(57)【要約】【課題】清掃性を低下させることなく、集塵室内にリブを設けずに確実にごみを捕集しながら、限られた集塵室の容積を有効に活用することで遠心分離装置全体のサイズを小型化する。【解決手段】本発明に係る遠心分離装置は、吸入風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、略円筒状に形成され、流入口が略接線方向に接続され、側壁の一部を開口して開口部が設けられ、流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を遠心分離する旋回室と、旋回室の外側に配置され、開口部を介して前記旋回室と通じ、前記旋回室で遠心分離された塵埃を捕集する集塵室と、含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、を備え、集塵室は、第一側壁と第二側壁を有するとともに、集塵室の外周に吸入風路が配置され、排出口の中央から第一側壁までの距離より長い位置に、第一側壁と第二側壁とで構成される角部が配置される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、
略円筒状に形成され、前記流入口が略接線方向に接続され、側壁の一部を開口して開口部が設けられ、前記流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を遠心分離する旋回室と、
前記旋回室の外側に配置され、前記開口部を介して前記旋回室と通じ、前記旋回室で遠心分離された塵埃を捕集する集塵室と、
前記含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、を備え、
前記集塵室は、第一側壁と第二側壁を有するとともに、前記集塵室の外周に前記吸入風路が配置され、前記排出口の中央から前記第一側壁までの距離より長い位置に、前記第一側壁と前記第二側壁とで構成される角部が配置される
ことを特徴とするサイクロン分離装置。
【請求項２】
前記集塵室は、前記集塵室内の風路幅が、前記含塵空気の旋回方向と同一方向に拡大および縮小を複数回繰り返すように形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン分離装置。
【請求項３】
前記集塵室内の風路の拡大および縮小が、前記含塵空気の旋回方向と同一方向にほぼ等間隔で繰り返されるように形成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のサイクロン分離装置。
【請求項４】
前記集塵室は、前記旋回室の中心軸に垂直な断面形状が、直線部を組み合わせたような状態に形成される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項５】
前記集塵室内の風路幅が、前記集塵室の底面方向に向かうにつれて狭くなるように形成される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項６】
前記集塵室は、前記旋回室の全周を覆うように形成される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項７】
前記集塵室内の風路幅の拡大および縮小が全周に渡って形成される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項８】
前記集塵室の外側壁が、非円筒状に形成されることで前記集塵室内の風路幅が拡大および縮小する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項９】
前記集塵室は、前記旋回室の中心軸に垂直な断面形状が、略四角形状に形成される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のサイクロン分離装置を搭載する
ことを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サイクロン分離装置及びこれを搭載した電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサイクロン分離装置においては、略円筒状に形成される旋回室を備えている。旋回室には、空気の流入口および排出口が設けられている。また、旋回室には、その側壁の一部を開口して形成される開口部が設けられている。旋回室は、開口部を介して集塵室に通じている。集塵室は、旋回室と同様に略円筒状に形成され、旋回室を取り囲むように配置されている。旋回室の側壁と集塵室の側壁との間には、風路が形成される。旋回室および集塵室が略円筒状に形成されるため、風路幅は略一定となる。
【０００３】
このサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機は、ごみ（塵埃）を含む空気（以下、「含塵空気」という）を流入口から旋回室に取り込む。取り込まれた含塵空気は、旋回室内で旋回気流となる。含塵空気に含まれるごみは、遠心力によって、旋回気流から分離される。分離されたごみは、開口部から集塵室に流入する。ごみが取り除かれた空気（清浄空気）は、排出口からサイクロン分離装置の外へ排出される。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
