(57)【要約】【課題】圧送又は吸引装置の力が強く、分室内に発生した旋回流の流速の軸方向成分が大きい場合でも、分離室内に設置した固定翼により旋回流の回転方向成分を増加させることが可能な遠心力集塵装置を提供する。【解決手段】本発明の遠心力集塵装置は、略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流Ｃで遠心分離する分離室４と、分離室４に塵埃を含む空気流Ａを接線方向に流入させる吸気口２と、分離室４に連通し分離された塵埃を集塵する集塵室５と、塵埃と分離された空気流Ｄを遠心力集塵装置１外へ排出する排気管７を有し、分離室４内に旋回流Ｂの流速ｇの回転方向成分ｆを増加させるための固定翼を設置した構成を有する。これにより分離室内の旋回流Ｂは、固定翼間を流れる際に旋回流の流路面積が小さくなるため、旋回流Ｂの流速が増速されると同時に、旋回流Ｂの軸方向成分を弱め、回転方向成分が大きくなるように変換される。【選択図】図１
2006130034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流で遠心分離する分離室と、前記分離室に塵埃を含む空気流を接線方向に流入させる吸気口と、前記分離室に連通し分離された前記塵埃を集塵する集塵室と、前記分離室の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流を分離室内から遠心力集塵装置外へ排出する排気管を有する遠心力集塵装置において、前記分離室内に旋回流の流速の回転方向成分を増加させるための固定翼を設置した構成の遠心力集塵装置。
【請求項２】
固定翼は、軸流翼の形状を有した請求項１に記載の遠心力集塵装置。
【請求項３】
固定翼は、多段に固定された軸流翼とした請求項１に記載の遠心力集塵装置。
【請求項４】
固定翼は、螺旋翼の形状を有した請求項１に記載の遠心力集塵装置。
【請求項５】
固定翼は、傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼とした請求項２〜４のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項６】
固定翼は、少なくとも吸気口と分離室内の排気管入口との間に固定された構成の請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項７】
固定翼は、分離室内の排気管入口付近に固定された構成の請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項８】
固定翼は、分離室内壁側にのみ固定された請求項１〜７のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項９】
略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流で遠心分離する分離室と、前記分離室に塵埃を含む空気流を接線方向に流入させる吸気口と、前記分離室に連通し分離された前記塵埃を集塵する集塵室と、前記分離室の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流を分離室内から遠心力集塵装置外へ排出する排気管を有する遠心力集塵装置において、前記分離室内壁に旋回流の流速の回転方向成分を増加させる凹凸形状を設けた遠心力集塵装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置を本体内に有した構成の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃を含む空気流から旋回流の遠心力により塵埃を分離し、塵埃のみを集塵する遠心力集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の遠心力集塵装置はエアサイクルシステムやサイクロン方式の電気掃除機に多く利用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図２１及び図２２は、特許文献１に記載された従来の遠心力集塵装置を示すものである。図２１及び２２に示すように、遠心力集塵装置３５は、塵埃を含む空気流Ａを吸引する吸気口２と、吸気口２に沿って略円筒形の内形構造を有し空気流Ａを旋回させて発生した旋回流Ｂで空気流から塵埃を遠心分離する分離室４と、分離された塵埃を集塵する集塵室５と、前記塵埃と分離された空気流Ｄを分離室４内から排気口６を通して遠心力集塵装置３５外へ排出する排気管７から構成された遠心力集塵装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、接続パイプ内部に配設した旋回流発生翼にて直進する気流を旋回流に変換し、この旋回流中で発生する遠心力作用によって細塵を開口部を通じて細塵用集塵室に送り込み、その細塵用集塵室内での旋回流でさらに細塵を空気と分離する構成の遠心力集塵装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３１７３４９号公報
