(57)【要約】  インペラ、ファン及びモータであって、前記インペラ（１００）は、略錐状のホイールハブ（１１）と、前記ホイールハブ（１１）の外周面に周方向に沿って間隔を置いて配置された複数の羽根（１２）と、を含み、前記羽根は、入口端に位置する前縁面と、出口端に位置する後縁面と、を含み、前記羽根は、捩れた平板羽根であり、前記羽根の羽根後縁セクションは、円周方向に対して捩れて傾斜する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラであって、
前記インペラ（１００）は、略錐状のホイールハブ（１１）と、前記ホイールハブ（１１）の外周面に周方向に沿って間隔を置いて配置された複数の羽根（１２）と、を含み、
前記羽根は、入口端に位置する前縁面と、出口端に位置する後縁面と、を含み、前記羽根は、捩れた平板羽根であり、前記羽根の羽根後縁セクションは、円周方向に対して捩れて傾斜する、
ことを特徴とするインペラ。
【請求項２】
前記羽根後縁セクションは、前記インペラの回転方向（ｗ）に対して上流側に向かって捩れて傾斜する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記羽根後縁セクションが上流側に向かって捩れて傾斜する傾斜偏角δは、４０°以下である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインペラ。
【請求項４】
前記羽根後縁セクションの上流側面は、凹形面として形成され、且つ下流側面は、凸形面として形成され、前記凸形面の長さは、前記羽根の全長の５０％〜９０％を占める、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のインペラ。
【請求項５】
前記前縁面は、前記ホイールハブの中心軸線に対する傾斜平面であり、前記中心軸線に対する当該傾斜平面の角度は、γであり、且つ３０°≦γ≦９０°を満たす、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載のインペラ。
【請求項６】
前記羽根は、前記ホイールハブの外周面に接続され、前記前縁面から前記後縁面に延在している羽根ルート部と、前記前縁面の頂端から前記後縁面の頂端に延在している羽根頂面と、を含み、
前記前縁面から前記後縁面に延在する方向において、前記羽根頂面が前記羽根ルート部に対する高さは、徐々に減少する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載のインペラ。
【請求項７】
前記羽根ルート部の羽根ルートエッジ線は、前記前縁面の底端から前記後縁面の底端に延在する滑らかな曲線である、
ことを特徴とする請求項６に記載のインペラ。
【請求項８】
前記前縁面の高さｂ１と前記後縁面の高さｂ２は、５ｍｍ≦ｂ１≦９ｍｍと、２ｍｍ≦ｂ２≦５ｍｍをそれぞれ満たす、
ことを特徴とする請求項６に記載のインペラ。
【請求項９】
前記羽根の入口取付角は、β１であり、出口取付角は、β２であり、かつ３０°≦β１≦８０°と、４０°≦β２≦８０°を満たす、
ことを特徴とする請求項６に記載のインペラ。
【請求項１０】
前記ホイールハブの外周面において、一つの前記羽根の扇形分布領域の扇形角は、αであり、且つ５０°≦α≦１００°である、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか1項に記載のインペラ。
【請求項１１】
前記ホイールハブの外周面に周方向に沿って５〜１２個の前記羽根が等間隔に分布される、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか1項に記載のインペラ。
【請求項１２】
ファンであって、
前記ファンは、請求項１〜１１のいずれか1項に記載のインペラを含む、
ことを特徴とするファン。
【請求項１３】
モータであって、
前記モータは、請求項１〜１１のいずれか1項に記載のインペラを含む、
ことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラの分野に関し、より具体的には、インペラ及びそれを有するファン、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空掃除機では、電動機によってインペラを駆動して高速回転させて、密閉ハウジング内で負圧環境が形成され、塵埃などが集塵装置に吸い込まれることによって、清掃効果を達成する。その中、インペラは、真空掃除機の重要な部材であり、その性能は、ファンシステムの全体的な作業効率を直接に決定する。
【０００３】
