JP2004344642A - 真空掃除機の二重サイクロン集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異物をその粒子サイズによって順次に遠心分離させ処理できて極めて綺麗で効率的に掃除でき、機器騒音を軽減しフィルタの寿命も延すための真空掃除機の二重サイクロン集塵装置を提供する。
【解決手段】 本発明は外部から流入される空気に含まれた大きい粒子の異物を一次的に遠心分離させ回収する下部サイクロンボディーと、下部サイクロンボディーの上部に設けられ、下部サイクロンボディーから排出される空気に含まれた相対的に小サイズの異物を順次に遠心分離させ回収する少なくとも一つ以上の上部サイクロンボディーとを含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は真空掃除機のサイクロン集塵装置に係り、さらに詳しくは空気に含有された塵埃を含んだ異物を複数回遠心分離させ集塵する二重サイクロン集塵装置に関する。

従来のサイクロン集塵装置は、真空掃除機を部分拡大縦断面図で示した図１から分かる通り、空気に含まれた異物を遠心分離させるサイクロンボディー１１０、及びサイクロンボディー１１０内に装着されたフィルタ１３０を備える。図面上の参照番号３は、サイクロン集塵装置１００が装着される装置収容部１０が形成された掃除機本体(図２参照)である。装置収容部１０の後方には外部の異物が含有された空気を流入させる吸込側連結管(図２の１３参照)と、サイクロン集塵装置１００から埃分離された清浄な気を排出させる排出側連結管(図２の１４参照)が設けられている。

サイクロンボディー１１０は吸気ポート１１３と排気ポート１１５を備え、その下部に結合される異物回収箱１２０を備える。吸気ポート１１３はサイクロンボディー１１０の側面に接線方向に形成され、掃除機本体３の吸込側連結管１３に結合される。吸込側連結管１３に沿って流入される空気は吸気ポート１１３を通してサイクロンボディー１１０内に吐出されて旋回気流を形成する。この際、空気に含まれた異物が遠心分離され異物回収箱１２０に集塵される。ここで、異物回収箱１２０はサイクロンボディー１１０について着脱自在である。

そして、排気ポート１１５はサイクロンボディー１１０の上部面の中央に設けられ、掃除機本体３の排出側連結管１４に結合される。これにより、サイクロンボディー１１０内で異物が遠心分離された空気は排出側連結管１４を通して排出可能である。

一方、フィルタ１３０は排気ポート１１５の開口面に結合され異物回収箱１２０内に配置される。このようなフィルタ１３０はサイクロンボディー１１０内で異物が遠心分離された空気に含まれた微細埃をフィルタリングさせるよう働く。フィルタ１３０を通過した異物が除去された空気は排出側連結管１４を通して外部に排出され、このようなフィルタ１３０は排出された空気が逆流することを防止する役割も果たす。

ところが、このような従来の真空掃除機のサイクロン集塵装置１００では遠心分離され異物回収箱に集塵される異物が上昇気流に便乗して浮遊しつつフィルタにぶつかったりその外面に固着される現象が発生し、これにより空気の円滑な流れが妨害される一方、騒音が発生する問題点がある。そして、従来のサイクロン集塵装置に装着された単一のフィルタは、空気に含有された塵埃を含んだ異物が多い場合そのフィルタリング機能を正しく発揮できず、またその寿命も著しく低下されるため頻繁に取り替えるべき不便がある。

従って、本発明は前述した従来の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は外部から吸い込まれる空気に含まれた異物をその粒子のサイズによって順次に複数回遠心分離させ集塵する真空掃除機の二重サイクロン集塵装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、騒音を軽減し集塵性能をアップさせうる真空掃除機の二重サイクロン集塵装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、フィルタの機能を増大させうると同時に、その寿命も延ばせる真空掃除機の二重サイクロン集塵装置を提供こすることにある。

前述した目的は、本発明によれば外部から流入される空気に含まれた大きい粒子の異物を一次的に遠心分離させて回収する下部サイクロンボディー、及び該下部サイクロンボディーの上部に設けられ、前記下部サイクロンボディーから排出される空気に含まれた相対的に小サイズの異物を順次に遠心分離させ回収する少なくとも一つ以上の上部サイクロンボディーを含んで構成される真空掃除機の二重サイクロン集塵装置によって達成される。

ここで、前記上部サイクロンボディー及び前記下部サイクロンボディーはケーシング内に上下に区画された一対に設けられ、それぞれ内部に向かって斜線方向に空気を吐出させる吸込ポートと異物が遠心分離された内部の空気を排出させる排気ポートを備え、前記下部サイクロンボディーの下部排気ポートと前記上部サイクロンボディーの上部吸込ポートは、前記ケーシングの内部に設けられる内部案内区間及び前記ケーシングの外部に設けられる外部案内区間を含む空気流路により連通するよう構成することが望ましい。

