CN114081391A - 真空吸尘器 - Google Patents

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J·T·范德科伊
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Abstract

本公开的实施例涉及真空吸尘器。一种真空吸尘器，包括污物入口和电动机和风扇，电动机和风扇用于向污物入口输送吸力。旋风器单元用于从吸力流中分离颗粒，旋风器单元具有沿旋风器旋转轴线延伸的涡流探测器和绕涡流探测器外部而被形成的环形室。向旋风器单元输送空气是在向前的方向上(即，向前是指从污物入口到旋风器单元的方向)。旋风器旋转轴线与该向前方向平行或接近平行。涡流探测器的出口在其后端处，使得来自涡流探测器的出口一般在与向前分量相反的方向上。这意味着涡流探测器以外的空间可以用作污物收集区域的部分，并且这使得毛发和其他碎屑的收集能够更加有效。

Description

真空吸尘器
技术领域
本发明涉及真空吸尘器，并且本发明特别地涉及使用旋风器单元的真空吸尘器。
背景技术
在真空吸尘器中使用旋风器单元、用于从气流中分离污物是众所周知的。
在旋风系统中，通过在室内部旋转空气而产生离心力。空气以螺旋状流动，例如在旋风室的顶部开始并且在底部结束，然后通过旋风器的中心离开旋风器并且离开顶部。在旋转流中被拖动的颗粒具有太大的惯性，而无法跟随气流路径的紧密曲线，并且会撞击外壁，继而沿壁移动到旋风室的底部(或进入单独的污物收集室)，在其中颗粒可以被移除。
旋风器单元广泛用作从空气中分离干燥颗粒的方式。在湿式真空吸尘器的情况下，旋风器单元还用来从空气中分离水滴(和污物颗粒)。
通常地，旋风分离器具有以中空圆柱状塑料部件为形式的中央涡流探测器，沿长度方向具有槽，允许空气流入其中。只要气流不受阻，旋风器就能很好地工作，实现高效分离，因为过滤功能的主要因素是空气速度。因此，一旦旋风器开始被污染，系统中的气流就会减少，导致分离效率降低，造成更多的污染。
气流受阻的一个常见原因是毛发或其他丝线的收集。这可以导致需要频繁地清洁旋风器。清洁通常需要手动进行，要求用户触摸从地面收集的一些污物和毛发。
FR 2 860 134和EP 1 774 888各公开了一种旋风器单元，其中空气从顶部进入，并且从底部离开。
为了减少对旋风器单元的清洁要求，期望有一种不易被毛发和其他碎屑堵塞的设计。
发明内容
本发明由权利要求书限定。
根据本发明的一个方面的示例，提供了一种真空吸尘器，包括：
污物入口；
电动机和风扇，用于向污物入口输送吸力；
旋风器单元，用于从由电动机和风扇的吸力生成的流中分离颗粒，包括涡流探测器和环形室，涡流探测器沿旋风器旋转轴线延伸，环形室绕涡流探测器外部而被形成；以及
输送管，用于向旋风器单元输送空气，使得空气可以流动到环形室，
其中输送管在向前的气流方向上延伸，并且来自涡流探测器的出口在其后端处，使得来自涡流探测器的出口在与向前的气流方向相反的方向上具有分量。
向前方向可以被限定为输送管延伸的方向。向前方向通常是指从污物入口(真空吸尘器的头部)到手柄的方向。涡流探测器的出口至少部分地在相反的、向后的方向上，并且因此出口在涡流探测器的后端，即在首先被输送管接近的一端。向前的位置可以被视为远端位置，并且向后的位置可以被视为近端位置(即靠近吸头，并且远离手柄)。
涡流探测器的前端在传统上是输出端。然而，在这种情况下，涡流探测器的前端是封闭的，即不透气的，使得空气被迫在后端处出来，该后端是开放的。
该真空吸尘器使用旋风器单元，其中空气输送到旋风器单元是在一个方向上，并且从旋风器单元离开是在至少部分地相反的方向上。这意味着涡流探测器的远端是封闭的，并且因此远端以外的区域可以形成污物收集区的一部分。这提供了附加设计自由，并且特别地实现了一种设计，该设计不太容易例如被卷绕在涡流探测器周围的毛发堵塞。
例如，输送管与旋转轴线平行。这限定了一种顺列布置。
例如，真空吸尘器包括具有污物入口的头部，并且输送管包括将头部连接到旋风器单元的管道。
