JP2010190136A - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】ディフューザ流路部から外周流路部及びファンケース開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大させることで圧力損失を低下させ、送風効率を高めた電動送風機を提供することを目的とする。
【解決手段】外周流路部１４と開口部１６を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部１３終端の流路面積がほぼ等しくなるよう、ディフューザ流路部１３の土台１２を外周方向へ傾斜させる、もしくは外周翼１０の傾斜角度を変更して流路面積の調整を行うことで、ディフューザ流路部から外周流路部及びファンケース開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大させて、圧力損失を低下させ送風効率を高めた電動送風機を提供できるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は送風効率を高めた電動送風機及びこれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電動送風機において、高速で回転するインペラから吐き出された気流は、エアガイドの静翼と土台及びファンケース内壁からなり徐々に流路面積が拡大していくディフューザ流路部を通り、次に外周流路部にて外周翼及びファンケース内壁に沿って軸方向排気口側へ流れを変え、エアガイドの戻り翼とブラケット内壁からなる戻り流路部を通り、最終的にはブラケットの排気口より、電動送風機の外へ排出される。また外周流路部のファンケース内壁には開口部を設けており、その開口部より風を電動送風機外へ出すことにより、外周流路部以降の流速を減少させて圧力損失の低下をしている（例えば、特許文献１参照）。

図１、図６は、特許文献１に記載された従来の電動送風機を示すものである。図１、図６に示すように、電動機部１は金属製のブラケット２によって覆われ、回転軸３にインペラ４を取付けている。インペラ４の周囲には樹脂製のエアガイド５が配置されており、インペラ４とエアガイド５は主に板金製であるファンケース６によって覆われている。ファンケース６は中央部に吸気口７を有しており、対向する排気口８がブラケット２に取付けられている。

エアガイド５は吸気口７側に複数の静翼９、静翼９の外周端に外周翼１０、排気口８側に複数の戻り翼１１、静翼９と戻り翼１１との間に位置する土台１２から構成される。また、エアガイド５を覆うファンケース６壁面と静翼９及び土台１２によって徐々に流路面積が拡大していくディフューザ流路部１３が形成されている。また、ファンケース６壁面と外周翼１０によって外周流路部１４が形成されている。また、ブラケット２壁面と戻り翼１１及び土台１２によって戻り流路部１５が形成されている。また、外周流路部１４に位置するファンケース６壁面には開口部１６を設けている。

以上のように構成された従来の電動送風機について以下その動作について説明する。高速で回転するインペラ４から発生した気流は、インペラ４外周に配したエアガイド５のディフューザ流路部１３へ流入する（矢印Ｂ）。続いて静翼９及び土台１２に沿って外周方向に流れていた気流が、外周翼１０及びファンケース６壁面に沿って軸方向の排気口８側に向きを変える（矢印Ｃ）。また、この外周流路部１４を流れる際、ファンケース６壁面の開口部１６により、気流の一部は電動送風機外へと排出される（矢印Ｄ）。続いてブラケット２内壁及び戻り翼１１に沿って内周方向へと流れを変更し（矢印Ｅ）、冷却のために電動機部１へと流れ（矢印Ｆ）、最終的にはブラケット２の排気口８より排出される（矢印Ｇ）。
特開２００６−１３２３６９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ディフューザ流路部１３終端の流路面積と、外周流路部１４と開口部１６とを合わせた流路面積とに差が生じていることにより、流路面積の急拡大による圧力損失が増加し、送風効率に悪影響を与えているという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送風効率を高めた電動送風機及びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明の電動送風機は、ディフューザ流路部終端から外周流路部及び前記開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大させたものである。

これによって、ディフューザ流路から外周流路に気流が流れる際に、流路面積の急拡大を防ぐことで圧力損失を低下させ、送風効率を高めることができる。

本発明の電動送風機は、送風効率を高めることができ、それを用いた電気掃除機は、吸引性能が高く、快適な掃除を行うことができる。

第１の発明は、電動機部を内包し排気口を設けたブラケットと、前記電動機部の回転軸に取付けて回転駆動される吸気口を設けたインペラと、前記インペラを覆い前記ブラケットに圧入固定されるファンケースと、複数の静翼と土台と前記ファンケース内壁とを有して徐々に流路面積を拡大してインペラより外周方向へと吐き出される風を減速させて圧力回復を行う複数のディフューザ流路部と、複数の外周翼と前記ファンケース内壁とを有して前記ディフューザ流路部を流れる風を外周方向からブラケットの排気口方向へ風向きを変更させるための複数の外周流路部と、複数の戻り翼と前記土台と前記ブラケットとを有して前記外周流路部を流れる風を排気口方向から前記ブラケット内周方向へと導く複数の戻り流路部と、前記複数のディフューザ流路部と複数の外周流路部と複数の戻り流路部を有して前記それぞれ複数の流路部は対を成す構成のエアガイドと、前記外周流路部の前記ファンケース内壁に設けた開口部とを備え、前記ディフューザ流路部終端から前記外周流路部及び前記開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大することにより、圧力損失を低下させ、送風効率を高めることができる。

