JPH0613874B2 - 電動送風機 - Google Patents

電動送風機

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JPH0613874B2
JPH0613874B2 JP21951684A JP21951684A JPH0613874B2 JP H0613874 B2 JPH0613874 B2 JP H0613874B2 JP 21951684 A JP21951684 A JP 21951684A JP 21951684 A JP21951684 A JP 21951684A JP H0613874 B2 JPH0613874 B2 JP H0613874B2
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JP
Japan
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air
impeller
guide
air passage
air guide
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JP21951684A
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定廣 嶋田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気掃除機などに用いられる電気送風機に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点 近年、家庭用電気掃除機の吸引性能などの高出力化は目
ざましいものがあり、それにともなって発生する騒音の
低減が重要視されている。
以下図面を参照しながら従来の電気掃除機用送風機につ
いて説明を行う。
第1図,第2図においては、1はインペラーで、電動機
2の軸3に固着されている。4はインペラー1の外周及
び後方に設置されたエアガイドで、インペラー1の外周
より排出された空気を電動機2の内部へ導びく空気通路
5を形成している。6はケーシングで、インペラー1の
前方及びエアガイド4の外周を覆って電動機2のブラケ
ット7に圧入されており、エアガイド4とともに空気通
路を5を形成している。ケーシング6とインペラー1に
はその中央部に吸込口8,9が開口している。また電動
機2の後方には排気口10が開口している。
上記のような構成において、電動機2の運転にともない
軸3が回転する。インペラー1は軸3に固着されている
ため、ともに回転し空気はケーシング6の吸込口8→イ
ンペラー→1の吸込口9→インペラー1内部→インペラ
ー→1の外周→エアガイド4の空気通路5→電動機2の
内部→電動機2の排気口10へと流れる。
しかしながら、上記のような構成では、インペラー1の
複数のブレード11により高圧の空気が次々とエアガイ
ド4の空気通路5へ突入してくるため、空気通路5を疎
密波が進行していくことになる。つまりこれが騒音とな
り、この周波数は、インペラー1のブレード11の枚数
をZ、インペラー1の回転数をN(rpm)とすると、 N×Z÷60(HZ) (Nを28000rpm,Zを11枚とすると、280
00×11÷60≒5133HZ) の騒音が発生するという欠点を有していた。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、騒音を低減させた電動送風機
を提供するものである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明の電動送風機は、エア
ガイドの空気通路を区画する案内翼を多孔性の半通気性
材料にて形成するとともに、空気通路を進行していく疎
密波と、隣の空気通路を進行していく疎密波の位相が逆
になるよう、インペラーの回転数N(rpm)と、通過
流量Q(m3/sec)、エアガイド入口の断面積、A
1(m2)、音速C(m/sec)エアガイドの空気通路数Z
1、インペラーのブレード枚数Z2、インペラーの外径
D3(m)の関係をほぼ (C+Q/A1)×60×(2×Z2−Z1)/(2×N×Z2)≒D3×π
(π≒3.14) となるように設定して、疎密波を多孔性部を通してうち
消し合わせて、騒音の低減を図るものである。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第3図,第4図において、21はインペラー
で、その中央部前方に吸込口22が開口し、その外周に
複数のブレード23が設けてある。ブレード23はその
前後の両側を側板24,25にてはさまれており、外周
