JP2002138996A - 電動送風機及びそれを備えた電気掃除機 - Google Patents
電動送風機及びそれを備えた電気掃除機Info
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Abstract
率よく動圧を静圧として回復させ、ディフューザからリ
ターンにかけての曲り部の損失低減を図り、送風効率を
向上させる電動送風機を提供する。 【解決手段】遠心羽根車12と、遠心羽根車12の外周
部に設けられ複数のディフューザベーン11aとを有す
るディフューザ11を備える電動送風機で、ディフュー
ザ11のディフューザベーン11a間に形成される空気
流路出口近傍に、ディフューザベーン11aの高さ方向
寸法よりも小さな高さ方向寸法を有する中間羽根11b
を設ける。
Description
び、遠心ディフューザを有する電動送風機に関し、特
に、電気掃除機を高効率、高出力化するのに好適な電気
掃除機用電動送風機に関するものである。
開平10−71108号公報に開示されているものがあ
る。
ている構造は、隣接するディフューザベーン間に小ベー
ンを備え、この小ベーンは、上流側の端部を隣接するデ
ィフューザベーンが形成する翼間流路両側のディフュー
ザベーンの重なり部の半分より下流側に配置されてい
る。
ーザベーン間に生じる偏流の影響を軽減できるので、空
気流れの速度を均一化することができ、損失を小さくで
きる。また、ディフューザベーンの重なり部での共鳴周
波数を小ベーンによって高い周波数に移行できるので、
羽根音が増幅される周波数を耳に付きにくい周波数に移
行できる。しかし、電動送風機で損失の大きい、ディフ
ューザ側からリターン側への曲り損失の低減について
は、特に記述されていない。
は、ディフューザベーンを有するディフューザを備えた
り、高速回転化することで、小型高効率化を図ってい
る。しかし、小型化を図ると、ディフューザ側からリタ
ーン側にかけての曲り部が狭くなり、この曲り部での空
気流れの損失が増加するという問題がある。
ューザでは、電動送風機の最高効率は向上するが、最高
効率点を得る風量より低い風量では、ディフューザ部で
の剥離や境界層の発達により、送風効率の低下が問題と
なっている。
上は、集塵袋に塵埃がたまった場合でも吸引力を保つこ
とにつながる。
れをディフューザで効率よく動圧を静圧として回復さ
せ、ディフューザ側からリターン側にかけての曲り部の
損失低減を図り、送風効率を向上させる電動送風機及び
それを備えた電気掃除機を提供することにある。
囲で、送風効率を向上させる電動送風機及びそれを備え
た電気掃除機を提供することにある。
に、本発明における電動送風機の特徴とするところは、
遠心羽根車の外周部に設けられた各ディフューザベーン
間に形成される空気流路出口近傍に、ディフューザベー
ンの高さ方向寸法よりも小さな高さ方向寸法を有する中
間羽根を設けることにある。
掃除機を提供する。
外周部に設けられ複数のディフューザベーンを有するデ
ィフューザとを具備する電動送風機において、前記各デ
ィフューザベーン間に形成される空気流路出口近傍に、
前記ディフューザベーンの高さ方向寸法よりも小さな高
さ方向寸法を有する中間羽根を設けることを特徴とする
電動送風機を提供する。
根車の外周部に設けられ、表側に複数のディフューザベ
ーンを有し裏側にリターンガイドベーンを有する仕切板
を備えたディフューザとを具備する電動送風機におい
て、前記ディフューザベーン側で、かつ前記各ディフュ
ーザベーン間に形成される空気流路出口近傍に、前記デ
ィフューザベーンの高さ方向寸法よりも小さな高さ方向
寸法を有する中間羽根を設けることを特徴とする電動送
風機を提供する。
ィフューザベーンとで構成される重なり部の翼間流路幅
が上流側から下流側に向かって広くなり、かつ前記翼間
流路のうち負圧面側翼間流路幅の拡大が、圧力面側翼間
流路幅の拡大に比べて、大きい。
む吸込口に接合される集塵室と、該集塵室の後方に配置
され前記吸込口から前記塵埃を吸い込む空気流れを形成
する電動送風機とを有する電気掃除機において、前記電
動送風機は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に
記載の電動送風機であることを特徴とする電気掃除機を
提供する。
係る電動送風機及びそれを備えた電気掃除機を、図を用
いて説明する。
電動送風機を備えた電気掃除機の外観斜視図である。
ィルタを内蔵する電気掃除機本体201に回転自在に接
