CN106460867A - 离心式送风机及电动吸尘器 - Google Patents

Abstract

在离心式送风机中，叶轮具有第一侧板、第二侧板及多个叶片。刚从叶轮流出的气流的方向通过转向风路改变为作为叶轮的轴向一侧的出口方向。第一侧板相比于第二侧板靠出口方向的下游侧。叶片的后缘具有位于叶轮在径向上的最外侧的后缘前端且从与第二侧板邻接的部分朝向后缘前端而向叶轮的径向外侧突出。后缘前端的轴向位置相比于第一侧板的外周的轴向位置和第二侧板的外周的轴向位置的中央靠出口方向的下游侧。

Description

离心式送风机及电动吸尘器

技术领域

本发明涉及具有离心式的叶轮的离心式送风机、以及使用其的电动吸尘器。

背景技术

当径向尺寸被限定时，若增大对空气做功的叶轮的直径，则刚从叶轮流出的气流必须向轴向偏斜。以减少由该急剧的偏斜产生的损失为目的，在以往的离心式送风机中，使叶轮的主板的外周部向吹出口所在的轴向弯曲(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平4-164194号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述那样的以往的离心式送风机中，主板的外周部向叶轮的径向外侧延伸，因此对空气做功的叶片在径向上的尺寸比叶轮的直径小，相对于叶轮的尺寸得到的功率变小。另外，由于主板对空气做的功较小，因此使空气的流动方向朝向吹出口的方向的效果也差。

本发明是为了解决上述那样的问题而作出的，其目的在于得到一种离心式送风机及使用其的电动吸尘器，上述离心式送风机能够减少由于改变刚从叶轮流出的气流的方向而带来的损失，并且提高送风效率。

用于解决问题的手段

本发明的离心式送风机具有马达、离心式的叶轮以及形成构件，所述离心式的叶轮具有第一侧板、第二侧板以及多个叶片，并且由马达驱动，所述第二侧板与第一侧板相向，所述多个叶片保持于第一侧板与第二侧板之间，所述形成构件覆盖叶轮的外周而形成用于使刚从叶轮流出的气流的方向改变为作为叶轮的轴向一侧的出口方向的转向风路，第一侧板相比于第二侧板位于出口方向的下游侧，叶片具有位于叶轮的径向的外侧端部的后缘，后缘具有位于叶轮的径向的最外侧的后缘前端，且从与第二侧板邻接的部分朝向后缘前端而向叶轮的径向外侧突出，后缘前端的轴向位置相比于第一侧板的外周的轴向位置和第二侧板的外周的轴向位置的中央靠出口方向的下游侧。

发明的效果

本发明的离心式送风机由于叶片的后缘的形状成为从与第二侧板邻接的部分朝向后缘前端而向叶轮的径向外侧突出的形状，且后缘前端的轴向位置相比于第一侧板的外周的轴向位置和第二侧板的外周的轴向位置的中央靠出口方向的下游侧，因此能够减少由于改变刚从叶轮流出的气流的方向而带来的损失，并且提高送风效率。

附图说明

图1是沿着本发明的实施方式1中的离心式送风机的轴线的剖视图。

图2是表示图1的叶轮的立体图。

图3是用于说明实施方式1的叶轮的外周形状的特征的图1的局部放大图。

图4是用于说明实施方式1的叶轮和转向风路的关系、以及转向风路的形状的特征的图1的局部放大图。

图5是表示内置有图1的离心式送风机的电动吸尘器的结构图。

具体实施方式

以下，关于用于实施本发明的方式，参照附图进行说明。

实施方式1.

图1是沿着本发明的实施方式1中的离心式送风机的轴线的剖视图(通过旋转轴的平面(子午面)的剖视图)。图1所示的箭头表示该截面处的空气的流动的方向。

马达1具有马达主体2以及从马达主体2突出的输出轴3。叶轮4固定于输出轴3，并且由马达1驱动而以旋转轴5为中心进行旋转。旋转轴5与输出轴3的轴线一致。

这里，将与旋转轴5平行的方向称为轴向，将从旋转轴5离开的方向称为径向。因此，在图1中，上下方向成为轴向，左右方向成为径向。

叶轮4为离心式(离心方式)，具有第一侧板6、第二侧板7以及多个叶片8，所述第二侧板7与第一侧板6相向，所述多个叶片8被夹持在第一侧板6和第二侧板7之间。

在该例中，第一侧板6连结于输出轴3。另外，第二侧板7的中央设置有用于将外部空气吸入至叶轮4的吸入口7a。相对于此，也可以将第二侧板7连结于输出轴3，在第一侧板6设置吸入口。

