专利名称：具有加速斜面的旋风分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种限定了惯性或者旋风分离在空气流中的灰尘和废物的装置的旋
风腔室的主体，简称为"碗部"。本发明特别适合于吸尘器。本发明还涉及一种旋风分离装 置和例如包含所述碗部的吸尘器。
背景技术：
现有技术的用于吸尘器的收集灰尘和废物的第一类型的装置在于一种呈纸袋形 式的过滤器，该过滤器插在空气流的进入管和马达吹风机组之间，所述进入管包括一些从 待清洁表面抽吸的灰尘和废物。这种技术方案的缺点来自于下述事实该过滤纸袋以被填 满而完成并且必须进行更换，因此对于使用者而言维护工作并不满意而且成本高。此外，对 袋子的填充破坏了吸尘器的性能，因为导致了能量损失。 为了解决所述缺点，现有技术的第二类型的灰尘和废物的收集装置在于灰尘和废 物的旋风或者惯性类型的分离。在这样的装置中，空气流在旋风分离腔室中被引导，在该旋 风分离腔室中空气流进行了有利于分离废物的涡流路径。事实上，最重的废物通过涡流的 离心作用而与主空气流分离。然后，空气流从该旋风腔室穿过布置在分离过滤器上的圆柱 形网被排出，所述分离过滤器设置在该旋风腔室的中央，从而具有与该废物过滤互补的第 二操作，该第二操作总体上在这个阶段保持所述灰尘。最后，灰尘和废物被困在布置于该旋 风腔室的底部中的存储区域。因此需要不时地清空所述区域，即由布置于存储腔室中的捕 集器将灰尘简单地注入到垃圾桶中。 这样的旋风分离装置可以连接到拖车型吸尘器上，该拖车型吸尘器还包括收集 袋，正如在FR2817138和FR2848090所描述的那样。 可变地，这样的旋风分离装置可以单独使用，特别是在小功率的吸尘器中，这样的 吸尘器的机架集成到被操作者直接操纵的刚性手柄中，一般称为清扫吸尘器，正如在文件 EP1611829中所述那样。
发明内容
旋风分离装置的表现取决于多个参数，如进入空气流的速度和方向，涡流轨迹的 品质，以便进行废物的离心分离并且避免被污染的空气流部分在离心排出其中的废物之前 穿过所述分离网。 现存的技术方案并不完全令人满意并且本发明的整体目标是提出一种旋风类型
的分离被吸尘器抽吸的空气流的废物的改进方案。 本发明是这样实现的 —种用于吸尘器的废物和灰尘的旋风分离装置，包括空气进入部分可进入的大致 圆柱形内部旋风腔室，以及设置在该内部腔室的中央部分中的分离过滤器，其特征在于，该 旋风分离装置包括用于向空气进入部分引导空气流的管部，所述管部围绕大致圆柱形内部 旋风腔室、从初始点向空气进入部分附近的终点设置，该管部的朝向终点的截面比该管部朝向初始点的截面小，从而形成用于所述两个点之间的空气流的加速斜面。 这样的与分离腔室相连的加速斜面允许通过将加速功能与所述腔室本身分开避
免所述腔室的过大的结构。换句话说，对于确定尺寸的腔室而言，所述斜面允许通过增加灰
尘和废物的速度而改善灰尘和废物的分离效率。这个特点在所述装置用在马达尺寸小并且
产生较小流量的吸尘器，例如清扫类型的吸尘器马达(其中一些基于电池工作)中时尤其重要。 最好，用于引导空气流朝向该旋风腔室的空气进入部分的管部延伸了围绕该旋风
腔室的至少四分之一周，以便速度相对没有这样的管部的情况而言被显著增加。 最好，用于引导空气流朝向该旋风腔室的空气进入部分的管部延伸了围绕该旋风 腔室的至少五分之二周，从而允许具有更加均匀的空气流，同时允许更加逐渐地对空气流 加速。 此外，用于引导空气流朝向该旋风腔室的空气进入部分的管部大致是水平的。 最好，用于引导空气流朝向该旋风腔室的空气进入部分的管部与沿空气循环方向
