JP5784066B2 - Centrifugal impeller, electric blower and vacuum cleaner - Google Patents

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Description

本発明は、遠心羽根車、電動送風機及び電気掃除機に関するものである。   The present invention relates to a centrifugal impeller, an electric blower, and a vacuum cleaner.

従来、いわゆる電気掃除機に用いられる電動送風機としては、例えば、特許文献1に開示されたものがある。電動送風機は、円環状のシュラウドと、シュラウドに対向して配置されるハブと、シュラウド及びハブの間に円周方向に複数配置される羽根と、それらシュラウド、ハブ及び羽根を回転する電動部とを備えている。そして、こうした電動送風機においては、高効率化のため、各羽根を、平板で形成し、ハブに対する各羽根の形成方向を、羽根の内縁および外縁に比較して中間部で回転方向に傾斜させている。   Conventionally, as an electric blower used for what is called a vacuum cleaner, there exists a thing indicated by patent documents 1, for example. The electric blower includes an annular shroud, a hub disposed opposite to the shroud, a plurality of blades disposed in a circumferential direction between the shroud and the hub, and an electric unit that rotates the shroud, the hub, and the blades. It has. And in such an electric blower, for high efficiency, each blade is formed with a flat plate, and the formation direction of each blade with respect to the hub is inclined in the rotation direction at the intermediate portion compared to the inner edge and outer edge of the blade. Yes.

特開2010−270750号公報(第16頁、第4図)JP 2010-270750 A (page 16, FIG. 4)

一般的に、上記のような構成の軸方向からの流れを遠心方向へ導く遠心送風機では、入口部の流れがハブ側に偏り、シュラウド側とハブ側とで通過する空気の風量が異なることがある。上記のような羽根の前縁(内縁)が略二次元形状である場合、ハブ側の風量に合わせた羽根設置角を採用すると、ハブ側よりも流量の少ないシュラウド側では入射角(流入角から羽根設置角を引いたもの)が負となり、剥離が起こるなど、損失が発生する問題がある。また、シュラウド側の風量に合わせた羽根設置角を採用した場合にも、シュラウド側よりも風量の多いハブ側では、入射角が過大となり、剥離が起こり、損失が発生し、入力が増大し、効率が低くなるという問題があった。   In general, in a centrifugal blower that guides the flow from the axial direction in the above configuration to the centrifugal direction, the flow at the inlet is biased toward the hub side, and the air volume of the air that passes between the shroud side and the hub side is different. is there. If the leading edge (inner edge) of the blade is almost two-dimensional, adopting a blade installation angle that matches the air volume on the hub side, the incident angle (from the inflow angle) on the shroud side where the flow rate is lower than the hub side. There is a problem that loss occurs such that the blade installation angle is minus) and peeling occurs. In addition, even when the blade installation angle that matches the air volume on the shroud side is adopted, the incident angle becomes excessive on the hub side where the air volume is larger than the shroud side, separation occurs, loss occurs, input increases, There was a problem that efficiency became low.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、動翼入口の風量分布を均一化し、入口部の損失を低下させることができる、高効率な遠心羽根車、電動送風機及び電気掃除機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a highly efficient centrifugal impeller, electric blower, and electric that can make the airflow distribution at the moving blade inlet uniform and reduce the loss at the inlet. The purpose is to provide a vacuum cleaner.

上述した目的を達成するための本発明は、ハブと、前記ハブと対向するように設けられたシュラウドと、前記ハブ及びシュラウドの間に設けられた複数の動翼とを備えた遠心羽根車であって、前記動翼それぞれの後縁の軸方向高さは、前縁の軸方向高さの半分であり、前記動翼それぞれの前記前縁から、前記動翼の翼弦長の中間位置までの領域であって、中間高さよりも前記シュラウド側の領域は、回転方向に傾けられており、前記動翼それぞれの前縁は、中間高さよりも前記シュラウド側に近づくにつれ、前記後縁から離れるように傾けられており、それぞれの前記動翼における回転方向に傾けられている上記領域の、前記前縁の入口設置角は、中間高さよりも前記ハブ側の、前記前縁の入口設置角よりも小さい、遠心羽根車である。   In order to achieve the above object, the present invention provides a centrifugal impeller comprising a hub, a shroud provided so as to face the hub, and a plurality of moving blades provided between the hub and the shroud. The axial height of the trailing edge of each of the moving blades is half the axial height of the leading edge, from the leading edge of each of the moving blades to the middle position of the chord length of the moving blade. And the shroud side region with respect to the intermediate height is inclined in the rotational direction, and the leading edge of each of the moving blades moves away from the trailing edge as it approaches the shroud side with respect to the intermediate height. The angle of installation of the leading edge of the region inclined in the rotational direction of each of the blades is greater than the angle of installation of the leading edge on the hub side than the intermediate height. It is also a small centrifugal impeller.

本発明によれば、動翼入口の風量分布を均一化し、入口部の損失を低下させることができる、高効率な遠心羽根車等を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly efficient centrifugal impeller etc. which can equalize the airflow distribution of a moving blade inlet and can reduce the loss of an inlet part can be provided.

