JP2023067008A - impeller and vacuum cleaner using the same - Google Patents
impeller and vacuum cleaner using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023067008A JP2023067008A JP2021177920A JP2021177920A JP2023067008A JP 2023067008 A JP2023067008 A JP 2023067008A JP 2021177920 A JP2021177920 A JP 2021177920A JP 2021177920 A JP2021177920 A JP 2021177920A JP 2023067008 A JP2023067008 A JP 2023067008A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- cutting edge
- wind cutting
- blades
- suction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/22—Mountings for motor fan assemblies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/30—Vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
Abstract
Description
開示する技術は、インペラおよびこれを用いた掃除機に関する。 The disclosed technology relates to an impeller and a vacuum cleaner using the impeller.
近年、掃除機本体、ホース、電気コードなどが省略された小型で軽量なスティック型の掃除機が多く上市されている。この種の掃除機は、コードレスであるため、扱い易く、人気がある。 In recent years, many compact and lightweight stick-type vacuum cleaners in which the vacuum cleaner body, hose, electric cord, etc. are omitted have been put on the market. This kind of vacuum cleaner is popular because it is cordless and easy to handle.
スティック型の掃除機には、直径が3~5cm程度の小型のインペラが搭載されている。そのような小型のインペラで高い吸引力を発生させるために、インペラを回転駆動するモータもまた、小型軽量で、ある程度のトルクを確保しながら50000r/min以上で高速回転できるものが採用されている。 A stick-type vacuum cleaner is equipped with a small impeller with a diameter of about 3 to 5 cm. In order to generate a high suction force with such a small impeller, the motor that rotates the impeller is also small and lightweight, and can rotate at a high speed of 50000 r/min or more while securing a certain amount of torque. .
この種の掃除機に採用されている小型のインペラの従来例は、特許文献1や特許文献2に開示されている。
Conventional examples of small impellers used in vacuum cleaners of this type are disclosed in
今後更に、より高い吸引力を実現するために、モータの高速回転化が進むことが予想される。インペラも、それに伴って高性能化が求められる。 In the future, it is expected that motors will rotate at higher speeds in order to achieve even higher suction forces. Accordingly, impellers are also required to have higher performance.
それに対し、本発明者らが検討したところ、特許文献1や特許文献2のインペラは改良の余地があることを見出した。
On the other hand, when the present inventors examined it, they found that the impellers of
開示する技術の目的は、スティック型の掃除機に好適で、吸引力を向上できる小型のインペラを提供することにある。 An object of the technology disclosed is to provide a small impeller suitable for a stick-type vacuum cleaner and capable of improving suction power.
開示する技術は、所定の風路に配置されていて、一定の回転方向に電動機によって回転駆動されるインペラに関する。 The disclosed technology relates to an impeller that is arranged in a predetermined air passage and that is rotationally driven by an electric motor in a constant rotational direction.
前記インペラは、前記電動機のシャフトに回転軸を一致させた状態で固定されるボス部と、前記ボス部に繋がるとともに前記風路の吸込側から吐出側に向かうにつれて径が大きくなるベース部と、前記ベース部に放射状に配置されている複数のブレードと、を備える。 The impeller includes a boss portion fixed with its rotation axis aligned with the shaft of the electric motor, a base portion connected to the boss portion and increasing in diameter from the suction side to the discharge side of the air passage, and a plurality of blades radially arranged on the base.
回転時に前記ブレードの間を空気が径方向または回転軸に対して傾斜した方向に通り抜けることにより、前記風路の上流側に吸引力を発生させるように構成されている。 Air passes between the blades in a radial direction or in a direction inclined with respect to the axis of rotation during rotation, thereby generating a suction force on the upstream side of the air passage.
そして、前記ブレードの各々が、径方向に延びるように形成された中心側の端縁からなる風切り縁部を有し、当該風切り縁部の突端側が当該風切り縁部の基端側よりも前記回転方向の後側に位置する後退翼形状であるとともに、前記風切り縁部の突端側が当該風切り縁部の基端側よりも前記風路の吸込側に位置している。 Then, each of the blades has a wind cutting edge formed by a center side edge formed to extend in the radial direction, and the tip end side of the wind cutting edge is further from the base end side of the wind cutting edge than the base end side of the wind cut edge. It has a swept-back wing shape positioned on the rear side of the direction, and the tip side of the wind cutting edge is positioned closer to the suction side of the air passage than the base end side of the wind cutting edge.
