離心風機和具有其的吸塵器的製作方法
2023-12-12 16:38:27 2
本發明涉及風機製造技術領域，尤其是涉及一種離心風機和具有其的吸塵器。
背景技術：
相關技術中，用於吸塵器的離心風機的主要結構形式是葉輪+擴壓器+回流器的結構形式，其中擴壓器通常為單圓弧、雙圓弧或翼型的形式。因為用於吸塵器的離心風機需要在有限的轉速下儘可能地提高離心風機的壓升，從而提高離心風機的進口真空度，因此，離心風機葉輪的出口氣流角度偏向於圓周方向，而採用單排單圓弧或者單排雙圓弧形式的擴壓器會造成氣流流程較長，氣流經過擴壓器減速擴壓之後，擴壓器的出口氣流角度依然較小，擴壓器出口處的氣流速度依然較高，且氣流離開擴壓器後後續流程較長，損失較大，從而造成離心風機的整機效率不高，進而降低了吸塵器的效率和能效等級。
技術實現要素：
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種離心風機，所述離心風機的效率高。
本發明的另一個目的在於提出一種具有上述離心風機的吸塵器。
根據本發明第一方面的離心風機，包括：葉輪；擴壓器，所述擴壓器設在所述葉輪的外周，所述擴壓器包括從內到外依次設置的多排葉片組，每排葉片組包括沿所述葉輪的周向間隔設置的多個葉片，多排所述葉片組中的多個所述葉片一一對應，且多排所述葉片組中位於內側的至少一排的所述葉片偏離所述葉輪的徑向方向，從內到外、多排所述葉片組中的所述葉片與所述基準線之間的夾角逐漸減小，其中所述基準線為多排所述葉片組中最內側的一排的所述葉片的內端與所述葉輪的中心的連線。
根據本發明的離心風機，通過設置從內到外依次設置的多排葉片組，並使多排葉片組中的葉片與基準線之間的夾角從內到外逐漸減小，可以迫使氣流沿葉輪的徑向方向流動，減小流程，降低離心風機的氣流損失，提升離心風機的效率。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排所述葉片組中外側的所述葉片整體位於內側的所述葉片的靠近所述基準線的一側。
根據本發明的一些實施例，每個所述葉片的遠離所述基準線的一側表面形成為朝向遠離所述基準線的方向凸出的弧形面。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排所述葉片組中對應的兩個所述葉片的彼此鄰近的端部之間的周向距離為t1，內側的相鄰兩個所述葉片之間的距離為t2，其中所述t1、t2滿足：0.1≤t1/t2≤0.2。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排所述葉片組中內側的所述葉片的長度為L1，外側的所述葉片的長度為L2，其中所述L1、L2滿足：0.8≤L1/L2≤1.2。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排所述葉片組中對應的兩個所述葉片之間的夾角為β，其中所述β滿足：5°≤β≤20°。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排所述葉片組中對應的兩個所述葉片之間的徑向距離為l，其中所述l滿足：1/20t2≤l≤1/8t2，其中，所述t2為相鄰兩排所述葉片組中內側的相鄰兩個所述葉片之間的距離。
根據本發明的一些實施例，所述離心風機具有風機罩體和設在風機罩體內的定子，其中所述葉輪和所述擴壓器均設在所述風機罩體內，且所述擴壓器位於所述定子和所述風機罩體的內壁之間，所述定子和所述風機罩體中的其中一個與所述擴壓器一體成型。
可選地，所述定子和所述風機罩體中的另一個上形成有多個容納槽，所述擴壓器的所述葉片的遠離所述定子和所述風機罩體中的所述其中一個的一端伸入所述容納槽內；或者所述擴壓器的所述葉片與所述定子和所述風機罩體中的另一個接觸。
或者可選地，所述定子和所述風機罩體中的另一個與所述擴壓器的所述葉片之間具有間隙。