以上述べた通り、本発明によれば、外部から吸い込まれる空気に含まれた異物を下部サイクロンボディーと上部サイクロンボディーでその粒子のサイズによって順次に遠心分離させ処理できて、極めて綺麗で効率的に掃除可能な真空掃除機の二重サイクロン集塵装置が提供される。このような本発明に係る真空掃除機の二重サイクロン集塵装置は集塵性能が向上され機器騒音が軽減される。そして、フィルタの機能を増大させうると同時に、その寿命も延長可能な優れた効果を奏でる真空掃除機の二重サイクロン集塵装置が提供される。

一方、前述及び示した実施形態では、本二重サイクロン集塵装置をアップライト型真空掃除機に装着されたものについて説明したが、本発明はこれに限らずサイクロン集塵方式を採用する多様な形態の真空掃除機に適用できる。

また、前述及び示した実施形態では単一個の下部サイクロンボディーと上部サイクロンボディーを備えることについて説明したが、本発明の権利は上下に区画された複数のサイクロンボディーを備えるサイクロン集塵装置を含むことは勿論である。

以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例を具体的に説明する。この際、従来の技術と関連して説明した同一構成及び名称については同一な参照番号を付する。

図２は本発明に係る二重サイクロン集塵装置を備えるアップライト型サイクロン真空掃除機の正面斜視図である。アップライト型サイクロン真空掃除機１は、図から分かるように、掃除機本体３と掃除機本体３に着脱自在に設けられる本発明の二重サイクロン集塵装置２０を備える。

掃除機本体３には真空発生装置(図示せず)が内蔵され、下部には外部の異物を空気と共に吸い込ませる吸込ブラシ５が設けられている。そして、掃除機本体３の中央部分には二重サイクロン集塵装置２０を着脱自在に収容する装置収容部１０が内向きに陥没されている。装置収容部１０の後方、すなわち掃除機本体３の内部には吸込ブラシ５に連結される吸込側連結管１３と、真空発生装置に結合される排出側連結管１４が設けられている。

図３は、図２の要部拡大斜視図であって、本二重サイクロン集塵装置の外観を示す図である。図３の縦断面図である図４及び図４の分解斜視図である図５には本発明に係る二重サイクル集塵装置の構成がさらに具体的に示されている。これら図面から分かるように、本発明の二重サイクロン集塵装置２０は掃除機本体３の吸込側連結管１３に結合される下部サイクロンボディー４０と、下部サイクロンボディー４０の上部に設けられ排出側連結管１４に結合される上部サイクロンボディー３０を備える。下部サイクロンボディー４０と上部サイクロンボディー３０は空気流路３７を通して相互連通する。

下部サイクロンボディー４０と上部サイクロンボディー３０は、円筒形のケーシング２３を一体に備える。ケーシング２３内には下部サイクロンボディー４０と上部サイクロンボディー３０が上下に区画されており、これら上下サイクロンボディー間に一定した離隔空間３６が設けられている。各サイクロンボディー３０、４０の側面上部領域には吸気ポート３１、４１が形成されている。これら吸気ポート３１、４１は当サイクロンボディー３０、４０の内部に向かって接線方向に形成され、これにより内部に吐出される空気が旋回気流で形成される。そして、各サイクロンボディー３０、４０の上部面の中央領域には排気ポート３３、４３が形成されている。

空気流路３７は、下部サイクロンボディー４０の下部排気ポート４３と上部サイクロンボディー３０の上部吸気ポート３１を連通させる。このような空気流路３７はケーシング２３内に設けられた内部案内区間３９と、ケーシング２３の外部に設けられた外部案内区間３８とに区分可能である。内部案内区間３９は下部サイクロンボディー４０の下部排気ポート４３と離隔空間３６の外面に形成された貫通孔４６を連通させる。このような内部案内区間３９は垂直方向の軸線について所定の傾斜角をなしている。そして、外部案内区間３８は離隔空間３６の外面に形成された貫通孔４６と上部サイクロンボディー３０の上部吸気ポート３１を連通させる。

下部サイクロンボディー４０の下部排気ポート４３には、グリル５０が装着されている。下部排気ポート４３にはその開口縁に沿って複数の結合爪５７が形成されている。グリル５０は、図５においてさらに具体的に示される通り、グリル部５３を中心に下部結合部５１と下部スカート部５５とに区分可能である。グリル部５３には上下に切り取られた複数のグリル孔５４が円周方向に沿って設けられている。このようなグリル孔５４は空気に含まれた一定サイズ以上の異物が通過することを遮断する。下部結合部５１には下部排気ポート４３の結合爪５７とかみ合う複数のリブ５２が突出されている。そして、下部スカート部５５はグリル部５３の断面半径より拡径された断面半径を有する。このような下部スカート部５５は旋回気流の円滑な流れを案内する。

