(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空掃除機用集塵装置であって、
外部ケース内に配置され、前記外部ケースの外部から流入した空気から塵を濾過して塵が濾過された空気を内部に流入させるように構成される第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの内部に収容されて前記第１サイクロンとの間で第１空間を形成し、前記第１サイクロンの内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される少なくとも１つの第２サイクロンとを備えてなり、
前記第２サイクロンは、
円筒状に形成され、外周方向に微細塵を排出するように下側外周に形成される第１排出口を備えるケーシングと、
前記ケーシングの上側中心に配置されて微細塵が分離された空気を排出するボルテックスファインダと、
前記第１空間を経て前記第２サイクロンの流入口から前記ケーシングの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように、前記ケーシングの内周に沿って螺旋状に延び、前記ケーシング及び前記ボルテックスファインダと一体に形成されるガイドベーンと、
前記ケーシングの下部に取り付けられ、中心に前記ケーシングの下方に微細塵を排出する第２排出口が形成される排出管を備えるカバーとを備えてなることを特徴とする、真空掃除機用集塵装置。
【請求項２】
前記第１排出口と前記第２排出口は互いに直交する方向に開口することを特徴とする、真空掃除機用集塵装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガイドベーンは、前記ボルテックスファインダの外周に沿って所定間隔離隔して配置された複数のガイドベーンを備えてなることを特徴とする、請求項２に記載の真空掃除機用集塵装置。
【請求項４】
前記外部ケースの上部には、前記外部ケースの外部から流入する空気を第１方向に回転させるように前記外部ケースの内周に向かって延びる入口が形成され、
前記第１空間を経て前記流入口に流入する空気が前記第１方向に回転しながら下降して前記第２サイクロンの内部に流入するように、前記複数のガイドベーンは、前記第１方向に下向きに傾斜して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集塵装置。
【請求項５】
前記ケーシングは、前記第１サイクロンの底面を貫通して設けられ、
前記第１サイクロンの下部には、微細塵を集塵するように構成される微細塵貯蔵部を備える内部ケースが結合され、
前記第２サイクロンには、前記第２サイクロンの内部と前記微細塵貯蔵部とを連通して前記微細塵貯蔵部に微細塵を排出するように構成される少なくとも１つの排出口が備えられることを特徴とする、請求項２に記載の真空掃除機用集塵装置。
【請求項６】
前記第１サイクロンの下部には、外周面に沿ってスカートが突設され、
前記内部ケースは、前記スカートに結合されることを特徴とする、請求項５に記載の真空掃除機用集塵装置。
【請求項７】
前記内部ケースは、
前記スカートに結合されて下向きテーパ状に形成される第１部分と、
前記第１部分から下方に延びて前記外部ケースに平行な方向に配置される第２部分とを備えてなることを特徴とする、請求項６に記載の真空掃除機用集塵装置。
【請求項８】
前記第１サイクロンは、
前記第２サイクロンを内部に収容するように形成され、内部に連通する開口部を外周に備えるハウジングと、
前記開口部を覆うように設けられ、前記塵を濾過して前記空気から分離するように形成されるメッシュフィルタとを備えてなることを特徴とする、請求項１に記載の真空掃除機用集塵装置。
【請求項９】
前記ハウジングの下部には、前記第２サイクロンから排出された微細塵を集塵するように構成される内部ケースが設けられ、
前記メッシュフィルタにより濾過された塵は、前記外部ケースの内周と前記内部ケースの外周との間の塵貯蔵部に集塵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集塵装置。
【請求項１０】
閉鎖時に前記外部ケース及び前記内部ケースの底面を形成し、開放時に前記塵貯蔵部に集塵された塵及び前記微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出するように、前記外部ケースにヒンジ結合される下部カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の真空掃除機用集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチサイクロンにより塵と微細塵を分離して集塵するように構成される真空掃除機用集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空掃除機は、吸入モータにより形成される吸引力を利用して空気を吸入し、空気に含まれる塵や埃を分離してきれいな空気を排出する装置である。
【０００３】
真空掃除機の種類は、ｉ）キャニスタ型（canister type）、ｉｉ）アップライト型（upright type）、ｉｉｉ）ハンド型（hand type）、ｉｖ）円筒フロア型（cylindrical floor type）などに分けられる。
【０００４】
キャニスタ型真空掃除機は、近年家庭で最も多く使用されている真空掃除機であって、吸入ノズルと本体とを連結管により連通させた方式の真空掃除機である。キャニスタ型は、掃除機本体、ホース、パイプ、ブラシなどから構成されて吸引力のみで掃除を行うので、硬い床の掃除に適している。
【０００５】
それに対して、アップライト型真空掃除機は、吸入ノズルと本体とを一体に形成した真空掃除機である。アップライト型真空掃除機は、回転ブラシを備えるので、キャニスタ型真空掃除機とは異なり、カーペットの埃などもきれいに掃除することができる。しかし、従来の真空掃除機には次のような問題があった。
【０００６】
まず、マルチサイクロン構造を有する真空掃除機は、各サイクロンが上下に配置されるので、集塵装置の高さが増加するという問題があった。また、それに伴う体積増加の問題を解決するために集塵装置をスリムに設計することにより、実際に塵を集塵する空間の体積が減少するという欠点が生じた。
