CN111893933B - 背负式吹风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹风机以及包括该吹风机的吹风系统，包括：风扇；电机，连接至风扇并驱动风扇以转动轴线为轴转动；电源，用于为电机供电；壳体，形成有用于容纳风扇和电机的容纳空间；把手，连接或一体成型于壳体，把手包括供用户握持的握持部；壳体形成或连接有供气流流通的风管，风管设置有供气流流入的第一进风口和供气流流出的出风口，风管包括由弹性材料制成的弹性管，弹性管位于第一进风口和出风口之间；其中，风扇设置于弹性管和出风口之间。本发明能够提供一种吹风效率更高且结构更加紧凑轻便的吹风机以及包括该吹风机的吹风系统。

Description

背负式吹风机

技术领域

本发明涉及一种园林工具，具体涉及一种吹风机以及包括该吹风机的吹风系统。

背景技术

吹风机作为一种常用的花园类工具，能帮助用户清理花园中的残枝落叶、粉尘、积水等。根据用户的操作方式可将吹风机分为手持式吹风机和背负式吹风机，一般而言，背负式吹风机包括供用户背负的背负装置，以减轻用户的手持重量，但是由于背负装置的限制通常在风管上设有波纹管用于转向，转向时，波纹管发生折叠或者扭转，使得气流流通受阻，动压损失增大，从而导致出风量减少、吹风效率降低等问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种吹风效率更高且结构更加紧凑轻便的吹风机以及包括该吹风机的吹风系统。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种吹风机，包括：风扇；电机，连接至风扇并驱动风扇以转动轴线为轴转动；电源，用于为电机供电；壳体，形成有用于容纳风扇和电机的容纳空间；把手，连接或一体成型于壳体，把手包括供用户握持的握持部；壳体形成或连接有供气流流通的风管，风管设置有供气流流入的第一进风口和供气流流出的出风口，风管包括由弹性材料制成的弹性管，弹性管位于第一进风口和出风口之间；其中，风扇设置于弹性管和出风口之间。

进一步地，风扇和电机构成的整体的重心距离出风口的距离与风管的长度的比值大于等于0.35且小于等于0.75。

进一步地，在弹性管无弹性形变时风管基本沿第一直线延伸；握持部沿其延伸方向具有一个握持中点，握持中点基本位于握持部的延伸长度的中心位置；风扇和电机构成的整体的重心与握持中点所在的直线和第一直线构成的角度大于等于30度且小于等于150度。

进一步地，风扇和电机构成的整体的重心至握持中点的距离的沿第一直线方向的投影长度大于等于0且小于200 mm。

进一步地，风扇和电机构成的整体的重心和握持中点所在的直线基本垂直于第一直线。

进一步地，握持部所在平面竖直向上；风扇和电机基本位于握持部的下方。

进一步地，弹性管包括波纹管。

进一步地，风管还设置有供气流流入的第二进风口，第二进风口设置于弹性管和出风口之间，第二进风口包括进风方向基本垂直于第一直线的垂直进风口和/或进风方向基本平行于第一直线的平行进风口。

进一步地，风扇为轴流式风扇；风扇的叶尖直径小于等于82mm。

进一步地，吹风机还包括：背负装置，背负装置连接至壳体。

一种吹风系统，包括：吹风机；背负装置，用于供用户背负以操作吹风机，背负装置连接至吹风机；吹风机，包括：风扇；电机，连接至风扇并驱动风扇以转动轴线为轴转动；电源，用于为电机供电；壳体，形成有用于容纳风扇和电机的容纳空间；把手，连接或一体成型于壳体，把手包括供用户握持的握持部；壳体形成或连接有供气流流通的风管，风管设置有供气流流入的第一进风口和供气流流出的出风口，风管包括由弹性材料制成的弹性管，弹性管位于第一进风口和出风口之间；其中，风扇设置于弹性管和出风口之间。

本发明的有益之处在于：本发明采用了将风扇设置于弹性管之前且采用直径更小的风扇，使得吹风机以及包括该吹风机的吹风系统的吹风效率更高且结构更加紧凑轻便。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的吹风机的示意图；

