CN1497185A - 鼓风机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由一个内燃机(37)驱动的手动工作仪器的鼓风机构，带有一个离心鼓风机(1)，该离心鼓风机包括一个鼓风轮(5)和一个至少部分地包围该鼓风轮(5)的螺旋形鼓风机壳体(6)。在离心鼓风机(1)中在被输送气流(2)的区域设置一个排出口(3)用于导出从气流(2)分流出的用于内燃机的燃烧气流(4)。沿径向在鼓风轮(5)外面在气流(2)中设置一个轴向升高的、根据空气动力学形成的导流斜面(7)，其中排出口(3)布置在导流斜面(7)的下游。

Description

鼓风机构
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的鼓风机构，用于由一个内燃机驱动的手动工作仪器。
背景技术
由内燃机驱动的手动工作仪器如链锯、自由切片机、吸气/鼓风机等，公知的实施形式具有一个离心鼓风机用于冷却内燃机。这里，离心鼓风机包括一个鼓风轮和一个至少部分地包围鼓风轮的螺旋形鼓风机壳体。该鼓风轮安装在内燃机的曲轴上与曲轴同速旋转。利用鼓风轮与曲轴的同步旋转，鼓风轮也可以用来控制内燃机的一个点火设备。为此，一个伸到鼓风机壳体内部的点火线圈和一个固定在鼓风轮上的一同旋转的点火磁铁相互这样布置，使得在点火磁铁经过点火线圈时在预定时刻引起内燃机的点火。
已知这样一种工作仪器的鼓风机构实施形式，其中在离心鼓风机中在被输送气流的部位设置一个排出口用于导出从气流分流出的用于内燃机的燃烧气流。利用由于冷却气流的高速引起的全压头使被分流的燃烧气流以过压通过一根燃烧空气通道输入到气化器。
在工作仪器处于相应的环境条件下以此驱动方式工作时，尘粒等通过冷却鼓风机吸入并在冷却鼓风机内部与被输送的气流一起被输送。所谓的“预分离器”有各种不同的实施形式，其用于使被一起输送的颗粒远离用于燃烧气流的排出口。这种预分离器的效果与位置和流动情况有关，因此并不总能令人满意。通过排出口导出并与燃烧气流一起输入到气化器的尘粒会导致接在气化器前面的空气滤清器受到很高负荷，其结果引起经常性的滤清器更换，降低了这种工作仪器运行的经济性。排出口和预分离器在鼓风机中的布置也会对被输送的冷却气流产生不利影响，从而影响期望的冷却效率。此外，燃烧气流中的可达到的压力值也不总是让人满意。
发明内容
本发明的任务是提出一种鼓风机构，其中改善了燃烧气流的压力引出。
该任务是通过具有权利要求1所述特征的鼓风机构解决的。
为此建议，在这种鼓风机构中沿径向在鼓风轮外面在气流中设置一个轴向升高的根据空气动力学形成的导流斜面，其中排出口在导流斜面的下游。导流斜面使鼓风机输送的气流转向，从而气流含有轴向分量。此时，一起输送的尘粒的轨迹同样具有轴向分量。颗粒的转向一方面通过被偏转气流的导流作用实现，另一方面也可以使很多颗粒在导流斜面上反射，从而在弹回时同样具有轴向分量。由于尘粒的惯性比气流高，这种轴向速度分量至少部分地保持到导流斜面的下游。此处布置的用于燃烧气流的排出口挡住了气流，使气流经轴向偏转从而基本上与一起输送的尘粒分离。所建议的导流斜面结构和在其下游布置的排出口因此形成了有效的预分离系统，通过该预分离系统使净化的燃烧空气输入给内燃机。
根据空气动力学形成的导流斜面避免了鼓风机内的流动损失，由此其冷却效率不会受到影响。导流斜面下游可能出现小涡流导致排出口部位的全压头升高。燃烧气流可以以升高的压力值输入给气化器，从而可以提高内燃机的效率。
为了提高预分离器的效果，导流斜面和排出口最后沿径向布置在鼓风轮外周轮廓附近。在该部位，通过鼓风机壳体的螺旋形设计使由鼓风机输送的气流周向具有径向向外的分量。通过弯曲的轨迹曲线引起的离心力结合向外的速度分量还导致由导流斜面引起的轴向偏转，而且径向向外阻止一起输送的尘粒。排出口布置在径向内部使燃烧空气的排出具有更高的净化程度。
