JPS60216097A - Centrifugal blower - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve a leakage loss around an impeller ever so better as well as to aim at improvements in blower efficiency, bt installing a labyrinth packing structural part in an outer circumferential end part of an air leakage passage in and around both front and rear shrouds of the impeller. CONSTITUTION:A labyrinth packing structural part (c) is installed in an outer circumferential end part of an air leakage passage around both front and rear shrouds 15 and 16 of an impeller 7 by means of annular fins 7a and 7b in the impeller 7, an annular groove 6a and a projected part 6b in a fan case 6 and an annular rib part 5a in a guide vane 5. In consequence, each clearance between the front shroud 15 and the fan case 6 as well as between the shroud 16 and a partition plate 12 of the guide vane 5 becomes large, and likewise althrough differential pressure between an outlet and an inlet of the impeller 7 is large enouth, an air leakage quantity can be restricted to as little as possible so that a leakage loss is reducible, thus improvements in blower efficiency is promotable.

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は、電気掃除機等に用いられる遠心送風機に関し
、特に、インペラー周シの漏れ損失を改善しブロワ−効
率を向上させた遠心送風機に１する。[Detailed Description of the Invention] <Technical Field of the Invention> The present invention relates to a centrifugal blower used in a vacuum cleaner, etc., and particularly relates to a centrifugal blower that improves blower efficiency by improving leakage loss around the impeller. do.

〈従来技術〉 第１図に従来のこの種の遠心送風機の代表的構造を示す
。<Prior Art> Figure 1 shows a typical structure of a conventional centrifugal blower of this type.

即ち、図において、遠心送風機１杜ブロア部２とモータ
部３とで構成されている。モータ部３は使用時に約２２
．００Ｏｒｐｍ〜３０．００　Ｏｒｐｍの高速で回転す
る必要がアシ、一般的には整流子モータで構成されてい
る場合が多いが、ここて社詳述を省略する。That is, in the figure, a centrifugal blower 1 is composed of a blower section 2 and a motor section 3. Motor part 3 is approximately 22 mm when in use.
．． Since it is necessary to rotate at a high speed of 0.00 Orpm to 30.00 Orpm, it is generally constructed of a commutator motor in many cases, but detailed description thereof will be omitted here.

プロア部２は、モータ部３のフロントエンドブラケット
４に固定された案内羽根５とモータ軸８直接締結された
インペラー７と、が包含されるようにファンケース６を
、前記フロントエンドブラケット４外周に圧入固定した
構成である。The proar section 2 has a fan case 6 attached to the outer periphery of the front end bracket 4 so as to include the guide vanes 5 fixed to the front end bracket 4 of the motor section 3 and the impeller 7 directly connected to the motor shaft 8. It has a press-fitted and fixed configuration.

尚、第１図中の矢印Ａは空気の流れを概略的に示したも
のであシ、インペラー１から出た流れ杜、案内羽根５に
よって１８０°転向されて、後方のモータ部３のフロン
トエンドブラケット４の開孔部１０に導かれ、モータ３
Ａ内の固定子及び回転子等の主要構成部品間を流れる時
に冷却を行いながら、該モータ部３の排出孔３ａよシ排
出される。Note that the arrow A in FIG. 1 schematically shows the flow of air, which is turned 180 degrees by the flow guard coming out of the impeller 1 and the guide vane 5, and is directed toward the front end of the rear motor section 3. The motor 3 is guided through the opening 10 of the bracket 4.
As it flows between the main components such as the stator and rotor in A, it is cooled and discharged through the discharge hole 3a of the motor section 3.

次に、第２図に基づきモータ部３とプロア部２の構造に
ついて詳述すると、図中、案内羽根５において、ファン
側案内羽根９は複数個で案内羽根群を形成し、１９合う
案内羽根９は順次オーバーラツプしながら半径方向及び
モータ軸方向に風路面積を拡大してディフューザの効果
を働かしている。Next, the structure of the motor part 3 and the proar part 2 will be described in detail based on FIG. 9 expands the air passage area in the radial direction and motor axial direction while sequentially overlapping, thereby exerting a diffuser effect.

次に、ファン側案内羽根９を出た流れは、フロントエン
ドブラケット４とファンケース６及び案内羽根５の出口
で形成される空隙間で周速成分を保存しながら圧力の低
圧側である半径方向中心向きに速度成分を得る。Next, the flow exiting the fan side guide vane 9 is directed in the radial direction, which is the low pressure side, while preserving the circumferential velocity component in the gap formed by the front end bracket 4, the fan case 6, and the outlet of the guide vane 5. Obtain the velocity component toward the center.

