CN112135973B - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机(10)具有：转子组件(12)，其具有用于产生通过压缩机(10)的气流的叶轮(42)；用于使叶轮(42)旋转的定子芯组件(16、18、20、22)；和扩散器组件(28)，其作用于由叶轮(42)产生的气流。扩散器组件(28)具有第一扩散器级(100)和第二扩散器级(200)。第一扩散器级(100)和第二扩散器级(200)是通过紧固件(108)彼此连接的单独的部件。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及一种压缩机，更具体地但非排他地涉及一种用于真空吸尘器的压缩机。
背景技术
真空吸尘器通常包括用于产生抽吸力的压缩机，以使灰尘和碎屑能够从待清洁的表面去除。
人们普遍希望以多种方式来改进压缩机，包括例如尺寸，重量，制造成本，效率，可靠性和噪音。压缩机的改进可以导致真空吸尘器的相应改进，例如包括增加的功率和性能。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种压缩机，该压缩机包括：转子组件，其具有用于产生通过压缩机的气流的叶轮；定子芯组件，用于引起叶轮旋转；以及扩散器组件，用于作用于由叶轮产生的气流，其中，扩散器组件包括第一扩散器级和第二扩散器级，第一扩散器级和第二扩散器级包括通过紧固件彼此连接的单独的部件。
根据本发明的第一方面的压缩机在原理上是有利的，因为扩散器组件包括第一扩散器级和第二扩散器级，第一扩散器级和第二扩散器级包括通过紧固件彼此连接的单独的部件。特别地，与将第一扩散器级和第二扩散器级形成为单个部件的情况相比，将第一扩散器级和第二扩散器级形成为单独的部件可以使第一扩散器级和第二扩散器级包括更复杂的几何形状。例如，与将第一扩散器级和第二扩散器级形成为单个部件的情况相比，将第一扩散器级和第二扩散器级形成为单独的部件可以使每个扩散器级包括更复杂的扩散器叶片几何形状和/或扩散器叶片间距。这可以允许提高压缩机的性能，并且例如可以提供叶轮下游的改善的压力恢复。例如，关于叶片几何形状具有设计自由度还可以使叶片几何形状被设计为提供改善的声学特性。
可以通过单独的模制过程，例如通过单独的注射模制过程来形成第一扩散器级和第二扩散器级。第一扩散器级和第二扩散器级可以包括塑料材料。这可以确保扩散器级以及因此压缩机保持尽可能轻的重量。第一扩散器级和第二扩散器级可包括轴向扩散器级，例如旨在将空气转向轴向方向的扩散器级。扩散器组件可以作用在由叶轮产生的气流上，以将空气转向基本轴向方向，例如基本平行于叶轮的旋转轴线的方向。
第一扩散器级可以包括第一毂、第一外壁以及在第一毂和第一外壁之间延伸的多个第一扩散器叶片，第二扩散器级可以包括第二毂、第二外壁以及在第二毂和第二外壁之间延伸的多个第二扩散器叶片。第一毂和第二毂以及第一外壁和第二外壁可以限定公共流动路径，其中多个第一扩散器叶片和多个第二扩散器叶片限定在公共流动路径内的多个流动通路。
多个流动通路可以沿着第一扩散器级和/或第二扩散器级的长度的至少一部分发散。例如，第一扩散器级和/或第二扩散器级的流动通路的横截面面积可以沿着第一扩散器级和/或第二扩散器级的长度的至少一部分增大。这可能是有益的，因为它可以允许改进的压力恢复和/或可以允许降低使用中通过第一扩散器级和/或第二扩散器级的气流速度。毂可从外壁发散，反之亦然，或者毂和外壁都可以从彼此发散。
第一扩散器级和/或第二扩散器级的多个流动通路可包括阶梯形式。第一毂和/或第二毂可包括进入和/或离开对应的流动通路的台阶。第一外壁和/或第二外壁可包括进入和/或离开对应的流动通路的台阶。这可能是有益的，因为气流分离倾向于在流动通路的边界处发生，例如在毂或外壁处，并且通过引入进入和/或离开流动通路的台阶，可以鼓励分离的气流重新加入通过气流通路的气流主路径。
在第一毂和/或第二毂包括进入对应的流动通路中的台阶的情况下，第一外壁和/或第二外壁可以包括离开对应的流动通路的台阶，反之亦然。因此，可以沿流动通路的长度保持流动通路的横截面积。这可能是有益的，因为它可以在使用中保持所需的压力恢复水平，并且例如相对于具有沿其长度减小的横截面积的流动通路，可以导致降低的空气流速和更好的声学效果。
进入毂的台阶可包括减小毂的直径和/或离开毂的台阶可包括增大毂的直径。进入外壁的台阶可包括减小外壁的厚度，例如不改变外壁的总直径，和/或离开外壁的台阶可包括增加外壁的厚度，例如不改变外壁的总直径。
第一毂和第二毂以及第一外壁和第二外壁可以包括基本圆柱形的整体形式。这可能是有益的，因为基本圆柱形的整体形式可以比例如立方体的整体形式占据更少的空间。公共流动路径可以是基本环形的形式，例如在第一毂和/或第二毂与第一外壁和/或第二外壁之间绕第一毂和/或第二毂延伸。
第一毂可包括基本对应于叶轮的外直径的外直径。这可能是有益的，因为在使用中它可以促进空气从叶轮到公共流动路径的平稳过渡。
紧固件可以在第一毂和第二毂之间延伸，例如在远离第一毂和第二毂的外直径的位置处延伸。这可能是有益的，因为它可以确保将紧固件从公共流动路径中移除，并且可以防止紧固件在使用中干扰通过公共流动路径的气流。这还可以确保第一扩散器级和第二扩散器级具有尽可能小的占地面积，因为不需要例如从外壁径向向外延伸的额外的部件来连接第一扩散器级和第二扩散器级。
紧固件可以包括机械紧固件，例如螺钉或螺栓等。机械紧固件的使用可能优于例如粘合剂的使用，因为使用粘合剂存在在制造过程中粘合剂可能进入公共流动路径的风险。