看的、截面减小的竖直管部相连。这种竖直管道因此还有助于空气流的加速，并且允许在大
长度上实现所述加速，该空气流加速的缓慢进展限制了涡流，因此限制了相关的噪音。 根据本发明的一个优选实施例，该旋风分离装置包括界定旋风腔室的可拆卸碗
部，所述碗部承载了所述管部，以便向旋风腔室的空气进入部分引导空气流。 这种结构简化了对分离装置的清洁，同时使得制造和安装成本合理化。 更精确地，所述碗部包括管状主体，该管状主体的圆柱形外部侧表面界定了所述
旋风腔室，用于旋风腔室的空气进入部分引导空气流的该管部被固定为与所述碗部的管状
主体的圆柱形外部侧表面接触。 可变形地，所述管由双肋形成，所述双肋在被所述壁关闭的碗部上，所述壁对应于 接纳所述碗部的容腔。所述管也基本上来自接纳所述碗部的容腔。 本发明还覆盖了下述实施例该管部分地形成在所述碗部上，并且部分地形成在 接纳该碗部的容腔上。 最好，所述碗部包括构成了门部的倾斜铰接下部，以便简化所述碗部的清空和清洁。 本发明还在于一种吸尘器，其特征在于，所述吸尘器包括含有上述特征之一的灰 尘和废物的旋风分离装置。 最好，该吸尘器是一种清扫类型的吸尘器，该吸尘器包括在其手柄中设置的容腔， 用于容纳含有上述特征之一的旋风分离装置，该容腔包括在其下部中的第一连接部，该第 一连接部与该碗部的竖直管部相连；和在其上部中的第二连接部，该第二连接部与该旋风 分离装置的排出部分相连。
本发明将通过研究实施例而被更好地理解，所述实施例仅仅是非限定示范性地示 出在附图中，附图包括 图1表示了根据本发明实施例的清扫吸尘器的立体组件视图；
图2示出根据本发明的实施例的旋风分离装置的分解视 图3示出了根据本发明的实施例的旋风分离装置的碗部的立体视图； 图4示出在本发明的实施例的旋风分离装置的碗部的加速斜面处沿水平面P剖开
的俯视剖视图； 图5和6是示出了沿两个不同角度的根据本发明的实施例的旋风分离装置的立体 视图； 图7示出一种根据本发明的实施例的旋风分离装置的分离器的侧视图； 图8示出根据本发明的实施例的旋风分离装置的分离器的侧视图； 图9示出用于接纳根据本发明的实施例的旋风分离装置的吸尘器的机架的容腔。
具体实施例方式
图1示出了一种清扫吸尘器1，包括与手柄4通过中间连接部3相连的三角形抽吸 器2。所述手柄在这里不仅仅是指在上端终止于把手8的该设备的细长部分，还指与构成机 架的该细长部分相连的不同元件，包括电池5，马达6，和分离与存储废物的装置7。
为了下面的描述，将方向z定义为吸尘器的手柄4的轴，对应于图1的吸尘器的休 息位置的大致竖直轴；纵轴x定义为与轴z垂直、从后向前穿过该手柄4、在该手柄的对称 平面中的轴；轴y定义为横向于并垂直于轴x和z。在吸尘器的休息位置中，轴x和y因此 位于大致水平的平面中。这种标记在手柄倾斜时将是倾斜的。然而，出于简化下面的描述 的原因，竖直方向称为z ，水平纵向方向称为x，水平横向方向称为y ，这表明了在吸尘器处 于其休息位置或者该旋风分离装置7竖直设置时进行所述描述。 事实上，本发明在于废物的分离和存储装置7，它的一个分解视图在图2中示出， 该视图包括外部主体，称为碗部IO，在所述碗部10中设置了分离过滤器20。泡沫过滤器30 位于该分离过滤器20的上部中。最后，该旋风分离装置被盖子31关闭，盖子31包括圆形 开口 32，用于在旋风分离装置7处理之后从高处排出干净的空气流。 一旦被组装，该装置就 位于布置在该吸尘器的手柄4中的容腔35中。 碗部10呈圆柱形主体，特别如图3-5所示，包括在上部中的进入部分13，如图4所 示，该进入部分与进入管相连，所述进入管向该碗部10的大致圆柱形内部腔室19引导来自 所述抽吸器的空气流。与所述碗部10相连的进入管包括大致竖直的、构成了在高处的弯头 的第一部分11，随后是大致水平的、构成用于空气流的加速斜面40的、如图4所示的第二部 分12，该空气流因此以适合于涡流形成的速度和方向进入该碗部的内部腔室19中。
