Способ оптимизирования устройства для всасывания пыли, содержащего ручной, компактный или вертикальный пылесос и фильтровальный мешок

Способ оптимизирования устройства для всасывания пыли, содержащего ручной, компактный или вертикальный пылесос и фильтровальный мешок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к способу оптимизирования системы для всасывания пыли, включающей в себя пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб, и фильтровальный мешок, при этом пылесос включает в себя узел двигателя и вентилятора с определенной характеристикой двигателя и вентилятора, полость для размещения фильтровального мешка, присоединительный патрубок для фильтровального мешка и напольную насадку, причем фильтровальный мешок содержит нетканый фильтрующий материал. Кроме того, изобретение относится к системе для всасывания пыли, в которой для ее разработки и/или изготовления применен такой способ оптимизирования.

Применяемые стандарты и определения

Стандарт EN 60312

Ссылки в последующем описании и в пунктах формулы изобретения на стандарт EN 60313 относятся исключительно к версии: ENTWURF DIN EN 60312-1 «Пылесосы для домашнего применения - Пылесосы для сухой уборки - Методы испытаний для определения потребительских свойств» (IEC 59F/188/CDV:2009); немецкая редакция FprEN 60312-1:2009 от 21 декабря 2009.

Пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб

Понятие пылесоса, по существу не содержащего шлангов и труб, применяют в настоящем случае для разграничения между так называемым напольным пылесосом, имеющим корпус, который на роликах и/или на салазках может перемещаться по полу, и в котором находятся узел двигателя и вентилятора и полость для сбора пыли. В таком напольном пылесосе корпус соединяют при помощи длинного шланга с длинной трубой, на конце которой размещена всасывающая насадка, преимущественно в форме сменной напольной насадки. Эти напольные пылесосы не являются предметом настоящего изобретения. В таких напольных пылесосах длины шланга и трубы находятся в диапазоне от 1,4 м до 1,9 м для шланга и от 0,6 м до 1,0 м для трубы. Между трубой и шлангом находится обычно изогнутый промежуточный элемент в форме рукоятки. Этот промежуточный элемент обычно имеет длину от 0,3 м до 0,4 м. В напольном пылесосе трубу обозначают также как всасывающая труба, а шланг - как всасывающий шланг.

В противоположность этому, примером относящегося к настоящему изобретению пылесоса, по существу не содержащего шлангов и труб, является ручной пылесос. Он состоит из корпуса, содержащего узел двигателя и вентилятора и полость для размещения фильтровального мешка с фильтровальным мешком. На одном конце корпуса находится рукоятка. На другом его конце посредством очень короткой трубы размещена с возможностью замены напольная насадка. При очистке пола корпус вместе с напольной насадкой перемещают туда и обратно, и с полом контактируют лишь напольная пластина и ходовые ролики напольной насадки. Такая конструкция не требует шланга и длинной трубы. Обычно применяемые в таких устройствах трубы или же соединительные трубы не длиннее, чем 0,4 м.

Следующие относящиеся к настоящему изобретению пылесосы, по существу не содержащие шлангов и труб, принадлежат к группе вертикальных пылесосов.

Вертикальный пылесос является комбинацией напольного элемента с напольной насадкой, которая зачастую имеет приводимый электродвигателем щеточный валик, и верхней части, в которой предусмотрен контейнер для сбора пыли. Напольная насадка не является сменной и соединена посредством шланга и/или трубы с контейнером для сбора пыли. Эту трубу и этот шланг в вертикальных пылесосах обозначают также как соединительная труба и соединительный шланг. Узел двигателя и вентилятора может быть расположен в напольной части или в верхней части. К изобретению относятся вертикальные пылесосы, в которых общая длина шланга и/или трубы меньше 0,5 м. В частности, если фильтровальный мешок предусмотрен в головной части (то есть, с отверстием вниз), то соединение между напольной насадкой и фильтровальным мешком, состоящее из шланга и/или трубы, может быть выполнено очень коротким (менее 0,3 м).

В противоположность этому, вертикальные пылесосы из группы, в которой общая длина шланга и/или трубы больше 0,5 м, не относятся к настоящему изобретению.