続されたホース203の先端に設けられたホース手元部
204に、延長管205を介して吸口206が取り付け
られている。また、ホース手元部204には、電気掃除
機本体201内の電動送風機を制御するためのスイッチ
操作部207が備えられている。
の縦断面図である。電気掃除機本体201は、下ケース
301、上ケース302及び集塵蓋303により外郭が
構成される。集塵蓋303には吸込口304が形成さ
れ、その内側には、吸込口304に接合される集塵袋3
05を収容する集塵室306が形成されている。集塵室
306の後方には、電動送風機室307が後続し、電動
送風機308が収納されている。
収納されている電動送風機308の縦断面図である。
とに大別される。送風機1は、遠心羽根車12と、遠心
羽根車12の外周部に設けられたディフューザ11と、
遠心羽根車12およびディフューザ11を内包するファ
ンケーシング13とで構成されている。
ーン11aを有したディフューザ11を表側に備え、裏
側にリターンガイドベーン14を有する仕切板10aに
より構成されている。
ラケット9から成るケースと、該ケース内に収納される
回転軸4を有するロータ5と、該ロータ5と対向しステ
ータコイル6が巻装されたステータ7とで構成されてい
る。
おける空気の流れを説明する。
させると、吸込口13bから遠心羽根車12内へ空気流
101が流入する。このとき、気流ガイド13aは、遠
心羽根車12に流入する空気流を整流する。
2は、ディフューザ11のディフューザベーン11a間
を通過し、該通過した空気流103は、静止流路部10
の外周とファンケーシング13の内周との環状の隙間部
(以下、曲り部と呼ぶ)において180度方向転換し、
さらに、リターンガイドベーン14の翼間を通過した後
に、電動機2内へ導入される。
104は、ハウジング3内に形成された空気流路を通
り、ロータ5、ステータコイル6、ブラシ15等を冷却
して排気口3cから外部へ排出される。
送風効率の向上を図るには、遠心羽根車12から吐出さ
れた空気流102をディフューザ11で、できる限り損
失を防ぎながら減速を行い、動圧を静圧に変換すること
(以下、圧力回復と呼ぶ)、また、ディフューザ11か
らリターンガイドベーン14にかけての曲り部での空気
流103の損失を低減することが重要である。
のディフューザベーン11a間を通過した空気流103
は、曲り部において180度方向転換し、さらに、リタ
ーンガイドベーン14の翼間を通過する。このため、空
気流103は、ディフューザ11の出口側のディフュー
ザ高さ方向において、ディフューザ11の仕切板10a
上面部側では曲りの曲率半径が小さいため、空気流れの
逆流や剥離が生じて圧力回復しにくく、空気流103の
損失が大きい。また、最高効率点を得る流量より低流量
では、剥離により送風効率が低下し、不安定現象にもつ
ながる。
送風機の詳細を、図1〜図8を用いて説明する。
動送風機のディフューザの平面図であり、図9の電動送
風機に備えられたディフューザの平面図である。図2
は、図1のディフューザのA−B断面図であり、図3
は、図1のディフューザのC部拡大図である。また、図
4は曲り管内の流れの図であり、図5は図4のD−E断
面図である。
4、図5を用いて説明する。
は、曲りの内径側の壁402側から外径側の壁403側
に偏る。さらに、流れは内径側の壁402近傍で逆流領
域が発生し、この逆流領域が発達すると、流れは内径側
の壁402近傍で剥離を起す。また、D−E断面では、
曲りの内径側よりも大きな遠心力が曲りの外径側に働く
ため、図5に示すような二次流れが発生する。
の内径側から、外形側に流れが偏り、二次流れが発生す
る。さらに、曲りの曲率が小さいと、流れは内径側の壁
から剥離を起す。
ように、仕切板10aの上側(表側)に複数のディフュ
ーザベーン11aを形成し、各ディフューザベーン11
a間に形成される空気流路出口近傍に、ディフューザベ
ーン11aの高さ方向寸法よりも小さな高さ方向寸法を
有する中間羽根11bを設けた構成となっている。
ディフューザベーン11aの重なり部出口の翼間距離
は、仕切板10aの上面ではW2とW3の和となり、デ
ィフューザベーン11a間の重なり部出口のディフュー
ザベーン11a先端部の翼間距離W1に比べ、中間羽根
11bが設けられている分だけ、小さくなっている。
aの上面部は、ディフューザベーン11aの高さ方向の
先端部に比べて、空気の流速が速い。このため、圧力
は、ディフューザ11の流路出口部のディフューザベー