马达主体2的叶轮4侧的端部固定有内侧框架9。内侧框架9的外周部形成有内侧框架圆筒部9a。

叶轮4及内侧框架9的径向外侧配置有形成构件(转向风路形成构件)10。形成构件10覆盖叶轮4及内侧框架9的外周。另外，形成构件10在叶轮4及内侧框架9的径向外侧形成有转向风路11，该转向风路11用于使刚从叶轮4流出的气流的方向改变为作为叶轮4的轴向一侧的出口方向。

出口方向是由转向风路11导向的气流的方向，并且在图1中为下方向。第一侧板6相比于第二侧板7位于出口方向的下游侧。

图2是表示图1的叶轮4的立体图。图2所示的箭头为叶轮4的旋转方向。各叶片8倾斜，从而在叶轮4的旋转方向的相反方向上扩大直径。在各叶片8中，将朝向叶轮4的旋转方向的面称为压力面8a，将朝向叶轮4的旋转方向的相反方向的面称为负压面8b。

另外，各叶片8具有后缘8c，所述后缘8c位于叶轮4的径向的外侧端部。后缘8c是连接第一侧板6的外周和第二侧板7的外周的叶片8的边缘。此外，在图1中，将后缘8c作为旋转投影于子午面的线示出。

图3是用于说明实施方式1的叶轮4的外周形状的特征的图1的局部放大图。各后缘8c具有位于叶轮4在径向的最外侧的后缘前端8d。后缘前端8d在后缘8c上成为叶轮4的最大直径的点。

另外，各后缘8c的形状为平滑的曲线，各后缘8c向叶轮4的径向外侧突出，以使突出量从与第一侧板6邻接的部分8e及与第二侧板7邻接的部分8f朝向后缘前端8d连续地变大。

另外，各后缘前端8d的轴向位置相比于第二侧板7的外周的轴向位置靠近第一侧板6的外周的轴向位置。即，各后缘前端8d的轴向位置相比于第一侧板6的外周的轴向位置和第二侧板7的外周的轴向位置的中央(图3的直线L1)靠出口方向的下游侧。

第一侧板6的外周直径(图3的R1)比第二侧板7的外周直径(图3的R2)大。即，第一侧板6的外周相比于第二侧板7的外周位于叶轮的径向的外侧。

图4是用于说明实施方式1的叶轮4和转向风路11的关系、以及转向风路11的形状的特征的图1的局部放大图。转向风路11具有转向部11a以及排出导管部11b，所述转向部11a位于叶轮4的径向外侧，所述排出导管部11b位于转向部11a的下游且沿着出口方向引导气流。排出导管部11b的下游侧端部设置有吹出口11c。

排出导管部11b是形成于内侧框架圆筒部9a和形成构件10之间的风路。另外，与排出导管部11b的旋转轴5正交的截面形状为环状。

后缘前端8d相比于第一侧板6的外周位于叶轮4的径向外侧。即，后缘8c上的叶轮4的最大直径比第一侧板6的外周直径大。

另外，叶轮4旋转时的后缘前端8d的轨迹的直径、即后缘8c上的叶轮4的最大直径比转向部11a和排出导管部11b的连接面12处的排出导管部11b的内径大而比外径小。

在图4中，若设第一侧板6的外周直径为R1，设转向部11a和排出导管部11b的连接面12处的排出导管部11b的内径为R3，设外径为R4，设在后缘8c上的叶轮4的最大直径为RP，则R1<RP且R3<RP<R4。

转向部11a的出口方向的下游侧变宽，上流侧变窄。即，轴向位置与第一侧板6的外周为相同位置处的形成构件10的内径(图4的点Q1的径向尺寸R5)比轴向位置与第二侧板7的外周为相同位置处的形成构件10的内径(图4的点Q2的径向尺寸R6)大(R5>R6)。这样，转向部11a的内壁面以朝向出口方向的下游侧而内径变大的方式倾斜。