26が開放となっている。インペラー21はその中央部
に電動機27の軸28が貫入し、ナット29にて締結され
ている。30は樹脂成形品によるエアガイドで、インペ
ラー21の外周とその下方で複数の空気通路31を形成し
ている。空気通路31は多孔性の案内翼32によって区
画されており、エアガイド30の上方では各通路が独立
している。上記空気通路31はエアガイド30の外周で下
方へ導く連通路33へと通じ、空気がエアガイド30下
方へ流れるようになっている。ケーシング34はエアガ
イド30の外周を覆い、エアガイド30とともに空気通
路31を形成し、またインペラー21の前方をも覆い、
その中央部にインペラー21の吸込口22に対向した吸
込口35が開口している。ケーシング34はその外周下
方で電動機27のブラケット36の外周に圧入されて止め
られている。
第5図にエアガイド30の裏側を示すと、連通路33か
ら空気通路はエアガイド30の内側へ向かう空気通路3
7へつながり、案内翼38により区画されている。空気
通路37は全体を4つのグループに分割され、その内端
39で合流している。この内端39に対向して電動機2
7のブラケット36に開口部40が設けられている。
再び第4図にて空気通路31部の説明を行なうと、空気
通路31を進行していく疎密波と、隣の空気通路31を
進行していく疎密波の位相が逆になるようにインペラー
の回転数N(rpm)と、 通過流量Q(m3/sec)、エアガイド入口の断面積A
1(m2)、音速C(m/sec)、エアガイドの空気通路
Z1インペラーのブレード枚数Z2、インペラーの外径
D3(m)の関係をほぼ (C+Q/A1)×60×(2×Z2−Z1)/(2×N×Z2)≒D3×π
(π≒3.14) となるように設定してある。
上記のように構成された電気掃除機用送風機について、
以下その動作を説明する。
電動機27の運転にともない、軸28とともにインペラ
ー21が回転する。このため空気はケーシング34の吸
込口35→インペラー21の吸込口22→インペラー2
1の内部へと流れこみ、ブレード23により押され、外
周26より排出される。さらに空気はエアガイド30の
案内翼32に導びかれ、空気通路31を外周方向へ流れ
る。連通路33を通ってエアガイド30の下方へ入った
空気は案内翼38により空気通路37を流れ、内端39
→ブラケット36の開口部40→電動機27内部へと流
れる。
インペラー21のブレード23により押された高圧の空
気がインペラー21の回転にともない次々と空気通路3
1内へ突入してくるため、各空気通路31内を空気の疎
密波が進行していくが、空気通路31を区画する案内翼
32が多孔性で、またエアガイド30、インペラー21
の構成が隣の空気通路31を流れる疎密波と逆位相にな
るよう設定されているところから、空気通路31を密の
波が進む時、隣の空気通路に疎の波が進んでいき、この
圧力差が多孔性の案内翼32を通じて均等化(うち消し
合い)されて連通路33へと流れることになる。このた
め、従来のような大きな騒音が発生することがない。ま
た空気流はインペラー21の外周より空気通路31内へいき
おいよく突入してくるため、多孔性の案内翼32に沿っ
て流れ、多孔性部を貫通して隣りの空気通路31へ混流
することはなく、エアガイド30の整流作用はそのまま
保たれて送風効率は高く維持することができる。
インペラー21のブレード23による疎密波の進行状態
を説明すると、音の伝播速度Cは空気の温度をθ0℃)
とすると、 C=331、5+0、61×θ(m/sec)…… となり、エアガイド30の空気通路31内の空気の流速
Vは、風量Q(m3/sec)と、空気通路31の流路断面
席A2(m2)より V=Q/A1 (m/sec) …… となるため、疎密波のスピードV1は V1=C+V (m/sec) …… となる。
同じ空気通路31へインペラー21の回転によって次の
ブレード23により密波が進入してくる時間T1は、イ
ンペラー21の回転数をN(rpm)、ブレード23の枚
数をZ2より、 T1=(60sec/N)/Z2 (sec) …… となり、密波と密波の間隔L1は L1=V1×T1 (m)…… とあらわせる。
密波と密波の間に疎波があり、密波と疎波の間隔L2は L2=L1/2 (m)…… となる。
ブレード23の密波が次の空気通路31へ進入する時間
T2は、エアガイド30の空気通路31の数Z1より T2=(60sec/N)/Z1 (sec) …… となり、時間T2の間に前の空気通路31内の密波が
す距離L3は L3=V1×T2 (m)…… 疎波は密度よりL2だけおくれて進むため、疎波の距離
