DE202014100752U1

DE202014100752U1 - Handgebläse

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Publication number: DE202014100752U1
Application number: DE202014100752.0U
Authority: DE
Original assignee: Chevron HK Ltd
Current assignee: Chevron HK Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2024-02-21
Also published as: US20180051429A1; CA2828567C; US20140230181A1; FR3002245B3; FR3002245A3; AU2014100157A4; GB2549370A; GB201702543D0; US10000900B2; GB2513230A; CA2828567A1; US10774487B2; GB201402819D0

Abstract

Ein Handgebläse, mit: einem Gehäuse, welches einen Lufteinlass und eine Kanalbaueinheit umfasst, wobei die Kanalbaueinheit einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator umfasst; einem auf dem Gehäuse befestigten Akku zur Energieversorgung des Motors; einem Griff mit einem Griffteil; und einem durch die Kanalbaueinheit mit dem Gehäuse verbundenen Blasrohr, wobei das Blasrohr eine Mittelachse definiert und entlang der Richtung der Mittelachse eine Fläche eines fließenden Querschnitts eines Luftkanals an einem hinteren Ende des Ventilators benachbart zu dem Lufteinlass größer ist als die eines fließenden Querschnitts eines Luftauslasses des Blasrohrs und wobei ein Durchflussbereich zwischen einer Innenwand des Gehäuses und einer Nabe des Ventilators gebildet wird und ein Verhältnis zwischen einer Fläche eines Strömungsquerschnitt des Luftaustritts des Blasrohrs und einer Fläche eines Strömungsquerschnitt des Durchflussbereichs an der Position des Ventilators größer als oder gleich 0,8 ist.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGSINFORMATIONEN
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte von CN 201310054133.2 , eingereicht am 20. Februar 2013, CN 201310108035.2 , eingereicht am 29. März 2013, CN 201310109907.7 , eingereicht am 29. März 2013 und CN 201310109908.1 , eingereicht am 29. März 2013, deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen sind.
BEREICH DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf elektrische Gartenwerkzeuge und insbesondere auf ein Handgebläse.
HINTERGRUND
Ein Gartenhandgebläse ist vor allem auf zwei Arten, und zwar durch die Verwendung eines externen Netzteils oder eines Akkusatzes mit Strom versorgt. Wenn eine externe Stromversorgung verwendet wird, kann die Maschine nur in Anwendungen mit einer Stromschnittstelle, die das Anwendungsspektrum des Handgebläses stark begrenzt, verwendet werden. Durch die Verwendung eines Akkusatzes kann dieses Problem gelöst werden, im Fall des Akkusatzes ist das Gewicht und die Größe des Akkusatzes in der Regel groß, um eine ausreichend große Kapazität gewährleisten zu können. Wenn die Kapazität des Akkusatzes erhöht wird, wird das gesamte Gewicht des Handgebläses auch erhöht und der Bedienkomfort der Vorrichtung entsprechend verringert. Darüber hinaus ist die Anordnung der Teile der meisten Handgebläse unvernünftig, was einen unflexiblen Betrieb verursacht und der Bediener muss zusätzlich Kraft ausüben, um die Auslenkung des Handgebläses im Betrieb zu überwinden, was eine Ermüdung des Bedieners nach längerem Betrieb verursachen kann.
Da bei einigen Handgebläsen die Luft durch den Motor passieren muss, können die Leitungsdrähte des Motors auf zwei Arten befestigt werden. In einer Weise sind die Drähte dem Luftstrom direkt ausgesetzt, wodurch eine geringe Zuverlässigkeit gegeben ist, da die Luft die Drähte während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs herauslösen kann, wodurch der Motor nicht eingeschaltet werden kann. In der anderen Weise wird eine Fixierung für die Installation der Drähte in dem Kanal angeordnet, was die Fixierung und Sicherung der Drähte erleichtern kann. Jedoch werden aufgrund der hinzugefügten Elemente einerseits die Kosten erhöht und andererseits wird auch der Luftwiderstand erhöht, wodurch die Blaseffizienz der gesamten Maschine reduziert wird.
Gartenhandgebläse werden hauptsächlich verwendet, um Laub und kleinen Müll auf dem Boden wegzublasen. Um viele der gefallenen Blätter auf dem Boden und etwas schwereren Müll wegzublasen, werden die Gebläse in der Regel bei maximaler Geschwindigkeit gestartet. Allerdings müssen die meisten der derzeitigen Gartenhandgebläse mit zwei Händen zur Steuerung der Elemente betrieben werden, um bei maximaler Geschwindigkeit zu rotieren, so wie auch die Boosttaste für einen kontinuierlichen Betrieb für längere Zeit gedrückt werden muss, wodurch der Betrieb unbequem ist und der Bediener bei längerer Betriebszeit ermüden kann.
Des Weiteren ist durch Experimente bewiesen worden, dass das Gebläse einen relativ hohen Luftdurchsatz benötigt, um reichlich gefallene Blätter auf dem Boden oder etwas schwereren Müll wegzublasen. Da die derzeit auf dem Markt befindlichen DC Handgebläse mit einem am Gehäuse montierten Akku eine geringe Akkukapazität und Design-Einschränkungen aufweisen, ist die Blaseffizienz des gesamten Gebläses relativ gering. Die Luftströmungsrate des Gebläses ist relativ klein und die Betriebszeit ist sehr kurz, weshalb die Anforderungen des Bedieners nicht erfüllt werden können.
ZUSAMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein Handgebläse mit verbessertem Luftdurchgangsdesign und hoher Effizienz beschrieben.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst ein exemplarisches Handgebläse ein Gehäuse, welches einen Lufteinlass und eine Kanalbaueinheit umfasst, die Kanalbaueinheit umfasst einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator, einen an dem Gehäuse befestigten Akku, einen Griff und ein durch die Kanalbaueinheit am Gehäuse befestigtes Blasrohr, wobei das Blasrohr eine Mittelachse definiert. Entlang der Richtung der Mittelachse ist die Fläche eines fließenden Querschnitts eines Luftkanals an einem hinteren Ende des Ventilators benachbart zu dem Lufteinlass größer, als der eines fließenden Querschnitts eines Luftauslasses des Blasrohrs. Ein Durchflussbereich wird zwischen einer Innenwand des Gehäuses und einer Nabe des Ventilators gebildet und das Verhältnis zwischen der Fläche des Strömungsquerschnitts des Luftaustritts des Blasrohrs und der Fläche des Strömungsquerschnitts des Durchflussbereichs an der Position des Ventilators ist größer als oder gleich 0,8.
Das beschriebene Handgebläse hat auch eine lange Betriebszeit und einen großen Luftdurchsatz.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst ein exemplarisches Handgebläse ein Gehäuse, welches einen Lufteinlasskanal und eine Kanalbaueinheit umfasst, die Kanalbaueinheit umfasst einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator, ein durch die Kanalbaueinheit am Gehäuse befestigtes Blasrohr und einen an dem Gehäuse befestigten Akku, wobei der Akku des Handgebläses eine größere Kapazität als 170 Wh besitzt.
Das beschriebene Handgebläse hat auch verbesserte Parameter des Axialgebläses und einen größeren Luftdurchsatz.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst ein exemplarisches Handgebläse ein Gehäuse, welches einen Lufteinlasskanal und eine Kanalbaueinheit umfasst, die Kanalbaueinheit umfasst einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator und der Ventilator ist mit dem Motor verbunden, ein Blasrohr ist durch die Kanalbaueinheit am Gehäuse befestigt und ein Akku ist an dem Gehäuse befestigt, wobei der Ventilator ein Axialgebläse mit einem Außendurchmesser im Bereich von 85 mm bis 140 mm ist.
Das Handgebläse definiert eine Mittelachse des Blasrohrs und entlang der Richtung der Mittelachse ist die Fläche des Strömungsquerschnitts des Luftdurchgangs an dem hinteren Ende des Ventilators benachbart zu dem Lufteinlass größer als die des Strömungsquerschnitt an dem Luftauslass des Blasrohrs. Eine solche Anordnung kann die Strömungscharakteristik des Luftstroms effektiv verbessern und die Blaseffizienz effizient erhöhen. Zusätzlich ist das Verhältnis zwischen der Fläche des fließenden Querschnitts des Luftaustritts des Blasrohrs und der Fläche des Strömungsquerschnitts des Durchflussbereichs an der Position des Ventilators größer oder gleich 0,8, was den Luftwiderstand, verursacht durch die Luftströmung, und den Luftströmungsverlust an der Wand des Luftkanals als auch den Verlust des Hochgeschwindigkeitsluftstroms in dem Blasrohr effektiv reduziert, wodurch die Blaseffizienz der gesamten Maschine erhöht werden kann.
Der Akku des Handgebläses hat eine Kapazität, die größer als 170 Wh ist, was genügend Leistung für das Gebläse liefern kann, wodurch die Arbeitszeit erhöht, der Luftdurchsatz erhöht und die Anzahl der Wechselvorgänge des Akkus reduziert werden kann, und der Betrieb bequemer ist.
Das Handgebläse benutzt einen Axialventilator mit einem Außendurchmesser im Bereich von 85 mm bis 140 mm. Eine solche Anordnung ermöglicht dem Gebläse einen hohen Luftdurchsatz, ausreichend um viele auf den Boden gefallene Blätter oder relativ schweren Müll wegzublasen und erfüllt damit die Anforderungen des Benutzers.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische schematische Ansicht eines beispielhaften Handgebläses, konstruiert entsprechend der folgenden Beschreibung;
2 ist eine Vorderansicht des Handgebläses von 1 mit abgenommenem Gehäuse;
3 ist eine Vorderansicht des Handgebläses von 1;
4 ist eine Draufsicht des Handgebläses von 1;
5 ist eine schematische Ansicht, die die Verbindung zwischen dem Lufteinlasskasten und der Kanalbaueinheit des Handgebläses von 1 zeigt;
6 ist eine schematische Ansicht des Griffs des Handgebläses von 1;
7 ist eine Schnittansicht der Kanalbaueinheit des Handgebläses von 1;
8 ist eine perspektivische Ansicht der Kanalbaueinheit des Handgebläses von 1 mit einem entfernten Teil des Kanals und des Verbindungsrohrs; und
9 zeigt den Verlauf des funktionalen Zusammenhangs zwischen dem Außendurchmesser der Schaufel des Ventilators und der Blaseffizienz des Handgebläses von 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um den technischen Inhalt der vorliegenden Erfindung besser zu verstehen, werden die folgenden bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
Mit Bezug auf 1 und 2 umfasst das Handgebläse 10 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 11, einen Lufteinlasskasten 12, einen Griff 13, eine Kontrolleinheit 14, einen Akku 15, eine Kanalbaueinheit 17 und ein Blasrohr 19. Der Akku 15 und die Kanalbaueinheit 17 befinden sich an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 11 und der Griff 13 ist am Gehäuse 11 angeordnet. Das Gehäuse 11 ist durch die Kanalbaueinheit 17 mit dem Blasrohr 19 verbunden und der Lufteinlasskasten 12 befindet sich in dem Gehäuse 11.
