JPS6114360B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6114360B2 JPS6114360B2 JP15372076A JP15372076A JPS6114360B2 JP S6114360 B2 JPS6114360 B2 JP S6114360B2 JP 15372076 A JP15372076 A JP 15372076A JP 15372076 A JP15372076 A JP 15372076A JP S6114360 B2 JPS6114360 B2 JP S6114360B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- guide vane
- impeller
- velocity
- flow
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- Expired
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気掃除機などの遠心送風機に関する
もので、特にデイフユーザに係わり空気力学的効
率が高く且つ低騒音のデイフユーザ案内羽根を提
供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a centrifugal blower such as a vacuum cleaner, and particularly relates to a differential user, and provides a differential user guide vane with high aerodynamic efficiency and low noise.
従来の電動送風機の一例を第1図、第2図に示
す。 An example of a conventional electric blower is shown in FIGS. 1 and 2.
これらの図において、1はインペラー、2はイ
ンペラーの羽根で、これらは回転軸7を介して電
動機8によつて回転駆動される。インペラー1は
ケーシング3によつて覆われており、ケーシング
3はブラケツト4と連結されており、ブラケツト
4には案内羽根5が植え付けられている。なおイ
ンペラー2の背後には円板6が取付けられており
案内羽根5と連接している。 In these figures, 1 is an impeller, 2 is a blade of the impeller, and these are rotationally driven by an electric motor 8 via a rotating shaft 7. The impeller 1 is covered by a casing 3, which is connected to a bracket 4, in which guide vanes 5 are installed. Note that a disc 6 is attached behind the impeller 2 and is connected to the guide vane 5.
インペラー1の回転に伴ない吸込まれる流れは
第1図では、ほぼ吸込口A点からA→B→C→
D1→D2→Eの経路に沿つて流れ、電動機8の中
を通つて機外に排出される。このような流路にお
いて、送風機の効率改善及び騒音低下に大きな影
響を与えるのは点B→点Eの部分である。インペ
ラーの出口B点から案内羽根の入口D2点までの
間では、流れはその方向を180゜転換させなけれ
ばならず、従来の電動送風機ではこの空間に案内
羽根等もなく、急な方向転換のため大きな流れの
乱れが生じ、高い圧力損失が生じ、又大きな騒音
が発生する。 In Fig. 1, the flow sucked in as the impeller 1 rotates is approximately from the suction port A to A→B→C→
It flows along the path D 1 →D 2 →E, passes through the electric motor 8, and is discharged outside the machine. In such a flow path, it is the portion from point B to point E that has a great influence on improving the efficiency of the blower and reducing noise. Between the impeller exit point B and the guide vane entrance point D , the flow must change its direction by 180 degrees, and in conventional electric blowers, there are no guide vanes in this space, making a sudden change in direction. Therefore, large flow turbulence occurs, high pressure loss occurs, and large noise is generated.
B点→D2点における平均的な流線を別の角度
から見るならば第2図に示す通りであり、インペ
ラー出口のB点での流れは半径方向外向きの速度
成分と共にインペラーの回転方向と同じ向きの大
きな周方向速度成分も持つ。C点を経て案内羽根
5の入口D2点まで進んだ流れは半径方向の速度
成分を内向きに変えており、周方向成分は殆んど
保存したまゝ、案内羽根5の外周円に対して浅い
角度で羽根通路に流れ込む。案内羽根5の役割は
D2点における周方向速度成分の動圧を如何に無
駄なく、静圧に変換するかである。理想的には案
内羽根の出口E点においては、周方向速度成分が
0となつていることが望ましい。しかし、実際に
は、D2点→E点の案内羽根5の間の風路におい
て普通では60゜〜80゜程度の角度を変えることは
不可能であり、この部分の風路における圧力損失
の発生を防がんとするならば、E点においてかな
り大きな周方向速度成分を残すことになる。又、
E点において周方向速度成分を0とするように無
理に大きな角度の方向転換を行なわんとすれば、
必ず大きな圧力損失と流れの乱れによる大きな騒
音発生が生じる。 If we look at the average streamline at the two points from point B to D from a different angle, it is as shown in Figure 2, and the flow at point B at the impeller outlet has a velocity component directed outward in the radial direction as well as in the rotational direction of the impeller. It also has a large circumferential velocity component in the same direction as . The flow that has progressed from point C to point D2 , the entrance of guide vane 5, has changed its radial velocity component inward, while keeping most of its circumferential component, relative to the outer circumferential circle of guide vane 5. and flows into the blade passage at a shallow angle. The role of the guide vane 5 is
D The problem is how to convert the dynamic pressure of the circumferential velocity component at two points into static pressure without waste. Ideally, it is desirable that the circumferential velocity component be zero at the exit point E of the guide vane. However, in reality, it is normally impossible to change the angle of about 60° to 80° in the air path between the guide vane 5 from point D2 to point E, and the pressure loss in the air path in this part is If cancer development is to be prevented, a fairly large circumferential velocity component will remain at point E. or,
If we try to forcefully change direction by a large angle so that the circumferential velocity component becomes 0 at point E,
Large pressure loss and large noise generation due to flow turbulence always occur.
