TWI400392B - Electric blower and electric vacuum cleaner with the electric blower - Google Patents
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Description
本發明是有關於電動送風機及具備其的電動吸塵器。
習知的電動送風機是例如專利文獻1(日本特開昭54-105307號公報)。
在此專利文獻1的電動送風機,是在翼片輪(離心風扇)的背面側設置分隔板,在此分隔板的前面翼片輪的外周側設置擴散器的翼(擴散器翼),在此擴散器的翼從前面側(反分隔板側)設置切口。
且,其他的習知技術,例如專利文獻2(日本特開平8-242553號公報)。在此專利文獻2的電動送風機,是在葉輪(離心風扇)的外周側設置空氣導引(擴散器),在此空氣導引的翼片部設有1個或是複數貫通孔。
[專利文獻1]日本特開昭54-105307號公報
[專利文獻2]日本特開平8-242553號公報
在專利文獻1中,在擴散器的翼從前面側(反分隔板側)設置切口來達成噪音的減少。擴散器是為了將來自離心風扇的流動減速將動壓回復至靜壓而被設置,但是在專利文獻1來自中切口的流動會阻礙在擴散器的翼間流動的主流的減速,壓力回復無法充分地進行,而有送風機的效率下降的課題。
且,在專利文獻2中雖也設置離心風扇的1個或是複數貫通孔,但是與專利文獻1同樣,來自貫通孔的流動會阻礙在擴散器的翼間流動的主流的減速,壓力回復無法充分地進行,而有送風機的效率下降的課題。
在專利文獻1及2中有關送風機效率的貫通孔的位置,是完全未被考慮。
本發明的目的,是解決上述課題,提供一種電動送風機及具備此電動送風機的電動吸塵器,可將送風機的噪音下降,並且可謀求送風機的效率提高。
為了達成上述目的本發明的電動送風機,是具備:設有旋轉件及固定件的電動機、及一端開孔且在內部將前述電動機收容的外殼、及設在前述旋轉件的旋轉軸、及被固定於該旋轉軸的離心風扇、及被配置於該離心風扇的背面側的分隔板、及在該分隔板的前面側被配置於前述離心風扇的外周側的擴散器、及被配置於前述分隔板的後面側的返回導引、及設在前述外殼的開孔側將前述離心風扇、前述擴散器、前述返回導引覆蓋的風扇外殼,其特徵為:前述擴散器是具備複數擴散器翼,在前述複數擴散器翼的至少一部分的擴散器翼中,形成了從前述分隔板立起的貫通孔。
依據本發明,可提供一種電動送風機及具備此電動送風機的電動吸塵器,可將送風機的噪音下降,並且可謀求送風機的效率提高。
在第12圖顯示本發明的一實施例的電動吸塵器的外觀立體圖。101是將集塵用的集塵室及使發生集塵所需要的吸入氣流用的電動送風機收納的吸塵器本體,102是一端是隔著管接頭102a與吸塵器本體101連接的管,103是一端與管102的另一端連接的手頭操作部,104是一端與手頭操作部103的另一端連接的延長管,105是與延長管104的另一端連接的吸口體。103a是進行設在手頭操作部103的電動送風機的開關的開關部。
接著使用第11圖顯示吸塵器本體101的結構。第11圖是本發明的一實施例的吸塵器本體的橫剖面圖。在第11圖,110是形成於吸塵器本體101的前側的集塵室,111是位於集塵室110供集塵用的集塵袋,112是形成於吸塵器本體101的後側的電動送風機室,113是位於電動送風機室112內使吸引力發生用的電動送風機。114是將電動送風機113支撐的防振橡膠,115是被配置在集塵室及電動送風機113之間的過濾器部。
在以上的結構,將手頭操作部103的開關部103a操作的話,被收納於吸塵器本體101的電動送風機113運轉,發生吸入氣流。且,從吸口體105吸入塵埃,通過延長管104、手頭操作部103、管102,被集塵在被配置於吸塵器本體101的集塵室110的集塵袋111。在本實施例中雖例示的在集塵室110配置集塵袋111的吸塵器,但是將利用離心分離的旋風器集塵部裝設集塵室110也可以。
