JP3801855B2

JP3801855B2 - Electric blower and vacuum cleaner provided with the same

Info

Publication number: JP3801855B2
Application number: JP2000338545A
Authority: JP
Inventors: 正二林; 幸司岩瀬; 文夫常楽; 秀行原田; 和之杉村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002138996A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心羽根車および、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。
【０００２】
【従来の技術】
電動送風機のディフューザ形状には、特開平１０−７１１０８号公報に開示されているものがある。
【０００３】
特開平１０−７１１０８号公報に開示されている構造は、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。
【０００４】
上記のような従来技術によると、ディフュ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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の電動送風機では、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。
【０００６】
また、ディフューザベーンを有するディフューザでは、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。
【０００７】
さらに、掃除機では、低風量側での効率向上は、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。
【０００８】
本発明の目的は、遠心羽根車からの空気流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。
【０００９】
また、低い風量から高い風量の広い流量範囲で、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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における電動送風機の特徴とするところは、ファンケーシングの内周とディフューザの外周とに形成された隙間部でディフューザベーン間を通過した空気流を方向転換させた後、リターンガイドベーン間を通過するように流路を構成し、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、仕切板から伸びた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、この中間羽根と各ディフューザベーンとのそれぞれの翼間距離の和を、各ディフューザベーン先端部の翼間距離よりも小さくなるようにしたことにある。
【００１１】
具体的には本発明は次に掲げる送風機及び掃除機を提供する。
【００１３】
本発明は、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、前記遠心羽根車及び前記ディフューザを内包するファンケーシングとを具備する電動送風機において、前記ファンケーシングの内周と前記ディフューザの外周とに隙間部を形成し、該隙間部において前記ディフューザベーン間を通過した空気流は方向転換した後、前記リターンガイドベーン間を通過するように流路を構成し、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、前記仕切板から伸びた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、該中間羽根と前記各ディフューザベーンとのそれぞれの翼間距離の和は、前記各ディフューザベーン先端部の翼間距離よりも小さくなるようにしたことを特徴とする電動送風機を提供する。
【００１４】
好ましくは、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。
【００１５】
また、本発明は、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または請求項２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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態例に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。
【００１７】
図１０は、本発明の一実施の形態例に係る電動送風機を備えた電気掃除機の外観斜視図である。
【００１８】
本電気掃除機は、電動送風機および集塵フ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。
【００１９】
図１１は、図１０の電気掃除機本体２０１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３０５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。
【００２０】
図９は、図１１の電気掃除機本体２０１に収納されている電動送風機３０８の縦断面図である。
【００２１】
電動送風機３０８は、送風機１と電動機２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。
【００２２】
静止流路部１０は、複数のディフューザベーン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。
【００２３】
電動機２は、ハウジング３およびエンドブラケット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。
【００２４】
次に、図９を用いて電動送風機３０８内における空気の流れを説明する。
【００２５】
電動機２を駆動して遠心羽根車１２を回転させると、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。
【００２６】
遠心羽根車１２から吐出された空気流１０２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。
【００２７】
このとき、電動機２内へ導入された空気流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。
【００２８】
上記のような電動送風機３０８において、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。
【００２９】
電動送風機３０８では、ディフューザ１１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。
【００３０】
次に、本発明の一実施の形態例に係る電動送風機の詳細を、図１〜図８を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施の形態例に係る電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。
【００３２】
まず、一般の曲り管内の流れについて、図４、図５を用いて説明する。
【００３３】
図４に示すように、曲り管４０１内の流れは、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。
【００３４】
このように、一般に、曲り管内では、曲りの内径側から、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。
【００３５】
本ディフューザ１１は、図１、図２に示すように、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を設けた構成となっている。
【００３６】
また、図２、図３に示すように、隣同士の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。
【００３７】
このため、ディフューザ１１の仕切板１０ａ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。
【００３８】
ここで、中間羽根１１ｂの有無によるディフューザ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。
【００３９】
図６に示すように、ディフューザ１１の出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１０５は、曲りの外径側から内径側へ向かう力が働く。
【００４０】
このため、曲りの外径側の空気流１０６と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。
【００４１】
また、曲りの外径側から内径側へ向かう力が働くため、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。
【００４２】
さらに、曲りの内径側の空気流１０５は、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。