B点→E点における流れをより詳しく考察する
ため第3図aではインペラー1の出口B点におけ
る流れの速度三角形を、第3図bでは案内羽根5
の出入口D2、E点における速度三角形を、それ
ぞれ示す。第3図aにおいてインペラー1の出口
における相対速度はWBであり、これは周方向成
分WθBと半径方向成分CrBとから、なる。B点
における絶対速度は、WBとインペラー1の外半
径R2における周速度u=ΩR2(Ωはインペラー
の回転角速度)の合成速度であり、CBとなる。
CBは半径方向成分CrBと周方向成分WθBとから
なり、CBと円周接線方向とのなす角度αBは一
般には小さい角度である。流れはB点から、案内
羽根5の入口D2点までの間において角運動量を
殆んど保存すると考えられ、第3図bで実線によ
り示す絶対速度CD2の周方向成分WθD2は、案内
羽根5の外半径がインペラーの外半径と等しいな
らば、CθB≒CθD2である。第3図bには一点
鎖線により案内羽根5の出口E点における速度三
角形を示した。E点の絶対速度CEは周方向成分
CθEと半径方向CrEとからなる。 In order to consider the flow from point B to point E in more detail, Fig. 3a shows the velocity triangle of the flow at point B at the outlet of impeller 1, and Fig. 3b shows the velocity triangle of the flow at point B at the outlet of impeller 1.
The velocity triangles at the entrance/exit point D 2 and point E are shown, respectively. In FIG. 3a, the relative velocity at the outlet of the impeller 1 is W B , which consists of a circumferential component Wθ B and a radial component C rB . The absolute velocity at point B is the composite velocity of W B and the circumferential velocity u=ΩR 2 at the outer radius R 2 of the impeller 1 (Ω is the rotational angular velocity of the impeller), and becomes C B .
C B consists of a radial component C rB and a circumferential component Wθ B , and the angle αB between C B and the circumferential tangential direction is generally a small angle. It is considered that the flow conserves most of its angular momentum between point B and the entrance point D of the guide vane 5, and the circumferential component Wθ D2 of the absolute velocity C D2 shown by the solid line in FIG. If the outer radius of the blades 5 is equal to the outer radius of the impeller, then Cθ B ≈Cθ D2 . In FIG. 3b, a velocity triangle at the exit point E of the guide vane 5 is shown by a chain line. The absolute velocity C E at point E consists of a circumferential component Cθ E and a radial component C rE .