【特許文献２】特開平８−３２２７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、細塵を分離する分離室内の旋回流をさらに強い旋回流とする構成を遠心力集塵装置内に有しておらず、つまり発生させた旋回流の回転方向成分をさらに増加できないため、圧送又は吸引装置の力が強く、旋回流の軸方向成分が大きい場合に、十分な遠心分離効果が得られず、塵埃が排気管内を通り、排気口から流れ出てしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、発生した旋回流の流速の軸方向成分が大きい場合でも、分離室内に設置した固定翼により旋回流の回転方向成分を増加させることが可能な遠心力集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の遠心力集塵装置は、略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流で遠心分離する分離室と、前記分離室に塵埃を含む空気流を接線方向に流入させる吸気口と、前記分離室に連通し分離された前記塵埃を集塵する集塵室と、前記分離室の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流を分離室内から遠心力集塵装置外へ排出する排気管を有し、前記分離室内に旋回流の流速の回転方向成分を増加させるための固定翼を設置した構成を有するものである。
【０００８】
これによって、分離室内に発生した旋回流は固定翼に沿って流れるようになり、固定翼間を流れる際に旋回流の流路面積が小さくなるため旋回流の流速が増速されると同時に、旋回流の軸方向成分を弱め、回転方向成分が大きくなるように変換されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遠心力集塵装置は、吸気口より吸引された塵埃を含む空気の旋回流の流速を増速させ、かつ旋回流の回転方向成分を増加させて、空気流から塵埃を遠心分離する性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流で遠心分離する分離室と、前記分離室に塵埃を含む空気流を接線方向に流入させる吸気口と、前記分離室に連通し分離された前記塵埃を集塵する集塵室と、前記分離室の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流を分離室内から遠心力集塵装置外へ排出する排気管を有する遠心力集塵装置において、前記分離室内に旋回流の流速の回転方向成分を増加させるための固定翼を設置した構成とすることにより、分離室内に発生した旋回流は固定翼間を流れる際に流路面積が小さくなるため流速が増速されると同時に、固定翼に沿って流れるようになり、旋回流の軸方向成分を弱め、回転方向成分が大きくなるように変換することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の固定翼を軸流翼の形状を有した遠心力集塵装置とすることにより、旋回流の軸方向成分を軸流翼の羽根の傾斜角に応じて回転方向成分に変換させることができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１の発明の固定翼を多段に固定した軸流翼を有する構成の遠心力集塵装置とすることにより、旋回流の軸方向成分を多段に固定した軸流翼の羽根の傾斜角や羽根枚数の組合せに応じて段階ごとに回転方向成分に変換でき、しかも変換回数を増やすことで圧送又は吸引装置の圧力にも打ち勝つ旋回流の回転方向成分を得ることができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１の発明の固定翼を螺旋翼の形状を有した遠心力集塵装置とすることにより、翼に沿って流れる旋回流の流路が長くなり、それによって旋回流の流速を増速させ、かつ旋回流の軸方向成分を回転方向成分に変換する時間が長くなるため、圧送又は吸引装置の圧力にも打ち勝つ旋回流の回転方向成分を得ることができる。さらに旋回流の翼への衝突を低減させ、軸流翼では翼部入口付近で詰まりやすいセロハン等の塵埃についても詰まらせることなく集塵室に集塵させることができる。
【００１４】
第５の発明は、特に第２〜４の発明の固定翼を傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼とした遠心力集塵装置とすることにより、圧送や吸引装置の能力に応じて固定翼の傾斜角を調整して、翼間を流れる旋回流の流路面積を調整することも可能になるため、旋回流の流速を増速させる時間と、旋回流の軸方向成分を回転方向成分に変換する時間を制御することができ、集塵に必要な遠心力を安定して得ることができる。