压缩机可包括多个紧固件，例如在多个位置处在第一和第二毂之间延伸。这可能是有益的，因为它可以比单个紧固件更大程度地抑制第一扩散器级和第二扩散器级的分离。
第一扩散器级可以包括用于接收第二扩散器级的对应的凸起和/或凹部的凹部和/或凸起。第一毂和/或第二毂可以是基本上中空的，并且第二扩散器级和/或第一扩散器级，例如第二毂和/或第一毂，可以包括延伸到第一毂和/或第二毂的中空内部中的定位凸起。这可能是有益的，因为定位凸起可以增加第一扩散器级和第二扩散器级之间的接触表面积，并且例如可以起到使在使用中施加到第一扩散器级和/或第二扩散器级的任何力更均匀地分布的作用。例如，在围绕基本正交于压缩机的纵向轴线的轴线向第一扩散器级和/或第二扩散器级施加弯曲力的情况下，定位凸起可以接触毂的内部以更好地分配所施加的力并防止第一扩散器级和/或第二扩散器级的分离。这还可能是有益的，因为凹部和凸起的组合可以在第一扩散器级和第二扩散器级之间的界面处限定迷宫式密封，从而在使用中防止气流在第一扩散器级和第二扩散器级之间的界面处泄漏。
所述定位凸起可以基本上围绕第二毂和/或第一毂的整个圆周延伸。这可能是有益的，因为其可以最大化第一扩散器级和第二扩散器级之间的接触表面积，并且例如可以起到使在使用中施加到第一扩散器级和/或第二扩散器级的任何力更均匀地分布的作用。这还可能是有益的，因为可以在第一扩散器级和第二扩散器级之间的基本上整个界面周围限定迷宫式密封。
在第一扩散器级和第二扩散器级之间的界面处的第一毂和/或第二毂的表面以及第一外壁和/或第二外壁的表面可以包括倒角或倒圆的边缘。这可能是有益的，因为它可以从公共流动路径去除尖锐的边缘，并因此抑制公共流动路径内的湍流和/或流动分离。
第二扩散器级的外直径可以小于第一扩散器级的外直径。这可能是有益的，因为即使考虑到公差(例如，由于单独的部件的组合而出现的公差叠加)，它也可以确保第二扩散器级不在径向上延伸到第一扩散器级之外，因此可以确保压缩机的径向尺寸不会因设置第二扩散器级而增加。
第一扩散器级可以包括第一防旋转凸起和/或凹部，用于接合第二扩散器级的对应的第二防旋转凹部和/或凸起。这可能是有益的，因为它可以防止在使用中第一扩散器级和第二扩散器级之间的相对旋转。防旋转凸起和/或凹部可以形成在第一扩散器级和/或第二扩散器级的对应毂上。
第二扩散器级可以位于第一扩散器级的下游。压缩机可以包括位于第二扩散器级下游的第三扩散器级，并且可以例如包括任何期望数量的扩散器级，其中附加的扩散器级依次位于先前的扩散器级的下游。扩散器级的分离性质实际上可以提供模块化的扩散器系统，从而使得扩散器级的多种组合能够实现期望的流动结果。
第三扩散器级可以包括与第二扩散器级类似的特征，例如关于允许扩散器级彼此连接的附接特征。第二扩散器级可以包括凹部，例如中空的第二毂，其接收第三扩散器级的定位凸起，反之亦然。第三扩散器级可以通过连接第一扩散器级和第二扩散器级的相同的紧固件连接到第一扩散器级和第二扩散器级。例如，紧固件可以在第一扩散器级和第三扩散器级之间延伸。
压缩机的扩散器级在下文中可被称为相对于相邻扩散器级或相对于整个扩散器级的布置的上游或下游扩散器级。
下游扩散器级可以包括比上游扩散器级更大数量的扩散器叶片。例如，第二扩散器级可以包括比第一扩散器级更大数量的扩散器叶片，和/或第三扩散器级可以包括比第二扩散器级更大数量的扩散器叶片。在当前优选的实施例中，第一扩散器级可以包括11个扩散器叶片，第二扩散器级可以包括19个扩散器叶片，并且第三扩散器级可以包括在25-33范围内的扩散器叶片。在另一个当前优选的实施例中，第一扩散器级可以包括11个扩散器叶片，第二扩散器级可以包括23个扩散器叶片，并且第三扩散器级可以包括23个扩散器叶片。
叶片入口角可以在扩散器级之间变化。下游扩散器级可包括比上游扩散器级更小的叶片入口角。例如，第二扩散器级可以包括比第一扩散器级更小的叶片入口角和/或第三扩散器级可以包括比第二扩散器级更小的叶片入口角。这是有益的，因为扩散器级可以逐渐将气流从叶轮出口处的径向转向到在扩散器级的出口处的轴向方向。叶片入口角可包括在平行于压缩机的中心纵向轴线的线和与在扩散器叶片的前缘处的扩散器叶片的弧形曲线相切的线之间的角度。
叶片出口角可以在扩散器级之间变化。下游扩散器级可包括比上游扩散器级更小的叶片出口角。例如，第二扩散器级可以包括比第一扩散器级小的叶片出口角和/或第三扩散器级可以包括比第二扩散器级小的叶片出口角。这是有益的，因为扩散器级可以逐渐将气流从叶轮出口处的径向转向到在扩散器级的出口处的轴向方向。叶片出口角可以包括在平行于压缩机的中心纵向轴线的线和与在扩散器叶片的后缘处的扩散器叶片的弧形曲线相切的线之间的角度。
上游扩散器级可以包括小于相邻的下游扩散器级的叶片入口角的叶片出口角。例如，第一扩散器级可包括小于第二扩散器级的叶片入口角的叶片出口角和/或第二扩散器级可包括小于第三扩散器级的叶片入口角的叶片出口角。这可能是有益的，因为在到达后缘之前，流动倾向于与叶片分离。因此，相比于例如上游扩散器级的叶片出口角大于或等于相邻的下游扩散器级的叶片入口角的情况，通过使上游扩散器级的叶片出口角小于相邻的下游扩散器级的叶片入口角，离开上游扩散器级的空气可以处于与下游扩散器级的叶片入口角更紧密地匹配的角度。在使用中，当气流从第一扩散器级过渡到第二扩散器级时，这可以防止流动分离。
