CN112145458A - 风扇和机电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种风扇和机电设备，该风扇包括：叶轮，其能够围绕中心轴线旋转；叶轮外壳，其容纳叶轮；马达，其位于叶轮的轴向的一侧，马达驱动叶轮旋转；马达外壳，其位于马达的外周，容纳马达；叶轮外壳在中央部设置有吸气口，风扇还包括从吸气口的边缘向径向内侧扩展的预压部件，预压部件包括：位于叶轮的轴向另一侧，并从轴向另一侧按压叶轮的轴向另一侧的端部的按压部；以及连接于按压部的外周和吸气口的边缘之间的至少两个连接部，连接部相对于轴向倾斜设置。根据本申请实施例，能够使用预压部件限制叶轮的轴向移动，并且，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率。

Description

风扇和机电设备

技术领域

本申请涉及机电领域，尤其涉及一种风扇和机电设备。

背景技术

风扇被广泛应用于家电设备、办公自动化设备等，用于促进气体流动。

常见的风扇分为轴流风扇和离心风扇。在轴流风扇中，气体沿扇叶的轴向流过；在离心风扇中，气体沿轴向被吸入叶轮后从圆周方向流出。

相对于轴流风扇，离心风扇占用空间更小，输出风量更大，例如，离心风扇可以被应用于吸尘器、扫地机器人等设备中。

离心风扇在运行过程中，尤其是在高速运行时，叶轮容易产生轴向移动，从而与叶轮外壳接触摩擦，降低离心风扇的使用寿命，例如，叶轮的旋转轴沿上下方向设置的情况下，当气体从吸气口被吸入叶轮时，会向叶轮施加沿轴向向上的作用力，如果该作用力超过叶轮的重力，叶轮会处于上扬状态，从而与叶轮外壳接触摩擦。在不改变电机效率和叶片形状的前提下，为了控制叶轮的轴向移动，需要控制叶轮的转速，所以，风扇的吸风效率很难得到提升。

通常，可以使用磁力装置来抑制叶轮的轴向移动，或者，在旋转轴的外周设置卡环来抑制叶轮的轴向移动。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，现有的抑制叶轮轴向移动的方案存在一些局限性，例如：在使用磁力装置的方案中，需要较大的磁力才能有效地抑制叶轮移动，可实现性较低，且成本较高；在设置卡环的方案中，由于卡环并非耐磨材料，会影响叶轮转动，并且，卡环的机械强度较低，无法长期支撑旋转轴的旋转，容易被损坏从而失去在轴向上的限位效果。

为了解决上述问题中的至少一者，本申请实施例提供一种风扇和机电设备，使用与吸气口连接的预压部件按压叶轮上端部来限制叶轮的轴向移动，并且，预压部件具有相对于轴向倾斜设置的连接部，能够对吸气口附近的气流进行引导，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率。

根据本申请实施例的至少一个方面，提供一种风扇，所述风扇包括：

叶轮，其能够围绕中心轴线旋转；

叶轮外壳，其容纳所述叶轮；

马达，其位于所述叶轮的轴向的一侧，所述马达驱动所述叶轮旋转；

马达外壳，其位于所述马达的外周，容纳所述马达；

所述叶轮外壳在中央部设置有吸气口；

所述风扇还包括从所述吸气口的边缘向径向内侧扩展的预压部件，

所述预压部件包括：

位于所述叶轮的轴向另一侧，并从所述轴向另一侧按压所述叶轮的轴向另一侧的端部的按压部；以及

连接于所述按压部的外周和所述吸气口的边缘之间的至少两个连接部，所述连接部相对于所述轴向倾斜设置。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述按压部的轴向的一侧的端部与所述叶轮的旋转轴的所述轴向另一侧的端部沿轴向对置。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述按压部的轴向的另一侧的端部和轴向的一侧的端部的直径都大于所述按压部的轴向中间部的直径。

根据本申请实施例的至少一个方面，在沿径向分布的各位置上，所述连接部在垂直于所述径向的平面上的投影与所述轴向的夹角随着所述位置与所述吸气口的边缘的径向距离变化而变化。

