CN1811193B

CN1811193B - 送风装置

Info

Publication number: CN1811193B
Application number: CN2006100054878A
Authority: CN
Inventors: 金煜; 裵准浩; 金昌俊
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: KR100748966B1; EP1683972A3; EP1683972B1; JP4995464B2; KR20060085797A; EP1683972A2; JP2006207587A; CN1811193A; US20060182628A1

Abstract

本发明在此公开了一种用于诸如清洁装置之类的小型电器的送风装置。该送风装置包括壳体、离心叶轮、导轮以及用于旋转该离心叶轮的电动机。该离心叶轮包括罩、毂以及多个叶轮叶片，所述叶轮叶片的平均直径为该壳体直径的87～93％。相对于该壳体的尺寸或相对于所述叶轮叶片的平均直径，对该离心叶轮的罩及毂和该导轮进行优化设计，使风扇效率和电机的散热最大化。

Description

送风装置

技术领域

本发明涉及一种用于诸如清洁装置之类的小型电器的送风装置，尤其涉及一种包括优化设计成在没有散流器(diffuser)的情况下使风扇效率和电动机的散热最大化的离心叶轮和导轮的送风装置。

背景技术

图1是示出了传统送风装置的立体图，图2是示出了传统送风装置的主要部件的剖视图。

该传统送风装置包括：壳体4，其具有吸入口1和排出口2；离心叶轮10，其可旋转地设置在壳体4内；以及电动机20，其经由轴21连接于离心叶轮10，以旋转该离心叶轮10。

壳体4的吸入口1位于壳体4的前侧中央，而壳体4的排出口2位于壳体4的后侧。

离心叶轮10作用为沿离心方向吹送气体。离心叶轮10包括：罩12，其具有与壳体4的吸入口1相连通的入口12′；毂(hub)14，其与罩12在轴向上间隔开，同时其连接于电动机20的轴21以与轴21一体旋转；以及多个叶片16，其放射状地设置在罩12和毂14之间。

当离心叶轮10相对于壳体4的占用面积比增加时，离心叶轮10的送风能力增强。然而，如果离心叶轮10相对于壳体4的占用面积比过大，则离心叶轮10会妨碍壳体4，尤其是从离心叶轮10吹送至壳体4的排出口2的气体的流动阻力将增加。由此，离心叶轮10设计成与壳体4保持预定间隔G。

在此，罩12、毂14以及所述叶片16典型地设计成具有相同的外径10D。作为基准，所述叶片16的外径指的是通过将所述多个叶片16的末端连接所限定的圆的直径。

同时，壳体4设有导轮30，以将气体从离心叶轮10引导至壳体4的排出口2。

下面说明按上述构造的传统送风装置的运行。

在驱动电动机20时，离心叶轮10通过电动机20的驱动力来旋转。

随后，壳体4外部的气体经由壳体4的吸入口1和罩12的入口12′被吸入到离心叶轮10中。吸入到离心叶轮10中的气体通过多个叶片16沿离心叶轮10的离心方向被吹送，并从离心叶轮10中排出。从离心叶轮10排出的气体由导轮30引导并经由壳体4的排出口2从壳体4中排出。

如此，离心叶轮10强制吹送气体以产生送风力。

同时，从壳体4中排出的气体可引导至电动机20中，以使电动机20散热。

如此，因为如上述构造的传统送风装置不包括用于将从离心叶轮10吹送的气体分配到导轮30的散流器，所以该传统送风装置可设计成具有小的尺寸，其适合于诸如清洁装置之类的小型电器。然而，该传统送风装置的问题在于，散流器的缺乏将使从离心叶轮10排出的气体不顺畅地流向导轮30，且该气体经由壳体4和罩12之间的间隙而泄漏到壳体4的吸入口1中，由此使风扇效率降低。

另外，该传统送风装置的问题在于，如果电动机20设计成利用从壳体4排出的气体进行散热，则降低了风扇效率，导致电动机20的散热不充分。

另外，该传统送风装置的问题在于，从壳体4的吸入口1泄漏的气流将与经由壳体4的吸入口1吸入的气流相互冲撞，从而导致强烈的流动噪音。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，且本发明的目的在于提供一种送风装置，该送风装置包括离心叶轮和导轮，该离心叶轮和该导轮优化地设计成将气体顺畅地从该离心叶轮引导至该导轮，从而在使风扇效率和电动机的散热最大化的同时减小该送风装置的尺寸以及噪音。

