CN101292851B - 真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备 - Google Patents

真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多旋风器灰尘分离设备，该设备包括具有第一旋风器和多个第二旋风器的旋风器单元以及灰尘收集单元。所述第一旋风器设置成它的纵向轴线大体上垂直布置。所述第一旋风器从通过第一空气吸入部分吸入的空气中分离相对大的灰尘或污物。所述多个第二旋风器中的每一个设置成其纵向轴线大体上垂直布置。且所述多个第二旋风器中的每一个具有第二空气流入部分以与第一旋风器连通和空气排出部分以排出空气。所述第二旋风器从通过第二空气进入部分吸入的空气中分离相对微小的灰尘或污物。所述灰尘收集单元设置在旋风器单元下面，用于收集和存储由旋风器单元从空气中分离的灰尘或污物。

Description

真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年4月24日向韩国知识产权局提交的、申请号为10-2007-0039764的韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的整个内容通过引用在此全文并入。
技术领域
本发明涉及一种真空吸尘器。更特别地，本发明涉及真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备，所述多旋风器灰尘分离设备吸入外部空气后通过几个阶段从吸入的外部空气中分离灰尘或污物。
背景技术
通常，设置在真空吸尘器内的多旋风器灰尘分离设备是回转载有污物或灰尘的空气和将污物或灰尘从空气中分离的设备。这种旋风器灰尘分离设备近来被广泛地使用，因为它可以部分永久性地使用且没有频繁更换集尘袋的不便。
旋风器灰尘分离设备通常具有单个旋风结构，所述单旋风结构包括旋风器，用于使得吸入的空气形成涡流并由此从吸入的空气中分离灰尘或污物；空气流入部分，用于引导吸入的空气在旋风器的正切方向上流入到旋风器内；和灰尘收集箱，用于将分离的灰尘或污物收集和存储在其内。具有如上所述单旋风结构的旋风器灰尘分离设备从吸入的空气中一次性分离所有的大的灰尘或污物、中间大小的灰尘或污物、和微小的灰尘或污物。因此，相对大和重的灰尘或污物可以被容易地过滤，但是相对微小的灰尘或污物(例如颗粒)易于与空气混和而被排放。结果，传统的旋风灰尘分离设备存在灰尘分离效率恶化的问题。
为解决上述问题，近来，其中多个旋风器被安装以通过多个阶段从吸入的空气中分离灰尘或污物的多旋风器灰尘分离设备快速发展。这种多旋风器灰尘分离设备优点在于：因为它在几个或多个阶段分离灰尘或污物，它甚至可以移除微小的灰尘或污物(例如颗粒)，从而提高了灰尘分离的效率。然而，在多旋风器灰尘分离设备中，存在这样的问题：因为多个旋风器中每一个的旋风器主体形成为线性圆柱形形状，它的直径在其纵向方向上是一致的；或者形成为在其下部具有截头圆锥部分的形状，当吸入的空气流入旋风器主体内之后通过空气排出口排出时吸入的空气的流速增加。这种空气在空气排出口的流速的增加不仅增加了压力损失，而且增加了操作噪声。压力损失的增加会引起真空吸尘器的抽吸电机的输出增加，从而为了获得相同的灰尘分离效率，由此导致真空吸尘器使用更多的功率。
发明内容
本发明的一个方面是至少解决上述问题和/或缺点并至少提供下面描述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种操作噪音降低并且压力损失减小的多旋风器灰尘分离设备。
根据本发明的第一方面，一种多旋风器灰尘分离设备包括：旋风器单元，所述旋风器单元具有第一旋风器，所述第一旋风器设置成它的纵向轴线大体上垂直布置并且所述第一旋风器从通过第一空气吸入部分吸入的空气中分离相对大的灰尘或污物；和多个第二旋风器，所述多个第二旋风器中的每一个设置成其纵向轴线大体上垂直布置，且所述多个第二旋风器中的每一个具有第二空气流入部分以与第一旋风器连通和空气排出部分以排出空气，且所述多个第二旋风器中的每一个从通过第二空气进入部分吸入的空气中分离相对微小的灰尘或污物；和灰尘收集单元，所述灰尘收集单元设置在旋风器单元下面，用于收集和存储由旋风器单元从空气中分离的灰尘或污物。所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个形成为凸出的圆柱形形状，从而旋风器主体在空气排出部分的入口附近的直径变得最大。
此处，所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个可以形成为至少两个凸出的圆柱形部分彼此连接，所述至少两个凸出的圆柱形部分的直径逐渐增加。此时，所述两个凸出的圆柱形部分可以形成为在其纵向轴线的方向上具有相同或不同的长度。
可选地，所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个可以形成为至少一个线性圆柱形部分和至少一个凸出的圆柱形部分彼此连接，所述至少一个线性圆柱形部分的直径是均匀的，所述至少一个凸出的圆柱形部分的直径是逐渐变化的。此时，所述圆柱形部分和所述凸出的圆柱形部分形成为在其纵向轴线的方向上具有相同或不同的长度。
