[发明专利]一种小型吸尘器风轮风道系统的结构及其设计方法

说明书

本发明公开一种小型吸尘器风轮风道系统的结构及其设计方法。其结构包括蜗壳风道和风轮；所述蜗壳风道的底部中心设置有吸风柱，所述蜗壳风道的两侧各设置一个出风口；所述风轮设置在所述蜗壳风道内，该风轮置有吸风口，所述吸风口套置在所述吸风柱上；两个出风口的同向侧边连接有蜗壳曲线，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：式中，为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮半径系数，1.12≤δ≤1.17；R_fan为风轮的半径；α为张度，取值范围在0.0010≤α≤0.0016；0°≤θ≤180°。本发明能够满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。

技术领域

本发明涉及手持吸尘器技术领域，特别是指一种小型吸尘器风轮风道系统的结构及其设计方法。

背景技术

小型吸尘器有别于大型的吸尘器，其特点在于小巧轻便、充电式、可随身携带，应用场所也比较多样化，例如车内环境、办公环境、家庭环境等等。因此，要求小型吸尘器在产生足够吸力的前提下，具备较低的功率以保证电池的续航，并具备良好的噪音性能。

如图1所示，常规的小型吸尘器采用后向式离心风轮2’以及圆筒形的风道1’，该形式的风轮风道系统的特点是静压低，风量大，功率高，不利于将气流的动能转换为压力能，适合运用于低风压高风量的使用场合，却无法满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型吸尘器风轮风道系统的结构及其设计方法，能够满足高静压、低功率、高动能转化效率的使用需求。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种小型吸尘器风轮风道系统的结构，包括蜗壳风道和风轮；所述蜗壳风道的底部中心设置有吸风柱，所述蜗壳风道的两侧各设置一个出风口；所述风轮设置在所述蜗壳风道内，该风轮置有吸风口，所述吸风口套置在所述吸风柱上；两个出风口的同向侧边连接有蜗壳曲线，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：

式中，为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮半径系数，1.12≤δ≤1.17；R_fan为风轮的半径；α为张度，取值范围在0°≤θ≤180°。

所述吸风柱的内径D的取值范围为

所述蜗壳风道的保压间距上的取值范围为1mm≤L≤3mm，其中保压间距是指所述蜗壳风道的吸风柱嵌入所述风轮的吸风口的长度。

所述风轮设置有风叶，所述风叶的数量为3叶或叶。

一种小型吸尘器风轮风道系统的设计方法，包括蜗壳风道的设计：

在所述蜗壳风道的两侧各开设一个出风口，所述出风口的同向侧边采用蜗壳曲线进行连接，所述蜗壳曲线采用两条以所述风轮的旋转中心呈中心对称的渐开线，单条渐开线的公式为：

式中，为渐开线上的点到风轮圆心的距离；δ为风轮半径系数，1.12≤δ≤1.17；R_fan为风轮的半径；α为张度，取值范围在0°≤θ≤180°。

所述蜗壳风道的设计中，将所述蜗壳风道的吸风柱内径D的取值范围设定为

所述蜗壳风道的设计中，将所述蜗壳风道的保压间距上的取值范围设定为1mm≤L≤3mm，其中保压间距是指所述蜗壳风道的吸风柱嵌入所述风轮的吸风口的长度。

所述风轮的设计中，将所述风轮的风叶数量设定为3叶或叶。

采用上述技术方案后，本发明通过优化小型吸尘器的风轮风道系统的结构设计，采用渐开线的方式设定蜗壳风道的蜗壳曲线，并进行一系列的参数设计，使得小型吸尘器能够满足高静压、低功率、高动能转化效率、低噪音的使用需求。