CN1975175A - 用于真空吸尘器的风扇组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来减少BPF噪音的用于真空吸尘器的风扇组件。所述风扇组件包括：电机；叶轮，所述叶轮具有多个叶轮叶片，所述叶轮由所述电机旋转以吸入空气；以及扩散器，所述扩散器设置成包绕所述叶轮的外圆周，所述扩散器具有以预定间隔布置的多个扩散器叶片。确定扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率以减少叶轮旋转时产生的噪音。

Description

用于真空吸尘器的风扇组件

相关申请的引用

本申请要求2005年11月28日在韩国知识产权局提起的申请号为No.2005-114158的韩国专利申请的优先权，所述申请的内容在此通过参照整体并入。

技术领域

本发明涉及一种真空吸尘器，特别是一种用于真空吸尘器的风扇组件。

背景技术

一般而言，真空吸尘器是通过吸力用空气吸入污物、然后通过使用污物收集装置从吸入的空气中分离并收集污物的设备。图1中显示了所述真空吸尘器的示例。

参照图1，所述真空吸尘器包括吸入刷2、延伸管3和主体4。

所述吸入刷2在其底面设置有吸入口(没有示出)，且从清洁表面吸入污物。所述延伸管3连接吸入刷2和主体4从而形成通道，吸入的污物通过所述通道移动。所述主体4具有污物收集装置6和风扇组件7。所述污物收集装置6从吸入的空气中分离污物并收集分离的污物。污物收集装置6可以由普通的集尘袋或旋风集尘装置等中的任何一个实现。所述风扇组件7产生用于吸入空气和污物的吸力。

所述风扇组件7包括电机9、叶轮(没有示出)和扩散器8。所述叶轮安装在电机9的转轴上。所述电机9旋转叶轮以产生吸入空气和污物的吸力。扩散器8将正从叶轮排出的空气引导到电机9，从而空气冷却电机9然后通过主体4的出口5排到外面。

然而，因为叶轮在扩散器8内高速旋转，风扇组件7产生大的噪音。特别地，叶轮具有多个叶片从而在BPF(叶片通过频率)以及BPF的整数倍频率处会产生峰值噪音。所述峰值噪音是指BPF噪音。在此，BPF代表每秒通过的叶片数目(Hz)，所述数目是在每秒的循环中测量的。BPF噪音不会较大地影响真空吸尘器的整体噪音水平，但是因为它们是具有强音的高频噪音，它们让使用者感觉难受。

发明内容

为克服传统的布置中存在的上述缺点和其他问题研制了本发明。本发明的一个方面是提出一种减少由叶轮产生的噪音特别是BPF噪音的用于真空吸尘器的风扇组件。本发明的前述和/或其他方面可以通过提出一种用于真空吸尘器的风扇组件大体上实现，所述风扇组件包括：电机；叶轮，所述叶轮具有多个叶轮叶片，所述叶轮由所述电机旋转以吸入空气；以及扩散器，所述扩散器设置成包绕所述叶轮的外圆周，所述扩散器具有以预定间隔布置的多个扩散器叶片。确定扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率以减少叶轮旋转时产生的噪音。

在本发明的一个实施例中，所述扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率满足公式：

$0.51\≤\frac{\mathrm{DI}}{\mathrm{DO}}\≤0.62$

其中，DI是扩散器的入口面积，DO是扩散器的出口面积。

通过控制所述扩散器叶片的数量或所述多个扩散器叶片的每一个入口的倾斜角度所述扩散器形成为满足所述公式。

上述根据本发明实施例的用于真空吸尘器的风扇组件在使吸力的减小最小化的同时，能够降低BPF噪音。

而且，利用根据本发明实施例的、用于真空吸尘器的风扇组件，容易通过控制所述扩散器叶片的数量或所述扩散器叶片的入口的倾斜角度来控制扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率。

