專利名稱：帶噪聲抑制裝置的風扇電動機組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及電動機或發(fā)電機，具體涉及到這樣的電動機-風扇裝置，它將熱穩(wěn)定的噪聲吸收泡沫材料用于其運動部件鄰近或圍繞其運動部件，以吸收此裝置產(chǎn)生的噪聲。
背景技術：
電動機與發(fā)電機是科技領域中周知的裝置并具有廣泛的應用。一種用途是處理空氣。此時，給電動機聯(lián)結(jié)一風扇以在必要時產(chǎn)生氣流或真空。通常，此風扇是用來給電動機提供冷卻空氣的。在這種情況下，安裝于為此電動機驅(qū)動的軸上的電動機將空氣抽入風扇護罩，以壓縮空氣或?qū)諝饧訅?。加壓的空氣通過將空氣引導通過電動機繞組的一或多個孔口釋放到電動機機殼內(nèi)，將熱抽入氣流內(nèi)而將其排出電動機機殼?；蛘?，此風扇護罩可設有排氣口以使氣流環(huán)繞繞組。
已有的電動機組件易產(chǎn)生噪聲。風扇包括通常具有銳邊緣的葉片，隨著氣流在這些邊緣上產(chǎn)生并過渡到另一導向面時，便產(chǎn)生了噪聲。除了噪聲起到有害的影響外，它還影響到氣流的效率而降低電動機的性能。
雖然已知可將泡沫材料用來消除各種裝置包括電動機產(chǎn)生的噪聲，但這種泡沫材料通常設置成與發(fā)熱元件成分隔開的關系，以免熱降解此泡沫材料。這樣就難以使泡沫材料定位，還可能需在裝置內(nèi)建造其他支承結(jié)構。利用泡沫材料的抑制噪聲的性質(zhì)業(yè)已出現(xiàn)了這樣的問題，即這種泡沫材料一旦著火便繼續(xù)燃燒，導致電動機和相關設備不能工作。為了確保電動機的溫度不會達到使泡沫材料著火的溫度，需要為這種組件附設價昂的電流和/或溫度傳感器。一旦傳感器探測到有過量的熱或電流，便將電動機關停，防止泡沫材料點燃。這樣就需要有避免上述缺陷的只產(chǎn)生低噪聲電動機-風扇的制造技術。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開的發(fā)明內(nèi)容提供了一種低噪聲的空氣驅(qū)動的電動機-風扇裝置，包括具有可轉(zhuǎn)動軸的電動機組件；與此可轉(zhuǎn)動軸聯(lián)結(jié)而隨之轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生通過此電動機-風扇至少一部分上方的氣流的風扇組件；以及至少是部分地繞此電動機組件設置的噪聲抑制套筒。
本發(fā)明的另一方面提供了一種電動機-風扇組件，包括具有可旋轉(zhuǎn)的軸的電動機組件；以及與此電動機組件聯(lián)結(jié)的風扇組件，此風扇組件包括固定到該軸上的風扇，用于載承此電動機組件的風扇端托架，此風扇端托架具有貫通它的托架孔口，與此風扇端托架聯(lián)結(jié)的擴散器，此擴散器具有貫通它的周邊孔口，其中風扇的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的氣流通過托架孔口與周邊孔口，而此風扇組件承載有至少一個泡沫塑料件來吸收風扇產(chǎn)生的噪聲。


為了完整地了解本發(fā)明的目標、技術與結(jié)構，應參看下面詳細的描述和附圖，附圖中圖1是本發(fā)明的電動機-風扇組件，示明了它的細節(jié)的局部剖面前視圖；圖2是本發(fā)明的示明了它的擴散器一側(cè)細節(jié)的端板的平面圖；圖3是本發(fā)明的徑向擴散器的透視圖；圖4是本發(fā)明的開口擴散器的透視圖；圖5是本發(fā)明的周邊旁通電動機-風扇的俯視平面圖；圖6是本發(fā)明的切向旁通電動機-風扇的俯視平面圖。
