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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Bläsergerät, welches zum Räumen oder Entfernen von Rechengut, wie Laub und Grasschnitt von verschiedenen Arbeitsflächen verwendet wird.
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2. Stand der Technik
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In der offengelegten japanischen Patentanmeldung
JP 2014 - 036 939 A ist ein Bläsergerät der Art offenbart, welche ein Gehäuse mit einem Lufteinlass- und einem Luftauslassende, einem zylindrischen Motorgehäuse, welches derart in dem Gehäuse eingebaut ist, dass es die Strömung von Luft durch es hindurch erlaubt, welche in das Lufteinlassende eingelassen und aus dem Luftauslassende nach außen ausgelassen wird, einen in dem Motorgehäuse montierten Elektromotor und einen Axialgebläseventilator enthält, welcher eine an einer Ausgangswelle des Motors befestigte Nabe und mehrere an der Nabe angebrachte Ventilatorblätter hat. Beim Gebrauch des Bläsergeräts bewirkt die Drehung des durch den Betrieb des Motors angetriebenen Axialgebläseventilators die Strömung von Luft, welche in das Lufteinlassende des Gehäuses eingelassen wird und aus einer Düse, die mit dem Auslassende gekoppelt ist, in Richtung Boden ausgelassen wird.
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Unter technischen Entwicklungen in den letzten Jahren ist ein Elektromotor mit hoher Ausgangsleistung (z.B. 21000 U/min (350 U/s) zur Verwendung bei einem Bläsergerät der oben beschriebenen Art geeignet. Verglichen mit einem Elektromotor mit niedriger Ausgangsleistung (z.B. 9000 U/min (150 U/s), wie er bei herkömmlichen Bläsergeräten verwendet wird, ist der Elektromotor mit hoher Ausgangsleistung zum Erhöhen des Volumens und der Geschwindigkeit des von der mit dem Auslassende des Gehäuses gekoppelten Düse ausgestoßenen Luftstroms, und somit zum Verbessern der Funktionsfähigkeit des Bläsergeräts geeignet. Bei der Verwendung des Bläsergeräts mit dem Elektromotor mit hoher Ausgangsleistung verursacht jedoch die Drehung des Axialgebläseventilators mit hoher Drehzahl Lärmbelästigung wie Hochfrequenz-Geräusche (z.B. 2000 Hz - 8000 Hz), welche für das Ohr der Bedienperson bei einer lange Zeit dauernden Säuberungsarbeit unangenehm sind.
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DE 20 2013 103 751 U1 offenbart ein tragbares Gebläse umfassend: einen Motor, einen Lüfter und ein Motorgehäuse, welches dazu ausgelegt ist, den Motor und den Lüfter zu lagern, wobei das Motorgehäuse umfasst: einen Außenzylinderabschnitt; einen Innenzylinderabschnitt, wobei der Motor im Inneren des Innenzylinderabschnitts positioniert ist; und Leitschaufel-Abschnitte, welche derart bereitgestellt sind, dass sie zwischen dem Außenzylinderabschnitt und dem Innenzylinderabschnitt überbrücken, und wobei das Motorgehäuse durch ein einstückiges Zusammenfassen eines ersten Teilbauelements und eines zweiten Teilbauelements erstellt ist. Der Lüfter ist an einem hinteren Endabschnitt der Ausgangswelle des Motors angebracht und umfasst zwölf Laufschaufeln.
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Daher besteht eine Aufgabe darin, ein Bläsergerät mit einem Elektromotor mit hoher Ausgangsleistung bereitzustellen, welches in der Lage ist, das Auftreten von für das Ohr der Bedienperson unangenehmen Hochfrequenz-Geräuschen bei der Drehung des Axialgebläseventilators mit hoher Drehzahl zu unterdrücken.
