DE102004025370A1

DE102004025370A1 - Nass-/Trocken-Abscheideeinheit für einen Nass-/Trockensauger, insbesondere Bodensauger

Info

Publication number: DE102004025370A1
Application number: DE200410025370
Authority: DE
Inventors: Burkhard Breternitz; Dieter Häring
Original assignee: Kkw Kulmbacher Klimagerate-Werk GmbH; KULMBACHER KLIMAGERAETE
Current assignee: Glen Dimplex Deutschland GmbH
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: DE102004025370B4

Abstract

Die Nass-/Trocken-Abscheideeinheit ist als Kompaktbox (2) ausgebildet und für den Einsatz in einem haushaltsüblichen Bodensauger zum Abscheiden sowohl von festen als auch flüssigen Verunreinigungen vorgesehen. Die Kompaktbox (2) weist insbesondere zwei Abscheidekammern (24, 26) auf, durch die der angesaugte Luftstrom in geeigneter Weise durch mehrfache Umlenkung geführt wird. Durch die Anordnung und die Dimensionierung der einzelnen Komponenten der Kompaktbox (2) wird ein hoher Reinigungsgrad bei einem nur geringen Gesamtvolumen der Kompaktbox (2) von etwa 3 bis 6 Litern erreicht. Zudem kann ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen ein Wasserfiltersystem ausgebildet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nass-/Trocken-Abscheideeinheit für einen insbesondere als Bodensauger ausgebildeten Nass-/Trockensauger.

Im Haushaltsbereich sind unterschiedliche Saugertypen bekannt. So wird bei einem herkömmlichen Bodenstaubsauger in einer Filterkammer oder Staubbeutelkammer eine Papierfiltertüte eingesetzt. Daneben gibt es auch papierfilterlose Bodenstaubsauger, bei denen die eingesaugten Verschmutzungen in einer Box gesammelt werden, die jeweils entleert werden muss. Neben derartigen kompakten Bodenstaubsaugern für den normalen Haushaltsbereich gibt es auch großvolumige Nass-/Trockensauger, die einen großvolumigen Sammeltank von üblicherweise über 10 Liter aufweisen und daher für den Einsatz im Wohnungsbereich nicht geeignet sind. Derartige Nass-/Trockensauger sind üblicherweise nur zum Aufsaugen von groben Verschmutzungen ausgebildet und weisen daher kein effizientes Filtersystem auf, wie es bei den Bodenstaubsaugern Standard ist.

Bei einem herkömmlichen Bodenstaubsauger wird üblicherweise ein Trockenfiltersystem, bestehend aus mehreren Luftfiltern eingesetzt. Daneben sind auch so genannte Wasserfiltersysteme bekannt, bei denen die zu reinigende Luft zu Reinigungszwecken über eine Wasservorlage oder durch einen Wassernebel geführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abscheideeinheit für insbesondere einen Bodensauger für den Haushaltsbereich anzugeben, der sowohl zum Nass- als auch zum Trockensaugen im Haushaltsbereich geeignet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Nass-/Trocken-Abscheideeinheit, insbesondere für einen Bodensauger, zum Abscheiden von Verunreini gungen, wie Staubpartikel und Flüssigkeiten, aus einem eingesaugten Luftstrom gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Abscheideeinheit weist hierbei eine Abscheidekammer auf, in die der Luftstrom über einen Einlassstutzen aus einer Eintrittsöffnung eintritt. Im Betrieb prallt die eingesaugte Luft auf ein der Eintrittsöffnung gegenüberliegendes Prallelement, welches vom Kammerboden beabstandet ist. Durch das Prallelement erfährt der Luftstrom eine erste abrupte Umlenkung, so dass die im Vergleich zu der Luft schwereren Verunreinigungen, wie Staub- oder Flüssigkeitspartikel, aufgrund ihrer größeren Masse der Umlenkung nicht folgen können. Die Verunreinigungen sammeln sich in einem Sammelraum ab, der vom Kammerboden bis zu einer Höhe unterhalb des Prallelements ausgebildet ist.

Der Luftstrom wird innerhalb der Kammer im Vergleich zu der Einströmrichtung durch den Einlassstutzen um insbesondere 180° umgekehrt und verlässt die Abscheidekammer durch eine Überströmöffnung, die oberhalb der Eintrittsöffnung angeordnet ist. Um den Luftstrom zur Überströmöffnung zu leiten, ist ein Leitelement vorgesehen, welches sich vom Kammerboden insbesondere senkrecht als Kammer-Seitenwand nach oben erstreckt, und zwar bis zu einer Höhe oberhalb der Eintrittsöffnung. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass der in die Abscheidekammer einströmende Luftstrom nicht auf direktem Wege von der Eintrittsöffnung zur Überströmöffnung gelangen kann. Vielmehr muss zunächst die Umlenkung erfolgen, so dass eine Abscheidung von Verunreinigungen erfolgt.

