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CN101052810A - 电动鼓风机 - Google Patents

电动鼓风机 Download PDF

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CN101052810A CNA2005800376521A CN200580037652A CN101052810A CN 101052810 A CN101052810 A CN 101052810A CN A2005800376521 A CNA2005800376521 A CN A2005800376521A CN 200580037652 A CN200580037652 A CN 200580037652A CN 101052810 A CN101052810 A CN 101052810A
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Abstract

本发明提供一种电动鼓风机，该电动鼓风机(1)包括：具备绕有磁场绕组(13)的定子(2)、与该定子(2)相对配置的转子(5)、和覆盖定子(2)和转子(5)的支架(12)的电动机(16)。并且还包括安装在与转子(5)结合的轴(6)上的风扇(17)；具有在风扇(17)的外周上，由多个相邻的固定叶片形成的扩散器部(21)的空气导向管(18)。还包括在外周上具有可使已通过扩散器部分(21)的空气的一部分向外部放出的开口部(27)，并覆盖风扇(17)而设置的风扇箱(19)；和具有覆盖开口部(27)的一部分的凸缘的凸部(28)；利用风扇(17)产生的气流，进行上述电动机(16)的冷却。

Description

电动鼓风机
技术领域
本发明涉及在电吸尘器(electric vacuum cleaner)等中使用的电动鼓风机(electric blowers)。
背景技术
首先，利用图5简单地说明在一般的电吸尘器等中使用的电动鼓风机的结构。
在图5中，定子102为将磁场绕组113卷绕在磁场芯子103上。另一方面，电枢绕组108卷绕在电枢芯子107上。另外，轴106与电枢芯子107结合。这样，由电枢芯子107、电枢绕组108和轴106构成转子105。通过利用轴承110支承轴106，由此转子105可自由转动。并且在轴106上配设有整流子109。
电动机侧的支架112固定定子102。并且，支架112通过螺钉115固定刷保持器114。在刷保持器114上保持有一对碳刷(未图示)。该一对碳刷与整流子109连接。由此，构成电动机116。
在支架112上设置有排气口120。并且，在轴106上具有离心风扇117。在离心风扇117的外周配置形成通风管路的空气导向管(air guide)118。空气导向管118由扩散器部121、将空气流引导至空气导向管118背面的流动变更部122和返回通路123构成。扩散器部121具有由表面相邻的固定叶片(stationary blade)129间构成的多个通路。在风扇侧配置有支架111和风扇箱119。在风扇箱119上具有吸入空气用的吸气口125。利用以上的结构构成现有的电动鼓风机101。
在上述结构中，当从外部向电动机116供给电力时，电枢电流通过碳刷(未图示)和整流子109流至电枢绕组108，并且，磁场电流在定子102的磁场绕组113中流动。由磁场电流在磁场芯子103中产生的磁通和在电枢绕组108中流动的电枢电流之间产生力，转子105旋转。
