旋风分离装置的制作方法

专利名称：旋风分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心分离收集对象物的旋风分离装置，特别是涉及一种可以增加 收集到的较大收集对象物的收集量的旋风分离装置。
背景技术：
专利文献1 (日本专利公开公报特开2006-75584号)公开了一种以往的作为旋风 分离装置一个例子的旋风集尘装置，该旋风集尘装置通过从设置在大体圆筒形收集容器中 心部位的排气部，排出所述收集容器内的空气，使从设置在所述收集容器圆周部位上的吸 入空气部所吸入的空气，沿所述收集容器的内圆周面旋转后，流经过滤装置从所述排气部 排出，在所述收集容器的底部收集包含在所述空气中的比较大的灰尘，并且在所述过滤装 置中收集比较小的灰尘。该旋风集尘装置通过使比较大的灰尘旋转，利用离心力进行收集，对于随空气流 飞扬的比较小的灰尘，利用位于空气流上的过滤装置进行收集，所以可以使噪声减小，并且 也可以提高集尘效率。如果在普通家庭中使用这种旋风集尘装置，则从被褥或衣服中产生的棉粉尘占据 了收集灰尘容积的大部分。由于构成该棉粉尘的纤维等本身具有弹性，所以使灰尘的密度 小，需要频繁地从集尘部中取出(清除)。此外，由于这种灰尘较轻且容易飘散，所以在丢弃 到外部的垃圾箱等内时，造成灰尘飘散，并因灰尘再次飞扬而导致使用者不舒服。由于上述专利文献1中的旋风集尘装置只是利用空气的流动来收集灰尘，所以不 能把收集到的所述纤维等低密度灰尘压缩到一定程度以上，从而不能在有限的灰尘收集空 间中进一步提高堆积灰尘的程度。因此，如果不能频繁地清除收集到的灰尘，则会使收集效 率降低，所以清除垃圾时比较麻烦；或者，由于在清除灰尘时不能把灰尘压缩结实，导致灰 尘容易在空气中飘散，所以当把灰尘丢弃到垃圾箱等内时，因灰尘飘散、灰尘再次飞扬而导 致使用者不舒服，上述专利文献1中的旋风集尘装置不能解决上述问题。为了解决上述问题，有必要把收集到的灰尘尽可能地压缩结实。作为这种具有压 缩灰尘部件的集尘装置，专利文献2 (日本专利公开公报特开2005-13312号)公开了一种 具有机械压缩部件的集尘装置。在具有这种机械压缩部件的集尘装置中，由于可以把收集到的灰尘压缩结实，所 以即使长时间连续使用也不会降低集尘效率。然而，在上述专利文献2记载的集尘装置中，由于通过人工操作的手柄把环形压 缩圆板从集尘部上方向下按压，来压缩灰尘，所以还会产生让使用者感觉到麻烦的新问题。此外，在上述专利文献2的集尘装置中，由于向下按压上述压缩圆板仅仅是把灰 尘等简单地直线(不伴随转动)压缩，所以在下次运行开始时如果使上述环形的压缩圆盘 上升，则形状容易恢复的棉粉尘等灰尘会变成接近压缩前的容积，其结果有损于压缩动作 的效果。上述问题并不限定于电动吸尘器那样的集尘装置，在对包含于空气中的粉末或纤维等材料进行分离的旋风分离装置中、或者在根据粒度的不同、从包含有不同粒度的各种材料的空气中分离各种材料的旋风分离装置中，也会产生相同的问题，本发明不仅要解决 上述典型的集尘装置中存在的上述问题，而且要解决分离各种材料等的旋风分离装置中存 在的上述问题。

发明内容
因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种优良的旋风分离装置，该旋风分 离装置利用压缩部的转动对收集到的收集对象物进行压缩，从而在排出收集对象物时，即 使解除对收集对象物的压缩力，也可以保持压缩结实的状态，因此，即使在收集容器中积存 大量的收集对象物也不会使吸引力降低，可以长时间保持较高的收集效率，此外，由于如上 述那样使收集对象物保持压缩结实的状态，所以在排出收集对象物时即使解除压缩力，也 不会产生灰尘再次飘散到空气中的问题。此外，本发明的目的还在于提供一种使压缩部小型化从而减轻压缩部的驱动负荷 和使装置整体小型化的旋风分离装置。为了实现上述目的，本发明提供一种旋风分离装置，其具有内圆周面为大体圆筒 形的收集容器，沿所述收集容器圆周部位的周向设置有空气流入口，从所述空气流入口吸 入的空气沿所述基本圆筒形的内圆周面旋转后，从所述收集容器的中心部位流经过滤装置 排出，以在所述收集容器的底部收集包含在所述空气中的比较大的收集对象物，且在所述 过滤装置中收集比较小的收集对象物，其特征在于，在所述收集容器内具有压缩构件，所述 压缩构件具有以所述收集容器的垂直中心轴为中心的螺旋形曲面，并且所述压缩构件能围 绕所述垂直中心轴转动。具体地说，可以考虑在所述收集容器的上部设置分离装置主体，所述分离装置主 体具有排气部，所述排气部用于排出流经所述过滤装置后的空气。作为利用所述压缩构件对收集对象物进行压缩的方式，可以考虑利用所述压缩构 件的转动，使所述压缩构件的所述螺旋形曲面围绕所述垂直中心轴转动，以便利用所述螺 旋形曲面对积存在所述收集容器内的收集对象物朝向所述收集容器的底部按压来进行压缩。所述压缩构件的所述螺旋形曲面的形状可以例举的是例如当把所述压缩构件的 所述螺旋形曲面假想成螺钉时，利用所述压缩构件的转动使螺钉后退。当把螺旋形曲面假 想成螺钉时，利用螺旋形曲面的转动使收集对象物移动的典型例子，可以例举作为螺杆泵 的阿基米德螺旋杆(Archimedes Screw)。另一方面，如果根据螺旋形曲面的形状与沿所述收集容器的内圆周面旋转下降的 气流方向之间的关系来设计螺旋形曲面的形状，可以考虑的一个例子是，使所述压缩构件 的所述螺旋形曲面的方向设置成与沿所述收集容器内圆周面旋转下降的气流方向基本一 致。在本发明中，也可以与此相反，使所述压缩构件的所述螺旋形曲面的方向设置成 与沿所述收集容器内圆周面旋转下降的气流转动方向相反。