CN112806902A - 电机及吸尘器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机及吸尘器，电机包括壳体、叶轮(30)、扩压器(40)、转子组件(50)和定子组件(60)，电机具有进风口和出风口，进风口设置在壳体上，叶轮(30)和扩压器(40)设置在壳体内，叶轮(30)邻近进风口设置并与转子组件(50)连接，扩压器(40)位于叶轮(30)的下游，定子组件(60)位于扩压器(40)的下游，壳体包括相连接的前壳体(10)和后壳体(20)，前壳体(10)的后内壁和后壳体(20)的前内壁与扩压器(40)之间围成第一风道，第一风道与叶轮(30)的出口、出风口均连通，后内壁的后端的内径尺寸小于等于前内壁的前端的内径尺寸。本发明的技术方案减少能量损失和降低噪音。

Description

电机及吸尘器
技术领域
本发明涉及吸尘设备技术领域，具体涉及一种电机及吸尘器。
背景技术
目前，吸尘器中的电机使用金属壳体，气流通过金属壳体的入口进入，经过叶轮后气流的流速较高且流向为沿壳体的径向向外方向，气流垂直打在壳体的内壁上，然后强制改变流体方向，这样的缺点为：气流直接打在壳体上，造成动能损失，还会引起涡流并产生噪声。
针对上述缺陷，现有技术中提供了一种离心风机，该离心风机包括壳体、叶轮、静叶组件和电机，壳体具有进风口和出风口，叶轮和静叶组件均设在壳体内，叶轮邻近进风口设置，静叶组件位于叶轮的下游，静叶组件与壳体的内壁之间限定出适于气流流动的风道，电机设在静叶组件的下游且与叶轮相连，风道的平行轴线截面(风道的平行轴线截面是指沿经过叶轮的旋转中心轴线的平面剖切风道所得到的截面)呈U形，可以有效地减小气流在风道内流动的过程中产生的损失，且可以降低噪声。壳体包括彼此相连的前盖和后挡板，进风口形成在前盖上且出风口形成在后挡板上，后挡板的前端插入前盖的后端内，前盖的后内壁面的平行轴线截面呈直线形，后挡板的外前端面的平行轴线截面呈弧形，使得后挡板的外前端面和其外周面的连接处形成尖角，气流从前盖的后内壁面流到后挡板的外前端面的过程中会在尖角处发生碰撞，造成能量损失和产生噪声。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电机及吸尘器，以解决现有技术中气流流经前盖的后内壁面和后挡板的外前端面的连接处会发生碰撞造成能量损失和产生噪声的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电机，包括壳体、叶轮、扩压器、转子组件和定子组件，电机具有进风口和出风口，进风口设置在壳体上，叶轮和扩压器设置在壳体内，叶轮邻近进风口设置并与转子组件连接，扩压器位于叶轮的下游，定子组件位于扩压器的下游，壳体包括相连接的前壳体和后壳体，前壳体的后内壁和后壳体的前内壁与扩压器之间围成第一风道，第一风道与叶轮的出口、出风口均连通，后内壁的后端的内径尺寸小于等于前内壁的前端的内径尺寸。
进一步地，第一风道的纵向截面呈U形。
进一步地，前壳体的内壁光滑，以避免气流回流。
进一步地，前壳体的内壁包括依次连接的第一内壁、第二内壁及第三内壁，第一内壁与叶轮对应设置且第一内壁的纵向截面呈朝向叶轮拱起弯曲的弧形，第二内壁和第三内壁与扩压器对应设置，第二内壁的纵向截面呈沿叶轮的径向的直线形，第二内壁的纵向截面呈向远离扩压器的方向拱起弯曲的弧形。
进一步地，第一内壁从叶轮的轴向逐渐向外过渡到第二内壁。
进一步地，前壳体的内壁还包括连接在第三内壁的后端上的第四内壁，第四内壁的纵向截面呈沿叶轮的轴向的直线形，第四内壁与扩压器对应设置，第四内壁形成后内壁的后端。
进一步地，后壳体的内壁包括依次连接的第一内壁段、第二内壁段及第三内壁段，第一内壁段的纵向截面呈沿叶轮的轴向的直线形，第二内壁段的纵向截面呈向远离扩压器的方向拱起弯曲的弧形，第三内壁段的纵向截面呈沿叶轮的径向的直线形，第一内壁段形成前内壁的前端。
进一步地，叶轮的材质为非金属材料。
进一步地，叶轮的材质为PEEK。
进一步地，定子组件位于后壳体内，定子组件和后壳体的内壁之间围成第二风道，第二风道连通第一风道和出风口。
进一步地，定子组件包括骨架及固定在骨架上的铁芯和绕组，铁芯上开设风道孔，风道孔连通第一风道和出风口，和/或，绕组中设有第三风道，第三风道连通第一风道和出风口。
进一步地，定子组件固定在后壳体内或转子组件的固定支架上。
本发明还提供一种吸尘器，包括电机，电机为上述的电机。
本发明技术方案，具有如下优点：前壳体的后内壁和后壳体的前内壁与扩压器之间围成第一风道，第一风道与叶轮的出口、出风口均连通，后内壁的后端的内径尺寸小于等于前内壁的前端的内径尺寸，即前内壁的前端不超出后内壁的后端，使得后内壁和前内壁的连接处不会形成尖角，气流从后内壁流到前内壁的过程中不会发生碰撞，进而减少能量损失和降低噪音，从而保证气流在后内壁和前内壁的连接处尽可能少的产生损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1示出了本发明提供的电机的剖视示意图；
