WO2023029421A1 - 扩压器组件、电风机及清洁设备 - Google Patents

Abstract

一种扩压器组件，其中扩压器组件包括内壳(310)、外壳(320)和扩压叶片，外壳(320)与内壳(310)间隔设置，外壳(320)与内壳(310)之间形成扩压通道；扩压叶片设于扩压通道内且沿内壳(310)的周向布置；沿内壳(310)的轴向，扩压叶片的末端凸出于内壳(310)的末端，还包括一种电风机及清洁设备。

Description

扩压器组件、电风机及清洁设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月6日提交的申请号为202111040484.9、名称为“扩压器组件、电风机及清洁设备”，以及于2021年9月6日提交的申请号为202122146156.9、名称为“扩压器组件、电风机及清洁设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及电风机技术领域，特别涉及一种扩压器组件、电风机及清洁设备。

背景技术

相关技术中，手持式吸尘器内的电风机体积小、转速高。电风机的电机带动叶轮旋转时，在风罩入口形成较大的真空度，气流从风罩的开口处吸入，经叶轮的流道获得较大的动能后，再通过后部的扩压器流出。由于电风机的体积小、功率高，且扩压器的气流不经过电机，因此电机的散热情况较差。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本公开提出一种扩压器组件，能够引导部分扩压气流对电机进行散热，从而提升散热效率，而且对扩压气流的干扰较小。

本公开还提出一种具有上述扩压器组件的电风机。

本公开还提出一种具有上述电风机的清洁设备。

根据本公开第一方面实施例的扩压器组件，包括：内壳；外壳，与所述内壳间隔设置，所述外壳与所述内壳之间形成扩压通道；扩压叶片，设于所述扩压通道内，且沿所述内壳的周向布置；其中，沿所述内壳的轴向，所述扩压叶片的末端凸出于所述内壳的末端。

根据本公开实施例的扩压器组件，至少具有如下有益效果：

通过设置内壳、外壳和扩压叶片形成的扩压通道，并且扩压叶片的末端沿内壳的轴向凸出于内壳的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至内壳的内部，增强内壳的电机附近的空气流动，加快电机散热，降低电机的温度；而且在扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分流用于电机的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机散热。

根据本公开的一些实施例，沿所述内壳的轴向，所述扩压叶片的高度为h1，所述内壳 与所述扩压叶片的进风端配合处至所述内壳的末端的高度为h2，所述h1和所述h2满足：0.4≤h2/h1≤0.8。

根据本公开的一些实施例，所述内壳的内部用于容置定子，所述定子的外周壁与所述内壳的内周壁间隔设置。

根据本公开的一些实施例，所述扩压器组件还包括用于安装定子的安装部，所述安装部设于所述扩压叶片沿所述内壳的轴向的末端。

根据本公开的一些实施例，所述扩压叶片包括多个第一叶片和多个第二叶片，沿所述内壳的轴向，所述第一叶片与所述安装部之间平滑过渡连接，所述第二叶片设于相邻的所述第一叶片之间。

根据本公开的一些实施例，所述第一叶片与所述安装部一体成型。

根据本公开的一些实施例，所述第一叶片设有六个，所述第一叶片和所述第二叶片沿所述内壳的周向均布设置。

根据本公开的一些实施例，所述安装部为螺孔，所述定子通过螺钉固定连接于所述安装部。

根据本公开第二方面实施例的扩压器组件，包括：内壳，内部形成用于容置定子的容纳腔；外壳，与所述内壳间隔设置，所述外壳与所述内壳之间形成扩压通道；扩压叶片，设于所述扩压通道内，且沿所述内壳的周向布置；其中，所述内壳沿轴向的末端设有缺口槽，所述缺口槽连通所述扩压通道和所述容纳腔。

根据本公开实施例的扩压器组件，至少具有如下有益效果：

通过设置内壳、外壳和扩压叶片形成的扩压通道，并且内壳沿轴向的末端设有与用于容置定子的容纳腔连通的缺口槽，能够将扩压通道的部分气流导流至容纳腔内，增强定子附近的空气流动，加快电机散热，降低电机的温度，从而提高了电风机的可靠性和工作效率；而且缺口槽设置在扩压通道的出风端从而将部分扩压气流分流用于电机的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机散热。