第２の発明は、第１の発明の外周流路部と開口部を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部終端の流路面積が等しくなるように、ディフューザ流路部の土台を外周方向へ傾斜させることで、流路面積が急拡大することなくスムースに拡大するようにしたもので、インペラより外周方向へと吐き出される風を減速させて圧力回復を行うためのディフューザ流路部の終端の流路面積と、前記ディフューザ流路部を流れる風を外周方向からブラケットの排気口方向へ風向きを変更させるための外周流路部と開口部を合わせた流路面積とが等しくなり、圧力損失を低下させ送風効率を高めることができるようになる。

第３の発明は、第１または第２の発明の外周流路部と開口部を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部終端の流路面積とが等しくなるように、外周流路部の外周翼の傾斜角度を変更することで、流路面積が急拡大することなくスムースに拡大するようにしたもので、インペラより外周方向へと吐き出される風を減速させて圧力回復を行うためのディフューザ流路部の終端の流路面積と、前記ディフューザ流路部を流れる風を外周方向からブラケットの排気口方向へ風向きを変更させるための外周流路部と開口部を合わせた流路面積とが等しくなり、圧力損失を低下させ送風効率を高めることができるようになる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明の電動送風機を有する電気掃除機とすることにより、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態における電動送風機を示すものである。

図１〜図４に示すように、電動機部１は金属製のブラケット２によって覆われ、回転軸３にインペラ４を取付けている。インペラ４の周囲には樹脂製のエアガイド５が配置されており、インペラ４とエアガイド５は主に板金製であるファンケース６によって覆われている。ファンケース６は中央部に吸気口７を有しており、対向する排気口８がブラケット２に取付けられている。

エアガイド５は吸気口７側に複数の静翼９、静翼９の外周端に外周翼１０、排気口８側に複数の戻り翼１１、静翼９と戻り翼１１との間に位置する土台１２から構成される。また、エアガイド５を覆うファンケース６壁面と静翼９及び土台１２によって徐々に流路面積が拡大していくディフューザ流路部１３が形成されている。また、ファンケース６壁面と外周翼１０によって外周流路部１４が形成されている。

また、ブラケット２壁面と戻り翼１１及び土台１２によって戻り流路部１５が形成されている。また、外周流路部１４に位置するファンケース６壁面には開口部１６を設けている。また、外周流路部１４と開口部１６を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部１３終端の流路面積がほぼ等しくなるよう、ディフューザ流路部１３の土台１２を外周方向へ傾斜させる、もしくは外周翼１０の傾斜角度を変更して流路面積の調整を行っている。

本実施の形態では、一例としてエアガイドの各々の流路部及び開口部１６は１６箇所設けている。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。

電動送風機に電力が供給されると、電動機部１が動作し回転軸３が高速で回転し、それに伴って回転軸３に固定されたインペラ４が高速で回転する（矢印Ａ）。その結果、吸気口７からインペラ４へと空気が吸引され、エアガイド５のディフューザ流路部１３へ排出される（矢印Ｂ）。このとき、空気はインペラ４の回転により回転軸３を中心として回転する速度成分が与えられる。空気は静翼９と土台１２、及びファンケース６壁面に沿って徐々に流路面積が拡大していくディフューザ流路部１３を通過し、圧力回復をしながら外周流路部１４へと導かれる。

外周流路部１４で、空気の大部分はファンケース６の壁面に衝突しながら、かつ外周翼１０に沿って流れ方向を略外周方向から軸方向の排気口８側（矢印Ｃ）へ流れるが、気流の一部はファンケース６壁面に設けられた開口部１６より電動送風機外部へ排出される（矢印Ｄ）。また、軸方向の排気口８側（矢印Ｃ）へ流れた風は、ブラケット２壁面及び、戻り翼１１に沿って略内周方向へと変える（矢印Ｅ）。すなわちエアガイド５内での空気の流れは、外周方向（矢印Ｂ）から側軸方向排気口（矢印Ｃ）、そして内周方向（矢印Ｅ）へと電動機部１へ向かう流れとなる。

電動機部１へ流れ込んだ空気（矢印Ｆ）は、電動機部１を冷却した後、電動送風機の排気口８から外気へ排出される（矢印Ｇ）。

また、外周流路部１４と開口部１６を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部１３終端の流路面積がほぼ等しくなるよう、ディフューザ流路部１３の土台１２を外周方向へ傾斜させる、もしくは外周翼１０の傾斜角度を変更して流路面積の調整を行っていることにより、流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大していき、外周流路部１４と開口部１６とを合わせた流路面積とに差が生じることなく、圧力損失を低下させることで送風効率を高めることができる。

