JP2011236836A - 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸い込み性能の高い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。
【解決手段】電動機と、電動機によって回転駆動されるインペラと、を備え、インペラは、前面シュラウドと、後面シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとで挟持される翼圧一定の複数枚の主翼と、主翼間の略中間位置に配置される複数枚の副翼と、で構成されており、副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されている電動送風機。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関する。

従来、この種の電動送風機としては、電動送風機の吸い込み性能を向上させるべく、インペラの回転方向に向かって凸状になるようにインペラ内の主翼が湾曲された構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の電動送風機としては、例えば、図４〜６に示す構成を有する電気掃除機が提案されている。

図４に示すように、電動送風機（図示せず）は、主として、気流を発生させるインペラ１と、インペラ１から放出された気流を整流するエアガイド２と、インペラ１及びエアガイド２を内包するファンケース３と、インペラ１を回転駆動させる電動機４とから構成されている。

図５に示すように、インペラ１は、平板状の後面シュラウド５と、後面シュラウド５と間隔を置いて配置されており、中央部に吸気口６を有する前面シュラウド７と、一対の後面シュラウド５及び前面シュラウド７により挟持された複数枚の主翼８とで構成されている。

図６に示すように、主翼８は、インペラ１の回転方向（図６中、矢印Ａ方向）に向かって凸状になるように湾曲されており、主翼８のインペラ１の回転方向側の面である凸部が圧力面９、主翼８のインペラ１の反回転方向側の面である凹部が負圧面１０となる。また、複数枚の主翼８はすべて同一形状かつ同一翼厚に形成されている。

このような構成において、電動機４に通電されると、電動機４の軸（図示せず）に固定されたインペラ１が回転し、吸引力が発生し、吸気口６からインペラ１内部へと向かう吸引風が発生する。吸気口６からインペラ１内部へ向かう吸引風は、インペラ１の内部を通過し、インペラ１の外部へと放出される。インペラ１から放出された吸引風は、エアガイド２により整流された後、電動機４の内部を通過し、電動送風機の外部へと放出される。

特開平１１−２２６９４号公報

しかしながら、上記従来の電動送風機においては、電動送風機の吸い込み性能を向上させるという観点からは未だ改善の余地があった。

すなわち、上記従来の電動送風機においては、インペラ内部での吸引風の流速は、主翼の圧力面側が速く、主翼の負圧面側が遅くなっている。そのため、主翼の負圧面側と主翼の圧力面側とで吸引風に速度差が生じてしまい、主翼間の流路内に気流の乱れが生じ、圧力損失の要因の１つである二次流れ損失が発生し、電動送風機の吸い込み性能を低下させる場合があった。

また、副翼の圧力面側においては、吸引風の流れが速いため剥離流れが発生しやすく、この剥離流れによっても、主翼間の流路内に気流の乱れが生じ、電動送風機の吸い込み性能を低下させる場合があった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、吸い込み性能の高い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。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、電動機と、電動機によって回転駆動されるインペラと、を備え、インペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前面シュラウドと間隔を置いて配置される後面シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとで挟持されており、インペラの中心部から外周側に向かって伸びる翼圧一定の複数枚の主翼と、主翼間の略中間位置に配置されており、インペラの中心部から外周側に向かって伸びる複数枚の副翼と、で構成されており、副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されている電動送風機を提供する。

上述のように、本発明の電動送風機は、複数枚の主翼間の略中間位置にそれぞれ副翼を設けるとともに、この副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置し、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されている構成としたものである。

これにより、複数枚の主翼間の略中間位置にそれぞれ副翼を設けることで、主翼の圧力面側の流れの速い吸引風と主翼の負圧面側の流れの遅い吸引風とが混流することを十分に防止することができ、従来主翼間の流路内で発生していた二次流れ損失を低減させることが可能となり、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

また、副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されていることにより、吸引風の流れが速い副翼の圧力面側で発生しやすい剥離流れの発生を十分に防止することができ、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

本発明の電動送風機によれば、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができるようになる。

本発明の電動送風機の実施の形態１におけるインペラの半断面図 本発明の電動送風機の実施の形態２におけるインペラの半断面図 本発明の電動送風機を用いた電気掃除機の概要図 従来の電動送風機の一部断面図 従来の電動送風機におけるインペラの斜視図 従来の電動送風機におけるインペラの半断面図

第１の発明は、電動機と、電動機によって回転駆動されるインペラと、を備え、インペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前面シュラウドと間隔を置いて配置される後面
シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとで挟持されており、インペラの中心部から外周側に向かって伸びる翼圧一定の複数枚の主翼と、主翼間の略中間位置に配置されており、インペラの中心部から外周側に向かって伸びる複数枚の副翼と、で構成されており、副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されている電動送風機としたものである。

これにより、複数枚の主翼間の略中間位置にそれぞれ副翼を設けることで、主翼の圧力面側の流れの速い吸引風と主翼の負圧面側の流れの遅い吸引風とが混流することを十分に防止することができ、従来主翼間の流路内で発生していた二次流れ損失を低減させることが可能となり、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