本発明の実施の形態1に係る電気掃除機の概略図である。It is the schematic of the vacuum cleaner which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態1に係る電動送風機の内部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inside of the electric blower which concerns on this Embodiment 1. FIG. 遠心羽根車の斜視図である。It is a perspective view of a centrifugal impeller. 遠心羽根車における動翼の形態を説明する図である。It is a figure explaining the form of the moving blade in a centrifugal impeller. 遠心羽根車の入口設置角を説明する図である。It is a figure explaining the entrance installation angle of a centrifugal impeller. 比較例としての遠心羽根車の動翼の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the moving blade of the centrifugal impeller as a comparative example. 本実施の形態1及び比較例に関する動翼の入口部の通過風量割合を示すグラフである。It is a graph which shows the passage air volume ratio of the inlet part of a moving blade regarding this Embodiment 1 and a comparative example. 本実施の形態1及び比較例に関する入射角を示すグラフである。It is a graph which shows the incident angle regarding this Embodiment 1 and a comparative example. 本実施の形態1及び比較例に関する動翼の入口相対速度を示すグラフである。It is a graph which shows the inlet relative speed of the moving blade regarding this Embodiment 1 and a comparative example. 本実施の形態1及び比較例に関し、電動送風機の流体解析を行った際の入力及び効率を示すグラフである。It is a graph which shows the input and efficiency at the time of performing the fluid analysis of an electric blower regarding this Embodiment 1 and a comparative example.

以下、本発明に係る遠心羽根車、電動送風機及び電気掃除機の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。   Hereinafter, embodiments of a centrifugal impeller, an electric blower, and a vacuum cleaner according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る電気掃除機の概略図である。本実施の形態1に係る電気掃除機は、電気掃除機本体1と、電気掃除機本体1に接続するホース2と、ホース2に接続する延長パイプ3と、延長パイプ3の先端部に取り付ける吸込具4とを備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention. The vacuum cleaner according to Embodiment 1 includes a vacuum cleaner main body 1, a hose 2 connected to the vacuum cleaner main body 1, an extension pipe 3 connected to the hose 2, and a suction attached to the tip of the extension pipe 3. The tool 4 is provided.

電気掃除機本体1の内部には、吸込具4により吸引された空気の塵を集塵し、収納する集塵部5と、吸込具4から集塵部5に空気を吸引するための吸引力を発生させる電動送風機6とが設けられている。   Inside the vacuum cleaner main body 1, the dust of the air sucked by the suction tool 4 is collected and stored, and the suction force for sucking air from the suction tool 4 to the dust collection part 5 And an electric blower 6 for generating

電気掃除機本体1の後方には、集塵部5で集塵された後の空気を電気掃除機本体1の外側へ排出する排出口7が設けられている。   Behind the vacuum cleaner main body 1, there is provided a discharge port 7 for discharging the air after being collected by the dust collector 5 to the outside of the vacuum cleaner main body 1.

また、電気掃除機本体1には、電気掃除機本体1の走行移動を助けるための前輪(図示省略)及び後輪8が設けられている。前輪は、電気掃除機本体1の下面における走行方向前寄り部分に設けられており、後輪8は、電気掃除機本体1の両側の側面における走行方向後寄り部分に設けられている。なお、電気掃除機本体1における前後方向は、使用者によるホース2の引き寄せに応じて電気掃除機本体1の進行する方向を「前」として説明している。   Further, the vacuum cleaner body 1 is provided with a front wheel (not shown) and a rear wheel 8 for assisting the traveling movement of the vacuum cleaner body 1. The front wheel is provided at a front portion in the traveling direction on the lower surface of the vacuum cleaner body 1, and the rear wheel 8 is provided at a rear portion in the traveling direction on both side surfaces of the vacuum cleaner body 1. In addition, the front-back direction in the vacuum cleaner main body 1 has demonstrated the direction which the vacuum cleaner main body 1 advances according to the pulling of the hose 2 by a user as "front".

図2は、本実施の形態1に係る電動送風機の内部を示す断面図である。図2における矢印は、空気の流れを示している。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the electric blower according to the first embodiment. The arrows in FIG. 2 indicate the air flow.

電動送風機6の内部には、電動機9と、電動機9のシャフト10に固定された遠心羽根車11とが設けられている。   An electric motor 9 and a centrifugal impeller 11 fixed to the shaft 10 of the electric motor 9 are provided inside the electric blower 6.

電動機9と遠心羽根車11との間における遠心羽根車11側には、複数の静翼12が設けられており、電動機9と遠心羽根車11との間における遠心羽根車11の反対側には、複数の戻り静翼13が設けられている。さらに、遠心羽根車11の下流側(後側)には、静翼12と戻り静翼13とを連結する主板14を有するディフューザ15が設けられている。   A plurality of stationary blades 12 are provided on the centrifugal impeller 11 side between the electric motor 9 and the centrifugal impeller 11, and on the opposite side of the centrifugal impeller 11 between the electric motor 9 and the centrifugal impeller 11. A plurality of return vanes 13 are provided. Further, on the downstream side (rear side) of the centrifugal impeller 11, a diffuser 15 having a main plate 14 that connects the stationary blade 12 and the return stationary blade 13 is provided.

