JP2005324002A - 多重サイクロン集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 微細塵の集塵効率を向上させることができるように改善された多重サイクロン集塵装置を提供する。
【解決手段】 本発明の多重サイクロン集塵装置は、吸引された空気から異質物を遠心分離する第１サイクロンと、第１サイクロンの上部に設けられた複数の第２サイクロンと、第１サイクロンの下部に結合される汚物回収ユニットを含む。ここで複数の第２サイクロン夫々は隣接して並列的に配置され、第２サイクロンの空気の旋回運動の中心軸線は、第１サイクロンの空気の旋回運動の中心軸線と実質的に直交するように配置される。また、汚物回収ユニットはその本体の形状が取っ手の機能をするように形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空掃除機に関し、さらに詳細には吸引された空気の中に含まれた各種汚物を遠心分離して回収する多重サイクロン集塵装置に関する。

一般に、アップライト型またはキャニスター型のような真空掃除機は、掃除機本体に接続されて被掃除面に沿って移動する吹込ブラシを備える。前記掃除機本体の内部は粉塵フィルタが着脱自在に設けられる集塵屋と、吸引力を提供するモータが設けられるモータ駆動屋に区分される。前記構成において、モータが駆動されれば、吸込ブラシに強い吸引力が生じる。この吸引力により被掃除面に存在する粉塵及び各種汚物を含んだ空気が掃除機本体に吸引される。このように吸引された空気は掃除機本体の集塵室に設置された粉塵フィルタを経て排出される。空気中に含まれた各種汚物らは前記粉塵フィルタで回収され、清潔な空気はモータ駆動室を経て外部に排出される。

しかし、上述したような一般的な真空掃除機は粉塵フィルタを用いて粉塵及び汚物を回収する構造となっているため、消耗品である粉塵フィルタを必ず備えなければならない。また、粉塵フィルタに汚物らが一杯となった場合、粉塵フィルタを取り換えしなければならない。取り換えの際、粉塵で汚染された粉塵フィルタを使用者が手で触れながら交換せざるをえないため、不便で、かつ非衛生的であるという問題点がある。

これを考慮して、最近には粉塵の集塵効率が高く、フィルタリングされた汚物を除去した後、続けて使用できる半永久的なサイクロン集塵装置が広く開発されて用いられている。このようなサイクロン集塵装置は、遠心分離の原理を利用して、空気から粉塵を遠心分離して汚物を回収する構造を備える。

ところが、前記サイクロン集塵装置の場合、従来の粉塵袋や粉塵フィルタを使用せずに半永久的なサイクロン集塵構造を備える。よって、サイクロン集塵装置の構造や性能によっては微細塵が完全にフィルタリングされずにそのまま通過させることができる。したがって、最近には微細塵の集塵効率を向上させ得るサイクロン集塵装置に対する関心が高まりつつある。

本発明は前記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、微細塵の集塵効率を向上させることができるように改善された多重サイクロン集塵装置を提供することである。

前記目的を達成するための本発明に係る多重サイクロン集塵装置は、吸引ポートと排気口とが備えられた第１サイクロンと、前記第１サイクロンと連通するように設けられる複数の第２サイクロンと、前記第１サイクロン及び複数の第２サイクロンで空気から分離された汚物を回収するための汚物回収ユニットとを含み、前記複数の第２サイクロン夫々は隣接して並列に配置されるように設けられることを特徴とする。

前記第１サイクロンは、吸引ポートと、内部に第１チャンバーを備える第１サイクロン本体と、前記第１サイクロン本体の上端に形成される第１排気口を含む。

前記複数の第２サイクロンは、夫々前記第１チャンバーより小さな体積を有する第２チャンバーを内部に備える第２サイクロン本体と、前記第２サイクロン本体の下端に形成されて前記第１排気口と連通する空気吸引口と、前記第２サイクロン本体の一側に設けられる第２排気口を夫々含む。

ここで、前記第１サイクロンは、流入した空気が旋回運動により垂直状態に上昇して排出されるように中心軸線が垂直状態で形成され、前記複数の第２サイクロンは、夫々前記第１サイクロンから流入された空気が旋回運動により水平状態で流動して排出されるように、中心軸線が前記第１サイクロンの中心軸線と直交するように、互いに並列に配置されることが好ましい。

また、前記複数の第２サイクロン夫々は、前記第２チャンバーで旋回する空気の回転中心の役割をするように、同一中心軸を持って互いに対向するように設けられるパイプをさらに含むことが好ましい。

