JP2017223129A

JP2017223129A - Air blower, and vacuum cleaner or fluid machinery using the same

Info

Publication number: JP2017223129A
Application number: JP2016117584A
Authority: JP
Inventors: 武史本多; Takeshi Honda; 坂上　誠二; Seiji Sakagami; 誠二坂上; 浩平京谷; Kohei Kyotani; 佐藤　繁則; Shigenori Sato; 繁則佐藤; 賢宏伊藤; Masahiro Ito
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-14
Also published as: JP6803686B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air blower of low noise provided by absorbing noise which has a sound source on an impeller outlet part or between the impeller outlet part and a diffuser inlet and contains blade passing frequency near the sound source, and to provide a vacuum cleaner or a fluid machinery using the air blower.SOLUTION: An impeller having a plurality of blades in a circumferential direction and one or a plurality of holes or connection pores which have opening in circumferential direction on the neighborhood of an outlet of the impeller are provided.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、送風機およびそれを用いた電気掃除機、乃至流体機械に関する。 The present invention relates to a blower and a vacuum cleaner or fluid machine using the blower.

本技術分野の背景技術として、例えば、特開２０１３−１３６９８０号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、低騒音の電動送風機および電気掃除機を提供することを目的に、シャフトに設けられた整流子とロータ巻線が施されたロータコアからなるロータと、前記ロータの外周に位置し磁束を発生するステータと、前記ステータを保持すると共に前記ロータを回転自在に保持するブラケットと、前記シャフトの一端に取着されると共に複数の羽根を有するインペラと、前記インペラの外周に位置し前記インペラから吐き出された風を整流するディフューザと、前記インペラと前記ディフューザを覆うと共に中央部に吸気口を有したケーシングとを備え、前記吸気口に、流路断面積を拡大する円筒状の溝から成る消音空間部を設けた電動送風機が示されている。
特許文献１は、前記吸気口に、流路断面積を拡大する円筒状の溝から成る消音空間部を設けたもので、電動送風機で発生する気流の脈動に起因する特定周波数の騒音を共鳴を利用して消音することができる。 As background art in this technical field, for example, there is JP 2013-136980 A (Patent Document 1). In Patent Document 1, for the purpose of providing a low noise electric blower and vacuum cleaner, a rotor composed of a rotor core provided with a commutator provided on a shaft and a rotor winding, and a position on the outer periphery of the rotor. A stator that generates magnetic flux, a bracket that holds the stator and rotatably holds the rotor, an impeller that is attached to one end of the shaft and has a plurality of blades, and an outer periphery of the impeller. A cylindrical groove that includes a diffuser that rectifies the air discharged from the impeller, and a casing that covers the impeller and the diffuser and has a suction port at a central portion thereof, and that expands a cross-sectional area of the flow path in the suction port. An electric blower provided with a muffler space consisting of is shown.
In Patent Document 1, a noise-removing space portion comprising a cylindrical groove that expands the cross-sectional area of the flow path is provided at the intake port, and noise having a specific frequency caused by pulsation of airflow generated by an electric blower is resonated. Can be muted by using.

特開２０１３−１３６９８０号公報JP 2013-136980 A

電気掃除機や流体機械に用いられるインペラは、インペラの回転により圧力変動が生じ、騒音（主にインペラ羽根枚数と回転数の積で求まる翼通過周波数（以下、翼通過周波数）の騒音）が発生するため騒音低減が課題である。特に、インペラ外周部に設置するディフューザに、複数の羽根を持つ羽根付きディフューザを用いた場合は、翼通過周波数騒音が増加し、耳障りな音となり、騒音レベルの低減の他に音質の改善も必要である。さらに、羽根付きディフューザの中には、隣接する羽根により重なり部が形成される形状もある。この重なり部を形成する羽根付きディフューザは、重なり部で発生する定在波により所定の運転回転数で騒音が増加する課題を持つ。 Impellers used in vacuum cleaners and fluid machinery generate pressure fluctuations due to the rotation of the impeller, generating noise (mainly noise at the blade passing frequency (hereinafter referred to as blade passing frequency) determined by the product of the number of impeller blades and the number of rotations). Therefore, noise reduction is an issue. In particular, when a diffuser with blades with multiple blades is used as the diffuser installed on the outer periphery of the impeller, the blade passing frequency noise increases and becomes harsh, and it is necessary to improve the sound quality in addition to reducing the noise level. It is. Further, some diffusers with blades have an overlapping portion formed by adjacent blades. The vaned diffuser that forms this overlapping portion has a problem that noise increases at a predetermined operation speed due to standing waves generated in the overlapping portion.

特許文献１に記載のように吸気口（以下、吸込み口）に消音空間部を設けた電動送風機は、吸込み部から放射する騒音の低減に有効であると考えられる。しかし、インペラ出口部あるいはインペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音は、吸込み口だけでなく送風機の下流側や送風機を覆うケーシングから放射され、騒音低減量が低下する恐れがある。 As described in Patent Document 1, it is considered that an electric blower in which a silencer space is provided at an intake port (hereinafter referred to as a suction port) is effective in reducing noise radiated from the suction unit. However, noise including the blade passing frequency having a sound source between the impeller outlet part or the impeller outlet part and the diffuser inlet is radiated not only from the suction port but also from the downstream side of the blower and the casing covering the blower, and the noise reduction amount is reduced. There is a fear.

そこで本発明は、インペラ出口部あるいはインペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することで、低騒音な送風機およびそれを用いた電気掃除機、乃至流体機械を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention absorbs noise including a blade passing frequency having a sound source between the impeller outlet portion or the impeller outlet portion and the diffuser inlet near the sound source, and a low noise blower and a vacuum cleaner using the same, Another object is to provide a fluid machine.

上記の目的を達成するため、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。 In order to achieve the above object, for example, the configuration described in the claims is adopted.

