Циклонный пылеуловитель и пылесос, содержащий циклонный пылеуловитель
Изобретение предназначено для пылеулавливания. Циклонный пылеуловитель содержит корпус, имеющий относительно широкую верхнюю часть и относительно узкую нижнюю часть, всасывающий канал, выпускной канал, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, резервуар для пыли, соединенный с корпусом циклона, и перекрывающий элемент для частичного перекрытия решетчатого элемента. Воздух, всасываемый через всасывающий канал, при перемещении по направлению вверх к выпускному каналу движется по расширяющейся в радиальном направлении траектории, увеличивая, таким образом, центробежную силу, действующую на взвешенные частицы по мере их перемещения по направлению к выпускному каналу. Форма корпуса циклона препятствует возникновению турбулентности потока. Перекрывающий элемент препятствует прилипанию пыли к решетчатому элементу до того, как указанная пыль подвергнется центрифугированию, при этом производительность решетчатого элемента повышается. Технический результат: повышение эффективности пылеулавливания. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Приоритет данной заявки заявляется по заявке на патент Кореи No. 2004-66367, которая подана 23 августа 2004 года в Управление Интеллектуальной Собственности Кореи и описание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к пылесосу. В особенности предлагаемое изобретение относится к циклонному пылеуловителю и к пылесосу, содержащему этот циклонной пылеуловитель.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обычно циклонный пылеуловитель в пылесосе всасывает внутрь запыленный воздух, создает вихревой или циклонический поток воздуха, который отделяет пыль от запыленного воздуха с помощью центробежной силы, возникающей в вихревом потоке воздуха, и собирает отделенные частицы пыли в накопитель или ловушку для последующего удаления. Обычно циклонные пылеуловители не пропускают запыленный воздух через воздушный фильтр.
Фиг.1 и 2 показывают соответственно вид в аксонометрии и поперечный разрез обычных циклонных пылеуловителей, известных из уровня техники. Как показано на чертежах, циклонный пылеуловитель содержит корпус 10 циклона, всасывающий канал 11 для втягивания воздуха, выпускной канал 12 для выпуска обеспыленного воздуха, решетчатый элемент 13, соединенный с выпускным каналом 12, и резервуар 14 для пыли.
Канал 11 направляет запыленный воздух, втягиваемый с очищаемой поверхности, в корпус 10. Как показано на фиг.2, канал 11 соединен с внутренней периферией корпуса 10 по касательной. Втягиваемый воздух образует вихрь, то есть вихревой поток воздуха, проходящий по окружности вдоль внутренней периферии корпуса 10, как показано стрелками на фиг.2. Частицы пыли, взвешенные в воздухе, подвергаются воздействию центробежной силы. Хотя сила всасывания создается средством создания разрежения для всасывания (не показано), в элементе 13, тем не менее, воздух, всасываемый из всасывающего канала 11, может и не создавать вихревой поток до того, как он будет выпущен через выпускной канал 12. В этом случае пыль, подвергаемая воздействию центробежной силы, может и не собираться в резервуаре 14, а вместо этого прилипать к решетчатому элементу 13, ухудшая, таким образом, силу всасывания и уменьшая эффективность циклонного пылеуловителя.
Кроме того, турбулентность воздушного потока может быть вызвана в циклонном пылеуловителе многими причинами. Изменение направления потока воздуха и столкновение потоков воздуха образуют только две причины, которые могут ослабить вихрь, то есть уменьшить скорость его вращения и вследствие этого уменьшить центробежную силу, оказывающую воздействие на взвешенные частицы пыли. Точнее говоря, так как корпус 10 имеет, по существу, цилиндрическую форму для плавного протекания вихревого потока воздуха, воздух, всасываемый в корпус 10 через всасывающий канал 11, подвергается внезапному изменению траектории, соответственно создавая турбулентность потока благодаря своим инерционным свойствам. В дополнение к этому на входе в циклонный пылеуловитель воздух, всасываемый через всасывающий канал 11, сталкивается с вихревым потоком воздуха, образованным в циклонном пылеуловителе, вызывая турбулентность потока, особенно в зоне S, заштрихованной на фиг.2. Вследствие того что турбулентный поток рассеивает пыль, уже подвергнутую воздействию центробежной силы, сбор пыли ухудшается. Циклонный пылеуловитель, в котором отсутствуют проблемы, создаваемые известными решетчатыми элементами, был бы усовершенствованием уровня техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в устранении, по меньшей мере, упомянутых выше проблем и/или недостатков и, по меньшей мере, в обеспечении описанных ниже преимуществ. Соответственно, цель настоящего изобретения состоит в создании циклонного пылеуловителя, в котором предотвращено прилипание пыли к решетчатому элементу и ограничено возникновение турбулентного потока в циклонном пылеуловителе.