【００４３】
また、ディフューザ１１の圧力面１１ｄ側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。
【００４４】
また、掃除機では、吸引した塵埃と空気とを集塵袋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。
【００４５】
さらに、中間羽根１１ｂの存在する領域において、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。
【００４６】
掃除機用の電動送風機では、低流量側では、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１１ａ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。
【００４７】
ディフューザベーン１１ａの圧力面１１ｄ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。
【００４８】
さらに、隣同士のディフューザベーン１１ａ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。
【００４９】
従って、低風量側で、不安定性の要因であるディフューザ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３０５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。
【００５０】
また、ディフューザベーン１１ａの重なり部の内、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。
【００５１】
なお、図１に示すように、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。
【００５２】
図８は、本発明の他の実施の形態例に係るディフューザの平面図である。
【００５３】
図１のディフューザと異なる点は、中間羽根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。
【００５４】
図８の実施の形態例において、仕切板１０ａ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１１ａ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。
【００５５】
また、図３に示すように、中間羽根１１ｂ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。
【００５６】
なお、図では示していないが、中間羽根１１ｂの翼高さ方向先端部に丸みを設けたり、中間羽根１１ｂ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１１ｂ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。
【００５７】
また、本発明の実施の形態例では、図２に示すように、中間羽根１１ｂは、ディフューザベーン１１ａ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。
【００５８】
また、仕切板１０ａの上面にディフューザベーン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１０ａと一体成形しても良く、この場合、ディフューザ１１の製造が容易になる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、ディフューザの出口流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。
【００６０】
さらに、二次流れが抑制されるため、曲り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。
【００６１】
また、低風量側で、不安定性の要因であ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る電動送風機のディフューザの平面図である。
【図２】図１のディフューザのＡ−Ｂ断面図である。
【図３】図１のディフューザのＣ部拡大図である。
【図４】曲り管内の流れの図である。
【図５】図４のＤ−Ｅ断面図である。
【図６】中間羽根を設けたときの空気の流れを示す図である。
【図７】中間羽根を設けないときの空気の流れを示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態例に係るディフューザの平面図である。
【図９】図１１の電気掃除機本体に収納されている電動送風機の縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態例に係る電動送風機を備えた電気掃除機の外観斜視図である。
【図１１】図１０の電気掃除機本体の縦断面図である。
【符号の説明】
１…送風機、２…電動機、３…ハウジング、３ｃ…排気口、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、２０６…吸口、３０１…下ケース、３０２…上ケース、３０６…集塵室、３０７…電動送風機室、３０８…電動送風機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a centrifugal impeller and an electric blower having a centrifugal diffuser, and more particularly to an electric blower for a vacuum cleaner suitable for increasing the efficiency and output of a vacuum cleaner.
[0002]
[Prior art]
Some diffuser shapes of electric blowers are disclosed in JP-A-10-71108.
[0003]
The structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-71108 includes a small vane between adjacent diffuser vanes, and the small vanes are arranged on both sides of the inter-blade channel formed by the adjacent diffuser vanes at the upstream end. It arrange | positions downstream from the half of the overlap part of a diffuser vane.
[0004]
According to the conventional technique as described above, since the influence of the drift generated between the diffuser vanes can be reduced, the speed of the air flow can be made uniform and the loss can be reduced. In addition, since the resonance frequency at the overlapping portion of the diffuser vanes can be shifted to a higher frequency by the small vanes, the frequency at which the blade sound is amplified can be shifted to a frequency that is difficult to be heard. However, there is no particular description about reducing the bending loss from the diffuser side to the return side, which has a large loss in the electric blower.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, an electric blower is provided with a diffuser having a diffuser vane or is rotated at a high speed to achieve a small size and high efficiency. However, when the size is reduced, the bent portion from the diffuser side to the return side becomes narrow, and there is a problem that the loss of air flow at the bent portion increases.
[0006]
In addition, in a diffuser with a diffuser vane, the maximum efficiency of the electric blower is improved. ing.