Von wesentlicher Bedeutung für die Funktionsfähigkeit der Abscheideeinheit ist hierbei die relative Anordnung der einzelnen Komponenten zueinander, insbesondere die Höhe, auf der das Prallelement angeordnet ist. Der Abstand zu der Eintrittsöffnung muss hierbei ausreichend groß bemessen sein, damit eine gewisse Beruhigung der eintretenden turbulenten Strömung erfolgt, so dass der Luftstrom und die mitgetragenen Verunreinigungen eine in etwa einheitliche und gleiche Strömungsrichtung aufweisen. Durch das Auftreffen auf das Prallelement und der Führung durch das Leitelement erfolgt dann die Umlenkung aus dieser ansatzwei se einheitlichen Strömungsrichtung. Gleichzeitig darf der Abstand des Prallelements von der Eintrittsöfnung nicht zu groß gewählt werden, da aufgrund der gewünschten kompakten Abmessungen dann das Prallelement zu nahe am Kammerboden und damit am Sammelraum angeordnet ist. Bei gefülltem oder teilweise gefülltem Sammelraum würde dies nämlich dazu führen, dass bereits abgelagerte Verschmutzungen wieder aufgewirbelt und über die Überströmöffnung aus der Abscheidekammer herausgetragen werden.

Der entscheidende Vorteil der derartig ausgebildeten Abscheideeinheit ist darin zu sehen, dass diese Abscheideeinheit bei äußerst kompakter Bauweise multifunkional ist und für insbesondere die drei folgenden Funktionen geeignet ist:

a) herkömmliches Trockensaugen,
b) Nasssaugen,
c) Bereitstellen eines Wasserfiltersystems zur Reinigung des Luftstroms.

Ein mit einer derartigen Abscheideeinheit ausgerüsteter Bodensauger ist daher im Haushaltsbereich universell einsetzbar. Es lassen sich mit ihm neben Staub- oder sonstigen Festststoffpartikeln auch problemlos Flüssigkeiten einsaugen, zumindest in haushaltsüblichen Mengen, beispielsweise nach einem versehentlichen Umschütten eines Trinkgefäßes.

Im Hinblick auf die dritte Funktion, nämlich die Bereitstellung eines Wasserfiltersystems, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung vorgesehen, dass der Sammelraum im Betrieb bis zu einer Filter-Füllstandshöhe mit Wasser angefüllt ist. Zur Bereitstellung dieses Wasserfiltersystems sind daher keine weiteren konstruktiven Maßnahmen notwendig. Dadurch, dass der Sammelraum bis zu einer geeigneten Füllstandshöhe mit Wasser angefüllt ist, wird beim Betrieb durch den eingesaugten Luftstrom das Wasser zumindest teilweise aufgewirbelt, so dass ein Wassernebel entsteht, durch den der Luftstrom geleitet wird. An den einzelnen Wassertröpfchen bleiben die Verunreinigungen haften und sammeln sich im Sammelraum an.

Zweckdienlicherweise weist das Strömungsleitelement einen in das Kammerinnere gebogenen Umlenkbereich auf, der oberhalb der Eintrittsöffnung des Einlassstutzens angeordnet ist. Durch die Orientierung in das Kammerinnere überdeckt der Umlenkbereich daher einen Teil des Kammerinneren und verhindert dadurch, dass hochgewirbelte Flüssigkeits- oder Staubpartikel über die Überströmöffnung ausgetragen werden. Gleichzeitig hat dieser Umlenkbereich für die entlang des Leitelements strömende Luft eine weitere Umlenkung zur Folge, so dass aufgrund der Umlenkung nochmals eine Abscheidung von Verunreinigungen erfolgt.

Um eine effiziente Abscheidung zu erreichen, ist der Abstand zwischen dem Prallelement und der Eintrittsöffnung vorzugsweise halb so groß wie der Abstand zwischen dem Prallelement und dem Kammerboden. Weiterhin beträgt die Höhe des Strömungsleitelements bevorzugt etwa 2/3 der Innenhöhe der Abscheidekammer. Und schließlich ist in einer zweckdienlichen Ausgestaltung das Prallelement nach Art eines im Querschnitt gesehen in etwa trapezartigen Doms ausgebildet, der sich bis zum Kammerboden erstreckt. Die Oberseite des Doms bildet eine Prallfläche, an die sich seitliche Schrägen anschließen. Die Ausgestaltung nach Art eines trapezartigen Doms ergibt eine besonders geeignete Strömungsführung.

Zur Erhöhung des Abscheidegrads ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Anordnung einer weiteren, zweiten Abscheidekammer vorgesehen, die strömungstechnisch mit der ersten Kammer über die Überströmöffnung verbunden ist.

Zweckdienlicherweise wird auch in der zweiten Abscheidekammer eine Umlenkung der Luftströmung bewirkt, so dass die Verunreinigungen aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Hierzu ist gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung ein der Überströmöffnung gegenüberliegendes Umlenkelement angeordnet. Dadurch erfolgt also eine erste Umlenkung in der zweiten Kammer um insbesondere etwa 90°.

Vorzugsweise erstreckt sich das Umlenkelement von einer Kammerdecke in Richtung zum Kammerboden und zwar zumindest bis zum oberen Ende des Strömungsleitelements, welches ein Trennelement zwischen den beiden Kammern darstellt. Das Umlenkelement und die Überströmöffnung sind hierbei vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und zwar derart, dass – in der Projektion gesehen – das Umlenkelement die Überströmöffnung vollständig überdeckt. Vorzugsweise weist hierbei das Umlenkelement etwa 1/3 der Innenhöhe der zweiten Abscheidekammer auf. Zum Auffangen der abgeschiedenen Verunreinigungen weist die zweite Abscheidekammer vorzugsweise einen zweiten Sammelraum auf.

