JP2005103251A - 真空掃除機用サイクロン集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内部で旋回する空気の流れの速度を上昇させることで集塵効率が向上されたサイクロン集塵装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る真空掃除機用サイクロン集塵装置は、吸気口と
空気疎通可能に連結される第１のチャンバと;前記第１のチャンバおよび真空源それぞれと空気疎通可能に連結し、前記第１のチャンバから吸込まれた空気が遠心分離される第２のチャンバと;前記第１および第２のチャンバを連結する少なくとも１つの貫通孔および前記少なくとも１つの貫通孔に隣接して設けられる少なくとも１つのガイド部材を備え、前記第１および第２のチャンバとの間に設けられる隔壁と;を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は真空掃除機に関し、特に、外部からのゴミと共に吸込まれる空気を遠心分離し、空気に含まれたゴミを分離させるよう真空掃除機に設けられたサイクロン集塵装置に関する。

通常、真空掃除機は被掃除面のゴミを周りの空気と共に吸込んで被掃除面を掃除するための装置であって、真空源を内蔵している真空掃除機本体と、その真空源によって生成される吸込力を用いて被掃除面の周り空気をゴミと一緒に吸い込む吸気口組立体と、外気からゴミを濾し出す集塵装置とを含む。最近には吸込まれた空気を遠心分離することで、その空気に含まれたゴミを分離し半永久的に使用可能なサイクロン集塵装置が前記集塵装置として使われる動向である。

図１はサイクロン集塵装置を備えるアップライト真空掃除機の構造を概略的に示した図である。同図を参照すれば、従来のアップライト真空掃除機１００は掃除機本体１１０とサイクロン集塵装置１８０を含む。

掃除機本体１１０は真空源１３０を内蔵しており、サイクロン集塵装置１８０は掃除機本体１１０に設けられた集塵チャンバ１４０に着脱自在に取付けられる。ここで、集塵チャンバ１４０は吸気口組立体１２０と第１の空気吸込路１６０を介して連結される。そして、真空源１３０は第２の空気吸込路１７０を介して集塵チャンバ１４０と連結される。

一方、サイクロン集塵装置１８０は、第１の空気吸込路１６０と連結した空気吸気口１８３と、第２の空気吸込路１７０と連結された空気排気口１８５と、空気吸気口１８３を介して吸込まれた空気を旋回させることによって発生する遠心力を用いて前記吸込空気からゴミ(Ｄ)を分離するサイクロンチャンバ１８７と、を含む。

前述のように構成されたサイクロン集塵装置１８０の集塵効率は、サイクロンチャンバ１８７内で旋回する空気の遠心力のサイズに比例し、前記遠心力は空気吸気口１８３を通って吸込まれる空気の旋回速度のサイズに比例する。前記吸込空気の旋回速度を向上させるためには、より大きな吸込力を発生させ得る真空源１３０を使用しなければならない。しかし、前述のように大きな吸込力を発生できる真空源１３０を使う場合、真空掃除機の製造コストが上昇してしまうという問題がある。

本発明は前述の問題を解決するために案出されたもので、その目的は、サイクロンチャンバ内で旋回する吸込空気の旋回速度を上昇させることができるようその構造を改善し、集塵効率が向上された真空掃除機用サイクロン集塵装置を提供することにある。

前記目的を達するための本発明に係る真空掃除機用サイクロン集塵装置は、外気を吸込む吸気口と前記吸気口に吸込力を発生させる真空源を連結する真空掃除機の吸込流路上に設けられ、前記吸気口を介して吸込まれた空気からゴミを分離し、前記吸気口と空気疎通可能に連結される第１のチャンバと;前記第１のチャンバおよび真空源それぞれと空気疎通可能に連結され、前記第１のチャンバから吸込まれた空気からゴミが遠心分離される第２のチャンバと;前記第１および第２のチャンバを連結する少なくとも１つの貫通孔および前記少なくとも１つの貫通孔に隣接して設けられる少なくとも１つのガイド部材を備えて、前記第１および第２のチャンバとの間に設けられる隔壁;を含み、前記少なくとも１つの貫通孔およびガイド部材は、前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへ流入される空気が分散されるようにガイドすることを特徴とする。

