DE10060858B4

DE10060858B4 - Staubsauger mit einem Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE10060858B4
Application number: DE10060858A
Authority: DE
Inventors: Paul-Gebhard Thomas
Original assignee: Robert Thomas Metall und Elektrowerke GmbH and Co KG
Current assignee: Robert Thomas Metall und Elektrowerke GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: DE10060858A1

Abstract

Staubsauger, dessen Saugluftstrom (VL) über einen im Staubsauger-Gehäuse (1) untergebrachten Flüssigkeitsfilter führbar ist, der benetzendes Wasser einem im Staubsauger-Gehäuse (1) vorgesehenen Behälter (2) entnimmt, und den benetzten Saugluftstrom (VL) einer Wasserlast (8) zuführt, wobei der Saugluftstrom (VL) über einen durch eine oder mehrere Steigleitungen (9) aus der Wasserlast (8) des Behälters (2) gespeisten Ejektor (7) geleitet ist, in einem anschließenden Diffusor (10) durch reduzierte Geschwindigkeit die an Wasserteilchen gebundenen Schmutzpartikel (18) bis hin zu Feinstpartikeln (19) ausfällt und eine Tropfenabscheider-Schottwand (12) durchströmt, wobei letzte Staub- und Wasserteilchen in einem Wasserfilter-Vlies (22) zurückgehalten werden, und wobei die ausgefällten Schmutzpartikel (18) der Wasserlast (8) zuführbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, dessen Saugluftstrom über einen im Staubsaugergehäuse untergebrachten Flüssigkeitsfilter führbar ist, der benetzendes Wasser einem im Staubsaugergehäuse vorgesehenen Wasserbehälter entnimmt, und den benetzten Saugluftstrom einer Wasserlast zuführt.
Aus der DE 41 07 535 C2 ist ein Staubsauger bekannt, bei dem der angesaugte Luftstrom in einem Wasserbehälter aufsteigt. Obwohl durch Rippen ein mehrfach gewundener Weg gebildet wird, ergibt sich nicht der gewünschte innige Kontakt kleinster Gasbläschen mit dem Wasser, der in diesen enthaltene kleinste Staubpartikel sicher benetzt und das Wasser allen Staub aufnehmen läßt.
Es sind auch schon Staubsauger bekannt, die ausgeschiedene Schmutzmassen und/oder den eingehenden Saugluftstrom mit dem Druckstrahl einer gesonderten Wasserpumpe besprühen. Auch hier ist eine ausreichend intensive Einwirkung auf geringe Saugluftvolumina nicht gesichert. Hinzu kommt, daß durch die zusätzliche Pumpe und einen zusätzlichen Reinwassertank das Gewicht sowie der Aufwand, die Montage- sowie Servicekosten und der Leistungsbedarf steigen.
Das DE 298 12 110 U1 offenbart bereits einen Staubsauger, bei dem der Saugluftstrom mit dem Druckstrahl einer gesonderten, wasserlastgespeisten Wasserpumpe besprüht wird. Bei verschmutzter Wasserlast drohen jedoch trotz der Wasserpumpe vorgeordneter Filter Ausfälle. Hinzu kommt eine aufwendige Sorptionskammer, welche die Leistungsfähigkeit des Staubsaugers erheblich mindert.
Die US 21 84 731 A offenbart schon einen Staubsauger, bei dem die Staubpartikel nach dem Venturi-Prinzip mit aus einer verschmutzten Wasserlast gesogenen Flüssigkeit benetzt werden. Nachteilig ist dabei einerseits, dass sich die Düsen durch das Ansaugen der verschmutzten Wasserlast verstopfen können und dass andererseits die Abscheidung der Wasser- und/oder Wasser/Staub- und/oder Staubpartikel unzureichend ist, und so nicht alle Partikel aus der angesaugten Luft gefiltert werden können.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen Staubsauger so auszugestalten, dass die Staubpartikel in der Saugluft früh und über einen langen Weg intensiv mit Wasser kontaktiert, an dieses gebunden und möglichst komplett in den Wasserbehälter abgegeben werden. Des Weiteren sollen handelsübliche Staubsauger durch entsprechende Zurüstung leicht zu aufgabegemäßen Saugern umgerüstet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Der Saugluftstrom saugt nach dem Venturi-Prinzip beim Passieren des Ejektors ausreichend Wasser an und versprüht es, während der folgende speziell geformte Diffusor eine Beruhigung des mit Wasserpartikeln angereicherten Saugluftstroms bewirkt, wobei die mit dem Wasser einen innigen Kontakt aufweisenden Schmutzpartikel ausfallen. Gleichzeitig wird dabei die Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich reduziert. Die Tropfenabscheider-Schottwand mit eingebautem Spezial-Wasserfilter-Vlies hält beim Durchströmen letzte Staub- und Wasserteilchen aus dem Luftstrom zurück.