【００１５】
第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明の固定翼を吸気口と分離室内の排気管入口との間に固定した構成の遠心力集塵装置とすることにより、吸気口より吸引された塵埃を含む空気は旋回しながら全て固定翼間を経由して流れるため、前記第１〜５の発明で説明した固定翼の遠心力向上効果を最大限に発揮することができる。
【００１６】
第７の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明の固定翼を分離室内の排気管入口付近に固定した遠心力集塵装置とすることにより、分離室内で発生した旋回流の回転方向成分が低下する排気管入口付近において、旋回流が固定翼間を流れて前記第１〜５の発明で説明した固定翼の遠心力向上効果が得られ、圧送又は吸引装置の圧力にも打ち勝つ旋回流の回転方向成分を得ることができる。
【００１７】
第８の発明は、特に第１〜７のいずれか１つの発明の固定翼を分離室内壁側にのみ設置した構成の遠心力集塵装置とすることにより、流速が大きい分離室内壁付近の旋回流に対し、旋回流の軸方向成分を弱め、回転方向成分を大きくなるように変換することができる。
【００１８】
第９の発明は、略円筒形の内形構造を有し塵埃を含む空気流から塵埃を旋回流で遠心分離する分離室と、前記分離室に塵埃を含む空気流を接線方向に流入させる吸気口と、前記分離室に連通し分離された前記塵埃を集塵する集塵室と、前記分離室の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流を分離室内から遠心力集塵装置外へ排出する排気管を有する遠心力集塵装置において、前記分離室内壁に旋回流の流速の回転方向成分を増加させる凹凸形状を設けた遠心力集塵装置とすることにより、分離室内に発生した旋回流は凹凸形状の内壁面に沿って流れるようになり、固定翼を設置したときと同様に旋回流の軸方向成分を弱め、回転方向成分を大きくなるように変換することができる。
【００１９】
第１０の発明は、特に第１〜９のいずれか１つの発明の遠心力集塵装置を電気掃除機の本体内に有した構成とすることにより、掃除機の吸込力に関わらず、吸引力が強くかつ高い集塵性能を有するサイクロン方式の電気掃除機を開発することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における遠心力集塵装置の縦断面図を、図２はその平面図を示すものである。
【００２２】
図１及び図２において、遠心力集塵装置１は、遠心力集塵装置１の上端に配置し塵埃を含む空気流Ａを遠心力集塵装置１内に接線方向に流入させ旋回流Ｂを発生させる吸気口２と、旋回流Ｂの流速を増速させ、かつ旋回流Ｂの回転方向成分を増加させる働きをする軸流翼３ａと、軸流翼３ａにより回転方向成分の増加した旋回流Ｃで塵埃を含む空気流から塵埃を遠心分離する略円筒形の分離室４と、分離された塵埃を集塵する集塵室５と、分離室４の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流Ｄを分離室４内から排気口６を通して遠心力集塵装置１外へ排出する排気管７から構成されている。ここで、軸流翼３ａは吸気口２と分離室４内の排気管入口８との間に設けられている。
【００２３】
図３は、旋回流の流速の軸方向成分と回転方向成分を表す概略図である。
【００２４】
図３に示すように、旋回流Ｅの流速ａは、軸方向成分ｂと回転方向成分ｃの２つに分けられる。
【００２５】
特に、遠心分離性能に大きく影響するのは旋回流Ｅの回転方向成分ｃである。
【００２６】
図４に分離室内の排気管に固定した軸流翼の要部斜視図を示す。
【００２７】
図５に軸流翼の羽根の傾斜角を表す概略図を示す。
【００２８】
図５において、傾斜角ｄは旋回流の軸方向に対する軸流翼３ａの角度を示している。
【００２９】
以上のように構成された遠心力集塵装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａは、吸気口２に沿って略円筒形をした分離室４の内壁面に沿って流れることで旋回流Ｂを発生させる。
【００３１】
図６に軸流翼付近の旋回流を表す概略図を示す。
【００３２】
図６において、発生した旋回流Ｂは分離室４内に設置された軸流翼３ａに沿って流れ、軸流翼３ａの羽根の傾斜角ｄに応じて旋回流Ｂの流速の軸方向成分ｅは弱められて回転方向成分ｆに変換される。また旋回流Ｂが軸流翼３ａの羽根間を流れる際に流路面積が小さくなるため、旋回流Ｂの流速ｇは増速され、旋回流Ｃを発生させる。このようにして発生した旋回流Ｃで塵埃を含む空気流から塵埃を遠心分離し、集塵室５内に前記塵埃を集塵する。分離された清潔な空気流Ｄは、分離室４内の排気管入口８を通り排気口６を抜けて遠心力集塵装置１外へ排出される。
【００３３】