[0007]
Further, in the vacuum cleaner, the improvement in efficiency on the low air volume side leads to maintaining the suction force even when dust accumulates in the dust collection bag.
[0008]
An object of the present invention is to recover an air flow from a centrifugal impeller efficiently with a diffuser as a dynamic pressure, to reduce a loss of a bent portion from the diffuser side to a return side, and to improve an air blowing efficiency and It is in providing the vacuum cleaner provided with it.
[0009]
It is another object of the present invention to provide an electric blower that improves the blowing efficiency in a wide flow rate range from a low air volume to a high air volume, and a vacuum cleaner including the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electric blower according to the present invention is characterized by changing the direction of the air flow that has passed between the diffuser vanes at a gap formed between the inner periphery of the fan casing and the outer periphery of the diffuser. After that, the flow path is configured to pass between the return guide vanes, and in the vicinity of the air flow path outlet formed between the diffuser vanes, the height direction is smaller than the height direction dimension of the diffuser vane extending from the partition plate An intermediate blade having a size is provided, and the sum of the distance between the blades of the intermediate blade and each diffuser vane is made smaller than the distance between the blades at the tip of each diffuser vane.
[0011]
Specifically, the present invention provides the following blower and vacuum cleaner.
[0013]
The present invention provides a centrifugal impeller, a diffuser provided on an outer peripheral portion of the centrifugal impeller, and provided with a partition plate having a plurality of diffuser vanes on the front side and a return guide vane on the back side, the centrifugal impeller, and the In the electric blower including a fan casing containing the diffuser, a gap is formed between the inner periphery of the fan casing and the outer periphery of the diffuser, and the air flow that has passed between the diffuser vanes is changed in direction in the gap. The diffuser vane extending from the partition plate is configured so as to pass between the return guide vanes and on the diffuser vane side and in the vicinity of an air flow path outlet formed between the diffuser vanes. An intermediate vane having a height direction dimension smaller than the height direction dimension of the intermediate vane and each of the diffs The sum of the inter-blade distance between Zaben is to provide an electric blower, characterized in that said set smaller than the inter-blade distance of each diffuser vane tip.
[0014]
Preferably, the inter-blade channel width of the overlapping portion constituted by the intermediate vane and the diffuser vanes on both sides thereof widens from the upstream side to the downstream side, and the suction surface side inter-blade flow in the inter-blade channel The expansion of the passage width is larger than the expansion of the passage width between the pressure side blades.
[0015]
Further, the present invention includes a dust collection chamber joined to a suction port for sucking dust on a surface to be cleaned, and an electric blower that is arranged behind the dust collection chamber and forms an air flow for sucking the dust from the suction port. In the vacuum cleaner which has, the said electric blower is an electric blower of Claim 1 or Claim 2 , It provides the vacuum cleaner characterized by the above-mentioned.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electric blower according to an embodiment of the present invention and a vacuum cleaner including the same will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 10 is an external perspective view of a vacuum cleaner provided with an electric blower according to an embodiment of the present invention.
[0018]
In the present vacuum cleaner, a suction port 206 is connected to a hose proximal portion 204 provided at the tip of a hose 203 rotatably connected to a vacuum cleaner main body 201 containing an electric blower and a dust collecting filter via an extension pipe 205. It is attached. Further, the hose handle portion 204 is provided with a switch operation portion 207 for controlling the electric blower in the electric vacuum cleaner main body 201.
[0019]
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the electric vacuum cleaner main body 201 of FIG. The vacuum cleaner main body 201 is configured by an outer case 301, an upper case 302, and a dust collecting lid 303. A suction port 304 is formed in the dust collection lid 303, and a dust collection chamber 306 that houses a dust collection bag 305 joined to the suction port 304 is formed inside the dust collection lid 303. An electric blower chamber 307 follows behind the dust collection chamber 306, and an electric blower 308 is accommodated.
[0020]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the electric blower 308 housed in the electric vacuum cleaner main body 201 of FIG.
[0021]
The electric blower 308 is roughly classified into the blower 1 and the electric motor 2. The blower 1 includes a centrifugal impeller 12, a diffuser 11 provided on the outer periphery of the centrifugal impeller 12, and a fan casing 13 that encloses the centrifugal impeller 12 and the diffuser 11.