另外，第一和第二空气流入部分中的每一个可以形成为以下形状之一：切向入口形状，通过所述切向入口形状空气流入第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体内，同时与旋风器主体的内圆周表面直接接触；螺旋形入口形状，通过所述螺旋形入口形状，空气以螺旋的形式从旋风器主体的一个端面的外部朝向第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体的一个端面逐渐接近，然后流入到旋风器主体内同时与旋风器主体的内圆周表面接触；和渐开线(involute)入口形状，通过所述渐开线入口形状，空气以螺旋形(volute)的形式从旋风器主体的外圆周表面的外部朝向第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体的外圆周表面和内圆周表面逐渐接近，然后流入到旋风器主体内同时与旋风器主体的内圆周表面接触。
所述灰尘收集单元也可以包括凸出的圆柱形形式的灰尘收集箱主体，用于收集和存储灰尘或污物。此时，优选地，但不是必须的，所述灰尘收集箱主体与第一旋风器的旋风器主体一起形成单个凸出的圆柱形。
根据本发明的另一方面，所述第一旋风器的旋风器主体可以形成为在它的下部具有截头圆锥部分的形状或形成为具有均匀的直径的线性圆柱形形状。
所述多个第二旋风器也可以围绕第一旋风器设置或设置在第一旋风器上面。
附图说明
通过下面结合附图的描述，本发明的特定示范性实施例的上述和其他目的、特征和优点将更加显而易见，其中：
图1是举例说明根据本发明第一示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备的分解透视图；
图2是沿图1中的线II-II的横剖面视图；
图3A、3B、3C、3D和3E是举例说明图1中示出的多旋风器灰尘分离设备的第一旋风器主体的修改示例的横剖面视图；
图4A和4B是举例说明图1中示出的多旋风器灰尘分离设备的流入管的修改示例的局部透视图；
图5A、5B、5C、5D和5E是举例说明图1中示出的多旋风器灰尘分离设备的第二旋风器主体的修改示例的横剖面视图；
图6是举例说明图1中示出的多旋风器灰尘分离设备的修改示例的横剖面视图；
图7是举例说明根据本发明第二示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备的横剖面视图；
图8是举例说明图7中示出的多旋风器灰尘分离设备的第二旋风器的局部透视图；
图9是举例说明图7中示出的多旋风器灰尘分离设备的修改示例的横剖面视图；
图10是举例说明根据本发明第三示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备的横剖面视图；和
图11是沿图10中的线XI-XI的俯视图。
遍及附图，相同的附图标记将被理解为表示相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的一些示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备。
图1和2分别是举例说明根据本发明第一示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备的分解透视图和横剖面视图。
参照图1和2，根据本发明第一示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备100包括旋风器单元110，接合到旋风器单元110的上部的盖子部件149，和连接到旋风器单元110的下部的灰尘收集单元150。
旋风器单元110设置有第一旋风器120，和多个第二旋风器142。第一旋风器120由外壳121、第一旋风器主体123、流入管129、和格栅部件127构成。外壳121形成第一旋风器120的外观，并且外壳121形成为大致圆柱形的形状。
第一旋风器主体123形成第一旋风器室122，并且安装在外壳121内。第一旋风器主体123具有凸出的圆柱形形状。即，第一旋风器主体123形成为这样的形状，即，两个凸出的圆柱形部分彼此对称地连接在其中间(O-O’线)上，所述两个凸出的圆柱形部分的直径分别从其顶端和底端向其中间逐渐增加。可选地，第一旋风器主体123可以形成这样的形状123’，即，在第一旋风器主体123的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分彼此连接(见图3A)；形成为这样的形状123”或123”’，即，直径一致的线性圆柱形部分和直径逐渐减小或增加的凸出的圆柱形部分彼此连接，且所述线性圆柱形部分和所述凸出的圆柱形部分在第一旋风器主体123的纵向轴线的方向上的长度相同(见图3B和3C)；或形成为这样的形状123””或123””’，即在第一旋风器主体123的纵向轴线的方向上长度不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分沿线O-O’彼此连接(见图3D和3E)。利用第一旋风器主体123的构造，通过流入管129流入到第一旋风器室122内并且移动到第一旋风器室122内的空气没有产生在流动中的突然变化。