【０００７】
上記問題を改善するために、第１サイクロン内に第２サイクロンを配置する構造も提案されているが、第２サイクロンのガイド流路間の干渉により第１サイクロン内に第２サイクロンを効率的に配置することが困難であった。第１サイクロン内に第２サイクロンを配置したとしても、第２サイクロンの数が著しく減少して吸引力が低下し、これは掃除性能の低下につながった。
【０００８】
一般的な従来のマルチサイクロンの場合、集塵装置の内部に流入した空気は第１サイクロンを通過することにより空気の流動速度が減少するので、第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロン内に円滑に流入できないという問題があった。第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロン内に流入しても、第２サイクロン内に流入した空気は回転力が強くないので、流入した空気から微細塵を分離する性能に問題があった。
【０００９】
特に、従来の接線流入式サイクロン構造は、空気と微細塵を内部に接線流入させるためのガイド流路を備えなければならなかった。このような接線流入式サイクロン構造は、流路活用度が低く、ガイド流路の設置によりサイクロンの大きさが減少して全体的な流路損失が大きくなるという問題があった。
【００１０】
また、第１及び第２サイクロンの場合、塵を含む空気が狭い空間を移動しなければならないので、構造が複雑であり、その製作において多くの工程を必要とするという問題があった。一方、従来の掃除機は、塵排出過程でもユーザ利便性の提供に限界があった。塵を排出する過程で塵が飛散する真空掃除機もあり、塵を排出するために過度に複雑な過程を必要とする真空掃除機もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、マルチサイクロン構造を改善することにより、高さを低くしながらも掃除性能が低下しない新しい構造の真空掃除機用集塵装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロンに円滑に流入するようにし、第２サイクロンに流入した空気の回転流動をさらに向上させる集塵装置を提案することにある。
本発明のさらに他の目的は、製造が容易であり、製造コストと時間を削減できるサイクロン構造を提示することにある。
一方、本発明のさらに他の目的は、塵と微細塵を分離して集塵し、それらを容易に同時排出することのできる集塵装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による真空掃除機用集塵装置は、外部ケース内に配置され、外部から流入した空気から塵を濾過して塵が濾過された空気を内部に流入させるように構成される第１サイクロンと、前記第１サイクロンの内部に収容されて前記第１サイクロンとの間で第１空間を形成し、前記第１サイクロンの内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される第２サイクロンと、前記第１空間を経て前記第２サイクロンの流入口から前記第２サイクロンの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように、前記第２サイクロンの内周に沿って螺旋状に延びるガイドベーンとを含み、前記ガイドベーンが前記第２サイクロンに一体に備えられる。
【００１４】
本発明の一態様によれば、前記第２サイクロンは、外観を形成する円筒状のケーシングと、前記第２サイクロンの中心に配置されて微細塵が分離された空気を排出するボルテックスファインダとを含み、前記ガイドベーンは、前記ケーシングの内周と前記ボルテックスファインダの外周との間により限定される前記流入口に前記ケーシング及び前記ボルテックスファインダと一体に形成される。
前記ガイドベーンは、複数備えられ、前記ボルテックスファインダの外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。
【００１５】
前記外部ケースの上部には、外部から流入する空気を一方向に回転させるように前記外部ケースの内周に向かって延びる入口が形成され、前記第１空間を経て前記流入口に流入する空気が前記一方向に回転しながら下降して前記第２サイクロンの内部に流入するように、前記ガイドベーンは、前記一方向に下向きに傾斜して形成されてもよい。
【００１６】
前記ケーシングは、前記第１サイクロンの底面を貫通して設けられ、前記第１サイクロンの下部には、微細塵を集塵するように構成される微細塵貯蔵部を備える内部ケースが結合され、前記第２サイクロンには、前記第２サイクロンの内部と前記微細塵貯蔵部とを連通して前記微細塵貯蔵部に微細塵を排出するように構成される排出口が備えられてもよい。
【００１７】
前記排出口は、前記ケーシングの外周方向に微細塵を排出するように前記ケーシングの下側外周に切開されて形成される第１排出口と、前記ケーシングの下方に微細塵を排出するように前記ケーシングの下側中心に形成される第２排出口とを含み、前記第１及び第２排出口から排出された微細塵を前記微細塵貯蔵部に集塵するように、前記内部ケースは、前記第１及び第２排出口を収容してもよい。
【００１８】
前記ケーシングの下部には、前記ケーシングの底面を形成するカバーが取り付けられ、前記カバーの中心には、前記第２排出口が形成される排出管が備えられてもよい。
前記第１サイクロンの下部には、外周面に沿ってスカートが突設され、前記内部ケースは、前記スカートに結合されてもよい。
【００１９】
前記内部ケースは、前記スカートに結合されて下向きテーパ状に形成される第１部分と、前記第１部分から下方に延びて前記外部ケースに平行な方向に配置される第２部分とを含んでもよい。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、前記第１サイクロンは、前記第２サイクロンを内部に収容するように形成され、内部に連通する開口部を外周に備えるハウジングと、前記開口部を覆うように設けられ、前記塵を濾過して前記空気から分離するように形成されるメッシュフィルタとを含む。
【００２１】