根據本發明第二方面的吸塵器，包括根據本發明上述第一方面的離心風機。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據本發明實施例的離心風機的葉輪和擴壓器的立體圖；
圖2是圖1中所示的葉輪和擴壓器的主視圖；
圖3是圖2中所示的相鄰兩排所述葉片組中的局部葉片的放大示意圖；
圖4是根據本發明實施例的離心風機的爆炸圖；
圖5是圖4中所示的離心風機的剖面圖；
圖6是圖4中所示的葉輪和定子的示意圖；
圖7是圖4中所示的風機罩體的示意圖。
附圖標記：
100：離心風機；
1：葉輪；2：擴壓器；21：第一葉片；22：第二葉片；
3：風機罩體；31：容納槽；4：定子。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面參考圖1-圖7描述根據本發明第一方面實施例的離心風機100。離心風機100可以用於吸塵器(圖未示出)中。在本申請下面的描述中，以離心風機100用於吸塵器為例進行說明。當然，本領域內的技術人員可以理解，離心風機100還可以用於其他類型的家用電器中。
如圖1-圖7所示，根據本發明第一方面實施例的離心風機100，包括葉輪1和擴壓器2。
如圖1、圖2、圖4和圖5所示，擴壓器2設在葉輪1的外周。離心風機100工作時，氣流沿葉輪1的軸向進入葉輪1，並在流經葉輪1時流動方向變成徑向，向外進入擴壓器2。在擴壓器2中，氣流改變了流動方向，並且由於用於流通氣流的通道的斷面面積增大，從而使氣流減速，這種減速作用將動能轉換成壓力能，即擴壓器2對流經其的氣流起到減速擴壓的作用。
具體而言，擴壓器2包括從內到外依次設置的多排葉片組，這裡，需要說明的是，方向「內」可以理解為朝向葉輪1中心的方向，其相反方向被定義為「外」。多排葉片組位於葉輪1的外側。多排葉片組優選與葉輪1同軸設置，以保證從葉輪1流出的氣流可以均勻地向外流動。每排葉片組包括沿葉輪1的周向間隔設置的多個葉片，每排葉片組中的多個葉片優選沿葉輪1的周向均勻間隔設置。可以理解的是，每排葉片組件中葉片的個數可以根據實際需求具體設置，以更好地滿足實際要求。
多排葉片組中的多個葉片一一對應，此時多排葉片組中的葉片的個數均相等，且多排葉片組中的內外多個葉片之間在內外方向上大致是一一對應的。例如在圖1-圖7的示例中示出了兩排葉片組，每排葉片組包括沿葉輪1的周向均勻間隔設置的23個葉片(為了便於描述，在本申請的下文中將設置在內側的葉片組定義為「第一葉片21組」、設置在外側的葉片組定義為「第二葉片22組」，且將第一葉片21組中的葉片定義為「第一葉片21」，第二葉片22組中的葉片定義為「第二葉片22」)，從圖1和圖2中可以看出，第一葉片21的個數與第二葉片22的個數相等，且第二葉片22緊鄰與其對應的第一葉片21。此時可以將內外對應的第一葉片21和第二葉片22看作一列，即周向均勻間隔設置有多列葉片，每相鄰兩列葉片之間限定出用於流通從葉輪1流出的氣流的通道。
需要說明的是，圖1-圖7中顯示了兩排葉片組用於示例說明的目的，但是普通技術人員在閱讀了下面的技術方案之後、顯然可以理解將該方案應用到三排或者更多排葉片組的技術方案中，這也落入本發明的保護範圍之內。
多排葉片組中位於內側的至少一排的葉片偏離葉輪1的徑向方向。換言之，多排葉片組中可以是僅位於內側的部分葉片組中的葉片偏離葉輪1的徑向方向(此時葉片與葉輪1的徑向方向之間成一定夾角)，而另一個或另一些葉片組中的葉片不偏離葉輪1的徑向方向(即與葉輪1的徑向方向重合)；或者，所有葉片組中的葉片均偏離葉輪1的徑向方向(例如，圖2中的兩排葉片組中的所有葉片均偏離葉輪1的徑向方向)。「葉輪1的徑向方向」可以理解為過葉輪1的中心、與葉輪1的邊緣上的點的連線所在的方向。以圖2中所示的兩排葉片組為例，過葉輪1的中心和第一葉片21組中的任意一個第一葉片21的內端作一條直線，該直線的延伸方向可以理解為葉輪1的徑向方向，顯然，該第一葉片21從內向外是逐漸遠離該直線的，即該第一葉片21與葉輪1的徑向方向不重合。
