專利名稱：一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸塵器消音器，尤其涉及一種能夠有效降低電機(jī)聲壓值的擴(kuò)壓器。
背景技術(shù)：
電機(jī)工作過程中噪聲的形成包括:電磁力引起的噪聲、空氣動(dòng)力引起的噪聲和機(jī)械噪聲，其中，空氣動(dòng)力引起的噪聲所占比例較大約為75%。電機(jī)噪聲所產(chǎn)生的不良影響主要有兩方面:一是，噪聲干擾人們的談話，降低人的思維，使人疲勞，影響休息、工作、睡眠。長期暴露在噪聲大的環(huán)境中，容易使人的聽力受損。二是，電機(jī)噪聲影響到電機(jī)本身的質(zhì)量和壽命。對(duì)于電機(jī)噪聲如果從聲源上不能控制噪聲，一般可以米用隔聲和消聲，并輔以吸聲材料。其中，最簡單的是隔聲方法，可以用鋼板、木板或塑料板制成的隔聲罩，把整個(gè)電機(jī)包圍起來，可降低20分貝左右，但缺點(diǎn)是對(duì)散熱不利，而且占用的空間大，因此，必須考慮電機(jī)溫升所引起的一系列問題。而消聲方法是指在氣流通道中裝消聲器，在保證氣流通過的同時(shí)，阻止或者削弱噪聲的傳播。消聲器主要有阻式消聲器和抗式消聲器。其中，阻式消聲器是在管道內(nèi)用多孔材料覆蓋壁面來消耗聲音的能量?？故较暺魇墙柚艿澜孛娴耐蝗粩U(kuò)大或者縮小，或旁接共振腔，使沿管道傳播的噪聲在突變處向聲源反射回去，達(dá)到消聲的目的?？剐韵暺魇怯陕暱剐栽M成的消聲器。聲抗性元件是對(duì)聲壓的變化、聲振速度變化起反抗作用的元件，它們不消耗聲能，但可貯蓄與反射聲能?？剐韵暺鞯奶攸c(diǎn)是:它不使用吸聲材料，而是在管道上連接截面突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗失配，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的目的。其中，包括有擴(kuò)張室型，擴(kuò)張室消聲器也稱為膨脹室消聲器，由管和腔適當(dāng)組合而成，它是利用管道截面的突變(即聲抗的變化)使沿管道傳播的聲波向聲源反射而通不過消聲器，從而使聲能反射回原處，達(dá)到消聲目的。用于控制吸塵器電機(jī)的噪聲是采用抗式消聲器原理，通過在電機(jī)底部設(shè)有擴(kuò)壓器以降低電機(jī)噪聲的聲壓值，擴(kuò)壓器是由葉輪出口兩側(cè)隔板按設(shè)計(jì)構(gòu)思形成的環(huán)形通道。根據(jù)環(huán)形通道結(jié)構(gòu)形式的不同，擴(kuò)壓器可分為無葉擴(kuò)壓器、葉片擴(kuò)壓器和直壁擴(kuò)壓器。無葉擴(kuò)壓器通常只有兩個(gè)平行光滑的壁面組成，但無葉擴(kuò)壓器直徑較長，氣體流動(dòng)損失較大。直壁擴(kuò)壓器也是一種葉片擴(kuò)壓器是在葉片出口有一段直壁通道，故稱直壁擴(kuò)壓器，由于直壁擴(kuò)壓器的氣流通道接近直線形，所以氣體流動(dòng)速度和壓力分布較均勻，不易產(chǎn)生邊界分離和二次渦流，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大，難以廣泛應(yīng)用。葉片擴(kuò)壓器是在葉片擴(kuò)壓器平行光滑的壁面內(nèi)，沿圓周均布一定數(shù)量的葉片而組成，氣體介質(zhì)在無葉擴(kuò)壓器內(nèi)流動(dòng)時(shí)，方向角基本保持不變，在葉片擴(kuò)壓器內(nèi)，氣體效率高。傳統(tǒng)葉片擴(kuò)壓器的一種形式如圖1-1和圖1-2所示，是一種用于串激電機(jī)中的隔板葉片式擴(kuò)壓器，其中隔板I的一面設(shè)有擴(kuò)壓葉片2，隔板I的另一面設(shè)有導(dǎo)流葉片3，在電機(jī)工作過程中由于葉片的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，葉片對(duì)周圍空氣產(chǎn)生周期性擾動(dòng)，具有很高的葉片掠過噪聲(聲壓值)，這是傳統(tǒng)葉片擴(kuò)壓器的不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，本發(fā)明針對(duì)電機(jī)葉片掠過噪聲，將1/4波長消聲器應(yīng)用于擴(kuò)壓器，即通過在聲波傳播流道的垂直方向設(shè)置底部封閉的小孔結(jié)構(gòu)的1/4波長消聲器，使向前傳播的波和聲波傳播流道不同界面反射的聲波差一個(gè)180度的相位、在聲波傳播流道與管道與小孔的匯合處將產(chǎn)生振幅相等、相位相反，互相干涉，從而達(dá)到較為理想的消聲效果，從而能夠有效的降低電機(jī)葉片掠過噪聲。