(57)【要約】【課題】遠心力集塵装置において、小型で、且つ塵埃の捕集効率を向上させること。【解決手段】塵埃を旋回流で遠心分離する内側分離室４と、内側分離室４を内部に有すると共に、内側分離室４内で塵埃の一部を分離された排気から、塵埃を旋回流で更に遠心分離する外側分離室３１と、内側分離室４の内壁の接線方向に含塵空気を流入させる吸気口２と、内側分離室４内で塵埃の一部を分離された排気を外側分離室３１に向け、内側分離室４の外壁の略円周方向に排出する排出口とを備え、外側分離室３１の外郭に、塵埃ろ過用のフィルタ６を有する集塵体７を形成したもので、内側分離室４内に発生した旋回流によって綿ごみ等のごみが分離され集塵室に捕集されると共に、分離し切れなかった細塵等の塵埃は、外側分離室３１のフィルタ６を有する集塵体７によって旋回流を利用して捕集され、小型で塵埃の捕集効率の良い遠心力集塵装置を提供することができる。【選択図】図１
2008207085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状を有し含塵空気から塵埃を旋回流で遠心分離する内側分離室と、前記内側分離室を内部に有すると共に、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気から、塵埃を旋回流で更に遠心分離する外側分離室と、前記外側分離室の外部から前記内側分離室の内壁の接線方向に含塵空気を流入させる吸気口と、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気を外側分離室に向けて、前記内側分離室の外壁の略円周方向に排出する排出口とを備え、前記外側分離室の外郭に、塵埃ろ過用のフィルタを有する集塵体を形成した遠心力集塵装置。
【請求項２】
内側分離室より外側分離室に向けて排出された排気が、塵埃ろ過用のフィルタの面とほぼ平行に流れるように、集塵体を形成した請求項１記載の遠心力集塵装置。
【請求項３】
集塵体で捕獲した塵埃を溜める細塵室を、内側分離室で捕獲した塵埃を溜める集塵室に近接して設けた請求項１または２記載の遠心力集塵装置。
【請求項４】
細塵室と集塵室とを、同時に開口する開閉蓋を備えた請求項３記載の遠心力集塵装置。
【請求項５】
集塵体は、その一部に、旋回流を発生させる流路を形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項６】
排出口に、粗塵をろ過する濾材を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠心力集塵装置を用いた電気掃除機。
【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６及び図７は、上記特許文献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６及び図７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】
また、上記特許文献２において、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】
このような上記従来のサイクロン作用による遠心力集塵装置にあっては、分離されるべき塵埃が排気パイプに向かう気流の影響を受けると舞い上げられて排出され、捕集効率が悪くなるためサイクロン作用による遠心力集塵部の長さを長く取る必要があり、機器が大型化し、背丈の低い部分や機器への組込みには不具合があった。特に細塵は、舞い上がり易いため、サイクロン作用では分離しきれず排気と共に一部が排出されるため、それをろ過するフィルタ等が下流側に必要となり、集塵装置がさらに大きくなり、構造も複雑になる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、本体を大型化することなく小型コンパクトな機器に組込み可能で、吸い込み性能の持続性の良いサイクロン作用による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、略円筒形状を有し含塵空気から塵埃を旋回流で遠心分離する内側分離室と、前記内側分離室を内部に有すると共に、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気から、塵埃を旋回流で更に遠心分離する外側分離室と、前記外側分離室の外部から前記内側分離室の内壁の接線方向に含塵空気を流入させる吸気口と、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気を外側分離室に向けて、前記内側分離室の外壁の略円周方向に排出する排出口とを備え、前記外側分離室の外郭に、塵埃ろ過用のフィルタを有する集塵体を形成するものである。