本発明は上記課題を解決する手段を多数含んでいるが、その一例を挙げるならば、周方向に複数の羽根を持つインペラと、前記インペラの出口近傍に、周方向に開口を持つ穴又は連結孔を、１つまたは複数個設置したことを特徴とする。 The present invention includes a large number of means for solving the above problems. For example, an impeller having a plurality of blades in the circumferential direction, and a hole or connection having an opening in the circumferential direction in the vicinity of the outlet of the impeller. One or a plurality of holes are provided.

本発明によれば、インペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することができ、低騒音の電動送風機およびそれを用いた電気掃除機、乃至流体機械を提供することが可能である。 According to the present invention, noise including a blade passing frequency having a sound source between the impeller outlet and the diffuser inlet can be absorbed near the sound source, and a low noise electric blower and a vacuum cleaner using the same, or It is possible to provide a fluid machine.

羽根付きディフューザを有する流体機械の模式的な横断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a fluid machine having a vaned diffuser. 実施例１の送風機の模式図である。It is a schematic diagram of the air blower of Example 1. 実施例１の送風機の横断面図である。It is a cross-sectional view of the blower of Example 1. 図３のＡ-Ａ断面矢視図で、実施例１のディフューザのみを記載した図である。FIG. 4 is a diagram showing only the diffuser of Example 1 in the AA cross-sectional view of FIG. 3. 実施例１の穴の有無による送風機の騒音レベルの比較を示した図である。It is the figure which showed the comparison of the noise level of the air blower by the presence or absence of the hole of Example 1. FIG. 掃除機本体の模式的な横断面図である。It is a typical cross-sectional view of a cleaner body. 電動送風機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an electric blower. 図３のＡ-Ａ断面矢視図で、実施例２のディフューザのみを記載した図である。FIG. 6 is a diagram showing only the diffuser of Example 2 in the AA cross-sectional view of FIG. 3. 実施例２の連結孔の有無による送風機の騒音レベルの比較を示した図である。It is the figure which showed the comparison of the noise level of the air blower by the presence or absence of the connection hole of Example 2. FIG. 実施例２の連結孔の有無による送風機の騒音レベルの回転数変化を示した図である。It is the figure which showed the rotation speed change of the noise level of the air blower by the presence or absence of the connection hole of Example 2. FIG.

以下、本発明の実施例１から実施例２を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, the first to second embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図１を用いて、代表的な遠心型流体機械について説明する。図１に羽根付きディフューザを有する流体機械の模式的な横断面図を示す。流体機械１００において、モータの回転軸１０２の長さ方向を軸方向、直交する方向を半径方向とする。 First, a typical centrifugal fluid machine will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a fluid machine having a vaned diffuser. In the fluid machine 100, the length direction of the rotating shaft 102 of the motor is defined as the axial direction, and the direction orthogonal thereto is defined as the radial direction.

流体機械１００は、モータの回転軸１０２にインペラ１０３が取り付けられ、その外周に羽根付きディフューザ１０４が設置されている。羽根付きディフューザ１０４は、複数枚の羽根を持つものである。羽根付きディフューザ１０４には、シュラウド側１１０に漏れを抑制するリング１０５と、ハブ面１１１を形成する仕切板１０８が設けられている。羽根付きディフューザ１０４の下流には、戻り流路１０６が形成されている。戻り流路１０６は、前記リング１０５、乃至ディフューザを覆うケーシング１０９と仕切板１０８により形成されている。戻り流路１０６は、半径方向外側に向いた流路を内側に転向させるものである。戻り流路１０６の下流側には、リターンガイド１０７を有する。 In the fluid machine 100, an impeller 103 is attached to a rotating shaft 102 of a motor, and a vaned diffuser 104 is installed on the outer periphery thereof. The vaned diffuser 104 has a plurality of blades. The vaned diffuser 104 is provided with a ring 105 that suppresses leakage on the shroud side 110 and a partition plate 108 that forms a hub surface 111. A return flow path 106 is formed downstream of the vaned diffuser 104. The return flow path 106 is formed by a casing 109 and a partition plate 108 that cover the ring 105 or the diffuser. The return flow path 106 turns the flow path facing outward in the radial direction inward. A return guide 107 is provided on the downstream side of the return channel 106.

次に、流体機械１００内の流体の流れを説明する。インペラ１０３の回転により吸込み口１０１から流体が流入し、インペラ１０３で昇圧された後に、羽根付きディフューザ１０４の内部へ流入する。羽根付きディフューザ１０４は、インペラ１０３から流出された流体の流速を減速させることで静圧が上昇する。羽根付きディフューザ１０４を出た流れは、戻り流路１０６で半径方向外向きの流れから内向きの流れへと転向される。また、戻り流路１０６から出た流れはリターンガイド１０７により回転方向の旋回速度が減少され、下流側へ案内された後、所定の出口から排出される。 Next, the flow of fluid in the fluid machine 100 will be described. The fluid flows from the suction port 101 by the rotation of the impeller 103, and after the pressure is increased by the impeller 103, the fluid flows into the vaned diffuser 104. The vaned diffuser 104 increases the static pressure by decelerating the flow velocity of the fluid flowing out of the impeller 103. The flow exiting the vaned diffuser 104 is diverted from the radially outward flow to the inward flow in the return channel 106. Further, the flow exiting the return flow path 106 is reduced in turning speed in the rotational direction by the return guide 107, guided to the downstream side, and then discharged from a predetermined outlet.

また、図１中のインペラ１０３は、シュラウド板を有するクローズドインペラを示しているが、シュラウド板がないオープンインペラでもよい。また、羽根付きディフューザ１０４は、リング１０５を介してケーシング１０９と接触する構成ではなく、ケーシング１０９と直接接触する構成でもよい。また、リング１０５は、ゴム製もしくは、やわらかい樹脂材でもよい。 Moreover, although the impeller 103 in FIG. 1 has shown the closed impeller which has a shroud board, the open impeller which does not have a shroud board may be sufficient. Further, the vaned diffuser 104 may not be configured to contact the casing 109 via the ring 105 but may be configured to directly contact the casing 109. The ring 105 may be made of rubber or a soft resin material.

