НАСАДКА ДЛЯ ПЫЛЕСОСА
NOZZLE FOR VACUUM CLEANER

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Приоритет данной заявки заявляется согласно §119(a) раздела 35 Кодекса законов США по корейской патентной заявке №2007-0079834, поданной 8 августа 2007 года в Корейское Бюро по Интеллектуальной Собственности, полное описание которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники
Данное описание изобретения относится к насадке для пылесоса, а более конкретно к насадке для пылесоса, способной ослабить шум от вентилятора, который приводит в движение щетку барабанного типа, при этом не ухудшая эксплуатационные параметры вентилятора.
2. Описание уровня техники
Среди домашних бытовых приборов наиболее широко распространены пылесосы. Пылесосы втягивают воздух и пыль с очищаемой поверхности, используя всасывающее усилие, создаваемое источником разрежения.
Пылесосом можно производить очистку различных мест, включая твердые поверхности, такие как жесткие покрытия, а также мягкие поверхности, такие как ковры или одеяла. Однако пылесосы не всегда удобны в использовании. Процесс очистки может быть утомительным при чистке таких изделий, как ковры или одеяла, которые часто присасываются к пылесосу.
Поэтому в обычных пылесосах внутри насадки применяют щетку барабанного типа, а для того, чтобы привести в движение барабанную щетку и предотвратить засасывание очищаемых предметов в насадку, используют вентилятор. Далее это объяснено более подробно со ссылкой на фиг.1 и 2.
Фиг.1 представляет собой разрез обычной насадки, имеющей щетку барабанного типа и вентилятор, а фиг.2 представляет собой вид в аксонометрии вентилятора, используемого в насадке, представленной на фиг.1.
Обратимся к фиг.1. Обычная насадка содержит щетку 4 барабанного типа и вентилятор 5, расположенные во внутреннем пространстве, ограниченном верхним кожухом 2 и нижним кожухом 3. Нижний кожух 3 имеет всасывающее отверстие 6, предназначенное для втягивания внутрь воздуха и пыли. Хотя это и не показано, щетка 4 и вентилятор 5 соединены при помощи ремня. Когда насадка 1 надавливает на очищаемую поверхность и пылесос работает, через всасывающее отверстие 6 нижнего кожуха 3 втягивается воздух, и втянутый воздух проходит к вентилятору 5. Вентилятор 5 вращается за счет энергии воздуха, который проходит через него. По мере передачи вращательного усилия вентилятора 5 к щетке 4 указанная щетка вращается вместе с вентилятором 5. По мере вращения щетки 4 ее щетинки 4а, выполненные на ее наружной периферической поверхности, ударяют по очищаемой поверхности, тем самым, предотвращая присасывание очищаемой поверхности к насадке 1, при этом подхватывая частицы, лежащие на поверхности.
Для улучшения эксплуатационных характеристик вентилятора 5 перед ним расположена заслонка 7. Как правило, заслонка 7 выполнена в виде прямоугольной планки. Заслонка 7 уменьшает входную площадь в проход для текучей среды перед вентилятором 5, способствуя вращению вентилятора 5 с высокой скоростью.
Как видно из фиг.2, вентилятор 5 имеет корпус 5а, осевой элемент 5b, отходящий от центра корпуса 5а вентилятора в направлении оси вращения, и лопасти 5с, расположенные с равными интервалами по боковой поверхности корпуса 5а вентилятора. Лопасти 5с проходят радиально от наружной поверхности осевого элемента 5b по корпусу 5а вентилятора. Вентилятор такого типа, известный под названием центробежный вентилятор, в котором первые концы лопастей 5с выполнены как единое целое с осевым элементом 5b, обеспечивает сравнительно высокие эксплуатационные характеристики вентилирования.
Однако, когда в насадке 1 установлен вентилятор 5, предназначенный для приведения в движение щетки 4, насадка 1, как правило, испускает высокотональный раздражающий шум. Данный шум, называемый шумом прохождения лопасти высокой частоты (BPF), образуется вследствие быстрого вращения лопастей 5с вентилятора 5, сталкивающихся с воздухом. Пользователь может испытывать дискомфорт по мере усиления BPF шума.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Типичные варианты выполнения данного изобретения устраняют указанные выше недостатки, а также другие недостатки, которые выше не упомянуты. Следовательно, цель данного изобретения заключается в ослаблении шума, образованного вентилятором, который приводит в движение щетку барабанного типа, при этом не ухудшая эксплуатационные параметры вентилятора.