インペラの吸込側において各ブレードの形状をこのようにすることで、吸引力を向上でできる。すなわち、各ブレードを後退翼形状にすることで、高回転に対して有利になり、効率化が図れる。そして、風切り縁部の突端側を吸込側に傾斜させることで、翼面負荷を低減できる。これら形状を組み合わせることで、吸引効率が高まり、吸引力を向上できる。 By shaping each blade in this way on the suction side of the impeller, the suction power can be improved. That is, by forming each blade into a swept wing shape, it is advantageous for high rotation, and efficiency can be improved. By inclining the tip side of the wind cutting edge toward the suction side, the load on the blade surface can be reduced. By combining these shapes, the suction efficiency can be increased and the suction force can be improved.
前記インペラは、前記風切り縁部の後退角が15°以上19°以下であり、かつ、前記風切り縁部の前記風路の吸込側に向かう傾斜角が18°以上26°以下に設定するのが好ましい。 In the impeller, the receding angle of the wind cutting edge is set to 15° or more and 19° or less, and the inclination angle of the wind cutting edge toward the suction side of the air passage is set to 18° or more and 26° or less. preferable.
本発明者らが流体解析を行い、ブレードの構成について様々な検討を行ったところ、このような設定を採用することで、吸引効率を最適化できることを見出した。従って、インペラの各ブレードをこのように設計することで、従来のインペラよりも吸引力を向上できるようになる。 The inventors of the present invention conducted fluid analysis and conducted various studies on the configuration of the blade, and found that the suction efficiency can be optimized by adopting such settings. Therefore, by designing each blade of the impeller in this way, it becomes possible to improve the suction power over the conventional impeller.
上述したインペラは、掃除機、特にスティック型の掃除機に適用するのが好ましい。すなわち、上述したインペラと、バッテリーからの給電によって駆動可能な電動機とを備えた掃除機を構成すればよい。 The impeller described above is preferably applied to vacuum cleaners, especially stick-type vacuum cleaners. That is, a vacuum cleaner having the impeller described above and an electric motor that can be driven by power supply from a battery may be configured.
このインペラであれば、非常に小さいサイズでありながら、高い吸引力が得られるので、扱い易く高性能な掃除機が実現できる。 With this impeller, a high suction force can be obtained in spite of its extremely small size.
開示する技術を適用したインペラによれば、従来のインペラよりも吸引力を向上できる。スティック型の掃除機にこのインペラを用いることで、高性能な掃除機を実現できるようになる。 According to the impeller to which the disclosed technology is applied, the suction force can be improved more than the conventional impeller. By using this impeller in a stick-type vacuum cleaner, a high-performance vacuum cleaner can be realized.
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Embodiments of the disclosed technology will be described in detail below with reference to the drawings. However, the following description is essentially merely an example, and does not limit the present invention, its applications, or its uses.
<掃除機>
図1に、開示する技術に好適なスティック型の掃除機(以下単に掃除機1ともいう)の要部を例示する。この掃除機1はコードレスタイプである。
<vacuum cleaner>