因此，旋风器单元被安装在头部上面，提供了一种轻量级的并且因此易于操纵的头部。将头部连接到旋风器单元的管道限定了输送管，并且从而限定了大致的方向，在该大致的方向上气流被输送到旋风器单元。
例如，真空吸尘器包括杆式真空吸尘器。
涡流探测器以外的顶壁(这是绕涡流探测器的环形室的顶壁，并且因此是污物收集室的顶壁)优选地与涡流探测器的向前的、封闭的一端相隔。该空间允许毛发或其他纤维从涡流探测器的外部周围分离出来，使得它们可以更可靠地被收集到污物室中。因此，涡流探测器的向前的、封闭的一端距涡流探测器以外的顶壁有一定距离。
污物收集室优选地耦接至涡流探测器的前端以外的空间。涡流室的前(远)端是封闭的，并且因此可以在前(远)端以外形成空间，该空间耦接至污物收集室。
空间的高度例如在10毫米至30毫米之间。这提供了一种有助于移除绕涡流探测器的碎屑、而不会显著增加整体所需的尺寸或显著降低效率的空间。
从涡流探测器的后端到过滤器可以形成通路。涡流探测器的后端是空气离开涡流探测器的地方。
在一个示例中，过滤器位于涡流探测器的前方。因此，沿输送管的大致方向，过滤器比涡流探测器更靠前。例如，过滤器继而在涡流探测器的手柄(用户)侧，而不是真空头部侧。因此，通路绕旋风器单元的侧延伸，并且起到旁路的功能。继而，通过过滤器的流是在向前的方向上。因此，仍然可以跟随部件的正常顺列布置，其中过滤器在旋风器单元远端以外。
在另一个示例中，过滤器位于涡流探测器的后方。因此，沿输送管的大致方向，过滤器比涡流探测器更靠后。例如，过滤器继而在涡流探测器的真空头部侧，而不是手柄(用户)侧。
这意味着通路可以是从涡流探测器到过滤器的直接耦接。继而，通过过滤器的流适于在向后的方向上。因此，不需要从涡流探测器到过滤器的流重定向。
在该示例中，污物收集室可以是真空吸尘器的流动路径中最向前的部分。这是通过过滤器位于旋风器单元的后端而成为可能的。这意味着可以使得能够实现对污物收集室更为用户友好的清空过程。
例如，真空吸尘器包括用于操作电动机的可充电电池。因此，本发明对电池操作的杆式真空吸尘器特别有意义。例如，它是一种干式真空吸尘器，但是本发明可以被应用于湿式真空吸尘器。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并且得以阐明。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且更清楚地示出如何实施本发明，现将仅以举例的方式参考附图，其中：
图1示出了已知的旋风真空吸尘器；
图2以示意图的形式示出了根据本发明的旋风真空吸尘器的第一个示例；
图3示出了放大的图2的旋风器单元；
图4示出了以与图2的示意性示例相同的方式操作的更详细示例的旋风器单元的第一视图；
图5示出了图4的旋风器单元的第二视图；
图6是使用图4的旋风器单元的真空吸尘器的第一分解图；
图7是使用图4的旋风器单元的真空吸尘器的第二分解图；
图8示出了旋风真空吸尘器的第二示例；
图9示出了放大的图8的旋风器单元；以及
图10示出了旋风器单元和输送管的两个不同的相对定向。
具体实施方式
将参考附图描述本发明。
应该理解的是，详细描述和具体示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但是仅旨在用于说明的目的并且不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中变得更好理解。应该理解的是附图仅仅是示意性的并且不是按比例绘制的。还应该理解的是，整个附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
本发明提供了一种真空吸尘器，该真空吸尘器包括污物入口和电动机和风扇，电动机和风扇用于向污物入口输送吸力。旋风器单元用于从吸力流中分离颗粒，旋风器单元具有沿旋风器旋转轴线延伸的涡流探测器和绕涡流探测器的外部形成的环形室。向旋风器单元输送空气是在向前的方向上(即向前是指从污物入口到旋风器单元的方向)。旋风器旋转轴线平行或接近平行于该向前的方向。涡流探测器的出口在其后端，使得涡流探测器的出口一般在与向前分量相反的方向上。这意味着涡流探测器以外的空间可以用作污物收集区域的一部分，并且这使得毛发和其他碎屑的收集更加有效。