以上のように、本実施の形態においては、外周流路部１４と開口部１６を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部１３終端の流路面積がほぼ等しくなるよう、ディフューザ流路部１３の土台１２を外周方向へ傾斜させる、もしくは外周翼１０の傾斜角度を変更して流路面積の調整を行うことで、ディフューザ流路部から外周流路部及びファンケース開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大させることで圧力損失を低下させ送風効率を高めることができるものである。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態１における電動送風機を組み込んだ電気掃除機を示している。図５に示すように、電気掃除機は、掃除機本体１７と、掃除機本体１７と連通したホース１８と、ホース１８の一端と連通した延長管１９と、延長管１９端部に設けた操作ハンドル２０と、延長管１９の一端と連通した床用吸込具２１とを備え、掃除機本体１７内には、吸引力を発生させる電動送風機２２を内蔵し、この電動送風機２２の上流側には吸引した塵埃を貯める集塵室２３を有している。電動送風機２２は各実施の形態１〜３で示したいずれかの電動送風機を用いているものである。

以上の構成における動作について説明すると、使用者は操作ハンドル２０を持って電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機２２から吸引力が発生し、床面を動かす床用吸込具２１から塵埃を吸い込む。吸引された塵埃は空気とともに延長管１９、ホース１８を経て集塵室２３へ流れ、集塵室２３で塵埃と空気を分離し、塵埃を集塵室２３に貯め込み、空気だけを電動送風機２２が吸引する。

電動送風機２２が吸引した空気は、電動送風機２２内部を通過し、さらに掃除機本体１７内部を通過して掃除機本体１７外部へ排出される。このとき、電動送風機２２の送風効率を高めているので、電気掃除機に組み込んだ場合、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、送風効率を高めることができるので、電動送風機を用いた各種家庭用電化機器、産業機器などの用途にも幅広く適用できるものである。また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、吸引性能が高く、快適な掃除ができるので、家庭用はもちろんのこと、業務用としても適用できる。

本発明の実施の形態１における電動送風機の半断面図 同、電動送風機のインペラとエアガイドの斜視図 同、電動送風機のインペラとエアガイドの上面図 同、電動送風機のエアガイドの流路長と流路面積との関係を示すグラフ 本発明の実施の形態２における電機掃除機の構成図 従来の電動送風機のエアガイドの流路長と流路面積との関係を示すグラフ

１ 電動機部
２ ブラケット
３ 回転軸
４ インペラ
５ エアガイド
６ ファンケース
７ 吸気口
８ 排気口
９ 静翼
１０ 外周翼
１１ 戻り翼
１２ 土台
１３ ディフューザ流路部
１４ 外周流路部
１５ 戻り流路部
１６ 開口部
１７ 掃除機本体
１８ ホース
１９ 延長管
２０ 操作ハンドル
２１ 床用吸込具
２２ 電動送風機
２３ 集塵室

Claims (4)

1. 電動機部を内包し排気口を設けたブラケットと、前記電動機部の回転軸に取付けて回転駆動される吸気口を設けたインペラと、前記インペラを覆い前記ブラケットに圧入固定されるファンケースと、複数の静翼と土台と前記ファンケース内壁とを有して徐々に流路面積を拡大してインペラより外周方向へと吐き出される風を減速させて圧力回復を行う複数のディフューザ流路部と、複数の外周翼と前記ファンケース内壁とを有して前記ディフューザ流路部を流れる風を外周方向からブラケットの排気口方向へ風向きを変更させるための複数の外周流路部と、複数の戻り翼と前記土台と前記ブラケットとを有して前記外周流路部を流れる風を排気口方向から前記ブラケット内周方向へと導く複数の戻り流路部と、前記複数のディフューザ流路部と複数の外周流路部と複数の戻り流路部を有して前記それぞれ複数の流路部は対を成す構成のエアガイドと、前記外周流路部の前記ファンケース内壁に設けた開口部とを備え、前記ディフューザ流路部終端から前記外周流路部及び前記開口部にかけて流路断面積が急拡大することなくスムースに拡大する電動送風機。
2. 外周流路部と開口部を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部終端の流路面積とが、等しくなるように、前記ディフューザ流路部の土台を外周方向へ傾斜させることで、流路面積が急拡大することなくスムースに拡大するようにした請求項１に記載の電動送風機。
3. 外周流路部と開口部を合わせた流路面積と、ディフューザ流路部終端の流路面積とが、等しくなるように、前記外周流路部の外周翼の傾斜角度を変更することで、流路面積が急拡大することなくスムースに拡大するようにした請求項１または２に記載の電動送風機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機を有する電気掃除機。

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