FIG. 1 shows an example of a main part of a stick-type vacuum cleaner (hereinafter simply referred to as a vacuum cleaner 1) suitable for the technology disclosed. This
この掃除機1に、開示する技術を適用したインペラ20が搭載されている。掃除機1は、管部2、本体部3、ダストケース4、把手部5などで構成されている。
This
管部2は、細長い筒状の部材からなる。図示しないが、この管部2の先端部分に、ダストを吸い込む掃除機1のヘッドが取り付けられている。
The
本体部3および把手部5は、管部2の基端部分と一体に設けられている。本体部3には、後述する吸引ユニット10が収容されている。図示しないが、把手部5に、バッテリー、制御部などが収容されている。制御部は、吸引ユニット10の駆動を制御する。バッテリーは、充電可能な二次電池であり、吸引ユニット10に給電する。
The
把手部5は、ユーザが把持する部分である。掃除機1は、ユーザが把手部5を片手で持った状態で扱えるように構成されている。
The
本体部3の下側にダストケース4が設置されている。ダストケース4は、本体部3から脱着可能に構成されている。吸引ユニット10が駆動すると、ヘッドに強力な吸引力が発生する。それにより、ヘッドから吸い込まれるダストが、管部2を通ってダストケース4に集積される。
A
(本体部の内部)
図2に、本体部3(図1に囲み線L1で示す部分)の内部の構造を示す。なお、後述するディフューザ15については、図2においてその断面形状と外形状の双方を左右に図示している。
(Inside the main body)
FIG. 2 shows the internal structure of the main body 3 (the portion indicated by the encircling line L1 in FIG. 1). Note that both the cross-sectional shape and the outer shape of the
本体部3の内部には、排気室30、濾過室31などが設けられている。排気室30は、一端が封止された円筒状のスペースからなり、その外周面には、複数の内側排気孔30aが形成されている。濾過室31は、排気室30の周囲を囲むように設けられている。濾過室31には、ダストを捕捉する円筒状のフィルタ32がその全周にわたって装着されている。
An
濾過室31の外周側を区画している本体部3のカバーには、図1にも示すように、複数の外側排気孔33が形成されている。吸引ユニット10は、その一部が排気室30に一部が入り込んだ状態で、本体部3の内部に収容されている。
A plurality of
吸引ユニット10は、上流側シュラウド11、下流側シュラウド12、ファンモータ13(電動機)、インペラ20、ディフューザ15などで構成されている。上流側シュラウド11および下流側シュラウド12は、空気が流れる流路(風路50)を構成している。
The
上流側シュラウド11は、円筒状の部材からなり、直径が大きい第1大径部11aと、第1大径部11aから窄む第1縮径部11bとを有している。下流側シュラウド12も、円筒状の部材からなり、直径が大きい第2大径部12aと、第2大径部12aから窄む第2縮径部12bとを有している。
The
上流側シュラウド11の第1縮径部11bは、下流側シュラウド12の第2縮径部12bと連結されている。上流側シュラウド11および下流側シュラウド12は、中心を一致させた状態で一体化されている。第1大径部11aはダストケース4と連結されていて、上流側シュラウド11とダストケース4は、互いに連通している。下流側シュラウド12は、排気室30の内部に配置されている。
The first reduced
ファンモータ13は、そのシャフト13aを下流側シュラウド12の側に向け、上流側シュラウド11の中心と回転軸Aとを一致させた状態で、上流側シュラウド11に収容されている。
The
ファンモータ13は、非常に小さい。例えば、図例のファンモータ13の場合、外径は略70mm、全高は略40mm程度の大きさ(いわゆる手のひらサイズ)である。従って、その重量も極めて軽量である。
しかし、ファンモータ13は、バッテリーの電力を用いて、掃除機1として十分な性能が得られるように、高効率で高出力が得られるように構成されている。例えば、図例のファンモータ13の場合、600Wの消費電力で、50000r/min以上の高速回転、さらには100000r/min以上の超高速回転で駆動でき、250W以上の吸込仕事率が得られるように構成されている。
However, the
インペラ20は、風路50を構成している第2縮径部12bに収容されている。インペラ20は、ファンモータ13のシャフト13aに回転軸Aを一致させた状態で固定されるボス部21と、ボス部21から周囲に拡がる環状のベース部22と、ベース部22の上面に配置されている複数のブレード23とを備えている。開示する技術では、特にこのインペラ20の構造が工夫されている。インペラ20の詳細は別途後述する。
The
ディフューザ15は、第2大径部12aに収容されている。図例のディフューザ15は、上段ディフューザ15Uおよび下段ディフューザ15Dの2つで構成されている。吸引ユニット10の仕様によっては、1つのディフューザ15であってもよい。
The
上段ディフューザ15Uおよび下段ディフューザ15Dの各々は、円筒状の部材からなり、その外周面には、軸方向に対して傾斜して延びる複数のベーン15aが形成されている。上段ディフューザ15Uよりも下段ディフューザ15Dの方が、ベーン15aの傾斜角が小さい。上段ディフューザ15Uおよび下段ディフューザ15Dの各々は、第2大径部12aの内周面に固定されている。
Each of the
