专利名称：使鼓风机过滤器装置的噪音最小化的装置和方法
技术领域：
本发明涉及使空气流动装置产生的噪音最小化的装置和一种方法。特别是，本发明涉及一种减少在室内清洁设施中的鼓风机过滤器装置所产生的噪音的系统。
背景技术：
通常，为保证输出的质量，现代化的生产和测试设备要控制在室内清洁设施中循环的空气中的微粒。无论是晶片模，影碟机或存储盘驱动器，都需要有效的鼓风机过滤器装置，这样不仅可以使在清洁室内中微粒的含量保持可接受的水平，也可以循环工人所呼吸的空气。
然而，这种大功率的鼓风机过滤器装置可产生极大的噪音。众所周知，可以沿着导管或在该鼓风机过滤器装置中衬以隔音材料来减少该鼓风机叶轮所产生的噪音。然而，经过一定时间，该隔音材料上的纤维或微粒将从其表面离开从而可污染该室内清洁设施。
在诸如一个多层楼的晶片生产厂的封闭空间中，与室内清洁设施中微粒的含量相关的问题将更加严重。对于封闭空间，本发明预计，天花板的高度将小于3米。因为空间的高度较低，从鼓风机过滤器装置中产生的噪音将特别显著。
发明内容
本发明的一个目的是使鼓风机过滤器装置所产生的噪音最小化而不增加和该装置相连的室内清洁设施的微粒含量。
本发明的另一个目的是使鼓风机过滤器装置所产生的噪音最小化，而不必除去在封闭的室内清洁设施中现有的鼓风机叶轮，并且，最好是没有任何传统的隔音材料。
本发明是一个几何的导向体和导流板的系统，用以在平稳地将气流分布到鼓风机过滤器装置的出口之前引导和扩散由鼓风机叶轮吸入的外部空气。该装置不仅可减少鼓风机过滤器装置中的紊流和压力损失最小化，也可在从同一系统中排放时保持空气分布的均匀性。再者，所实现的本发明，其尺寸同该鼓风机叶轮的尺寸基本相近。因此，甚至在清洁室的天花板高度低的情况下，本发明也可使鼓风机过滤器装置所产生的噪音最小化。
据本发明提供的一种鼓风机过滤器装置，其包括至少一个安置在一个基板上的鼓风机叶轮，一个连接到该基板上并带有一个进气开口的顶部外壳，和连接到该顶部外壳用于封闭该鼓风机过滤器装置的侧面外壳，所述侧面外壳还包括一个排气出口，该鼓风机用于从进气开口吸入空气，并从排气出口排出空气；其特征在于，该鼓风机过滤器装置具有安置在该鼓风机过滤器装置内的所述的基板上并且围绕着所述的鼓风机叶轮用以接收从此处排出的气体的至少一对曲形导向体(shaped guides)；借此，相对于不带有曲形导向体的鼓风机过滤器装置而言，该装置能够以减少的紊流引导空气的流动，从而可使从该鼓风机过滤器装置发出的噪音降低至最小而不需要在与空气流接触的通道上采用传统的隔音材料，而且不会将来自这种隔音材料的污染物通过鼓风机过滤器装置引导入空气流中。
该曲形导向体可以构成一对气流通道，它具有一个颈部，在此处气流通道的宽度明显减小以在每个气流通道中产生基本上单向的气流。
可以设置至少一对设置在鼓风机过滤器装置内并在所述一对曲形导向体一个开口处的扩散导流板，用于从此处扩散该气流。也可以设置至少一对设置在所述鼓风机过滤器装置内并邻近所述扩散导流板的导向导流板，用于引导在所述基板下的气流。最后，还可以进一步包括一个设置在基板下侧的“V”形导流板，用以均匀地分布气流，与没有曲形导向体、扩散导流板、导向导流板和V形导流板的鼓风机过滤器装置相比，空气的流动以减小的紊流被引导。
该曲形导向体可以用多个夹子与所述的基板连接，并且该扩散导流板可以与所述侧面外壳的表面以一个30°和60°之间的角度设置，该角度最好是45°该导向导流板的较下边缘可以是基本倾斜的或基本上是直的。
该曲形导流板可以大体是具有相对着的弯曲端部的S形。最好是每个曲形导流板的一端的曲率半径大于另一端的曲率半径以在这一端形成一个扁平的S形。
该扩散导流板可以是多孔的，而该导向导流板可以是曲线形的。
图1是一个显示本发明组装为一个鼓风机过滤器装置的一部分的右侧分解透视图(未显示过滤器)。
图2是一个一并显示本发明中几何导向体和导流板的系统以及一个鼓风机过滤器装置的过滤器的正剖视图。
