CN110528434A - 吹风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹风机，包括：风扇；电机，驱动风扇并绕中心轴线转动；壳体，用于容纳风扇和电机；壳体包括：风道部，风道部形成有沿中心轴线延伸的供气流流通的风道；风道部的两端分别形成有供气流流入的进风口和供气流流出的出风口；风扇和电机容纳于风道部内；风扇具有出风端和进风端，出风端和进风端沿中心轴线分别位于风扇的两侧；出风端相对于进风端更加靠近出风口；风扇的出风端到风道部的出风口之间任意两个垂直于中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.1。本发明能够提供一种结构更加小巧轻便同时输出风速更高风量更大的吹风机。

Description

吹风机

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体涉及一种吹风机。

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。现有的吹风机根据风扇的种类可分为离心式吹风机和轴流式吹风机。输出风速与风量作为吹风机的重要参数，对吹风机的工作性能影响较大，而目前市面上的吹风机输出风速或风量偏低。另外，现有的吹风机的体积和重量较大，容易造成用户使用时疲劳。

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输出风速与风量较大且结构更加小巧轻便的吹风机。

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，驱动风扇并绕中心轴线转动；壳体，用于容纳风扇和电机；壳体包括：风道部，风道部形成有沿中心轴线延伸的供气流流通的风道；风道部的两端分别形成有供气流流入的进风口和供气流流出的出风口；风扇和电机容纳于风道部内；风扇具有出风端和进风端，出风端和进风端沿中心轴线分别位于风扇的两侧；出风端相对于进风端更加靠近出风口；风扇的出风端到风道部的出风口之间任意两个垂直于中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.1。

进一步地，吹风机还包括：用于引导气流流向的导流部，导流部沿与中心轴线重合或者平行的第一直线延伸；导流部包括：靠近出风口的导流部后端；靠近进风口的导流部前端；导流部后端和导流部前端沿第一直线位于导流部的两端；导流部后端到出风口之间任意两个垂直于中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05。

进一步地，电机为高转速内转子电机，电机的转速大于等于31000转/分钟。

进一步地，风扇包括叶轮和安装至叶轮的叶片，叶片的叶尖直径小于等于82毫米。

进一步地，风道部包括：用于容纳风扇的第一函道部，第一函道部的内直径小于等于84毫米；风道部还包括：用于容纳电机的电机壳体，电机相对风扇更靠近出风口；第一函道部与电机壳体构成固定连接或者为一体式结构。

进一步地，吹风机还包括：用于引导气流流向的导流部，导流部沿与中心轴线重合或者平行的第一直线延伸；导流部包括：靠近出风口的导流部后端；靠近进风口的导流部前端；导流部后端和导流部前端沿第一直线位于导流部的两端；风扇的出风端到导流部前端之间任意两个垂直于中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05。

进一步地，吹风机的输出风速大于等于150米/小时；吹风机的风量大于等于510立方英尺/分钟；出风口的内直径小于等于69毫米。

进一步地，导流部后端到出风口之间任意垂直于中心轴线的截面的面积约等于该截面的气流流通面积。

进一步地，风扇的出风端到风道部的出风口之间任意两个垂直于中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于1.02且小于等于1.1。

进一步地，导流部为圆锥形的导流锥。

进一步地，风扇为轴流式风扇。

进一步地，风道部还包括：容纳导流部的第二函道部，第二函道部沿中心轴线成一定锥度延伸。

进一步地，至少部分电机壳体容纳于第一函道部内部。

进一步地，风道部还包括：位于风道部的一端供气流流入的进风部。

进一步地，风道部还包括：位于风道部的一端与进风部相对的吹风管。

进一步地，吹风机还包括：供电线缠绕的绕线部。

进一步地，绕线部与第一函道部配合，构成可拆卸连接。

进一步地，第一函道部还设置有用于引导风向的导风筋。

本发明的有益之处在于：提供了一种输出风速与风量都较大的吹风机，同时缩小了吹风机的体积，减轻了吹风机的重量，从而提高了吹风机的整体使用性能，且减轻了用户在使用吹风机时的疲劳感。

附图说明

图1所示为本发明的第一实施例的吹风机的结构示意图；

图2所示为图1中的吹风机的部分结构的剖视图；

图3所示为图1中的吹风机的部分结构的***图；

图4所示为图1中的吹分机的风道部的剖视图；

图5所示为图1中的吹分机的风扇的仰视图；

图6所示为图1中的吹分机的风扇的正视图；

图7所示为图1中的吹风机的输出风速V、整机重量G关于风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K的函数曲线图；