此外，该第一竖直部分11最好具有从下部向与该第二部分12相连的上部减小的 截面，以便同样地实现所述空气流的加速。 事实上，在该竖直部分11上的截面在管道的进入部分和与第二部分12相连的连 接部分之间至少减小30%。 此外，所述弯头特别是在与所述部分11和12相连的接合部的弯曲半径处被加工 成当空气流被再次校直时限定所述涡流。特别地已经避免了空气动力搅动源，倾向于使空 气流脱离的角形区域。 该碗部10的下表面被门14关闭，所述门通过铰链15铰接，允许了将在下部16中 累积的灰尘和废物清空，所述下部16用作存储区域。该门14相对水平平面倾斜大约45度。 所述倾斜允许降低在碗部的存储下部16中的涡流的速度，因此允许较小受干扰地存储废物，同时限制废物逆行。这样的倾斜可以为20-50度，以便给出满意的结果。
根据本发明的基本要素，由管的水平部分12形成的加速斜面40围绕该碗部10的 内部腔室19延伸至少四分之一周，最好至少五分之二周，以便含有用于对进入的空气流进 行加速的足够长度。在这个从进入管的竖直11和水平12部分之间的弯头处的初始点41 起直到水平部分12通向在圆柱腔室19中设置的进入部分13的终点42为止的长度上，该 管12的截面逐渐减小以便导致该空气流加速。在所述点41和42之间，截面被降低至少 30%，即在图3示出的部分11的下部和通向腔室19的点42之间截面减小大于50%。
当空气流到达该加速斜面40的端部42时，空气流沿该管部12的外壁的延长部分 43进行其行程，从而沿与该碗部的下部腔室19相切的方向到达所述腔室中。
根据所述实施例，用于形成加速斜面40的该管部12的截面的减小是逐渐的。这 种加速斜面能够具有其他几何形状，其他截面形式圆形、椭圆、卵形、或者矩形...等等。
此外，该截面的减小能够根据不同的方法，线性的或者非线性的、连续的或者非连 续的方法获得。该管部可以通过将两个分开模制的半管组装然后通过焊接连接而生产。
此外，这个管部可以是两个半管的接合， 一个设置在所述碗部上，对应于构成第二 半管的在该容腔35的底部上的模子。 最后，该管部12可以不是水平的，而是朝向底部或者高处倾斜的。构成加速斜面 的该管部12因此围绕界定了该碗部10的内部腔室19的碗部的主体外部的侧壁设置，从而 允许不用修改该碗部的主体或者该内部腔室19的几何形状并且不会占据用于被处理空气 流的排放的上部地形成加速斜面。 构成加速斜面的该管部12最好处于接触该碗部10的主体的侧向外壁，从而限制 该碗部10的整个体积，同时有利于稳定地保持所述构成加速斜面的管部，因为该管部12可 以在整个长度上固定于所述碗部IO，尤其是简单地保持抵靠以便降低该管部12的震动。这 个碗部10的主体界定了该内部腔室19，为一种管状主体，该管状主体具有圆柱形外壁以及 限定了内部腔室19的圆柱形内壁。然而，该主体的外壁可以具有其他形状。同样，该内壁 可能具有不同形状，具有可变的圆形截面，尤其是具有椭圆形或者卵形截面。
