CN103997941B - 具有气流矫正器的气旋吸尘器 - Google Patents

具有气流矫正器的气旋吸尘器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种吸尘器，所述吸尘器包括废物分离组件，所述废物分离组件包括至少一个气旋分离单元，所述气旋分离单元包括至少一个气旋分离器，所述气旋分离器包括具有至少一个侧向相切的空气入口的分离室和具有纵向轴线的中央输出管，所述中央输出管在所述分离室的内部延伸；其中，至少一个分离器包括气流矫正机构，所述气流矫正机构包括与具有纵向轴线的中央输出管大致共轴的芯，和至少一个主要叶片，所述主要叶片从所述芯朝所述中央输出管的周边壁延伸，并且所述主要叶片一方面包括前缘，另一方面包括位于所述中央输出管的内部的后缘，所述前缘从所述管的周边壁朝所述芯和所述分离室的内部汇聚。

Description

具有气流矫正器的气旋吸尘器
技术领域
本发明涉及吸尘器的技术领域，所述吸尘器用于通过抽吸气流来进行清洁，该气流驱动在吸尘器头附近的尘土和其他废物。本发明更具体地涉及无袋吸尘器的领域，与具有袋的吸尘器相反，在该无袋吸尘器中，所排出的空气和所吸入的微粒之间的分离主要借助于气旋系统来实现，在具有袋的吸尘器中，所述分离通过过滤而实现。
背景技术
如文献EP1361815所描述的那样，无袋吸尘器通常包括气旋分离初级单元，之后是气旋分离次级单元。在初级单元中被分离的废物的回收在所述初级单元的分离室处进行，所述分离室的外部主体充当回收袋。初级单元包括一个气旋分离器，然而次级单元包括多个气旋分离器。每个气旋分离器包括具有至少一个侧向相切的空气入口的分离室，和具有纵向轴线的中央输出管，该中央输出管在分离室的内部延伸。这种吸尘器在涉及其基础吸尘工作方面满足要求，然而具有噪音大的缺点。
发明内容
因此，显然需要一种无袋吸尘器，该吸尘器与根据现有技术的无袋吸尘器相比在相同的效率下具有更少的噪音。
为了达到该目的，本发明涉及一种吸尘器，所述吸尘器包括废物分离组件，所述废物分离组件包括至少一个气旋分离单元，所述气旋分离单元包括至少一个气旋分离器，所述气旋分离器包括具有至少一个侧向相切的空气入口的分离室和具有纵向轴线Δ’的中央输出管，所述中央输出管在所述分离室的内部延伸。
根据本发明，至少一个分离器在位于所述室的内部的所述中央输出管的端部处包括气流矫正机构，所述气流矫正机构包括：
-与具有纵向轴线Δ’的中央管大致共轴的芯，
-至少一个主要叶片，所述主要叶片从所述芯朝所述中央输出管的周边壁延伸，并且所述主要叶片一方面包括前缘，另一方面包括位于所述中央输出管的内部的后缘，所述前缘从所述管的周边壁朝所述芯和所述分离室的内部汇聚。
矫正机构的使用允许减少在中央输出管和随后的导管中的空气涡旋。在该吸尘器的噪声部分地通过在吸尘器的内部的空气的涡旋流动而产生的情况下，矫正机构因此允许减少吸尘器的噪声。
根据本发明，每个主要叶片可从所述芯开始径向延伸，或者相反地从所述芯开始按照例如具有可变曲率半径的螺旋形式来弯曲地延伸。
根据本发明的实施方式，所述矫正机构包括至少一个辅助叶片，所述辅助叶片通过与所述芯和所述中央输出管共轴的大致圆柱体部分与主要叶片连接，并且所述辅助叶片从所述圆柱体部分开始延伸直到所述中央输出管的壁处。该辅助叶片的应用允许增大表面，该表面有助于缓和空气的流动并且尽可能地使该空气流动分层，同时不过于减少空气通过截面，并且因此不过于施加有损吸尘器的性能的负载损耗。
根据该实施方式的特征，每个主要叶片与一个辅助叶片连接。
根据本发明，每个辅助叶片可从对应的所述圆柱体部分开始径向延伸，或者相反地，从所述圆柱体部分开始按照例如具有可变曲率半径的螺旋形式来弯曲地延伸。
根据本发明的另一个特征，每个辅助叶片一方面包括前缘，另一方面包括位于所述中央输出管的内部的后缘，所述前缘从所述管的周边壁朝所述芯和所述分离室的内部汇聚。
根据该特征的变型例，辅助叶片的前缘在空气循环方向中相对于承载所述辅助叶片的所述主要叶片的前缘收缩。该实施变型例允许避免所述辅助叶片的前缘相对于所述主要叶片的前缘形成突起，该突起能够拦住由所吸入的空气所携带的纤维或线。