在外壳121和第一旋风器主体123之间形成了空间部分128，第二旋风器142设置在空间部分128内。
第一旋风器主体123在它的下部开口，且在它的上部通过第一空气出口125开口。与流入管129连接的第一空气入口124形成到第一旋风器主体123上。第一空气出口125形成为具有小于第一旋风器主体123的内径的直径。在第一旋风器主体123的内侧上安装了空气导向壁130。空气导向壁130形成为它以其在圆周方向上的高度逐渐降低的形状，例如在螺旋方向上延伸一定距离。因此，通过第一空气入口124流入的空气被空气导向壁130引导，从而它流到第一旋风器室122内，同时形成涡流。
形成第一空气流入部分以将空气吸入到第一旋风器室122内的流入管129引导载有灰尘或污物的空气流入第一旋风器室122。如图1中所示，流入管129形成为它以切向入口形状连接到第一旋风器主体123，通过所述切向入口形状载有灰尘或污物的空气流入到第一旋风器主体123内，同时在通过外壳121之后与第一旋风器主体123的内圆周表面直接接触。设置在流入管129的外部的入口126具有非圆形的横截面。
可选地，如图4A和4B中所示，流入管129可以形成为螺旋形入口形状129’，通过所述螺旋形入口形状空气以螺旋的形式从第一旋风器主体123的顶端上侧向第一旋风器主体123的顶端靠近，然后流入第一旋风器主体123内，同时与第一旋风器主体123的顶端和内圆周表面接触；或者可以形成为渐开线入口形状129”，通过所述渐开线入口形状129”空气以涡旋形的形式从第一旋风器主体123的上部的外部朝向第一旋风器主体123的上部和内圆周表面逐渐靠近，然后流入第一旋风器主体123内，同时与第一旋风器主体123的内圆周表面接触。
格栅部件127连接在第一旋风器主体123的上部内。格栅部件127阻止从在第一旋风器主体123内的空气中离心分离的相对大量的灰尘或污物向后流动并朝向第一空气出口125离开第一旋风器主体123。格栅部件127设置有格栅体131和裙部132，所述格栅体131具有多个微小的通孔，所述裙部132连接到格栅体131的下端。格栅体131在它的顶端开口，并具有圆柱形的形状。格栅体131的顶端连接到第一空气出口125。格栅体131的下端被堵塞，且裙部132在下端的外圆周表面上延伸。裙部132防止在第一旋风器主体123内从空气离心分离的灰尘或污物向后流动。
设置多个第二旋风器142，从而它们被分别插入到外壳121与第一旋风器主体123之间的空间部分128内。多个第二旋风器142以在圆周方向上彼此间隔开的关系围绕第一旋风器主体123布置。并且，第二旋风器142围绕第一旋风器主体123的外圆周表面(除了流入管129设置在其内的部分之外)布置。
多个第二旋风器142中的每一个包括第二旋风器室148、形成第二旋风器室148的第二旋风器主体146、第二空气流入部分147和流出管143。
像第一旋风器主体123一样，第二旋风器主体146具有凸出的圆柱形形状。即，第二旋风器主体146形成为这样的形状，即，两个凸出的圆柱形部分彼此对称地连接在其中间(图2中的O-O’线)上，所述两个凸出的圆柱形部分的直径分别从其顶端和底端向其中间逐渐增加。在此，将两个凸出的圆柱形部分在第二旋风器主体146的中间连接的原因是使得第二旋风器主体146在流出管143的入口处附近的直径最大化，从而平衡在流出管143(空气通过其排出)的入口处激烈地流动的空气的流动。
可选地，假定第二旋风器主体146在流出管143的入口附近的直径变得最大，第二旋风器主体146可以形成这样的形状146’，即，在第二旋风器主体146的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分沿线O-O’彼此连接(见图5A)；形成为这样的形状146”或146”’，即，直径一致的线性圆柱形部分和直径逐渐减小或增加的凸出的圆柱形部分沿线O-O’彼此连接，且所述线性圆柱形部分和所述凸出的圆柱形部分在第二旋风器主体146的纵向轴线的方向上的长度相同(见图5B和5C)；或形成为这样的形状146””或146””’，即在第二旋风器主体146的纵向轴线的方向上长度不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分沿线O-O’彼此连接(见图5D和5E)。利用第二旋风器主体146的构造，通过第二空气流入管147流入到第二旋风器室148内并且在第二旋风器室122内移动的空气没有在流出管143的入口附近的流中产生突然的变化。
第二旋风器主体146中的每一个在它的顶端和底端都开口。载有灰尘或污物的空气下降同时在每一个第二旋风器主体146内形成涡流，由此包括在空气中的微小的灰尘或污物从空气中离心分离并通过每一个第二旋风器主体146的底端排出。每一个第二旋风器主体146的开口的顶端与支撑体138连接。从第一旋风器120排出的空气流入其内的第二空气流入部分147、和在第二旋风器室148内的、灰尘或污物从中离心分离和移除的空气通过其流出的流出管143，设置到支撑体138上以与其连通。
