(57)【要約】【課題】  粉塵など固型の物体と廃液などの液体を同時に吸引し、かつ吸引物から固体と液体を分離し、さらに固体と液体を捕集する。【解決手段】  固体と液体を区別せずに真空吸引可能な吸引室を本体内に有し、かつ吸引物から固体と液体を分離する分離手段を備えている乾湿両用バキュームクリーナーとして、吸引物が真空吸引される、吸引室１５の上部出口１７に設けられ、吸引物が上部出口１７に直行するのを防止するために逆テーパ状に形成された整流部１９と、吸引室１５の下部出口１８に設けられ、捕集物を捕捉するためにテーパ状に形成された、少なくとも２段のサイクロン部（２５、２７）と、吸引室１５又はサイクロン部の外側に設けられ、上部出口１７を出た流れと下部出口１８を出た流れを分断するとともに、上部出口１７を出た流れから分離された捕集物を貯溜するタンクの底となる画壁３１を具備する。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体と液体を区別せずに真空吸引可能な吸引室を本体内に有し、かつ吸引物から固体と液体を分離する分離手段を備えている乾湿両用バキュームクリーナーであって、吸引物が真空吸引される、吸引室の上部出口に設けられ、吸引物が上部出口に直行するのを防止するために逆テーパ状に形成された整流部と、吸引室の下部出口に設けられ、捕集物を捕捉するためにテーパ状に形成された、少なくとも２段のサイクロン部と、吸引室又はサイクロン部の外側に設けられ、上部出口を出た流れと下部出口を出た流れを分断するとともに、上部出口を出た流れから分離された捕集物を貯溜するタンクの底となる画壁を具備することを特徴とする乾湿両用バキュームクリーナー。
【請求項２】
サイクロン部を構成する上段のサイクロン筒は、吸引室の下端に連続して設けられている請求項１記載の乾湿両用バキュームクリーナー。
【請求項３】
サイクロン部の下方に位置して捕集物を貯溜する部分が、透明タンク構造を有している請求項１記載の乾湿両用バキュームクリーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体と液体を区別せずに真空吸引可能な吸引室を本体内に有し、かつ吸引物から固体と液体を分離する分離手段を備えている乾湿両用バキュームクリーナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉塵など固形の物体と、たまり水や廃液などの液体を同時に吸引した場合、乾式掃除機では、液滴がモーター部に侵入すると使用不能となり、また微粉対応フィルターに目詰まりを起こすという問題を生じ、また湿式掃除機では、それに用いられているスポンジ状或いはメッシュ状の液体用フィルターの目開きが大きいために、液体とともに吸引される粉塵などが捕捉されずに通過してしまうという問題を避けられなかった。フィルターの脱着等により乾式用湿式用と使い分ける乾湿両用機のほか、乾湿兼用機という掃除機も存在するが、液体分離が悪く、液体を固体とともに吸引可能なものは殆んど例がない。固体と液体を区別せずに吸引した場合、フィルターにヘドロ状のものが付着すると、洗浄に多大な手間がかかる上、フィルターの性能は完全には元に戻らず、掃除機の性能も低下することとなる。フィルターが閉塞状態のまま掃除機を使えば、抵抗増大によりモーターが過熱し焼損に到ることがあり、またヘドロ状のものに付着した細菌が繁殖しかびなどが発生すると、掃除の都度、部屋全体に細菌やカビ類を撒きちらすという問題を生ずる。
【０００３】
従来のバキュームクリーナーは、図７に示したように、吸引口に連通した内筒の外側に外筒を有し、外筒の中間部から下半部がテーパ状のコニカルを有するサイクロン構造を構成しており、内筒内に吸引された吸引物がサイクロン外筒において旋回する間に、吸引物における比重の差に基づいて失速を生じ、捕集物となって落下することとなる。通常、内筒の下部はサイクロン構造の上部まで必要とされ、このため内筒に液滴が付着すると、旋回下降流に乗ることなく下に流れ、上昇流に乗って内筒内を上に移動し、排気方向へ放出される現象が生じ得る。また、液体吸引の場合、内筒の断面積の小さいことによる旋回速度の安定化、サイクロン構造部内における液体の充満などが原因となって液滴が付着し、上昇流に乗って内筒内を上に移動し、排気方向へ放出されることが起こる。その結果、相当量の液体が捕捉されず流出することになり、フィルターやモーター等に好ましくない影響を及ぼすこととなる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７６８７１号
