Фен для волос
Фен для волос содержит корпус с воздуховодом, имеющим, по существу, цилиндрическую форму, вентилятор, расположенный в воздуховоде, мотор для вращения вентилятора и нагревательный элемент. Вентилятор представляет собой вентилятор центробежного типа, содержащий вал вращения, круглый диск, расположенный перпендикулярно к центральной оси вала вращения, и множество лопастей, каждая из которых расположена, по существу, перпендикулярно к круглому диску и изогнута относительно радиальной линии, проходящей через центральную ось вала вращения. Наружный диаметр D1 вентилятора и внутренний диаметр D2 воздуховыпускного отверстия в воздуховоде выбираются таким образом, чтобы величина соотношения D1/D2 находилась в интервале от больше или равно 1,0 до меньше или равно 1,45 (1,0≤D1/D2≤1,45). Изобретение обеспечивает сильный воздушный поток постоянного объема без увеличения нагрузки на электродвигатель. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к конфигурации вентилятора и воздуховода фена для волос.
В фенах для волос большой мощности, например в фенах для профессионального использования, желательно создать сильный воздушный поток за счет уменьшения площади поперечного сечения воздуховыпускного отверстия. Однако при уменьшении площади поперечного сечения воздуховыпускного отверстия увеличиваются потери давления воздушного потока, что требует, в свою очередь, увеличения выходной мощности вентилятора. В условиях большой потери давления в основном используются вентиляторы центробежного типа, что отражено в патенте №2001-204537, опубликованном в Японии.
Как было указано выше, при уменьшении площади поперечного сечения воздуховыпускного отверстия возрастают потери давления, что требует увеличения числа оборотов электродвигателя, либо увеличения наружного диаметра вентилятора. Однако увеличение числа оборотов электродвигателя, либо увеличение наружного диаметра вентилятора приводит к увеличению нагрузки на электродвигатель, в связи с чем существует предел увеличения наружного диаметра вентилятора или числа оборотов электродвигателя. Следовательно, желательно разработать воздуховод, способный обеспечивать постоянный объем воздушного потока без увеличения нагрузки на электродвигатель.
Задача данного изобретения состоит в создании фена для волос, способного обеспечивать сильный воздушный поток постоянного объема не за счет увеличения количества оборотов электродвигателя или увеличения наружного диаметра вентилятора, а за счет уменьшения потерь давления в воздуховоде.
Фен для волос в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения содержит корпус с воздуховодом, по существу, цилиндрической формы, вентилятор, расположенный в воздуховоде, электродвигатель, приводящий в движение вентилятор, и нагревающий элемент. Вентилятор фена представляет собой вентилятор центробежного типа, содержащий вращающийся вал, круглый диск, расположенный, по существу, перпендикулярно центральной оси вала вращения, и множество лопастей, каждая из которых расположена, по существу, перпендикулярно к круглому диску и изогнута относительно радиальной линии, проходящей через центральную ось вала вращения. Если наружный диаметр вентилятора обозначить как D1, а внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия в воздуховоде корпуса обозначить как D2, то величина соотношения D1/D2 находится в интервале от больше или равно 1.0 до меньше или равно 1.45 (1.0≤D1/D2≤1.45).
Кроме того, если внутренний диаметр воздуховода в месте установки вентилятора обозначить как D3, то желательно, чтобы величина соотношения D1/D3 находилась в интервале от больше или равно 0.1 до меньше или равно 0.75 (0.6≤D1/D3≤0.75).
В случае увеличения наружного диаметра D1 вентилятора (либо значения D1/D2) увеличивается объем воздуха, всасываемого при одном обороте вентилятора, и соответственно возрастает объем воздушного потока. Однако коэффициент сужения канала воздушного потока по мере его прохождения в воздуховоде корпуса от зоны вентилятора до воздуховыпускного отверстия увеличивается, что приводит к тому, что потеря давления в воздуховоде возрастает. Таким образом, даже значительное увеличение наружного диаметра D1 вентилятора не является эффективным решением проблемы, поэтому оптимальным значением соотношения D1/D2 является величина, равная, либо меньшая 1.45. Кроме того, в случае, если наружный диаметр D1 вентилятора окажется меньше внутреннего диаметра D2 воздуховыпускного отверстия (т.е. D1/D2<1.0), произойдет потеря давления из-за расширения канала воздушного потока в воздуховоде. Таким образом, желательно, чтобы значение D1/D2 равнялось или было больше 1.0. Как указывалось выше, выбрав оптимальное соотношение наружного диаметра D1 вентилятора и внутреннего диаметра D2 воздуховыпускного отверстия воздуховода фена так, чтобы это соотношение находилось в диапазоне от не менее 1.0 до не более 1.45, можно увеличить объем воздушного потока, вырабатываемого феном, даже при использовании обычного вентилятора или мотора за счет уменьшения потерь давления в воздуховоде.
