(57)【要約】【課題】  集塵性能が優れ、空気中に含まれているゴミや塵埃の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】  本発明に係るサイクロン集塵装置は、吸い込まれた空気から異物を遠心分離する第１サイクロンと、第１サイクロンを経た空気から再度異物を分離する少なくとも１つの第２サイクロンと、第１サイクロンあるいは第２サイクロンのいずれか１つに設けられた電極ユニットとを含む。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸い込まれた空気から異物を遠心分離する第１サイクロンと、
前記第１サイクロンを経た空気から再度異物を分離する少なくとも１つの第２サイクロンと、
前記第１サイクロンあるいは前記第２サイクロンのいずれか１つに設けられた電極ユニットとを含むことを特徴とするサイクロン集塵装置。
【請求項２】
前記電極ユニットは、前記第１サイクロンの排出通路上に設けられた第１電極部材、及び第１サイクロンの胴体内壁に設けられた第１導電性部材を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。
【請求項３】
前記電極ユニットは、前記第２サイクロンの排出通路上に設けられた第２電極部材、及び前記第２サイクロンの胴体内壁に設けられた第２導電性部材を更に含む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。
【請求項４】
前記第１及び第２電極部材は、空気中に含まれている異物がマイナス帯電されるべく陰イオンを発生し、前記第１及び第２導電性部材は接地されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項５】
吸い込まれた空気から異物を分離する第１サイクロンチャンバーと、前記第１サイクロンチャンバーの外側に備えられた複数の第２サイクロンチャンバーを含んでいる多重サイクロンユニットと、
前記多重サイクロンユニットの上部に結合され、前記第１及び第２サイクロンチャンバーを連結するカバーユニットと、
前記多重サイクロンユニットの下部に結合され、遠心分離された異物を回収するゴミ回収ユニットと、
前記第１サイクロンチャンバーまたは第２サイクロンチャンバーのうち少なくともいずれか１つに流入されたゴミを荷電させる電極ユニットとを含むことを特徴とするサイクロン集塵装置。
【請求項６】
前記カバーユニットは、前記第１サイクロンから出た空気を前記複数の第２サイクロンチャンバーへ旋回誘導を行なう遠心流路を備えた第１カバー及び前記第２サイクロンからの排気を誘導する第２カバーを含み、
前記電極ユニットは、少なくとも１つの電極部材及び少なくとも１つの導電性部材を含む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。
【請求項７】
前記電極部材は、前記第１カバーに設けられ、前記第１サイクロンチャンバーに突出された第１電極部材と、複数の前記第２サイクロンチャンバーに突出された複数の第２電極部材とを含み、
前記導電性部材は、前記第１サイクロン胴体の内壁に設けられた第１導電性部材と、複数の前記第２サイクロン胴体の内壁に設けられた複数の第２導電性部材とを含むことを特徴とする請求項６に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項８】
前記導電性部材は、前記第１カバーの内壁に設けられた第３導電性部材を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項９】
前記第１カバーは第１及び第２排出通路上に設けられた第１及び第２ガイド部材を含み、前記第１及び第２電極部材は前記第１及び第２ガイド部材に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２ガイド部材の中心部には前記第１及び第２電極部材が挿入される装着孔が形成されたことを特徴とする請求項９に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２電極部材は陰イオンを発生させ、前記第１及び第２導電性部材は接地されることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２電極部材は、針状に構成されたことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のサイクロン集塵装置。
【請求項１３】