なお、前記少なくとも１つのガイド部材は、前記貫通孔を経由して前記第２のチャンバに吸込まれる前記空気を案内し、前記空気の進行方向が前記第２のチャンバと向い合う前記隔壁の一側面と鋭角をなすように形成されることが好ましい。

このため、前記少なくとも１つのガイド部材は、前記第２のチャンバと向い合う前記隔壁の一側面から斜めに延び、その先端部が前記第２のチャンバ内に配されることが好ましい。

そして、前記少なくとも１つの貫通孔は、前記隔壁の中央を中心にして放射状で配されることが好ましい。

さらに、前記隔壁はディスク状で形成され、前記少なくとも１つの貫通孔は前記隔壁の縁部に隣接して配されることが好ましい。

そして、前記少なくともガイド部材はすべて同一の方向に向かって斜めになるよう前記隔壁から突設されることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記真空源と連結される空気排気口を備え、一側がオープンされたダストカップと；前記ダストカップのオープン端を覆う第１のカバー;および前記第１のカバーの一側を覆うように前記第１のカバーと前記ダストカップの中いずれか１つと分離可能に結合し、前記吸気口と空気疎通可能に連結される第２のカバーと;を含み、前記第１のチャンバは、前記第１のカバーと前記第２のカバーとの間に形成される内部空間であり、前記第２のチャンバは前記第１のカバーと前記ダストカップとの間に形成される内部空間であり、前記貫通孔は前記第２のカバーと前記ダストカップとの間に配される前記第１のカバーの上部壁に貫通形成される。

なお、前記ダストカップは、上端がオープンされた円筒状で形成され、前記第１および第２のカバーは前記ダストカップの上部に順次に配されることが好ましい。

そして、前記ダストカップは、前記空気から分離されたゴミが積もる前記ダストカップの底面に貫通形成される空気排気口;および前記ダストカップの底面から上方で突設され、上端がオープンされ下端が前記空気排気口を覆って前記空気排気口を前記ダストカップの内部から隔離させる空気排気管と;を含むことが好ましい。

また、前記ダストカップは、前記ダストカップの底面から突設される少なくとも１つの第１の逆流防止部材を含むことが好ましく、前記第１の逆流防止部材それぞれの側面は、前記空気排気管の外周面と連結されることがもっとも好ましい。

一方、前記空気排気管の上端には、側面において複数のスリットが貫通形成されたグリル部材が連結されることが好ましい。

なお、前記グリル部材の上端は、前記第１のカバーの下面に分離可能に結合し、前記グリル部材の下端は、オープンされ前記第１のカバーと前記ダストカップとの結合時に前記空気排気管のオープンされた上端と分離可能に結合されることが好ましい。

そして、空気排気管の上端部と前記グリル部材の下端部のうち、少なくとも１つにはディスク状の第２の逆流防止部材が突設されることがもっとも好ましい。

なお、前記第２のカバーは下端がオープンされた円筒状で形成され、前記空気は、前記第２のカバーの側壁を貫通し前記第２のカバー側壁の接線方向に沿って第１のチャンバ内に吸込まれるか、前記空気は前記第２のカバーの上部壁を貫通し前記第１のチャンバの内に吸込まれることが好ましい。

本発明によると、第１および第２のチャンバを分離させる隔壁に少なくとも１つの第２の貫通孔とガイド部材を形成させることによって、同一な性能の真空源を有しても第２のチャンバ内で旋回する空気の流速を上昇させることが可能となる。よって、サイクロン集塵装置の集塵効率が向上される。

そして、第２の貫通孔とガイド部材によって一定のサイズ以上の集塵効率が保障されるため、前記空気吸気管と関したサイクロン集塵装置および真空掃除機本体の構造をより自在に設計できる。

付け加え、本発明によると、空気が吸込まれる第１の貫通孔と、第２のチャンバから排出される空気が通過するグリル部材を別の空間にそれぞれ設けることで互いに隔離させ得る。これによれば、第１の貫通孔から吸込まれる空気がダストカップ内で旋回できず、直ちにグリル部材に流入することによって発生されるサイクロン集塵装置の集塵効率の低下を抑える効果もある。