Aus der zweiten Abscheidekammer tritt der Luftstrom über eine Austrittsöffnung aus, die in einer bevorzugten Ausgestaltung oberhalb des unteren Endes des Umlenkelements angeordnet ist. Der Luftstrom wird also um das Umlenkelement herumgeführt und erfährt hierbei insbesondere eine 180°-Umlenkung. Durch die Ausrichtung des Umlenkelements in Richtung zum Kammerboden wird der Luftstrom zunächst zum zweiten Sammelraum hin umgelenkt. Ist dieser ebenfalls mit Wasser teilweise angefüllt, so treten auch hier Verwirbelungen auf, so dass auch in der zweiten Abscheidekammer ein Wasserfilter ausgebildet ist. Aufgrund der vorgeschalteten ersten Abscheidekammer, die auch als Vorkammer bezeichnet wird, ist die durch die zweite Kammer geführte Luft jedoch weitaus weniger turbulent, so dass weniger Flüssigkeit aufgewirbelt wird.

Um die Abluft auch von feinsten Stäuben reinigen zu können, schließt sich zweckdienlicherweise an die Austrittsöffnung ein Trockenfiltersystem an, welches insbesondere einen Grobfilter und einen nachgeschalteten, als so genannten Hepa-Filter ausgebildeten Feinfilter aufweist.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Strömungsleitelement, welches die beiden Abscheidekammern und damit die beiden Sammelräume voneinander trennt, zumindest eine Ausgleichsöffnung zur Verbindung der beiden Sammelräume aufweist. Die beiden Sammelräume sind daher über diese strömungstechnische Verbindung nach Art von kommunizierenden Röhren verbunden, so dass sich in beiden Sammelräumen eine einheitliche Füllstandshöhe einstellt, wenn sich Flüssigkeit in der Abscheideeinheit befindet. Die beiden Sammelräume bilden daher einen gemeinsamen Flüssigkeits-Sammelraum. Die Ausgleichsöffnungen sind dabei vorzugsweise nahe am Kammerboden angeordnet. Ihre Querschnittsfläche ist hierbei deutlich kleiner als die Gesamtfläche des Strömungsleitblechs und ist beispielsweise kleiner als ein 1/10 oder 1/20 der Fläche des Strömungsleitelements. Durch die Anordnung am Kammerboden und ihre nur geringe Querschnittsfläche wird der entscheidende Vorteil erzielt, dass in der zweiten Abscheidekammer sich eine vergleichsweise ruhige Wasseroberfläche einstellt. Im Vergleich zur ersten Abscheidekammer werden weniger Flüssigkeitstropfen hochgewirbelt, so dass keine oder nur wenige Flüssigkeitstropfen über die Austrittsöffnung nach außen getragen werden.

Zweckdienlicherweise ist zumindest in einem der Sammelräume ein Füllstandssensor zur Erfassung der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit vorgesehen. Über diesen besteht die Möglichkeit einer elektronischen Füllstandsanzeige. Zweckdienlicherweise wird der Füllstandssensor und eine zugehörige Auswerteelektronik derart ausgelegt, dass bei Überschreiten einer maximalen Füllstandshöhe eine automatische Abschaltung des Nass-/Trockensaugers erfolgt.

Um eine einfache Handhabung zu ermöglichen, ist gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung die gesamte Abscheideeinheit als eine Kompaktbox ausgebildet, die herausnehmbar in eine Filterkammer des Nass-/Trockensaugers einsetzbar ist. Da die Abscheideeinheit für den Einsatz bei Haushaltssaugern vorgesehen ist, weist die Kompaktbox vorzugsweise ein gesamtes Boxvolumen von lediglich etwa 2 – 3 Litern auf. Ein entscheidender Vorteil der Abscheideeinheit ist eben in diesem kompakten Bauvolumen zu sehen, wie es für einen Auffangbehälter bei herkömmlichen Haushaltsstaubsaugern üblich ist. Die kombinierte Funktionalität der Abscheideeinheit ist aufgrund der gewählten Konstruktion bereits bei diesem kleinen Einbauvolumen erreicht. Das durch die Sammelräume bereitgestellte Sammelvolumen für die Flüssigkeit beträgt hierbei zweckdienlicherweise etwa 1 – 2 Liter, das durch die Sammelräume bereitgestellte Sammelvolumen für Staub oder trockene Partikel liegt etwa in der gleichen Größenordnung wie das Sammelvolumen für die Flüssigkeit.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung weist die Kompaktbox einen dicht verschließbaren Deckel auf, in den der Einlassstutzen sowie die Austrittsöffnung integriert sind. Durch Abnahme des Deckels sind daher die Sammelräume frei zugänglich, so dass ein einfaches Ausleeren ermöglicht ist. Um das gesamte Reinigungs- und Filtersystem in der Kompaktbox zu integrieren, ist hierbei zweckdienlicherweise vorgesehen, dass im Deckel auch das Trockenfiltersystem integriert ist.