[0022]
The stationary flow path unit 10 includes a diffuser 11 having a plurality of diffuser vanes 11a on the front side and a partition plate 10a having a return guide vane 14 on the back side.
[0023]
The electric motor 2 includes a case composed of a housing 3 and an end bracket 9, a rotor 5 having a rotating shaft 4 housed in the case, and a stator 7 on which a stator coil 6 is wound so as to face the rotor 5. Has been.
[0024]
Next, the flow of air in the electric blower 308 will be described with reference to FIG.
[0025]
When the electric motor 2 is driven and the centrifugal impeller 12 is rotated, the air flow 101 flows into the centrifugal impeller 12 from the suction port 13b. At this time, the airflow guide 13 a rectifies the airflow flowing into the centrifugal impeller 12.
[0026]
The air flow 102 discharged from the centrifugal impeller 12 passes between the diffuser vanes 11 a of the diffuser 11, and the passed air flow 103 is an annular shape between the outer periphery of the stationary flow path portion 10 and the inner periphery of the fan casing 13. In the gap portion (hereinafter referred to as a bent portion), the direction is changed by 180 degrees, and after passing between the blades of the return guide vane 14, it is introduced into the electric motor 2.
[0027]
At this time, the air flow 104 introduced into the electric motor 2 passes through an air flow path formed in the housing 3, cools the rotor 5, the stator coil 6, the brush 15, and the like and is discharged to the outside from the exhaust port 3 c. The
[0028]
In the electric blower 308 as described above, in order to improve the air blowing efficiency, the air flow 102 discharged from the centrifugal impeller 12 is decelerated by the diffuser 11 while preventing loss as much as possible, and the dynamic pressure is made static. It is important to convert (hereinafter referred to as pressure recovery) and to reduce the loss of the air flow 103 at the bend from the diffuser 11 to the return guide vane 14.
[0029]
In the electric blower 308, the air flow 103 that has passed between the diffuser vanes 11 a of the diffuser 11 changes direction by 180 degrees at the bent portion, and further passes between the blades of the return guide vane 14. For this reason, the air flow 103 recovers pressure by causing a reverse flow or separation of the air flow, because the curvature radius of the bending is small on the upper surface side of the partition plate 10a of the diffuser 11 in the diffuser height direction on the outlet side of the diffuser 11. It is difficult and the loss of the air flow 103 is large. In addition, when the flow rate is lower than the flow rate at which the highest efficiency point is obtained, the air blowing efficiency is reduced due to peeling, leading to an unstable phenomenon.
[0030]
Next, details of the electric blower according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 1 is a plan view of a diffuser of an electric blower according to an embodiment of the present invention, and is a plan view of a diffuser provided in the electric blower of FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AB of the diffuser of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a C portion of the diffuser of FIG. 4 is a flow diagram in the bent pipe, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line D-E in FIG.
[0032]
First, the flow in a general bent pipe will be described with reference to FIGS.
[0033]
As shown in FIG. 4, the flow in the bent tube 401 is biased from the inner wall 402 side of the bent toward the outer wall 403 side. In addition, a reverse flow region is generated in the vicinity of the inner diameter side wall 402, and when this reverse flow region is developed, the flow is separated near the inner diameter side wall 402. Moreover, in the DE cross section, since a centrifugal force larger than the inner diameter side of the curve acts on the outer diameter side of the curve, a secondary flow as shown in FIG. 5 occurs.
[0034]
As described above, generally, in the bent pipe, the flow is biased from the inner diameter side to the outer shape side, and a secondary flow is generated. Furthermore, when the curvature of bending is small, the flow causes separation from the inner wall.
[0035]
As shown in FIGS. 1 and 2, the diffuser 11 is formed with a plurality of diffuser vanes 11a on the upper side (front side) of the partition plate 10a, and in the vicinity of the air flow path outlet formed between the diffuser vanes 11a. The intermediate blade 11b having a height direction dimension smaller than the height direction dimension of the vane 11a is provided.