前記第２電極部材は、同一な電圧を印加されるため相互並列に連結されていることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のサイクロン集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空掃除に関し、詳細には吸い込まれた空気の中に含まれているゴミなどの異物を遠心力及び電気力を用いて分離するサイクロン集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に真空掃除機は、掃除機本体に連結されて被掃除面に沿って移動される吸入ブラシと、前記掃除機本体の内部に着脱自在に設けられる集塵装置と、吸入力を提供するモータなどから構成され、モータにより吸入力が発生すると被掃除面にあるゴミや種々の塵埃を含んだ空気が掃除機本体に吸い込まれ、このときに空気中に含まれたゴミは集塵装置により濾過された後浄化された空気がモータを介して真空掃除から排気される。
【０００３】
従来の集塵装置はゴミ紙袋を用いたが、ユーザの便宜性や集塵効率のため遠心力を用いたサイクロン集塵装置が開発された。最近には、集塵性能を向上させるため幾つかのサイクロンを直列または並列的に配した、いわゆる多重サイクロンが開発され家庭用真空掃除機に適用されてきたものの、空気中に含まれた微細ゴミなどは依然として回収できない問題点を抱えている。従って、遠心力のみで集塵できない微細ゴミまで回収し効率よく集塵しようとする様々な研究がなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、集塵性能が優れたサイクロン集塵装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の更なる目的は、空気中に含まれたゴミや塵埃を回収する集塵効率の向上されたサイクロン集塵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するための本発明に係るサイクロン集塵装置は、吸い込まれた空気から異物を遠心分離する第１サイクロンと、前記第１サイクロンを経た空気から再度異物を分離する少なくとも１つの第２サイクロンと、前記第１サイクロンあるいは前記第２サイクロンのいずれか１つに設けられた電極ユニットとを含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記電極ユニットは、前記第１サイクロンの排出通路上に設けられた第１電極部材、及び第１サイクロンの胴体内壁に設けられた第１導電性部材を含むことが好ましい。
【０００８】
さらに、前記電極ユニットは、前記第２サイクロンの排出通路上に設けられた第２電極部材、及び前記第２サイクロンの胴体内壁に設けられた第２導電性部材を更に含むことが好ましい。
【０００９】
前記第１及び第２電極部材は、空気中に含まれている異物がマイナス帯電されるべく陰イオンを発生し、前記第１及び第２導電性部材は接地されることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、吸い込まれた空気から異物を分離する第１サイクロンチャンバーと、前記第１サイクロンチャンバーの外側に備えられた複数の第２サイクロンチャンバーを含んでいる多重サイクロンユニットと、前記多重サイクロンユニットの上部に結合され、前記第１及び第２サイクロンチャンバーを連結するカバーユニットと、前記多重サイクロンユニットの下部に結合され、遠心分離された異物を回収するゴミ回収ユニットと、前記第１サイクロンチャンバーまたは第２サイクロンチャンバーのうち少なくともいずれか１つに流入されたゴミを荷電させる電極ユニットと、を含むサイクロン集塵装置により達成されることができる。
【００１１】
ここで、前記カバーユニットは、前記第１サイクロンから出た空気を前記複数の第２サイクロンチャンバーへ旋回誘導を行なう遠心流路を備えた第１カバー及び前記第２サイクロンからの排気を誘導する第２カバーを含み、前記電極ユニットは、少なくとも１つの電極部材及び少なくとも１つの導電性部材を含むことが好ましい。
【００１２】
さらに、前記電極部材は、前記第１カバーに設けられ、前記第１サイクロンチャンバーに突出された第１電極部材と、複数の前記第２サイクロンチャンバーに突出された複数の第２電極部材とを含み、前記導電性部材は、前記第１サイクロン胴体の内壁に設けられた第１導電性部材と、複数の前記第２サイクロン胴体の内壁に設けられた複数の第２導電性部材とを含むことが好ましい。
【００１３】
また、前記導電性部材は、前記第１カバーの内壁に設けられた第３導電性部材を更に含むことが好ましい。
【００１４】
また、前記導電性部材は別の部材を設けたり、導電性塗料を塗布することができる。
【００１５】
前記第１カバーは第１及び第２排出通路上に設けられた第１及び第２ガイド部材を含み、前記第１及び第２電極部材は前記第１及び第２ガイド部材に取り付けられ、前記第１及び第２ガイド部材の中心部には前記第１及び第２電極部材が挿入される装着孔が形成されることが好ましい。
【００１６】