軸流翼３ａは羽根の枚数と傾斜角ｄを旋回流Ｂの流速ｇに応じて適切に選定することが重要となる。羽根の傾斜角ｄを大きくすると、羽根の向きが軸方向に対して垂直に近づくため、分離室４に発生した旋回流Ｂの軸方向成分を回転方向成分に変換する割合が大きくなる。また羽根の枚数を増やすと羽根間を流れる旋回流Ｂの乱れを低減し、かつ流路面積が小さくなり旋回流Ｂの増速効果を大きくすることができる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては分離室４内に軸流翼３ａを固定することにより、分離室４内に発生した旋回流Ｂの流速ｇを増速し、かつ旋回流Ｂの回転方向成分を増加させて、発生させた旋回流Ｃにより塵埃を遠心分離することで、圧送又は吸引装置の力が強く、旋回流の軸方向成分が大きい場合においても、十分な遠心分離性能を得ることができる。
【００３５】
なお、この実施の形態において、図７に示すように、軸流翼３ａを排気管入口８付近に固定した遠心力集塵装置９とすることにより、旋回流４が軸流翼３ａ間を流れて旋回流Ｂの回転方向成分ｆが増加し、旋回流Ｂの回転方向成分が低下する排気管入口８付近での遠心分離性能を向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における遠心力集塵装置は、図１及び図２に示した本発明の第１に実施の形態と、軸流翼３ａを２段設置の軸流翼３ｂとした以外は同様の構成を有するものであり、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
図８は、本発明の第２の実施の形態における遠心力集塵装置の分離室４内の排気管７に固定した２段設置の軸流翼３ｂの要部斜視図を示すものである。
【００３８】
以上のような軸流翼３ｂを固定した遠心力集塵装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３９】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａから形成された旋回流Ｂは、軸流翼３ｂ間を連続的に２回流れることになるため、旋回流Ｂの増速と軸方向成分ｅを回転方向成分ｆに変換する回数が増え、軸流翼３ｂを流れる旋回流Ｂの回転方向成分の向上効果を大きくすることができる。また、固定する軸流翼３ｂの羽根の傾斜角や羽根枚数の組合せに応じて段階ごとに回転方向成分に変換でき、圧送又は吸引装置の圧力にも打ち勝つ旋回流の回転方向成分を得ることができる。
【００４０】
なお、この実施の形態では軸流翼を２段設置する場合で説明したが、２段に限定されるものではなく、２段以上に設置した場合でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４１】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態における遠心力集塵装置は、図１に示した本発明の第１に実施の形態と、軸流翼３ａを螺旋翼１０ａ以外は同様の構成を有するものであり、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
図９は、本発明の第３の実施の形態における分離室内の排気管に固定した螺旋翼の要部斜視図を示すものである。
【００４３】
図９において、１０ａは１周の螺旋翼を示している。
【００４４】
図１０に螺旋翼の羽根の傾斜角を表す概略図を示す。図１０において、傾斜角ｈは旋回流の軸方向に対する螺旋翼１０ａの角度を示している。
【００４５】
以上のような螺旋翼１０ａを固定した遠心力集塵装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４６】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａから形成された旋回流Ｂは、螺旋翼１０ａに沿って流れるようになり、旋回流Ｂの軸方向成分ｅは螺旋翼１０ａの傾斜角ｈに応じて回転方向成分に変換される。軸流翼に比べ翼に沿って流れる旋回流の流路が長くなるため、旋回流Ｂの流速を増速し、かつ軸方向成分ｅを回転方向成分ｆに変換する時間が長くなるため、旋回流Ｂの回転方向成分ｆを大幅に増加させることができる。さらに螺旋翼１０ａでは旋回流Ｂが螺旋翼１０ａ入口での衝突のみになり、衝突回数を減らし安定した流れを形成することができる。また軸流翼では翼部入口付近で詰まりやすいセロハン等の塵埃についても詰まらせることなく集塵室５に集塵させることができる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては分離室４内に旋回流Ｂの流速ｇの回転方向成分ｆを増加させるための螺旋翼１０ａを固定することにより、分離室４内に発生した旋回流Ｂの流速ｇを増速させ、かつ旋回流Ｂの回転方向成分ｆを増加させて発生させた旋回流Ｃにより塵埃を遠心分離することで、圧送又は吸引装置の力が強く、旋回流Ｂの軸方向成分ｅが大きい場合においても、十分な遠心分離性能を得ることができる。