これによシ、ファン側案内羽根９側で半径方向外側に向
っていた速度成分は、該案内羽根９を出た後、半径方向
中心向きに流れを１８０°転向させる。この流れをスム
ーズにモータの側の開孔部１０に導く役目をするのがモ
ータ側案内羽根１１である。As a result, the velocity component that was directed radially outward on the side of the fan-side guide vane 9 turns the flow 180 degrees toward the center in the radial direction after leaving the guide vane 9. The motor-side guide vane 11 serves to smoothly guide this flow to the aperture 10 on the motor side.

このモータ側案内羽根１１はファン側案内羽根９と同様
複数個で、１９合う羽根間で戻シ流路を形成するが案内
羽根９と１１の羽根枚数は必ずしも一致する必要はなく
、両者の案内羽根９，１１は羽根形成壁としての仕切板
１２を境にファン側とモータ側とに区別されている。又
、第２図中の軸方向案内羽根１３はファン側案内羽根９
を出た流れをモータ側案内羽根１１に整流するため設け
られたものであシ、案内羽根５の形式によシ省略される
場合もある。The motor side guide vanes 11 are plural in number like the fan side guide vanes 9, and a return flow path is formed between the matching vanes 19, but the number of blades of the guide vanes 9 and 11 does not necessarily have to be the same; The blades 9 and 11 are separated into a fan side and a motor side with a partition plate 12 serving as a blade forming wall as a boundary. Also, the axial guide vane 13 in FIG. 2 is the fan side guide vane 9.
It is provided to rectify the flow exiting the motor side guide vane 11, and may be omitted depending on the type of guide vane 5.

一方、インペラーＴ杜、翼車の羽根を形成するブレード
１４、前シュラウド１５及び後シュラウド１６の板金部
品（主にアルミ合金板材）で構成されておシ、ブレード
１４に設けたカシメ爪（図示′せず）を用いて前・後シ
ュラウド１５，１６をカシメて、インペラー７を形成す
る。On the other hand, the impeller T-shape, the blades 14 that form the blades of the impeller, the front shroud 15, and the rear shroud 16 are made up of sheet metal parts (mainly aluminum alloy sheets), and the blades 14 have caulking claws (not shown). The impeller 7 is formed by caulking the front and rear shrouds 15 and 16 using a screwdriver.

ところで、前述のようなプロア部２の構成をなす送風機
において、前シュラウド１５とファンケース６前壁との
間及び後シュラウド１６と案内羽根５の仕切板１２０間
に、前記ブレード１４０カシメ爪の残る高さや、モータ
軸８のスラスト方向の遊びの長さ等を考慮して適当な隙
間を設ける必要がある。By the way, in the blower having the proar section 2 as described above, the blade 140 has the caulking claw remaining between the front shroud 15 and the front wall of the fan case 6 and between the rear shroud 16 and the partition plate 120 of the guide vane 5. It is necessary to provide an appropriate gap in consideration of the height, the length of play in the thrust direction of the motor shaft 8, etc.

ここで、インペラー１が回転すると、その出口付近の空
気は回転中に動圧成分が与えられておシ、その入口付近
（中心部）の空気に比べて、圧力が高くなシ、入口部と
出口部間に圧力差が生じる。When the impeller 1 rotates, the air near its outlet is given a dynamic pressure component during rotation, and the pressure is higher than that of the air near its inlet (center). A pressure difference develops between the outlet sections.

この場合に前記のような隙間が存在すると、次式で示さ
れる漏れ損失が生じることが理論的にも知られている。In this case, it is known theoretically that if such a gap exists, a leakage loss expressed by the following equation will occur.

尚、空気漏れの状態を第１図の矢印Ｂで示す。Note that the state of air leakage is indicated by arrow B in FIG.

（漏れ量を表わす式） ％式％） ） （） ） ） ） 以上のような漏れ損失を減少させるためには、前述の式
からも明らかなように、圧力差ΔＰを小さくするか、隙
間の面積Ｆを少なくする必要がある。しかし、現在この
種の遠心送風機は、よシ高回転並びに高圧化されつつあ
シ、前述の圧力差が大きくなる方向にある。又、隙間に
ついては、量産性及び工作性を考慮して、最小限小さく
するとと紘可能であるが、完全に無くすことはできなか
った。この結果、従来で紘漏れ損失を抑えることができ
ず、プロワ−効率が悪く、送風機特性に問題があった。(Formula expressing leakage amount) % formula %) ) () ) ) ) As is clear from the above equation, in order to reduce the leakage loss as described above, it is necessary to reduce the pressure difference ΔP or reduce the gap. It is necessary to reduce the area F. However, as centrifugal blowers of this type are currently being operated at higher speeds and higher pressures, the above-mentioned pressure difference is becoming larger. Furthermore, the gap can be reduced to the minimum size in consideration of mass production and workability, but it has not been possible to eliminate it completely. As a result, conventional blower leakage losses could not be suppressed, blower efficiency was poor, and blower characteristics were problematic.