接著使用第10圖,說明電動送風機113的結構。第10圖是本發明的一實施例的電動送風機113的縱剖面圖。電動送風機113是由送風機部11及電動機部12所構成。
電動機部12,是藉由一端開孔的外殼13、及被配置於此外殼13的開孔側的端部托架14而構成電動機外殼。旋轉件16的旋轉軸15是藉由外殼13的反開孔側及端部托架14可旋轉地被支撐,在此旋轉軸15安裝有旋轉件16。在旋轉件16的外周側配置有固定件17。朝旋轉件16的電力的供給,是藉由電刷18及與其接觸的整流子19傳達。在外殼13內收納有旋轉件16、固定件17、電刷18。
送風機部11,是將:被固定於旋轉軸15且具備吸入口20a的離心風扇20、及被配置於此離心風扇20的外周側的擴散器21、及對於此擴散器21將分隔板23挾持地相面對配置的返回導引25,收納在風扇外殼26內而構成。風扇外殼26,是被配置於外殼13的開孔側,將離心風扇20、前述擴散器21、前述返回導引25覆蓋。分隔板23是位於離心風扇20的背面側(反吸入口側)位置。在分隔板23的前面側中配置有擴散器21,在分隔板23的後面側中配置有返回導引25。27是被配置於擴散器21的反分隔板側的環狀板。
在此構成,從送風機入口10流入的空氣,是首先由離心風扇20被昇壓及增速。其後,擴散器21通過的流動是經過彎曲流路24略180°轉向,朝返回導引25流入,但是在此過程流動被減速,該部分的壓力上昇。返回導引25通過的流動,是流入電動機的外殼13內,將旋轉件16、固定件17、電刷18、整流子19等冷卻後被排氣。
在第9圖中說明擴散器21的結構。第9圖是將擴散器21從旋轉軸15的軸方向也就是送風機入口10側所見的圖。如第9圖所示擴散器21,是在分隔板23的前面側配置有複數(枚)的擴散器翼22,從離心風扇20被排出的風,是通過相鄰接的擴散器翼22之間。在此,擴散器翼22是具有圓弧形,從流動的入口側橫跨出口側與相鄰接的擴散器翼22之間的間隔漸廣的方式形成,藉由讓風通過那,使其流動被減速且壓力被回復。
擴散器翼22的後緣,是位於風扇外殼26的附近。在擴散器翼22的後緣及風扇外殼26之間,是形成有朝向擴散器21的內側被切除的略三角形狀的三角窗51。從擴散器翼22間吹出的風是通過三角窗51朝垂直方向轉向,朝返回導引25側流動。在此在擴散器翼22將凸面側52及凹面側53如圖地定義,在翼間流路內由相鄰接的翼所包圍的領域定義為重疊部54,只有面向片側的翼的出口側領域定義為出口側半開部55。
接著使用第7圖及第8圖,說明擴散器21中的擴散器翼22間的流動。第7圖是送風機部11的部分擴大圖,第8圖是第7圖中的擴散器21的剖面圖。第8圖(a)是第7圖的A-A剖面圖,第8圖(b)是第7圖的B-B剖面圖,第8圖(c)是第7圖的C-C剖面圖。
在第7圖及第8圖中,將分隔板23側定義為轂側,將離心風扇20的吸入口20a側定義為罩側。因此,第8圖(a)是顯示轂側中的擴散器翼22間的風的流動,第8圖(c)是顯示罩側中的擴散器翼22間的風的流動,第8圖(b)是顯示在轂側及罩側的中間的擴散器翼22的高度方向的中央部中的擴散器翼22間的風的流動。
從第8圖明顯可知,看轂側主流81、中央剖面主流82、罩側主流83的話,在擴散器翼22間流動的風的主流,是朝擴散器翼22的凹面側偏流,速度快的流動集中。相反地在凸面側中交界層發達,而成為速度慢的流動。從此可知,在擴散器翼22間,無法實現有效的流路擴大,壓力回復不充分。此傾向,是特別是第8圖(a)所示的轂側最顯著,隨著從中央部朝罩側進行而漸小。本發明人等發現在擴散器翼22的高度方向,流動的亂流具有不同。如此因為在擴散器翼22間,無法實現有效的流路擴大,壓力回復不充分,所以在送風機噪音發生,並且送風機的效率下降。為了改善,有需要改善特別是轂側的流動。以下,對於解決的手段,使用第1圖~第6圖說明。
