JP3145086B2 - 真空掃除機用サイクロン集塵装置 - Google Patents

真空掃除機用サイクロン集塵装置

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    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/103Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサイクロン集塵装置
に関するもので、特に、真空掃除機の使用に適した真空
掃除機用サイクロン集塵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、サイクロン集塵装置はサイクロ
ン原理を利用して、空気中に含まれた汚染物(塵、ご
み、紙屑など)を集塵する装置である。サイクロン集塵
装置は様々な分野で使用されるが、家庭用には主として
真空掃除機に適用されている。
【0003】サイクロン集塵装置はアメリカ特許464
3748,アメリカ特許4353008,アメリカ特許
5078761,アメリカ特許145499などに様々
な形態のものが提案されている。
【0004】サイクロン集塵装置は、汚染物を含む空気
(以下、”汚染空気”)が流入される方向と浄化した空
気が排出される方向とがほぼ同じであるサイクロン集塵
装置(以下、”順方向サイクロン集塵装置”)と、その
反対のサイクロン集塵装置(以下、”逆方向サイクロン
集塵装置”)とで分けられる。
【0005】まず、従来の一方向型サイクロン集塵装置
を説明する。
【0006】一方向型サイクロン集塵装置は、空気吸入
方向がサイクロンボディの軸方向になる集塵装置(図1
および図2)と接線方向になる集塵装置(図3および図
4)とで分けられる。
【0007】図1および図2に基づき従来の一方向型サ
イクロン集塵装置の一実施例を説明する。
【0008】円筒状のサイクロンボディ1の一側には、
汚染空気を軸方向に吸入するための吸入口2が形成さ
れ、他側には浄化した空気を軸方向に排出させる空気排
出口4が形成される。そして、サイクロンボディ1の内
部には、軸方向に吸入した空気を接線方向に回転させる
回転力付与手段3が設けられ、排出口4側には、遠心力
により分離された汚染物を接線方向に案内する汚染物排
出口5が設けられ、前記汚染物排出口5の一端には集塵
箱6が脱着可能に設けられる。
【0009】図3および図4に示すように、従来の一方
向型サイクロン集塵装置の他の実施例も上記サイクロン
集塵装置と同様の構造となっているので、詳細な説明は
省略する。ただ、吸入口12がサイクロンボディ11に
対して接線方向に設けられるので、別途の回転力付与手
段は形成されない。符号11はサイクロンボディ、13
は空気排出口、14は汚染物排出口、15は集塵箱を意
味する。
【0010】一方、真空掃除機に上記サイクロン集塵装
置を使用する場合は、サイクロン集塵装置を掃除機の本
体に設置して使用したり、掃除機の本体と吸入口体との
間に設置して使用する。
【0011】図1および図2に基づき従来のサイクロン
集塵装置の作動を説明する。
【0012】サイクロン集塵装置が作動すると、吸入力
発生手段、例えば、真空掃除機の吸入ファン(図示せ
ず)が動作して吸入力を発生させるので、室内の汚染物
が空気とともに吸入口2を介して前記サイクロンボディ
1に吸入される。この際、軸方向に吸入された汚染空気
は回転力付与手段3を通過しつつ接線方向に回転力が加
えられ、サイクロンボディ1内で回転を行う。したがっ
て、比較的軽い空気は遠心力を少なく受け、サイクロン
ボディ1の中心部分に集まりつつサイクロンを起こす。
そして、ある瞬間に空気排出口方向の流動(排出気流)
が形成され、空気は空気排出口4を介して排出される。
しかし、空気より重い汚染物は遠心力を多く受けて、サ
イクロンボディ1の内壁面に沿って流動し、結局、汚染
物排出口5側に設置された集塵箱6に入る。そして、集
塵箱6に汚染物が所定の限度以上に捕集すると、前記集
塵箱6を汚染物排出口5から分離して汚染物を捨てた
後、再び結合させて使用する。
【0013】従来の他のサイクロン集塵装置(図3およ
び図4)の動作原理も上述のものと類似であるので、詳