〈発明の概要〉 そζで、本発明は以上のような従来の実情に鑑み、イン
ペラー周シの漏れ損失を確実に低減するために、インペ
ラー外周端付近でラビンスノくツキン構造部分を設けた
遠心送風機を提供することを目的としている。<Summary of the Invention> In view of the above-mentioned conventional circumstances, the present invention provides a centrifugal motor with a labyrinth locking structure provided near the outer peripheral end of the impeller in order to reliably reduce leakage loss around the impeller periphery. The purpose is to provide blowers.

〈発明の実施例〉 以下、本発明の一実施例を第３図〜第５図に基づいて説
明する。尚、第３図及び第４図において第１図及び第２
図と同一要素のものには同一符号を付して説明を簡単に
する。<Embodiment of the Invention> Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 3 to 5. In addition, in Figures 3 and 4, Figures 1 and 2 are
Elements that are the same as those in the figures are given the same reference numerals to simplify the explanation.

第３図及び第４図において、インペラー１の前シュラウ
ド１５及び後シュラウド１６周シの空気漏れ通路の外周
端部分にはラビリンスパツキン構造部分Ｃが設けである
。In FIGS. 3 and 4, a labyrinth packing structure portion C is provided at the outer peripheral end portion of the air leak passage around the front shroud 15 and rear shroud 16 of the impeller 1.

即ち、インペラー１の外周縁部分において、図示のよう
に前シュラウド１５の外周縁は、前方向（ファンケース
６）側に、後シュラウド１６の外周縁れ、後方向（仕切
板１２）側に直角に折シ曲けられて、夫々環状のひれ１
ａ及び７ｂが全周に形成されている。次に、ファンケー
ス６前壁の外周端内面には、前述の前シュラウド１５側
の環状のひれ７ａが挿入されるような環状溝６ａが設け
られている。又、ファンケース６前壁の外周端内面の、
前記溝６ａよシ中心方向内側に隣接または近接した位置
には、インペラー７のカシメ爪を避けて、突起部６ｂが
環状に設けられておシ、これによシ、インペラー７とフ
ァンケース６間の隙間を、更に狭くするようにしている
。尚、これら環状溝６ａ及び突８部６ｂは、ファンケー
ス６を形成するプレス工程時に一体成形できる。That is, in the outer peripheral edge portion of the impeller 1, as shown in the figure, the outer peripheral edge of the front shroud 15 is perpendicular to the front direction (fan case 6) side, the outer peripheral edge of the rear shroud 16, and the rear direction (partition plate 12) side. each ring-shaped fin 1
a and 7b are formed around the entire circumference. Next, an annular groove 6a is provided on the inner surface of the outer peripheral end of the front wall of the fan case 6, into which the annular fin 7a on the front shroud 15 side described above is inserted. Also, on the inner surface of the outer peripheral end of the front wall of the fan case 6,
A protrusion 6b is provided in an annular shape at a position adjacent to or close to the inner side of the groove 6a in the center direction, avoiding the caulking claw of the impeller 7. We are trying to make the gap even narrower. Note that these annular grooves 6a and protrusions 6b can be integrally formed during the pressing process for forming the fan case 6.

更に、案内羽根５の仕切＆１２の後シュラウド１６に対
面する面上ＶＣ祉、図のように環状のひれ７ｂの内周に
近接し、かつ、後シュラウド１６面に近接する高さを有
する環状リプ部５ｍが設けられている。この環状リプ部
５ａは、樹脂製の案内羽根５の成形時に一体成形される
。Further, as shown in the figure, an annular lip having a height close to the inner periphery of the annular fin 7b and close to the rear shroud 16 surface is provided on the partition of the guide vane 5 &12 on the surface facing the rear shroud 16. A section 5m is provided. This annular lip portion 5a is integrally molded when the guide vane 5 made of resin is molded.