具體實施形式圖1所示的電動機-風扇單元統(tǒng)一以標號10指明，它一般包括電動機組件15與風扇組件25，風扇組件15包括帶電樞或繞組17的電動機、整流子18以及使電源與此整流子18和繞組17連接的電刷(未圖示)。軸20以合適的軸承支承使之能自由地轉(zhuǎn)動并與整流子18連接使其能隨此軸轉(zhuǎn)動。
如圖1所示，此電動機組件構造有與風扇組件25最鄰近的整流子18。電動機-風扇單元10的風扇組件包括與軸20的一端27例如由螺母連接的風扇26，使此風扇隨軸20轉(zhuǎn)動。該風扇組件2 5還包括圍繞風扇26的護罩30。正如相關技術中周知的，風扇護罩30上設有軸向孔，通過它由風扇26抽引外部空氣。在所示實施形式中，護罩30包括形成于其蓋部32中的位于中央的入口31，且此入口與軸20的軸線A共軸線。由風扇26排出的空氣為擴散器80(具體描述于后)接收，此擴散器根據(jù)最終用途需要分配此空氣。有關電動機-風扇單元10各部件較詳細的描述可參看接合于此供參考的美國專利No.6703754，本申請則著重于對電動機-風扇單元10更特別的一些部件作改進。
參看圖1與2，電動機組件15設有總體以標號35標明的風扇端托架。風扇端托架35一般包括可以為圖示環(huán)形的平板部36、與從此平板部36朝電動機16延伸的電動機托架部37相鄰的托架孔口75。電動機托架部37可用來支承電動機組件15，在此用來在其內(nèi)表面上在與上述托架孔口75相鄰處設置泡沫材料F來減少電動機-風扇10產(chǎn)生的噪聲。泡沫材料F利用吸收風扇葉片通過空氣運動產(chǎn)生的波和減緩所產(chǎn)生的空氣從一個方向到另一個方向的流動來減少波動噪聲。換言之，在氣流由風扇葉片驅(qū)動時，此氣流便遵循板部36規(guī)定的流道，通過孔口75而流向托架部37。粘附到或以其他方式固定到托架部37上的泡沫材料F吸收產(chǎn)生噪聲的氣流，并通過設置吸收氣流的過渡表面來進一步抑制噪聲的產(chǎn)生。
上述泡沫材料最好為V-O級的泡沫材料，這種泡沫材料的特征在于依據(jù)UL-94標準確定的性能。該泡沫具有熱穩(wěn)定性并且有自熄火的特性，亦即它能對抗燃燒所用的充分的熱，在除去點火源后，任何引發(fā)的火焰不可能通過這種泡沫材料的燃燒而繼續(xù)燃燒，典型的泡沫材料的閃點至少大于400℃而自動著火點至少大于580℃。特別理想的泡沫材料是蜜胺泡沫塑料，在最佳實施形式中采用商品名Polydamp的密胺泡沫塑料(PMF；Polymer Technologies，Inc.生產(chǎn))。PMF有著優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和低的可燃性等級。它在引燃后不會滴落而在除去著火源時便終止燃燒；且只產(chǎn)生極小的火焰與煙霧。事實上業(yè)已證明，采用PMF這種材料就不需用價昂的溫度或電流傳感器來將電動機保持于將使泡沫材料引燃的限定溫度下。
電動機-風扇單元10在此還進一步得益于設置噪聲抑制套筒200，后者至少是部分地而最好是完全地圍繞至少部分所述電動機組15設置，如圖1所示。而且它是由V-O級的泡沫材料最好是由密胺泡沫塑料制成。套筒200圍繞電動機16的大部分，吸收與消除電動機組件15與風扇組件25所產(chǎn)生的噪聲。事實上可以確信，這種蜂窩式結(jié)構有助于擴散風扇組件產(chǎn)生的噪聲頻率，而這種泡沫材料還能以迷官方式偏轉(zhuǎn)噪聲頻率，使得氣流從電動機組件出來時，能顯著地降低相關的噪聲頻率。套筒200在其護罩端204處接附于風扇組件25上。而套筒蓋202則可以在與此護罩端204相對的遠端206蓋住此噪聲抑制套筒200。套筒蓋202可以包括蓋孔208，在此所示的實施形式中，電動機組件的一部分可以穿過此蓋孔208。