前記第１及び第２電極部材は陰イオンを発生させ、前記第１及び第２導電性部材は接地されるし、前記第１及び第２電極部材は針状に構成され、同一な電圧を印加されるために相互並列に連結されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、サイクロン集塵装置は遠心力による大ゴミと小ゴミを分離・回収する動作以外にも、遠心力によっても分離されない微細ゴミを電気力で分離・回収することにより、サイクロン集塵装置の集塵効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を詳述する。
【００１９】
図１ないし図３に示したように、本発明に係るサイクロン集塵装置７は、第１サイクロン８、多数の第２サイクロン９を含む多重サイクロンからなっている。
【００２０】
第１サイクロン８は多重サイクロン１１の中央部に形成され、第１排出通路２５、第１サイクロン胴体を構成している内側ケース２１、吸入ポート２３を含み、吸入ポータ２３に流入されるゴミが含まれた空気から比較的に大ゴミを濾過する。
【００２１】
第２サイクロン９は１３個で構成されコーン状を有している。第１カバー４０に形成された遠心流路４３、第２排出通路４５、多重サイクロンユニット１１の外側ケース３１に取り囲まれた第２サイクロン胴体３３を含む。第２サイクロン９は円筒状の第１サイクロン８の周りを取り囲むよう設けられている。
【００２２】
図２及び図３を参照するに、サイクロン集塵装置は、多重サイクロンユニット１１、ゴミ回収ユニット１２、カバーユニット１３、電極ユニット１４を有する。図２は集塵装置を構成するそれぞれの構成要素を分解した斜視図であって、電極ユニット１４は電極部材のみを分離して図示し、残りの構成要素は図３に示した。図３は図１のIII―III線に沿って切開した断面図であり、矢印は空気の流れを示す。
【００２３】
多重サイクロンユニット１１は、第１サイクロン８、第１サイクロン８の外周に配される１３個の第２サイクロン９の胴体３３（図４参照）を含む。第１サイクロン９は、円筒状を有する内側ケース２１（図４参照）の内部空間である第１サイクロンチャンバー２０と、第１サイクロンチャンバー２０へ空気を吸い込むための吸入ポート２３と、内側ケース２１の第１排出通路２５に結合されるグリル部材２７を含む。内側ケース２１が外側ケース３１と一体に形成される。さらに、内側ケース２１は下部がオープンされており、上部は第１排出通路２５を介してオープンされて第２サイクロン９へと空気が吸い込まれるようにする。グリル部材２７は第１排出通路２５に設けられ、第１サイクロンチャンバー２０にて遠心分離された割合に大きな異物が逆流して第１排出通路２５に排気されることを遮断する。
【００２４】
第２サイクロン９は第１サイクロン８の外側に１３個配される。第２サイクロン胴体３３は、内側ケース２１と外側ケース３１との間の空間に終端が切られたようなコーン状で構成されており、内側及び外側ケース２１，３１の長さよりは小さく構成される。第２サイクロン胴体３３は上下がオープンされた構造を有する。第２サイクロン胴体３３の上部から空気が渦巻きを形成しながら下降し再び上昇して潜り抜け、空気中に含まれた微細ゴミは遠心分離され第２サイクロン胴体３３の下端を介してゴミ回収筒１２に回収される。図２を参照するに、第２サイクロンの胴体３３は第１サイクロン８の外側に円周方向に一定間隔をおいて設けられている。内／外側ケース２１，３１と第２サイクロン胴体３３、吸入ポート２３は一体に形成される。
【００２５】
ゴミ回収ユニット１２は、多重サイクロンユニット１１の下部に着脱自在に結合される。ゴミ回収ユニット１２は、第１及び第２サイクロン８，９それぞれで遠心分離された比較的に大きなゴミと微細ゴミとを別々回収するように隔離された２つの空間（Ａ、Ｂ）を有する。ゴミ回収ユニット１２は、メイン回収筒７０、メイン回収筒７０内に設けられた隔離部材８０からなる。メイン回収筒７０は外側ケース３１と同じサイズの外形を有し、外側ケース３１の下端に結合される結合部７１を有する。
【００２６】
隔離部材８０は、内側ケース２１の下端に結合される円筒状の胴体８１、胴体８１の他端で拡張延長されてメイン回収筒７０の内側に連結されているスカート部８３を有している。隔離部材８０の内部とメイン回収筒７０の下部空間による第１空間部（Ａ）には第１サイクロン８で分離された大ゴミなどが回収される。隔離部材８０の外側とメイン回収筒７０の上部との間に備えられた第２空間部（Ｂ）は第２サイクロン９と連通される。従って、第２空間部（Ｂ）には第２サイクロン９で遠心分離された微細ゴミが回収される。
【００２７】
メイン回収筒７０は、外部からゴミの回収量が確認できるように透明な材質で形成されることが好ましい。そして、隔離部材８０のスカート部８３のいずれか一方が下向き斜めに形成されることが好ましい。即ち、より傾斜されたスカート部８３側に微細ゴミが積もるようになると、外部からゴミの回収量程度を容易に確認できるからである。
【００２８】
さらに、メイン回収筒７０の底には柱９１が突設している。柱９１は、第１空間部（Ａ）に回収されたゴミが第１空間部（Ａ）で発生する旋回気流に乗って上昇することを抑える。更に、柱９１とメイン回収筒７０の内壁を連結する隔壁９３がさらに備えられる。隔壁９３はメイン回収筒７０内に回収されている異物が気流により回転されたり動くことを防止するためのものである。