Der Luftstrom kann durch weitere Leitflächen in Richtung auf die Wasseroberfläche gelenkt werden. Dies bewirkt eine weitere Bindung der im Luftstrom mitgeführten Staub- und Schmutzpartikel mit den aufgewirbelten Wassertröpfchen und der Wasserbad-Oberfläche und führt zu einer größtmöglichen Staubabscheidung aus dem Luftstrom ins Wasserbad.
Durch die Ausführung des Diffusors und der Tropfenabscheider-Schottwand sowie der notwendigen Abdichtungen wird die Bildung von Totwasserecken und Kurzschlußströmungen verhindert und damit eine sichere Staubabscheidung ins Wasserbad gewährleistet.
Zweckmäßige sowie vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im einzelnen wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:
1 schematisch im Längsschnitt einen Staubsauger mit vertikalem Einbau des Ejektors im Anschlußstutzen der Saugleitung am Deckel, Steigleitungen aus der Wasserlast zum Ejektor, sowie mit einer Tropfenabscheider-Schottwand,
2 schematisch einen Staubsauger mit horizontal eingebautem Ejektor, bei dem die Saughöhe geringer ist,
3 einen Schnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Staubsaugers, und
4 und 5 weitere Ausführungen von Ejektoren zur Wassereinspritzung in den Saugluftstrom,
6 eine Weiterbildung des Staubsaugers nach 1.
In dem Gehäuse 1 eines Staubsaugers ist ein abgedichteter Behälter 2 vorgesehen, der bis zum Spiegel 3 mit Wasser gefüllt ist. Der Saugschlauch 4 des Staubsaugers ist in einen Stutzen 5 gesteckt, der in einem die obere Öffnung des Gehäuses 1 schließenden Deckel 6 angeordnet ist. Das untere Ende dieses Stutzens 5 ist als Ejektor 7 ausgebildet. Aus der Wasserlast 8 des Behälters 2 führen eine oder mehrere Steigleitungen 9 zum Ejektor 7. Gegen einen Diffusor 10 ist der Stutzen 5 mittels einer Dichtung 11 abgedichtet. Die Saugluft V_L tritt über den Saugschlauch 4 in das Gehäuse 1 ein, durchströmt den Ejektor 7 und den diesem nachgeordneten Diffusor 10. Nach einer Umlenkung um 180° strömt die Saugluft über den Spiegel 3 der Wasserlast 8, und durch eine Tropfenabscheider-Schottwand 12 sowie durch Filter 13a, 13b und erreicht gereinigt über ein nur angedeutetes Saugluftgebläse 14 die freie Atmosphäre.
Beim Schließen des Deckels 6 des Behälters 1 taucht der Steigleitungsanschluß 15 des Ejektors 7 in das Ende 16 bzw. die Enden 16 einer oder mehrerer Steigleitungen 9 am Eingang des Diffusors 10 ein. Die Dichtung 11 verhindert einen Kurzschluß der Saugluft in Richtung auf die Öffnung des Saugluftgebläses 14 und bewirkt die gezielte Einleitung in den Ejektor 7 sowie in den folgenden Diffusor 10. Unter Ausnutzung der Strömungsenergie des Saugluftstroms wird mit dem Ejektor 7 Wasser angesaugt und eine permanent Wasser zuführende Einspritzvorrichtung gebildet. Die Ausführung des Ejektors 7 und der Steigleitungen 9 sorgen bei der staubsaugergebläseüblichen Strömungsgeschwindigkeit für einen hohen Sprühwasserdurchsatz und damit für eine größtmögliche Wasserbenetzung des in der Saugluft V_L enthaltenen Staubes.