ン11a高さ方向に、ディフューザベーン11a先端部
が高く、仕切板10aの上面部、すなわちディフューザ
ベーン11aの根元部が低くなり、圧力差が生じる。
フューザ11からリターンガイドベーン14への曲り部
における空気の流れの比較を、図6、図7を用いて説明
する。図6は中間羽根11bを設けたときの空気の流れ
を示し、図7は中間羽根11bを設けないときの空気の
流れを示す。
口流路部付近において、前述のようにディフューザベー
ン11aの高さ方向の先端部が高く、ディフューザベー
ン11aの根元部が低くなる圧力差が生じるので、曲り
の外径側の空気流106と、曲りの内径側の空気流10
5は、曲りの外径側から内径側へ向かう力が働く。
曲りの内径側の空気流105は、ディフューザ11側か
らリターンガイドベーン14側へスムースに転向でき
る。
が働くため、曲り部の遠心力の差による二次流れが抑制
され、損失を低減できる。
曲りの内径側である仕切板10a側に付着して流れるた
めに、図7に示す中間羽根11bがない場合に発生する
剥離領域107の抑制にもつながり、剥離による損失を
低減でき、電動送風機効率を向上できる。
に発達した境界層を中間羽根11bの入口側で空気の流
れを縮流させることにより、発達した境界層を薄くし、
剥離を抑制し、損失を低減できる。
を集塵袋305で分離しているが、塵埃が細かな場合、
集塵袋305を通過し、電動送風機308内に流入する
こともある。上述したディフューザ11での剥離の抑制
は、この細かな塵埃がディフューザ11内に付着、堆積
することを防ぎ、流路の閉塞を防止する効果が得られ
る。
おいて、図2、図3に示すように、ディフューザベーン
11aの負圧面11cと中間羽根圧力面11fとに囲ま
れた翼間流路幅の拡大を、ディフューザベーン11aの
圧力面11dと中間羽根負圧面11eとに囲まれた翼間
流路幅の拡大に比べ、大きくした場合について、次に述
べる。
は、ディフューザ11内の空気の流れは、隣同士のディ
フューザベーン11aの重なり部の仕切板10aの上面
では、ディフューザベーン11aの負圧面11c側に流
れが偏り、流速も速い。逆に、ディフューザベーン11
aの圧力面11d側では、大規模な剥離や逆流が生じや
すく、ディフューザ11での圧力回復が低下するばかり
でなく、電動送風機内の空気流れに、不安定性が発生す
る。
側に発達した境界層を、中間羽根11bの上流側で空気
の流れを縮流させることにより、境界層の発達を防ぐと
共に薄くし、かつ、ディフューザベーン11aの圧力面
11dと中間羽根負圧面11eとで囲まれた流路の減速
を抑制することによって、剥離や逆流を抑制する。
aの重なり部の内、仕切板10aの上面の空気流れが偏
り、流速も速い領域であるディフューザベーン11aの
負圧面11c側では、ディフューザベーン11aの負圧
面11cと中間羽根圧力面11fに囲まれた流路幅の拡
大により、効果的に減速でき、圧力回復できる。
るディフューザ11での大規模な剥離や逆流を抑制し、
かつディフューザ11で圧力回復を行うので、送風効率
の低下を防ぐことができる。また、掃除機の集塵袋30
5に塵埃がたまった状態である低流量の場合でも、所定
の電動送風機の出力が得られ、電気掃除機の吸引力を保
つことができる。
部の内、仕切板10aの上面の流れが偏り、流速も速い
領域であるディフューザベーン11aの負圧面11c側
を減速し、かつ、ディフューザベーン11aの圧力面1
1dと中間羽根負圧面11eとで囲まれた流路の減速を
抑制することで、偏りを持った流れを矯正し、均一化す
ることで、流速の不均一に起因する混合損失を防ぐこと
ができる。
1の流路出口近傍で、仕切板10aを略三角形状に切り
欠き、曲り部の流路面積を大きく取っているので、空気
流103は、ディフューザ11からリターンガイドベー
ン14側への転向時に、流速を増加させず、損失を低減
してスムースに転向できる。
ディフューザの平面図である。
根11bの下流側端部を、ディフューザ11の流路出口
近傍で、仕切板10aを略三角形状に切り欠いた部位ま
で延長していない点である。
aの端部をR状に面取りして角をなくすことにより、曲
り部において、空気流103は、ディフューザベーン1
1a側からリターンガイドべーん14側への転向時に剥
離を防ぎ、スムースに転向できる。この結果、電動送風
機の効率が向上する。
の上流側先端部には、丸みを設けているので、中間羽根
11bの上流側先端部に流れがあたったときの剥離を抑