Другим примером относящегося к настоящему изобретению пылесоса, почти полностью не содержащего шлангов и труб, является компактный пылесос. Он состоит из корпуса, содержащего узел двигателя и вентилятора и полость для размещения фильтровального мешка, а также фильтровального мешка, который размещен непосредственно на напольной насадке или же в нее интегрирован. Этот корпус при помощи стержня соединен с рукояткой.

Узел двигателя и вентилятора

Узлом двигателя и вентилятора обозначают комбинацию электродвигателя с одноступенчатым или многоступенчатым вентилятором. Обычно оба компонента смонтированы на одной общей оси и оптимально согласованы друг с другом в отношении мощности.

Воздушный поток, разрежение, мощность всасывания, характеристика воздушного потока (параметры воздуха)

Для определения этих так называемых параметров воздуха пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб, вместе с фильтровальным мешком подвергают измерениям согласно EN 60312 (см., в частности, EN 60312, глава 5.8, параметры воздуха). Ручной пылесос без напольной насадки непосредственно присоединяют при помощи адаптера к измерительному шкафу, который описан в EN 60312, глава 7.2.7. Вертикальный пылесос и компактный пылесос присоединяют с напольной насадкой, то есть, как щеточный пылесос, как это описано в главе 5.8.1 EN 60312.

На фиг. 1a показано, как ручной пылесос согласно настоящему изобретению должен присоединяться к измерительному шкафу. Фиг. 1b-1e являются техническими чертежами конкретного выполнения присоединения к измерительному шкафу, который пригодны для непосредственного производства по готовому образцу. Наряду с этим выполнением возможны также произвольные другие выполнения, если только внутренние размеры воздушных каналов не изменяются (например, радиус 20 мм на фиг. 1b, «detail 02», или внутренний диаметр присоединительного элемента на фиг. 1c, «detail 05».

На фиг. 1i и 1j показано схематическое изображение адаптера, который применялся для известного по состоянию техники ручного пылесоса Vorwerk VK140. Элемент адаптера, который показан на фиг. 1j, соединен через элемент адаптера, который показан на фиг. 1b, с измерительным шкафом. В отношении адаптера согласно фиг. 1i следует отметить, что внутренний диаметр трубчатого элемента составляет 33 мм.

Кроме того, на обоих чертежах видны также всасывающие патрубки для соответствующего стандарту заполнения системы для всасывания пыли (см. ниже раздел «Соответствующее стандарту заполнение системы для всасывания пыли 400 г стандартной пыли DMT8). В случае ручных пылесосов согласно изобретению внутренний диаметр может быть взят из фиг. 1c. При наличии адаптера согласно фиг. 1i он составляет 16 мм. Для измерений параметров воздуха этот всасывающий патрубок герметично закрывают. В связи с настоящим изобретением был применен исключительно измерительный шкаф варианта выполнения B (см. главу 7.2.7.2, рис. 20c). Параметры воздуха определяются с различными диафрагмами (от 0 до 9), которые отличаются друг от друга внутренним диаметром своего отверстия (от 0 мм до 50 мм, см. в этом отношении таблицу в главе 7.2.7.2). Посредством различных диафрагм моделируется различная нагрузка, которая при повседневной эксплуатации обусловлена напольной насадкой и подвергаемым чистке пылесосом основанием.

Измерению подвергают разрежение h и потребляемую мощность P₁, которые устанавливаются при различных диафрагмах от 0 до 9.

В качестве электрической потребляемой мощности пылесоса в связи с настоящим изобретением определяют потребляемую мощность с диафрагмой 8 (40 мм). Это дает наиболее важные для практики значения, так как на различных напольных покрытиях преимущественно работают примерно при этом состоянии дросселирования.

В качестве средней потребляемой мощности P_1m [Вт] определено среднее значение потребляемой мощности с диафрагмой 0 (0 мм) и с диафрагмой 9 (50 мм).

Воздушный поток q (обозначаемый по состоянию техники также как поток всасываемого воздуха или объемный поток) соответственно определяют для каждой диафрагмы из измерения разрежения (см. EN 60312, глава 7.2.7). Измеренные значения при определенных обстоятельствах следует корректировать согласно EN 60312, в частности, в отношении стандартной плотности воздуха (см. EN 60312, глава 7.2.7.4). Характеристика h(q) воздушного потока описывает зависимость между разрежением и воздушным потоком пылесоса. Она получается посредством интерполяции, как это описано в EN 60312 (см. в этом отношении EN 60312, глава 7.2.7.5), между парами значений, полученными для различных диафрагм, из соответственно измеренного разрежения и определенного воздушного потока. Точка пересечения с осью X дает максимально достижимый для устройства воздушный поток q_max. При этом разрежение равно 0, и таким образом, устройство работает без дросселирования.

