CN114341503A - 包括设置在空气入口内的导流件的压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机(10)具有定子组件(12)、转子组件(14)和壳体(18)，定子组件(12)和转子组件(14)位于壳体内。壳体(18)具有第一端(76)、第二端(78)以及设置在第一端(76)和第二端(78)之间的空气入口(92)。压缩机(10)具有设置在空气入口(92)内的导流件(100)。导流件(100)配置成在使用中将流过空气入口(92)的空气分成朝向壳体(18)的第一端(76)的第一空气流(118)和朝向壳体(18)的第二端(78)的第二空气流(120)。

Description

包括设置在空气入口内的导流件的压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机和包括这种压缩机的真空吸尘器。
背景技术
通常希望以多种方式改进压缩机，例如真空吸尘器中的压缩机。特别是，在尺寸、重量、制造成本、性能、效率、可靠性和噪声方面可能需要改进。
电动马达面临的最大挑战之一是在使用过程中保持电动马达的部件冷却。在压缩机的情况下，由压缩机产生的空气流可以用来冷却马达的一些部件。然而，通常情况是，通过压缩机的空气流受到限制，且不能有效地流过所有部件。因此，压缩机的效率和性能可能受到少数部件可用的受限冷却的限制。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种压缩机，其包括定子组件、转子组件和壳体，定子组件和转子组件位于壳体内，其中壳体包括第一端、第二端以及设置在第一端和第二端之间的空气入口，压缩机包括设置在空气入口内的导流件，导流件配置成在使用中将流过空气入口的空气分成朝向壳体的第一端的第一空气流和朝向壳体的第二端的第二空气流。
根据本发明第一方面的压缩机可能主要是有利的，因为壳体包括第一端、第二端以及设置在第一端和第二端之间的空气入口，压缩机包括设置在空气入口内的导流件，并且导流件配置成在使用中将流过空气入口的空气分成朝向壳体的第一端的第一空气流和朝向壳体的第二端的第二空气流。
特别地，导流件可以使使用中流过压缩机的空气流能够扩散到壳体的第一端和第二端。这可在包含在壳体内的大量部件上提供增加的空气流，这可导致包含在压缩机的壳体内的部件的增强的冷却，例如诸如轴承和/或磁体和/或电子装置的部件的增强的冷却。这可以使压缩机能够以比例如没有空气引导件的类似压缩机更大的操作功率运行。
此外，导流件可以在压缩机的部件在壳体中的定位方面提供更大的灵活性。例如，由于导流件配置成在使用中将流过空气入口的空气分成朝向壳体第一端的第一空气流和朝向壳体第二端的第二空气流，因此由于冷却空气流存在于壳体的第一端和第二端，所以可以有更大的设计自由度。
导流件可以为进入壳体的空气入口的位置提供更大的灵活性。特别地，由于导流件可用于将空气流转向到壳体的第一端和第二端，所以空气入口可以例如位于远离壳体的第一端和第二端的区域。这可以提供比例如空气入口位于或靠近壳体的一端的压缩机更大的结构刚度。
空气入口可以与壳体的第一和第二端隔开。这可以提供比例如空气入口位于或非常靠近壳体的一端的布置更大的机械强度。
导流件可以配置成使得第一和第二空气流处于大致相反的方向。例如，导流件可以配置成使得第一和第二空气流之间存在倾斜角度。导流件可以配置成使得第一和第二空气流之间的角度大于45°、大于60°或大于90°。
空气入口可以基本正交于使用中穿过壳体的空气流的主要方向。
壳体的第一端可以是封闭的，例如与压缩机的外部环境基本密封。将导流件与第一端封闭的压缩机一起使用可能是有益的，因为导流件可以将第一空气流转向壳体的第一端，否则由于第一端封闭，壳体的第一端不会接收任何空气流。
壳体的第一端可以由压缩机的控制电路封闭。这可能是有益的，因为第一空气流可以流向和/或流过使用中的控制电路的至少一部分，例如下侧，从而为控制电路提供冷却效果。壳体的第一端可以由印刷电路板(PCB)封闭。
转子组件可以包括设置在壳体的第一端内的至少一个磁体，例如传感器磁体等。这可能是有益的，因为磁体可能包括对温度特别敏感的部件。导流件可以将第一空气流转向磁体，这可以为磁体提供冷却效果，从而增加磁体的寿命。至少一个磁体可以设置在壳体的第一端内，使得至少一个磁体至少部分地与空气入口未对准。这可能是有益的，因为磁体可以远离空气入口，但仍通过将第一空气流转向壳体第一端的导流件来接收冷却空气流。至少一个磁体可以设置在壳体的第一端内，使得至少一个磁体在压缩机的轴向方向上至少部分地与空气入口未对准。例如，至少一个磁体可以从空气入口轴向偏移，使得至少一个磁体的主体在轴向方向上从空气入口偏移。
