CN215805388U - 一种小型吸尘器风轮风道系统的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，包括蜗壳风道和风轮；所述蜗壳风道的底部中心设置有吸风柱，所述蜗壳风道的两侧各设置一个出风口；所述风轮设置在所述蜗壳风道内，该风轮置有吸风口，所述吸风口套置在所述吸风柱上；两个出风口的同向侧边连接有蜗壳曲线，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线。本实用新型能够满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及手持吸尘器技术领域，特别是指一种小型吸尘器风轮风道系统的结构。
背景技术
小型吸尘器有别于大型的吸尘器，其特点在于小巧轻便、充电式、可随身携带，应用场所也比较多样化，例如车内环境、办公环境、家庭环境等等。因此，要求小型吸尘器在产生足够吸力的前提下，具备较低的功率以保证电池的续航，并具备良好的噪音性能。
如图1所示，常规的小型吸尘器采用后向式离心风轮2’以及圆筒形的风道1’，该形式的风轮风道系统的特点是静压低，风量大，功率高，不利于将气流的动能转换为压力能，适合运用于低风压高风量的使用场合，却无法满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，能够满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，包括蜗壳风道和风轮；所述蜗壳风道的底部中心设置有吸风柱，所述蜗壳风道的两侧各设置一个出风口；所述风轮设置在所述蜗壳风道内，该风轮置有吸风口，所述吸风口套置在所述吸风柱上；两个出风口的同向侧边连接有蜗壳曲线，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：
式中，
为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮半径系数，1.12≤δ≤1.17；Rfan为风轮的半径；α为张度，取值范围在0.0010≤α≤0.0016；0°≤θ≤180°。
所述吸风柱的内径D的取值范围为5mm≤D≤12mm。
所述蜗壳风道的保压间距L的取值范围为1mm≤L≤3mm，其中保压间距是指所述蜗壳风道的吸风柱嵌入所述风轮的吸风口的长度。
所述风轮设置有风叶，所述风叶的数量为3叶或5叶。
采用上述技术方案后，本实用新型通过优化小型吸尘器的风轮风道系统的结构设计，采用渐开线的方式设定蜗壳风道的蜗壳曲线，并进行一系列的参数设计，使得小型吸尘器能够满足高静压、低功率、高动能转化效率、低噪音的使用需求。
附图说明
图1为现有技术中风轮与风道的结构示意图；
图2为本实用新型具体实施例的主视图；
图3为本实用新型具体实施例的仰视图；
图4为本实用新型具体实施例的A-A剖视图；
图5为本实用新型具体实施例的B-B剖视图；
图6为本实用新型具体实施例风轮的立体图；
图7为本实用新型具体实施例的工作原理示意图；
附图标号说明：
1----蜗壳风道； 11---吸风柱； 12---出风口；
13---蜗壳曲线； 2----风轮； 21---吸风口；
22---风叶。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
本实用新型包含一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，包括蜗壳风道1和风轮2；
蜗壳风道1的底部中心设置有吸风柱11，蜗壳风道1的两侧各设置一个出风口12；
风轮2设置在蜗壳风道1内，该风轮2设置有吸风口21，吸风口21套置在吸风柱11上；
两个出风口12的同向侧边连接有蜗壳曲线13，蜗壳曲线13采用两条以风轮2的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：
式中，
为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮2半径系数，
≤δ≤1.17；Rfan为风轮2的半径；α为张度，取值范围在0.0010≤α≤0.0016； 0°≤θ≤180°。
参考图2至图6所示，示出了本实用新型的具体实施例。
上述张度α的近似公式为α≈Q/(2π·Rfan·Vc·T)；式中Q为风量，动能转换为静压的效率越高，则风量Q越小；Vc为风轮2的周向速度；T为蜗壳的厚度。由于张度过大会导致气流不均匀从而产生尖锐异音，同时也会增加空间的尺寸，而张度过小会使得风量损失严重，无法有效转换为静压，所以将α的取值范围限定在0.0010～0.0016之间。