此外，也可以考虑还包括驱动所述压缩构件转动的驱动装置。在这种情况下，例如可以在收集对象物的收集工序结束后，自动驱动控制所述压缩构件转动，或者在收集对象物的收集工序进行过程中，驱动控制所述压缩构件转动，来实 现省力化。在后者的情况下，也可以在收集对象物的收集工序进行过程中，间歇地驱动控制 所述压缩构件转动。在上述任意 一种情况下，优选所述压缩构件收纳在所述收集容器内，在所述压缩 构件与所述收集容器内圆周面之间设置有大体圆筒形的空间。在这种情况下，也可以使所 述压缩构件与所述收集容器内圆周面之间的大体圆筒形空间的半径方向宽度，朝向下方变 小。在上述任意一种情况下，都可以考虑使所述压缩构件的螺旋形曲面沿所述收集容 器的内圆周面延伸成至少大于等于所述内圆周面的一周。或者也可以与此相反，使所述压缩构件的螺旋形曲面沿所述收集容器的内圆周面 延伸成小于所述内圆周面的一周。由此，可以实现压缩构件的小型化。此外，在这种情况下，也可以考虑使所述压缩构件包括转动轴部，设置在所述压 缩构件的垂直中心上；所述螺旋形曲面，设置在所述转动轴部的周围；圆盘形遮挡构件，设 置在所述螺旋形曲面的上方，在所述螺旋形曲面和所述圆盘形遮挡构件之间设置有垂直方 向的间隙。在这种情况下，通过使所述螺旋形曲面从所述收集容器上部开口部位一侧的起始 端部延伸至所述收集容器下部底面一侧的终止端部，所述起始端部外边缘的形状为曲线 形，从压缩构件的中心部位到外圆周部位的半径逐渐变大，从而可以使纤维屑等不会被所 述起始端部挡住。在所述收集对象物为灰尘的情况下，上述旋风分离装置可以作为旋风集尘装置使用。如上所述，本发明的旋风分离装置具有内圆周面为大体圆筒形的收集容器，沿所 述收集容器圆周部位的周向设置有空气流入口，从所述空气流入口吸入的空气沿所述基本 圆筒形的内圆周面旋转后，从所述收集容器的中心部位流经过滤装置排出，以便在所述收 集容器的底部收集包含在所述空气中的比较大的收集对象物，且在所述过滤装置中收集比 较小的收集对象物，其特征在于，在所述收集容器内具有压缩构件，所述压缩构件具有以所 述收集容器的垂直中心轴为中心的螺旋形曲面，并且所述压缩构件能围绕所述垂直中心轴 转动，因此，可以利用所述压缩部的转动，对收集到的比较大的收集对象物进行压缩。其结果，可以保持对灰尘等收集对象物的压缩力，同时确保该螺旋形曲面的上表 面一侧作为集尘容器空间。因此，即使在收集容器内积存了大量的收集对象物，也可以保持 旋风分离装置部分的性能，所以可以不降低吸引力，并且可以长时间保持较高的收集效率。此外，按照本发明，可以提供一种优良的旋风分离装置，通过以上述方式保持将收 集对象物压缩结实的状态，即使解除压缩力时，也不会产生收集对象物再次飘散到空中的 问题，并且可以保持这种状态，进行后续处理或丢弃。另外，本发明可以使被驱动转动的压缩构件小型化，从而可以实现压缩构件驱动 负荷降低和装置小型化。


图1是本发明实施方式的电动吸尘器X的外观图。
图2是用于说明本发明实施方式的旋风集尘装置Y的内部构造的剖视图。图3是用于说明本发明实施方式的旋风集尘装置Y的内部构造的剖视图。图4是用于说明本发明实施方式的设置在旋风集尘装置Y上的螺旋形转动压缩部 的图((a)是从下方观察的立体图，(b)是从上方观察的立体图)。 图5是用于说明本发明实施方式的设置在旋风集尘装置Y上的上部过滤器单元13 的图。图6是围绕螺旋形转动压缩部来说明本发明实施方式的旋风集尘装置Y的内部构 造的剖视图。图7是用于说明本发明实施方式的旋风集尘装置Y的内部构造的分解立体图。图8是用于说明本发明实施方式的旋风集尘装置Y的、向螺旋形转动压缩部传递 转动力路径的剖视图。图9是说明利用螺旋形转动压缩部的转动来压缩和层叠灰尘状况的旋风集尘装 置Y的剖视图。图10是说明向螺旋形转动压缩部贮存灰尘情形的旋风集尘装置Y的剖视图。图11是使用直圆筒形集尘容器情况下的旋风集尘装置Y的剖视图。图12是用于说明螺旋部设定位置的旋风集尘装置Y的剖视图。图13是用于说明螺旋部设定位置的旋风集尘装置Y的立体图。图14是用于说明形成在集尘容器上的肋的旋风集尘装置Y的侧剖视图。图15是用于说明形成在集尘容器上的肋的旋风集尘装置Y的水平剖视图。图16是螺旋部沿转动轴部周向小于一周实施方式的相当于图6的图。图17是螺旋部沿转动轴部周向小于一周实施方式的相当于图7的图。图18是螺旋部沿转动轴部周向小于一周实施方式的相当于图8的图。图19是螺旋部沿转动轴部周向小于一周实施方式的螺旋部的立体图。图20是螺旋部沿转动轴部周向小于一周实施方式的、使起始端部为圆弧形的螺 旋部的立体图(a)、(b)和俯视图(C)。附图标记说明10…框体(分离装置主体)11…集尘容器(收集容器)12…内筒13…上部过滤器单元14…灰尘接收部15…除尘驱动机构104...分离部105…集尘部123…螺旋形转动压缩部螺旋部(压缩部)123b…转动轴部123c…圆盘形遮挡构件123s、123s ‘…起始端部
123e…终止端部200、201 …灰尘400 …肋