最下游的扩散器级可包括负叶片出口角。例如，第三扩散器级可包括负叶片出口角。这可能是有益的，因为在到达后缘之前，流动倾向于与叶片分离。因此，通过使最下游的扩散器级包括负叶片出口角，离开最下游的扩散器级的空气可以在基本平行于压缩机的中心纵向轴线的方向上流动，例如在大致轴向方向上，因为叶片在后缘之前可处于平行于压缩机的中心纵向轴线的方向。负叶片出口角可对应于在后缘处与弧形曲线相切的线，该线沿与在前缘处与弧形曲线相切的线的倾斜方向相反的方向倾斜。
第一扩散器级可包括在60-75°范围内的叶片入口角。第一扩散器级可包括在63-75°范围内的叶片入口角。第一扩散器级可包括在64-73°范围内的叶片入口角。第一扩散器级可包括在20-50°范围内的叶片出口角。第一扩散器级可包括在25-47°范围内的叶片出口角。
第二扩散器级可包括在40-60°范围内的叶片入口角。第二扩散器级可包括在46-56°范围内的叶片入口角。第二扩散器级可包括在5-30°范围内的叶片出口角。第二扩散器级可包括在8-26°范围内的叶片出口角。
第三扩散器级可包括在20-30°范围内的叶片入口角。第三扩散器级可包括在24-28°范围内的叶片入口角。第三扩散器级可包括在-10至10°范围内的叶片出口角。第三扩散器级可包括在-7至7°范围内的叶片出口角。
交错角在扩散器级之间变化。下游扩散器级可包括比上游级的交错角更小的交错角。例如，第二扩散器级可以包括小于第一扩散器级的交错角的交错角，和/或第三扩散器级可以包括小于第二扩散器级的交错角的交错角。这是有益的，因为扩散器级可以逐渐将气流从叶轮出口处的径向转向到在扩散器级的出口处的轴向方向。交错角可包括在平行于压缩机的中心纵向轴线的线与在扩散器叶片的前缘和后缘之间延伸的线之间的角度，例如平行于压缩机的中心纵向轴线的线和扩散器叶片的弦之间的角度。
第一扩散器级可以包括在50-65°范围内的交错角。第一扩散器级可以包括在52-63°范围内的交错角。第二扩散器级可以包括在25-45°范围内的交错角。第二扩散器级可以包括在27-40°范围内的交错角。第三扩散器级可包括在15-25°范围内的交错角。第三扩散器级可包括在17-23°范围内的交错角。
最大叶片厚度在扩散器级之间变化。下游扩散器级可包括小于上游扩散器级的最大叶片厚度的最大叶片厚度。例如，第二扩散器级可包括比第一扩散器级更小的最大叶片厚度，和/或第三扩散器级可包括比第二扩散器级更小的最大叶片厚度。
叶片弦长在扩散器级之间变化。例如，第二扩散器级可以包括小于第一扩散器级的弦长的弦长，和/或第三扩散器级可以包括小于第二扩散器级的弦长的弦长。
叶片坚固度在扩散器级之间变化。例如，第二扩散器级可以包括比第一扩散器级更大的叶片坚固度和/或第三扩散器级可以包括比第二扩散器级更低的叶片坚固度。
扩散器级的各个叶片的性质可以在径向方向上变化。例如，扩散器级的每个单独的叶片可包括沿径向方向变化的横截面形状。叶片的以下特性中的任意一个或任意组合均可沿径向方向变化：交错角；叶片入口角；叶片出口角；叶片厚度；弦长；坚固度；前缘扫掠角；后缘扫掠角；毂处的倾斜度；护罩处的倾斜度。
第二和/或第三扩散器级的叶片可以沿着第二和/或第三扩散器级的基本上整个轴向范围延伸，例如，在平行于压缩机的中心纵向轴线的方向上沿基本上整个扩散器级延伸。这可能是有益的，因为它可能会增加引导气流的长度。
叶轮可包括混合流叶轮，例如输出具有轴向和径向分量的空气的叶轮。
扩散器组件可包括轴向扩散器组件，例如旨在将气流从基本径向方向转向到基本轴向方向的扩散器组件。
本发明的扩散器级可以包括模块化性质，例如，其可以使扩散器级的不同构造能够根据压缩机的期望操作特性来组装。
压缩机可以包括用于真空吸尘器的压缩机。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的压缩机的真空吸尘器。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于压缩机的扩散器组件，该扩散器组件包括第一扩散器级和第二扩散器级，其中第一扩散器级和第二扩散器级包括通过紧固件彼此连接的单独的部件。
在适当的情况下，本发明的各方面的优选特征可以等同地应用于本发明的其他方面。
附图说明
为了更好地理解本发明，并更清楚地显示如何实施本发明，现在将通过示例性地参考以下附图来描述本发明：
图1是根据本发明的压缩机的分解透视图。
图2是图1的压缩机的转子组件的分解透视图。
图3是图1的压缩机的定子芯组件的分解透视图。
图4是沿图1的压缩机的中心纵向轴线截取的图1的压缩机的剖视图。
图5a是图1的压缩机的扩散器组件的第一扩散器级的前透视图。
图5b是图1的压缩机的扩散器组件的第一扩散器级的后透视图。
图6a是图1的压缩机的扩散器组件的第二扩散器级的前透视图。
图6b是图1的压缩机的扩散器组件的第二扩散器级的后透视图。
图7a是图1的压缩机的扩散器组件的第三扩散器级的前透视图。
图7b是图1的压缩机的扩散器组件的第三扩散器级的后透视图。
图8是表示图5至图7的扩散器级的叶片的参数的第一表。
图9是表示图5至图7的扩散器级的叶片的参数的第二表。
图10a是沿着图1的压缩机的中心纵向轴线截取的图1的压缩机的扩散器组件的第一剖视图。
图10b是示出图10a的压缩机的扩散器组件的组装的示意性透视图。
图11a是图1的扩散器组件的前视图，其中一部分被移除。
图11b是图1的压缩机的扩散器组件的第二剖视图，对应于图11a中所移除的部分。
图12a是在对应的扩散器级的毂处截取的穿过图1的压缩机的第一、第二和第三扩散器级的叶片组件的示意性剖视图。
图12b是在沿叶片的径向距离的中点处截取的穿过图1的压缩机的第一、第二和第三扩散器级的叶片组件的示意性剖视图。
