专利名称：用于空气过滤装置的改良旋风集尘室的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及真空吸尘器(vacuum)，且具体地涉及旋风真空吸尘器。
背景技术：
旋风真空吸尘器是本领域公知的。例如，Dyson的美国专利4，373，228公开了一种 旋风真空吸尘器。这种真空吸尘器相对于常规真空吸尘器的优势在于它不需要常规的过滤 器或者更常见地，旋风动作将灰尘和赃物保持远离常规过滤器，藉此防止过滤器堵塞。这趋 于同时延长常规过滤器的寿命以及防止因过滤器堵塞而引起的真空吸尘器的总强度下降。 然而，许多旋风设计妨碍真空吸尘器强度。在大多数旋风设计中，通过配置将空气相对于空 气离开旋风集尘室的路径以明显角度进入到旋风集尘室中来实现旋风运动。该呈角度或切 向的进入在旋风集尘室中产生涡流。然而，在空气流进入旋风集尘室中时，空气路径中的硬 转向(hard turn)必要地减缓空气流。减缓空气流降低真空吸尘器的强度。结果是，在所 有其它条件都相同时，大部分旋风真空吸尘器的抽吸将比由具有类似马达和风扇的常规真 空吸尘器提供的抽吸更弱。空气必须经过的通道的长度增加了阻力，从而减缓了空气并弱 化真空吸尘器的强度。因此，任何真空吸尘器的另加附件将减低其强度。当附件被添加到 旋风真空吸尘器时，这种弱化被加强，其中通过切向进入到旋风集尘室中来引发旋风流。在其它现有技术的旋风设计中，经由弯曲喷嘴来实现旋风运动。这些真空吸尘器 具有其自身相关的问题。在这种真空吸尘器中，空气流入通道通向到喷嘴中，喷嘴延伸到 旋风集尘室中。当空气进入喷嘴且进入到旋风集尘室中时，喷嘴的曲面使得空气以一定角 度碰撞壁的侧面，从而形成旋风运动。然而，由于喷嘴的主体本身延伸到旋风集尘室中，其 起作用为空气的旋风运动的物理障碍物。这继而大致阻止和/或破坏旋风运动并减缓空气 流。结果是，真空吸尘器的抽吸强度变弱。鉴于前述说明，期望有满足下述目的的旋风真空吸尘器。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋风真空吸尘器。本发明的另一目的是提供一种包括改良流入喷嘴的旋风真空吸尘器，该喷嘴不起 作用为空气的旋风允许的物理障碍物。本发明的另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，在该旋风真空吸尘器中，抽吸得 到优化。本发明的又另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，在该旋风真空吸尘器中，空气 在进入旋风集尘室时大致不会减缓。4
本发明的又另一目的是提供一种能够接收各种真空吸尘器附件的旋风真空吸尘器。本发明的又另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，其中空气进入和离开旋风集尘 室的路径是大致平行的。本发明的另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，其中旋风集尘室的内部是大致平滑的。本发明的又另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，其中旋风集尘室的内部大致不 受阻碍。本发明的又另一目的是提供一种旋风真空吸尘器，该旋风真空吸尘器可用于各种 真空吸尘器中。本发明是用于真空吸尘器和其它空气过滤装置的旋风集尘室。在第一优选的实施 例中，旋风集尘室包括与底座相对的顶端，侧壁在底座和顶端之间延伸。旋风集尘室将优选 地为大致抛物线横截面或大致管状横截面，在其顶端处为半球冠盖。底座包含流出通道。锥 形过滤器从流出通道延伸。过滤器和流出通道构造成使得在操作期间空气在不通过过滤器 的前提下不能流出旋风集尘室。流入通道也被提供在集尘室的顶端处。流入通道和流出通 道平行但是不对齐。旋风集尘室的内部是大致平滑的。旋风集尘室的平滑内壁与流入和流 出通道相结合的偏置关系将使得集尘室中的空气在流入通道与过滤器之间形成旋风路径。 夹带在空气流中的碎屑将通过向心力推动到集尘室的外部，远离过滤器。将在接近集尘室 底部的旋风路径中形成旋涡。碎屑将在那里从空气流分离。分离的碎屑将留置在底座处或 者取决于集尘室相对于重力的定向而落回到空气流中，在空气流中碎屑将从过滤器被再次 引走。在本发明的另一优选实施例中，旋风集尘室的构造将类似于前述讨论的一个旋风 集尘室，但是存在下述差异弯曲的集尘室将包括凹腔。在建造时，凹腔将安置于集尘室内 的旋风空气流路径之外。布置在该室内的是弯曲的流入喷嘴，所述喷嘴继而与流入通道相 连通。由于喷嘴布置在集尘室内的空气流之外，它将不起作用为空气的旋风运动的物理障 碍物。
