DE102011006542A1 - Dust catching device - Google Patents
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Abstract
fasst eine Düse (4) mit einem Düsenmund (8) und mit einem Düsenausgang (10), die ausgebildet ist, um Luft in einer Strömungsrichtung von dem Düsenmund (8) zu dem Düsenausgang (10) zu leiten. In der Strömungsrichtung schließt sich unmittelbar an den Düsenausgang (10) ein Staubgehäuse (6) an, das einen an den Düsenausgang (10) angrenzenden, sich von dem Düsenausgang (10) bis zu einer Staubraumöffnung (14) verjüngenden Einlasstrichter (12) aufweist.holds a nozzle (4) with a nozzle mouth (8) and with a nozzle outlet (10), which is designed to direct air in a flow direction from the nozzle mouth (8) to the nozzle outlet (10). In the direction of flow, a dust housing (6) directly adjoins the nozzle outlet (10) and has an inlet funnel (12) which adjoins the nozzle outlet (10) and tapers from the nozzle outlet (10) to a dust chamber opening (14).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Ausführungsbeispiele der Erfindung befassen sich mit Staubfangvorrichtungen für einen Staubsauger und insbesondere mit der neuen Konzepten für solche Staubfangvorrichtungen.Embodiments of the invention are concerned with dust collection devices for a vacuum cleaner, and more particularly with the new concepts for such dust collection devices.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Staubsauger und Handstaubsauger existieren in großer Vielzahl und Formenvielfalt am Markt. Staubsauger weisen dabei typischerweise eine Staubsaugerdüse mit einem Düsenmund zum Einsaugen von Schmutzpartikeln bzw. von Luft auf, sowie ein Staubgehäuse, innerhalb dessen unterschiedliche der Rückhaltung von Staub dienende Komponenten, wie beispielsweise Filterbeutel, angeordnet sind.Vacuum cleaners and hand vacuum cleaners exist in great variety and variety of shapes on the market. Vacuum cleaners typically have a vacuum cleaner nozzle with a nozzle mouth for sucking in dirt particles or air, as well as a dust housing, within which different dust retention components, such as filter bags, are arranged.
Zur Erhöhung der Saugleistung der Staubsauger wird typischerweise die Leistung des ein Lüfterrad des Staubsaugers antreibenden Elektromotors erhöht, was jedoch zu unerwünschten höheren Energiekosten führt. Insbesondere bei Handstaubsaugern, die häufig akkubetrieben sind, kann eine solche Erhöhung der Saugleistung zu einer verringerten Saugzeit des Gerätes führen, was die Anwendbarkeit eines Handstaubsaugers insgesamt negativ beeinflussen kann.To increase the suction power of the vacuum cleaner, the power of a fan of the vacuum cleaner driving electric motor is typically increased, but this leads to undesirably higher energy costs. Especially with hand vacuum cleaners, which are often battery operated, such an increase in suction power can lead to a reduced suction time of the device, which can adversely affect the applicability of a hand vacuum generally.
