风机及清洁设备的制作方法

1.本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种风机及清洁设备。


背景技术：

2.相关技术中，手持式清洁设备内使用的风机具有体积小、转速高等特点。风机的工作过程如下：叶轮在马达的驱动下旋转，旋转的叶轮将空气从风罩入口处带入风机，空气在叶轮的作用下获得较大的动能后，沿叶轮径向，从叶轮边缘流入扩压器进行扩压，再经机壳流出。
3.气流从叶轮流出并进入扩压器时，流体对扩压器以及机壳等结构造成冲击，使流体的动能损失较大，并且流体在扩压器的出口尾端易产生分离损失，从而导致叶轮与扩压器的连接处即干涉区以及扩压器内部产生流体噪声。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种风机，该风机结构具有风道，且风道与扩压器具有一定参数关系，能够在一定程度上减小扩压器出口处的气流分离损失，从而改善风机内部的流体噪音。
5.本发明还提出一种具有上述风机的清洁设备。
6.根据本发明的第一方面实施例的风机，包括：
7.驱动装置，包括机壳、定子组件和转子组件，所述定子组件安装于所述机壳内，所述转子组件与所述定子组件转动连接，所述转子组件设置有转轴，所述转轴固定设置有叶轮，所述叶轮罩设有风罩；
8.扩压器，包括第一扩压结构和外壳，所述第一扩压结构设置于所述叶轮和所述机壳之间，所述外壳包括扩压部和导风部，所述扩压部设置于所述第一扩压结构的外侧并与所述第一扩压结构形成扩压通道，所述外壳远离所述叶轮的一端为所述导风部，所述导风部围绕所述机壳形成风道，其中，沿所述转轴的轴向，所述外壳远离所述叶轮的端面至所述第一扩压结构远离所述叶轮的端面的距离l2大于等于1mm，并且小于等于三倍的所述第一扩压结构的长度l1。
9.根据本发明实施例的风机，至少具有如下有益效果：风机设置有扩压器，其中扩压器设置有第一扩压结构和外壳，外壳包括扩压部和导风部，扩压部设置于第一扩压结构的外侧，导风部则围绕机壳形成风道，风机的风道与扩压器之间具有一定的参数关系，能够在一定程度上减小扩压器出口处的气流分离损失，从而改善风机内部的流体噪音。
10.根据本发明的一些实施例，所述机壳设置有翅片，所述翅片的至少部分结构位于所述风道，沿所述转轴的轴向，所述翅片远离所述叶轮的一端至所述第一扩压结构远离所述叶轮的一端的距离l3大于l2。
11.根据本发明的一些实施例，所述扩压器还设置有第二扩压结构，所述第二扩压结构设置于所述风道内，沿所述转轴的轴向，所述第二扩压结构的长度l4小于l2。
12.根据本发明的一些实施例，沿所述转轴的轴向，所述第二扩压结构远离所述叶轮的端面至所述风道的出风口端面的距离l5大于等于1mm。
13.根据本发明的一些实施例，所述机壳内设置有凸部，所述凸部设置有定位支撑面，所述定位支撑面用于支撑所述定子。
14.根据本发明的一些实施例，所述定位支撑面与所述定子的外壁过盈配合。
15.根据本发明的一些实施例，沿所述转轴的轴向，所述定位支撑面靠近所述叶轮的一端至所述一级扩压结构远离所述叶轮的一端的距离为m1，所述机壳设置有翅片，所述翅片的至少部分结构位于所述风道，所述翅片靠近所述叶轮的一端至所述一级扩压结构远离所述叶轮的一端的距离n1小于等于m1。
16.根据本发明的一些实施例，沿所述转轴的轴向，所述定位支撑面远离所述叶轮的一端至所述一级扩压结构远离所述叶轮的一端的距离为m2，所述翅片远离所述叶轮的一端至所述一级扩压结构远离所述叶轮的一端的距离l3大于等于m2。
17.根据本发明的一些实施例，所述第一扩压结构周向设置有多个静叶片，所述静叶片靠近所述叶轮的一端的厚度比远离所述叶轮的一端的厚度小。
18.根据本发明的一些实施例，所述静叶片的片数大于等于9片并且小于等于13片。
19.根据本发明的第二方面实施例的清洁设备，包括：
