CN114008391B - 热空气鼓风机和用于热空气鼓风机的加热器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电驱动的热空气鼓风机(100)的加热器件支承件(10)的加热器件(18)。所述加热器件支承件(10)设置用于容纳所述加热器件(18)。所述加热器件包括具有横截面面积A和横截面周长U的加热丝(34)，其中，(4πA)/U2<1。

Description

热空气鼓风机和用于热空气鼓风机的加热器件
技术领域
本发明涉及一种热空气鼓风机、尤其涉及一种蓄电池驱动的热空气手持设备以及一种用于热空气鼓风机的加热器件支承件。
背景技术
热空气鼓风机(也称热风枪或者热风机)是一种电动工具，借助该热空气鼓风机能够有针对性地加热工作区域(工件)。为此目的，借助鼓风装置(例如风扇轮)对环境空气进行抽吸、借助加热装置加热并且然后通过排出管吹出到工作区域上。仅示例性地列举以下常见的热空气鼓风机的应用领域：去除粘合膜、塑料的焊接、塑料的成型、(尤其是在木材或者金属上)去除漆层或者涂层、消毒实验室设备、干燥物品。
基于(尤其是在锂离子蓄电池领域的)蓄电池技术的不断发展，开始能够将在本专利申请时还仅经由有线的外部的电流供应装置来供应能源的装置设置为蓄电池运行的手持设备。由于在有线运行的热空气鼓风机中可供使用的在2000瓦的范围内的常见供电功率在蓄电池驱动的手持鼓风机中无法实现，而是蓄电池驱动的手持鼓风机以在300瓦的范围内的功率工作，因此将电能有效转化为热空气鼓风机功率对于蓄电池驱动的热空气鼓风机的运行而言具有重要意义。
从现有技术中已知如下的热空气鼓风机，其中，电加热器件、例如加热线圈被***到或者说穿入到穿过加热器件支承件延伸的热空气通道中，使得由热空气鼓风机产生的并且通过热空气通道流动的空气流由于与加热器件的接触而被加热。为了使这一过程有效运行，加热器件支承件、热空气通道和加热器件必须这样设计，使得在加热器件和空气流之间的热传递以及可供空气流动使用的容积是尽可能优化的。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种热空气鼓风机、尤其是一种蓄电池驱动的手持式热空气鼓风机以及一种用于热空气鼓风机的加热器件支承件，其中，在加热器件和由热空气鼓风机产生的空气流之间的热传递尽可能优化地分布。
该任务通过根据加热器件支承件以及通过热空气鼓风机实现。
根据本发明，设有用于电驱动的热空气鼓风机的加热器件支承件的加热器件，其中，该加热器件支承件设置用于容纳加热器件，并且所述加热器件包括加热丝，加热丝的横截面面积为A且横截面周长为U，其中，(4πA)/U2<1。
所述电加热器件可包括加热线圈。加热器件可包括扁平导线。加热线圈可包括扁平导线。扁平导线(Flachdraht)能够借助其扁平侧围绕沿纵向方向延伸的假想的圆柱面螺旋状地或者盘绕式地缠绕。由此在尽可能小的横截面的同时实现加热线圈的尽可能大的表面积，从而同时增加在加热线圈和流经的空气之间的接触面以及可供空气流动使用的容积。
此外，根据本发明规定一种用于电驱动的热空气鼓风机的加热器件支承件，其中，加热器件支承件具有沿纵向方向延伸的周面和垂直于纵向方向的两个端面。在此，加热器件支承件的周面具有从一个端面至另一个端面沿纵向方向延伸的槽，所述槽设置用于容纳根据本发明的用于热空气鼓风机的电加热器件。通过这种实施方案，能够将根据本发明的加热器件纵向地装到槽中，而不必穿入其中。此外，沿所述槽流动的空气能够在处于周面上的槽开口一侧不受阻碍地围绕加热器件流动，由此增加在加热器件和流经的空气之间的接触面以及流经槽的空气的总体积流。
因此，根据本发明还规定一种用于蓄电池供电的热空气鼓风机的加热器件支承件，例如陶瓷部件或者陶瓷盘，其中，热空气通道不是封闭式地构成为穿过陶瓷部件的孔，而是作为周向侧的槽沿纵向方向在陶瓷部件内部延伸。通过这种构造方案，能够将加热器件、例如加热线圈纵向地***到陶瓷部件中的周向侧的纵向槽中，而不必如在构成为孔的热空气通道的情况下那样穿入其中。
所述加热器件可通过间隔保持部与槽底部间隔开地保持。加热器件支承件能够设计为，使得在加热器件和加热器件支承件之间的接触面积小于槽表面积的20％。由此使得从加热器件释放到加热器件支承件上的热量更少并且使加热器件与流经空气相接触的表面积的比例更高。
所述加热器件支承件可以是陶瓷体。由此在实现优化的热特性的同时获得特殊的耐热性。
加热器件支承件的周面可具有圆柱形状。加热器件支承件的垂直于纵向方向的横截面可具有星形的形状。由此使加热器件支承件的可用容积优化地用于安装加热器件。
