CN112032103A - 叶轮、送风装置以及吸尘器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供叶轮、送风装置以及吸尘器。叶轮能够绕着上下延伸的中心轴线旋转。叶轮具有：基座部，其随着朝向下方而向径向外侧扩展；多个第1叶片，它们在所述基座部的上表面沿周向排列，该第1叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸；以及多个第2叶片，它们配置在沿周向相邻的所述第1叶片的周向之间，该第2叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸。所述第2叶片的径向外端配置在比沿周向相邻的所述第1叶片的径向外端的周向中间靠周向一侧的位置。

Description

叶轮、送风装置以及吸尘器
技术领域
本发明涉及叶轮、送风装置以及吸尘器。
背景技术
作为现有的叶轮，公知有如下的叶轮：该叶轮配置于电动送风装置，叶轮的比速度Ns(min-1、m3/min、m基准)＝转速N×√(流量Q)÷扬程H3/4＝不足1200，叶轮的入口面积大于叶轮的出口面积(日本公开公报特开2016-133105号公报)。
在现有的叶轮中，根据上述结构，在叶轮的出口将流体的动能转换为静压，由此能够提高效率。
然而，在现有的叶轮中，要求进一步提高送风效率。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供能够进一步提高送风效率的叶轮。
本发明的例示的实施方式的叶轮能够绕着上下延伸的中心轴线旋转。叶轮具有：基座部，其随着朝向下方而向径向外侧扩展；多个第1叶片，它们在所述基座部的上表面沿周向排列，该第1叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸；以及多个第2叶片，它们配置在沿周向相邻的所述第1叶片的周向之间，该第2叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸。所述第2叶片的径向外端配置在比沿周向相邻的所述第1叶片的径向外端的周向中间靠周向一侧的位置。
本发明的例示的实施方式的送风装置具有上述的叶轮。
本发明的例示的实施方式的吸尘器具有上述的送风装置。
根据本发明的例示的实施方式的叶轮、送风装置以及吸尘器，能够进一步提高送风效率。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是本发明的例示的实施方式的吸尘器的立体图。
图2是本发明的例示的实施方式的送风装置的立体图。
图3是本发明的例示的实施方式的送风装置的纵剖视图。
图4是本发明的例示的实施方式的叶轮的立体图。
图5是本发明的例示的实施方式的叶轮的主视图。
图6是本发明的例示的实施方式的叶轮的俯视图。
图7是本发明的例示的实施方式的叶轮的纵剖视图。
图8是本发明的例示的实施方式的叶轮的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的例示的实施方式进行说明。另外，在本说明书中，将送风装置B的中心轴线J延伸的方向称为“上下方向”或“轴向”，将与送风装置B的中心轴线J垂直的方向称为“径向”，将沿着以送风装置B的中心轴线J作为中心的圆弧的方向称为“周向”。但是，上述的“上下方向”并不限定实际组装于设备时的送风装置B的方向。另外，在附图中，为了方便，有时尺寸等附图的记载内容与实际的构造不同。而且，在附图中，为了方便，有时省略阴影线。另外，在本说明书中，“上下方向”、“轴向”、“径向”、“周向”等单词不是严格地指这些方向，也包含从这些方向稍微倾斜的方向。
并且，在本说明书中，在吸尘器A中，将接近地面F的方向设为“下方”、并且将远离地面F的方向设为“上方”而对各部分的形状和位置关系进行说明。另外，这些方向仅是为了说明而使用的名称，并不限定实际的位置关系和方向。