Mit Bezug auf 2 und 3 umfasst das Gehäuse 11 eine Aufnahmekammer 110, einen Befestigungsteil 111, einen Hauptlufteinlass 112, einen zweiten Lufteinlass 113, einen Seitenlufteinlass 114 und einen Umlenkteil 115. Die Aufnahmekammer 110 ist in dem Gehäuse 11 ausgebildet, der Lufteinlasskasten 12 ist in der Aufnahmekammer 110 befestigt und ein Ende der Kanalbaueinheit 17 ist fest im Befestigungsteil 111 befestigt. Der Hauptlufteinlass 112 und der zweite Lufteinlass 113 sind am Boden des Gehäuses 11 angeordnet und der Seitenlufteinlass 114 befindet sich an einer Seitenwand des Gehäuses 11. Der Luftstrom tritt vom Hauptlufteinlass 112 oder dem zweiten Lufteinlass 113 ein und wird durch den Umlenkteil 115 in die Kanalbaueinheit 17 des Befestigungsteils 111 gelenkt. Der Seitenlufteinlass 114 kann den Eintritt des Luftstroms erleichtern und einen guten Einlasseffekt des Luftstroms erhalten. Es sei darauf hingewiesen, dass der Seitenlufteinlass 114 auch weggelassen werden kann.
Mit Bezug auf 5 umfasst der Lufteinlasskasten 12 einen unteren Lufteinlassteil 120, einen hinteren Lufteinlassteil 121, einen Seitenlufteinlassteil 122 und einen Luftauslass 123. Der untere Lufteinlassteil 120 und der hintere Lufteinlassteil 121 sind jeweils als Gitterstruktur geformt und der hintere Lufteinlassteil 121 ist als eine Rampenstruktur, entsprechend des Umlenkteils 115 des Gehäuses 11 geformt. Der Luftauslass 123 des Lufteinlasskastens 12 ist mit einem Lufteinlassende der Kanalbaueinheit 17 verbunden. Somit können der Lufteinlasskasten 12 und die Kanalbaueinheit 17 eine unabhängige Arbeitseinheit 18 bilden und der untere Lufteinlassteil 120, der hintere Lufteinlassteil 121 und der Seitenlufteinlassteil 122 des Lufteinlasskastens 12 bilden entsprechend eine Vielzahl von Strömungsdurchgängen mit dem Luftauslass 123 aus. So lange die unabhängige Arbeitseinheit 18 zur Formung von Strömungsdurchgängen im Gehäuse befestigt wird, kann die Maschine eine Blasfunktion bewirken, egal wie sich das Gehäuse 11 verändert. Auf diese Weise kann die Form des Handgebläses schnell, ohne Änderung der inneren Arbeitseinheiten geändert werden. In der dargestellten Ausführungsform definieren der Hauptlufteinlass 112 des Gehäuses 11, der untere Lufteinlassteil 120 und der Luftauslass 123 des Lufteinlasskastens 12 einen ersten Strömungsdurchgang, der zweite Lufteinlass 113 des Gehäuses 11, der hintere Lufteinlassteil 121 und der Luftauslass 123 des Lufteinlasskastens 12 definieren zusammen einen zweiten Strömungsdurchgang und der Seitenlufteinlass 114 des Gehäuses 11, der Seitenlufteinlassteil 122 und der Luftauslass 123 des Lufteinlasskastens 12 definieren zusammen einen dritten Strömungsdurchgang.
Mit Bezug auf 1, 2, 4 und 6, ist der Griff 13 zur Handhabung des Handgebläses 10 auf dem Umlenkteil 115 des Gehäuses 11 angebracht und befindet sich über dem Gehäuse 11 und dem Akku 15. Der Griff 13 umfasst einen Griffteil 130, einen Akkubefestigungsteil 131 und eine Schnelljustiereinheit 132, wobei der Griffteil 130 zwischen dem Akkubefestigungsteil 131 und der Schnelljustiereinheit 132 angeordnet ist.
In der dargestellten Ausführungsform, ist eine Mittelachse L1 des Blasrohrs 19 in Längsrichtung definiert. Der Masseschwerpunkt G des gesamten Gebläses befindet sich in einer Ebene P1 und die Ebene P1 ist im Wesentlichen senkrecht zum Arbeitsgrund P2 und parallel zur Mittelachse L1. Das Gehäuse 11, der Akku 15, die Kanalbaueinheit 17 und das Blasrohr 19 sind im Wesentlichen auf derselben Linie angeordnet und der Griffteil 130 des Griffs 13 ist an den gegenüberliegenden Seiten der Ebene P1 angeordnet. Vorzugsweise ist der Griffteil 130 des Griffs 13 symmetrisch an den gegenüberliegenden Seiten der Ebene P1 angeordnet. So hat die Maschine eine kompakte Struktur und der Schwerpunkt ist nahe des Griffteils, was die benötigte Kraft zur Überwindung der Ablenkung während des Betriebs des Handgebläses reduziert, der Bedienkomfort wird erhöht und die Ermüdung bei langem Betrieb wird vermindert. Es sollte angemerkt werden, dass der Akku auch über oder unter dem Gehäuse 11 angeordnet werden kann. Das Gehäuse 11, die Kanalbaueinheit 17 und das Blasrohr 19 sind im Wesentlichen entlang derselben Linie angeordnet. Der Griffteil 130 des Griffs 13 ist an den gegenüberliegenden Seiten der Ebene, in welcher sich der Schwerpunkt befindet, angeordnet. Die Ebene ist parallel zu der Achse des Blasrohrs 19 und im Wesentlichen senkrecht zum Arbeitsgrund P2, welcher als horizontale Ebene definiert ist.
