй конец вмещается в паз, сформированный в гнезде 116, благодаря чему предотвращается перемещение упругой опоры 138 вдоль гнезда 116 и вокруг продольной оси основной секции 50 корпуса. Согласно приведенному примеру каждая упругая опора 138 содержит пружину 144, которая расположена над соответствующим выступом 140, и резиновую ножку 146, которая расположена в соответствующем пазу гнезда 116. Как вариант, вместо пружины 144 и ножки 146 может использоваться стержень или валик, сформированный из резины или другого каучукового или эластомерного материала. Как дополнительный вариант, вместо множества упругих опор 138 можно предусмотреть единственную кольцевую упругую опору, продолжающуюся вокруг кольцевого уплотнения 118. К тому же, в приведенном примере наружная периферия кольцевого уплотнения 118 является зубчатой, хотя может иметь другую конфигурацию с множеством пазов 148, в каждый из которых по меньшей мере частично вмещается соответствующая упругая опора 138. Таким образом, упругие опоры 138 могут быть расположены вблизи продольной оси основной секции 50 корпуса, при этом не уменьшается радиальная толщина кольцевого уплотнения 118 и не увеличивается диаметр основной секции 50 корпуса.
Предусмотрен направляющий элемент 150, окружающий входной участок 66 и нижний конец кожуха 68 крыльчатки, для направления входящего в корпус 12 воздушного потока к воздуховпускному отверстию 62 канала 60. Направляющий элемент 150 имеет, в общем, конфигурацию усеченного конуса, при этом сужается внутрь к основанию 56 корпуса 12. Направляющий элемент 150 определяет отчасти криволинейный проход для воздушного потока между впускным воздуховодом 14 корпуса 12 и воздуховпускным отверстием 62 канала 60, благодаря чему создается препятствие для прохождения шума напрямую из воздуховпускного отверстия 62 канала 60 к впускному воздуховоду 14 корпуса 12. Положение направляющего элемента 150 зависит от кольцевого ребра 152, продолжающегося вокруг корпуса 68 крыльчатки. Наружная периферия ребра 152 может быть соединена с внутренней поверхностью основной секции 50 корпуса, например, посредством адгезива. Как вариант, внутренняя периферия ребра 152 может быть соединена с наружной поверхностью корпуса 68 крыльчатки. Наружная поверхность направляющего элемента 150, которая подвергается воздействию воздушного потока, проходящего через корпус 12, облицована звукопоглощающим материалом 154.
Направляющий элемент 150 расположен на расстоянии от наружной поверхности канала 60 и ограничивает кольцевую щумоподавляющую полость 156. Размер полости 156 приведен в соответствие с длиной звуковой волны шумоизлучения, создаваемого при вращении крыльчатки 70, таким образом, полость 156 выполняет функцию резонатора для определенной длины звуковой волны шумоизлучения, создаваемого вентилятором 10 при работе, благодаря чему уровень шума снижается. Входное отверстие 158 полости 156 расположено между воздуховпускным отверстием 62 канала 60 и направляющим элементом 150. Входное отверстие 158 имеет кольцеобразную конфигурацию и расположено в самой нижней оконечности полости 156. На фиг. 3 и 4 показано входное отверстие 158 полости, расположенное там, где угол изгиба криволинейного участка прохода для воздушного потока составляет более 90° между направлением впускного воздуховода 14 корпуса 12 и осью Ζ вращения крыльчатки 70, то есть направлением воздуховпускного отверстия 62 канала 60.
В дополнение к полости 156, или вместо полости 156, основная секция 50 корпуса может содержать щумоподавляющую полость 160, расположенную ниже воздуховпускного отверстия 62 канала 60. Размер полости 160 также приведен в соответствие с длиной звуковой волны шумоизлучения, создаваемого при вращении крыльчатки 70. Входное отверстие 162 полости 160 расположено под воздуховпускным отверстием 62 канала 60 и предпочтительно соосно с воздуховпускным отверстием 62 канала 60. Нижняя стенка полости 160 ограничена вогнутой нижней поверхностью 164 основной секции 50 корпуса. Входное отверстие 162 и верхняя стенка полости 160 ограничены кольцевой пластиной 166, которая соединена с верхним периферийным участком нижней поверхности 164 основной секции 50 корпуса.
Для снижения уровня широкодиапазонного шума, создаваемого при работе вентилятора 10, кольцевой звукопоглощающий элемент 168 предпочтительно расположен между каналом 60 и полостью 160. Кольцевой звукопоглощающий элемент 168 соосен с входным отверстием 162 полости 160, и его наружная периферия находится в контакте с внутренней поверхностью наружного кожуха 16. Над кольцевым звукопоглощающим элементом 168 может быть расположен лист из звукопоглощающего материала, чтобы предотвращалось проникновение пыли в полость 160. Внутренняя поверхность наружного кожуха 16 частично облицована звукопоглощающим материалом. Например, непосредственно по потоку после впускного воздуховода 14 может быть расположен лист из звукопоглощающего материала 172 для снижения уровня широко диапазонного шума, испускаемого через впускной воздуховод 14 корпуса 12.
Пользователь, управляющий вентилятором 10, нажимает кнопку 22 пользовательского интерфейса, при этом в ответ на поступивший сигнал схема 58 управления запускает электродвигатель 94, приводящий во вращение крыльчатку 70. Под действием вращающейся крыльчатки 70 первичный воздушный поток через впускной воздуховод 14 засасывается в корпус 12. Пользователь, манипулируя диском 26, может регулировать скорость электродвигателя 94, корректируя, таким образом, интенсивность засасывания воздуха в корпус 12 через впускной воздуховод 14.