細な説明は省略する。ただ、他のサイクロン集塵装置で
は汚染空気がサイクロンボディの接線方向に流入される
ので、別途の回転力付与手段がなくても汚染空気は遠心
力を受ける。
【0014】図5に基づき従来の逆方向サイクロン集塵
装置を説明する。
【0015】円筒状のサイクロンボディ31の上部には
接線方向に汚染空気が吸入されるよう吸入口32が形成
され、下部には遠心力により分離された汚染物を接線方
向に案内する汚染物排出口34が設けられ、前記汚染物
排出口35には集塵箱34が脱着可能に設けられる。
【0016】ところで、逆方向サイクロン集塵装置では
順方向サイクロン集塵装置とは異なって、浄化した空気
を排出する空気排出口34が、吸入口32が設けられた
部分、つまり、サイクロンボディ31の上部に軸方向に
設けられる。
【0017】上述の逆方向サイクロン集塵装置の動作を
説明すると次の通りである。
【0018】吸入口32に吸入された汚染空気はサイク
ロンボディ31の内壁に沿って回転しつつ下降し、汚染
物は分離され集塵箱35に捕集する。
【0019】一方、浄化した空気は空気排出口33を介
して作用する吸入力により、サイクロンボディ1の底部
から空気排出口33側に方向を変えて上昇し、サイクロ
ンボディ31の外部に排出される。すなわち、逆方向サ
イクロン集塵放置ではサイクロンボディの内壁に沿って
旋回する流動(旋回流)が、サイクロンボディの底部
(空気排出口の反対側面)で方向を変えて上昇する排出
気流となる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のサ
イクロン集塵装置は次のような問題点がある。
【0021】第1に、サイクロンボディに吸入される汚
染空気が遠心力を十分に受けなく、汚染物が効果的に集
塵されずに、排出空気に便乗して再びサイクロンボディ
の外部に排出されるので、集塵効率が落ちるといった不
具合があった。
【0022】第2に、サイクロンボディ内で発生する旋
回流及び排出気流が互いに干渉を起こし、これは流動抵
抗となるので、圧力損失が大きくなるし、雑音が増加す
るといった不具合もあった。このような現象は逆方向サ
イクロン集塵装置でさらに激しく現れる。なぜなら、逆
方向サイクロン集塵装置では、サイクロンボディの底部
から旋回する流動が排出気流に変わる過程で互いに衝突
を起こし、乱流が発生するが、これが空気の抵抗要素と
して作用するためである。
【0023】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされたもので、その目的は集塵効率を向上させるこ
とのできるサイクロン集塵装置を提供することである。
【0024】本発明の他の目的は流動抵抗を減少させ、
雑音および圧力損失を低減できるようなサイクロン集塵
装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、本発明はサイクロンボディと、前記サイクロンボデ
ィに汚染物および空気を吸入する汚染空気吸入口と、前
記サイクロンボディで浄化した空気を排出する空気排出
口と、前記サイクロンボディから分離された汚染物を排
出する排出口とを含むサイクロン集塵装置において、前
記サイクロンボディの内部には、前記空気排出口に対向
する位置に流動案内手段が設けられ、前記サイクロンボ
ディの内部の旋回力を向上するとともに旋回流及び排出
気流の干渉を防止することを特徴とするサイクロン集塵
装置を提供する。
【0026】ここで、前記流動案内手段は前記空気排出
口方向に行くほど直径が大きくなるように構成され、旋
回流及び排出気流の干渉を防止する流動干渉防止部を有
する。 また、前記流動干渉防止部の一端には前記流動
干渉防止部を支持して、排出口を介して発生する吸入力
がおよぶ領域に吸入空気が流動されないようにする案内
部が形成されてもよい。したがって、本発明によれば、
集塵効率を向上させることができ、また雑音および圧力
損失を低減させることができる。
【0027】上記目的を達成するために、本発明はサイ
クロンボディと、前記サイクロンボディに汚染物および
空気を吸入する汚染空気吸入口と、前記サイクロンボデ
ィで浄化した空気を排出する空気排出口と、前記サイク