对本发明的例示的实施方式的吸尘器A进行说明。图1是本发明的例示的实施方式的吸尘器A的立体图。吸尘器A是所谓的杆型电吸尘器，具有在下表面和上表面分别构成有吸气部103和排气部104的箱体102。从箱体102的背面导出电源线(未图示)。电源线与在房间的侧壁面上设置的电源插座(未图示)连接，向吸尘器A提供电力。另外，吸尘器A也可以是所谓机器人型、卧型或者手持型的电吸尘器。
在箱体102内形成有连结吸气部103和排气部104的空气通路(未图示)。在空气通路内，从上游侧朝向下游侧依次配置有集尘部(未图示)、过滤器(未图示)以及送风装置B。送风装置B具有后述的叶轮2。在空气通路内流通的空气所包含的灰尘等垃圾被过滤器捕集，并被收集于形成为容器状的集尘部内。集尘部和过滤器构成为能够相对于箱体102装卸。
在箱体102的上部设置有把持部105和操作部106。使用者能够把持着把持部105而使吸尘器A移动。操作部106具有多个按钮106a，通过操作按钮106a而进行吸尘器A的动作设定。例如，通过操作按钮106a来指示送风装置B的驱动开始、驱动停止以及转速的变更等。吸气部103与棒状的抽吸管107的下游端(在图中为上端)连接。抽吸嘴108以能够相对于抽吸管107装卸的方式安装于抽吸管107的上游端。地面F上的垃圾通过抽吸嘴108而被吸入抽吸管107内。吸尘器A具有后述的送风装置B。由此，能够提高搭载于吸尘器A的送风装置B的送风效率。
图2是本发明的例示的实施方式的送风装置B的立体图，图3是本发明的例示的实施方式的送风装置B的纵剖视图。图3是沿着图2中的假想截面A-A的纵剖视图。
如图2和图3所示，送风装置B具有马达1、叶轮2以及壳体3。马达1是所谓的内转子型的马达。
马达1具有定子11、转子12、马达壳体13、轴承14以及基板15。转子12能够绕着上下延伸的中心轴线J旋转，与定子11在径向上对置。马达壳体13包围定子11和转子12的至少一部分。
定子11具有定子铁芯111、绝缘件112以及线圈113。定子铁芯111由磁性材料构成，具有环状的铁芯背部和从铁芯背部向径向内侧延伸的齿部。齿部的至少一部分被绝缘件112包围。线圈113是通过将导线隔着绝缘件112卷绕于齿部而形成的。
转子12具有轴121、磁铁122、上间隔件123以及下间隔件124。轴121沿着中心轴线J配置。磁铁122固定于轴121，与齿部的径向内端部在径向上对置。上间隔件123和下间隔件124分别固定于轴121。磁铁122的上表面与上间隔件123的下表面接触，磁铁122的下表面与下间隔件124的上表面接触。磁铁122通过被上间隔件123和下间隔件124在轴向上夹着而被固定。
马达壳体13具有上马达壳体131、下马达壳体132以及固定部件133。下马达壳体132配置在比上马达壳体131靠下方的位置。上马达壳体131和下马达壳体132分别包围定子11和转子12的至少一部分。定子铁芯111、上马达壳体131以及下马达壳体132通过固定部件133而固定起来。在本实施方式中，固定部件133是螺钉。
轴承14由上轴承141和下轴承142构成。上轴承141和下轴承142分别固定于上马达壳体131和下马达壳体132，对轴121进行支承使其能够绕着中心轴线J旋转。
基板15配置在比定子铁芯111靠下方的位置。在基板15的上表面上配置有电子部件151。电子部件151例如是电容器或FET等。基板15通过固定部件152而固定于下马达壳体132。
叶轮2具有基座部21、第1叶片22以及第2叶片23。叶轮2固定于轴121。在基座部21的下表面配置有向下方延伸的筒状的轮毂211。在轮毂211构成有向上方凹陷的凹部，以轴121的上端部插入于该凹部内的状态进行固定。由此，叶轮2能够与轴121为一体地绕着中心轴线J旋转。即，叶轮2能够绕着上下延伸的中心轴线J旋转。
壳体3具有叶轮罩31、外壳体32以及内壳体33。叶轮罩31包围叶轮2的上方和径向外侧的至少一部分。在叶轮罩31的中央构成有在轴向上开口的吸气口311。叶轮罩31具有：曲面部312，其随着朝向下方而向径向外侧延伸；以及筒状部313，其从曲面部的径向外缘向下方延伸。
外壳体32是沿轴向延伸的筒状的部位。外壳体32的上端部与筒状部313固定起来。外壳体32的下端部固定于下马达外壳132。内壳体33配置于外壳体32的径向内侧。内壳体33具有：顶板部331，其配置于基座部21的下方，在与中心轴线J交叉的方向上扩展；以及筒状的筒状部332，其从顶板部的径向外缘向下方延伸。在外壳体32的径向内表面与筒状部332的径向外表面的径向之间构成了流路。