图5和6示出了被组装的旋风装置，该分离过滤器20集成到该碗部10的内部腔 室19的中央部分中。下面将给出该装置的工作。被污染的空气流，即含有灰尘和废物，来 自于该吸尘器的抽吸器2的空气流通过管部11， 12上行到该碗部10的进入部分13，所述空 气流根据加速斜面40产生的加速以合适的速度和方向进入该碗部中。斜面23，更精确地说 是在后面将会描述的其下表面25，构成了空气流引导上表面，该空气流引导上表面因此将 在所述表面25下向底部按照螺旋位移在下述空间中被驱动所述空间由网21和在该碗部 10的内部腔室19中的碗部10的侧壁界定，所述内部腔室19还称为旋风腔室19。所述涡 流运动将向碗部10的底部延长，废物逐渐在离心力作用下，在落到碗部10的下部表示的存 储区域16中之前被驱向该碗部10的侧壁。朝向该碗部10的底部行进的空气流按照一种 上升涡流运动翻转其方向并且上行到该装置的中央部分中，在所述网21下面，之后沿该网 21的侧壁上行以便最终从布置在该网21的侧壁中的开口区域22逃逸，以便上行到该过滤 网21的内部。在所述上升行程中，仍然存在于该空气流中的小尺寸的最后的灰尘将被堵塞 在所述网21下面的体积26中或者被该网21的开口 22堵塞。 图7示出了该分离过滤器20的上部，所述分离过滤器20在其上部包括圆柱罩27，该圆柱罩的直径大致对应于该碗部10的上部17的直径，以便保证当两个元件被组装时，如 图6所示，该两个元件之间的密封机械连接。在该分离过滤器20的圆柱罩27的外圆周上 布置的爪28与该碗部10的上部的切口 18配合，从而保证了所述两个元件的良好定位和保 持。所述分离过滤器的圆柱罩27形成了上容腔29，在上容腔29中容纳了盘片形泡沫过滤 器30。该分离过滤器还包括过滤网21，该过滤网21的大致圆柱形状具有比所述罩27的直 径小的直径，该过滤网在该罩27下面延伸以便如上面所述那样在该旋风腔室19的中央部 分中延伸。该过滤网21包括一些在圆周上具有小开口的区域22，从而允许空气流通过，同 时实现过滤功能。 所述分离过滤器20还包括构成斜面23的元件，下面将简单称为斜面，该斜面为螺 旋形状，位于该分离过滤器的罩27之下。所述斜面23在该罩27的下表面处从初始点24 起延伸，从而所述斜面的终端靠近该碗部10的空气进入部分13，此时该旋风装置被组装。 所述斜面23然后向下延伸，大致延伸半周，并且大致占据该网21和所述碗部10的侧壁之 间整个体积，正如图6所示。该斜面23的下表面25因此构成了对所述进入的空气流螺旋 引导的表面，因此允许所述进入的空气流围绕所述网21向下开始涡流运动。所述引导表面 的向下倾斜保证了所述空气流在已经围绕旋风腔室19中的内部网21进行其第一周旋转之 后不与经过所述碗部的开口 13的进入的空气流碰撞，而是继续其更加下面的涡流路径。此 外，该斜面23的引导表面25具有向外大约10-15度的斜度，特别如图8所示。该引导表面 25构成了沿从过滤器21向该碗部10的壁的方向的斜度，该斜度有利于向所述碗部10的壁 引导空气流，因此增加了被旋转速度带来的离心作用，并且避免了仍然被污染的空气在所 述装置中的初始处理阶段中穿过所述过滤网21的区域22的开口。 自然，本发明并不局限于在该实施例中选择的斜面23的几何形状23。所述斜面事 实上可以在至少四分之一周至整个圆周上延伸，然而最好至少在二分之一周上延伸。此外， 该斜面的朝向外部的倾斜是优选的，因为该倾斜允许降低所述网21和该碗部10之间的直 径偏差，即所述网21和该碗部10的壁之间的距离，同时获得了令人满意的技术方案。5-20 度的倾斜是令人满意的，该角度是相对与正切于网21的平面垂直的平面，在所述引导表面 25处被测量的。然而，所述倾斜仍然是可选择的并不是必须的。 该斜面23直接在所述分离过滤器20上的固定是优选的，因为这样的固定允许获 得一种高效能的最终构造通过组装最少的不同元件构造该旋风分离装置。