ロンボディから分離された汚染物を排出する汚染物排出
口とを含み、汚染空気の吸入方向と浄化空気の排出方向
とがほぼ同じである真空掃除機用順方向サイクロン集塵
装置において、前記サイクロンボディの内部には前記空
気排出口に対向する位置に、空気排出口の方向に行くほ
ど直径が大きくなるように構成され、旋回流及び排出気
流の干渉を防止する流動干渉防止部が設けられることを
特徴とする真空掃除機用順方向サイクロン集塵装置を提
供する。
【0028】前記流動干渉防止部の一端には円筒状の案
内部が形成されてもよい。
【0029】上記目的を達成するために、本発明はサイ
クロンボディと、前記サイクロンボディに汚染物および
空気を吸入する汚染空気吸入口と、前記サイクロンボデ
ィで浄化した空気を排出する空気排出口と、前記サイク
ロンボディから分離された汚染物を排出する汚染物排出
口と含み、汚染空気の吸入方向と浄化空気の排出方向と
が同一ではない真空掃除機用逆方向サイクロン集塵装置
において、前記サイクロンボディの内部には前記空気排
出口に対向する位置に、空気排出口方向に行くほど直径
が大きくなるように構成され、旋回流及び排出気流の干
渉を防止する流動干渉防止部が設けられることを特徴と
する真空掃除機用逆方向サイクロン集塵装置を提供す
る。
【0030】前記流動干渉防止部の一端には円筒状の案
内部が形成されてもよい。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を添
付図面を参照して説明する。
【0032】図6は本発明のサイクロン集塵装置の第1
実施例を示す縦断面図である。これに基づいて本発明の
第1実施例を説明する。従来と同様の構成要素は同一名
称および同一符号が付され、その説明は省略する。
【0033】本発明は基本的には従来と同様に、サイク
ロンボディ1,汚染空気吸入口2,空気排出口4,集塵
箱6および回転力付与手段3からなる。ただ、本発明で
は、サイクロンボディ1内に吸入される空気の遠心力を
向上させるとともに流動抵抗を減少させる役割の流動案
内手段がサイクロンボディ内部の所定の位置に設けられ
る。ここで、前記流動案内手段は空気排出口4の対向面
に設けられることが望ましい。
【0034】詳細に説明すると、流動案内手段は空気排
出口4の対向面、つまり、回転力付与手段3の出口側に
設けられる。そして、流動案内手段は案内部7と、前記
案内部に連結され、空気をサイクロンボディ1の内壁に
案内すると同時に流動抵抗を減少させる役割をする流動
干渉防止部8とからなる。ここで、案内部7は円筒状を
有するのが望ましい。
【0035】そして、流動干渉防止部8は空気吸入側か
ら排出側に行くほど、その大きさが段々と大きくなると
うに構成され、大端部は陥没して凹部8aが形成される
のが望ましい。なぜなら、このような形状で流動干渉防
止部8を構成すると、吸入側から排出側に行くほど空気
をより円滑にサイクロンボディの内壁面の方向に案内す
ることができるためである。また、流動干渉防止部8に
よって旋回流及び排出気流の干渉を効果的に防止するこ
とができる。ここで、流動干渉防止部8は空気吸入側か
ら排出側に行くほどその大きさが段々と大きくなる形状
であれば、何の形状でも使用可能である。例えば、漏斗
状、トランペット状、半球状、スカート状などを使用す
ることが可能である。
【0036】図6に基づき本発明の第1実施例による一
方向型サイクロン集塵装置の作用を説明する。
【0037】サイクロン集塵装置が動作すると、汚染空
気がサイクロンボディ1の吸入口2を介して前記サイク
ロンボディ1の内部に吸入される。吸入された汚染空気
は回転力付与手段3を通過しつつ接線方向に回転力が加
えられる。回転力付与手段3から回転力を受けて排出さ
れる汚染空気は、案内部7からサイクロンボディ1の内
壁方向に案内される。また、案内部7の外側に形成され
る流動干渉防止部8は空気吸入側から排出側に行くほど
その直径が段々と大きくなる形状であるので、汚染空気
はさらに効率よくサイクロンボディ1の内壁面の方向に
広がる。
【0038】すなわち、本発明によれば、サイクロンボ
ディ1に流入した汚染空気は流動案内手段により、サイ
クロンボディ1の内壁面に広がる力がさらに強くなる。
【0039】このように、流動案内手段8によってサイ
