CN101945609A - 静电吸尘器 - Google Patents

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Abstract

一种静电吸尘器包括第一电极(1)和第二电极(2)和用于在这两个电极(1，2)之间施加电压的电压源(3)，其特征在于，所述第一电极(1)被构造为灰尘收集装置，所述第二电极(2)被接地。

Description

静电吸尘器
技术领域
本发明涉及一种静电吸尘器，包括第一和第二电极以及用于在这两个电极之间施加电压的电压源。
背景技术
US2004/0163667A1中公开了一种这样的静电吸尘器。已知的吸尘器被构造为地面清洁装置，并且具有网格状的垫，其中这两个电极是垫的组成部分。垫例如可以被清洁布覆盖。电压源是例如设置在手柄中的电池，其中输出电压被转换为高电压。电极之间的区域被电气加载，其中要收集的灰尘具有相对于电极相反的极性，并且由此被吸附。此外还已知用于吸尘器的充电站，如果电压源包括蓄电池而不是电池的话。此外，已知的吸尘器可以具有动作检测器。
已知的吸尘器由于将这两个电极设置在网格状的垫中而具有以下缺点：电场的最高电场线密度受限到这两个电极之间的空间，并因此最大极化效应受限到这两个电极之间的空间。由于这两个电极的平坦设置，在电极之外没有明显的对于微粒的力。微粒在这里必须进入电极之间的空间，以便然后被极化足够的程度，并且然后被一个电极吸附。
这种电极配置和几何形状不能通过静电力吸附距离超过几毫米甚至数厘米的尘粒。电极覆盖有织物甚至完全阻止了微粒到达电极之间的最大场强区域中的可能性，并且进一步降低了已知设备的有效功率。
发明内容
本发明的任务是避免上述缺点，其中吸尘器即使在最简单的电极几何形状的情况下也应当具有良好的效率和容易操作，同时具有常规的应用。此外，吸尘器应当能简单、经济地生产。
根据本发明，这个任务通过具有权利要求1的特征的吸尘器来实现。从属权利要求给出了有利的实施方式。
为了实现该任务，提供一种静电吸尘器，其中第一电极被构造为灰尘收集装置，而第二电极接地。第二电极可或者直接经由导电的地面接触板(例如对于地面清洁装置)、或者经由用户和导电的手柄而接地(例如对于手持吸尘器)。在这种情况下优点在于，根据本发明的吸尘器由于其简单的电极几何形状而整体能操作简单且经济地生产。通过相对电极的接地，实现了表面上的灰尘与对准灰尘的电极之间最大的电位差。因此，尘埃位于电场线密度最大的区域中，并且因此受到最强的极化和吸引力。
根据本发明的吸尘器因此特别有利地适于干法去除家庭中常见表面上的灰尘。效率可以通过选择合适的电极材料和合适的电极几何形状以优化暴露给灰尘的电极的电场而被提高。
第二电极优选被构造为手柄。此外，相对电极经由用户通过与电极导电连接的接地具有以下优点：用户不管在什么操作条件下都处于地电势，并且因此在与环境接触时不产生静电放电(“没有触电”)。
电压源在地面清洁装置的实施方案中可以放置在保持电极的框架中，而在手持装置中可以被设置在手柄中。通常，手柄限定出足够大的空间来容纳电源。这样的吸尘器的操作因此特别好，因为它的重心靠近用户的身体，并且避免了不希望的杠杆作用，如例如在使用非常头重脚轻的清洁装置时那样。此外，电压源由于其设置在手柄中而很好地被保护免受外部影响。这种吸尘器在具有良好的可靠性的同时具有良好的耐用性。
电压源包括具有输出电压的电池，其中可充电的蓄电池也可以被一般性地看作为电池。此外，电压源还包括具有分压器和桥式整流器的充电电路，用于将输出电压转换为高频的高电压，其中高频的高电压通过一整流器被转换为静态高电压并且被施加到电容量优选很小、尤其优选为1nF的电容器上。一般地，该电容器可以具有从0.001nF到100nF、优选从0.05nF到10nF的电容量。
输出电压可以为1V到10V，优选为1.5V至3V，静态的高电压可以为0.5kV到10kV。这样的低输出电压可适当地通过实际上到处都可以经济地得到的市场上的普通电池/蓄电池来实现。这尤其在低成本的消费品领域中是显著的优势。
静态高电压可以是能逐步地或无级地调节的。电极施加于要收集的灰尘的吸附力取决于高电压的大小，其中高电压的大小受到空气击穿强度的限制。尤其是当同一吸尘器应当被用于吸附不同的灰尘和/或在不同环境条件(如空气湿度变化)下吸附灰尘时，可调节的高电压尤其是当其能无级调节时是有利的。
通过前面描述的电压源，吸尘器能在任何地方可自由移动地使用。
电压源可以是能通过充电开关接通或切断。此外，手柄可以具有用于对电极之间的电压进行放电的放电开关。对于简化操作，充电开关和放电开关可以组合为一个组合开关。
电极可以由常用的合适的材料构成，例如由金属或聚合的材料构成。
暴露给灰尘的第一电极可以至少部分地被集尘布覆盖。更优选地，第一电极被袋状集尘布包围。其中有利的是，灰尘的收集不仅可以无接触地通过电位差和由此产生的电极对灰尘的吸附力来实现，而且还可以通过直接用集灰布接触灰尘来实现。清洗效率由此尤其是在灰尘不仅松散、而且牢固地附着在待清洁表面上的情况下得到了提高。
如果吸尘器至少部分地由微纤维构成，则吸尘器具有特别良好的使用性。
一般来说，要收集的灰尘可以以不同方式被吸尘器收集。
电极可以被覆盖以光滑的不导电材料，从而灰尘通过静电充电而被固定在该材料上。其中，在不接触待清洁表面的情况下，由设备在数厘米距离之外吸附灰尘。吸附通过感应和/或极化实现。
在本发明中，感应是指导体中(例如在导电的尘埃中)由外部电场导致的电荷移动。
与此相反，在本发明中，极化是指：通过施加外部电场(在此是电极)，在不导电的材料(在这里是尘埃)中产生电荷移动。由此，在微粒中产生临时的偶极子，其中在电场中力作用于该偶极子上。
由于房屋内的灰尘很大部分是由导电性差的纺织纤维构成，所以在这里主要涉及极化现象，其中受到诸如湿度这样的环境条件影响的感应的极限是变化的。
相反，电极但是也可以覆盖有或强或弱地结构化的不导电的织物，例如无纺布、布匹、针织物或纤维，其中除了静电效应之外，织物还通过其多孔的表面结构而机械地粘附灰尘。灰尘在这里或者在织物不直接接触待清洁表面的情况下通过静电吸附被收集，或者通过织物直接接触待清洁表面，即通过机械收集而被收集。其中，静电效应被机械效应加强，这尤其是对于粘附很紧的已经存在一定时间的灰尘而言是有利的。在另一实施方式中，电极可以覆盖有光滑的不导电的塑料材料，例如塑料薄膜，灰尘微粒沉积在该塑料材料上。这样的薄膜使得能够通过简单的剥离、或在电极成功放电之后通过简单的敲打来实现随后对灰尘的清除。
附图说明
以下借助于示意性表示的图1至4更详细地介绍根据本发明的静电吸尘器的两个实施例。其中：
图1至图3示出了第一实施例，其中在图1中示出了吸尘器的侧视图，在图2中示出了吸尘器的正视图，在图3中示出了手柄的内部。
图4示出了第二实施例，其与图1至图3中的第一实施例的区别在于组合开关。
具体实施方式
在图1至4中示出了静电吸尘器的两个实施例，其中每一个主要由手柄4和固定在手柄4上的灰尘收集装置构成。灰尘采集装置由第一电极1构成，第一电极在这里示出的实施例中完全被袋状的集尘布8包围。集尘布可以完全或部分由微纤维构成。
手柄4由第二电极2构成，其中在手柄4内设置电压源3，并且电压源3被手柄4保护性地包围。在本发明中，电压源3是具有输出电压的电池或可充电的蓄电池、和用于将输出电压转换为高频的高电压的具有分压器和桥式整流器的电路，其中高频的高电压由一个整流器转换为静态的高电压，并施加到电容器上。在该实施例中，输出电压为1.5V，静态的高电压约为5kV。
为了确保最佳灰尘收集以及避免对于用户不舒服的充电，手柄4传导性地与电极2相连。手柄4被接地。第二电极2通过用户被拉至地电势，使得这两个电极1和2之间产生电位差，并且通过静电吸尘器将灰尘吸附到第一电极1上。
手柄4在图1至3中包括充电开关5和放电开关6，而在图4中包括组合了充电开关5和放电开关6的组合开关7。
如果用户将静电吸尘器拿在手中，则他操作充电开关或者操作组合开关7并因此操作充电开关5，以在电极1、2之间产生电荷。只要充电开关5/组合开关7被按下，电荷就始终保持存在。
在清洁过程之后，收集有灰尘的吸尘器可以例如放置在清洁站中。然后，放电开关6被操作，或者组合开关7被操作并因此放电开关6被操作。按压可以或者由用户实现，或者通过将吸尘器放置在清洗站中而自动地实现。由此，进行放电，并且灰尘可以容易地从第一电极1脱落或拍掉。然后，吸尘器又准备好投入使用。