Для достижения указанных выше целей в настоящем изобретении предложен циклонный пылеуловитель, содержащий корпус циклона, выполненный с относительно широкой верхней частью и относительно узкой нижней частью. Циклонный пылеуловитель также содержит всасывающий канал, выпускной канал, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, резервуар для пыли, соединенный с корпусом циклона, и перекрывающий элемент для частичного перекрытия решетчатого элемента.
Верхняя поверхность корпуса циклона имеет выступающую часть, образованную в направлении воздуха, всасываемого в корпус циклона из всасывающего канала, при этом корпус сужается от выступающей части в направлении своей нижней поверхности. Верхняя выступающая часть имеет закругленный край и, по существу, эллиптическую форму.
Для достижения еще одной цели настоящего изобретения корпус циклона выполнен так, что он имеет относительно широкую верхнюю часть и относительно узкую нижнюю часть и содержит всасывающий канал, выпускной канал, резервуар для пыли, соединенный с указанным корпусом, и перекрывающий элемент для частичного перекрытия решетчатого элемента.
Перекрывающий элемент содержит перекрывающую часть, перекрывающую поступление запыленного воздуха в решетчатый элемент, и, по меньшей мере, одно окно, выполненное на стороне, противоположной перекрывающей части, для доступа к решетчатому элементу.
Перекрывающая часть обращена к внутренней периферии циклонного пылеуловителя. Указанная внутренняя периферия, расположенная смежно с всасывающим каналом, имеет такие размеры, конструкцию и расположение, что всасываемый воздух не попадает непосредственно в решетчатый элемент.
Для достижения еще одной цели настоящего изобретения предложен пылесос, содержащий корпус, имеющий в своем составе средство создания разрежения для всасывания, всасывающую щетку, прикрепленную к корпусу пылесоса с обеспечением возможности перемещения по очищаемой поверхности, и циклонный пылеуловитель, прикрепленный к корпусу пылесоса с возможностью съема. Указанный циклонный пылеуловитель содержит циклонный пылеуловитель, выполненный с относительно широкой верхней частью и относительно узкой нижней частью, а также всасывающий канал, выпускной канал, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, и резервуар для пыли, соединенный с корпусом циклона.
Для достижения еще одной цели настоящего изобретения предложен пылесос, содержащий корпус, в котором имеется средство создания разрежения для всасывания, всасывающая щетка, прикрепленная к корпусу пылесоса с обеспечением возможности перемещения по очищаемой поверхности, и циклонный пылеуловитель, прикрепленный к корпусу пылесоса с возможностью съема. Указанный циклонный пылеуловитель содержит циклонный пылеуловитель, выполненный с относительно широкой верхней частью и относительно узкой нижней частью и содержащий всасывающий канал, выпускной канал, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, резервуар для пыли, соединенный с корпусом циклона, и перекрывающий элемент для частичного перекрытия решетчатого элемента.
Соответственно, выступающая часть, образованная на корпусе циклона, обеспечивает возможность перемещения потока воздуха вблизи всасывающего канала с совершением более широкого в радиальном направлении движения и поэтому может ограничивать возникновение турбулентности потока, улучшая вследствие этого эффективность улавливания пыли.
Кроме того, благодаря наличию перекрывающего элемента пыль, содержащаяся в воздухе, не прилипает к решетчатому элементу до того, как она подвергается центрифугированию, а это позволяет предотвратить снижение эффективности всасывания решетчатого элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведенные выше цели и другие особенности настоящего изобретения станут более очевидными при подробном описании типичных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг.1 изображает вид в аксонометрии известного обычного циклонного пылеуловителя;
фиг.2 изображает поперечный разрез известного циклонного пылеуловителя, показанного на фиг.1;
фиг.3 изображает вид в аксонометрии пылесоса вертикального типа, имеющего циклонный пылеуловитель, соответствующий одному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.4 изображает вид в аксонометрии циклонного пылеуловителя, соответствующего одному варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг.5 изображает вид сверху циклонного пылеуловителя, показанного на фиг.4; и
фиг.6 изображает вид в аксонометрии циклонного пылеуловителя, показанного на фиг.4, в разобранном состоянии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ
ВЫПОЛНЕНИЯ
Ниже со ссылками на прилагаемые чертежи подробно описаны некоторые варианты выполнения предлагаемого изобретения.