遠心羽根車11の上流側(前側)には、遠心羽根車11および静翼12を内包するファンガイド16が設けられている。ファンガイド16の内径は、静翼12の外径よりも大きく、静翼12は、遠心羽根車11の径方向外側に配置されており、さらにファンガイド16は、それら遠心羽根車11および静翼12を径方向の外側から覆っている。   A fan guide 16 that includes the centrifugal impeller 11 and the stationary blade 12 is provided on the upstream side (front side) of the centrifugal impeller 11. The inner diameter of the fan guide 16 is larger than the outer diameter of the stationary blade 12, the stationary blade 12 is arranged on the radially outer side of the centrifugal impeller 11, and the fan guide 16 further includes the centrifugal impeller 11 and the stationary blade. 12 is covered from the outside in the radial direction.

ファンガイド16の中央部(回転軸線近傍)であって、遠心羽根車11の吸込口17に対向する位置には、ベルマウス18が設けられている。ベルマウス18は、ファンガイド16における遠心羽根車11に向けて折り返された環状の縁部であり、換言すれば、環状の縁部によって、吸込口17が画定されている。   A bell mouth 18 is provided in a central portion (near the rotation axis) of the fan guide 16 and at a position facing the suction port 17 of the centrifugal impeller 11. The bell mouth 18 is an annular edge portion that is folded back toward the centrifugal impeller 11 in the fan guide 16. In other words, the suction port 17 is defined by the annular edge portion.

電動送風機6の側面には、さらに、ブラケット19と、モータフレーム20とが設けられている。ブラケット19の前部は、ファンガイド16の後部と連結されており、ブラケット19は、戻り静翼13を内包している。モータフレーム20は、その前部が、ブラケット19の後部と連結しており、電動機9の要部は、モータフレーム20に内包されている。   A bracket 19 and a motor frame 20 are further provided on the side surface of the electric blower 6. The front portion of the bracket 19 is connected to the rear portion of the fan guide 16, and the bracket 19 includes the return stationary blade 13. The front part of the motor frame 20 is connected to the rear part of the bracket 19, and the main part of the electric motor 9 is included in the motor frame 20.

ファンガイド16及びブラケット19の各外周側面の内側と、ディフューザ15との間には、静翼12から戻り静翼13側への流路となる隙間21が設けられている。   A gap 21 serving as a flow path from the stationary blade 12 toward the stationary vane 13 is provided between the inside of each outer peripheral side surface of the fan guide 16 and the bracket 19 and the diffuser 15.

モータフレーム20には、遠心羽根車11、ディフューザ15、電動機9を通過した空気が吐出される吐出孔22が数箇所設けられている。   The motor frame 20 is provided with several discharge holes 22 through which the air that has passed through the centrifugal impeller 11, the diffuser 15, and the electric motor 9 is discharged.

さらに、図2〜図5を用いて、遠心羽根車の詳細について説明する。図3は、遠心羽根車の斜視図である。矢印RDは、遠心羽根車の回転方向を示している。図4は、遠心羽根車における動翼の形態を説明する図である。特に、図4における上側の部分は、一つの動翼に関する斜視図であり、下側の部分は、動翼の比較的前縁寄りの部分に関し、動翼の各高さの断面を平面的に重ねて投影的に示す説明図である。また、図5は、遠心羽根車の入口設置角を説明する図である。なお、説明における高さ方向は、遠心羽根車の回転軸線方向をいうものとする。   Furthermore, the detail of a centrifugal impeller is demonstrated using FIGS. FIG. 3 is a perspective view of the centrifugal impeller. An arrow RD indicates the rotation direction of the centrifugal impeller. FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the moving blades in the centrifugal impeller. In particular, the upper part in FIG. 4 is a perspective view of one moving blade, and the lower part is a section of the moving blade in a plan view with respect to a portion closer to the leading edge of the moving blade. FIG. FIG. 5 is a view for explaining the inlet installation angle of the centrifugal impeller. In the description, the height direction refers to the direction of the rotation axis of the centrifugal impeller.

遠心羽根車11は、ハブ23と、シュラウド24と、複数の動翼25とを有している。ハブ23は、遠心羽根車11における下流側に位置しており、ディフューザ15と対向するような円板状の部分である。シュラウド24は、遠心羽根車11における上流側に位置しており、ハブ23と対向するように設けられた円環状の部分である。複数の動翼25は、ハブ23とシュラウド24との間に設けられており、円周方向に並べられた翼部分である。   The centrifugal impeller 11 includes a hub 23, a shroud 24, and a plurality of moving blades 25. The hub 23 is located on the downstream side of the centrifugal impeller 11 and is a disk-shaped portion that faces the diffuser 15. The shroud 24 is located on the upstream side of the centrifugal impeller 11 and is an annular portion provided so as to face the hub 23. The plurality of moving blades 25 are provided between the hub 23 and the shroud 24 and are blade portions arranged in the circumferential direction.

動翼25は、翼に沿う流れに関する上流側の端部としての前縁26と、翼に沿う流れに関する下流側の端部としての後縁27とを有している。下流側の端部である後縁27の軸方向高さ(回転軸線方向の寸法)は、上流側の端部である前縁26の軸方向高さの略半分となっている。また、動翼25は、各高さの断面(回転軸線と直交する仮想断面)の形状が概ね円弧状に形成されている。さらに、円弧の向きは、回転方向の前方側が膨らむ向きとなっている。   The moving blade 25 has a leading edge 26 as an upstream end relating to the flow along the blade, and a trailing edge 27 serving as a downstream end relating to the flow along the blade. The axial height (dimension in the rotational axis direction) of the trailing edge 27 that is the downstream end is approximately half the axial height of the leading edge 26 that is the upstream end. Further, the moving blade 25 has a cross section of each height (a virtual cross section perpendicular to the rotation axis) having a substantially arc shape. Furthermore, the direction of the arc is such that the front side in the rotational direction swells.