每一个第二空气流入部分147(其将从第一旋风器120的第一空气出口125排出的空气引入到每个第二旋风器142的第二旋风器室148内)在径向方向上从支撑体138中心延伸，并且以螺旋形入口形状连接到对应的第二旋风器主体146，通过所述螺旋形入口形状，空气以螺旋形式从第二旋风器主体146的顶端的上侧朝向对应的第二旋风器主体146的顶端逐渐接近，然后流入第二旋风器主体146，同时与第二旋风器主体146的顶端和内圆周表面接触。可选地，每一个第二空气流入部分147可以形成为切向入口形状(例如图1中示出的第一旋风器120的流入管129)，或渐开线入口形状(例如图4B中示出的第一旋风器120的流入管129”)。
因此，空气从第一旋风器120朝向支撑体138的中心快速提升并在所有方向上沿每一个第二空气流入部分147移动。每一个第二旋风器主体146引导通过每一个第二空气流入部分147吸入的空气在每一个第二旋风器室148中连续维持涡流。为此，螺旋形式的空气导向部件157安装在每一个第二旋风器主体146的内表面上。每一个流出管143(作为空气排出部分)通过对应的第二旋风器主体146的内部并向下延伸到或稍微超出第二旋风器主体146的具有最大直径的部分。每一个流出管143向盖子部件149排出被净化的空气(微小的灰尘或污物从其中离心分离和移除)。
盖子部件149连接到支撑部件138上以覆盖支撑部件138。空气排放管145形成在盖子部件149的上部，从而它与每一个第二旋风器142的流出管143连通。空气排放管145引导从每一个第二旋风器142排出的空气以排出到多旋风器灰尘分离设备100的外部。
灰尘收集单元150收集并存储由第一和第二旋风器120和142分别从空气中离心分离的相对大的灰尘或污物和微小灰尘或污物。灰尘收集单元150构造成它的顶端被开口且它的底端被堵塞。为了容易地移除收集和存储的灰尘或污物，灰尘收集单元150可拆卸地连接到旋风器单元110的下部。灰尘收集单元150设置有收集箱体151，用于形成灰尘收集单元150的外观；第一灰尘收集室152，用于收集在第一旋风器120内从空气中离心分离的灰尘或污物；第二灰尘收集室153，用于收集在第二旋风器142内从空气中离心分离的灰尘或污物；和分隔件154，用于将第一和第二灰尘收集室152和153彼此分开。支柱155从收集箱体151的底部突起。支柱155防止收集在第一灰尘收集室152内的灰尘或污物随着在第一灰尘收集室152内产生的涡流上升。分隔部件156在支柱155与收集箱体151的内壁之间延伸，从而它防止收集和存储在收集箱体151内的灰尘或污物旋转或移动。
尽管在根据上述的本发明第一示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备100中，第一和第二旋风器主体123和146都图示和解释为形成为凸出的圆柱形形状，但是本发明不限于此。例如，如图6中所示，多旋风器灰尘分离设备100’可以构造成第一旋风器主体123’形成为线性圆柱形形状或形成为在它的下部具有截头圆锥部分的形状，如同传统的旋风器主体那样，并且只有第二旋风器主体146形成为凸出的圆柱形形状。
如上所述，根据本发明的第一示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备100或100’构造成第一和/或第二旋风器主体123或123’和146形成为凸出的圆柱形形状。因此，通过第一空气出口125和流出管143排出的空气的流速降低，且由此真空吸尘器的操作噪音和压力损失减小。这种压力损失的降低减小了需要获得相同的灰尘分离效率的真空吸尘器的抽吸电机(未示出)的输出，从而允许真空吸尘器使用较低的功率。
下面将参照图1和2详细描述根据本发明的第一示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备100的操作。
载有灰尘或污物的空气经由流入管129通过第一空气入口124流入第一旋风器室122内。空气下降，同时形成涡流。包含在空气中的相对大的灰尘或污物与空气离心分离并落下，从而它被收集并存储在灰尘收集单元150的第一灰尘收集室152内。且移除灰尘的空气提升并通过格栅部件127，并从第一空气出口125出来。在此，大于格栅部件127的微小通孔的灰尘或污物没有流过格栅部件127，而是被格栅部件127过滤。通过第一空气出口125上升的空气分散，同时撞向支撑体138，并且通过每一个第二旋风器142的空气流入部分147继续进入每一个第二旋风器主体146。流入每一个第二旋风器主体146的空气由每一个第二旋风器142内的流出管143形成涡流，从而微小的灰尘或污物从空气中二次分离。即，空气下降，同时形成涡流，由此微小灰尘或污物(其在第一旋风器120中没有从空气中移除)从空气离心分离并下降，从而它被收集并存储在灰尘收集单元150的第二灰尘收集室153内。
移除了灰尘的空气通过第二旋风器142的各个流出管143排出，并且从各个流出管143排出的空气被混和并通过盖子部件149和空气排放管145排出到多旋风器灰尘分离设备100的外部。在此，提供吸入力的真空吸尘器的抽吸电机可以直接或间接连接到空气排放管145上。
