JP2006192247A - サイクロン集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空清掃機が引っ繰り返っても、収去されたホコリの逆流が防止され、カバーの構成が簡単なサイクロン集塵装置を提供する。
【解決手段】本発明によるサイクロン集塵装置は、サイクロン室及びサイクロン室の外側を円柱状に包む汚物収去室を含んだサイクロン本体と；サイクロン室及び汚物収去室間の連結通路を形成するように、サイクロン本体の上端に設置する上部カバーと；上部カバーの内壁に形成されて汚物収去室からサイクロン室に汚物が逆流することを遮断する逆流防止段差とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は真空清掃機に装着されて、流入した集塵空気をホコリと空気に遠心分離するサイクロン集塵装置に関する。

このようなサイクロン集塵装置の初期モデルは米国登録特許（ＵＳ６００３１９６）に開示されたようにホコリの分離と収集が同じ場所で起こる。この場合収去されたホコリはサイクロン気流によって飛散されたり排気パイプに再び逆流することができてホコリの分離効率が落ちて、逆流したホコリによって排気フィルターのような各種フィルターが詰まる問題点が発生する。特に、このような問題点は清掃途中真空清掃機が引っ繰り返って、収去されたホコリが零れる場合さらに大きく発生する。

一方、このような問題点を解決するために本出願人の先出願である韓国公開特許（ＫＲ２００２−０００９７６８）に開示されたようなサイクロン集塵装置が創案された。すなわち、このようなサイクロン集塵装置は円筒形のサイクロン本体と、このようなサイクロン本体の外側を円柱状に包んでホコリの移動を限定する仕切りを含んだ筒型の汚物収去筒と、前記サイクロン本体と汚物収去筒を上側で覆う空気流入口と排気口を有するカバーで構成されて、キャニスター型清掃機に適用されるために小型で製作される。

しかし、このようなサイクロン集塵装置が清掃途中頻繁に引っ繰り返るキャニスター型清掃機に設置した場合、サイクロン本体内部に残っているホコリが排気口が形成されているカバーに零れて排気口を介してサイクロン集塵装置を抜けることができる。

また、カバーに空気流入口と排気口が同時に形成されていてカバーの構成が複雑である。
米国登録特許第６００３１９６号 韓国公開特許第２００２−０００９７６８号

本発明は前記のような問題点を解決するために創案されたことであって、真空清掃機が引っ繰り返っても、収去されたホコリの逆流が防止されたサイクロン集塵装置を提供することに目的がある。

本発明の他の目的はカバーの構成が簡単なサイクロン集塵装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明によるサイクロン集塵装置は、サイクロン室及び前記サイクロン室の外側を円柱状に包む汚物収去室を含んだサイクロン本体と；前記サイクロン室及び前記汚物収去室間の連結通路を形成するように、前記サイクロン本体の上端に設置する上部カバーと；前記上部カバーの内壁に形成されて前記汚物収去室から前記サイクロン室に汚物が逆流することを遮断する逆流防止段差とを含むことを特徴とする。

ここで、前記サイクロン集塵装置は、前記サイクロン本体の低壁に設置した排気パイプと；前記サイクロン本体の内壁及び外壁を貫通するように、前記サイクロン本体の下部に設置された流入パイプと；前記流入パイプから流入する空気を案内するように、前記サイクロン室に設置したガイドとをさらに含むことが好ましい。

前記逆流防止段差は、前記サイクロン室の外径Ｄ１より大きい外径Ｄ２を有した円柱型の突起であり、前記逆流防止段差の高さＨ３は、前記連結通路の高さＨ４より低いことが好ましい。

また、前記目的は円形の内壁、前記内壁と一定空間を置いて離隔されて設置された外壁、前記内壁と外壁を連結する低壁及び前記外壁の上端と連結された上壁を含んだサイクロン本体と；前記サイクロン本体の外壁及び内壁を貫通する流入パイプと；前記サイクロン本体の低壁を貫通する排気パイプと、前記上壁の底面から下方向に突出した汚物防止段差とを含み、前記内壁の上端と前記上壁の底面が一定間隔で離隔されたサイクロン集塵装置により達成される。ここで、前記逆流防止段差は、前記円形の内壁より大きい直径を有することが好ましい。