为了获得良好的空气动力学作用，导流斜面最好设计成沿径向大致从鼓风轮的外周轮廓延伸到鼓风机壳体的径向外周壁。因此避免了抑制偏转作用形成的边缘涡流。如果导流斜面具有沿流动方向首先凹进然后凸出的轮廓，将避免了流动的含有涡流的局部分层现象。凸轮廓导致气流尽可能无损失地转回到鼓风轮的旋转平面中，其中一起输送的尘粒由于其惯性至少部分地保留了其轴向速度分量。避免涡流形成除了减少流动损失外还阻止了从排出口分出的颗粒意外地转回来。
在一种优选的改进方案中，导流斜面作为伸入到鼓风机壳体内部的一个点火线圈的流动外罩而沿着流动方向紧挨着点火线圈前面布置。另外避免了由点火线圈引起涡流。结合接在前面的导流斜面，点火线圈由此形成一个空气动力学导流体，其加强了偏转作用同时避免了流动损失。这里导流斜面也用来保护点火线圈不受高速颗粒的碰撞。因此减少了点火设备的污染程度。
在优选的改进方案中，导流斜面沿着流动方向后接了一个下降的、使流动横截面扩大的第二导流斜面。鼓风机中的流动横截面必要时可以通过在点火组件部位径向扩大螺旋形而基本上不受影响。也可以在第一导流斜面之后使流动横截面再次扩大，以此避免流动损失。此外在该部位还有多种布置排出口的方案。例如可以将排出口这样布置在第二导流斜面处，使该导流斜面至少部分地被第一导流斜面遮盖，从而可以产生一定的屏蔽作用。为了在燃烧气流中达到高的压力，排出口最后沿着流动方向紧挨着点火线圈布置，使受第一导流斜面影响的流动横截面基本上重新回到原来的形状。狭小的流动横截面的喷嘴作用导致气流加速，从而使全压头升高，起到燃烧气流中理想的过压作用。在狭小的横截面部位提高的流动速度还导致作用于一起输送的尘粒上更高的离心力，这加强了该部位的分离效果。
这里最好是将从排出口到内燃机的燃烧空气通道轴向穿过鼓风机壳体的径向于转轴延伸的壁。另一种替代方案是，也可以使燃烧空气通道在鼓风机壳体的盖上继续延伸。在这两种情况下，燃烧空气通道都不会在冷却气流中形成流动阻碍。
一种优选的改进方案是，在排出口部位设置一个沿轴向升高的并顺着鼓风轮轮廓的反射壁以挡住鼓风轮，其中反射壁逆着流动方向至少部分地在点火线圈上方延伸。反射壁导致整个气流量增加，从而不仅冷却气流量而且燃烧空气量都增加了。另外反射壁不仅避免了尘粒直接从鼓风轮进入到排出口部位，而且避免了直接进入到围绕点火线圈的流动区域。这种狭小的从而加速的流动区域由于上述提高了的离心力而使净化程度也得以提高，其中避免了由于反射板在该区域的布置影响提高了的净化程度。为了提高所建议结构的效果，最好相对流动方向在第一导流斜面后面布置一个大致位于第一导流斜面高度上的大致水平的导流平面，该导流平面尤其位于点火线圈和第二导流斜面之间。这里，排出口被分成一个轴向延伸的垂直窗口和一个在导流平面上的水平窗口。在这种结构中实现了燃烧气流以高压排出，同时对冷却气流影响很小。同时具有很高的分离效果，几乎没有尘粒进入排出口中。
下面借助附图详细描述本发明。
附图说明
图1是一个工作仪器的局部剖面图，
图2是鼓风机构的主要零部件示意图，
图3是图2所示机构细节的立体示意图，其中导流斜面布置在一个点火线圈的两侧，
图4是图3所示机构细节的另一个立体图，其中带有一个水平的导流平面和一个垂直的反射壁，
图5是一个点火线圈和挨着该点火线圈带有排出口的分离器的视图，
图6是图5所示机构的另一个视图。
具体实施方式
图1示出了一个工作仪器33的局部剖面图，该工作仪器包括一个内部有一个内燃机37的壳体34和一个由该内燃机驱动的工具39。壳体上设有一个上部把手35和一个前把手36。在内燃机37前面是一个气化器。