【０００８】
これによって、内側分離室内に発生した旋回流によって綿ごみ、粗塵等のごみが分離され捕集されると共に、分離し切れずに内側分離室から外側分離室に排出された細塵は、外側分離室の外郭を形成する塵埃ろ過用のフィルタによって、旋回流を利用して捕集されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遠心力集塵装置は、サイクロン作用を作り出す分離室が小型でも分離ごみが舞い上がりにくく、また内側分離室を通過した細塵を外側分離室の外郭を形成したフィルタ（集塵体）にて旋回流を利用して捕集するようにしたため、比較的少ないフィルタ面積でも細塵の捕集率が高く、高い吸込み性能が持続でき、小型かつシンプルな遠心力集塵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、略円筒形状を有し含塵空気から塵埃を旋回流で遠心分離する内側分離室と、前記内側分離室を内部に有すると共に、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気から、塵埃を旋回流で更に遠心分離する外側分離室と、前記外側分離室の外部から前記内側分離室の内壁の接線方向に含塵空気を流入させる吸気口と、前記内側分離室にて塵埃の一部を分離された排気を外側分離室に向けて、前記内側分離室の外壁の略円周方向に排出する排出口とを備え、前記外側分離室の外郭に、塵埃ろ過用のフィルタを有する集塵体を形成する構成としたことにより、サイクロン作用を作り出す内側分離室で塵埃の一部を分離した後、外側分離室の外郭に形成した集塵体で、内側分離室を通過した排気を、更にろ過できるため、内側分離室で分離しきれなかった細塵を効率よく捕集することができ、高性能を持続でき、小型かつシンプルな構成の遠心力集塵装置を実現することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の内側分離室より外側分離室に向けて排出された排気が、塵埃ろ過用のフィルタの面とほぼ平行に流れるように、集塵体を形成したもので、集塵体表面に付着した細塵を、外側分離室内で作り出される旋回流によって、効率よく捕集することができる。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明の集塵体で捕獲した塵埃を溜める細塵室を、内側分離室で捕獲した塵埃を溜める集塵室に近接して設けたもので、細塵室と集塵室とを一箇所に集約することにより、ごみ蓄積量の確認やごみ捨て作業の簡便化を図るものである。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明の細塵室と集塵室とを、同時に開口する開閉蓋を配備してなるもので、近接する細塵室と集塵室とを、ごみ捨ての際に同時に開口できるので、ごみ捨て作業が容易になるものである。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明の集塵体は、その一部に、旋回流を発生させる流路を形成したことにより、集塵体の面積を有効に活用しながら旋回流によって効率よく塵埃を捕集することができる。
【００１５】
第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の排出口に、粗塵をろ過する濾材を設けたもので、気流の一部を内側分離室内で旋回させることにより、綿ごみなどの粗塵や細塵を旋回させて、旋回する粗塵でもって細塵をも捕集できるなど、低い圧損ながら捕集効率を高めることができる。
【００１６】
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明の遠心力集塵装置を用いた電気掃除機としたもので、優れた吸込み性能を持続するサイクロン式の電気掃除機を提供することが可能となる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の第１の実施の形態における遠心力集塵装置を示すものである。