Когда зазор между внешним диаметром D1 вентилятора и внутренним диаметром D3 воздуховода в месте установки вентилятора увеличивается, или, другими словами, величина соотношения D1/D3 уменьшается, формирование воздушного потока в направлении, параллельном вращательному валу вентилятора, становится затруднительной. Когда значение D1/D3 оказывается меньше 0.6, величина максимальной производительности вентилятора внезапно падает. И, наоборот, когда зазор между наружным диаметром D1 вентилятора и внутренним диаметром D3 воздуховода в месте установки вентилятора уменьшается, или, иными словами, значение D1/D3 увеличивается, становится затруднительным использовать центробежную силу вентилятора, и величина максимальной производительности вентилятора уменьшается. Когда значение D1/D3 становится больше, чем 0.75, значение максимальной производительности вентилятора внезапно падает. Как указано выше, при соблюдении соотношения D1/D3 в интервале от больше или равно 0.6 до меньше, либо равно 0.75, где D1 - наружный диаметр вентилятора, а D3 - внутренний диаметр воздуховода фена в месте установки вентилятора, производительность вентилятора (выходная мощность вентилятора/электродвигателя) даже при использовании обычного вентилятора и электродвигателя фена может быть максимизирована.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан вид в разрезе фена для волос, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан вид спереди вентилятора, используемого в рассматриваемом фене для волос.
На фиг.3 представлена диаграмма, иллюстрирующая взаимосвязь между соотношением D1/D2, где D1 - наружный диаметр вентилятора, a D2 - внутренний диаметр выпускного отверстия воздуховода, и потерями давления.
На фиг.4 представлена диаграмма для определения потерь давления в фене.
На фиг.5 представлена диаграмма, иллюстрирующая взаимосвязь между соотношением D1/D3 и максимальной производительностью вентилятора, при этом D1 - наружный диаметр вентилятора, а D3 - внутренний диаметр воздуховода в месте установки вентилятора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРА РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фен для волос, выполненный в соответствии с одним из примеров реализации настоящего изобретения, описан со ссылками на приложенные фигуры. На фиг.1 изображено устройство фена 1 для волос, выполненного в соответствии с данным примером реализации изобретения. Корпус 2 фена 1 для волос содержит воздуховод 3, по существу, цилиндрической формы и ручку 4, которая выполнена, по существу, перпендикулярно к указанному воздуховоду 3. Фен 1 для волос содержит также нагревательный элемент 5, вентилятор 6 и электродвигатель 7 для вращения вентилятора 6, установленные внутри воздуховода 3, решетки 10 и 11, установленные на впускном отверстии 8 и выпускном отверстии 9 воздуховода 3 и предназначенные для предотвращения попадания в воздуховод 3 посторонних предметов, переключатель 12 режимов, расположенный на ручке 4, и съемная насадка 13, прикрепленная к воздуховыпускному отверстию 9. Вентилятор 6 установлен в той части устройства, где находится впускное отверстие 8 для воздуха.
На фиг.2 изображен вентилятор 6 на виде спереди. Вентилятор 6 относится к вентиляторам центробежного типа, обычно используемым в случаях, когда предполагаются значительные потери давления. Вентилятор 6 содержит вращательный вал 61, круглый диск 62, расположенный, по существу, перпендикулярно к центральной оси вращательного вала 61, и множество лопастей 63, каждая из которых расположена, по существу, перпендикулярно к круглому диску 62 и изогнута в определенном направлении от радиальной линии, проходящей через центральную ось вала 61 вращения. Круглый диск 62 на участке от оси 61 вращения до наружной периферической части диска может быть слегка наклонен в сторону выхода воздушного потока, как показано на Фиг.1. Если взять две смежные лопасти 63, то эти лопасти выполнены таким образом, что расстояние между ними постепенно увеличивается на участке от оси 61 вращения к наружной периферической части круглого диска 62.