次に、図２の送風機２００について説明する。図２は代表例としてインペラ２０１と羽根付きディフューザ２０２を示す。インペラ２０１は複数枚の羽根（２０３、２０４など）から構成されており、羽根付きディフューザ２０２は複数枚のディフューザ羽根（２０５、２０６など）により重なり部２０７が形成されている。なお、図２は代表例として、インペラ羽根枚数Ｚ_ｉが８枚、ディフューザ羽根枚数Ｚ_ｄが１５枚の場合を示す。 Next, the blower 200 of FIG. 2 will be described. FIG. 2 shows an impeller 201 and a vaned diffuser 202 as a representative example. The impeller 201 is composed of a plurality of blades (203, 204, etc.), and the diffuser 202 with blades has an overlapping portion 207 formed by a plurality of diffuser blades (205, 206, etc.). Incidentally, FIG. 2 shows a typical example, eight impeller blades number Z _i is the case diffuser number of blades Z _d is 15 sheets.

また、本発明が対象とする送風機の代表的な諸元について説明する。本発明に用いられる電動送風機、乃至流体機械のインペラ外径はおおよそφ２０mm〜φ５００mmの範囲にあり、最高回転数はおおよそ毎分１００００〜１５００００回転の範囲にある。 Further, typical specifications of the blower targeted by the present invention will be described. The impeller outer diameter of the electric blower or fluid machine used in the present invention is approximately in the range of φ20 mm to φ500 mm, and the maximum rotational speed is approximately in the range of 10,000 to 150,000 rpm.

ここで、羽根付きディフューザの構成について述べる。羽根付きディフューザ２０２の重なり部２０７は、隣り合うディフューザ羽根２０５、２０６と、仕切板と、で形成される部分であり、かつ、ディフューザ入口スロート部２０９と、ディフューザ羽根２０６の後縁２０８の内側の形状と直交する線上の重なり部出口２１０までとする。また、重なり部の長さＬ２１１は、重なり部２０７の形状に沿って略正接する円を書き、各円の中心を通る線の長さとする。なお、後縁２０８にテーパやＲ部などを設けた場合は、これらの部位を除いた最外径を後縁位置としてもよい。 Here, the configuration of the vaned diffuser will be described. The overlapping portion 207 of the bladed diffuser 202 is a portion formed by the adjacent diffuser blades 205 and 206 and the partition plate, and is located inside the diffuser inlet throat portion 209 and the rear edge 208 of the diffuser blade 206. Up to the overlap portion exit 210 on the line orthogonal to the shape. The overlapping portion length L211 is a length of a line that passes through the center of each circle by writing a circle that is substantially tangent along the shape of the overlapping portion 207. In addition, when a taper, R part, etc. are provided in the rear edge 208, it is good also considering the outermost diameter except these parts as a rear edge position.

羽根付きディフューザ２０２の重なり部２０７では、重なり部出口２１０付近を開口端とする定在波が存在し、所定の運転回転数で騒音が増加する懸念がある。さらに、翼通過周波数の発生理由は、インペラ回転に伴うインペラ出口の圧力変動である。すなわち、所定の運転回転数において、インペラ出口圧力変動が重なり部の定在波を加振し、翼通過周波数を含む騒音が送風機の上流だけでなく、周辺へ放射され、送風機全体の騒音が増大する。 In the overlapping portion 207 of the vaned diffuser 202, there is a standing wave having an opening end in the vicinity of the overlapping portion outlet 210, and there is a concern that noise increases at a predetermined operation speed. Furthermore, the reason for the generation of the blade passing frequency is the pressure fluctuation at the impeller outlet accompanying the impeller rotation. In other words, the impeller outlet pressure fluctuations vibrate the standing wave at the overlapping part at a predetermined operating speed, and noise including the blade passing frequency is radiated not only upstream of the fan but also to the surroundings, increasing the noise of the entire fan. To do.

図３に、図２で記載した送風機の断面図を示す。図３では、羽根付きディフューザ３０１の仕切板３０２と、インペラ３０４の間、かつインペラ最外径３０９より半径方向内向きに穴３０７が構成されている。穴３０７の開口３０６は、インペラ３０４の最外径（出口）３０９とディフューザ入口３１０の間で定義する動静翼干渉場３０３と繋がっている。なお、穴３０７は仕切板３０２に設けられた凸部３０５と、凸部３０５と接触する板３０８から構成され、穴３０７の開口３０６は、インペラ最外径３０９と略一致し、前記穴３０７は半径方向内向きに延びている。なお、穴３０７は仕切板３０２と前記板３０８から構成された開口３０６以外から、空気の漏れがないように仕切板３０２と板３０８とを溶着や接着により貼付け、またはＯリング等の漏れ防止構造が用いられている。また、前記穴３０７は、パイプやねじ穴でもよい。なお、穴３０７はディフューザのリングやケーシングに構成してもよい。また、インペラの外周部に設けたディフューザは羽根付きディフューザ、羽根なしディフューザ、遠心型、斜流型でもよい。周方向に複数枚の羽根を持つインペラと、前記インペラの出口近傍に、周方向に開口を持つ穴又は後述する連結孔を、１つまたは複数個有することにより、インペラ出口部に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することができ、低騒音の電動送風機およびそれを用いた電気掃除機、乃至流体機械を提供することが可能である。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of the blower described in FIG. In FIG. 3, a hole 307 is formed between the partition plate 302 of the vaned diffuser 301 and the impeller 304 and radially inward from the outermost diameter 309 of the impeller. The opening 306 of the hole 307 is connected to a moving blade / static blade interference field 303 defined between the outermost diameter (outlet) 309 of the impeller 304 and the diffuser inlet 310. The hole 307 is composed of a convex portion 305 provided in the partition plate 302 and a plate 308 that contacts the convex portion 305. The opening 306 of the hole 307 substantially coincides with the outermost diameter 309 of the impeller. It extends radially inward. In addition, the hole 307 is bonded to the partition plate 302 and the plate 308 by welding or bonding so as not to leak air from other than the opening 306 formed by the partition plate 302 and the plate 308, or a leakage preventing structure such as an O-ring. Is used. The hole 307 may be a pipe or a screw hole. The hole 307 may be formed in a diffuser ring or casing. The diffuser provided on the outer periphery of the impeller may be a vaned diffuser, a vaneless diffuser, a centrifugal type, or a mixed flow type. An impeller having a plurality of blades in the circumferential direction, and a blade having a sound source at the impeller outlet portion by having one or more holes having openings in the circumferential direction or connecting holes described later in the vicinity of the outlet of the impeller Noise including a passing frequency can be absorbed in the vicinity of the sound source, and a low noise electric blower and a vacuum cleaner or fluid machine using the same can be provided.