图7举例说明了根据本发明第二示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备209。
如图7中所示，根据本发明的第二示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备209包括第一旋风器230；在第一旋风器230之上连接到第一旋风器230的第二旋风器单元210；灰尘收集单元250，其在第一旋风器230下面连接到第一旋风器230上；和盖子部件260。
第一旋风器230设置有第一旋风器主体232；流入管231，用于将空气吸入到第一旋风器主体232内；和格栅部件237，用于从空气过滤灰尘或污物。
第一旋风器主体232在它的底部开口，并且内部被分隔件243分成第一室240和第二室244。分隔件243与后面要描述的第二旋风器单元210的灰尘排出引导件215连接。第一室240用于使得吸入的空气回转，且第二室244用于引导灰尘或污物(通过灰尘排出引导件215排出)到下面将描述的灰尘收集单元250的第二灰尘收集室263。
另外，第一旋风器主体232形成为凸出的圆柱形形状，其直径朝向它的下部逐渐增加。如此，凸出的圆柱形形状的第一旋风器主体232在第一室240内回转空气并将空气从其排出，且没有使得空气受到阻力。
流入管231(作为第一空气流入部分，以吸入载有灰尘或污物的空气到第一旋风器主体232的第一室240内)形成，从而它以切向入口形状连接到第一旋风器主体232，通过所述切向入口形状载有空气或污物的空气流入第一旋风器主体232内同时通过第一旋风器主体232的入口234与第一旋风器主体232的内圆周表面直接接触。可选地，流入管231可以形成为螺旋形入口形状或渐开线入口形状，像图4A和4B所示的第一示范性实施例的流入管129’、129”一样。
格栅部件237设置有格栅体238和裙部239，所述格栅体238具有形成在其内的多个微小通孔，所述裙部239围绕分隔件243连接到格栅主体238的下端。格栅体238的顶端连接到后面要描述的第二旋风器单元210的外壳48的空气入口233。格栅体238的底部被堵塞，且裙部239围绕格栅体238的下端的外圆周表面延伸。裙部239用于阻止在第一旋风器主体232的第一室240内从空气离心分离的灰尘或污物向后流动。
第二旋风器单元210分离没有在第一旋风器230内从空气分离的灰尘或污物，并且包括外壳248；连接到外壳248内的支撑体258上的多个第二旋风器211；和灰尘排出引导件215，所述灰尘排出引导件215与在多个第二旋风器211下面的第一旋风器主体232的分隔件243连接。
外壳248在它的上部由支撑体258堵塞，且在它的下部具有空气入口233，所述空气入口233与格栅部件237的格栅体238的顶端连接以与格栅部件237连通。
如图8中所示，多个(例如12个)第二旋风器211以圆形形状设置在支撑体258下面。为在垂直方向上、以涡流运动将从第一旋风器230流出的空气移动和排出，每一个第二旋风器211设置成它的中心轴线大体上平行于第一旋风器230的涡流运动的中心轴线。每一个第二旋风器211包括第二旋风器主体217；空气流入部分216，用于将空气吸入到第二旋风器主体217内；形成在第二旋风器主体217内的流出管212；和灰尘排出引导件215。因为第二旋风器211具有相同的构造和相同的功能，下面将仅仅详细描述一个第二旋风器。
第二旋风器主体217在其内具有第二旋风器室220，用于涡旋从第一旋风器230流入的空气。在第二旋风器主体217中安装了流出管212，该流出管212帮助空气平稳地形成涡流并排出空气。
第二旋风器主体217形成为凸出的圆柱形形状，其上部与支撑体258连接并被支撑体258堵塞，其下部开口。即，第二旋风器主体217形成为这样的形状：两个凸出的圆柱形部分彼此对称地连接在其中间上，所述两个凸出的圆柱形部分的直径分别从其顶端和底端向其中间(图7中的线Oa-Oa’)逐渐增加。可选地，像第一实施例中的旋风器主体146’，146”，146”’，146””和146””’一样，假定第二旋风器主体217在流出管212的入口附近变得最大，第二旋风器主体217可以形成为下面的形状：在第二旋风器主体217的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分彼此连接，或形成为下面的形状：在第二旋风器主体217的纵向轴线的方向上长度相同或不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分彼此连接。
利用此构造，流入第二旋风器主体217的第二旋风器室220并在第二旋风器室220内移动的空气在它通过流出管212排出时，没有在流出管212的入口附近的流中产生突然的变化。结果，通过后面要描述的盖子部件260和空气排出管261排出的空气的流动速度降低，由此真空吸尘器的压力损失减小。
空气流入部分216(作为第二空气流入部分，用于将外壳248中的空气吸入到第二旋风器主体217的旋风器室220内)设置在第二旋风器主体217的上部的外部内以与外壳248的空气室249连通。如图8中所示，空气流入部分216形成为下面的形状：第二旋风器主体217的上部的外部部分被切去矩形的形状，从而允许在空气室249内涡旋的空气沿第二旋风器主体217的内圆周方向在其切向方向上流入到第二旋风器主体217内。此时，优选但不是必须的，第二旋风器211的空气流入部分216以30度的间隔设置。可选地，空气流入部分216可以形成为螺旋形入口形状或渐开线入口形状(图中没有示出)，从所述螺旋形入口形状或渐开线入口形状，图4A和4B中示出的第一实施例的流入管129’或129”的突出部分被切去。