Точка пересечения с осью Y дает максимально достижимое при помощи устройства разрежение h_max. Воздушный поток равен 0, и устройство максимально дросселируется. Это значение получается при диафрагме 0.

Предписанная в стандарте EN 60312 линейная интерполяция между точками измерений для определения характеристики воздушного потока является в случае центробежных вентиляторов очень хорошей аппроксимацией и поэтому в настоящем случае применяется всегда, если узел двигателя и вентилятора является узлом центробежного типа. В противоположность этому, для осевых и диагональных вентиляторов аналогично стандарту EN 60312 применяется квадратичная интерполяция.

Точки пересечения характеристики воздушного потока с осями координат являются (независимо от выбранного способа интерполяции) характеристическими для геометрических параметров вентилятора, потребляемой мощности и сопротивлений потоку в пылесосе.

Посредством перемножения воздушного потока и разрежения из характеристики воздушного потока может быть выведена характеристика мощности P₂ всасывания (см. EN 60312, глава 5.8.3; по состоянию техники эту мощность всасывания обозначают также как производительность по воздуху). Максимум этой кривой обозначают как максимальная мощность P_2max всасывания пылесоса. Коэффициент η полезного действия рассчитывают как отношение соответствующих друг другу значений (то есть, значений при одном и том же воздушном потоке) мощности P₂ всасывания и потребляемой мощности P₁. Максимум этой кривой соответствует максимальному коэффициенту η_max полезного действия пылесоса. Согласно EN 60312 коэффициент η полезного действия указывают в [%].

Воздушный поток, разрежение, мощность всасывания, характеристика двигателя и вентилятора (параметры воздуха) для узла двигателя и вентилятора

Характеристика двигателя и вентилятора описывает зависимость между воздушным потоком и разрежением не установленного в пылесос узла двигателя и вентилятора при различных состояниях дросселирования, которые, в свою очередь, моделируются различными диафрагмами. Определение характеристики двигателя и вентилятора осуществляют аналогично определению характеристики воздушного потока согласно EN 60312.

Для этого узел двигателя и вентилятора непосредственно и герметично устанавливают на измерительный шкаф и подвергают измерениям при различных диафрагмах от 0 до 9 согласно EN 60312. В остальном действуют как при измерении характеристики воздушного потока. Фиг. 1f-1g и фиг. 1b являются техническими чертежами конкретного выполнения присоединения узла двигателя и вентилятора, который применен в настоящем изобретении, к измерительному шкафу. При этом стенка измерительного шкафа обозначена на фиг. 1f позицией I. Наряду с этим выполнением возможны также произвольные другие выполнения, если только внутренние размеры воздушных каналов не изменяются (радиус 20 мм на фиг. 1f, «detail 02», и коническое расширение воздушного канала с 35 мм до 40 мм на фиг. 1g, «detail 10»). Узел двигателя и вентилятора, известный по состоянию техники, то есть, узел ручного пылесоса Vorwerk VK140, присоединяют к измерительному шкафу соответствующим образом.

Измерению подвергают разрежение и потребляемую мощность при различных диафрагмах от 0 до 9. Эти измеренные значения при определенных обстоятельствах корректируют (см. выше). Воздушный поток для соответствующих диафрагм определяют из измеренных значений разрежения. Характеристика h(q) двигателя и вентилятора описывает взаимосвязь между разрежением и воздушным потоком подвергнутого измерению узла двигателя и вентилятора. Она в свою очередь получается посредством линейной или же квадратичной интерполяции (в зависимости от применяемого узла двигателя и вентилятора, см. выше) между полученными с различными диафрагмами парами значений, состоящих из соответственно измеренного разрежения и определенного воздушного потока. При этом точка M пересечения характеристики с осью X определяет в свою очередь максимально достижимый при помощи узла двигателя и вентилятора воздушный поток q_max. Разрежение в этой точке равно 0, и узел двигателя и вентилятора работает без дросселирования. Точка пересечения с осью Y в свою очередь определяет максимальное разрежение h_max. Воздушный поток в этой точке равен 0, и устройство полностью дросселируется (диафрагма 0).