图1示出了已知的旋风真空吸尘器10，包括真空吸尘器头部12以及用于向真空吸尘器头部输送吸力的电动机14和风扇16。
设置旋风器单元18以用于从由电动机和风扇的吸力生成的流中分离颗粒。旋风器单元具有涡流探测器19，绕该涡流探测器19生成螺旋状流，并且该流绕涡流探测器占据环形空间。
在该示例中，旋风器单元18是干式污物管理系统的部分，该旋风器单元可以包括附加的过滤器。污物管理系统具有收集室20，用于收集经分离的污物。这可以是旋风器单元的内部部分，或可以有与旋风器单元连接的单独的收集储存器。如图所示，在旋风器单元的出口流以及电动机和风扇之间设置出口过滤器21。
旋风器单元具有通过涡流探测器而延伸的旋风器旋转轴线22。该轴线22可以与真空吸尘器的一般长度轴线对齐平行(如图1中的情况)，但是这并不是必需的。
真空吸尘器头部12通过输送管24与旋风器单元18连接。这限定了空气被输送到旋风器单元的方向，特别是到围绕涡流探测器的环形空间的方向。输送空气的方向是由输送管24限定的。
在所示的示例中，输送管24与旋转轴线22平行。
输送管24的方向，因此从真空从吸尘器头部12到真空吸尘器顶部的方向在本文中被限定为向前的方向。空气一般沿该向前方向被输送到旋风器单元。
手柄30在头部12的相反端处。
所示的真空吸尘器是杆式真空吸尘器，使得在使用中，头部12与待真空吸尘的表面形成唯一的接触。当然，真空吸尘器可以是直立真空吸尘器。
本发明涉及旋风器单元的设计特征，并且可以被应用于任何具有大体上顺列布置的真空吸尘器。它还可以被应用于有干式DMS的干式真空吸尘器或有湿式DMS的湿式真空吸尘器。
图1设计的问题是，毛发或其他碎屑(线头等)可以绕涡流探测器缠绕。这提供了流动受阻，降低了空气流动速度，并且从而降低了污物分离效率。
图2示出了根据本发明的第一个示例。与图1中使用的附图标记相同。
真空吸尘器的一般配置是相同的，即真空吸尘器包括污物入口12以及用于向污物入口输送吸力的电动机和风扇。电动机和风扇以及用户界面、控制电子元件和手柄被示意性地表示为单元40。
旋风器单元18又用于从由电动机和风扇的吸力生成的流中分离颗粒，旋风器单元18包括沿旋风器旋转轴线22延伸的涡流探测器19和绕涡流探测器的外部形成的环形室。
输送管24将空气输送到旋风器单元。如上所述，输送管在向前的方向上延伸，这与污物入口(真空吸尘器的头部)和手柄之间的大致方向相对应。
在本发明的设计中，涡流探测器19的出口至少部分地在向后的方向上(与输送管的向前方向相反)，并且因此出口在涡流探测器的后端处，即在被输送管首先接近的一端处。涡流探测器的前端是封闭的，使得空气不可以在向前的方向上离开涡流探测器，但是必须在向后的方向上离开。
在图2的放大部分中可以更清楚地看到旋风器单元的布置。
在图2中，由于平行的导管24和轴线22，向旋风器18输送空气的方向与旋风器的出口方向完全相反。然而，旋转轴线22与向前方向平行并非必需的。旋转轴线22与向前方向之间可以有一个角度。
该布置意味着涡流探测器的最前端(远端)41是封闭的，并且封闭端以外的区域可以形成污物收集区域的一部分。这提供了附加设计自由，并且特别地实现了一种设计，该设计不太容易例如被卷绕在涡流探测器周围的毛发堵塞。例如，可以设置空间42，以允许毛发疏通并且在污物收集室中更好地收集。该空间42之所以成为可能，是因为绕涡流探测器的环形室的前壁即顶板44(即污物收集室的顶板44)与涡流探测器的前端40相隔。
污物收集室20被耦接至该空间42。
如图3所示，空间42例如在x的前-后方向上具有尺寸，该尺寸可以在10毫米到30毫米的范围中。
空间需要是足够的，以允许所收集的纤维通过涡流探测器的封闭端。因此，空间优选地是可能被捕获的纤维的直径的至少10倍，例如至少3毫米。期望有更大的空间，因为绕涡流探测器的螺旋流和涡流探测器上面顶板处的(更)静态空气之间有流梯度。出于该原因，空间更优选地是至少10毫米。有最大的期望空间，因为在空间中生成螺旋流所需的能量对旋风器单元的分离功能没有贡献，所以大空间对应于效率的降低。针对这个原因，空间在高度上优选地小于30毫米。