掃除機1の運転中、ファンモータ13がファンモータ13によって回転駆動されることにより、インペラ20は、一定の回転方向に高速で回転する。それにより、矢印Y1で示すように、空気がダストケース4から上流側シュラウド11に流入し、第2縮径部12bの上流側に吸引力が発生する。上流側シュラウド11に流入した空気は、ファンモータ13を空冷しながら第1大径部11aおよび第1縮径部11bを通って、第2縮径部12bに吸い込まれる。
While the
第2縮径部12bにその吸込側50aから流入した空気は、第2縮径部12bの内壁面とインペラ20のベース部22との間の空間(詳細には各ブレード23の間)を通って第2縮径部12bから吐出され、第2大径部12aに流入する。第2縮径部12bの吐出側50bから第2大径部12aに流入した空気は、第2大径部12aの内壁面と上段ディフューザ15Uおよび下段ディフューザ15Dの外周面との間の空間(詳細には各ベーン15aの間)を通って、排気室30に流入する。
The air that has flowed into the second diameter-reduced
上端ディフューザ15および下段ディフューザ15Dを通過することにより、排気室30には、矢印Y2で示すように、軸方向に整流された状態で、空気が流入する。排気室30に流入した空気は、内側排気孔30aを通じて濾過室31に流出し、フィルタ32を通り抜けた後、矢印Y3で示すように、外側排気孔33を通じて本体部3の外に排気される。
By passing through the
<インペラ>
図3、図4に、インペラ20を示す。上述したように、インペラ20は、ボス部21、ベース部22、および複数のブレード23を備える。便宜上、説明では、図3に示すように、ボス部21の突端側(風路50の吸込側50a)を上側とする。
<Impeller>
The
具体的には、インペラ20は、シャフト13aに回転軸Aを一致させた状態で固定されるボス部21と、このボス部21に繋がるとともに風路50の吸込側50aから吐出側50bに向かうにつれて径が大きくなる環状のベース部22と、このベース部22の上面に放射状に配置されている複数のブレード23とを備える。インペラ20は、樹脂成形品であり、一体に形成されている。
Specifically, the
このインペラ20は、図3、図4に矢印Yrで示すように、上側から見た場合、ファンモータ13の駆動により、反時計回りに回転する。そして、このインペラ20は、各ブレード23の外周側が中心側よりも回転方向に対して後側に位置するように傾斜しており、回転時にブレード23の間を空気が回転軸Aに対して傾斜した方向に通り抜けるように構成されている。すなわち、このインペラ20は、斜流ファンに相当する。
The
ボス部21は、円筒状の部分からなり、その中心部にシャフト13aが固定される。ベース部22は、ボス部21の上部に連なる円錐状の部分からなり、その上面は、外周側に向かうに従って、緩やかに上向きに凹む方向に湾曲している。その傾斜度は、約30°であり、約20°~40°の範囲で傾斜している。
The
各ブレード23は、薄板状の部分からなり、ベースの上面から上方に立ち上がるように設けられている。このインペラ20は、9枚のブレード23を有し、これらブレード23が周方向に等間隔で配置されている。各ブレード23は、一方の端縁が長く他方の端縁が非常に短い帯板状の外観を有し、その側縁の一方がベース部22に連なっている。長い方の端縁(風切り縁部23a)がベース部22の中心側に位置し、短い方の端縁(風送り縁部23b)がベース部22の外周側に位置している。
Each
風切り縁部23aおよび風送り縁部23bの各々は、直線状に延びている。各ブレード23は、風切り縁部23aから風送り縁部23bに向かって捻れた形状をしている。風切り縁部23aの突端側は、回転進行方向に捻られて傾斜しており、風送り縁部23bの突端側は、回転逆方向に捻られて傾斜している。風切り縁部23aは、図4に示すように、軸方向から見た場合、径方向に延びるように形成されている。それにより、各ブレード23の突出した側縁は、第2縮径部12bの内周面と僅かな隙間を隔てて沿うに構成されている。
Each of the
そして、このインペラ20の場合、各ブレード23は、風切り縁部23aの突端23d側が風切り縁部23aの基端23c側よりも回転方向の後側に位置するように構成されている(ここでは便宜上、この形状を後退翼形状と呼ぶ)。後退翼形状にすることで、ブレード23の空気抵抗が低減し、高回転に対して有利になる。
In the case of this
そして、本発明者らが流体解析により、その後退翼形状の後退角θ2(半径方向に延びる基準線に対して風切り縁部23aが後退している角度、図4参照)について検討したところ、後退角θ2を選択することで、吸引性能を向上できることが判明した(詳細は後述)。
When the present inventors examined the swept-back angle θ2 of the swept-back blade shape (the angle at which the
(風切り縁部の傾斜角)
更にこのインペラ20の場合、風切り縁部23aの突端23d側が風切り縁部23aの基端23c側よりも上方(風路50の吸込側50a)に位置するように形成されている。具体的には、図3に概略的に示すように、各ブレード23の風切り縁部23aは、ボス部21に連なる基端23c側から突端23d側に上り傾斜している。
(Inclination angle of wind cutting edge)
Furthermore, in the case of this
各ブレード23の風切り縁部23aをこのような形状にすることで、各ブレード23の空気流入側に位置する端部の翼負荷を低減できるとともに、漏れ流れが低減できる。そして、本発明者らが流体解析により、その風切り縁部23aの傾斜角θ1(回転軸Aに直交する基準線に対して風切り縁部23aが傾斜している角度、図3参照)について検討したところ、後退角θ2と同様に、傾斜角θ1を選択することで、吸引性能を向上できることが判明した。
By forming the