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是:包括隔板，所述隔板的一面設(shè)有擴(kuò)壓葉片，所有擴(kuò)壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴(kuò)壓葉片之間形成了聲波傳播流道，每個(gè)聲波傳播流道內(nèi)設(shè)有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設(shè)置在聲波傳播流道底面上的盲孔構(gòu)成，所述盲孔的軸向與聲波傳播流道垂直。本發(fā)明所述的能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，其中，所述1/4波長消聲器包括一個(gè)盲孔，所述盲孔的深度為h，其計(jì)算公式如下:h = 1/4λ(I)公式(I)中，λ = c/f, λ為所要降低在噪音的波長，c為聲波的聲速，f為聲波對(duì)應(yīng)頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。

本發(fā)明中，若所述隔板的另一面設(shè)有導(dǎo)流葉片，所述1/4波長消聲器包括兩個(gè)盲孔，每個(gè)盲孔的深度小于導(dǎo)流葉片的高度，兩個(gè)盲孔的深度之和為h，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明擴(kuò)壓器根據(jù)1/4波長消聲器工作原理，通過在葉片式擴(kuò)壓器的相鄰葉片之間的聲波傳播流道中設(shè)置其底部封閉、且與聲波傳播流道垂直的盲孔結(jié)構(gòu)，利用聲波的反射、干涉或共振現(xiàn)象達(dá)到有效降低葉片掠過和峰值噪聲，在改善電機(jī)聲音品質(zhì)的同時(shí)保證風(fēng)扇的高效率。


圖1-1是現(xiàn)有技術(shù)中一種電機(jī)擴(kuò)壓器隔板的端向結(jié)構(gòu)視圖；圖1-2是圖1-1所示擴(kuò)壓器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-1是本發(fā)明能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器的端向視圖；圖2-2是圖2-1所示擴(kuò)壓器立體結(jié)構(gòu)的局部示意圖；圖2-3是圖2-2所示擴(kuò)壓器的的斷面示意圖；圖2-4是圖2-1所述擴(kuò)壓器立體結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是改善前和改善后風(fēng)扇的流量-壓力-效率曲線；圖4是改善前和改善后的頻譜曲線；圖中:I—隔板 2—擴(kuò)壓葉片 3—導(dǎo)流葉片4——第一盲孔5——第二盲孔
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如圖2-1所示，本發(fā)明一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，包括隔板1，所述隔板I的一面設(shè)有擴(kuò)壓葉片2，所有擴(kuò)壓葉片2沿徑向均布，兩兩相鄰的擴(kuò)壓葉片2之間形成了聲波傳播流道，每個(gè)聲波傳播流道內(nèi)設(shè)有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設(shè)置在聲波傳播流道底面上的盲孔4構(gòu)成，所述盲孔4的軸向與聲波傳播流道垂直。所述1/4波長消聲器包括一個(gè)盲孔4，所述盲孔4的深度為h，其計(jì)算公式如下:h = 1/4λ (I)公式(I)中，λ = c/f, λ為所要降低在噪音的波長，c為聲波的聲速，f為聲波對(duì)應(yīng)頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。通常在串激電機(jī)中設(shè)置的隔板，除了該隔板一面上設(shè)有擴(kuò)壓葉片，為了利用將通過聲波傳播流道的氣流為位于該隔板另一面的風(fēng)扇進(jìn)行降溫，在所述隔板的另一面設(shè)有導(dǎo)流葉片，為了使所述1/4波長消聲器的底部不與安裝隔板I的空間發(fā)生干涉，同時(shí)根據(jù)1/4波長消聲器的工作原理，又要使要使構(gòu)成1/4波長消聲器的盲孔具有一定的深度，因此，需要在每個(gè)聲波傳播流道中設(shè)有兩個(gè)盲孔，而每個(gè)盲孔的深度小于導(dǎo)流葉片3的高度，兩個(gè)盲孔的深度之和為h，，進(jìn)一步講，首先，根據(jù)下列公式計(jì)算出掠過葉片的噪聲的波長λ，然后根據(jù)公式計(jì)算得到1/4波長消聲器的盲孔的深度h，若該深度h大于導(dǎo)流葉片3的高度，則將該深度h分解為兩個(gè)值hi和h2，該兩個(gè)值則分別是設(shè)置在聲波傳播流道中兩個(gè)盲孔的深度。實(shí)施例:以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中一款串激電機(jī)的擴(kuò)壓器為例，如圖1-1和圖1-2所示，在此基礎(chǔ)上改進(jìn)為本發(fā)明擴(kuò)壓器，如圖2-1和圖2-2所示。