また、他の例として、サイクロン分離装置においては、旋回室で分離したごみは開口部を通して旋回室を囲う集塵室へと排出するとともに、集塵室内に配置した複数のリブによりごみを捕集し易くしている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５２８２５０号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のサイクロン分離装置では、風路幅が略一定であるため、開口部から集塵室に流入した気流の風速が低下しにくい。風速が低下していない気流は、集塵室に捕集されたごみを舞い上げやすい。舞い上げられたごみの一部は、開口部から旋回室に戻ることがある。結果として、サイクロン分離装置の捕集性能が低下するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載のサイクロン分離装置では、集塵室内に配置した複数のリブによりごみを捕集し易くなるものの、旋回室側壁とリブとの空間が部分的に狭くなることで、清掃性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、清掃性を低下させることなく集塵室内にリブを設けずに確実にごみを捕集しながら、限られた集塵室の容積を有効に活用することで遠心分離装置全体のサイズを小型化する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る遠心分離装置は、吸入風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、
略円筒状に形成され、流入口が略接線方向に接続され、側壁の一部を開口して開口部が設けられ、流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を遠心分離する旋回室と、旋回室の外側に配置され、開口部を介して前記旋回室と通じ、前記旋回室で遠心分離された塵埃を捕集する集塵室と、含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、を備え、集塵室は、第一側壁と第二側壁を有するとともに、集塵室の外周に吸入風路が配置され、排出口の中央から第一側壁までの距離より長い位置に、第一側壁と第二側壁とで構成される角部が配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、清掃性を低下させることなく、集塵室内にリブを設けずに確実にごみを捕集しながら、限られた集塵室の容積を有効に活用することで遠心分離装置全体のサイズを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機の外観斜視図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における電気掃除機本体の外観斜視図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における電気掃除機本体より集塵ユニットを取り外した状態の外観斜視図である。
【図４】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における電気掃除機本体の上面図である。
【図５】図４のＡ−Ａにおける断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における集塵ユニットの外観斜視図である。
【図７】本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における集塵ユニットの上面図である。
【図８】図７のＡ−Ａにおける断面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂにおける断面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態１における集塵室の開口部からの距離と風速の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１３】
実施の形態１
図１は、本発明に係る実施の形態１における電気掃除機を示す斜視図である。図１に示すように、電気掃除機１００は、吸込口体１と、吸引パイプ２と、接続パイプ３と、サクションホース４と、掃除機本体５並びに掃除機本体５に装着された集塵ユニット５０とから構成されている。
【００１４】
吸込口体１は、下向きに形成された開口から、床面上のごみ（塵埃）および含塵空気を吸い込むためのものである。吸込口体１の排気側には、真直ぐな円筒状の吸引パイプ２の一端が接続されている。吸引パイプ２の他端には、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ３の一端が接続されている。接続パイプ３には、電気掃除機１００の運転を制御する操作スイッチが設置された取手が設けられている。接続パイプ３の他端には、可撓性を有し、蛇腹状に形成されるサクションホース４の一端が接続されている。さらに、サクションホース４の他端には、掃除機本体５が接続されている。