【００２９】
カバーユニット１３は、第１カバー４０と、第２カバー５０と、ガスケット６０とを含む。第１カバー４０は第１サイクロン８を経た空気を多数の第２サイクロン９それぞれにガイドするためのものである。第１カバー４０はサイクロンユニット１１の上部に結合され、その間にはガスケット６０が取り付けられる。
【００３０】
第１カバー４０は、図４に示したよう、板状の胴体４１、胴体４１の中心を基準にして放射上で配された複数の遠心流路４３、第２排出通路４５を備える。遠心流路４３は、第１サイクロンチャンバー２０の第１排出通路２５に排出された空気を渦巻き気流へガイドするために第２サイクロン胴体３３の上部にガイドする。即ち、第１サイクロン８の排出通路２５を経て上部に上昇した空気は、遠心流路４３に沿って放射上に移動され第２サイクロン９へと渦巻き気流を引き起こしながら移動する。第２排出通路４５は、第２サイクロン３０の胴体３３で渦巻きを引き起こしながら微細ゴミが分離された清浄な空気が再度上昇して排気される所である。第２排出通路４５を経た空気は、第２カバー５０の排出通路５１に排気される。
【００３１】
第２カバー５０は、第１カバー４０の上部に設けられ、各第２排出通路４５からの空気を集めて外部に排出させる。第２カバー５０の内壁は導電性塗料で塗装されるか導電性部材が設けられ、接地される（図３参照）。
【００３２】
ガスケット６０は、第２サイクロン胴体３３と第１カバー４０との間をシーリングしながら第２チャンバー３０に流入されるべくそれぞれの第２サイクロン胴体３３に対応する穴６１を有する。穴６１は遠心流路４３を介した空気の流れで遠心力が増加するようガイドする役割を果す。
【００３３】
図３及び図４を参照するに、第１カバー４０の中心部４０ａには、第１ガイド部材４７が設けられる。第１ガイド部材４７は第１カバー４０の中心部４０ａを横切って中心部４０ａの内壁と別個に装着されたり、あるいは一体に形成されることができる。
【００３４】
第１ガイド部材４７には第１電極部材１０１が装着できるようその中心に第１装着孔４７ａが備えられている。第１ガイド部材４７の中心には
装着孔４７ａを形成するため円型の形でより重ねつけられている。そして、第１装着孔４７ａは第１電極部材１０１と結合される際抜けることのできない程度の内径を有している。
【００３５】
図３ないし図５に示したように、第２排出通路４５は第２サイクロン９内に所定の長さで突設されている。
【００３６】
第２排出通路４５には、第２ガイド部材４９が形成される。第２ガイド部材４９は、第２排出通路４５の中心を横切って、第２排出通路４５の内壁に別個に装着されるか、内壁と一体に形成されることができる。
【００３７】
第２ガイド部材４９は、第２電極部材１０３が装着されることができるようその中心に第２装着孔４９ａを有している。第２ガイド部材４９中心には装着孔４９ａが形成されるため円型の形でより重ねつけられている。そして、第２装着孔４９ａは第２電極部材1０３と結合される際抜けることのできない程度の内径を有している。
【００３８】
図３ないし図５に示したように、電極ユニット１４は、第１電極部材１０１と第２電極部材１０３、及び第１ないし第３導電性部材１２２，１２４，１２６を含む。
【００３９】
第１電極部材１０１は、第１ガイド部材４７の第１装着孔４７ａが設けられる。このため第１電極部材１０１は第１装着孔４７ａに挿入された後抜けない程度の直径を有する。そして第１電極部材1０１は陰イオン発生量を極大化させるために、所定の長さを有する針状の形をしている。勿論、第１電極部材１０１は針状以外に様々な形態で具現できる。
【００４０】
第２電極部材１０３は、第２ガイド部材４９の第２装着孔４９ａに設けられる。このため第２電極部材１０３は第２装着孔４９ａに挿入された後抜けない程度の直径を有する。そして第２電極部材1０３は陰イオン発生量を極大化させるために、所定の長さを有する針状の形をしている。勿論、第２電極部材１０３は針状以外に様々な形態で具現できる。
【００４１】
第１ないし第３導電性部材１２２，１２４，１２６は、多重サイクロンユニット１１の内側ケース２１と第２サイクロン胴体３３の内壁、及び第２カバー５０の内壁に設けられて接地される。なお、導電性部材１２２，１２４，１２６は内壁に塗布される導電性塗料であるか、内壁へ別に設けられる導電性部品である。本実施の形態にては導電性塗料で塗布される（図３参照）。
【００４２】
図６を参照するに、第１電極部材１０１は第１カバー４０の上部に第１電線１０７ａと連結されている。第２電極部材１０３は第１カバー４０の上部に複数の第２電線１０７ｂとそれぞれ連結される。係る第１電線１０７ａと第２電線１０７ｂは再度第１カバー４０の中心で並列連結されてから、第３電線１０７ｃを介して電圧発生器と連結される。これによって、第１電極部材１０１と第２電極部材１０３とには同じ電圧が印加される。電圧発生器は、第１電極部材１０１と第２電極部材１０３に高電圧を提供するためサイクロン集塵装置と別個に、あるいは一体に構成される。前記電圧発生器により第１電極部材１０１と第２電極部材１０３には通常、５ＫＶから１０ＫＶまでの電圧が印加される。