图2示出了一个离心鼓风机1的主要零部件示意图，该离心鼓风机包括一个鼓风轮5和一个至少部分地包围鼓风轮5的螺旋形鼓风机壳体6。为清楚起见，对鼓风机壳体6只示出了一个敞开的半壳，该半壳构成一个位于鼓风轮5的平面内的端壁27和一个位于鼓风轮5的径向外部的螺旋形扩展的外周壁8。
鼓风轮5具有多个叶片19并绕转轴20可旋转地支承。通过鼓风轮5按箭头21所示方向的旋转，在离心鼓风机1中输送由箭头2所示的周向气流，其具有径向从内向外的分量，并在出口26吹出。所示鼓风机构是一个未详细示出的由内燃机驱动的手动工作仪器的一部分。这样一个工作仪器例如可以是链锯、自由切片机、吸气/鼓风机等。这里，气流2这样用于冷却内燃机。
一个点火线圈伸到鼓风机壳体6的内部，该点火线圈位于鼓风轮5周围附近。设置一个磁铁22固定在鼓风轮5上并与之一起旋转。在鼓风轮5与曲轴旋转同步地沿箭头21方向旋转时，磁铁22反复经过点火线圈11，从而在预定时刻使内燃机点火。在附图所示鼓风轮处也可以设置一个轻质材料轮。
图3示出了图2所示机构大致沿图1中箭头2 3所示方向看的立体图。所谓“水平”、“垂直”和“径向”是相对转轴20而言。这里，垂直方向是转轴20的方向，而水平方向垂直于转轴20在鼓风轮5的旋转平面内(图2)。
相对气流2的周向而言，一个导流斜面7作为伸入到鼓风机壳体内部的一个点火线圈的流动外罩而沿着流动方向紧挨着点火线圈前面布置。这里，导流斜面7在径向上位于鼓风轮5的外面(图2)，以根据空气动力学的成形在轴向上从端壁2 7升高(图2)，其中该导流斜面在方顶点处大致达到点火线圈11的高度。
导流斜面7在径向内侧通过一个内壁24，在径向外侧通过外周壁8限定。这里，内壁24紧挨着鼓风轮5的外面。因此导流斜面7沿径向大致从鼓风轮5的外周轮廓延伸到鼓风机壳体6的径向外周壁8。
导流斜面7和点火线圈11沿流动方向后接一个下降的、使点火线圈11处的流动横截面扩大的第二导流斜面12。在第一导流斜面和第二导流斜面7，12之间布置一个下面将详述的排出口3。
按照箭头2所示气流输送方向，气流沿着一种弯曲走向，带有一个由导流斜面7引起的轴向分量。在气流2中携带的尘粒沿着一种大致由箭头25所示的颗粒轨迹，该轨迹在径向上位于箭头2所示气流方向的外面，在垂直方向上位于其上方。
不用图示导流斜面7和径向上位于鼓风轮5外周轮廓附近的排出口3(图2)，也可以例如在出口26(图2)适当设计一种结构。
图4用立体图示出了图2所示机构的外部细节，其中通过螺旋形扩展的区域30示出了鼓风轮5外部的端壁27的走向(图2)，从而示出了气流2的径向宽度方向。紧挨着接在点火线圈11前面的第一导流斜面7沿流动方向首先具有一个凹进轮廓9，然后具有一个凸起轮廓10，其中凸起轮廓10大致水平地在点火线圈11的上平面31中延伸。相对流动方向而言在第一导流斜面7后面和点火线圈11的平面31后面是一个大致位于第一导流斜面7或者平面31的高度上的、基本水平的导流平面16，该导流平面在下游过渡到第二导流斜面12。导流平面16因此位于点火线圈11和第二导流斜面12之间。
排出口3在第一导流斜面7下游、在图示实施例中沿流动方向紧挨着点火线圈11后面布置。在第一导流斜面7和第二导流斜面12之间的区域中是一个相应于两个导流斜面7，12的轴向升高而变狭小的气流2流动横截面13。这里设置一个从排出口3到内燃机气化器的燃烧空气通道。
在相邻于鼓风轮5外周径向(图2)，在排出口3的部位设置一个沿轴向垂直升高的顺着鼓风轮5的外周轮廓的反射壁15以挡住鼓风轮5。反射壁15的前棱边28逆着气流2的方向大致伸出点火线圈11的一半。根据应用情况最好在点火线圈11的周向尺寸的0％到100％之间延伸。这样一个反射壁15的优点是能够提高整个气流量。
多条线25示出了计算出的颗粒轨迹，据此，只有很少一部分颗粒从气流2进到排出口3。