图2是本发明的第一实施例的吹风机的主机的示意图；

图3是图2中的吹风机的主机的部分结构的剖视图；

图4是图2中的吹风机的主机的部分结构的剖视图；

图5是图1中的吹风机的部分结构的立体图；

图6是图1中的吹风机的电机、风扇以及部分壳体的爆炸图；

图7是图1中的吹风机的风扇的平面图；

图8是图1中的吹风机的风扇的另一角度的平面图；

图9是本发明的吹风机与对照吹风机的吹风效率对比图。

实施方式

图1、图2为本发明的第一实施例的吹风机100的示意图，其中，吹风机100具体为背负式吹风机，当然在其他实施例中吹风机100也可以是手持式吹风机或者一种吹风系统。吹风机100既可以是轴流式吹风机也可以是离心式吹风机，本实施例为轴流式吹风机。为方便说明，规定了如图2所示的前后方向和上下方向，吹风机100工作时，气流沿前后方向从后向前流通。

如图1至图3所示，吹风机100包括主机10、背负装置20以及电源30三大部分。主机10，用于产生气流；背负装置20，用于供用户背负以操作主机10，背负装置20活动或者固定连接至主机10；当背负装置20活动连接至主机10时，主机10可相对背负装置20转动。需要说明的是，背负装置20不仅仅限于穿戴至用户背部的装置，也可以是连接至用户的腰部、肘部或者其他部位的装置，背负装置20用于固定主机10以减轻用户握持的重量。电源30用于为主机10供电，本实施例中电源30为直流电源，具体为电池包，电源30安装至背负装置20。主机10包括风扇11、电机12、壳体。电机12连接至风扇11并驱动风扇11以转动轴线为轴转动，本实施例中，风扇11具体为轴流式风扇。壳体形成有用于容纳风扇11和电机12的容纳空间；壳体还形成或连接有供气流流通的风管131。需要说明的是，壳体可以为一个整体式壳体也可以包括多个分体式壳体，电机12和风扇11可以容纳至同一壳体或者不同的壳体中。主机10还包括把手14，把手14连接或一体成型于壳体，把手14包括供用户握持的握持部141，用户操作吹风机100时把手14朝上。

风管131设置有供气流流入的第一进风口11’和供气流流出的出风口13’，风管131包括由弹性材料制成的弹性管131c，弹性管131c位于第一进风口11’和出风口13’之间；其中，风扇11设置于弹性管131c和出风口13’之间，也即是说，风扇11相对于弹性管131c更加靠近出风口13’，弹性管131c相对于风扇11更加靠近第一进风口11’。第一进风口11’和出风口13’可以设置于风管131的任意位置，本实施例中，第一进风口11’和出风口13’分别设置于风管131的两端，事实上，风管131为两端开口的中空管，第一进风口11’和出风口13’分别为其两端的开口。当然，风管131可以为一体成型也可以由多段壳体连接而成。现有技术中，风扇11一般设置于第一进风口11’和弹性管131c之间，也即是说，风扇11相对于弹性管131c更加靠近第一进风口11’，而本发明中风扇11相对于弹性管131c更加靠近出风口13’，也即是说，我们将风扇11从弹性管131c的后端移动到前端，这在一定程度上减少了弹性管131c弯折时的气压损失，提高了吹风效率。具体分析如下：假设弹性管131c的弯折程度相同，本发明中风扇11安装在弹性管131c之前，吹风机100虽然进风过程中气流因为波纹管弯曲导致一定的气压损失，但是输出的高速气流损失更小；而风扇11安装在弹性管131c之后时，虽然进风损失较小，但是输出的高速气流受波纹管弯曲影响较大，相比之下，本发明的吹风机100的出风效率更高。