前記ハウジングの下部には、前記第２サイクロンから排出された微細塵を集塵するように構成される内部ケースが設けられ、前記メッシュフィルタにより濾過された塵は、前記外部ケースの内周と前記内部ケースの外周との間の塵貯蔵部に集塵されるようにしてもよい。
【００２２】
前記真空掃除機用集塵装置は、閉鎖時に前記外部ケース及び前記内部ケースの底面を形成し、開放時に前記塵貯蔵部に集塵された塵及び前記微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出するように、前記外部ケースにヒンジ結合される下部カバーをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２３】
このような構成の本発明によれば、第１サイクロンの内部に第２サイクロンが収容されるので、集塵装置の高さを低くすることができる。
【００２４】
このような配置において、第２サイクロンの流入口にはガイドベーンが設けられる。ガイドベーンは、第１及び第２空間を経て第２サイクロンの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように構成される。従って、第２サイクロンの一側から延びるガイド流路の追加を必要とせず、第２サイクロンへの空気流入時の流路損失を低減することができる。
【００２５】
このような構造により、より多くの第２サイクロンを第１サイクロンの内部に配置することができる。従って、第２サイクロンにおける上記配置による掃除性能の低下を防止することができる。
【００２６】
また、第２サイクロンの流入口に設けられたガイドベーンは、第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化することにより、第２サイクロンの内部での微細塵の分離性能を向上させる。このようにして、ガイドベーンによりマルチサイクロンにおける集塵性能の低下を防止することができる。
【００２７】
一方、ガイドベーンは、ケーシング及びボルテックスファインダと一体に形成されてもよい。ガイドベーンの一側をケーシングに結合する工程を省略することができるので、生産にかかるコスト及び時間を削減することができる。
【００２８】
本発明によれば、下部カバーの分離時に塵貯蔵部と微細塵貯蔵部がどちらも開放されるように構成されるので、前記開放時に塵貯蔵部に集塵された塵と微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。なお、同様の構成要素には同様の符号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態による真空掃除機の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す一実施形態による集塵装置の概念図である。
【図３】図２に示す集塵装置の内部主要構成を分離して示す概念図である。
【図４】図２の集塵装置のＩＶ−ＩＶ線縦断面図である。
【図５】図４の集塵装置のＶ−Ｖ線横断面図である。
【図６】図３に示す第２サイクロンを拡大して示す概念図である。
【図７】他の実施形態による集塵装置の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は一実施形態による真空掃除機１０の一例を示す斜視図である。真空掃除機１０は、電源部又はシステム、掃除機本体１１、吸入部又は部材１２及び集塵装置１００を含む。電源部は、外部から電源が供給されて掃除機本体１１の内部に電源を供給するように構成される。電源部は、本体に内蔵されるバッテリ又は本体に接続される電源ケーブルであってもよい。
【００３１】
掃除機本体１１は、電源部から電源が供給されて吸引力を発生するファン部又はファンを備える。ファン部は、吸入モータ及び吸入ファンを含み、吸入モータに連結された吸入ファンは、吸入モータの駆動により回転して吸入流動を生じさせ、外部の空気を吸入する。
【００３２】
掃除機本体１１の下端部には、吸入ノズルを備える吸入部１２が形成される。吸入ファンで発生した吸引力により、空気及び異物が吸入ノズルから吸入され、集塵装置１００に流入する。集塵装置１００は、吸入された空気から異物を分離して集塵し、塵が分離された空気を排出するように構成される。集塵装置１００は、掃除機本体１１に着脱可能に構成される。
【００３３】
以下、本発明による集塵装置１００について具体的に説明する。図２〜図５においては集塵装置１００の全体構成と集塵装置１００内での空気及び異物の流動について説明する。図２は図１に示す一実施形態による集塵装置１００の概念図であり、図３は図２に示す集塵装置１００の内部主要構成を分離して示す概念図であり、図４は図２の集塵装置１００のＩＶ−ＩＶ線縦断面図である。また、図５は図４の集塵装置１００のＶ−Ｖ線横断面図である。
【００３４】
本発明の特徴に関する細部構造については図６を参照して説明する。なお、同図においては、アップライト型真空掃除機１０に適用された集塵装置１００を示すが、本発明による集塵装置１００が必ずしもアップライト型真空掃除機１０に限定されるものではない。本発明による集塵装置１００はキャニスタ型真空掃除機１０にも適用することができる。
【００３５】
上記図を参照すると、真空掃除機１０のファン部から発生する吸引力により、真空掃除機１０のファン部から発生した空気と異物は吸入部１２を介して集塵装置１００の入口１００ａに流入する。入口１００ａに流入した空気は後述する流路を流動しながら第１サイクロン１１０と第２サイクロン１２０で順次濾過されて出口１００ｂから排出される。空気から分離された塵と微細塵は集塵装置１００の後述する塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）にそれぞれ捕集される。
【００３６】
サイクロンとは、粒子が浮遊する流体に旋回流を生じさせて遠心力により粒子を流体から分離する装置をいう。サイクロンは、吸引力により掃除機本体１１の内部に流入した空気から塵や微細塵などの異物を分離する。本発明においては、相対的に大きい塵を「塵」といい、相対的に小さい塵を「微細塵」といい、「微細塵」よりも小さい塵を「超微細塵」という。
【００３７】