图1是旋风集尘室的优选实施例的透视外部视图。图2是图1中的旋风集尘室的剖切俯视图。图3是附图的旋风集尘室的剖切侧视图。图4是包含旋风集尘室的优选实施例的手持真空吸尘器的透视图。图5是包含旋风集尘室的优选实施例的另一手持真空吸尘器的剖切侧视图。图6A描述了常规现有技术的弯曲喷嘴。图6B描述了现有技术的旋风集尘室的内部视图，描述了图6A中弯曲喷嘴的常规布置。图7描述了手持真空吸尘器的优选实施例的透视图，该手持真空吸尘器包含旋风 集尘室的优选实施例以及本发明的弯曲喷嘴。图8是图7的分解图。
图9是旋风集尘室的优选实施例的内部视图。图9A是旋风集尘室的优选实施例的内部视图，描述了处于关闭位置的喷嘴阀板。图9B是旋风集尘室的优选实施例的内部视图，描述了处于稍微打开并呈角度位 置的喷嘴阀板，其中箭头进一步描述了旋风路径。图10是旋风集尘室的优选实施例的透视后端视图。图11是旋风集尘室的优选实施例的前端视图。图12是沿着图9中的线A-A截取的旋风集尘室的优选实施例的截面图。图13是能够用于旋风集尘室中的过滤器的一个优选实施例的透视图。
具体实施例方式本发明包括用于真空吸尘器2的旋风集尘室1。现将讨论集尘室1的第一优选实 施例，后面将讨论第二优选的结构。在第一优选的结构中，旋风集尘室1具有与底座4相对 的顶端3以及在底座4和顶端3之间延伸的壁5。旋风集尘室1的横截面是大致抛物线或 大致管状的，在顶端处具有半球冠盖。壁5和顶端3的内表面6是大致平滑的且不受阻碍。 从底座4向内延伸的是流出通道12，流出通道12终止于流出孔7，流出孔7允许空气离开 旋风集尘室1。流出通道12优选地将流出孔7与底座4分离。在优选的实施例中，流出孔 7将通向风扇8，风扇8将产生用于真空吸尘器的抽吸。布置在流出通道12和流出孔7上 方且延伸到旋风集尘室1中的是过滤器9。过滤器9优选的是锥形或抛物线形横截面。过 滤器9的外部同样优选地是大致平滑的。任何支承肋10等将优选地布置在过滤器9内部。 流出通道12、流出孔7和过滤器9优选地对中地布置在旋风集尘室1中。过滤器9应当构 造并布置成使得空气在不通过过滤器9的前提下不能从旋风集尘室1通过到达流出通道 12。流入孔11被提供在顶端3附近。流入孔11优选地是椭圆横截面。应当理解的是， 虽然在本文中描述流入孔11好像它是二维开口，但是当然它具有一定的长度，使得流入孔 11实际上是通道，即流入通道13。这些通道(流入通道13和流出通道1 优选地彼此相 互大致平行但是偏置。经由流入孔11进入旋风集尘室1的空气必须从流入孔11行进到流出孔7。壁5 的平滑曲面将夹带进入旋风集尘室1的在弯曲路径中的空气和碎屑。该路径跟随壁5从 流入孔11到流出孔7，从而向旋风集尘室1中的空气施加旋风流样式。由于进入到旋风集 尘室1的空气能够在旋风集尘室1的长度上逐渐地改变方向而不是在进入到旋风集尘室1 时立即改变方向，所以在空气进入旋风集尘室1时空气流并不收缩且空气流仍是大致层流 的。这允许空气流经旋风集尘室1而基本不减缓，这继而允许在单位时间内更多的空气流 经真空吸尘器2，藉此增强真空吸尘器2的强度。如上所述，壁5以及在更低程度上顶端3的平滑曲面将使得进入旋风集尘室1的 空气和碎屑在其在旋风集尘室1周围从流入孔11运动到流出孔7时跟随旋风样式。由该 旋风路径引起的向心力将空气流中的赃物和碎屑朝向壁5并远离过滤器9向外推动。这将 使得赃物和碎屑不会堵塞过滤器9，从而增强了过滤器9的寿命同时保持真空吸尘器2的强度。壁5和顶端3上的缺少阻碍将防止在这些区域中形成旋涡。类似地，过滤器9的6平滑外表面将防止在其表面上形成旋涡。这将用于保持这些区域中的层流旋风流。然而， 旋风集尘室1的底座4并非不受阻碍。在壁5会合底座4以及流出通道12从底座4延伸 的部位处优选地配置相对尖的角部。同样在那里可配置其它障碍物。这将使得在底座4附 近形成旋涡。碎屑在这些旋涡中将从旋风空气流中掉落。取决于旋风集尘室1相对于重力 的位置，从空气流掉落的碎屑落入到底座4上或者落回到空气流中。应当注意的是，掉落到 底座4上的碎屑将从流出孔7和过滤器9偏移。对于沉积在底座4上的碎屑行进到过滤器 9，碎屑将必须经过旋风空气流，该旋风空气流将趋于经由向心力将碎屑从过滤器9驱走， 如上文所述的那样。旋风集尘室1应当打开，优选地在底座4处或者接近底座4打开，以便 允许已经收集在旋风集尘室1中的任何灰尘和碎屑被丢弃。在优选的实施例中，风扇8直接布置在旋风集尘室1的下游。然而，应当理解的是， 可按顺序设置多个旋风集尘室，使得一个或多个旋风集尘室设置在旋风集尘室1的下游并 且风扇设置在所有旋风集尘室的下游。在优选的实施例中，旋风集尘室1示出在手持真空吸尘器中。然而，应当理解的 是，旋风集尘室1可用于任何常规真空吸尘器系统或空气过滤系统。