【００４８】
なお、この実施の形態では１周の螺旋翼を設置する場合で説明したが、図１１に示すように分離室内の排気管に固定した２周の螺旋翼１０ｂもしくは２周以上の螺旋翼の場合でも同様の効果が得られるものである。
【００４９】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態における遠心力集塵装置は、図１に示した本発明の第１に実施の形態と、軸流翼３ａを傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼とした以外は同様の構成を有するものであり、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
以上のような傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼を固定した遠心力集塵装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５１】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａから形成された旋回流Ｂは、傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼に沿って流れるようになり、旋回流Ｂの軸方向成分ｅは前記傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼の傾斜角に応じて回転方向成分ｆに変換される。
【００５２】
傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼の傾斜角の調整は、手動で切り換える方法と自動で切り換える方法がある。手動で切り換える場合には、吸気口２より吸引された塵埃を含む空気流Ａの流速を、吸気口２付近に取付けた熱流速センサを用いて測定し、測定された流速に応じて傾斜角を手動つまみにより切り換える。
【００５３】
また遠心力集塵装置の排気口６に延長管を取付け、吸引装置を用いて遠心力集塵装置内に吸気口２から塵埃を含む空気流Ａを吸引する場合には、吸引装置の運転モード（例えば強、中、弱の３段階）に合わせて作業者が手動つまみにより、軸流翼もしくは螺旋翼の傾斜角の調整が行え、吸引力の強さに応じて必要な遠心力を安定して得ることができ、空気流から塵埃を遠心分離する性能を向上させることができる。
【００５４】
さらに作業者が手元操作部の運転モードボタンを操作することで、軸流翼もしくは螺旋翼の傾斜角を自動調整できる制御システムにしておけば、遠心力集塵装置を遠隔操作することができ、上記効果に加え、使い勝手も良くなるものである。
【００５５】
一方、完全自動制御の場合には、あらかじめ対象とする塵埃を空気流から遠心分離するために必要な旋回流の流速を熱流速センサ又はＬＤＶ等を用いて測定し、吸気口２より吸引された塵埃を含む空気流Ａの流速に対する軸流翼もしくは螺旋翼の傾斜角と旋回流Ｃの流速の相関関係から、塵埃を含む空気流Ａの流速に応じて傾斜角を自動制御するシステムにする。
【００５６】
以上のように、本実施の形態においては分離室４内に旋回流Ｂの流速の回転方向成分ｆを増加させるため傾斜角可変の軸流翼もしくは螺旋翼のいずれかを固定することにより、圧送や吸引装置の能力に応じて傾斜角を調整し、翼間を流れる旋回流の流路面積を調整することも可能になるため、旋回流Ｂの流速ｇを増速させ、かつ旋回流Ｂの軸方向成分ｅを回転方向成分ｆに変換する時間を制御することができ、塵埃を空気流Ｃから遠心分離するために必要な遠心力を安定して得ることができる。
【００５７】
なお、実施の形態１〜４では、固定翼を排気管７に固定した場合で説明したが、この固定方法に限らず分離室４内壁に固定されていても良く、要するに分離室４内に固定翼を固定できれば良く、また固定翼を少なくとも排気管７及び分離室４内壁のいずれか一方に一体構成に設けてあれば、上記と同様の効果は得られるものである。
【００５８】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態における遠心力集塵装置は、図１に示した本発明の第３に実施の形態と、螺旋翼１０ａが分離室内壁側にのみ固定された螺旋翼１０ｃとした以外は同様の構成を有するものであり、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１２は、本発明の第５の実施の形態における遠心力集塵装置の要部断面の斜視図を示すものである。なお、図１２では螺旋翼１０ｃと、排気管７と、分離室４と、集塵室５のみを図示している。
【００６０】