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Zum Lösen des Problems wurde festgestellt, dass das Hörgefühl bei Drehung des Axialgebläseventilators mit hoher Drehzahl durch eine Korrelation mit der Blattpassierfrequenz beeinflusst wird, welche aus dem Produkt der Anzahl von an der Nabe eines Axialgebläseventilators angebrachten Ventilatorblättern und der Rotationsfrequenz eines Elektromotors berechnet wird. Folglich ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein Bläsergerät anzugeben, welches ein Gehäuse mit einem Lufteinlassende und einem Luftauslassende, ein zylindrisches Motorgehäuse, welches derart in dem Gehäuse montiert ist, dass es eine Luftströmung durch es hindurch erlaubt, welche in das Lufteinlassende des Gehäuses eingelassen und aus dem Luftauslassende des Gehäuses nach außen ausgelassen wird, einen in dem Motorgehäuse montierten Elektromotor und einen Axialgebläseventilator enthält, welcher mehrere an einer von dem Elektromotor angetriebenen Drehantriebswelle angebrachte Ventilatorblätter hat, wobei die Anzahl Z von Ventilatorblättern des Axialgebläseventilators und die Nenndrehzahl n (r/s) der Drehantriebswelle unter maximaler Leistung im Normalbetrieb des Bläsergeräts so festgelegt sind, dass sie einer Korrelation Z · n ≤ 2000 (vorausgesetzt n > 160) genügen.
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Da bei dem Bläsergerät die Anzahl Z von Ventilatorblättern des Axialgebläseventilators und die Nenndrehzahl n (r/s) der Drehantriebswelle unter maximaler Last im Normalbetrieb des Bläsergeräts so festgelegt sind, dass sie einer Korrelation Z · n ≤ 2000 (vorausgesetzt n > 160) genügen, ist es in der Lage die Blattpassierfrequenz von Geräuschen, die beim Drehen des Axialgebläseventilators auftreten, unter 2000 Hz zu reduzieren, wobei der Axialgebläseventilator durch Hochdrehzahldrehung (höher als 160 U/min) des Elektromotors angetrieben wird, der mit einem herkömmlichen Elektromotor mit niedriger Ausgangsleistung (unter 160 U/min) getauscht ist. Somit kann beim Gebrauch des Bläsergeräts die Bedienperson Säuberungsarbeiten für eine lange Zeitdauer durchführen, ohne unangenehmen Geräuschen höher als 2000 Hz ausgesetzt zu sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen ist
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Bläsergeräts in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine vertikale Schnittansicht entlang einer Längsrichtung des in 1 gezeigten Bläsergeräts,
- 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Gehäuses des in 2 gezeigten Bläsergeräts;
- 4(a) eine Vorderansicht eines Axialgebläseventilators, von einer Achsrichtung aus betrachtet;
- 4(b) eine Seitenansicht eines Axialgebläseventilators, von einer Richtung quer zur Achsrichtung aus betrachtet; und
- 5 eine Tabelle, welche eine Blattpassierfrequenz von Geräuschen angibt, welche durch die Anzahl von Ventilatorblättern und eine Nenndrehzahl eines Elektromotors bei maximaler Leistung des Bläsergeräts verursacht werden.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bläsergeräts unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Das Bläsergerät 10 wird für Reinigungsarbeiten zum Entfernen von Rechengut, wie Laub und Grasschnitt von verschiedenen Arbeitsflächen verwendet. In einem unteren Abschnitt des Inneren eines Gehäuses 11 ist ein in Längsrichtung verlaufender Luftströmungskanal 12 ausgebildet. Das Gehäuse 11 ist an seinem hinteren Ende mit einer Lufteinlassöffnung 12a des Luftströmungskanals 12 und an seinem vorderen Ende mit einer Luftauslassöffnung 12b des Luftströmungskanals 12 ausgestattet. Die Lufteinlassöffnung 12a ist mit einer netzartigen Abdeckung 13 umschlossen, während die Luftauslassöffnung 12b mit einem Düsenrohr 14 zum Auslassen der Luft in Richtung Boden am vorderen Ende des Gehäuses gekoppelt ist.
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Wie in den 1 - 3 gezeigt, ist ein von der Hand einer Bedienperson zu ergreifender Handgriff 15 einstückig mit dem oberen Abschnitt des Gehäuses 11 ausgebildet. Der Handgriff 15 ist an seiner Unterseite mit einem Kippschalter 16 ausgestattet, der von einer Bedienperson zum Einschalten eines später zu beschreibenden Elektromotors 25 zu betätigen ist. Ein Paar Akkumulatoren 17, 17 zur Verwendung als Quelle elektrischer Energie des Elektromotors 25 ist abnehmbar an dem hinteren Abschnitt des Gehäuses 11 montiert. Eine Steuerschaltung 18 für den Elektromotor 25 ist an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 11 angeordnet.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist ein Motorgehäuse 20 an einem ungefähr mittleren Abschnitt des Luftströmungskanals 12 in Achsrichtung koaxial in dem Gehäuse 11 montiert. Das Motorgehäuse 20 hat einen zylindrischen äußeren Wandabschnitt 21, welcher durch Schwingungsisolationsringe 22 aus elastischem Material, wie z.B. Gummimaterial an einer inneren Wandfläche des Gehäuses 11 gehalten ist.