Um ein einfaches Öffnen und insbesondere dichtes Verschließen des Deckels zu ermöglichen, ist seitlich an der Kompaktbox ein nach Art eines Schnappverschlusses ausgebildetes, zweiteiliges Verschlusselement angeordnet. Dieses umfasst einen mit nur einer Hand zu betätigendes Griffteil und ein über einen Hebelmechanismus mit dem Griffteil schwenkbar verbundenes Klemmteil. Dieses umgreift einen Rand des Deckels.

Eine derartige Abscheideeinheit wird in einer Filterkammer des Nass-/Trockensaugers angeordnet. Die Filterkammer ist zweckdienlicherweise gleichzeitig auch für die Aufnahme einer herkömmlichen Papierfiltertüte ausgebildet. Umgekehrt ausgedrückt bedeutet dies, dass die Kompaktbox an die Geometrie und insbesondere das Volumen einer herkömmlichen Filterkammer angepasst ist. Dies ermöglicht, einen einzigen Saugertyp sowohl als Nass-/Trockensauger mit der Kompaktbox als auch als einen herkömmlichen Trockensauger mit einer Papierfiltertüte auszubilden. Trotz der unterschiedlichen Reinigungskonzepte sind also keine konstruktiven Änderungen insbesondere am Gehäuse des Bodensaugers erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in maßstabsgetreuen Ansichten:
1 eine Schnittansicht längs einer Kompaktbox,
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II gemäß 1,
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III gemäß 1,
4 eine perspektivische Vorderansicht der Kompaktbox und
5 eine perspektivische Rückansicht der Kompaktbox.
Die in den 1 bis 5 dargestellte Kompaktbox 2 bildet eine multifunktionale Abscheideeinheit und ist für das Einsetzen in eine Filterkammer eines hier nicht näher dargestellten Nass-Trockensaugers vorgesehen. Die Kompaktbox 2 zeichnet sich insbesondere durch ihr kompaktes Bauvolumen aus, welches an die Geometrie und das Volumen herkömmlicher Haushalts-Bodenstaubsauger angepasst ist. Weiterhin zeichnet sich die Kompaktbox 2 durch ihre Multifunktionalität aus. Sie eignet sich nämlich sowohl zum

a) Trockensaugen als auch
b) zum Nasssaugen und ist ohne konstruktive Änderungen auch als
c) Wasserfilter einsetzbar.