图12c是在对应的扩散器级的外壁处截取的穿过图1的压缩机的第一、第二和第三扩散器级的叶片组件的示意性剖视图。
图13是表示图1的压缩机的扩散器级的叶片参数的示意图。
图14是图1的压缩机的压力上升相对于流速的曲线图。
图15是图1的压缩机的抽吸力相对于流速的曲线图。
图16是包括图1的压缩机的真空吸尘器的透视图。
图17是与图1的压缩机一起使用的扩散器组件的分解透视图。
图18是表示图17的扩散器级的叶片的参数的第一表。
图19是表示图17的扩散器级的叶片的参数的第二表。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的压缩机10的分解透视图。为了清楚起见，未示出某些部件，例如控制电子设备和外部壳体。压缩机10包括转子组件12、框架14和四个定子芯组件16、18、20和22。当组装压缩机10时，转子组件12位于框架14内并安装到框架14，并且定子芯组件16、18、20、22位于框架14中的相应槽中。例如，定子芯组件16位于框架14中的槽24内。框架14可以是一件式的结构，例如模制为单个物体，并且包括如图4所示的覆盖叶轮42的叶轮护罩26。压缩机10还包括扩散器组件28。
图2示出了转子组件12的分解透视图。转子组件12包括轴30，转子芯永磁体32、第一平衡环34和第二平衡环36安装在轴30上。当组装转子组件12时，一对轴承38、40在芯32和平衡环34、36的两侧安装在轴30上。叶轮42安装在轴30的一端，并且传感器磁体44安装在另一端。
图3示出了定子芯组件50的分解透视图。定子芯组件50可以是图1所示的定子芯组件16、18、20、22中的任何一个。定子芯组件50包括C形定子芯52、第一C形线轴部分54和第二C形线轴部分56。
定子芯52包括背部58、第一臂60和第二臂62。每个臂60、62在定子芯52的外表面上包括相应的突出部64、66。突出部64、66沿着定子芯52的轴向长度延伸。
第一线轴部分54包括限定第一槽68的臂。类似地，第二线轴部分56包括限定第二槽70的臂。线轴部分54、56滑动到定子芯52上，使得在组装时，槽68、70容纳定子芯52的背部。线轴部分54、56具有大体H形的横截面，使得定子绕组(如图1所示)可以围绕组装的定子芯组件中的线轴部分缠绕，并因此围绕定子心52的背部缠绕。
图4示出了组装的压缩机10穿过包括转子组件12的旋转轴线的平面的截面。可以看出，转子组件12的轴承38、40直接安装到框架14并安装在框架内。还示出了定子芯组件16、20插入到它们在框架14中的相应槽中。可以看出，在每个定子芯组件16、18、20、22上，线轴部分54、56包围定子芯52的背部58。
扩散器组件28在图10和11中分别示出，并且包括第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300。每个扩散器级100、200、300是单独的部件，在单独的注射模制过程中分别被模制，其中扩散器级100、200、300通过三个螺钉108连接在一起。
第一扩散器级100位于叶轮42的下游，但是位于第二扩散器级200的上游。第二扩散器级200位于第一扩散器级100的下游，但位于第三扩散器级300的上游。第三扩散器级300位于第二扩散器级200的下游。扩散器级100、200、300的这种布置可以在图4和10中看到。第一扩散器级100可以被称为最上游的扩散器级，并且第三扩散器级300可以被称为最下游的扩散器级。
在图5、6和7中分别可以分别看到第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300。
第一扩散器级100包括第一毂110，第一外壁112和多个第一叶片114。第一扩散器级100在轴向方向(例如，平行于压缩机10的中心纵向轴线的方向)上具有14.9085mm的长度。第一毂110的形状基本上是圆柱形的，并且是基本上中空的，具有封闭的上游端116和开放的下游端118。第一毂110具有基本对应于叶轮42的外直径的外直径，如可从图4看到的。
位于第一毂110的中空内部中的是三个螺钉接收插管120以及初级组的防旋转凸起122。三个螺钉接收插管120的形状和尺寸均设置成接收对应的螺钉108，并且围绕第一毂110均匀地间隔开，例如以120°的间隔间隔开。初级组的防旋转凸起122的形状和尺寸设计成可被接收在第二扩散器级104的第二毂202的对应的次级防旋转凹部216内。
第一外壁112的形状为大致圆柱形，并且围绕第一毂110环形地延伸。多个第一叶片114在第一毂110与第一外壁112之间延伸，并且在相邻叶片114之间限定多个第一流动通路124。在图5a和5b所示的实施例中，多个第一叶片114包括11个叶片。下面将参考图8和9进一步描述多个第一叶片114的几何形状。
第二扩散器级200包括第二毂202、第二外壁204和多个第二叶片206。第二扩散器级200在轴向方向(例如，平行于压缩机10的中心纵向轴线的方向)上具有7.69mm的长度。第二毂202的形状基本上是圆柱形的，并且是基本上中空的，具有封闭的上游端208和开放的下游端210。
第二毂202包括从上游端208直立的环形壁212。环形壁212绕第二毂202的基本整个圆周延伸。环形壁212从第二毂202的圆周向内间隔开，使得第二毂202包括用于接合第一毂110的肩部214。环形壁212的形状和尺寸设计成被接收在第一毂110的中空内部中，即在开放的下游端118中。