Путем перемножения воздушного потока и разрежения для каждой точки измерения из характеристики двигателя и вентилятора может быть выведена характеристика мощности P₂ всасывания. Максимум этой кривой обозначают как максимальная мощность P_2max всасывания узла двигателя и вентилятора. Коэффициент η полезного действия рассчитывают как отношение соответствующих друг другу значений (то есть значений при одном и том же воздушном потоке) мощности P₂ всасывания и потребляемой мощности P₁. Максимум этой кривой соответствует максимальному коэффициенту η_max полезного действия узла двигателя и вентилятора. Согласно EN 60312 коэффициент η полезного действия указывают в [%].

Уменьшение коэффициента полезного действия

Уменьшение коэффициента полезного действия определяют для ручного пылесоса как разность между максимальным коэффициентом полезного действия узла двигателя и вентилятора и максимальным коэффициентом полезного действия системы для всасывания пыли при порожнем фильтровальном мешке и без напольной насадки. В компактном пылесосе и в вертикальном пылесосе напольная насадка неотделима от устройства или является интегральной составной частью устройства. В этих случаях уменьшение коэффициента полезного действия определяют как разность между максимальным коэффициентом полезного действия узла двигателя и вентилятора и максимальным коэффициентом полезного действия системы для всасывания пыли при порожнем фильтровальном мешке вместе с напольной насадкой.

Уменьшение коэффициента полезного действия является мерой потерь системы для всасывания пыли. Уменьшение коэффициента полезного действия указывают в [%].

Соответствующее стандарту всасывание

Соответствующее стандарту всасывание производят на стандартном уилтонском ковре, как это описано в EN 60312, глава 5.3. Данные стандартного уилтонского ковра находятся в EN 60312, глава 7.1.1.2.1 и в приложении C.1 к EN 60312.

Коэффициент полезного действия и мощность всасывания при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре:

При соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре коэффициент полезного действия определяют следующим образом.

Измерение производят по образцу измерения поглощения пыли согласно EN 60312, глава 5.3, на стандартном уилтонском ковре при помощи управляющего устройства согласно главе 4.8. В отличие от этого предписания не произведено нанесение пробной пыли. Вследствие этого п.п. 5.3.4-5.3.7 EN 60312 исключаются.

Во время измерения измеряют скорость потока выходящего воздуха пылесоса при помощи крыльчатого анемометра типа Капотах Model 6813 с крыльчатым зондом АРТ275, имеющим диаметр 70 мм (изготовителем этого анемометра является фирма Капотах, 219 US Hwy 206, PO Box 372 Andower, NJ 07831, www.kanomax-usa.com). Для этого крыльчатый зонд был закреплен над выпускным отверстием пылесоса в положении, в котором упомянутый выше анемометр показывал скорость потока, находящуюся примерно в середине диапазона измерений анемометра, то есть, примерно 20 м/с. Это служит для того, чтобы скорость потока выходящего воздуха находилась в области измерений анемометра. После закрепления анемометра точно измеряют значение скорости потока. В случае ручного пылесоса его затем без напольной насадки присоединяют при помощи соответствующих адаптерных элементов к измерительному шкафу варианта выполнения B, с целью измерения параметров воздуха согласно EN 60312, глава 5.8, с диафрагмой 8 (см. в этом отношении фиг. 1i, 1j и 1b для ручного пылесоса Vorwerk VK140, известного по состоянию техники, и фиг. 1а для ручных пылесосов согласно изобретению). Если имеют место компактный пылесос или относящийся к изобретению вертикальный пылесос, то их присоединяют к измерительному шкафу как щеточный пылесос, как это описано в главе 5.8.1 EN 60312.

Затем устанавливают такое же значение скорости потока выходящего воздуха пылесоса, которое было измерено при определении поглощения пыли на стандартном уилтонском ковре. Это установление скорости потока осуществляют путем соответствующей адаптации рабочего напряжения узла двигателя и вентилятора. При этом важно, чтобы по сравнению с измерением поглощения пыли положение анемометра по отношению к выпускному отверстию не изменялось. Фактическое положение анемометра при этом не является критичным.