Die gesamte Kompaktbox 2 weist ein Innenvolumen von etwa 3 – 6 Litern auf. Trotz dieses nur geringen Volumens wird aufgrund des nachfolgend beschriebenen Aufbaus eine gute Reinigungsleistung bei gleichzeitiger Bereitstellung der drei genannten Funktionen erzielt.
Die Kompaktbox 2 weist ein Gehäuse bestehend aus einem Unterteil 4 und einem als Deckel 6 ausgebildeten Oberteil auf. Der Deckel 6 ist an einer Stirnseite 8 des Unterteils 4 einhakbar. An einer Rückseite 10 des Unterteils 4 ist ein nach Art eines Schnappverschlusses ausgebildetes Verschlusselement 12 zum dichten Verschließen des Deckels 6 vorgesehen. Am Deckel 6 ist ein Traggriff 13 für ein ein faches Einsetzen bzw. Herausnehmen aus der Filterkammer des Bodensaugers vorgesehen. Der Deckel 6 hat eine vordere Schrägseite 16 und eine hintere Dekkeloberseite 18. Die vordere Schrägseite weist eine Saugöffnung 20 auf, mit der ein Saugschlauch des Bodensaugers verbunden wird. Die Deckeloberseite 18 weist Abluftöffnungen 22 auf, aus denen die angesaugte Luft nach Durchströmen der Kompaktbox 2 wieder an die Umgebung austritt.
Der innere Aufbau der Kompaktbox 2 wird im Folgenden insbesondere anhand der 1 bis 3 beschrieben. Der Innenraum der Kompaktbox 2 ist in eine als Vorkammer ausgebildete erste Abscheidekammer 24 und eine mit dieser strömungstechnisch verbundene zweite Abscheidekammer 26 unterteilt. Beide Kammern 24, 26 weisen einen Kammerboden 28 auf, der durch den Boden der Kompaktbox 2 gebildet ist.
Die erste Abscheidekammer 24 ist begrenzt durch die Schrägseite 16, der Boxvorderwand 30, den Boxseitenwänden 32 sowie einem im Inneren der Kompaktbox 2 angeordneten Strömungsleitelement 34. Dieses unterteilt die Kompaktbox 2 etwa mittig und trennt die beiden Kammern 24, 26 voneinander ab. Das nach Art einer Trennwand ausgebildete Strömungsleitelement 34 erstreckt sich in etwa senkrecht vom Kammerboden 28 in Richtung zum Deckel 6. Endseitig weist das Strömungsleitelement 34 einen Umlenkbereich 36 auf, der nach innen in das Kammerinnere der ersten Abscheidekammer 24 gerichtet ist. Der Umlenkbereich 36 ist gebildet durch ein bogenförmiges Element, welches am Ende in etwa waagrecht zum Kammerboden 28 verläuft.
An die Saugöffnung 20 schließt sich ein Einlassstutzen 38 mit einer endseitigen Eintrittsöffnung 40 an. Gegenüberliegend der Eintrittsöffnung 40 ist eine Prallfläche 42 eines Prallelements 44 angeordnet. Die Prallfläche 42 ist senkrecht zu der durch die Eintrittsöffnung 40 definierten Einströmrichtung 46 orientiert und von der Eintrittsöffnung 40 um einen Abstand A beabstandet. Das Prallelement 44 ist im Querschnitt gesehen nach Art eines Trapezes ausgebildet, wobei die Trapez-Oberseite die Prallfläche 42 bildet, an die sich seitliche Schrägen zum Kammer boden 28 hin anschließen. Die Prallfläche 42 ist größer als die Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 40, so dass sie eine Projektion der Eintrittsöffnung 40 auf die Prallfläche 42 vollständig umfasst. Die Prallfläche 42 erstreckt sich dabei über nahezu die gesamte Tiefe der ersten Abscheidekammer 24 bis zum Strömungsleitelement 34. Auch hier verläuft die Seitenwandung des Prallelements 44 schräg in Richtung zum Kammerboden 28. Das Prallelement 44 ist insgesamt durch eine Ausformung im Unterteil 4 gebildet, wie insbesondere aus den 1 und 4 zu entnehmen ist. Neben dem Prallelement 44 sind beidseitig zwei Kammern ausgebildet, die einen ersten Sammelraum 45a bilden.
Der ersten Abscheidekammer 24 ist weiterhin eine Überströmöffnung 48 zugeordnet, die sich oberhalb des Umlenkbereichs 36 an das Strömungsleitelement 34 anschließt und bis zum Deckel 6 reicht. Das Strömungsleitelement 34 erstreckt sich über die gesamte Länge L der Kompaktbox 2 und reicht im Bereich des Einlassstutzens 38 bis zu diesem, umschließt ihn daher. Gleichermaßen wie das Strömungsleitelement 34 erstreckt sich auch die Überströmöffnung 48 über die gesamte Länge L der Kompaktbox 2.
In der zweiten Abscheidekammer 26 erstreckt sich ausgehend vom Deckel 6 in Richtung zum Kammerboden 28 orientiert ein Umlenkelement 50, welches als einfacher, senkrecht nach unten orientierter Steg ausgebildet ist und die Überströmöffnung 48 überdeckt. Das Umlenkelement ist gegenüberliegend der Überströmöffnung angeordnet, verläuft also parallel zu der von der Überströmöffnung 48 aufgespannten Ebene. Das untere Ende des Umlenkelements 50 ist dabei etwas unterhalb des oberen Endes des Umlenkbereichs 36 angeordnet. Ausgehend von der Deckeloberseite 18 erstreckt sich das Umlenkelement 50 etwa bis zu 1/3 der gesamten Innenhöhe H1 in die zweite Abscheidekammer 26 hinein.
Auf der der Überströmöffnung 48 abgewandten Seite schließt sich an das Umlenkenkelement 50 eine Austrittsöffnung 52 an, die horizontal zum Kammerboden 28 und damit etwa senkrecht zum Umlenkelement 50 orientiert ist. Nachfolgend zu der Austrittsöffnung 52 ist ein Grobfilter 54 sowie ein als so genannter Hepa-Filter ausgebildeter Feinfilter 56 vorgesehen, an den sich die Abluftöffnung 22 anschließt.
Unterhalb des Umlenkelements 50 ist in der zweiten Abscheidekammer 26 ein zweiter Sammelraum 45b ausgebildet. Dieser steht mit dem ersten Sammelraum 45a über im Ausführungsbeispiel zwei Ausgleichsöffnungen 58 in strömungstechnischer Verbindung. Die beiden Sammelräume 45a, b bilden daher einen gemeinsamen Sammelraum. Die Ausgleichsöffnungen 58 sind dabei als Aussparungen in dem die beiden Kammern 24, 26 trennenden Strömungsleitelement 34 ausgebildet. Sie überdecken jedoch nur einen Bruchteil der Fläche des Strömungsleitelements 34 und sind unmittelbar an den Kammerboden 28 angrenzend angeordnet.
Im zweiten Sammelraum 45b ist weiterhin ein Füllstandssensor 60 zur Messung eines Flüssigkeitsstands vorgesehen. Der Füllstandssensor 60 steht mit einer im Bodensauger integrierten Elektronik in Verbindung, so dass einerseits eine elektronische Füllstandsanzeige ermöglicht und vorgesehen ist. Andererseits ist die Auswerteelektronik derart ausgebildet, dass bei Überschreiten einer maximalen Füllstandshöhe 62 ein automatisches Abschalten des Motors des Bodenstaubsaugers erfolgt. Die maximale Füllstandshöhe 62 ist hierbei etwas unterhalb der Prallfläche 42 des Prallelements angeordnet.
Zur Erläuterung der Funktionsweise wird insbesondere auf die 1 und 2 und die darin eingezeichneten Strömungspfeile 64 verwiesen, die die Richtung eines Luftstroms angeben, der mit Verunreinigungen versetzt über den Einlassstutzen 38 in die Kompaktbox 2 einströmt.
Die Funktionsweise der Abscheideeinheit für die Funktion Nass- und Trockensaugen ist hierbei wie folgt:
Der entlang der Einströmrichtung 46 in die erste Abscheidekammer 24 einströmende Luftstrom prallt gegen die Prallfläche 42, erfährt dort eine abrupte Umlen kung und wird insgesamt in einen turbulenten Zustand versetzt. Der Luftstrom erfährt eine Richtungsänderung um etwa 180° und ist beidseitig des Einlassstutzens 38 in etwa antiparallel zur Einströmrichtung 46 orientiert. Durch das Strömungsleitelement 34 wird hierbei der Luftstrom zunächst nach oben und im Umlenkbereich 36 nach innen geführt, so dass hier der Luftstrom eine weitere Umlenkung um 90° erfährt. Da die Überströmöffnung 48 parallel zu der Einströmrichtung 46 orientiert ist, muss der Anteil des durch den Umlenkbereich 36 umgelenkten Luftstroms eine zusätzlich etwa 180°-Umlenkung vornehmen. In diesem Bereich wird der Luftstrom insbesondere auch durch die Schrägseite 16 des Dekkels 6 geeignet ohne Verwirbelungen geführt. Nach dem Eintritt in die zweite Abscheidekammer 26 erfolgt eine erneute Umlenkung um etwa 90° und der Luftstrom ist nun wieder in etwa parallel zur Einströmrichtung 46 orientiert. Aufgrund der gewählten Anordnung der Austrittsöffnung 52 muss der Luftstrom um das Umlenkelement 50 eine weitere etwa 180°-Umlenkung vornehmen, bevor er das Trockenfiltersystem, bestehend aus Grobfilter 54 und Feinfilter 56, durchströmt.
Die besonders effiziente Reinigungswirkung der Abscheideeinheit beruht auf der insbesondere mehrfachen Umlenkung des Luftstroms. Die im Vergleich zur Luft schwereren Flüssigkeits- oder Trockenpartikel werden aufgrund der Masseträgheit aus dem Luftstrom abgeschieden und sammeln sich in den beiden Sammelräumen 45a, b an. Bei einem herkömmlichen Staubsauger wird eine Luftmenge von etwa 40 Litern pro Sekunde eingesaugt. Aufgrund dieser relativ großen Luftmenge treten in der als Vorkammer ausgebildeten ersten Abscheidekammer 24 teilweise sehr große Turbulenzen auf. Um zu verhindern, dass aufgrund dieser Turbulenzen mitgerissene oder auch aus dem ersten Sammelraum 45a aufgewirbelte Partikel mit in die zweite Abscheidekammer 26 getragen werden, ist der Umlenkbereich 36 von entscheidender Bedeutung. Dieser Umlenkbereich 36 verhindert nämlich, dass aufgewirbelte Verunreinigungen die Überströmöffnung 48 erreichen.. Er wirkt daher quasi als Prallelement für aufgewirbelte Teilchen.
Die Reinigung beim Betrieb mit der Funktion eines Wasserfilters erfolgt in ähnlicher Weise. Im Unterschied zu der eben beschriebenen Funktionsweise werden die beiden Sammelräume 45a, b bis zu einer Filter-Füllstandshöhe 66 mit Wasser angefüllt. Die Filter-Füllstandshöhe 66 ist hierbei etwa auf halber oder 2/3 Höhe des Prallelements 44 angeordnet. Beim Betrieb wird durch den einströmenden Luftstrom das Wasser aufgewirbelt und der Luftstrom wird durch einen Wassernebel oder durch Flüssigkeitstropfen geführt. Die Verunreinigungen bleiben an diesen Flüssigkeitstropfen hängen und werden als Kondensat im Sammelraum 45a, b angesammelt. Insbesondere bei dieser Betriebsweise wirkt der Umlenkbereich 36 nach Art eines Abtropfbleches für hochgewirbelte Flüssigkeitspartikel.
Aufgrund der Ausgleichsöffnungen 58 stellt sich eine einheitliche Filter-Füllstandshöhe 66 in beiden Kammern 24, 26 ein. Da die Ausgleichsöffnungen 58 jedoch im Vergleich zu dem Strömungsleitelement 34 klein ausgebildet sind, ist die sich in der zweiten Abscheidekammer 26 befindliche Wasservorlage deutlich ruhiger, es werden hier also deutlich weniger Wasserpartikel aufgewirbelt. Dennoch ist auch in der zweiten Abscheidekammer 26 noch eine wirksame Wasserfilterung vorhanden. Um eine Beschädigung des nachfolgenden Trockenfiltersystems zu vermeiden, sind der Feinfilter 56 und der Grobfilter 54 aus einem geeigneten feuchtigkeitsresistenten Material.
Im Hinblick auf die gewünschte Funktionsfähigkeit und insbesondere im Hinblick auf die gewünschte hohe Reinigungswirkung bei gleichzeitig äußerst kompakter Bauweise sind die Abmessungen der einzelnen Elemente, insbesondere ihre relative Anordnung zueinander von entscheidender Bedeutung. Versuche haben ergeben, dass mit der in den Figuren jedoch verkleinert gezeigten, maßstabsgetreu dargestellten Kompaktbox 2 sich sehr gute Reinigungsresultate erzielen lassen. Von besonderer Bedeutung ist hierbei der Abstand A zwischen Eintrittsöffnung 40 und Prallfläche 42, die bei den gewählten Abmessungen der Kompaktbox 2 etwa 2,5 cm beträgt. Die Höhe H2 des Prallelements ist demgegenüber etwa doppelt so hoch. Durch diese relative Anordnung der Prallfläche 42 zur Eintrittsöffnung 40 wird zum einen gewährleistet, dass der eintretende Luftstrom nicht unmittelbar nach seinem Eintritt in die erste Abscheidekammer 24 auf das Prallelement 44 trifft, wodurch erhebliche Turbulenzen verursacht würden. Andererseits ist durch den gewählten Abstand A und der Höhe H2 des Prallelements 44 gewährleistet, dass durch die zwangsweise auftretenden Verwirbelungen im Sammelraum 45a abgelagerte Partikel oder eine sich dort befindliche Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, nicht oder in einem nicht zu großen Maße aufgewirbelt werden.
Bezogen auf die vordere Stirnseite 8 weist der Einlassstutzen 38 etwa eine Eindringtiefe auf, die etwa 1/3 der Höhe der vorderen Stirnseite 8 entspricht. Die restlichen 2/3 werden durch das Prallelement und den Abstand A eingenommen. Durch die gewählte Länge des Einlassstutzens 38 wird eine geeignete Führung des Luftstroms über eine ausreichende Länge gewährleistet. Von weiterer entscheidender Bedeutung ist, dass der Umlenkbereich 36 oberhalb der Eintrittsöffnung 40 endet. Der bogenförmige Bereich beginnt hierbei in etwa auf der Höhe der Eintrittsöffnung 40. Im Ausführungsbeispiel liegt das obere Ende des Überströmbereichs etwa 1,5 cm oberhalb der Eintrittsöffnung 40.
Wie bereits erläutert, weist die Kompaktbox 2 an einen herkömmlichen Bodenstaubsauger angepasste Außenmaße auf. Im Ausführungsbeispiel hat die Kompaktbox 2 eine Breite B von etwa 14 cm, eine Höhe H3 der Stirnseite 8 von etwa 11 cm und eine Höhe H4 an der Rückseite 10 von in etwa 16 cm. Die Länge L der Kompaktbox 2 beträgt in etwa 23 cm. Die maximale Innenhöhe H1 beträgt etwa 14 cm.
Für ein einfaches und zugleich dichtes Schließen des Deckels 6 ist das zweiteilig ausgebildete Verschlusselement 12 vorgesehen, welches sich insbesondere aus den 3 und 5 ergibt. Das Verschlusselement 12 weist ein Griffteil 68 sowie ein mit diesem über einen Hebelmechanismus 70 verbundenes Klemmteil 72 auf. Die beiden Teile 68, 72 sind schwenkbar miteinander verbunden. Das Griffteil 68 umgreift im geschlossenen Zustand einen Rand 74 des Deckels 6. Das Verschlusselement 12 ist insgesamt nach Art eines Schnappelements ausgebildet. Zum Öffnen des Deckels 6 wird aus der in den 3 und 5 dargestellten Geschlossen-Stellung das Griffteil 68 nach oben in etwa eine waagrechte Stellung angehoben. Über den Hebelmechanismus 70 wird hierbei das Klemmteil 72 gelockert, so dass es vom Rand 74 abgenommen werden kann. Zum Verschließen wird umgekehrt vorgegangen, und zwar wird zunächst mit den Griffteil 68 der Rand 74 umgriffen und anschließend wird durch Herunterdrücken des Griffteils 68 das Klemmteil gegen den Deckel 6 und dieser damit gegen das Unterteil 4 verspannt. An der Stirnseite 8 (vgl. 4) untergreifen zwei am Deckel 6 angeordnete Hakenelemente 76 jeweils einen am Unterteil 4 befestigten Lagerbolzen 78, so dass der Deckel 6 insgesamt um die durch die Lagerbolzen 78 gebildete Drehachse schwenkbar ist. Gleichzeitig kann durch die Ausgestaltung der Hakenelemente 76 der Deckel vollständig abgenommen werden.