根据本发明的一个方案，上述和其它目的可通过提供一种送风装置来实现，该送风装置包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径，且所述叶轮叶片的平均直径指的是所述叶轮叶片的外径在轴向上的平均值时，所述叶轮叶片的平均直径在该壳体的直径的87～93％范围内。

各叶轮叶片的末端可平行于该轴向或可倾斜成使该叶轮叶片的外径从该罩至该毂逐渐减小。

该罩的外径可在所述叶轮叶片平均直径的103～106％范围内。

该毂的外径可在所述叶轮叶片平均直径的95～98％范围内。

该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离可在该壳体的轴向高度的25～50％范围内。

该送风装置还包括导轮，该导轮包括与该毂相对的导轮板、以及放射状地设置于该导轮板上的多个导轮叶片，其中所述导轮叶片的外径在所述叶轮叶片平均直径的103～108％范围内。

该导轮板的外径可在所述叶轮叶片平均直径的100～102％范围内。

该导轮的高度可在该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离的100～102％范围内。

根据本发明的另一方案，提供一种送风装置，该送风装置包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径，且所述叶轮叶片的平均直径指的是所述叶轮叶片的外径在轴向上的平均值时，所述叶轮叶片的平均直径在该壳体直径的87～93％范围内，该罩的外径在所述叶轮叶片平均直径的103～106％范围内，该毂的外径在所述叶轮叶片平均直径的95～98％范围内，该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离在该壳体轴向高度的25～50％范围内。

该送风装置还包括导轮，该导轮包括与该毂相对的导轮板以及放射状地设置于该导轮板上的多个导轮叶片，其中，该导轮板的外径具有处于所述叶轮叶片平均直径的100～102％范围内，所述导轮叶片的直径具有处于所述叶轮叶片平均直径的103～108％范围内，且该导轮的轴向高度在该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离的100～110％范围内。

各叶轮叶片的末端可平行于轴向或倾斜成使该叶轮叶片的外径从该罩至该毂逐渐降低。

根据本发明再一方案，一种送风装置，包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，每个所述叶轮叶片的末端都平行于该轴向；在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径时，所述叶轮叶片的外径小于该罩的外径，该毂的直径可小于所述叶轮叶片的外径。

按如上构造的送风装置的优点之一在于，该离心叶轮和该导轮优化地设计成：在没有散流器的情况下允许气体从该离心叶轮顺畅地流动到该导轮，从而可减小该送风装置的尺寸以及噪音，同时确保风扇效率和电动机散热良好。

附图说明

从下面结合附图的详细说明中，可更清楚地理解本发明的前述和其它目的以及特征，在附图中：

图1是示出了传统送风装置的立体图；

图2是示出了传统送风装置的主要部件的剖视图；

图3是示出了根据本发明第一实施例的送风装置的主要部件的剖视图；

图4是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随叶轮叶片的平均直径与壳体直径之间的比率而变化的曲线图；

图5是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随罩的外径与壳体直径之间的比率而变化的曲线图；

图6是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随罩的外径与叶轮叶片的平均直径之间的比率而变化的曲线图；

图7是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随毂的外径与叶轮叶片的平均直径之间的比率而变化的曲线图；

图8是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮叶片的外径与壳体直径之间的比率而变化的曲线图；

图9是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮叶片的外径与叶轮叶片的平均直径之间的比率而变化的曲线图；

图10是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮板的外径与壳体直径之间的比率而变化的曲线图；

图11是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮板的外径与叶轮叶片的平均直径之间的比率而变化的曲线图；

图12是示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮的轴向高度与离心叶轮的轴向高度之间的比率而变化的曲线图；

图13是示出了本发明送风装置和传统送风装置的压力系数的曲线图；

图14是示出了本发明送风装置和传统送风装置的风扇效率的曲线图；以及

图15是示出了根据本发明第二实施例的送风装置的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图将详细说明本发明的优选实施例，在所有附图中相同的附图标记表示相似的部件。