转子组件可以包括叶轮，并且叶轮可以例如设置在壳体的第二端内。叶轮可以配置成在使用中产生穿过壳体的空气流。使用中穿过壳体的空气流的主要方向可以是朝向壳体的第二端。使用中穿过壳体的空气流的主要方向可以是朝向叶轮，例如沿着从壳体第一端延伸到壳体第二端的主轴线。主轴线可以基本正交于壳体的第一和/或第二端。
第二空气流可以在朝向叶轮的方向上，第一空气流可以在远离叶轮的方向上。第一空气流在使用中到达壳体的第一端之后，第一空气流可以转向壳体的第二端，例如通过叶轮的作用转向壳体的第二端。
转子组件可以包括轴，其具有设置在壳体的相应第一和第二端中的第一和第二端。空气入口可以配置成使得空气在使用中沿基本正交于轴的方向进入空气入口。使用中的第一空气流可被引向轴的第一端，使用中的第二空气流可被引向轴的第二端。空气入口可以位于轴的第一和第二端之间。叶轮可以位于轴的第二端。主轴线可以基本平行于轴。
壳体总体上可以是基本圆柱形的，并且空气入口可以位于壳体的弯曲表面上。这可能是有益的，因为相对于例如空气入口位于壳体一端的布置，这可以使得空气入口的位置具有更大的灵活性。
导流件可以成形为产生第一和/或第二空气流。例如，导流件可以包括成形为产生第一空气流的引导表面。
导流件可以设置在空气入口内，以便限定第一和第二入口孔。第一入口孔可以至少部分地被将空气流引导至壳体第一端的导流件的引导表面堵塞。第二入口孔可以基本没有堵塞。
引导表面可以朝向壳体的第一端成角度。引导表面可以相对于壳体倾斜地成角度，例如相对于壳体的弯曲表面倾斜地成角度。引导表面可以相对于壳体的内部弯曲表面倾斜地成角度。
导流件可以至少部分地设置在空气入口内。例如，导流件的至少一部分可以延伸到壳体的内部。引导表面可以延伸到壳体的内部。引导表面可以在壳体的内部内轴向延伸，例如朝向壳体的第一端。引导表面可以轴向延伸经过空气入口的周边边缘，例如轴向经过空气入口的周边边缘进入壳体的内部并朝向壳体的第一端。
导流件和壳体可以包括单个部件，例如在单个模制过程中形成的单个部件。这可能是有益的，因为它可以减少制造步骤的数量，并且可以降低制造过程的成本。
导流件和壳体可以包括通过固定装置附接至彼此的分离部件。这可能是有益的，因为它可以使导流件能够改装到壳体上，例如用于具有类似结构的现有压缩机。固定装置可以包括形成在导流件和/或壳体上的至少一个夹子。这可能是有益的，因为它可以提供相对简单的固定装置，这可以允许容易地将导流件附接到壳体。
固定装置可以在第一方向上轴向延伸经过引导表面，并且引导表面可以在第二相反方向上轴向延伸经过固定装置。这可能是有益的，因为它可以使固定装置能够沿着空气入口的相对大部分延伸，同时仍能够形成用于第二空气流的空气入口孔，并且可以使固定装置能够沿着空气入口的相对大部分延伸，同时仍能够使引导表面延伸到壳体的内部中。
空气入口可以包括形成在壳体中的窗口，该窗口具有至少两个相对边缘。导流件可包括至少两个夹子，它们可与至少两个相对边缘接合，以将导流件定位在空气入口内。这可能是有益的，因为相对于例如利用单个夹子的附接，它可以提供增加强度的附接。引导表面可以相对于至少两个夹子倾斜地成角度。这可能是有益的，因为它可以使引导表面能够相对于壳体倾斜地成角度，同时至少两个夹子与空气入口的相对边缘接合。
壳体可以包括多个空气入口和单个导流件，单个导流件设置在单个空气入口内。这可能是有益的，因为可以用单个导流件实现充分的冷却。与使用多个导流件的布置相比，这可以更简单，并且使用更少的部件，并且可以降低制造成本。使用单个导流件同时具有多个空气入口也可以提供比例如利用设置在多个空气入口的每个中的导流件的布置更低的压降。在真空吸尘器中利用压缩机的情况下，这种布置可以提供比例如利用设置在多个空气入口的每个中的导流件的布置更低的空气瓦数下降，同时仍提供足够的冷却水平。
壳体可以包括多个空气入口和多个导流件，每个导流件设置在相应的空气入口内。这可能是有益的，因为与例如利用单个导流件的布置相比，它可以将更多的空气流引向壳体的第二端，并且可以提供增强的冷却。
转子组件可以包括转子磁体和至少一个轴承。转子磁体和至少一个轴承可以设置在壳体中，至少部分地位于空气入口和壳体的第二端之间。这可能是有益的，因为在使用中第二空气流可流过转子磁体和至少一个轴承，从而提供转子磁体和至少一个轴承的冷却。