[0036]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the distance between the blades at the overlapping portion outlet of the adjacent diffuser vane 11a is the sum of W2 and W3 on the upper surface of the partition plate 10a, and the overlapping portion outlet between the diffuser vanes 11a is the sum of the distances. Compared to the distance W1 between the blades at the tip of the diffuser vane 11a, the distance is smaller by the amount of the intermediate blade 11b.
[0037]
For this reason, the upper surface part of the partition plate 10a of the diffuser 11 has a higher air flow rate than the tip part in the height direction of the diffuser vane 11a. For this reason, in the diffuser vane 11a height direction of the flow path outlet of the diffuser 11, the pressure is high at the tip of the diffuser vane 11a, and the upper surface of the partition plate 10a, that is, the root of the diffuser vane 11a is lowered. Occurs.
[0038]
Here, the comparison of the air flow in the bent part from the diffuser 11 to the return guide vane 14 with and without the intermediate blade 11b will be described with reference to FIGS. 6 shows the air flow when the intermediate blade 11b is provided, and FIG. 7 shows the air flow when the intermediate blade 11b is not provided.
[0039]
As shown in FIG. 6, in the vicinity of the outlet flow channel portion of the diffuser 11, a pressure difference is generated in which the tip portion in the height direction of the diffuser vane 11 a is high and the root portion of the diffuser vane 11 a is lowered as described above. The air flow 106 on the outer diameter side and the air flow 105 on the inner diameter side of the bending act as a force from the outer diameter side to the inner diameter side of the bending.
[0040]
For this reason, the air flow 106 on the bent outer diameter side and the air flow 105 on the bent inner diameter side can smoothly turn from the diffuser 11 side to the return guide vane 14 side.
[0041]
Moreover, since the force which goes to the inner diameter side from the outer diameter side of the bending works, the secondary flow due to the difference in the centrifugal force of the bending portion is suppressed, and the loss can be reduced.
[0042]
Further, since the air flow 105 on the inner diameter side of the curve adheres and flows on the partition plate 10a side which is the inner diameter side of the curve, it also suppresses the separation region 107 that occurs when the intermediate blade 11b shown in FIG. Loss due to connection and peeling can be reduced, and the efficiency of the electric blower can be improved.
[0043]
Further, the boundary layer developed on the pressure surface 11d side of the diffuser 11 is contracted by the air flow on the inlet side of the intermediate blade 11b, so that the developed boundary layer can be thinned, separation can be suppressed, and loss can be reduced.
[0044]
In the vacuum cleaner, the sucked dust and air are separated by the dust collection bag 305. However, if the dust is fine, it may pass through the dust collection bag 305 and flow into the electric blower 308. The suppression of the peeling by the diffuser 11 described above can prevent the fine dust from adhering and accumulating in the diffuser 11 and the effect of preventing the blockage of the flow path.
[0045]
Further, in the region where the intermediate blade 11b exists, as shown in FIGS. 2 and 3, the expansion of the inter-blade channel width surrounded by the negative pressure surface 11c and the intermediate blade pressure surface 11f of the diffuser vane 11a is performed. Next, a case where the width of the passage between the blades surrounded by the pressure surface 11d of 11a and the intermediate blade negative pressure surface 11e is enlarged will be described.
[0046]
In the electric blower for a vacuum cleaner, on the low flow rate side, the air flow in the diffuser 11 flows toward the negative pressure surface 11c side of the diffuser vane 11a on the upper surface of the partition plate 10a at the overlapping portion of the adjacent diffuser vanes 11a. Bias and fast flow. On the other hand, on the pressure surface 11d side of the diffuser vane 11a, large-scale separation and backflow are likely to occur, and not only pressure recovery at the diffuser 11 is reduced, but also instability occurs in the air flow in the electric blower.
[0047]
The boundary layer developed on the pressure surface 11d side of the diffuser vane 11a is made thinner by reducing the flow of air on the upstream side of the intermediate blade 11b, thereby preventing the boundary layer from developing and reducing the pressure surface of the diffuser vane 11a. By suppressing the deceleration of the flow path surrounded by 11d and the intermediate blade negative pressure surface 11e, separation and backflow are suppressed.