以下、本発明の好適な実施形態につき、添付の図面を参照して詳説する。参考に、本発明の実施形態を説明することにあたって、図１に図示される従来の真空掃除機の構成要素と同一な構成および機能を有する真空掃除機の構成要素について同一な参照符号を付して引用し、これに関する詳説は省略する。

図２は本発明の第１実施形態に係るサイクロン集塵装置を備える真空掃除機２００の構造を概略的に示す図であって、図３は本発明の第１の実施形態によるサイクロン集塵装置を抜粋して示す図である。この図を参照すれば、本実施形態に係るサイクロン集塵装置３００は、ダストカップ３１０と、第１のカバー３３０と、第２カバー３５０とを含む。前記ダストカップ３１０と第１および第２のカバー３３０、３５０は互いに分離可能に結合し、相互間の結合時に第１および第２のチャンバ３７０、３８０を形成させる。かかる構成を有するサイクロン集塵装置３００は真空掃除機本体１１０の集塵チャンバ１４０に着脱自在に取付けられる。一方、未説明の符号Ｓは、各構成要素の結合時に各構成要素間に空気が漏れることを防止するシーリング部材を表し、未説明の符号Ｗは、第２のチャンバ３８０の内部を観察できる観察窓を表す。

本実施形態におけるダストカップ３１０は、上端がオープンされた円筒状で形成され、サイクロン集塵装置３００の下部をなす。そして、ダストカップ３１０の底面には真空源１３０と連結される空気排気口３１１が形成され、前記空気排気口３１１はダストカップ３１０の底面から上方に延びる空気排気管３１３の下端に取り囲まれてダストカップ３１０の内部から隔離される。空気排気管３１３の上端はオープンされ第１のカバー３３０がダストカップ３１０の上部に結合するとき、後述されるグリル部材３６０の下端と連結され、ダストカップ３１０の内部と真空源１３０とを連結する従来の第２の空気吸込路１７０（図１参照）の機能を行なう。このようなダストカップ３１０の内部構造は、図５に詳しく示されている。

一方、第２のカバー３５０は、下端がオープンされた円筒状で形成され、その下端がダストカップ３１０の上端に分離可能に結合する。後述される第１のカバー３３０はダストカップ３１０と第２のカバー３５０との間に配される。よって、第２のカバー３５０は、第１のカバー３３０およびダストカップ３１０の結合方法に応じて第１のカバー３３０またはダストカップ３１０に結合する。本実施形態のような第１のカバー３３０において下端がオープンされた円筒状で形成された場合、第２のカバー３５０は第１のカバー３３０の上端に分離可能に結合される。一方、第２のカバー３５０は、第１の空気吸込路１６０と連結した第１の貫通孔３５１とを備える。前記第１の空気吸込路１６０は既説明された従来の第１の空気吸込路１６０と構成および機能が類似しているので、それに対する詳説は省略する。