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Wie in 3 gezeigt, ist der zylindrische äußere Wandabschnitt 21 an seiner Innenfläche mit mehreren radial einwärts verlaufenden Leitschaufeln 23 ausgestattet. Ein zylindrischer innerer Wandabschnitt 24 ist durch Leitschaufeln 23 koaxial gehalten. Der Elektromotor 25 ist innerhalb des zylindrischen inneren Wandabschnitts 24 montiert. Bei dieser Ausführungsform ist die Nenndrehzahl der Drehantriebswelle 25a bzw. der Ausgangswelle 25a des Elektromotors 25 auf 367 (r/s) (22000 U/min) bei maximaler Ausgangsleistung im Normalbetrieb festgelegt. Der Elektromotor 25 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor der Art mit Innenläufer. Der Innenläufer des Permanentmagneten wird durch Energiezufuhr zu den Innenwicklungen eines Stators gedreht. Bei dem Elektromotor 25 wird die Energiezufuhr von den Akkumulatoren 17, 17 zu den Innenwicklungen durch ein von der Steuerschaltung 18 angelegtes Steuersignal geregelt, und der Innenläufer wird entsprechend der Variation des Magnetfelds unter Steuerung bzw. Regelung der Energiezufuhr zu den Innenwicklungen angetrieben.
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Die an dem Innenläufer des Elektromotors 25 befestigte Drehantriebswelle 25a bzw. Ausgangswelle 25a steht nach hinten aus dem zylindrischen inneren Wandabschnitt 24 vor, und die Nabe 26a des Axialgebläseventilators 26 ist an die Drehantriebswelle 25a bzw. die Ausgangswelle 25a montiert. Wie in 4 gezeigt, besteht der Axialgebläseventilator 26 aus drei Ventilatorblättern 26b (dynamisches Ventilatorblatt), die an in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Positionen von der Nabe 26a radial auswärts verlaufen. Der Außendurchmesser des Axialgebläseventilators 26 senkrecht zur Drehantriebswelle 25a bzw. Ausgangswelle 25a ist kleiner als die Länge des Motorgehäuses 20 in Achsrichtung. Ein durch die Drehung des von dem Elektromotor 25 angetriebenen Axialgebläseventilators 26 verursachter Luftstrom wird von der Lufteinlassöffnung 12a am hinteren Ende in den Luftströmungskanal 12 eingelassen und aus der Luftauslassöffnung 12b am vorderen Ende nach vorne ausgelassen.
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Beim Gebrauch des Bläsergeräts wird der Kippschalter 16 mit dem Finger der Hand der Bedienperson, welche den Handgriff 15 hält, betätigt, sodass der Elektromotor 25 durch die Zufuhr von Energie von den Akkumulatoren 17 eingeschaltet wird, um den Axialgebläseventilator 26 zu drehen. Somit wird der durch die Drehung des Axialgebläseventilators 26 verursachte Luftstrom von der Lufteinlassöffnung am hinteren Ende in den Luftströmungskanal 12 eingelassen und aus dem mit der Luftauslassöffnung 12b am vorderen Ende gekoppelten Düsenrohr 14 zum Boden hin ausgelassen, um Rechengut, wie Laub, Grasschnitt zu entfernen und verschiedene Flächen des Bodens zu reinigen.