根据本发明的特征，每个叶片的前缘在所述中央输出管的外部延伸。与所述前缘的汇聚特点相结合的该特征允许避免纤维性废物积累在矫正机构上的危险。
根据本发明的一个实施方式，每个叶片从所述前缘开始包括相对于轴线Δ倾斜的近端部分，之后是平行于所述轴线Δ的径向的远端部分。叶片的这种结构允许在中央输出管的入口处作用于气流的旋转特性，同时逐步地矫正气流，以便在矫正机构的出口处以及在中央输出管的内部使气流大致分层。叶片的作用的循序渐进的特点限制负载损耗和空气噪声。
根据该实施方式的变型例，所述近端部分与所述远端部分形成介于90°和180°之间的角度α。这种角度值允许确保叶片的作用的渐进性。
根据该变型例的特征，在远端部分的下表面和近端部分的下表面之间的角度值不同于在远端部分的上表面和近端部分的上表面之间的角度值。
根据该实施方式的又一个变型例，所述近端部分是大致平坦的。所述近端部分的该结构允许方便由塑料模制而成的矫正机构的制造，因为平坦的形状更容易获得且避免使用过于复杂的模子。
根据该实施方式的又一个变型例，所述近端部分是倾斜的，以便相对于空气旋转方向将所述前缘设置在所述远端部分的上游。因此，所述近端部分在空气旋转方向中是倾斜的，以便将空气逐渐地导向所述远端部分。
根据本发明的特征，每个前缘内切于具有轴线Δ的圆锥体。因此，所述矫正机构的位于所述中央输出管的外部的部分是截锥形的，使得该部分不具有任何能够拦住纤维性废物的凹凸不平。另外，所述矫正机构的入口的截面的截锥形的特点允许增加空气通过的表面，并且因此减少负载损耗。
根据本发明的另一个特征，所述矫正机构包括介于三个和六个之间的主要叶片。主要叶片的这种数量允许获得在矫正效率和由所述叶片造成的负载损耗之间的良好的妥协。
根据本发明的又一个特征，在两个连续的叶片之间的距离介于1mm和5mm之间。
根据本发明的实施方式，所述吸尘器包括：
-第一气旋分离单元，其包括气旋分离器，
-和第二气旋分离单元，其包括至少一个气旋分离器，所述第二单元的每个分离器包括气流矫正机构。
两个分离单元的实施允许在所述第二单元出口处最大限度地减少存在于空气中的固体微粒的量。
根据该实施方式的变型例，所述第二单元包括至少两个分离器，并且所述吸尘器在所述第一分离单元和所述第二分离单元之间包括气流分散器，所述气流分散器包括与所述第二单元所包括的分离器一样多的管道和在所述第一单元的分离器的输出管的内部延伸的气流分配器，以便在输出管中限定各自与所述气流分散器的管道连接的管路。
当然，本发明的不同的变型例和实施方式可在它们彼此兼容或不排它的情况下根据不同的组合而彼此结合。
附图说明
另外，参照附图所进行的描述显示出本发明的各种其他的特征，附图示出根据本发明的具有气旋分离系统的吸尘器的非限定性实施方式。
-图1是根据本发明的无袋吸尘器的立体示意图。
-图2是图1所示的无袋吸尘器的局部剖视正视图。
-图3是第二分离单元的两个气旋分离器的轴向剖视示意图。
-图4是示出在图1和2所示的吸尘器的第一气旋分离单元和第二气旋分离单元之间的气流分散器的局部剖视俯视立体图。
-图5是根据本发明的气流矫正机构的仰视图。
-图6是根据本发明的气流矫正机构的仰视立体图。
-图7是沿着图5的VII-VII线的截面的示意图。
具体实施方式
如图1和2所示的根据本发明的吸尘器包括由轮2支撑的机座1，在使用吸尘器时，所述轮方便了吸尘器的移动。已知地，机座包括被用于产生低压的电动鼓风机组件3、电缆卷盘和控制电子装置以及允许控制吸尘器工作的手动控制部件。本身不构成本发明的目的的这些不同的元件全部没有示出，以便精简图1。
吸尘器包括导管4，该导管确保在电动鼓风机3和分离组件5之间的气动连接，使得所述电动鼓风机在其工作期间在该导管中建立低压。导管4在电动鼓风机的上游可包括诸如泡沫的过滤介质6，该过滤媒介被用于捕获没有通过分离组件5与所吸入的空气分开的更细小的微粒。
分离组件5包括连接未示出的一系列吸尘附件的连接嘴7，该一系列吸尘附件通常包括装配在刚性伸缩管的端部的吸尘头，该刚性伸缩管通过挠性管与嘴7连接，使得吸尘头与电动鼓风机3通过分离组件5和导管4气动地连接。