Die Kontrolleinheit 14 wird benutzt, um das An- und Ausschalten und die Rotationsgeschwindigkeit des Handgebläses zu regeln. Die Kontrolleinheit 14 umfasst einen Auslöser 140 zur Steuerung des An- und Ausschaltens des Handgebläses, einen Sicherungsknopf 141 um ein versehentliches Starten des Handgebläses zu vermeiden, einen Boostknopf 142 zum Ansteuern der maximalen Geschwindigkeit des Handgebläses und einen Geschwindigkeitsregelknopf 143 zur Ansteuerung der Drehgeschwindigkeit des Motors 172 des Handgebläses. Der Geschwindigkeitsregelknopf 143 befindet sich auf dem Geschwindigkeitsregelteil 132. Aus Gründen der Bequemlichkeit sind der Auslöser 140, der Sicherungsknopf 141 und der Boostknopf 142 an dem Griffteil 130 angeordnet. Mit dieser Anordnung kann der Benutzer den Auslöser 140 drücken, während er den Boostknopf 142 mit seinem Daumen drückt. Zusätzlich kann der Benutzer, wenn die Maschine bei maximaler Leistung für einen längeren Zeitraum laufen soll, den Boostknopf 142 und den Sicherungsknopf 141 gleichzeitig mit seiner Handfläche drücken, während er den Griffteil 130 hält und er kann mit den Fingern den Auslöser 140 drücken. Auf diese Weise kann das Handgebläse durch einhändige Bedienung gestartet und auf maximaler Leistung gehalten werden, was das Ermüden der Hand während des Betriebs reduziert und die Handhabung komfortabler macht. Der Sicherungsknopf 141 ist eine Assistenzschaltereinheit um den Versehentlichen Start des Handgebläses zu verhindern. Es versteht sich, dass der Sicherungsknopf 141 auch weggelassen werden kann und der Benutzer nur den Auslöser 140 und den Boostknopf 142 benutzen kann, um das Handgebläse zu starten und einen Dauerbetrieb aufrechterhalten kann.
Der Akku 15 wird an dem Gehäuse 11 durch den Akkubefestigungsteil 131 fixiert und versorgt das Handgebläse mit Strom. Das Gehäuse 11 ist mit einem Ausstoßkopf 116 für den Akku 15 und einer Akkubefestigungsbasis versehen. Der Ausstoßkopf 116 ist mit einer Feder 117 verbunden und kann sich relativ zum Gehäuse drehen. Wenn der Akku 15 an das Gehäuse 11 gebaut wird, drückt das vordere Ende des Akkus 15 den Ausstoßkopf 116, welcher sich dadurch gegen die Federkraft der Feder 117 dreht und in eine vorbestimmte Position gelenkt wird. Wenn der Akku 15 abgenommen wird, drückt der Ausstoßkopf 116 den Akku 15 durch die Aktion der Feder 117 in Demontagerichtung.
Der Akkubefestigungsteil 131 ist mit einer Akkuverriegelung 1311 versehen, um den Akku 15 am Gehäuse 11 zu sichern. Die Akkuverriegelung 1311 ist weiter mit einem damit verbundenen Ausrastknopf 1312 versehen. Durch Drücken des Ausrastknopfs 1312, wird die Akkuverriegelung vom Akku 15 gelöst und der Akku kann daraufhin bequem durch die Aktion des Ausstoßkopfes 116 entfernt werden. Sicherlich kann die Akkuverriegelung 131 auch am Gehäuse 11 angeordnet werden, solange sie den Akku 15 auf der Akkumontagebasis des Gehäuses 11 verriegelt, wenn der Akku 15 montiert wird.
Mit Bezug auf 7 und 8, umfasst die Kanalbaueinheit 17 ein mit dem Blasrohr 19 verbundenes Verbindungsrohr 170, einen mit dem Gehäuse 11 verbunden Kanal 171, einen Motor 172 und ein Ventilator 173. Der Motor 172 ist mit dem Auslöser 140 der Kontrolleinheit 14 durch Kabel verbunden und das Verbindungsrohr 170 ist mit dem Kanal 171 verriegelt. Ein Stützring 174 zur Aufnahme des Motors 172 ist in dem Verbindungsrohr 170 und dem Kanal 171 angeordnet. Der Motor 172 ist auf dem Stützring 174 montiert und der Ventilator 173 ist mit der Ausgangswelle des Motors 172 verbunden. Eine Vielzahl radial angeordneter Luftführungsrippen 175 ist integral in dem Verbindungsrohr 170 und dem Kanal 171 ausgebildet. Ein Ende jeder Luftführungsrippe 175 ist mit der Innenseite des Verbindungsrohrs 170 oder des Kanals 171 verbunden und das andere Ende ist mit dem Stützring 174 verbunden, wobei zumindest eine Luftführungsrippe 175 mit einem Durchgang 176 für die Kabel des Motors 172 versehen ist. Diese Anordnung kann nicht nur die Zuverlässigkeit der Positionierung der Drähte erhöhen und den Luftwiderstand reduzieren, sondern auch den Bedarf an zusätzlichen Teilen vermeiden, wodurch die Drähte einfach und zuverlässig während der Montage befestigt werden können. Es versteht sich, dass bei ausreichender Länge des Kanals 171 das Verbindungsrohr weggelassen werden kann und der Stützring 174 und die Luftführungsrippen 175 direkt am Kanal 171 angeordnet werden können. Der Kanal 171 hat einen Lufteinlassteil 1711 welcher als Lippenkantenstruktur ausgebildet ist, um die Führung der Luft zu erleichtern, um das Geräusch am Lufteinlassteil 1711 des Kanals zu reduzieren. Die obige Lippenkantenstruktur kann mit dem Kanal 171 in einem Stück, oder als einzelnes Teil zur Montage am Kanal 171 geformt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Ventilator 173 ein Axialventilator und der Motor 172 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor.