При вращении крыльчатки 70 под действием электродвигателя 94 возникает вибрация, которая через кожух электродвигателя и кожух 68 крыльчатки передается к гнезду 116. Кольцевое уплотнение 118, расположенное между кожухом 68 крыльчатки и гнездом 116, сжимается под весом канала 60, крыльчатки 70, кожуха электродвигателя и электродвигателя 94, в результате чего верхняя поверхность гнезда 116 плотно сцепляется с нижней поверхностью фланца 122 кожуха 68 крыльчатки. Таким образом, кольцевое уплотнение 118 предотвращает прохождение первичного воздушного потока обратно к воздуховпускному отверстию 62 канала 60 по проходу, продолжающемуся между внутренней поверхностью наружного кожуха 16 основной секции 50 корпуса и наружной стенкой 67 канала 60, а также снижает передачу указанной вибрации к гнезду 116 и, следовательно, к корпусу 12 вентилятора 10. Благодаря упругим опорам 138, располагаемым между кожухом крыльчатки 68 и гнездом 116, не допускается чрезмерное сжатие кольцевого уплотнения, которое может произойти со временем и привести к усилению передачи вибрации через кольцевое уплотнение 118 к гнезду 116. Поскольку упругие опоры 138 обладают достаточной гибкостью, они способны сгибаться как в осевом, так и в радиальном направлении относительно гнезда 116, следовательно, снижается передача вибрации через упругие опоры 138 к гнезду 116. Кольцевое уплотнение 118 амортизирует смещение сгибающихся упругих опор 138 относительно гнезда 116.
Звукопоглощающий материал 115, 154, 172 и кольцевой звукопоглощающий элемент 168 используются для ослабления широкодиапазонного шума, создаваемого в корпусе 12 вентилятора 10. Благодаря направляющему элементу 150 предотвращается прохождение шума напрямую от воздуховпускного отверстия 62 канала 60 через впускной воздуховод 14 корпуса 12 наружу. Посредством полостей 156, 160 ослабляется неприятный звук, создаваемый при вращении крыльчатки 70.
Под действием вращающейся крыльчатки 70 первичный воздушный поток засасывается в корпус 12 через впускной воздуховод 14 и по криволинейному участку прохода для воздушного потока проходит к воздуховпускному отверстию 62 канала 60. Внутри канала 60 первичный воздушный поток проходит через кожух 68 крыльчатки и кожух 114 диффузора, а затем выходит из воздуховыпускного отверстия 64 канала 60. Как показано на фиг. 5-7, конец канала 60, определяющий воздуховыпускное отверстие 64, содержит два расширяющихся наружу участка 180. Канал 60 конфигурирован таким образом, чтобы указанный конец канала 60 после установки канала 60 в гнезде 116 выступал из открытого верхнего конца основной секции 50 корпуса 12. Соответственно, расширяющиеся участки 180 канала 60 располагаются во внутреннем проходе 42 сопла 18.
Во внутреннем проходе 42 сопла первичный воздушный поток разделяется на два воздушных потока, которые проходят в противоположных угловых направлениях вокруг отверстия 32 сопла 18 в соответствующие секции 44, 46 внутреннего прохода 42. Каждый из расширяющихся участков 180 канала 60 сформирован таким образом, чтобы определенный воздушный поток направлялся в соответствующую секцию 44, 46 внутреннего прохода 42. Как показано на фиг. 3, концы расширяющихся участков 180 канала 60 имеют кривизну, по существу, такую же, как кривизна прилегающих участков наружной стенки 28 сопла 18. Чтобы минимизировалось нарушение профиля воздушного потока, входящего во внутренний проход 42 сопла 18, расстояние между концом каждого расширяющегося участка 180 и прилегающим участком наружной стенки 28 сопла 18 предпочтительно, не превышает 10 мм, предпочтительнее не превышает 5 мм.
Воздух испускается через воздуховыпускное отверстие 20 после прохождения воздушных потоков по внутреннему проходу 42 сопла. Первичный воздушный поток, испускаемый из воздуховыпускного отверстия 20, захватывает воздух из наружной среды, в частности из области, окружающей сопло 18, в результате чего создается вторичный воздушный поток. Указанный вторичный воздушный поток соединяется с первичным воздушным потоком, при этом образуется объединенный или общий воздушный поток, либо струя воздуха, испускаемая из сопла 18 вперед.
Реферат
Изобретение относится к вентилятору для создания воздушного потока, содержащему корпус, содержащий впускной воздуховод, и сопло, соединенное с корпусом. Сопло содержит внутренний проход для приема воздушного потока из корпуса и воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора. Внутренний проход продолжается вокруг отверстия или канала, через который воздух снаружи сопла затягивается воздухом, испускаемым из воздуховыпускного отверстия. Корпус содержит канал, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, а также содержит крыльчатку, установленную в канале и обеспечивающую протягивание воздушного потока через канал, и электродвигатель, приводящий в действие крыльчатку. Кольцеобразный направляющий элемент продолжается вокруг канала для направления воздуха из впускного воздуховода корпуса к воздуховпускному отверстию канала. Направляющий элемент совместно с каналом определяет кольцевую щумоподавляющую полость. 17 з.п. ф-лы, 11 ил.