В последующем описании для обозначения одинаковых деталей, изображенных на разных чертежах, использованы одни и те же номера позиций. Описанные здесь варианты выполнения являются только примерами и не предназначены для ограничения раскрытого здесь изобретения. Вернее будет сказать, что раскрытое здесь изобретение ограничено содержанием прилагаемой формулы изобретения. К тому же, хорошо известные функции и конструкции не описаны подробно, так как в обратном случае заявляемое изобретение было бы усложнено введением излишних деталей.
Фиг.3 изображает вид в аксонометрии пылесоса вертикального типа, имеющего циклонный пылеуловитель 100, соответствующий одному варианту выполнения предлагаемого изобретения. Пылесос вертикального типа содержит корпус 1, имеющий средство создания разрежения для всасывания, такое как вентилятор с электроприводом (не показан), всасывающую щетку 2 для всасывания пыли с очищаемой поверхности и циклонный пылеуловитель 100 для отделения пыли от всасываемого воздуха. В предпочтительном варианте выполнения циклонный пылеуловитель 100 выполнен съемным и присоединен к корпусу 1 таким образом, что он может быть снят с него, освобожден от пыли и вновь установлен в корпус 1 пылесоса. В связи с тем что работа такого пылесоса вертикального типа хорошо известна, ее подробное описание опущено здесь для краткости.
Как показано на виде пылеуловителя 100 в аксонометрии, представленного на фиг.5 в разобранном состоянии, этот пылеуловитель 110 в предпочтительном варианте выполнения содержит корпус 101 циклона, решетчатый элемент 130, резервуар 140 для пыли и перекрывающий элемент 200. Корпус 101 содержит всасывающий канал 110 для втягивания пыльного воздуха и выпускной канал 120 для выпуска чистого воздуха, из которого отделена пыль, содержащаяся в пыльном воздухе, и который далее называется обеспыленным воздухом. Корпус 101 выполнен так, что его верхняя часть шире нижней части.
Верхняя поверхность 102 верхней части корпуса 101 имеет выступ, называемый далее выступающей частью 103, которая по форме похожа на перевернутый усеченный прямой круговой конус и которая проходит в сторону от центральной оси 2 всасывающего канала 110 и выпускного канала 120 корпуса циклона в направлении, по существу, параллельном направлению потока воздуха через всасывающий канал 110 и выпускной канал. Край 150 части 103 закруглен для уменьшения потерь на трение, которое испытывают потоки воздуха внутри корпуса 101. Основание 104 корпуса 101, имеющее, по существу, форму круга, образует, по существу, круглое отверстие для резервуара 140, прикрепляемого к корпусу 101 с возможностью съема. Выступающая часть 103 предпочтительно сужается по направлению к нижней поверхности 104, как показано на фиг.4 и 6.
Как показано на фиг.6, элемент 130 имеет щели или отверстия 131 и предназначен для отфильтровывания частиц, взвешенных в вихревом потоке воздуха внутри корпуса 101. Воздух проходит через отверстия 131 решетчатого элемента вверх к выпускному каналу 120, и, по существу, решетчатый элемент 130 дополнительно фильтрует и выпускает обеспыленный воздух наружу из циклона 100 пылесоса. Перекрывающий элемент 200 препятствует прилипанию частиц пыли к решетчатому элементу 130 до того, как они будут отделены центробежной силой. Как показано на фиг.5 и 6, перекрывающий элемент 200 имеет перекрывающую часть 210 и окно 220.