值得注意的是，尽管在本发明的范围内可实施各种实施例，但是在此仅说明最优选实施例。因为该优选实施例的送风装置与上述传统实施例的结构相同，故下文中省略了其详细说明。

图3是示出了根据本发明第一实施例的送风装置的主要部件的剖视图。

根据本发明第一实施例的送风装置包括：壳体50，其具有吸入口51和排出口52；离心叶轮60，其旋转地设置在壳体50内，同时其经由轴54连接于电动机以产生从吸入口51至壳体50的排出口52的送风力；以及导轮70，其设置在壳体50内，以将由离心叶轮60吹送的气体引导至壳体50的排出口52。

壳体50的吸入口51位于壳体50前侧的中央，以允许气体吸入到壳体50中。壳体50的排出口52位于壳体50的后侧。在此，壳体50的后侧可整个敞开。

壳体50可设计成其轴向高度50H在壳体50的直径50D的20～100％范围内。在此，壳体50的直径50D指的是壳体50内容置离心叶轮的部分的直径。

离心叶轮60包括：罩62，其具有与壳体50的吸入口51相连通的入口62′；毂64，其与罩62的后侧间隔开，同时其一体地连接于电动机的轴54以与轴54一起旋转；以及多个叶轮叶片66，其放射状地设置在毂64和罩62之间。

罩62、毂64以及叶轮叶片66按如下设计，以使风扇效率和电动机的散热最大化。作为基准，因为壳体50的尺寸以及所述叶轮叶片66的平均直径为设计罩62、毂64和所述叶轮叶片66的基准，所以首先说明所述叶轮叶片66，随后依次说明罩62和毂64。

所述叶轮叶片66必须设计成在壳体50尺寸预定的条件下，使离心叶轮60的送风能力最大，同时使由于壳体50和离心叶轮60之间的狭窄空间而导致的流动损失最小。关于此，图4示出了根据本发明送风装置的风扇效率随所述叶轮叶片66的平均直径与壳体50的直径50D之间的比率而变化的曲线图。由图4可知，理想地，叶轮叶片66的平均直径在壳体50的直径50D的87～93％范围内，以确保合适的风扇效率。

在此，所述叶轮叶片66的外径指的是通过连接所述叶轮叶片66的末端所限定的圆的直径，而所述叶轮叶片66的平均直径66D指的是所述叶轮叶片66的外径在轴向上的平均值。在此，采用所述叶轮叶片66的平均直径66D的原因在于，随着所述叶轮叶片66的外径从罩62至毂64逐渐减小，所述叶轮叶片66的末端沿离心叶轮60的轴向倾斜。

另外，理想地，所述叶轮叶片66的平均直径66D小于罩62的外径62D，以防止从离心叶轮60中排出的气体经由罩62和壳体50之间的间隙而泄漏到壳体50的吸入口51中。

接着，理想地，罩62不仅外径62D大于所述叶轮叶片66的平均直径66D，而且在考虑到其与壳体50的干扰时还具有下列结构。

关于此，图5示出了根据本发明送风装置的风扇效率随罩62的外径62D与壳体50的直径50D之间的比率而变化的曲线图。由图5可知，理想地，罩62设计成其外径62D大于或等于壳体50的直径50D的90％。另外，图6示出了根据本发明送风装置的风扇效率随罩62的外径62D与所述叶轮叶片66的平均直径66D之间的比率而变化的曲线图。由图6可知，理想地，罩62设计成其外径62D大于或等于所述叶轮叶片66的平均直径66D的103％。

另外，在壳体50尺寸预定的条件下，为了确保罩62的外径62D与所述叶轮叶片66的平均直径66D之间的比率大于或等于预定值，所述叶轮叶片66的平均直径66D与壳体50的直径50D之间的比率必须减小。然而，如参照图4的说明，所示叶轮叶片66的平均直径在壳体50的直径50D的87～93％范围内。由此，理想地，罩62的外径62D在壳体50的直径50D的90～95％范围内，且在所述叶轮叶片66的平均直径66D的103～106％范围内。