从下面结合附图对披露本发明的优选的实施例的详细描述，本发明的其他目的、优点和特点将变得显而易见。

附图说明

结合附图，从下面的对优选实施例的描述中，本发明的这些和/或其他方面以及优点将变得显而易见和更加易于理解，其中：

图1是传统的真空吸尘器的视图；

图2是根据本发明的实施例的用于真空吸尘器的风扇组件的截面视图；

图3是图2中的风扇组件的叶轮的透视图；

图4是图2中的风扇组件的扩散器的透视图；

图5是图4的扩散器的平面视图；

图6是图5的扩散器的扩散通道的局部透视图；

图7是用于解释根据扩散器叶片的入口的倾斜角度的变化的、扩散通道入口的横截面积的变化的局部平面视图；

图8是风扇组件的吸力和扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率之间的关系的图表；以及

图9是BPF噪音和扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率之间的关系的图表。

全部视图中，同样的标号将被理解为指同样的部分、构件和结构。

具体实施方式

下文中将参照附图详细地描述本发明的一些示例性实施例。

在说明中限定的物体，诸如其详细的结构及其元件，被提供以帮助全面理解本发明。从而，明显地，在没有那些限定的物体的情况下，本发明可以实施。同样，为提供对本发明的示例性实施例的清楚简洁的描述，省略了众所周知的功能或结构。

参照图2，根据本发明的实施例的用于真空吸尘器的风扇组件40包括电机10、叶轮20和扩散器30。

电机10旋转叶轮20，且一般用于真空吸尘器中的各种类型的电机中的任一种可用作电机10。一般地，电机10具有30000-36000rpm的旋转速度范围，且功率范围为1000-2000W。

参照图3，叶轮20由电机10旋转从而产生吸入空气的吸力，且叶轮20包括上板22、下板21以及多个叶轮叶片23。

上板22形成为大体上圆盘形，且空气入口25形成在上板22的中心。下板21形成为对应于上板22的圆盘形、且下板21的中心固定到电机轴11上。多个叶轮叶片23在上板22和下板21之间以预定的间隔沿径向布置。多个叶轮叶片23中的每一个弯成预定的曲率。因此，通过空气入口25进来的空气通过由多个叶轮叶片23形成的多个空气通道排到叶轮20的外面。

扩散器30将排放自叶轮20的空气引导到电机10。参照图4和5，扩散器30包括扩散器板32、多个扩散器叶片31以及多个引导叶片33。

扩散器板32形成为大体上圆盘形且设置在叶轮20和电机10之间。扩散器板32在其中心具有钻孔34，电机轴11穿过所述钻孔34。多个扩散器叶片31设置在扩散器板32的上表面上以包绕叶轮20。换句话说，扩散器叶片31以预定的间隔沿径向设置在扩散器板32的外圆周上。相邻扩散器叶片31之间的空间形成扩散通道36。扩散器叶片31中的每一个的叶轮侧端31b形成扩散通道36的入口。多个扩散器叶片31中的每一个如图5中所示弯成预定的曲率。多个引导叶片33以预定的间隔沿径向设置在扩散器板32的下表面上。相邻两个引导叶片33之间的空间形成引导通道37。多个引导叶片33被形成为将从多个扩散通道36进来的空气引导到电机10。多个开口35形成在扩散器板32上的扩散通道36的每一个外端处以流体地连通扩散通道36和引导通道37。由上盖15盖住的开口35中的每一个形成扩散通道36中的每一个的出口。因此，流经扩散通道36中的每一个的空气通过多个开口35流到引导通道37中的每一个，然后被引导到电机10。

上盖15覆盖叶轮20和扩散器30两者的上侧以形成叶轮20在其内旋转的空间。上盖15防止排自叶轮20的空气泄漏出扩散器30的顶端。

发明者确定：如果扩散器30具有预定范围内的扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率，在风扇组件40的吸力的降低最小化的同时，由在多个扩散器叶片31内旋转的叶轮20产生的噪音特别是BPF噪音可以降低。然后，发明者通过试验确定了扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率的预定范围，在风扇组件40的吸力的降低最小化的同时，所述预定范围能够降低叶轮20的BPF噪音。在此，扩散器出口面积指扩散器30的出口面积，扩散器入口面积指扩散器30的入口面积。

此时，扩散器入口面积通过将一个扩散通道36的入口横截面积乘以扩散器叶片31的数量进行计算。参照图6，一个扩散通道36的入口横截面积通过将扩散器叶片31的高H乘以从扩散器叶片31的入口端31b到下一个扩散器叶片31′的垂直线的长度B进行计算。换句话说，一个扩散通道36的入口横截面积由公式1计算：

CI＝B×H                                   (1)