在本发明的第二优选实施例中，集尘室1将以与前述讨论大致相同的方式构造 成，即，集尘室1将由底座4、顶端3以及多个侧壁5来限定，在多个侧壁5中产生旋风空气 流。然而，在该实施例中，侧壁5将包含凹孔fe并且凹腔34将从在凹孔fe处的壁5悬下。 如将在后文讨论的那样，凹腔34将容纳流入喷嘴33，且室33的布置和构造将使得喷嘴33 大致处于集尘室1内的旋风空气流路径之外。在优选的实施例中，室34是大致正方形或矩 形的形状。继续讨论本发明的第二优选实施例，流入喷嘴33将与流入通道13连通。流入喷 嘴33还将包括具有顶表面33e的弯曲主体区域33a。流入喷嘴33应当大致填充室34，且 还应当布置成使得喷嘴33的顶表面3 大致封闭侧壁5的凹孔5a，以防止空气进入到凹腔 34中。流入喷嘴33还终止于由方向阀33c覆盖的孔33b中，方向阀33c构造成以大致切向 于集尘室1的侧壁5的曲面的角度将空气释放到旋风集尘室1中。在优选的实施例中，方 向阀33c包括橡胶阀板33d。橡胶阀板是本领域已知的且通常与弯曲喷嘴一起使用。参考 图6A。然而，方向阀33c的放置和成角度的开度是本发明的创造性的一部分，这将在下文进 一步说明。在使用中，具有凹腔34的旋风集尘室1可用于任何手持真空吸尘器主体。然而， 应当理解的是，真空源不必要局限于真空吸尘器，并且集尘室1可用于任何合适的高速空 气净化系统。在操作中，空气将进入到平行于流入通道13的旋风集尘室1中并接着进入到流入 喷嘴33的主体区域33a中。将如下所述产生旋风路径。空气移动通过喷嘴33的主体区域 33a的力将使得喷嘴33的阀33c变得部分地和方向性地打开，使得空气将以大致切向于集 尘室1的壁5的曲面的角度离开喷嘴33。空气切向接近侧壁5将使得空气以旋风路径行进 在集尘室1周围并经过喷嘴33的顶表面33e。因此，喷嘴33在集尘室1的凹腔34内的位 置、阀33c成角度的部分开度以及侧壁5的曲面都是本发明的优选特征，并且相互结合来实 现对于集尘室1内的空气的旋风流样式。在已经形成这种旋风样式之后，喷嘴33仅将极小 地影响流动样式。如上所述，凹腔33的定位和构造将使得喷嘴33大致在集尘室1内的旋风空气流路径之外。此外，同样如上所述，喷嘴33的顶表面3 将大致防止空气进入到凹 腔34中。采用这种方式，将保持旋风空气流样式。为了进一步增强空气的旋风运动，在喷 嘴33与集尘室的壁5之间的任何间隙将优选地最小化或者被消除，以防止在这些区域中形 成旋涡并保持层流旋风流。上述讨论的集尘室1的优选结构与现有技术的实践不同；如上所述，在现有技术 的实践中，喷嘴33的主体并未保持在空气流之外，并因此会起作用为空气的旋风运动的物 理障碍物。参见图6B。因此，通过使得侧壁5和顶端3的内表面6大致平滑并不受阻碍，并 且通过消除喷嘴33与侧壁5之间的任何间隙，可更有效地保持围绕过滤器9的旋风运动。 这继而防止灰尘、碎屑和其它颗粒物落入到过滤器9中并堵塞过滤器9。由此，将维持过滤 器9的整体性和寿命。过滤器9可与之前讨论的过滤器相同，替代性地，过滤器9可包括滤褶9a，以提供 对于空气流通来说增加的表面面积，藉此导致更为有效的吸尘。各种常规真空吸尘器附件中的任何附件14可被添加到流入通道13的上游。附件 14包括扁吸嘴(crevice tools)、固定的刷和马达驱动的旋转刷。添加任何这种工具到真 空吸尘器上将必要地弱化真空吸尘器的强度，因为它们增加了真空吸尘器的外部与真空源 (即，风扇)之间的距离。然而，由于旋风集尘室1比可比较的旋风过滤器更为有效，因此在 包含旋风集尘室1的真空吸尘器中将存在更多可用的真空抽吸。净结果是，包含旋风集尘 室1的真空吸尘器应当比包含常规旋风过滤器的可比较的真空吸尘器能够更好地提供必 要的抽吸，以有效地操作附件。虽然本发明已经通过其优选的实施例进行了描述，但是对于参阅前述说明以后的 本领域技术人员来说，其它实施例将显而易见。这些实施例以及优选的实施例将旨在被包 括在后述权利要求的精神和范围中。