上部サイクロンボディー３０の上部排気ポート３３にはフィルタ６０が装着されている。フィルタ６０もフィルタリング部６３を中心に上下部に設けられた上部結合部６１と下部スカート部６５を備える。上部結合部６１及び上部スカート部６５は前述したグリル５０の構造と同様に形成可能なので、それに対する説明は省く。フィルタリング部６３は、その円周面に開口された複数のグリル窓を有し、このようなグリル窓の外面に網状のフィルタリング部材６６が取付けられている。ここで、網状のフィルタリング部材６６は異物だけではなく微細な塵埃までフィルタリング可能である。

一方、下部サイクロンボディー４０は、その下部面が開口４９で形成されている。この開口４９に着脱自在な異物回収箱７０が結合される。図６は下部サイクロンボディー及び上部サイクロンボディーを一体に備えるケーシングの底面斜視図である。同図を参照すれば、サイクロンボディー３０、４０を形成するケーシング２３の下部、すなわち下部サイクロンボディー４０の下向き開口４９が形成されていることが分かる。下部サイクロンボディー４０の下向き開口４９にはその長手方向に沿って噛合い溝２７が形成されている。

そして、異物回収箱７０は図７から見られるように、その上向きの開口が噛合い縁部７８で形成されている。異物回収箱７０の噛合い縁部７８は下部サイクロンボディー４０の噛合い溝２７に強制挟込式で結合される。このような異物回収箱７０の外面には取手部７５が突出されている。また、異物回収箱７０にはその底面から起立方向を上向きに突出された複数の支持突起７７が形成されている。これら支持突起７７は下部サイクロンボディー４０内に装着されたグリル５０を上向きに支持すると同時に、内部に形成される旋回気流の円滑な流れを補助する。

一方、異物回収箱７０は下部サイクロンボディー４０により遠心分離された異物を収容する下部異物回収部７３と、上部サイクロンボディー３０により遠心分離された異物が収容される上部異物回収部７１とに区画されている。下部異物回収部７３は異物回収箱７０の殆どを占め、グリル５０によりフィルタリングされた大サイズの異物が回収される。そして、上部異物回収部７１は下部異物回収部７３の一側に設けられ、フィルタ６０によりフィルタリングされた相対的に小サイズ及び微細な異物が回収される。

ここで、異物回収箱７０と上部サイクロンボディー３０は異物案内通路４７により連結されている。異物案内通路４７は上部サイクロンボディー３０の下部側面に形成された異物排出孔４８と異物回収箱７０の上部異物回収部７１を連通させる。このような異物案内通路４７は図６でさらに具体的に見られるように、ケーシング２３の外壁面に沿って上下に設けられる。

以下、このような二重サイクロン集塵装置の作用について説明する。

本発明の二重サイクロン集塵装置２０は、掃除機本体３の装置収容部１０内に一定方向に結合される。すると、下部サイクロンボディー４０の下部吸気ポート４１が掃除機本体３の装置収容部１０に露出された吸込側連結管１３と結合され、上部サイクロンボディー３０の上部排気ポート３３は排出側連結管１４と結合される。この状態で機器の作動をオンさせれば、真空発生装置が駆動を開始する。この際、吸込ブラシ５を介して外部の異物の含有された空気が吸い込まれた後、吸込側連結管１３を通して下部サイクロンボディー４０の下部吸気ポート４１に吐出される。

下部吸気ポート４１に吐出される異物を含有した空気は、下部サイクロンボディー４０内で旋回気流を形成し、これにより異物が一次的に遠心分離される。ここで、遠心分離される異物は異物回収箱７０の下部異物回収部７３内に集積される。その後、異物が分離された空気はグリル５０を通過した後、空気流路３７に沿って上昇する。この際、グリル５０は一次的に遠心分離された後浮遊する割合大きいサイズの異物の通過を遮断させる。

一方、空気流路３７に沿って上昇した空気は上部吸気ポート３１を通して上部サイクロンボディー３０の内部に吐出されながら、やはり旋回気流を形成する。この際、旋回気流に含まれた異物は二次的に遠心分離され上部サイクロンボディー３０の底面に落下する。底面に積もる相対的に小サイズの異物は、旋回気流が形成する風力により回転しつつ、上部サイクロンボディー３０の下部に形成された異物排出孔４８を通して排出される。その後、異物案内通路４７に沿って流動して異物回収箱７０の上部異物回収部７１に集積される。