При помощи этой конструкции определяют значение разрежения согласно EN 60312, глава 5.8.3, и воздушный поток согласно EN 60312, глава 7.2.7.2.

Полученное таким образом значение воздушного потока переносят на определенную характеристику воздушного потока, чтобы иметь возможность считать соответствующее разрежение и определить из обоих значений мощность P₂ всасывания, и совместно с потребляемой мощностью P₁, соответствующей воздушному потоку, определить коэффициент полезного действия при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре.

Значение разрежения может быть также вычислено, а именно, посредством того, что определяют прямую регрессии характеристики воздушного потока, и подставляют значение воздушного потока непосредственно в это уравнение регрессии (в зависимости от типа узла двигателя и вентилятора это уравнение регрессии является линейным или квадратичным; см. выше) с целью расчета разрежения (см. в этом отношении также EN 60312, глава 7.2.7.5).

Соответствующее стандарту заполнение системы для всасывания пыли 400 г стандартной пыли DMT8

Соответствующее стандарту заполнение системы для всасывания пыли 400 г стандартной пыли DMT8 осуществляют согласно главе 5.9 EN 60312. Применяемые для различных пылесосов адаптеры показаны на фиг. 1i (состояние техники) и фиг. 1c (изобретение) и описаны выше в связи с этими чертежами. Также следует предусмотреть стандартную пыль DMT8 согласно EN 60312.

Поглощение пыли

Поглощение пыли от ковров определяют согласно EN 60312, глава 5.3. Способность к всасыванию при заполненном фильтровальном мешке определяют согласно главе 5.9. В отличие от условий прекращения испытаний в главе 5.9.1.3, принципиально подвергают всасыванию 400 г пыли DMT8.

Плоский мешок, стенка фильтровального мешка, складка, длина, высота и ширина, а также направление складки, поверхностная складчатая структура, максимальная высота поверхностной складчатой структуры

Понятия плоский мешок, стенка фильтровального мешка, складка, длина, высота и ширина, а также направление складки, поверхностная складчатая структура, максимальная высота поверхностной складчатой структуры применяют в настоящем описании и в пунктах формулы изобретения согласно определениям, приведенным в EP 2366321 A1.

Определение поверхности прямоугольника, соответствующего открытой поверхности:

Поверхность прямоугольника, соответствующего открытой поверхности, определяют в рамках настоящего изобретения при помощи так называемого минимального описывающего прямоугольника, который достаточно известен из технологии обработки изображений (см. например, Tamara Ostwald, "Objekt-Identifikation anhand Regionen beschreibender Merkmale in hierarchisch partitionierten Bildern", Aachener Schriften zur medizinischen Informatik, Band 04, 2005).

Для определения поверхности прямоугольника следует различать, лежит ли открытая поверхность в плоскости (двухмерная открытая поверхность с двухмерным краем), или открытая поверхность выходит за пределы плоскости (трехмерная открытая поверхность с трехмерным краем).

Для двухмерной открытой поверхности поверхность прямоугольника, соответствующего открытой поверхности, определяют непосредственно при помощи поверхности минимального прямоугольника, описывающего двухмерный край открытой поверхности.

При наличии трехмерной поверхности, прежде чем она может быть определена при помощи описывающего прямоугольника, вначале трехмерный край преобразуют в двухмерный край. Для этого край разделяют на N равных частей. Посредством этого разделения на трехмерном крае фиксируют N точек P_n (n=1, …, N). Затем определяют центр SP тяжести этого трехмерного края и расстояние d_n от каждой из N точек P_n до центра SP тяжести. Отсюда затем получается массив точек в полярных координатах K_n (d_n; (360×n/N)°). Если N назначают очень большим, то из этого массива точек получается соответствующий трехмерному краю двухмерный край, для которого может быть определен описывающий прямоугольник. Для преобразования согласно настоящему изобретению применяют N=360.

Поверхность прямоугольника, соответствующего открытой поверхности, представляет собой хорошую и однозначную аппроксимацию открытой поверхности пылесоса, которая может быть простым способом определена даже для комплексных открытых поверхностей и краев.