20.如本发明的第一方面实施例的风机。
21.根据本发明实施例的清洁设备，至少具有如下有益效果：风机的扩压器设置有第一扩压结构和外壳，外壳包括扩压部和导风部，扩压部罩设于第一扩压结构，导风部则围绕机壳形成风道，扩压部和导风部之间具有一定的参数关系，能够在一定程度上减小扩压器出口处的气流分离损失，从而改善风机内部的流体噪音，使清洁设备具有良好的送风效果以及较小的噪音。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
24.图1为本发明实施例提供的风机示意图；
25.图2为图1中的风机剖视图；
26.图3为本发明实施例提供的机壳示意图；
27.图4为图3中机壳的剖视图；
28.图5为翅片的数量与风机的送风效率以及绕组温度的关系图；
29.图6为风机的噪音频谱图；
30.图7为机壳的内部示意图；
31.图8为定位支撑面的长度关系示意图；
32.图9为设置有第二扩压结构的风机示意图。
33.附图标记：
34.驱动装置100、机壳110、凸部111、定位支撑面112、定子组件120、转子组件130、转轴140、翅片150、头端151、尾端152、扩压器200、外壳210、导风部211、扩压部212、第一扩压
结构220、出气口221、风道230、叶轮300、风罩400、风罩口410、抵接部420、第二扩压结构500。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
38.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
39.目前，手持式清洁设备在人们的生活中得到广泛的应用，有着良好的市场前景。这类清洁设备所使用的风机具有体积小、转速高等特点，其转速一般可以达到6万～15万rpm之间。风机的工作过程如下：叶轮在马达的驱动下旋转，旋转的叶轮将空气从风罩入口处带入风机，空气在叶轮的作用下获得较大的动能后，沿叶轮径向，从叶轮边缘流入扩压器进行扩压，再经机壳流出。气流从叶轮流出并进入扩压器时，流体对扩压器以及机壳等结构造成冲击，使流体的动能损失较大，并且流体在扩压器的出口尾端易产生分离损失，从而导致叶轮与扩压器的连接处即干涉区以及扩压器内部产生流体噪声。
40.针对这类风机的技术问题，本发明提供一种风机，该风机的结构具有风道，且风道与扩压器的轴向长度具有一定参数关系，能够在一定程度上减小扩压器出口处的气流分离损失，从而改善流体噪音。
41.本发明实施例提供的风机，应用于吸尘器、洗地机等清洁设备。
42.参照图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的风机示意图，图2为图1中的风机的剖视图，本发明实施例提供的风机，包括：驱动装置100、扩压器200、叶轮300以及风罩400。扩压器200设置在驱动装置100上，叶轮300设置在扩压器200上方并连接驱动装置100即扩压器200设置在驱动装置100和叶轮300之间，经过叶轮300加速的空气流入扩压器200，风罩400罩设在叶轮300上并且风罩400连接扩压器200，使得叶轮300处形成包围空间，风罩400的顶部设置有风罩口410，空气从风罩口410位置处流入风罩400内部即叶轮300所处的位置。其中，风机的工作过程如下：驱动装置100驱动叶轮300高速旋转，叶轮300带动空气旋转使得气流在风罩400内部获得动能，气流从叶轮300的底部进入扩压器200，其中，叶轮300的底部至扩压器200顶部的进气口的位置为干涉区，干涉区容易产生气流噪声，需要设置扩压器200使干涉区的气流快速进入扩压器200中进行扩压，以减小气流噪声，具体的，在扩压器
200的作用下气流的压能增加并且气流流速加快，经过扩压的气流从扩压器200流出，并且风罩400的开口处形成负压使得空气不间断地流入风机，从而达到送风的目的。
