專利名稱：一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器的制作方法
技術領域：
本發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聲壓值的擴壓器。
背景技術：
電機工作過程中噪聲的形成包括:電磁力引起的噪聲、空氣動力引起的噪聲和機械噪聲，其中，空氣動力引起的噪聲所占比例較大約為75%。電機噪聲所產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境中，容易使人的聽力受損。二是，電機噪聲影響到電機本身的質量和壽命。對于電機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，把整個電機包圍起來，可降低20分貝左右，但缺點是對散熱不利，而且占用的空間大，因此，必須考慮電機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，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生反射、干涉等現象，從而達到消聲的目的。其中，包括有擴張室型，擴張室消聲器也稱為膨脹室消聲器，由管和腔適當組合而成，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，達到消聲目的。用于控制吸塵器電機的噪聲是采用抗式消聲器原理，通過在電機底部設有擴壓器以降低電機噪聲的聲壓值，擴壓器是由葉輪出口兩側隔板按設計構思形成的環形通道。根據環形通道結構形式的不同，擴壓器可分為無葉擴壓器、葉片擴壓器和直壁擴壓器。無葉擴壓器通常只有兩個平行光滑的壁面組成，但無葉擴壓器直徑較長，氣體流動損失較大。直壁擴壓器也是一種葉片擴壓器是在葉片出口有一段直壁通道，故稱直壁擴壓器，由于直壁擴壓器的氣流通道接近直線形，所以氣體流動速度和壓力分布較均勻，不易產生邊界分離和二次渦流，但由于其結構復雜、制造難度大，難以廣泛應用。葉片擴壓器是在葉片擴壓器平行光滑的壁面內，沿圓周均布一定數量的葉片而組成，氣體介質在無葉擴壓器內流動時，方向角基本保持不變，在葉片擴壓器內，氣體效率高。傳統葉片擴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中的隔板葉片式擴壓器，其中隔板I的一面設有擴壓葉片2，隔板I的另一面設有導流葉片3，在電機工作過程中由于葉片的高速運轉，葉片對周圍空氣產生周期性擾動，具有很高的葉片掠過噪聲(聲壓值)，這是傳統葉片擴壓器的不足。

發明內容
針對上述現有技術，本發明提供一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，本發明針對電機葉片掠過噪聲，將1/4波長消聲器應用于擴壓器，即通過在聲波傳播流道的垂直方向設置底部封閉的小孔結構的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180度的相位、在聲波傳播流道與管道與小孔的匯合處將產生振幅相等、相位相反，互相干涉，從而達到較為理想的消聲效果，從而能夠有效的降低電機葉片掠過噪聲。為了解決上述技術問題，本發明一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器予以實現的技術方案是:包括隔板，所述隔板的一面設有擴壓葉片，所有擴壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴壓葉片之間形成了聲波傳播流道，每個聲波傳播流道內設有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設置在聲波傳播流道底面上的盲孔構成，所述盲孔的軸向與聲波傳播流道垂直。本發明所述的能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，其中，所述1/4波長消聲器包括一個盲孔，所述盲孔的深度為h，其計算公式如下: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為聲波對應頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。

本發明中，若所述隔板的另一面設有導流葉片，所述1/4波長消聲器包括兩個盲孔，每個盲孔的深度小于導流葉片的高度，兩個盲孔的深度之和為h，與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明擴壓器根據1/4波長消聲器工作原理，通過在葉片式擴壓器的相鄰葉片之間的聲波傳播流道中設置其底部封閉、且與聲波傳播流道垂直的盲孔結構，利用聲波的反射、干涉或共振現象達到有效降低葉片掠過和峰值噪聲，在改善電機聲音品質的同時保證風扇的高效率。