其中，CI是一个扩散通道36的入口横截面积，B是从扩散器叶片31的入口端31b到下一个扩散器叶片31′的垂直线的长度，H是扩散器叶片31的高。

然后，扩散器入口面积由公式2计算：

DI＝CI×N                                  (2)

其中，DI是扩散器入口面积，CI是一个扩散通道36的入口横截面积，N是扩散器叶片31的数量。

而且，扩散器出口面积通过将形成扩散通道36的出口的开口面积乘以扩散器叶片31的数量进行计算。参照图5和7，扩散通道36的开口35形成在形成扩散通道36的底面的、扩散器板32的外圆周上。

因此，扩散器出口面积由公式3计算：

DO＝CO×N                                 (3)

其中，DO是扩散器出口面积，CO是扩散通道36的开口面积，N是扩散器叶片31的数量。

在此，扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率定义为公式4：

$R=\frac{\mathrm{DI}}{\mathrm{DO}}...\left(4\right)$

其中，R是扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率，DI是扩散器入口面积，DO是扩散器出口面积。

发明者已经测量了吸力和BPF噪音对应于用于真空吸尘器的风扇组件40的扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率变化的变化。结果显示在表1与图8和9中。

表1

扩散器的面积(mm2)		R	BPF噪音峰值(dB)				吸力(W)
								入口	出口	1st	2nd	3rd	总H
330	728		0.45	64.4	68.7	55.1								65.5	549
		374					728	0.51	65.9	68.1	55.5	65.5	620
435	801		0.54	66.3	68.2	59.6								65.9	643
		435					697	0.62	70.9	71.2	59.8	69.5	646
519	815		0.64	74.8	68.1	63.7								71.1	657
		612					728	0.84	72.7	72.5	66.2	71.3	662

在一个实施例中，风扇组件40的电机10具有1800W的功率，且大约以31000rpm、230V和50Hz运行。在叶轮20中，最高高度是17.4mm，最小高度是8mm，内直径即空气进口25的直径是35mm，且外直径是109.6mm(见图3)。在扩散器30中，高度为23.5mm，扩散器叶片31的高度为10mm，且外直径是130mm(见图4)。

图8中所示的曲线以及图9中所示的四条直线1、2、3和4图示了表1的数据。在图9中，直线1、2、3和4分别表示第一、第二、第三和总BPF噪音。

参照图8，风扇组件40的吸力和扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率(后文中指扩散器面积比)的增加大体上成比例增加，然后，当扩散器面积比变得超过预定值时，吸力降低。参照图8，因此，根据此实施例的风扇组件40的最大吸力是大约675W。当扩散器面积比是0.51时，吸力大约是600W。因此，为了使风扇组件40的吸力的降低最小化的目的(降低的比率低于10％)，优选地，扩散器面积比大约是0.51及以上。

参照图9，当扩散器面积比降低时，第一、第二、第三和总BPF噪音1、2、3和4降低。同样，当扩散器面积比增加时，第一、第二、第三和总BPF噪音1、2、3和4增加。因此，为了使风扇组件40的第一、第二、第三和总BPF噪音1、2、3和4保持在大约70dB及以下的目的，优选地，扩散器30的面积比大约是0.62及以下。

如上所述的结果，为了使风扇组件40的第一、第二、第三和总BPF噪音1、2、3和4保持在大约70dB及以下的目的，优选地，扩散器30形成为具有0.51-0.62的扩散器面积比的范围。

如上所述的扩散器出口面积和扩散器入口面积中的任何一个或两个可以被控制成扩散器30具有与传统的扩散器大体上相同的尺寸且扩散器面积比可以在上述范围内。

例如，扩散器出口面积可以不变而控制扩散器入口面积，从而扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率得到控制。为此目的，能够使用下面的方法。

第一，扩散器叶片31数量的控制导致扩散器入口面积得到控制。此时，当扩散器叶片31的数量增加时，相邻两个扩散器叶片31之间的间隙变窄，因此，扩散器面积比降低。结果，扩散器入口面积相对于扩散器出口面积降低从而扩散器面积比降低。相反，当扩散器叶片31的数量降低时，相邻两个扩散器叶片31之间的间隙变宽，因此，扩散器面积比增加。