В одном аспекте данного изобретения предложена насадка для пылесоса, которая имеет кожух, содержащий верхний кожух и нижний кожух и имеющий всасывающее отверстие, выполненное в нижней части нижнего кожуха; щетку барабанного типа, содержащую множество щетинок, расположенных на ее наружной периферической поверхности, при этом щетка расположена с возможностью вращения во внутреннем пространстве кожуха таким образом, чтобы барабанные щетинки ударялись об очищаемую поверхность; вентилятор, расположенный во внутреннем пространстве кожуха с возможностью вращения воздухом, втягиваемым через всасывающее отверстие, и с обеспечением придания вращательного усилия указанной щетке; и заслонку, установленную рядом с вентилятором с обеспечением загораживания большей части вентилятора за исключением его нижней части. Вентилятор может иметь круговой корпус, осевой элемент, отходящий от центральной части кругового корпуса вентилятора, и лопасти, выполненные на круговом корпусе вентилятора. Внутренняя кромка каждой лопасти может быть расположена на расстоянии от осевого элемента с обеспечением прохождения втягиваемого воздуха через пространство, образованное между внутренней кромкой каждой лопасти и осевым элементом.
Ось вращения щетки барабанного типа может быть параллельна оси вращения вентилятора, а заслонка может быть расположена вертикально перед вентилятором.
Заслонка может иметь прямой участок, параллельный касательной линии к наружной периферической поверхности кругового корпуса вентилятора, и изогнутый участок, отходящий от нижней границы прямого участка и загнутый в направлении нижней части вентилятора.
Изогнутый участок заслонки может иметь заданный радиус кривизны.
Прямой участок заслонки может иметь прямоугольную форму, а изогнутый участок заслонки имеет изогнутую прямоугольную форму, при этом и прямой, и изогнутый участок заслонки могут иметь одинаковую ширину.
Отношение радиуса вентилятора к общей ширине заслонки может находиться в пределах примерно от 1:1,55 до 1:1,65, а отношение радиуса вентилятора к общей высоте заслонки может составлять примерно от 1:1,29 до 1:1,39.
Отношение радиуса вентилятора к высоте изогнутого участка заслонки может находиться в пределах примерно от 1:0,5 до 1:0,6, а отношение радиуса вентилятора к радиусу кривизны внутренней стороны изогнутого участка заслонки может составлять примерно от 1:0,07 до 1:1,17.
Отношение радиуса вентилятора к кратчайшему расстоянию между изогнутым участком заслонки и вентилятором может составлять примерно от 1:0,05 до 1:0,14.
Изогнутый участок заслонки может иметь вырезанную часть, образованную с одной стороны его нижнего края.
Вырезанная часть может иметь прямоугольную форму, и отношение радиуса вентилятора к ширине вырезанной части может находиться в пределах примерно от 1:0,4 до 1:0,49, а отношение радиуса вентилятора к высоте вырезанной части может составлять примерно от 1:0,4 до 1:0,5.
Для приведения в движение щетки барабанного типа в насадке вместо центробежного вентилятора используется поперечно-проточный вентилятор, таким образом, уменьшается общий шум и BPF шум, а следовательно, и дискомфорт, который испытывает пользователь от раздражающего звука, становится меньше. Возможное ухудшение эксплуатационных параметров вентилятора, обусловленное выбором поперечно-проточного вентилятора вместо центробежного вентилятора, можно компенсировать путем создания изогнутого участка в нижней части заслонки, выполненной перед вентилятором. Более того, вырезанная часть, выполненная с одной стороны заслонки, способствует предотвращению ухудшения интенсивности всасывания, обусловленного наличием заслонки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и другие аспекты данного изобретения станут более понятными из последующего описания типичных вариантов выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой разрез обычной насадки, имеющей щетку барабанного типа и вентилятор;
фиг.2 представляет собой вид в аксонометрии обычного вентилятора, используемого в насадке, представленной на фиг.1;
фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии насадки для пылесоса, выполненной согласно типичному варианту выполнения данного изобретения;
фиг.4 представляет собой вид сверху, изображающий внутреннюю конструкцию насадки, изображенной на фиг.3;
фиг.5 представляет собой разрез насадки, изображенной на фиг.3;
фиг.6 представляет собой вид в аксонометрии вентилятора, используемого в насадке, представленной на фиг.3;
фиг.7 представляет собой вид сбоку вентилятора и заслонки, используемых в насадке, представленной на фиг.3;
фиг.8 представляет собой вид спереди вентилятора и заслонки, используемых в насадке, представленной на фиг.3; и
фиг.9 изображает результаты испытаний шумовых характеристик вентилятора, используемого в насадке, представленной на фиг.3.