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施方式进行说明，以便理解本发明。此外，下面的实施 方式是把本发明具体化的一个例子，并不用于限定本发明的技术范围。首先，使用图1对本发明实施方式的电动吸尘器X的简要结构进行说明。如图1所示，所述电动吸尘器X主要包括吸尘器主体部1、吸气口部2、连接管3、连 接软管4、操作手柄5等。所述吸尘器主体部1的内部安装有未图示的电动送风机、旋风集 尘装置Y、未图示的控制装置等。此外，关于所述旋风集尘装置Y将在后面进行详细叙述。所述电动送风机具有用于进行吸气的风扇和驱动该风扇转动的送风驱动电动机。 所述控制装置具有CPU、RAM、ROM等控制设备，对所述电动吸尘器X进行总体控制。具体地 说，在所述控制装置中，所述CPU根据存储在所述ROM中的控制程序来执行各种处理。此外，在所述操作手柄5上设置有操作开关(未图示)，用户利用该操作开关对所 述电动吸尘器X是否运行进行操作、以及选择运转模式等。并且，在该操作开关附近还设置 有LED等显示部(未图示)，该显示部用于显示所述电动吸尘器X当前的状态。所述吸尘器主体部1通过所述连接软管4和所述连接管3，连接在所述吸气口部2 上，所述连接软管4连接在该吸尘器主体部1的前端上，所述连接管3连接在该连接软管4 上。因此，在所述电动吸尘器X中，利用安装在所述吸尘器主体部1内部的所述电动送 风机(未图示)的工作，从所述吸气口部2进行吸气。然后，从所述吸气口部2吸入的空气 通过所述连接管3和所述连接软管4，流入到所述旋风集尘装置Y内。在所述旋风集尘装 置Y中，从吸入的空气离心分离出灰尘。而且，在所述旋风集尘装置Y中分离出灰尘后的空 气，从设置在所述吸尘器主体部1后端的未图示的排气口排出。下面参照图2 6对本发明旋风集尘装置一个例子的旋风集尘装置Y进行详细说 明。如图2和图3所示，所述旋风集尘装置Y主要包括框体10 ；集尘容器11 (收集容 器的一个例子)，内圆周面为大体圆筒形，并相对于上述框体10装拆自如；内筒12 ；上部过 滤器单元13 ；灰尘接收部14 ；以及除尘驱动机构15等。在所述旋风集尘装置Y中，以垂直的中心轴P为中心，同轴地配置所述集尘容器 11、所述内筒12、所述上部过滤器单元13和所述灰尘接收部14。此外，所述旋风集尘装置 Y可以在所述吸尘器主体部1上装拆。上述框体10具有内筒12，所述内筒12具有过滤器122。在该旋风集尘装置Y中，通过把所述集尘容器11内的空气从设置在大体圆筒形的 集尘容器11中心部位的所述内筒12排出，使从设置在所述集尘容器11圆周部位上的空气 流入口 llla(参照图7)吸入的空气，沿集尘容器11的内圆周面旋转后，经过作为过滤装置 一个例子的所述上部过滤器单元13等并经过所述内筒12排出，在所述集尘容器11的底部 收集包含在所述空气中的比较大的收集对象物，并且在所述上部过滤器单元13等中收集比较小的收集对象物。所述集尘容器11是内圆周面和外形均为圆筒形的容器，用于收容从吸入的空气 中分离出的灰尘。所述集尘容器11可以在所述旋风集尘装置Y的框体10上装拆。用户从 所述吸尘器主体部1中取出所述旋风集尘装置Y后，从该旋风集尘装置Y取下所述集尘容 器11，清除该集尘容器11内的灰尘。此外，在所述旋风集尘装置Y的框体10和所述集尘容 器11之间，设置有环形的密封构件161。利用该密封构件161来防止所述框体10和所述集 尘容器11之间的空气泄漏。此外，在所述集尘容器11的底部设置有嵌合部11a，该嵌合部1 Ia与设置在所述内 筒12上的后面叙述的转动轴部123b嵌合。在所述嵌合部Ila的外圆周部位上设置有环形 的密封构件11b，该密封构件lib用于填充所述嵌合部Ila与所述内筒12的转动轴部123b 之间的间隙。利用该密封构件lib来防止所述转动轴部123b和所述集尘容器11之间的空 气泄漏。另外，在所述集尘容器11上设置有连接所述连接软管4 (参照图1)的连接部111。 从所述吸气口部2吸入并通过所述连接管3和所述连接软管4的空气，从所述连接部111 流入到所述集尘容器11内。其中，所述连接部111的向所述集尘容器11流入空气的空气流入口(未图示)， 使来自所述连接软管4的空气在所述集尘容器11内旋转。具体地说，所述空气流入口(未 图示)做成使所述集尘容器11 一侧的出口朝向该集尘容器11的圆周方向。因此，在所述 集尘容器11中，通过使吸入的空气旋转，利用离心力分离(离心分离)包含在该空气中的 灰尘。然后，在所述集尘容器11中离心分离出的灰尘被收容在该集尘容器11的底部(图 9中的灰尘200)。另一方面，分离出灰尘后的空气从所述集尘容器11沿箭头(图2)表示的排气路 径112，从设置在所述吸尘器主体部1上的未图示的排气口向外部排出。其中，在从所述集 尘容器11到所述排气口(未图示)的所述排气路径112上，依次配置有所述内筒12、所述 灰尘接收部14和所述上部过滤器单元13。所述内筒12是配置在所述集尘容器11内的圆筒形构件。其中，所述内筒12由 所述灰尘接收部14支承成可以转动。具体地说，通过使设置在内筒12上端的环形的凹部 12a，支承在设置于所述灰尘接收部14下端的环形的支承部14c上，使所述内筒12以能够 转动的状态被悬挂在所述灰尘接收部14上。此外，将所述内筒12支承成可以转动的结构 并不限定于此。可以考虑的一个例子是轴支承所述内筒12的上下端部。此外，在所述内筒12上端设置有多个连接部12b，该连接部12b与设置在后面叙述 的倾斜除尘构件134上的卡合部134c卡合。所述连接部12b是从所述内筒12上端的开口 边缘部向上方突出设置的肋。利用所述连接部12b和所述卡合部134c的卡合，将所述内筒12和所述倾斜除尘 构件134连接成可以一体转动。由此，所述内筒12与所述倾斜除尘构件134连动转动。此 外，所述内筒12和所述倾斜除尘构件134的连接构造并不限定于此。例如可以考虑通过使 分别设置在所述内筒12和所述倾斜除尘构件134上的嵌合部嵌合，来连接成可以一体转动。此外，在所述内筒12的上部形成有内筒排气口 121，该内筒排气口 121用于把在所述集尘容器11中分离出灰尘后的空气向所述上部过滤器单元13排出。