【００１９】
図１〜図５において、遠心力集塵装置１は、遠心力集塵装置１の上方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で塵埃を含む空気（含塵空気）流から塵埃を遠心分離する略円筒形の内側分離室４と、分離された塵埃を集塵する集塵室５と、内側分離室４を内部に有し、上記と同様に内部で旋回流を発生させて、内側分離室４内で一部の塵埃を分離され内側分離室４を通過して流れ込む排気から塵埃を遠心分離する外側分離室３１と、前記外側分離室３１の外郭の一部を構成する集塵体７とを備え、前記集塵体７は、塵埃（例えば、粗塵、細塵等）を濾過するフィルタ６によって形成されている。
【００２０】
ここで、外側分離室３１の外郭を形成する集塵体７の上部は、天板８によって上部を一体に接合しており、天板の一部にも小フィルタ９が配備されている。
【００２１】
集塵体７の下部には塵埃（例えば、粗塵、細塵等）を集塵する細塵室１０が形成してあり、細塵室１０と内側分離室４下部の集塵室５とは一体に接合してある。
【００２２】
１１は細塵室１０と集塵室５とを、同時に開閉する開閉蓋であり、フック１２で係止されるようになっている。
【００２３】
なお開閉蓋１１に当接する細塵室１０及び集塵室５の下端にはタイト用のパッキン１３が取り付けてある。
【００２４】
吸気口２は、外側分離室３１の外郭を形成する集塵体７と、内側分離室４とを貫通する形で配備してあり、吸気口２周囲においても集塵体７と分離室４の間に空気路（隙間）が設けられている。１４は開閉蓋１１のヒンジである。１５は集塵体７を支える枠体で、開口１６が複数箇所形成してあり、天板８と、細塵室１０に接合されており、集塵装置全体の剛性を確保している。集塵体７には、渦巻き状に折り曲げた渦室１７を複数個形成しており、渦室１７内でも旋回流Ｃが生じるようにしてあり、細塵を分離する。
【００２５】
次に、本実施の形態における気流の流れ等を説明する。
【００２６】
遠心力集塵装置１は、掃除機の集塵装置装入室１９に設置され、ファンモータ２０の吸引力が遠心力集塵装置１に均一に加わることにより、吸気口２から含塵空気が分離室４に接線方向に入る。３は吸気口２と集塵装置装入室１９のタイトを行う円形パッキンである。
【００２７】
分離室４には網状の濾材で形成したプレフィルタ１８を取り付けた排出口２３が、らせん状で、かつ上部から下部へと下がるに従って、徐々に開口面積が広がるように設けてある。プレフィルタ１８は綿ごみ等の粗塵を捕獲するものであり、プレフィルタ１８の網の目は粗いものであるが完全開放でないため、内側分離室４内の空気の一部は内側分離室４外である外側分離室３１に排出され、一部は内側分離室４内で旋回流Ｂとなる。内側分離室４内部で旋回流Ｂが生じているため排出される気流も旋回流Ｂに沿って流れ出し、内側分離室４の円周方向（円の接線方向）に排出される。内側分離室４の円周面を集塵体７で形成しているため、円周方向に排出された気流は、略円弧状に形成した集塵体７のフィルタ６面に沿ってフィルタ６面とほぼ平行に流れ、集塵体７の形状に沿った旋回流Ｄとなり、気流と細塵等の塵埃を分離する作用が働く。
【００２８】
内側分離室４内では塵埃を含む吸引空気が旋回流によって回転している間に気流と塵埃が分離され、塵埃は集塵室５に溜まる。排出口２３は内側分離室４の上部ほど開口面積が小さいため、上部では旋回する気流が多く、下方に行くに従って旋回流が少なくなり内側分離室４外に排出される気流が多くなる。そのため内側分離室４の高さを、従来に比べ低くしても下方の集塵室５に落ちたごみは、ほとんど舞い上がらずに集塵室に５に溜まる。また旋回流で分離された綿ごみは、旋回する間に固まり、プレフィルタ１８の表面をクリーニングしながら回転する。その際プレフィルタ１８を通過しようとする細塵の一部が綿ごみに付着し、捕集されるので、プレフィルタ１８が低圧損の目の粗い濾材から構成されていても目詰まりし難く、かつ高い捕集性能を得ることができる。
【００２９】
外側分離室３１内に入った空気はフィルタ６に沿って旋回するが、排気口室２３から流路面積が広い空間に排出されるため、流速が落ちて細塵等の塵埃が落下し易くなり、旋回流による気流と細塵等の塵埃の分離作用が促進される。
【００３０】
フィルタ６の目に対して細塵等の塵埃を含む気流はほぼ平行方向で衝突するため、フィルタ６面に対して垂直な気流で衝突する場合に比べ、見かけ上フィルタの目は、狭くなり、フィルタの目が少し大きく、比較的圧損の少ないものでも、細塵等の塵埃を高効率で捕集することができる。