第1圖是本發明的一實施例的擴散器21的整體立體圖,第2圖是將本發明的一實施例的擴散器21從電動機的旋轉軸15方向所見的部分擴大圖,第3圖是求得本發明的一實施例的擴散器21的貫通孔40的位置用的數式。
在第1圖中,在分隔板23中設有從此分隔板23立起的複數(枚)的擴散器翼22。且,在擴散器翼22中,形成有從分隔板23直到預定的高度為止立起的貫通孔40。此貫通孔40是貫通相鄰接的流路56間的方式形成。即,貫通孔40是形成於轂側。且此貫通孔40是位於使流動朝向返回導引25方向轉換的三角窗51(切口部)的附近。
接著使用第4圖說明設有貫通孔40的情況時的擴散器21中的擴散器翼22間的流動。第4圖是第7圖中的擴散器21的剖面圖。第4圖(a)是第7圖的A-A剖面圖,第4圖(b)是第7圖的B-B剖面圖,第4圖(c)是第7圖的C-C剖面圖。
在第4圖(a)中,在設有貫通孔40的情況中,漏出流動是通過貫通孔40從翼的凸面側朝向凹面側產生。因此可知,在貫通孔40的存在的轂面側中,第8圖(a)中的速度慢的交界層是朝翼的相反側(凹面側)被吸出,且藉由被吸出的流動,主流是朝圖面左方向轉向。且,在擴散器翼22間可實現有效的流路擴大,壓力可回復。且,對於第4圖(b)中的中央剖面和第4圖(c)中的罩側的流動,雖不如第4圖(a)的轂側的流動,但是受到轂側中的流動的轉向的影響,在擴散器翼22間可實現有效的流路擴大。如此在本實施例中,藉由在轂側設有貫通孔40,在轂側、中央部、罩側可實現擴散器翼22間的有效的流路擴大,壓力可回復。由此,可減少噪音且謀求送風機的效率提高。
且,如本實施例,擴散器21及返回導引25為分離,三角窗51(缺口部)存在於其間的情況時,因為翼的凸面側是使三角窗較寬地擴開,所以藉由在此寬領域將轂側流動轉向,就能具有可實現平順的彎曲流動的效果。
貫通孔40,雖是在朝成為彎曲部的三角窗51的流入之前開孔,但是藉由通過貫通孔40的流動,流入入口側(凸面側)是因為吸引力而成為比周圍更負壓,所以具有使翼間流動朝此貫通孔40靠近而彎曲的效果,因此也有支援朝返回導引25的連接彎曲流動的效果。
如此由在擴散器內流動的主流的3次元的偏向所產生的有效的擴大流路面積的擴大的話,藉由從擴散器朝返回導引的平順的彎曲流動的實現,可以改善送風機效率。
本實施例是藉由考慮上述的機構,特別是藉由設置如以下條件,對於進一步的效果的期待,可以由實驗確認。即,如第1圖所示的貫通孔40的高度(h),是擴散器高度(H)的1/2以下,即,h≦H/2較佳。這些的高度,是在貫通孔40開孔的徑位置進行測量。且,在第1圖中貫通孔40的形狀雖顯示長方形,但是不限定於此,梯形和圓形等其他的形狀也可以。且,在第2圖中,與擴散器翼22的貫通孔40中的接線(a)垂直地交叉的垂線為(b),此垂線(b)及貫通孔40的中心線的角度差定義為貫通孔角度差(θ)。在本實施例中,貫通孔角度差(θ)為0°≦θ≦45°。藉由設定成此角度,通過貫通孔40的漏出流動及主流的合流成為平順。
接著使用第3圖,求得擴散器21的貫通孔40的位置。求得貫通孔40的位置的情況時,使用例如日本專利第3510107號所揭示的技術即可。
形成於擴散器翼22的貫通孔40,是從擴散器翼22的重疊部54(第9圖)的出口端面61,形成於與出口側半開部55(第9圖)側距離δ的位置62為止之間的擴散器翼22面。修正值δ,是從以下的式算出。修正值δ,是將重疊部空氣流動流路的出口的長方形剖面中的邊的尺寸設為a及b,且a>b時,由次式(數1)