Der Ventilator 173 wird vom Motor 172 betrieben und umfasst eine Nabe 1731. Die Schaufeln 1732 und die Nabe 1731 können in einem Stück oder einzeln zur nachfolgenden Montage gefertigt werden.
Ein Ende des Ventilators 173, angrenzend am Gehäuse 11, ist mit einer Verkleidung 177 versehen und das andere Ende des Ventilators 173 angrenzend an das Blasrohr 19 ist mit dem Motor 172 verbunden. Da der Ventilator 173 ein Axialventilator ist, passiert der Luftstrom axial die Luftführungsrippen 175 unter der Aktion des Ventilators 173 und fließt in das Blasrohr 19, all das, nachdem er den ersten, den zweiten und den dritten Strömungsdurchgang passiert hat. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Stützring 174 einen Aufnahmeteil 1741, zur Aufnahme des Motors 172 und einen Luftführungsteil 1742. Das vordere Ende des Aufnahmeteils 1741 ist mit einer Öffnung versehen und der Luftführungsteil 1742 ist eine mit dem Aufnahmeteil integral geformte sich verjüngende Struktur. Der Luftführungsteil 1742 ist am einen Ende des Stützrings 174, angrenzend an das Blasrohr 19 angeordnet und hat eine Vielzahl an Lufteinlässen zum Passieren für die Kühlluftströme. Während des Blasprozesses wird unter der Wirkung eines Druckunterschieds ein zweiter Luftstrom generiert, da der Luftdruck um den Motor 172 größer ist als der um das Gebläse 173. Der zweite Luftstrom passiert die Lufteinlässe des Luftführungsteils 1742 und strömt in den Stützring 174, um das Innere des Motors 172 zu kühlen und fließt schließlich aus der vorderen Öffnung des Aufnahmeteils 1741, so dass der Motor 172 während des Blasprozesses gekühlt werden kann.
Noch mit Bezug auf 3, um das Tragen der Maschine zu vereinfachen, umfasst das Handgebläse der vorliegenden Erfindung einen Gurt mit zwei Enden, die jeweils mit zwei Hängelöchern 118, 119 am Gehäuse 11 verbunden sind. Die beiden Hängelöcher 118, 119 haben denselben Abstand vom Zentrum des Griffteils 130 und der Mittelpunkt der Verbindungslinie zwischen der Position der beiden Hängelöcher 118, 119 befindet sich um die Schwerpunktlinie der gesamten Maschine.
Das DC Handgebläse wird hauptsächlich zum Wegblasen von gefallenen Blättern und kleinem Müll auf dem Boden benutzt. Es ist durch Forschung bewiesen, dass die Luftflussrate des Handgebläses zum Wegblasen von gefallenen Blättern am Boden oder kleinem Müll im Allgemeinen größer als 395 cfm sein muss. Das DC Handgebläse auf dem aktuellen Markt mit einem am Gehäuse montierten Akkupack hat eine geringe Akkukapazität und eine relativ geringe Blaseffizienz und kann dadurch nicht die Anforderungen von einer Luftflussrate größer als 395 cfm und einer längeren Betriebszeit als 5 min erreichen. Um daher eine relativ große Luftströmungsrate und eine relativ hohe Blaseffizienz zu erhalten, ist es erforderlich, die Kapazität des Akkus, den bürstenlosen Gleichstrommotor, die Parameter des Axialventilators und des Luftkanal-Designs zu optimieren.
Um die gewünschte Luftströmungsrate und Arbeitszeit zu erhalten, ist die Kapazität des Akkus im Allgemeinen größer als 170 Wh. Typischerweise ist die Kapazität des Akkus proportional zum eigenen Gewicht. Aufgrund der Anforderung an das Gewicht der gesamten Maschine ist die Kapazität des Akkupacks vorzugsweise im Bereich von 170 Wh bis 400 Wh. Auf der einen Seite, wenn die Kapazität des Akkus zu gering ist, kann die Maschine nicht die Anforderung für die Luftströmungsgeschwindigkeit und die Arbeitszeit erfüllen. Auf der anderen Seite, wenn die Kapazität des Akkupacks zu groß ist, kann die Ermüdung des Benutzers während des Betriebs erhöht werden, was für einen längeren Betrieb nicht bequem ist.
In Tabelle 1 sind die effektive Arbeitszeit des Handgebläses bei maximaler Luftstromrate und bei minimaler Luftstromrate, wenn die Kapazität des Akkus 200 Wh und 300 Wh ist, aufgelistet. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, dass, wenn die Kapazität des Akkus konstant ist, die Luftströmungsrate umgekehrt proportional zur Betriebszeit ist, das heißt, je größer der Luftdurchsatz ist, desto kürzer ist die Betriebszeit. In Bezug auf die Ergonomie kann durch eine Anzahl von Analysen von Simulationsexperimenten für das Gewicht der ganzen Maschine und die Tragfähigkeit der Menschen festgestellt werden, dass die Leistungsparameter des Handgebläses für die meisten Benutzer wie folgt sind: die Luftflussrate ist im Bereich von 385 cfm bis 700 cfm und die Betriebszeit ist im Bereich von 20 min bis 75 min. Tabelle 1

Kapazität des Akkus Max. Luftstromrate Min. Luftstromrate

200 Wh 36 min 120 min

300 Wh 54 min 180 min
Wenn die Kapazität des Akkus konstant ist, um ein DC Handgebläse mit einer Luftflussrate größer als 395 cfm und höherer Blaseffizienz zu erhalten, ist es nötig den bürstenlosen Gleichstrommotor, die Parameter des Axialventilators und des Luftkanal-Designs zu optimieren.