灰尘排出部分215是漏斗的形状，并且安装在第二旋风器主体117的下面，以引导在第二旋风器主体217的第二旋风器室220内从空气离心分离的微小的灰尘或污物通过第一旋风器230的第二室244进入到灰尘收集单元250的第二灰尘收集室263内。
灰尘收集单元250可拆卸地连接到第一旋风器主体232的下部。灰尘收集单元250(其分开收集和存储分别在第一和第二旋风器230和211中离心分离的相对大的灰尘或污物与微小的灰尘或污物)构造成它由设置在收集箱主体252内的分隔件256分隔成第一灰尘收集室253和第二灰尘收集室263。
收集箱主体252形成为凸出的圆柱形形状，所述凸出的圆柱形形状的直径朝向其下部逐渐减小，并且所述凸出的圆柱形形状与第一旋风器主体232对称。即，收集箱主体252和第二旋风器主体232形成单个凸出的圆柱形，两个凸出的圆柱形部分被对称连接。
可选地，如图3A至3E中图示的第一实施例的第一旋风器主体123’、123”、123”’、123””、和123””’，收集箱主体252和第一旋风器主体232可以形成下面的形状：在第一旋风器主体232的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分彼此连接，或形成为下面的形状：在在第一旋风器主体232的纵向轴线的方向上长度相同或不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分彼此连接。因此，流入到第一室240和第一灰尘收集室253内的空气可以在第一室240和第一灰尘收集室253内涡旋，然后通过格栅部件237移动到第二旋风器单元210，且没有受到阻力。
盖子部件260接合到支撑部件288以覆盖支撑部件258。空气排出管261形成在盖子部件260的上部，从而它与第二旋风器211中的每一个流出管212连通。每一个空气排出管261引导由每一个流出管212从每一个第二旋风器211排出的空气排出到多旋风器灰尘分离设备209的外部。
尽管在根据上述本发明的第二示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备209中，两个第二旋风器主体217和第一旋风器主体232和收集器箱主体252被示出并解释为形成为凸出的圆柱形形状，但是本发明不限于此。例如，如图9中所示，多旋风器灰尘分离设备209’可以构造成收集箱主体252’和第一旋风器主体232’形成为具有如传统旋风器主体中的线性圆柱形形状，并且只有第二旋风器主体217形成为凸出的圆柱形形状。
如上所述，根据本发明第二示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备209或209’构造成第二旋风器主体217和/或第一旋风器主体232以及收集箱主体252形成为凸出的圆柱形形状。因此，通过格栅部件237的顶端排出的空气的流动速度降低，由此真空吸尘器的操作噪音和压力损失减小。这种压力损失上的降低减小了需要获得相同灰尘分离效率的真空吸尘器的吸入电动机的输出，从而允许真空吸尘器使用较少的功率。
现在，将参照图7和8详细解释上述的根据本发明的第二示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备209的操作。
如图7中所示，载有灰尘或污物的空气通过流入管231流入第一旋风器主体232的第一室240内。该空气由第一旋风器主体232的内圆周表面引导以变成涡流，并且相对大的灰尘或污物由于涡流的离心作用向下落，并收集和存储在灰尘收集单元250的第一灰尘收集室253内。相对洁净的空气通过格栅部件237，通过空气入口233提升，并流入外壳248。流入外壳248的空气通过第二旋风器211的每一个空气流入部分216继续流入到第二旋风器主体217的每一个第二旋风器室220内。继续流入的空气由在每一个第二旋风器室220内的流出管形成涡流，从而灰尘或污物从其二次分离。因此，在第一旋风器230中没有从空气中分离的微小的灰尘或污物，由于离心力通过每一个第二旋风器主体217的下部离开每一个第二旋风器211，并通过灰尘排出引导件215和第一旋风器230的第二室244被收集和存储在灰尘收集单元250的第二灰尘收集室263内。且涡流通过第二旋风器211的每一个流出管212再次朝向盖子部件260从每一个第二旋风器211中离开。排出到盖子部件260的空气通过空气排出管262排出到外部。
图10和11举例说明了根据本发明的第三示范性实施例的真空吸尘器的多旋风器灰尘分离设备309。
如图10中所示，根据本发明的第三示范性实施例的多旋风器灰尘分离设备309包括第一旋风器330；水平设置在第一旋风器330上方的多个第二旋风器310；和设置在第一旋风器330上方并围绕第一旋风器330设置的灰尘收集单元350。