從內到外、多排葉片組中的葉片與基準線之間的夾角逐漸減小，其中基準線為多排葉片組中最內側的一排的葉片的內端與葉輪1的中心的連線。這裡，需要說明的是，將多排葉片組中內外對應的多個葉片看作一列，即沿周向間隔設置有多列葉片，每列葉片對應一個基準線，基準線可以定義為對應列中最內側的一個葉片的內端與葉輪1的中心的連線，從內到外、該列中的葉片與該基準線之間的夾角逐漸減小，此時每列中的多個葉片從內到外逐漸靠近葉輪1的徑向方向。由此，通過將周向間隔設置的多列葉片的葉片型線從內到外設置為反轉(即從內到外、朝向逐漸靠近葉輪1的徑向方向延伸)形式，可以迫使氣流沿徑向方向流動，而且，通過設置多排葉片組並將多排葉片組彼此獨立設置，可以使氣流更順滑地從一排葉片組流向下一排葉片組，可以充分利用擴壓器2的擴壓作用，提升擴壓器2的擴壓係數，由於擴壓器2的出口氣流角度較大，偏向於葉輪1的徑向方向，降低離心風機100出口的氣流速度，減小流程，降低離心風機100整機的氣流損失，提升其性能。
根據本發明實施例的離心風機100，通過設置從內到外依次設置的多排葉片組，並使多排葉片組中的葉片與基準線之間的夾角從內到外逐漸減小，可以迫使氣流沿葉輪1的徑向方向流動，減小流程，降低離心風機100的氣流損失，提升離心風機100的效率。
根據本發明的一些實施例，每相鄰兩排葉片組中外側的葉片整體可以位於內側的葉片的靠近基準線的一側。例如，如圖2所示，基準線為葉輪1中心與第一葉片21的內端的連線，第二葉片22位於第一葉片21的延長線的靠近基準線的一側(例如，圖2中第二葉片22位於第一葉片21的順時針的一側)，從葉輪1流出的氣流在流經相鄰兩列葉片之間限定出的通道的過程中，氣流可以沿這第一葉片21的遠離基準線的一側表面(例如，圖2中第一葉片21的逆時針方向上的一側表面)順滑地過渡到第二葉片22的遠離基準線的一側表面(例如，圖2中第二葉片22的逆時針方向上的一側表面)，從而可以進一步減小氣流損失。
根據本發明的一些實施例，如圖2所示，每個葉片的遠離基準線的一側表面(例如，圖2中逆時針方向上的一側表面)可以形成為朝向遠離基準線的方向凸出的弧形面。由此，氣流在通過擴壓器2的相鄰兩列葉片之間限定出的通道時，可以沿著通道壁的上述弧形面順滑地流動，可以進一步降低氣流損失，且弧形面對氣流具有導向作用，使流出擴壓器2的氣流具有進一步向葉輪1的徑向方向流動的趨勢。每個葉片的鄰近基準線的一側表面(例如，圖2中順時針方向上的一側表面)可以形成為平面。當然，可以理解的是，每個葉片整體可以形成為朝向遠離基準線的方向凸出的弧形(圖未示出)，由此，加工簡單且成本低。
可選地，如圖3所示，每相鄰兩排葉片組中對應的兩個葉片的彼此鄰近的端部之間的周向距離為t1，上述兩排葉片組中位於內側的相鄰兩個葉片之間的距離為t2，其中t1、t2滿足：0.1≤t1/t2≤0.2。由此，從葉片稠密度的角度考慮，通過對t1、t2的比值進行限定，可在滿足性能的情況下減輕通道阻塞，從而可以更好地降低離心風機100出口的氣流速度和氣流損失。可以理解的是，t1/t2的具體數值可以根據實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
可選地，如圖3所示，每相鄰兩排葉片組中內側的葉片的長度為L1，外側的葉片的長度為L2，其中L1、L2滿足：0.8≤L1/L2≤1.2。由此，通過對相鄰兩排葉片組中的葉片長度的比值進行限定，可以有效保證在提升離心風機100效率的同時，進一步減小流程。可以理解的是，L1/L2的具體數值可以根據實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
可選地，如圖3所示，每相鄰兩排葉片組中對應的兩個葉片之間的夾角為β，其中β滿足：5°≤β≤20°。由此，通過對相鄰兩排葉片組中位於同一列的兩個葉片的夾角β進行限定，在保證迫使氣流向葉輪1的徑向方向流動的同時，可以使氣流更平緩地流動，進一步降低離心風機100的氣流損失。可以理解的是，β的具體數值可以根據實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