その後、上部サイクロンボディー３０内で異物を分離させた空気はフィルタ６０を通過した後排出側連結管１４を通して排出される。フィルタ６０は小サイズの異物だけではなく微細な塵埃をフィルタリングする。従って、清浄な空気が排出側連結管１４を通して排出される。ここで、フィルタ６０は下部サイクロンボディー４０内で一次的にフィルタリングされた空気をフィルタリングするものなので、そのダストフィルタリングの効率が向上され、寿命も延長可能になる。

時間の経過に伴って異物回収箱７０に集積される異物の量が多くなれば、使用者はその取手部７５を把持して分離可能である。その後、異物を除去させた異物回収箱７０はその噛合い縁部７８を下部サイクロンボディー４０の噛合い溝２７に強いて挟み込んで簡単に結合させうる。

一方、前述及び示した実施例では、上部異物回収部７１と下部異物回収部７３が区画形成された異物回収箱７０について説明したが、上部サイクロンボディー３０と下部サイクロンボディー４０にそれぞれ着脱自在な専用の異物回収箱に変形実施可能である。

従来のサイクロン集塵装置を備える真空掃除機の部分拡大縦断面図である。 本発明に係る二重サイクロン集塵装置を備えるアップライト型サイクロン真空掃除機の斜視図である。 図２の要部拡大図であって、本二重サイクロン集塵装置の外観を示す図である。 図３の縦断面図である。 図４の分解斜視図である。 図５のサイクロンボディーの底面斜視図である。 図５の異物回収箱の上部斜視図である。

符号の説明

１ 真空掃除機
３ 掃除機本体
５ 吸込ブラシ
１０ 装置収容部
１３ 吸込側連結管
１４ 排出側連結管
２０ 二重サイクロン集塵装置
２３ ケーシング
２７ 噛合い溝
３０ 上部サイクロンボディー
３１、４１ 吸気ポート
３３、４３ 排気ポート
３６ 離隔空間
３７ 空気流路
３８ 外部案内区間
３９ 内部案内区間
４０ 下部サイクロンボディー
４６ 貫通孔
４７ 異物案内通路
４８ 異物排出口
４９ 開口
５０ グリル
５１ 下部結合部
５２ リブ
５３ グリル部
５４ グリル孔
５５ 下部スカート部
５７ 結合爪
６０ フィルタ
６１ 上部結合部
６３ フィルタリング部
６５ 上部スカート部
６６ フィルタリング部材
７０ 異物回収箱
７１ 上部異物回収部
７３ 下部異物回収部
７５ 取手部
７７ 支持突起
７８ 噛合い縁部

Claims (9)

1. 外部から流入される空気に含まれた大きい粒子の異物を１次的に遠心分離させ回収する下部サイクロンボディーと、
   該下部サイクロンボディーの上部に設けられ、前記下部サイクロンボディーから排出される空気に含まれた相対的に小サイズの異物を順次に遠心分離させ回収する少なくとも一つ以上の上部サイクロンボディーとを含んでなる真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
2. 前記上部サイクロンボディー及び前記下部サイクロンボディーはケーシング内に上下に区画された一対に設けられ、それぞれ内部に向かって斜線方向に空気を吐出させる吸込ポートと異物が遠心分離された内部の空気を排出させる排気ポートとを備え、
   前記下部サイクロンボディーの下部排気ポートと前記上部サイクロンボディーの上部吸込ポートは、前記ケーシングの内部に設けられる内部案内区間及び前記ケーシングの外部に設けられる外部案内区間とを含む空気流路によって連通することを特徴とする請求項１に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
3. 前記それぞれのサイクロンボディー内で該当する前記上部排気ポート及び前記下部排気ポートにそれぞれ結合された異物除去手段とをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
4. 前記下部排気ポートに結合された異物除去手段は、一定サイズ以上の異物をフィルタリングさせるグリルであり、
   前記上部排気ポートに結合された異物除去手段は、前記グリルを通過した一定サイズ以下の異物をフィルタリングさせるフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
5. 前記それぞれのサイクロンボディーには、
   内部で遠心分離される異物を回収する異物回収箱がそれぞれ分離自在に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
6. 前記下部サイクロンボディーには、
   前記上部サイクロンボディー及び前記上部サイクロンボディーで遠心分離された異物を回収する異物回収箱が着脱自在に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
7. 前記上部サイクロンボディーで遠心分離された異物を前記異物回収箱に案内する異物案内通路をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
8. 前記異物回収箱は、
   前記上部サイクロンボディーで遠心分離された異物を回収する上部異物回収部と、前記下部サイクロンボディーで遠心分離された異物を回収する下部異物回収部とが区画されていることを特徴とする請求項６または７に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。
9. 前記下部サイクロンボディーの下端部には円周方向に沿って下向きに開口された噛合い溝が設けられ、
   前記異物回収箱の上端部は前記噛合い溝に結合される噛合い縁部を形成することを特徴とする請求項８に記載の真空掃除機の二重サイクロン集塵装置。

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