从吸气口311被抽吸到叶轮罩31内的气体借助叶轮2而朝向下方并且径向外侧排出，在外壳体32与筒状部332之间的流路中向下方流动，沿着下马达外壳132的径向内表面流动，然后排出到送风装置B的外部空间。送风装置B具有叶轮2。由此，送风装置B的送风效率提高。
图4是本发明的例示的实施方式的叶轮2的立体图，图5是本发明的例示的实施方式的叶轮2的主视图，图6是本发明的例示的实施方式的叶轮2的俯视图，图7是本发明的例示的实施方式的叶轮2的纵剖视图，图8是本发明的例示的实施方式的叶轮2的立体图。图4是从上方观察叶轮2的立体图，图8是从下方观察叶轮2的立体图。另外，图7是用图6中的假想截面B-B来切断叶轮的情况下的纵剖视图。
以下，参照图4至图8，对叶轮2的构造进行详细说明。叶轮2是所谓的斜流型的立体叶轮。叶轮2能够绕着上下延伸的中心轴线J旋转。叶轮2具有基座部21、多个第1叶片22以及多个第2叶片23。第1叶片22是所谓的主叶片，第2叶片23是所谓的辅助叶片。基座部21随着朝向下方而向径向外侧扩展。如图7和图8所示，在基座部21的下表面的中央部形成有向下方延伸的筒状的轮毂211。在比轮毂211靠径向外侧的位置，基座部21的轴向上的厚度大致恒定。由此，在比轮毂211靠径向外侧的位置，在基座部21的下方，构成了向上方凹陷的凹部212。
参照图4至图8，多个第1叶片22在基座部21的上表面沿周向排列。多个第1叶片22随着朝向上方而向周向C一侧延伸。这里，周向C一侧是叶轮2的旋转方向前方，周向C另一侧是叶轮2的旋转方向后方。第1叶片22的径向内缘221随着朝向径向外侧而向上方延伸。由此，第1叶片22的面积变大，因此送风效率提高。即，例如，与径向内缘221沿着与中心轴线J垂直的平面向径向外侧延伸的情况相比，第1叶片22的压力面的面积变大，因此送风效率提高。如图5所示，径向内缘221沿着基座部21的上表面的法线方向延伸。
如图6所示，俯视时，第1叶片22的径向内缘221沿着从中心轴线J呈放射状延伸的假想线L配置。即，径向内缘221沿径向延伸。由此，能够扩大由相邻的第1叶片22的径向内缘221的周向C之间构成的空间的面积，因此送风效率提高。例如，与俯视时径向内缘随着朝向径向外侧而向周向C一侧弯曲的情况相比，在具有上述特征的叶轮2中，能够扩大由沿周向C相邻的径向内缘221的周向C之间构成的空间的面积。
第1叶片22的径向外缘223随着朝向径向外侧而向上方延伸。由此，第1叶片22的面积变大，因此送风效率提高。即，例如，与径向外缘沿着与中心轴线J平行的方向向上方延伸的情况相比，第1叶片22的压力面的面积变大，因此送风效率提高。如图5所示，径向外缘223沿着基座部21的上表面的法线方向延伸。
如图4和图5所示，第1叶片的上缘不是具有恒定的曲率半径，而是曲率半径根据第1叶片22的上缘226的部位而不同。更具体地说，当从径向外侧观察第1叶片22时，第1叶片22的上缘226的上部是向周向C另一侧凸出的曲面，第1叶片22的上缘226的下部是向周向C一侧凸出的曲面。即，当从径向外侧观察第1叶片22时，上缘226的上部以向周向C另一侧鼓出的方式弯曲，上缘226的下部以向周向C一侧鼓出的方式弯曲。由此，在第1叶片22的上部，能够沿着向周向C另一侧凸出的曲面抽吸气体，能够提高吸气效率。另外，在第1叶片22的下部，能够沿着向周向C一侧凸出的曲面将气体向径向外侧并且下方排出，送风效率提高。
多个第2叶片23配置在沿周向C相邻的第1叶片22的周向之间。多个第2叶片23随着朝向上方而向周向C一侧延伸。第2叶片23的径向内缘231随着朝向径向外侧而向上方延伸。由此，第2叶片23面积变大，因此送风效率提高。即，例如，与径向内缘231沿着与中心轴线J垂直的平面向径向外侧延伸的情况相比，第2叶片23的压力面的面积变大，因此送风效率提高。
俯视时，第2叶片23的径向内缘231随着朝向径向外侧而配置于周向C一侧。在本实施方式中，径向内缘231是沿着与基座部21的法线方向相比向周向C一侧倾斜的方向延伸的线段状的部位。由此，第2叶片23的面积变大，因此送风效率提高。即，例如，与径向内缘231沿着基座部21的法线方向延伸的情况相比，第2叶片23的压力面的面积变大，因此送风效率提高。