2: Kompaktbox
4: Unterteil
6: Deckel
8: Stirnseite
10: Rückseite
12: Verschlusselement
14: Traggriff
16: Schrägseite
18: Deckeloberseite
20: Saugöffnung
22: Abluftöffnung
24: erste Abscheidekammer
26: zweite Abscheidekammer
28: Kammerboden
30: Boxvorderwand
32: Boxseitenwand
34: Strömungsleitelement
36: Umlenkbereich
38: Einlassstutzen
40: Eintrittsöffnung
42: Prallfläche
44: Prallelement
45a: erster Sammelraum
45b: zweiter Sammelraum
46: Einströmrichtung
48: Überströmöffnung
50: Umlenkelement
52: Austrittsöffnung
54: Grobfilter
56: Feinfilter
58: Ausgleichsöffnung
60: Füllstandssensor
62: maximale Füllstandshöhe
64: Strömungspfeil
66: Filter-Füllstandshöhe
68: Griffteil
70: Hebelmechanismus
72: Klemmteil
74: Rand
76: Hakenelement
78: Lagerbolzen
A: Abstand Prallelement – Eintrittöffnung
H1: maximale Innenhöhe
H2: Höhe Prallelement
H3: Höhe Stirnseite
H4: Höhe Rückseite
B: Breite
L: Länge