[0048]
Further, in the overlapping surface of the adjacent diffuser vanes 11a, the air flow on the upper surface of the partition plate 10a is biased and the flow velocity is high. By increasing the width of the flow passage surrounded by the blade pressure surface 11f, it is possible to effectively decelerate and recover the pressure.
[0049]
Therefore, on the low air volume side, large-scale separation or backflow in the diffuser 11 that is a factor of instability is suppressed, and pressure recovery is performed by the diffuser 11, so that a reduction in blowing efficiency can be prevented. Further, even when the flow rate is a low flow rate in which dust is collected in the dust collection bag 305 of the vacuum cleaner, the output of a predetermined electric blower can be obtained and the suction force of the vacuum cleaner can be maintained.
[0050]
In addition, among the overlapping portions of the diffuser vane 11a, the flow on the upper surface of the partition plate 10a is uneven and the negative pressure surface 11c side of the diffuser vane 11a, which is a region where the flow velocity is high, is decelerated, By suppressing the deceleration of the flow path surrounded by the blade negative pressure surface 11e, the flow with a bias is corrected and uniformed, thereby preventing the mixing loss due to the non-uniform flow velocity.
[0051]
As shown in FIG. 1, the partition plate 10 a is notched in a substantially triangular shape in the vicinity of the flow path outlet of the diffuser 11, and the flow area of the bent portion is large, so that the air flow 103 flows from the diffuser 11. When turning toward the return guide vane 14, the flow rate can be reduced smoothly without increasing the flow velocity, and the loss can be reduced.
[0052]
FIG. 8 is a plan view of a diffuser according to another embodiment of the present invention.
[0053]
The difference from the diffuser of FIG. 1 is that the downstream end of the intermediate blade 11b is not extended to the vicinity of the flow channel outlet of the diffuser 11 up to a portion where the partition plate 10a is cut out in a substantially triangular shape.
[0054]
In the embodiment of FIG. 8, the end of the partition plate 10a is chamfered in an R shape to eliminate the corners, so that the air flow 103 is transferred from the diffuser vane 11a side to the return guide vane 14 side at the bent portion. Prevents peeling when turning, and can turn smoothly. As a result, the efficiency of the electric blower is improved.
[0055]
Moreover, as shown in FIG. 3, since the upstream tip of the intermediate blade 11b is rounded, it is possible to suppress separation when the upstream tip of the intermediate blade 11b is flowed. Therefore, an increase in loss due to peeling can be suppressed.
[0056]
Although not shown in the figure, a draft is provided so that the tip of the intermediate blade 11b is rounded in the blade height direction or the blade thickness of the intermediate blade 11b is reduced in the blade height direction of the intermediate blade 11b. By providing, it becomes easy to mold the intermediate blade 11b. Even with the intermediate blade 11b molded in this way, an effect equivalent to that of the present embodiment can be obtained.
[0057]
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the intermediate blade 11b has a structure integrally formed with the partition plate 10a in the same manner as the diffuser vane 11a. You may comprise by another member and may be fixedly arranged on the upper surface of the partition plate 10a.
[0058]
Further, the diffuser vane 11a and the intermediate blade 11b may be integrally formed with the partition plate 10a on the upper surface of the partition plate 10a, and the return guide vane 14 may be integrally formed with the rear surface of the partition plate 10a. It becomes easy.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the pressure difference is such that the diffuser vane tip is high and the diffuser vane root is low in the diffuser vane height direction of the outlet flow passage of the diffuser, the outer diameter side of the bent portion in the bent portion Therefore, the force toward the inner diameter side works, and the air flow is smoothly turned to the return side. At this time, since a force directed from the outer diameter side to the inner diameter side of the bent portion acts, the secondary flow in the bent portion is suppressed, and the mixing loss due to the non-uniform flow velocity can be reduced.
[0060]
Furthermore, since the secondary flow is suppressed, it is possible to suppress the peeling of the bent portion on the inner diameter side, so that the efficiency of the electric blower can be improved.