图3是一个着重显示在图2中的A-A剖面中本发明的曲形导向体和曲面导流板的顶视平面图。
图4是另一个实施例相应于图3的一个视图。
图5显示出在该鼓风机过滤器装置中测量气体流速的位置。
图6是一个图表，用于在整个鼓风机叶轮电源(用赫兹计量)范围内，比较具有和没有本发明装置的鼓风机过滤器装置的平均气体流速。
图7是一个图表，用于比较具有和没有本发明装置的鼓风机过滤器装置的噪音水平，其测量地点是在该装置的出口处的正下方1米的位置。
具体实施例方式
用于使鼓风机过滤器装置中产生的噪音最小化的一种装置和一种方法描述如下。在下面的描述中，为了透彻地理解本发明，提出了很多诸如导向体和导流板等的具体零件。对其它的实例，为使本发明清晰起见，诸如用于该鼓风机叶轮的电动机和与该鼓风机过滤器装置相连的导管等众所周知的零部件则不予显示。
图1是一个显示本发明组装为一个鼓风机过滤器装置10的一部分的右侧分解透视图(未显示过滤器)。该鼓风机过滤器装置包括安装在一个基板14上的一个鼓风机叶轮12，一个顶部外壳16和相应的侧面外壳22。该鼓风机叶轮被该基板底面上的一个固定件20支承在该基板上。图中未显示出但对于该鼓风机过滤器装置10的正常运行所需要的是一个安装在该鼓风机叶轮12下面用于为该鼓风机叶轮提供旋转动力的电动机。
该鼓风机过滤器装置独立地从如图2中所示的一个空气进口18吸入外部的空气，并且通过排气开口19将其排出。在该排气开口处安装的一个过滤器32用以除去较大的微粒或污物。当该鼓风机过滤器装置在室内清洁设施中有效地循环或流通气体时，该装置所产生的噪音却令人烦恼。工业中惯用在该鼓风机过滤器的内表面衬以诸如海绵，PVC泡沫，或玻璃纤维等隔音材料来使该鼓风机过滤器装置隔音。不幸的是，经过一段时间，这样的隔音材料易于污染室内清洁设施，因为其表面的微粒被移去并被导入流过该鼓风机过滤器装置的气流中。在该清洁室内的操作者不知道的情况下，该鼓风机过滤器装置已成为一个污染源。在这期间，来自室内清洁设施的诸如晶片模，光盘或光盘驱动器等产品将被污染。
再参考图1，按照本发明几何导向体设置在该鼓风机过滤器装置的关键位置上，使得从该装置中产生的噪音最小化并且不会污染流过该装置的空气。导流板也可以沿气流的路径设置。本发明包括安装在该鼓风机叶轮周围的至少一套曲形的导向体24。可以设置一套扩散导流板26和导向导流板28，用以扩散和引导来自该曲形导向体24的气体，如果希望的话，扩散导流板26可以是多孔的；并且导向导流板28可以是曲线形的。还可以设置用以将气体均匀地分布到该过滤器20并位于该鼓风机叶轮下面的一个V形导流板30。
图3是一个着重显示在图2中的A-A剖面中本发明的曲形导向体24的顶视平面视图。该曲形导向体24被成形为可以接收从该鼓风机叶轮12(单点圆圈所示)中排出的气体和引导气体以最小数量的紊流流向一套扩散导流板26。该曲形导向体最好用金属材料制造，该材料的弹回作用应使安装者易于将该导向体装入在该基板14上设置的很多夹子36之间。该导向体24可以是如图3所示的“S”形，有相对的曲线端部19、21；或如图4所示在端部21的曲率半径较大是一个扁平的“S”形。图4的实施例给出较多的开放流特征，但给出较少的控制。
该扩散导流板26相对于侧面外壳的角度是在30°和60°之间，最好是45°。每个扩散导流板26可以是金属板并有孔阵列。在本发明的优选形式中，该孔的直径是3.3毫米，孔的间隔大约是该尺寸的50％。该扩散导流板26设置成上述给定的角度以扩散来自该曲形导向体24的气流。每个扩散导流板26最好是上述形式的金属板，其上有孔(未示出)。它后面有一间隔31。一些气流与导流板26的金属板接触并被向下偏转。一些气流将通过它的孔。孔的大小将决定当空气通过这些孔时是否将变慢。由于导流板26后面的间隔31，在间隔31中的空气压力将增大到与在气流最强部分的孔中的空气压力一样。这将迫使空气通过气流不是如此强的导流板26的孔。间隔31中可以有隔音材料或其他材料以减小在间隔31中的紊流，因而减小噪音。