图2示出了图1的电机的A处放大示意图；
图3示出了图1的电机的去掉控制器的右视示意图；
图4示出了本发明提供的吸尘器的机体的剖视示意图。
附图标记说明：
10、前壳体；11、第一内壁；12、第二内壁；13、第三内壁；14、第四内壁；15、第五内壁；16、第五外壁；20、后壳体；21、第一内壁段；22、第二内壁段；23、第三内壁段；24、第四内壁段；25、第五内壁段；26、第六内壁段；30、叶轮；40、扩压器；50、转子组件；51、固定支架；60、定子组件；61、骨架；62、铁芯；621、风道孔；63、绕组；631、第三风道；70、控制器；81、机壳；82、后罩；91、第一减震件；92、第二减震件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1和图2所示，本实施例的电机包括壳体、叶轮30、扩压器40、转子组件50和定子组件60，电机具有进风口和出风口，进风口设置在壳体上，叶轮30和扩压器40设置在壳体内，叶轮30邻近进风口设置并与转子组件50连接，扩压器40位于叶轮30的下游，定子组件60位于扩压器40的下游，壳体包括相连接的前壳体10和后壳体20，前壳体10的后内壁和后壳体20的前内壁与扩压器40之间围成第一风道，第一风道与叶轮30的出口、出风口均连通，后内壁的后端的内径尺寸小于等于前内壁的前端的内径尺寸。其中，前后参照图1中的前后方向。
应用本实施例的电机，前壳体10的后内壁和后壳体20的前内壁与扩压器40之间围成第一风道，第一风道与叶轮30的出口、出风口均连通，后内壁的后端的内径尺寸小于等于前内壁的前端的内径尺寸，即前内壁的前端不超出后内壁的后端，使得后内壁和前内壁的连接处不会形成尖角，气流从后内壁流到前内壁的过程中不会发生碰撞，进而减少能量损失和降低噪音，从而保证气流在后内壁和前内壁的连接处尽可能少的产生损耗。
在本实施例中，第一风道的纵向截面呈U形，其中，第一风道的纵向截面是指沿经过叶轮的轴线的平面剖开第一风道所得到的截面，避免了气流直接垂直的打在壳体上，可以有效地减少气流在第一风道内流动的过程中产生的损失和降低噪声，进而避免产生能量损失、涡流及噪声的情况，也解决了流场发育不充分、吸入效率低等问题。
现有技术中，前盖的内壁的对应于叶轮的出口处的位置处具有台阶，叶轮的外周壁和该台阶之间存在缝隙，气流从叶轮的出口流出时在缝隙处出现回流现象，为了解决该问题，在本实施例中，前壳体10的内壁光滑，可以避免气流回流。具体地，前壳体10的内壁包括依次连接的第一内壁11、第二内壁12及第三内壁13，第一内壁11与叶轮30对应设置且第一内壁11的纵向截面呈朝向叶轮30拱起弯曲的弧形，第二内壁12和第三内壁13与扩压器40对应设置，第二内壁12的纵向截面呈沿叶轮30的径向的直线形，第二内壁12的纵向截面呈向远离扩压器40的方向拱起弯曲的弧形。其中，纵向截面是指沿经过叶轮的轴线的平面剖开前壳体所得到的截面。前壳体的结构简单，便于加工制造，降低成本。
在本实施例中，第一内壁11从叶轮30的轴向逐渐向外过渡到第二内壁12。外部空气从进风口进入前壳体内，在叶轮30和第一内壁11的作用下可以将气流的轴向流动改为径向流动，气流平稳地过渡到第二内壁12和扩压器40之间，再经第三内壁13将气流的径向流动改为轴向流动。
在本实施例中，前壳体10的内壁还包括连接在第三内壁13的后端上的第四内壁14，第四内壁14的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形，第四内壁14与扩压器40对应设置，第四内壁14形成后内壁的后端，第四内壁可以便于与后壳体进行连接，连接简便。
在本实施例中，前壳体10的内壁还包括连接在第一内壁11的前端上的第五内壁15，第五内壁15的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形。前壳体10的外壁包括依次连接的第一外壁、第二外壁、第三外壁、第四外壁及第五外壁16，第一外壁的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形，第二外壁的纵向截面呈朝向叶轮30拱起弯曲的弧形，第一外壁和第二外壁与第五内壁15和第一内壁11对应设置，第三外壁的纵向截面呈沿叶轮30的径向的直线形且与第二内壁12对应设置，第四外壁的纵向截面呈向远离扩压器40的方向拱起弯曲的弧形且与第三内壁13对应设置，第五外壁16的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形且与第四内壁14对应设置。上述结构可以简化前壳体的结构，方便加工制造，降低生产成本。