而且，在所述内筒 排气口 121上设置有圆筒形的内筒过滤器122，该内筒过滤器122覆盖整个该内筒排气口 121。所述内筒过滤器122过滤通过所述内筒排气口 121的空气。所述内筒过滤器122例如是网格状的空气过滤器等。此外，所述内筒过滤器122 可以设置在所述内筒排气口 121的内侧和外侧中的任意一侧。此外，也可以考虑替换所述 内筒排气口 121和所述内筒过滤器122，在所述内筒12上形成网格状的孔。在这种情况下， 该网格状的孔具有所述内筒排气口 121和所述内筒过滤器122的功能。另一方面，在所述内筒12的下部设置有螺旋形转动压缩部123，该螺旋形转动压 缩部123用于对所述集尘容器11内的灰尘进行压缩。在此，参照图2、图3以及作为螺旋形转动压缩部123立体图的图4，对所述螺旋形 转动压缩部123进行说明。如图2 4所示，在所述螺旋形转动压缩部123上至少具有作为转动中心的转动 轴部123b ；围绕上述转动轴部123b形成的由螺旋形曲面构成的螺旋部123a ；以及设置在 上述螺旋部123a上方的圆盘形遮挡构件123c。所述转动轴部123b为中空圆筒，与设置在所述集尘容器11底部的所述嵌合部Ila 嵌合。如上所述，所述密封构件llb(参照图2、3)安装在所述转动轴部123b和所述嵌合部 Ila之间。圆盘形遮挡构件123c把所述集尘容器11内分隔成上侧空间部分(分离部104) 和下侧空间部分(集尘部105)，该上侧空间部分利用后面叙述的旋转气流的离心分离力把 灰尘分离，该下侧空间部分用于积存灰尘。由此，可以防止收集到的灰尘上扬而堵塞内筒过 滤器122。此外，由于圆盘形遮挡构件123c是圆盘形，所以不会挡住包含在旋风气流中的灰 尘，可以有效地向集尘容器11的底部引导灰尘。此外，在所述转动轴部123b上设置有弯板状的螺旋部123a(压缩构件的一个例 子)，如上所述，该螺旋部123a以该转动轴部123b为中心，朝向所述集尘部105的底面延 伸成螺旋形，其上下表面具有以所述垂直中心轴P为中心的螺旋形曲面。在本实施方式中， 如图4所示，螺旋部123a从集尘容器11上部开口部位一侧的起始端部123s延伸至所述 集尘容器11下部底面一侧的终止端部123e，上述起始端部123s连接在所述圆盘形遮挡构 件123c的下表面，终止端部123e是自由端。但是，本发明的螺旋部123a并不限定于这种 形状。也可以使螺旋部123a的起始端部123s与所述圆盘形遮挡构件123c隔开，在螺旋部 123a和圆盘形遮挡构件123c之间具有间隙。这种实施方式将在后面进行叙述。当如后述那样所述内筒12转动时，所述螺旋部123a使积存在所述集尘容器11内 的灰尘向集尘容器11的底部移动。此时，当把所述压缩构件的所述螺旋形曲面假想为螺钉 时，通过利用该压缩构件的转动而使螺钉后退，就可以用该螺旋形曲面对垃圾进行压缩。此时，优选所述螺旋部123a的所述螺旋形曲面具有与图6箭头A的旋转气流相同 的倾斜方向。通过使这种螺旋部123a向与图6箭头A的旋转方向相反的方向转动，所述集 尘容器11内的灰尘因与该集尘容器11内表面的摩擦而向该集尘容器11的底部移动。但也可以使所述螺旋部123a的所述螺旋形曲面朝向与沿所述集尘容器11内圆周 面旋转的气流倾斜方向相反的方向倾斜。此时，螺旋部123a的转动方向与图6箭头A的旋 转气流的旋转方向相同，即，在将螺旋部123a假想为螺钉时，使螺旋部123a的转动方向为利用螺旋部123a的转动使螺钉后退。
此外，当所述内筒12转动时，对于移动到所述集尘容器11底部的灰尘，所述螺旋 部123a利用与所述集尘容器11底部的摩擦，在所述螺旋部123a和上述底面之间使灰尘转 动，从而从转动轴中心向外侧压出灰尘，来进行压缩。按照这种结构，由于灰尘转动而被压 缩结实，所以可以增加所述集尘容器11能够积存灰尘的量。因此，例如可以实现所述集尘 容器11的小型化。此外，由于被压缩结实的灰尘不容易松开，所以在取出时也不会向空气 中飘散，可以在保持其形状的状态下作为垃圾清除。另一方面，由所述内筒12的内筒过滤器122过滤后的空气通过该内筒12的内部， 被导向所述上部过滤器单元13。在此，参照图2、图3和图5对所述上部过滤器单元13进行说明。其中，图5的(a) 是从上方观察所述上部过滤器单元13的立体图，图5的(b)是从下方观察所述上部过滤器 单元13的立体图。所述上部过滤器单元13具有HEPA过滤器(High Efficiency Particulate Air Filt，高效空气过滤器)131、过滤器除尘构件132和倾斜除尘构件134等。所述HEPA过滤器131是空气过滤器的一种，对从所述内筒12排出并流经所述排 气路径112的空气再次进行过滤。所述HEPA过滤器131由在所述垂直中心轴P的周围配置并固定成环形的多个过 滤器的组合构成。而且，各个过滤器分别被固定在例如图5的(b)所示的骨架上。此外，所 述HEPA过滤器131所包含的多个过滤器被配置成在大体水平方向上反复凹凸的折皱形。 由此，可以充分地确保所述HEPA过滤器131中的过滤面积。并且，在所述HEPA过滤器131 下端和所述框体10之间设置有环形的密封构件162。由此，可以防止所述HEPA过滤器131 和所述框体10之间的空气泄漏。此外，如图2和图3所示，在所述HEPA过滤器131的中央形成有中空部13la，设置 在后面叙述的过滤器除尘构件132上的连接部133嵌合插入该中空部131a内。并且，在所 述中空部131a内设置有支承部131b，该支承部131b将所述连接部133支承成可以转动。