Claims (15)

1.一种静电吸尘器，包括第一电极(1)和第二电极(2)和用于在这两个电极(1，2)之间施加电压的电压源(3)，其特征在于，所述第一电极(1)被构造为灰尘收集装置，所述第二电极(2)被接地。
2.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述第二电极(2)被构造为手柄(4)。
3.根据权利要求1或2所述的吸尘器，其特征在于，所述电压源(3)被设置在手柄(4)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述电压源(3)包括具有输出电压的电池以及具有分压器和桥式整流器的充电电路，所述充电电路用于将所述输出电压转换为高频的高电压，其中所述高频的高电压被一整流器转换为静态的高电压并施加到电容器。
5.根据权利要求4所述的吸尘器，其特征在于，所述电容器的电容量为0.05nF至10nF。
6.根据权利要求5所述的吸尘器，其特征在于，所述电容量为1nF。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述输出电压在1.0V到10V之间，所述静态的高电压为从0.5kV至10kV。
8.根据权利要求7所述的吸尘器，其特征在于，所述输出电压为1.5V至3V。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述静态的高电压能逐级地或无级地调节。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述电压源(3)能通过充电开关(5)被接通或切断。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述手柄(4)具有放电开关(6)，用于对所述电极(1，2)之间的电压进行放电。
12.根据权利要求10或11所述的吸尘器，其特征在于，所述充电开关(5)和所述放电开关(6)被组合为组合开关(7)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述第一电极(1)至少部分地被集尘布(8)覆盖。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述第一电极(1)被袋状的集尘布(8)包围。
15.根据权利要求13或14所述的吸尘器，其特征在于，所述集尘布(8)至少部分地由微纤维构成。
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