圖1-1是現有技術中一種電機擴壓器隔板的端向結構視圖；圖1-2是圖1-1所示擴壓器的立體結構示意圖；圖2-1是本發明能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器的端向視圖；圖2-2是圖2-1所示擴壓器立體結構的局部示意圖；圖2-3是圖2-2所示擴壓器的的斷面示意圖；圖2-4是圖2-1所述擴壓器立體結構的剖視圖；圖3是改善前和改善后風扇的流量-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—擴壓葉片 3—導流葉片4——第一盲孔5——第二盲孔
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細地描述。如圖2-1所示，本發明一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，包括隔板1，所述隔板I的一面設有擴壓葉片2，所有擴壓葉片2沿徑向均布，兩兩相鄰的擴壓葉片2之間形成了聲波傳播流道，每個聲波傳播流道內設有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設置在聲波傳播流道底面上的盲孔4構成，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盲孔4，所述盲孔4的深度為h，其計算公式如下: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為聲波對應頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。通常在串激電機中設置的隔板，除了該隔板一面上設有擴壓葉片，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扇進行降溫，在所述隔板的另一面設有導流葉片，為了使所述1/4波長消聲器的底部不與安裝隔板I的空間發生干涉，同時根據1/4波長消聲器的工作原理，又要使要使構成1/4波長消聲器的盲孔具有一定的深度，因此，需要在每個聲波傳播流道中設有兩個盲孔，而每個盲孔的深度小于導流葉片3的高度，兩個盲孔的深度之和為h，，進一步講，首先，根據下列公式計算出掠過葉片的噪聲的波長λ，然后根據公式計算得到1/4波長消聲器的盲孔的深度h，若該深度h大于導流葉片3的高度，則將該深度h分解為兩個值hi和h2，該兩個值則分別是設置在聲波傳播流道中兩個盲孔的深度。實施例:以改進現有技術中一款串激電機的擴壓器為例，如圖1-1和圖1-2所示，在此基礎上改進為本發明擴壓器，如圖2-1和圖2-2所示。其中，設導流葉片的高度為15mm。眾所周知，聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，另外，通過測試聲波傳播流道中的噪聲頻率為4292Hz，因此，根據下述公式(2)計算出波長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；根據上述公式(I)計算得出該1/4波長消聲器盲孔的深度h為19.8mm。由于本實施例中導流葉片3的高度為15mm，因此，將上述計算出的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，本實施例中選擇該中心距為7mm。吸率測試:圖3中顯示了改善前和改善后風扇的流量-壓力-效率曲線，在大風量區域(30L/s)，具有消音器的風扇壓力變小，效率也呈下降趨勢，主要是因為風量大時，回流的效果更加明顯。從實驗的數據來看，電機效率從56%下降到55%，因此可以認為消音器結構對風扇性能影響不大。噪音測試，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，測試過程中，刺耳的高頻聲較改善之前減小，聲品質得到改善。盡管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。
權利要求
1.一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，包括隔板，所述隔板的一面設有擴壓葉片，所有擴壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴壓葉片之間形成了聲波傳播流道，其特征在于，每個聲波傳播流道內設有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設置在聲波傳播流道底面上的盲孔構成，所述盲孔的軸向與聲波傳播流道垂直。
2.根據權利要求1所述的能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，其特征在于，所述1/4波長消聲器包括一個盲孔，所述盲孔的深度為h，其計算公式如下: 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為聲波對應頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。
3.根據權利要求1所述的能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，其特征在于，所述隔板的另一面設有導流葉片，所述1/4波長消聲器包括兩個盲孔，每個盲孔的深度小于導流葉片的高度，兩個盲孔的深度之和為h，其計算公式如下: 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為聲波對應頻率，其取值范圍為(500Hz < f < 10000Hz)。
4.根據權利要求2或3所述的能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，其特征在于，盲孔的直徑為3-5mm。
全文摘要
本發明公開了一種能夠有效降低電機葉片掠過噪聲的擴壓器，包括隔板，所述隔板的一面設有擴壓葉片，所有擴壓葉片沿徑向均布，兩兩相鄰的擴壓葉片之間形成了聲波傳播流道，每個聲波傳播流道內設有1/4波長消聲器，所述1/4波長消聲器由設置在聲波傳播流道底面上的盲孔構成，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后沿聲波傳播流道傳播方向布置的兩個盲孔。本發明利用聲波的反射、干涉或共振現象達到有效降低葉片掠過和峰值噪聲，在改善電機聲音品質的同時保證風扇的高效率。
文檔編號A47L9/00GK103169424SQ20111043117
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者武甜甜, 楊攀 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司