根据本申请实施例的至少一个方面，在所述位置沿径向变化的整个范围内，所述连接部在垂直于所述径向的平面上的投影与所述轴向的夹角的变化范围是15度。

根据本申请实施例的至少一个方面，在所述叶轮旋转引起气流时，所述连接部的表面引导气流到达所述叶轮旋转方向的前方。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述连接部的面向所述轴向另一侧的表面面向所述叶轮旋转方向。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述预压部件与所述叶轮外壳为一体成型。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述预压部件的轴向的另一侧的端部的位置等于或低于所述叶轮外壳的轴向另一侧的端部的位置。

根据本申请实施例的至少一个方面，所述预压部件的轴向的一侧的端部与所述叶轮的轴向的另一侧的端部之间设置有垫片。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种机电设备，该机电设备具有上述实施例的任一方面所述的风扇。

本申请实施例的有益效果之一在于：使用与吸气口连接的预压部件按压叶轮上端部来限制叶轮的轴向移动，并且，预压部件具有相对于轴向倾斜设置的连接部，能够对吸气口附近的气流进行引导，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的一些实施例，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施例包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请实施例的第一方面的风扇的一个立体示意图；

图2是本申请实施例的第一方面的风扇在从侧面观察时的一个示意图；

图3是图1的一个轴向截面示意图；

图4是本申请实施例的第一方面的叶轮外壳与预压部件的一个分立示意图；

图5是本申请实施例的第一方面的连接部沿径向分布的各位置在垂直于径向的平面A上的投影的一个示意图；

图6是在图4的位置L3处连接部的表面对气流进行引导的一个轴向截面示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的一些实施例，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施例，应了解的是，本申请不限于所描述的实施例，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外，术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外，术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

另外，在本申请实施例的下述说明中，为了说明的方便，将叶轮的中心轴线延伸的方向称为“轴向”；在“轴向”上，从叶轮外壳的吸气口指向叶轮的方向成为“下”方向，与“下”方向相反的方向为“上”方向；将以该中心轴线为中心的半径方向称为“径向”；将围绕该中心轴线的方向称为“周向”。上述对于方向的描述只是为了说明方便，并不用于限定本申请的离心风扇在制造和使用时的方向。

此外，在本申请实施例中，虽然记载了“吸气口”和“排气口”，但是，本申请实施例的离心风扇不限于使气体流动的应用场景，其它的流体，例如液体等，也能够从“吸气口”流入壳体内部并从“排气口”流出壳体。

实施例的第一方面

本申请实施例的第一方面提供一种风扇。

图1是本申请实施例的第一方面的风扇在从上侧观察时的一个立体示意图，图2是本申请实施例的第一方面的风扇在从侧面观察时的示意图，图3是图1的一个轴向截面示意图，其中，图3的左半部分区域(中心轴线C的左侧)示出了叶轮没有沿轴向向上移动时的情况，图3的右半部分区域(中心轴线C的右侧)示出了叶轮沿轴向向上移动时的情况。

如图1、图2和图3所示，风扇1包括：叶轮11，叶轮外壳12，马达13(图2、图3所示)以及马达外壳14。

在至少一个实施例中，叶轮11能够围绕中心轴线C旋转；马达13可以位于叶轮11的轴向的一侧，例如，马达13位于叶轮11的下侧，马达13能够驱动叶轮11旋转；叶轮外壳12可以位于叶轮11的外周，用于容纳叶轮11；马达外壳14可以位于马达13的外周，用于容纳马达13。

如图1、图2和图3所示，叶轮外壳12的中央部可以设置有吸气口121。气体可以通过该吸气口121进入叶轮外壳12的内部。如图1和图2所示，该吸气口121可以具有沿轴向向上延伸的壁部1211。此外，本实施例可以不限于此，该吸气口121也可以不具有壁部1211。

如图1和图3所示，风扇1还可以包括预压部件15。预压部件15可以从吸气口121的边缘121a向径向内侧扩展。

如图1和图3所示，预压部件15可以包括：按压部151和连接部152。其中，按压部151位于叶轮11的轴向上侧，并从轴向上侧按压叶轮11的轴向上端部；连接部152的数量为至少两个，各连接部152连接于按压部151的外周和吸气口121的边缘121a之间。