クロンボディ1の内壁面に効率的に案内された空気及び
汚染物は、その重さの差により相違の遠心力を受ける。
【0040】したがって、比較的軽い空気はサイクロン
ボディ1の中心部分に再び集まりつつサイクロンを起こ
し、排出気流を形成して排出口4を介して排出される。
そして、空気より重い汚染物はサイクロンボディ1の内
壁に沿って続けて排出口側に移動し、汚染物排出口5を
介して接線方向に排出され集塵箱6に収集される。
【0041】一方、本発明では、前記過程で回転力付与
手段3により回転力が加えられる初期の空気流動(旋回
流)は、流動案内手段によりサイクロンボディ1の内壁
面に案内される。したがって、汚染物が空気排出口4の
方向に発生する空気排出圧力の影響を受けてサイクロン
ボディ1の内壁面の方向に流れず、排出空気に便乗して
空気排出口4にすぐ排出されることを効率的に防止する
ことができる。
【0042】図7に基づき本発明のサイクロン集塵装置
の第2実施例を説明する。
【0043】第2実施例の基本構造も第1実施例と類似
である。すなわち、サイクロンボディ11,汚染空気吸
入口12,空気排出口13,集塵箱15からなる。た
だ、空気吸入口12がサイクロンボディ11の接線方向
に形成され、これにより回転力付与手段は形成されな
い。本実施例においても流動案内手段は空気排出口13
の対向面に形成され、前記流動案内手段は案内部17と
流動干渉防止部18とからなる。
【0044】動作原理は上記第1実施例と同一であるの
で、詳細な説明は省略する。
【0045】図8に基づき本発明のサイクロン集塵装置
の第3実施例を説明する。
【0046】第3実施例は本発明の要旨の流動案内手段
を逆方向サイクロン集塵装置に適用したものである。
【0047】本実施例においても流動案内手段は案内部
37と流動干渉防止部38とからなり、空気排出口33
の対向面、つまり、サイクロンボディ31の底面に設け
られる。勿論、流動干渉防止部38の大端部は空気排出
口33側に向き、陥没している。本実施例では案内部3
7が吸入空気を案内する役割をするよりは、遠心力によ
り分離された汚染物が集塵箱35に円滑に排出されるよ
うに案内する役割をする。
【0048】このように構成すると、汚染空気吸入口3
2から吸入されサイクロンボディ31の下部に旋回する
流動が排出気流に変換する過程で、流動案内手段により
衝突および干渉を効率的に減少させ得るので、流動抵抗
を減少させることができる。
【0049】したがって、圧力損失かつ雑音を減らすこ
とができる。
【0050】より詳しく説明すると、前記サイクロンボ
ディ31の下部に旋回する流動は空気排出口を介して空
気排出圧力を受け排出気流に変換する。この際、前記変
換過程で流動方向が前記流動案内手段の陥没した内部に
沿って自然に変換できるようになり、空気流動間の干渉
および衝突を防止する。また、前記流動案内手段は、サ
イクロンボディ31内の汚染物排出口の入り口側で流動
する汚染物が、旋回流から排出気流に変換する空気と分
離されるようにすることで、汚染物が排出気流へ干渉に
より入り込むことを防止できる。
【0051】一方、本発明のサイクロン集塵装置は従来
技術の説明でのように、真空掃除機の本体または本体と
吸入口体との間に設置して使用できる。
【0052】
【発明の効果】本発明の真空掃除機用サイクロン集塵装
置の効果は次の通りである。
【0053】本発明によれば、吸入口を介してサイクロ
ンボディ内に吸入される汚染空気を、初期段階でサイク
ロンボディの内壁面に効率よく案内するので、空気は十
分な遠心力が受けられる。したがって、空気から分離し
た汚染物は空気排出圧力(真空圧)が作用するサイクロ
ンボディの中心部と最大限遠くなるので、汚染物が排出
される空気とともに外部に排出されることを効率的に防
止することができる。
【0054】また、サイクロンボディの内部では旋回流
及び排出気流が形成されるが、流動案内手段により旋回
流及び排出気流の領域が明確となり、互いの干渉が防止
されるので、雑音および圧力損失を低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のサイクロン集塵装置の一実施例を示す縦
断面図である。
【図2】図1のI−I線断面図である。