以上で説明した本発明の実施形態によるサイクロン集塵装置によれば、第一に、逆流防止段差とサイクロン室及び汚物収去室が分離されていて真空清掃機が清掃途中引っ繰り返っても汚物収去室に収去されたホコリが逆流しないし、汚物収去室に収去されたホコリの飛散及び逆流が防止される。したがって、排気フィルターのような各種フィルターが詰まることが防止される。

第二に、排気パイプが低壁に設置した関係で真空清掃機が清掃途中引っ繰り返ってもサイクロン室に残っているホコリが排気パイプを介して排気口から抜け出ることが防止される。したがって、排気フィルターのような各種フィルターが詰まることが防止される。

第三に、空気流入口はサイクロン本体の外壁に形成されて、排気口は低壁に形成された関係のカバーの構成が簡単で製作が容易くて、収去されたホコリを排出するために単純な構成を有したカバーを開けばいいので便利である。

以下、添付した図面に基づいて本発明の好ましい実施形態によるサイクロン集塵装置を詳細に説明する。

図１は本発明であるサイクロン集塵装置の一実施形態が適用された真空清掃機を示した図である。同図に示したように、真空清掃機１０は清掃機本体１１と、延長管１２と、フレキシブルホース１３と、延長管１２及びフレキシブルホース１３を通じて清掃機本体１１と連結された吸入ブラッシュ１４と、清掃機本体１１に着脱自在に設置されたサイクロン集塵装置１００とを含む。

清掃機本体１１の前面にはサイクロン集塵装置１００の空気吸入口１１７ａと連通される連結孔１１ｂが形成され、このような連結孔１１ｂにフレキシブルホース１３が装着される。

そして、このような清掃機本体１１内にはサイクロン集塵装置１００が収容される集塵室１１ａが備えられ、このような集塵室１１ａにはサイクロン集塵装置１００が載せられる排気フィルター１５が設置される。このような排気フィルター１５を通じてサイクロン集塵装置１００の排気口（１１２ａ、図４参照）と清掃機本体１１内に設置された吸入源（図示せず）が連通される。

図２に示したように、サイクロン集塵装置１００はサイクロン本体１１０と、上部カバー１２０と、逆流防止段差１３０とを含む。

サイクロン本体１１０は円筒形の容器で、中心部にサイクロン室Ｓ１が形成され、円柱状に汚物収去室Ｓ２が形成される。このためにサイクロン本体１１０は外壁１１１と低壁（１１２、図３参照）と内壁１１３を含む。

図３及び図４に基づいて詳説すると、サイクロン室Ｓ１は内壁１１３と低壁１１２により形成され、集塵空気からホコリＸが遠心分離される空間である。この時、内壁１１３の高さＨ２はサイクロン室Ｓ１と汚物収去室Ｓ２間に高さがＨ４である帯型の連結通路Ｐを形成するために外壁１１１の高さＨ１より小さくなければならない。参考的に図４に表示された点線は連結通路Ｐが形成される空間をさらに明確に表示するための補助線である。

サイクロン室Ｓ１の低壁１１２には排気パイプ１１５を螺旋形で包んで徐々に高くなり最高高さがＨ６であるガイド（Ｓ１１）が設置される。このようなガイド（Ｓ１１）により流入パイプ１１７から流入した集塵空気が回転力を維持しながら上部カバー１２０方向に誘導される。一方、このようなガイド（Ｓ１１）はサイクロン本体１１０の低壁１１２から直接形成することができ、必要によっては別個の構造物で製作して低壁１１２に溶接または接着されることもできる。