Фиг.3 иллюстрирует взаимосвязь между отношением D1/D2 и потерями давления в фене для волос, где D1 - наружный диаметр вентилятора 6, а D2 - внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия 9 в воздуховоде 3 корпуса 2 фена. По оси абсцисс на фиг.3 отложены значения соотношения D1/D2, где D1 - наружный диаметр вентилятора 6, а D2 - внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия 9, а по оси ординат - значения потери давления в фене для волос. Понятие «внутренний диаметр D2 воздуховыпускного отверстия 9» обозначает не внутренний диаметр установленного внутри корпуса 2 объекта, например нагревательного элемента 5, а внутренний диаметр корпуса 2, образующего воздуховыпускное отверстие 9 в положении со снятой насадкой 13. Понятие же «наружный диаметр D1 вентилятора» относится не к диаметру круглого диска 61, а к диаметру лопастей 63, определяемому наиболее выступающими наружу частями лопастей 63.
Как видно из фиг.3, в случаях, когда величина соотношения D1/D2 оказывается в интервале от 1.0 до 1.45, потери давления в фене для волос достигают минимального значения, а в случаях, когда соотношение D1/D2 оказывается меньше 1.0, либо больше 1.45, имеется тенденция к увеличению потерь давления. Если принять число оборотов электродвигателя 7 за постоянную величину, то получается, что в результате увеличения наружного диаметра D1 вентилятора 6 (или при увеличении соотношения D1/D2) возрастает объем воздуха, нагнетаемого за один оборот вентилятора 6, и, таким образом, увеличивается объем воздушного потока. Однако коэффициент сужения канала воздушного потока в воздуховоде 3 корпуса 2 на участке от вентилятора 6 до воздуховыпускного отверстия 9 становится слишком большим, так что потери давления в воздуховоде 3 возрастают. Таким образом, значительное увеличение наружного диаметра D1 вентилятора 6 не дает эффекта. Кроме того, если наружный диаметр D1 вентилятора 6 меньше внутреннего диаметра D2 воздуховыпускного отверстия 9, то есть величина соотношения D1/D2 меньше 1.0, то возникают потери давления из-за расширения канала воздушного потока в воздуховоде 3. Таким образом, выбрав сочетание величин наружного диаметра D1 вентилятора 6 и внутреннего диаметра D2 воздуховыпускного отверстия 9 в воздуховоде 3 корпуса 2 так, чтобы значение D1/D2 находилось в интервале от больше или равно 1.0 до меньше, либо равно 1.45, можно увеличить объем создаваемого феном 1 воздушного потока при использовании того же самого вентилятора 6 и того же самого электродвигателя 7 обычного фена для волос, лишь за счет уменьшения потерь давления в воздуховоде 3.
На Фиг.4 показан график, иллюстрирующий потери давления в фене для волос. По оси абсцисс отложены значения объема воздушного потока, вырабатываемого при одном обороте вентилятора, а по оси ординат - значения давления воздушного потока. Характеристическая кривая, обозначенная как PQ, отражает PQ-параметр вентилятора, характеризующий производительность вентилятора. Анализируя характер кривой PQ, можно отметить прямую зависимость между увеличением объема воздушного потока и падением давления. В свою очередь, кривая PL отражает потери давления, показывая зависимость между объемом воздушного потока и потерями давления, связанными с воздуховодом и расположенными внутри него объектами. В целом, можно отметить, что чем больше объем воздушного потока, тем значительнее потери давления. Точка Р пересечения кривой PQ и кривой PL потерь давления соответствует значению потерь давления рассматриваемого фена для волос. В случае, если в зависимости от конфигурации воздуховода, либо от наличия установленных в нем устройств потери давления уменьшаются, то угол наклона характеристической кривой, отражающей потери давления, становится менее резким, а точка Р пересечения кривых перемещается правее по графику, то есть значение давления в точке Р падает, а объем воздушного потока возрастает.