Понятно, что на всех чертежах одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам, деталям и конструкциям.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТИПИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Объекты, указанные в описании, такие как детальная конструкция и элементы, приведены для облегчения всестороннего понимания типичных вариантов выполнения изобретения. Таким образом, специалисты в данной области техники поймут, что, не отходя от сущности и объема правовой охраны изобретения, можно выполнить различные изменения и модификации вариантов выполнения, описанных в данном документе. Кроме того, в целях четкости и краткости изложения опущено подробное описание известных функций и конструкций.
Обратимся к фиг.3-5. Насадка 100 для пылесоса, выполненная согласно типичному варианту выполнения данного изобретения, содержит кожух 110, щетку 120 барабанного типа, вентилятор 130 и заслонку 140.
Кожух 110 содержит верхний кожух 111 и нижний кожух 112, которые соединены друг с другом с образованием внутреннего пространства кожуха 110. Нижний кожух 112 имеет всасывающие отверстия 113, выполненные снизу. Таким образом, наружный воздух, содержащий загрязнения с очищаемой поверхности, втягивается через всасывающие отверстия 113 во внутреннее пространство кожуха 110.
Щетка 120 расположена во внутреннем пространстве кожуха 110 с возможностью вращения. Щетка 120 имеет цилиндрический корпус 121 и множество щетинок 122, расположенных по наружной периферической поверхности цилиндрического корпуса 121 щетки. Один конец каждой из щетинок 122 выходит за пределы кожуха 110 с обеспечением соприкосновения с очищаемой поверхностью.
По мере вращения цилиндрического корпуса 121 щетки щетинки 122 сталкиваются с очищаемой поверхностью, удерживая ее на расстоянии от нижней поверхности нижнего кожуха 112. Кроме того, при этом щетинки 122 извлекают загрязнения с очищаемой поверхности.
Вентилятор 130 установлен во внутреннем пространстве кожуха 110 на заданном расстоянии от щетки 120. Вентилятор 130 может вращаться за счет воздуха, который поступает через всасывающие отверстия 113. Вращательное усилие вентилятора 130 может передаваться щетке 120 посредством приводного ремня 125 (фиг.4), расположенного между вентилятором 130 и щеткой 120.
Как видно из фиг.6, вентилятор 130 содержит круговой корпус 131, осевой элемент 132 и лопасти 133.
Элемент 132 проходит от центра корпуса 131 вентилятора к его поворотной оси. Элемент 132 может вращаться заодно с корпусом 131 вентилятора и выполнен под острым углом относительно корпуса 131 вентилятора. Элемент 132 имеет сквозное отверстие 132а, выполненное по центру. Через сквозное отверстие 132а проходит вал 138 вентилятора (фиг.4). Оба конца вала 138 вентилятора закреплены на внутренней боковой стенке кожуха 110. Таким образом, вентилятор 130 вращается вокруг вала 138, прикрепленного к кожуху 110. Вал 138 расположен параллельно оси вращения щетки 120.
Лопасти 133 расположены с одной стороны корпуса 131 вентилятора через определенные промежутки по его периферии. Энергия движения поступающего воздуха превращается во вращательную энергию вентилятора 130, когда воздух сталкивается с одной стороной каждой из лопастей 133.
Как видно из фиг.5 и фиг.6, внутренние кромки лопастей 133 не соприкасаются с элементом 132, а расположены от него на заданном расстоянии, так что между внутренними кромками лопастей 133 с одной стороны и элементом 132 с другой стороны образуется пространство (S). Наружный воздух, который втягивается через переднюю сторону вентилятора 130, проходит пространство (S), расположенное по центру вентилятора 130, и выпускается через тыльную часть вентилятора 130.
Данный тип вентилятора, в центре которого имеется пустое пространство (S) для прохода поступающего воздуха, как правило, называется поперечно-проточным вентилятором. В одном примерном варианте выполнения данного изобретения для приведения в движение щетки 120 используется поперечно-проточный вентилятор 130. Однако рабочие характеристики поперечно-проточного вентилятора 130 хуже, чем у обычного центробежного вентилятора 5, описанного выше, поскольку воздух проходит через пустое пространство (S), образованное в центре поперечно-проточного вентилятора 130, и, таким образом, между воздухом и лопастями 133 вентилятора 130 образуется меньшая сила трения.