靠近扩散导流板26的下边缘并在其之下设置有导向导流板28，用于再一次引导基板下面的气流。导向导流板28可以是直的，或如图所示是曲线形的。虽然导向导流板28有直线的前边缘，本发明推荐直的但倾斜的前边缘35，如图2、3、4所示。
在图3中，曲形导流板24、扩散导流板26和导向导流板28的设置是关于位于鼓风机12中心的180°的旋转轴是相互对称的。
该V形导流板30设置在该鼓风机叶轮12的固定件下面，在通过该鼓风机过滤器装置10的排气出口19将气体排出之前，用以均匀地分布气流。
正如所看到的，两个曲形导流板24形成两个气流通道23，通过它们空气移向扩散导流板26。该气流通道23有一个窄的颈部25，它由导流板24的弯曲部分形成，该弯曲部分形成一个凸出部分33，它明显地靠近(即间隔较小)叶片装置12。该颈部25对气流产生一个收缩，因而在该颈部25形成一个高压空气区。空气将从高压流向低压，因而这迫使所有的空气进入这两个通道23，以便使空气流具有很强的单向性。这将明显地减少紊流。如此，噪音明显地减少，并且空气流的效率增加。在图4中，通道23的出口较大，因而对整个气流的方向控制较少，但增加了气流的效率。
图6是一个图表，用于在鼓风机叶轮调整的范围内(用赫兹计量)比较具有和没有本发明的装置的鼓风机过滤器装置的平均气体流速。气流的平均速度是在该鼓风机过滤器装置的15个不同位置测量出来的并且分别示于图5中。参考图6可知，具有本发明装置的鼓风机过滤器装置的平均流速比没有本发明装置的要高一些并且更平稳。显然具有本发明装置的鼓风机过滤器装置的压力损失比没有本发明装置的要小。因此，随着时间的流逝，可以得到相当大的能量节约。
最后并且最重要的是，图7是一个图表，用于比较具有和没有本发明装置的鼓风机过滤器装置的噪音水平，其测量地点是在该装置的出口处的正下方1米的位置。当在鼓风机过滤器装置下方1米的位置测量时，本发明使得该鼓风机过滤器装置运行时的噪音比没有本发明的装置要小得多。
虽然具体参考图1到7描述了本发明，并且重点是介绍使得从鼓风机过滤器装置产生的噪音最小化的装置和一种方法，但是应该明白，这些图仅仅是供图解说明使用并不应该用其限制本发明。另外，很清楚的是，本发明的装置和方法可以用在很多需要减少噪音的应用场合。可以预料，在不脱离所述的本发明的精神和范围的前提下，本领域的普通技术人员可以做出很多变化和改进。
权利要求
1.一种鼓风机过滤器装置，包括至少一个设置在一个基板上的鼓风机叶轮，一个连接到所述基板上并具有一个进气开口的顶部外壳，和连接到所述顶部外壳用以封闭所述鼓风机过滤器装置的侧面外壳，所述侧面外壳还有一个排气出口，该鼓风机用于从进气开口吸入空气，并从排气出口排出空气；其特征在于所述鼓风机过滤器装置具有设置在所述鼓风机过滤器装置内的所述的基板上并且围绕着所述的鼓风机叶轮用以接收从此处排出的气体的至少一对曲形导向体；借此，相对于不具有曲形导向体的鼓风机过滤器装置而言，所述装置能够以减少的紊流引导空气的流动，从而可使从所述鼓风机过滤器装置发出的噪音降低至最小而不需要与空气流通道接触的传统的隔音材料，而且不会将来自这种隔音材料的污染物通过鼓风机过滤器装置引导入空气流中。
2.如权利要求1所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于所述的曲形导向体是一对具有颈部的气流通道，在该颈部处气流通道的宽度明显减小，以在每个气流通道中产生基本单向的气流。
3.如权利要求1或2所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于设置有至少一对设置在所述鼓风机过滤装置中并在所述曲形导向体的一个出口处的扩散导流板，用于从所述曲形导向体扩散该气流。