インペラー1の出口の速度成分CθBの動圧
は、案内羽根5の出口E点までの間に完全且つ有
効に静圧に変換されることが望ましい。しかし第
3図bに示すように、CD2が円周接線方向となす
角度αD2は一般には小さく、CθEを0とするに
は、αEが90゜とならなければならず、Δa=α
E−αD2が非常に大きくなつてしまう。案内羽
根5の間の通路の長さは限られており、この長さ
においてαE=90゜を実現するには、案内羽根5
の数を非常に多くするしかない。一方、案内羽根
5の数を多くすると、流れの摩擦による圧力損失
の増加を生み、且つ案内羽根5の製作費の増加を
招くことになる。従つて、実際の電動送風機にお
いてはΔaを十分な値にとることを行なわず、E
点の流れの速度は周方向成分CθEをかなり大き
な値に残しており、CθEの動圧は殆んど無効に
なる。 It is desirable that the dynamic pressure of the velocity component Cθ B at the exit of the impeller 1 is completely and effectively converted into static pressure up to the exit point E of the guide vane 5. However, as shown in Figure 3b, the angle αD 2 that C D2 makes with the circumferential tangential direction is generally small, and in order to set Cθ E to 0, αE must be 90°, and Δa = α
E−αD 2 becomes extremely large. The length of the passage between the guide vanes 5 is limited, and in order to achieve αE=90° within this length, the guide vanes 5 must be
There is no choice but to increase the number of On the other hand, increasing the number of guide vanes 5 causes an increase in pressure loss due to flow friction, and also increases the manufacturing cost of the guide vanes 5. Therefore, in actual electric blowers, Δa is not set to a sufficient value, and E
The velocity of the flow at the point leaves the circumferential component Cθ E at a fairly large value, and the dynamic pressure of Cθ E becomes almost ineffective.
なお、案内羽根5の通路において発生する騒音
は、入口の速度CD2の5〜6乗に比例すると考え
られ、CD2を例えば2/3に減らすことができれば
8〜11dBもの音響エネルギーの低減が得られ
る。 The noise generated in the passage of the guide vane 5 is considered to be proportional to the 5th to 6th power of the inlet velocity C D2 , and if C D2 can be reduced to, for example, 2/3, the acoustic energy can be reduced by 8 to 11 dB. can get.
以上のような在来の電動送風機の問題点を解決
すべくなされた本発明の一実施例を第4図、第5
図に示す。 An embodiment of the present invention, which was made to solve the problems of conventional electric blowers as described above, is shown in Figs. 4 and 5.
As shown in the figure.
第4図は縦断面及び外形図であり、インペラー
1の出口B点と案内羽根5の入口D2点の間でケ
ーシング3及びブラケツト4で囲まれる空間に、
軸流案内羽根9を設けた。第4図は、第3図のY
−Yに沿う円筒断面の展開図であり、ここでは、
軸流案内羽根9の一例として、その曲面が円筒面
で形成される場合を示したが、その他の曲面でも
効果は同じである。このような軸流案内羽根9
は、流れがインペラー1の出口B点から案内羽根
5の入口D2点に入るまでに縦断面(第4図)に
おいてほぼ180゜の方向転換を行なう流線の内、
ほぼ回転軸と同心の円筒面に沿う部分(C点→
D1点)の整流を目的としたものである。インペ
ラー1の出口B点における流れが周方向成分と同
時に径方向部分を持つていることを考慮するなら
ば、インペラー1の出口のすぐ外側にこのような
軸流案内羽根を置くと、却つて流れの乱れを産む
ことになりかねない。以上の理由により、軸流案
内羽根9の前端はインペラー1の背板の面よりも
後に位置することが望ましく、又この場合にはそ
の内半径R3はインペラーの外半径R2よりもかな
り大きくし、(R3−R2)を小さくない値にする必
要がある。 FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view and an external view, and shows that in the space surrounded by the casing 3 and the bracket 4 between the outlet point B of the impeller 1 and the inlet point D of the guide vane 5 ,
Axial flow guide vanes 9 were provided. Figure 4 shows Y in Figure 3.
It is a developed view of a cylindrical cross section along -Y, and here,
As an example of the axial flow guide vane 9, a case where the curved surface thereof is formed as a cylindrical surface is shown, but the same effect can be obtained with other curved surfaces. Such an axial flow guide vane 9
is among the streamlines in which the flow changes direction by approximately 180° in the longitudinal section (Fig. 4 ) from the outlet point B of the impeller 1 to the inlet D point of the guide vane 5.