【特許文献２】特表平１１−５０１８３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、粉塵などの固型の物体と廃液などの液体を同時に吸引し、かつ吸引物から固体及び液体を分離し、さらに固体及び液体を確実に捕集することである。また本発明の他の課題は、サイクロン内部の詰まりをなくすとともに、フィルターをつけたまま液体を吸引できる乾湿両用バキュームクリーナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、本発明は、固体と液体を区別せずに真空吸引可能な吸引室を本体内に有し、かつ吸引物から固体と液体を分離する分離手段を備えている乾湿両用バキュームクリーナーについて、吸引物が真空吸引される、吸引室の上部出口に設けられ、吸引物が上部出口に直行するのを防止するために逆テーパ状に形成された整流部と、吸引室の下部出口に設けられ、捕集物を捕捉するためにテーパ状に形成された、少なくとも２段のサイクロン部と、吸引室又はサイクロン部の外側に設けられ、上部出口を出た流れと下部出口を出た流れを分断するとともに、上部出口を出た流れから分離された捕集物を貯溜するタンクの底となる画壁を具備するという手段を講じたものである。
【０００７】
本発明において、吸引室は、本体内に設けられており、固体と液体が区別されることなく真空吸引される、最初の部屋である。吸引室に吸引された流れは室内壁面に沿って旋回する渦流を生じ、サイクロンコレクター（旋回流式集塵装置）として捕捉され得る状態となる。そして、サイクロンコレクターにより、吸引物から固体と液体が分離され、清浄化した流れは、上昇流となって中央部を上昇し、上部出口より流出する（図６参照）。
【０００８】
図７に示した従来のバキュームクリーナーでは、内筒の細く長い形態により吸引流の旋回速度を高く維持し安定性を得ているのに対して、本発明の場合、吸引室への流入直後の吸引気流に見られる乱れ、例えば吸引量の変化による旋回速度の変化などに対処するた
め、内筒を不使用とし、その代わり太く短い形状、構造を有する吸引室に吸引流を導入するものとする。従来の細く長い内筒内の吸引流の旋回速度に比較して、本発明の吸引室内の吸引流の旋回速度は相対的に低下するが、このような状態においてサイクロン性能を従来と同等以上にするため、本発明では次のような構成を適用している。
【０００９】
まず、吸引室の上部出口に吸引流が直行しては、十分な捕集効果を望めないため、逆テーパ状の整流部を上部出口側に設け、初期旋回の乱れを抑え高い分離性能が確保されるように構成されている。これにより、吸引室に流入後上部出口に直行する吸引流は極く軽微なものとなり、下流に対する湿気等の影響も無視できる程度となる。なお、逆テーパ状とは、上部出口（下流）へ向かう流れについて逆テーパ状の意味であり、吸引室内側の方が吸引室上側の方よりも小径になっている状態である。吸引室の形態としては円筒構造が望ましく、その円形断面の内側接線方向に吸引物が流入し、壁面に沿って旋回する流れを形成するものとする。
【００１０】
さらに、排出カバーを逆テーパ状整流部の下流側に連続的に設けることが望ましく、これにより吸引室内への吸引直後における直線運動から旋回運動への変化による乱流発生の問題に対処することができる。排出カバーはテーパ状とし、例えば、旋回速度の低い状態において吸引流中の飛沫の放出量を限りなく少量に抑えることが可能となる。また排出カバーの部分は、整流部において抑えられた乱れをさらに抑制する作用も発揮する。
【００１１】
吸引室の下部出口には、サイクロン部が設けられている。サイクロン部は、吸引物を捕捉するためテーパ状に形成されたサイクロン筒を有している。このテーパ状とは、下部出口へ向かう流れについてテーパ状の意味であり、吸引室内側の方が吸引室下側よりも大径となっている状態である。テーパ状に設けられたサイクロン筒は流れる方向に沿って少なくとも２段階に配置され、サイクロン部を構成する。上段のサイクロン筒は、吸引室の下部出口に連続的に設けられており、太く短い形状、構造を有する。次段のサイクロン筒
は、上段のサイクロン筒と同軸上に配置されており、太く短く形成した上段のサイクロン筒における旋回速度の低下を補うとともに、下方の捕集タンク部からの巻き上げを抑制するために設けられている。次段のサイクロン筒は、上段のサイクロン筒の外側を囲むように設けられており、上段と同程度以下のサイクロン効果を期待することができれば良い。次段のサイクロン筒基部は、上段のサイクロン筒の外周に配置されており、それらの間に拡がり部が形成される。このような多段構成のものは、サイクロン部の全長の短縮に寄与することが、本発明において確かめられている。なお、サイクロン部としてサイクロン筒を３段又はそれ以上設けることも可能である。