转子组件可以包括位于壳体第一端的第一轴承和位于壳体第二端的第二轴承。例如，第一轴承可以位于空气入口和壳体的第一端之间，第二轴承可以位于空气入口和壳体的第二端之间。这可能是有益的，因为第一空气流在使用中可以流过第一轴承，第二空气流在使用中可以流过第二轴承，从而为第一和第二轴承提供冷却。转子磁体可以位于第一和第二轴承之间。
定子组件可以包括至少一个定子芯和缠绕在至少一个定子芯上的至少一个相绕组。至少一个定子芯和至少一个相绕组可以设置在壳体中，至少部分地位于空气入口和壳体的第二端之间。这可能是有益的，因为在使用中第二空气流可以流过至少一个定子芯和至少一个相绕组，从而提供至少一个定子芯和至少一个相绕组的冷却。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括根据本发明第一方面的压缩机的真空吸尘器。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于压缩机的导流件，该导流件包括用于将导流件固定在压缩机的空气入口内的固定装置，以及用于在使用中将流过空气入口的空气分成第一和第二空气流的引导表面。
引导表面可以相对于固定装置倾斜地成角度。固定装置可以在第一方向上轴向延伸经过引导表面，并且引导表面可以在第二相反方向上轴向延伸经过固定装置。固定装置可以包括至少一个夹子。例如，固定装置可以包括设置在导流件的侧表面上的至少两个夹子。
在适当的情况下，本发明的各方面的可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，并且更清楚地示出本发明是如何实施的，现在将参照以下附图通过示例的方式描述本发明：
图1是根据本发明的压缩机的透视图；
图2是图1压缩机的分解透视图；
图3是图1压缩机的定子元件的单独透视图；
图4是图1压缩机的转子组件的单独透视图；
图5是图1压缩机的框架的单独透视图；
图6是图1压缩机的壳体的单独透视图；
图7是图1压缩机的导流件的单独透视图；
图8是图1的压缩机中的导流件的位置的放大图；
图9是表示通过图1压缩机的空气流的示意性剖视图；以及
图10是装有图1压缩机的真空吸尘器的透视图。
具体实施方式
图1至2中示出了根据本发明的压缩机，通常用10表示。
压缩机10包括定子组件12、转子组件14、框架16、壳体18、扩散器20和导流件100。
定子组件12包括四个定子元件22、24、26、28。如图3所示，每个定子元件22、24、26、28包括定子芯30、线圈架32和绕组34。
转子组件14在图4中单独示出并包括轴36，其上安装有转子磁体38、第一平衡环40和第二平衡环42、第一轴承44和第二轴承46以及叶轮48。
轴36具有第一端50和第二端52。转子磁体38在第一端50和第二端52之间附接到轴36，第一平衡环40和第二平衡环42在转子磁体38的两侧位于轴36上。第一轴承44朝向轴36的第一端50附接到轴36，第二轴承46朝向轴36的第二端52附接到轴36。叶轮48在轴36的第二端52附接到轴36。
框架16在图5中单独示出，并且包括主体54和护罩56。主体54通常为圆柱形和中空形式，并具有第一端58和第二端60。主体54的第一端58限定用于接收第一轴承44的第一轴承座62，主体54的第二端60限定用于接收第二轴承46的第二轴承座64。转子组件14通过第一轴承44和第二轴承46的外圈与相应的第一轴承座62和第二轴承座64的接合而保持在框架16内。
第一轴承座62的尺寸也设计成有间隙地接收附接到轴36的第二端52的传感器磁体66，使得传感器磁体66在使用中随着轴32自由旋转。第一轴承座62的外表面具有形成在其中的凹穴68，凹穴68容纳霍尔传感器(未示出)。传感器磁体66和霍尔传感器在使用中相互作用，以提供转子磁体38的位置指示。
主体54具有四个安装孔72，安装孔72在主体54的第一端58和第二端60之间围绕主体54的圆周均匀间隔开。每个安装孔72接收相应的定子元件22、24、26、28，定子元件22、24、26、28安装到主体54上，使得定子芯30至少部分地延伸穿过每个安装孔72。安装孔72位于主体54上，使得组装时定子芯30通常与转子磁体38对准。
护罩56通常为截头圆锥形和中空形式，并且通过四个支柱74在第二轴承座64的区域中附接到主体54的第二端60。护罩56定位成使得护罩56覆盖叶轮48。