如上所述，在所述旋风集尘装置Y中，通过由所述内筒过滤器122和所述HEPA过 滤器131以两个阶段过滤空气，可以提高收集灰尘的能力。但是，如果灰尘堆积在所述HEPA过滤器131上产生堵塞，则空气的通过阻力变大。 因此，有可能导致所述电动送风机(未图示)的负荷增加、吸尘能力降低。所以在所述上部 过滤器单元13上设置有所述过滤器除尘构件132，所述过滤器除尘构件132用于去除附着 在所述HEPA过滤器131上的灰尘。所述过滤器除尘构件132由设置在所述HEPA过滤器131中央部的所述支承部 131b支承成可以转动。具体地说，在所述过滤器除尘构件132上设置有可以转动地支承在 所述支承部131b上的连接构件133。此外，在所述连接部133上，利用螺钉133b将所述倾斜除尘构件134拧紧固定在 设置于该连接部133上的螺钉孔133a内。由此，将所述过滤器除尘构件132和所述倾斜除 尘构件134连接成可以一体转动。并且，在所述倾斜除尘构件134和所述HEPA过滤器131 之间设置有填充间隙的环形的密封构件163。由此，可以防止所述倾斜除尘构件134和所述 HEPA过滤器131之间的空气泄漏。
如图2和图5的(a)所示，所述过滤器除尘构件132具有沿该HEPA过滤器131以 规定间隔配置的两个接触部132a，该接触部132a与所述HEPA过滤器131的上端部接触。 所述接触部132a为板簧状的弹性构件。而且，所述接触部132a并不限定于板簧状的弹性 构件。此外，所述接触部132a可以是一个，也可以是多个。在所述过滤器除尘构件132的外圆周部位上形成有齿轮132b。如图2和图3所 示，该齿轮132b与设置在除尘驱动机构15上的齿轮15a啮合，该除尘驱动机构15设置在 所述旋风集尘装置Y上。在此，如图2表明的那样，所述除尘驱动机构15具有减速器和连接在该减速器上 的齿轮15a，该减速器与设置在所述吸尘器主体部1 一侧的未图示的驱动电动机(驱动装置 的一个例子，以下称为“除尘驱动电动机”)连接。在所述除尘驱动机构15中，所述除尘驱 动电动机的转动力通过所述减速器传递给所述齿轮15a。然后，所述除尘驱动机构15的齿 轮15a的转动力被传递给所述齿轮132b。由此，使所述过滤器除尘构件132转动。并且，如上所述，上述过滤器除尘构件132的转动被传递给倾斜除尘构件134，与 倾斜除尘构件134 —体转动的内筒12和与内筒12 —体的螺旋形转动压缩部123围绕所述 垂直中心轴P转动。此外，在本实施方式中，以利用所述除尘驱动电动机使所述过滤器除尘构件132 转动的情况为例进行了说明，但也可以考虑以下方式来作为其他实施例，即，替换所述除尘 驱动电动机，设置利用手动使所述过滤器除尘构件132转动的机构。当然也可以考虑利用除了除尘驱动电动机以外的其他电动机，使螺旋形转动压缩 部123转动。在想要分别进行上部过滤器单元13的除尘和螺旋形转动压缩部123的转动 的情况下，也可以考虑采用这种分别驱动的方法。如果所述过滤器除尘构件132转动，则设置在该过滤器除尘构件132上的两个所 述接触部132a分别断续碰撞折皱形的所述HEPA过滤器131并使其产生振动。因此，附着 在所述HEPA过滤器131上的灰尘因所述过滤器除尘构件132引起的振动而被敲落。而且， 所述除尘驱动电动机(未图示)的工作时机例如优选在所述电动吸尘器X中的集尘动作开 始前或终止后。由此，利用所述电动送风机的吸气，在所述HEPA过滤器131中没有朝向下 游的气流的状态下，可以有效地对所述HEPA过滤器131进行除尘。此外，如上所述，所述灰尘接收部14将所述内筒12支承成可以转动。具体地说，在 所述灰尘接收部14的开口 14a边缘部下端设置有环形的所述支承部14c，所述支承部14c 与设置在所述内筒12上端的环形的所述凹部12a嵌合。由此，利用所述灰尘接收部14将 所述内筒12悬挂成可以转动。下面对如上所述的螺旋形转动压缩部123的构造进行更详细的说明。如上所述，旋风集尘装置Y为大体圆筒形，其包括配置在上部的上部过滤器单元 13和配置在下部的集尘容器11。作为分离部104和集尘部105边界部位的圆盘形遮挡构件123c，与收纳在集尘容 器11内的所述内筒12的下端接合成一体。上述圆盘形遮挡构件123c和其下部的所述螺 旋部123a的外径大体相同，且比分离部104的内径小，在圆盘形遮挡构件123c的外周和集 尘容器11的内壁之间存在有间隙(留空量)106 (图6)。间隙(留空量)106为适当的值， 以便在把分离部104中分离出的灰尘向集尘部105移动的情况下，即使具有一定体积的灰
12尘也能顺利移动、且灰尘一旦移动并积存在集尘部105内则不会上扬，从而不会堵塞内筒 过滤器122。根据试验可以知道间隙(留空量)106优选为13mm左右。此外，由于上述螺旋部123a和集尘容器11内表面之间的间隙(留空量)107 (相 当于本发明的大体圆筒形的空间)是集尘容器11的直径朝向集尘容器11的底部变小的部 分，所以该间隙(留空量)107朝向集尘容器11的底部变小。由此，灰尘和集尘容器11内 壁侧面之间的摩擦变大，由于利用螺旋形转动压缩部123使灰尘向中心轴P方向移动的力 变大，所以可以更有效地进行压缩。此外，圆盘形遮挡构件123c在高度方向上具有规定的厚度。圆盘形遮挡构件123c 的高度方向的厚度会影响分离部104中的离心分离性能，在本实施例中采用根据试验得到 的13mm左右。此外，如上所述，螺旋形转动压缩部123的螺旋部123a为由上下螺旋形曲面夹 持的弯板状，以从圆盘形遮挡构件123c向下方大体垂直延伸的转动轴部123b为中心，朝 向集尘容器11的底面从起始端部123s ( 与圆盘形遮挡构件123c的连接部)到终止端部 123e (下端)，围绕设置在转动轴部123b周围的一周以上。