図３に示したように、流入パイプ１１７が外壁１１１及び内壁１１３を貫通してサイクロン本体１１０の下部に設置される。詳細に、係る流入パイプ１１７は、集塵空気に遠心力を付与するため、図５に示したように、サイクロン室Ｓ１の側方向に設置され、このような流入パイプ１１７は円形以外に四角、三角等多様な形態で構成されることができる。このような流入パイプ１１７を通じて空気吸入口１１７ａを通じて流入した集塵空気がサイクロン室Ｓ１に案内される。

図４に示したとおり、サイクロン室Ｓ１の低壁１１２中心部には排気口１１２ａが形成され、このような排気口１１２ａには所定高さＨ５を有した排気パイプ１１５が溶接または接着されて設置される。

一方、排気パイプ１１５の高さＨ５は流入パイプ１１７に入った集塵空気が直ちに排出されないながら、集塵空気から分離された空気が円滑に抜けることができる高さＨ５を有しなければならない。実験によれば、このような排気パイプ１１５の高さＨ５は次のような計算式により求められる。

Ｈ５＝Ｈ６＋（Ｈ２−Ｈ６）*１／３
すなわち、内壁１１３の高さＨ２からガイド（Ｓ１１）の最高高さＨ６を引いた後１／３を掛ける。そして、このように計算された高さ（Ｈ２−Ｈ６）にガイド（Ｓ１１）の最高高さＨ６を加えれば、好ましい排気パイプ１１５の高さＨ５が計算される。但し、掛ける係数が必ずしも１／３である必要はなく、大体１／３〜１／２間にあれば構わない。

そして、このような排気パイプ１１５はモールディング物であってサイクロン室Ｓ１の低壁１１２と一体で形成することができ、形状も円形以外に四角、三角等多様な形態で構成することができる。このような排気口１１２ａ及び排気パイプ１１５を通じて集塵空気から分離された空気が矢印Ｆ２方向にサイクロン集塵装置１００を抜けるようになる。

図４及び図５に示したよう、汚物収去室Ｓ２はサイクロン室Ｓ１の外側を包むように形成された空間であって、このような汚物収去室Ｓ２にホコリＸが収集される。このために汚物収去室Ｓ２は内壁１１３、外壁１１１、低壁１１２に囲まれて形成される。

上述したように、サイクロン室Ｓ１と汚物収去室Ｓ２が分離されていてホコリＸの分離と収去が別個の場所で起こる。したがって、図７に示したように真空清掃機が引っ繰り返ってホコリＸが上部カバー１２０の下面１２０ａに零れる場合も汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸがサイクロン室Ｓ１に逆流することが防止される。そして、ホコリＸの収去と分離が他の場所で起きて収去されたホコリＸが飛散されたり逆流することが防止される。

一方、空気吸入口１１７ａと排気口１１２ａがそれぞれサイクロン本体１１０の外壁１１１と低壁１１２に形成された関係で上部カバー１２０の構成が簡単になる。

また、排気パイプ１１５が低壁１１２に設置した関係で真空清掃機１０が清掃途中引っ繰り返ってもサイクロン室Ｓ１に残っているホコリが排気パイプ１１５を通じて排気口１１２ａから抜け出ることが防止される。

図４ないし図６に示したよう、上部カバー１２０はサイクロン本体１１０の上側に結合される円形の蓋である。このような上部カバー１２０がサイクロン本体１１０の上側に結合されることで連結通路Ｐが初めて形成される。

但し、本実施形態と違ってサイクロン本体１１０の上側を上部カバー１２０の代わりに、外壁１１１の上端と連結された分離されない上壁で覆うこともできる。この場合汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリは低壁１１２を開閉可能にして捨てることができるのであろう。

逆流防止段差１３０は上部カバー１２０の下面１２０ａに形成された円柱型の突起であって連結通路Ｐの一部を遮断する。逆流防止段差１３０の高さＨ３は上部カバー１２０がサイクロン本体１１０に結合時連結通路Ｐの高さＨ４より小さく形成され、このようにすることで逆流防止段差１３０が連結通路Ｐを部分的に遮断して帯型の補助通路Ｐ１が形成される。