В смысле настоящего изобретения поверхность фильтровального мешка определяют на фильтровальном мешке, когда он плоско лежит на основании в полностью расправленной форме, то есть, в двухмерной форме. В фильтровальном мешке с не приваренными боковыми складками для определения поверхности складки полностью расправляют. Если, в противоположность этому, фильтровальный мешок имеет приваренные боковые складки, то их при определении поверхности не учитывают. Например, поверхность фильтровального мешка с прямоугольной формой получается посредством того, что фильтровальный мешок извлекают из своей упаковки, полностью расправляют, измеряют его длину и ширину и перемножают их друг с другом.

Приваренные и не приваренные боковые складки

Плоские мешки в смысле настоящего изобретения могут также иметь так называемые боковые складки. При этом данные боковые складки могут быть выполнены с возможностью полного расправления. Плоский мешок с такими боковыми складками описан, например, в DE 202005000917 U1 (см. там фиг. 1 со сложенными боковыми складками и фиг. 3 с расправленными боковыми складками). Альтернативно боковые складки могут быть сварены с частями периферийного края. Такой плоский мешок описан в DE 102008006769 A1 (см. там, в частности, фиг. 1).

Объем поглощения фильтровального мешка в полости для его размещения, максимальный объем поглощения

Объем поглощения фильтровального мешка в полости для его размещения в соответствии с настоящим изобретением определяют согласно EN 60312, глава 5.7.

Максимальный объем поглощения фильтровального мешка в соответствии с настоящим изобретением определяют аналогично EN 60312, глава 5.7. При этом единственным отличием по сравнению с EN 60312, глава 5.7 является то, что фильтровальный мешок расположен свободно висящим в камере, объем которой является по меньшей мере настолько большим, что фильтровальному мешку не создается препятствий для его полного расширения до максимально возможного размера при полном заполнении. Этому требованию удовлетворяет, например, кубическая камера с длиной ребра, которая равна квадратному корню из суммы квадратов максимальной длины и максимальной ширины фильтровального мешка.

Поверхность фильтровального мешка, поверхность полости для размещения фильтровального мешка

Поверхность фильтровального мешка в смысле настоящего изобретения определена как удвоенная поверхность, которую занимает фильтровальный мешок, когда он плоско лежит на основании в полностью расправленной форме, то есть, в двухмерной форме. Поверхность входного отверстия и поверхность сварных швов не учитывают, так как они являются сравнительно малыми по сравнению с фактической фильтрующей поверхностью. Равным образом остаются неучтенными возможные складчатые структуры, предусмотренные в самом фильтрующем материале (для увеличения поверхности фильтрующего материала). Таким образом, поверхность прямоугольного фильтровального мешка (согласно приведенному выше определению) получается просто посредством того, что его извлекают из своей упаковки, полностью расправляют, измеряют его длину и ширину, перемножают их друг с другом, и результат умножают на два.

Поверхность полости для размещения фильтровального мешка в смысле настоящего изобретения определена как поверхность, которую имела бы полость для размещения фильтровального мешка, если бы остались неучтенными (если они имеются) все устройства (ребра, участки в форме ребер, скобы и т.д.), которые предусмотрены в полости для размещения фильтровального мешка для того, чтобы фильтрующий материал фильтровального мешка оставался на расстоянии от стенки полости для размещения фильтровального мешка (что требуется для гладкого фильтрующего материала, чтобы обеспечить возможность протекания воздуха через фильтровальный мешок). Таким образом, поверхность имеющей форму прямоугольного параллелепипеда полости для размещения фильтровального мешка, содержащей ребра, получается как произведение максимальной длины на максимальную ширину и максимальную высоту полости для размещения фильтровального мешка, без учета при этом размеров ребер.

Так как поверхность полости для размещения фильтровального мешка входит в приведенное выше соотношение лишь в качестве нижней границы, то для определения, может ли для определенного пылесоса в комбинации с фильтровальным мешком использоваться описанное выше усовершенствование, в частности, если полость для размещения фильтровального мешка имеет более сложную геометрическую форму, полезным является определение поверхности прямоугольного тела, которое полностью окружает полость для размещения фильтровального мешка. Поверхность такого тела получается, например, если определяют поверхность прямоугольного параллелепипеда с длинами ребер, которые соответствуют максимальному распространению фактической полости для размещения фильтровального мешка в направлении длины, ширины и высоты (при этом, разумеется, направления длины, ширины и высоты перпендикулярны друг другу).