接着，理想地，毂64小于所述叶轮叶片66，以允许由离心叶轮60吹送的气体顺畅地流动到导轮70。关于此，图7示出了根据本发明送风装置的风扇效率随毂64的外径64D与所述叶轮叶片66的平均直径66D之间的比率而变化的曲线图。由图7可知，理想地，毂64的外径64D在所述叶轮叶片66的平均直径66D的95～98％范围内。

采用上述结构，离心叶轮60的叶轮高度60H在壳体50的轴向高度50H的25～50％范围内。在此，离心叶轮60的叶轮高度60H指的是通过沿叶轮60的轴向将罩62的末端与毂64的末端相连接所限定的距离。

导轮70包括：多个导轮叶片72，其放射状地设置在离心叶轮60的后侧；以及导轮板74，其与毂64相对，以连接所述多个导轮叶片72。

如下所述，所述导轮叶片72和导轮板74还设计为使风扇效率和电动机的散热最优化。

图8示出了根据本发明送风装置的风扇效率随所述导轮叶片72的外径72D与壳体50的直径50D之间的比率而变化的曲线图。所述导轮叶片72设计成其外径72D约为壳体50的外径50D的90％、95％或95％以上。另外，图9示出了根据本发明送风装置的风扇效率随所述导轮叶片72的外径72D与所述叶轮叶片66的平均直径66D之间的比率而变化的曲线图。所述导轮叶片72设计为其外径72D小于100％或小于103％或大于103％的所述叶轮叶片66的平均直径66D。由此，为了满足图8和图9曲线所示的条件，所述导轮叶片72设计成其外径72D在所述叶轮叶片66的平均直径66D的103～108％的范围内。

在此，所述导轮叶片72的外径72D指的是通过连接所述导轮叶片72的末端所限定的圆的直径。

图10示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮板74的外径74D与壳体50的直径50D之间的比率而变化的曲线图。导轮板74设计成其外径74D约为壳体50的直径50D的90％。另外，图11示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮板74的外径74D与所述叶轮叶片66的平均直径66D之间的比率而变化的曲线图。导轮板74设计成其外径74D大体与所述叶轮叶片66的平均直径66D相同。由此，为了满足图10和图11所示的曲线所示的两个条件，导轮板74还设计成其外径74D在所述叶轮叶片66的平均直径66D的100～102％的范围内。

如图12所示，导轮70的轴向高度70H也影响本送风装置的风扇效率。图12示出了根据本发明送风装置的风扇效率随导轮70的轴向高度70H与离心叶轮60的叶轮高度60H之间的比率而变化的曲线图。导轮70设计成其轴向高度70H在离心叶轮60的叶轮高度60H的100～110％范围内。

下面将说明按上述构造的本送风装置的运行。

在电动机驱动时，罩62、毂64以及所述叶轮叶片66一体地旋转，以产生送风力。随后，壳体50外的气体经由壳体50的吸入口51和罩62的入口62′而被吸入到离心叶轮60中。吸入到离心叶轮60中的气体沿离心方向从离心叶轮60中排出。从离心叶轮60中排出的气体由导轮30引导，随后经由壳体50的排出口52从壳体50中排出到外界。

如图3至图12所示，按上述构造的本发明的送风装置具有优化设计的离心叶轮60和导轮70，这样与图1和图2所示的传统送风装置相比，本发明的风扇效率得以提高。

关于此，图13示出了本发明送风装置A和传统送风装置B的压力系数和流量系数之间关系的曲线图，图14示出了本发明送风装置A和传统送风装置B的风扇效率系数和流量系数之间关系的曲线图。从图13和图14可知，本发明送风装置A的压力系数和风扇效率系数要优于传统送风装置B的压力系数和风扇效率。