集塵装置１００は、外部ケース１０１、第１サイクロン１１０、第２サイクロン１２０及びガイドベーン１２３を含む。外部ケース１０１は、集塵装置１００の側面外観を形成する。外部ケース１０１は、図示のように円筒状に形成されることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、外部ケース１０１は、多角柱状に形成されてもよい。
【００３８】
外部ケース１０１には、集塵装置１００の入口１００ａが形成される。入口１００ａは、空気と異物が外部ケース１０１内に接線流入して外部ケース１０１の内周に沿って旋回するように、外部ケース１０１の内周に向かって延びるように形成されてもよい。図示のように、入口１００ａは、外部ケース１０１の上部に形成されることが好ましい。
【００３９】
空気と異物は外部ケース１０１の内周に沿って第１方向に旋回するが、図５を参照すると、異物を含む空気が時計方向に旋回流動する例が示されている。前記第１方向は第１サイクロン１１０を通過した空気及び微細塵が第２サイクロン１２０の内部に流入する際に回転流動する方向とガイドベーン１２３の構造に一致しなければならない。
【００４０】
外部ケース１０１内には、第１サイクロン１１０が設けられる。第１サイクロン１１０は、異物と共に流入した空気から塵を濾過し、濾過された塵を後述する塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵するように構成される。図示のように、第１サイクロン１１０は、外部ケース１０１内の上部に配置されてもよい。
【００４１】
第１サイクロン１１０は、ハウジング１１１と、メッシュフィルタ１１２とを含んでもよい。ハウジング１１１は、第１サイクロン１１０の外観を形成し、外部ケース１０１と同様に円筒状に形成されてもよい。ハウジング１１１は、外部ケース１０１の上部に配置されてもよいが、ハウジング１１１は、外部ケース１０１と一体に形成されるようにしてもよく、外部ケース１０１とは別体の構成として外部ケース１０１に結合されるようにしてもよい。
【００４２】
ハウジング１１１は、第２サイクロン１２０を収容するように中空状に形成される。ハウジング１１１の外周には、内部に連通する開口部又は開口１１１ｂが形成される。開口部１１１ｂは、図示のように、ハウジング１１１の外周に沿って複数箇所にそれぞれ形成されてもよい。
【００４３】
第２サイクロン１２０のケーシング１２１は第１サイクロン１１０の底面１１１ｄを貫通して設けられるが、このために、第１サイクロン１１０の底面１１１ｄには貫通孔１１１ｄ’が形成される。図３には貫通孔１１１ｄ’を備える底面１１１ｄがハウジング１１１と一体に形成された例が示されている。ハウジング１１１は、図示のように同じ断面積で下方に延びるようにしてもよいが、下側に行くほど狭くなる構造を有するようにしてもよい。
【００４４】
メッシュフィルタ１１２は、開口部１１１ｂを覆うようにハウジング１１１に設けられ、空気が通過できるように網又は多孔形状を有する。メッシュフィルタ１１２は、ハウジング１１１の内部に流入した空気から塵を分離するように形成される。塵と微細塵を区別する大きさの基準はメッシュフィルタ１１２により決定されるようにしてもよい。メッシュフィルタ１１２を通過する大きさの異物は微細塵に分類され、メッシュフィルタ１１２を通過できない大きさの異物は塵に分類されるようにしてもよい。
【００４５】
第１サイクロン１１０により塵が分離される過程を具体的に説明すると、空気と異物は、集塵装置１００の入口１００ａから外部ケース１０１と第１サイクロン１１０との間の環状空間に流入し、前記環状空間を旋回運動する。この過程で、相対的に重い塵は、遠心力により外部ケース１０１と第１サイクロン１１０との間の空間で螺旋状に旋回運動しながら次第に下方に流動する。塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵された塵の飛散を防止するように、ハウジング１１１の下部には外周に沿ってスカート１１１ｃが突設されてもよい。図３を参照すると、スカート１１１ｃが下向きに傾斜して延びた例が示されている。
【００４６】
空気は、吸引力によりメッシュフィルタ１１２を介してハウジング１１１の内部に流入する。微細塵も空気と共にハウジング１１１の内部に流入することがある。図４を参照すると、集塵装置１００の内部構造と集塵装置１００内での空気及び異物の流動を確認することができる。
【００４７】
第１サイクロン１１０の内部には第２サイクロン１２０が配置されるが、第２サイクロン１２０は流入口１２０ａから内部に流入した空気と微細塵を分離するように構成される。第１サイクロン上に第２サイクロンが配置される従来の上下配置とは異なり、本発明の第２サイクロン１２０は第１サイクロン１１０の内部に収容されるので、集塵装置１００の高さが低くなる。第２サイクロン１２０は、第１サイクロン１１０の上部から突出しないように形成されてもよい。
【００４８】
従来の第２サイクロンは、空気と微細塵が内部に接線流入して第２サイクロンの内周に沿って旋回するように一側から延びるガイド流路を備えているのに対して、本発明の第２サイクロン１２０は、このようなガイド流路を備えていない。よって、第２サイクロン１２０は、上方から見たときに円形状を有する。
【００４９】
第２サイクロン１２０は第２サイクロン１２０の外観を形成するケーシング１２１を備え、ケーシング１２１は全体として円筒状に形成される。このような構造は、第２サイクロン１２０の射出成形時にケーシング１２１の上下部の金型を形成する空間を確保するのに有利である。よって、ガイドベーン１２３を第２サイクロン１２０と一体に形成できるようになる。特に、ガイドベーン１２３は、ケーシング１２１及びボルテックスファインダ１２２と一体に形成してもよい。
【００５０】
第２サイクロン１２０は第１サイクロン１１０内に複数備えられてもよいが、図２〜図４には第２サイクロン１２０が第１サイクロン１１０内に４つ備えられた例が示されている。第２サイクロン１２０が複数備えられる場合、それぞれの第２サイクロン１２０は、接して形成されてもよく、所定距離離隔して配置されてもよいが、同図には所定距離離隔して配置された第２サイクロン１２０の例が示されている。一方、複数の第２サイクロン１２０は、微細塵及び空気を効率的に排出するように互いに平行に配置される。
【００５１】