43.需要说明的是，驱动装置100包括机壳110、定子组件120、转子组件130，转子组件130设置有转轴140。机壳110具有内腔，定子组件120设置于内腔中并且固定于内腔壁，转子组件130和定子组件120配合，具体的，转子组件转动连接于定子组件，转子组件130转动连接于定子组件120，转轴140设置在转子组件130上，机壳110的顶部设置有通孔以使转轴140穿过机壳110，转轴140位于机壳110在竖直方向上的中心轴位置，风机的轴向方向即表示转轴140的方向。
44.需要说明的是，扩压器200包括第一扩压结构220和外壳210。第一扩压结构220设置在机壳110的顶部即如图2所示的机壳110上方，第一扩压结构220连接机壳110并能够通过螺钉与机壳110固定，驱动装置100的转轴140能够穿过第一扩压结构220。扩压器200的外壳210设置有扩压部212和导风部211，外壳210的扩压部212设置在第一扩压结构220的外侧并且与第一扩压结构220形成扩压通道。外壳210设置有导风部211，外壳210突出于扩压部212的部分为导风部211，导风部211围绕机壳110形成风道230，具体的，导风部211为外壳210远离叶轮300的一端向下突出于第一扩压结构220的部分，导风部211具有引导气流的流动使气流流出风机前趋向稳定的作用。传统风机不设置风道230，气流经过扩压器200增压之后直接从扩压器200的出气口221排出，气流容易在出气口221处形成分离损失，并且容易在出气口221处形成紊流，使得风机的送风效率降低，相较于传统风机的劣势，本发明实施例提供的风机设置有风道230对增压后的气流进行导向稳定，使气流在流出风机前变得更稳定，其中包括流速和流向更稳定，有效减小风机的气流出口位置处的分离损失，提高送风效率。
45.需要说明的是，沿转轴140的轴向，外壳210远离叶轮300的端面至第一扩压结构220远离叶轮300的端面的距离l2大于等于1mm，并且小于等于三倍的第一扩压结构220的长度l1。具体的，如图2所示，l1为第一扩压结构220沿转轴140的轴向上的长度，可以理解的是，l1也为扩压器200的外壳210的扩压部212沿转轴140的轴向上的长度，l2为导风部211沿转轴140的轴向上的长度。可以理解的是，根据各平台方案的验证，沿转轴140的轴向，l2大于等于1mm并且小于等于三倍的l1时，对应的高速风机噪音表现较好。
46.需要说明的是，风机的叶轮300设置于转轴140的一端，驱动装置100的转轴140驱动叶轮300旋转从而带动空气转动，使气流获得动能。具体的，叶轮300设置在第一扩压结构220的上方，使得气流在经过叶轮300加速之后进入扩压器200进行扩压，即第一扩压结构220设置在叶轮300和机壳110之间。叶轮300罩设置有风罩400，风罩400的底部抵接扩压器200的外壳210，具体的，风罩400设置有抵接部420并且抵接部420围绕外壳210，即抵接部420的内壁抵接外壳210，抵接部420与外壳210过盈配合使得风罩400与外壳210的接触面紧密贴合，防止气流从风罩400与外壳210之间流出。在另一些实施例中，风罩400与扩压器200的外壳210固定连接。风罩400的设置使得叶轮300与风罩400之间形成空腔，有利于空气在空腔内加速从而获得动能，风罩400的顶部设置有风罩400口，空气从风罩400口处流入风机。
47.参照图3和图4所示，机壳110设置有多个翅片150，多个翅片150周向设置在机壳110的外部。由于风机在工作过程中会产生大量的热量，如果风机的温度过高会影响风机的