通过转子105的旋转，在转子105的轴106上具备的离心风扇117转动。这样，离心风扇117内的空气增速。被增速的空气通过空气导向管118的扩散器部121被减速。被减速的空气进入流动变更部122，使方向转换180度，通过返回通路123，导入电动机116侧。导入电动机116侧的空气，对转子105、定子102和碳刷进行冷却，并从支架112的排气口120排出。
伴随近年来的家庭用吸尘器的吸入功率不断提高，在上述现有的电动鼓风机的结构中，电动鼓风机的高效率化受到限制。作为补充这一方面的其他现有例，可以举出在日本专利申请特开2001-271794号公报中公开的例子等。
现利用图6说明该例子。在图6中，与图5所示的现有例子同样的构成要素用相同的符号表示，省略其说明。
在图6所示的现有的电动鼓风机201中，在风扇箱119的外周上形成有开口部，该开口部在狭缝126上设置有帽沿状的切口136。这样可通过开口部向外部放出通过扩散部121的空气中的一部分，能够实现电动鼓风机效率的提高。
然而，在上述的电动鼓风机中，由于其结构为：从设在风扇箱119的外周上的狭缝126的吸气侧端部向着反吸气侧的端部，设置有帽沿状的切口136，相对于风扇箱119的反吸入口侧开口，因此，不能充分确保将通过扩散器部122的空气的一部分向外部放出的开口部的面积。结果，只能在有限范围提高电动鼓风机的效率。
发明内容
本发明的电动鼓风机，包括：
具备绕有磁场绕组的定子、与该定子相对配置的转子、和覆盖定子和转子的支架的电动机；
安装在与转子结合的轴上的风扇；
具有在风扇的外周上、由多个相邻的固定叶片形成的扩散器部的空气导向管；
在外周部上具有可使通过扩散器部的空气的一部分向外部放出的开口部，并覆盖风扇而设置的风扇箱；和
具有覆盖开口部的一部分的凸缘的凸部，
其中，利用风扇产生的气流，进行电动机的冷却。
采用本发明的电动鼓风机，由于在风扇箱的外周上构成使通过扩散器的空气的一部分向外部放出的开口部和具有覆盖该开口部分的一部分的凸缘的凸部，因此能够充分确保将通过扩散器的空气的一部分向外部放出的开口部的面积。
附图说明
图1为本发明的实施方式一的电动鼓风机的半剖面图。
图2为本发明的实施方式二的电动鼓风机的半剖面图。
图3为本发明的实施方式三的电动鼓风机的半剖面图。
图4为表示具有凸缘的凸部覆盖的面积与开口部的整个面积的比和电枢绕组的温度上升值的关系的特性曲线；以及表示具有凸缘的凸部覆盖的而积与开口部的整个面积的比和电动鼓风机的效率的关系的特性曲线。
图5为现有电动鼓风机的半剖面图。
图6为现有的另一电动鼓风机的半剖面图。
符号说明
1电动鼓风机；2定子；3磁场芯子；5转子；6轴；7电枢芯子；8电枢绕组；9整流子；10轴承；11风扇侧支架；12电动机侧支架；13磁场绕组；14刷保持器；15螺钉；16电动机；17风扇；；18空气导向管；19风扇箱；20排气口；21扩散器部；22流动变更部；23返回通路；25吸气口；27开口部；28具有凸缘的凸部；29固定叶片；30凸缘(brim)
具体实施方式
本发明的实施方式的电动鼓风机包括：具备绕有磁场绕组的定子、与该定子相对配置的转子、和覆盖定子和转子的支架的电动机；安装在与转子结合的轴上的风扇；具有在风扇的外周上、由多个相邻的固定叶片形成的扩散器部的空气导向管；在外周部上具有可使通过扩散器部的空气的一部分向外部放出的开口部，并覆盖风扇而设置的风扇箱；和具有覆盖开口部的一部分的凸缘的凸部，其中，利用风扇产生的气流，进行电动机的冷却。采用这种结构，能够提高电动鼓风机的效率。
此外，凸缘的宽度优选形成为：相对于风扇的转动方向缓缓减小。由此，能够将由扩散器部减速的空气的一部分高效率地向外界大气放出，能够进一步提高电动鼓风机的效率。
此外，优选设定为：相对于开口部的整个面积，凸缘覆盖开口部的30％以上75％以下。由此，能够平衡性好的分配冷却电动机的风量和从风扇箱外周放出的风量，能够提供充分进行电动机的冷却，并且效率高的电动鼓风机。