このように、インペラー１における環状のひれ７ｍ、７
ｂ、ファンケース６における環状溝５ｍ。In this way, the annular fins 7 m, 7
b, 5 m of annular groove in fan case 6;

突起部６ｂ及び案内羽根５における環状リプ部５ａによ
って、ラビリンスパツキン構造部分とを、インペラー１
の前シュラウド１５及び後シュラウド１６周シの空気漏
れ通路の外周端部分に設けるようにした結果、前シュラ
ウド１等とファンケース６との間及び後シュラウド１６
と案内羽＄５０在切板１２との間に隙間が大きく、又、
インペラー１の出口と入口との圧力差が大きいにもかか
わらず空気の漏れ量をわずかにとどめることができ、漏
れ損失を減少させることが可能となる。The protrusion 6b and the annular lip 5a of the guide vane 5 connect the labyrinth packing structure to the impeller 1.
As a result of providing air leakage passages around the front shroud 15 and rear shroud 16 at the outer peripheral end portions of the
There is a large gap between the guide blade and the $50 cutting plate 12, and
Even though the pressure difference between the outlet and the inlet of the impeller 1 is large, the amount of air leakage can be kept to a small amount, making it possible to reduce leakage loss.

又、以上の実施例においては、ラビリンスパツキン構造
部分を、インペラー１、ファンケース６及び案内羽根５
の仕切板１２に夫々一体成形した部分によ多形成したか
ら、製作が容易で製作費も安価に抑えることができる。Further, in the above embodiment, the labyrinth packing structure portion is connected to the impeller 1, the fan case 6, and the guide vane 5.
Since the parts are formed integrally with each of the partition plates 12, manufacturing is easy and manufacturing costs can be kept low.

その効果を、第５図のグラフに示す。The effect is shown in the graph of FIG.

図中、横軸は、流量を無次元化量とする流量係数φを示
し、縦軸祉、圧力を無次元化量とする圧力係数「を示す
軸と、ブロワ−の性能と七−夕入力を除してパーセント
表示した総合効率ηを軸としたものであル、本発明によ
るラビンス構造を採用した遠心送風機Ｌ１ブロワー特性
が従来よシも向上できることを表わしている。In the figure, the horizontal axis shows the flow rate coefficient φ, where the flow rate is a non-dimensional quantity, and the vertical axis shows the pressure coefficient, where the pressure is a non-dimensional quantity, the performance of the blower, and the Tanabata input. The plot is based on the overall efficiency η expressed as a percentage after dividing .

尚、以上の実施例においては、ラビリンスパツキン構造
部分を、インペラー１における環状のひれ７ｍ、７ｂ、
ファンケース６における環状溝６ａ１突起部６ｂ及び案
内羽根５における環状リプ部５ａによって構成したが、
前記環状のひれ７ｍ。In the above embodiment, the labyrinth packing structure portion is the annular fin 7m, 7b,
Although it is configured by the annular groove 6a1 protrusion 6b in the fan case 6 and the annular lip part 5a in the guide vane 5,
Said annular fin 7m.