根据本发明的一个主要的特征，所述分离组件5使用气旋分离废物和所吸入的空气的原理。因此，根据示例，分离组件5在嘴7的下游包括两个气旋分离单元8和9。第一气旋分离单元8包括初级气旋分离器10，而第二气旋分离单元9包括位于初级气旋分离器10的下游且在初级气旋分离器的外部的四个次级气旋分离器11。四个次级气旋分离器11中仅有三个在图1中示出。需要注意的是，第二气旋分离单元9可包括多于四个的次级气旋分离器或者相反地少于四个的次级气旋分离器。另外，一个或多个次级气旋分离器11还可位于初级气旋分离器的内部而并非如所示的在初级气旋分离器的外部。根据示例，次级气旋分离器11的纵向轴线Δ’平行于初级气旋分离器10的纵向轴线Δ。
初级气旋分离器10包括管状主体15，该管状主体界定具有轴线Δ的大致旋转截锥形的分离室16并且分离室的外壁朝下发散。用于连接扫帚的嘴7通过导管17连接主体15，该导管17相切地通到初级气旋分离器10中。第一气旋分离单元8在管状主体15的中央还包括具有轴线Δ的输出管18。输出管18具有低部，该低部围绕轴线Δ旋转对称，该低部的下端部大致是截锥形的并且朝下汇聚。
每个次级气旋分离器11如图3所示包括管状主体20，该管状主体界定分离室21，该分离室在高处部分为具有轴线Δ’的大致旋转圆柱体形状，并且在低部为具有轴线Δ’的朝下汇聚的旋转截锥体形状。分离室21在高处部分包括相切的空气入口22。每个次级气旋分离器11还包括具有纵向轴线Δ’的中央输出管23，该中央输出管通过导管4与电动鼓风机3连接。
当吸尘器工作时，所吸入的空气和废物通过相切的导管17到达初级气旋分离器10的内部，如箭头F1所示。围绕输出管18形成下降的涡旋，如箭头F2所示。包含在空气中的废物，且尤其是更沉的废物在离心力、空气循环方向和地心引力的结合作用下倾向于在主体15的低部朝外堆积。至此，通过输出管18的低处开口所吸入的空气被清除了空气所包含的大部分废物。
通过输出管18从分离室16输出的空气随后通过图4所示的气流分散器25引向四个次级气旋分离器11。因此，气流分散器25包括与第二气旋分离单元9包括的次级气旋分离器11同样多的管道26，在本情况中为四个管道26。为了在四个管道26之间平衡地分散空气流，气流分散器25包括在输出管18的内部延伸的气流分配器27。气流分配器27具有四通管的形式，该四通管包括四个交叉的壁28，该四个交叉的壁将输出管18的内部分为四个相同的管路29。气流分配器27有利于阻挡在输出管18的内部的空气旋转并且减弱流动的涡流特性。因此，除了确保了次级气旋分离器11的空气供给的平衡以外，气流分配器27还允许在初级气旋分离器10的出口处减少气动噪声。
每个管道26的气流通过相切的空气入口22进入到对应的次级气旋分离器中，以便在室21中形成涡旋，该漩涡允许将空气与空气中仍包含的灰尘小微粒分开。空气随后通过中央输出管23排出分离室21，以便被导管4收集并且引向电动鼓风机3。
在每个中央输出管23的入口处，空气具有漩涡流动，该漩涡流动是非常大的气动噪声的来源。为了减少该噪声，本发明建议为次级气旋分离器11的至少一个所述中央输出管23，并且根据示例为每个中央输出管23配备气流矫正机构30，该气流矫正机构30阻碍空气的漩涡运动以便使空气分层。
如图5和6所示，矫正机构30包括具有轴线的旋转圆柱体形状的中央芯31，该轴线与对应的输出管的纵向轴线Δ’重合。
矫正机构30还包括至少一个，优选地介于3个和7个之间的主要叶片32，所述主要叶片从芯31开始径向地延伸。根据示例，矫正机构30包括六个主要叶片32，所述主要叶片从芯31开始径向地延伸直到中央输出管23的周边壁33处，同时围绕中央输出管规则地分布。叶片的数量取决于中央输出管的直径，中央输出管的直径越大，叶片的数量越多。通过在每个叶片之间保留优选地介于1mm和5mm之间的距离来确定叶片的最大数量。
如图7所示，每个主要叶片32包括位于中央输出管23的外部和分离室21的内部的前缘34。相对于前缘34，每个叶片32包括位于中央输出管23的内部的后缘35。为了避免负载损耗并且有助于空气的分层流动，主要叶片的厚度从主要叶片的内部直到前缘34或后缘35的端部逐渐减小。另外，前缘34从周边壁33直到芯31汇聚并且朝分离室21的内部汇聚。