L4は L4=L3−L2 (m)…… となる。
空気通路31と次の空気通路31の距離L5はインペラ
ー21の外径をD3(m)、円周率をπ(≒3.14)
とすると L5=D3×π/Z1 …… となる。つまり空気通路31に密波が進入し、そのT2
時間後には疎波はL4進行し、かつ同時に次の空気通路
31の入口に密波が進入し、次の空気通路31は前の空
気通路よりL5うしろにある。だから L4=L5 …… となれば、案内翼32を隔てて疎波と密波が並ぶことに
なり、案内翼32の多孔性部を通じて疎波と密波がうち
消し合うことができる。
式に式〜を順次代入していくと、 L4=L3−L2=V1×T2−L1/2 =V1×(60/N)Z1−V1×T1/2 =(C+V)×(60/N)/Z1−(C+V)×(60/N)/Z2/2 =(C+Q+A1)×(60/N)/Z1−(C+Q/A1)×(60/
N)/Z2/2 =(C+Q/A1)×(60/N)(1/Z1−1/2×Z2) =(C+Q/A1×(60/N)(2Z2−Z1)/2×Z1×Z2 L5=D3×π/Z1 両辺にZ1をかけて L4×Z1=(C+Q/A1)×60×(2×Z2−Z1)/(2×N×Z2) L5+Z1=D3×π だから (C+Q/A1)×60×(2×Z2−Z1)/(2×N×Z2)=D3×π …… の時疎波と密波が並ぶ。
電気掃除機は通常、常温(20℃)で使用されるため、
θ=20℃とすると、 C≒340m/sec となり、また流量Qは1.8m3/minつまり Q≒1.8(m3/min)=0.03(m3/sec) が一般的である。エアガイドの流路断面積A1は約35
0mm2程度が性能よく A1≒3.50×10m-4m2 となる。本実施例ではインペラーのブレード枚数Z2=
11、エアガイドの空気通路数Z1=16とし、式を
計算すると、 D3=2218/N …… となり、回転数を26000rpmに設定すれば D3≒0.085m≒85mmとなりインペラーの外径を
85mmに設定すればよいことになる。
インペラーのブレード数Z2=13とすると、D3=3
129/Nとなり、N=28000rpmとするとD3
≒112mmが良いことになる。
なお、本実施例では案内翼32を樹脂成形品で多孔性に
したが、セラミック等で多孔性にしてもその騒音低減効
果は同様に保たれる。
発明の効果 以上のように本発明はエアガイドの空気通路を区画する
案内翼を多孔性にするとともに、エアガイドとインペラ
ーの定数を選定して隣の空気通路と疎密波の位相が逆に
なるようにして、送風効率を高く維持したまま、騒音を
低減させた電動送風機を提供することができ、その効果
は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電動送風機の縦断面図、第2図はその横
断面図、第3図は本発明の実施例における電動送風機の
部分縦断面図、第4図はその横断面図、第5図はエアガ
イドの裏面図である。 21……インペラー、23……ブレード、27……電動
機、30……エアガイド、32……案内翼、34……ケ
ーシング。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機より駆動されるインペラーと、前記
    インペラーの外周と後方に設置されたエアガイド、前記
    インペラーとエアガイドを覆うケーシングとを備え、前
    記エアガイドのインペラー外周部分には、インペラーか
    らの空気を電動機内部へ導くための空気通路を形成する
    複数の案内翼を有し、この案内翼を多孔性の材質で形成
    するとともに、インペラーの回転数をN、空気の通過流
    量をQ、エアガイドの入口断面積(流路断面積)を
    A1、音速をC、エアガイドの空気通路数をZ1、インペ
    ラーのブレード枚数をZ2、インペラーの外径をD3とし
    たとき、 (C+Q/A1)×60×(2×Z2−Z1)/(2×N×Z2)≒D3×π に設定した電動送風機。
  2. 【請求項2】流量Qを約0.03m3/secとした特許請求
    の範囲第1項記載の電動送風機。
  3. 【請求項3】流路断面積A1を約3.50×10-4m2、
    空気通路数Z1を8〜20、ブレード枚数Z2を7〜15
    に設定した特許請求の範囲第1項記載の電動送風機。
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JP4703272B2 (ja) * 2005-06-08 2011-06-15 三洋電機株式会社 電動送風機及び電気掃除機

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