當有需要時，套筒的尺寸可以長于電動機組件延伸的長度，如套筒200’所示。此套筒能夠通過緊固件、卡子、粘合劑、摩擦配合或是任何可以將套筒保持成與單元10緊鄰方式而接附到單元10上。上述遠端206可向內(nèi)彎成套筒口210而不必使用專門的蓋件如蓋202。還應指出，蓋202的使用是選擇性的。V-O級確保了泡沫材料F不會因電動機16工作產(chǎn)生的熱而被損傷。套筒200的尺寸最好設計成使其直徑不大于護罩30的外徑，如圖所示，且最好是使套筒蓋202或套筒孔210與電動機組件15緊鄰或接觸。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，由于將V-O級泡沫材料設置成與電動機組件接觸或極其鄰近，如套筒200’所清楚表明的，因此能提供最佳的靜噪性質(zhì)同時仍然保持著此單元的工作效率。
這種泡沫塑料套筒的概念也可應用于通流式電動機-風扇單元以及切向旁通電動機-風扇單元。圖5中，旁通式電動機-風扇單元300使其風扇組件303的擴罩302由V-O級泡沫材料制的噪聲抑制套筒304蓋住。套筒蓋306在308處敞開，同時套筒蓋306最好抵貼住護罩302例如在310處。護罩302包括多個周邊排氣孔311用來將風扇產(chǎn)生的氣流排入到風扇組件303內(nèi)。正如前面已指出的，任何常規(guī)的裝置都可用來將套筒固定于單元上。套筒304的側(cè)壁312最好與護罩302分開一小距離，雖然也可與之接觸。
圖6中，切向式旁通電動機-風扇組件400具有一個從風扇組件403延伸出的切向排氣孔口402，而此風扇組件403則是由噪聲抑制套筒404所覆蓋。套筒304未設置有套筒蓋而是在端部406開口。側(cè)壁408最好如圖大致示明的抵靠住排氣口的外邊面?？蓮奶淄矁?nèi)表面延伸出內(nèi)部凸緣408構成迷宮式流路410。流路410能使氣流改向，而這些內(nèi)部凸緣有效地“攪亂”或消除此單元400產(chǎn)生的噪聲。
在電動機-風扇單元10的其他器件上，特別是在下面對照圖3與4所公開的擴散器組件的部件上，應用V-O級泡沫材料，能夠取得其他優(yōu)點。擴散器80與風扇端托架35的相互作用，分布風扇26產(chǎn)生的氣流，而這種組合形式稱之為擴散器/托架組件。此擴散器/托架組件(80/35)與電動機組件15聯(lián)結(jié)同時可轉(zhuǎn)動地接納軸20。徑向型擴散器組件示明于圖3，統(tǒng)一由標記80A標明，有排氣口型擴散器組件示明于圖4，統(tǒng)一以標記80A標明，這兩者都與風扇端托架35相互作用，風扇26通過風扇護罩30將空氣抽入并迫使空氣到擴散器/托架組件之外。來自風扇組件25的空氣由這些擴散器組件80A，80B分配。這些擴散器組件不論是徑向的或有排氣口型的，統(tǒng)一以標記80指明，便于作統(tǒng)一說明，而這些擴散器的具體部件則附加后綴A或B。
徑向擴散器80A(圖3)包括平的基座件81，它可以制成環(huán)形以確定孔82。環(huán)繞風扇26的周邊設有多塊葉片86A，用來將空氣從風扇側(cè)85導向外部，其中一部分空氣可以通過護罩30中所設多個孔口34導向護罩30之外(圖1)。形成于徑向擴散器80A的電動機側(cè)84上的第二組葉片87A，則將此空氣的剩余部分沿徑向朝內(nèi)通向擴散器80A的中心。葉片87A可以根據(jù)具體應用之需構成任意圖案，包括所示的螺旋或針輪圖案。與徑向擴散器80A相對比，有排氣口型的擴散器80B如圖4所示，在風扇側(cè)105有環(huán)繞成圓周的多個葉片86B，以及圍成的通道87B從平面部分104延伸出并形成為類似于徑向型擴散器80A的葉片86A，87A的圖案，為所有進入與排出的空氣提供通道，如上所述。有排氣口型的擴散器80B的護罩則完全封閉。