【図3】従来のサイクロン集塵装置の他の実施例を示す
縦断面図である。
【図4】図3のII−II線断面図である。
【図5】従来の逆方向サイクロン集塵装置を示す縦断面
図である。
【図6】本発明のサイクロン集塵装置の第1実施例を示
す縦断面図である。
【図7】本発明のサイクロン集塵装置の第2実施例を示
す縦断面図である。
【図8】本発明のサイクロン集塵装置の第3実施例を示
す縦断面図である。
【符号の説明】
1、11 サイクロンボディ 2、12 汚染空気吸入口 4、13 空気排出口 5、14 汚染物排出口 7、17、37 案内部 8、18、38 流動干渉防止部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 ▲ヒョク▼晟 大韓民國 慶▲尚▼南▲道▼ 昌原市 沙巴丁洞 大東 エイピーティー., 106−2002 (72)発明者 林 慶錫 大韓民國 慶▲尚▼南▲道▼ 昌原市 南陽洞 成員 2次 エイピーティ ー., 208−1501 (72)発明者 朴 俊相 大韓民國 慶▲尚▼南▲道▼ 昌原市 成山洞 76 エルジー エレクトロニク ス クリーナー オービーユー リサー チ ラボラトリー (72)発明者 梁 炳善 大韓民國 慶▲尚▼南▲道▼ 昌原市 成山洞 76 エルジー エレクトロニク ス クリーナー オービーユー リサー チ ラボラトリー (56)参考文献 実開 平3−65545(JP,U) 実開 平5−95453(JP,U) 実開 昭58−91356(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/16

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サイクロンボディと、 前記サイクロンボディに汚染空気を吸入する吸入口と、 前記サイクロンボディにおいて浄化された空気を排出す
    る空気排出口と、 前記サイクロンボディにおいて前記汚染空気から分離さ
    れた汚染物を排出する汚染物排出口と 前記サイクロンボディの内部に設けられ、かつ、前記サ
    イクロンボディに吸入される前記汚染空気の遠心力を向
    上させる流動案内手段と を備え、 前記流動案内手段は、 前記サイクロンボディの内部に設けられ、かつ、旋回流
    および排出気流の干渉を防止する流動干渉防止部を含
    み、 前記流動干渉防止部は、前記吸入口の側から前記空気排
    出口の側に行くほどその大きさが段々と大きくなる形状
    を有している、 サイクロン集塵装置。
  2. 【請求項2】 前記流動干渉防止部は、漏斗状、トラン
    ペット状、半球状およびスカート状のうちのいずれかの
    形状を有している、請求項1に記載のサイクロン集塵装
    置。
  3. 【請求項3】 前記流動干渉防止部は、前記空気排出口
    に対向する位置に設けられている、請求項1に記載のサ
    イクロン集塵装置。
  4. 【請求項4】 前記流動案内手段は、 前記流動干渉防止部の一端に形成された案内部をさらに
    含む、請求項1に記載のサイクロン集塵装置。
  5. 【請求項5】 前記案内部は、円筒状の形状を有してい
    る、請求項4に記載のサイクロン集塵装置。
  6. 【請求項6】 前記サイクロン集塵装置は、前記汚染空
    気の吸入方向と前記浄化された空気の排出方向とがほぼ
    同じである真空掃除機用順方向サイクロン集塵装置であ
    る、請求項1に記載のサイクロン集塵装置。
  7. 【請求項7】 前記サイクロン集塵装置は、前記汚染空
    気の吸入方向と前記浄化された空気の排出方向とが同一
    ではない真空掃除機用逆方向サイクロン集塵 装置であ
    る、請求項1に記載のサイクロン集塵装置。
JP33352199A 1998-11-24 1999-11-24 真空掃除機用サイクロン集塵装置 Expired - Fee Related JP3145086B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

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