壳体18在图6中单独示出，通常为圆柱形和中空形式，并具有第一端76和第二端78。壳体18的第一端76通常敞开，并具有四个支柱80，这些支柱80会合以限定用于框架16的第一轴承座62的安装件82。壳体18的第一端76的外围成形为限定电路板安装件84，其接收用于在使用中控制压缩机10的印刷电路板86。印刷电路板86附接到电路板安装件84，使得壳体18的敞开第一端76被印刷电路板86密封，并且印刷电路板86的下表面与壳体18的内部流体连通。
壳体18的第二端78通常敞开，并接收护罩56的上唇88。壳体18在护罩56的上唇88处和第二轴承座64处附接到框架16，从而在框架16和壳体18之间限定环形通道90(在图9中看得更清楚)。每个定子元件22、24、26、28的一部分设置在环形通道90中。
壳体18具有围绕壳体18的弯曲表面的圆周均匀间隔的四个空气入口92。四个空气入口92位于壳体18的第一端76和第二端78之间，并且更靠近壳体18的第一端76，而不是壳体18的第二端78。
每个空气入口92通常为矩形形式，使得每个空气入口92具有第一对相对边缘94和第二对相对边缘96。空气入口92与环形通道90流体连通，使得通过压缩机的流动路径由空气入口92、环形通道90和护罩56进入扩散器20的出口98限定。扩散器20的细节与本发明无关，因此为了简洁起见，这里不再描述，只是说扩散器20是三级扩散器。
导流件20在图7中单独示出，并且包括限定第一夹子102和第二夹子104的侧边缘，以及位于第一夹子102和第二夹子104之间的引导表面106。第一夹子102和第二夹子104中的每个具有安装通道，其与空气入口92的第二对相对边缘96中的相应一个配合，以将导流件20安装在所述空气入口92中。引导表面106是稍微弯曲的平面，并且相对于第一夹子102和第二夹子104倾斜地成角度。第一夹子102和第二夹子104在一个方向上轴向延伸经过引导表面106，而引导表面106在相反方向上轴向延伸经过第一夹子102和第二夹子104。
图8示出了位于空气入口92内的导流件100的放大视图。可以看出，导流件100定位成使得引导表面106朝向壳体18的第一端76成角度。导流件100将其所在的空气入口92分成第一入口孔108和第二入口孔110。第一入口孔108由引导表面106的大致平面部分和空气入口92的第一对相对边缘94的第一边缘112限定，而第二入口孔110由引导表面106的下边缘114和空气入口92的第一对相对边缘94的第二边缘116限定。以这种方式，第一入口孔108通常被引导表面106堵塞，而第二入口孔110通常没有堵塞。
在使用中，电流被推入定子元件22、24、26、28的相绕组34，从而感应出磁场。感应磁场与转子磁体38相互作用来使轴36且因此使叶轮48旋转。叶轮48产生穿过压缩机10的空气流。
图9示意性地示出了通过压缩机10的空气流。在流过环形通道90、经过叶轮48、通过护罩56的出口98并进入扩散器20之前，空气通常经由空气入口92进入壳体18。
如上所述，导流件100位于给定的一个空气入口92中，从而限定第一入口孔106和第二入口孔108。对于给定的空气入口92，导流件100将流经空气入口92的空气分成第一空气流118和第二空气流120。由于引导表面106的形式，第一空气流118被引向壳体18的第一端76，而第二空气流120通过叶轮48的作用被吸向壳体18的第二端78。本领域技术人员当然会理解，一旦第一空气流118已经到达壳体18的第一端76，在叶轮48的作用下，第一空气流118将转向并被吸向壳体18的第二端78。
如上所述，传感器磁体66和第一轴承44都位于壳体18的第一端76。当第一空气流118被导流件100引向壳体18的第一端76时，第一空气流118在使用中可以经过传感器磁体66和第一轴承44。相对于没有导流件的布置，即空气流不被引向壳体18的第一端76的布置，这可以提供传感器磁体66和第一轴承44的增强的冷却。传感器磁体66和第一轴承44的增强的冷却可以导致提高寿命，并且可以使压缩机能够以更高的功率运行，这些地方在使用中通常会在壳体18内产生更多的热量。
此外，如上所述，壳体18的敞开第一端76由印刷电路板86密封，并且印刷电路板86的下表面与壳体18的内部流体连通。特别是如图9所示，印刷电路板86的下表面与壳体18的第一端76流体连通。因此在使用中，第一空气流118可被引向印刷电路板86的下表面，并且相对于没有导流件的布置，即空气流不被引向壳体18的第一端76的布置，印刷电路板86可被提供增强水平的冷却。