На фиг.5 показана зависимость между соотношением D1/D3 и максимальной производительностью вентилятора, где D1 - наружный диаметр вентилятора 6, a D3 - внутренний диаметр воздуховода 3 в месте установки вентилятора 6. Как видно из фиг.5, максимальное значение наблюдается при величине соотношения D1/D3 в районе 0.6, причем при уменьшении величины ниже 0.6, либо при увеличении выше 0.75 максимальная производительность вентилятора резко падает. Причина этого явления заключается в следующем. Когда зазор между наружным диаметром D1 вентилятора 6 и внутренним диаметром D3 воздуховода 3 в месте установки вентилятора 6 увеличивается, либо, другими словами, уменьшается соотношение D1/D3, то затрудняется формирование воздушного потока в направлении, параллельном оси вала 61 вращения. Альтернативно, в случае, если зазор между наружным диаметром D1 вентилятора 6 и внутренним диаметром D3 воздуховода 3 в месте установки вентилятора 6 становится меньше, или, другими словами, увеличивается соотношение D1/D3, то центробежная сила вентилятора 6 не может быть использована в полной мере, в связи с чем производительность вентилятора падает. Таким образом, при соблюдении величины соотношения D1/D3 в интервале от больше или равно 0.6 до меньше или равно 0.75, где D1 наружный диаметр вентилятора 6, a D3 - внутренний диаметр воздуховода 3 корпуса 2 в месте установки вентилятора 6, производительность вентилятора (выходная мощность вентилятора/электродвигателя) может достигать максимального значения даже при использовании такого же вентилятора 6 и такого же электродвигателя 7, какие применяются в обычном фене для волос.
Как было указано выше, при соблюдении величины соотношения D1/D2 в интервале от больше или равно 1.0 до меньше или равно 1.45, где D1 - наружный диаметр вентилятора 6, a D2 - внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия в воздуховоде 3 корпуса 2, возможно увеличение объема воздушного потока, вырабатываемого феном 1, при использовании вентилятора 6 и электродвигателя 7, применяемых в обычном фене для волос, лишь за счет уменьшения потерь давления в воздуховоде 3. Кроме того, при соблюдении величины соотношения D1/D3 в интервале от больше или равно 0.6 до меньше или равно 0.75, где D1 - наружный диаметр вентилятора, а D3 - внутренний диаметр воздуховода 3 в месте установки вентилятора 6, может быть достигнута максимальная производительность вентилятора (выходная мощность вентилятора/ электродвигателя) даже при использовании того же самого вентилятора 6 и того же самого электродвигателя 7, какие применяются в обычном фене для волос. В результате, может быть предложен фен для волос, вырабатывающий сильный воздушный поток постоянного объема, что достигается не за счет увеличения количества оборотов электродвигателя или увеличения наружного диаметра вентилятора, а за счет уменьшения потерь давления в воздуховоде.
1. Фен (1) для волос, содержащий корпус (2) с воздуховодом (3), имеющим по существу цилиндрическую форму, вентилятор (6), расположенный в воздуховоде (3), мотор (7) для вращения вентилятора (6) и нагреватель (5), причем вентилятор (6) представляет собой вентилятор центробежного типа, содержащий вал (61) вращения, круглый диск (62), расположенный по существу перпендикулярно к центральной оси вала (61) вращения, и множество лопастей (63), каждая из которых расположена по существу перпендикулярно к круглому диску (62) и изогнута относительно радиальной линии, проходящей через центральную ось вала (61) вращения, при этом, если наружный диаметр вентилятора (6) обозначить как D1, а внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия (9) в воздуховоде (3) корпуса (2) обозначить как D2, то значение соотношения D1/D2 больше или равно 1,0 и меньше или равно 1,45 (1,0≤D1/D2≤1,45).
2. Фен для волос по п.1, в котором, если внутренний диаметр воздуховода (3) в месте установки вентилятора (6) обозначить как D3, то значение соотношения D1/D3 больше или равно 0,1 и меньше или равно 0,75 (0,6≤D1/D3≤0,75).
3. Фен для волос по п.1 или 2, в котором круглый диск (62) вентилятора (6) на участке от оси вращения до периферической части выполнен слегка отклоненным в сторону выхода воздушного потока.
4. Фен для волос по п.1 или 2, в котором две смежные лопасти (63) вентилятора (6) выполнены таким образом, что расстояние между ними постепенно увеличивается по мере удаления от внутренней части, расположенной ближе к оси вращения, к наружной периферической части круглого диска (62).