Im Betrieb erweist sich der Ejektor 7 beim Durchströmen der schmutzbeladenen Saugluft V_L als Venturidüse und hebt Wasser der Wasserlast 8 über eine oder mehrere Steigleitungen 9 in den Ejektor 7, durch dessen Düsen es dem Saugluftstrom V_L zugeführt wird und die in diesem befindlichen Schmutz- bzw. Feststoffe im weiteren Strömungsverlauf benetzt. Der angeschlossene Diffusor 10 bewirkt mit seiner kontinuierlichen Erweiterung eine Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit und führt zu einer optimalen Benetzung. Der Diffusor 10 endet vor der Wand des Behälters 2. Der Saugluftstrom V_L erfährt eine 90°-Umlenkung gegen den Wasserspiegel 3. Der Luftstrom wird nochmals um 90°, d. h. insgesamt um 180° umgelenkt und strömt zwischen dem Diffusorboden und dem Wasserspiegel 3 durch eine Tropfenabscheider-Schottwand 12 zu den Filtern 13. Dabei wird er durch weitere Leitflächen 17 mehrmals in Richtung zum Wasserspiegel 3 umgelenkt. Schwere Schmutzpartikel 18 werden schon nach der ersten 90°-Umlenkung durch die Fliehkraft dem Wasser zugeführt. Leichtere, schon benetzte Partikel werden nach der 180° Umlenkung aus dem Saugluftstrom gegen den Wasserspiegel 3 hin abgeschieden. Sehr leichte Feinstpartikel 19 können zunächst noch im Luftstrom verbleiben und werden später abgeschieden. Diese Feinstpartikel 19 werden durch die mehrfachen Umlenkungen und Verwirbelungen an den Leitflächen 17 in die Wasserlast 8 abgeschieden. Damit werden die benetzen Schmutzpartikel je nach Größe und Gewicht aus einer Bahn oberhalb des Wasserspiegels 3 und annähernd parallel zu diesem in die Wasserlast 8 abgeworfen. Entsprechend wird die Saugluft V_L gemäß Pfeil 20 von dem Gebläse des Staubsaugers über die Filter 13 abgezogen.
Der Diffusor 10 dichtet den vom Behälter 2 umschlossenen Raum über der Wasserlast 8 mit einer Dichtung 21 horizontal umlaufend ab. In Richtung auf das Gebläse 14 hin wird die Saugluft V_L gemäß Pfeil 20 durch eine von oben eingesteckte Tropfenabscheider-Schottwand 12 mit eingebautem Spezial-Wasserfilter-Vlies 22 durchströmt, wobei letzte Staub- und Wasserteilchen im Vlies 22 zurückgehalten werden.
Die Tropfenabscheider-Schottwand 12 ist eingesteckt und mittels eines Griffteiles 23 dem sauberen Bereich 8b der Wasserlast 8 leicht entnehmbar. Eine Dichtung 21 verhindert auch hier ”Kurzschlußströmungen” am filternden Vlies 22 vorbei und sorgt für einen geschlossenen Wasser-Wirbelbad-Bereich mit größtmöglicher Staubabscheidung ins Wasserbad 8 und gezielter Luftführung, Tropfenabscheidung und Luftberuhigung durch das Vlies 22.
Die Tropfenabscheider-Schottwand 12 ist ein- oder zweiteilig aufgebaut und mit dem leicht entnehmbaren und reinigbaren Wasserfilter-Vlies 22 ausgestattet. Im Bereich der Wasserlast 8 trennt die Schottwand 12 diese grob in einen schmutzbefrachteten, größeren Bereich 8a und einen saubereren Ansaugbereich 8b für das Ansaugsieb 26 der Steigleitung 9. Für die Hindurchführung der Steigleitung 9 enthält die Schottwand 12 eine Aussparung 27.