如图3的右半部分区域所示，在叶轮11旋转从而沿轴向向上移动了一定距离的情况下，预压部件15的按压部151在轴向上阻挡叶轮11的旋转轴111，从而限制了叶轮11向上移动的距离。

如图1所示，在至少一个实施例中，连接部152的相对于中心轴C的方向倾斜设置。

根据本申请实施例的第一方面，使用与吸气口连接的预压部件按压叶轮上端部来限制叶轮的轴向移动，并且，预压部件具有相对于轴向倾斜设置的连接部，能够对吸气口附近的气流进行引导，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率。

在至少一个实施例中，沿轴向观察时，按压部151与叶轮11的旋转轴111至少部分地重叠，由此，按压部151能够限制叶轮11的旋转轴111在轴向上的移动。

例如，如图3所示，按压部151的下端部151a与叶轮11的旋转轴111的上端部111a可以沿轴向对置。

如图3所示，按压部151的下端部151a与叶轮11的旋转轴111的上端部111a之间可以设置有垫片16，由此，当叶轮11沿轴向向上移动时，按压部151的下端部151a与叶轮11的旋转轴111的上端部111a可以通过垫片来抵接，避免影响叶轮的转动。其中，垫片16可以由耐磨材料制成，由此，可以延长旋转轴111和按压部151的使用寿命。此外，在按压部151的下端部151a与叶轮11的旋转轴111的上端部111a都涂覆有耐磨材料层的情况下，也可以不设置垫片16。

在至少一个实施例中，如图3所示，按压部151的轴向的下端部151a的直径D1和轴向的上端部151b的直径D2都大于按压部151的轴向中间部的直径D3。其中，下端部151a的直径D1较大，能够增加按压部151的强度；上端部151b的直径D2较大，有利于连接部152和按压部151的连接处的应力均匀分布；按压部151的轴向中间部的直径D3较小，能够减少对吸气口121中的气流的阻挡。

图4是叶轮外壳与预压部件的一个分立示意图。如图4所示，连接部152的表面1521可以相对于中心轴C的延伸方向倾斜设置，其中，连接部152的表面1521可以是曲面、平面、或曲面和平面组合成的面。由此，能够对吸气口121附近的气流进行引导，避免影响吸气量。

在至少一个实施例中，连接部152可以形成为静翼的形状。图5是连接部152沿径向分布的各位置在垂直于径向的平面A上的投影的一个示意图。如图4和图5所示，在连接部152的沿径向分布的各位置(例如，位置L1，L2，L3)上，连接部152在垂直于径向的平面A(如图5所示)上的投影T(例如，投影T1，T2，T3)与中心轴线C的夹角α(例如，夹角α1，α2，α3)随着该位置与吸气口121的边缘121a在径向上的距离变化而变化。其中，夹角α可以被视为连接部152沿径向分布的各位置相对于中心轴线C的扭转角。

在至少一个实施例中，连接部152沿径向分布的各位置在沿径向变化的整个范围内，连接部152在垂直于径向的平面A上的投影T与中心轴线C的夹角α的变化范围是15度，即，连接部152的径向内端的扭转角与径向外端的扭转角的差为15度。由此，能够最大程度地提高吸风的效率。此外，在叶轮11的不同转速下，上述夹角α的变化范围可以是其它的角度，例如，30度，45度等。

在至少一个实施例中，在叶轮11旋转引起气流时，连接部152的表面能够引导气流到达叶轮11的旋转方向的前方。

图6是在图4的位置L3处连接部的表面对气流进行引导的一个轴向截面示意图。如图6所示，叶轮11的旋转方向与图4所示相同；在位置L3处，连接部152的表面1521与中心轴线C的夹角为α3，并且，表面1521面向轴向上方以及叶轮11旋转方向。在吸气口附近，气体在轴向上向下流动，与连接部152的表面1521接触，从而被表面1521引导为与连接部152的表面1521平行，并被引导到叶轮11的旋转方向的前方。