权利要求
1.一种用于真空源的旋风集尘室，其中所述集尘室包括与顶端相对的底座以及在顶端与底座之间延伸的多个侧壁，所述顶端和底座具有内表 面，其中所述内表面是大致平滑的；流出通道；流入通道，所述流入通道从被包含在顶端附近且远离底座的侧壁中的流入孔延伸，其 中所述集尘室的侧壁包含凹孔；所述集尘室还包括从在凹孔处的侧壁悬下的凹腔；布置在所述室中的流入喷嘴，其中所述流入喷嘴与流入通道连通；所述流入喷嘴还具有带有顶表面的弯曲主体，其中所述弯曲主体终止于由方向阀覆盖 的孔中，所述方向阀构造成以所选角度打开，以将空气以大致切向于侧壁的曲面的方向排 出到所述集尘室中；过滤器，所述过滤器布置在所述流出通道上方，藉此经由所述流出通道离开所述集尘 室的空气必须经过所述过滤器；和其中，所述真空源与所述流出通道操作性流体连通，藉此真空源的操作将空气经由流 入通道和流入喷嘴抽吸到所述集尘室中，从而空气将在所选的角度通过所述方向阀排出， 藉此所述空气将行进在所述集尘室的侧壁周围的旋风路径中并经过所述喷嘴的顶表面，且 其中，所述凹腔还构造成将所述流入喷嘴保持大致在所述集尘室中的空气流的旋风路径之 外。
2.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述凹孔是大致封 闭的。
3.根据权利要求2所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述喷嘴的顶表面 大致封闭所述凹孔。
4.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述方向阀包括橡 胶阀板。
5.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述凹腔是大致正 方形形状。
6.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述凹腔是大致矩 形形状。
7.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述顶端和所述侧 壁的内表面大致没有空气动力学障碍物。
8.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述集尘室具有大 致抛物线的横截面。
9.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述过滤器具有大 致抛物线的横截面。
10.根据权利要求9所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述过滤器具有大 致平滑的外表面。
11.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述过滤器是大致 锥形的。
12.根据权利要求1所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述旋风集尘室被包含在真空吸尘器中。
13.根据权利要求12所述的用于真空源的旋风集尘室，还包括至少一个真空吸尘器附 件，所述至少一个真空吸尘器附件可操作性地且流体地连接到所述流入通道。
14.根据权利要求13所述的用于真空源的旋风集尘室，其特征在于，所述真空吸尘器 附件是马达驱动的刷。
15.一种用于根据权利要求1所述的真空源的旋风集尘室，其中，所述过滤器包括滤褶。
全文摘要
本发明涉及用于空气过滤装置的改良旋风集尘室。一种用于空气过滤装置的旋风集尘室。该集尘室包括与底座相对的顶端，其中侧壁在底座和顶端之间延伸。旋风集尘室优先地是抛物线横截面或者管状横截面，具有半球冠盖。底座包含流出通道和从其延伸的锥形过滤器。流入通道被提供在顶端附近。流入通道和流出通道平行但不对齐。通道内部是平滑的。平滑内部和流入通道与流出通道的偏置关系使得空气在流入通道与过滤器之间形成旋风路径。空气流中的碎屑通过向心力向外推动(远离过滤器)。旋涡形成在底座附近。碎屑在那里从空气流分离，该碎屑在那里留置或者取决于集尘室相对于重力的定向而落回到空气流中，在空气流中碎屑从过滤器再次被引走。
文档编号A47L9/16GK102038464SQ201010231608
公开日2011年5月4日 申请日期2010年7月15日 优先权日2009年10月9日
发明者刘英伟 申请人:宝田国际有限公司