其中，設(shè)導(dǎo)流葉片的高度為15mm。眾所周知，聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，另外，通過測(cè)試聲波傳播流道中的噪聲頻率為4292Hz，因此，根據(jù)下述公式(2)計(jì)算出波長λ = 79mm ；υ = λ.f (2)公式(2)中，V表不聲音的傳播速度，λ表不聲音的波長，f表不聲音的頻率；根據(jù)上述公式(I)計(jì)算得出該1/4波長消聲器盲孔的深度h為19.8mm。由于本實(shí)施例中導(dǎo)流葉片3的高度為15mm，因此，將上述計(jì)算出的1/4波長消聲器盲孔的深度h,按照h = hl+h2分解為hi = 14mm和h2 = 5.8mm ;即第一盲孔深度為14mm,第二盲孔深度為5.8mm,孔徑均為3_，第一盲孔4和第二盲孔5之間的中心距為5_10，本實(shí)施例中選擇該中心距為7mm。吸率測(cè)試:圖3中顯示了改善前和改善后風(fēng)扇的流量-壓力-效率曲線，在大風(fēng)量區(qū)域(30L/s)，具有消音器的風(fēng)扇壓力變小，效率也呈下降趨勢(shì)，主要是因?yàn)轱L(fēng)量大時(shí)，回流的效果更加明顯。從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看，電機(jī)效率從56%下降到55%，因此可以認(rèn)為消音器結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)扇性能影響不大。噪音測(cè)試，總體上看，改善前后的效率降低I %左右，基本上沒有變化。從噪音的結(jié)果來看，頻譜如圖4所示，I階聲壓值基本保持不變，2階、3階聲壓值分別下降至5.9dBA和18.2dBA，總體噪音2dBA的下降，測(cè)試過程中，刺耳的高頻聲較改善之前減小，聲品質(zhì)得到改善。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，包括隔板，所述隔板的一面設(shè)有擴(kuò)壓葉片，所有擴(kuò)壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴(kuò)壓葉片之間形成了聲波傳播流道，其特征在于，每個(gè)聲波傳播流道內(nèi)設(shè)有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設(shè)置在聲波傳播流道底面上的盲孔構(gòu)成，所述盲孔的軸向與聲波傳播流道垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，其特征在于，所述1/4波長消聲器包括一個(gè)盲孔，所述盲孔的深度為h，其計(jì)算公式如下: h = 1/4 λ (I) 公式(I)中，λ = c/f, λ為所要降低在噪音的波長，c為聲波的聲速，f為聲波對(duì)應(yīng)頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，其特征在于，所述隔板的另一面設(shè)有導(dǎo)流葉片，所述1/4波長消聲器包括兩個(gè)盲孔，每個(gè)盲孔的深度小于導(dǎo)流葉片的高度，兩個(gè)盲孔的深度之和為h，其計(jì)算公式如下: h = 1/4 λ (I) 公式(I)中，λ = c/f, λ為所要降低在噪音的波長，c為聲波的聲速，f為聲波對(duì)應(yīng)頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，其特征在于，盲孔的直徑為3-5mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠有效降低電機(jī)葉片掠過噪聲的擴(kuò)壓器，包括隔板，所述隔板的一面設(shè)有擴(kuò)壓葉片，所有擴(kuò)壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴(kuò)壓葉片之間形成了聲波傳播流道，每個(gè)聲波傳播流道內(nèi)設(shè)有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設(shè)置在聲波傳播流道底面上的盲孔構(gòu)成，所述盲孔的軸向與聲波傳播流道垂直。所述1/4波長消聲器中包括一個(gè)后沿聲波傳播流道傳播方向布置的兩個(gè)盲孔。本發(fā)明利用聲波的反射、干涉或共振現(xiàn)象達(dá)到有效降低葉片掠過和峰值噪聲，在改善電機(jī)聲音品質(zhì)的同時(shí)保證風(fēng)扇的高效率。
文檔編號(hào)A47L9/00GK103169424SQ20111043117
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者武甜甜, 楊攀 申請(qǐng)人:樂金電子(天津)電器有限公司