DE69407680T2

DE69407680T2 - Staubsauger

Info

Publication number: DE69407680T2
Application number: DE69407680T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Ishikawa
Original assignee: Yashima Denki Co Ltd
Current assignee: Yashima Denki Co Ltd
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: DE69407680D1; US5572767A; EP0636339B1; JPH0731567A; JP2633796B2; EP0636339A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Staubsauger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Staubsauger nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der GB-A-2 082 351 bekannt.
Ein Staubsauger, der aus den vergangen Jahren wohlbekannt ist, weist ein Hauptgehäuse 1, einen Saugschlauchabschnitt 2 und einen Saugdüsenabschnitt 3 auf, wie es in Fig. 5 illustriert ist. Das Hauptgehäuse 1 weist einen Motor 4, ein Gebläse 5, einen Filter 6, einen Staubbeutel 7, eine Motorsteuerschaltungsanordnung 8 und ähnliches in sich auf. Der Saugschlauchabschnitt 2 weist einen Schlauch 9 und ein Verlängerungsrohr 10 auf. Ein Bedienungsabschnitt 11 ist in einem zentralen Abschnitt des Saugschlauchabschnitts 2 vorgesehen. Als eine Spezies von Staubsaugern unter Staubsaugern dieser Art gibt es einen Staubsauger, der einen elektrischen Generator aufweist, der eine Spannung erzeugt, die einer Saugmenge zum Ansaugen von Staub entspricht, wobei dieser Staubsauger durch den Erfinder und andere entwikkelt wurde. Der elektrische Generator ist zum Beispiel innerhalb des Bedienungsabschnittes 11 untergebracht, wie es in Fig. 6 illustriert ist. In Fig. 6, wenn durch einen Ansaugdruck die Außenluft durch eine Ansaugöffnung 13 angesaugt wird, wird ein Turbinenlaufrad 14 durch die angesaugte Luft so gedreht, daß der elektrische Generator 12 sich dreht und eine Spannung erzeugt. Die Spannung wird als eine Versorgungsspannung an einen Staubsensorschaltungsanordnungsabschnitt 17 geliefert, der eine lichtemittierende Vorrichtung 15, eine lichtempfangende Vorrichtung 16 und ähnliches enthält.
Aber der Ansaugunterdruck eines Haushaltsstaubsaugers variiert in einem weiten Bereich wie von ungefähr -40 bis 3000 mmAq (-0,004 bis 0,29 bar). Darum variiert die Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenlaufrades 14 stark wie ungefähr von 4000 bis 70000 U/min (Umdrehungen pro Minute). Da der elektrische Generator 12 direkt mit dem Turbinenlaufrad 14 gekoppelt ist, dreht sich der elektrische Generator 12 entsprechend der starken Variation der Rotationsgeschwindigkeit, so daß die erzeugte Spannung in einem Ausmaß von einigen Volt bis einigen zehn Volt variiert. Darum benötigt die erzeugte Spannung eine Stabilisierung, da die erzeugte Spannung als die Versorgungsspannung verschiedener Steuerschaltungsanordnungen wie des Staubsensorschaltungsanordnungsabschnitts 7 und ähnlicher verwendet wird. Da verschiedene elektrische Schaltungsanordnungen zur Stabilisierung der Spannung verwendet werden, tritt ein Nachteil dahingehend auf, daß jede elektrische Schaltungsanordnung viele elektronische Teile benötigt, was eine Verschwendung wie eine Erzeugung von Wärme und ähnliches verursacht. Des weiteren tritt ein Nachteil dahingehend auf, daß eine übermäßig hohe Rotation ungeeignet für die Turbine und den elektrischen Generator im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit der Lageranordnung ist.
Die Druckschrift DE-A-23 36 758 offenbart ein Strömungssteuerungsventil, das eine Drehwelle und ein Paar von Ventilplatten, die auf gegenüberliegenden Seiten der Ventilwelle angeordnet sind, aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben erwähnten Probleme gemacht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine erzeugte Spannung eines elektrischen Generators, der in einem Staubsauger eingebaut ist, mit einer einfachen Anordnung und ohne Verwendung einer elektrischen Schaltungsanordnung zu stabilisieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Staubsauger nach Anspruch 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In dieser Beschreibung wird das Wort "Laufrad" zum Bezeichnen des Laufrads, eines Gebläserades und ähnlichem verwendet.
Bezüglich des Staubsaugers, wenn ein Ausmaß des Unterdrucks, der durch den Ansaugdruck verursacht wird, angehoben wird und dadurch eine Ansaugmenge von Außenluft groß wird, so daß eine Rotationsgeschwindigkeit des Laufrades erhöht wird, bewegt sich das Durchgangsmengensteuerventil zum Schließen des Durchgangsweges dem Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit folgend, so daß ein Anstieg der Saugmenge unterdrückt wird. Als Folge wird außerdem ein Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Laufrades und des elektrischen Generators unterdrückt. Andererseits, wenn ein Ausmaß des Unterdrucks, der durch den Ansaugdruck verursacht wird, erniedrigt und dadurch eine Ansaugmenge von Außenluft klein wird, so daß eine Rotationsgeschwindigkeit des Laufrades vermindert wird, bewegt sich das Durchgangsmengensteuerventil zum Öffnen des Durchgangsweges der Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit folgend, so daß eine Verminderung der Ansaugmenge unterdrückt wird. Als Folge wird eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit des Laufrades und des elektrischen Generators unterdrückt. Darum werden die Rotationsgeschwindigkeit des Laufrades und die durch den elektrischen Generator erzeugte Spannung ungeachtet einer großen Variation der Ansaugrnenge nahezu konstant gehalten.