以下，利用附图，详细地说明本发明的实施方式。
(实施方式一)
图1为本发明的实施方式一的电动鼓风机的半剖面图。在图1中，定子2中，将磁场绕组13卷绕在磁场芯子3上。另一方面，电枢绕组8卷绕在电枢芯子7上。轴6与电枢芯子7结合。由此，由电枢芯子7、电枢绕组8和轴6构成转子5。通过利用轴承10分别支承轴6的两端，转子5可自由旋转。并且，在轴6上配置有整流子9。
电动机侧支架12固定定子2。并且，支架12利用螺钉15固定刷保持器14。在刷保持器14上保持有一对碳刷(未图示)。该一对碳刷与整流子9接触。由此，构成电动机16。在支架12上设置有排气口20。
此外，在轴6上具备风扇17。在风扇17的外周上配置形成有通风管路的空气导向管18。空气导向管18由扩散器部21、将空气流引导至空气导向管18背面的流动变更部22和返回通路23构成。扩散器部21具有由表面相邻的固定叶片29间构成的多个通路。风扇侧支架11和风扇箱19配置在风扇侧。在风扇箱19上具有吸入空气用的吸气口25。利用以上的结构构成本实施方式的电动鼓风机1。
在上述结构中，当从外部向电动机16供给电力时，电枢电流通过碳刷(未图示)和整流子9流至电枢绕组8，并且，磁场电流在定子2的磁场绕组13中流动。由磁场电流在磁场芯子3中产生的磁通与在电枢绕组8中流动的电枢电流之间产生力，转子5旋转。
通过转子5旋转，在转子5的轴6上具备的风扇17旋转。由此，风扇17内的空气增速。增速的空气通过空气导向管18的扩散器部21被减速。被减速的空气进入流动变更部22。一部分空气从开口部27向外部放出，残余的空气转换其流动方向，通过返回通路23，导入电动机16侧。流动变更部22将空气流转换180度，导入电动机16侧的空气冷却转子5、定子2、碳刷，并从支架12的排气口20排出。
此处，进一步详细说明设置在风扇箱19的外周上的开口部27。在开口部27上部形成具有覆盖该开口部27的一部分的凸缘的凸部28。
在扩散器部21的相邻固定叶片29间形成的通路中，该开口部27圆周方向的宽度，与向流动变更部22突入前的圆周方向的通路宽度大致相同。并且，开口部27和具有凸缘的凸部28配置在通路的大致延长部分上，能够高效将排放的气体放出。图中的箭头表示从吸气口25吸入的空气的流动。
其次，说明上述结构的本实施方式的电动鼓风机的动作。首先，当将电力供给电动机16时，转子5旋转，伴随此，风扇17转动。山此，风扇17转动产生的气流通过空气导向管18的扩散器部21，一部分通过开口部27向外部放出。此外，另一方面，残余的空气在流动变更部22中流动，转换180度，导入电动机部。
在本实施方式中，由于在扩散器部21的外周有效配置有设在风扇箱19的外周上的多个开口部27和具有覆盖开口部27的一部分的凸缘的凸部28，一部分空气与具有凸缘的凸部28碰撞，并从开口部27放出。
即：在图6所示的现有的电动鼓风机中，如图所示，利用帽沿状切口136覆盖开口部的大致整个面积，由此，形成狭缝126，而在图1所示的本实施方式的电动鼓风机中，如图所示，具有凸缘的凸部28不是覆盖开口部27的整个面积，而是覆盖一部分面积。因此，采用本实施方式的电动鼓风机，与图5或图6所示的现有的电动鼓风机比较，由于可使通过扩散器部21的空气的一部分通过开口部27平稳地向外部放出，因此减少开口部27中的空气的冲突损失，能够得到效率好的电动鼓风机。
(实施方式二)
图2为本发明的实施方式二的电动鼓风机的半剖面图。在图2中，与实施例1相同的构成部件用相同的符号表示，省略其说明。在图2中，凸缘30覆盖风扇箱19的各开口部27的一部分面积。该凸缘30形成为：覆盖开口部27的宽度向着风扇17的转动方向缓缓减小。此外，图中的箭头表示从吸气口25吸入的空气流。