工作效率，所以加快风机的散热是设计风机结构时需要重点考虑的。翅片150的作用是增加风机的机壳110的散热，其原理是通过增加风机的机壳110与气流的接触面积，从而使气流在流动过程中带走更多热量，具体的，翅片150沿转轴140的轴向设置，当气流经过扩压器200的扩压之后会流向机壳110的翅片150位置处，翅片150增加了气流与机壳110的接触面积，从而使气流在流动的过程中可以带走更多的热量，其中，由于翅片150沿转轴140的轴向上设置的，翅片150对气流还具有导向作用，气流经过扩压器200的扩压之后，进入风道230时的运动方向是围绕机壳110螺旋向下转动的，当气流向下运动至翅片150位置处时，气流会撞向翅片150从而改变运动方向，在翅片150的导向作用下气流沿竖直方向向下运动。在另一些实施例中，翅片150可以设计成弧线型，即翅片150围绕机壳110螺旋设置，这样设计时气流运动至翅片150位置处会继续沿着螺旋向下的方向运动直至流出风机。
48.需要说明的是，如图2所示，沿转轴140的轴向，翅片150远离叶轮300的一端至第一扩压结构220远离叶轮300的一端的距离l3大于l2。翅片150具有头端151和尾端152，头端151位于上部，尾端152位于下部，可以理解的是，头端151为翅片150靠近叶轮300的一端，尾端152为翅片150远离叶轮300的一端。l3大于l2即翅片150的尾端152需要设置在导风部211之外，这样设置的优点是当气流流出导风部211时，还可以继续经过翅片150进行导向很稳定流向，从而进一步的减小气流出口位置处的分离损失，提高风机的送风效率。可以理解的是，当l3小于l2时，即将翅片150完全设置于风道230之内，翅片150的尾端152位于导风部211底部的上方，这样设置的缺点是气流在风道230内经过翅片150导向，流出风道230时由于机壳110没有其他的导向结构，在气流出口处仍然容易形成分离损失。
49.需要说明的是，扩压器200还设置有第二扩压结构，第二扩压结构可以为二级扩压结构或者二级扩压结构加上三级扩压结构等，即第二扩压结构可以为二级扩压结构或者包含二级扩压结构和三级扩压结构等多级扩压结构。当扩压器200设置有第一扩压结构220和第二扩压结构时，如图9所示，第二扩压结构设置于风道230内并位于第一扩压结构220远离叶轮300的一端，沿转轴140的轴向，第二扩压结构的长度l4小于l2。可以理解的是，l4小于l2即表示第二扩压结构需设置在风道230内部，导风部211需要有一部分向下突出于二级扩压结构，这样设置的优点是气流在经过第一扩压结构220和第二扩压结构的扩压之后，还能经过风道230使得气流的流向更稳定。
50.需要说明的是，当扩压器设置第一扩压结构220和第二扩压结构时，同样可以在机壳110处设置翅片150，并且使翅片150的尾端152部分突出于外壳210的导风部211。当气流流出导风部211时，还可以继续经过翅片150进行导向很稳定流向，从而进一步的减小气流出口位置处的分离损失，提高风机的送风效率。可以理解的是，翅片150的尾端152设置在导风部211的底部的下方，即翅片150需要有一部分设置在风道230之外，这样设置有利于气流在风道230的出口处的流向更稳定，不易产生分离损失。
51.需要说明的是，沿转轴的轴向，第二扩压结构远离叶轮的端面至风道的出风口端面的距离l5大于等于1mm。当l5大于等于1mm时，即表示风道230在转轴的轴向上的长度大于1mm。根据相关试验，l5大于等于1mm时，气流从第二扩压结构流出时由于风机设置有风道230，气流不会立刻向其他方向流动，气流还会沿着风道230流动一定距离，经过风道230的稳定和导向之后才会流出风机，从而在一定程度上减小分离损失。
52.需要说明的是，第二扩压结构不局限于设置二级扩压结构和三级扩压结构，第二
扩压结构还可以包含多级扩压结构，并且包含多级扩压结构时同样适用于上述关系式，在此不再一一赘述。可以理解的是，扩压器200可以为叶片扩压器或无叶扩压器。无叶扩压器通常只有两个平行光滑的壁面组成，它结构简单，造价低廉，而目具有性能曲线平坦，稳定工况范围较宽的优点。但无叶扩压器直径较长，气体流动损失较大；叶片扩压器是在无叶扩压器平行光滑的壁面内，沿圆周均布一定数量的叶片而组成，气体介质在无叶扩压器内流动时，方向角基本保持不变。但在叶片扩压器内，气体必须按照叶片方向流动，所以，流动状况较好，流动损失小，效率高。