また、前記第２サイクロンは、前記第２排気口と対向するように設けられる粉塵排出管をさらに含み、前記第１サイクロンは前記粉塵排出管を通して流入された粉塵を前記汚物回収ユニットへガイドするよう前記粉塵排出管と連通するように設けられる第３チャンバーをさらに含むことが好ましい。

また、前記第３チャンバーは、隔壁により前記第１チャンバーと分離されることが好ましい。

一方、前記汚物回収ユニットは、区画壁により区画される第１集塵室及び第２集塵室を備える回収筒本体を含み、前記第１集塵室は前記第１チャンバーと連通し、前記第２集塵室は前記第３チャンバーと連通するように形成されることを特徴とする。

また、前記汚物回収ユニットは、前記第１集塵室及び第２集塵室に該当する前記回収筒本体の上部に形成される第１及び第２結合溝と、前記第１及び第２結合溝の内部に設けられる第１及び第２シール部材とをさらに含むことが好ましい。

また、前記回収筒本体は、前記汚物回収ユニットを着脱するための取っ手機能ができるように形成されることが好ましい。

以上で説明したように、本発明に係る二重サイクロン集塵装置によれば、順次に汚物を分離する第１及び第２サイクロンを備えることによって、集塵効率を高めることができ、特に、第２サイクロンが第１サイクロンの上部に複数個が並列配置される多重サイクロンを形成することによって、第１サイクロンで分離されない微細塵を效果的に分離できるという長所がある。また、使用者が取り付けを容易にできる汚物回収ユニットを備えることによって、別の取っ手やまたはサイクロン集塵装置の全体を掃除機から分離せずに回収された汚物を除去できるという長所がある。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る多重サイクロン集塵装置を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る多重サイクロン集塵装置を示す概略的な外観斜視図である。

図１を参照すれば、多重サイクロン集塵装置は、第１サイクロン３０と、第１サイクロンの上部に結合される複数の第２サイクロン１０と、第１サイクロン３０の下部に結合される汚物回収ユニット５０を備える。

図２及び図５を参照すれば、第１サイクロン３０は、第１サイクロン本体３２と、前記第１サイクロン本体３２で空気を吸引するための吸引ポート３１と、本体３２の上端に形成される第１排気口３３及び第１排気口３３に結合されるグリル部材３７とを含むように構成される。

第１サイクロン本体３２は下部が開放されており、その内部は隔壁４３により第１チャンバー４０と第３チャンバー４４とに区分される。第１チャンバー４０は流入された空気が旋回されるようにし、第３チャンバー４４は後述する第２サイクロン３０の粉塵排出管１５を通じて流入される粉塵を後述する汚物回収ユニット５０の第２集塵室６３にガイドする粉塵通路の役割をする。図面に示すように、第１チャンバー４０の外観を形成する第１サイクロン本体３２aは円筒状であり、第３チャンバー４４の外観を形成する第１サイクル本体３２ｂの外観は角柱状を有するようになる。ところが、上述したように、第１チャンバー４０及び第３チャンバー４４は隔壁４３により区分されるので、隔壁４３により第３チャンバー４４は中央へ行くほどその断面積が小さくなる。

第１排気口３３は第１サイクロン本体３２の上部に形成され、空気誘導壁３６は第１排気口３３と接続されて所定距離の下部に形成される。空気誘導壁３６は第１排気口３３の外側から下部方向へ行くほど半径が連続して大きくなり、一定の長さからは一定の半径を有する形状に形成される。この空気誘導壁３６は吸引ポート３１と接続される。

吸引ポート３１は、汚物が含まれた空気を第１サイクロン本体３２の内部に流入されるように案内する。この吸引ポート３１の外側に設けられた入り口３１ａは非円状の管状を有する。すなわち、吸引ポート３１の入り口３１ａは図１に示すように直線型の下部壁Ｗ１と垂直壁Ｗ２及びドーム型の上部壁Ｗ３を有する。上部壁Ｗ３は引き続き延びられて空気誘導壁３６と接続される。構成の吸引ポート３１は入り口３１ａを通して吸引される空気を次第に下部へ向かうようにガイドする。そして、空気誘導壁３６は吸引空気を下方に傾斜するように誘導して遠心力が発生するようにする。したがって、吸引ポート３１に吸引された空気の移動を自然にガイドできるようになる。特に、鋭角でないラウンド面に沿って空気が誘導されるので、渦流発生などを最小化して遠心力が大きく発生できるようになる。遠心力が大きくなれば、汚物質の遠心分離効率も高まる。