以下，对在具有上述结构的本实施方式的电动鼓风机1中的动作进行说明。首先，当将电力供给电动机16时，转子5旋转。伴随此，风扇17转动。由风扇17产生的气流通过空气导向管18的扩散器部21，一部分按原样向外界大气放出。
残余的空气由流动变更部22将气流转换180度，该部分中的弯曲损失增大。然而，在本实施方式中，在设在风扇箱19外周上的各开口部27上分别设置的凸缘30形成为：相对于风扇17的转动方向缓缓减小。由此，因为通过扩散器部21的空气的一部分平稳地向外界大气放出，所以可减小在开口部27中的空气的冲突损失。
由此，采用本实施方式的电动鼓风机，能够减少作在风扇箱19的外周上设置的开口部27中的冲突损失，因此能够得到效率好的电动送机1。
(实施方式三)
图3为本发明的实施方式三的电动鼓风机的半剖面图。在图3中，与实施方式一相同的构成部件用相同的符号表示，省略其说明。在图3中，开口部27设置在风扇箱19外周上。在各个开口部27上配置分别具有凸缘的凸部28。
本实施方式与实施方式一的不同点为，相对于开口部27的整个面积，具有凸缘的凸部28设定为覆盖开口部27的30％以上75％以下。
下面，对具有上述结构的本实施方式的电动鼓风机1的动作进行说明。当将电力供给电动机16时，转子5旋转。伴随此，风扇17转动。由风扇17产生的气流通过空气导向管18的扩散器部21，一部分以原样直接向外界大气放出。
这样，如果从风扇箱19放出的一部分空气，能够改善电动鼓风机1的效率，相反，冷却电动机16的风量减少，电动鼓风机1的温度上升。
图4为表示具有凸缘的凸部28覆盖的面积与开口部27的整个面积的比和电枢绕组8的温度上升的关系的特性曲线，和具有凸缘的凸部28覆盖的面积与相同的开口部27的整个面积的比和电动鼓风机1的效率的关系的特性曲线。
这样，当具有凸缘的凸部28覆盖的面积与开口部27的整个面积的比为25％以下时，电枢绕组8的温度上升值超过80k，存在加热危险。另一方面，当将面积比设定为80％以上时，电动鼓风机1的效率改善效果变少。
在本实施方式中，将上述面积比设定为30％以上75％以下，即：相对于开口部27的整个面积，具有凸缘的凸部28覆盖开口部27的30％以上75％以下。由此，冷却电动机16的风量和从风扇箱19外周放出的风量可平衡性良好地分配。
因此，采用本实施方式可以对电动机16进行充分冷却，可以最大限度地改善电动鼓风机1的效率。其结果，能够提供高效率、确保可靠性的电动鼓风机1。
工业实用性
本发明的电动鼓风机由于可充分地冷却电动机，并且可改善电动鼓风机的效率，因此在家用或产业用的吸尘器等中有用。

Claims (4)

1.一种电动鼓风机，包含：
具备绕有磁场绕组的定子、与该定子相对配置的转子、和覆盖所述定子和转子的支架的电动机；
安装在与所述转子结合的轴上的风扇；
具有在所述风扇的外周上、由多个相邻的固定叶片形成的扩散器部的空气导向管；
在外周部上具有可使已通过所述扩散器部的空气的一部分向外部放出的开口部，并覆盖所述风扇而设置的风扇箱；和
具有覆盖所述开口部的一部分的凸缘的凸部，
其中，利用所述风扇产生的气流，进行所述电动机的冷却。
2.如权利要求1所述的电动鼓风机，其特征在于，相对于所述风扇的旋转方向，缓缓减小所述凸缘的宽度而形成。
3.如权利要求1所述的电动鼓风机，其特征在于，相对于所述开口部的整个面积，具有所述凸缘的凸部覆盖所述开口部的30％以上75％以下。
4.如权利要求2所述的电动鼓风机，其特征在于，相对于所述开口部的整个面积，具有所述凸缘的凸部覆盖所述开口部的30％以上75％以下。
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