第２サイクロン１２０は、微細塵が分離された空気を上方に排出し、空気に比べて相対的に重い微細塵を下方の排出口１２０ｂから微細塵貯蔵部（Ｄ２）に集塵するように構成される。排出口１２０ｂは、後述するように、微細塵をケーシング１２１の円周方向及び下方に排出する構造を形成し、微細塵を分離する性能において有利である。
【００５２】
ケーシング１２１の下部には、ケーシング１２１の底面を形成するカバー１２８が取り付けられる。ガイドベーン１２３、ボルテックスファインダ１２２及びケーシング１２１を一体に形成するために、ケーシング１２１の下部に結合される金型（一例として、キャビティ又はコア）を形成する空間が必要であるので、カバー１２８は、ケーシング１２１の下部に別体の部材として結合されることが好ましい。カバー１２８の中心には、ケーシング１２１の内部に延びる排出管１２９が備えられ、排出管１２９の下部には、後述する第２排出口１２０ｂ２が形成される。
【００５３】
ケーシング１２１内の上部には、空気及び微細塵を流入させる流入口１２０ａが形成され、ケーシング１２１内の上部中心には、微細塵が濾過された空気を外部に流出させるボルテックスファインダ１２２が設けられる。ケーシング１２１の内周とボルテックスファインダ１２２との間の流入口１２０ａにはガイドベーン１２３が備えられるが、ガイドベーン１２３の詳細構造については後述する。
【００５４】
第２サイクロン１２０は第１サイクロン１１０の底面１１１ｄを貫通して設けられるが、前述したように、底面１１１ｄには貫通孔１１１ｄ’が形成され、ケーシング１２１は貫通孔１１１ｄ’に結合される。ケーシング１２１の下端部には、微細塵を流出させる第２サイクロン１２０の排出口１２０ｂが備えられる。第１サイクロン１１０の下部には、排出口１２０ｂを収容する内部ケース１５０が結合され、排出口１２０ｂから排出される微細塵を内部ケース１５０内の微細塵貯蔵部（Ｄ２）に集塵させる。
【００５５】
排出口１２０ｂは、第２サイクロン１２０の内部空間と微細塵貯蔵部（Ｄ２）とを連通するように構成される。排出口１２０ｂは、ケーシング１２１の外周方向に微細塵を排出する第１排出口１２０ｂ１と、ケーシング１２１の下方に微細塵を排出する第２排出口１２０ｂ２とを含む。
【００５６】
第１排出口１２０ｂ１は、ケーシング１２１の下側外周に切開されて形成され、ケーシング１２１の内部で回転流動する微細塵を内部ケース１５０に排出する。第１排出口１２０ｂ１は、第１サイクロン１１０の底面１１１ｄの下側に形成されて微細塵を微細塵貯蔵部（Ｄ２）に排出するように構成される。第２排出口１２０ｂ２は、ケーシング１２１の底面を形成するカバー１２８の排出管１２９の下部に形成される。
【００５７】
流入口１２０ａから第２サイクロン１２０の内部に流入する微細塵を含む空気にはガイドベーン１２３により回転流動が生じる。第１排出口１２０ｂ１は、主に回転流動する微細塵を排出するように構成され、第２排出口１２０ｂ２は、主に自重により落下する微細塵を排出するように構成される。
【００５８】
内部ケース１５０の第１部分１５１は、内部ケース１５０が第１及び第２排出口１２０ｂ１、１２０ｂ２を収容して微細塵を集塵するようにスカート１１１ｃに結合される。また、第１及び第２排出口１２０ｂ１、１２０ｂ２を通過した微細塵と第１部分１５１の内面に溜まった塵は、最終的に微細塵貯蔵部（Ｄ２）のうち第２部分１５２の内部空間に集塵される。微細塵の一部は第１部分１５１の内周に残っていることもある。
【００５９】
図４と図５を共に参照すると、第１サイクロン１１０の内周と第２サイクロン１２０の外周との間の空間が第１空間（Ｓ１）となる。第１空間（Ｓ１）は、第１サイクロン１１０の内部に流入した空気と微細塵を第２サイクロン１２０の上部に流入させる流路を形成する。第２サイクロン１２０の上部にはカバー部材１３０が配置されるが、カバー部材１３０は、第２サイクロン１２０の流入口１２０ａを所定の間隔をおいて覆うように配置され、第１空間（Ｓ１）と流入口１２０ａとを連通する第２空間（Ｓ２）を形成する。このような連通関係により、第１サイクロン１１０の内部に流入した空気は、第１空間（Ｓ１）と第２空間（Ｓ２）を経て第２サイクロン１２０の上部の流入口１２０ａに流入する。
【００６０】
前述したように、外部ケース１０１の入口１００ａは、外部ケース１０１の内周に向かって延び、空気を第１方向に回転させる。図５には空気が時計方向に回転する例が示されている。微細塵を含む空気は第１空間（Ｓ１）で上昇運動を行って第２空間（Ｓ２）を通過して第２サイクロンの流入口１２０ａに流入するが、ガイドベーン１２３は、流入する空気の回転流動性能を向上させるために、前記第１方向と同じ方向に回転しながら下降するようにする構造であることが好ましい。
【００６１】
第２サイクロン１２０の上部中心には、微細塵が分離された空気を排出させるボルテックスファインダ１２２が備えられる。このような上部構造により、流入口１２０ａは、第２サイクロン１２０の内周とボルテックスファインダ１２２の外周との間の環状空間と規定される。第２サイクロン１２０の流入口１２０ａには、内周に沿って螺旋状に延びるガイドベーン１２３が備えられる。本実施形態において、ガイドベーン１２３は、ボルテックスファインダ１２２及びケーシング１２１と一体に形成される。前述したように、ケーシング１２１は円筒状に形成されてもよく、また、ケーシング１２１の底面は別体の部材であるカバー１２８で構成されてもよい。
【００６２】
ガイドベーン１２３がボルテックスファインダ１２２及びケーシング１２１と一体に形成されることにより、ガイドベーン１２３がケーシング１２１と別体の部材からなる場合に必要な工程である、ケーシング１２１の内周にガイドベーン１２３を結合する追加工程を行わなくてもよいので、製造コスト及び製造時間を削減することができる。
【００６３】
ガイドベーン１２３により、流入口１２０ａから第２サイクロン１２０の内部に流入する空気には回転流動が生じる。流入口１２０ａに流入した空気と微細塵の流動について具体的に説明すると次の通りである。微細塵は、第２サイクロン１２０の内周に沿って螺旋状に旋回して次第に下方に流動し、最終的に排出口１２０ｂから排出されて微細塵貯蔵部（Ｄ２）に集塵される。
【００６４】