排出导管部11b在周向上互相隔开间隔地配置有多个静叶片13，所述多个静叶片13使从叶轮4流出并流入排出导管部11b后的气流的旋转速度分量减少而进行静压恢复。

接着，对动作进行说明。叶轮4通过马达1的作用而与输出轴3一起旋转。叶轮4内的空气被叶片8的压力面8a挤压而朝向叶轮4的径向外侧。由此，在叶轮4的中央部压力变小，从吸入口7a向叶轮4内供给外部空气。

朝向径向外侧的叶轮4内的空气从由第一侧板6的外周、第二侧板7的外周以及叶片8的后缘8c构成的叶轮4的流出口向叶轮4外流出，并流入转向风路11的转向部11a。

从叶轮4流出的空气在转向部11a处向出口方向急剧地改变方向。向出口方向改变方向后的空气通过排出导管部11b而从吹出口11c向外部排出。

在转向部11a处，为了使气流的径向分量向轴向偏斜时产生的损失减少，只要使转向风路11的径向尺寸变大，使偏斜的曲率直径变大即可。然而，在该情况下，由于送风机整体的尺寸变大，因此在对送风机尺寸有限制的情况下不能选择这种方法。另外，若使叶轮4的直径变小，则不能得到必需的功率。

对此，在实施方式1的离心式送风机中，通过上述那样的结构，在被限定的径向尺寸中能够减少使从叶轮4流出的流出气流向轴向改变方向时的偏斜损失，能够相对于必需的功率而减少输入。

以下，关于实施方式1的离心式送风机的叶片8的后缘8c附近处的空气的动作进行详细的说明。在实施方式1的离心式送风机中，后缘前端8d的轴向位置相比于第二侧板7的外周的轴向位置靠近第一侧板6的外周的轴向位置。另外，后缘8c从与第二侧板7邻接的部分8f朝向后缘前端8d而向叶轮4的径向外侧突出。另外，叶片8的负压面8b侧的压力较低而从周围吸入空气。

由于叶片8对空气作用的力随着圆周速度增加而变大，因此在轴向位置相比于第二侧板7的外周靠近第一侧板6的位置产生最大的吸引力。因此，从第二侧板7侧朝向出口方向的力被施加于后缘8c附近的空气。由此，伴随着向转向部11a的内壁的碰撞而产生的压力上升变小，偏斜损失减少。由此，叶轮4的径向外侧处的转向所带来的损失减少，能够得到一种相对于必需的功率而输入较小的高效的离心式送风机。

另外，在实施方式1的离心式送风机中，后缘前端8d相比于第一侧板6的外周位于叶轮4的径向外侧。另外，后缘8c上的叶轮4的最大直径比转向部11a和排出导管部11b的连接面12处的排出导管部11b的内径大而比外径小。

因此，后缘8c的从第一侧板6至后缘前端8d的部分成为在轴向上朝向出口方向的形状，并且与转向部11a和排出导管部11b的连接面12相向。由此，能够从后缘8c的从第一侧板6至后缘前端8d的部分所成的旋转面朝向连接面12使空气流出，能使偏斜损失进一步减少。由此，能够得到更高效的离心式送风机。

并且，在实施方式1的离心式送风机中，第一侧板6的外周直径比第二侧板7的外周直径大。因此，在从叶轮4的径向的第二侧板7的外周至第一侧板6的外周的区域中，第一侧板6侧存在有叶片8，由负压面8b产生的吸引力相对较大。另一方面，第二侧板7侧成为叶片8部分地存在或者不存在的形状，并且由负压面8b产生的吸引力相对较小。

因此，能够得到更大的气流向出口方向的分量，能够使对上述的后缘8c附近的空气提供朝向出口方向的力的作用更大，能够进一步减少偏斜损失。由此，能够得到更高效的离心式送风机。

这里，从叶轮4流出的空气的径向速度分量和旋转速度分量大。另外，由径向速度分量产生的惯性力中增加了由旋转速度分量产生的离心力的、从叶轮4流出的空气被推压到转向部11a的内壁。

相对于此，在实施方式1的离心式送风机中，转向部11a的内壁以如下方式倾斜，即，相对于出口侧的直径，相反侧的直径相对地变小，因此与其倾斜对应地，将空气推压到内壁的力的一部分改变为沿着内壁朝向排出导管部11b的力。