Уровень техники

Вследствие ограниченности ресурсов в возрастающей мере становится более важной экономия энергии в областях повседневной жизни, например, в области устройств для домашнего хозяйства, в частности, систем для всасывания пыли. При этом желательно, чтобы функционирование таких систем для всасывания пыли не ограничивалась по сравнению с известными до сих пор устройствами.

Предпосылкой такой экономии энергии является то, что системы для всасывания пыли подвергают оптимизации в отношении их потребления энергии, при этом функционирование оптимизированных таким образом систем для всасывания пыли, в частности, поглощение пыли, не должно ухудшаться.

По состоянию техники компоненты системы для всасывания пыли, включающей в себя пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб, и фильтровальный мешок, при этом пылесос содержит узел двигателя и вентилятора с определенной характеристикой двигателя и вентилятора, полость для размещения фильтровального мешка и напольную насадку, причем фильтровальный мешок включает в себя нетканый фильтрующий материал, оптимизируют таким образом, что при заданной электрической потребляемой мощности, кратко обозначаемой как потребляемая мощность, достигается максимальная мощность всасывания согласно EN 60312. В доступных в настоящее время на рынке устройствах, которые представляют как экологические устройства с уменьшенной потребляемой мощностью, потребляемая мощность составляет примерно 900 Вт.

Например, оптимизированной таким образом системой для всасывания пыли является Vorwerk VK 140. С его помощью при порожнем фильтровальном мешке пылесоса на стандартном уилтонском ковре может быть достигнуто поглощение пыли согласно стандарту EN 60312 примерно 84%. Однако при этом следует учесть, что хорошие значения поглощения пыли осуществляются при помощи поддержки приводимой электродвигателем напольной насадки. Потребляемая мощность напольной насадки должна прибавляться к электрической потребляемой мощности пылесоса, чтобы иметь возможность оценки производительности и эффективности устройства.

На фиг. 2a показаны параметры воздуха узлов двигателя и вентилятора, применяемых в системе для всасывания пыли Vorwerk VK 140, на фиг. 2b показаны параметры воздуха этой системы для всасывания пыли при вложенном порожнем фильтровальном мешке, а на фиг. 2c показаны параметры воздуха этой системы для всасывания пыли при вложенном фильтровальном мешке, заполненном 400 г пыли DMT8. Эти измерения были произведены вместе с поставляемыми фирмой Vorwerk к этому пылесосу оригинальными принадлежностями и оригинальными фильтровальными мешками. Полученные параметры еще будут обсуждаться ниже в связи с параметрами системы для всасывания пыли согласно изобретению.

Ввиду такого состояния техники в основе изобретения лежит задача оптимизировать системы для всасывания пыли, которые состоят из пылесосов, по существу не содержащих шлангов и труб, и фильтровальных мешков, таким образом, что электрическая потребляемая мощность пылесоса системы может быть существенно уменьшена без ухудшения поглощения пыли согласно EN 60312.

Раскрытие изобретения

Эта задача решена посредством способа согласно п. 1 формулы изобретения.

В частности, предложен способ оптимизирования системы для всасывания пыли, включающей в себя пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб, и фильтровальный мешок, при этом пылесос, по существу не содержащий шлангов и труб, включает в себя узел двигателя и вентилятора с определенной характеристикой двигателя и вентилятора, полость для размещения фильтровального мешка, присоединительный патрубок для фильтровального мешка и напольную насадку, причем фильтровальный мешок содержит нетканый фильтрующий материал, который включает в себя следующий этап:

взаимное согласование характеристики двигателя и вентилятора, размеров, формы и материала фильтровального мешка, размеров и формы полости для размещения фильтровального мешка и внутреннего диаметра присоединительного патрубка для фильтровального мешка и напольной насадки таким образом, что в системе для всасывания пыли при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре при порожнем фильтровальном мешке достигнут коэффициент полезного действия по меньшей мере 30%, предпочтительно по меньшей мере 33% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 36%, при этом соответствующее стандарту всасывание производят согласно стандарту EN 60312, и предусмотрен стандартный уилтонский ковер согласно стандарту EN 60312.