グリル部材３７は第１サイクロン本体３２内で遠心分離された比較的大きい汚物が逆流されて第１排気口３３に排出されることを遮断するためのものである。このグリル部材３７は図２に示すように、複数の微細孔が形成された本体３８と、本体３８の下部に取り付けられたスカート３９を有する。本体３８は上部が開放され、円筒状を有する。この本体３８の上部は第１排気口３３に結合される。本体３８の下部は閉鎖されており、下部の外周にはスカート３９が拡張形成されている。スカート３９は第１サイクロン本体３２の第１チャンバー４０の内径よりは小さな外径を有するように形成される。スカート３９は第１サイクロン本体３２内で遠心分離された汚物が逆流されることを遮断するためのものである。

図２及び図３を参照すれば、２つの第２サイクロン１０、１０’は排出ポート１１と接続され、夫々の第２サイクロン１０、１０’は第２サイクロン本体１７、１７’と、第２サイクロン本体１７、１７’の内部に形成される第１パイプ１２、１２’及び第２パイプ１３、１３’と、空気吸引口１６、１６’と、粉塵排出管１５、１５’及び排出ポート１１と連通する第２排気口１８、１８’を含む。各第２サイクロン１０、１０’は同じ構成要素及び同じ機能をするので、１つの第２サイクロン１０に対してのみ説明する。

第２サイクロン本体１７は内部に第１サイクロン３０から流入された空気が旋回できるようにする第２チャンバー２０と、前記流入された空気が円滑な形態の旋回気流を形成できるように手助けする第１パイプ１２及び第２パイプ１３が第２サイクロン本体１７の一側及び他側に同一中心軸により互いに対向するように設けられる。一般に、一次に遠心分離された後２次に遠心分離するために第２チャンバー２０に流入された空気は、旋回しながら第２サイクロン本体１７の一側に衝突し、再度他側へ向かって外部に排出されるが、その旋回気流を誘導するガイド部材や中心軸がない場合、遠ざかるほど旋回気流は弱くなって遠心分離の効率が低くなる。したがって、第１及び第２パイプ１２、１３は、旋回気流の中心軸役割をするようになって流入した空気が円滑な形態の旋回気流を形成できるようにして、２次に遠心分離する効果を極大化できるようになる。

また、２つの第２サイクロン１０、１０’は隣接して並列に配される。また、図５を参照して述べると、第１チャンバー４０に吸い込まれた空気は旋回運動により垂直状態に排気されるようその旋回運動の中心軸線が垂直状態に形成されるが、第１チャンバー４０から吸い込まれた第２チャンバー２０の空気は旋回運動により垂直状態に流動し排気されるようにその旋回運動の中心軸線が第１チャンバー４０の旋回運動の中心軸線と実質的に直交していることが分かる。

空気吸引口１６は、図３に示すように、第２サイクロン本体１０の下部に備えられて、第１サイクロン３０の第１排気口３３と連通されるように設けられる。また、第２サイクロン１０、１０’夫々の空気吸引口１６、１６’は、１つの第１排気口３３と連通されるように設置され、第１サイクロン３０の排気口を複数個形成する必要がなくなるため、製作にも容易であるという長所がある。

第２排気口１８は、第２サイクロン本体１７の一側に接線方向に設置され、夫々の第２排気口１８、１８’は１つの排出ポート１１と連通されるように形成される。

粉塵排出管１５は、第２サイクロン本体１７の他側に軸方向に設置されて空気から遠心分離される微細塵を第１サイクロン３０の第３チャンバー４４を経て汚物回収ユニット５０の第２集塵室６３に送るようになる(図５参照)。

本実施の形態では２つの第２サイクロン１０、１０’が図示され説明されたが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の第２サイクロンが設けられることも可能であることはもちろんである。

図２及び図４を参照するに、汚物回収ユニット５０は第１サイクロン３０の下部に着脱自在に結合される。この汚物回収ユニット５０は、第１サイクロン３０及び第２サイクロン１０、１０’夫々で遠心分離された比較的大きい汚物と微細塵を別に回収するようにするものであって、回収筒本体５２の内部に備えられた区画壁５６により第１集塵室５３及び第２集塵室６３に区分されるように構成される。

