(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵埃と空気を旋回させる円筒形状の旋回室と、前記旋回室の接線方向に形成された吸気口と、前記旋回室の底面中央部分に設けられた排気口と、前記旋回室の側面に隣接して設けられた集塵室と、前記旋回室の側面の前記吸気口と旋回軸方向に重複する位置に設けられ前記旋回室と前記集塵室とを連通させる連結穴とを備え、
前記連結穴は、旋回上流側に前記旋回室から前記集塵室に流入する流出口、旋回下流側に前記集塵室から前記旋回室に戻る流入口を設けたことを特徴とするサイクロン集塵装置。
【請求項２】
前記連結穴の前記流出口は、前記吸気口から前記旋回室に流入する空気が旋回室側面に沿って旋回を開始する点から空気の旋回方向に沿って９０°から１８０°の間に少なくとも1つ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイクロン集塵装置に関するもので、特に電気掃除機用のサイクロン集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にサイクロン集塵装置は、塵埃と空気を含む混合気を旋回させ、遠心力により質量のある塵埃と空気とを分離し、集塵する装置である。サイクロン集塵装置は様々な分野で使用されるが、家庭用には主として電気掃除機に適用されている。
【０００３】
例えば、図１０は特表平１０−５１０７５７号公報に記載された従来のサイクロン式ゴミ分離装置を示す断面側面図である。この従来技術は、円錐台状の旋回室１３に対し、円錐台の接線方向に設けた空気入口１４から塵埃と空気を吸引することにより、旋回室１３内に旋回流が発生する。この旋回流により、質量を持った塵埃は遠心力を受け旋回室１３の側面１５に押し出される。旋回室１３の側面１５まで移動した塵埃は、重力により旋回室１３の下部１６に落下する。旋回室１３の下部１６には集塵室１７につながる円錐開口部１８が設けられており、塵埃は重力により円錐開口部１８を通過して集塵室１７に停滞する。また、塵埃と分離した空気は、旋回室１３内で数回旋回した後、旋回室１３中央の上昇気流に引き込まれ、出口所１９を通過しサイクロン集塵器から抜け出す構成になっている。
【０００４】
図１１は特開２０００−１５７４６３号公報に記載された他の従来技術を示すサイクロン集塵装置の縦断面図である。この従来技術は、円筒形状のサイクロンボディ２０に対し接線方向に設けた吸入口２１から塵埃と空気を吸引することにより、サイクロンボディ２０内に旋回流が発生する。この旋回流により、質量を持った塵埃は遠心力を受けサイクロンボディ２０の側面２２に押し出される。サイクロンボディ２０の側面２２まで移動した塵埃は、重力によりサイクロンボディ２０の下部２３に回転しながら落下する。サイクロンボディ２０の下部２３の側面２２には集塵箱２４につながる汚染物排出口２５が設置してあり、塵埃は重力と遠心力により汚染物排出口２５を通過し集塵箱２４に停滞するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のサイクロン式集塵装置では、遠心分離した塵埃を重力の働きにより集塵室に溜める構成であるため、集塵室へ入る手前で風速を遅くする必要があり、旋回室には十分な高さが必要であった。また、集塵室に風速の早い旋回流が流れ込んでしまうと集塵室に停滞している塵埃が再び飛散してしまうため、塵埃の飛散を防止するためにも集塵室へ入る手前で風速を遅くする必要があり旋回室には十分な高さが必要であった。したがって、従来の構成では、特に家庭用で使用する電気掃除機に搭載する場合、装置全体が大型になってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するものであって、サイクロン集塵装置を小型化にするとともに、圧力損失を低減させ、集塵効率のよい電気掃除機用のサイクロン集塵装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明は、塵埃と空気を旋回させる円筒形状の旋回室と、前記旋回室の接線方向に形成された吸気口と、前記旋回室の底面中央部分に設けられた排気口と、前記旋回室の側面に隣接して設けられた集塵室と、前記旋回室の側面の前記吸気口と旋回軸方向に重複する位置に設けられ前記旋回室と前記集塵室とを連通させる連結穴とを備え、前記連結穴は、旋回上流側に前記旋回室から前記集塵室に流入する流出口、旋回下流側に前記集塵室から前記旋回室に戻る流入口を設けたものである。
【００１０】
さらに、前記連結穴の前記流出口は、前記吸気口から前記旋回室に流入する空気が旋回室側面に沿って旋回を開始する点から空気の旋回方向に沿って９０°から１８０°の間に少なくとも1つ設けられているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示すサイクロン集塵装置の斜視図、図２はその断面図である。図において、１は吸引された空気が旋回する円筒形状の旋回室、２は旋回室１の接線方向に形成された吸気口、３は旋回室１の側面、４は旋回室１の側面３外周部に隣接して設けられた円筒形状の集塵室、５は旋回室１と集塵室４を連通する連結穴である。吸気口２と連結穴５は旋回室１の旋回軸方向に対して重複するように設けられている。６は集塵室４の底面、７は旋回室１の中央部分に設けられたメッシュ状のフィルター、８は旋回室１の底面であり、ほぼ中央部分には塵埃が除去された空気をフィルター７を介して旋回室１から排出する排気口９が設けられている。なお、図中、矢印は空気の流れを示す。