另外，在从壳体50中排出的气体流入到电动机中，以对电动机进行散热时，与传统送风装置相比，本发明的送风装置具有增强的送风力，从而可增强对电动机的散热。

下面将参照图13和图14说明本发明的另一实施例，在该实施例中相似的元件将由相同的附图标记来表示，故在此省略其详细说明。

图15是示出了根据本发明第二实施例的送风装置的剖视图。

如图15所示，在根据第二实施例的送风装置中，离心叶轮60包括罩62、毂64以及多个叶轮叶片66，它们可优化地设计成确保风扇效率和电动机的散热。

尤其地，所述叶轮叶片66设计成其平均直径在壳体50的直径50D的87～93％范围内，且其末端与离心叶轮60的轴向相平行。

在此，因为所述叶轮叶片66的末端与离心叶轮60的轴向相平行，所以所述叶轮叶片66的外径66D在轴向上相同，由此所述叶轮叶片66的平均直径66D为所述叶轮叶片66的外径。

如同根据参照附图3至图14所述的本发明第一实施例的送风装置一样，根据按上述构造的本发明第二实施例的送风装置可使风扇效率和电动机的散热最大化。

应该清楚的是，所描述的实施例和附图仅为说明目的，且本发明由随附的权利要求来限定。此外，本领域的技术人员应该清楚，在不脱离随附权利要求所述的本发明的范围和精神下，可对本发明进行各种修改、添加和替换。

Claims

1.一种送风装置，包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径，且所述叶轮叶片的平均直径指的是所述叶轮叶片的外径在轴向上的平均值时，所述叶轮叶片的平均直径在该壳体的直径的87～93％范围内。

2.如权利要求1所述的送风装置，其中各叶轮叶片的末端平行于该轴向。

3.如权利要求1所述的送风装置，其中各叶轮叶片的末端倾斜成使该叶轮叶片的外径从该罩至该毂逐渐减小。

4.如权利要求1所述的送风装置，其中该罩的外径在所述叶轮叶片的平均直径的103～106％范围内。

5.如权利要求1所述的送风装置，其中该毂的外径在所述叶轮叶片的平均直径的95～98％范围内。

6.如权利要求1所述的送风装置，其中该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离在该壳体的轴向高度的25～50％范围内。

7.如权利要求1所述的送风装置，其中该送风装置还包括导轮，该导轮包括与该毂相对的导轮板、以及放射状地设置于该导轮板上的多个导轮叶片，其中，在所述导轮叶片的外径指的是通过将所述导轮叶片的末端连接而限定的圆的直径时，所述导轮叶片的外径在所述叶轮叶片的平均直径的103～108％范围内。

8.如权利要求7所述的送风装置，其中该导轮板的外径在所述叶轮叶片的平均直径的100～102％范围内。

9.如权利要求7所述的送风装置，其中该导轮的轴向高度在该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离的100～110％范围内。

10.一种送风装置，包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径且所述叶轮叶片的平均直径指的是所述叶轮叶片的外径在轴向上的平均值时，所述叶轮叶片的平均直径在该壳体的直径的87～93％范围内，该罩的外径在所述叶轮叶片的平均直径的103～106％范围内，该毂的外径在所述叶轮叶片的平均直径的95～98％范围内，该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离在该壳体的轴向高度的25～50％范围内。

11.如权利要求10所述的送风装置，该送风装置还包括导轮，该导轮包括与该毂相对的导轮板、以及放射状地设置于该导轮板上的多个导轮叶片，其中，在所述导轮叶片的外径指的是通过将所述导轮叶片的末端连接所限定的圆的直径时，该导轮板的外径在所述叶轮叶片的平均直径的100～102％范围内，所述导轮叶片的直径在所述叶轮叶片的平均直径的103～108％范围内，且该导轮的轴向高度在该罩的末端和该毂的末端之间的轴向距离的100～110％范围内。

12.一种送风装置，包括：壳体，其具有吸入口和排出口；罩，其旋转地设置在该壳体内，并具有与该壳体的该吸入口相连通的入口；毂，其与该罩在轴向上间隔开，同时其连接于电动机；以及多个叶轮叶片，其放射状地设置在该罩和该毂之间；其中，每个所述叶轮叶片的末端都平行于该轴向；在所述叶轮叶片的外径指的是通过将所述多个叶轮叶片的末端连接所限定的圆的直径时，所述叶轮叶片的外径小于该罩的直径，且该毂的直径小于所述叶轮叶片的外径。