動翼25の形態を説明するため、動翼25に対して3つの軸方向高さの第1高さ仮想断面28−1、第2高さ仮想断面28−2、中間高さ仮想断面29を観念する。中間高さ仮想断面29は、軸方向と直交する面であって、前縁26の軸方向高さの半分の位置を通る仮想面である。第2高さ仮想断面28−2は、軸方向と直交する面であって、前縁26におけるシュラウド24側の端部近傍を通る仮想面である。第1高さ仮想断面28−1は、軸方向と直交する面であって、それら第2高さ仮想断面28−2と中間高さ仮想断面29との高さ方向の中間を通る仮想面である。   In order to describe the configuration of the moving blade 25, the first height virtual section 28-1, the second height virtual section 28-2, and the intermediate height virtual section 29 having three axial heights with respect to the moving blade 25 are illustrated. Think about it. The intermediate height virtual section 29 is a plane orthogonal to the axial direction and passing through a position that is half the axial height of the leading edge 26. The second virtual height section 28-2 is a plane perpendicular to the axial direction and passes through the vicinity of the end portion on the shroud 24 side of the front edge 26. The first height virtual section 28-1 is a plane orthogonal to the axial direction, and passes through the middle of the height direction between the second height virtual section 28-2 and the intermediate height virtual section 29. is there.

上記のような仮想面で説明すると、動翼25は、前縁26から、動翼の翼弦長の略中間位置25aまでの領域であって、中間高さ仮想断面29よりもシュラウド24側(図4の紙面上側)の領域が、回転方向(湾曲の外側、径方向外側)に傾けられている。これは、図4の投影図部分において、第2高さ仮想断面28−2や第1高さ仮想断面28−1が中間高さ仮想断面29よりも回転方向の前方側に位置していることからも分かる。   In the virtual plane as described above, the moving blade 25 is a region from the leading edge 26 to a substantially intermediate position 25a of the blade chord length of the moving blade, and is closer to the shroud 24 than the intermediate height virtual section 29 ( The region on the upper side of the drawing in FIG. 4 is inclined in the rotation direction (outside of the curve, outside in the radial direction). This is because the second height virtual section 28-2 and the first height virtual section 28-1 are located on the front side in the rotational direction with respect to the intermediate height virtual section 29 in the projection portion of FIG. 4. You can see from

また、前縁26自体も高さ方向にわたって位置が変化している。前縁26は、中間高さ仮想断面29よりもシュラウド24側に近づくにつれ、後縁27から離れるように傾けられていると共に、中間高さ仮想断面29よりもハブ23側に近づくにつれ、後縁27から離れるように傾けられている。すなわち、図4の投影図部分にも示されているように、中間高さ仮想断面29における前縁部26−0よりも、第1高さ仮想断面28−1における前縁部26−1の方が、湾曲の外側であって且つ後縁27から離れる位置にあり、第1高さ仮想断面28−1における前縁部26−1よりも、第2高さ仮想断面28−2における前縁部26−2の方が、湾曲の外側であって且つ後縁27から離れる位置にある。また、上記の反対側では、中間高さ仮想断面29における前縁部26−0よりも、さらにハブ23に近い前縁部26−3の方が、後縁27から離れる位置にあり、前縁部26−3よりも、さらにハブ23に近い前縁部26−4の方が、後縁27から離れる位置にある。   Further, the position of the front edge 26 itself also changes over the height direction. The leading edge 26 is tilted away from the trailing edge 27 as it approaches the shroud 24 side of the intermediate height imaginary cross section 29, and the trailing edge as it approaches the hub 23 side of the intermediate height imaginary section 29. It is tilted away from 27. That is, as shown in the projection view part of FIG. 4, the front edge portion 26-1 in the first height virtual section 28-1 is more than the front edge section 26-0 in the intermediate height virtual section 29. Is at a position outside the curve and away from the trailing edge 27, and the leading edge in the second height virtual section 28-2 than the leading edge 26-1 in the first height virtual section 28-1. The part 26-2 is located outside the curve and away from the trailing edge 27. Further, on the opposite side, the front edge portion 26-3 closer to the hub 23 is further away from the rear edge 27 than the front edge portion 26-0 in the intermediate height virtual section 29, and the front edge The front edge portion 26-4 closer to the hub 23 is located farther from the rear edge 27 than the portion 26-3.

また、動翼25において回転方向(湾曲の外側)に傾けられている上記領域を除いた部分(大部分が中間高さ仮想断面29よりもハブ23側にある領域)は、2次元形状となっており、つまり、高さ方向にわたって一様な湾曲を維持している(平面視、同一の円弧内に包含されている)。   Further, a portion of the moving blade 25 excluding the above-described region that is inclined in the rotation direction (outside of the curve) (a region that is mostly on the hub 23 side of the intermediate height virtual section 29) has a two-dimensional shape. That is, a uniform curvature is maintained over the height direction (in a plan view, they are included in the same arc).