所求得的距離。
擴散器21中的空氣流動是通過重疊部54,通過出口半開部55。
在擴散器的重疊部54中,發生的音波是朝成為平面波的流動方向傳播。但是,在重疊部出口端面30,流路剖面積因為是不連續地增大,所以在此位置音響阻抗變化。在音響阻抗變化的位置中,至其為止沿著流動傳播的音波會被反射,這次成為反射波,與流動逆流地朝上流側傳播。即使在上流側的重疊部入口的位置,因為剖面積變化所以音響阻抗變化。因此,朝向上流側傳播的反射波,是由重疊部入口再度反射。
如此成為返覆,由擴散器翼先端部發生的音波是朝下流傳播,並反射回來,再度反射的過程,但是此往復反射的周期,是與入射來的原來的音波的發生周期一致的話,會在重疊部產生共鳴,使放射音變大。
如此,在重疊部34的出口端面30中,音波的壓力變動是0,即成為定在波的節。正確地說明的話,定在波的節,是在從重疊部34的出口端面30加上開孔端修正值也就是距離δ的位置31發生。上述的數式,是求得此開孔端修正值δ的值的式。
在第5圖中,顯示將由貫通孔40的有無及貫通孔的形成位置所產生的電動送風機的效率及噪音的變化由實驗檢證的結果的一例。在此,電動送風機效率是由下述式被定義。
電動送風機效率η=輸出/輸入
輸出=ρ gQH
(ρ:密度,g:重力加速度,Q:風量,H:壓力)
在第5圖中顯示:(1)是不設置貫通孔40情況、(2)是將貫通孔40從轂側立起直到擴散器翼的1/2的高度為止形成的情況、(3)是將貫通孔40從罩側朝向轂側切除的情況。
首先,看電動送風機的效率的話,從第5圖(a)明顯可知,與不設置貫通孔40的情況(1)相比,如本實施例在將貫通孔40從轂側立起直到擴散器翼的1/2的高度為止形成的情況(2)中,電動送風機的效率提高。且,在將貫通孔40從罩側朝向轂側切除的情況(3)中,與不設置貫通孔40的情況(1)相比,電動送風機的效率下降。如此依據形成貫通孔40的位置不同,電動送風機的效率會大大地變化。
接著看噪音的話,從第5圖(b)明顯可知,與不設置貫通孔40的情況(1)相比,如本實施例將貫通孔40從轂側立起且直到擴散器翼的1/2的高度為止形成的情況(2)中,翼片音(尖峰音)下降。且,將貫通孔40從罩側朝向轂側朝切除的情況(3)中,與不設置貫通孔40的情況(1)相比,翼片音(尖峰音)下降。且,如本實施例將貫通孔40從轂側立起且直到擴散器翼的1/2的高度為止形成的情況(2)、及將貫通孔40從罩側朝向轂側切除的情況(3)中,翼片音(尖峰音)是幾乎相同程度。可知噪音減少,即在翼片音(尖峰音)的減少中,貫通孔40具有很大的影響。如此可知,依據形成貫通孔40的位置不同,電動送風機的效率會大大地變化。
如以上在本實施例中,因為在擴散器翼22從分隔板23直到預定的高度為止立起地形成貫通孔40,所以可以減少送風機的噪音,且提高電動送風機的效率。
接著使用第6圖,說明設有貫通孔40的擴散器21、分隔板23、返回導引25的製作方法。第6圖是說明本發明的一實施例的擴散器21、分隔板23、返回導引25的制作方法的圖。
在第6圖中,27是配置於擴散器21的反分隔板側且形成環狀的環狀板。在與環狀板27的分隔板23相面對側,設有複數擴散器翼22。且,在擴散器翼22中,形成有從反環狀板側被切除的成為貫通孔40的缺口部22a。
在本實施例中,將環狀板27、擴散器翼22、缺口部22a由樹脂等一體成型。將環狀板27、擴散器翼22、缺口部22a成形時,只要準備朝上下方向脫落的模具即可,模具構造是簡單,生產性提高。
且,在圓板狀的分隔板23中在反擴散器翼22側(分隔板23的後面側)中,設有返回導引25。此返回導引25是由複數(枚)的返回導引翼25a所構成。
在本實施例中,將分隔板23、返回導引翼25a由樹脂等一體成型。將分隔板23、返回導引翼25a成形時,只要準備朝上下方向脫落之模具的即可,模具構造簡單,生產性提高。