【００１５】
掃除機本体５は、後述する電動送風機５２（図５参照）と電源コードを備えている。電源コードが外部電源に接続されることにより、電動送風機５２が給電される。電動送風機５２は通電されることによって駆動され、吸引動作を行う。吸込口体１、吸引パイプ２、接続パイプ３およびサクションホース４は、含塵空気を掃除機本体５の外から内部に流入させるための吸引経路の一部を構成する。
【００１６】
図２は、本発明に係る実施の形態１の電気掃除機における掃除機本体５に集塵ユニット５０を装着した状態の外観斜視図である。図３は、図２に示す掃除機本体５から集塵ユニット５０を取り外した状態の外観斜視図である。図４は、図２に示す掃除機本体５の上面図である。図５は、図４に示す掃除機本体５のＡ−Ａにおける断面図である。
【００１７】
図３に示すように、掃除機本体５は、集塵ユニット５０が着脱自在に装着・収容される集塵ユニット収容部５ａと、後述する電動送風機５２を収容する電動送風機収容部５ｄを備える。
【００１８】
集塵ユニット収容部５ａは、掃除機本体５の上部側に形成される。集塵ユニット収容部５ａは、前方が低く後方に行くほど高くなる第１傾斜面５ｂと、第１傾斜面５ｂの前方側に略垂直に突出するように形成される第２傾斜面５ｃとから形成される。集塵ユニット５０は、集塵ユニット収容部５ａの第１傾斜面５ｂに沿って装着・収容され、第２傾斜面５ｃにより底面を覆われ安定的に保持される。
【００１９】
図５に示すように、電動送風機収容部５ｄには、吸入風路４９と、排気風路５１と、電動送風機５２と、コードリール等の各種機器が収容されている。また、電動送風機収容部５ｄは、図示しない排気口を備え、さらにその側方に車輪５３（図３参照）を備えている。
【００２０】
次に、集塵ユニット５０の構造について説明する。
図６は、本発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニット５０の外観斜視図である。図７は、図６に示す集塵ユニット５０の上面図である。図８は、図７に示す集塵ユニット５０のＡ−Ａにおける断面図である。図９は、図８に示す集塵ユニット５０のＢ−Ｂにおける断面図である。尚、図７に示す上面図は、図６に示す第１の矢印６０が指し示す方向からの図面である。
【００２１】
図５に示すように、集塵ユニット５０は、掃除機本体５の吸入風路４９を経て含塵空気を取り込む流入口１１を備えている。流入口１１は、円筒状に形成される旋回室１２の側壁に対しておおよそ接線方向に接続されている（図７参照）。
【００２２】
旋回室１２は、空気を排出する排出管１８と、旋回室１２から排出管１８に通じる排出口１７を備えている。また、排出管１８は、その軸を旋回室１２の軸とおおよそ一致させて、旋回室内に突出して設置されている。
【００２３】
次に、図５を参照し、掃除機本体５の内部に流入した空気を掃除機本体５の外部に排出する経路について説明する。
図５において、掃除機本体５の内部に流入した空気は、吸入風路４９を経て集塵ユニット５０に到達する。当該空気は、集塵ユニット５０において、流入口１１、旋回室１２、排出口１７、排出管１８の順に流れる。排出管１８から排出された当該空気は、掃除機本体５の排気風路５１に流入する。その後、当該空気は、排気風路５１と図示しない排気口からなる排気経路を経て掃除機本体５の外部に排出される。
図８に示すように、旋回室１２には、流入口１１よりも低い位置に、その側壁の一部を開口して形成される開口部１３が設けられている。旋回室１２は、開口部１３を介して集塵室１４に通じている。
【００２４】
図７及び図８に示すように、集塵室１４は、旋回室１２の側方に配置され、旋回室１２の外周を覆うように形成されている。より具体的には、集塵室１４は、開口部１３より旋回室１２の軸方向下方、すなわち集塵ユニット５０の底面方向に延び、且つ環路となるように形成されている。また、図９は、集塵ユニット５０を、旋回室１２の中心軸に垂直な平面で切断した状態の断面を示す。当該断面は、その全周に渡って複数の角部３０を備える略多角形状として形成されている。すなわち、当該断面が形成する略多角形では、複数の角部がほぼ均等に全周に渡って分布している。この角部３０は、集塵室１４の側壁を構成する第１側壁２０と第２側壁２１とで形成されている。図９に示す平面視での排出口１７の中央から第１側壁２０までの距離より長い位置に、この角部３０が配置されている。
【００２５】
図９に示すように、旋回室１２の側壁と集塵室１４の側壁との間には風路が形成されている。また、集塵室１４は、図９に示す断面の縦幅と横幅が同じになるように（四角状に）形成されている。すなわち、当該風路は、全周に渡って、その幅が風路幅ａのように狭い場所と風路幅ｂのように広い場所とが交互に現れる形状となっている。尚、図９中の雲状の記載は、集塵された塵埃を模式的示すものである。又、点線の矢印は集塵室１４内の気流の流れを模式的に示すものである。
【００２６】
次に、主に図５を参照して、集塵ユニット５０の動作について説明する。