导流件100的使用可以进一步允许增加选择空气入口92的位置的灵活性，例如允许空气入口92更靠近壳体18的第二端78移动，同时仍在壳体18的第一端76提供冷却空气流。
虽然图中未示出，但也可以设想导流件100位于每个空气入口92中的实施例。这种布置可导致更大的空气流被引向壳体18的第一端76，但可导致压缩机10上的压力上升下降，特别是在压缩机10用于真空吸尘器200的情况下可导致空气瓦数损失(这种真空吸尘器在图10中示出，尽管细节与本发明无关，为了简洁起见在此不再描述)。因此，需要达成妥协。使用单个导流件100可以在壳体18的第一端76处提供足够的冷却，而不会显著降低压力上升，同时使用多个导流件可以提供增强的冷却，而且还会导致压力上升的更大降低。

Claims (17)

1.一种压缩机，包括定子组件、转子组件和壳体，定子组件和转子组件位于壳体内，其中壳体包括第一端、第二端以及设置在第一端和第二端之间的空气入口，压缩机包括设置在空气入口内的导流件，导流件配置成在使用中将流过空气入口的空气分成朝向壳体的第一端的第一空气流和朝向壳体的第二端的第二空气流。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述空气入口与所述壳体的第一和第二端隔开。
3.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述壳体的第一端是封闭的。
4.如权利要求3所述的压缩机，其中，所述壳体的第一端由所述压缩机的控制电路封闭。
5.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述转子组件包括设置在所述壳体的第一端内的至少一个磁体。
6.如权利要求6所述的压缩机，其中，所述至少一个磁体设置在所述壳体的第一端内，使得所述至少一个磁体至少部分地与所述空气入口未对准。
7.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述壳体总体上为基本圆柱形的，并且所述空气入口位于所述壳体的弯曲表面上。
8.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述导流件和壳体包括通过固定装置附接至彼此的分离部件。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中，所述固定装置包括形成在所述导流件和/或壳体上的至少一个夹子。
10.如权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述空气入口包括形成在所述壳体中的窗口，该窗口具有至少两个相对边缘，并且所述导流件包括至少两个夹子，所述至少两个夹子能够与所述至少两个相对边缘接合，以将导流件定位在空气入口内。
11.如权利要求10所述的压缩机，其中，所述导流件包括引导表面，并且所述引导表面相对于所述至少两个夹子倾斜地成角度。
12.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述转子组件包括转子磁体和至少一个轴承，所述转子磁体和至少一个轴承设置在所述壳体中，至少部分地位于所述壳体的空气入口和第二端之间。
13.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述转子组件包括位于所述壳体的第一端的第一轴承和位于所述壳体的第二端的第二轴承。
14.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述定子组件包括至少一个定子芯和缠绕在所述至少一个定子芯上的至少一个相绕组，所述至少一个定子芯和所述至少一个相绕组设置在所述壳体中，至少部分地位于所述壳体的空气入口和第二端之间。
15.如前述权利要求中任一项所述的压缩机，其中，所述壳体包括多个空气入口和单个导流件，所述单个导流件设置在单个空气入口内。
16.如权利要求1至14中任一项所述的压缩机，其中，所述壳体包括多个空气入口和多个导流件，每个导流件设置在相应空气入口内。
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。
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