主要叶片32的前缘的该结构对矫正机构30的位于分离室21中的部分赋予具有轴线Δ’并且朝分离室21的内部汇聚的截锥形的形状。该形状允许避免由空气携带的纤维的钩挂，并且因此限制阻塞矫正机构的危险。
另外，后缘35垂直于纵向轴线Δ’，以便后缘整体限定垂直于轴线Δ’的平坦的表面。
为了逐渐地矫正气流，每个主要叶片相反于空气循环方向F3而弯曲，如图6和7所示。每个主要叶片32从前缘开始包括相对于轴线Δ’倾斜的近端部分36，随后是平行于轴线Δ’的径向远端部分37。根据示例，近端部分36是大致平坦的，并且与远端部分37形成介于90°和180°之间的角度α。远端部分37也是大致平坦的。
在主要叶片32从芯31开始径向地延伸的情况下，将相邻的两个主要叶片32分开的距离在靠近中央输出管23的壁33处大于在靠近芯处，使得空气的引导在靠近壁33处不太有效。为了克服在周边处的引导的该缺点，矫正机构30根据示例与每个主要叶片32相关地包括辅助叶片40。
每个辅助叶片40通过与芯31共轴的圆柱体部分41与对应的主要叶片32连接。辅助叶片40从该圆柱体部分41开始径向地延伸至中央输出管23的壁33处。如同主要叶片32，每个辅助叶片40的朝分离室21定向的的边形成前缘42，该前缘从中央输出管的周边壁33朝芯和分离室21的内部汇聚。前缘42以及朝分离室21定位的圆柱体部分41的边略微设置在主要叶片32的前缘34的后方，以便不形成能够拦住纤维的任何障碍。每个辅助叶片40相对于前缘42包括后缘43，该后缘大致垂直于芯31的轴线Δ’。后缘43位于中央输出管23的内部。如同支撑辅助叶片的主要叶片32，每个辅助叶片40也是弯曲的，因此，每个辅助叶片40从前缘42开始包括相对于轴线Δ’倾斜的近端部分45，且随后是平行于轴线Δ’的径向远端部分46。根据示例，近端部分45是大致平坦的，并且与远端部分46形成介于90°和180°之间的角度α。远端部分46也是大致平坦的。
当吸尘器工作时，分离室21的空气通过叶片32和40的近端部分36和45被逐渐地引导，以便被导向远端部分37和46，所述远端部分平行于轴线Δ’而延伸，使得在矫正机构30的出口处的气流是大致分层的。矫正机构30的使用还允许获得根据本发明的吸尘器的气动噪声的减少，相对于没有矫正机构30的该相同的吸尘器的工作，根据本发明的吸尘器的气动噪声减少了多个分贝。
根据附图所示的以及上面所描述的例子，矫正机构30由托架50保持，该托架在对应的中央输出管的内部延伸。然而，矫正机构30的这种固定方式对本发明的实施不是严格必须的。因此，矫正机构30的固定可通过在位于分离室21中的中央输出管23的端部处弹性紧配或粘合来确保。
根据附图所示的以及上面所描述的例子，主要叶片和辅助叶片从它们的支架朝中央输出管的周边壁径向地延伸。然而，这种“直线”结构对本发明的实施不是严格必须的。因此，主要叶片和辅助叶片可被构造为使得它们的前缘在垂直于中央输出管的轴线的平面上的投影是弯曲的，并且例如拥有具有可变的曲率半径的螺旋部分的形式。
另外，根据附图所示的以及上面所描述的例子，每个叶片的近端部分和远端部分是直的并且相互连接，同时形成明显的角度或弯折(cassure)。然而，根据本发明，在每个叶片的近端部分和远端部分之间的连接区域可呈轮辐形状或是弯曲的，以便减少“弯折”，以便有助于空气的层状流动。同样地，每个叶片的近端部分和远端部分可为弯曲的并且被构造为使得下表面和上表面的曲率半径在前缘和后缘之间逐渐地且连续地变化。
当然，在所附权利要求的范围内，可赋予本发明各种其他的更改。

Claims (14)

1.一种吸尘器，所述吸尘器包括废物分离组件，所述废物分离组件包括至少一个具有至少一个气旋分离器(11)的气旋分离单元(9)，所述气旋分离器包括具有至少一个侧向相切的空气入口的分离室(21)和具有纵向轴线Δ’的中央输出管(23)，所述中央输出管在所述分离室(21)的内部延伸，