１ｂを設けただけの構成、該環状のひれ１ａ、７ｂと環
状溝６ａとを組み合わせた構成、環状のひれ７ｍ、７ｂ
と環状溝６ａと突起部６ｂとを組み合わせｆｃｓ成ある
いは環状のひれ７ｍ、７ｂと環状リプ部５ａとを組み合
わせた構成のいずれか１つの構成でおれば良く、又、こ
れらに限らずその他の構成のラビリンスパツキン構造部
分でも良い。A configuration in which only the annular fins 1b are provided, a configuration in which the annular fins 1a and 7b are combined with an annular groove 6a, and an annular fin 7m and 7b.
Any one of the fcs configuration combining the annular groove 6a and the protrusion 6b or the annular lip 5a and the annular fins 7m and 7b may be used, and other configurations are not limited to these. It is also possible to use the labyrinth-packed structure part.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれは、インペラーの前シ
ュラウド及び後シュラウド周シの空気漏れ通路の外周端
部分に、ラビリンスパツキン構造部分を設けた構成によ
シ、インペラー周シの漏れ損失を確実に低減でき、プロ
ワ−効率の向上を図れ、送風機特性の改善を図ることが
できる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the labyrinth packing structure is provided at the outer peripheral end portion of the air leakage passage around the front shroud and the rear shroud of the impeller. It is possible to reliably reduce leakage loss, improve blower efficiency, and improve blower characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の遠心送風機の縦断面図、第２図れ同上の
遠心送風機の主要部品間の関係を示す斜視図、第３図は
本発明の遠心送風機の縦断面図、第４図は同上の遠心送
風機のプロア部を構成する主要部品の斜視図、第５図は
従来と本発明装置の特性の相異を表わすグラフである。 ２・・・プロア部　５・・・案内羽根　５ａ・・・環状
リプ部　６・・・ファンケース　６ａ・・・環状溝６ｂ
・・・環状突起部　Ｉ・・・インペラー　７ｍ・・・前
シュラウド環状ひれ　７ｂ・・・後シュラウド環状ひれ
　１５・・・前シュラウド　１６・・・後シュラウド 代理人大岩増雄（＃１か２名） 第１図 ３ 第３図 第４図 第５図 にｉｔ係牧φ） 手続補正書 ６０４１０ 昭和　年　月　日 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 ６、補正の内容 （１）明細書第３頁第９行Ｋ「インペラー１と、が」と
あるを「インペラー１とが、」と補正する。 （２明細書第４頁第８行〜第９行にかけて［周速成分を
・・・・・・低圧側である」とあるを「さらに１高速の
周速成分を静圧成分に変換しながら」と補正する。 以上Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a conventional centrifugal blower, Fig. 2 is a perspective view showing the relationship between the main parts of the centrifugal blower, Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the centrifugal blower of the present invention, and Fig. 4 is the same as above. FIG. 5 is a perspective view of the main parts constituting the proar section of the centrifugal blower shown in FIG. 2... Proar part 5... Guide vane 5a... Annular lip part 6... Fan case 6a... Annular groove 6b
... Annular projection I... Impeller 7m... Front shroud annular fin 7b... Rear shroud annular fin 15... Front shroud 16... Rear shroud agent Masuo Oiwa (#1 or 2) Fig. 1 3 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 it is attached φ) Procedural amendment document 60410 Showa year, month, day 3, person making the amendment Representative Hitoshi Katayama Department 4, agent 6 Contents of amendment (1 ) In page 3, line 9 K of the specification, the phrase "Impeller 1 and..." is corrected to "Impeller 1 and...". (In the 8th and 9th lines of page 4 of the specification, the statement [the circumferential velocity component is on the low pressure side] was changed to ``1, while converting the high-speed circumferential velocity component into a static pressure component... ” is corrected.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）インペラーを、ファンケースと該インペラーから
出た空気流れを１８０°転向させる案内羽根の羽根形成
壁とで構成する空間内に配設し、前記インペラーの前シ
ュラウドと前記ファンケース前壁との間及び後シュラウ
ドと羽根形成壁との間に所定の隙間を設けてなる遠心送
風機において、前記インペラーの前シュラウド及び後シ
ュラウド周りの空気漏れ通路の外周端部分に、ラビリン
スパツキン構造部分を設けたことを特徴とする遠心送風
機。(1) An impeller is disposed in a space constituted by a fan case and a blade-forming wall of a guide vane that turns the airflow coming out of the impeller by 180 degrees, and a front shroud of the impeller and a front wall of the fan case In a centrifugal blower in which a predetermined gap is provided between the front shroud and the blade forming wall, a labyrinth packing structure part is provided at the outer peripheral end portion of the air leakage passage around the front shroud and the rear shroud of the impeller. A centrifugal blower characterized by: （２）ラビリンスパツキン構造部分れ、前シュラウド及
び後シュラウドの外周縁を夫々前方向及び後方向に直角
に折シ曲げて形成した環状のひれからなる特許請求の範
囲第１項記載の遠心送風機。(2) The centrifugal blower according to claim 1, which comprises an annular fin formed by bending the outer peripheral edges of the front shroud and the rear shroud at right angles in the forward and rear directions, respectively. （３）ラビリンスパツキン構造部分は、前シュラウド側
の環状のひれが挿入される環状溝をファンケース前壁の
外周端内面に設けた構成である特許請求の範囲第２項記
載の遠心送風機。(3) The centrifugal blower according to claim 2, wherein the labyrinth packing structure portion has a structure in which an annular groove into which an annular fin on the front shroud side is inserted is provided on the inner surface of the outer peripheral end of the front wall of the fan case. （４）ラビリンスパツキン構造部分は、ファンケース前
壁外周端内面の、環状溝よシ中心方向内側に隣接又祉近
接した位置に、突起部を設けた構成である特許請求の範
囲第３項記載の遠心送風機。(4) The labyrinth packing structure portion is configured such that a protrusion is provided at a position adjacent to or close to the annular groove on the inner surface of the outer peripheral end of the front wall of the fan case in the center direction. centrifugal blower. （５）ラビリンスパツキン構造部分は、案内羽根の羽根
形成壁の後シュラウドに対面する面の、環状のひれ内周
に近接した位置に環状リプ部を設けた構成である特許請
求の範囲第２項記載の遠心送風機。(5) The labyrinth packing structure portion has a structure in which an annular lip is provided at a position close to the inner periphery of the annular fin on the surface facing the rear shroud of the vane forming wall of the guide vane. Centrifugal blower as described.