具体的には、図5に示すように、流体解析により、インペラ20が収容されている風路50(第2縮径部12b)のモデルを設定し、図5に矢印で示すように、風路50の吸込側50aに向かう傾斜角θ1の大きさを変えることで吸引効率(吸引力/モータ出力)がどのように変化するかについて調べた。
Specifically, as shown in FIG. 5, a model of the air passage 50 (the second reduced
図6に、その試験結果を示す。縦軸が吸引効率であり、横軸が傾斜角θ1である。傾斜角θ1の増加に対して、吸引効率は増加して減少するように変化し、傾斜角θ1が約22°となる辺りにピークの存在が認められた。具体的には、風切り縁部23aの傾斜角θ1を18°以上26°以下に設定することで、吸引効率を最適化できることが判明した。
FIG. 6 shows the test results. The vertical axis is the suction efficiency, and the horizontal axis is the tilt angle θ1. As the tilt angle θ1 increased, the suction efficiency increased and then decreased, and a peak was observed around the tilt angle θ1 of about 22°. Specifically, it has been found that the suction efficiency can be optimized by setting the inclination angle θ1 of the
従って、このインペラ20の風切り縁部23aの傾斜角θ1は、18°以上26°以下に設定されており、吸引力が向上するように最適化されている。ピークとなる傾斜角θ1が最も好ましいが、インペラ20の仕様に応じて、この範囲で傾斜角θ1を選択すれば、それと同等の効果を得ることができる。
Therefore, the inclination angle θ1 of the
(風切り縁部の後退角)
傾斜角θ1の流体解析と同様に、風切り縁部23aの後退角θ2についても図5に示したようなモデルを設定し、後退角θ2の大きさを変えることで吸引効率がどのように変化するかについて調べた。その解析結果の一例を図7に示す。
(retraction angle of wind edge)
Similarly to the fluid analysis of the inclination angle θ1, a model as shown in FIG. 5 is set for the sweepback angle θ2 of the
図7の各図は、3つの異なる後退角θ2における第2縮径部12b(具体的には各ブレード23の間)を流れる空気の流動解析結果を示している。上段の図(a)は後退角θ2が27°であり、中段の図(b)は後退角θ2が17°であり、下段の図(c)は後退角θ2が7°である。濃度の濃い部分R1は空気の流動量が多く、濃度の薄い部分R2は空気の流動量が少ない。
Each figure in FIG. 7 shows the flow analysis results of the air flowing through the second reduced
後退角θ2が大きい上段図(a)では、各ブレード23の間を流れる空気は、その下流側でベース部22の側に偏って流れる傾向が認められる。一方、後退角θ2が小さい下段図(c)では、各ブレード23の間を流れる空気は、第2縮径部12bの内壁面の側に偏って流れる傾向が認められる。そして、後退角θ2がこれらの中間の中段図(b)では、各ブレード23の間を流れる空気は、偏ることなく各ブレード23の間の中間部分を流れる傾向が認められる。
In the upper diagram (a) where the receding angle θ2 is large, the air flowing between the
空気がベース部22の側に偏って流れると、吐出流が不均一となり、吐出側50bのベース部22の付近で剥離が生じることにより、インペラ20での混合損失が増加する。それにより、吸引力の低下を招く。空気が第2縮径部12bの内壁面の側に偏って流れると、各ブレード23と第2縮径部12bの内壁面との間には隙間が有るので、その隙間に逃げる漏れ流れが増加し、吸引力の低下を招く。一方、空気が偏ることなく各ブレード23の間の中間部分を流れると、インペラ20の回転力を空気に効果的に作用させることができ、吸引力を効率よく発生することができる。
If the air flows biased toward the
図8に、後退角θ2の大きさと吸引効率との関係をまとめた結果を示す。後退角θ2の増加に対して、吸引効率は増加して減少するように変化し、後退角θ2が約17°となる辺りにピークの存在が認められた。具体的には、風切り縁部23aの後退角θ2を15°以上19°以下することで、吸引効率を最適化できることが判明した。
FIG. 8 shows the result of summarizing the relationship between the magnitude of the receding angle θ2 and the suction efficiency. As the sweepback angle θ2 increased, the suction efficiency increased and then decreased, and a peak was observed around the sweepback angle θ2 of about 17°. Specifically, it was found that the suction efficiency can be optimized by setting the receding angle θ2 of the