本実施形態における第１のカバー３３０は下端がオープンされた円筒状で形成され、オープンされた下端がダストカップ３１０の上端と分離可能に結合される。これによって、第１のカバー３３０と第２のカバー３５０との間に第１のチャンバ３７０が形成され、第１のカバー３３０とダストカップ３１０との間には第２のチャンバ３８０が形成される。すなわち、第１のカバー３３０は、サイクロン集塵装置３００内で第１および第２のチャンバ３７０、３８０が互いに隔離させる隔壁の機能を果たす。ここで、第２のチャンバ３８０は、従来のサイクロンチャンバ１８７（図１参照）と同一な機能を行なう。以下、第１のカバー３３０の上部面、すなわち、第１のチャンバ３７０と向い合う面は第１の側面３３１と称し、第１のカバー３３０の下部面、すなわち、第２のチャンバ３８０と向い合う面は第２側面３３２と称する。 一方、図４に示すように、第１のカバー３３０は、第１および第２のチャンバ３７０、３８０を空気疎通可能に連結する第２の貫通孔３３５と、第２の貫通孔３３５に対応されて設けられるガイド部材３３７とを含む。前記第２の貫通孔３３５とガイド部材３３７は、第１のチャンバ３７０内の空気が第２のチャンバ３８０に吸込まれる際に放射状で分散した状態で吸込むためのものである。なお、ガイド部材３３７は、第１のチャンバ３７０から第２の貫通孔３３５を介して第２のチャンバ３８０に吸込まれる空気が第１のカバー３３０の第２の側面３３２と鋭角(θ;図２参照)をなして進行できるようにガイドすることが好ましい。このために、本実施形態におけるガイド部材３３７は、その先端が第２の貫通孔３３５と第２のチャンバ３８０との間に配するように第１のカバー３３０の第２の側面３３２うち第２の貫通孔３３５に隣接した部分から斜めに延びたブレード状で形成される。ここで、第２のカバー３５０の第１および第２の側面３３１、３３２は重力作用の方向と直交する方向、すなわち、被掃除面と並んで形成されることが好ましい。そして、第２の貫通孔３３５およびガイド部材３３７は、第１のカバー３３０に少なくとも１つ形成することが好ましい。

一方、第１のカバー３３０の第２側面３３２には、グリル部材３６０が分離可能に結合される。前記グリル部材３６０は、後述する第２のチャンバ３８０の内部からゴミが分離された後、真空源１３０に向かっている空気を再度フィルタリングする。図３に示すように、本実施形態におけるグリル部材３６０は、下端がオープンされた管状で形成され、上端は第１のカバー３３０の第２の側面３３２に分離可能に結合される。側面には第２のチャンバ３８０内の空気が吸込まれる複数のスリット３６１が形成される。前記グリル部材３６０の下端は第１のカバー３３０がダストカップ３１０に装着されるとき、空気排気管３１３のオープンされた上端と結合する。このようにグリル部材３６０が第２のチャンバ３８０に形成され第１のチャンバ３７０に形成された第１の貫通孔３５１から隔離されれば、第１の貫通孔３５１を介して吸込まれた空気が第２のチャンバ３８０内で旋回されず直ちにグリル部材３６０に吸込まれることを抑えられる。これはサイクロン集塵装置３００の集塵効率を向上させることに繋がる。前述のようなグリル部材３６０の形象および結合方法は必要に応じて多様に変形可能であり、ここではそれに関する詳説は除く。

本発明の実施形態に係るサイクロン集塵装置３００の作動について説明すれば次の通りである。

まず、図２に示すように、真空掃除機本体１１０内の真空源１３０が駆動されれば、吸気口組立体１２０の底面にて形成された吸気口(図示せず)を介して外部から空気が吸込まれる。

このように吸込まれた空気は、第１の空気吸込路１６０および第１の貫通孔３５１を経て第１のチャンバ３７０に吸込まれる。この時、前記空気が第１のチャンバ３７０内で旋回できるように第１の貫通孔３５１は、第２のカバー３５０の側面にて形成されることが好ましい。そして、第１の貫通孔３５１と第１の空気吸込路１６０を連結する空気吸気管３５３（図３参照）も第１の貫通孔３５１を介して吸込まれる空気が第２のカバー３５０内周面の接線方向に案内されるように第１のカバー３３０の内周面の接線方向と並んで配されることが好ましい。

前述のように、第１のチャンバ３７０内で旋回していた外気は、第２のカバー３５０の第２の貫通孔３３５を経て第２のチャンバ３８０に吸込まれる。これによれば、第１のチャンバ３７０内の空気流れの速度が第２の貫通孔３３５を経由しながら速くなる。このように第２の貫通孔３３５を経て第２のチャンバ３８０に向かっている空気は、ガイド部材３３７の案内により第１のカバー３３０の第２の側面３３２と鋭角をなして移動する。よって、第２のチャンバ３８０に進入した空気の旋回速度が第１のチャンバ３７０内でより速くなる。前述のように、空気の旋回速度の上昇のために、第２の貫通孔３３５は第１のカバー３３０の円周方向に沿って互い間隔を隔てて形成され、第１のカバー３３０と第２のカバー３５０との結合部位においては隣接に配されることが好ましい。そして、ガイド部材３３７は、第１のチャンバ３７０内における空気旋回方向に沿って下向きの斜め方向に形成されることが好ましい。