在本实施例中，后壳体20的内壁包括依次连接的第一内壁段21、第二内壁段22及第三内壁段23，第一内壁段21的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形，第二内壁段22的纵向截面呈向远离扩压器40的方向拱起弯曲的弧形，第三内壁段23的纵向截面呈沿叶轮30的径向的直线形，第一内壁段21形成前内壁的前端，第一内壁段21的内径尺寸大于等于第四内壁14的内径尺寸，气流在第四内壁和第一内壁段21的连接处不会发生碰撞，减少能量损失。在第二内壁段22的作用下，将气流的轴向流动改为径向流动。
在本实施例中，后壳体20的内壁还包括的依次连接的第四内壁段24、第五内壁段25段及第六内壁段26，第四内壁段24连接在第三内壁段23的后端上，第四内壁段24的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形，第五内壁段25段的纵向截面呈沿叶轮30的径向的直线形，第六内壁段26的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形。其中，纵向截面是指沿经过叶轮的轴线的平面剖开后壳体所得到的截面。上述结构使得后壳体的后腔体比较大，便于安装定子组件。第三内壁段23、第四内壁段24及第五内壁段25围成支撑结构，用于支撑其他部件。
在本实施例中，后壳体20的外壁包括依次连接的第一外壁段、第二外壁段及第三外壁段，第一外壁段的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形且与第一内壁段对应设置，第二外壁段的纵向截面呈向远离扩压器40的方向拱起弯曲的弧形且与第二内壁段对应设置，第三外壁段的纵向截面呈沿叶轮30的轴向的直线形且与第四内壁段24和第六内壁段26对应设置。这样使得第三外壁段的外径尺寸小于第一外壁段和第五外壁的外径尺寸，保证电机占用最小的安装空间，并且在电机功率不变情况下尽可能的减小电机体积，增加功率密度。
在本实施例中，前壳体的后端和后壳体的前端插接连接，简化安装，无需考虑安装密闭性。
在本实施例中，叶轮30的材质为非金属材料，气流经过叶轮时降低噪声。具体地，叶轮30的材质为PEEK。
在本实施例中，叶轮30为半开式叶轮且为离心叶轮。在本实施例中，扩压器为叶片式扩压器，使用方便。
在本实施例中，定子组件60位于后壳体20内，定子组件60和后壳体20的内壁之间围成第二风道，第二风道连通第一风道和出风口，气流经过第一风道后进入第二风道，然后从出风口流出，气流不仅可以顺畅地通过后壳体，还可以对后壳体内的零件如定子组件、轴承等进行冷却，避免轴承在高温下失效、永磁体在高温下退磁及绕组等元器件烧毁的情况，保证电机的高效稳定运行。
在本实施例中，如图3所示，定子组件60包括骨架61及固定在骨架61上的铁芯62和绕组63，铁芯62上开设风道孔621，风道孔621连通第一风道和出风口，从第一风道流出的气流的一部分进入风道孔621对铁芯进行散热，进一步降低铁损。绕组63中设有第三风道631，第三风道631连通第一风道和出风口，从第一风道流出的气流的一部分进入第三风道631对绕组进行散热，进一步避免绕组在高温下烧毁的情况。当然，也可以不设置风道孔和第三风道。
在本实施例中，定子组件60设有两个，两个定子组件60相对设置。当然，定子组件个数并不限于此，需要根据具体情况进行调整。
在本实施例中，如图1所示，电机还包括控制器70，控制器70与后壳体的后端之间围成具有出风口的第四风道，使得气流对控制器上的元件如MOS、功率模块、芯片、铜箔等进行散热后流出，避免MOS、功率模块、芯片、铜箔等元器件烧毁的情况。
在本实施例中，如图1和图3所示，定子组件60固定在后壳体20内或转子组件50的固定支架51上。
下面结合图1(图1中箭头方向为气流流动方向)对气流的流动过程进行说明：
转子组件转动带动叶轮旋转，气流经进风口进入前壳体内，经过叶轮后进入扩压器，通过扩压器增压后经前壳体和后壳体之间的连通口进入后壳体，对后壳体内的零件如轴承、绕组、永磁体等进行冷却，然后对控制器上的元件(MOS，功率模块、芯片、铜箔等)进行散热，最后从后壳体和控制器之间围成的出风口流出。
作为可替换的实施方式，前壳体的第四内壁和第五外壁可以不设置，此时第三内壁的后端形成后内壁的后端。
作为可替换的实施方式，前壳体的第二内壁和第三外壁可以不设置，此时第一内壁和第三内壁直接连接，第二外壁和第四外壁直接连接。
作为可替换的实施方式，后壳体的第一内壁段和第一外壁段可以不设置。
本发明还提供了一种吸尘器，包括电机，电机为上述的电机。
在本实施例中，如图4所示，吸尘器还包括机壳81和与机壳81连接的后罩82，机壳81具有前安装口，电机安装在机壳81和后罩82围成的腔体中。