以上のような螺旋翼１０ｃを固定した遠心力集塵装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６１】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａから形成された旋回流Ｂの流速ａは、分離室４内の中央より外周部つまり分離室４の内壁付近が最も速くなるため、螺旋翼１０ｃを分離室４の内壁側にのみ固定することで流速が速い分離室４内壁付近の旋回流の軸方向成分を弱め、回転方向成分をさらに大きくなるように変換することができる。
【００６２】
（実施の形態６）
図１３及び図１４は、本発明の第６の実施の形態における遠心力集塵装置の縦断面図を示すものである。
【００６３】
なお、本発明の第６の実施の形態における遠心力集塵装置は、図１に示した本発明の第１に実施の形態と、分離室内に段付き壁構造を設け、固定翼を除いた構成とした以外は同様の構成を有するものであり、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１３及び図１４において、遠心力集塵装置１１は、遠心力集塵装置１１の上端に配置し塵埃を含む空気流Ａを遠心力集塵装置１１内に接線方向に流入させ旋回流Ｂを発生させる吸気口２と、旋回流の下降軸成分の方向へ向かって径が段階的に小さくなる段付き内壁構造１２を有し旋回流Ｂの回転方向成分ｆを段付き内壁構造１２により増加させた旋回流Ｃで塵埃を含む空気流から塵埃を遠心分離する分離室１３と、分離された塵埃を集塵する集塵室５と、分離室４の略中心部に配置され前記塵埃と分離された空気流Ｄを分離室１３内から排気口６を通して遠心力集塵装置１１外へ排出する排気管７から構成されている。
【００６５】
以上のような分離室１３を有する遠心力集塵装置１１について、以下その動作、作用を説明する。
【００６６】
まず、吸気口２に吸引された塵埃を含む空気流Ａは、吸気口２に沿って略円筒形の分離室１３の内壁面に沿って流れることで旋回流Ｂを発生させる。発生した旋回流Ｂは旋回流の下降軸成分の方向へ向かって径が段階的に小さくなる段付き内壁構造１２に沿って流れ、旋回流Ｂの流速の軸方向成分ｅは弱められて回転方向成分ｆに変換されて旋回流Ｃを発生させる。このようにして発生した旋回流Ｃで塵埃を含む空気流から塵埃を遠心分離し、集塵室５内に分離された塵埃を集塵する。分離された清潔な空気流Ｄは、分離室１３内の排気管入口８を通り排気口６を抜けて遠心力集塵装置１１外へ排出される。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては分離室１３内に段付き内壁構造１２を設けることにより、実施の形態５と同様に流速が速い分離室１３内壁近くの旋回流のみ、軸方向成分ｇを弱め回転方向成分ｆに変換させて遠心力を向上させることができる。また固定翼を必要としないため、遠心力集塵装置の構造が簡易化されると同時に軽量化を図ることができる。
【００６８】
なお、この実施の形態では分離室内に階段状の段付き内壁構造を有する遠心力集塵装置を設置する場合で説明したが、階段状の段付き内壁構造を螺旋状の溝構造にした場合でも同様の効果が得られるものである。
【００６９】
さらに、前記実施の形態以外に、図１５及び１６に示すように分離室１４内壁面にリング上の凸部１５を設けた構成を有する遠心力集塵装置１６や、図１７に示すように排気管１７を分離室１８の胴部から出す構成を有する遠心力集塵装置１９や、図１８に示すように分離室２０と集塵室２１の径が等しい構成を有する遠心力集塵装置２２などが挙げられる。
【００７０】
（実施の形態７）
図１９は、本発明の第７の実施の形態におけるアップライト型の電気掃除機２３の構成を表す概略図を示すものである。
【００７１】
図１９において、電気掃除機２３は、掃除機本体２４内に吸引ファンモータ２５を内蔵し、掃除機本体２４の吸引側にノズル２６を装備したホース２７を接続する本体吸気口２８を形成し、本体吸気口２８に請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置２９の吸気口３０を接続し、排気口３１は吸引ファンモータ２５を備えた送風室３２に通気口を有する仕切壁３３を介して接続されている。
【００７２】
以上のような構成を有する電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００７３】
まず、吸引ファンモータ２５が駆動することにより遠心力集塵装置２９内を負圧状態にして、ノズル２６が吸い込んだ塵埃を含む空気流Ｆはホース２７を通して遠心力集塵装置２９内に吸引される。分離室内で旋回流の遠心力により塵埃は空気流から分離され、塵埃のみが集塵室に集塵される。分離された空気流Ｇは仕切壁３３を通して吸引ファンモータ２５に吸引される。
【００７４】