所述斜面可以 直接通过模制获得并且可以构成至少具有分离过滤器20的圆柱形罩27的单一部件或者可 变形地被分别生产，然后由任何方式固定在所述分离过滤器上。 该分离过滤器的不同器件能够具有其他几何形状，只要不脱离本发明的原理。因 此，该过滤网21可以不是圆柱形的，而是可以具有可变的圆形截面，例如朝向下减小，例如 在实施例中给出的那样，其中该过滤网更精确地是一种锥形部分。所述截面能够具有其他 形状，例如椭圆或者卵形。大致圆柱形的表述已经用于包含所述不同的变形。同样，该罩27 能够具有任何其他几何形状矩形、方形、椭圆形...等等。 图8示出了剖开的分离过滤器20，并且还示出了根据所述实施例的过滤器的下 部。所述圆柱网21的下部构成了盲区域26，该盲区域26是由该网21的水平底部和圆柱形 或者锥形的侧表面界定的，所述侧表面沿倾斜表面，大约45度，大致平行于该碗部10的下 部门终止。所述几何形状允许获得一种比现有技术的方案的体积更大的体积，同时具有吸引人的美学特点，在现有技术的方案中，圆柱体沿靠近所述网的底部的水平平面终止。
图9示出了吸尘器的手柄4的机架部分，该部分形成了用于容纳旋风分离装置的 容腔35。所述容腔35包括在下部、在来自抽吸器2的竖直抽吸管的端部的连接部36。所 述连接部用于与该竖直管11连接，所述竖直管11与所述碗部10连成一体，以便形成连续 竖直抽吸管。另外，该容腔35在其上部包括第二连接部37，该第二连接部37用于连接从该 旋风分离装置出来穿过在所述盖子32中央的通道的竖直空气流的马达。所述容腔35的底 部包括竖直中空部38和水平中空部39，所述竖直中空部38用于接纳该旋风分离装置的竖 直管11的一部分，所述水平中空部39用于接纳该旋风分离装置的水平管12的一部分并且 因此允许旋风分离装置在该吸尘器的手柄4中的足够的嵌接，从而其主体与该手柄4的其 余部分是连续的，因此至少部分地掩盖了所述管的部分11， 12，以达到吸引人的美学特征。
这样的结构允许在重新定位在所述设备中时引导该碗部10。 通过该技术方案，在所述吸尘器的手柄4上该旋风分离装置7的安装和拆卸是简 单和令人满意的，从而方便了将在所述装置中存储的废物清空。 事实上，该旋风分离装置的安装是这样进行的将该竖直管11的下端的连接部36 设置在该容腔35的下部中，然后将所述装置的组件向所述容腔35的底部旋转，同时向下按 压所述旋风分离装置以便允许该管11的下部向下收縮，即将通过弹簧保持在休息位置的 活动部分回縮，直到该旋风分离装置的组件抵靠在该容腔35的底部为止。向下释放该装置 的压力允许所述活动部件在回复弹簧的作用下上行，同时向上驱动该旋风分离装置，该旋 风分离装置最终抵靠该容腔35的上部，从而足够地保证了排放所述被处理的空气流的良 好的上连接部32， 37，同时保证了在该手柄4中实用地和高效能地保持所述旋风分离装置。 所述装置的拆卸是按照相反的方法进行的，即首先在向前枢转所述装置之前向下按压所述 装置。 本发明已经在清扫吸尘器的实施范围内给出。然而，本发明的原理适合于任何吸 尘器，不管其功率如何，甚至是1500-1800瓦高功率，不管吸尘器的工作模式如何，借助于 电池或者通过连接电路而自动方式的。在这样的情况中，所述装置的尺寸适合于空气流的 流动条件。此外，该旋风分离装置能够用作单一的废物分离器或者与过滤袋组合，例如在拖 车形吸尘器中，从而允许降低了到达过滤袋的废物质量并且因此降低因所述方案的维护操 作导致的不舒适性。
权利要求