第一旋风器330构造成包括设置在灰尘收集单元350内部的第一旋风器主体332；导向部件334，用于引导吸入到第一旋风器主体332内的空气以螺旋的形式提升；和连接到导向部件334上的格栅部件337。
第一旋风器主体332在它的上部开口。在第一旋风器主体332的内部设置了导向部件334和格栅部件337。
第一旋风器主体332形成为下面的形状：两个凸出的圆柱形部分连接成彼此对称，所述两个凸出的圆柱形部分从其顶端和底端向其中间分别逐渐增加。可选地，如图3A至3E中图示的第一实施例的第一旋风器主体123’、123”、123”’、123””、和123””’，第一旋风器主体332可以形成下面的形状：在第一旋风器主体332的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分彼此连接，或形成为下面的形状：在第一旋风器主体232的纵向轴线的方向上长度相同或不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分彼此连接。因此，流入到第一旋风器主体332内的空气可以沿引导部件334涡旋，然后移动到第二旋风器310，且没有受到较大的阻力。在第一旋风器主体332的下部形成流入管331。流入管331(其将空气吸收到第一旋风器主体332内)可以形成为切向入口形状、螺旋形入口形状或渐开线入口形状，如图1、4A和4B所示的第一实施例的流入管129、129’、129”一样。引导部件334起到如下作用：沿旋风器主体332的内圆周表面提升流入到第一旋风器主体332内同时在螺旋方向上涡旋的空气，并由此引导包含在空气中的灰尘或污物通过第一旋风器主体332的上部沿着第一旋风器主体332的内圆周表面、至灰尘收集单元350的第一灰尘收集室353。格栅部件337(其中多个微小通孔形成)设置在引导部件334的上部。格栅部件337吸入载有微小灰尘或污物(其没有由引导部件334从空气中分离而是保留在空气中)的空气并将它引导到多个第二旋风器310。
如图11中所示，多个(例如8个)第二旋风器310围绕空气排出管311径向设置，并与空气排出管311连接。每一个第二旋风器310包括第二旋风器主体317；形成在第二旋风器主体317内的第一管道312和第二管道313；空气流入部分316；灰尘排出管315；和空气排出开口318，用于与空气排出管311连通。
八个第二旋风器310在径向方向上布置成对应于八个空气流入部分316。因为八个第二旋风器310具有相同的结构和相同的功能，所以将仅仅详细描述一个第二旋风器310。
第二旋风器主体317在其内具有旋风器室320，用于使得从第一旋风器330流入的空气涡旋。为了帮助空气平稳地形成涡流，第二管313和第一管312彼此相对地分别布置在第二旋风器主体317的两端上，同时具有相同的中心轴线。空气流入部分316(其将空气吸入到第二旋风器主体317的旋风器室320内)与格栅部件337的上部连通，并径向布置以对应于旋风器室320。尽管没有示出，空气流入部分316可以形成为它以切向入口形状、螺旋形入口部分或渐开线入口形状与第二旋风器主体317连接，像第一实施例中的第二空气流入部分147一样。
第二旋风器主体317形成为凸出的圆柱形形状。即，第二旋风器主体317可以形成为下面的形状：两个凸出的圆柱形部分彼此对称地连接在第二旋风器主体317的中间(图中的线Ob-Ob’)上，所述两个凸出的圆柱形部分的直径分别从两端向第二旋风器主体317的中间逐渐增加。在此，在第二旋风器主体317的中间(图中的线Ob-Ob’)上连接两个凸出的圆柱形部分的原因是使得在第二管道313的入口附近的第二旋风器主体317的直径最大，从而平衡在第二管道313的入口处剧烈流动的空气流。可选地，假定第二旋风器主体317在第二管道313的入口附近的直径变得最大，第二旋风器主体317可以形成为下面的形状：在第二旋风器主体317的纵向轴线的方向上长度不同的两个凸出的圆柱形部分彼此连接，或形成为下面的形状：在第二旋风器主体317的纵向轴线的方向上长度相同或不同的线性圆柱形部分和凸出的圆柱形部分彼此连接。利用此构造，流入第二旋风器主体317并在第二旋风器主体317内移动的空气在第二管道313的入口附近没有产生流的突然变化。结果，通过空气排出管311排出的空气的流动速度降低，由此真空吸尘器的压力损失减小。
灰尘排出管315垂直设置在每一个第二旋风器主体317一侧上，从而它将在第二旋风器主体317中从空气中离心分离的微小灰尘或污物发送到灰尘收集单元350的第二灰尘收集室363。每一个空气排出开口318形成在空气排出管311的下部，从而与每一个第二管313连通。
灰尘收集单元350可拆卸地连接到第二旋风器310的下部。灰尘收集单元350(其分开收集和存储在分别在第一和第二旋风器330和310中离心分离的相对大的灰尘或污物和微小的灰尘或污物)构造成它由设置在收集箱主体352内的分隔件356分隔成第一灰尘收集室353和第二灰尘收集室363。
如上所构造的根据本发明第三实施例的多旋风器灰尘分离设备309的操作与参照图7和8解释的多旋风器灰尘分离设备209的操作几乎相同。因此，省略了对多旋风器灰尘分离设备309的操作的详细描述。