Однако применение поперечно-проточного вентилятора 130 создает меньше шума. Заявителем проведено испытание по проверке эффекта снижения шума, создаваемого работой поперечно-проточного вентилятора 130 и центробежного вентилятора 5, результаты которого изображены в графическом представлении на фиг.9. Заявитель сравнил результаты, полученные при испытаниях вентилятора 5 и вентилятора 130 в одних и тех же условиях. Пунктирной линией обозначены данные, полученные в результате работы вентилятора 5, тогда как сплошной линией обозначены результаты, полученные в процессе работы поперечно-проточного вентилятора 130.
Обратимся к фиг.9. Сплошная линия, которая представляет результат испытаний поперечно-проточного вентилятора 130, показывает более существенное снижение общего шума в сравнении с пунктирной линией, которая представляет результат испытаний центробежного вентилятора 5. Кроме того, графическое представление, изображенное на фиг.9, имеет область в зоне частот ниже 3500 Гц, в которой имеется скачок уровня шума (дБА), и эта область является областью, в которой образуется BPF шум. Следовательно, из фиг.9 понятно, что поперечно-проточный вентилятор 130 в большей степени способствует снижению BPF шума по сравнению с центробежным вентилятором 5.
Обратимся к фиг.4, 5, 7 и 8. Рядом с передней частью вентилятора 130 выполнена заслонка 140, расположенная вертикально. Обратимся конкретно к фиг.8, на которой вентилятор 130 изображен спереди, а заслонка 140 загораживает большую часть вентилятора 130, исключая его нижнюю боковую часть 130а. Несмотря на то, что в данном конкретном варианте выполнения заслонка 140 загораживает все, кроме нижней части 130а вентилятора 130, понятно, что возможны и другие альтернативные варианты. Например, заслонка 140 может загораживать все, кроме верхней боковой части вентилятора 130.
Как видно из фиг.7 и 8, заслонка 140 имеет прямой участок 141 прямоугольной формы и изогнутый участок 142, который тоже имеет прямоугольную форму, но изогнут в направлении наружной нижней боковой части 130а вентилятора 130 (фиг.8). Прямой участок 141 заслонки 140 расположен вертикально. Изогнутый участок 142 заслонки 140 отходит как единая часть от нижнего края прямого участка 141. Прямой участок 141 и изогнутый участок 142 имеют одинаковую ширину (L1) в том месте, где заслонка 140 отходит от прямого участка 141.
В противоположность обычной заслонке заслонка 140, выполненная согласно типичному варианту выполнения данного изобретения, в дополнение к прямому участку 141 имеет изогнутый участок 142. При втягивании внутрь воздух плавно направляется к нижней боковой части 130а вентилятора 130 вдоль изогнутого участка 142 заслонки 140. Следовательно, уменьшаются потери энергии движения, поскольку поступающий воздух сталкивается с заслонкой 140 в меньшей степени. В силу того, что от воздуха к лопастям 133 вентилятора 130 может быть передано сравнительно большее количество энергии, вентилятор 130 вращается с повышенной скоростью и имеет лучшие рабочие характеристики. Следовательно, наличие изогнутого участка 142 заслонки 140, выполненной согласно типичному варианту выполнения данного изобретения, компенсирует возможное ухудшение характеристик, обусловленное применением поперечно-проточного вентилятора 130 вместо центробежного вентилятора.
Заслонка 140 уменьшает площадь прохода текучей среды в месте установки указанной заслонки. Однако, если из-за применения заслонки 140 площадь прохода текучей среды уменьшена слишком сильно, будет падать интенсивность всасывания. Следовательно, для того чтобы предотвратить слишком большое уменьшение площади прохода текучей среды, возникающее из-за использования заслонки 140, с одной стороны изогнутого участка 142 заслонки 140 имеется прямоугольная вырезанная часть 143. Формы и размеры вырезанной части 143 могут меняться соответствующим образом согласно вариантам выполнения.
В результате ряда испытаний Заявителем получены подходящие параметры для заслонки 140 с учетом шума, рабочей характеристики вентилятора 130 и интенсивности всасывания. Параметры заслонки 140 можно менять в соответствии с размерами вентилятора 130, и далее со ссылкой на фиг.7 и фиг.8 рассмотрен пример, в котором корпус 131 вентилятора имеет радиус (R1), принятый за 1.
Испытания, проведенные Заявителем, показали, что относительно радиуса корпуса 131 вентилятора общая ширина (L1) заслонки 140 предпочтительно составляет от 1,55 до 1,65, а общая высота (Н1) составляет от 1,29 до 1,39. Кроме того, толщина (t) заслонки 140 предпочтительно равна 0,09, а высота (Н2) изогнутого участка 142 предпочтительно составляет от 0,5 до 0,6. Желательно, чтобы радиус кривизны (R2) изогнутого участка находился в пределах от 1,07 до 1.17. Если вырезанная часть 143 имеет прямоугольную форму, желательно, чтобы ее ширина (L3) составляла от 0,4 до 0,49, а высота (Н3) составляла от 0,4 до 0,5. Предпочтительно кратчайшее расстояние (d) между изогнутым участком 142 и вентилятором 130 составляет от 0,05 до 0,14.