【００１２】
電気掃除機が作動し、電動送風機（図示せず）が駆動すると、吸気口２から塵埃を含んだ空気が吸引されて旋回室１内で旋回する。このとき、質量を持った塵埃に遠心力が働き、塵埃は旋回室１の側面３に押しやられる。そして、塵埃は遠心力により連結穴５を通過して集塵室４に押し込まれる。このとき、旋回室１側面３の近くを流れる空気の一部も連結穴５を通過して集塵室４へ流れ込むが、集塵室４内に流入した空気は、旋回室１よりも集塵室４の方が空間が広がるため旋回室1内での風速よりも遅い風速で旋回して連結穴５より旋回室１へ戻る。また、集塵室４内に入った塵埃は重力が作用するため、集塵室４の側面に沿って落下し、集塵室４の底面６に停滞する。集塵室４内は風速が遅いので集塵室４の底面６に停滞している塵埃の再飛散はほとんどない。一方、旋回室１を旋回している塵埃を含まない空気は、じきに旋回力を失い、フィルター７を通過して排気口９より旋回室１から排出される。
【００１３】
上記のように旋回室１側面３に連結穴５を設け、旋回室１の旋回軸方向に対して吸気口２と連結穴５とが重複するように設けられているので、旋回室１を薄型に構成することができる。
【００１４】
また、従来技術では、排気口を旋回室の上部に設けた構成となっているので、旋回室の上部に風路を設けなければならず、装置全体が大きくなるという課題があった。また、ブロアモータをサイクロン集塵装置より低い位置に設ける場合は、ブロアモータとサイクロン集塵装置間の風路が複雑になり、圧力損失が増加するという課題があった。実施の形態１では、排気口９を旋回室１底面８に設けることにより、サイクロン集塵装置を電気掃除機に搭載する場合、旋回室１の底面８側にブロアモータを設けることで、風路を簡単且つ短くすることができ、さらに風路の圧力損失を小さくすることができる。
【００１６】
また、連結穴５の開口高さを旋回室１の高さとほぼ同じ高さで形成してもよいが、これに限ったものではない。
【００１７】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２を示すサイクロン集塵装置の斜視図、図４はその断面図である。図中、実施の形態１と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。１０、１１は旋回室１の側面に形成され旋回室１と集塵室４を連通させる連結穴である。連結穴１０、１１を設けたことにより、旋回上流側で連結穴１０から塵埃と空気が集塵室４に流入し、旋回下流側で連結穴１１から空気が旋回室1に戻るような風路が形成される。
【００１８】
実施の形態２によれば、連結穴を複数設けることで、旋回室１から集塵室４へ流れる流入空気と集塵室４から旋回室１へ流れる流出空気の干渉を防止することができる。よって、集塵室４内の空気の流れがスムーズになり、空気の干渉や乱れによる圧力損失が減少する。また、集塵室４での空気の流れが集塵室４下部まで届きにくくなり、塵埃の再飛散をさらに減少させることができる。
【００１９】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３を示すサイクロン集塵装置の斜視図、図６はその断面図である。図中、実施の形態１又は２と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。１２は旋回室１の周りを囲うように旋回軸方向に一部重複して設けられた集塵室であり、その外周直径は旋回室１の直径より大きくなるように設けられている。また、集塵室１２のうち、旋回室１と重複していない部分は中央空洞の円筒形状であり、旋回室１の外周直径と同等の円筒状の空間Ｘが形成される。５は旋回室１と集塵室１２を連通する連結穴であり、集塵室１２と重複する旋回室１の側面に等間隔に４つ設けられている。連結穴５から集塵室１２に流れ込んだ空気は、集塵室１２の上部側面に沿ってゆっくりと旋回し、連結穴５より旋回室１内に戻る。
【００２０】
実施の形態３によれば、集塵室１２の上部側面に集塵室１２を流れる空気の風路ができるので、空気の流れがスムーズになり空気の干渉や乱れによる圧力損失が減少する。また、集塵室１２下部での空気の流れが少なくなり塵埃の再飛散が減少する。また、集塵室１２の直径を旋回室１より大きくし、集塵室１２を旋回室１の周りを囲う構成にすることにより、集塵室１２に流れ込む空気の流れがスムーズになり、圧力損失が減少する。また、旋回室１と集塵室１２とを連通する連結穴５を旋回室１側面３の任意の位置に複数設けることが可能となる。さらに、旋回室１下方に円筒形状の空間Ｘを形成したので、電気掃除機に搭載する場合は空間Ｘにブロアモータを設けることができ、サイクロン集塵装置からブロアモータまでの風路構造が容易になり、圧力損失を減少させることができる。また、スペース効率がよい。