接著將擴散器翼22的反環狀板27側、及分隔板23的擴散器翼22側(分隔板23的前面側)配合並接合。接合方法,是使用利用高頻將樹脂熔接的超音波熔接和接合劑等。接合方法可適宜選擇。藉由擴散器翼22的反環狀板27側、及分隔板23的擴散器翼22側接合,而在擴散器翼22形成貫通孔40。且,此貫通孔40是在從分隔板23立起的狀態下形成。
通常,貫通孔40是在從分隔板23立起的狀態下形成的情況,有需要使用形成貫通孔40用的滑動模具,或是由使用鑽孔等的追加加工而形成。對於此,在本實施例中,因為將環狀板27、擴散器翼22、缺口部22a一體成型,且將分隔板23、返回導引翼25a一體成型後,再將這些接合,所以不需使用複雜的模具,就可以將貫通孔40形成於擴散器翼22。
如以上說明依據本實施例可提供電動送風機及具備此電動送風機的電動吸塵器,可以將送風機的噪音下降,並且謀求送風機的效率提高。
在本實施例中,雖說明了電動吸塵器用的電動送風機,但是不限定於此。可依據需要適用在各式各樣的製品。
10...送風機入口
11...送風機部
12...電動機部
13...外殼
14...端部托架
15...旋轉軸
16...旋轉件
17...固定件
18...電刷
19...整流子
20...離心風扇
20a...吸入口
21...擴散器
22...反擴散器翼
22a...缺口部
23...分隔板
24...彎曲流路
25...返回導引
25a...返回導引翼
26...風扇外殼
27...反環狀板
30...重疊部出口端面
31...位置
34...重疊部
40...貫通孔
51...三角窗
52...凸面側
53...凹面側
54...重疊部
55...出口側半開部
56...流路
61...出口端面
62...位置
81...轂側主流
82...中央剖面主流
83...罩側主流
101...吸塵器本體
102...管
102a...管接頭
103...手頭操作部
103a...開關部
104...延長管
105...吸口體
110...集塵室
111...集塵袋
112...電動送風機室
113...電動送風機
[第1圖]本發明的一實施例的擴散器21的整體立體圖。
[第2圖]將本發明的一實施例的擴散器21從電動機的旋轉軸15方向所見的部分擴大圖。
[第3圖]求得本發明的一實施例的擴散器21的貫通孔40的位置用的數式。
[第4圖]第7圖中的擴散器21的剖面圖。
[第5圖]顯示電動送風機的效率及噪音的變化的實驗結果。
[第6圖]說明本發明的一實施例的擴散器21、分隔板23、返回導引25的制作方法的圖。
[第7圖]送風機部11的部分擴大圖。
[第8圖]第7圖中的擴散器21的剖面圖。
[第9圖]將擴散器21從旋轉軸15的軸方向也就是送風機入口10側所見的圖。
[第10圖]本發明的一實施例的電動送風機113的縱剖面圖。
[第11圖]本發明的一實施例的吸塵器本體的橫剖面圖。
[第12圖]本發明的一實施例的電動吸塵器的外觀立體圖。
22...反擴散器翼
23...分隔板
40...貫通孔
51...三角窗
56...相鄰接的流路
Claims (5)
- 一種電動送風機,是具備:設有旋轉件及固定件的電動機、及一端開孔且在內部將前述電動機收容的外殼、及設在前述旋轉件的旋轉軸、及被固定於該旋轉軸的離心風扇、及被配置於該離心風扇的背面側的分隔板、及在該分隔板的前面側被配置於前述離心風扇的外周側的擴散器、及被配置於前述分隔板的後面側的返回導引、及設在前述外殼的開孔側將前述離心風扇、前述擴散器、前述返回導引覆蓋的風扇外殼,其特徵為:前述擴散器是具備複數擴散器翼,在前述複數擴散器翼的至少一部分的擴散器翼中,在從相鄰的前述擴散器翼的雙方夾著形成的重疊部空氣流動流路的其中一方的擴散器翼的出口端面起至加上開口端修正值δ的位置為止之間的另一方的擴散器翼,形成了從前述分隔板立起的貫通孔;前述貫通孔的高度,是前述擴散器翼的高度的1/2以下。