【００１２】
サイクロン部の下方には、捕集物を貯溜する手段としてタンク類が設けられる。タンク類は胴周を透明に形成することができる。サイクロン部の上方（下流）に設けられるフィルター部における捕集物の貯溜の役割を有し、また吸引室の上部出口を出た清浄な流れと下部出口を出た流れを分断する、画壁が吸引室又はサイクロン部の外側に設けられる。画壁は、吸引室又はサイクロン部の外側に設けて流れを分断するだけではなく、上部出口から出た流れから分離された捕集物を貯溜する手段であるタンクの底としても機能する。上部出口を出た清浄な流れは、フィルターを通過してさらに浄化され機外へ排出されることになるが、その真空吸引機の動力源としての吸引ファンなどはフィルターよりも下流に設けることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、粉塵などの固体と廃液などの液体を区別することなく真空吸引し、かつ吸引物から固体と液体を分離し、捕集することが可能であり、乾湿両用機や乾湿兼用機といった従来の機種には期待することができなかった効果を奏する。また本発明によれば、液体分離にもサイクロン式遠心分離法を適用することにより、内部の自己洗浄能力を期待することができるとともに、中心部にコーンを有しないサイクロン方式であることによってサイクロン内部の詰まりをなくすことができ、またフィルターを付けたままで液体吸引が可能であるから、粉塵等も問題なく捕捉される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図示の実施形態により本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る乾湿両用バキュームクリーナー１０の外観を示す正面図、図２は同じく左側面図であり、その中央縦断面図が図３に示してあり、ＩＶ−ＩＶ線断面は横断面図として図４に示してある。
【００１５】
バキュームクリーナー１０は、中央筒部１１と上筒部１２及び下筒部１３とを上下に重ねた縦長筒状のもので、中央筒部１１は、図外の吸引ダクト類を接続する吸引口１４にて外部と通じた吸引室１５を内部に有している。１６は吸引室内口であり、吸引口１４からの吸引流を吸引室１５に接線方向から導入して過流を発生し得るように設けられている。吸引室１５は、内径よりも軸方向長さのほうが小さい、太くて短い円筒状の形態を有し、それによって必要十分な旋回速度が得られるように設けられており、上下は、吸引流が通過する上部出口１７及び下部出口１８として開口している。
【００１６】
上部出口１７は、吸引室１５を構成している筒体の上部に位置し、上部出口１７の口部下側に逆テーパ状の整流部１９が設けられており、またその口部上側にはテーパ状の排出口カバー２１が設けられている。逆テーパ状の整流部１９は、上部出口１７の開口径を絞り込むように設けられており、そのことによって、吸引室内口１６から真空吸引される吸引物の流れが液体を含む場合に、吸引室１５の内部に形成される旋回水膜の内縁を規定
し、また吸引物の流れが上部出口１７に直行しないように図っている。図５参照。排出カバー２１は、吸引室１５から十分上方に離れた箇所にてテーパ状に絞られた形状を有しており、かつまた、水や比較的比重の大きい吸引物などが通過するのを妨害するために筒状の水返し２２を内向きに設けている。
【００１７】
下部出口１８には、接続部２３を介してテーパ状の上段サイクロン筒２５が設けられており、さらに上段サイクロン筒２５の出口部２６の下方に出口部２８を有する下段サイクロン筒２７が設けられ、複数段のサイクロン部を構成している。下段サイクロン筒２７と上段サイクロン筒２５の出口部付近の間は拡径された拡がり部２９となっており、そこから再び縮径するテーパ部によって下段サイクロン筒２７が構成されている。例示の下段サイクロン筒２７は、下筒部１３と中央筒部１７との間に介在する、筒部３２に取り付けられた画壁３１の中央部に一体形成されている。また吸引室筒と一体的に設けられている上段サイクロン筒２５と、下段サイクロン筒２７との間を遮断するために、遮断筒３２が吸引室筒側に設けられている。従って、中央筒部１１を下筒部１３から分離すると、タンクが開口する。
【００１８】