また、副翼は、インペラの中心部側の副翼の端部がインペラの中心部側の主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚がインペラの中心部側の副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されていることにより、吸引風の流れが速い副翼の圧力面側で発生しやすい剥離流れの発生を十分に防止することができ、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、インペラは、主翼からの風の吹き出し角度と副翼からの風の吹き出し角度とがほぼ同一となるように形成されているものである。

これにより、全ての翼から吐き出される風の角度が揃うため、異なるベクトルの流れが混ざり合うことにより生じる混合損失を低減させることができ、電動送風機の吸い込み性能をさらに向上させることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、インペラは、インペラの出口面積がすべてほぼ同一となるように形成されているものである。

これにより、インペラのすべての出口から吐き出される流量が揃うため、インペラ外部の気体密度のバラつきを低減させることができ、電動送風機の吸い込み性能をさらに向上させることができる。

第４の発明は、特に第１〜第３の発明において、副翼は、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚が主翼の翼厚と同一となるように形成されているものである。

これにより、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚が厚いことにより、主翼間の流路内において吸引風の流れない領域が生じていたのを解消することができ、翼端での剥離流れ損失を低減し、電動送風機の吸い込み性能のさらに向上させることができる。

第５の発明は、第１〜第４の発明のうちの何れか１つの発明に記載の電動送風機を用いた電気掃除機である。これにより、吸込み性能が高い電気掃除機を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の電動送風機の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１を用いて説明する。なお、従来例と同一構成部品
については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１は、本発明の電動送風機の実施の形態１におけるインペラの半断面図である。

図１に示すように、電動送風機（図示せず）のインペラ１は、平板状の後面シュラウド５と、後面シュラウド５と間隔を置いて配置されており、中央部に吸気口６を有する前面シュラウド７と、後面シュラウド５と前面シュラウド７とで挟持された複数枚の主翼８と、副翼１１と、から構成されている。

主翼８は、インペラ１の中心部からインペラ１の外周端まで設けられている。また、主翼８は、インペラ１の回転方向（図１中、矢印Ａ方向）に向かって凸状となるように湾曲された曲がり翼であり、主翼８のインペラ１の回転方向側の面である凸部が圧力面９、主翼８のインペラ１の反回転方向側の面である凹部が負圧面１０となる。さらに、主翼８は、複数枚全ての主翼８が同一形状かつ同一翼厚となるように形成されている。

隣り合う主翼８間の略中間位置には、副翼１１が設けられている。副翼１１は、主翼８と同様に、インペラ１の中心部からインペラ１の外周端まで設けられている。また、副翼１１は、主翼８と同様に、インペラ１の回転方向（図１中、矢印Ａ方向）に向かって凸状となるように湾曲された曲がり翼であり、副翼１１のインペラ１の回転方向側の面である凸部が圧力面９、副翼１１のインペラ１の反回転方向側の面である凹部が負圧面１０となる。さらに、副翼１１は、インペラ１の中心部側の副翼１１の端部がインペラ１の中心部側の主翼８の端部よりも外周側に位置するように設けられている。さらに、副翼１１は、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ２が、インペラ１の中心部側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ１よりも厚くなるように形成されている。

これにより、隣り合う主翼８間の略中間位置に副翼１１を設けることで、隣り合う主翼８によって構成される流路内において、主翼８の圧力面９側の流れの速い吸引風と主翼８の負圧面１０側の流れの遅い吸引風とが混流することを十分に防止することができ、従来主翼間の流路内で発生していた二次流れ損失を低減させることが可能となり、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

ここで、副翼１１は、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ２がインペラ１の中心部側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ１よりも厚くなるように形成されていればよく、例えば、副翼１１の圧力面９の曲率と副翼１１の負圧面１０の曲率とを同一とし、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ２がインペラ１の中心部側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ１よりも厚くなるように、副翼１１の圧力面９のインペラ１の外周側の端部を回転方向に移動させてもよく、また、副翼１１の圧力面９の曲率が副翼１１の負圧面１０の曲率よりも大きくなるように形成し、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ２がインペラ１の中心部側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ１よりも厚くなるように、副翼１１の圧力面９のインペラ１の外周側の端部を回転方向に移動させてもよい。

また、副翼１１は、インペラ１の中心部側の副翼１１の端部がインペラ１の中心部側の主翼８の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ２がインペラ１の中心部側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ１よりも厚くなるように形成されていることにより、吸引風の流れが速い副翼１１の圧力面９側で発生しやすい剥離流れの発生を十分に防止することができ、電動送風機の吸い込み性能を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、主翼８からの風の吹き出し角度θ１と、副翼１１からの風の吹き出し角度θ２とがほぼ同一となるように、インペラ１の外周側の主翼８の端部
の出口角度θ３及びインペラ１の外周側の副翼１１の端部の出口角度θ４が調節されている。

これにより、全ての翼から吐き出される風の角度が揃うため、異なるベクトルの流れが混ざり合うことにより生じる混合損失を低減させることができ、電動送風機の吸い込み性能をさらに向上させることができる。