従って、このインペラ20の風切り縁部23aの後退角θ2は、15°以上19°以下に設定されており、吸引力が向上するように最適化されている。ピークとなる後退角θ2が最も好ましいが、インペラ20の仕様に応じて、この範囲で後退角θ2を選択すれば、それと同等の効果を得ることができる。
Therefore, the receding angle θ2 of the
このインペラ20の場合、風切り縁部23aの傾斜角θ1および後退角θ2の双方が最適化されている。従って、これら双方の効果が合わさることにより、吸引力を更にいっそう向上できる。
In the case of this
すなわち、このインペラ20によれば、回転の高速化が進むモータの性能を、より引き出すことができ、高い吸引力を発生させることができる。従って、高速回転のファンモータ13とこのインペラ20との組み合わせにより、高性能な掃除機1が実現できるようになる。
That is, according to the
なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、上述した実施形態では、斜流ファンに相当するインペラ20を例示したが、回転時にブレード23の間を空気が径方向に通り抜ける遠心ファンに相当するものであってもよい。
Note that the technology disclosed is not limited to the above-described embodiments, and includes various other configurations. For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、ファンモータ13が、インペラ20に対して上流側に配置されている掃除機1を示したが、図9に示すように、インペラ20に対して下流側の排気室30にファンモータ13を配置してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、反時計回りに回転するインペラ20を例示したが、仕様によっては、各ブレード23の向きを逆に配置し、時計回りに回転するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 掃除機
2 管部
3 本体部
4 ダストケース
5 把手部
10 吸引ユニット
11 上流側シュラウド
12 下流側シュラウド
13 ファンモータ(電動機)
15 ディフューザ
20 インペラ
21 ボス部
22 ベース部
23 ブレード
23a 風切り縁部
23b 風送り縁部
23c 基端
23d 突端
30 排気室
30a 内側排気孔
31 濾過室
32 フィルタ
33 外側排気孔
50 風路
50a 吸込側
50b 吐出側
A 回転軸
15
Claims (3)
前記電動機のシャフトに回転軸を一致させた状態で固定されるボス部と、
前記ボス部に繋がるとともに前記風路の吸込側から吐出側に向かうにつれて径が大きくなるベース部と、
前記ベース部に放射状に配置されている複数のブレードと、
を備え、
回転時に前記ブレードの間を空気が径方向または回転軸に対して傾斜した方向に通り抜けることにより、前記風路の上流側に吸引力を発生させるように構成されており、
前記ブレードの各々が、径方向に延びるように形成された中心側の端縁からなる風切り縁部を有し、当該風切り縁部の突端側が当該風切り縁部の基端側よりも前記回転方向の後側に位置する後退翼形状であるとともに、前記風切り縁部の突端側が当該風切り縁部の基端側よりも前記風路の吸込側に位置しているインペラ。 An impeller arranged in a predetermined air passage and driven to rotate by an electric motor in a constant rotation direction,
a boss portion fixed in a state where the rotation axis is aligned with the shaft of the electric motor;
a base portion connected to the boss portion and having a diameter that increases from the suction side toward the discharge side of the air passage;
a plurality of blades radially arranged on the base;
with
At the time of rotation, air passes between the blades in a radial direction or in a direction inclined with respect to the rotation axis, thereby generating a suction force on the upstream side of the air passage,
Each of the blades has a wind cutting edge formed by a center side edge formed to extend in the radial direction, and the tip side of the wind cutting edge is positioned further in the rotational direction than the base end side of the wind cutting edge. An impeller having a swept back blade shape located on the rear side, and having a tip end side of the wind cutting edge portion positioned closer to the suction side of the air passage than a base end side of the wind cutting edge portion.