В соответствии с фиг.6 перекрывающий элемент 200 препятствует прохождению пыли, находящейся во всасываемом через всасывающий канал воздухе, в решетчатый элемент 130 до того, как эта пыль подвергается воздействию центробежной силы в корпусе 101. С этой целью перекрывающая часть 210 имеет такой размер, форму и таким образом размещена, что полностью перекрывает щели 131 решетчатого элемента 130, который расположен под всасывающим каналом 110. Около части 210, перекрывающей щели 131 вблизи всасывающего канала 110, воздух, втянутый внутрь через всасывающий канал 110, получает возможность образовать вихревой поток в корпусе 101, не испытывая воздействия силы всасывания, создаваемой в решетчатом элементе 130.
Если перекрывающая часть 210 имеет большую площадь поверхности, сила всасывания может уменьшиться, снижая вследствие этого эффективность всасывания. Поэтому площадь поверхности перекрывающей части 210 должным образом рассчитана с учетом производительности двигателя вентилятора (не показан). Предпочтительно площадь поверхности перекрывающей части не превышает 50% поверхности перекрывающего элемента 200.
Хотя перекрывающая часть 210, изображенная на фиг.6, является круглой, на одной ее "стороне" выполнено окно 220. Всасываемый воздух образует вихревой поток внутри корпуса 101 без воздействия на него силы всасывания, которая присутствует в щелях 131 решетчатого элемента 130, которые, в свою очередь, загорожены сплошной поверхностью перекрывающей части 210. Вследствие этого вихревой воздушный поток имеет тенденцию формироваться полностью вдалеке от части 210 ближе к стенке корпуса 101, обеспечивая получение большей центробежной силы, действующей на переносимые воздухом частицы пыли. Таким образом, сила всасывания, образуемая на открытой части решетчатого элемента 130, не противодействует вихревому потоку воздуха внутри корпуса 101.
В перекрывающем элементе 200 имеется, по меньшей мере, одно окно 220, через которое воздух может проходить к решетчатому элементу 130 и далее к выпускному каналу 120. Как показано на фиг.6, может быть выполнено несколько окон 220, разделенных ребрами 221.
В альтернативном варианте выполнения, который не показан на чертежах, перекрывающий элемент 200 может быть расположен внутри решетчатого элемента 130.
В еще одном альтернативном варианте выполнения сам решетчатый элемент 130 может быть выполнен с обеспечением выполнения функции перекрывающего элемента 200. В таком варианте выполнения одна "сторона" решетчатого элемента 130 закрыта - для работы в качестве перекрывающей части 210, в то время как другая сторона решетчатого элемента имеет щели для выполнения функции щелей 131.
Далее подробно описана работа циклонного пылеуловителя 100 согласно одному варианту выполнения предлагаемого изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Как показано на фиг.5 стрелками 152, указывающими направление потока воздуха, когда воздух всасывается через всасывающий канал 110, всасываемый воздух создает вихревой поток, протекающий по внутренней периферии корпуса 101. Вихревой поток воздуха центрифугирует частицы пыли во всасываемом воздухе.
Как можно видеть на фиг.4, 5 и 6, всасывающий канал 110 расположен ниже выпускного канала 120 и, по существу, по касательной к стенке корпуса 101. Из фиг.4, 5 и 6 также видно, что длина окружности корпуса 101 увеличивается в направлении от основания корпуса 101 к его верху. Другими словами, воздух, который входит в корпус 101 через канал 110, проходит по касательной к внутренней стенке корпуса 101 и в радиальном направлении при обходе периферии корпуса 101.
По мере прохождения радиально движущегося воздуха вверх в корпусе 101 к выпускному каналу 120 он перемещается по увеличивающейся окружности, благодаря чему взвешенные в воздухе частицы испытывают нарастающую центробежную силу. Поэтому турбулентный поток, создаваемый благодаря столкновению всасываемого воздуха с внутренней периферией корпуса 101, меньше по сравнению с тем турбулентным потоком, что создается в обычном циклонном пылеуловителе, в котором воздушный поток внезапно изменяет свое направление при формировании вихревого воздушного потока. Как следствие предотвращения турбулентности потока, описанного выше, скорость вихревого потока воздуха может быть увеличена и, следовательно, повышена эффективность отделения пыли. Также может быть не допущено рассеивание собранной пыли. Вследствие этого циклонный пылеуловитель 100 может более эффективно отделять взвешенные частицы пыли.