俯视时，至少一个第2叶片23的径向内缘231的径向外端237配置在假想线L上。更具体地说，与某第1叶片22的周向C一侧相邻的第2叶片23的径向内缘231的径向外端237配置在连结中心轴线J和该第1叶片22的径向内缘221的假想线L上。由此，径向内缘231的径向外端237配置在与第1叶片22的径向内缘221重叠的假想线L上，因此气体在第2叶片23的压力面侧和负压面侧双方顺畅地流动，因此送风效率提高。另外，在本实施方式中，与所有第1叶片22的周向C一侧相邻的第2叶片23的径向内缘231的径向外端237配置在连结中心轴线J和位于于各个第2叶片23的周向C另一侧的第1叶片22的径向内缘221的假想线L上。另外，在本实施方式中，径向内缘231的径向外端237与第2叶片23的上端232是同一部位。
第2叶片23的径向外缘233随着朝向径向外侧而向上方延伸。由此，第2叶片23的面积变大，因此送风效率提高。即，例如，与径向外缘233沿着与中心轴线J平行的方向向上方延伸的情况相比，第2叶片23的压力面的面积变大，因此送风效率提高。如图5所示，径向外缘233沿着基座部21的上表面的法线方向延伸。
如图4和图5所示，当从径向外侧观察第2叶片23时，第2叶片23的上缘236是向周向C一侧凸出的曲面。即，当从径向外侧观察第2叶片23时，上缘236以向周向C一侧鼓出的方式弯曲。由此，能够沿着第2叶片23的向周向C一侧凸出的曲面将气体向径向外侧并且下方排出，送风效率提高。另外，与第1叶片22不同，第2叶片23的上缘236是整体向周向C一侧凸出的曲面。在本实施方式中，第2叶片23的长度方向上的长度比第1叶片22的长度方向上的长度短。但是，由于在第2叶片的上缘236没有形成向周向C另一侧凸出的曲面，从而在第2叶片23的正压面侧没有形成凹凸，因此能够抑制在第2叶片23的正压面侧流动的气体从正压面剥离、产生涡流。
如图4至图6所示，第2叶片23的径向外端234配置在比沿周向C相邻的第1叶片22的径向外端224的周向C中间24靠周向C一侧的位置。由此，叶轮2的送风效率提高。即，在本实施方式的叶轮2中，例如，与第2叶片23的径向外端234配置在沿周向C相邻的第1叶片22的径向外端224的周向C中间附近的情况相比，送风效率提高。在本实施方式中，某第2叶片23的径向外端234和与该第2叶片23的周向C另一侧相邻的第1叶片22的径向外端224之间的周向C上的长度是该第2叶片23的径向外端234和与该第2叶片23的周向C一侧相邻的第1叶片22的径向外端224之间的周向上的长度的大约2倍。
在本实施方式中，第1叶片22的径向外端224沿周向C等间隔地配置。另外，第2叶片23的径向外端234也沿周向C等间隔地配置。由此，叶轮2的旋转平衡提高。由此，即使在叶轮2高速旋转的情况下，也能够绕着中心轴线J高精度地旋转。
如图6所示，第1叶片22在第1连接区域25与基座部21连接，第2叶片23在第2连接区域26与基座部21连接。在本实施方式中，基座部21是大致圆锥状的部位。由此，第1连接区域25是以形成大致圆锥面的基座部21的上表面作为基准的、与第1叶片22所延伸的部位的边界，第2连接区域26是以该基座部21的上表面作为基准的、与第2叶片23所延伸的部位的边界。
俯视时，第1连接区域25和第2连接区域26的曲率不是恒定的。此外，第1连接区域25的曲率大于第2连接区域26的曲率。更详细地说，俯视时，基座部21与第1叶片22的周向C另一侧的面的第1连接区域25的曲率半径R1的最小值小于基座部21与第2叶片23的周向C另一侧的面的第2连接区域26的曲率半径R2的最小值。由此，能够抑制在第1连接区域25和第2连接区域26附近流动的气体从第1叶片22和第2叶片23的负压面剥离，因此叶轮2的送风效率提高。
如图5所示，在本实施方式中，第1叶片22的下端225和第2叶片23的下端235的轴向位置相同。并且，第2叶片23的轴向长度L2比第1叶片22的轴向长度L1的一半长。换言之，当从径向外侧观察叶轮2时，第2叶片23的上端232配置在比第1叶片22的上端222与第1叶片22的下端225的轴向中点27靠上方的位置。这里，第1叶片22的轴向长度L1是从第1叶片22的下端225到上端222的轴向长度。另外，第2叶片23的轴向长度L2是从第2叶片23的下端235到上端232的轴向长度。由此，能够尽可能地在上方沿着第2叶片23的压力面或负压面引导在沿周向C相邻的第1叶片22的周向C之间流动的气体，因此能够抑制产生紊流。
在本说明书中公开的各种技术特征能够在不脱离其技术创作的主旨的范围内施加各种变更和进行组合。
本发明例如能够用于叶轮。另外，本发明的叶轮也能够用于送风装置或吸尘器。此外，本发明也可以用于其他电气设备。

Claims (15)

1.一种叶轮，其能够绕着上下延伸的中心轴线旋转，
该叶轮具有：
基座部，其随着朝向下方而向径向外侧扩展；
多个第1叶片，它们在所述基座部的上表面沿周向排列，该第1叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸；以及
多个第2叶片，它们配置在沿周向相邻的所述第1叶片的周向之间，该第2叶片随着朝向上方而向周向一侧延伸，
其特征在于，
所述第2叶片的径向外端配置在比沿周向相邻的所述第1叶片的径向外端的周向中间靠周向一侧的位置。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，
所述第1叶片的径向内缘随着朝向径向外侧而向上方延伸。
3.根据权利要求1或2所述的叶轮，其特征在于，
所述第1叶片的径向外缘随着朝向径向外侧而向上方延伸。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
当从径向外侧观察所述第1叶片时，所述第1叶片的上缘的上部是向周向另一侧凸出的曲面，所述第1叶片的上缘的下部是向周向一侧凸出的曲面。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
所述第2叶片的径向内缘随着朝向径向外侧而向上方延伸。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
所述第2叶片的径向外缘随着朝向径向外侧而向上方延伸。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
俯视时，所述第2叶片的径向内缘随着朝向径向外侧而配置于周向一侧。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
当从径向外侧观察所述第2叶片时，所述第2叶片的上缘是向周向一侧凸出的曲面。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
俯视时，所述第1叶片的径向内缘沿着从中心轴线呈放射状延伸的假想线配置。
10.根据权利要求9所述的叶轮，其特征在于，
俯视时，至少一个所述第2叶片的径向内缘的径向外端配置在所述假想线上。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
当从径向外侧观察所述叶轮时，所述第2叶片的上端配置在比所述第1叶片的上端与所述第1叶片的下端的轴向中点靠上方的位置。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
俯视时，所述基座部与所述第1叶片的周向另一侧的面的第1连接区域的曲率半径的最小值小于所述基座部与所述第2叶片的周向另一侧的面的第2连接区域的曲率半径的最小值。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的叶轮，其特征在于，
所述第1叶片的径向外端沿周向等间隔地配置，所述第2叶片的径向外端沿周向等间隔地配置。
14.一种送风装置，其特征在于，
该送风装置具有权利要求1至13中的任意一项所述的叶轮。
15.一种吸尘器，其特征在于，
该吸尘器具有权利要求14所述的送风装置。
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