风扇11和电机12构成的整体的重心距离出风口13’的距离与风管131的长度的比值大于等于0.35且小于等于0.75，进一步地，风扇11和电机12构成的整体的重心距离出风口13’的距离与风管131的长度的比值大于等于0.45且小于等于0.65，本实施例中，风扇11和电机12构成的整体的重心距离出风口13’的距离与风管131的长度的比值约为0.54。符合该比例值的风扇11位置能够使得吹风机100的气压损失控制在一定范围内，且最终输出预期的风量以及风速，同时，也更加符合人机工程学，整机重量分布更加合理。需要说明的是，此时风管131的长度指的是弹性管131c处于自然长度时的风管131的长度，也即是弹性管131c无弹性形变时的初始长度，本实施例中，具体为波纹管，可以理解的，弹性管131c也可以是橡胶管等其他弹性材料制成的管道。

在弹性管131c无弹性形变时风管131基本沿第一直线101延伸，本发明中，第一直线101与风扇11的转动轴线平行。握持部141具体为把手14的供用户握持的部分，本发明中把手14握持部141具有一个握持中点O，握持中点O基本位于握持部141的延伸长度的中心位置，握持中点O大致位置如下：将握持部141投影至竖直平面，得到的平面图形的宽度方向的多个中点的连线的中点即为握持中点O；本实施例中，握持部141为不规则的立体形状，大致呈镰刀形；握持部141的延伸方向大致呈弧形，握持中点O大致位于其中弧线的中点。风扇11和电机12构成的整体的重心与握持中点所在的直线和第一直线101构成的角度大于等于30度且小于等于150度，进一步地，风扇11和电机12构成的整体的重心与握持中点所在的直线和第一直线101构成的角度大于等于60度且小于等于120度，优选90度。也是说，连接握持中点风扇11和电机12构成的整体的重心，得到的线段与第一直线101构成的角度大于等于30度且小于等于150度，进一步地，风扇11和电机12构成的整体的重心与握持中点所在的直线和第一直线101构成的角度大于等于60度且小于等于120度，优选90度。该角度设置确定了风扇11与电机12构成的整体相对于握持部141的相对位置，可以理解的，风扇11与电机12的重量一定时，当风扇11与电机12距离握持部141的握持中点越近，风扇11与电机12的重力的力臂就越短，用户握持时需要克服的力矩就越小。对于不同大小的吹风机100，风筒的长度不同，风扇11和电机12构成的整体的重心至握持中点的距离的具体长度也不同，对于一般的园林式吹风机100，风扇11和电机12构成的整体的重心至握持中点的距离的沿第一直线101方向的投影长度大于等于0且小于200mm，本实施例中，风扇11和电机12构成的整体的重心至握持中点的距离的沿第一直线101方向的投影长度约为110mm。

为保证用户操作方便，握持部141所在平面竖直向上，也即是说，忽略握持部141的厚度，用户操作吹风机100时，握持部141所在平面是竖直向上而不是倾斜的。前面已经提到，为保证用户握持时需要克服的力矩越小，风扇11和电机12构成的整体的重心与握持中点所在的直线和第一直线101构成的角度优选90度。也即是说，优选风扇11和电机12构成的整体的重心和握持中点所在的直线基本垂直于第一直线101。在此基础上，优选地，握持部141所在平面竖直向上，本实施例中，把手14所在平面竖直向上，风扇11和电机12基本位于握持部141的下方。

如图2至图4所示，风管131还设置有供气流流入的第二进风口12’，第二进风口12’设置于弹性管131c和出风口13’之间。本发明中，风扇11设置于弹性管131c前，当弹性管131c发生弯折时，进风量减少，最终输出的风量也受到影响。因此，我们在弹性管131c后的风管131上开设有第二进风口12’用于补偿损失的进风量。具体地，第二进风口12’包括进风方向基本垂直于第一直线101的垂直进风口和/或进风方向基本平行于第一直线101的平行进风口，本实施例中，第二进风口12’既包括垂直进风口也包括平行进风口。