微細塵に比べて相対的に軽い空気は、吸引力により上方のボルテックスファインダ１２２に排出される。一方、ボルテックスファインダ１２２の内周には、排出される空気の回転流動を緩和するように半径方向に延びる複数のリブが備えられてもよい。複数のリブは、ボルテックスファインダ１２２の内周に沿って所定間隔離隔して設けられてもよい。
【００６５】
前述したように、ボルテックスファインダ１２２とケーシング１２１との間にガイドベーン１２３が配置される構造によれば、ガイド流路により一側に偏って高速回転流動が生じていた従来とは異なり、流入口１２０ａのほぼ全領域にわたって相対的に均一な回転流動が生じる。従って、従来の第２サイクロン構造に比べて、局部的な高速流動が発生せず、それによる流動損失を低減することができる。
【００６６】
ガイドベーン１２３は、複数備えられ、ボルテックスファインダ１２２の外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。それぞれのガイドベーン１２３は、ボルテックスファインダ１２２の外周の同じ第１高さ１２３ｂ１から始まって同じ第２高さ１２３ｂ２まで延びるように構成されてもよい。図６には第１位置１２３ｂ１が第２位置１２３ｂ２より相対的に高い位置にある例が示されている。ガイドベーン１２３は、前記第１方向に下向きに傾斜して形成され、第２サイクロン１２０内での回転流動をさらに強化するように構成される。ガイドベーン１２３は、空気及び微細塵を第１方向に回転させて下方に移動させる構造にしなければならず、当該構造は、ガイドベーン１２３での回転流動の損失を最小限に抑えることができる。
【００６７】
図６を参照すると、ガイドベーン１２３が時計方向に下向きに傾斜して形成された例が示されている。４つのガイドベーン１２３がボルテックスファインダ１２２の外周に沿って９０゜間隔で配置されている。図示の例よりも多い数のガイドベーン１２３が備えられてもよく、また、いずれかのガイドベーン１２３の少なくとも一部がボルテックスファインダ１２２の上下方向に他のガイドベーン１２３と重なるように配置されてもよい。
【００６８】
ボルテックスファインダ１２２は、下部直径が上部直径より小さくなるように形成されてもよい。このような形状によれば、流入口１２０ａの面積が小さくなって第２サイクロン１２０の内部への流入速度が速くなり、第２サイクロン１２０の内部に流入した微細塵が空気と共にボルテックスファインダ１２２を介して排出されることが制限される。また、端部に行くほど直径が次第に小さくなるテーパ部がボルテックスファインダ１２２の下部に形成されてもよい。
【００６９】
カバー部材１３０上に上部カバー１４０が配置され、連通孔１３０ａから排出される空気を集塵装置１００の外部に排出する排出流路を形成する。上部カバー１４０には、集塵装置１００の出口１００ｂが形成され、空気が排出されるようになっている。上部カバー１４０は、集塵装置１００の上部外観を形成するようにしてもよい。集塵装置１００の出口１００ｂから排出された空気は、掃除機本体１１の排気口から外部に排出されるようにしてもよい。
【００７０】
集塵装置１００の出口１００ｂから掃除機本体１１の排気口につながる流路には、空気から超微細塵を濾過するように構成される多孔性プレフィルタ１４５が設置されてもよい。第２サイクロン１２０のケーシング１２１は、第１サイクロン１１０の底面１１１ｄを貫通するように設けられる。第１サイクロン１１０の底面１１１ｄには、第２サイクロン１２０の挿入のための貫通孔１１１ｄ’が形成される。
【００７１】
前述したように、第１サイクロン１１０の下部には排出口１２０ｂを収容する内部ケース１５０が設けられ、排出口１２０ｂから排出される微細塵の集塵のための微細塵貯蔵部（Ｄ２）を形成する。後述する下部カバー１６０は微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成する。第１サイクロン１１０により濾過された塵は、外部ケース１０１の内周と内部ケース１５０の外周との間の塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵される。塵貯蔵部（Ｄ１）の底面は下部カバー１６０により形成されるようにしてもよい。
【００７２】
図３を参照すると、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）は、どちらも外部ケース１０１の下部に向かって開口するように形成される。下部カバー１６０は、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の開放部を覆うように外部ケース１０１に結合され、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成するように構成される。このように、下部カバー１６０は、外部ケース１０１に結合されて下部を開閉するように構成される。本実施形態においては、下部カバー１６０が外部ケース１０１にヒンジ１６１で結合され、回動により外部ケース１０１の下部を開閉する。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、下部カバー１６０が外部ケース１０１に完全に着脱可能に結合されるようにしてもよい。
【００７３】
下部カバー１６０は、外部ケース１０１に結合され、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成する。下部カバー１６０は、塵と微細塵が同時に排出されるように、ヒンジ１６１により回動して塵貯蔵部（Ｄ１）と微細塵貯蔵部（Ｄ２）を同時に開放する。下部カバー１６０がヒンジ１６１により回動して塵貯蔵部（Ｄ１）と微細塵貯蔵部（Ｄ２）が同時に開放されると、塵と微細塵が同時に排出される。
【００７４】
外部ケース１０１の内周には塵貯蔵部（Ｄ１）に流入した塵を捕集するように複数の塵捕集用リブ１０３が突設されてもよいが、塵捕集用リブ１０３は、一例として、外部ケース１０１の中心に向かって突出するようにしてもよい。塵捕集用リブ１０３は、複数備えられてもよいが、この場合、外部ケース１０１の内周に沿って所定間隔離隔して設けられてもよい。塵捕集用リブ１０３は、塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵された塵が外部から流入した空気の回転流動により回転することを防止し、また、塵を排出する過程で塵が飛散したり意図しない所に排出されることを防止し、塵の排出を容易にする。