一种用于吸尘器的废物和灰尘的旋风分离装置，包括空气进入部分(13)可进入的大致圆柱形内部旋风腔室(19)，以及设置在该内部腔室(19)的中央部分中的分离过滤器(20)，其特征在于，该旋风分离装置包括用于向空气进入部分(13)引导空气流的管部(12)，所述管部(12)围绕大致圆柱形内部旋风腔室(19)、从初始点(41)向空气进入部分(13)附近的终点(42)设置，该管部(12)的朝向终点(42)的截面比该管部朝向初始点(41)的截面小，从而形成用于所述两个点(41，42)之间的空气流的加速斜面(40)。
2. 根据权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于，用于引导空气流朝向该旋风腔 室(19)的空气进入部分(13)的管部(12)围绕该旋风腔室(19)延伸了至少四分之一周。
3. 根据权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于，用于引导空气流朝向该旋风腔 室(19)的空气进入部分(13)的管部(12)围绕该旋风腔室(19)延伸了至少五分之二周。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的旋风分离装置，其特征在于，用于引导空气流朝 向该旋风腔室(19)的空气进入部分(13)的管部(12)大致是水平的。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的旋风分离装置，其特征在于，用于引导空气流朝 向该旋风腔室(19)的空气进入部分(13)的管部(12)与沿空气循环方向看的、截面减小的 竖直管部(11)相连。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的旋风分离装置，其特征在于，该分离装置包括界 定出旋风腔室(19)的可拆卸碗部(IO)，所述碗部承载了所述管部(12)。
7. 根据权利要求6所述的旋风分离装置，其特征在于，所述碗部(10)包括管状主体，该 管状主体的圆柱形外部侧表面界定了所述旋风腔室(19)，该管部(12)被固定为与所述碗 部(10)的管状主体的圆柱外部侧表面接触。
8. 根据权利要求6或者7所述的旋风分离装置，其特征在于，所述碗部(10)包括构成 了门部(14)的倾斜铰接下部。
9. 吸尘器，其特征在于，所述吸尘器包括一种根据权利要求1-8中任一项所述的灰尘 和废物的旋风分离装置。
10. 清扫类型的吸尘器，其特征在于，该吸尘器包括在其手柄(4)中设置的容腔(35)， 用于容纳根据权利要求6-8中任一项所述的旋风分离装置，该容腔(35)包括在其下部中 的第一连接部(36)，该第一连接部(36)与该碗部(10)的竖直管部(11)相连；和在其上部 中的第二连接部(37)，该第二连接部与该旋风分离装置的排出部分(32)相连。
全文摘要
一种具有加速斜面的旋风分离装置。本发明涉及一种用于吸尘器的废物和灰尘的旋风分离装置，包括空气进入部分可进入的大致圆柱形内部旋风腔室，以及设置在该内部腔室的中央部分中的分离过滤器，其特征在于，该旋风分离装置包括用于向空气进入部分引导空气流的管部(12)，所述管部(12)围绕大致圆柱形内部旋风腔室、从初始点向空气进入部分附近的终点设置，该管部(12)的朝向终点的截面比该管部朝向初始点的截面小，从而形成用于所述两个点之间的空气流的加速斜面。
文档编号A47L9/32GK101779936SQ20101000007
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月15日
发明者斯尔维恩·瑞纳德, 阿兰·索昂 申请人:Seb公司