このような、補助通路Ｐ１を通じてサイクロン室Ｓ１で遠心分離したホコリＸが汚物収去室Ｓ２内に落ちるようになる。参考的に、点線は補助通路Ｐ１が形成される空間をさらに明確に表示するための補助線である。

逆流防止段差１３０はサイクロン室Ｓ１の外径Ｄ１より大きい外径Ｄ２を有する。このようにすることで集塵空気から遠心分離したホコリＸが矢印Ａ方向に逆流防止段差１３０にぶつかった後矢印Ｃ方向である垂直方向に補助通路Ｐ１を通じてサイクロン室Ｓ１でない汚物収去室Ｓ２に落ちる。

また、遠心分離したホコリＸを運搬する気流が矢印Ａ方向に逆流防止段差１３０にぶつかった後矢印Ｃ方向である垂直方向に、サイクロン室Ｓ１でない汚物収去室Ｓ２に下降する。このように垂直に下降する気流によって、図７に示したように真空清掃機が引っ繰り返ってホコリＸが上部カバー１２０の下面１２０ａに零れる場合に汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸがサイクロン室Ｓ１に逆流することが防止される。

そして、収去されたホコリＸが飛散されたり逆流することが防止される。すなわち、汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸが上部カバー１２０方向に上昇しようとしても、垂直に下降する気流によって汚物収去室Ｓ２内に再び押されて下がるようになる。このようにホコリＸが落ちる過程と気流が下降する過程は順次的または同時に起こることができる。

結果的に、図７に示したように真空清掃機が引っ繰り返ってホコリＸが上部カバー１２０の下面１２０ａに零れても、サイクロン室Ｓ１と汚物収去室Ｓ２が分離されていて汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸがサイクロン室Ｓ１に逆流することが１次的に防止され、逆流防止段差１３０により形成された垂直下降気流によって補助通路Ｐ１を通じて汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸがサイクロン室Ｓ１に逆流することが２次的に防止される。

また、排気パイプ１１５が低壁１１２に設置した関係で真空清掃機１０が清掃途中引っ繰り返ってもサイクロン室Ｓ１に残っているホコリが排気パイプ１１５を通じて排気口１１２ａから抜け出ることが防止される。

以下、前記のような構成を有したサイクロン集塵装置１００の動作を説明すると次のようである。

図１に示したように、真空清掃機１０が駆動されると吸入源（図示せず）により提供された吸入力により吸入ブラッシュ１４で被清掃面のホコリＸが吸入される。このように吸入されたホコリＸは矢印Ｆ１方向に延長管１２及びフレキシブルホース１３を経て清掃機本体１１の連結孔１１ｂと連通された空気吸入口１１７ａを通じてサイクロン集塵装置１００に流入される。

図３に示したとおりに、このように流入されたホコリＸは流入パイプ１１７を経てサイクロン室Ｓ１内部に流入される。この時、ホコリＸは流入パイプ１１７がサイクロン室Ｓ１の低壁１１２に側方向に設置された関係で遠心力を与えられるようになる。また、ガイド（Ｓ１１）が排気パイプ１１５を螺旋形で包んで徐々に高くなるようにサイクロン室Ｓ１の低壁１１２に設置した関係で遠心力を維持しながら上部カバー１２０方向に誘導される。

図４に基づいて説明すると、このような過程を介して空気中に含まれたホコリＸは遠心分離しながら連結通路Ｐにはねて出る。連結通路Ｐにはねて出たホコリＸは矢印Ａ方向に逆流防止段差１３０とぶつかった後矢印Ｃ方向に垂直に連結通路Ｐの補助通路Ｐ１を経て汚物収去室Ｓ２に落ちる。また矢印Ｂ方向に直接連結通路Ｐの補助通路Ｐ１を経て汚物収去室Ｓ２に落ちることができる。