【００２１】
なお、図７に示すように実施の形態１〜３に示す連結穴５の少なくとも1つを吸気口２から空気の旋回方向に９０°から１８０°の間に設けるようにすれば、集塵性能が高まるものである。すなわち、この構成により、吸気口２より吸引された塵埃は、遠心力を受け徐々に旋回室１側面３に接近し、吸気口２から空気の旋回方向に９０°付近の位置ではほとんどの塵埃が旋回室１側面３に押し出される。そして、１８０°付近の位置までの旋回室１側面３近くの風速は、塵埃を押し付けるのに必要な旋回速度を持っているので、吸気口２から空気の旋回方向に９０°から１８０°の位置に連結穴５を設けることにより、塵埃をより多く集塵室に押し込めるので、集塵性能が高まる。
【００２２】
例えば、旋回室1の直径がφ１２０mmで風量が１．０m3／minでは、集塵率と連結穴５の位置の関係は図８に示すとおりである。この図からも連結穴５を吸気口２から空気の旋回方向に９０°から１８０°の間に設けるようにすれば、集塵性能が高まることがわかる。
【００２３】
実施の形態４．
図９（ａ）（ｂ）は実施の形態４を示すサイクロン集塵装置の連結穴の開口縁の形状を説明する図であり、実施の形態４では実施の形態１〜３に記載に示す連結穴５の旋回空気が衝突する開口縁１ａの形状について説明する。図９（ａ）は開口縁１ａが円弧形状でない場合、図９（ｂ）は開口縁１ａが円弧形状である場合を示している。図９（ａ）に示すように開口縁１ａを円弧形状に構成することにより、旋回室1を旋回している大きな塵埃が開口縁１ａに引っかからずに、旋回室１内もしくは集塵室に流れ込み、塵埃詰まりが起きにくくなる。また、集塵室に流れ込む空気は、開口縁１ａを円弧状に構成することにより、連結穴５を通過する時の空気の乱れが減少し、風きり音の発生を防止することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るサイクロン集塵装置は、塵埃と空気を旋回させる円筒形状の旋回室と、旋回室の接線方向に形成された吸気口と、旋回室の底面中央部分に設けられた排気口と、旋回室の側面に隣接して設けられた集塵室と、前記旋回室の側面の前記吸気口と旋回軸方向に重複する位置に設けられ前記旋回室と前記集塵室とを連通させる連結穴とを備え、前記連結穴は、旋回上流側に前記旋回室から前記集塵室に流入する流出口、旋回下流側に前記集塵室から前記旋回室に戻る流入口を設けているので、塵埃を遠心力により強制的に集塵室へ押し込むことができ、旋回室を薄型にすることができる。
【００２６】
さらに、前記連結穴は、前記旋回流の旋回開始地点から旋回方向に９０°〜１８０°ずれた位置に少なくとも1つ設けているので、最初の旋回時により多くの塵埃を捕集することができるので、旋回室が薄型で塵埃の旋回数が少ないサイクロン集塵装置でも塵埃の集塵効率を高めることができる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を示すサイクロン集塵装置の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を示すサイクロン集塵装置の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態２を示すサイクロン集塵装置の斜視図である。
【図４】  本発明の実施の形態２を示すサイクロン集塵装置の断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態３を示すサイクロン集塵装置の斜視図である。
【図６】  本発明の実施の形態３を示すサイクロン集塵装置の断面図である。
【図７】  上記発明の実施の形態の応用例を示す説明図である。
【図８】  集塵率と連結穴の位置の関係を示す性能図である。
【図９】  本発明の実施の形態４を示すサイクロン集塵装置の連結穴開口縁の形状を説明する図である。
【図１０】  従来のサイクロン式ゴミ分離装置を示す断面側面図である。
【図１１】  他の従来例を示すサイクロン集塵装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１  旋回室、１ａ  開口縁、２  吸気口、３  側面、４  集塵室、
５  連絡穴、６  底面、７  フィルター、８  底面、９  排気口、
１０  連結穴、１１  連結穴、１２  集塵室。
【図１】
0004310954.tif 000002
【図２】
0004310954.tif 000003
【図３】
0004310954.tif 000004
【図４】
0004310954.tif 000005
【図５】
0004310954.tif 000006
【図６】
0004310954.tif 000007
【図７】
0004310954.tif 000008
【図８】
0004310954.tif 000009
【図９】
0004310954.tif 000010
【図１０】
0004310954.tif 000011
【図１１】
0004310954.tif 000012