上述围绕设置角度的优选数值 为1.6周。利用这种围绕设置，螺旋部123a形成螺旋形的旋转面，该螺旋形的旋转面沿旋 风旋转气流(如图6中箭头A所示)的转动方向朝向下方倾斜，该旋风旋转气流沿着集尘 容器11的内圆周面流动。但是，上述螺旋部123a围绕设置在转动轴部123b上的角度并不限定于上述数值。 例如，若必须要使螺旋部123a小型化，则可以根据需要使围绕设置的角度小于一周。对这 种小型螺旋部123a将进行追加说明。此外，在螺旋形转动压缩部123的螺旋部123a终止端(下端)和集尘部105的底 面之间，设置间隙(留空量)108 (参照图6)。由此，从转动轴中心向外侧推压，可以大幅度 地增加能够进行压缩的灰尘量。此外，上述间隙108的宽度值为可以防止因向集尘部105底部按压而使被压缩的 灰尘堵塞在螺旋部分的终止端和集尘部105底部之间所造成的破损或引起的异物等堵塞。 在本实施例中，把按照IEC标准的DMT标准垃圾TYPE8作为试验垃圾，使用IOg该垃圾进行 试验求出的上述间隙108的宽度为6 13mm左右。下面对上述结构的电动吸尘器的动作进行说明。如图3、图6所示，气流从形成在分离部104圆周方向上的连接部111的空气流入 口 Illa进入到集尘容器11的分离部104内，如图6的箭头A所示，气流沿分离部104的圆 筒形内圆周面高速旋转。旋转气流中比较大的灰尘受离心力作用从气流中分离，被压向集 尘容器11的内壁。如图2所示，由于空气排气口 121位于下方，所以此后气流一边旋转一 边进入到集尘部105内。气流(主气流)如图6中双点划线所示的箭头A那样旋转，到达 集尘部105底面后变成上升。在图6的例子中，沿该螺旋形转动压缩部123周围的间隙107 旋转的气流的转动方向与螺旋形转动压缩部123的螺旋部123a的倾斜方向一致，不会妨碍 旋风旋转气流。因此，能够使压力损失变小且有效地进行离心分离，获得较高的吸入功率。此外，灰尘被图6中双点划线表示的箭头A的气流运送，被螺旋部123a的终止端 部(下端部)和集尘容器11底面之间的空间112a挡住(被捕集)并积存在该空间112a 内，沿螺旋部123a的螺旋形弯曲面从下侧依次层叠。因此，可以进一步防止压力损失的增加。此外，由于在螺旋形转动压缩部123周围的间隙107中旋转的气流的转动方向与 螺旋形转动压缩部123的螺旋部123a的倾斜方向一致，所以积存并层叠的灰尘也因气流而 稍微被压缩。由此，积存并层叠的灰尘的体积变小，可以更有效地收集灰尘。下面对利用空气流来积存和层叠灰尘的作用进行说明。如上所述，被吸引的灰尘在分离部104中被分离，并通过间隙106 (图6)被导向集 尘部105。在集尘部105中，灰尘通过间隙107，因被间隙108拦住(被捕集)而积存。每当 螺旋形转动压缩部123转动时，就在已经积存的灰尘上层叠灰尘。因此，在该集尘装置中， 由于层叠的灰尘沿螺旋部123a均衡地增加，所以不会在集尘部105内不均衡地积存灰尘， 与相同容积的集尘部相比，可以大幅度地提高可以集尘的容量。此外，可以使螺旋部123a的螺旋形状具有沿旋风旋转气流的转动方向朝向下方 倾斜的方向性。在这种情况下，也可以获得利用旋风的气流进行压缩的效果。由此，能进一 步提高可以集尘的容量。下面对转动压缩的作用进行详细说明。例如，如果停止驱动送风驱动电动机，则气流停止旋转。当确认停止驱动送风驱动 电动机后，如果驱动除尘驱动机构15，则如上述那样，内筒12、排气口 121、圆盘形遮挡构件 123c、螺旋形转动压缩部123和转动轴部123b成为一体，以垂直中心轴P为中心，向图8的 箭头D方向(从上方看为逆时针方向)转动。这样，由除尘驱动机构15产生的转动通过图 8所示的第一转动轴线152和第二转动轴线153，传递给转动轴部123b。如果螺旋形转动压缩部123以上述方式转动，则按照螺钉的原理，在转动轴方向 (图9中箭头E表示的垂直向下方向)上产生推力。积存在集尘部105中的图9的灰尘200 利用该推力沿转动轴方向被按压，通过向集尘容器11的底面按压，该灰尘200在转动轴方 向上被压缩。可是，在螺旋部123a不转动的以往的旋风集尘装置中，在灰尘层叠到比图10中的 高度300 (大体为螺旋部123a的起始端位置)更靠向上部的情况下，即使从上侧吸引来新 的灰尘201 (参照图9)，由于没有挡住灰尘201的部分，所以灰尘200不能层叠并积存，而是 继续在内筒12的周围转动。由于继续转动，在内筒过滤器122上附着大量的灰尘，使吸引 力急剧降低。此外，送风驱动电动机承受较大负荷，使产品寿命降低。可是，在本集尘装置Y中，利用螺旋部123a的转动使积存在螺旋部123a和集尘容 器底面之间的灰尘转动，从而从轴中心向外侧按压来进行压缩，所以如果螺旋形转动压缩 部123和集尘容器11底部之间的灰尘200被压缩一次，则停止转动后即使再释放集尘容器 11来解除压缩力，灰尘200也会保持压缩状态。这样，通过保持压缩状态，灰尘保持在比高度300更靠向下部的位置，即使从上方 吸引新的灰尘201时，也可以积存灰尘，利用螺旋形转动压缩部123的转动，可以再次对新 的灰尘201进行压缩，可以有效地连续进行压缩。其结果，根据试验确认了在相同容量的集 尘部中，把可以集尘的容量提高了大约三倍。此外，在本集尘装置Y中，利用一次吸引可以收集大量的灰尘，即使在灰尘的高度 到达了图10中的高度300的情况下，也可以使螺旋部123a和接触的灰尘成为一体，向转动 轴方向按压来进行压缩。