Mit erneutem Bezug auf 7 und 8, ist der Motor 172 im Stützring 174 untergebracht, welcher im Kanal 171 und Verbindungsrohr 170 angeordnet ist, und die Nabe 173 des Axialventilators 173 ist auf der rotierenden Welle des Motors 172 angebracht. In Übereinstimmung mit dem Prinzip der Aerodynamik, um den Luftwiderstand zu reduzieren und die Luftgeschwindigkeit zu erhöhen, sind die Konturen 177, die Nabe 1731 und der Stützring 174 in Stromlinienform gestaltet, wodurch der Durchmesser des Motors 172 den Durchmesser der Nabe 1731 definieren kann. Zusätzlich ist, während der Gestaltung des Axialventilators, das Verhältnis des Kerndurchmessers an dem oberen Durchmesser der Schaufel, das heißt, das Verhältnis des Durchmessers der Nabe des Ventilators zu dem äußeren Durchmesser der Schaufel, nachstehend Nabenverhältnis bezeichnet, ein wichtiger Parameter. Mit dem gleichen Außendurchmesser der Schaufel und der Nabe sind die kleinere Nabe und die längeren Schaufeln besser geeignet für das axiale Strömungsgebläse mit niedrigem Druck und hoher Durchflussrate. Es ist durch Simulationsanalyse bewiesen, dass die Blaseffizienz der Schaufeln relativ hoch ist, wenn das Nabenverhältnis im Bereich zwischen 0,25 und 0,45 liegt. Wenn also der Durchmesser des Motors relativ groß ist, wäre der Durchmesser der Nabe entsprechend relativ groß. Um die Parameter des Nabenverhältnisses im optimalen Bereich festzulegen, um so eine höhere Blaseffizienz zu erhalten, würde der Durchmesser der Schaufel entsprechend erhöht werden, wodurch das Volumen des Kanals erhöht wird und somit das Volumen der ganzen Maschine erhöht wird. Als Ergebnis werden sowohl die Formgestaltung und der Arbeitskomfort während des tatsächlichen Betriebs beeinträchtigt werden. Somit ist der Durchmesser des Motors vorzugsweise nicht größer als 35 mm. Dadurch ist die gesamte Maschine leicht und benötigt weniger Platz. In Übereinstimmung mit dem Umfang des Nabenverhältnisses kann ferner geschlossen werden, dass der Umfang der Außendurchmesser der Schaufel im Bereich von 78 mm bis 140 mm liegt, damit ist die Blaseffizienz größer. Wie in 9 gezeigt, sind C1 und C2 Kurven, welche die funktionale Beziehung zwischen dem Außendurchmesser der Schaufel und der Blaseffizienz zeigen, welche durch Modellsimulierung und Analyse erhalten wird, wenn die Luftstromrate 560 cfm und 500 cfm ist. Man kann durch 9 sehen, dass die beste Blaseffizienz erreicht wird, wenn der Außendurchmesser der Schaufel im Bereich von 85 mm bis 140 mm ist. Die Blaseffizienz wird hier als das Verhältnis von der Arbeit der Strömung des Luftstroms zur benötigten Arbeit der Rotation der Schaufeln des Ventilators definiert.
Ferner kann das Handgebläse der vorliegenden Erfindung, wenn der Durchmesser des Motors kleiner als 35 mm ist und die Luftstromrate des Motors größer als 12 cfm/mm ist, eine höhere Blaseffizienz mit einem kleineren Motor erreichen, im Vergleich zum normalen Handgebläse.
Im Folgenden wird die Luftpassagengestaltung der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Mit erneutem Bezug auf 2, ist entlang der Richtung der Achse L1 der Strömungsquerschnitt S1 der Luftpassage am hinteren Ende des Ventilators 173, angrenzend an den Lufteinlass 112, größer als der Strömungsquerschnitt S3 am Luftauslass 191 des Blasrohrs 19 und eine kreisförmige Durchströmungsfläche wird zwischen der inneren Wand des Kanals 171 und der Nabe 1731 des Ventilators gebildet. Das Verhältnis der Fläche des Strömungsquerschnitts S3 des Luftauslasses 191 des Blasrohrs 19 relativ zur Fläche des Strömungsquerschnitts S2 der kreisförmigen Durchströmungsfläche an der Position des Axialventilators 173 ist vorzugsweise größer oder gleich 0,8. Diese Anordnung kann die Strömungseigenschaften effektiv optimieren und die Blaseffizienz effizient verbessern. Unterdessen definiert die Luftpassage zwischen dem Ventilator 173 und dem Luftauslass 191 eine äußere Konturlinie 12, mit einem Winkel relativ zur Achse L1. Vorzugsweise ist der Winkel zwischen der Achse L1 und der äußeren Konturlinie 12 kleiner als 8°, weil ein großer Winkel einen bestimmte Luftwiderstand gegen den Luftstrom verursachen kann, so dass der Verlust des Luftstroms in der Wand des Luftkanals erhöht und der Verlust des Hochgeschwindigkeitsluftstroms im Blasrohr 19 ebenfalls erhöht wird, was zur Reduktion der Blaseffizienz der gesamten Maschine führt. Mit der Optimierung für die beiden oben genannten Parameter kann ein gewünschter Fluss des Luftstroms erhalten werden, während ein relativ geringer Druckverlust im Blasrohr 19 erzielt wird, was die Blaseffizienz effektiv verbessern kann.