在本实施例中，吸尘器还包括第一减震件91和第二减震件92，第一减震件91套设在第三外壁段上且其外周壁与机壳81的内壁配合，第三外壁段便于安装第一减震件。前壳体10的前端面上设有安装凹槽，第二减震件92套设在第一外壁上且其外端向内弯折后插入安装凹槽中，第二减震件92的外周壁与机壳81的前安装口配合。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：
减少气流动能损失，降低涡流，降低噪声，简化安装，无需考虑安装密闭性，减小电机体积，提高功率密度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种电机，包括壳体、叶轮(30)、扩压器(40)、转子组件(50)和定子组件(60)，所述电机具有进风口和出风口，所述进风口设置在所述壳体上，所述叶轮(30)和所述扩压器(40)设置在所述壳体内，所述叶轮(30)邻近所述进风口设置并与所述转子组件(50)连接，所述扩压器(40)位于所述叶轮(30)的下游，所述定子组件(60)位于所述扩压器(40)的下游，
其特征在于，所述壳体包括相连接的前壳体(10)和后壳体(20)，所述前壳体(10)的后内壁和所述后壳体(20)的前内壁与所述扩压器(40)之间围成第一风道，所述第一风道与所述叶轮(30)的出口、所述出风口均连通，所述后内壁的后端的内径尺寸小于等于所述前内壁的前端的内径尺寸。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一风道的纵向截面呈U形。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述前壳体(10)的内壁光滑，以避免气流回流。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述前壳体(10)的内壁包括依次连接的第一内壁(11)、第二内壁(12)及第三内壁(13)，所述第一内壁(11)与所述叶轮(30)对应设置且所述第一内壁(11)的纵向截面呈朝向所述叶轮(30)拱起弯曲的弧形，所述第二内壁(12)和所述第三内壁(13)与所述扩压器(40)对应设置，所述第二内壁(12)的纵向截面呈沿所述叶轮(30)的径向的直线形，所述第二内壁(12)的纵向截面呈向远离所述扩压器(40)的方向拱起弯曲的弧形。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述第一内壁(11)从所述叶轮(30)的轴向逐渐向外过渡到所述第二内壁(12)。
6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述前壳体(10)的内壁还包括连接在所述第三内壁(13)的后端上的第四内壁(14)，所述第四内壁(14)的纵向截面呈沿所述叶轮(30)的轴向的直线形，所述第四内壁(14)与所述扩压器(40)对应设置，所述第四内壁(14)形成所述后内壁的后端。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述后壳体(20)的内壁包括依次连接的第一内壁段(21)、第二内壁段(22)及第三内壁段(23)，所述第一内壁段(21)的纵向截面呈沿所述叶轮(30)的轴向的直线形，所述第二内壁段(22)的纵向截面呈向远离所述扩压器(40)的方向拱起弯曲的弧形，所述第三内壁段(23)的纵向截面呈沿所述叶轮(30)的径向的直线形，所述第一内壁段(21)形成所述前内壁的前端。
8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述叶轮(30)的材质为非金属材料。
9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述叶轮(30)的材质为PEEK。
10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子组件(60)位于所述后壳体(20)内，所述定子组件(60)和所述后壳体(20)的内壁之间围成第二风道，所述第二风道连通所述第一风道和所述出风口。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述定子组件(60)包括骨架(61)及固定在所述骨架(61)上的铁芯(62)和绕组(63)，所述铁芯(62)上开设风道孔(621)，所述风道孔(621)连通所述第一风道和所述出风口，和/或，所述绕组(63)中设有第三风道(631)，所述第三风道(631)连通所述第一风道和所述出风口。
12.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子组件(60)固定在所述后壳体(20)内或所述转子组件(50)的固定支架(51)上。
13.一种吸尘器，包括电机，其特征在于，所述电机为权利要求1至12中任一项所述的电机。
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