また、高さ方向にわたる前縁26の位置を、回転軸線を中心とした径方向との関係で見た場合、前縁26の位置は、ハブ23側からシュラウド24側まで徐々に径方向の外側へと変化している。   Further, when the position of the front edge 26 across the height direction is viewed in relation to the radial direction around the rotation axis, the position of the front edge 26 is gradually increased from the hub 23 side to the shroud 24 side in the radial direction. It has changed to.

図5に示されるように、動翼列には、動翼の前縁が回転進行する際の軌跡円30上において、当該軌跡円30に対する角度として、翼間中央における動翼入口相対流れ角CAや、入口設置角SAがある。なお、複数の動翼25のシュラウド24側の入口径D1は、シュラウド24自体の入口径D2よりも大きくなっている(図2参照)。本実施の形態1では、動翼25における回転方向に傾けられている上記領域の、前縁(中間高さ仮想断面29よりもシュラウド24側の前縁)の入口設置角は、中間高さ仮想断面29よりもハブ23側の前縁の入口設置角よりも小さくなるように構成されている。すなわち、中間高さ仮想断面29よりもシュラウド24側では、高さ方向にわたって連続して、前縁の入口設置角が、中間高さ仮想断面29よりもハブ23側の前縁の入口設置角よりも小さい。なお、中間高さ仮想断面29よりもハブ23側の前縁の入口設置角は、上記の2次元形状に起因し、一定値となっている。   As shown in FIG. 5, the moving blade row includes a moving blade inlet relative flow angle CA at the center between the blades as an angle with respect to the locus circle 30 on the locus circle 30 when the leading edge of the moving blade rotates. There is an entrance installation angle SA. The inlet diameter D1 on the shroud 24 side of the plurality of rotor blades 25 is larger than the inlet diameter D2 of the shroud 24 itself (see FIG. 2). In the first embodiment, the inlet installation angle of the leading edge (the leading edge on the shroud 24 side of the intermediate height virtual section 29) of the above-described region inclined in the rotation direction of the moving blade 25 is the virtual height of the intermediate blade. The cross section 29 is configured to be smaller than the entrance installation angle at the front edge on the hub 23 side. That is, on the shroud 24 side of the intermediate height virtual section 29, the inlet installation angle of the leading edge is continuous over the height direction from the inlet installation angle of the front edge on the hub 23 side of the intermediate height virtual section 29. Is also small. The entrance installation angle at the front edge on the hub 23 side of the intermediate height virtual section 29 is a constant value due to the two-dimensional shape.

次に、以上のように構成された本実施の形態1に係る電気掃除機の動作について説明する。電動機9に電力が供給されると、シャフト10が回転することにより、シャフト10に取付けられた遠心羽根車11が回転し、吸込口17から空気を吸引する。これにより、電気掃除機本体1に連結されたホース2、延長パイプ3、吸込具4を通じて、被清掃面の空気が電気掃除機本体1に吸引される。電気掃除機本体1に吸引された空気は、集塵部5において集塵され、その後、電動送風機6のベルマウス18を通り、遠心羽根車11の吸込口17から吸引される。遠心羽根車11に吸引された空気は、遠心羽根車11により昇圧、増速され、旋回しながら径方向外側へ向かう。遠心羽根車11から吐出された空気はディフューザ15の静翼12の翼間で減速、昇圧される。その後、ディフューザ15とファンガイド16の隙間21を通り、戻り静翼13により電動機9側に導かれ、電動機9を冷却する。その後、モータフレーム20に設けられた吐出孔22から電動送風機の外側へ排出され、さらに掃除機本体1に設けられた排出口7から電気掃除機本体1の外側へ排出される。   Next, operation | movement of the vacuum cleaner which concerns on this Embodiment 1 comprised as mentioned above is demonstrated. When electric power is supplied to the electric motor 9, the centrifugal impeller 11 attached to the shaft 10 rotates by the shaft 10 rotating and sucks air from the suction port 17. Thereby, the air on the surface to be cleaned is sucked into the vacuum cleaner body 1 through the hose 2, the extension pipe 3, and the suction tool 4 connected to the vacuum cleaner body 1. The air sucked into the vacuum cleaner main body 1 is collected in the dust collecting unit 5, and then sucked from the suction port 17 of the centrifugal impeller 11 through the bell mouth 18 of the electric blower 6. The air sucked into the centrifugal impeller 11 is increased in pressure and accelerated by the centrifugal impeller 11, and travels radially outward while turning. The air discharged from the centrifugal impeller 11 is decelerated and boosted between the vanes of the stationary blade 12 of the diffuser 15. Thereafter, the air passes through the gap 21 between the diffuser 15 and the fan guide 16 and is guided to the electric motor 9 side by the return vane 13 to cool the electric motor 9. Then, it discharges | emits from the discharge hole 22 provided in the motor flame | frame 20 to the outer side of the electric blower, and is further discharged | emitted from the discharge port 7 provided in the vacuum cleaner main body 1 to the outer side of the vacuum cleaner main body 1. FIG.

続いて、本実施の形態1に係る遠心羽根車の性能を、図6〜図10を用い、比較例と比較しながら説明する。図6は、比較例としての遠心羽根車の動翼の形態を示す図である。比較例の遠心羽根車111は、前縁および後縁が略二次元形状を有している。なお、前述の先行技術文献では動翼の中間部を前縁および後縁に比較して回転方向に傾斜させたものを紹介したが、ここでは説明簡略化のため、中間部も略二次元形状である比較例を用いる。   Next, the performance of the centrifugal impeller according to the first embodiment will be described using FIGS. 6 to 10 and comparing with a comparative example. FIG. 6 is a view showing a configuration of a moving blade of a centrifugal impeller as a comparative example. The centrifugal impeller 111 of the comparative example has a substantially two-dimensional shape at the front edge and the rear edge. In the above-mentioned prior art document, the intermediate part of the rotor blade was introduced in the direction of rotation compared to the leading edge and the trailing edge. However, for the sake of simplicity of explanation, the intermediate part also has a substantially two-dimensional shape. A comparative example is used.

図7は、本実施の形態1及び比較例に関する動翼の入口部の通過風量割合を示すグラフである。入口部の通過風量割合は、電動送風機の流体解析を行って得たものであり、流体解析においては、動翼の入口部を、シュラウドからハブまで回転軸線方向で4等分割した断面に関し通過風量割合を求めた。かかる図7から分かるように、比較例では、風量がハブ側に偏って流れていたが、本実施の形態1では、ハブ側への偏りが低減され、その分、シュラウド側では風量が増加し、ハブ−シュラウド間での風量分布の均一化に近づいていることがわかる。   FIG. 7 is a graph showing the passing air volume ratio at the inlet portion of the moving blade in the first embodiment and the comparative example. The passage air volume ratio at the inlet is obtained by conducting a fluid analysis of the electric blower. In the fluid analysis, the passage air volume is related to a cross section obtained by dividing the inlet portion of the moving blade into four equal parts in the rotation axis direction from the shroud to the hub. The percentage was determined. As can be seen from FIG. 7, in the comparative example, the air flow was biased toward the hub side, but in the first embodiment, the bias toward the hub side was reduced, and the air flow increased on the shroud side accordingly. It can be seen that the airflow distribution between the hub and the shroud is approaching to be uniform.

また、図8は、本実施の形態1及び比較例に関する入射角を示すグラフである。入射角は、前述した動翼入口相対流れ角CAから入口設置角SAを差し引いた角度であり、電動送風機の流体解析を行って得たものであり、流体解析においては、シュラウドからハブまでの回転軸線方向の3点について求めた。図8に示されるように、比較例では、シュラウド側の風量割合が低いため、シュラウド側の入射角が極端に負となり、前縁において剥離が起こる。一方、本実施の形態1ではシュラウドからハブにわたって入射角が0度に近いため、大きな剥離が起こらず、動翼に沿って空気が流れるため、損失が低いことがわかる。   Moreover, FIG. 8 is a graph which shows the incident angle regarding this Embodiment 1 and a comparative example. The incident angle is an angle obtained by subtracting the inlet installation angle SA from the rotor blade relative flow angle CA described above, and is obtained by performing fluid analysis of the electric blower. In the fluid analysis, rotation from the shroud to the hub is performed. It calculated | required about 3 points | pieces of an axial direction. As shown in FIG. 8, in the comparative example, since the air volume ratio on the shroud side is low, the incident angle on the shroud side becomes extremely negative, and peeling occurs at the leading edge. On the other hand, in the first embodiment, since the incident angle is close to 0 degrees from the shroud to the hub, large separation does not occur, and air flows along the moving blade, so that the loss is low.

さらに、図9は、本実施の形態1及び比較例に関する動翼の入口相対速度を示すグラフである。動翼の入口相対速度は、電動送風機の流体解析を行って得たものであり、図8同様、シュラウドからハブまでの回転軸線方向の3点について求めた。図9に示されるように、比較例では、シュラウド側の風量割合が低いため、シュラウド側とハブ側との間で入口相対速度差が大きいことが分かる。このため、混合損失が高いという不利益が生じている。これに対し、本実施の形態1では、シュラウドからハブにかけて入口相対速度がほぼ均一となっており、混合損失が低いという利点が得られている。   Furthermore, FIG. 9 is a graph showing the inlet relative velocity of the moving blades in the first embodiment and the comparative example. The inlet relative speed of the moving blade was obtained by performing fluid analysis of the electric blower, and was obtained for three points in the rotational axis direction from the shroud to the hub as in FIG. As shown in FIG. 9, in the comparative example, since the air volume ratio on the shroud side is low, it can be seen that the inlet relative speed difference is large between the shroud side and the hub side. This has the disadvantage of high mixing loss. In contrast, the first embodiment has the advantage that the inlet relative speed is substantially uniform from the shroud to the hub, and the mixing loss is low.

さらに、図10は、本実施の形態1及び比較例に関し、電動送風機の流体解析を行った際の入力及び効率を示すグラフである。図10に示したように、比較例では、図7から図9の結果より明らかなように動翼の入口における損失が高いため、入力が高く、効率が低くなっている。これに対し、本実施の形態1では、動翼の入口における損失が低いことに起因し、入力が低く済み、逆に効率が高いことがわかる。   Further, FIG. 10 is a graph showing the input and efficiency when the fluid analysis of the electric blower is performed with respect to the first embodiment and the comparative example. As shown in FIG. 10, in the comparative example, as is clear from the results of FIGS. 7 to 9, the loss at the inlet of the moving blade is high, so the input is high and the efficiency is low. On the other hand, in the first embodiment, it can be seen that the input is low because the loss at the inlet of the moving blade is low, and the efficiency is high.

以上説明したように、本発明によれば、動翼それぞれの前縁から、動翼の翼弦長の中間位置までの領域であって、中間高さよりもシュラウド側の領域は、回転方向に傾けられており、動翼それぞれの前縁は、中間高さよりもシュラウド側に近づくにつれ、後縁から離れるように傾けられており、それぞれの動翼における回転方向に傾けられている上記領域の、前縁の入口設置角は、中間高さよりもハブ側の、前縁の入口設置角よりも小さいので、動翼の入口部のシュラウド−ハブ間の軸方向高さ風量割合が均一化し、前縁における入射角が適正化し(0度に近くなり流れが動翼に沿うように流れ)、かつ入口の相対速度分布も均一化するため、前縁において、空気と前縁の衝突損失が低下する共に、動翼の入口部の空気の混合損失も低下するため、入力が低く、高効率な送風機を得ることができる。   As described above, according to the present invention, the region from the leading edge of each blade to the middle position of the chord length of the blade, and the region on the shroud side with respect to the intermediate height is inclined in the rotational direction. The leading edge of each blade is tilted away from the trailing edge as it approaches the shroud side rather than the intermediate height, and the front edge of the above-mentioned region that is tilted in the direction of rotation of each blade. Since the edge installation angle of the edge is smaller than the intermediate edge height, the inlet installation angle of the leading edge is smaller than the intermediate height, and the axial height air volume ratio between the shroud and the hub at the inlet portion of the moving blade is made uniform. Since the incident angle is optimized (the flow is close to 0 degrees and the flow follows the moving blade) and the relative velocity distribution at the inlet is made uniform, the collision loss between the air and the leading edge is reduced at the leading edge. The mixing loss of air at the blade inlet is also reduced. Because the input is low, it is possible to obtain a high efficiency blower.

また、動翼それぞれにおいて、回転方向に傾けられている上記領域を除いた部分は、2次元形状とされていれば、ハブおよびシュラウドを動翼に連結させる際、軸方向で力を加えるカシメ加工で連結させても動翼が倒れることが無く、組立時の不良率が低下し、製造コストを低減することができる。   Further, in each of the moving blades, if the portion excluding the region inclined in the rotation direction has a two-dimensional shape, when the hub and the shroud are connected to the moving blade, a caulking process is performed to apply a force in the axial direction. Even if connected together, the moving blades do not fall down, the defective rate during assembly is reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

また、動翼の前縁の位置は、ハブ側からシュラウド側まで徐々に径方向の外側へと変化しているように構成されていれば、ベルマウスの吸込口からの吸込み流れが軸方向から半径方向に転向する際の転向角が大きいシュラウド側において、吸込み流れが軸方向から半径方向に転向してすぐに動翼に流入せず、シュラウドで半径方向に整流されてから動翼に流入するため、乱れが少なくなる。それによっても、損失が低下し、入力が低く、高効率な送風機を得ることができる。   If the position of the leading edge of the rotor blade is configured to gradually change radially outward from the hub side to the shroud side, the suction flow from the suction mouth of the bell mouth is from the axial direction. On the shroud side with a large turning angle when turning in the radial direction, the suction flow turns in the radial direction from the axial direction and does not immediately flow into the blade, but is rectified in the radial direction by the shroud and then flows into the blade. Therefore, the disturbance is reduced. Even with this, the loss is reduced, the input is low, and a highly efficient blower can be obtained.

また、動翼はそれぞれ、各高さの断面の形状が円弧状に形成されているように構成すれば、前縁に流入する流れを滑らかに後縁側に導くことができ、損失が低下し、入力が低く、高効率な送風機を得ることができる。   In addition, if each of the moving blades is configured such that the cross-sectional shape of each height is formed in an arc shape, the flow flowing into the leading edge can be smoothly guided to the trailing edge side, loss is reduced, A fan with low input and high efficiency can be obtained.

また、複数の動翼のシュラウド側の入口径は、シュラウドの入口径よりも大きくなっているように構成されていれば、回転時(電気掃除機運転時)に、遠心羽根車が軸方向に動いたとしても、動翼とシュラウドとが擦れたり衝突したりすることがないため、回転時(電気掃除機運転時)の信頼性が向上する。   Also, if the inlet diameter on the shroud side of the plurality of moving blades is configured to be larger than the inlet diameter of the shroud, the centrifugal impeller is axially moved during rotation (when the electric vacuum cleaner is operating). Even if it moves, the moving blade and the shroud do not rub or collide with each other, so that the reliability during rotation (when the electric vacuum cleaner is operated) is improved.

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。   Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, various modifications can be made by those skilled in the art based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is self-explanatory.

本発明の活用例として、高い吸込仕事率や製造コストの低減が必要な、家庭用および業務用の電気掃除機に使用することが挙げられるが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、送風装置としても用いることができ、また、吸引装置として用いることもできる。一例を示すと、送風装置として、乾燥機や乾燥施設への適用を挙げることができ、吸引装置としては、上記電気掃除機のほか、集塵装置や換気装置への適用を挙げることができる。   Examples of utilization of the present invention include use in household and commercial vacuum cleaners that require a high suction work rate and reduced manufacturing costs, but the present invention is not limited to this. . The present invention can be used as a blower and can also be used as a suction device. As an example, the blower can be applied to a dryer or a drying facility, and the suction device can be applied to a dust collector or a ventilator in addition to the above vacuum cleaner.

1 電気掃除機本体、4 吸込具、5 集塵部、6 電動送風機、7 排出口、9 電動機、11 遠心羽根車、17 吸込口、18 ベルマウス、23 ハブ、24 シュラウド、25 動翼、26 前縁、26−1,26−2,26−3,26−4,26−5 前縁部、27 後縁、28−1 第1高さ仮想断面、28−2 第2高さ仮想断面、29 中間高さ仮想断面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum cleaner main body, 4 Suction tool, 5 Dust collection part, 6 Electric blower, 7 Discharge port, 9 Electric motor, 11 Centrifugal impeller, 17 Suction port, 18 Bell mouth, 23 Hub, 24 Shroud, 25 Rotor blade, 26 Front edge, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 26-5 front edge, 27 rear edge, 28-1 first height virtual section, 28-2 second height virtual section, 29 Virtual height virtual section.

Claims (7)

ハブと、
前記ハブと対向するように設けられたシュラウドと、
前記ハブ及びシュラウドの間に設けられた複数の動翼とを備えた遠心羽根車であって、
前記動翼それぞれの後縁の軸方向高さは、前縁の軸方向高さの半分であり、
前記動翼それぞれの前記前縁から、前記動翼の翼弦長の中間位置までの領域であって、中間高さよりも前記シュラウド側の領域は、回転方向に傾けられており、
前記動翼それぞれの前縁は、中間高さよりも前記シュラウド側に近づくにつれ、前記後縁から離れるように傾けられており、
それぞれの前記動翼における回転方向に傾けられている前記シュラウド側の領域の、前記前縁の入口設置角は、それぞれの前記動翼における中間高さよりも前記ハブ側の、前記前縁の入口設置角よりも小さい、
遠心羽根車。
A hub,
A shroud provided to face the hub;
A centrifugal impeller comprising a plurality of blades provided between the hub and the shroud,
The axial height of the trailing edge of each of the blades is half of the axial height of the leading edge;
The region from the leading edge of each of the blades to the middle position of the chord length of the blade, the region on the shroud side with respect to the intermediate height is inclined in the rotation direction,
The leading edge of each of the blades is tilted away from the trailing edge as it approaches the shroud side rather than the intermediate height,
The inlet installation angle of the leading edge of the shroud side region inclined in the rotational direction of each of the moving blades is set at the inlet of the leading edge on the hub side relative to the intermediate height of each of the moving blades. Smaller than the corner,
Centrifugal impeller.
前記動翼それぞれにおいて、回転方向に傾けられている上記領域を除いた部分は、2次元形状である、
請求項1の遠心羽根車。
In each of the rotor blades, the portion excluding the region inclined in the rotation direction has a two-dimensional shape.
The centrifugal impeller of claim 1.
前記前縁の位置は、前記ハブ側から前記シュラウド側まで徐々に径方向の外側へと変化している、
請求項1又は2の遠心羽根車。
The position of the front edge gradually changes from the hub side to the shroud side in the radial direction.
The centrifugal impeller according to claim 1 or 2.
前記動翼はそれぞれ、各高さの断面の形状が円弧状に形成されている、
請求項1〜3の何れか一項の遠心羽根車。
Each of the moving blades is formed in an arc shape in cross section at each height,
The centrifugal impeller according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の動翼の前記シュラウド側の入口径は、前記シュラウドの入口径よりも大きくなっている、
請求項1〜4の何れか一項の遠心羽根車。
The inlet diameter on the shroud side of the plurality of blades is larger than the inlet diameter of the shroud.
The centrifugal impeller according to any one of claims 1 to 4.
吸込口を有するベルマウスと、
前記ベルマウスの下流の設けられた遠心羽根車と、
前記遠心羽根車を回転駆動させる電動機とを備え、
前記遠心羽根車は、請求項1〜5の何れか一項の遠心羽根車である、
電動送風機。
A bell mouth having a suction port;
A centrifugal impeller provided downstream of the bell mouth;
An electric motor for rotationally driving the centrifugal impeller,
The centrifugal impeller is the centrifugal impeller according to any one of claims 1 to 5.
Electric blower.
電気掃除機本体と、
前記電気掃除機本体とつながり、被清掃部の空気を吸引する吸込具と、
前記電気掃除機本体の内部に設けられ、前記吸込口と連通し、吸引した空気の塵を収納する集塵部と、
前記電気掃除機本体の内部に設けられ、前記吸込口から前記集塵部へと空気を吸引する電動送風機と、
前記電気掃除機本体の外側に設けられ、前記集塵部で集塵された後の空気を前記電気掃除機本体の外へ排出する排出口とを備え、
前記電動送風機は、請求項6の電動送風機である、
電気掃除機。
The vacuum cleaner body,
Connected to the main body of the vacuum cleaner, a suction tool for sucking air in the portion to be cleaned,
A dust collection unit provided inside the vacuum cleaner main body, communicating with the suction port, and storing dust of sucked air;
An electric blower which is provided inside the vacuum cleaner main body and sucks air from the suction port to the dust collecting part;
Provided on the outside of the vacuum cleaner body, comprising a discharge port for discharging the air after being collected by the dust collecting portion to the outside of the vacuum cleaner body,
The electric blower is the electric blower of claim 6 .
Electric vacuum cleaner.
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