图8所示为本发明的第二实施例的吹风机的剖视图；

图9所示为本发明的第三实施例的吹风机的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。

本发明提出一种吹风机100，根据用户的操作方式，该吹风机100具体可以为手持式吹风机也可以是背负式吹风机。

如图1至图4所示，吹风机100包括绕中心轴线101转动的风扇12，驱动风扇转动的电机13，以及用于容纳风扇12和电机13的壳体。其中，壳体包括供气流流通的风道部11，壳体还形成有供用户操作的把手，把手连接至风道部11或者与风道部11一体成型。在本实施例中，风道部11沿中心轴线101延伸，在风道部11的两端分别形成有供气流流入的进风口A和供气流流出的出风口B；风扇12和电机13容纳在风道部11内部，电机13相对风扇12更靠近出风口B；风扇12包括沿中心轴线101分布于风扇12的两侧的进风端C与出风端D，其中，进风端C更靠近进风口B，出风端D更靠近出风口A。具体地，风扇12为轴流式风扇，风扇12包括叶轮和安装至叶轮的叶片。

本实施例中，风道部11由四部分独立的结构连接而成，图3中从下到上依次为：位于风道部11的一端供气流进入的靠近进风口A的进风部111，容纳风扇12及电机13的第一函道部112，容纳导流部14的第二函道部113，以及位于风道部11的一端供气流流出的靠近出风口B的吹风管114。其中，第一函道部112分别与进风部111和第二函道部113构成过盈配合，第二函道部113分别与第一函道部112和吹风管114构成过盈配合，第二函道部113沿中心轴线101成一定锥度延伸。可以理解的，进风部111、第一函道部112、第二函道部113以及吹风管114也可以是一体成型或其中它们中的几个一体成型或构成固定连接，关于风道部11的成型方式在此不作限定。

第一函道部112包括连接进风部111和第二函道部113的第一壳体1121，第一函道部112内部设置有用于容纳电机13的电机壳体1122，在电机壳体1122外部还形成有用于引导风向的沿中心轴线101延伸的导风筋1123，本实施例中，在第一壳体1121内部，3个导风筋1123均匀分布在电机壳体1122的***四周，也即是说电机壳体1122、导风筋1123以及第一壳体1121沿径向由内而外设置。可以理解的，导风筋1123的具体个数不限于3个。导风筋1123连接电机壳体1122与第一壳体1121，三者构成一体式结构，从风扇12流出的气流可经过导风筋1123引导后流入第二函道部113。当然，可以理解的，电机壳体1122也可独立于第一壳体1121或与第一壳体1121相连接。本实施例中，电机壳体1122为第一函道部112的一部分，可以认为其与第一函道部112构成一体式结构。

吹风机100还包括用于引导气流流向的导流部14，导流部14沿第一直线延伸，第一直线与中心轴线101重合或平行，本实施例中，第一直线与中心轴线101重合。在本实施例中，导流部14为形状呈圆锥形的导流锥且锥部更靠近出风口B。导流部14与靠近电机轴承的轴承盖16构成过盈配合，相对电机13和风扇12更加靠近出风口B。可以理解的，导流部14的结构形态并不仅限于圆锥体。导流部14包括靠近出风口B的导流部后端E和靠近进风口A的导流部前端；导流部后端E和导流部前端沿第一直线位于导流部14的两端。

吹风机100还包括供电线缠绕的绕线部15，在本实施例中，绕线部15与第一函道部112构成可拆卸连接。

在本实施例中，电机为高转速内转子电机，电机的转速为31000转/分钟。在此基础上，对风扇12的叶片的叶尖直径以及风道部11的各处尺寸作出限定而得到性能较优的吹风机，具体而言，风扇12的叶尖直径小于等于82毫米，容纳风扇12的第一函道部112的1123的内直径A1小于等于84毫米，电机壳体1121的外直径A2小于等于44毫米，吹风管114靠近第二函道部113的一端的内直径A3小于等于70毫米，吹风管114远离第二函道部113的一端的内直径A4小于等于69毫米，同时，通过对导流部114、第二函道部113以及吹风管114的锥度进行设计，使得气流从风扇12的出风端D到出风口B之间任意两个垂直于中心轴线101的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.1，从而使得气流从风扇12的出风端D到风道部11的出风口B的压力损失小于等于10﹪，保证了吹风机100具有较高的能量利用率。进一步地，风扇12的出风端D到出风口B之间任意两个垂直于中心轴线101的截面的气流流通面积之比大于等于1.02且小于等于1.1, 使得气流从风扇12的出风端D到风道部11的出风口B的压力损失小于等于8﹪。当然，在满足出风端D到出风口B之间任意两个垂直于中心轴线101的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.1的条件下，上述结构尺寸的具体值可以在相应范围内调节。可以理解的，进风部111、第一函道部112、第二函道部113以及吹风管114的径向尺寸是沿轴向渐进变化的。