[0061]
In addition, on the low airflow side, large-scale separation and backflow in the diffuser, which is the cause of instability, are suppressed, and pressure recovery is performed by the diffuser, so the airflow efficiency is reduced over a wide flow range from low airflow to high airflow. Even in the case of a low flow rate where dust is accumulated in the dust bag of the vacuum cleaner, the output of a predetermined electric blower can be obtained and the suction force of the vacuum cleaner can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a diffuser of an electric blower according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the diffuser of FIG. 1 taken along the line AB.
3 is an enlarged view of a C portion of the diffuser in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a flow diagram in a bent pipe.
5 is a cross-sectional view taken along the line D-E in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing an air flow when an intermediate blade is provided.
FIG. 7 is a diagram showing an air flow when no intermediate blade is provided.
FIG. 8 is a plan view of a diffuser according to another embodiment of the present invention.
9 is a longitudinal sectional view of the electric blower housed in the electric vacuum cleaner main body of FIG.
FIG. 10 is an external perspective view of a vacuum cleaner provided with an electric blower according to an embodiment of the present invention.
11 is a longitudinal sectional view of the main body of the vacuum cleaner of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blower, 2 ... Electric motor, 3 ... Housing, 3c ... Exhaust port, 4 ... Rotary shaft, 5 ... Rotor, 6 ... Stator coil, 7 ... Stator, 9 ... End bracket, 10 ... Static flow path part, 10a ... Partition Plate, 11 ... Diffuser, 11a ... Diffuser vane, 11b ... Intermediate blade, 11c ... Negative pressure surface, 11d ... Pressure surface, 11e ... Intermediate blade negative pressure surface, 11f ... Intermediate blade pressure surface, 12 ... Centrifugal impeller, 13 ... Fan casing , 13a ... Airflow guide, 13b ... Suction port, 14 ... Return guide vane, 15 ... Brush, 32 ... Power supply terminal, 101, 102, 103, 104 ... Air flow, 201 ... Main body of vacuum cleaner, 203 ... Hose, 205 ... Extension pipe, 206 ... suction port, 301 ... lower case, 302 ... upper case, 306 ... dust collecting chamber, 307 ... electric blower room, 308 ... electric blower

Claims

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、前記遠心羽根車及び前記ディフューザを内包するファンケーシングとを具備する電動送風機において、
前記ファンケーシングの内周と前記ディフューザの外周とに隙間部を形成し、該隙間部において前記ディフューザベーン間を通過した空気流は方向転換した後、前記リターンガイドベーン間を通過するように流路を構成し、
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、前記仕切板から伸びた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、
該中間羽根と前記各ディフューザベーンとのそれぞれの翼間距離の和は、前記各ディフューザベーン先端部の翼間距離よりも小さくなるようにしたことを特徴とする電動送風機。A centrifugal impeller, a diffuser provided on an outer peripheral portion of the centrifugal impeller, and including a partition plate having a plurality of diffuser vanes on the front side and a return guide vane on the back side; and the centrifugal impeller and the diffuser are included. In the electric blower comprising a fan casing ,
A gap is formed between the inner periphery of the fan casing and the outer periphery of the diffuser, and the air flow that passes between the diffuser vanes in the gap changes its direction, and then the flow path passes between the return guide vanes. Configure
An intermediate vane having a height direction dimension smaller than the height direction dimension of the diffuser vane extending from the partition plate is provided on the diffuser vane side and in the vicinity of an air flow path outlet formed between the diffuser vanes. ,
The electric blower characterized in that the sum of the distances between the blades of the intermediate blade and each of the diffuser vanes is smaller than the distance between the blades at the tip of each diffuser vane.

請求項１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。 In Claim 1, the flow path width between the blades of the overlapping portion constituted by the intermediate blade and the diffuser vanes on both sides thereof widens from the upstream side toward the downstream side, and the suction surface side blade in the flow path between the blades. The electric blower characterized in that the expansion of the inter-passage channel width is larger than the expansion of the pressure-surface-side inter-blade channel width.

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または請求項２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。In a vacuum cleaner having a dust collection chamber joined to a suction port for sucking dust on a surface to be cleaned, and an electric blower that is arranged behind the dust collection chamber and forms an air flow for sucking the dust from the suction port.
The electric blower according to claim 1 or 2, wherein the electric blower is the electric blower.