集塵ユニット５０は、吸入風路４９を経て流入口１１から含塵空気を取り込む。取り込まれた含塵空気は、旋回室１２の側壁に対して略接線方向に流入し、旋回気流となる。当該旋回気流は、旋回室１２の中心軸近傍の強制渦領域とその外周側の自由渦領域とを形成しながら、重力と経路構造とにより下向きに流れる。このとき、含塵空気に含まれるごみには遠心力が作用するため、旋回室１２の内壁に押し付けられて旋回気流から分離される。分離されたごみは、開口部１３を介して集塵室１４に送られる。
【００２７】
ごみが除去された旋回気流は、旋回室１２の下方で反転する。反転した旋回気流は、旋回室１２の中心軸に沿って上昇し、排出口１７から排出される。排出口１７から排出された空気は、排出管１８を経て、掃除機本体５の排気風路５１側へ排出される。
【００２８】
上述した通り、集塵室１４では、風路幅が狭い場所と広い場所が交互に現れる。集塵室１４内には、旋回室１２から流入する気流によって、含塵空気の旋回方向と同じ向きの気流が生じる。このため、集塵室１４内の風路幅は、含塵空気の旋回方向と同一方向に沿って拡大・縮小することとなる。含塵空気は、旋回室の側壁を沿うように一周する際、最短風路を通るように流れるため、風路幅が拡大した角部においては、気流の風速が低減するとともに、慣性により角部の外周側へと捕集されることで、捕集性能を向上させることができる。
【００２９】
図１０は、本発明に係る実施の形態１における集塵室の開口部からの距離と風
速の関係を示す特性図である。
図１０において、風路幅の拡大・縮小における周期性の有無によって集塵室１４内の風速変化が異なることを示している。図１０の点線は、風路幅が非周期的に拡大・縮小する場合の風速の変化を示している。この場合では不均一に風速が変化するため、気流が大きく乱れ、集塵室１４に捕集されたごみが舞い上げられやすい。また、不均一に風速が変化すると、集塵室１４内に風の澱み部が不均一に分布することになり、ごみが偏って溜まってしまう。一方、図１０の実線は、風路幅が周期的に拡大・縮小する場合の風速の変化を示している。この場合では均一に風速が変化するため、気流が乱れにくく、ごみが舞い上げられにくい。また、均一に風速が変化すると、風の澱み部が均一に分布することになり、ごみが偏って溜まることがない。
【００３０】
本実施の形態では、上述した通り、集塵室１４内の風路幅の拡大・縮小がほぼ等間隔で繰り返される。このため、本実施の形態では、集塵室１４に捕集されたごみが舞い上げられることなく風速を低減させ、捕集性能をさらに向上させることができる。また、集塵室１４内に風の澱み部が均一に分布するため、ごみが偏って溜まることを抑制できる。その結果、集塵量を増やし、捕集性能を向上させることができる。
【００３１】
また、上述した通り、集塵室１４の旋回室１２の中心軸に垂直な断面形状は、直線部を組み合わせたような状態に形成される。このため、集塵室１４内の風路内では、風路の曲げによってさらなる圧損が生じる。その結果、集塵室１４内の風速をさらに低減して捕集性能を向上させることができる。
【００３２】
また、上述した通り、集塵室１４内には、旋回室１２から流入する気流によって、含塵空気の旋回方向と同じ向きの気流が生じる。このため、当該気流は、含塵空気の旋回方向と同一方向に沿って風路幅が拡大・縮小することで生じる圧損の影響を受けやすくなる。その結果、効率的に集塵室１４内の風速を低減させ、捕集性能をさらに向上させることができる。
【００３３】
また、上述した通り、本実施の形態では、集塵室１４内の風路幅が全周に渡って拡大・縮小する。そのため、圧損の高い箇所が分散し、集塵室１４内に偏りなくごみを溜めることができる。その結果、集塵量を増やし、捕集性能を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、集塵室１４が旋回室１２の全周を覆う形状とした。しかし、風路幅を拡大・縮小させる効果を満たすのであれば、他の構成としてもよい。例えば、集塵室１４が旋回室１２の外周の一部を覆う形状としても、集塵室１４に流入した気流が壁に衝突するまでの間に風路幅が拡大・縮小するならば、本実施の形態の構成として用いることができる。本構成により、集塵ユニット５０を小型化し、使い勝手を向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、本発明は、集塵ユニット５０の構造に関するものであることから、本実施の形態１で説明したキャニスタータイプの電気掃除機に限られるものではなく、スティックタイプ又はロボットタイプなどの電気掃除機にも適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  吸込口体、２  吸引パイプ、３  接続パイプ、４  サクションホース、５  掃除機本体、５ａ  集塵ユニット収容部、５ｂ  第１傾斜面、５ｃ  第２傾斜面、５ｄ  電動送風機収容部、１１  流入口、１２  旋回室、１３  開口部、１４  集塵室、１７  排出口、１８  排出管、２０  第１側壁、２１  第２側壁、３０  角部、４９  吸入風路、５０  集塵ユニット、５１  排気風路、５２  電動送風機、５３  車輪、６０  第１の矢印、１００  電気掃除機
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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