图5和6分别示出了图4所示机构的点火线圈和分离器的视图，其中可以看出排出口3部位的细节。排出口3用于导出从气流2(图2至4)分流出的燃烧气流4，该燃烧气流借助排出口3从气流2分流出并通过一个燃烧空气通道14输出，输送给内燃机的气化器。燃烧空气通道14的方向通过鼓风机壳体的一个径向壁引导，使燃烧空气从鼓风机壳体轴向导出。可替代的方案是也可以使燃烧空气通道通向一个鼓风机盖，并与盖上的一个相应的通道相连。
反射壁15以其前棱边28从排出口3向上游伸出一部分。排出口3位于水平导流平面16到垂直反射壁15的过渡区域。这里，排出口3被分成一个在轴向和周向延伸的垂直窗口17和一个在导流平面16的平面内的水平窗口18。排出口3此时相对于垂直窗口17在内侧通过弯曲的反射壁15限定，相对于水平窗口18向下通过一个弯曲斜面形状向后下方倾斜下降的底板限定。

Claims (10)

1.由一个内燃机(37)驱动的手动工作仪器的鼓风机构，带有一个离心鼓风机(1)，该离心鼓风机包括一个鼓风轮(5)和一个至少部分地包围该鼓风轮(5)的螺旋形鼓风机壳体(6)，其中，在离心鼓风机(1)中在被输送气流(2)的区域设置一个排出口(3)用于导出从气流(2)分流出的用于内燃机的燃烧气流(4)，其特征在于，沿径向在鼓风轮(5)外面在气流(2)中设置一个轴向升高的、根据空气动力学形成的导流斜面(7)，其中排出口(3)布置在导流斜面(7)的下游。
2.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，导流斜面(7)和排出口(3)在径向上挨着鼓风轮(5)的外周轮廓布置。
3.按照权利要求2所述的鼓风机构，其特征在于，导流斜面(7)在径向上大致从鼓风轮(5)的外周轮廓延伸到鼓风机壳体(6)的一个径向外周壁(8)。
4.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，导流斜面(7)沿着流动方向至少具有一个凹进轮廓接着有一个凸出轮廓(9，10)。
5.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，导流斜面(7)作为伸入到鼓风机壳体(6)内部的一个点火线圈(11)的流动外罩而沿着流动方向紧挨着点火线圈前面布置。
6.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，导流斜面(7)沿着流动方向后接了一个下降的、使流动横截面扩大的第二导流斜面(12)。
7.按照权利要求5所述的鼓风机构，其特征在于，排出口(3)沿着流动方向紧挨着线圈(11)后面布置，其流动横截面(13)相应于第一导流斜面(7)而变狭小。
8.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，设置一个从排出口(3)到内燃机(37)的一个气化器(38)的燃烧空气通道(14)，该通道由鼓风机壳体的一个径向壁引导或者与一个鼓风机盖中的通道相连。
9.按照权利要求5所述的鼓风机构，其特征在于，在排出口(3)的部位设置一个轴向升高的、顺着鼓风轮(5)外周轮廓的反射壁(15)以挡住鼓风轮(5)，其中反射板(15)逆着流动方向至少部分地在点火线圈(11)上方延伸。
10.按照权利要求1所述的鼓风机构，其特征在于，相对流动方向而言在第一导流斜面(7)后面布置一个大致位于第一导流斜面(7)的高度上的大致水平的导流平面(16)，该导流平面(16)位于点火线圈(11)和第二导流斜面(12)之间，其中排出口(3)被分成一个轴向延伸的垂直窗口(17)和一个在导流平面(16)内的水平窗口(18)。
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