53.需要说明的是，当使用叶片扩压器时，即第一扩压结构220使用叶片扩压器时，第一扩压结构220设置有轮毂和多个静叶片。具体的，多个静叶片周向设置于轮毂，其中，静叶片靠近叶轮300的一端的厚度比远离叶轮300的一端的厚度小。静叶片靠近叶轮300的一端为头缘，远离叶轮300的一端为尾缘，当气流从头缘流入时，气体对静叶片的压力小，气流流至尾缘后，气体对静叶片的压力增大。
54.参照图5所示，在本发明实施例中，静叶片的片数大于等于9片并且小于等于13片时风机的噪音表现较好，根据相关试验，设置9至13片的静叶片可以使静叶片之间的间距达到较好的工况下的间距。由图5的曲线图可以看出，当翅片150的片数设置小于9片时，噪音随着翅片150的减少逐渐增加，翅片150的片数设置为9至13片时噪音较小并且稳定，当翅片150的片数大于13片时，噪音会重新增加。并且风机的绕组温度也与翅片150的设置数量相关，当翅片150设置小于9片时，绕组温度随着翅片150的减少逐渐增加，翅片150数量设置为9至13片时绕组温度较小并且稳定，当翅片150数量大于13片时，绕组温度会回升。
55.参照图6所示，为风机的噪音频谱图。噪音频谱图中的横坐标表示频率，纵坐标表示该频率下的振幅。图6中有两条曲线，粗线即底下的那条曲线为本技术改进的结构，细线即顶上的那条曲线为改进前的结构。可以理解的是，粗线为满足l2大于等于1mm，并且小于等于三倍的l1时的声压级对应频率的变化曲线，细线为结构改进前的风机的声压级对应频率的变化曲线。一般使用声压级来表示声音信号也就是压力脉的强弱。由图可以看出在风机工作频率为2khz至20khz之间，粗线的声压级大部分比较细线的声压级小，表示满足l2大于等于1mm，并且小于等于三倍的l1时，在风机工作频率为2khz至20khz之间时，产生的噪音小。
56.参照图7和图8所示，机壳110的内部设置有凸部111，凸部111设置有定位支撑面112，定位支撑面112用于支撑定子120。具体的，定位支撑面112与驱动组件的定子120过盈配合。可以理解的是，驱动组件在工作过程中会产生热量，及时对驱动组件散热能够提高风机的送风效率，定位支撑面112与定子120过盈配合并且定位支撑面112沿周向具有一定的宽度，可以增大驱动组件内部零件与机壳110的接触面积，从而加快定子120与机壳110的传热速度，由于机壳110是通过风冷方式强制散热，即通过流经机壳110表面的气流带走热量，因此加快定子120与机壳110的传热速度即可加快驱动组件内部的散热，温升降低10k以上。
57.需要说明的是，沿转轴140的轴向，定位支撑面112靠近叶轮300的一端至一级扩压结构220远离叶轮300的一端的距离为m1，机壳110设置有翅片150，翅片150至少部分位于风道230，翅片150靠近叶轮300的一端至一级扩压结构220远离叶轮300的一端的距离n1小于等于m1。定位支撑面112远离叶轮300的一端至一级扩压结构220远离叶轮300的一端的距离为m2，翅片150远离叶轮300的一端至第一扩压结构220远离叶轮300的一端的距离l3大于等
于m2。由于机壳110的上半部分较窄，下半部分较宽，当满足上述关系时，扩压器200的外壳210在安装后不会于机壳110产生干涉，有利于风机的安装，并且为风道230预留了足够的空间。同时风道230拥有足够的空间来安装翅片150，满足翅片150的安装数量。这样设置有利于改善风机的出口分流。
58.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。