擴散器組件80，不論是有孔口型的或徑向型的都設置有一對同圖2概示的電刷保持器120合作的電刷蓋組件95。在擴散器80A、80B所示的實施形式中，在電動機側(cè)(對擴散器80A為84，對擴散器80B為105)形成的一對豎立的電刷蓋件96、97之間構成有通道93。電刷蓋件96、97一般位于中心孔82的鄰近，并可沿徑向凸出一定程度進到孔82內(nèi)。有排氣口型擴散器的電刷蓋件95的不同之處在于它們是由與葉片87A相反的通道87B環(huán)繞。
這里說明的擴散器組件80包括在某些部件上的V-O級泡沫材料F。特別是V-O級泡沫材料F是設置在電動機一風扇單元10工作時氣流所沖擊的表面上。更具體地說，泡沫材料F設在葉片87A(徑向擴散器)或圍成的通道87B(有排氣口型擴散器)上。應知這些螺旋/葉輪圖案的部件能有效地使氣流改向，因而一般會對有選擇地采用了它們的電動機-風扇單元10產(chǎn)生的噪聲能有很大的抑制作用。特別是，葉片87A與在擴散器組件80的轉(zhuǎn)動方向彎曲的封閉通道87B的表面都是用泡沫材料F覆蓋的表面。
至此應知，根據(jù)專利法業(yè)已公開了一種新型的和有效的電動機-風扇單元。還應知在不背離本發(fā)明的精神的前提下是可以對所描述的發(fā)明作出種種更改與變換型式的，而為了正確地認識本發(fā)明的范圍，應參看下面的權利要求書。
權利要求
1.低噪聲的空氣驅(qū)動的電動機-風扇組件，包括具有可轉(zhuǎn)動軸的電動機組件；與此可轉(zhuǎn)動軸聯(lián)結(jié)并產(chǎn)生通過此電動機組件至少一部分上方的氣流的風扇組件；以及至少是部分地繞上述電動機組件設置的自動熄火與噪聲抑制套筒。
2.如權利要求1所述組件，其中所述風扇組件具有外徑而所述噪聲抑制套筒所具的套筒直徑圍繞所述風扇組件外徑設置，且所述噪聲抑制套筒是由具有自動熄火性質(zhì)的泡沫材料構成。
3.如權利要求1所述組件，此組件還包括接附到所述噪聲抑制套筒上的套筒蓋；所述噪聲抑制套筒具有護罩端，接附到所述風扇組件與形成套筒孔口的遠邊緣相對，所述套筒蓋則接附于此遠邊緣上，其中所述噪聲抑制套筒有一貫通的蓋孔而所述電動機組件則延伸通過此蓋孔。
4.如權利要求1所述組件，所述套筒與所述電動機組件接觸，其中所述噪聲抑制套筒具有接附于此風扇組件上與遠邊緣相對的護罩端，此遠邊緣向內(nèi)彎曲成套筒孔，此電動機組件延伸通過此套筒孔同時此遠邊緣則與該電動機組件接觸。
5.如權利要求1所述組件，其中所述風扇組件包括固定于上述軸上的風扇；與上述電動機組件聯(lián)結(jié)的擴散器/托架組件，此擴散器/托架組件可旋轉(zhuǎn)地容納上述軸；固定于上述擴散器/托架組件上的風扇護罩，而此風扇通過此風扇護罩將空氣抽入并排放到所述擴散器/托架組件之外，此擴散器/托架組件具有與之聯(lián)結(jié)的至少一個泡沫材料件以減少流過其中的空氣的噪聲；上述擴散器/托架組件還包括風扇端托架以及與此風扇端托架聯(lián)結(jié)的擴散器；上述風扇端托架包括具有托架孔的平板而經(jīng)過這些孔可與至少一個電動機托架貼近，前述的至少一個泡沫材料件設在上述至少一個電動機托架上且與所述托架孔相鄰以吸收噪聲。
6.權利要求1所述組件，其中所述風扇組件包括固定于上述軸上的風扇；與上述電動機組件聯(lián)結(jié)的擴散器/托架組件，此擴散器/托架組件可旋轉(zhuǎn)地容納上述軸；固定于上述擴散器/托架組件上的風扇護罩，此風扇通過此風扇護罩將空氣抽入并排放到所述擴散器/托架組件之外，此擴散器/托架組件具有與之聯(lián)結(jié)的至少一個泡沫材料以減少流過其中的空氣的噪聲；上述擴散器/托架組件還包括具有至少一個用于載盛此電動機組件的電動機托架的風扇端托架，此風扇端托架具有電動機通過的孔；以及與此風扇端托架聯(lián)結(jié)的擴散器，此擴散器有多個周邊上的通孔以及從其一側(cè)延伸向上述風扇端托架的許多葉片，在這許多葉片的至少一個之上設有至少一個泡沫材料件以吸收噪聲，而這些葉片呈弧形且提供凹形表面，而此泡沫材料即設于這種凹形表面上。