Как показано на фиг.4-6, благодаря тому что перекрывающий элемент 200 имеет, по существу, цилиндрическую форму и обеспечивает частичный доступ к решетчатому элементу 130, пыль, содержащаяся во всасываемом воздухе, не может прямо поступить в решетчатый элемент 130, а должна "найти" окно 220 в части 210. То есть так как часть 210 перекрывающего элемента 200 расположена смежно со всасывающим каналом 110, то сила всасывания, образуемая в решетчатом элементе 130, не действует на всасываемый воздух.
Таким образом, воздух, всасываемый через всасывающий канал 110, способен гораздо лучше создавать вихревой поток вдоль внутренней периферии корпуса 101, не так круто изогнутой, без действия на него силы всасывания. Соответственно, только полностью центрифугированный воздух проходит через окно 220 и выходит наружу из циклонного пылеуловителя 100.
Описанный выше циклонный пылеуловитель 100 пригоден для использования в пылесосах вертикального типа, как показано на фиг.3. Однако понятно, что применение таких циклонных пылеуловителей 100 не ограничивается пылесосами вертикального типа, и они также могут использоваться в балонных пылесосах, а также в системах любого типа для фильтрации воздуха/газа.
Как должно быть понятно из приведенного выше описания, выступающая часть 103, образованная на корпусе 101, способствует тому, чтобы всасываемый воздух плавно проходил вверх по направлению к выпускному каналу 120. В связи с этим предотвращается или уменьшается турбулентность в корпусе 101. Соответственно, улучшается отделение пыли в корпусе 101. К тому же перекрывающий элемент 200 предотвращает прилипание пыли к решетчатому элементу 130 до того, как пыль подвергается центрифугированию. Таким образом, увеличиваются производительность и долговечность решетчатого элемента 130.
Несмотря на то что изобретение представлено и описано со ссылкой на определенный вариант его выполнения, специалисту в этой области должно быть понятно, что в нем могут быть сделаны различные изменения, касающиеся формы и деталей, без отхода от сути и объема изобретения в том виде, как оно определено в прилагаемой формуле изобретения.
1. Циклонный пылеуловитель, содержащий корпус циклона, имеющий всасывающий канал, выпускной канал, верхнюю часть, по существу, эллиптической формы, имеющую выступающую часть, образованную в направлении потока воздуха, всасываемого в корпус циклона из всасывающего канала, и нижнюю часть круглой формы, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, резервуар для пыли, присоединенный к корпусу циклона, и перекрывающий элемент, расположенный внутри корпуса циклона с обеспечением частичного перекрытия решетчатого элемента.
2. Циклонный пылеуловитель по п.1, в котором всасывающий канал образован вблизи нижней части корпуса циклона, а выпускной канал образован вблизи верхней части корпуса циклона.
3. Циклонный пылеуловитель по п.1, в котором корпус циклона имеет верхнюю часть, по существу, эллиптической формы, сужающуюся от выступающей части в направлении нижней части круглой формы.
4. Циклонный пылеуловитель по п.З, в котором выступающая часть имеет закругленный край.
5. Циклонный пылеуловитель по п.4, в котором перекрывающий элемент имеет перекрывающую часть, перекрывающую попадание запыленного воздуха в решетчатый элемент, и по меньшей мере одно окно, выполненное на стороне, противоположной перекрывающей части, для обеспечения доступа к решетчатому элементу.
6. Циклонный пылеуловитель по п.5, в котором перекрывающая часть обращена к внутренней периферии циклонного пылеуловителя, расположенной смежно с всасывающим каналом.
7. Пылесос, содержащий корпус, имеющий источник разрежения, всасывающую щетку, прикрепленную к корпусу пылесоса с обеспечением возможности перемещения по очищаемой поверхности, и циклонный пылеуловитель, прикрепленный к корпусу пылесоса с возможностью съема и содержащий корпус циклона, имеющий всасывающий канал, выпускной канал, верхнюю часть, по существу, эллиптической формы, имеющую выступающую часть, образованную в направлении потока воздуха, всасываемого в корпус циклона из всасывающего канала, и нижнюю часть круглой формы, решетчатый элемент, соединенный с выпускным каналом, резервуар для пыли, присоединенный к корпусу циклона, и перекрывающий элемент, расположенный внутри корпуса циклона с обеспечением частичного перекрытия решетчатого элемента.