- 如申請專利範圍第1項的電動送風機,其中,前述開口端修正值δ,是將前述重疊部空氣流動流路的出口的長方形剖面中的邊的尺寸設為a及b,且a>b時,由次式(數1)
- 一種電動送風機,是具備:設有旋轉件及固定件的電動機、及一端開孔且在內部將前述電動機收容的外殼、及設在前述旋轉件的旋轉軸、及被固定於該旋轉軸的離心風扇、及被配置於該離心風扇的背面側的分隔板、及在該分隔板的前面側被配置於前述離心風扇的外周側的擴散器、及被配置於該擴散器的反分隔板側的環狀板、及被配置於前述分隔板的後面側的返回導引、及設在前述外殼的開孔側將前述離心風扇、前述擴散器、前述返回導引、前述環狀板覆蓋的風扇外殼,其特徵為:前述擴散器是具備複數擴散器翼,並且與前述環狀板一體形成,在前述複數擴散器翼的至少一部分的擴散器翼中,在從相鄰的前述擴散器翼的雙方夾著形成的重疊部空氣流動流路的其中一方的擴散器翼的出口端面起至加上開口端修正值δ的位置為止之間的另一方的擴散器翼,具備從反環狀板側被切除的缺口部,藉由將前述擴散器接合在前述分隔板,將前述缺口部作為貫通孔;前述貫通孔的高度,是前述擴散器翼的高度的1/2以下。
- 一種電動吸塵器,是具備:將集塵室及電動送風 機收納的吸塵器本體、及一端與該吸塵器本體連接的管、及一端與該管的另一端連接的手頭操作部、及一端與該手頭操作部的另一端連接的延長管、及與該延長管的另一端連接的吸口體,其特徵為:前述電動送風機,是具備:設有旋轉件及固定件的電動機、及一端開孔且在內部將前述電動機收容的外殼、及設在前述旋轉件的旋轉軸、及被固定於該旋轉軸的離心風扇、及被配置於該離心風扇的背面側的分隔板、及在該分隔板的前面側被配置於前述離心風扇的外周側的擴散器、及被配置於前述分隔板的後面側的返回導引、及設在前述外殼的開孔側將前述離心風扇、前述擴散器、前述返回導引覆蓋的風扇外殼,前述擴散器是具備複數擴散器翼,在前述複數擴散器翼的至少一部分的擴散器翼中,在從相鄰的前述擴散器翼的雙方夾著形成的重疊部空氣流動流路的其中一方的擴散器翼的出口端面起至加上開口端修正值δ的位置為止之間的另一方的擴散器翼,形成了從前述分隔板立起的貫通孔;前述貫通孔的高度,是前述擴散器翼的高度的1/2以下。
- 一種電動吸塵器,是具備:將集塵室及電動送風機收納的吸塵器本體、及一端與該吸塵器本體連接的管、及一端與該管的另一端連接的手頭操作部、及一端與該手頭操作部的另一端連接的延長管、及與該延長管的另一端 連接的吸口體,其特徵為:前述電動送風機,是具備:設有旋轉件及固定件的電動機、及一端開孔且在內部將前述電動機收容的外殼、及設在前述旋轉件的旋轉軸、及被固定於該旋轉軸的離心風扇、及被配置於該離心風扇的背面側的分隔板、及在該分隔板的前面側被配置於前述離心風扇的外周側的擴散器、及被配置於該擴散器的反分隔板側的環狀板、及被配置於前述分隔板的後面側的返回導引、及設在前述外殼的開孔側將前述離心風扇、前述擴散器、前述返回導引、前述環狀板覆蓋的風扇外殼,前述擴散器是具備複數擴散器翼,並且與前述環狀板一體形成,在前述複數擴散器翼的至少一部分的擴散器翼中,在從相鄰的前述擴散器翼的雙方夾著形成的重疊部空氣流動流路的其中一方的擴散器翼的出口端面起至加上開口端修正值δ的位置為止之間的另一方的擴散器翼,具備從反環狀板側切除的缺口部,藉由將前述擴散器接合在前述分隔板,將前述缺口部作為貫通孔;前述貫通孔的高度,是前述擴散器翼的高度的1/2以下。
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