【００３１】
またフィルタ６の目の奥までは細塵が入り込み難くなり、振動などの除塵動作によっても、付着した細塵等の塵埃が落ち易く、性能が回復し易くなる。圧損が少なく、目詰まりも軽減できるため、フィルタ６の面積を従来機構のフィルタ面積より小さくしても吸込み性能及び性能の持続性が確保できるため、集塵体７自体を小さくすることが可能となる。
【００３２】
細塵等の塵埃を捕集された清浄空気は、枠体１５の開口１６より排出され、ファンモータ２０に吸引された後、掃除機外に排出される。通常、フィルタ６は吸引力を受けると外側に広がるが枠体１５によって外周を保持されるため、広がることはなく、掃除機の集塵装置収納室１９の内壁との距離が一定に保たれ、空気通路が常に確保される。また集塵体７を分離室４周囲に張り巡らせることにより、広い面積を確保することができるため、フィルタ６をプリーツ加工する必要がなく、ほぼ平面形状で構成できるので、除塵の際に付着したごみが落ち易くなる。
【００３３】
本実施の形態では、遠心力集塵装置１を振動させる振動体２１が掃除機運転ごとに、１回駆動し、プレフィルタ１８及びフィルタ６に付いたごみ、細塵等の塵埃を振動によって落とすため、常に表面は、ほぼ初期状態を持続することができる。
【００３４】
なお外側分離室３１の内部の旋回流は、旋回流Ｄだけでなく、渦室１７の渦状形状の軸部の空気を小フィルタ９からも吸引することによって旋回流Ｃを生じさせており、細塵を分離、捕集できる能力を高め、フィルタ面積を有効活用すると共に、掃除用のブラシ等が挿入できる空間を確保している。
【００３５】
溜まったごみ、細塵等の塵埃は、集塵装置収納室１９の蓋体２２を開けて遠心力集塵装置１を取り出し、フック１２を解除して開閉蓋１１を開けることにより、集塵室５と細塵室１０のごみ、細塵を同時に廃棄することができ、容易にごみ捨てをすることができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、プリーツ加工がない比較的面積の小さいフィルタ６で形成した集塵体７を外郭に形成した外側分離室３１に、塵埃を旋回流で遠心分離する内側分離室４を収めることにより、遠心力集塵装置１自体を小型に構成でき、それでいて内側分離室４内で綿ごみ等の粗塵と細塵の一部を、集塵体７で細塵等の塵埃を、旋回流を利用して捕獲することができ、優れた吸い込み性能が持続する、使い勝手の良い遠心力集塵装置１を提供することができる。
【００３７】
尚、本実施の形態では、キャニスタ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を行ったが、アップライト型の電気掃除機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】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる遠心力集塵装置は、小型でありながら優れた吸い込み性能の持続を実現するもので、サイクロン方式の電気掃除機の性能及び使い勝手の向上に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における遠心力集塵装置の平面断面図
【図２】同遠心力集塵装置の縦断面図
【図３】同遠心力集塵装置の斜視図
【図４】同遠心力集塵装置の内側分離室と集塵体との分解斜視図
【図５】同遠心力集塵装置のフィルタの部分断面図
【図６】従来の遠心力集塵装置の縦断面図
【図７】同遠心力集塵装置の平面図
【符号の説明】
【００４０】
１    遠心力集塵装置
２    吸気口
３    円形パッキン
４    内側分離室
５    集塵室
６    フィルタ
７    集塵体
８    天板
９    小フィルタ
１０  細塵室
１１  開閉蓋
１２  フック
１３  パッキン
１４  ヒンジ
１５  枠体
１６  開口
１７  渦室
１８  プレフィルタ
１９  集塵装置収納室
２０  ファンモータ
２１  振動体
２２  蓋体
２３  排出口
３１  外側分離室
【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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