The part along the cylindrical surface that is almost concentric with the rotation axis (point C →
The purpose is to rectify 1 point D). Considering that the flow at the outlet point B of the impeller 1 has a circumferential component and a radial component at the same time, placing such an axial guide vane just outside the outlet of the impeller 1 will actually reduce the flow. This could lead to chaos. For the above reasons, it is desirable that the front end of the axial flow guide vane 9 be located behind the surface of the back plate of the impeller 1, and in this case, its inner radius R 3 is considerably larger than the outer radius R 2 of the impeller. However, it is necessary to make (R 3 − R 2 ) a non-small value.
又、軸流案内羽根9の出口D1における流れが
縦断面(第4図)において向きを90゜転換し、
D2点において内向きに案内羽根5に流れ込むこ
とを考慮するならば、軸流案内羽根9の後端とブ
ラケツト4との間にすき間があつてもよい。しか
しこのすき間の効果は如何なる場合にも発揮され
るとか限らず、すき間をなくした方がよい場合も
ありうる。 In addition, the flow at the outlet D1 of the axial flow guide vane 9 changes direction by 90° in the longitudinal section (Fig. 4),
Considering that the flow flows inward into the guide vane 5 at two points D, there may be a gap between the rear end of the axial guide vane 9 and the bracket 4. However, the effect of this gap is not necessarily exhibited in all cases, and there may be cases where it is better to eliminate the gap.
第6図は本発明の原理を示す説明図であり、a
は軸流案内羽根9の出口D1点の、bは案内羽根
5の入口D2点の、cは案内羽根5の出口E点の
流れの速度三角形を示す。これらの図において実
線は軸流案内羽根5のない場合を、点線はある場
合を示す。又文字の記号において、′を付したも
のは軸流案内羽根9のある場合の速度成分を示
す。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, a
shows the velocity triangle of the flow at one point D at the exit of the axial flow guide vane 9, b at the second point D at the inlet of the guide vane 5, and c at the point E at the exit of the guide vane 5. In these figures, the solid line shows the case without the axial flow guide vane 5, and the dotted line shows the case with it. Also, in the letter symbols, those with '' indicate the velocity components when the axial flow guide vanes 9 are present.
第6図aにおいて、軸流案内羽根9を設けたこ
とにより、この案内羽根の間の通路において僅か
でも流れの方向を軸方向に変えれば、D1点にお
いて周方向成分をCθD1からCθD1′に大巾に減
らすことができる。 In FIG. 6a, since the axial flow guide vanes 9 are provided, if the flow direction is changed even slightly to the axial direction in the passage between the guide vanes, the circumferential component at point D1 changes from Cθ D1 to Cθ D1 ′ can be reduced to a large extent.
この結果、第6図bにおいて明らかな如く、案
内羽根5の入口D2点においてその絶対速度をCD2
からCD2′に大巾に減少できる。前述の如く、D2
点における絶対速度を減らせば、案内羽根5にお
ける騒音発生を大巾に低減できることを期待でき
る。又、D2点においてCθD1′=CθD2′でありす
でに周方向速度をCθD2からCθD2′に大巾に減
らしたため、第6図cにおいて明らかな如く、
(αE′−αD2′)が(αE−αD2)と同程度であつ
ても、案内羽根5の出口E点において周方向速度
はCθE→CθE′のように僅かしか残らない。即
ち、インペラー1の出口における周方向速度成分
を有効に静圧に変換できることになる。 As a result, as is clear in FIG. 6b, the absolute velocity at the two entrance points D of the guide vane 5 is C D2
can be greatly reduced from C D2 ' to C D2 '. As mentioned above, D 2
If the absolute velocity at the point is reduced, it can be expected that the noise generation at the guide vanes 5 can be significantly reduced. Also, at point D2 , Cθ D1 ′=Cθ D2 ′, and since the circumferential velocity has already been greatly reduced from Cθ D2 to Cθ D2 ′, as is clear in Fig. 6c,
Even if (αE'-αD 2 ') is approximately the same as (αE-αD 2 ), only a small circumferential velocity remains at the exit point E of the guide vane 5 as Cθ E →Cθ E '. That is, the circumferential velocity component at the outlet of the impeller 1 can be effectively converted into static pressure.
