CN105007793B - 集尘装置和使用其的空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供集尘装置和使用它的空气净化装置。集尘装置包括：设置在送风通路内的涡流产生单元(10)；和将由涡流产生单元(10)分离的尘埃收集并积存的集尘室。涡流产生单元(10)包括筒状壳体(13)，其具有：设置在送风通路的上游侧的空气的流入口(17)；设置在送风通路内的下游侧的空气的流出口(18)；和与集尘室的开口连接的、设置在外周部的尘埃的排出口(16)。并且，涡流产生单元(10)具有促进空气的旋转的螺旋状的旋转促进面(14)，其设置于筒状壳体(13)的送风通路的上游侧。另外，流入口(17)包括包含旋转促进面(14)的两个边和作为筒状壳体(13)的侧壁的一部分的另外的边。

Description

集尘装置和使用其的空气净化装置

技术领域

本发明涉及通过使含尘空气旋转而将尘埃分离、收集的集尘装置和使用该集尘装置的空气净化装置。

背景技术

这种集尘装置通常称为旋风除尘器式(Cyclone)，是利用离心力将空气中所包含的灰尘、尘埃分离而得到洁净的空气的装置。此外，这里所说的洁净的空气是指，与通过集尘装置前相比较，通过集尘装置之后的空气中的粉尘浓度降低了的空气。

现有技术中，作为这种集尘装置，公知有以下的装置(例如参照专利文献1)。

以下，参照图9对现有的集尘装置进行说明。

如图9所示，构成现有的集尘装置的筒状的壳体101中，在其一端设置筒状的气流入口102，在其另一端设置筒状的气流出口103。另外，在壳体101的内部具有用于使空气旋转的螺旋翼104，在壳体101的外周面设置有将从含尘空气所分离的灰尘排出的灰尘出口105。并且，现有的集尘装置具有与该灰尘出口105连接并积存灰尘的灰尘积存部106。

另外，作为现有的其它的集尘装置，公知有以下的装置(例如参照专利文献2)。

以下，参照附图10对该集尘装置进行说明。

如图10所示，在构成现有的集尘装置的圆筒状的壳体107，在其上游侧的侧面设置有在切线方向延伸的气流入口108，在其下游侧设置有在壳体107的轴向排出的气流出口109。另外，在该气流出口109侧的壳体107的外周面，设置有将从含尘空气所分离的灰尘从壳体107排出的灰尘出口110。并且，该现有的集尘装置具有与该灰尘出口110连接并积存灰尘的灰尘积存部111。

在图9所示的集尘装置中，含尘空气从筒状的气流入口102在与壳体101的轴向相同的方向流入壳体101内。之后，含尘空气的气流利用壳体101内所具有的螺旋翼104使气流的方向弯曲(转弯)接近90°，沿着螺旋翼104和壳体101侧面部进行旋转同时在壳体101的轴向上前进。

在该结构中，由于在入口部气流的方向发生改变，所以存在压力损失变大的课题。

另外，由于在将该集尘装置竖立的状态下(气流入口在下，气流出口在上)使用时，气流入口102位于下面，所以就这样设置时堵塞气流入口102。因此需要利用L字状的接头等使气流入口102的流入面为横向。因此，需要连接多余的部件，作为集尘装置存在尺寸变大的问题。

另外，从筒状的气流入口102至螺旋翼104的部分、即气流弯曲接近90°的部分，变得比气流入口102部狭窄。这也成为压力损失增大的一个原因。

另外，如10所示的集尘装置中，含尘空气从圆筒状的壳体107的切线方向流入，并沿着壳体107的外周面流动，由此含尘空气在进行旋转的同时向壳体107的轴向前进，并向气流出口109流去。

为了在壳体107内得到充分的旋转流，需要从圆筒状的壳体107在切线方向上延伸的风路(即气流入口108)，在构成集尘装置的基础上还需要用于形成风路的部件和空间。另外，想要降低压力损失，为了使在气流入口108的流入速度降低，而将气流入口108的开口向圆筒状的壳体107的轴附近去扩展时，流入气流与旋转流相互干扰。其结果是，在圆筒状的壳体107内不能得到充分的旋转流，或者产生多余的气流漩涡，而增加了压力损失。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2004-129783号公报

专利文献2：特开2000-157463号公报

发明内容

像这样，现有的集尘装置需要用于使气流入口不堵塞的部件，并且存在整体的尺寸大的课题。

另外，现有的集尘装置因采用在入口部改变气流的方向的结构，存在压力损失增加的课题。

另外，现有的其它集尘装置，由于因气流入口的开口位置而产生的流入气流与旋转流的较大的干扰，所以存在压力损失增加的课题。

因此，本发明提供能够降低压力损失并且使装置小型化的集尘装置和使用该集尘装置的空气净化装置。

本发明的集尘装置，其包括：设置在含尘埃的空气的送风通路内的、产生涡流的涡流产生单元；和将由该涡流产生单元所分离的尘埃收集并积存的集尘室。涡流产生单元包括筒状壳体，该筒状壳体包括：设置于在送风通路内流通的空气的上游侧的一端的空气流入口；设置于在送风通路内流通的空气的下游侧的另一端的空气流出口；和与集尘室的开口连接的设置在外周部的尘埃的排出口。另外，涡流产生单元包括螺旋状的旋转促进面，其设置于在筒状壳体的送风通路内流通的空气的上游侧，在通过筒状壳体的中心的中心轴周围形成。并且，流入口包括包含旋转促进面的两个边和作为筒状壳体的侧壁的一部分的另外的边，流入口和排出口的面均与中心轴的轴向成平行的关系。