Неожиданным образом оказалось, что при описанном выше оптимизировании потребляемая мощность может быть значительно уменьшена по сравнению с прежними системами для всасывания пыли.

Так например, с электрической потребляемой мощностью примерно 400 Вт без проблем может быть реализовано поглощение пыли согласно EN 60312 на стандартном уилтонском ковре в размере 80% при усилии сдвигания 32 Н.

При несущественно лучшем поглощении пыли в размере 84% Vorwerk VK 140 имеет электрическую потребляемую мощность 942 Вт для пылесоса и дополнительно примерно 130 Вт для электрической щетки. Электрическая потребляемая мощность системы для всасывания пыли, оптимизированной согласно изобретению, может быть уменьшена по сравнению с Vorwerk VK 140 на 63%.

Предложенный в изобретении способ может быть усовершенствован таким образом, что вначале из характеристики двигателя и вентилятора, размеров, формы и материала фильтровального мешка и размеров и формы полости для размещения фильтровального мешка определяют характеристику воздушного потока, которую согласуют с напольной насадкой, так что при всасывании на стандартном уилтонском ковре достигается максимально высокий коэффициент полезного действия. Это усовершенствование представляет собой особенно эффективную реализацию описанного выше способа.

Все описанные выше способы могут быть также усовершенствованы таким образом, что взаимное согласование дополнительно приводит к тому, что после соответствующего стандарту заполнения системы для всасывания пыли 400 г стандартной пыли DMT8 при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре достигнут коэффициент полезного действия по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 23% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 25%, при этом предусмотрена стандартная пыль DMT8 согласно стандарту EN 60312.

Согласно этому усовершенствованию обеспечено, что система для всасывания пыли кроме того имеет большой срок службы.

Все описанные выше способы могут быть также усовершенствованы в том отношении, что взаимное согласование приводит к тому, что уменьшение коэффициента полезного действия между максимальным коэффициентом полезного действия узла двигателя и вентилятора и максимальным коэффициентом полезного действия системы для всасывания пыли при порожнем фильтровальном мешке и без напольной насадки составляет менее 15%, предпочтительно менее 13% и наиболее предпочтительно менее 10%.

Согласно этому усовершенствованию остальные компоненты системы для всасывания пыли особенно эффективно согласуются с узлом двигателя и вентилятора.

Согласно другому усовершенствованию во всех описанных выше способах взаимное согласование может дополнительно приводить к тому, что уменьшение коэффициента полезного действия между максимальным коэффициентом полезного действия узла двигателя и вентилятора и максимальным коэффициентом полезного действия системы для всасывания пыли при фильтровальном мешке, заполненном 400 г стандартной пыли DMT8, и без напольной насадки, составляет менее 40%, предпочтительно менее 30% и наиболее предпочтительно менее 25%.

Это усовершенствование отличается особенно эффективным согласованием остальных компонентов системы для всасывания пыли с узлом двигателя и вентилятора при длительном сроке службы.

Во всех описанных выше способах взаимное согласование может быть усовершенствовано таким образом, что оно приводит к тому, что мощность всасывания системы для всасывания пыли при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре при порожнем фильтровальном мешке составляет по меньшей мере 100 Вт, предпочтительно по меньшей мере 150 Вт и особенно предпочтительно по меньшей мере 200 Вт, и/или что мощность всасывания системы для всасывания пыли при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре при фильтровальном мешке, заполненном 400 г стандартной пыли DMT8, составляет по меньшей мере 70 Вт, предпочтительно по меньшей мере 100 Вт и наиболее предпочтительно по меньшей мере 130 Вт.

Приведенные здесь значения показывают, что на уилтонском ковре для обеспечения хорошего поглощения пыли в распоряжении имеются как достаточный воздушный поток, так и достаточное разрежение.

Наряду с описанными выше альтернативными вариантами взаимного согласования или в дополнение к ним, система может быть дополнительно согласована таким образом, что воздушный поток при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре при порожнем фильтровальном мешке составляет по меньшей мере 20 л/с, предпочтительно по меньшей мере 23 л/с и особенно предпочтительно по меньшей мере 26 л/с, и/или что воздушный поток при соответствующем стандарту всасывании на стандартном уилтонском ковре при фильтровальном мешке, заполненном 400