环形壁212包括次级防旋转凹部216，次级防旋转凹部的形状和尺寸设计成接收第一毂110的对应的初级防旋转凸起122。第二毂202包括三个螺钉接收通孔218，三个螺钉接收通孔围绕第二毂202均匀地间隔开，例如以120°的间隔间隔开。三个螺钉接收通孔218各自的形状和尺寸设计成接收对应的螺钉108。次级防旋转凹部216可用于恰当地对准第一扩散器级100和第二扩散器级200，从而使螺钉接收插管120与螺钉接收通孔218对准。
第二毂202具有基本对应于第一股110的外直径的外直径，如可从图10看到的。第二外壁204的外直径略小于第一外壁112，例如，如图10a所示。
螺钉接收通孔218延伸穿过整个第二毂202，并且在第二毂202的中空部分中的通孔218周围形成次级螺钉接收插管220，例如形成在第二毂202的开放的下游端210上。次级防旋转凸起222位于第二毂202的中空部分中，并且其形状和尺寸设计成被接收在第三扩散器级300的第三级防旋转凹部316中。
第二外壁204的形状为大致圆柱形，并且围绕第二毂202环形地延伸。多个第二叶片206在第二毂202与第二外壁204之间延伸，并且在相邻叶片206之间限定多个第二流动通路224。在图6a和6b所示的实施例中，多个第二叶片206包括19个叶片。下面将参考图8和9进一步描述多个第二叶片206的几何形状。
第三扩散器级300包括第三毂302、第三外壁304和多个第三叶片306。第三扩散器级300在轴向方向(例如，平行于压缩机10的中心纵向轴线的方向)上具有5.88mm的长度。第三毂302的形状基本上是圆柱形的，并且是基本上中空的，具有封闭的上游端308和开放的下游端310。
封闭的上游端308由圆柱形凸起312和肩部314限定，使得第三扩散器级的整体形式基本上对应于草帽的整体形式，如从图7a中可以看到的。
圆柱形凸起312的形状和尺寸设计成被接收在第二毂202的中空内部中，即被接收在第二毂202的开放的下游端210内。圆柱形凸起包括第三级防旋转凹部316，用于接收第二扩散器级200的次级防旋转凸起222。肩部314的形状和尺寸设定为接合第二毂202，并且肩部314具有基本对应于第二毂202的外直径的外直径。
第三毂302包括三个螺钉接收通孔318，其围绕第三毂302均匀地间隔开，例如以120°的间隔间隔开。三个螺钉接收通孔318各自的形状和尺寸设计成接收对应的螺钉108。第三级防旋转凹部316可用于恰当地对准第二扩散器级200和第三扩散器级300，使得第二毂200的螺钉接收通孔218与第三毂300的螺钉接收通孔318对准。
从图10可以看出，第三毂302的外直径基本上对应于第一毂110的外直径和第二毂203的外直径。
螺钉接收通孔318延伸穿过整个第三毂302，并且第三级螺钉接收插管320围绕第三毂302的中空部分中的通孔318形成，例如形成在第三毂302的开放的下游端310上。当扩散器组件28被组装时，第三级螺钉接收插管320的端面与螺钉108的头部对接。
第三外壁304的形状为大致圆柱形，并且围绕第三毂302环形地延伸。多个第三叶片306在第三毂302与第三外壁304之间延伸，并且在相邻叶片306之间限定多个第三流动通路324。在图7a和7b所示的实施例中，多个第三叶片306包括25个叶片。下面将参考图8和9进一步描述多个第三叶片306的几何形状。
如上所述，每个扩散器级100、200、300是单独的部件，例如在单独的注射模制过程中分别被模制，其中扩散器级100、200、300通过三个螺钉108连接在一起，如图10b所示。在图10和11中示出了穿过包括第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300的扩散器组件28的截面。
一旦扩散器组件28处于组装状态，分别由多个第一叶片114、多个第二叶片206和多个第三叶片306限定的多个第一流动通路124、多个第二流动通路224和多个第三流动通路324共同形成穿过扩散器组件28的公共流动路径，如沿图10中的箭头A所示。如图10a所示，多个第一流动通路124、多个第二流动通路224和多个第三流动通路324各自沿其长度略微发散，并且这可以提供通过流动通路124、224、324的减小的气流速度，这可以提供声学益处。
第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300形成为单独的部件，并且由塑料材料形成。与例如使用单个模制过程将扩散器组件28形成为单个部件的情况相比，这使得多个第一叶片114、多个第二叶片206和多个第三叶片306可以使用更大范围的叶片几何形状。
从图8、9和12中可以看出，多个第一叶片114、多个第二叶片206和多个第三叶片306各自具有沿径向方向变化的横截面形状，每个叶片114、206、306在它们相应的毂110、202、302，外壁112、204、304以及毂110、202、302和外壁112、204、304之间的中点处具有不同的几何形状。可以在图12a、12b和12c中标识不同的横截面面积，其中图12a对应于毂110、202、302处的横截面形状，图12c对应于外壁112、204、304处的横截面形状，图12b对应于在相应的毂110、202、302和外壁112、204、304之间的中点处的横截面。
从图8和9还可以看出，叶片114、206、306的其他几何性质和参数在叶片组之间以及在相应的毂110、202、302和外壁112、204、304之间沿着叶片组114、206、306中的每个叶片在径向方向上变化。