一方、第２チャンバ３８０に吸込まれた空気はダストカップ３１０の内壁に沿って旋回しながら下降する。これで、空気内に含まれているゴミ（Ｄ）は重力、および空気の旋回時に発生される遠心力によって分離され自重の原理に従ってダストカップ３１０の底面に積もる。このようにゴミ(Ｄ)と分離された空気はグリル部材３６０、空気排気管３１３、および空気排気口３１１を順次に経て真空源１３０側へ排気される。前述のようにゴミ分離効率を上昇させるためにダストカップ３１０の底面には、空気排気管３１３の外周面に沿って複数突設された第１の逆流防止部材３１７を形成することが好ましい。また、グリル部材３６０の下端部にディスク状の第２の逆流防止部材３６７を形成することが好ましい。これによれば、ゴミ(Ｄ)が積もるダストカップ３１０の底面からグリル部材３６０のスリット３６１に向かって上昇する空気の流れが妨害される。従って、微細ゴミが空気に含まれた状態でグリル部材３６０から排出されることを抑えられる。

図６は本発明の第２の実施形態に係るサイクロン集塵装置を示す図である。本実施形態におけるサイクロン集塵装置３００は、第１の貫通孔３５１’が第２のカバー３５０’上部壁に貫通形成される。この場合、第１のチャンバ３７０内で空気が旋回できないため、前述の実施例によりサイクロン集塵装置３００の集塵効率が低下される。しかし、前記吸込空気が第１のチャンバ３７０から第２チャンバ３８０に吸込まれる時、第２の貫通孔３３５とガイド部材３３７とによって第２のチャンバ３８０内においては充分な旋回速度で流動するようになる。すなわち、第２の貫通孔３３５とガイド部材３３７とによって一定のサイズ以上のサイクロン集塵装置３００の集塵効率を保障することが可能になる。

以上で本発明に係るサイクロン集塵装置の説明にあたって、重力によりダストカップが下端に配する場合のみ限定して説明した。しかし、外気が吸い困れる第１のチャンバ、吸込空気を遠心分離してゴミを濾し出す第２のチャンバ、前記第１および第２のチャンバを互いに隔離させて第２の貫通孔およびガイド部材を備えた隔壁を備えるサイクロン集塵装置であれば、その形態に拘らず本発明の適用が可能であることは勿論である。

以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

キャニスター型真空掃除機およびアップライト真空掃除機を含むすべての形態の真空掃除機の中、サイクロン集塵装置を使用する真空掃除機に本発明を適用して真空掃除機の掃除効率を向上させることができる。

従来のサイクロン集塵装置が取付けられたアップライト真空掃除機の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るサイクロン集塵装置が取付けられたアップライト真空掃除機を示した図である。 図２のサイクロン集塵装置を分離して示す斜視図である。 図３の第１のカバーの底面部を示す斜視図である。 図３のダストカップを示した斜視図である。 本発明の第２の実施形態によるサイクロン集塵装置を分離して示す斜視図である。

符号の説明

３００ サイクロン集塵装置
３１０ ダストカップ
３３０ 第１のカバー
３５０ 第２のカバー
３５１ 第１の貫通孔
３３５ 第２の貫通孔
３３７ ガイド部材
３５３ 空気吸気管
３１１ 空気排気口
３１３ 空気排気管
３６０ グリル部材
３１７ 第１の逆流防止部材
３６７ 第２の逆流防止部材

Claims (14)