【００７５】
図７は他の実施形態による集塵装置２００の一例を示す縦断面図である。図７を参照して、他の実施形態による集塵装置２００について説明する。
他の実施形態による集塵装置２００は、一実施形態による集塵装置２００とは異なり、第１サイクロン２１０と第２サイクロン２２０との間に上昇流路ベーン２２３ａが備えられる。第１サイクロン２１０と第２サイクロン２２０との間の第１空間（Ｓ１）には、螺旋状に延びて空気が第２サイクロン２２０の流入口２２０ａに流入するように回転流動を生じさせる上昇流路ベーン２２３ａが備えられる。上昇流路ベーン２２３ａは、複数備えられてもよく、また、ケーシング２２１の外周に所定間隔離隔して配置されてもよい。
【００７６】
第２サイクロン２２０が複数備えられる場合、上昇流路ベーン２２３ａは、第１サイクロン２１０と第２サイクロン２２０との間の第１空間（Ｓ１）及び２つの第２サイクロン２２０間の空間に配置されるようにしてもよい。一方、第２サイクロン２２０が１つ備えられる場合、上昇流路ベーン２２３ａは、第１空間（Ｓ１）に配置される。図７には第２サイクロン２２０が複数備えられて上昇流路ベーン２２３ａが第１空間（Ｓ１）及び２つの第２サイクロン２２０間の空間に備えられた例が示されている。
【００７７】
前述したように、塵を含む空気は入口２００ａから外部ケース２０１の内部に流入して一方向に回転するが、メッシュフィルタ２１２を通過した微細塵を含む空気が前記第１方向に回転して上昇するように、上昇流路ベーン２２３ａは、前記第１方向に上向きに傾斜して形成されてもよい。ガイドベーン２２３が前記第１方向に下向きに傾斜して形成されることについては、一実施形態による集塵装置２００において説明した。
【００７８】
上昇流路ベーン２２３ａにより、第２サイクロン１２０の流入口１２０ａに別途の流路を形成することなく、第１サイクロン１１０を通過した空気が第２サイクロン１２０に容易に流入し、それにより第１サイクロン１１０と第２サイクロン１２０間での流入損失を低減することができる。また、上昇流路ベーン２２３ａを通過した空気は、回転流動が生じ、ガイドベーン１２３を通過する際に回転流動が強化されることにより、第２サイクロン２２０の内部での微細塵の分離性能を向上させることができる。
【００７９】
このような構成の本発明によれば、第１サイクロンの内部に第２サイクロンが収容されるので、集塵装置の高さを低くすることができる。第２サイクロンの流入口にはガイドベーンが設けられる。ガイドベーンは、第１及び第２空間を経て第２サイクロンの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように構成される。従って、第２サイクロンの一側から延びるガイド流路の追加を必要とせず、第２サイクロンへの空気流入時の流路損失を低減することができる。
【００８０】
より多くの第２サイクロンを第１サイクロンの内部に配置することができる。従って、第２サイクロンにおける上記配置による掃除性能の低下を防止することができる。第２サイクロンの流入口に設けられたガイドベーンは、第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化することにより、第２サイクロンの内部での微細塵の分離性能を向上させる。このようにして、ガイドベーンによりマルチサイクロンにおける集塵性能の低下を防止することができる。
【００８１】
ガイドベーンは、ケーシング及びボルテックスファインダと一体に形成されてもよい。ガイドベーンの一側をケーシングに結合する工程を省略することができるので、生産にかかるコスト及び時間を削減することができる。下部カバーの分離時に塵貯蔵部と微細塵貯蔵部がどちらも開放されるように構成されるので、前記開放時に塵貯蔵部に集塵された塵と微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出することができる。
【００８２】
マルチサイクロン構造を改善することにより、高さを低くしながらも掃除性能が低下しない新しい構造の真空掃除機用集塵装置が提供される。第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロンに円滑に流入するようにし、第２サイクロンに流入した空気の回転流動をさらに向上させる集塵装置が提供される。製造が容易であり、製造コストと時間を削減できるサイクロン構造も提供される。塵と微細塵を分離して集塵し、それらを容易に同時排出することのできる集塵装置も提供される。
【００８３】
真空掃除機用集塵装置は、外部ケース内に配置され、外部から流入した空気から塵を濾過して塵が濾過された空気を内部に流入させるように構成される第１サイクロンと、前記第１サイクロンの内部に収容されて前記第１サイクロンとの間で第１空間を形成し、前記第１サイクロンの内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される第２サイクロンと、前記第１空間を経て前記第２サイクロンの流入口から前記第２サイクロンの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように、前記第２サイクロンの内周に沿って螺旋状に延びるガイドベーンとを含み、前記ガイドベーンが前記第２サイクロンに一体に備えられる。前記第２サイクロンは、外観を形成する円筒状のケーシングと、前記第２サイクロンの中心に配置されて微細塵が分離された空気を排出するボルテックスファインダとを含み、前記ガイドベーンは、前記ケーシングの内周と前記ボルテックスファインダの外周との間により限定される前記流入口に前記ケーシング及び前記ボルテックスファインダと一体に形成される。
【００８４】
前記ガイドベーンは、複数備えられ、前記ボルテックスファインダの外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。前記外部ケースの上部には、外部から流入する空気を第１方向に回転させるように前記外部ケースの内周に向かって延びる入口が形成され、前記第１空間を経て前記流入口に流入する空気が前記第１方向に回転しながら下降して前記第２サイクロンの内部に流入するように、前記ガイドベーンは、前記第１方向に下向きに傾斜して形成されてもよい。