槽可具有W形的横截面，使得槽的底部区域具有三角形的***部。由此使加热器件保持为与槽的底部间隔开，并且使在加热器件和加热器件支承件之间的接触面最小化，使得从加热器件释放到加热器件支承件上的热量更少，并且使得加热器件与流经的空气相接触的表面积的比例更高。
此外，根据本发明规定一种具有根据本发明的加热器件支承件和加热器件的热空气鼓风机。
所述热空气鼓风机可包括能量储存器件，所述能量储存器件设置用于储存电能以及为热空气鼓风机供应电能。能量储存器件可以是蓄电池。由此显著简化热空气鼓风机的使用并且省去对有线式的外部电流供应器件的需求。
所述热空气鼓风机可以是手持设备，尤其是具有可固定在热风枪的握持区域下端的蓄电池的热风枪，或者是热风棒。
所述热空气鼓风机可具有600瓦至1200瓦的最大功率。
所述热空气鼓风机可设置用于产生空气流，该空气流流经加热器件支承件，其中，空气流围绕容纳在加热器件支承件中的加热器件流动。
所述加热器件可容纳在加热器件支承件中，使得加热器件的端部能够在加热器件支承件的同一端面上电接触。由此简化加热器件在热空气鼓风机中的安装和接触，并且用于馈电线的材料消耗得更少。
附图说明
下面例如根据附图更详细地阐述本发明。附图如下：
图1示出根据本发明的实施例的热空气鼓风机的示意图，
图2示出加热器件支承件的示意性透视图，
图3示出图2中的加热器件支承件的前视图，
图4示出根据本发明的实施例的装有加热器件的加热器件支承件的示意性俯视图，
图5示出加热线圈的示意性透视图，
图6示出扁平导线的示意性透视图。
在所示出的不同附图中，彼此相对应的结构元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出根据本发明实施例的热空气鼓风机的简化示意图。
图1中示出的热空气鼓风机100具有长型构造的壳体110，在该壳体一端设有用于被加热的空气的空气出口120。所述被加热的空气通过加热装置130产生，借助鼓风机装置140使通过(未示出的)空气入口吸入的空气穿过所述加热装置并且能够在加热到直至约700℃的运行温度下从空气出口120排出。在此，运行温度在300℃至500℃之间。
鼓风机装置140为了产生空气流而具有电动机150和能够借助该电动机150驱动的至少一个叶轮160。鼓风机装置140的电动机150构成为换向器电动机。
示意性示出的控制单元170不仅实现对加热装置130或者鼓风机装置140的温度调节，而且也实现对其的适当控制。控制单元170与鼓风机装置140和加热装置130电连接。
对热空气鼓风机100的电能供应经由蓄电池模块180实现，该蓄电池模块能够以已知的方式安装到或者说卡入到热空气鼓风机100的***状的握持区段190的底侧。蓄电池模块180具有电能储存器件180a，所述电能储存器件优选构成为蓄电池。
在此，作为蓄电池可设有锂离子蓄电池，其可配置成18伏的运行电压。通过将蓄电池模块180设置为电源，根据本发明的热空气鼓风机100可提供例如在550瓦范围内的热空气鼓风机功率。
因此，根据图1中示出的实施例，热空气鼓风机100具有无线电源。该无线式热空气鼓风机100可构成为蓄电池驱动的手持设备。但是，本发明不应局限于蓄电池驱动的热空气鼓风机的运行，而是适用于适宜在加热器件和空气流之间实现优化的热传递的所有应用。
加热装置130构造用于产生在300瓦与1200瓦之间范围内的恒定加热功率，优选地在400瓦与600瓦之间或者在800瓦与1000瓦之间的范围内，并且尤其是在500瓦与600瓦或者在900瓦与1000瓦之间的范围内的恒定加热功率。加热装置130具有至少一个加热器件支承件10，其在图2中以示意性透视图示出。图3中示出图2中的加热器件支承件的前视图。
如从图2和图3中可见的那样，加热器件支承件10具有在纵向方向(L)上延伸的周面12和垂直于纵向方向的两个端面14a、14b。加热器件支承件10的周面12具有从一端面到另一端面沿纵向方向(L)延伸的多个槽16，这些槽设置用于容纳用于热空气鼓风机100的电加热器件18。加热器件支承件的周面12可例如具有圆柱体形状。加热器件支承件可以是陶瓷体。
如从图3中可见的那样，槽16构造为使得加热器件支承件10垂直于纵向方向的横截面具有星形形状。在此，加热器件支承件10的横截面具有内半径为r的圆形内部区段20，以及从该内部区段20在径向方向上向外突出的多个T形凸起部22，其中，所述T形凸起部22延伸直至外半径R。在这些T形凸起部之间存在较小的、从内部区段20在径向方向上向外突出的三角形的或者说尖角状的凸起部或者***部24。也就是说，槽16通过处于相邻两个T形凸起部22之间的空间限定并且具有W形的横截面，使得槽16的底部区域具有三角形的***部24。