ここで、「風の吹き出し角度」とは、後面シュラウドの外周端での接線（図１中、Ｂ−Ｂ線）と、風の吹き出し方向（図１中、矢印Ｃ）とが成す角度である。また、「インペラの外周側の主翼の端部の出口角度」とは、主翼の圧力面のインペラの外周側の端部での主翼の接線（図１中、Ｄ−Ｄ線）と、後面シュラウドの外周端での接線（図１中、Ｂ−Ｂ線）とが成す角度であり、「インペラの外周側の副翼の端部の出口角度」とは、インペラの外周側の副翼の圧力面の端部での副翼の接線（図１中、Ｅ−Ｅ線）と、後面シュラウドの外周端での接線（図１中、Ｂ−Ｂ線）とが成す角度である。

さらに、本実施の形態においては、主翼８からの風の吹き出し流量と、副翼１１からの風の吹き出し流量がほぼ同一となるよう、インペラ１の出口面積がすべてほぼ同一となるように構成されている。

これにより、インペラのすべての出口から吐き出される流量が揃うため、インペラ外部の気体密度のバラつきを低減させることができ、電動送風機の吸い込み性能をさらに向上させることができる。

ここで、「出口面積」とは、前面シュラウド、後面シュラウド、主翼の外周側の端部、及び副翼の外周側の端部によって形成される開口部の面積であり、インペラの外周側に設けられた風が放出される出口の面積である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図２を用いて説明する。なお、上述した実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図２は、本発明の電動送風機の実施の形態２におけるインペラの半断面図である。

図２に示すように、副翼１１は、インペラ１の外周側の副翼１１の端部の翼厚Ｔ４が主翼８の翼厚Ｔ３と同一となるように形成されている。

これにより、インペラの外周側の副翼の端部の翼厚が厚いことにより、主翼間の流路内において吸引風の流れない領域が生じていたのを解消することができ、翼端での剥離流れ損失を低減し、電動送風機の吸い込み性能のさらに向上させることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図３を用いて説明する。なお、上述した実施の形態１及び２と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図３は、本発明の電動送風機を用いた電気掃除機の概要図である。

図３に示すように、電気掃除機（図示せず）は、掃除機本体３４と、掃除機本体３４と連通したホース３５と、ホース３５の一端と連通した延長管３６と、延長管３６端部に設けた操作ハンドル３７と、延長管３６の一端と連通した床用吸込具３８とを備え、掃除機本体３４内には、吸引力を発生させる電動送風機３９を内蔵し、この電動送風機３９の上
流側には吸引した塵埃を貯める集塵室４０を有している。電動送風機３９は実施の形態１及び２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３７を持って電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機３９から吸引力が発生し、床面を動かす床用吸込具３８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３６、ホース３５を経て集塵室４０へ流れ、集塵室４０で塵埃と空気を分離し、塵埃を集塵室４０に貯め込み、空気だけを電動送風機３９が吸引する。

電動送風機３９が吸引した空気は、電動送風機３９内部を通過し、さらに掃除機本体３４内部を通過して掃除機本体３４外部へ排出される。このとき、電動送風機３９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。

本発明の電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の効率の向上及び電気掃除機の吸込仕事率の向上が図れるので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。

１ インペラ
２ エアガイド
３ ファンケース
４ 電動機
５ 後面シュラウド
６ 吸気口
７ 前面シュラウド
８ 主翼
９ 圧力面
１０ 負圧面
１１ 副翼
３４ 掃除機本体
３５ ホース
３６ 延長管
３７ 操作ハンドル
３８ 床用吸込具
３９ 電動送風機
４０ 集塵室

Claims (5)

1. 電動機と、
   前記電動機によって回転駆動されるインペラと、を備え、
   前記インペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前記前面シュラウドと間隔を置いて配置される後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとで挟持されており、前記インペラの中心部から外周側に向かって伸びる翼圧一定の複数枚の主翼と、前記主翼間の略中間位置に配置されており、前記インペラの中心部から外周側に向かって伸びる複数枚の副翼と、で構成されており、
   前記副翼は、前記インペラの中心部側の前記副翼の端部が前記インペラの中心部側の前記主翼の端部よりも外周側に位置するように設けられており、かつ、前記インペラの外周側の前記副翼の端部の翼厚が前記インペラの中心部側の前記副翼の端部の翼厚よりも厚くなるように形成されている
   電動送風機。
2. 前記インペラは、前記主翼からの風の吹き出し角度と前記副翼からの風の吹き出し角度とがほぼ同一となるように形成されている請求項１に記載の電動送風機。
3. 前記インペラは、前記インペラの出口面積がすべてほぼ同一となるように形成されている請求項１または２に記載の電動送風機。
4. 前記副翼は、前記インペラの外周側の前記副翼の端部の翼厚が前記主翼の翼厚と同一となるように形成されている請求項１〜３に記載の電動送風機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を用いた電気掃除機。