1. 外気を吸い込む吸気口と前記吸気口に吸込力を発生させる真空源を連結する真空掃除機の吸込流路上に設けられ、前記吸気口を介して吸い込まれた空気からゴミを分離するサイクロン集塵装置であって、
   前記吸気口と空気疎通可能に連結される第１のチャンバと;
   前記第１のチャンバおよび真空源それぞれと空気疎通可能に連結され、前記第１のチャンバから吸込まれた空気からゴミが遠心分離される第２のチャンバと;
   前記第１および第２チャンバを連結する少なくとも１つの貫通孔および前記少なくとも１つの貫通孔に隣接して設けられた少なくとも１つのガイド部材を備え、前記第１および第２のチャンバとの間に設けられる隔壁と;
   を含み、
   前記少なくとも１つの貫通孔およびガイド部材は、前記第１のチャンバから空気が分散した状態で前記第２のチャンバに流入されるようガイドすることを特徴とする真空掃除機用サイクロン集塵装置。
2. 前記少なくとも１つのガイド部材は、前記貫通孔を経由して前記第２のチャンバに吸込まれる前記空気の進行方向が前記第２のチャンバと向い合う前記隔壁の一側面と鋭角をなして案内するよう斜めに形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
3. 前記少なくとも１つのガイド部材は、前記第２のチャンバと向い合う前記隔壁の一側面から斜めに延び、その先端部が前記第２のチャンバ内に配されることを特徴とする請求項２に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
4. 前記少なくとも１つの貫通孔は、前記隔壁の中央を中心にして放射状で配されることを特徴とする請求項３に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
5. 前記隔壁はディスク状で形成され、前記少なくとも１つの貫通孔は前記隔壁の縁部に隣接して配されることを特徴とする請求項４に記載のサイクロン集塵装置。
6. 前記真空源と連結される空気排気口を備え、一側がオープンされたダストカップと；
   前記ダストカップのオープン端を覆う第１のカバーと;
   前記第１のカバーの一側を覆うように前記第１のカバーと前記ダストカップの中いずれか１つと分離可能に結合し、前記吸気口と空気疎通可能に連結される第２のカバーと;
   を含み、
   前記第１のチャンバは、前記第１のカバーと前記第２のカバーとの間に形成される内部空間であり、前記第２のチャンバは前記第１のカバーと前記ダストカップとの間に形成される内部空間であり、前記隔壁は前記第２のカバーと前記ダストカップによって取り囲まれる前記第１のカバーの上部壁の一部であり、前記少なくとも１つの貫通孔は前記第１のカバーの上部壁に貫通形成されることを特徴とする請求項３に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
7. 前記ダストカップは上端がオープンされた円筒状で形成され、前記第１および第２のカバーは前記ダストカップの上部に順次に配されることを特徴とする請求項６に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
8. 前記ダストカップは、
   前記空気から分離されたゴミが積もる前記ダストカップの底面に貫通形成される空気排気口と;
   前記ダストカップの底面から上方に突設され、上端がオープンされ下端が前記空気排気口を覆って前記空気排気口を前記ダストカップの内部から隔離させる空気排気管と;
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
9. 前記ダストカップは、前記ダストカップの底面から突設される少なくとも１つの第１の逆流防止部材を含むことを特徴とする請求項８に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
10. 前記空気排気管の上端には、側面において複数のスリットが貫通形成されたグリル部材が連結されることを特徴とする請求項８に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
11. 前記グリル部材の上端は、前記第１のカバーの下面に分離可能に結合し、
    前記グリル部材の下端は、オープンされ前記第１のカバーと前記ダストカップとの結合時に前記空気排気管のオープンされた上端と分離可能に結合されることを特徴とする請求項１０に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
12. 前記空気排気管の上端部と前記グリル部材の下端部のうち、少なくとも１つにはディスク状の第２の逆流防止部材が突設されることを特徴とする請求項１１に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
13. 前記第２のカバーは下端がオープンされた円筒状に形成され、
    前記空気は、前記第２のカバーの側壁を貫通し前記第２のカバー側壁の接線方向に沿って第１のチャンバ内に吸込まれることを特徴とする請求項６に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。
14. 前記第２のカバーは下端がオープンされた円筒状に形成され、
    前記空気は、前記第２のカバーの上部壁を貫通し前記第１のチャンバの内に吸込まれることを特徴とする請求項６に記載の真空掃除機用サイクロン集塵装置。

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