容纳有加热器件18的加热器件支承件10在外侧通过外罩25与外部环境电隔离和热隔离。外罩25直接与加热器件支承件10的周面12邻接。例如，外罩25可以是以半径R沿纵向方向L延伸的圆柱体。外罩25可例如由多层云母纸(Micanit)组成。通过鼓风机装置140产生的空气流LS穿过由槽16和外罩25限定的热空气通道25a沿纵向方向L流动。在此，空气流LS围绕加热器件18流动。
通过热空气通道25a的上述实施方案，对于空气流LS而言，在两个T形凸起部的外端部之间的直接邻接到外罩25的区域是可达到的。由此增加每单位时间输送的空气量，而同时也增加在加热器件18和空气流LS之间的接触面积。加热器件18通过用作间隔保持部的三角形***部24而与槽16的底部间隔开地保持，使得在加热器件18和加热器件支承件10之间的接触面积最小化。
此外，加热器件支承件10具有中央的、沿纵向方向L延伸的、具有方形横截面的孔26，以及沿纵向方向L延伸的一个或者多个圆孔28。孔26用于将加热器件支承件10固定在壳体110中。圆孔用于安装(未示出的)热电偶，所述热电偶用于温度测量并且与控制单元170电连接。
图4示出具有容纳在槽16中的、单纯示意性的电加热器件18的加热器件支承件10的示意性俯视图。如从图4中可见的那样，所述电加热器件18这样容纳在槽16中，使得加热器件的各端部能够借助触点30a、30b与加热器件支承件10的同一端面14a电接触。
所述电加热器件18可包括加热线圈32，如图5中以示意性透视图示出的那样。加热线圈32包括加热丝34，其中，加热丝34可以是圆丝或者具有任意其它横截面的丝。加热丝34可例如由镍铬合金制成。
在图5中示出的实施例中，加热线圈32包括扁平导线34，其中，所述扁平导线34借助其扁平侧围绕沿纵向方向(L)延伸的假想的圆柱面螺旋状或者盘绕式地缠绕。电加热器件18的上述由扁平导线34组成的加热线圈32形式的实施方案具有多种优点。
如从图3中可见的那样，加热器件18和加热器件支承件10之间的接触面积小于槽16的表面积的20％、或者小于15％、或者小于10％、或者小于8％、或者小于5％、或者小于1％、或者小于0.5％。由于扁平导线借助扁平侧围绕沿纵向方向(L)延伸的假想的圆柱面螺旋状地缠绕，因此对于空气流LS而言，不仅处于假想的圆柱面内部的容积、而且处于假想的圆柱面外部的容积均是可到达的。同时，空气流不仅在假想的圆柱面的内侧上、而且也在其外侧上与所述扁平导线的扁平侧表面接触。在此，空气流LS的方向与扁平导线的扁平侧表面平行(相切)，由此附加地使流动阻力最小化。
由于在加热器件支承件10中设有用于容纳加热器件18的槽，因此在安装加热装置130时也具备优点。因此，能够将加热线圈32纵向地从外部***到或者说压入到槽中，并且不必如在孔的情况下那样穿入或者塞入其中。特别是在加热器件18构成为由扁平导线34组成的加热线圈32的情况下，将加热线圈21穿入到孔中虽然并非是完全不可能的，但却可能是极为费力的，而在加热线圈32容纳在槽16中的情况下，则还能毫无问题地弥补可能的制造公差。
图6以示意性透视图表示扁平导线34。扁平导线34的特征在于，其不具有圆形的横截面，使得在其横截面面积A和其横截面周长U之间适用如下公式(等周不等式)：
K＝(4πA)/U2<1
K的值可例如小于0.8、小于0.6、小于0.4、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.025或者小于0.01。
扁平导线34的横截面可例如具有短半轴为a和长半轴为b的椭圆形形状或者具有边为a和b的矩形形状。在此，a与b的比例可以小于1、小于0.8、小于0.6、小于0.4、小于0.2、小于0.1、小于0.05、小于0.025或者小于0.01。例如可以为a＝1.5mm且b＝0.25mm。
因此，在此描述的用于蓄电池供电的热空气鼓风机100的加热器件支承件10的情况下，热空气通道25a不再封闭式地构成为穿过陶瓷部件10的孔，而是构成为沿纵向方向L设置在陶瓷部件10内部的周向侧的槽16。通过这种构造方案，能够将加热线圈32纵向地***到陶瓷部件中的周向侧的纵向槽16中，并且不必再如现有技术中的情况那样穿入其中。另一优点在于，空气能够在该区域内不受阻碍地流动，被阻塞的面积更少，并且可实现更大的体积流。
因此，本发明用于加热流经的气体(尤其是空气)。为此，使气流流经根据本发明的装置并且吸收通过电加热导体释放的热能。
目前，在空气加热或者气流加热领域使用具有圆形横截面的加热导体。具有圆形横截面的加热导体近年来得以广泛应用，因为它们可大量获得并且具有不同的横截面。
加热导体的圆形横截面是在小的表面积的情况下实现尽可能大的横截面的最有效的形式。然而，在空气加热的情况下，这会适得其反。通过使在横截面相同的情况下表面积更大，流经的气体能够吸取更多的热量。也就是说，加热导体可设计得更短并且在此释放出与较长的圆形加热导体相等的热功率。