多个第一叶片114在第一毂110处具有57.4°的交错角，在中点处具有54.0°的交错角，并且在第一外壁112处具有53.7°的交错角。此处，交错角被测量为在平行于压缩机10的中心纵向轴线的线与扩散器叶片的弦之间的角度，如图13中的γ所示。
多个第一叶片114在第一毂110处具有64.3°的叶片入口角，在中点处具有64.3°的叶片入口角，并且在第一外壁112处具有64.2°的叶片入口角。叶片入口角在此被测量为在平行于压缩机10的中心纵向轴线的线和与在扩散器叶片的前缘处的扩散器叶片的弧形曲线相切的线之间的角度，如图13中的β1所示。
多个第一叶片114在第一毂110处具有26.2°的叶片出口角，在中点处具有26.5°的叶片出口角，并且在第一外壁112处具有26.2°的叶片出口角。叶片出口角在此被测量为在平行于压缩机的中心纵向轴线的线和与在扩散器叶片的后缘处的扩散器叶片的弧形曲线相切的线之间的角度，如图13中的β2所示。如图13所示，叶片出口角β2是负叶片出口角，并且切线在与包围角度β1的切线相反的方向上倾斜。应当理解，尽管未在图13中示出，但是对于正叶片出口角β2，扩散器叶片的后缘处的切线沿与扩散器叶片的前缘处的切线相同的方向倾斜。
多个第一叶片114的最大叶片厚度为0.0012m，最大厚度位于从前缘起弦长的41.74％处。
多个第一叶片114在第一毂110处的弦长为0.0128m，在中点处的弦长为0.01270m，并且在第一外壁112处的弦长为0.01261m。
多个第一叶片114在第一毂110处的轴向弦长为0.007455m，在中点处的轴向弦长为0.007461m，在第一外壁112处的轴向弦长为0.007466m。
多个第一叶片114在第一毂110处具有1.3的坚固度，在中点处具有1.2的坚固度，并且在第一外壁112处具有1.08的坚固度。
多个第一叶片114在第一毂110处的轴向坚固度为0.76，在中点处的轴向坚固度为0.6922，在第一外壁112处的轴向坚固度为0.64。
多个第一叶片114在前缘具有-7°的扫掠角，在后缘具有0°的扫掠角。多个第一叶片114在第一毂110处具有-8°的倾斜度，并且在第一外壁112处具有8°的倾斜度。
多个第二叶片206在第二毂202处具有39.8°的交错角，在中点处具有33.4°的交错角，并且在第二外壁204处具有34.3°的交错角。
多个第二叶片206在第二毂202处具有48.5°的叶片入口角，在中点处具有48.5°的叶片入口角，并且在第二外壁204处具有47.4°的叶片入口角。
多个第二叶片206在第二毂202处具有25.2°的叶片出口角，在中点处具有18.6°的叶片出口角，并且在第二外壁204处具有20.9°的叶片出口角。
多个第二叶片206的最大叶片厚度为0.00063m，最大厚度位于从前缘起弦长的34.14％处。
多个第二叶片206在第二毂202处的弦长为0.0091m，在中点处的弦长为0.0084m，在第二外壁204处的弦长为0.0085m。
多个第二叶片206在第二毂202处的轴向弦长为0.00698m，在中点处的轴向弦长为0.00698m，在第二外壁204处的轴向弦长为0.00698m。
多个第二叶片206在第二毂202处具有1.6的坚固度，在中点处具有1.3的坚固度，并且在第二外壁204处具有1.2的坚固度。
多个第二叶片206在第二毂202处具有1.2的轴向坚固度，在中点处具有1.1的轴向坚固度，并且在第二外壁204处具有1.0的轴向坚固度。
多个第二叶片206在前缘具有0°的扫掠角，在后缘具有0°的扫掠角。多个第二叶片206在第二毂202处具有1.8°的倾斜度，并且在第二外壁204处具有0.1°的倾斜度。
多个第三叶片306在第三毂302处具有19°的交错角，在中点处具有21.4°的交错角，并且在第三外壁304处具有19.7°的交错角。
多个第三叶片306在第三毂302处具有24.9°的叶片入口角，在中点处具有27.2°的叶片入口角，并且在第三外壁304处具有26.6°的叶片入口角。
多个第三叶片306在第三毂302处具有-5.9°的叶片出口角，在中点处具有0.4°的叶片出口角，并且在第三外壁304处具有-5.3°的叶片出口角。
多个第三叶片306的最大叶片厚度为0.00035m，最大厚度位于从前缘起弦长的39.00％处。
多个第三叶片306在第三毂302处的弦长为0.0037m，在中点处的弦长为0.0038m，在第三外壁304处的弦长为0.0037m。
多个第三叶片306在第三毂302处的轴向弦长为0.0035m，在中点处的轴向弦长为0.0035m，在第三外壁304处的轴向弦长为0.0035m。
多个第三叶片306在第三毂302处具有1.1的坚固度，在中点处具有1.0的坚固度，并且在第三外壁304处具有0.9的坚固度。
多个第三叶片306在第三毂302处具有1.1的轴向坚固度，在中点处具有0.97的轴向坚固度，并且在第三外壁304处具有0.88的轴向坚固度。
多个第三叶片306在前缘具有0°的扫掠角，在后缘具有0°的扫掠角。多个第三叶片306在第三毂302处具有-0.2°的倾斜度，并且在第三外壁304处具有0.5°的倾斜度。
本申请的发明人已经发现，相对于仅使用具有以上所讨论的叶片几何形状的第一扩散器级100，利用包括具有上述叶片几何形状的第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300的扩散器组件28可能是有益的。