Somit besteht das Bedürfnis, nach alternativen Möglichkeiten der Erhöhung der Saugleistung eines Staubsaugers durchsuchenThus, there is a need to search for alternative ways to increase the suction power of a vacuum cleaner
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird eine Strömungsoptimierung der Düse und eines sich an diese anschließenden Staubgehäuses vorgenommen. So weisen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung eine Düse mit einem Düsenmund und einem Düsenausgang auf, an den sich unmittelbar ein Staubgehäuse anschließt, das einen an den Düsenausgang angrenzenden, sich von dem Düsenausgang bis zu einer Staubraumöffnung verjüngenden Einlasstrichter aufweist. Der Düsenausgang ist also unmittelbar mit einem sich verjüngenden Einlasstrichter in dem Staubraum bzw. dem Staubgehäuse gekoppelt, so dass ein maximaler Querschnitt an der Schnittstelle bzw. einer Verbindungsstelle zwischen der Düse und dem Staubgehäuse genutzt werden kann, was wiederum den Strömungswiderstand erheblich reduzieren kann. Gleichzeitig kann bei einigen Ausführungsbeispielen mittels des sich verjüngenden Einlasstrichters trotzdem auf strömungsgünstige Art und Weise eine direkte oder indirekte Anströmung eines Filterelements erreicht werden.In some embodiments of the present invention, flow optimization of the nozzle and a dust housing adjacent thereto is undertaken. Thus, some embodiments of the invention have a nozzle with a nozzle mouth and a nozzle outlet, which is immediately followed by a dust housing, which has an adjacent to the nozzle outlet, tapering from the nozzle outlet to a dust chamber opening inlet funnel. The nozzle exit is thus coupled directly to a tapered inlet funnel in the dust space or the dust housing, so that a maximum cross section at the interface or a connection point between the nozzle and the dust housing can be used, which in turn can significantly reduce the flow resistance. At the same time in some embodiments by means of the tapered inlet funnel can still be achieved in a streamlined manner, a direct or indirect flow of a filter element.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt am Düsenausgang zumindest größer als 70% eines Querschnittes der Düse an dem Düsenmund, also eines Querschnitts der Düse an derjenigen Stelle, an der mittels der Düse die verschmutzte Luft angesaugt wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt am Düsenausgang sogar größer als der Querschnitt der Düse an dem Düsenmund. Dies kann zur Minimierung der Strömungsverluste beitragen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen verringert sich der luftführende Querschnitt der Düse an keiner Stelle zwischen dem Düsenmund und dem Düsenausgang auf weniger als 70% bzw. 100% des Querschnitts der Düse an dem Düsenmund.In some embodiments, the cross section at the nozzle exit is at least greater than 70% of a cross section of the nozzle at the nozzle mouth, ie a cross section of the nozzle at the point at which the polluted air is sucked by means of the nozzle. In further embodiments, the cross section at the nozzle exit is even larger than the cross section of the nozzle at the nozzle mouth. This can help minimize flow losses. In further embodiments, the air-guiding cross-section of the nozzle at any point between the nozzle mouth and the nozzle exit does not decrease to less than 70% or 100% of the cross section of the nozzle at the nozzle mouth.
Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Einlasstrichter die Form eines Kegelstumpfes auf, um eine gleichmäßige, strömungsgünstige Verringerung des Querschnitts zu erzielen.In some embodiments, the inlet hopper has the shape of a truncated cone to achieve a uniform, streamlined reduction in cross-section.
Bei einigen Ausführungsbeispielen befindet sich innerhalb des Staubgehäuses ein Staubbehälter bzw. eine einen Staubbehälter formende Anordnung, wobei der Einlasstrichter innerhalb des Staubbehälters angeordnet und von diesem umgeben ist, so dass zwischen einer Außenwand des Einlasstrichters und einer Innenwand des Staubbehälters ein staubaufnehmendes Volumen gebildet wird. Durch die Kombination des sich verjüngenden Einlasstrichters und des diesen umgebenden Staubbehälters wird eine Staubfalle gebildet, in die in das Gehäuse eindringender Grobschmutz gelangen und aus dieser der Grobschmutz im normalen Betrieb nicht mehr entweichen kann.In some embodiments, located within the dust housing is a dust container or a dust container forming arrangement, wherein the inlet funnel is disposed within and surrounded by the dust container so that a dust-receiving volume is formed between an outer wall of the inlet funnel and an inner wall of the dust container. Due to the combination of the tapered inlet funnel and the surrounding dust container, a dust trap is formed into which the coarse dirt entering the housing can enter and from which the coarse dirt can no longer escape during normal operation.
Bei einigen Ausführungsbeispielen sind der Einlasstrichter und der Staubbehälter in Form konzentrischer Kegelstümpfe geformt, so dass eine möglichst strömungsgünstige und effiziente Betriebsweise der Staubfalle bzw. des Staubbehälters sichergestellt werden kann, da dieser den Einlasstrichter vollständig und mit gleichmäßigen Öffnungsquerschnitt umgibt.In some embodiments, the inlet funnel and the dust container are shaped in the form of concentric truncated cones, so that a streamlined and efficient operation of the dust trap or the dust container can be ensured, as this surrounds the inlet funnel completely and with a uniform opening cross-section.