6 zeigt, dass die Tropfenabscheider-Schottwand 12 einstückig mit dem Diffusor 10 ausgebildet ist. Das Wasserfilter-Vlies 22 ist jedoch ebenfalls zu Reinigungs- bzw. Austauschzwecken entnehmbar.
Eine Ausführungsvariante ist, daß der Ejektor 7 gemäß 2 liegend eingebaut wird. Hierdurch wird die mittlere Ansaughöhe auf 60 mm gesenkt, und damit die angesaugte Wassermenge erhöht.
Bewährt hat es sich, praktisch alle Teile des Flüssigkeitsfilters, also die Wasserlast 8, den Ejektor 7, den den Saugstrom V_L leitenden und formenden Diffusor 10 sowie die Tropfenabscheider-Schottwand 12 in einem gemeinsamen, im wesentlichen geschlossenen Behälter 2 unterzubringen, der sich im Gehäuse 1 gegen dieses durch elastische Elemente 28 abstützt. Die Öffnung 29 führt zum hier nicht gezeigten Saugluftgebläse. Die innere Reinigung sowie der Austausch der staubbeladenen Wasserlast 8 können nach Herausnahme des Behälters 2 aus dem Gehäuse 1 über den Griffteil 24 erfolgen.
2 zeigt eine Ejektor-Variante mit ringförmiger Einspritzung in den von der Saugluft V_L durchströmten Bereich.
In 3 ist eine weitere Variante des Staubsaugers gezeigt. Der mit Stutzen 5 den Saugschlauch 4 fassende Deckel dichtet den leicht entnehmbaren Behälter 2 mittels der Dichtung 11 ab. Der Stutzen 5 enthält den Ejektor 32, und dessen Steigleitungsanschlüsse 15 greifen beim Schließen des Deckels 6 in die Enden 16 der Steigleitungen 9 ein, deren freie Enden im Ansaugsieb 26 gehalten sind.
Als weitere Variante eines Ejektors ist in 4 ein Ejektor 33 mit zentraler Wassereinspritzung dargestellt. Der Anströmkonus 34 ist so geformt, daß aus dem ringförmigen Schlitz des Ansaugrohres 35 Wasser dem Luftstrom zugeführt wird.
Während der Ejektor 32 der 3 ein Verengungsformstück (Düse) aufweist, dem über einen ringförmigen Spalt von bspw. 0,5 mm das Wasser als Wandstrahl zugeführt wird und dem sich ein erweiterndes Mischteil anschließt, ist nach 4 das Verengungsformstück des Ejektors 33 in Strömungsrichtung erweiternd ausgeführt und umschließt das Wasser zuführende Ansaugrohr 35, dessen Mündung unter Einhaltung eines Spaltes vom Anströmkonus 34 übergriffen ist und das das Wasser zentral dem Luft-Staub-Gemisch zuführt. Der Anströmkonus 34 ist so geformt, daß die maximal mögliche Wassermenge angesaugt wird.
5 zeigt ein Verengungsformstück 36, dem sich über einen Spalt das Mischteil 37 anschließt, das für die Wasserzuführung mit Bohrungen zum Anschluss der Steigleitungen versehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Behälter
3: Spiegel
4: Saugschlauch
5: Stutzen
6: Deckel
7: Ejektor
8: Wasserlast
8a: Schmutzwasserbereich
8b: Ansaugbereich
9: Steigleitung
10: Diffusor
11: Dichtung (Deckel-Stutzen)
12: Tropfenabscheider-Schottwand
13a: Filter
13b: Filter
14: Saugluftgebläse
15: Steigleitungsanschluß
16: Ende Steigleitung
17: Leitflächen
18: Schwere Schmutzpartikel
19: Feinstpartikel
20: Pfeil
21: Dichtung Gehäuse-Diffusor
22: Wasserfilter-Vlies
23: Griffteil
24: Griffteil
26: Ansaugsieb
27: Aussparung
28: elastische Elemente
29: Öffnung
30: Düsen
31: Dichtung
32: Ejektor
33: Ejektor
34: Anströmkonus
35: Ansaugrohr
36: Verengungsformstück
37: Mischteil
V_L: Saugluft

Claims

Staubsauger, dessen Saugluftstrom (V_L) über einen im Staubsauger-Gehäuse (1) untergebrachten Flüssigkeitsfilter führbar ist, der benetzendes Wasser einem im Staubsauger-Gehäuse (1) vorgesehenen Behälter (2) entnimmt, und den benetzten Saugluftstrom (V_L) einer Wasserlast (8) zuführt, wobei der Saugluftstrom (V_L) über einen durch eine oder mehrere Steigleitungen (9) aus der Wasserlast (8) des Behälters (2) gespeisten Ejektor (7) geleitet ist, in einem anschließenden Diffusor (10) durch reduzierte Geschwindigkeit die an Wasserteilchen gebundenen Schmutzpartikel (18) bis hin zu Feinstpartikeln (19) ausfällt und eine Tropfenabscheider-Schottwand (12) durchströmt, wobei letzte Staub- und Wasserteilchen in einem Wasserfilter-Vlies (22) zurückgehalten werden, und wobei die ausgefällten Schmutzpartikel (18) der Wasserlast (8) zuführbar sind.
Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tropfenabscheider-Schottwand (12) die Wasserlast (8) im Behälter (2) in einen schmutzbefrachteten Bereich (8a) und einen sauberen Bereich (8b) teilt, und dass der Wasser-Ansaugbereich der Steigleitung (9) in dem der Tropfenabscheider-Schottwand (12) nachgeordneten sauberen Bereich (8b) der Wasserlast (8) angeordnet ist.
Staubsauger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch daß den Wasserfiltern Feinst-Partikel-Nachfilter (13b) mit Filterwirkung bis 0,3 μm Partikelgröße nachgeordnet sind.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (2) ein Detektor zugeordnet ist, welcher die Menge der Wasserlast (8) repräsentierende Signale abzugeben vermag.
Staubsauger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal das Saugluftgebläse (14) abzuschalten vermag.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (10) den Saugluftstrom (V_L) gegen eine Wand des Behälters (2), die als Prallplatte wirkt, zu führen vermag.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Leitfläche (17), welche den Saugluftstrom (V_L) gegen den Spiegel (3) der Wasserlast (8) richtet.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (10) in seinem dem Ejektor (7) folgenden Bereich sich kontinuierlich erweitert, bspw. konisch ausgebildet ist und so geformt ist, daß sich keine Ablösegebiete ergeben, in denen sich der Schmutz festsetzen kann.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass nach dem sich erweiternden Bereich des Diffusors (10) eine 90°-Umlenkung des Saugluftstroms (V_L) gegen den Wasserspiegel (3) erfolgt.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der sich parallel zum Wasserspiegel (3) erstreckende Boden des Diffusors (10) Leitflächen (17) aufweist, die den Saugluftstrom (V_L) mit einer Umlenkung gegen den Spiegel (3) der Wasserlast (8) richten.
Staubsauger nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Flüssigkeitsfilters in einem abgedichteten Behälter (2) angeordnet sind, so daß ”Kurzschlußströmungen” der staubhaltigen Luft am Wasserfilter vorbei direkt zur Saugöffnung (29) des Gebläses unterbunden sind.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenabscheider-Schottwand (12) von oben und gegebenenfalls zur Reinigung leicht entnehmbar in den Behälter (2) des Staubsaugers einsteckbar ist.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Tropfenabscheider-Schottwand (12) einstückig mit dem Diffusor (10) verbunden, und dass deren Wasserfilter-Vlies (22) entnehmbar ist.
Staubsauger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor (7) bei eingefüllter Wasserlast (8) mit Schließen des Deckels (6) und Einschalten des Sauggebläses (14) wirksam wird.
Staubsauger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß der Diffusor (10) und die Tropfenabscheider-Schottwand (12) mit im sauberen Bereich angeordneten Griffteilen (24) zur einfachen Reinigung entnehmbar sind.
Staubsauger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigleitungsanschluß (15) am Ejektor (7, 32, 33) an dessen der Saugluftstromrichtung abgewandten Seite angeordnet ist.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet daß beim Schließen des Deckels (6) der Steigleitungsanschluß des Ejektors (7) in das freie Ende (16) der Steigleitung (9) gedichtet einführbar ist.