Таким образом, отношение радиуса (R1) вентилятора 130 к общей ширине (L1) заслонки 140 находится примерно в пределах от 1:1,55 до 1:1,65, а отношение радиуса (R1) вентилятора 130 к общей высоте (Н1) заслонки 140 находится в пределах от 1:1,29 до 1:1,39. Более того, отношение радиуса (R1) вентилятора 130 к высоте (Н2) изогнутого участка 142 находится в пределах от 1:0,5 до 1:0,6, а отношение радиуса (R1) вентилятора 130 к радиусу кривизны (R2) внутренней стенки изогнутого участка 142 заслонки 140 находится в пределах от 1:0,07 до 1:1,17. Помимо этого, отношение радиуса (R1) вентилятора 130 к кратчайшему расстоянию (d) между изогнутым участком 142 заслонки 140 и вентилятором 130 находится в пределах от 1:0,05 до 1:0,14.
Ниже со ссылкой на фиг.4 и 5 объяснена работа насадки 100 для пылесоса, имеющей вышеописанную конструкцию.
Когда пользователь включает пылесос, удерживая днище нижнего кожуха 112 в контакте с поверхностью такого изделия, как одеяло или ковер, воздух, содержащий загрязнения, втягивается во внутреннее пространство кожуха 110 через всасывающие отверстия 113, выполненные в нижнем кожухе 112.
Втянутый воздух проходит щетку 120 и достигает заслонки 140. Пока воздух направляется к нижней боковой части 130а вентилятора 130 (фиг.8), он не испытывает значительной потери энергии движения благодаря изогнутому участку 142, выполненному в нижней части заслонки 140. В результате добиваются лучшей эффективности работы вентилятора 130 по сравнению с обычным случаем, в котором используют прямую заслонку 140, не имеющую изогнутого участка. Наличие вырезанной части 143, выполненной с одной стороны изогнутого участка 142 заслонки 140, также способствует увеличению площади прохода текучей среды в месте, в котором установлена заслонка 140, и, таким образом, способствует усилению интенсивности всасывания по сравнению с обычным случаем.
Втянутый воздух сталкивается с лопастями 133 вентилятора 130, заставляя вентилятор 130 вращаться. Когда вентилятор 130 через приводной ремень 125 сообщает вращательное усилие щетке 120, щетинки 122, расположенные по наружной периферической поверхности щетки 120, ударяют об очищаемую поверхность. В результате этого загрязнения удаляются с очищаемой поверхности. Путем соударения с очищаемой поверхностью щетка 120 помогает предотвратить прилипание такого изделия, как одеяло или ковер, к днищу нижнего кожуха 112.
При протекании воздуха через поперечно-проточный вентилятор 130 втянутый воздух может проходить пустое пространство (S), образованное между внутренней кромкой лопастей 133 и осевым элементом 132, и выпускаться с тыльной стороны вентилятора 130. Как объяснено выше, поскольку в насадке 100 вместо обычного центробежного вентилятора 5 используется поперечно-проточный вентилятор 130, общий шум от вентилятора 130 уменьшается, и BPF шум тоже снижается.
Как объяснено выше, согласно типичным вариантам выполнения данного изобретения для приведения в действие щетки 120 в насадке 100 используется поперечно-проточный вентилятор 130 вместо обычного центробежного вентилятора 5, таким образом, уменьшается общий шум и BPF шум, а следовательно, пользователь испытывает меньший дискомфорт от вибрирующего звука. Возможное ухудшение рабочих параметров вентилятора 130, обусловленное использованием поперечно-проточного вентилятора 130 вместо обычного центробежного вентилятора 5, может быть компенсировано за счет выполнения изогнутого участка 142 с нижней стороны заслонки 140, которая установлена перед вентилятором 130. Более того, вырезанная часть 143, образованная с одной стороны заслонки 140, помогает предотвратить снижение интенсивности всасывания, вызванное применением заслонки 140.
Хотя некоторые варианты выполнения данного изобретения изображены и описаны со ссылкой на отдельные предпочтительные варианты его выполнения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в них могут быть выполнены различные изменения, касающиеся формы и деталей, без отклонения от сущности и объема изобретения, определенных в пунктах формулы изобретения и их эквивалентах.