Bei einigen Ausführungsbeispielen weist die Staubfangvorrichtung ferner einen Ablenkkörper auf, der sich in dem Staubbehälter in Richtung der Staubraumöffnung erstreckt und die Luftströmung strömungsgünstig und energieeffizient in den Staubbehälter umleiten kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Ablenkkörper die Form eines Kegels bzw. eines abgerundeten Kegels oder einer Kugeloberfläche auf, um die Ablenkung strömungsgünstig und energieeffizient zu bewirken.In some embodiments, the dust collection device further includes a baffle that extends in the dust container toward the dust space opening and can redirect the airflow into the dust bin in a streamlined and energy efficient manner. In some embodiments, the baffle has the shape of a cone or a rounded surface or surface to provide the deflection in a streamlined and energy efficient manner.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die dem Einlasstrichter zugewandte Seite des Staubbehälters zusätzlich mit einem Filterelement versehen sein, um Feinstaubpartikel in dem staubaufnehmenden Volumen bzw. in dem Staubraum zurückzuhalten. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist der Staubbehälter zu diesem Zweck eine Mehrzahl von Erhebungen auf, die sich in das staubaufnehmende Volumen erstrecken und die zur Aufnahme eines Filterelements geeignet sind, so dass aufgrund der Erhebungen eine gleichmäßige Anströmung des Filterelements von der Rückseite, also von der Seite, von der ein Unterdruck zur Erzielung der Saugkraft wirkt, erzielt werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind diese Erhebungen in Form schmaler, parallel zu einer Strömungsrichtung der Luft verlaufender Rippen ausgestaltet. Dies kann zu einer gelichmäßigen Hinterströmung führen, ohne dass der Gesamtströmungswiderstand durch den Luftweg versperrende Elemente signifikant erhöht wird.In some embodiments, the side of the dust container facing the inlet funnel may additionally be provided with a filter element to form fine dust particles in the dust-receiving volume or in the dust space withhold. In some further embodiments, the dust container for this purpose has a plurality of projections which extend into the dust-receiving volume and which are suitable for receiving a filter element, so that due to the elevations a uniform flow of the filter element from the back, ie from the side , of which a negative pressure to achieve the suction force, can be achieved. In some embodiments, these elevations are designed in the form of narrow, parallel to a flow direction of the air extending ribs. This can result in a smooth backflow without significantly increasing the total drag through the airway obstructing elements.
Zum Absaugen der gereinigten Luft weist der Staubbehälter bei einigen Ausführungsbeispielen ferner eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen bzw. Strömungsdurchbrüchen zu dem den Staubbehälter dicht umschließenden Staubgehäuse auf, so dass ein in dem Staubgehäuse wirkender Unterdruck dazu dienen kann, durch die Strömungsöffnungen Luft anzusaugen. Dabei kann der Staubbehälter eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen aufweisen, die jeweils einen möglichen Strömungsweg der Luft definieren, wobei unterschiedliche dieser Strömungswege unterschiedlich lang sein können. Das heißt, die Luftmoleküle legen entlang unterschiedlicher Strömungswege unterschiedliche Strecken zurück. Bei einigen Ausführungsbeispielen variiert der Querschnitt der Strömungsöffnungen derart, dass dieser für längere Strömungswege größer ist als für kürzere Strömungswege. Dies kann bewirken, dass eine Saugleistung bzw. ein Saugkraft eines mittels einer solchen Staubfangvorrichtung ausgerüsteten Staubsaugers während des Betriebes lange konstant bleibt, auch wenn sich beispielsweise ein Filterelement sukzessive derart zusetzt, das zunächst die kürzeren Strömungswege durch das zugesetzte Filter unterbrochen werden. Mit anderen Worten wird das durch das zusetzen des Filters verursachte Verwenden längerer Strömungswege, welches möglicherweise zu einem erhöhten Strömungswiderstand führen könnte, durch Strömungsöffnungen größeren Querschnitts kompensiert, so dass insgesamt eine hohe Saugkraftkonstanz erzielt werden kann.For aspirating the cleaned air, the dust container further comprises, in some embodiments, a