Um einen ausreichenden Luftdurchsatz am Luftauslass 191 zu erhalten, nach Berechnung durch CFD (Computational Fluid Dynamics) und Testdaten, ist es wünschenswert, eine relativ große Luftaustrittsfläche zu entwerfen. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Luftauslasses 191 größer als 4300 mm² vorgesehen. Sicherlich wird die Luftgeschwindigkeit verringert, wenn die Blasfläche erhöht wird, wodurch die Fläche des Luftauslasses vorzugsweise im Bereich von 4300 mm² bis 8000 mm² ist, je nach Einsatzbereich.
Durch die Optimierung der Kapazität des Akkus, des bürstenlosen Gleichstrommotors und die Designparameter des Axialventilators und durch Verbesserung des Designs des Luftdurchtritts, kann, wenn die Kapazität des Akkus im Bereich von 170 Wh bis 400 Wh ist, die Luftstromrate des Handgebläses höher als 195 cfm sein und die Betriebszeit kann länger als 5 min sein, speziell wenn die Luftstromrate im Bereich von 430 cfm bis 700 cfm liegt. Inzwischen ist auch sichergestellt, dass das Verhältnis der Luftströmungsgeschwindigkeit auf die Eingangsleistung größer als oder gleich 0,7 cfm/W ist, wenn das Gebläse bei maximaler Luftstromrate betrieben wird, wodurch die Blaseffizienz beträchtlich verbessert werden kann.
Obwohl die obigen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung offenbaren, sind sie nicht dazu gedacht, die Erfindung einzuschränken. Verschiedene Änderungen und Modifikationen werden für den Fachmann auftreten, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Somit wird der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 201310054133 [0001]
CN 201310108035 [0001]
CN 201310109907 [0001]
CN 201310109908 [0001]

Claims

Ein Handgebläse, mit: einem Gehäuse, welches einen Lufteinlass und eine Kanalbaueinheit umfasst, wobei die Kanalbaueinheit einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator umfasst; einem auf dem Gehäuse befestigten Akku zur Energieversorgung des Motors; einem Griff mit einem Griffteil; und einem durch die Kanalbaueinheit mit dem Gehäuse verbundenen Blasrohr, wobei das Blasrohr eine Mittelachse definiert und entlang der Richtung der Mittelachse eine Fläche eines fließenden Querschnitts eines Luftkanals an einem hinteren Ende des Ventilators benachbart zu dem Lufteinlass größer ist als die eines fließenden Querschnitts eines Luftauslasses des Blasrohrs und wobei ein Durchflussbereich zwischen einer Innenwand des Gehäuses und einer Nabe des Ventilators gebildet wird und ein Verhältnis zwischen einer Fläche eines Strömungsquerschnitt des Luftaustritts des Blasrohrs und einer Fläche eines Strömungsquerschnitt des Durchflussbereichs an der Position des Ventilators größer als oder gleich 0,8 ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 1, worin der Griffteil symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene, in der sich ein Schwerpunktzentrum des Gebläses befindet, angeordnet ist, das Gehäuse, die Kanalbaueinheit und das Blasrohr im Wesentlichen entlang der gleichen Linie angeordnet sind, wobei das Gehäuse einen Aufnahmeraum und einen Umlenkteil zum Drehen des Luftstroms besitzt und der Griff am Umlenkteil des Gehäuses angeordnet ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 2, wobei der Lufteinlass einen Hauptlufteinlass, einen Sekundärlufteinlass und einen seitlichen Lufteinlass umfasst, der Hauptlufteinlass und der Sekundärlufteinlass sind am Boden des Gehäuses angeordnet und der seitliche Lufteinlass ist an der Seitenwand des Gehäuses angeordnet.
Handgebläse gemäß Anspruch 3, des Weiteren umfassend einen Lufteinlasskasten in der Aufnahmekammer des Gehäuses, wobei der Lufteinlasskasten mit der Kanalbaueinheit verbunden ist, um eine unabhängige Arbeitseinheit zu bilden, wobei der Lufteinlasskasten einen unteren Lufteinlassteil, einen hinteren Lufteinlassteil, einen seitlichen Lufteinlassteil und einen Luftauslass umfasst, wobei der untere Lufteinlassteil und der seitliche Lufteinlassteil als Gitterstruktur ausgebildet sind, der hintere Lufteinlassabschnitt eine schräge Oberfläche entsprechend dem Umlenkteil des Gehäuses umfasst, der Hauptlufteinlass des Gehäuses, der untere Lufteinlassteil und der Luftauslass gemeinsam einen ersten Strömungsdurchgang bilden, der sekundäre Lufteinlass des Gehäuses, der hintere Lufteinlassteil und der Luftauslass zusammen einen zweiten Strömungsdurchgang bilden und der seitliche Lufteinlass des Gehäuses, der seitliche Lufteinlassteil und der Luftauslass gemeinsam einen dritten Strömungsdurchgang bilden.
Handgebläse gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse zwei Aufhängelaschen formt, welche im Wesentlichen den gleichen Abstand von der Mitte des Griffs haben und das Handgebläse weiter einen Riemen mit zwei mit den zwei Aufhängelaschen verbundenen Enden umfasst.
Handgebläse gemäß Anspruch 1, wobei der Kanal mit einem Stützring zur Aufnahme des Motors ausgestattet ist und eine Vielzahl von radialen Luftführungsrippen zwischen dem Kanal und dem Stützring angeordnet sind und mindestens eine der Luftführungsrippen definiert einen Kanal durch den die Kabel des Motors geführt werden können.
Handgebläse gemäß Anspruch 6, wobei die Kanalbaueinheit ferner ein Verbindungsrohr zum Verriegeln mit dem Kanal besitzt, das Verbindungsrohr ist mit dem Blasrohr verbunden, die Luftführungsrippen erstrecken sich teilweise zwischen dem Verbindungsrohr und dem Stützring und ein Ende jeder Luftführungsrippe ist mit der inneren Wand des Verbindungsrohrs oder des Kanals verbunden und ein anderes Ende ist mit dem Stützring verbunden.