具体地，壳体包括用于容纳和固定电机12与风扇11的函道壳体131d，电机12、风扇11与函道壳体131d形成的供气流流通的通道为函道。函道的一侧连接弹性管131c，另一侧连接出风管131f，在函道壳体131d的外侧还套设有外壳131e，外壳131e与函道壳体131d形成大约成环状的通道。外壳131e表面设置有多个垂直于第一直线101的垂直通孔，垂直通孔分布在风扇11附近，可沿第一直线101呈线状排列，也可以转动轴线为轴沿周向排列。本实施例中，多个垂直通孔沿第一直线101方向呈多条线状均匀分布在外壳131e的下方，与把手14的位置相对。如图3中箭头所示，风扇11转动时，气流A从垂直通过进入外壳131e与函道壳体131d形成的环形通道中，进一步流向函道壳体131d的进风口，在风扇11两端的压力差作用下，经过函道和出风管131f从出风口13’流出。外壳131e的靠近出风口13’的一端设置有开口，即平行进风口，如图3中箭头所示，气流B从该开口进入，进一步流向函道壳体131d的进风口，在风扇11两端的压力差作用下，经过函道和出风管131f从出风口13’流出。也即是说，从平行进风口和垂直进风口两处流进的气流均流向函道壳体131d的进风口，进一步经过函道和出风管131f从出风口13’流出。在风扇11设置于弹性管131c与出风口13’之间的基础上增设第二进风口12’，补偿了进风量，增大了最终的输出风量，进一步提升了吹风效率。

风管131的靠近第一进风口11’的一端设置有进风网131a，用于阻挡异物随气流进入风管131，同时保证用户操作吹风机100时的安全性。气流C从进风网131a进入，流经弹性管131c和函道，从出风口13’流出。第一进风口11’和弹性管131c之间还设置有进风管131b，进风管131b表面开设有多个进风孔，具体地，该进风孔为垂直于进风管131b表面的通孔，具体为腰形孔，优选地，多个进风孔沿周向均匀分布在进风管131b表面。气流D垂直大致沿径向方向进入风管131，进一步流经弹性管131c函道，从出风口13’流出。当弹性管131c不发生弯折时，气流A、B、C、D均沿风管131流动，从出风口13’流出；当弹性管131c发生弯折时，气流C、D受阻，主要有气流A、B发生流动，输出一定风量。

如图3至图6所示，风管131沿第一直线101从第一进风口11’至出风口13’依次包括进风管131b、弹性管131c、函道壳体131d、出风管131f。需要说明的是，函道壳体131d不直接连接至弹性管131c，函道壳体131d固定连接至外壳131e，外壳131e在轴向和弹性管131c通过连接件构成固定连接，因此气流既可以沿轴向从函道壳体131d的开口进入，也可以沿径向从函道壳体131d的开口进入。电机12的一端连接风扇11，另一端连接导风罩15，导风罩15呈锥状，用于引导气流流向。函道壳体131d内部还设置有用于容纳和固定电机12的电机壳体，电机壳体与函道壳体131d之间设置有导风筋用于引导风向。在其他实施例中，导风罩15可以省去，本实施例汇中可以将容纳电机12、风扇11以及导风罩15的壳体均认为是函道壳体131d。需要说明的是，函道壳体131d可以为一体式壳体也可以是由多个壳体连接而成的，本实施例中，电机12和风扇11基本容纳于同一段壳体中，导风罩15则容纳至另一段壳体中，两段壳体之间通过限位结构进行定位连接。函道壳体131d和出风管131f之间通过卡扣等连接件构成固定和/或可拆卸连接。函道壳体131d与外壳131e之间设置有定位筋进行定位，另外，函道壳体131d和外壳131e之间还通过螺钉等固定件进行固定。电机壳体、函道壳体131d以及外壳131e表面均设置有通线孔供电源30和电机12之间实现电连接。优选地，在螺钉孔和通线孔附近设置有加强筋。