しかし、従来技術における真空掃除機は、一般的にファンの体積が大きく、性能の低下という欠点が存在するため、インペラ構造の設計の最適化を継続的に行い、真空掃除機の動作の性能をさらに向上させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の上記の欠点又は不足について、本発明は、動作の性能を最適化して向上させることができるインペラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を実現するために、本発明は、インペラを提供し、前記インペラは、略錐状のホイールハブと、前記ホイールハブの外周面に周方向に沿って間隔を置いて配置された複数の羽根と、を含み、前記羽根は、入口端に位置する前縁面と、出口端に位置する後縁面と、を含み、前記羽根は、捩れた平板羽根であり、前記羽根の羽根後縁セクションは、円周方向に対して捩れて傾斜する。
【０００６】
好ましくは、前記羽根後縁セクションは、前記インペラの回転方向に対して上流側に向かって捩れて傾斜する。
【０００７】
好ましくは、前記羽根後縁セクションが上流側に向かって捩れて傾斜する傾斜偏角δは  、４０°以下である。
【０００８】
好ましくは、前記羽根後縁セクションの上流側面は、凹形面として形成され、且つ下流側面は、凸形面として形成され、前記凸形面の長さは、前記羽根の全長の５０％〜９０％を占める。
【０００９】
好ましくは、前記前縁面は、前記ホイールハブの中心軸線に対する傾斜平面であり、前記中心軸線に対する当該傾斜平面の角度は、γであり、且つ３０°≦γ≦９０°を満たす。
【００１０】
好ましくは、前記羽根は、前記ホイールハブの外周面に接続され、前記前縁面から前記後縁面に延在する羽根ルート部と、前記前縁面の頂端から前記後縁面の頂端に延在する羽根頂面と、を含み、前記前縁面から前記後縁面に延在する方向において、前記羽根頂面が前記羽根ルート部に対する高さは、徐々に減少する。
【００１１】
好ましくは、前記羽根ルート部の羽根ルートエッジ線は、前記前縁面の底端から前記後縁面の底端に延在する滑らかな曲線である。
【００１２】
好ましくは、前記前縁面の高さｂ１と前記後縁面の高さｂ２は、５ｍｍ≦ｂ１≦９ｍｍと、２ｍｍ≦ｂ２≦５ｍｍをそれぞれ満たす。
【００１３】
好ましくは、前記羽根の入口取付角は、β１であり、出口取付角は、β２であり、かつ３０°≦β１≦８０°と、４０°≦β２≦８０°を満たす。
【００１４】
好ましくは、前記ホイールハブの外周面において、一つの前記羽根の扇形分布領域の扇形角は、αであり、且つ５０°≦α≦１００°である。
【００１５】
好ましくは、前記ホイールハブの外周面に周方向に沿って５〜１２個の前記羽根が等間隔に分布される。
【００１６】
また、本発明は、それぞれ上記のインペラを含むファンとモータをさらに提供する。
【発明の効果】
【００１７】
上記の技術案により、本発明のインペラでは、羽根の形状に対して最適化な設計を行い、特に、後縁セクションでは、捩れた平板羽根の羽根後縁セクションがインペラ回転方向に対して上流側に向かって既定の角度を捩れて傾斜して、羽根後縁セクションの上流側面が、凹形面として形成されるようにすることによって、羽根の出口端の流体損失を有效的に低減し、インペラの有效作業範囲を拡大し、インペラの動作の性能を大きく向上させることができる。
【００１８】
本発明の他の特徴及び利点について、以下の具体的な実施形態の部分で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好ましい実施例に係るインペラの斜視図である。
【図２】図１のインペラの正面図である。
【図３】図１のインペラの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を合わせて本発明の具体的な実施方式に対して詳細に説明する。ここで、説明される具体的な実施方式は、本発明を説明及び解釈するだけに用いられ、本発明を限定するために用いられることではないと理解すべきである。
【００２１】
なお、矛盾しない場合、本発明における実施例及び実施例における特徴は、互いに組み合わせることができる。
【００２２】
本発明では、反対の説明がない限り、用いられる方位を示す用語は、通常に、「上」、「下」、「頂」、「底」は、図面に示される方向に関するものか、又は鉛直、垂直または重力方向に関する各部材の相互の位置関係を説明する用語である。
【００２３】
以下、図面を参照しながら、実施例を合わせて本願発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１〜図３に示されるように、本願発明は、略錐状のホイールハブ１１と、ホイールハブ１１の外周面に周方向に沿って間隔を置いて配置された複数の羽根１２とを含むインペラ１００を提供し、各羽根１２は、入口端に位置する前縁面１２１と出口端に位置する後縁面１２２とを含み、前記羽根１２は、捩れた平板羽根であり、前記羽根１２の羽根後縁セクションは、円周方向に対して捩れて傾斜する。