如从前面的描述中明显的，根据本发明的示范性实施例，多旋风器灰尘分离设备构造成第二旋风器主体和/或第一旋风器主体以及收集箱主体形成为凸出的圆柱形形状。因此，从第一旋风器和/或第二旋风器排出的空气的流速降低，由此真空吸尘器的操作噪音和压力损失降低。这种压力损失的降低减少了需要获得相同的灰尘分离效率的真空吸尘器的吸入电动机的输出，从而允许真空吸尘器使用更低的功率。
尽管已经示出和描述了本发明的代表性实施例以便举例说明本发明的原理，但是本发明不限于上述具体实施例。要理解的是，在不偏离本发明的由权利要求限定的精神和保护范围的情况下，本领域普通技术人员可以做出各种修改和改变。因此，应该认为本发明的这些修改、改变和等同都包含在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种多旋风器灰尘分离设备，包括：
旋风器单元，所述旋风器单元具有第一旋风器，所述第一旋风器设置的方式是，所述第一旋风器的纵向轴线大体上垂直布置并且所述第一旋风器从通过第一空气流入部分吸入的空气分离相对大的灰尘或污物；和多个第二旋风器，所述多个第二旋风器中的每一个设置的方式是、所述第二旋风器的纵向轴线大体上垂直布置，且所述多个第二旋风器中的每一个具有：第二空气流入部分以与第一旋风器连通；和空气排出部分以排出空气，且所述多个第二旋风器中的每一个从通过第二空气流入部分吸入的空气中分离相对微小的灰尘或污物；和
灰尘收集单元，所述灰尘收集单元设置在旋风器单元下面，用于收集和存储由旋风器单元从空气中分离的灰尘或污物，
其中所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个形成为凸出的圆柱形形状，从而旋风器主体在空气排出部分的入口附近的直径为最大直径。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个形成为至少两个凸出的圆柱形部分彼此连接，所述至少两个凸出的圆柱形部分的直径逐渐增加。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述两个凸出的圆柱形部分形成为在凸出的圆柱形部分的所述纵向轴线的方向上具有相同的长度。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述两个凸出的圆柱形部分形成为在凸出的圆柱形部分的纵向轴线的方向上具有不同的长度。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第二旋风器的旋风器主体中的每一个形成为至少一个线性圆柱形部分和至少一个凸出的圆柱形部分彼此连接，所述至少一个线性圆柱形部分的直径是均匀的，所述至少一个凸出的圆柱形部分的直径是逐渐变化的。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述线性圆柱形部分和所述凸出的圆柱形部分形成为在其纵向轴线的方向上具有相同的长度。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述线性圆柱形部分和所述凸出的圆柱形部分形成为在其纵向轴线的方向上具有不同的长度。
8.根据权利要求1所述的设备，其中第一和第二空气流入部分中的每一个形成为以下形状之一：切向入口形状，通过所述切向入口形状空气流入第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体内，同时与旋风器主体的内圆周表面直接接触；螺旋形入口形状，通过所述螺旋形入口形状，空气以螺旋的形式从旋风器主体的一个端面的外部朝向第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体的一个端面逐渐接近，然后流入到旋风器主体内同时与旋风器主体的内圆周表面接触；和渐开线入口形状，通过所述渐开线入口形状，空气以螺旋形的形式从旋风器主体的外圆周表面的外部朝向第一旋风器和每一个第二旋风器的旋风器主体的外圆周表面和内圆周表面逐渐接近，然后流入到旋风器主体内同时与旋风器主体的内圆周表面接触。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述灰尘收集单元包括凸出的圆柱形形式的灰尘收集箱主体，用于收集和存储灰尘或污物。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述灰尘收集箱主体与第一旋风器的旋风器主体一起形成单个凸出的圆柱形。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一旋风器的旋风器主体形成为在其下部具有截头圆锥部分的形状和形成为具有均匀的直径的线性圆柱形形状中的一个。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第二旋风器围绕第一旋风器设置。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第二旋风器设置在所述第一旋风器之上。
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