区画壁５６は、回収筒本体５２の内部空間を第１集塵室５３及び第２集塵室６３に区画する。第１集塵室５３には第１サイクロン３０により空気と分離されたサイズが大きい汚物が集塵され、第２集塵室６３には複数の第２サイクロン１０、１０’により空気と分離された微細塵が集塵される。図面に示すように、サイズが大きい汚物の集塵量が微細塵の集塵量より多いため、第１集塵室５３のサイズが第２集塵室６３のサイズより大きいことが好ましい。第１集塵室５３の外観を形成する第１回収筒本体５２ａは第１サイクロン本体３２と対応されるように円筒型の形状を有し、第２集塵室６３の外観を形成する第２回収筒本体５２ｂは四角形の断面を有する。一方、第２回収筒本体５２ｂの下部断面積が上部断面積より相対的に小さいが、その理由は使用者が前記汚物回収筒の取り付けを容易にするためである。したがって、使用者はサイクロン集塵装置全体を掃除機本体(図示せず)から分離せずに、単純に回収筒本体５２aを取り付けて汚物回収ユニット５０を分離して汚物を捨てることができ、また別の取っ手を備えることを要しない。そして、回収筒本体５２は透明な材質からなることが好ましい。したがって、本発明によるサイクロン集塵装置が掃除機に設置されて使用されば、使用者は汚物回収ユニットを別に分離して汚物回収ユニット内部に集塵された汚物の量を確認できるようになる。

回収筒本体５２の上端部には第１結合溝５４及び第２結合溝６４が形成される。そして、各結合溝５４、６４の内部には第１及び第２シール部材５５、６５が設けられる。前記第１及び第２シール部材は、図面に示すように第１結合溝５４及び第２結合溝６４夫々に設けられることができるが、製造の便宜上、１つで設けられることも可能である。汚物回収ユニット５０が第１サイクロン３０に結合される場合、第１サイクロン本体３２の外壁下端部は第１結合溝５４及び第２結合溝６４に挿入されてシールされる。したがって、第１チャンバー４０と第１集塵室５３は、サイズが大きい汚物が空気から分離された後集塵される１つの独立空間を形成し、複数の第２チャンバー２０と連通された複数の第３チャンバー４４及び第２集塵室６３は、微細塵が空気から分離された後集塵されるまた１つの独立空間を形成する。

また、第１集塵室５３の内部には回転防止リブ５８及び旋回ガイド軸５７が設けられる。回転防止リブ５８は、第１集塵室５３に流入された汚物が旋回気流により流動されることを防止する。本実施の形態で回転防止リブ５８は第１集塵室５３に１つ設けられるが、本発明はこのような構成に限定されることではなく、２つ、４つ等多様な形態で備えられることができる。旋回ガイド軸５７は第１集塵室５３の概略中央に設置され、第１チャンバー４０に流入された空気が円滑な形態の旋回気流を形成できるように手助けする。すなわち、第１集塵室５３で流動される空気は旋回ガイド軸５７を回転中心として回転する。

前記構成を有する本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置の作用効果を詳細に説明する。

図２及び図５を参照すれば、汚物が含まれた空気は吸引ポート３１を通して流入される。流入された空気は、空気誘導壁３６にてガイドされて旋回気流に変わって第１サイクロン本体３２の内部の第１チャンバー４０に流入される。流入された旋回気流の遠心作用により比較的サイズが大きい汚物は落下して汚物回収ユニット５０の第１集塵室５３に回収される。そして、比較的清潔な空気はグリル部材３７を通過して排気口３３に排出される。

排気口３３を通して上昇された空気は、空気流入口１６を通し複数の第２サイクロン本体１７、１７’夫々に進入する。進入される空気は第２サイクロン本体１７内部の第２チャンバー２０に流入され、第２チャンバー２０に衝突した空気は第１及び第２パイプ１２、１３により旋回気流に誘導されて各第２サイクロン１０、１０’で遠心動作が２次に行われる。したがって、第２サイクロン１０、１０’夫々では第１サイクロン３０で分離されない微細塵が粉塵排出管１５を通して排出されて第１サイクロン３０の第３チャンバー４４を通し分離されて汚物回収ユニット５０の第２集塵室６３に回収される。そして、旋回気流は再度排出口１８側に排気される。夫々の排出口１８から排出された空気は、排出ポート１１を通し１つに合わせられて所定の経路に排出される。排出ポート１１には吸引力を提供する駆動モータが直接または間接的に接続されることができる。もちろん、吸引ポート３１側に駆動モータが接続されることもできる。