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Beim Betrieb des Bläsergeräts hat sich herausgestellt, dass das Geräusch-Hörgefühl bei Drehung des Axialgebläseventilators 26 mit hoher Drehzahl durch die Korrelation mit der Blattpassierfrequenz beeinflusst wird, welche aus dem Produkt der Anzahl Z von Ventilatorblättern 26b des Axialgebläseventilators 26 und der Drehzahl der Ausgangswelle des Elektromotors berechnet wird. Ausgehend von dieser Erkenntnis werden die Anzahl Z der Ventilatorblätter des Axialgebläseventilators und die Nenndrehzahl n (U/s) der Ausgangswelle bei maximaler Leistung im Normalbetrieb des Bläsergeräts bewusst so festgelegt, dass sie der folgenden Korrelation genügen.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Nenndrehzahl n (U/s) des Elektromotors 25 bei maximaler Leistung im Normalbetrieb auf 367 (U/s) (22000 U/min) festgelegt, und der Axialgebläseventilator 26 ist mit den drei Ventilatorblättern ausgestattet, sodass die Frequenz von Geräuschen, die durch Drehung mit hoher Drehzahl verursacht werden, nicht über 2000 Hz unangenehmes Gefühl für das Ohr der Bedienperson ansteigt. Dies ist dafür geeignet, die Frequenz des durch die Drehung des Axialgebläseventilators 26 mit hoher Drehzahl erzeugten Geräuschs auf 1101 Hz zu beschränken. Selbst wenn der Axialgebläseventilator beim Gebrauch des Bläsergeräts 10 mit maximaler Motorleistung betrieben werden würde, würde die Bedienperson somit nicht von unangenehmen Geräuschen beeinträchtigt werden, die durch Drehung des Axialgebläseventilators 26 mit hoher Drehzahl verursacht werden.
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Bei einer praktischen Ausführungsform dieser Erfindung kann ein anderer Hochgeschwindigkeits-E-Motor gegen den Elektromotor 25 in dem Bläsergerät ausgetauscht werden. Bei einer solchen Verwendung des Hochgeschwindigkeits-E-Motors ist die Nenndrehzahl n (U/s) des ausgetauschten Elektromotors bei maximaler Leistung im Normalbetrieb vorzugsweise auf mehr als 160 (U/s) (9600 U/min) festgelegt. Bei der Verwendung des Elektromotors 25 ist ferner die Anzahl der Ventilatorblätter vorzugsweise wie in einer Tabelle der 5 aufgelistet entsprechend der Nenndrehzahl festgelegt. Mit einer solchen Anordnung der Anzahl von Ventilatorblättern, kann die Blattpassierfrequenz von Geräuschen, die durch die Drehung des Axialgebläseventilators mit hoher Drehzahl verursacht werden wie folgt unter 2000 Hz begrenzt werden.
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Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 200 (U/s) (12000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter des Axialgebläseventilators auf weniger als 10 Blätter festgelegt. Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 250 (U/s) (15000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter auf weniger als 8 Blätter festgelegt. Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 300 (U/s) (18000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter auf weniger als 6 Blätter festgelegt. Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 350 (U/s) (21000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter auf weniger als 5 Blätter festgelegt. Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 367 (U/s) (22000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter auf weniger als 5 Blätter festgelegt. Wenn die Nenndrehzahl des Elektromotors 400 (U/s) (24000 U/min) ist, ist die Anzahl der Ventilatorblätter auf weniger als 5 Blätter festgelegt.
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Bei einer praktischen Ausführungsform dieser Erfindung kann das Bläsergerät als ein Staubsammler der Art ausgebildet sein, die ein Gehäuse mit einem Lufteinlassende und einem Luftauslassende, ein Motorgehäuse, welches derart in dem Gehäuse montiert ist, dass es die Strömung von Luft durch es hindurch erlaubt, welche in das Lufteinlassende eingelassen und aus dem Luftauslassende ausgelassen wird, einen in dem Motorgehäuse montierten Elektromotor und einen Axialgebläseventilator enthält, welcher eine Nabe, die an einer von dem Elektromotor angetriebenen Ausgangwelle befestigt ist, und mehrere an der Nabe angebrachte Ventilatorblätter hat. Beim Gebrauch des Staubsammlers bewirkt die Drehung des von dem Elektromotor angetriebenen Axialgebläseventilators, eine Luftströmung welche Staub oder Rechengut auf dem Boden in eine mit dem Lufteinlass am vorderen Ende des Gehäuses gekoppelte Düse saugt, um in einem mit dem Luftauslass am hinteren Ende des Gehäuses gekoppelten Staubbeutel gesammelt zu werden. Bei dem Staubsammler ist die Korrelation der Nenndrehzahl des Elektromotors bei maximaler Leistung im Normalbetrieb und der Anzahl der Ventilatorblätter des Axialgebläseventilators im Wesentlichen die Gleiche wie bei dem Bläsergerät.
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Obwohl bei der vorstehenden Ausführungsform die Akkumulatoren zum Speisen des Elektromotors mit elektrischer Energie verwendet wurden, kann eine externe elektrische Energiequelle mittels einer Leitung an den Elektromotor angeschlossen sein.