【００８５】
前記ケーシングは、前記第１サイクロンの底面を貫通して設けられ、前記第１サイクロンの下部には、微細塵を集塵するように構成される微細塵貯蔵部を備える内部ケースが結合され、前記第２サイクロンには、前記第２サイクロンの内部と前記微細塵貯蔵部とを連通して前記微細塵貯蔵部に微細塵を排出するように構成される排出口が備えられてもよい。前記排出口は、前記ケーシングの外周方向に微細塵を排出するように前記ケーシングの下側外周に切開されて形成される第１排出口と、前記ケーシングの下方に微細塵を排出するように前記ケーシングの下側中心に形成される第２排出口とを含み、前記第１及び第２排出口から排出された微細塵を前記微細塵貯蔵部に集塵するように、前記内部ケースは、前記第１及び第２排出口を収容してもよい。
【００８６】
前記ケーシングの下部には、前記ケーシングの底面を形成するカバーが取り付けられ、前記カバーの中心には、前記第２排出口が形成される排出管が備えられてもよい。前記第１サイクロンの下部には、外周面に沿ってスカートが突設され、前記内部ケースは、前記スカートに結合されてもよい。前記内部ケースは、前記スカートに結合されて下向きテーパ状に形成される第１部分と、前記第１部分から下方に延びて前記外部ケースに平行な方向に配置される第２部分とを含んでもよい。
【００８７】
前記第１サイクロンは、前記第２サイクロンを内部に収容するように形成され、内部に連通する開口部を外周に備えるハウジングと、前記開口部を覆うように設けられ、前記塵を濾過して前記空気から分離するように形成されるメッシュフィルタとを含む。前記ハウジングの下部には、前記第２サイクロンから排出された微細塵を集塵するように構成される内部ケースが設けられ、前記メッシュフィルタにより濾過された塵は、前記外部ケースの内周と前記内部ケースの外周との間の塵貯蔵部に集塵されるようにしてもよい。
【００８８】
前記真空掃除機用集塵装置は、閉鎖時に前記外部ケース及び前記内部ケースの底面を形成し、開放時に前記塵貯蔵部に集塵された塵及び前記微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出するように、前記外部ケースにヒンジ結合される下部カバーをさらに含んでもよい。第１サイクロンの内部に第２サイクロンが収容されるので、集塵装置の高さを低くすることができる。
【００８９】
第２サイクロンの流入口にはガイドベーンが設けられる。ガイドベーンは、第１及び第２空間を経て第２サイクロンの内部に流入する空気に回転流動を生じさせるように構成される。従って、第２サイクロンの一側から延びるガイド流路の追加を必要とせず、第２サイクロンへの空気流入時の流路損失を低減することができる。
【００９０】
より多くの第２サイクロンを第１サイクロンの内部に配置することができる。従って、第２サイクロンにおける上記配置による掃除性能の低下を防止することができる。第２サイクロンの流入口に設けられたガイドベーンは、第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化することにより、第２サイクロンの内部での微細塵の分離性能を向上させる。このようにして、ガイドベーンによりマルチサイクロンにおける集塵性能の低下を防止することができる。
【００９１】
ガイドベーンは、ケーシング及びボルテックスファインダと一体に形成されてもよい。ガイドベーンの一側をケーシングに結合する工程を省略することができるので、生産にかかるコスト及び時間を削減することができる。下部カバーの分離時に塵貯蔵部と微細塵貯蔵部がどちらも開放されるように構成されるので、前記開放時に塵貯蔵部に集塵された塵と微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出することができる。
【００９２】
第１、第２などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語により限定されるものではない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ使用される。
【００９３】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及された場合は、前記他の構成要素に直接的に連結されていることもあり、中間にさらに他の構成要素が存在することもあると理解すべきである。
単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。
【００９４】
本出願において、「含む」や「有する」（備える；備えてなる）などの用語は、特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせが存在することを表現しようとするものであり、他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせの存在や付加を排除しようとするものではない。
【００９５】
本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などは、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態を含むことを意味するものである。本明細書の様々な箇所におけるそれらの用語は、必ずしも全てが同じ実施形態を示すものとは限らない。さらに、特定の特徴、構造又は特性が任意の実施形態に関連して記載された場合、他の実施形態に関連してそれらの特徴、構造又は特性をもたらすことは当業者の理解の範囲内であると考えられる。
【００９６】
実施形態は多くの例示的な態様を参照して説明されているが、本開示の原理の精神及び範囲内にある当業者によって多くの他の修正及び態様が考案され得ることを理解されたい。より詳細には、本開示、図面及び請求の範囲の範疇内の主題の組み合わせの構成要素及び／又は配置において様々な変形や修正が可能である。構成要素及び／又は配置の変形や修正に加えて、代替的な使用も当業者にとって明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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