另外，为减轻吹风机100的重量，本发明中的风扇11的尺寸较小，风扇11的包括叶轮112和叶片111，叶片111均匀分布至叶轮112四周，风扇11的叶尖直径d小于等于82mm，本实施例中风扇11的叶尖直径d约为82m。相应地，风扇11的叶尖直径d减少，我们缩小了风管131的径向尺寸使得吹风机100的整机结构更加轻量化，具体地，出风口13’的直径小于等于69mm，本实施例中，出风口13’的直径约为69mm。同时，为保证输出风量与风量，我们对风扇11自身的结构进行了优化，具体地，叶片111最大弦长L小于等于19mm，叶片111最大安装角γ大于等于67°且小于等于90°。如图7、图8所示，叶片111弦长为叶片111与直径介于风扇11叶轮112直径与叶尖直径之间的假想实体同轴相交的交线长度，此处假想实体结构与风扇11轮毂的结构相同，与风扇11轮毂只是大小不同。假想实体的直径不同，其与叶片111同轴相交得到的交线长度也不同，叶片111最大弦长L为多个交线长度的最大值，本实施例中叶片111最大弦长L为叶片111根部与轮毂表面的交线长度；叶尖直径d为风扇11的叶片111的距离风扇11中心最远处所在位置的直径。叶片111根部与叶轮112表面连接形成连接线，叶片111安装角为该连接线各点在垂直于叶轮112半径的平面内的切线和叶轮112表面上该点垂直于转动轴线的切线之间的锐角，叶片111最大安装角γ为叶片111安装角的最大值。

综上，我们在将风扇11设置于弹性管131c和出风口13’之间的基础上优化了风扇11的结构，如图9所示，本发明的吹风机100的吹风效率相比对照吹风机（风扇和电机设置于进风口和弹性管之间且风扇直径较大，风扇结构未经优化）得到了明显提升，图9中横坐标为弹性管的弯曲角度，纵坐标为吹风效率（输出功率与电机输入功率之比）。

本发明的第二实施例为包括第一实施例吹风机100的吹风系统，该吹风系统该包括用于安装吹风机100的安装装置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种背负式吹风机，包括主机、背负装置和电源，所述主机包括：

风扇；

电机，连接至所述风扇并驱动所述风扇以转动轴线为轴转动；

壳体，形成有用于容纳所述风扇和所述电机的容纳空间；

把手，连接或一体成型于所述壳体，所述把手包括供用户握持的握持部；

所述壳体形成或连接有供气流流通的风管，所述风管设置有供气流流入的第一进风口和供气流流出的出风口，所述风管包括由弹性材料制成的弹性管，所述弹性管位于所述第一进风口和所述出风口之间；其中，所述风扇设置于所述弹性管和所述出风口之间；

所述背负装置用于供用户背负以操作所述背负式吹风机，当所述背负装置活动连接至所述主机时，所述主机可相对所述背负装置转动；所述背负装置连接至所述壳体；

所述电源用于为所述电机供电。

2.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述风扇和所述电机构成的整体的重心距离所述出风口的距离与所述风管的长度的比值大于等于0.35且小于等于0.75。

3.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

在所述弹性管无弹性形变时所述风管基本沿第一直线延伸；

所述握持部沿其延伸方向具有一个握持中点，所述握持中点基本位于所述握持部的延伸长度的中心位置；

所述风扇和所述电机构成的整体的重心与所述握持中点所在的直线和所述第一直线构成的角度大于等于30度且小于等于150度。

4.根据权利要求3所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述风扇和所述电机构成的整体的重心至所述握持中点的距离的沿所述第一直线方向的投影长度大于等于0且小于200 mm。

5.根据权利要求3所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述风扇和所述电机构成的整体的重心和所述握持中点所在的直线基本垂直于所述第一直线。

6.根据权利要求5所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述握持部所在平面竖直向上；

所述风扇和所述电机基本位于所述握持部的下方。

7.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述弹性管包括波纹管。

8.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

在所述弹性管无弹性形变时所述风管基本沿第一直线延伸；

所述风管还设置有供气流流入的第二进风口，所述第二进风口设置于所述弹性管和所述出风口之间，所述第二进风口包括进风方向基本垂直于所述第一直线的垂直进风口和/或进风方向基本平行于所述第一直线的平行进风口。

9.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述风扇为轴流式风扇；所述风扇的叶尖直径小于等于82mm。

10.根据权利要求1所述的背负式吹风机，其特征在于：

所述电源安装至所述背负装置。