举例来说，涡流探测器具有约30毫米至45毫米的直径(对于杆式真空吸尘器)和大约25到50mm的轴向长度。
图3还示出了通路46，该通路46将涡流探测器的向后出口流重定向到向前的方向，朝向出口过滤器21，如图1的示例，该过滤器位于涡流探测器的前方。该布置因此保持了与图1的传统设计中相同的部件的顺列顺序，使得真空吸尘器的整体设计不需要为了并入改进的旋风器单元而进行重大修改。特别地，改进的旋风器单元实现了涡流探测器和绕涡流探测器的腔室的顶板44之间的距离。该间距以及从涡流探测器反转的出口方向通常不允许保持顺列配置。
图4示出了针对更详细示例的旋风器单元18的第一视图，但其运行方式与图2的示意性示例相同。图4中为示出过滤器以及风扇和电动机组件。
输送管24在旋风器单元18的后端处被耦接到入口50。该入口与旋风器单元18的主壳体54内的旋风器主体52连接。主壳体54具有盖子55。来自输送管(连接到入口50)的入口气流56被引导到绕涡流探测器19的环形空间。循环流由斜坡表面形成，并且来自涡流探测器的出口流在与入口流54相反的方向上。如上所述，通路46将该流转向到向前的方向，并且来自整个旋风器单元18的出口流在向前方向上。
污物收集室可以通过打开旋风器单元后端处的挡板57来清空。这意味着可以清空旋风器单元，而无需将旋风器单元从真空吸尘器的其余部分拆卸。备选地，污物收集室可以是可拆卸的。可以通过从前端移除过滤器单元来清洁旋风器单元。
图5示出了看向前端的图4的旋风器单元的第二视图。涡流探测器19和收集室20可以被看到。附加地，可以看到有两个旁路通道46，从旋风器单元的后端延伸到前端，朝向过滤器21。
例如，通道具有与入口大致相同的横截面积(组合)，所以这些通道不会呈现显著的流动限制。
图6是使用图4的旋风器单元18的真空吸尘器的第一分解图。旋风器单元在主壳体54的上游具有旋风器底部58。流动单元59限定了旋风器入口、出口和斜坡表面，用于促进循环流。涡流探测器19在流动单元59的前端处。过滤器21包括在旋风器单元18的前端处的组件。风扇和电动机组件14、16被附接在过滤器21上。
图7是使用图4的旋风器单元的真空吸尘器的第二分解图。
图2至图7的示例具有从涡流探测器的后端48到过滤器21的通路46(或多个通路)。通路延伸超过形成旋风器单元的封闭空间的腔室的前端，因此过滤器位于涡流探测器的前方(从物理位置和流动路径两者来看)。通路46绕旋风器单元的侧面延伸，并且起到旁路路径的功能。在实践中，通路可以包括多个通道。
这里使用的是部件的正常顺列布置，其中旁路路径46使得涡流探测器的出口能够在反转的方向上。
图8示出了第二个示例，其中过滤器21位于涡流探测器的后方。这意味着通路46可以是从涡流探测器19到过滤器21的直接耦接。通过过滤器21的流在向后方向上。因此，不需要使从涡流探测器到过滤器的流重定向。
图9示出了旋风器单元的放大图。
在该示例中，污物收集室20可以是真空吸尘器最向前的部分，或最靠近手柄的部分。
其他部件(例如电动机14和风扇16、手柄30、电池80和电子元件82)都可以在比收集室20更远的真空吸尘器的下方。这是通过过滤器21位于旋风器单元19的后端而成为可能的。这意味着可以使得能够实现对污物收集室更为用户友好的清空过程。
与图1的设计相比，涡流探测器可以被缩短以提供空间42，或者旋风器单元可以被加长。
图10示意性地示出了两个不同的配置。来自涡流探测器的出口流被示出为流动箭头90。在这两种情况下，该流可以直接地通向过滤器21，或者该流可以被向前路由。因此，可以使用上面解释的任一种方法。碎屑路径被示出为92。
图10A与上面的示例相对应，其中输送管平行于旋风器轴线延伸。
图10B示出，旋风器轴线22可以从输送管24的向前方向被偏移，例如最多达到60度。优选地，输送管轴线(即向前方向)与旋风器旋转轴线之间的角度小于30度，并且优选地小于10度。因此，配置优选地为旋风器单元的平行顺列布置。来自涡流探测器的出口一般仍是向后的(即它具有向后的分量)，而输送管则向前延伸。