Es folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, von denen:
Figur 1 eine Schnittansicht ist, die einen Schnitt zeigt, der ein Turbinenlaufrad und einen elektrischen Generator einer Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält;
Figur 2 eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts ist, die entlang einer Linie II-II in Fig. 1 genommen ist;
Figur 3 eine Schnittansicht ist, die entlang einer Linie III-III in Fig. 1 genommen ist;
Figur 4 eine Seitenansicht eines Hauptabschnittes in Fig. 1 ist, die eine Ventilrückstellfeder illustriert;
Figur 5 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Staubsaugers in seiner Gesamtheit zeigt;
Figur 6 eine senkrechte Schnittansicht ist, die einen Bedienungsabschnitt des Vakuumstaubsaugers als ein Beispiel illustriert; und
Figur 7 eine Darstellung ist, die die relativen Eigenschaften von Rotationsgeschwindigkeit/erzeugter Spannung zu einer Variation des Maßes des Vakuums in einem Fall, in dem eine Ventilplatte verwendet wird, und in einem Fall, in dem eine Ventilplatte nicht verwendet wird, zeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in Detail entsprechend einer Ausführungsform erläutert.
Figur 1 ist eine Schnittansicht, die einen Schnitt illustriert, der ein Turbinenlaufrad und einen elektrischen Generator einer Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält. In Fig. 1, ein Turbinenlaufrad 24 ist innerhalb eines Röhrenkörpers 23 vorgesehen, der eine Ansaugöffnung 21 und eine Öffnung für eine Ansaugröhre enthält. Eine Drehwelle 25 des Turbinenlaufrades 24 ist direkt mit einer Drehwelle 27 eines elektrischen Generators 26 gekoppelt. Diese Anordnung und ein Punkt dahingehend, daß die Anordnung in einen Bedienungsabschnitt aufgenommen ist, sind nahezu dieselben wie die Anordnung und der Punkt, die in Fig. 6 illustriert sind.
Ein charakteristischer Punkt dieser Ausführungsform ist, daß eine Ventilklappe 23 zwischen dem Turbinenlaufrad 24 in dem Röhrenkörper 23, der einen Ansaugweg bildet, und der Öffnung 22 für den Röhrenkörper 23 vorgesehen ist. Diese Ventilklappe 28 hat eine leichte Ovalplattenform, wenn sie von der Forderseite derselben gesehen wird, wie es in Fig. 2 illustriert ist. Außerdem wird die Ventilklappe 28 um ungefähr 30 Grad (die Bedingung ist in Fig. 1 illustriert) geneigt durch eine Ventilrückstellfeder 30, die an einer Ventilwelle 29 vorgesehen ist, gehalten. Die Ventilklappe 28 weist eine obere und eine untere Halbventilplatte 28a, 28b auf.
Bei dieser Ausführungsform wird, wenn das Ansaugen beginnt, die Luft von der Ansaugöffnung 21 durch den Röhrenkörper 23 in Richtung der Öffnung 22 gesaugt. Das Turbinenlaufrad 24 wird durch eine Kraft des Luftflusses gedreht und der elektrische Generator wird entsprechend gedreht, so daß eine Spannung erzeugt wird. Wenn eine Menge der Luftströmung klein ist, wird die Ventilklappe 28 leicht gegenüber der vertikalen Stellung geneigt. Aber wenn die Menge der Luftströmung ansteigt, wird eine Drehkraft in eine Richtung, die durch einen Pfeil illustriert ist, an dem oberen Halbflügel (obere Halbventilplatte) 28a der Ventilklappe 28 erzeugt, so daß sich die Ventilklappe 28 von der geneigten Stellung zum Schließen zu der horizontalen Stellung bewegt. Das Ventil (28) weist außerdem eine untere Halbventilplatte 28b auf. Als Folge nimmt die effektive Öffnungsfläche der Öffnung 22 ab, und ein Anstieg der Menge der Luftströmung wird gestört. Außerdem wird ein Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenlaufrades 24 in einem gewissen Ausmaß gestört. Außerdem wird ein Anstieg der durch den elektrischen Generator 26 erzeugten Spannung in einem gewissen Ausmaß gestört.
Wenn das Ausmaß des Unterdrucks weiter ansteigt und die Menge der Luft, die in der Öffnung 22 strömt, eine Tendenz zu einer merklichen Erhöhung entwickelt, empfängt die Ventilklappe 28 einen großen Luftdruck. Darum überwindet der Luftdruck die Kraft der Ventilrückstellfeder 30 und die Ventilkiappe 28 dreht sich weiter in der durch den Pfeil illustrierten Richtung. Die Ventilklappe 28 stoppt ihre Drehung bei einer Bedingung derart, daß die Ventilklappe nahezu eine horizontale Stellung einnimmt, da die Luftdrücke, die auf die Ventilklappe 28 wirken, und die Kraft der Ventilrückstellfeder 30 in einem solchen Zustand ausgeglichen sind. In diesem Zustand ist die Öffnung 22 in einem nahezu geschlossenen Zustand in nahezu dem gesamten Abschnitt der effektiven Fläche derselben, so daß der Anstieg des Luftdurchgangs durch die Öffnung 22 merklich begrenzt und unterdrückt wird.
Als Folge wird der Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenlaufrades 24 merklich unterdrückt. Der Anstieg der Spannung, die durch den elektrischen Generator 26 erzeugt wird, wird als ein natürliches Ergebnis merklich unterdrückt. Darum wird ein Bringen der erzeugten Spannung auf eine nahezu konstante Spannung durchgeführt, was die ursprüngliche Aufgabe löst.
Die relativen Eigenschaften der Rotationsgeschwindigkeit/erzeugten Spannung zur Variation des Unterdrucks in einem Fall, in dem die Ventilklappe 28 verwendet wird (siehe die Kurve A in Fig. 7) und in einem Fall, in dem die Ventilklappe 28 nicht verwendet wird (siehe die Kurve B in Fig. 7), sind in Fig. 7 illustriert. Eine nahezu konstant erzeugte Spannung wird in dem Fall erhalten, in dem die Ventilklappe 28 verwendet wird.

