EP1161915A2 - Luftströmungskanal - Google Patents

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EP1161915A2
EP1161915A2 EP01107221A EP01107221A EP1161915A2 EP 1161915 A2 EP1161915 A2 EP 1161915A2 EP 01107221 A EP01107221 A EP 01107221A EP 01107221 A EP01107221 A EP 01107221A EP 1161915 A2 EP1161915 A2 EP 1161915A2
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air flow
flow channel
structuring
air
suction
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    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
    • F15D1/06—Influencing flow of fluids in pipes or conduits by influencing the boundary layer
    • F15D1/065—Whereby an element is dispersed in a pipe over the whole length or whereby several elements are regularly distributed in a pipe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/0072—Mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L9/02—Nozzles
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/24—Hoses or pipes; Hose or pipe couplings

Definitions

  • the invention relates to an air flow channel Household suction device or blower, in particular of a vacuum cleaner.
  • suction and blowing channels match the design of the interior and external functional elements such as constrictions, curves, standardized interfaces etc. must be adapted and on the other hand should be designed to be inexpensive to manufacture, smooth, easily removable surfaces are preferred. Such surfaces in combination with secondary ones
  • requirements lead to the disadvantage that a sequence of zones of different flow velocities leads to loss of performance.
  • Noise emission There are also disadvantages Erosion and / or cavitation in the impact areas.
  • This task is initially and essentially through the subject of claim 1 by one to one Micro-swirling structuring of the inner wall of the air flow channel released.
  • this Design is an increased efficiency of the household suction device achieved.
  • the noise emission reduced as well as the influences of manufacturing-related Reduced inaccuracies. Deposits and abrasion are reduced.
  • Structuring the inner wall of the air flow channel air performance is equally high on the suction or blowing nozzle with reduced absorption capacity of up to 20%.
  • the inner wall of the air flow channel has according to the invention a structuring on that the micro-vortex favors and macro turbulence or dead water areas suppressed.
  • the structuring can be borrowed from nature or be freely constructed and by means of photography, Etching, blasting, embossing, laminating, painting or generated directly using rapid prototyping, so that the structuring can be reproduced as required is. You can use tools for shaping Methods such as B. injection molding, embossing or sintering be transmitted.
  • the invention also provided that a common, standard air flow channel with one that induces micro-swirling Plastic film is glued.
  • the structure is scaled. So the structuring can approximate the surface of the Represent the skin of large fish, with this further Structuring provided partially or over the entire area can be. It is also conceivable that the structuring is formed like a groove.
  • Fig. 1 Is shown and described initially with reference to Fig. 1 is a household appliance in the form of a vacuum cleaner 1, with a suction / blower motor 2 and an associated Suction nozzle 3.
  • the suction air inlet formed in the suction nozzle 3 is provided with the reference symbol 3 '. Starting from this extends an air flow channel 4 - when arranged the suction nozzle 3 on the vacuum cleaner 1- essentially to a suction air inlet 2 'of the suction / blower motor 2nd
  • Both the vacuum cleaner 1 and the suction nozzle 3 each have an air flow channel 4, through which the aspirated medium, one on the motor housing 5 docked filter, not shown, flowing through is directed.
  • FIG. 2 is a portion of an air flow channel 4 shown in a schematic sectional view.
  • the inner wall 6 of the air flow channel 4 provided with a structure 7, which in suction or blowing operation to a micro swirl of the medium being passed.
  • This structuring can be photographed, etched, blasted, Embossing, laminating or painting or by means of Rapid prototyping can be generated directly.
  • the surface of the inner wall 6 thus created of the air flow channel 4 becomes a micro swirl favored, however, a macro vortex or dead water areas suppressed so that with the same power consumption of the suction / blower motor 2 an increased air output or a reduced one with the same high air output Recording performance is achieved.
  • Shaping is through the micro-swirling an air cushion in the area of the inner wall surface created, which an undisturbed flow of Medium 8 supported in the air flow channel 4 (see Fig. 3).
  • the structure 7 is formed like a scale with an orientation pointing in the flow direction r of the individual scales. These scales point further a substructuring 7 'according to FIG. 5. How to can recognize this substructuring 7 'by circular segment-shaped, if necessary, interlocking Grooves are formed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftströmungskanal (4) eines Haushaltssauggerätes oder -blasgerätes, insbesondere eines Staubsauggerätes (1), und schlägt zur Erzielung einer vorteilhaften Weiterbildung im Hinblick auf eine Erhöhung des Wirkungsgrades eines Haushaltssauggerätes oder - blasgerätes vor, eine zu einer Mikroverwirbelung führende Strukturierung der Innenwandung des Luftströmungskanales (4) vorzusehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftströmungskanal eines Haushaltssauggeräts oder -blasgeräts, insbesondere eines Staubsauggeräts.