因此，向转向部11a的内壁的碰撞而带来的压力上升变小，能够减少偏斜损失。由此，能够得到更高效的离心式送风机。

并且，在实施方式1的离心式送风机中，从排出导管部11b的连接面12至吹出口11c之间设置有静叶片13。因此，升压能力较高，并且相对于所要的升压能力，能够使叶轮4中的升压比例降低，能够使叶轮4的输入降低。另外，静叶片13在轴向上与叶轮4不重叠，因此即使设置静叶片13也不需要缩小叶轮4的直径。因此，对应于被限定的径向尺寸，能够得到高输出的离心式送风机。

图5是表示内置有实施方式1的离心式送风机的电动吸尘器的结构图。吸尘器主体21收容有与实施方式1相同的离心式送风机22以及集尘箱23。另外，吸尘器主体21通过弯曲自如的软管24连接有棒状的管25。管25的与软管24相反的一侧的端部连接有头部26。

通过驱动离心式送风机22的马达1而产生气流，从而灰尘和空气一起从头部26的吸入口被吸入。被吸入的空气及灰尘通过管25及软管24而被输送至吸尘器主体21内。然后，灰尘在集尘箱23内堆积，空气通过离心式送风机22向吸尘器主体21外排出。

通过使用上述那样的离心式送风机22，能够实现电动吸尘器的高输出化、高效化及小型化。

此外，在上述的例子中，示出了输送空气的离心式送风机，但也可以是输送空气以外的气体的离心式送风机。

另外，后缘前端8d的轴向位置也可以与第一侧板6的外周的轴向位置相同。

并且，本发明的离心式送风机也能够适用于电动吸尘器以外的装置。

附图标记说明

1马达，4叶轮，6第一侧板，7第二侧板，8叶片，8c后缘，8d后缘前端，10形成构件，11转向风路，11a转向部，11b排出导管部，13静叶片，22离心式送风机。

Claims (7)

1.一种离心式送风机，其特征在于，具有：

马达；

离心式的叶轮，所述离心式的叶轮具有第一侧板、第二侧板以及多个叶片，并且由所述马达驱动，所述第二侧板与所述第一侧板相向，所述多个叶片保持于所述第一侧板和所述第二侧板之间；以及

形成构件，所述形成构件覆盖所述叶轮的外周并形成转向风路，所述转向风路用于使刚从所述叶轮流出的气流的方向改变为作为所述叶轮的轴向的一侧的出口方向，

所述第一侧板相比于所述第二侧板位于所述出口方向的下游侧，

所述叶片具有后缘，所述后缘位于所述叶轮的径向的外侧端部，

所述后缘具有位于所述叶轮的径向的最外侧的后缘前端，且从与所述第二侧板邻接的部分朝向所述后缘前端地向所述叶轮的径向外侧突出，

所述后缘前端的轴向位置相比于所述第一侧板的外周的轴向位置和所述第二侧板的外周的轴向位置的中央靠所述出口方向的下游侧。

2.如权利要求1所述的离心式送风机，其特征在于，

所述转向风路具有转向部以及排出导管部，所述转向部位于所述叶轮的径向外侧，所述排出导管部位于所述转向部的下游且沿着所述出口方向引导气流。

3.如权利要求2所述的离心式送风机，其特征在于，

所述后缘前端相比于所述第一侧板的外周位于所述叶轮的径向外侧，

所述叶轮的旋转时的所述后缘前端的轨迹的直径比所述转向部和所述排出导管部的连接面处的所述排出导管部的内径大而比外径小。

4.如权利要求2或3所述的离心式送风机，其特征在于，

所述转向部的内壁面以朝向所述出口方向的下游侧而内径变大的方式倾斜。

5.如权利要求2～4中的任一项所述的离心式送风机，其特征在于，

所述排出导管部配置有静叶片，所述静叶片使气流的旋转速度分量减少而进行静压恢复。

6.如权利要求1～5中的任一项所述的离心式送风机，其特征在于，

所述第一侧板的外周直径比所述第二侧板的外周直径大。

7.一种电动吸尘器，其特征在于，

具有如权利要求1～6中的任一项所述的离心式送风机。