可選地，如圖3所示，每相鄰兩排葉片組中內外對應的兩個葉片之間的徑向距離為l，其中l滿足：1/20t2≤l≤1/8t2，其中，t2為相鄰兩排葉片組中內側的相鄰兩個葉片之間的距離。由此，從葉片稠密度的角度考慮，通過對距離l進行限定，可在滿足性能的情況下減輕通道阻塞，從而可以進一步減小氣流損失。可以理解的是，l的具體數值可以根據實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
根據本發明的一些具體實施例，離心風機100具有風機罩體3和設在風機罩體3內的定子4，其中葉輪1和擴壓器2均設在風機罩體3內，由此，提高了離心風機100的集成性。擴壓器2位於定子4和風機罩體3的內壁之間，定子4和風機罩體3中的其中一個與擴壓器2一體成型。例如，如圖4和圖5所示，風機罩體3的一側(例如，圖5中的左側)敞開，葉輪1和擴壓器2均設在風機罩體3內的與上述一側相對的另一側(例如，圖5中的右側)，且葉輪1和擴壓器2鄰近風機罩體3內的右壁，定子4位於葉輪1和擴壓器2的左側。其中，如圖6所示，擴壓器2可以與定子4一體成型，以便於將擴壓器2和定子4整體裝配到風機罩體3內，裝配效率高。當然，擴壓器2也可以與風機罩體3一體成型，例如，擴壓器2可以固定連接在風機罩體3的內壁上(圖未示出)，由此，同樣可以提高裝配效率，且簡化了定子4的加工工藝。可以理解的是，擴壓器2是與定子4還是與風機罩體3一體成型，可以根據實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
可選地，定子4和風機罩體3中的另一個上形成有多個容納槽31，擴壓器2的葉片的遠離定子4和風機罩體3中的上述其中一個的一端伸入容納槽31內。例如在圖5和圖7的示例中，擴壓器2的葉片固定連接在定子4上，多個容納槽31均形成在風機罩體3的內壁上，多個容納槽31可以與擴壓器2的多個葉片一一對應，裝配時，將葉片的自由端伸入風機罩體3的容納槽31內，由此，擴壓器2的多排葉片組與定子4和風機罩體3之間共同限定出用於流通氣流的多個通道，由於多個通道的兩側(例如，圖5中所示的左右方向上的兩側)分別被定子4和風機罩體3的內壁封閉，從而從葉輪1流出的氣流只能通過上述的多個通道流出，使得擴壓器2可以對從葉輪1流出的全部氣流進行減速擴壓，從而進一步提升了離心風機100的整機效率，且多個容納槽31同時對擴壓器2的葉片具有定位的作用，保證了擴壓器2的性能。
當然，也可以不在定子4和風機罩體3中的上述另一個上加工出容納槽31，此時可以使擴壓器2的葉片與擴壓器2的葉片與定子4和風機罩體3中的上述另一個接觸。例如，當擴壓器2與定子4一體成型時，擴壓器2與風機罩體3裝配到位後，擴壓器2的葉片的自由端可以與風機罩體3的內壁直接接觸或止抵，此時同樣可以構成側壁大致封閉的通道。
或者可選地，定子4和風機罩體3中的另一個還可以與擴壓器2的葉片之間具有間隙。例如，當擴壓器2與定子4一體成型時，擴壓器2與風機罩體3裝配到位後，擴壓器2的葉片的自由端與風機罩體3的內壁之間是彼此間隔開的，此時擴壓器2可以對從葉輪1流出的絕大部分氣流進行減速擴壓，同樣可以保證離心風機100的整機效率。這裡，需要說明的是，為了保證擴壓器2的效果，可以將定子4和風機罩體3中的上述另一個與擴壓器2的葉片之間的間隙設計在一個很小的範圍內。
根據本發明實施例的離心風機100，通過對擴壓器2的葉片結構進行改進，解決了離心風機100氣流損失高、效率較低的問題，提升了離心風機100的整機效率。
根據本發明第二方面實施例的吸塵器，包括根據本發明上述第一方面實施例的離心風機100。
根據本發明實施例的吸塵器，通過設置上述的離心風機100，可以提升吸塵器整機的效率和能效等級。
根據本發明實施例的離心風機100和吸塵器的其他構成以及操作對於本領域普通技術人員而言都是已知的，這裡不再詳細描述。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。