4.如权利要求1至3中任一项所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于设置有至少一对设置在所述鼓风机过滤装置中并邻近所述扩散导流板的导向导流板，用于引导所述基板下面的气流。
5.如权利要求4所述的鼓风机过滤器装置，还包括至少一个设置在所述基板的下侧的V形导流板，用于均匀地分布气流；该空气的流动，相对于不具有曲形导向体、一对扩散导流板、一对导向导流板和一个V形导流板的鼓风机过滤器装置而言，能够以减少的紊流被引导。
6.如权利要求1至5中任一项所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于所述的曲形导向体用多个夹子与所述基板连接。
7.如权利要求1至6中任一项中所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于所述扩散导流板相对于所述侧面外壳的表面设置成30°和60°之间的角度。
8.如权利要求7所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于所述的角度是45°。
9.如权利要求5所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于所述导向导流板的较低边缘基本上是倾斜的。
10.如权利要求5所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于在角落之间的所述导向导流板的较低边缘基本上是直线的。
11.如权利要求1至10中任一项中所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于该曲形导向体基本上是有相对的弯曲端部的S形的。
12.如权利要求11所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于每个曲形导向体的一端的曲率半径大于另一端的曲率半径，以在这一端形成一个扁平的S形。
13.如权利要求3至5中任一项中所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于该扩散导流板是多孔的。
14.如权利要求4至5中任一项中所述的鼓风机过滤器装置，其特征在于该导向导流板是曲线形的。
15.一种鼓风机过滤器装置，包括一个基板，一个连接到所述基板上并具有一个进气开口的顶部外壳，和一个连接到所述顶部外壳用以封闭所述鼓风机过滤器装置的侧面外壳，所述侧面外壳有一个排气出口，一个由该基板支撑的鼓风机叶轮用于从进气开口吸入外部空气，并从排气出口排出空气；其特征在于所述鼓风机过滤器装置具有a.在所述鼓风机过滤器装置内的并围绕所述的鼓风机叶轮的至少一对几何导向体，用以接收从鼓风机叶轮排出的气体，并将空气经气流通道以最小的紊流量导向外部出口；借此，b.与不具有几何导向体的鼓风机过滤器装置相比，该空气流具有减少的紊流；和c.可使从所述鼓风机过滤器装置发出噪音降低至最小而不需要与空气流通道接触的传统的隔音材料，而且不会将来自这种隔音材料的污染物通过鼓风机过滤器装置引导入空气流中。
全文摘要
本发明是一种几何导向体和导流板系统，用以在平稳地将气流分布到鼓风机过滤器装置的出口之前引导和扩散由鼓风机叶轮吸入的外部空气。该装置不仅可减少鼓风机过滤器装置中的紊流并使压力损失最小化，也可在从同一系统中排放时保持空气分布的均匀性。再者，所实现的本发明，其尺寸同该鼓风机叶轮的尺寸基本相近。因此，甚至在的清洁室的天花板高度低的情况下，本发明也可使鼓风机过滤器装置所产生的噪音最小化。
文档编号F04D29/42GK1447031SQ0212266
公开日2003年10月8日 申请日期1997年9月3日 优先权日1997年9月3日
发明者李荣唐 申请人:协同工业有限公司