えることができる。したがって、剥離による損失の増大
を抑制できる。
1bの翼高さ方向先端部に丸みを設けたり、中間羽根1
1bの翼高さ方向に、中間羽根11bの翼厚さが小さく
なるように抜き勾配を設けることにより、中間羽根11
bの成型が容易になる。このように成型された中間羽根
11bでも、本実施の形態例と同等の効果を得ることが
できる。
示すように、中間羽根11bは、ディフューザベーン1
1aと同じように、仕切板10aに一体成形された構造
となっているが、中間羽根11bを別部材で構成し、仕
切板10aの上面に固定配置しても良い。
ベーン11aおよび中間羽根11bを、そして、仕切板
10aの裏面にリターンガイドベーン14を、仕切板1
0aと一体成形しても良く、この場合、ディフューザ1
1の製造が容易になる。
路部のディフューザベーン高さ方向に、ディフューザベ
ーン先端部が高く、ディフューザベーン根元部が低くな
る圧力差ができるので、曲り部において、曲り部の外径
側から、内径側へ向かう力が働き、空気の流れは、リタ
ーン側への転向がスムースになる。この際、曲り部の外
径側から、内径側へ向かう力が働くため、曲り部での二
次流れが抑制され、流速の不均一に起因する混合損失を
低減できる。
部の内径側の剥離を抑制できるため、電動送風機効率を
向上できる。
ディフューザでの大規模な剥離や逆流を抑制し、かつデ
ィフューザで圧力回復を行うので、低い風量から高い風
量の広い流量範囲で、送風効率の低下を防ぐことがで
き、掃除機の集塵袋に塵埃がたまった状態である低流量
の場合でも、所定の電動送風機の出力が得られ、電気掃
除機の吸引力を保つことができる。
ィフューザの平面図である。
ある。
である。
の平面図である。
送風機の縦断面図である。
備えた電気掃除機の外観斜視図である。
口、4…回転軸、5…ロータ、6…ステータコイル、7
…ステータ、9…エンドブラケット、10…静止流路
部、10a…仕切板、11…ディフューザ、11a…デ
ィフューザベーン、11b…中間羽根、11c…負圧
面、11d…圧力面、11e…中間羽根負圧面、11f
…中間羽根圧力面、12…遠心羽根車、13…ファンケ
ーシング、13a…気流ガイド、13b…吸込口、14
…リターンガイドベーン、15…ブラシ、32…電源端
子、101,102,103,104…空気流、201…
電気掃除機本体、203…ホース、205…延長管、2
06…吸口、301…下ケース、302…上ケース、3
06…集塵室、307…電動送風機室、308…電動送
風機
Claims (4)
- 【請求項1】遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周部に設
けられ複数のディフューザベーンを有するディフューザ
とを具備する電動送風機において、 前記各ディフューザベーン間に形成される空気流路出口
近傍に、前記ディフューザベーンの高さ方向寸法よりも
小さな高さ方向寸法を有する中間羽根を設けることを特
徴とする電動送風機。 - 【請求項2】遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周部に設
けられ、表側に複数のディフューザベーンを有し裏側に
リターンガイドベーンを有する仕切板を備えたディフュ
ーザとを具備する電動送風機において、 前記ディフューザベーン側で、かつ前記各ディフューザ
ベーン間に形成される空気流路出口近傍に、前記ディフ
ューザベーンの高さ方向寸法よりも小さな高さ方向寸法
を有する中間羽根を設けることを特徴とする電動送風
機。 - 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記中
間羽根とその両側のディフューザベーンとで構成される
重なり部の翼間流路幅が上流側から下流側に向かって広
くなり、かつ前記翼間流路のうち負圧面側翼間流路幅の
拡大が、圧力面側翼間流路幅の拡大に比べて、大きいこ
とを特徴とする電動送風機。 - 【請求項4】被掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に接合さ
れる集塵室と、該集塵室の後方に配置され前記吸込口か
ら前記塵埃を吸い込む空気流れを形成する電動送風機と
を有する電気掃除機において、 前記電動送風機は、請求項1ないし請求項3のいずれか
1項に記載の電動送風機であることを特徴とする電気掃
除機。
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