plurality of flow openings to the dust container closely enclosing dust housing, so that acting in the dust housing vacuum can serve to suck air through the flow openings. In this case, the dust container may have a plurality of flow openings, each defining a possible flow path of the air, wherein different of these flow paths may be different lengths. That is, the air molecules travel different distances along different flow paths. In some embodiments, the cross section of the flow openings varies such that it is larger for longer flow paths than for shorter flow paths. This can cause a suction power or a suction force of a vacuum cleaner equipped with such a dust catching device to remain constant during operation, even if, for example, a filter element successively becomes so clogged that initially the shorter flow paths are interrupted by the added filter. In other words, the use of longer filter passages caused by the addition of the filter, which could possibly lead to increased flow resistance, is compensated by flow openings of larger cross-section, so that overall a high suction constancy can be achieved.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen wird ein Öffnungsquerschnitt des Düsenausgangs derart dimensioniert und geometrisch gestaltet, dass die gesamte Oberfläche eines Filters gleichmäßig angeströmt wird, was zu einem gleichmäßigen Zusetzen des Filters und zu langer Saugkraftkonstanz führen kann.In further embodiments, an opening cross-section of the nozzle outlet is dimensioned and geometrically designed so that the entire surface of a filter is uniformly flowed, which can lead to a uniform clogging of the filter and too long Saugkraftkonstanz.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Düse vom Düsenmund bis zum Düsenausgang derart gestaltet bzw. weist einen derartigen inneren Querschnitt auf, dass die Strömungsrichtung der mittels der Düse angesagten Luft am Düsenausgang im Wesentlichen tangential zu einer Innenwand des Einlasstrichters verläuft. Dies kann bei einigen Ausführungsbeispielen dazu führen, dass die Strömung mit geringeren Turbulenzen entlang des Einlasstrichters und bis zu einer Auslassöffnung des Staubgehäuses verlaufen kann. Eine Reduzierung von Bereichen turbulenter Strömung erhöht die Effizienz, da deren Ausbildung den effektiven Strömungsquerschnitt der Luftführung verringern würde. Dies kann den Strömungswiderstand signifikant verringern, was auch zu einer weiteren Reduzierung der erforderlichen Motorleistung beitragen kann.In further exemplary embodiments, the nozzle is configured from the nozzle orifice to the nozzle outlet or has such an internal cross-section that the flow direction of the air announced by the nozzle at the nozzle outlet is substantially tangential to an inner wall of the inlet funnel. This may, in some embodiments, cause the flow to flow with less turbulence along the inlet funnel and up to an outlet opening of the dust housing. Reducing areas of turbulent flow increases efficiency as their design would reduce the effective flow area of airflow. This can significantly reduce the flow resistance, which can also contribute to further reducing the required engine power.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt der Düse am Düsenausgang elliptisch bzw. kreisförmig, so dass auf strömungsgünstige Art und Weise ein maximaler Querschnitt für den übergang von der Düse zu dem Staubgehäuse genutzt werden kann. Bei einigen dieser Ausführungsbeispiele ist ein Durchmesser beziehungsweise eine Ausdehnung der großen Halbachse des Querschnitts mindestens so groß, dass der Querschnitt der Düse am Düsenausgang 70% oder 100% des Querschnittes der Düse an dem Düsenmund übersteigt. Beispielsweise können diese Maße größer als 8, 10, 13, 20, 25 oder 30 cm sein.In further embodiments, the cross-section of the nozzle at the nozzle outlet is elliptical or circular, so that in flow-favorable manner, a maximum cross section for the transition from the nozzle to the dust housing can be used. In some of these embodiments, a diameter or extension of the large semiaxis of the cross section is at least so large that the cross section of the nozzle at the nozzle exit exceeds 70% or 100% of the cross section of the nozzle at the nozzle mouth. For example, these dimensions may be greater than 8, 10, 13, 20, 25 or 30 cm.