このように、比較的大きい容量を有する第１サイクロン３０を通し比較的大きい大部分の汚物を回収できる。そして、第１サイクロン３０で分離されない微細塵は第２サイクロン１０で分離することによって、集塵効率を上げることができる。特に、第２サイクロン１０は第１サイクロン３０の上部に複数個が一列に並列配置され、また第１サイクロンの空気の旋回中心軸と実質的に垂直な空気の旋回中心軸を有することによって、微細塵の集塵効率を上げることができる。

図面には示していないが、前記構成を持つ本実施の形態の多重サイクロン集塵装置は、多様な形態の掃除機に選択的に採用して使用できることは勿論である。

尚、本発明は、上記した本実施の形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更して実施することが可能である。

本発明の実施の形態による多重サイクロン集塵装置の外観斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図２の第２サイクロンの底面図である。 図２の汚物回収ユニットの平面図である。 図１の縦断面図である。

符号の説明

１０ 第２サイクロン
１１、１１’ 排出ポート
１２、１２’ 第１パイプ
１３、１３’ 第２パイプ
１５、１５’ 粉塵排出管
１７、１７’ 第２サイクロン本体
３０ 第１サイクロン
３１ 吸引ポート
３２ 第２サイクロン本体
３３ 第１排気口
３７ グリル部材
５０ 汚物回収ユニット
５２ 回収筒本体
５３ 第１集塵室
５４ 第１結合溝
５５ 第１シール部材
５６ 区画壁
６３ 第２集塵室
６４ 第２結合溝
６５ 第２シール部材

Claims (8)

1. 吸引された空気に含まれた汚物を、遠心力を利用して分離集塵するための多重サイクロン集塵装置において、
   吸引ポートと排気口とが備えられた第１サイクロンと、
   前記第１サイクロンと連通するように設けられる複数の第２サイクロンと、
   前記第１サイクロン及び複数の第２サイクロンで空気から分離された汚物を回収するための汚物回収ユニットとを含み、
   前記複数の第２サイクロン夫々は隣接して並列に配されるように設けられることを特徴とする多重サイクロン集塵装置。
2. 前記第１サイクロンは、吸引ポートと、内部に第１チャンバーを備える第１サイクロン本体と、前記第１サイクロン本体の上端に形成される第１排気口を含み、
   前記複数の第２サイクロンは、夫々前記第１チャンバーより小さな体積を有する第２チャンバーを内部に備える第２サイクロン本体と、前記第２サイクロン本体の下端に形成されて前記第１排気口と連通する空気吸引口と、前記第２サイクロン本体の一側に設けられる第２排気口を夫々含み、
   前記第１サイクロンは、流入した空気が旋回運動により垂直状態に上昇して排出されるように中心軸線が垂直状態で形成され、
   前記複数の第２サイクロンは、夫々前記第１サイクロンから流入された空気が旋回運動により水平状態で流動して排出されるように、中心軸線が前記第１サイクロンの中心軸線と直交するように、互いに並列に配されることを特徴とする請求項１に記載の多重サイクロン集塵装置。
3. 前記複数の第２サイクロン夫々は、
   前記第２チャンバーで旋回する空気の回転中心の役割をするように、同一中心軸を持って互いに対向するように設けられるパイプをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の多重サイクロン集塵装置。
4. 前記第２サイクロンは、前記第２排気口と対向するように設けられる粉塵排出管をさらに含み、
   前記第１サイクロンは、前記粉塵排出管を通して流入された粉塵を前記汚物回収ユニットへガイドするよう前記粉塵排出管と連通するように設けられる第３チャンバーをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の多重サイクロン集塵装置。
5. 前記第３チャンバーは、隔壁により前記第１チャンバーと分離されることを特徴とする請求項４に記載の多重サイクロン集塵装置。
6. 前記汚物回収ユニットは、
   区画壁により区画される第１集塵室及び第２集塵室を備える回収筒本体を含み、
   前記第１集塵室は前記第１チャンバーと連通し、前記第２集塵室は前記第３チャンバーと連通するように形成されることを特徴とする請求項５に記載の多重サイクロン集塵装置。
7. 前記汚物回収ユニットは、
   前記第１集塵室及び第２集塵室に該当する前記回収筒本体の上部に形成される第１及び第２結合溝と、
   前記第１及び第２結合溝の内部に設けられる第１及び第２シール部材とをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の多重サイクロン集塵装置。
8. 前記回収筒本体は、
   前記汚物回収ユニットを着脱するための取っ手機能ができるように形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の多重サイクロン集塵装置。

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