蜗壳风道1的吸风柱11是风轮2风道系统的静压入口，其设计关系到静压的大小以及功率的损耗。根据仿真计算结果，吸风柱11的直径越小，则产生的静压越大，风量越小，功率越低。因此，基础综合考虑，将吸风柱11的内径D的取值范围设定为5mm≤D≤12mm，目前市面上的小型吸尘器的吸风柱11尺寸均大于或等于20mm。
进一步地，为起到防泄压的作用，将蜗壳风道1的保压间距L的取值范围设定为1mm≤L≤3mm，其中保压间距是指蜗壳风道1的吸风柱11嵌入风轮2的吸风口21的长度。
上述风轮2还包括若干风叶22。小型吸尘器风轮2的设计误区在于多数量叶片的设计，认为叶片数量越多，风压越大，其风压跟叶片的数量并没有明显的关系，数量越多反而会增加高频异音的风险，不怪你切增加成本，而目前市面上小型吸尘器风轮2常见的叶片数多在7叶、9叶、11叶。由于小型吸尘器对风量的要求不高，因此采用少叶片数量的风轮2设计，本实用新型采用3叶或者5叶的风轮2设计(附图中为5叶)，较少的叶片数量能够降低对高频异音的激励。
参考图7所示，本实用新型的工作原理为：
当小型吸尘器工作时，风轮2在驱动装置(如电机)的驱动下转动，风叶 22将风轮2内的空气推动排出蜗壳风道1的出风口12，并造成负压，则蜗壳风道1外的空气被吸入吸风柱11，并通过吸风口21，再被旋转的风叶22排出出风口12，以此循环不断地产生吸力，实现小型吸尘器的工作。
其中，当风轮2半径系数δ小于其取值范围时，会造成局部高速气流区的出现，因此产生尖锐异音，而大于其取值范围时，则会造成风道尺寸变大，增加空间。
以下为本实用新型的实验数据：
作为对比，目前市面上小型吸尘器的静压大约在3.5～4.5Kpa之间，对应的转速在30000rpm以上，功率范围在60～80W之间，噪音值在66dB以上。而采用本实用新型的技术方案，使得小型吸尘器风轮2在27000rpm左右的转速下输出 4.5Kpa左右的静压，功率约45W，噪音62dB。
通过上述方案，本实用新型通过优化小型吸尘器的风轮风道系统的结构设计，采用渐开线的方式设定蜗壳风道1的蜗壳曲线13，并进行一系列的参数设计，使得小型吸尘器能够满足高静压、低功率、高动能转化效率、低噪音的使用需求。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (4)
1.一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，其特征在于：
包括蜗壳风道和风轮；
所述蜗壳风道的底部中心设置有吸风柱，所述蜗壳风道的两侧各设置一个出风口；
所述风轮设置在所述蜗壳风道内，该风轮置有吸风口，所述吸风口套置在所述吸风柱上；
两个出风口的同向侧边连接有蜗壳曲线，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：
式中，
为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮半径系数，1.12≤δ≤1.17；Rfan为风轮的半径；α为张度，取值范围在0.0010≤α≤0.0016；0°≤θ≤180°。
2.如权利要求1所述的一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，其特征在于：
所述吸风柱的内径D的取值范围为5mm≤D≤12mm。
3.如权利要求1所述的一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，其特征在于：
所述蜗壳风道的保压间距L的取值范围为1mm≤L≤3mm，其中保压间距是指所述蜗壳风道的吸风柱嵌入所述风轮的吸风口的长度。
4.如权利要求1所述的一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，其特征在于：
所述风轮设置有风叶，所述风叶的数量为3叶或5叶。
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| CN202121540811.2U CN215805388U (zh) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | 一种小型吸尘器风轮风道系统的结构 |
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2021
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