これと同時にまたは次々と、遠心分離したホコリＸを運搬する気流は矢印Ａ方向に逆流防止段差１３０とぶつかり矢印Ｃ方向に垂直に連結通路Ｐの補助通路Ｐ１を経て汚物収去室Ｓ２に下降するようになる。このように下降する気流により汚物収去室Ｓ２に収去されたホコリＸが上部カバー１２０に上昇することが抑制される。

以後、ホコリＸが除去された空気は矢印Ｆ２方向に排気パイプ１１５、排気口１１２ａを経てサイクロン集塵装置１００を抜けた後排気フィルター（１５、図１参照）、吸入源（図示せず）を経て真空清掃機１０（図１参照）を抜けるようになる。

以上、本発明の原理を例示するための好ましい実施形態と関連して説明して図示したが、本発明はそのように図示して説明されたそのままの構成及び作用に限られるのでない。むしろ添付された特許請求範囲の思想及び範ちゅうを逸脱することがなく本発明に対する複数の変更及び修正が可能なことを当業者はよく理解することができることである。したがって、そういうすべての適切な変更及び修正と均等物も本発明の範囲に属することと見なされなければならないことである。

本発明であるサイクロン集塵装置はキャニスター型、ドラム型、アップライト型、スティック型、ハンディー型、ロボット型清掃機に適用される。

本発明であるサイクロン集塵装置の一実施形態が適用された真空清掃機を示した図である。 図１のサイクロン集塵装置の分解斜視図である。 図１のサイクロン集塵装置の部分切開図である。 図１の断面IV−IVを示した図である。 図１の断面V−Vを示した図である。 図２の上部カバー及び逆流防止段差を示した斜視図である。 図１のサイクロン集塵装置が引っ繰り返った図である。

符号の説明

１００ サイクロン集塵装置
１１０ サイクロン本体
１１１ 外壁
１１２ 低壁
１１３ 内壁
１１５ 排気パイプ
１１７ 流入パイプ
１２０ 上部カバー
１３０ 逆流防止段差
Ｓ１ サイクロン室
Ｓ２ 汚物収去室
Ｓ１１ ガイド
Ｐ 連結通路
Ｐ１ 補助通路

Claims (6)

1. サイクロン室及び前記サイクロン室の外側を円柱状に包む汚物収去室を含んだサイクロン本体と；
   前記サイクロン室及び前記汚物収去室間の連結通路を形成するように、前記サイクロン本体の上端に設置する上部カバーと；
   前記上部カバーの内壁に形成されて前記汚物収去室から前記サイクロン室に汚物が逆流することを遮断する逆流防止段差とを含むことを特徴とするサイクロン集塵装置。
2. 前記サイクロン本体の低壁に設置した排気パイプと；
   前記サイクロン本体の内壁及び外壁を貫通するように、前記サイクロン本体の下部に設置された流入パイプと；
   前記流入パイプから流入する空気を案内するように、前記サイクロン室に設置したガイドとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン集塵装置。
3. 前記逆流防止段差は、
   前記サイクロン室の外径Ｄ１より大きい外径Ｄ２を有した円柱型の突起であることを特徴とする請求項２に記載のサイクロン集塵装置。
4. 前記逆流防止段差の高さＨ３は、前記連結通路の高さＨ４より低いことを特徴とする請求項３に記載のサイクロン集塵装置。
5. 円形の内壁、前記内壁と一定空間を置いて離隔されて設置された外壁、前記内壁と外壁を連結する低壁及び前記外壁の上端と連結された上壁を含んだサイクロン本体と；
   前記サイクロン本体の外壁及び内壁を貫通する流入パイプと；
   前記サイクロン本体の低壁を貫通する排気パイプと；
   前記上壁の底面から下方向に突出した汚物防止段差とを含み、
   前記内壁の上端と前記上壁の底面は一定間隔で離隔されたことを特徴とするサイクロン集塵装置。
6. 前記逆流防止段差は、前記円形の内壁より大きい直径を有することを特徴とする請求項５に記載のサイクロン集塵装置。

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