特别地，并且如从图14和15中可以看出的，与由线402指示的仅利用扩散器级100的压缩机相比，由线400指示的利用扩散器组件28的压缩机既可以实现更大的压力升高，又可以在给定的流速下实现抽吸力(吸尘功率)的增加。通过将扩散器级100、200、300形成为单独的部件，并用螺钉108连接扩散器级100、200、300，可以实现提供此改进性能的附加扩散器级200、300。
图16示出了包括根据本发明的压缩机10的真空吸尘器500。真空吸尘器500受益于上述抽吸力(吸尘功率)的增加。
与压缩机10一起使用的扩散器组件600的第二实施例在图17中示出，并且包括第一扩散器级700，第二扩散器级800和第三扩散器级900。
第二扩散器组件600的第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900的总体结构与第一扩散器组件28的对应的第一扩散器级100、第二扩散器级200和第三扩散器级300的结构基本相同，因此为了简洁起见，仅描述不同之处。
第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900中的每一个包括毂702、802、902，外壁704、804、904以及在毂702、802、902和外壁704、804、904之间延伸的多个扩散器叶片706、806、906。第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900中的每一个均包括用于接收螺钉108的单个对应的螺钉接收结构708、808、908。螺钉接收结构708、808、908位于第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900的对应毂的中心。
第二扩散器组件600的第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900与第一扩散器组件28的第一扩散器级100、第二扩散器200和第三扩散器300的不同还在于扩散器叶片几何形状。下面参照图18和19描述第一扩散器级700，第二扩散器级800和第三扩散器级900的叶片几何形状。
多个第一叶片706在第一毂702处具有60.2°的交错角，并且在第一外壁704处具有58.2°的交错角。多个第一叶片706在第一毂702处具有70.8°的叶片入口角，并且在第一外壁704处具有72.6°的叶片入口角。多个第一叶片706在第一毂702处具有46.7°的叶片出口角，并且在第一外壁704处具有39.3°的叶片出口角。
多个第一叶片706在第一毂702处具有最大叶片厚度0.000876m，其中最大厚度位于从前缘起弦长的35.0％处。多个第一叶片706在第一外壁704处具有最大叶片厚度0.000875m，最大厚度位于从前缘起弦长的33.7％处。
多个第一叶片706在第一毂702处的弦长为0.0196m，并且在第一外壁704处的弦长为0.0171m。多个第一叶片706在第一毂702处的轴向弦长为0.0097m，在第一外壁708处的轴向弦长为0.0090m。多个第一叶片706在第一毂702处具有1.8的坚固度，并且在第一外壁704处具有1.3的坚固度。多个第一叶片706在第一毂702处的轴向坚固度为0.9，在第一外壁704处的轴向坚固度为0.7。
多个第一叶片114具有25°的扫掠角。多个第一叶片114在第一毂702处具有1.6°的倾斜度，并且在第一外壁704处具有1.6°的倾斜度。
多个第二叶片806在第二毂802处具有33.0°的倾斜度，并且在第二外壁804处具有27.2°的倾斜度。多个第二叶片806在第二毂802处具有54.9°的叶片入口角，并且在第二外壁804处具有49.9°的叶片入口角。多个第二叶片806在第二毂802处具有14.4°的叶片出口角，并且在第二外壁804处具有8.4°的叶片出口角。
多个第二叶片806在第二毂802处具有最大叶片厚度0.000642m，最大厚度位于从前缘起弦长的37.6％处。多个第二叶片806在第二外壁804处具有最大叶片厚度0.000640m，最大厚度位于从前缘起弦长的36.3％处。
多个第二叶片806在第二毂802处具有0.0083m的弦长，并且在第二外壁804处具有0.0078m的弦长。多个第二叶片806在第二毂802处的轴向弦长为0.0070m，在第二外壁804处的轴向弦长为0.0070m。多个第二叶片806在第二毂802处具有1.6的坚固度，并且在第二外壁804处具有1.3的坚固度。多个第二叶片806在第二毂802处具有1.4的轴向坚固度，并且在第二外壁804处具有1.1的轴向坚固度。
多个第二叶片806具有0°的扫掠角。多个第二叶片806在第二毂802处具有-0.1°的倾斜度，并且在第二外壁804处具有-0.1°的倾斜度。
多个第三叶片906在第三毂902处具有17.0°的交错角，并且在第三外壁904处具有17.0°的交错角。多个第三叶片906在第三毂902处具有24.6°的叶片入口角，并且在第三外壁904处具有24.3°的叶片入口角。多个第三叶片906在第三毂902处具有6.5°的叶片出口角，并且在第三外壁904处具有6.8°的叶片出口角。
多个第三叶片906在第三毂902处具有最大叶片厚度0.000642m，最大厚度位于从前缘起弦长的37.6％处。多个第三叶片906在第三外壁904处最大叶片厚度为0.000638m，最大厚度位于从前缘起弦长的36.3％处。