进一步地，风扇12的出风端D到导流部前端之间任意两个垂直于中心轴线101的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05；导流部后端E到出风口B之间任意两个垂直于中心轴线101的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05。这是对风道部11的结构尺寸的进一步限定，事实上，在本实施例中，从导流部后端E到出风口B之间任意垂直于中心轴线101的截面的截面积约等于该截面的气流流通面积，也即是说，从导流部后端E到出风口B之间的这一段风道部11内部基本没有阻挡气流的结构，这样的结构设置使得气流从导流部后端E到出风口B的压力损失很小，进一步地提高了吹风机的工作效率。在本实施例中，导流部后端E到出风口B之间的这一段风道部11指的是吹风管114。

本实施例中吹风机100最终的输出风速V大于等于150米/小时，风量大于等于510立方英尺/分钟，整机重量G小于等于2.0kg，相比大多数轴流式吹风机，本实施例中的吹风机100具有更小的体积以及更轻的重量，可有效减轻使用者疲劳。事实上，我们是通调整电机13和风扇12的结构和性能参数来控制吹风机100的输出风速V以及整机重量G。

具体而言，通过对吹风机100的大量模流实验和分析得出，可以通过调整变量K的大小使吹风机100具有更轻的整机重量G和更高的输出风速V，变量K表示风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力，变量 K具有以下表达式：

K=γ*L*n/d

其中，γ为扇叶最大安装角，单位为度（°）；L为扇叶最大弦长，单位为米（m）；n为风扇转速，单位为转/分（rpm）；d为风扇12的叶尖直径，单位为毫米（mm）。其中，67°≤γ＜90°，L≥0.019m，n ≥31000rpm，d ≤ 82mm，满足上述条件时，风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K大于等于480。

此处K为风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力，通过实验得出K关于以上四个参数的函数K=f(γ,L,n,d)。也即是说，风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K与扇叶最大安装角γ、扇叶最大弦长L、风扇转速n和叶尖直径d相关。如图5、图6所示，扇叶弦长为扇叶与直径介于风扇轮毂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轮毂的结构相同，与风扇轮毂只是大小不同，假想实体的直径不同，其与扇叶同轴相交得到的交线长度也不同，扇叶最大弦长L为多个交线长度的最大值，本实施例中扇叶最大弦长L为扇叶根部与轮毂表面的交线长度；叶尖直径d为风扇12的扇叶的最高处所在位置的直径。扇叶根部与与轮毂表面连接形成连接线，扇叶安装角为该连接线各点在垂直于轮毂半径的平面内的切线和轮毂表面上该点垂直于中心轴线101的切线之间的锐角，扇叶最大安装角γ为扇叶安装角的最大值；风扇转速n为受电机13驱动的风扇12的转动速度，在本实施例中，电机13和风扇12同轴安装，风扇转速n基本与电机13的转速相等，具体地，电机13和风扇12的转速均大于等于31000转/分。可以理解的，在本发明其他实施例中，风扇转速n与电机13的转速也可以不相等。

图7所示为风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K、吹风机100在出风口B处的输出风速V和吹风机100整机重量G之间的函数关系的曲线图。实际上，整机重量G是关于叶尖直径d的函数，输出风速V是关于扇叶最大安装角γ、扇叶最大弦长L以及风扇转速n三者的函数。由图7可知，当设计的风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K等于480时，吹风机100在出风口B处的输出风速V达到150MPH（mile perhour），同时吹风机100的整机重量约为2.00 kg；当风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K大于480时，吹风机100在出风口B处的输出风速V大于150MPH，同时吹风机100整机重量G小于2.00 kg；进一步地，当风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K大于0且小于480时，吹风机100在出风口B处的输出风速V大于0且小于150MPH，同时吹风机100整机重量G大于2.00 kg；当风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K>510时，吹风机100在出风口B处的输出风速V大于170MPH，同时吹风机100整机重量G小于1.85 kg。因此，通过控制风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K，就可以得到相应的整机重量G和输出风速V。当然，从根本上将，是通过设置改进风扇12的具体结构以及电机13的性能来调节风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K的。

综上，通过调整本吹风机100的风道部11不同部位的径向尺寸以及控制风扇12在单位通流面积内的输出风能的能力K使得吹风机100具备了更加突出的使用性能和更优的结构设计，具体为具备较少的能量损失、较高的输出风速V以及更加小巧轻便的整机结构。