【００２５】
好ましくは、前記羽根後縁セクションは、前記インペラ１００の回転方向ｗに対して上流側２１に向かって捩れて傾斜する。なお、羽根後縁セクションは上流側２１に捩じられるものに限らず、同じインペラ１００に対して、図示される回転方向ｗの反対方向に回転することも可能であるが、効率が悪い。
【００２６】
羽根１２の後縁セクションが上流側２１に捩じられるため、流体を密着させてドレナージに有利であり、特に、捩じられた後の凹形面１２６は、流線形などである。つまり、平板羽根後縁をねじることによって、本発明のインペラ１００は、羽根１２の出口端の流体損失を有效的に低減させ、小流量でのインペラ１００の作業面積を拡大することができ、すなわち有效作業範囲を増加させ、インペラ１００の動作の性能を大きく向上させることができる。
【００２７】
具体的には、前記羽根１２の後縁セクションは、上流側２１に向かって捩れて傾斜するの傾斜偏角δが４０°以下であることが好ましい。すなわち、図２に示されるように、０≦δ≦４０°を満たす。例えば、δは、１５°、２５°、４０°などを取ることができ、具体的には実際の状況に応じて具体的に設定することができる。
【００２８】
図１を参照すると、羽根１２の後縁セクションが上流側２１に捩じられた後、羽根１２の後縁セクションの上流側面は、凹形面１２６として形成され、且つ下流側面は、凸形面１２５として形成される。その中、前記羽根１２の全長に占める前記凸形面の長さの割合は、５０％〜９０％であることが好ましい。具体的には、各羽根１２は、ホイールハブ１１の外周面において前縁面１２１から後縁面１２２に延在しており、後縁面１２２に近接する一部の羽根は、捩じれが生じた後、その上流側に位置する面は、凹形面１２６に形成され、且つ下流側に位置する面は、対応する凸形面１２５に形成され、凸形面１２５の長さは、羽根１２の全長の５０％〜９０％に制限される。羽根１２の当該流線形の設計は、羽根通路内の流体損失を低減させ、流体の流動特性を改善することによって、インペラ１００の動作の性能を向上させることに有利である。
【００２９】
具体的には、羽根１２の前縁面１２１は、略錐状の前記ホイールハブ１１の中心軸線に対する傾斜平面であり、前記中心軸線に対する当該傾斜平面の角度は、γであり、且つ３０°≦γ≦９０°を満たし、すなわち流体が各羽根１２の前縁面１２１から流入する時に傾斜方向から流入し、羽根１２の入口端の風量と風圧を有效的に制御し、入口端の流体損失を低減する。
【００３０】
羽根１２は、前記ホイールハブ１１の外周面に接続され、前記前縁面１２１から前記後縁面１２２に延在している羽根ルート部１２４と、前記前縁面１２１の頂端から前記後縁面１２２の頂端に延在している羽根頂面１２３と、を含み、前記前縁面１２１から前記後縁面１２２に延在する方向において、前記羽根頂面１２３が前記羽根ルート部１２４に対する高さは、徐々に減少する。具体的には、すなわち羽根１２の前縁面１２１の高さｂ１から前記後縁面１２２の高さｂ２までは、徐々に減少する。その中、好ましくは、それぞれ５ｍｍ≦ｂ１≦９ｍｍ、２ｍｍ≦ｂ２≦５ｍｍを満たす。言い換えれば、前記羽根ルート部１２４に対する各羽根１２の前縁面１２１の羽根頂面１２３の高さの値ｂ１は、最大であり、５ｍｍ≦ｂ１≦９ｍｍに制限され、前記羽根ルート部１２４に対する各羽根１２の後縁面１２１の羽根頂面１２３の高さの値ｂ２は、最小であり、２ｍｍ≦ｂ２≦５ｍｍに制限され、羽根１２の最大高さｂ１と最小高さｂ２との間の高さは、徐々に減少する。当該羽根の高さの設計及び制限によって、羽根１２の構造強度と動作の性能を確保することができるとともに、羽根１２の体積を低減することによって、全体のファンの重量を低減する。
【００３１】
流線形の設計を実現するために、前記羽根ルート部１２４の羽根ルートエッジ線は、好ましくは、前記前縁面１２１の底端から前記後縁面１２２の底端に延在する滑らかな曲線である。
【００３２】
また、図３に示すように、羽根１２の入口取付角は、β１であり、出口取付角は、β２であり、且つ３０°≦β１≦８０°と、４０°≦β２≦８０°とを満たす。具体的には、図１を合わせて示すように、羽根１２の羽根ルート部１２４の羽根ルートエッジ線は、羽根１２の側面とホイールハブ１１の外周面との交線であり、すなわち面と面の間の交差曲線であり、羽根１２の入口取付角は、羽根ルートエッジ線の最前縁点での第１の接線と第２の接線との間の角度である。前記第１の接線は、羽根ルートエッジ線の最前縁点が当該羽根ルートエッジ線に対する接線であり、前記第２の接線は、当該最前縁点が、当該最前縁点とホイールハブ１１の中心軸線との距離を半径とする円に対する接線である。同様に、出口取付角は、羽根ルートエッジ線の最後縁点での接線角度であり、すなわち最後縁点が、羽根ルートエッジ線に対する接線と、当該最後縁点が当該最後縁点とホイールハブ１１の中心軸線との距離を半径とする円に対する接線との間の角度β２である。