下筒部１３は、捕集物の貯溜手段として有底のタンク構造を有している。下筒部１３の開口縁には、中間筒部３２が載置され、中央筒部１１は、中間筒部３２の開口縁に載置され、これによって下筒部１３と下段サイクロン部２７、中央筒部１１と上段サイクロン部２５などがすべて同心円関係を保って組み合わされることとなる。さらに中央筒部１１の開口縁には凹状のカバー３３が載置され、中央筒部１１は閉じられるので内部には吸引室１５から出た排出流の流路３４が形成される。カバー３３の内側には、中央の吸引筒出口を上から囲むようにフード３５が取り付けられており、流路を下向きに変えている。そして、微粉塵などを分離の対象とするフィルター３６が排出流の流路３４に配置される。例示の場合、フィルター３６はカバー３３から吊り下げ式に設けられており、所謂プラスチックフィルターを使用することできる。
【００１９】
各図中、３７は真空吸引機の動力源であり、モーターと例えばターボファン等から成
り、上筒部上のカバー３３の上に配置される。これら下筒部１３、中間筒部３２、中央筒部１１、上筒部１２、カバー３３及び真空吸引機３８は、すべて固定バックルなどの手段により固定され、一体化されている。また３９は吸引用ノズルを有するダクトで、吸引口１４に接続されるもの、４１はハンドル付き台車であり、本発明のバキュームクリーナー１０の移動手段である。上記構成において、下筒部１３は実質的に捕集物の貯溜のためのタンクであるので、それを透明材によって形成すれば、捕集量を胴周部にて目視により確認しながら作業を進めることができる。透明タンク構造の方が、スリット状の観察窓を設けるよりも、よりはっきりと確認できかつ強度上も不安が少なく、製造も容易である。
【００２０】
本発明に係る乾湿両用バキュームクリーナー１０では、粉塵などの固体と廃液などの液体を区別なく吸引ダクト３９により吸引することができ、吸引物は吸引室１５に流入すると渦流を生じ、遠心分離により比較的比重の重い固体や液体が管壁に衝突して減速し、下筒部１３に貯溜されることとなる。このとき、吸引物の流れは逆テーパ状の整流部１９によって規定され、渦流の形成する旋回水膜が整流部１９を超えることはないため、直かにつまり遠心分離の過程を経ることなく上部出口１７へ流出してしまうことはない。
【００２１】
サイクロン部において遠心分離される、吸引物の流れは、本発明における上段サイクロン筒２５が太く短いため旋回速度の低下を生じているが、下段サイクロン筒２７を設けて吸引物及び捕集物の流れを段階的に落下させるようにしたので、捕集効果は低下しない。むしろ２段階の遠心分離部により、単段の場合よりも旋回速度の変化が少なく、定速を維持できると考えられ、遠心力の変化も少なくなり安定した遠心分離が可能となるので、殆んどの捕集物を下筒部１３に捕集することができる。例えば、金属加工で生じる切粉と切削油は下筒部１３に捕集され、微粉塵のみ上部タンク（３１）に捕集されることとなる。捕集された物は下筒部１３を開き、また中間筒部３２を外して、廃棄する。実験では、小麦粉（薄力粉）を本発明装置により真空吸引したところ、下筒部に９７〜９８％捕集さ
れ、中間筒部３２に２〜３％捕集することができた。なお、フィルター３６は耐久性も良好である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、本来の目的であるバキュームクリーナーのほか、従来は静電気的手法で行われていた集塵機を構成することが可能であり、また、ミストセパレータと称せられている液体分離機としても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る乾湿両用バキュームクリーナーの実施例を示す全体正面図。
【図２】図１に対する左側面図。
【図３】同じく図１のものの中央部縦断図。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】本発明の要部を拡大して示す中央部断面説明図。
【図６】同上要部における吸引流の状態を示す断面説明図。
【図７】従来のバキュームクリーナーの内部における吸引流の状態を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００２４】
１０  乾湿用バキュームクリーナー
１１  中央筒部
１３  下筒部
１４  吸引口
１５  吸引室
１６  吸引室内口
１７  上部出口
１８  下部出口
１９  整流部
２１  排出カバー
２５  上段サイクロン筒
２７  下段サイクロン筒
３１  画壁
３３  カバー
３４  フィルター
３７  真空吸引
【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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