電気掃除機の吸引力は手動で連続的もしくは不連続的に切り換え可能なものが多く、作業者は手元操作で掃除機の吸込力を選択して掃除を行う。作業者が吸込力の強いモードを選択した場合、送風室３２内に設置された吸引ファンモータ２５の強い吸引力により分離室内に発生する旋回流の軸方向成分は大きくなるが、実施の形態１〜６で説明した分離室内に設置された固定翼もしくは分離室の凹凸形状をした内形構造により旋回流の回転方向成分は増加して高い集塵性能が得られる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態においては本発明の遠心力集塵装置２９を電気掃除機本体２３内に設置することにより、掃除機の吸引力が強くかつ高い集塵性能を有するサイクロン方式の電気掃除機を開発することができる。
【００７６】
なお、この実施の形態ではアップライト型の電気掃除機に遠心力集塵装置を設置する場合で説明したが、図２０に示すようにキャニスタ型の電気掃除機３４に設置する場合でも同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明にかかる遠心力集塵装置は、旋回流の流速の軸方向成分が大きい場合にも旋回流の回転方向成分を増加させることが可能になるので、サイクロン方式の電気掃除機やリサイクル用遠心分離機やエアサイクルシステム等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１、第２、第３、第４、第５、第６の実施の形態における遠心力集塵装置の縦断面図
【図２】本発明の第１、第２の実施の形態における遠心力集塵装置の平面図
【図３】本発明の第１の実施の形態における遠心力集塵装置の旋回流の方向成分を表す概略図
【図４】同遠心力集塵装置の軸流翼の要部斜視図
【図５】同遠心力集塵装置の軸流翼の羽根の傾斜角を表す概略図
【図６】同遠心力集塵装置の軸流翼付近の旋回流を表す概略図
【図７】同遠心力集塵装置の縦断面図
【図８】本発明の第２の実施の形態における遠心力集塵装置の２段設置軸流翼の要部斜視図
【図９】本発明の第３の実施の形態における遠心力集塵装置の螺旋翼の要部斜視図
【図１０】同遠心力集塵装置の螺旋翼の羽根の傾斜角を表す概略図
【図１１】同遠心力集塵装置の分離室内の排気管に固定した２周の螺旋翼の要部斜視図
【図１２】本発明の第５の実施の形態における遠心力集塵装置の腰部断面を示した斜視図
【図１３】本発明の第６の実施の形態における遠心力集塵装置の縦断面図
【図１４】同遠心力集塵装置の断面図
【図１５】本発明のその他の実施の形態における遠心力集塵装置の縦断面図
【図１６】同遠心力集塵装置の断面図
【図１７】同遠心力集塵装置の縦断面図
【図１８】同遠心力集塵装置の縦断面図
【図１９】本発明の第７の実施の形態における遠心力集塵装置を用いたアップライト型電気掃除機の横断面図
【図２０】同遠心力集塵装置を用いたキャニスタ型の電気掃除機の横断面図
【図２１】従来の遠心力集塵装置の縦断面図
【図２２】同遠心力集塵装置の平面図
【符号の説明】
【００７９】
１  遠心力集塵装置
２  吸気口
３ａ  軸流翼
３ｂ  軸流翼（２段）
４  分離室
５  集塵室
６  排気口
７  排気管
８  排気管入口
９  遠心力集塵装置
１０ａ  螺旋翼（１周）
１０ｂ  螺旋翼（２周）
１０ｃ  螺旋翼
１１  遠心力集塵装置
１２  段付き内壁構造
１３  分離室
１４  分離室
１５  リング状の凸部
１６  遠心力集塵装置
１７  排気管
１８  分離室
１９  遠心力集塵装置
２０  分離室
２１  集塵室
２２  遠心力集塵装置
２３  電気掃除機（アップライト型）
２４  掃除機本体
２５  吸引ファンモータ
２６  ノズル
２７  ホース
２８  本体吸気口
２９  遠心力集塵装置
３０  吸気口
３１  排気口
３２  送風室
３３  仕切壁
３４  電気掃除機（キャニスタ型）
３５  遠心力集塵装置
【図１】
2006130034.tif 000003
【図２】
2006130034.tif 000004
【図３】
2006130034.tif 000005
【図４】
2006130034.tif 000006
【図５】
2006130034.tif 000007
【図６】
2006130034.tif 000008
【図７】
2006130034.tif 000009
【図８】
2006130034.tif 000010
【図９】
2006130034.tif 000011
【図１０】
2006130034.tif 000012
【図１１】
2006130034.tif 000013
【図１２】
2006130034.tif 000014
【図１３】
2006130034.tif 000015
【図１４】
2006130034.tif 000016
【図１５】
2006130034.tif 000017
【図１６】
2006130034.tif 000018
【図１７】
2006130034.tif 000019
【図１８】
2006130034.tif 000020
【図１９】
2006130034.tif 000021
【図２０】
2006130034.tif 000022
【図２１】
2006130034.tif 000023
【図２２】
2006130034.tif 000024