在至少一个实施例中，连接部152相对于轴向倾斜，与连接部152相对于轴向平行的情况相比，本申请实施例能够避免连接部152对吸气口的气流产生不良影响，因而能防止吸风效率降低。

在至少一个实施例中，预压部件15与叶轮外壳12可以为一体成型，由此，能够提高预压部件15与叶轮外壳12的连接强度，并且降低成本。此外，预压部件15与叶轮外壳12也可以分别成型，二者之间通过连接部件(未图示)进行连接。

如图3所示，在至少一个实施例中，预压部件15的轴向的上端部15a的位置可以等于或低于叶轮外壳12的轴向上端部12a的位置，由此，减少预压部件15对吸气口121的吸风效率的影响。

如图1所示，在至少一个实施例中，叶轮外壳12和马达外壳14可以共同构成风扇1的壳体10。该壳体10可以具有吸气口121和排气口101，当马达13带动叶轮11旋转时，气体可以从吸气口121进入壳体10的内部，并从排气口101排出壳体10。

根据本申请实施例的第一方面，使用与吸气口连接的预压部件按压叶轮上端部来限制叶轮的轴向移动，并且，预压部件具有相对于轴向倾斜设置的连接部，能够对吸气口附近的气流进行引导，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率。

实施例的第二方面

本申请实施例的第二方面提供一种机电设备，其具有实施例的第一方面所描述的风扇。由于在实施例的第一方面中，已经对该风扇的结构进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。

在至少一个实施例中，该机电设备例如可以是扫地机器人。

根据本申请实施例的第二方面，在机电设备的风扇中设置与吸气口连接的预压部件按压叶轮上端部，由此限制叶轮的轴向移动，降低了噪声，并提高了使用寿命，并且，预压部件具有相对于轴向倾斜设置的连接部，能够对吸气口附近的气流进行引导，避免预压部件影响吸气效果，从而提高吸气效率；进而，该机电设备运行时的噪声被降低，使用寿命延长，并且效率提高。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (11)

1.一种风扇，所述风扇包括：

叶轮，其能够围绕中心轴线旋转；

叶轮外壳，其容纳所述叶轮；

马达，其位于所述叶轮的轴向的一侧，所述马达驱动所述叶轮旋转；

马达外壳，其位于所述马达的外周，容纳所述马达；

所述叶轮外壳在中央部设置有吸气口，

其特征在于，

所述风扇还包括从所述吸气口的边缘向径向内侧扩展的预压部件，

所述预压部件包括：

位于所述叶轮的轴向另一侧，并从所述轴向另一侧按压所述叶轮的轴向另一侧的端部的按压部；以及

连接于所述按压部的外周和所述吸气口的边缘之间的至少两个连接部，

所述连接部相对于所述轴向倾斜设置。

2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述按压部的轴向的一侧的端部与所述叶轮的旋转轴的所述轴向另一侧的端部沿轴向对置。

3.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述按压部的轴向的另一侧的端部和轴向的一侧的端部的直径都大于所述按压部的轴向中间部的直径。

4.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

在沿径向分布的各位置上，所述连接部在垂直于所述径向的平面上的投影与所述轴向的夹角随着所述位置与所述吸气口的边缘的径向距离变化而变化。

5.如权利要求4所述的风扇，其特征在于，

在所述位置沿径向变化的整个范围内，所述连接部在垂直于所述径向的平面上的投影与所述轴向的夹角的变化范围是15度。

6.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

在所述叶轮旋转引起气流时，所述连接部的表面引导气流到达所述叶轮旋转方向的前方。

7.如权利要求6所述的风扇，其特征在于，

所述连接部的面向所述轴向另一侧的表面面向所述叶轮旋转方向。

8.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述预压部件与所述叶轮外壳为一体成型。

9.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述预压部件的轴向的另一侧的端部的位置等于或低于所述叶轮外壳的轴向另一侧的端部的位置。

10.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述预压部件的轴向的一侧的端部与所述叶轮的轴向的另一侧的端部之间设置有垫片。

11.一种机电设备，其特征在于，所述机电设备具有如所述权利要求1-10中任一项所述的风扇。

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