【００４３】
以下、前述のような構成を有する本発明の実施形態に係るサイクロン集塵装置の動作を説明する。
【００４４】
図１ないし図３に示したように、塵埃が含まれた空気は吸入ポート２３を介して吸い込まれる。吸い込まれた空気は、図３に示した空気誘導壁２６にガイドされ旋回気流となり内側ケース２１の第１サイクロンチャンバー２０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に大きなゴミは落下しメイン回収筒７０の第１の空間部（Ａ）に回収される。そして、比較的に綺麗な空気はグリル部材２７を通過して第１空気排出通路２５から排気される。第１空気排出通路２５を介して上昇された空気は第１カバー４０とぶつかって拡散されながら遠心流路４３に沿って１３個の第２サイクロンチャンバー３０に進む。このように移動する空気が遠心流路４３の形状によって旋回気流へとガイドされ各第２サイクロンチャンバー３０でゴミなどを分離する。従って、第２サイクロン９それぞれにては第１サイクロン８で分離できなかったゴミが分離され落下し、旋回気流は再度第１カバー４０の第２排出通路４５を経て第１カバー５０側に排気される。第２サイクロン９で分離落下されたゴミは前記第２空間部（Ｂ）内に回収される。そして、第１カバー４０の第２空気排出通と４５から排出された空気は第２カバー５０の排出ポート５１を経て所定の経路から抜け出す。
【００４５】
前述のように、ゴミが遠心力により分離される間、これとは別に電極ユニット１４によって微細ゴミがフィルタリングされる。係る電極ユニット１４を介して微細ゴミの分離回収過程につき説明すると次の通りである。
【００４６】
図３を参照するに、電圧発生器１０５により第１電極部材１０１及び第２電極部材１０３に高電圧が印加されれば、第１電極部材１０１及び第２電極部材１０３の周りには強い電場が形成され、これによりコロナ放電が引き起る。この際、第１電極部材１０１及び第２電極部材１０３の周りに存する空気分子は陰イオンとなる。このように陰イオンになった空気分子と第１サイクロンチャンバー２０及び第２サイクロンチャンバー３０に進入したゴミとが衝突することになり、ゴミはマイナスに荷電される。
【００４７】
この際、マイナス荷電されたゴミは、接地された第１サイクロン８の内壁と第２サイクロン胴体３３の内壁に設けられたり塗布された第１及第２導電性部材１２２，１２４に電圧差により付着される。このように付着されたゴミは内側ケース２１と第２サイクロン胴体３３の内壁に一定量を超過して積もり、重力によりメイン回収筒７０の第１空間部（Ａ）及び第２空間部（Ｂ）に落下して回収される。さらに、第２サイクロンチャンバーから出た浄化された空気の中に残存するゴミは第２カバー５０の内壁に設けられた第３導電性部材１２６にくっついて追加的に集塵される。
【００４８】
以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態を図示及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。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
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、スティック型、ヘンディー型、ロボット型掃除全てに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るサイクロン集塵装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示したサイクロン集塵装置の分離斜視図である。
【図３】図１のIII―III線に沿ったサイクロン集塵装置の断面図である。
【図４】第１カバーの底面図である。
【図５】図４のＦ部分の拡大斜視図である。
【図６】図２に示した第１カバーの平面図に電極ユニットの結線方法を示した図である。
【符号の説明】
【００５１】
７      サイクロン集塵装置
８      第１サイクロン
９      第２サイクロン
１１    多重サイクロンユニット
１２    カバーユニット
１３    ゴミ回収ユニット
１４    電極ユニット
２０    第１サイクロンチャンバー
３０    第２サイクロンチャンバー
４０    第１カバー
４７    第１ガイド部材
４９    第２ガイド部材
１０１  第１電極部材
１０３  第２電極部材
１０７  電線
【図１】
2006088139.tif 000003
【図２】
2006088139.tif 000004
【図３】
2006088139.tif 000005
【図４】
2006088139.tif 000006
【図５】
2006088139.tif 000007
【図６】
2006088139.tif 000008