到旋风器单元的大致空气输送方向是在前面所限定的向前方向上。然而，一旦进入旋风器整体内，在空气流到绕涡流探测器的环形空间之前，内部空气通路可以局部地改变气流方向。这种局部方向控制，在旋风器的内部，例如可以创建在径向上部分向内的流动方向，以促进旋风器单元内所需的螺旋流条件。
在上面的示例中，输送管被示出为直接地连接到旋风器单元。这仅是示意性的。可以是可移除的吸入管道的输送管实际上可以连接到壳体，该壳体具有通向旋风器单元的环形室的内部通路。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一个”或“一个”不排除多个。
在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不指示这些措施的组合不能有利地使用。
如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，应注意术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。
权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制范围。

Claims (9)

1.一种真空吸尘器，包括:
污物入口(12)；
电动机(14)和风扇(16)，用于向所述污物入口(12)输送吸力；
旋风器单元(18)，用于从由所述电动机和风扇的所述吸力生成的流中分离颗粒，所述旋风器单元(18)包括涡流探测器(19)和环形室，所述涡流探测器(19)沿旋风器旋转轴线(22)延伸，所述环形室绕所述涡流探测器(19)的外部而被形成，所述环形室具有顶壁；以及
输送管(24)，用于向所述旋风器单元(18)输送空气，使得所述空气能够流动到所述环形室，其中所述输送管(24)在向前的气流方向上延伸，并且来自所述涡流探测器(19)的出口在所述涡流探测器(19)的后端处，使得来自所述涡流探测器的所述出口在与所述向前的气流方向相反的方向上具有分量，
其特征在于：
在所述涡流探测器(19)的前端(41)和所述顶壁之间设置空间(42)，
并且所述真空吸尘器还包括：
过滤器(21)，位于所述涡流探测器前方；以及
从所述涡流探测器的后端(48)到所述过滤器(21)的通路(46)。
2.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中所述输送管(24)实质上与旋转轴线(22)平行。
3.根据权利要求1或2所述的真空吸尘器，包括头部(12)，所述头部(12)具有所述污物入口，其中所述输送管(24)包括将所述头部连接到所述旋风器单元(18)的管道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空吸尘器，包括杆式真空吸尘器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空吸尘器，还包括污物收集室，所述污物收集室耦接至所述旋风器单元(18)的所述出口、并且耦接至所述空间(42)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的真空吸尘器，其中所述空间(42)具有范围在10毫米至30毫米之间的高度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的真空吸尘器，其中通过所述过滤器(21)的所述流适于在所述向前的气流方向上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的真空吸尘器，其中所述电动机(14)和风扇(16)在所述过滤器(21)的下游。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的真空吸尘器，包括可充电电池，所述可充电电池用于操作所述电动机。
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