其特征在于，至少一个气旋分离器(11)在位于所述室的内部的所述中央输出管(23)的端部处包括气流矫正机构(30)，所述气流矫正机构包括：
-与具有纵向轴线Δ’的所述中央输出管大致共轴的芯(31)，
-至少一个主要叶片(32)，所述主要叶片从所述芯(31)朝所述中央输出管(23)的周边壁(33)延伸，并且所述主要叶片一方面包括前缘(34)，另一方面包括位于所述中央输出管(23)的内部的后缘，所述前缘位于所述中央输出管(23)的外部，并且从所述管的周边壁(33)朝所述芯(31)和所述分离室(21)的内部汇聚。
2.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述矫正机构包括至少一个辅助叶片(40)，所述辅助叶片通过与所述芯(31)和所述中央输出管(23)共轴的大致圆柱体部分(41)与所述主要叶片(32)连接，并且所述辅助叶片从所述圆柱体部分(41)开始延伸直到所述中央输出管(23)的壁(33)处。
3.根据权利要求2中所述的吸尘器，其特征在于，每个主要叶片(32)与一个辅助叶片(40)连接。
4.根据权利要求3所述的吸尘器，其特征在于，每个辅助叶片(40)一方面包括前缘(42)，另一方面包括位于所述中央输出管(23)的内部的后缘(43)，所述辅助叶片(40)的前缘从所述管的周边壁(33)朝所述芯(31)和所述分离室的内部汇聚。
5.根据权利要求4所述的吸尘器，其特征在于，所述辅助叶片(40)的前缘在空气循环方向中相对于承载所述辅助叶片的所述主要叶片(32)的前缘(34)收缩。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸尘器，其特征在于，每个叶片(32，40)的前缘(34，42)在所述中央输出管(23)的外部延伸。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的吸尘器，其特征在于，每个叶片(32，40)从前缘(34，42)开始包括相对于所述轴线Δ’倾斜的近端部分(36，45)，之后是平行于所述轴线Δ’的径向的远端部分(37，46)。
8.根据权利要求7所述的吸尘器，其特征在于，所述近端部分(36，45)与所述远端部分(37，46)形成介于90°和180°之间的角度α。
9.根据权利要求8所述的吸尘器，其特征在于，所述近端部分(36，45)是大致平坦的。
10.根据权利要求9所述的吸尘器，其特征在于，所述近端部分是倾斜的，以便相对于空气旋转方向将前缘(34，42)设置在所述远端部分的上游。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的吸尘器，其特征在于，每个前缘(34，42)内切于具有轴线Δ的圆锥体。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的吸尘器，其特征在于，在两个连续的叶片(32,40)之间的距离介于1mm和5mm之间。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的吸尘器，其特征在于，所述吸尘器的废物分离组件包括：
-第一气旋分离单元(8)，其包括气旋分离器(10)，
-和第二气旋分离单元(9)，其包括至少一个气旋分离器(11)，所述第二气旋分离单元的每个气旋分离器(11)包括气流矫正机构(30)。
14.根据权利要求13所述的吸尘器，其特征在于，所述第二气旋分离单元(9)包括至少两个气旋分离器(11)，并且所述吸尘器在所述第一气旋分离单元(8)和所述第二气旋分离单元(9)之间包括气流分散器(25)，所述气流分散器包括与所述第二气旋分离单元(9)所包括的气旋分离器(11)一样多的管道(26)和在所述第一气旋分离单元(8)的气旋分离器的输出管(18)的内部延伸的气流分配器(27)，以便在所述输出管中限定各自与所述气流分散器(25)的管道(26)连接的管路(29)。
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