Zur Erzielung möglichst hoher Luftleistung bspw. an einer Staubsaugerdüse ist es ohne Erhöhung der Aufnahmeleistung des Motors üblich, Strömungswege hinsichtlich Durchmesser, Glätte, Umlenkung, Querschnitte und Querschnittsänderungen zu optimieren. Die mediumberührte Seite (Innenseite) von Saug- und Blaskanälen wird allgemein auf maximal erreichbare Glätte und Minimierung von Versatz, Totwassergebieten und Verwirbelungen eingestellt. Eine Luftleistungssteigerung durch Erhöhung der Aufnahmeleistung des Blas- bzw. Saugmotors führt zu einer erhöhten Geräuschemission. Zudem stellt sich ein schlechterer Wirkungsgrad ein, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Motors führt. Zudem ergibt sich hieraus eine verschlechterte Energiebilanz und darüber hinaus eine erhöhte Abrasion in dem Luftströmungskanal. Da Saug- und Blaskanäle an die Gestaltung innerer und äußerer Funktionselemente, wie Engstellen, Kurven, normierte Schnittstellen usw. anzupassen sind und andererseits herstellungsgünstig ausgebildet sein sollen, werden glatte, leicht entformbare Oberflächen bevorzugt. Derartige Oberflächen in Kombination mit sekundären Erfordernissen führen zum einen zu dem Nachteil, dass eine Abfolge von Zonen verschiedener Strömungsgeschwindigkeiten zu Leistungsverlusten führt. Zudem wird eine Ablagerung von Medien in Totwassergebieten bzw. entformungsbedingten Versatz-Grat-Zonen beobachtet. Darüber hinaus ergibt sich hierbei eine erhöhte Schallemission. Weiter ergeben sich Nachteile durch Erosion und/oder Kavitation in den Prallgebieten.
Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, einen Luftströmungskanal der in Rede stehenden Art derart in vorteilhafter Weise weiterzubilden, dass sich eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Haushaltssauggerätes oder -blasgerätes einstellt.
Diese Aufgabe ist zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 durch eine zu einer Mikroverwirbelung führende Strukturierung der Innenwandung des Luftströmungskanales gelöst. Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein erhöhter Wirkungsgrad des Haushaltssauggerätes erzielt. Desweiteren wird die Schallemission verringert sowie die Einflüsse von fertigungsbedingten Ungenauigkeiten reduziert. Ablagerungen sowie Abrasion werden verringert. Als Folge der erfindungsgemäßen Strukturierung der Innenwandung des Luftströmungskanales läßt sich eine gleich hohe Luftleistung an der Saug- oder Blasdüse bei verringerter Aufnahmeleistung von bis zu 20 % erzielen. Die Innenwandung des Luftströmungskanales weist erfindungsgemäß eine Strukturierung auf, die die Mikroverwirbelung begünstigt und Makroverwirbelungen bzw. Totwassergebiete unterdrückt. Die Strukturierung kann naturentlehnt oder frei konstruiert sein und mittels Fotografierens, Ätzens, Strahlens, Prägens, Kaschierens, Lackierens oder mittels Rapid-Prototyping direkt erzeugt werden, so dass die Strukturierung beliebig vervielfältigbar ist. Sie kann hierbei auf Werkzeuge für formgebende Verfahren, wie z. B. Spritzgießen, Prägen oder Sintern übertragen werden. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass ein üblicher, serienmäßiger Luftströmungskanal mit einer, eine Mikroverwirbelung herbeiführende Kunststoffolie beklebt ist. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Strukturierung schuppenartig ausgebildet ist. So kann die Strukturierung annähernd die Oberfläche der Haut von Grossfischen darstellen, wobei weiter diese Strukturierung partiell oder auch vollflächig vorgesehen sein kann. Weiter ist auch denkbar, dass die Strukturierung rillenartig ausgebildet ist. Zudem ist auch eine ungeordnet ausgebildete Strukturierung denkbar. Weiter wird vorgeschlagen, dass die Strukturierung auf dem größten Teil der Innenwandung des Luftströmungskanales von einem Sauglufteinlass bis zum Saugluftgebläseeinlass ausgebildet ist. Entsprechend wird auch vorgeschlagen, dass die Strukturierung auf dem größten Teil der Innenwandung des Luftströmungskanales von einem Blasluftgebläseauslass bis zu einem Blasluftauslass ausgebildet ist. Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Strukturierung im Hundertstel- bis Zehntel-Millimeter-Bereich ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Strukturierung führt zu einer Anhebung des Wirkungsgrades und damit der Luftleistung, zur Verringerung der Schallemission sowie zur Verringerung von Ablagerung und Verschleiß durch transportierte Medien, dies ohne Anhebung der Motorleistung. Die Summe der Vorteile kumuliert zu erhöhter Umweltverträglichkeit des Gerätes.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
ein Haushaltssauggerät in Form eines Staubsauggeräts in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2
eine schematische Teildarstellung eines, die erfindungsgemäße, innenwandungsseitige Strukturierung aufweisenden Luftströmungskanals;
Fig. 3
eine schematische Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4
eine Herausvergrößerung des Bereiches IV in Fig. 2;
Fig. 5
eine mikroskopische Vergrößerung des Bereiches V in Fig. 4;
Fig. 6
eine Ansicht gegen das, einen erfindungsgemäßen Luftströmungskanal aufweisenden Motor-/Filter-Gehäuse des Staubsauggerätes gemäß Fig. 1;
Fig. 7
eine perspektivische Darstellung einer Saugdüse des Staubsauggerätes;
Fig. 8
eine partiell geschnittene, perspektivische Prinzipdarstellung einer Saugdüse mit einem, die erfindungsgemäße Strukturierung aufweisendem Luftströmungskanal.