第二，扩散器叶片31的入口的倾斜角θ的控制导致扩散器入口面积得到控制。在此，扩散器叶片31的入口的倾斜角θ指扩散器叶片31的进口端倾斜的角度。因此，扩散器叶片31的入口的最大倾斜角度是90°。当扩散器叶片31的入口的倾斜角θ是90°时，扩散器入口面积最小。当扩散器叶片31的入口的倾斜角θ减小时，扩散器入口面积增加。这些是因为扩散器入口面积限定为在点P处扩散通道36的截面38的面积，在所述点P处，扩散器叶片31的顶端31a与扩散器叶片31的倾斜入口端31b相接(见图6)。

因为扩散通道36形成为从入口到出口扩散，相邻两个扩散器叶片31和31′之间的间隙从入口到出口逐渐变宽。图7是用来解释对应于扩散器叶片31的入口的倾斜角θ的变化的、相邻扩散器叶片31和31′之间的间隙尺寸的变化的平面视图。P是第一点，在第一点P处，当扩散器叶片31的入口倾斜角是如图6中所示的θ时，扩散器叶片31的顶端31a与扩散器叶片31的倾斜入口端31b相接，B是此情况中扩散器叶片31和31′之间的间隙尺寸。P1是第二点，在第二点P1处，当扩散器叶片31的入口倾斜角大于θ时，扩散器叶片31的顶端31a与扩散器叶片31的倾斜入口端31b相接，B1是此情况中扩散器叶片31和31′之间的间隙尺寸。P2是第三点，在第三点P2处，当扩散器叶片31的入口倾斜角小于θ时，扩散器叶片31的顶端31a与扩散器叶片31的倾斜入口端31b相接，B2是此情况中扩散器叶片31和31′之间的间隙尺寸。此时，因为扩散器叶片31和31′之间的间隙从扩散通道36的入口到扩散通道36的出口逐渐变宽，B满足B1＜B＜B2。因此，当扩散器叶片31的入口倾斜角θ减小时，扩散器入口面积逐渐增加。因此，扩散器叶片31的入口倾斜角θ的控制能够使扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率得到控制。

在后文中将参照图2-4详细解释具有上述结构的用于真空吸尘器的风扇组件40的运行。

一旦电机10旋转，固定在电机轴11上的叶轮20就旋转。当叶轮20旋转时，空气通过空气进口25被吸入，然后通过叶轮20的出口被排到扩散器30。排自叶轮20的空气进入多个扩散通道36的每一个入口，然后，流经扩散通道36中的每一个，从而通过开口35被排到引导通道37中的每一个，所述开口35是扩散通道36的出口。此时，扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率在0.51-0.62的范围，从而由叶轮旋转产生的BPF噪音最小。进入引导通道37的空气流经电机10，然后通过空气出口排到主体的外面。

尽管描述本发明的实施例，一旦本领域技术人员获悉基本的发明概念，他们可以获悉实施例的另外的变化和修改。因此，所附权利要求应解释为既包括上述实施例，也包括落在本发明的精神和范围内的所有的这样的变化和修改。

Claims (6)

1、一种用于真空吸尘器的风扇组件，包括：

电机；

叶轮，所述叶轮具有多个叶轮叶片，所述叶轮由所述电机旋转以吸入空气；以及

扩散器，所述扩散器设置成包绕所述叶轮的外圆周，所述扩散器具有以预定间隔布置的多个扩散器叶片；

其中，扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率被设定以减少叶轮旋转时产生的噪音。

2、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的风扇组件，其中，所述扩散器出口面积与扩散器入口面积的比率满足公式：

$0.51\≤\frac{\mathrm{DI}}{\mathrm{DO}}\≤0.62$

其中，DI是扩散器的入口面积，DO是扩散器的出口面积。

3、根据权利要求2所述的用于真空吸尘器的风扇组件，其中，所述扩散器形成为通过控制所述扩散器叶片的数量满足所述公式。

4、根据权利要求2所述的用于真空吸尘器的风扇组件，其中，所述扩散器形成为通过控制所述多个扩散器叶片的每一个入口的倾斜角度满足所述公式。

5、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的风扇组件，其中，所述比率也被设定为使由所述风扇组件产生的吸力的减小最小化。

6、根据权利要求5所述的用于真空吸尘器的风扇组件，其中，所述比率大约是0.51及更大。

Images