7.如權利要求1所述組件，其中所述風扇組件包括固定于上述軸上的風扇；與上述電動機組件聯(lián)結(jié)的擴散器/托架組件，此擴散器/托架組件可旋轉(zhuǎn)地容納上述軸；固定于上述擴散器/托架組件上的風扇護罩，此風扇通過此風扇護罩將空氣抽入并排放到所述擴散器/托架組件之外，此擴散器/托架組件具有與之聯(lián)結(jié)的至少一個泡沫材料以減少流過其中的空氣的噪聲；上述擴散器/托架組件還包括具有至少一個用于載盛此電動機組件的電動機托架的風扇端托架，此風扇端托架具有貫通的電動機孔；以及與此風扇端托架聯(lián)結(jié)的擴散器，此擴散器具有從其一側(cè)延伸向上述風扇端托架的多條通道，而在上述多個葉片中的至少一個之上設有至少一個泡沫材料件以吸收噪聲。
8.低噪聲空氣驅(qū)動馬達組件，包括具有可轉(zhuǎn)動軸的電動機組件；與此電動機組件連接的風扇組件，此風扇組件包括固定到上述軸上的風扇；承載上述電動機組件的風扇端托架，此風扇端托架具有貫通的托架孔以及與此風扇端托架聯(lián)結(jié)的擴散器，此擴散器具有貫通的孔，其中所述風扇的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生通過所述托架孔與所述孔的氣流，而所述風扇端托架承載有至少一個泡沫件來吸收所述風扇產(chǎn)生的噪聲。
9.如權利要求8所述的組件，此組件還包括至少是部分地環(huán)繞上述電動機組件設置的噪聲抑制套筒，其中所述風扇端托架具有至少一個用于承載此電動組件的電動機托架，此托架孔與所述至少一個電動機托架相鄰，所述至少一個托架之上設有噪聲抑制泡沫材料，且上述擴散器具有許多弧形葉片用來將氣流從風扇導引向上述電動機組件，而這種弧形葉片上設有噪聲抑制泡沫材料。
10.如權利要求8所述的組件，還包括至少是部分地圍繞此電動機組件設置的噪聲抑制套筒。其中此套筒與所述至少一個泡沫件具有自動熄火性質(zhì)。
11.如權利要求8所述的組件，還包括有圍繞上述風扇組件定位的噪聲抑制套筒，其中所述風扇的護罩有許多排氣口，而所述套筒緊鄰所述排氣孔設置。
12.如權利要求8所述的組件，還包括有具備形成迷宮式流道的至少一個內(nèi)部凸緣的噪聲抑制套筒，上述的風扇的護罩有切向排氣孔，上述套筒則配合到上述切向排氣口上。
全文摘要
低噪聲空氣驅(qū)動的電動機組件，它包括具有可轉(zhuǎn)動軸的電動機組件、與此可轉(zhuǎn)動軸聯(lián)結(jié)產(chǎn)生通過此電動機組件至少一部分氣流的風扇組件，自熄火與噪聲抑制套筒至少是部分地繞電動機組件設置。套筒最好用V－0級泡沫材料。風扇組件包括設于此軸上的風扇、與此可旋轉(zhuǎn)地置納上述軸的此電動機組件聯(lián)結(jié)的擴散器/托架組件。擴散器/托架組件上設有風扇護罩，其中風扇的轉(zhuǎn)動經(jīng)風扇護罩抽入空氣而從擴散器/托架組件排出，擴散器/托架組件具有至少一個泡沫材料件與弧形葉片聯(lián)結(jié)以減少空氣流過的噪聲。
文檔編號H02K5/24GK1676945SQ20051005627
公開日2005年10月5日 申請日期2005年4月4日 優(yōu)先權日2004年4月2日
發(fā)明者D·B·芬肯賓德, J·P·肖克羅斯 申請人:埃米特克有限公司