【００３３】
したがって、β１、β２を３０°≦β１≦８０°、４０°≦β２≦８０°に制限することによって、入口端及び出口端の流体損失をさらに低減することができる。
【００３４】
好ましくは、ホイールハブ１１の外周面において、一つの前記羽根の扇形分布領域の扇形角は、αであり、且つ５０°≦α≦１００°である。つまり、各羽根１２の最上流点とホイールハブの中心軸線との間の径方向の発散線と、最下流点とホイールハブの中心軸線との径方向の発散線、当該二つの径方向の発散線によって形成された連結線の角度が、αであり、すなわち各羽根１２がホイールハブ１１の外周面で周方向にって跨がる角度である。本実施例で言及する全てのインペラ１００は、その前記ホイールハブ１１の外周面に周方向に沿って５〜１２個の前記羽根１２が等間隔に分布される。
【００３５】
上記のインペラ１００の最適化された構造に基づいて、本発明は、上記のインペラ１００を含むファンをさらに提供する。当該インペラ１００を採用することによって、ファンの全体的な性能を向上させることができる。また、本発明は、上記のインペラ１００を含むモータをさらに提供し、当該インペラ１００を採用することによって、モータの全体的な性能を向上させることもできる。
【００３６】
以下は真空掃除機のテストを行った。その中、真空掃除機におけるファンは、異なるインペラを用いた。具体的には、表１に示されるのは、本発明のインペラをそれぞれ用いる実施例と、従来技術のインペラを用いる比較例との性能のテストのデータである。
【００３７】
その中、市販でよく見られるメイディ（美的）Ｓ３−Ｌ０４１Ｃ真空掃除機を用いる。本発明の実施例における真空掃除機は、図１〜図３に示されるインペラ構造を用い、具体的には、羽根は、捩れた平板羽根であり、且つ羽根後縁セクションは、回転方向ｗに対して上流側２１に向かって捩れて傾斜し、実施例１と実施例２における傾斜偏角δは、それぞれ２５°、３５°であり、羽根全長に占める凸形面１２５は、６０％であり、前縁面１２１の中心軸線に対する角度γは、６０°であり、前縁面の高さｂ１は、８ｍｍであり、後縁面の高さｂ２は、４ｍｍであり、入口取付角β１と、出口取付角β２は、いずれも６０°であり、各インペラに八つの羽根が取り付けられ、一つの羽根の扇形角αは、８５°である。比較例におけるインペラと本発明のインペラとの基本構造と、パラメータは、同じであり、異なる点とは、比較例におけるインペラは、平らな羽根である。
【００３８】
【表１】
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表におけるデータを比較して分かるように、本発明の構造を最適化されたインペラの風量、真空度、及び効率は、従来技術のインペラより著しく高い。
【００３９】
以上、図面を合わせて本発明の好適な実施方式を詳細に説明したが、本願発明は、上記の実施形態における具体的な詳細に限定されるものではなく、本発明の技術的発想の範囲内に、本発明の技術案に対して様々な簡単に変形することができ、これらの簡単な変形は、いずれも本発明の保護範囲に属するものである。
【００４０】
なお、上記の具体的な実施形態で説明する各具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合、任意の適切な形態によって組み合わせることができ、必要ではない重複を避けるために、本発明は、様々な可能な組み合わせの形態について別に説明しない。
【００４１】
また、本発明の様々な異なる実施形態の間で任意の組み合わせを行うことができ、本発明の精神に反しない限り、本発明によって開示される内容とみなされるべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１００      インペラ
１１        ホイールハブ
１２        羽根
１２１      前縁面
１２２      後縁面
１２３      羽根頂
１２４      羽根ルート
１２５      凸形面
１２６      凹形面
２１        上流
２２        下流
δ          傾斜偏角
γ          角度
ｂ１        前縁面の高さ
ｂ２        後縁面の高さ 
Ｗ          回転方向
β１          入口取付角
β２          出口取付角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2020518761.tif 000008
2020518761.tif 000009
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