Claims

Nass-/Trocken-Abscheideeinheit (2) für einen Nass-/Trockensauger, insbesondere Bodensauger, zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem eingesaugten Luftstrom mit einer Abscheidekammer (24), bei der vorgesehen sind: – ein entlang einer Einströmrichtung (46) orientierter Einlassstutzen (38) mit einer Eintrittsöffnung (40) in die Abscheidekammer (24), – ein der Eintrittsöffnung (40) gegenüberliegendes und von einem Kammerboden (28) beabstandetes Prallelement, – ein unterhalb der Höhe des Prallelements (44) angeordneter Sammelraum (45a) für die abgeschiedenen Verunreinigungen, – ein die Abscheidekammer (24) begrenzendes Strömungsleitelement (34), das sich vom Kammerboden (28) aus nach oben erstreckt und das oberhalb der Eintrittsöffnung (40) des Einlassstutzens (38) endet sowie – eine Überströmöffnung (48) für den Luftstrom, die oberhalb des oberen Endes des Strömungsleitelements (34) angeordnet ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 1, bei der zur Bereitstellung eines Wasserfiltersystems der Sammelraum (45a) im Betrieb bis zu einer Filter-Füllstandshöhe (66) mit einer Flüssigkeit angefüllt ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Strömungsleitelement (34) oberhalb der Eintrittsöffnung (40) des Einlassstutzens (38) einen in das Kammerinnere gerichteten Umlenkbereich (36) aufweist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Abstand (A) zwischen dem Prallelement (44) und der Eintrittsöffnung (40) etwa halb so groß ist wie der Abstand zwischen dem Prallelement (44) und dem Kammerboden (28).
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Strömungsleitelement etwa 2/3 der Innenhöhe (H1) der Abscheidekammer (24) aufweist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Prallelement (44) nach Art eines im Querschnitt gesehen in etwa trapezartigen Doms ausgebildet ist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine weitere, zweite Abscheidekammer (26) vorgesehen ist, die mit der ersten Abscheidekammer (24) über die Überströmöffnung (48) verbunden ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 7, bei der in der zweiten Abscheidekammer (26) ein der Überströmöffnung (48) gegenüberliegendes Umlenkelement (50) angeordnet ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 8, bei der das Umlenkelement (50) sich von einer Kammerdecke in Richtung zum Kammerboden (28) zumindest bis zum oberen Ende des Strömungsleitelements (34) erstreckt.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Umlenkelement etwa 1/3 der Innenhöhe (H1) der zweiten Abscheidekammer (26) aufweist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der dem Umlenkelement (50) gegenüberliegend ein zweiter Sammelraum (45b) vorgesehen ist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der die zweite Abscheidekammer (26) eine Austrittsöffnung (52) aufweist, die oberhalb des unteren Endes des Umlenkelements (50) angeordnet ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 12, bei der sich an die Austrittsöffnung ein Trockenfiltersystem anschließt.
Abscheideeinheit (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der das Strömungsleitelement (34) die beiden Abscheidekammern (24,26) voneinander trennt, wobei im Strömungsleitelement (34) zumindest eine Ausgleichsöffnung (58) vorgesehen ist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Füllstandssensor zur Erfassung der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit vorgesehen ist.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als eine Kompaktbox ausgebildet ist, die herausnehmbar in eine Filterkammer eines Nass-/Trockensaugers einsetzbar ist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 16, bei der die Kompaktbox (2) ein Boxvolumen von etwa 3 – 6 Liter aufweist.
Abscheideeinheit (2) nach Anspruch 16 oder 17, bei der das Sammelvolumen für Flüssigkeit etwa 1 – 2 Liter beträgt.
Abscheideeinheit (2) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der die Kompaktbox (2) einen dicht verschließbaren Deckel (6) aufweist, in den der Einlassstutzen (38) sowie die Austrittsöffnung (52) integriert sind.
Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kompaktbox (2) einen dicht verschließenden Deckel (6) aufweist und zum Befestigen des Deckels (6) seitlich an der Kompaktbox (2) ein nach Art eines Schnappverschlusses ausgebildetes, zweiteiliges Verschlusselement (12) angeordnet ist, welches ein Griffteil (68) und ein über einen Hebelmechanismus (70) mit diesem schwenkbar verbundenes Klemmteil (72) aufweist, das einen Rand (74) des Deckels (6) umgreift.
Nass-/Trockensauger, insbesondere Bodensauger, zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem eingesaugten Luftstrom mit einer kombinierten Nass-/Trocken-Abscheideeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Nass-/Trockensauger, der eine Filterkammer für die Aufnahme der Abscheideeinheit (2) aufweist, der zugleich auch für die Aufnahme einer Papierfiltertüte ausgebildet ist.