Bei einigen dieser Ausführungsbeispiele weist der Einlasstrichter an der Staubraumöffnung, also an seinem dem Stauraum zugewandten Ende bzw. an dem Übergang zu dem Staubgehäuse, eine Lochblende auf, mittels derer zuverlässig Grobschmutz zurückgehalten werden kann. Bei weiteren dieser Ausführungsbeispiele befindet sich an dieser Stelle eine nach unten ausgebauchte Schikane bzw. eine Staubfalle, die ein Zurückfallen des Sauggutes in die Düse verhindern kann.In some of these embodiments, the inlet funnel at the dust chamber opening, ie at its end facing the storage space or at the transition to the dust housing, a pinhole, by means of which coarse dirt can be reliably retained. In other of these embodiments is located at this point a downwardly bulging chicane or a dust trap that can prevent falling back of the material to be sucked into the nozzle.
Bei einigen Ausführungsbeispielen verjüngt sich das Staubgehäuse auf einer der Staubraumöffnung gegenüberliegenden Seite trichterförmig bis zu einem Luftaustritt, an den beispielsweise ein Motor bzw. ein Lüfterrad angeschlossen werden kann, wobei die trichterförmige Verjüngung zu einer weiteren Reduktion des Strömungswiderstandes beitragen kann.In some embodiments, the dust housing tapers funnel-shaped on an opposite side of the dust chamber opening to an air outlet to which, for example, a motor or a fan can be connected, wherein the funnel-shaped taper can contribute to a further reduction of the flow resistance.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ferner zwischen der Staubraumöffnung und dem Luftaustritt eine Aufnahme für eine Filterkassette vorgesehen, in die beispielsweise plissiertes des oder ebenes Filtermaterial eingebracht werden kann.In some embodiments, a receptacle for a filter cartridge is further provided between the dust chamber opening and the air outlet into which, for example, pleated or flat filter material can be introduced.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments of the invention are explained in more detail below, with reference to the attached figures. Show it:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Die
Die Staubfangvorrichtung umfasst eine Düse
Der Einlasstrichter
In dem
Bei werteren Ausführungsbeispielen können die in
Wie in
Bei einer weiteren, in
Mit anderen Worten zeigen die
Ein Ablenkegel direkt hinter der Einlassöffnung in den Staubraum lenkt den Luftstrom nach außen und vermeidet so das Zurückfallen des Schmutzes in den Düsenbereich. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder alternativ eine Verschlusskappe, beispielsweise in Form einer Kugel mit einer Durchgangsbohrung, das Herausfallen von Schmutz verhindern. Diese kann sich gemäß einigen Ausführungsbeispielen automatisch schließen und öffnen, wenn das Gerät eingeschaltet wird bzw. wenn ein Unterdruck am Eingang des Staubbehälters angelegt wird. Hinter dem Lochsieb bzw. hinter dem Staubbehälter mit den Strömungsöffnungen wird die Strömung umgelenkt und in einem sich langsam verjüngenden Trichter zur Gebläseöffnung
Bei weiteren Ausführungsformen mit anderer Düsengeometrie verjüngt und verdreht sich ein Saugkanal innerhalb der Düse allmählich zu einem tangentialen Eingang in den Staubraum. Die Strömung kann so in einer gleichmäßigen Spirale entlang der Filterbeutelwand laufen und sich am Ende trichterförmig in eine Gebläseöffnung drehen.In other embodiments with different nozzle geometry, a suction channel within the nozzle gradually tapers and twists to a tangential entrance into the dust space. The flow can thus run in a uniform spiral along the filter bag wall and turn at the end funnel-shaped into a fan opening.
Das Ausführungsbeispiel von
Die
Da sich die grundlegenden Geometrien der Düse
Die
Ferner ist in dem Staubgehäuse
Es versteht sich von selbst, dass die Filter für Staubfangvorrichtungen aus unterschiedlichsten herkömmlichen Filtermaterialien, Vliesstoffen oder dergleichen hergestellt werden können.It goes without saying that the filters for dust collecting devices can be produced from a wide variety of conventional filter materials, nonwovens or the like.
Selbstverständlich können Filter für einen Staubfangvorrichtung in beliebigen anderen Geometrien verwendet werden, beispielsweise kugelförmig, zylindrisch oder in Form eines Kegelstumpfes. Insbesondere kann ein Filter für einen Staubfangvorrichtung der in der
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BSH HAUSGERAETE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERAETE GMBH, 81739 MUENCHEN, DE Effective date: 20150409 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |