专利名称：吸尘辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸尘辅助装置，尤其是涉及一种设有独立的第二本体以及一换能装置的吸尘辅助装置，且于该第二本体设有滤网等过滤元件，不仅可通过换能装置将风能转换为电能，且可避免换能装置直接遭受粉尘污染，此外，本发明模块化的设计，使用者可依实际所需拆装于吸尘器。
背景技术：
一般家用吸尘器具有许多可更换的配件以利清洁各种环境，如地毯、窗帘、墙角、狭缝...等可使用不同的配件清理，但当需要清理沙发底或床底时，却不难发现一个问题，由于目前未见结合照明与吸尘配件结合的设计，往往会因无光源而无法进行暗处的清理工作，总是需要另外再持一组照明才能继续清洁工作。吸尘器的原理是通过电动机的高速旋转在主机内形成真空，利用所产生的高速气流从吸尘头吸入口吸进垃圾，空气则经过滤网净化被排出吸尘器外，基于此一特性，在现有专利中，可见许多将风能转换为动能的技术手段，例如美国专利6101667、6055702、6023814 分另Ij揭露的「Vacuum cleaner」、6261379「Floating agitator housing for avacuum cleaner head」，以及日本专利JP2006051171、JP10057287分别揭露的吸尘器结构，其发电机所产生的电力，是提供吸尘器的指示灯或粉尘感测器所需电力；上述现有专利的结构主要分为二种，其中一种是将叶轮或发电机设置于吸尘器的吸尘头内(例如美国专利6261379、日本专利JP2006051171、JP10057287)，当风力由吸尘头吸入后，可直接驱动叶轮或发电机产生动能，此种驱动方式虽然直接，但由于吸尘头所吸入的气流，通常粉尘含量极高，气流冲击带动的叶轮或发电机等动件，容易附着毛屑灰尘等物件，甚至导致旋转元件卡死；至于现有专利的另一种结构，是在吸尘器导管另设有一入风口，将叶轮或发电机设置于该入风口的导管内(例如美国专利6101667、6055702、6023814)，可由导管外部另导入风力驱动叶轮或发电机，此种方式虽然可以避免叶轮或发电机直接遭受高粉尘污染，但由于叶轮或发电机仍暴露于粉尘流通的导管路径中，因此并无法有效改善遭受污染的情况。此外，上述现有专利所提出的风能转换结构，均固定设置于吸尘器内，使用者无法随意拆装，且维修不易。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸尘辅助装置，将换能装置设置于独立的第二本体内，且在该第二本体设有滤网等过滤元件，不仅可通过换能装置将风能转换为电能，且可避免换能装置直接遭受粉尘污染，此外，本发明模块化的设计，使用者可依实际所需拆装于吸尘器。为达到上述目的，本发明提出一种吸尘辅助装置，包含第一本体，其具有一第一入口以及一第一出口，该第一入口与第一出口之间形成一通道；
第二本体，设置于该第一本体的一侧，该第二本体具有一第二入口以及一第二出口，该第二入口及第二出口位于该第一入口及第一出口之间，且该第二入口及第二出口与该第一本体的通道相连通；换能装置，用以将风能转换为电能，一总气流由上述该第一入口进入该第一本体后，可分流形成一第一气流以及一第二气流，该第一气流朝向该第一出口流动，该第二气流由该第二入口进入该第二本体，再通过该换能装置，该第二气流通过该换能装置时可驱动该换能装置产生电能，该第二气流再由该第二出口流入该第一本体内与该第一气流汇聚，该第一气流与该第二气流再一并由该第一出口流出该第一本体。为使贵审查委员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。
图1是本发明组装于吸尘器的结构示意图；图2是本发明的剖面结构示意图；图3至图6是本发明的换能装置不同实施例结构示意图；图7及图8是本发明变换不同气流路径的结构示意图。主要元件符号说明100-吸尘辅助装置10-第一本体11-第一入口12-第一出口13-通道14a Hc-挡板20-第二本体21-第二入口22-第二出口23-透空部24-过滤元件25-切换开关26-掩模28-副壳体29-渐缩通道30、30A、30B、30C、30D-换能装置3IA-轴流式叶轮3 IlA-心轴312A-固定架32A-回转式无铁芯内转式永磁发电机32IA-外线圈322A-磁铁
323A-背铁3IB-轴流式叶轮3 IlB-心轴312B-固定架32B-回转式无铁芯外转式永磁发电机321B-线圈支撑环322B-线圈323B-磁铁324B-背铁3IC-振荡轻量动子32C-振荡式无铁芯线性永磁发电机31D-振荡叶片3 IlD-基材固定座312D-固定座40-发光元件90-吸尘器91-吸尘头92-导管93-主机F-总气流Fl-第一气流F2-第二气流F3-外部气流θ -夹角
具体实施例方式以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本案的技术手段并不限于所列举附图。首先请参阅图1所示，本发明所提供的吸尘辅助装置100提供组装于一般家用吸尘器90的吸尘头91与导管92之间，可参考图7所示状态，或可组装于吸尘器相组接的两导管之间，依实际所需而定，当吸尘器90启动时，设置吸尘器90的主机93内的电动机(途中未示出)可高速旋转，并在主机93内形成真空，利用所产生的高速气流从吸尘头91吸进吸尘辅助装置100、导管92，再由该主机93排出，所吸取的垃圾及粉尘则收集于主机93内的收集槽内。请参阅图2所示，本发明所提供的吸尘辅助装置100，其由一第一本体10、一第二本体20以及一换能装置30构成，该第一本体10与第二本体20各自具有独立的空间，该第二本体20设置于第一本体10的一侧，该第二本体20与第一本体10气流方向可不同，该换能装置30用以将风能转换为电能。该第一本体10具有一第一入口 11以及一第一出口 12，该第一入口 11与第一出口 12之间形成一通道13，该第一入口 11连接图1所示该吸尘头91，该吸尘头91连接图1所示该导管92。该第二本体20具有一第二入口 21以及一第二出口 22，该第二入口 21及第二出口 22位于第一入口 11及第一出口 12之间，且第二入口 21及第二出口 22与第一本体10的通道13相连通，在该第二本体20的外侧壁设有一发光元件40，该发光元件40与换能装置30电连接，该换能装置30所产生的电能可用以驱动该发光元件40发光，该发光元件40可采用高亮度发光二极管或灯泡，除此之外，该换能装置30可电连接指示灯、显示灯或感测装置，供应于显示、感测时的用电损耗。该第一本体10与第二本体20可以如图2所示一体成型，也可以各自成型后再结合。在该第一本体10内设有多个挡板Ha 14c，该挡板1 14c由该第一本体10的内侧壁朝向该第一入口 11延伸一长度，且该挡板Ha Hc与该第一本体10的内侧壁之间形成一夹角Θ，该夹角θ小于90度，其中该挡板1 设置于该第二入口 21较靠近该第一入口 11的位置，该挡板14b、Hc设置于该第二出口 22相对两侧，其中该挡板14b设置于该第二出口 22较靠近该第一出口 12的位置，该挡板1 14c的作用在于阻挡气流中的粉尘，避免粉尘直接进入该第二本体20 ；该第二本体20设有一透空部23，该透空部23位于该第二入口 21与该换能装置30之间，该透空部23用以使该第二本体20内部可与外界环境形成连通状态，其次，在第二本体20设有一过滤元件M，该过滤元件M可采用滤网，该过滤元件M设置于第二入口 21与换能装置30之间，且以能尽量接近第二入口 21较佳，以利于立即捕捉由第二入口 21进入第二本体20内的第二气流F2中的粉尘。在该第二本体20内设有一切换开关25，该切换开关25并包括有一掩模沈，该掩模沈由该切换开关25控制位于关闭或开放状态，使该透空部23对应呈现关闭或开放状态，且该切换开关25可被控制位于不同切换位置，包括图2所示该第一位置P1、第二位置P2、第三位置P3，图2所示该切换开关25位于第一位置P1，该掩模沈由切换开关25控制位于关闭状态，且该透空部23呈现关闭状态，使该第二入口 21 (亦即过滤元件24)与该换能装置30之间形成通路，当该切换开关25位于第二位置P2时，可阻断该透空部23与该第二入口 21 (亦即过滤元件24)的通路，该掩模沈由切换开关25控制位于开放状态，且该透空部23呈现开放状态，且该透空部23与该换能装置30形成通路，而当该切换开关25位于第三位置P3时，可阻断该透空部23与该换能装置30的通路，该掩模沈由切换开关25控制位于开放状态，且该透空部23呈现开放状态，且该透空部23与该第二入口 21 (亦即过滤元件24)形成通路，关于控制该切换开关25在不同切换位置的作用，将详细说明于后，至于控制该切换开关25位于不同切换位置的方式，可通过外部设置的机构式旋转开关，或可利用电子控制，在此不予赘述。如前所述，该换能装置30用以将风能转换为电能，该换能装置30主要由一能量撷取装置以及一发电装置成，由能量撷取装置撷取气流的风能，再由风能驱动发电机产生电能，其具体实施结构如图3至图6所示。例如图3所示换能装置30A，其由轴流式叶轮31A以及回转式无铁芯内转式永磁发电机32A构成，轴流式叶轮31A通过一心轴31IA定位于一固定架312A，回转式无铁芯内转式永磁发电机32A包括一设置于第二本体20外部的外线圈321A，以及设置于第二本体20内的一磁铁322A以及一背铁323A，由轴流式叶轮31A作为能量撷取装置撷取第二气流F2的风能，再驱动该回转式无铁芯内转式永磁发电机32A产生电能，轴流式叶轮31A与回转式无铁芯内转式永磁发电机32A之间可设置一磁力间接传递旋转藕合装置，将轴流式叶轮31A与回转式无铁芯内转式永磁发电机32A完全隔开，以避免回转式无铁芯内转式永磁发电机32A受到粉尘污染。例如图4所示换能装置30B，其由轴流式叶轮31B以及回转式无铁芯外转式永磁发电机32B构成，轴流式叶轮3IB通过一心轴3IlB定位于二固定架312B之间，回转式无铁芯外转式永磁发电机32B包括一线圈支撑环321B、一线圈322B、一磁铁32 以及一背铁324B,由轴流式叶轮31B作为能量撷取装置撷取第二气流F2的风能，再驱动该回转式无铁芯外转式永磁发电机32B产生电能，轴流式叶轮3IB与回转式无铁芯外转式永磁发电机32B之间可设置一磁力间接传递旋转藕合装置，将轴流式叶轮31B与回转式无铁芯外转式永磁发电机32B完全隔开，以避免回转式无铁芯外转式永磁发电机32B受到粉尘污染。又如图5所示换能装置30C，其由振荡轻量动子31C以及振荡式无铁芯线性永磁发电机32C构成，由振荡轻量动子31C作为能量撷取装置撷取风能，再驱动该振荡式无铁芯线性永磁发电机32C产生电能，该振荡式无铁芯线性永磁发电机32C可设置于该第二本体20外所设置的副壳体观内。再如图6所示换能装置30D，其由振荡叶片31D作为能量撷取装置撷取风能，再驱动一振荡式压电发电机(图中未示出)产生电能，振荡叶片31D通过一基材311D以及一固定座312D定位于第二本体20内侧壁，该振荡叶片31D可采用PZT(锆钛酸铅)薄膜，在振荡过程中会产生变形(如图中虚线所示)。上述该振荡轻量动子31C与振荡式无铁芯线性永磁发电机32C之间，以及该振荡叶片31D与振荡式压电发电机之间，可设置一磁力间接传递机构，使振荡轻量动子31C与振荡式无铁芯线性永磁发电机32C之间，以及该振荡叶片31D与振荡式压电发电机之间完全隔开，以避免振荡式无铁芯线性永磁发电机32C及振荡式压电发电机受到粉尘污染。此外，如图5及图6所示，在该第二本体20内设有一内径由大渐小的渐缩通道29，该渐缩通道四的缩小端通往该振荡轻量动子31C或振荡叶片31D，通过该渐缩通道四可提高第二气流F2的流速，以提升发电效率。此外，必须强调说明的是，上述有关换能装置30、30A、30B、30C、30D的设置位置，都是位于该第二本体20内，其主要目的在于充分利用该第二本体20的空间，且形成该第二本体20的壳体可同时作为换能装置30、30A、30B、30C、30D的壳体，但是除此之外，该换能装置30、30A、30B、30C、30D并不限定设置于该第二本体20内，也可独立设置于另一空间或壳体内，而该空间或壳体能够与该第二本体20及第二出口 22相连通即可。请参阅图1及图2所示，详细说明本发明的气流路径以及本发明所能达成的功效，该吸尘器90作动后，可由吸尘头91吸入并形成一总气流F，总气流F由第一入口 11进入第一本体10，由于第一本体10的通道13连接于第二本体20的第二入口 21，因此，总气流F可分流形成一第一气流Fl以及一第二气流F2该第一气流Fl朝向第一出口 12流动，第二气流F2则可由第二入口 21进入第二本体20，由于该切换开关25位于第一位置P1，该第二入口 21 (亦即过滤元件24)与换能装置30形成通路，因此，该第二气流F2先通过该过滤元件M后再进入该换能装置30，由于该挡板14a阻挡粉尘，且由过滤元件M再次过滤，因此可确保进入换能装置30的第二气流F2的洁净，保护换能装置30不致受到污染而损坏；当第二气流F2通过该换能装置30时，可驱动该换能装置30产生电能，用以驱动该发光元件40发光，该第二气流F2再由该第二出口 22流入该第一本体10内与该第一气流Fl汇聚且一并由该第一出口 12流出该第一本体10，再进入图1所示该导管92。必须说明的是，图示实施例该第二入口 21的口径小于该第一入口 11，因为该换能装置30所产生的电能主要提供驱动发光元件40发光，或供应于显示、感测时的用电损耗，属于较小功率用电，因此，该第二气流F2的流量小于该第一气流Fl的流量即可，另一方面也可避免影响吸尘器吸力。如图1所示，通过该发光元件40发出的亮光，可辅助使用者在清理床底、沙发底部或光线不足的阴暗位置时提供适度照明，此外，可将该发光元件40设置为可调整角度的结构，使用者可适时调整所需照射角度。请参阅图7所示，该切换开关25位于第二位置P2，可阻断该透空部23与该第二入口 21 (亦即过滤元件24)的通路，该掩模沈由切换开关25控制位于开放状态，使该透空部23呈现开放状态，且该透空部23与该换能装置30形成通路，由此，当吸尘器作动时，除了可以引进总气流F由第一入口 11进入第一主体10，同时可通过该透空部23引进外部气流F3进入第二本体20，该外部气流F3通过换能装置30时，同样可以驱动换能装置30产生电能，换言之，本发明不仅可利用吸尘头的总气流分流驱动换能装置30，也可另外引进外部的干净气流驱动换能装置30产生电能，同样的，该外部气流F3通过换能装置30后，可由该第二出口 22流入该第一本体10的通道13内与该总气流F汇聚且一并由该第一出口 12流出该第一本体10。请参阅图8所示，该切换开关25位于第三位置P3，可阻断该透空部23与该换能装置30的通路，该掩模沈由切换开关25控制位于开放状态，该透空部23呈现开放状态，且该透空部23与该第二入口 21 (亦即过滤元件24)形成通路，由此，当吸尘器作动时，除了可以引进总气流F由第一入口 11进入第一主体10，同时可通过该透空部23引进外部气流F3进入第二本体20，由于第二闸门M位于关闭位置，因此该外部气流F3被导引朝向该过滤元件M流动，可通过该外部气流F3对该过滤元件M进行清洁工作，当外部气流F3通过该过滤元件M时，可将过滤元件M上的粉尘吹落，并可由外部气流F3将粉尘一并由该第二入口 21带出该第二本体20，并进入该第一本体10的通道13与总气流F汇聚且一并由该第一出口 12流出该第一本体10，由此达到清洁过滤元件M的目的，避免过滤元件M累积过多粉尘。综上所述，本发明提供的气流能量捕捉的吸尘辅助装置，将换能装置设置于独立的第二本体内，且在该第二本体设有滤网等过滤元件，不仅可通过换能装置将风能转换为电能，且可避免换能装置直接遭受粉尘污染，此外，本发明模块化的设计，使用者可依实际所需拆装于吸尘器，而本发明更具有可改变引进气流路径的特性，赋予本发明具有多种附加功能。经实作样品验证，一般家用导管式吸尘器，其马达功率为600 1800W，实际吸入功率约100 300W，若工作风量为2CMM (立方米每分)，吸入功率约300W，设定第二本体所消耗的功率在IOW以内，换能装置整体转换效率在10 20%，约可产生1 2W电力，第二本体分流或引入的空气量约0. ICMM (立方米每分)，而一般发光二极管照明功率仅需约0. 5W，如此证明本发明确实具有可实施性。以上所述的仅为本发明的实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。
权利要求
1.一种吸尘辅助装置，包含第一本体，其具有第一入口以及第一出口，该第一入口与第一出口之间形成一通道；第二本体，设置于该第一本体的一侧，该第二本体具有第二入口以及第二出口，该第二入口及第二出口位于该第一入口及第一出口之间，且该第二入口及第二出口与该第一本体的通道相连通；换能装置，用以将风能转换为电能，一总气流由上述该第一入口进入该第一本体后，可分流形成第一气流以及第二气流，该第一气流朝向该第一出口流动，该第二气流由该第二入口进入该第二本体，再通过该换能装置，该第二气流通过该换能装置时可驱动该换能装置产生电能，该第二气流再由该第二出口流入该第一本体内与该第一气流汇聚，该第一气流与该第二气流再一并由该第一出口流出该第一本体。
2.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中于第二本体设有过滤元件，该过滤元件设置于该第二入口与该换能装置之间，该第二气流通过该过滤元件后再进入该换能装置。
3.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该第二气流的流量小于该第一气流的流量，且气流方向不相同。
4.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该换能装置包括能量撷取装置以及发电装置成，该能量撷取装置用以撷取该第二气流的风能，该风能用以驱动该发电机产生电能。
5.如权利要求4所述的吸尘辅助装置，其中该能量撷取装置为叶轮，该发电机为回转式无铁芯永磁发电机。
6.如权利要求5所述的吸尘辅助装置，其中该叶轮为轴流叶轮或阻力式叶轮。
7.如权利要求4所述的吸尘辅助装置，其中该能量撷取装置为振荡轻量动子，该发电机为振荡式无铁芯线性永磁发电机。
8.如权利要求4所述的吸尘辅助装置，其中该能量撷取装置为振荡叶片，该发电机为振荡式压电发电机。
9.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该换能装置电连接至少一发光元件，该换能装置所产生的电能用以驱动该发光元件发光。
10.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该发光元件设置于该第二本体的外侧壁。
11.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该第二本体设有透空部，该透空部位于该第二入口与该换能装置之间，该透空部用以使该第二本体内部与外界环境形成连通状态。
12.如权利要求11所述的吸尘辅助装置，其中该第二本体内设有切换开关，该切换开关具有多个切换位置，该多个切换位置包括第一位置、第二位置以及第三位置，该切换开关位于第一位置时，可使该透空部呈现关闭状态，使该第二入口与该换能装置之间形成通路，当该切换开关位于该第二位置时，可阻断该透空部与该第二入口的通路，使该透空部呈现开放状态，且该透空部与该换能装置形成通路，当该切换开关位于该第三位置时，可阻断该透空部与该换能装置的通路，该透空部呈现开放状态，且该透空部与该第二入口形成通路。
13.如权利要求12所述的吸尘辅助装置，其中该切换开关并包括有掩模，该掩模由该切换开关控制位于关闭或开放状态，使该透空部对应呈现关闭或开放状态。
14.如权利要求1所述的吸尘辅助装置，其中该第一本体内设有多个挡板，该挡板由该第一本体的内侧壁朝向该第一入口延伸一长度，且该挡板与该第一本体的内侧壁之间形成一夹角，该多个挡板其中至少一挡板设置于该第二入口较靠近该第一入口的位置，该多个挡板其中至少另二挡板设置于该第二出口相对两侧，且该二挡板其中之一设置于该第二出口较靠近该第一出口的位置。
15.如权利要求14所述的吸尘辅助装置，其中该夹角小于90度。
全文摘要
本发明公开一种吸尘辅助装置，包含一第一本体、一第二本体及一换能装置，第一本体具有连通成一通道的第一入口及一第一出口，第二本体具有一第二入口及一第二出口，第二入口及第二出口位于第一入口及第一出口间，且第二入口及第二出口与第一本体的通道相连通，一总气流由第一入口进入第一本体后分流成一第一气流及一第二气流，第一气流朝向第一出口流动，第二气流由第二入口进入第二本体，再通过该换能装置，并驱动换能装置产生电能，第二气流由第二出口流入第一本体与第一气流汇聚由第一出口流出第一本体。
文档编号A47L9/10GK102379659SQ20101027158
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者刘俊贤, 彭文阳, 蔡雅惠 申请人:财团法人工业技术研究院