多个第三叶片906在第三毂902处具有0.0063m的弦长，并且在第三外壁904处具有0.0063m的弦长。多个第三叶片906在第三毂902处的轴向弦长为0.0060m，在第三外壁904处的轴向弦长为0.0060m。多个第三叶片906在第三毂902处具有1.2的坚固度，并且在第三外壁904处具有1.0的坚固度。多个第三叶片906在第三毂902处具有1.2的轴向坚固度，并且在第三外壁904处具有1.0的轴向坚固度。
第三多个叶片906具有0°的扫掠角。多个第三叶片906在第三毂902处具有-0.1°的倾斜度，并且在第三外壁904处具有-0.1°的倾斜度。
第一扩散器级700包括11个叶片706，并且具有13mm的轴向长度。第二扩散器级800包括23个叶片806，并且具有8mm的轴向长度。第三扩散器级900包括23个叶片906，并且具有7mm的轴向长度。
如上所述，将第一扩散器级700、第二扩散器级800和第三扩散器级900形成为单独的部件使得能够使用更宽范围的叶片几何形状，这可以提供例如在压力恢复和声学方面的性能益处。

Claims (18)

1.一种压缩机，包括：转子组件，其具有用于产生通过所述压缩机的气流的叶轮；定子芯组件，用于引起所述叶轮旋转；以及扩散器组件，作用于由所述叶轮产生的气流，其中，所述扩散器组件包括第一扩散器级和第二扩散器级，所述第一扩散器级和所述第二扩散器级包括通过紧固件彼此连接的单独的部件，
所述第一扩散器级包括第一毂、第一外壁以及在所述第一毂和所述第一外壁之间延伸的多个第一扩散器叶片，所述第二扩散器级包括第二毂、第二外壁以及在所述第二毂和所述第二外壁之间延伸的多个第二扩散器叶片，
所述紧固件在远离第一毂和第二毂的外直径的位置处在第一毂和第二毂之间延伸。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，
所述第一扩散器级和所述第二扩散器级通过单独的模制过程形成。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其中，
所述第一毂和所述第二毂以及所述第一外壁和所述第二外壁包括基本圆柱形的整体形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第一毂或第二毂中的至少一个是中空的，所述第二毂或所述第一毂中的另一个包括定位凸起，所述定位凸起延伸到所述第一毂或所述第二毂的中空内部中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第二扩散器级的外直径小于所述第一扩散器级的外直径。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第一扩散器级包括第一防旋转凸起和/或凹部，用于接合所述第二扩散器级的对应的第二防旋转凹部和/或凸起。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
与所述第一扩散器级相比，所述第二扩散器级包括更多数量的扩散器叶片。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
扩散器叶片入口角在所述第一扩散器级和所述第二扩散器级之间变化。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
扩散器叶片出口角在所述第一扩散器级和所述第二扩散器级之间变化。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第一扩散器级的扩散器叶片出口角小于所述第二扩散器级的扩散器叶片入口角。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第二扩散器级的交错角小于所述第一扩散器级的交错角。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第一扩散器级的最大扩散器叶片厚度大于所述第二扩散器级的最大扩散器叶片厚度。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第二扩散器级的扩散器叶片弦长小于所述第一扩散器级的扩散器叶片弦长。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述第二扩散器级具有比所述第一扩散器级更大的扩散器叶片坚固度。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述叶轮包括混流叶轮。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，
所述扩散器组件包括第三扩散器级，所述第二扩散器级位于所述第一扩散器级的下游，并且所述第三扩散器级位于所述第二扩散器级的下游。
17.一种真空吸尘器，包括根据前述权利要求中任一项所述的压缩机。
18.一种用于压缩机的扩散器组件，所述扩散器组件包括第一扩散器级和第二扩散器级，其中所述第一扩散器级和所述第二扩散器级包括通过紧固件彼此连接的单独的部件，
所述第一扩散器级包括第一毂、第一外壁以及在所述第一毂和所述第一外壁之间延伸的多个第一扩散器叶片，所述第二扩散器级包括第二毂、第二外壁以及在所述第二毂和所述第二外壁之间延伸的多个第二扩散器叶片，
所述紧固件在远离第一毂和第二毂的外直径的位置处在第一毂和第二毂之间延伸。
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