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Haushaltsgerät in Form eines Staubsauggerätes 1, mit einem Saug-/Gebläsemotor 2 und einer zugeordneten Saugdüse 3.
Der in der Saugdüse 3 ausgebildete Sauglufteinlaß ist mit dem Bezugszeichen 3' versehen. Von diesem ausgehend erstreckt sich ein Luftströmungskanal 4 -bei Anordnung der Saugdüse 3 an dem Staubsauggerät 1- im wesentlichen bis hin zu einem Sauglufteinlaß 2' des Saug-/Gebläsemotors 2.
Sowohl das Staubsauggerät 1 als auch die Saugdüse 3 verfügen jeweils über einen Luftströmungskanal 4, durch welchen das angesaugte Medium, einen an dem Motorgehäuse 5 angedockten, nicht dargestellten Filter durchströmend geleitet wird.
In Fig. 2 ist ein Abschnitt eines Luftströmungskanales 4 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Erfindungsgemäß ist die Innenwandung 6 des Luftströmungskanales 4 mit einer Strukturierung 7 versehen, welche im Saug- oder auch Blasbetrieb zu einer Mikroverwirbelung des vorbeigeführten Mediums führt. Diese Strukturierung kann mittels Fotografierens, Ätzens, Strahlens, Prägens, Kaschierens oder Lackierens oder mittels Rapid-Prototyping direkt erzeugt sein. Alternativ kann auch eine mit einer Strukturierung versehene Kunststofffolie auf der Innenwandung 6 des Luftströmungskanales aufgebracht sein.
Durch die so geschaffene Oberfläche der Innenwandung 6 des Luftströmungskanales 4 wird eine Mikroverwirbelung begünstigt, jedoch eine Makroverwirbelung bzw. Totwassergebiete unterdrückt, so daß bei gleicher Aufnahmeleistung des Saug-/Gebläsemotors 2 eine erhöhte Luftleistung bzw. bei gleich hoher Luftleistung eine verringerte Aufnahmeleistung erzielt ist. Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird durch die Mikroverwirbelung im Bereich der Innenwandungsoberfläche ein Luftpolster geschaffen, welches ein ungestörtes Strömen des Mediums 8 in dem Luftströmungskanal 4 unterstützt (vergl. Fig. 3).
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist in dem Ausführungsbeispiel die Strukturierung 7 schuppenartig ausgebildet mit einer in Strömungsrichtung r weisenden Ausrichtung der einzelnen Schuppen. Diese Schuppen weisen weiter eine Unterstrukturierung 7' gemäß Fig. 5 auf. Wie zu erkennen, kann diese Unterstrukturierung 7' durch kreisabschnittförmige, gegebenenfalls ineinandergreifende Rillen gebildet sein.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen verschiedene Geräteabschnitte bzw. Gerätezusatzteile mit erfindungsgemäßen, eine Strukturierung 7 aufweisenden Strömungskanälen 4.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (7)

  1. Luftströmungskanal (4) eines Haushaltssauggerätes oder -blasgerätes, insbesondere eines Staubsauggerätes (1), gekennzeichnet durch eine zu einer Mikroverwirbelung führende Strukturierung der Innenwandung des Luftströmungskanales (4).
  2. Luftströmungskanal nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung schuppenartig ausgebildet ist.
  3. Luftströmungskanal nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung rillenartig ausgebildet ist.
  4. Luftströmungskanal nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung ungeordnet ausgebildet ist.
  5. Luftströmungskanal nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung auf dem größten Teil der Innenwandung (6) des Luftströmungskanales (4) von einem Sauglufteinlass (3') bis zum Saugluftgebläseeinlass (2') ausgebildet ist.
  6. Luftströmungskanal nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung auf dem größten Teil der Innenwandung (6) des Luftströmungskanales (4) von einem Blasluftgebläseauslass bis zu einem Blasluftauslass ausgebildet ist.
  7. Luftströmungskanal nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung im Hundertstel- bis Zehntel-Millimeter-Bereich ausgebildet ist.
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