一种家电设备的外壳及其电器设备的制作方法

本发明涉及流体降噪技术领域，具体涉及一种家电设备的外壳以及一种具有振动声辐射抑制功能的电器设备。

背景技术：

随着人们生活水平的逐渐提高，电器设备在人们日常生活中的应用也越来越频繁，且人们对其的要求越来越高；而在现有的电器设备中，其常常会设有一些会产生高噪音的部件，如：电机、气缸、水泵等动力元件；该动力元件所产生的噪音主要通过两种方式传递到机体外，一种是动力元件本身的声音，穿透机体外壳，透射到外部的环境空间中；另一种方式是动力元件运行时，其自身的振动传递到外壳上，诱发外壳的振动声辐射，并将噪音传递到外部的环境空间中。

为了抑制外壳的振动声辐射，在现有技术中，其需要对外壳的结构进行修改，局部加设加强筋，以抑制结构自身振动，并且避开声辐射效率较高的模态。而由于不同的结构形式和边界条件，所需要抑制的模态并不相同，这需要针对其具体的产品结构花费大量时间，进行复杂的理论计算，且所加设的加强筋也需要占用一定的设计空间，并不适用于整体结构较为紧凑的产品；或者，在外壳上设置大量昂贵的阻尼材料，对其结构进行减振处理；故不论是采用设置加强筋还是应用大量阻尼材料的方式，其均会极大地增加了产品的生产成本。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种具有良好的减震降噪效果的脉动衰减装置以及净水机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种家电设备的外壳，包括：

壳体，所述壳体的表面设置有声学黑洞结构；

所述声学黑洞结构包括：从所述壳体的表面向内凹陷形成的一凹洞，所述凹洞的内壁从开口到底部的倾斜度逐渐变小，且该凹洞的底部设有阻尼件。

在本发明中，所述声学黑洞结构设置于该壳体的内表面上。

在本发明中，所述壳体的内表面上和外表面上均设有所述的声学黑洞结构。

在本发明中，所述壳体内表面上分布的声学黑洞结构的数量与外表面上分布的声学黑洞结构数量相同。

在本发明中，所述壳体的内表面和外表面上的声学黑洞结构均以其表面的重心为对称中心，呈中心对称的方式分布。

在本发明中，所述声学黑洞结构包括底壁、由底壁向上延伸的第一内壁、第二内壁、第三内壁、第四内壁，所述底壁为矩形，第一内壁和第二内壁相对且均为弧形面，所述第三内壁和第四内壁相对且其底边为直线边，两侧边为弧线边而其顶边与壳体的表面相齐平，所述底壁、第一内壁、第二内壁、第三内壁、第四内壁围成一楔形的凹洞。

在本发明中，所述凹洞的内壁的横截面为圆环形。

在本发明中，每个所述壳体的内表面上的声学黑洞结构均与其外表面上的声学黑洞结构之间以通过壳体重心的切线面为对称面，呈两侧对称的方式分布。

在本发明中，所述壳体的内表面上的声学黑洞结构的底部与其在外表面上相对准的声学黑洞结构的底部通过通孔相连通，且所述阻尼件填充于该通孔之中。

本发明是一种电器设备，包括：主机体，动力元件和如上所述的外壳，所述动力元件设置于该主机体中，所述外壳装配于该主机体上，且其覆盖于该动力元件之上。

在本发明中，所述动力元件包括：电机和/或气缸和/或水泵。

在本发明中，所述主机体为净水器。

本发明的外壳在不增设加强筋和不增加阻尼材料的使用的情况下，降低了外壳透射和辐射的宽频噪音，几乎不需要增加任何成本，也不需要额外的设计空间，适用于结构紧凑的外壳设计，有效地节省了产品的生产成本。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明的外壳内表面的结构示意图；

图2为本发明的外壳在一个实施例中去外表面的结构示意图；

图3为本发明中的外壳的剖面结构示意图；

图4为本发明中的声学黑洞结构在一个实施例中的结构示意图；

图5为本发明中的声学黑洞结构在另一个实施例中的结构示意图；

图6为本发明中的声学黑洞结构在另一个实施例中的结构示意图；

图7为本发明中电器设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

下面以一个实施例对本发明的一种家电设备的外壳进行具体描述，请参阅图1，其包括：

壳体10，该壳体10的表面设置有声学黑洞结构20；

该声学黑洞结构20包括：从该壳体10的表面向内凹陷形成的一凹洞，该凹洞的内壁21从开口到底部的倾斜度逐渐变小，且该凹洞的底部设有阻尼件22。

其中，声学黑洞(acoustic black hole，ABH)效应是利用薄壁结构几何参数或者材料特性参数的梯度变化，使波在结构中的传播速度逐渐减小，理想情况下波速减小至零从而不发生反射的现象，实现声学黑洞效应的主要方法是将薄板结构的厚度按照一定规律裁剪，利用声学黑洞可以将结构中传播的波动能量聚集在特定的位置。声学黑洞对波的聚集具有宽频高效、实现方法简单灵活等特点，在薄壁结构的减振降噪、能量回收等应用中具有明显的优势。