図４に、図３に示したディフューザ３０１のＡ−Ａ断面矢視図を示す。
図４のディフューザ４００（図３で示したディフューザ３０１）は仕切板４０１（図３で示した仕切板３０２）と周方向に複数枚の羽根４０２、４０３を持つ。また、仕切板４０１は、動静翼干渉場４０４（図３で示した仕切板３０３）に開口４０５（図３で示した開口３０６）を持つ穴４０６、４０９（図３で示した穴３０７）が周方向に複数個設置された構成である。穴４０６は羽根４０２と隣接する羽根４０３との間、かつ動静翼干渉場４０４に開口４０５を持ち、周方向に配置した開口４０５は略同一半径に設置している。また、穴４０６、４０９の長さを長さＢとする。穴４０６は開口４０５の中心から回転軸４０７を通る半径方向の線４０８に対して、反回転方向に角度θで傾斜し形成され、インペラの回転方向に向かう空気の流れを阻害しないように設置している。なお、図４は周方向に設置した穴４０６、４０９の数をディフューザ４００の羽根枚数と一致させているが、羽根枚数と異なってもよい。また、穴４０６，４０９の角度θは回転方向と同一でもよく、半径方向でもよく、軸方向に延びてもよい。さらに、穴４０６、４０９の長さＢを形成する形は直線でも１つまたは複数の曲率半径を持つ円弧形状でも、スプライン形状でもよい。また、穴４０６、４０９の開口４０５の径もしくは幅は、ディフューザ４００を樹脂成型する場合、ディフューザ４００の羽根４０２，４０３の最小板厚より大きく取れば、ヒケの問題を解決できる。また、穴４０６，４０９の長さＢは図２に記載した重なり長さＬと略同一としてもよいし、例えば、略４〜８５ｍｍとしてもよい。また、穴の径は穴の長さより小さければ、穴の断面形状は丸でも四角形でもよい。穴の設置位置は周方向に均等でも不均一でもよく、複数個設けた穴４０６の長さＢや穴の形状が異なっていてもよい。 FIG. 4 shows a cross-sectional view of the diffuser 301 shown in FIG.
4 has a partition plate 401 (partition plate 302 shown in FIG. 3) and a plurality of blades 402 and 403 in the circumferential direction. In addition, the partition plate 401 has holes 406 and 409 (holes 307 shown in FIG. 3) having openings 405 (openings 306 shown in FIG. 3) in the moving blade and blade interference field 404 (partition plate 303 shown in FIG. 3). This is a configuration in which a plurality are installed in the circumferential direction. The hole 406 has an opening 405 between the blade 402 and the adjacent blade 403 and in the moving blade / static blade interference field 404, and the openings 405 arranged in the circumferential direction are installed at substantially the same radius. Further, the length of the holes 406 and 409 is defined as a length B. The hole 406 is formed so as to be inclined at an angle θ in the counter-rotating direction with respect to the radial line 408 passing through the rotation shaft 407 from the center of the opening 405 and installed so as not to obstruct the air flow toward the impeller rotating direction. ing. In FIG. 4, the number of holes 406 and 409 provided in the circumferential direction is made equal to the number of blades of the diffuser 400, but may be different from the number of blades. Further, the angle θ of the holes 406 and 409 may be the same as the rotation direction, may be the radial direction, or may extend in the axial direction. Further, the shape forming the length B of the holes 406, 409 may be a straight line, an arc shape having one or more radii of curvature, or a spline shape. Further, if the diameter or width of the opening 405 of the holes 406 and 409 is larger than the minimum plate thickness of the blades 402 and 403 of the diffuser 400 when the diffuser 400 is resin-molded, the problem of sink marks can be solved. Further, the length B of the holes 406 and 409 may be substantially the same as the overlap length L described in FIG. 2, for example, approximately 4 to 85 mm. Further, if the diameter of the hole is smaller than the length of the hole, the sectional shape of the hole may be round or square. The positions of the holes may be uniform or non-uniform in the circumferential direction, and the length B of the plurality of holes 406 and the shape of the holes may be different.

次に、図５に本実施例の穴の有無による送風機の騒音レベルの比較結果を示す。なお、本比較はディフューザの入口部に各周波数別の点音源を与えた音響解析結果である。 Next, the comparison result of the noise level of the air blower by the presence or absence of the hole of a present Example is shown in FIG. This comparison is the result of acoustic analysis in which a point sound source for each frequency is applied to the entrance of the diffuser.

図５から、穴ありは穴なしに比べて、騒音レベルを４ｄＢ低減できることがわかる。これは、動静翼干渉場４０４で発生する翼通過周波数騒音を含む騒音の周波数の波長λが穴４０６の長さの略４倍（４Ｂ）となる際に、穴の中で定在波が発生し、開口に入ってくる音波に対して、穴の中から開口に向かっていく音波の位相が逆位相になるため、動静翼干渉場４０４で発生する音波を打ち消しあうことができ、騒音低減が可能となるためである。また、穴の長さを重なり部長さと略同一とした場合は、穴の中の音波の位相が重なり部の定在波で生じる騒音を低減する効果がある。 From FIG. 5, it can be seen that the noise level can be reduced by 4 dB as compared with the case without holes. This is because a standing wave is generated in the hole when the wavelength λ of the noise frequency including the blade passing frequency noise generated in the moving and stationary blade interference field 404 is approximately four times (4B) the length of the hole 406. However, since the sound wave entering the opening from the hole toward the opening is opposite in phase to the sound wave entering the opening, it is possible to cancel the sound waves generated in the moving blade / static blade interference field 404 and reduce noise. This is because it becomes possible. Moreover, when the length of the hole is substantially the same as the length of the overlapping portion, there is an effect of reducing the noise generated by the standing wave of the overlapping portion due to the phase of the sound wave in the hole.

すなわち、本実施例の構成にすれば、インペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することができ、騒音低減を図ることができる。 That is, according to the configuration of the present embodiment, noise including a blade passing frequency having a sound source between the impeller outlet and the diffuser inlet can be absorbed near the sound source, and noise can be reduced.

ここで、図６を用いて、電動送風機６００の構成について説明する。図６は電動送風機６００の縦断面図である。電動送風機６００は送風機６０１と電動機６０２から構成されている。 Here, the configuration of the electric blower 600 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the electric blower 600. The electric blower 600 includes a blower 601 and an electric motor 602.

電動機６０２は、一端が開口されたハウジング６０３と、このハウジング６０３の開口側に配置されたエンドブラケット６０４により電動機外殻を構成している。ロータ６０６の回転軸６０５はハウジング６０３の反開口側とエンドブラケット６０４により回転可能に支持され、この回転軸６０５にロータ６０６が取り付けられている。ロータ６０６の外周側にはステータ６０７が配置された構成となっている。ロータ６０６への電気の供給は、ブラシ６０８とそれに接触するコンミテータ６０９により伝えられる。ハウジング６０３内にはロータ６０６、ステータ６０７、ブラシ６０８が収納されている。 The electric motor 602 forms a motor outer shell by a housing 603 having one end opened and an end bracket 604 disposed on the opening side of the housing 603. The rotating shaft 605 of the rotor 606 is rotatably supported by the opposite side of the housing 603 and the end bracket 604, and the rotor 606 is attached to the rotating shaft 605. A stator 607 is arranged on the outer peripheral side of the rotor 606. The supply of electricity to the rotor 606 is transmitted by a brush 608 and a commutator 609 in contact therewith. A rotor 606, a stator 607, and a brush 608 are accommodated in the housing 603.

送風機６０１は、回転軸６０５に固定され、吸込み口６１５を備えたインペラ６１０と、このインペラ６１０の外周側に配置されたディフューザ６１１と、このディフューザ６１１に対して仕切板６１２を挟んで対面に配置されるリターンガイド６１３とがファンケーシング６１４内に収められた構成となっている。ファンケーシング６１４は、ハウジング６０３の開口側に配置され、インペラ６１０、ディフューザ６１１、前記リターンガイド６１３を覆っている。仕切板６１２はインペラ６１０の背面側（反吸込み口側）に位置している。仕切板６１２の前面側にはディフューザ６１１が配置され、仕切板６１２の後面側にはリターンガイド６１３が配置される。 The blower 601 is fixed to the rotary shaft 605 and is disposed on the opposite side with an impeller 610 having a suction port 615, a diffuser 611 disposed on the outer peripheral side of the impeller 610, and a partition plate 612 sandwiched between the diffuser 611. The return guide 613 is housed in the fan casing 614. The fan casing 614 is disposed on the opening side of the housing 603 and covers the impeller 610, the diffuser 611, and the return guide 613. The partition plate 612 is located on the back side (anti-suction port side) of the impeller 610. A diffuser 611 is disposed on the front surface side of the partition plate 612, and a return guide 613 is disposed on the rear surface side of the partition plate 612.

この構成において、電動送風機入口６１５から流入した空気は、まずインペラ６１０で昇圧および増速される。その後、ディフューザ６１１を通過した流れは曲がり流路を経て略１８０°転向し、リターンガイド６１３へと流入するが、この過程において流れは減速されて、その分だけ圧力が上昇する。リターンガイド６１３を通過した流れは、電動機のハウジング６０３内に流入し、ロータ６０６、ステータ６０７、ブラシ６０８、コンミテータ６０９などを冷却してから排気される。 In this configuration, the air flowing in from the electric blower inlet 615 is first boosted and accelerated by the impeller 610. Thereafter, the flow that has passed through the diffuser 611 turns approximately 180 ° through a curved flow path and flows into the return guide 613. In this process, the flow is decelerated, and the pressure increases accordingly. The flow that has passed through the return guide 613 flows into the housing 603 of the electric motor, and is discharged after cooling the rotor 606, the stator 607, the brush 608, the commutator 609, and the like.

さらに、図７に図６の電動送風機を搭載した場合の電気掃除機全体について説明する。図７に模式的に示した電気掃除機本体７００の上から見た横断面図において、電気掃除機本体７００の構成を説明する。電気掃除機本体７００に着脱自在なホース継ぎ手７０１を装着する側を電気掃除機本体７００の前側とする。 Furthermore, the whole vacuum cleaner when the electric blower of FIG. 6 is mounted in FIG. 7 will be described. The structure of the vacuum cleaner main body 700 will be described with reference to a cross-sectional view seen from above of the vacuum cleaner main body 700 schematically shown in FIG. The side where the hose joint 701 that can be freely attached to and detached from the vacuum cleaner body 700 is set as the front side of the vacuum cleaner body 700.

電気掃除機本体７００の前側に、紙パック７０３を保持するための集塵室７０２を備え、電気掃除機本体７００の後側に、電動送風機７０６を収納するためのモータ室７０５を備え、集塵室７０２とモータ室７０５との間に、万一、紙パック７０３から塵埃が漏れ出ても、集塵室７０２内の塵埃がモータ室７０５へ流入するのを抑制するためのフィルタ部７０４を備える。集塵室７０２とモータ室７０５とは、フィルタ部７０４を介して連通する。集塵室７０２には、着脱自在な紙パック７０３を備える。紙パック７０３の開口がホース継ぎ手７０１に連通する。紙パック７０３内に塵埃が堆積していくと、紙パック７０３が膨らみ、紙パック７０３の開口と反対側の底部がフィルタ部７０４に当接するようになる。モータ室７０５に、吸引力を発生する電動送風機７０６を備える。電動送風機７０６の前端とモータ室７０５の前側の壁面との間に、電動送風機７０６の振動が電気掃除機本体７００に伝達することを抑制するための防振ゴム７０７（防振部材）を備える。防振部材は、ゴムの代わりバネであってもよい。電動送風機７０６は、前端に、空気を吸い込むための送風機入口７０８を備え、後側の側方に、空気を排出するための送風機出口７０９を備える。そして、送風機入口７０８がフィルタ部７０４に対して開口している。モータ室７０５の側方に、電源コードを巻きつけて収納するためのコードリール７１０を備える。また、電動送風機の電流を感知し、運転条件を制御する制御回路７１２を備える。また、電気掃除機本体７００の後側両側方に、車輪７１１を備える。なお、図示しないが、ホース継ぎ手７０１には、ホースが接続され、ホースには、操作管が接続され、操作管には、延長管が接続され、延長管には、吸込み具が接続される。 A dust collection chamber 702 for holding the paper pack 703 is provided on the front side of the vacuum cleaner main body 700, and a motor chamber 705 for storing the electric blower 706 is provided on the rear side of the vacuum cleaner main body 700. A filter unit 704 is provided between the chamber 702 and the motor chamber 705 to prevent the dust in the dust collection chamber 702 from flowing into the motor chamber 705 even if dust leaks from the paper pack 703. . The dust collection chamber 702 and the motor chamber 705 communicate with each other via the filter unit 704. The dust collection chamber 702 includes a detachable paper pack 703. The opening of the paper pack 703 communicates with the hose joint 701. As dust accumulates in the paper pack 703, the paper pack 703 swells, and the bottom of the paper pack 703 opposite the opening comes into contact with the filter portion 704. The motor chamber 705 includes an electric blower 706 that generates a suction force. Between the front end of the electric blower 706 and the wall surface on the front side of the motor chamber 705, a vibration-proof rubber 707 (vibration-proof member) for suppressing the vibration of the electric blower 706 from being transmitted to the electric vacuum cleaner main body 700 is provided. The vibration isolation member may be a spring instead of rubber. The electric blower 706 includes a blower inlet 708 for sucking air at the front end, and a blower outlet 709 for discharging air on the side of the rear side. The blower inlet 708 is open to the filter unit 704. A cord reel 710 for winding and storing a power cord is provided on the side of the motor chamber 705. Moreover, the control circuit 712 which senses the electric current of the electric blower and controls the operating conditions is provided. Further, wheels 711 are provided on both sides of the rear side of the vacuum cleaner main body 700. Although not shown, a hose is connected to the hose joint 701, an operation pipe is connected to the hose, an extension pipe is connected to the operation pipe, and a suction tool is connected to the extension pipe.

次に、電気掃除機本体７００内の空気の流れを説明する。ホース継ぎ手７０１から流入した空気は、集塵室７０２に入る。図７は集塵手段として紙パック７０３が示されているが、パックの素材は問わない。また、サイクロン方式の場合は、サイクロン室（サイクロン式集塵ケース）が紙パック７０３の代わりに収まる。紙パック７０３で塵埃を取り除かれた空気は、その後モータ室７０５に流入する。電動送風機７０６は、モータ室７０５に防振ゴム７０７を介して設置されており、送風機入口７０８から流入した空気は昇圧された後、送風機出口７０９から排気され、図示してないが、電気掃除機本体７００の排気口から外部に排出される。 Next, the flow of air in the vacuum cleaner main body 700 will be described. Air flowing in from the hose joint 701 enters the dust collection chamber 702. FIG. 7 shows a paper pack 703 as the dust collecting means, but the material of the pack is not limited. In the case of the cyclone method, a cyclone chamber (a cyclone dust collecting case) is accommodated instead of the paper pack 703. The air from which dust is removed by the paper pack 703 then flows into the motor chamber 705. The electric blower 706 is installed in the motor chamber 705 via a vibration isolating rubber 707, and the air flowing from the blower inlet 708 is pressurized and then exhausted from the blower outlet 709. It is discharged from the exhaust port of the main body 700 to the outside.

図７に代表される電気掃除機に用いられる図６のような電動送風機およびそれを用いた電気掃除機または、流体機械に、本実施例の構成の送風機を搭載すれば、インペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を音源付近で吸音することができるとともに、重なり部の定在波で増加された騒音を低減できることから、幅広い運転回転数範囲で低騒音化が図れる。 If an electric blower as shown in FIG. 6 used in an electric vacuum cleaner represented by FIG. 7 and an electric vacuum cleaner using the electric blower or a fluid machine is mounted with the blower having the configuration of this embodiment, the impeller outlet portion and the diffuser The noise including the blade passing frequency with the sound source between the inlets can be absorbed near the sound source and the noise increased by the standing wave at the overlapping part can be reduced, so the noise can be reduced over a wide range of operating speeds. I can plan.

次に、実施例２の送風機８００の形状について図８を用いて説明する。実施例１と基本的な構成は同じであるので同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。ここでは、図３中の送風機３００のうち、ディフューザと仕切板に注目して記載し、以下に説明する。 Next, the shape of the blower 800 of Example 2 will be described with reference to FIG. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Here, in the blower 300 in FIG. 3, the diffuser and the partition plate are noted and described below.

図８は、図４の送風機部分と同じように、図３に示したディフューザ３０１のＡ−Ａ断面矢視図を示す。 8 shows an AA cross-sectional view of the diffuser 301 shown in FIG. 3 in the same manner as the blower portion of FIG.

仕切板８０１は、図３で記述した３０３の動静翼干渉場８０４に開口８０５、開口８０６を持ち、前記２つの開口を結ぶ連結孔８０７が仕切板８０１の凸部８１１と図３の板３０８により構成されており、連結孔８０７が周方向に複数設置されている。連結孔８０７はディフューザの羽根８０２と隣接する羽根８０３との間に開口８０５、８０６を持つ。また、いずれかの開口のうち、例えば開口８０６の中心から回転軸８０８を通る半径方向の線８０９に対して、連結孔８０７の構成は反回転方向に角度θで傾斜し形成され、インペラの回転方向に向かう流れを阻害しないように設置している。なお、図８は周方向に設置した連結孔８０７、８１０をディフューザ羽根枚数と一致させているが、羽根枚数と異なってもよい。また、開口８０５と開口８０６は、ディフューザの羽根８０３をまたぐように設置してもよい。また、連結孔の角度θは回転方向と同一、半径方向でもよく、連結穴４０７の長さＣの形は、１つまたは複数の曲率半径を持つ円弧で作成された形状、スプライン形状でもよい。 The partition plate 801 has openings 805 and 806 in the moving blade-stator interference field 804 described in FIG. 3, and a connecting hole 807 connecting the two openings is formed by the convex portion 811 of the partition plate 801 and the plate 308 of FIG. 3. The plurality of connecting holes 807 are provided in the circumferential direction. The connecting hole 807 has openings 805 and 806 between the diffuser blade 802 and the adjacent blade 803. Further, of any of the openings, for example, the configuration of the connection hole 807 is inclined at an angle θ in the counter-rotation direction with respect to a radial line 809 passing through the rotation shaft 808 from the center of the opening 806, and the impeller rotates. It is installed so as not to obstruct the flow in the direction. In FIG. 8, the connecting holes 807 and 810 installed in the circumferential direction are made to coincide with the number of diffuser blades, but may be different from the number of blades. Further, the opening 805 and the opening 806 may be installed so as to straddle the diffuser blade 803. In addition, the angle θ of the connecting hole may be the same as the rotation direction or the radial direction, and the shape of the length C of the connecting hole 407 may be a shape created by an arc having one or more radii of curvature, or a spline shape.

また、連結孔８０７の開口８０５，８０６は、ディフューザ８００を樹脂成型する場合、ディフューザの羽根８０２の最小板厚より大きく取れば、ヒケの問題を解決できる。また、連結孔８０７の長さＣは図２に記載した重なり長さＬと略同一としても、例えば、略４〜８５ｍｍでもよい。また、開口の直径または一辺の長さは長さＣより小さければ、孔の断面形状は丸でも四角形でもよい。また、連結孔の設置位置は周方向に均等でも不均一でもよく、複数個設けた連結孔８０７の長さＣや形状が異なっていてもよい。 Further, if the openings 805 and 806 of the connection hole 807 are larger than the minimum plate thickness of the diffuser blade 802 when the diffuser 800 is molded by resin, the problem of sink marks can be solved. Further, the length C of the connection hole 807 may be substantially the same as the overlap length L described in FIG. 2, for example, may be approximately 4 to 85 mm. If the diameter of the opening or the length of one side is smaller than the length C, the cross-sectional shape of the hole may be round or square. Further, the connection positions of the connection holes may be uniform or non-uniform in the circumferential direction, and the length C and shape of the plurality of connection holes 807 may be different.

次に、図９に本実施例の連結孔の有無による送風機騒音レベルの比較結果を示す。なお、本比較はディフューザ入口部に各周波数別の点音源を与えた音響解析結果である。 Next, the comparison result of the fan noise level by the presence or absence of the connection hole of a present Example is shown in FIG. This comparison is a result of acoustic analysis in which a point sound source for each frequency is given to the diffuser inlet.

図９から、連結孔ありは、連結孔なしに比べて、騒音レベルを３ｄＢ低減できることがわかる。これは、動静翼干渉場で発生する翼通過周波数騒音を含む騒音の周波数の波長λが連結孔８０７の長さと略一致する際に、連結孔の中で定在波が発生し、例えば開口８０５に入ってくる音波に対して、開口８０６から放射される音波の位相が逆位相になるため、動静翼干渉場で発生する音波を打ち消しあうことができ、騒音低減が可能となるためである。また、連結孔長さＣを重なり部長さと略同一とした場合は、連結孔の中の音波の位相差により重なり部の定在波で生じる騒音を低減する効果がある。 From FIG. 9, it can be seen that the noise level can be reduced by 3 dB when the connection hole is provided, compared to the case without the connection hole. This is because a standing wave is generated in the coupling hole when the wavelength λ of the noise frequency including the blade passing frequency noise generated in the moving blade-interference field substantially coincides with the length of the coupling hole 807. This is because the phase of the sound wave radiated from the opening 806 is opposite to that of the incoming sound wave, so that the sound wave generated in the moving-blade interference field can be canceled out and noise can be reduced. Further, when the connecting hole length C is substantially the same as the overlapping portion length, there is an effect of reducing noise generated by the standing wave of the overlapping portion due to the phase difference of the sound wave in the connecting hole.

次に、図１０に運転回転数を変化させた際の、本実施例の連結孔の有無による送風機騒音レベルの比較結果を示す。なお、図１０は本実施例のディフューザを送風機に組込み騒音を測定し、回転数を変化させた際の騒音レベルの比較結果である。なお、図１０の横軸は、設計回転数を１とした無次元回転数を示す。 Next, the comparison result of the fan noise level by the presence or absence of the connection hole of a present Example at the time of changing driving | running rotation speed is shown in FIG. FIG. 10 shows the comparison result of the noise level when the diffuser of this embodiment is incorporated in the blower and the noise is measured and the rotation speed is changed. The horizontal axis in FIG. 10 represents the dimensionless rotational speed with the design rotational speed being 1.

図１０から、設計回転数（無次元回転数１）において、連結孔ありは連結孔なしに比べて、騒音レベルを３ｄＢ低減できることがわかる。また、無次元回転数の広い範囲において、騒音低減可能であることがわかる。これは、前記に記載した動静翼干渉場で発生する翼通過周波数騒音を含む騒音を連結孔により低減できるためである。 From FIG. 10, it can be seen that the noise level can be reduced by 3 dB at the design rotational speed (dimensionalless rotational speed 1) as compared with the case with the connecting hole. It can also be seen that noise can be reduced over a wide range of dimensionless rotation speeds. This is because the noise including the blade passing frequency noise generated in the above-described moving-blade interference field can be reduced by the connection hole.

すなわち、本実施例の構成にすれば、インペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することで、幅広い運転回転数範囲で低騒音化が図れる。 That is, according to the configuration of the present embodiment, noise including a blade passing frequency having a sound source between the impeller outlet and the diffuser inlet is absorbed near the sound source, so that the noise can be reduced in a wide range of operation speeds. .

なお、図８の送風機を組み込んだ際の横断面図は図３と、電動送風機は図６およびそれを用いた電気掃除機の構成は図７と略同一であるため説明は省略する。 8 is incorporated in FIG. 3, the cross-sectional view when the blower of FIG. 8 is incorporated, and the electric blower is substantially the same as FIG.

なお、図７に代表される掃除機に用いられる図６のような電動送風機および電気掃除機または、流体機械に、本実施例の構成の送風機を搭載すれば、インペラ出口部とディフューザ入口の間に音源を持つ翼通過周波数を含む騒音を、音源付近で吸音することで、幅広い運転回転数範囲で低騒音化が図れる。 In addition, if the air blower of the structure of a present Example is mounted in the electric blower and vacuum cleaner like FIG. 6 used for the vacuum cleaner represented by FIG. 7, or a fluid machine, it is between an impeller exit part and a diffuser entrance. By absorbing the noise including the blade passing frequency with the sound source near the sound source, the noise can be reduced over a wide range of operating speeds.

１００流体機械
１０１吸込み口
１０２回転軸
１０３、２０１、３０４、６１０インペラ
１０４、２０２、３０１、４００、６１１、８００羽根付きディフューザ
１０５リング
１０６戻り流路
１０７、６１３リターンガイド
１０８、３０２、４０１、６１２、８０１仕切板
１０９、６１４ケーシング
１１０シュラウド側
１１１ハブ側
２００、３００、６０１送風機
２０３、２０４インペラ羽根
２０５、２０６、４０２、４０３、８０２、８０３ディフューザ羽根
２０７重なり部
２０８ディフューザ羽根の後縁
２０９重なり部出口
２１０入口スロート部
２１１重なり長さ
３０３、４０４、８０４動静翼干渉場
３０５、８１１仕切板凸部
３０６、４０５、８０５、８０６開口
３０７、４０６、４０９穴
３０８板
３０９インペラ最外径
３１０ディフューザ入口
４０７、６０５、８０７回転軸
４０８、８０８開口と回転軸を通る半径方向の線
５００穴の有無による騒音レベルの変化
６００、７０６電動送風機
６０２電動機
６０３ハウジング
６０４エンドブラケット
６０６ロータ
６０７ステータ
６０８ブラシ
６０９コンミテータ
６１５電動送風機入口
７００電気掃除機本体
７０１ホース継ぎ手
７０２集塵室
７０３紙パック
７０４フィルタ部
７０５モータ室
７０７防振ゴム
７０８送風機入口
７０９送風機出口
７１０コードリール
７１１車輪
７１２制御回路
８０７、８１０連結孔
９００、１０００連結孔の有無による騒音レベルの変化 100 Fluid machine 101 Suction port 102 Rotating shaft 103, 201, 304, 610 Impeller 104, 202, 301, 400, 611, 800 Bladed diffuser 105 Ring 106 Return flow path 107, 613 Return guide 108, 302, 401, 612, 801 Partition plate 109, 614 Casing 110 Shroud side 111 Hub side 200, 300, 601 Blower 203, 204 Impeller blades 205, 206, 402, 403, 802, 803 Diffuser blade 207 Overlap portion 208 Diffuser blade rear edge 209 Overlap portion exit 210 Inlet throat portion 211 Overlapping length 303, 404, 804 Moving blade / static blade interference field 305, 811 Partition plate convex portion 306, 405, 805, 806 Opening 307, 406, 409 Hole 308 Plate 309 Impeller Diameter 310 Diffuser inlet 407, 605, 807 Rotating shaft 408, 808 Radial line 500 passing through the opening and rotating shaft Noise level change 600, 706 Electric fan 602 Electric motor 603 Housing 604 End bracket 606 Rotor 607 Stator 608 Brush 609 Commutator 615 Electric blower inlet 700 Vacuum cleaner body 701 Hose joint 702 Dust collection chamber 703 Paper pack 704 Filter unit 705 Motor chamber 707 Anti-vibration rubber 708 Blower inlet 709 Blower outlet 710 Code reel 711 Wheel 712 Control circuit 807, 810 Connection Hole 900, 1000 Changes in noise level depending on the presence or absence of connecting holes

Claims

A blower comprising: an impeller having a plurality of blades in the circumferential direction; and one or more holes or connecting holes having openings in the circumferential direction in the vicinity of an outlet of the impeller.

An impeller having a plurality of blades in the circumferential direction and a diffuser installed on the outer periphery of the impeller, and a hole or connecting hole having an opening between a substantial outlet of the impeller and the diffuser inlet One or more fans in the direction.

A connecting hole having an impeller having a plurality of blades in the circumferential direction and a diffuser installed on the outer periphery of the impeller, and having a plurality of openings in the circumferential direction between a substantial outlet of the impeller and an inlet of the diffuser A blower characterized by having one or more.

The blower according to any one of claims 1 to 3,
An air blower characterized in that an opening of the hole or the connecting hole is disposed between a substantial outlet of the impeller and a blade inlet diameter of a bladed diffuser.

The blower according to any one of claims 1 to 3,
The blower characterized in that the hole or the connecting hole is installed in a range smaller than the outermost diameter of the partition plate or impeller of the diffuser.

An electric blower having the blower according to any one of claims 1 to 5, and a vacuum cleaner or a fluid machine using the electric blower.