このような軸流案内羽根は簡単な形状及び工作
法によつて大きな効果をもたらすことが望まし
く、その構造の一例を第7図で説明すると、円板
6上の案内羽根5の外周に、軸流案内羽根9を
ABS等の素材により一体に成形するものでネジ
等によりブラケツト4に固定されているもので容
易に製作できるものである。 It is desirable for such an axial flow guide vane to have a great effect with a simple shape and manufacturing method, and an example of its structure will be explained with reference to FIG. 7. flow guide vane 9
It is molded in one piece from a material such as ABS, and is fixed to the bracket 4 with screws, etc., and can be easily manufactured.
以上説明したようにこの発明は、戻り流路を有
する電動送風機に於て、軸流案内羽根の内径をイ
ンペラーの外径より大きく構成するとともに軸流
案内羽根の前端をインペラー出口の後端より後に
置位させるようにしたので、戻し通路をなす案内
羽根における騒音発生を大巾に低減させるとがで
きる。 As explained above, the present invention provides an electric blower having a return flow path, in which the inner diameter of the axial flow guide vane is configured to be larger than the outer diameter of the impeller, and the front end of the axial flow guide vane is positioned behind the rear end of the impeller outlet. Since the guide vanes are located in the same position, it is possible to greatly reduce noise generation in the guide vanes forming the return passage.
第1図は従来の電動送風機の一部を断面で示す
外形図、第2図は第1図のZ−Z断面図、第3図
はインペラーの出口及び案内羽根の出口における
流れの速度線図、第4図は本発明の一実施例を示
す縦断面図、第5図は第4図のY−Y断面図、第
6図a,b,cはそれぞれ軸流案内羽根の入口、
案内羽根の入・出口における流れの速度線図、第
7図は本発明になる軸流案内羽根の構造の一例を
示す斜視図である。なお図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
1……インペラー、2……インペラーの羽根、
3……ケーシング、4……ブラケツト、5……案
内羽根、6……円板、7……回転軸、8……電動
機、9……軸流案内羽根。
Figure 1 is a cross-sectional view of a part of a conventional electric blower, Figure 2 is a Z-Z cross-sectional view of Figure 1, and Figure 3 is a velocity diagram of the flow at the impeller outlet and the guide vane outlet. , FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a YY sectional view of FIG. 4, and FIGS.
FIG. 7 is a velocity diagram of the flow at the inlet and outlet of the guide vane, and is a perspective view showing an example of the structure of the axial flow guide vane according to the present invention. In the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. 1... impeller, 2... impeller blades,
3... Casing, 4... Bracket, 5... Guide vane, 6... Disk, 7... Rotating shaft, 8... Electric motor, 9... Axial flow guide vane.
Claims (1)
して戻り流路を形成するとともに、前板円板には
その戻り流路内に位置して案内羽根を、またその
戻り流路の入口側に位置して湾曲形成されたその
前端が前記インペラーの背板よりも後方に位置
し、かつ内半径がインペラーの外半径より大きく
設定された軸流案内羽根をそれぞれ設けたことを
特徴とする電動送風機。1. A disk is disposed in the casing surrounding the impeller to form a return flow path, and a guide vane is located in the return flow path on the front disk, and a guide vane is provided on the inlet side of the return flow path. An electric blower comprising axial flow guide vanes each having a curved front end positioned rearward of the back plate of the impeller and an inner radius larger than the outer radius of the impeller. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15372076A JPS5377314A (en) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | Motor driving fan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15372076A JPS5377314A (en) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | Motor driving fan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5377314A JPS5377314A (en) | 1978-07-08 |
| JPS6114360B2 true JPS6114360B2 (en) | 1986-04-18 |
Family
ID=15568619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15372076A Granted JPS5377314A (en) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | Motor driving fan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5377314A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153498A (en) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Electric blower |
-
1976
- 1976-12-21 JP JP15372076A patent/JPS5377314A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5377314A (en) | 1978-07-08 |
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