此外，由于使螺旋形转动压缩部123转动来进行压缩动作，所以利用螺旋形转动 压缩部123的转动，使灰尘受到从轴转动中心向外侧的力。因此，存在灰尘几乎不附着在圆 筒形的转动轴部123b部分上的倾向，可以大幅度地提高维护性能。此外，即使灰尘附着在 螺旋形转动压缩部123上的情况下，通过螺旋形转动压缩部123转动，当把灰尘向下方按压 来进行压缩时，利用灰尘剥离附着在螺旋形转动压缩部123上的灰尘。这样，使螺旋形转动 压缩部123的维护性能好。
此外，如上所述，由于压缩后的灰尘被固化成一体的环形，所以可以防止清除垃圾 时垃圾飘散或散落等，从而可以有效地清除垃圾。利用电动机等驱动装置来驱动螺旋形转动压缩部123转动，由此，当驱动送风驱 动电动机时(吸引时)，可以使螺旋形转动压缩部123自动地转动。利用该动作，可以在收 集并积存灰尘的同时对灰尘进行压缩。因此可以更有效地进行压缩，进一步提高上述效果。 此外，由于在一次吸引大量灰尘的情况下也可以进行压缩，所以可以长时间连续进行清扫。此外，通过在驱动送风驱动电动机时(吸引时)使螺旋形转动压缩部123间歇 转动，可以在收集灰尘的同时进行压缩，并且由于不是长时间连续驱动螺旋形转动压缩部 123，所以可以防止电耗的增加，并且可以提高驱动机构的寿命，相应提高产品寿命。此外， 可以降低驱动压缩部驱动机构时的噪声，可以获得更安静且容易使用的旋风集尘装置。此外，通过在集尘容器11的内壁侧面设置图14所示的纵向的肋400，可以使螺旋 形转动压缩部123和集尘容器11之间的留空量局部缩小。按照这种结构，由于螺旋形转动 压缩部123使转动轴方向的推力变大，可以更有效地进行压缩。此外，通过把集尘容器11 内壁侧面的肋400安装成随着朝向集尘容器11底面，使螺旋形转动压缩部123和集尘容器 11之间的留空量变小，可以更有效地对灰尘进行压缩。虽然即使设置一根肋400也具有效果，但从平衡的角度优选均等地设置多根肋 400。此外，用于产生按压螺旋部123a和集尘容器11内壁侧面之间灰尘的摩擦阻力的 结构并不限定于在集尘容器11内壁侧面上设置肋400，也可以是具有阻力的凹凸或进行表 面处理。在图11所示的螺旋形转动压缩部123中，在螺旋部123a的外周边端部和集尘部 105的内壁侧面之间具有间隙(留空量)107，集尘容器11的内圆周部分的直径是一定的， 不具有内径朝向集尘容器11底部变小的部分。即，所述间隙(留空量)107朝向集尘容器 11底部是一定的。其他结构与实施方式1相同。在这种集尘容器11的情况下，由于不具有 内径朝向集尘容器11底部变小的部分，所以增加了集尘部105的容积，而且以一定的转动 轴方向的推力进行压缩，从而可以积存并层叠更多的灰尘。此外，由于间隙(留空量)107 朝向集尘容器11的底部是一定的，所以灰尘和集尘容器11的内壁侧面的摩擦也不变化，由 于用一定的转动轴方向的推力进行压缩，所以可以防止螺旋形转动压缩部123因灰尘堵塞 而被固定并锁定。通过使螺旋形转动压缩部123不被锁定而是连续转动，使集尘部105单位体积可 以收集的垃圾容量增加，在收集相同容量垃圾的情况下，可以提供更紧凑且轻量的电动吸 尘器。其结果，容易进行处理，而且可以减轻用户的负担，从而可以大幅度地提高用户的清 扫效率。
从如上所述的利用螺旋形转动压缩部123对灰尘进行压缩的作用可以看出，灰尘 的压缩作用在螺旋部123a的终止端部123e附近进行，在起始端部123s附近几乎不会积极 地发挥压缩作用。如果从这方面看，可以认为以上叙述的螺旋部123a并不是必须沿所述集 尘容器11的内圆周面至少延伸成大于该内圆周面的一周。因此，有时优选去除无助于压缩 作用的螺旋部123a的起始端部123s附近部分，来实现螺旋形转动压缩部123整体的小型 化。在这种情况下，也可以考虑使上述螺旋部123a的围绕设置角度沿集尘容器11的内圆 周小于一周。通过以上述方式减小螺旋部123a的围绕设置角度，可以使螺旋部123a小型 化，或者使包括螺旋部123a的螺旋形转动压缩部123整体小型化。通过以上述方式使螺旋 形转动压缩部123小型化，可以减轻螺旋形转动压缩部123的转动负荷以及使装置整体小 型化、轻量化。图19表示如上所述的螺旋部123a的围绕设置角度小于一周的螺旋形转动压缩部 123。图19的(a)是从斜下方观察螺旋形转动压缩部123的立体图，图19的(b)是从斜上 方观察螺旋形转动压缩部123的立体图。在图19所示的螺旋形转动压缩部123中，使所述螺旋部123a和圆盘形遮挡构件 123c分离，所述螺旋部123a形成在设置于螺旋形转动压缩部123垂直中心的所述转动轴部 123b的周围，圆盘形遮挡构件123c设置在所述螺旋部123a的上方，在螺旋部123a和圆盘 形遮挡构件123c之间设置有垂直方向的间隙W。在相当于图6的图16和相当于图8的图 18中表示了间隙W，可以清楚地理解。可是，如果按照图16或图18所示方式切除螺旋部123a的起始端部123s附近，形 成间隙W，则在切除后新形成的起始端部123s'上容易附着纤维屑等灰尘。特别是如图18 中箭头D表示的那样，在螺旋部123a的螺旋螺钉向后退方向转动的例子中，在螺旋形转动 压缩部123的起始端部123s'上容易附着纤维屑等灰尘。如上所述的纤维屑等容易缠绕在 起始端部上的问题，在切除后的起始端部123s'沿图19所示转动轴部123b的半径方向形 成的情况下特别明显。为了解决上述问题，如图20所示，可以把所述切除后的起始端部123s'做成圆弧 形。严格地说，需要使所述起始端部123s外边缘部分的距离螺旋部123a中心部位的半径， 从起始端部123s'朝向终止端部的方向逐渐变大，形成曲线形。