为了构造尽可能短的并且因此也轻的加热装置，加热导体表面必须尽可能大，以便能够加热一定的气体体积。通过所述扁平的加热导体，在横截面小的情况下实现了大的表面积。因此，加热装置的结构形式比具有圆形横截面的同类加热装置更短。
从经济的角度来看，扁平的加热导体和与之相关的更短的加热装置是有利的，因为所有的加热部件可以更短。陶瓷部件和排出管更短，并且因此比传统的加热导体更节省原材料，而达到设定的空气流温度所需的时间却得以缩短。

Claims (12)

1.蓄电池驱动的热空气鼓风机(100)，包括：
-鼓风机装置(140)，用于产生空气流(LS)；
-加热装置(130)，用于加热所述空气流(LS)；和
-能量储存器件(180a)，所述能量储存器件设置用于储存电能以及用于为所述热空气鼓风机(100)供应电能，
其中，所述加热装置(130)包括：
-加热器件支承件(10)，所述加热器件支承件具有沿纵向方向(L)延伸的周面(12)和垂直于纵向方向(L)的两个端面(14a、14b)，其中，所述加热器件支承件(10)的所述周面(12)具有沿纵向方向(L)从一端面(14a)延伸至另一端面(14b)的槽(16)，其中，所述槽的槽开口处于所述周面(12)处；以及
-加热器件(18)，所述加热器件包括加热线圈(32)，所述加热线圈通过扁平导线(34)借助扁平侧围绕沿纵向方向(L)延伸的假想的圆柱面而螺旋状或盘绕式地缠绕而形成，所述加热器件纵向地容纳在所述加热器件支承件(10)的周向侧的槽(16)中，使得所述加热器件被所产生的空气流(LS)围绕流过，
其中，所述扁平导线(34)具有横截面面积A和横截面周长U，并且其中，
(4πA)/U2<0.8，并且
其中，所述加热器件支承件(10)在垂直于纵向方向(L)的横截面中具有圆形的内部区段(20)和多个在径向方向上从所述内部区段(20)向外突出的T形凸起部(22)，并且在两个相邻的T形凸起部(22)之间存在从所述内部区段在径向方向上向外突出的间隔保持部，其中，所述槽(16)由位于两个相邻的T形凸起部(22)之间的空间限定，并且所述加热器件(18)通过所述间隔保持部而保持为与所述槽(16)的底部间隔开。
2.根据权利要求1所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述加热线圈(32)纵向地从外部***到或者压入到所述槽(16)中。
3.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述扁平导线(34)由镍铬合金制成。
4.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，在所述加热器件(18)和所述加热器件支承件(10)之间的接触面积小于所述槽(16)的表面积的20％。
5.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述加热器件支承件(10)是陶瓷体。
6.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述加热器件支承件(10)的周面(12)具有圆柱体形状。
7.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述加热器件支承件(10)的垂直于纵向方向(L)的横截面具有星形形状。
8.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述槽(16)具有W形横截面，使得所述槽(16)的底部区域具有三角形***部(24)。
9.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述能量储存器件(180a)是蓄电池。
10.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述热空气鼓风机(100)是手持设备，或者所述热空气鼓风机是热风棒。
11.根据权利要求10所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述手持设备是热风枪，所述热风枪包括能够固定在该热风枪的握持区域(190)的下端的蓄电池。
12.根据权利要求1或2所述的热空气鼓风机(100)，其中，所述热空气鼓风机(100)具有600瓦至1200瓦的最大功率。
CN202080045217.8A 2019-09-27 2020-09-18 热空气鼓风机和用于热空气鼓风机的加热器件 Active CN114008391B (zh)

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