在本发明的第二实施例中，如图8所示，在风扇21的后端靠近电机22的风道的流动横截面S1与吹风管23上出风口231部分的流动横截面S2之间任意两个流动截面积的比值介于0.95~1.1之间，或者说，在函道24内壁与电机壳体241中间之间形成一个环形流通面（图未标），电机壳体241中间所处位置的环形流通面的流动横截面S1与在吹风管23上出风口231部位的流动横截面S2之间任意两个流动截面积的的比值介于0.95~1.01之间，可以使得气流在电机附近的风道内的第一压力P1，流经吹风管23在风管出风口231的涵道内形成的第二压力P2大于等于90%P1，这样气流流速不会突然变化，可以有效改善气流流动特性，提高吹风效率。

在本发明的第三实施例中，位于导流锥36部分或导流锥36后部的流动横截面S2与在吹风管33出风口331部分的流动横截面S3之间任意两个流动截面积的比值介于0.95~1.05之间，也可以使得气流在电机32附近的风道内的第一压力P1，流经吹风管33在风管出风口331的涵道内形成的第二压力P2大于等于90%P1，这样气流流速不会突然变化，可以有效改善气流流动特性，提高吹风效率。

需要说明的是，以上仅仅阐述了第二实施例和第三实施例的吹风机与第一实施例的吹风机的不同之处，第一实施例中其他适用性技术特征均可以应用到第二实施例和第三实施例中，在此不作过多赘述。

可以理解的是，在风扇31的后端靠近电机32的风道的流动横截面S1，位于电机32尾部的流动横截面S2，以及在吹风管33出风口331部分的流动横截面S3之间相互连接的连接管，函道34和吹风管33的管道外壳沿轴向是渐进变化的。

具体而言，如图9，位于电机32附近的风道部分的流动横截面为S1，位于导流锥36后部的流动横截面S2，在吹风管33出风口331部分的流动横截面为S3，或在电机32附近的风道部分、位于电机32尾部的风道部分与出风口部分的函道34之间的任一位置处的流动横截面为Sn，则对于流动横截面S1、流动横截面S2、流动横截面为S3，以及流动横截面Sn而言，任意两个流动横截面之比介于0.95~1.1之间。也就是说，通过对电机附近的风道与风管出风口之间的风道流动横截面的优化，可使气流的压力损失得到有效控制，可以提高整机的出风效率。

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)

1.一种吹风机，包括：

风扇；

电机，驱动所述风扇并绕中心轴线转动；

壳体，用于容纳所述风扇和所述电机；

所述壳体包括：

风道部，所述风道部形成有沿所述中心轴线延伸的供气流流通的风道；所述风道部的两端分别形成有供气流流入的进风口和供气流流出的出风口；所述风扇和电机容纳于所述风道部内；

所述风扇具有出风端和进风端，所述出风端和所述进风端沿所述中心轴线分别位于所述风扇的两侧；所述出风端相对于所述进风端更加靠近所述出风口；

其特征在于：

所述风扇的所述出风端到所述风道部的所述出风口之间任意两个垂直于所述中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.1。

2.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述吹风机还包括：

用于引导气流流向的导流部，所述导流部沿与所述中心轴线重合或者平行的第一直线延伸；

所述导流部包括：

靠近所述出风口的导流部后端；

靠近所述进风口的导流部前端；

所述导流部后端和所述导流部前端沿所述第一直线位于所述导流部的两端；所述导流部后端到所述出风口之间任意两个垂直于所述中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05。

3.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述电机为高转速内转子电机，所述电机的转速大于等于31000转/分钟。

4.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述风扇包括叶轮和安装至所述叶轮的叶片，所述叶片的叶尖直径小于等于82毫米。

5.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述风道部包括：

用于容纳所述风扇的第一函道部，所述第一函道部的内直径小于等于84毫米；

所述风道部还包括：

用于容纳所述电机的电机壳体，所述电机相对所述风扇更靠近所述出风口；所述第一函道部与所述电机壳体构成固定连接或者为一体式结构。

6.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述吹风机还包括：

用于引导气流流向的导流部，所述导流部沿与所述中心轴线重合或者平行的第一直线延伸；

所述导流部包括：

靠近所述出风口的导流部后端；

靠近所述进风口的导流部前端；

所述导流部后端和所述导流部前端沿所述第一直线位于所述导流部的两端；所述风扇的所述出风端到到所述导流部前端之间任意两个垂直于所述中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于0.95且小于等于1.05。

7.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述吹风机的输出风速大于等于150米/小时；所述吹风机的风量大于等于510立方英尺/分钟；所述出风口的内直径小于等于69毫米。

8.根据权利要求2所述的吹风机，其特征在于：

所述导流部后端到所述出风口之间任意垂直于所述中心轴线的截面的面积约等于该截面的气流流通面积。

9.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述风扇的所述出风端到所述风道部的所述出风口之间任意两个垂直于所述中心轴线的截面的气流流通面积之比大于等于1.02且小于等于1.1。

10.根据权利要求1所述的吹风机，其特征在于：

所述风扇为轴流式风扇。