即，如图20的(c)所示，螺 旋部123a的半径为r0，具有所述螺旋部123a的所述起始端部123s ‘，其外边缘部分的距 离螺旋部123a中心点O的半径r，从起始端部123s'朝向终止端部的方向(用箭头Yx表 示的方向)逐渐变大(如rl、r2、…rn…rO那样逐渐变大)，形成曲线形，在这种情况下， 纤维屑等容易沿上述曲线形的外边缘移动，由于纤维屑等容易从起始端部123s'脱落且使 灰尘难以附着，所以可以长时间或者永久性地不对该部分进行清扫。此外，在上述实施方式中，虽然说明的是切除了螺旋部123a的一部分，使螺旋部 123a和圆盘形遮挡构件123c变得不连续，在两者之间形成有间隙W的情况，但这只是一个 例子，也可以不切除螺旋部123a的一部分，而是使螺旋部123a的起始端部123s连续地连 接在圆盘形遮挡构件123c上，在所述两者之间没有间隙。工业实用性本发明可以应用于电动吸尘器等的包含有集尘器的旋风分离装置中。
权利要求
一种旋风分离装置，具有内圆周面为大体圆筒形的收集容器，沿所述收集容器圆周部位的周向设置有空气流入口，从所述空气流入口吸入的空气沿所述大体圆筒形的内圆周面旋转后，从所述收集容器的中心部位流经过滤装置排出，以在所述收集容器的底部收集包含在所述空气中的比较大的收集对象物，且在所述过滤装置中收集比较小的收集对象物，其特征在于，在所述收集容器内具有压缩构件，所述压缩构件具有以所述收集容器的垂直中心轴为中心的螺旋形曲面，并且所述压缩构件能围绕所述垂直中心轴转动。
2.根据权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于，在所述收集容器的上部设置有 分离装置主体，所述分离装置主体具有排气部，所述排气部用于排出流经所述过滤装置后 的空气。
3.根据权利要求1或2所述的旋风分离装置，其特征在于，利用所述压缩构件的转动， 使所述压缩构件的所述螺旋形曲面围绕所述垂直中心轴转动，以利用所述螺旋形曲面对积 存在所述收集容器内的收集对象物进行压缩。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，当把所述压缩构 件的所述螺旋形曲面假想成螺钉时，利用所述压缩构件的转动，使螺钉后退。
5.根据权利要求1 4中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，所述压缩构件 的所述螺旋形曲面的方向设置成与沿所述收集容器内圆周面旋转下降的气流方向基本一 致。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，还包括驱动所述 压缩构件转动的驱动装置。
7.根据权利要求6所述的旋风分离装置，其特征在于，收集对象物的收集工序结束后， 驱动控制所述压缩构件转动。
8.根据权利要求6所述的旋风分离装置，其特征在于，在收集对象物的收集工序进行 过程中，驱动控制所述压缩构件转动。
9.根据权利要求8所述的旋风分离装置，其特征在于，在收集对象物的收集工序进行 过程中，间歇地驱动控制所述压缩构件转动。
10.根据权利要求1 9中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，所述压缩构件 收纳在所述收集容器内，在所述压缩构件与所述收集容器内圆周面之间设置有大体圆筒形 的空间。
11.根据权利要求1 10中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，所述压缩构件 的螺旋形曲面沿所述收集容器的内圆周面延伸，至少大于等于所述内圆周面的一周，或者 小于所述内圆周面的一周。
12.根据权利要求11所述的旋风分离装置，其特征在于还包括分离构件，具有在所述收集容器内以所述收集容器的垂直中心轴为中心的螺旋形曲 面，所述螺旋形曲面大于等于一周；圆盘形遮挡构件，设置在所述分离构件的上部，隔开所述收集容器的上部空间和所述 收集容器的下部空间。
13.根据权利要求12所述的旋风分离装置，其特征在于，在所述螺旋形曲面和所述圆 盘形遮挡构件之间设置有垂直方向的间隙。
14.根据权利要求1 13中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，所述螺旋形曲 面从所述收集容器上部开口部位一侧的起始端部延伸至所述收集容器下部底面一侧的终 止端部，所述起始端部外边缘设置成曲线形，从压缩构件的中心部位到外圆周部位的半径 逐渐变大。
15.根据权利要求1 14中任意一项所述的旋风分离装置，其特征在于，所述旋风分离 装置适用于所述收集对象物为灰尘的旋风集尘装置。
全文摘要
本发明提供一种旋风集尘装置，即使解除了对收集对象物的压缩力，也能保持压缩结实的状态。所述旋风分离装置具有内圆周面为大体圆筒形的收集容器，沿收集容器圆周部位的周向设置有空气流入口，从该空气流入口吸入的空气沿大体圆筒形的内圆周面旋转后，从收集容器的中心部位流经过滤装置排出，以便在所述收集容器的底部收集包含在空气中的比较大的收集对象物，并且在所述过滤装置中收集比较小的收集对象物，在该收集容器内具有压缩构件，该压缩构件具有以收集容器的垂直中心轴为中心的螺旋形曲面，并且该压缩构件能围绕所述垂直中心轴转动。
文档编号B04C5/04GK101965148SQ200980108209
公开日2011年2月2日 申请日期2009年3月19日 优先权日2008年3月21日
发明者吉田长司, 小河毅, 松本幸满 申请人:夏普株式会社