前記風切り縁部の後退角が15°以上19°以下であり、かつ、前記風切り縁部の前記風路の吸込側に向かう傾斜角が18°以上26°以下に設定されているインペラ。 The impeller according to claim 1,
The impeller, wherein the receding angle of the wind cutting edge is 15° or more and 19° or less, and the inclination angle of the wind cutting edge toward the suction side of the air passage is set to 18° or more and 26° or less.
請求項1または請求項2のいずれかに記載されているインペラと、バッテリーからの給電によって駆動可能な前記電動機とを備える掃除機。 being a vacuum cleaner
A vacuum cleaner comprising the impeller according to claim 1 or 2 and the electric motor drivable by power supply from a battery.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021177920A JP2023067008A (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | impeller and vacuum cleaner using the same |
PCT/KR2022/013059 WO2023075116A1 (en) | 2021-10-29 | 2022-08-31 | Impeller and cleaner using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021177920A JP2023067008A (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | impeller and vacuum cleaner using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023067008A true JP2023067008A (en) | 2023-05-16 |
Family
ID=86159472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021177920A Pending JP2023067008A (en) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | impeller and vacuum cleaner using the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023067008A (en) |
WO (1) | WO2023075116A1 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3724413B2 (en) | 2001-11-05 | 2005-12-07 | 松下電器産業株式会社 | Electric blower for electric vacuum cleaner and electric vacuum cleaner using the same |
KR100707446B1 (en) * | 2005-03-16 | 2007-04-13 | 엘지전자 주식회사 | Fan |
CN106468286A (en) | 2015-08-19 | 2017-03-01 | 德昌电机(深圳)有限公司 | Blower fan and its bubbler |
JPWO2017179498A1 (en) * | 2016-04-11 | 2019-02-14 | 日本電産株式会社 | Blower and vacuum cleaner |
KR102061517B1 (en) * | 2016-09-01 | 2020-02-11 | 삼성전자주식회사 | Cleaner |
JP2018105269A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 日本電産株式会社 | Blowing device and cleaner equipped with the same |
WO2019006971A1 (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-10 | 广东威灵电机制造有限公司 | Impeller, fan and motor |
-
2021
- 2021-10-29 JP JP2021177920A patent/JP2023067008A/en active Pending
-
2022
- 2022-08-31 WO PCT/KR2022/013059 patent/WO2023075116A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023075116A1 (en) | 2023-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018028639A1 (en) | Garden blower | |
US20190162192A1 (en) | Blower | |
TWI460352B (en) | Electric blower and equipped with its electric vacuum cleaner | |
JP2000199499A (en) | Portable blower | |
US11116367B2 (en) | Electric fan and vacuum cleaner having same | |
CN107030608A (en) | Sanding machine | |
CN2742201Y (en) | Multiwall blade booster rear flow fan | |
KR102099346B1 (en) | Fan motor assembly and vacuum cleaner having the same | |
JP6250145B2 (en) | Centrifugal blower and vacuum cleaner | |
JP2023067008A (en) | impeller and vacuum cleaner using the same | |
CN208285153U (en) | Electric machine structure and dust catcher | |
KR20200038907A (en) | Fan motor assembly and vacuum cleaner having the same | |
JP2001003894A (en) | Electric blower and vacuum cleaner mounted with it | |
CN108138455A (en) | Garden hair-dryer | |
CN215109624U (en) | Combined fan and cooking utensil | |
JP4851801B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner | |
US6280143B1 (en) | Blade for fluid pump | |
JP2017186938A (en) | Ventilation work machine | |
KR20060015073A (en) | Centrifugal fan for vacuum cleaner | |
CN206586886U (en) | Hand-held cleaners electric machine assembly based on non-brush permanent-magnet DC motor | |
AU2015101868A4 (en) | Air blower and blower/vacuum apparatus | |
CN110165832A (en) | Electric machine structure and dust catcher | |
JP2014137030A (en) | Portable blower | |
WO2019223438A1 (en) | Air blower | |
JPH03264798A (en) | Electric motor-driven blower |