而声学黑洞结构20底部的阻尼件22用来吸收声学黑洞结构20所聚集的能量，达到降低结构振动，声辐射的功能；该凹洞在方案中起到能量聚集的作用，阻尼件22起到能量耗散的作用。该阻尼件22由阻尼材料构成，其用于将固体机械振的动能转变为热能而耗散的材料，主要用于振动和噪声控制。

在本实施例中，该声学黑洞结构20设置于该壳体10的内表面11上。为了保证产品外形的美观，本发明可将声学黑洞结构20仅设计在壳体10的内表面11上。

请参阅图2，在本实施例中，该声学黑洞结构20的数量为两个以上，且该壳体的内表面上和外表面上均设有声学黑洞结构，将声学黑洞结构20分别设置于壳体10的内表面11上和外表面12能使其具有更好的噪声抑制效果。

请参阅图3，在本实施例中，所述壳体内表面上分布的声学黑洞结构的数量与外表面上分布的声学黑洞结构数量相同，其数量均为两个以上。通过在壳体10的内表面11和外表面12上设置多个声学黑洞结构20，使得声学黑洞结构20能布满壳体10的内、外表面11、12的平面部分，其噪声抑制效果更佳；并且由于声学黑洞结构20内壁21的弧度曲线需要满足以下关系：y(x)＝εx^m，m≥2，ε≥0；

其中，y为声学黑洞结构20的深度，x为声学黑洞结构20的半径。

通过上述曲线关系可以看出，在壳体10的表面面积不变的情况下，若一个表面只有一个声学黑洞结构20，并且为了让声学黑洞结构20尽可能的覆盖壳体10的表面，其需要增加声学黑洞结构20的深度，而为了适应该声学黑洞结构20的深度，壳体10的厚度必然也需要增大，其将增加了产品的整体生产成本；而本实施例中在壳体10表面设置多个声学黑洞结构20，能最大限度地抑制噪声的同时，有效地保持了壳体10的厚度不变。

在本实施例中，该壳体10的内表面11和外表面12上的声学黑洞结构20均以其表面的重心为对称中心，呈中心对称的方式分布，并且每个声学黑洞结构20的机理和设计完全相同；呈中心对称的方式分布，有例如增加隔声/吸声的宽频效果。

请参阅图4，在本实施例中，该凹洞的内壁21的横截面为圆环形，凹洞的内壁21的横截面设置为圆环形，其将更利于将波动能量聚集于凹洞的底部的阻尼件22中。

在本实施例中，每个该壳体10的内表面11上的声学黑洞结构20均与其外表面12上的声学黑洞结构20之间以通过壳体10重心的切线面为对称面，呈两侧对称的方式分布。

请参阅图5，在另一实施例中，该所述声学黑洞结构20包括底壁、由底壁向上延伸的第一内壁211、第二内壁212、第三内壁213、第四内壁，所述底壁为矩形，第一内壁211和第二内壁212相对且均为弧形面，所述第三内壁213和第四内壁相对且其底边为直线边，两侧边为弧线边而其顶边与壳体的表面相齐平，所述底壁、第一内壁211、第二内壁212、第三内壁213、第四内壁围成一楔形的凹洞，并且第三内壁213和第四内壁214与壳体10的表面相垂直，阻尼件22设置于该底面上；本实施例中，声学黑洞结构20的结构简单，其生产加工较为方便。

请参阅图6，在另一实施例中，该壳体10的内表面11上的声学黑洞结构20的底部与其在外表面12上相对准的声学黑洞结构20的底部通过通孔相连通，且该阻尼件22填充于该通孔之中；其中，该阻尼件22的厚度为壳体10厚度的10％-50％，具体地，在本实施例中，该壳体10的厚度2.5mm，采用的阻尼件22厚度0.5mm；由于，在壳体10外表面12与内表面11的声学黑洞结构20的底部相通，且共用一个阻尼件22，在安装时只需要将阻尼件22塞进通孔，嵌套住通孔，则可以一次性地对两声学黑洞结构20上的阻尼件22进行安装，有效地节约生产工艺成本，进而节省了整体的生产成本。

请参阅图7，本发明是一种电器设备，包括：主机体30，动力元件和如上该的外壳，该动力元件设置于该主机体30中，该外壳装配于该主机体30上，且其覆盖于该动力元件之上。当电器设备中的动力元件启动时，因其振动所产生的波动能量通过主机体传递至外壳上，而外壳上的波动能量将在声学黑洞结构20中进行聚集，而声学黑洞结构20中的阻尼件22将对所聚集的波动能量进行耗散；有效地防止该波动能量辐射到外界的环境而造成噪声，并且将外壳安装于动力元件之上，其将有利于防止声波的透射。

本发明该的电器设备包括各种带动力元件的电器设备；此处不作具体限定。

在本实施例中，该动力元件包括：电机和/或气缸和/或水泵，动力元件因其在工作过程中，其产生的振动较大，故其为设备中主要的噪声来源。

此处所指的电机俗称马达，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其可以包括：直流电机和交流电机。此处所指的气缸为引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件，其可以包括：做往复直线运动的气缸和做往复摆动的气缸；此处所指的水泵包括各种输送液体或使液体增压的机械，此处不作具体的限定。

在本发明中，所述主机体为净水器。该净水器是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。本发明将声学黑洞原理运用在净水器的外壳设计上，经试验测量，在净水机的外壳中设有声学黑洞结构后，其取得宽频3dB以上的降噪效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。