根据本公开的一些实施例，所述扩压叶片的末端凸出于所述缺口槽的底壁。

根据本公开第三方面实施例的电风机，包括以上实施例所述的扩压器组件。

根据本公开实施例的电风机，至少具有如下有益效果：

采用以上实施例的扩压器组件，扩压器组件通过设置内壳、外壳和扩压叶片形成的扩压通道，并且扩压叶片的末端沿内壳的轴向凸出于内壳的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至内壳的内部，增强内壳的电机附近的空气流动，加快电机散热，降低电机的温度，从而提高了电风机的可靠性和工作效率；而且在扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分 流用于电机的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机散热。

根据本公开第四方面实施例的清洁设备，包括以上实施例所述的电风机。

根据本公开实施例的清洁设备，至少具有如下有益效果：

采用第三方面实施例的电风机，电风机包括扩压器组件，扩压器组件通过设置内壳、外壳和扩压叶片形成的扩压通道，并且扩压叶片的末端沿内壳的轴向凸出于内壳的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至内壳的内部，增强内壳的电机附近的空气流动，加快电机散热，降低电机的温度，从而提高了电风机的可靠性和工作效率；而且在扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分流用于电机的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机散热。

本公开的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本公开做进一步的说明，其中：

图1为本公开一种实施例的电风机的剖视示意图；

图2为本公开一种实施例的电风机的爆炸示意图；

图3为本公开一种实施例的定叶轮和机壳组件的爆炸图；

图4为图3中机壳组件的结构示意图；

图5为图4的剖视示意图；

图6为图4的仰视示意图；

图7为本公开一种实施例的电风机中h1/h2与绕组温度和风机效率的关系图；

图8为本公开另一种实施例的机壳组件的结构示意图；

图9为本公开另一种实施例的机壳组件的结构示意图，其中外壳被除去；

图10a为图9中第一叶片的气流示意图；以及

图10b为现有技术中筋条的气流示意图。

附图标号：

电风机1000；

风罩100；

动叶轮200；

机壳300；内壳310；容纳腔311；外壳320；二级扩压叶片330；安装毂340；安装位341；连接臂350；筋条360；第一叶片370；主体部371；加厚部372；第二叶片380；

定叶轮400；支撑座410；一级扩压叶片420；

电机500；定子510；转子520；转轴530；

电路基板600。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

在本公开的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本公开的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本公开中的具体含义。

参照图1和图2所示，本公开一种实施例的电风机1000，可以使用于吸尘器等清洁设备，特别是体积要求较小的手持式吸尘器或扫地机器人等便携式设备中。本公开实施例的电风机1000包括风罩100、动叶轮200、机壳300、定叶轮400和电机500。风罩100的一端设有进风口(图中未示出)，风罩100的另一端与机壳300连接。动叶轮200设于风罩100内，风罩100包裹于动叶轮200的径向外侧，并与风罩100之间形成进风通道。

参照图3所示，本公开实施例的扩压器组件包括机壳300和定叶轮400，机壳300和定叶轮400形成连通于进风通道出风端的扩压通道，扩压通道将气流的动能转化为气压能，实现气流的减速增压，进而提高电风机1000的效率。参照图4和图5所示，本公开实施例的机壳300包括内壳310、外壳320和位于内壳310和外壳320之间的二级扩压叶片330。内壳310和外壳320间隔设置，内壳310和外壳320之间形成第二扩压通道，二级扩压叶片330沿内壳310的周向布置设置。

参照图3和图4所示，机壳300还包括安装毂340，安装毂340与内壳310固定连接，安装毂340位于内壳310朝向定叶轮400的一端。定叶轮400包括支撑座410和连接于支撑座410外周的一级扩压叶片420，支撑座410安装于安装毂340，支撑座410、一级扩压 叶片420和外壳320之间形成第一扩压通道，第一扩压通道位于第二扩压通道与进风通道之间，第一扩压通道和第二扩压通道形成电风机1000的扩压通道。

参照图1和图5所示，可以理解的是，内壳310的内部形成有容纳腔311，容纳腔311内用于容置电机500，电机500包括定子510、转子520和转轴530，定子510固定于容纳腔311内，转子520安装于转轴530，转轴530通过轴承安装于安装毂340的安装位341内，转轴530的端部与动叶轮200连接，以驱动动叶轮200转动，气流从动叶轮200获得动能，经过第一扩压通道进入第二扩压通道，最后流出电风机1000。