Handgebläse gemäß Anspruch 7, wobei der Stützring einen Aufnahmeteil zur Aufnahme des Motors und einen Luftführungsteil aufweist, der Luftführungsteil hat eine sich im Wesentlichen verjüngende Struktur und ist mit dem Aufnahmeteil in einem Stück ausgebildet, der Luftführungsteil ist an einem Ende des Stützrings benachbart zum Blasrohr angeordnet, ein vorderes Ende des Aufnahmeteils definiert eine Öffnung und der Luftführungsteil definiert eine Vielzahl von Lufteinlässen.
Handgebläse gemäß Anspruch 1, wobei ein Luftkanal zwischen dem Ventilator und dem Luftaustritt eine äußere Konturlinie definiert, die äußere Konturlinie und die Mittelachse definieren gemeinsam einen Winkel von weniger als oder gleich 8°, bezogen auf die Mittelachse, und die Fläche des Querschnitts des Luftauslasses des Blasrohrs ist größer als 4300 mm².
Handgebläse gemäß Anspruch 1, wobei das Handgebläse eine Luftströmungsrate im Bereich von 430 cfm bis 700 cfm und eine Arbeitszeit von mehr als 5 min aufweist.
Handgebläse gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Luftströmungsrate zu der Eingangsleistung größer als oder gleich 0,7 cfm/w ist, wenn das Handgebläse bei maximaler Luftströmungsrate betrieben wird.
Ein Handgebläse, mit: einem Gehäuse, wobei das Gehäuse einen Lufteinlasskanal und eine Kanalbaueinheit umfasst, die Kanalbaueinheit einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator umfasst; einem durch die Kanalbaueinheit mit dem Gehäuse verbundenen Blasrohr; und einem an dem Gehäuse befestigten Akku, wobei der Akku des Handgebläses eine Kapazität von mehr als 170 Wh aufweist.
Handgebläse gemäß Anspruch 12, wobei der Akku eine Kapazität im Bereich von 170 Wh bis 400 Wh besitzt und wobei das Handgebläse eine Luftströmungsrate im Bereich von 430 cfm bis 700 cfm und eine Arbeitszeit von mehr als 5 min aufweist.
Handgebläse gemäß Anspruch 12, wobei das Handgebläse weiter umfasst: einen Griff, welcher über dem Gehäuse und dem Akku angeordnet ist, eine Akkuhalterung, die zum Auf- und Abnehmen des Akkus vorgesehen ist, und eine Schnelljustiereinheit, wobei der Griff einen Griffteil umfasst und die Schnelljustiereinheit angrenzend an den Griffteil und ein Schnelljustierknopf ist auf der Schnelljustiereinheit angeordnet ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 14, wobei der Akkuhalterungsteil eine Akkuverriegelung, einen mit der Akkuverriegelung verbundenen Löseknopf und einen am Gehäuse angeordneten Ausstoßkopf umfasst, wobei der Löseknopf gestaltet ist, die Akkuverriegelung von dem Akku zu lösen und der Ausstoßkopf mit einer elastischen Einheit verbunden und relativ zum Gehäuse drehbar ist.
Handgebläse, mit: einem Gehäuse, wobei das Gehäuse einen Lufteinlasskanal und eine Kanalbaueinheit umfasst, wobei die Kanalbaueinheit einen mit dem Gehäuse verbundenen Kanal, einen Motor und einen im Kanal befestigten Ventilator umfasst und der Ventilator mit dem Motor verbunden ist; einem durch die Kanalbaueinheit mit dem Gehäuse verbundenen Blasrohr; und einem an dem Gehäuse befestigten Akku, wobei der Ventilator ein Axialventilator mit einem Außendurchmesser im Bereich von 85 mm bis 140 mm ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 16, wobei der Motor ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Durchmesser von weniger als oder gleich 35 mm ist und ein Verhältnis der Luftströmungsrate des Handgebläses zu einem Durchmesser des bürstenlosen Gleichstrommotors größer als 12 cfm/mm ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 16, wobei entlang der Richtung der Mittelachse des Blasrohrs eine Fläche eines Strömungsquerschnitts eines Luftdurchgangs an einem hinteren Ende des Ventilators benachbart zu einem Lufteinlass größer ist als die des Strömungsquerschnitts an einem Luftauslass des Blasrohrs, und ein Durchflussbereich zwischen einer Innenwand des Gehäuses und einer Nabe des Ventilators gebildet wird und wobei ein Verhältnis zwischen einer Fläche eines fließenden Querschnitt des Luftaustritts des Blasrohrs und einer Fläche des Strömungsquerschnitts des Durchflussbereichs an der Position des Ventilators größer als oder gleich 0,8 ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 16, wobei das Gehäuse, die Kanalbaueinheit und das Blasrohr im Wesentlichen entlang der selben Linie angeordnet sind, das Handgebläse umfasst weiter einen über dem Gehäuse und dem Akku angeordneten Griff, der Griff umfasst ein Griffteil welches sich auf den gegenüberliegenden Seiten einer Ebene, in der sich der Schwerpunkt des gesamten Gebläses befindet, angeordnet ist und die Ebene parallel zu einer Mittelachse ist, welche durch das Blasrohr definiert und im Wesentlichen senkrecht zu einem Arbeitsgrund ist.
Handgebläse gemäß Anspruch 19, wobei das Gehäuse einen Aufnahmeraum und einen Umlenkteil zum Umlenken des Luftflusses besitzt und der Griff am Umlenkteil des Gehäuses angeordnet ist.