Claims

1. Staubsauger, der

einen Ansaugschlauchabschnitt (2, 9, 10), ein Laufrad (24), das sich entsprechend einer Ansaugkraft dreht, und einen elektrischen Generator (26), der durch eine Drehkraft des Laufrades (24) so gedreht wird, daß eine Spannung erzeugt wird, aufweist, gekennzeichnet durch

einen Körper (23), der eine Ansaugöffnung (21) und eine Öffnung (22), die mit dem Ansaugschlauchabschnitt (2, 9, 10) verbunden ist, aufweist, wobei der Körper (23) das Laufrad (24) enthält, und

ein Durchgangsmengensteuerventil (28), das zwischen dem Laufrad (24) und der Öffnung (22) in einem Durchgangsweg für das Laufrad vorgesehen ist und eine Durchgangsmenge als Reaktion auf einen Außenluftansaugdruck einstellt.

2. Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsmengensteuerventil (28) ein Ventilationsmengensteuerventil ist, und daß das Ventilationsmengensteuerventil (28) in einem Ventilationsweg des Laufrades (24) vorgesehen ist.

3. Staubsauger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (28) eine Drehwelle (29) und ein Paar von Ventilplatten (28a, 28b), die auf gegenüberliegenden Seiten der Drehwelle (29) angeordnet sind, enthält.

4. Staubsauger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (29) eine Ventilrückstellfeder (30) enthält, die die Drehung des Ventilationsmengensteuerventils (28) reguliert, wobei die Drehung durch angesaugte Außenluft verursacht wird.