参照图2所示，本公开一种实施例的电风机1000，还包括电路基板600，电路基板600与机壳300固定连接，电路基板600位于电机500的尾端，即远离动叶轮200的一端。具体而言，机壳300设有连接臂350，连接臂350沿远离风罩100的方向延伸，连接臂350可以与外壳320连接并设置为一体结构，使得连接臂350的结构强度更高。而且连接臂350设置在外壳320，不容易与定子510发生干涉，从而提高了定子510与机壳300安装的便利性。可以理解的是，连接臂350设有三个，三个连接臂350沿外壳320的周向间隔设置，电路基板600通过打螺钉固定连接于三个连接臂350，从而实现电路基板600的稳定安装。

参照图6所示，可以理解的是，沿第二扩压通道的气流方向，二级扩压叶片330沿内壳310的轴向的末端凸出于内壳310的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至容纳腔311，增强内壳310的电机500附近的空气流动，加快电机500散热，降低电机500的温度，从而提高电风机1000的可靠性，而且提高了电风机1000的工作效率。而且，本公开实施例在第二扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分流用于电机500的散热，对扩压器组件的扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机500散热，从而提高电风机1000的性能。

参照图6和图7所示，本公开实施例的机壳300，定义二级扩压叶片330沿内壳310轴向的高度为h1，定义内壳310与二级扩压叶片330的进风端配合处至内壳310的末端沿轴向的高度为h2。二级扩压叶片330的高度h1和内壳310的高度h2之间满足关系式：0.4≤h2/h1≤0.8。由图7中可以看出，参数h2/h1位于0.4至0.8的范围内，电风机1000的效率较高，而且电机500的绕组温升较低，能够实现对扩压器组件的扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机500散热，提高了电机500的可靠性，从而提高电风机1000的性能。但是，当参数h2/h1低于0.4时，电机500的绕组温升略有下降，但是电风机1000的效率明显降低。当h2/h1高于0.8时，电风机1000的效率略有上升，但是电机500的绕组温升较高，降温效果较差。

可以理解的是，为了进一步提高电风机1000的扩压效果，减小冲击损失，二级扩压 叶片330的入口侧与一级扩压叶片420的出口侧朝向相同，且一级扩压叶片420的入口侧的切线与二级扩压叶片330的出口侧的切线方向之间的夹角设置为小于10度，从而能够匹配扩压气流的流动方向，提高扩压的效果。

参照图1和图5所示，可以理解的是，内壳310的内部设有容纳腔311，容纳腔311用于容置定子510。而且定子510与内壳310间隔设置，可以理解为定子510的外周壁与内壳310的内周壁之间为间隙配合，或者定子510的部分外周壁与内壳310的部分内周壁之间为间隙配合，从而形成间隙，进一步加快了电机500附近的气流的流动速度，加快了电机500散热，降低了电机500的温度，进一步提高了电风机1000的可靠性，提高了电风机1000的工作效率。

参照图8所示，可以理解的是，机壳300设有筋条360，筋条360用于与定子510的安装支架(图中未示出)固定，例如筋条360开设有螺孔等，从而实现与定子510的稳定安装。筋条360设置于内壳310沿扩压气流的流动方向的末端，还可以设置于外壳320沿扩压气流的流动方向的末端。沿内壳310的轴向方向，筋条360与二级扩压叶片330的末端连接，能够减少筋条360对扩压气流的阻挡面积，从而降低了筋条360对扩压风道的阻挡，减少扩压通道的流动损失，提高电风机1000的效率。需要说明的是，筋条360还可以为其他形式的安装部，在此不再具体限定。

参照图9所示，可以理解的是，机壳300包括多个第一叶片370和多个第二叶片380，第一叶片370和第二叶片380均设于第二扩压通道内，且沿内壳310的周向布置。沿扩压气流的方向，第一叶片370的末端厚度大于第二叶片380的末端厚度。第二叶片380为正常的二级扩压叶片330。第一叶片370为二级扩压叶片330适应于筋条360的结构而设计的结构，或者便于与筋条360结合一体的叶片结构。可以理解的是，第一叶片370可以为沿扩压气流的方向厚度逐渐增大的结构。本公开实施例能够将传统结构中会遮挡扩压风道的筋条360与第一叶片370融合为一体，进一步降低了筋条360对扩压风道的阻挡，大幅降低对扩压气流的阻挡，提高电风机1000效率。同时二级扩压叶片330利用了筋条360的位置，筋条360与二级扩压叶片330融合为一体节约了电风机1000的空间，不用额外设置轴向安装空间，提高了电风机1000的效率。

参照图9所示，可以理解的是，沿内壳310的轴向，第一叶片370与筋条360之间平滑过渡连接。为了使筋条360第一叶片370平滑过渡，第一叶片370形成一个沿气流方向厚度逐渐增大的二级扩压叶片330。参照图10a和图10b所示，图10a为本实施例的第一叶片370的气流示意图，图10b为现有技术的传统结构中筋条360遮挡扩压风道的气流示意图。对比可见，传统结构会造成气流的回流，造成能量损失，降低电风机1000的效率。 经过实验测算，采用第一叶片370的电风机1000效率为48％，传统结构没有采用第一叶片370的电风机1000效率为46％，证明本实施例的第一叶片370的设计能够有效提高电风机1000的效率。

参照图9所示，可以理解的是，第一叶片370与筋条360一体成型，加工更加方便，结构强度更高。需要说明的是，本公开实施例也可以理解为不设有筋条360，而是第一叶片370延伸形成具有筋条360功能的安装部。举例来说，第一叶片370设有螺孔等安装部，定子510通过螺钉固定连接于安装部，便于装配，提高装配效率。

参照图10a所示，本公开一种实施例的第一叶片370，该第一叶片370的结构沿扩压气流的方向依次包括主体部371和加厚部372。加厚部372与主体部371的连接处位于第一叶片370的0.5-0.8倍弦长的位置，第一叶片370远离内壳310的一端为外缘，主体部371的外缘的厚度在距离第一叶片370的0.1-0.3倍弦长的位置沿扩压气流方向逐渐增大，从而使第一叶片370的进风端与第二叶片380的进风端厚度相同，提高扩压通道的进风效率，而且保证了第一叶片370的扩压效果，降低流动损失。加厚部372的外缘的厚度沿扩压气流方向不变，从而保证了加厚部372能够设置螺孔等安装部，保证了定子510安装的可靠性。

参照图9所示，可以理解的是，第二叶片380设有多个，多个第二叶片380均布设于相邻的第一叶片370之间，第一叶片370和第二叶片380之间，或者第二叶片380和第二叶片380之间形成多段扩压通道，从而保证了扩压器组件的扩压效果，而且有利于扩压器组件的有效降噪。

作为另一种实施例，第一叶片370设有六个，第二叶片380设有九个，第一叶片370的末端均设置安装部，即六个安装部同时用于固定定子，从而使定子的安装更加稳定。六个第一叶片370和九个第二叶片380沿内壳310的周向均布设置，保证了扩压器组件的扩压性能。第一叶片370和第二叶片380的排列顺序可以有多种形式，在此不再具体限定。

可以理解的是，上述实施例的内壳310可以理解为沿轴向切掉一圈内壳310后形成的结构，从而使二级扩压叶片330的末端凸出于内壳310的末端。需要说明的是，上述实施例可以采用一体成型实现结构的加工，也可以采用二次加工切除部分内壳310的方式进行加工，在此不再具体限定。

可以理解的是，本公开另一种实施例的机壳300，包括内壳310、外壳320和二级扩压叶片330。本公开实施例的机壳300与上述实施例的机壳300基本相同，其区别在于：本实施例的内壳310沿轴向的末端设有缺口槽(图中未示出)，缺口槽能够连通扩压通道和容纳腔311。需要说明的是，缺口槽也可以替换为通孔，在此不再具体限定。缺口槽可 以设置有多个，多个缺口槽沿内壳310的周向间隔设置。

缺口槽能够将扩压通道的部分气流从扩压通道导流至容纳腔311，增强电机500附近的空气流动，加快电机500散热，降低电机500的温度，从而提高电风机1000的可靠性，而且提高了电风机1000的工作效率。而且，缺口槽设置在内壳310沿扩压气流的末端实现将部分扩压气流进行分流用于电机500的散热，对扩压器组件的扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机500散热，从而提高电风机1000的性能。

可以理解的是，沿内壳310的轴向，二级扩压叶片330的末端凸出于缺口槽的底壁，从而使扩压气流能够进一步从二级扩压叶片330顺利地导流至电机500的表面，进一步加强对电机500的散热，进一步提高电风机1000的可靠性和性能。

参照图1所示，本公开一种实施例的电风机1000，包括以上实施例的扩压器组件。本公开实施例的电风机1000，采用上述实施例的扩压器组件，扩压器组件通过设置内壳310、外壳320和二级扩压叶片330形成的扩压通道，并且二级扩压叶片330的末端沿内壳310的轴向凸出于内壳310的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至内壳310的内部，增强内壳310的电机500附近的空气流动，加快电机500散热，降低电机500的温度，从而提高了电风机1000的可靠性和工作效率；而且在扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分流用于电机500的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机500散热。

由于电风机1000采用了上述实施例的扩压器组件的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

本公开一种实施例的清洁设备，包括以上实施例的电风机1000。本公开实施例的清洁设备，采用上述实施例的电风机1000，电风机1000包括扩压器组件，扩压器组件通过设置内壳310、外壳320和二级扩压叶片330形成的扩压通道，并且二级扩压叶片330的末端沿内壳310的轴向凸出于内壳310的末端，能够将扩压通道的部分气流导流至内壳310的内部，增强内壳310的电机500附近的空气流动，加快电机500散热，降低电机500的温度，从而提高了电风机1000的可靠性和工作效率；而且在扩压通道的出风端将部分扩压气流进行分流用于电机500的散热，对扩压效果的影响较小，进而在保证扩压器组件的扩压性能的同时强化电机500散热。

由于清洁设备采用了上述实施例的扩压器组件的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本公开实施例作了详细说明，但是本公开不限于上述实施例，在所属 技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本公开宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (12)

1. 扩压器组件，包括：

   内壳；

   外壳，与所述内壳间隔设置，所述外壳与所述内壳之间形成扩压通道；以及

   扩压叶片，设于所述扩压通道内，且沿所述内壳的周向布置；

   其中，沿所述内壳的轴向，所述扩压叶片的末端凸出于所述内壳的末端。
2. 根据权利要求1所述的扩压器组件，其中，沿所述内壳的轴向，所述扩压叶片的高度为h1，所述内壳与所述扩压叶片的进风端配合处至所述内壳的末端的高度为h2，所述h1和所述h2满足：0.4≤h2/h1≤0.8。
3. 根据权利要求1所述的扩压器组件，其中，所述内壳的内部用于容置定子，所述定子的外周壁与所述内壳的内周壁间隔设置。
4. 根据权利要求1所述的扩压器组件，其中，所述扩压器组件还包括用于安装定子的安装部，所述安装部设于所述扩压叶片沿所述内壳的轴向的末端。
5. 根据权利要求4所述的扩压器组件，其中，所述扩压叶片包括多个第一叶片和多个第二叶片，沿所述内壳的轴向，所述第一叶片与所述安装部之间平滑过渡连接，所述第二叶片设于相邻的所述第一叶片之间。
6. 根据权利要求5所述的扩压器组件，其中，所述第一叶片与所述安装部一体成型。
7. 根据权利要求5所述的扩压器组件，其中，所述第一叶片设有六个，所述第一叶片和所述第二叶片沿所述内壳的周向均布设置。
8. 根据权利要求4所述的扩压器组件，其中，所述安装部为螺孔，所述定子通过螺钉固定连接于所述安装部。
9. 扩压器组件，包括：

   内壳，内部形成用于容置定子的容纳腔；

   外壳，与所述内壳间隔设置，所述外壳与所述内壳之间形成扩压通道；以及

   扩压叶片，设于所述扩压通道内，且沿所述内壳的周向布置；

   其中，所述内壳沿轴向的末端设有缺口槽，所述缺口槽连通所述扩压通道和所述容纳腔。
10. 根据权利要求9所述的扩压器组件，其中，沿所述内壳的轴向，所述扩压叶片的末端凸出于所述缺口槽的底壁。
11. 电风机，包括权利要求1至10任一项所述的扩压器组件。
12. 清洁设备，包括权利要求11所述的电风机。

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