本发明的集尘装置，由于使流入口和排出口的面均与中心轴的轴向成平行的关系，因此流入口不从筒状壳体突出，而能够实现装置小型化。

另外，本发明的集尘装置中，从流入口流入的流入气流和筒状壳体内部的旋转流不相互干扰，能够将流入口较大地扩展到筒状壳体的轴附近。由此，气流的流入速度被抑制，能够将压力损失抑制得较低。

另外，本发明的集尘装置中，空气在集尘装置内不需急剧转弯，而顺畅地从气流入口向旋转促进面移动，因此能够将压力损失抑制得较低。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的空气净化装置的构成图。

图2A是表示本发明的第一实施方式的集尘装置的立体图。

图2B是表示本发明的第一实施方式的集尘装置的侧视图。

图3是表示本发明的第一实施方式的集尘装置的涡流产生单元的立体图。

图4是表示本发明的第二实施方式的空气净化装置的构成图。

图5是表示本发明的第二实施方式的集尘装置的立体图。

图6是表示本发明的第二实施方式的集尘装置的立体图。

图7是表示本发明的第二实施方式的空气净化装置的构成图。

图8是表示本发明的第二实施方式的集尘装置的主要部分立体图。

图9是表示现有的集尘装置的截面图。

图10是表示现有的其它集尘装置的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

首先，参照附图对本发明的第一实施方式的集尘装置和使用该集尘装置的空气净化装置进行说明。

图1是本发明的第一实施方式的空气净化装置的构成图。

如图1所示，空气净化装置30在其主体1的下部具有吸气口2，在上部具有排气口3，在内部包括集尘装置4、空气过滤器5、除臭过滤器6和送风机7。

主体1包括：纵长的大致四棱柱形状的机箱1a；用于使空气净化装置30独自立住的基座1b；和连接机箱1a与基座1b的支柱1c。

吸气口2由未图示的设置在集尘装置4的周围的、开有间隙的护栏覆盖。

通过运转送风机7，从下部的吸气口2吸入含尘埃的空气，利用集尘装置4除去尘埃。利用集尘装置4没有完全除去的更细小的尘埃由设置在集尘装置4的下游侧的空气过滤器5捕集，空气被进一步洁净化，通过送风机7从排气口3排出洁净空气。

此外，在本实施方式中，空气净化装置30的机箱形状为四棱柱形状，但并不局限于此，也可以是圆筒形状或四棱柱以外的多棱柱形状等其它的形状。

空气过滤器5以呈V字状的方式具有两个将过滤用材料编织成褶皱状、外形为长方体形状的部件。由此，能够以较少的空间取得较多的过滤用材料的面积。依据该结构，过滤用材料的面积大时，通过过滤用材料的风速变慢，能够将压力损失抑制得较低。另外，依据该结构，能够缓解由于尘埃的堆积导致的压力损失的上升，因此能够长期使用空气过滤器5。

此外，空气过滤器5的配置不局限于V字形状，也可以配置成倒V字或水平、垂直等的配置。另外，关于空气过滤器5的形状，也可以是圆筒形状。在圆筒形状的情况下，考虑了空气的流动从圆筒的外侧流向内侧的情况，和从内侧流向外侧的情况，但在本发明中，无论哪种情况均可。

除臭过滤器6配置在空气过滤器5的下游侧，将颗粒状的活性炭均匀地附着在发挥作为过滤器状维持形态的作用的骨材周围。利用活性炭的吸附效果，成为气味的根源的分子被吸附而被除臭，并且通过利用颗粒状的活性炭能够增大表面积，进一步提高除臭效果。

此外，除臭过滤器6并不局限于活性炭，也可以是使用了催化剂的其它的构成。另外，也可以将活性炭本身形成为蜂窝状(honeycomb)。

送风机7使用涡轮风扇，由于在其周向上吹风，所以利用设置在送风机7的周围的引导件8改变为向上的风，从排气口3排出空气。此外，送风机7也可以使用多叶片式风扇(sirocco fan)或斜流扇等。

接着对集尘装置4的构成进行说明。

如图2A、图2B所示，集尘装置4包括涡流产生单元10、集尘室11和连接这两者的连接部12构成。

在图1中虽然未图示集尘室11，但在空气净化装置30的中央部分下部配置有1个，在其周围围绕有8个涡流产生单元10。

如图2A、图2B所示，集尘室11在圆筒形的外周部配置有与涡流产生单元10连通的8个尘埃流入口20，各个尘埃流入口20经由连接部12连接涡流产生单元10。此外，最图2A、图2B中，涡流产生单元10记载有1个作为代表。

像这样，可以对1个集尘室11连接多个涡流产生单元10，优选根据集尘性能、压力损失、送风机7的动力、噪音等综合判断来决定涡流产生单元10的使用个数。此外，集尘室11的下部具有能够拆除的集尘托盘9。该集尘托盘9成为集尘室11的下部被分割的构造，能够通过横向滑动而拆除，能够简单地扔掉所收集的尘埃。

如图3所示，涡流产生单元10包括筒状壳体13、螺旋状的旋转促进面14、流出面15和肋22。此外，在图3中以点划线表示通过筒状壳体13的中心的中心轴13a。

筒状壳体13在其下游侧(图3中的上部)的外周面设置有成为用于排出尘埃的开口的排出口16。该排出口16经由图2A、图2B所示的连接部12与集尘室11的尘埃流入口20连接。

另外，在筒状壳体13的上游侧(图3中的下部)，筒状壳体13成为沿着旋转促进面14被切割的形状，筒状壳体13的上游侧端面与旋转促进面14的外周部相连接。换句话说，成为由旋转促进面14盖在筒状壳体13的上游侧的状态。通过该结构所形成的开口、即旋转促进面14的始端14a与终端14b之间的开口成为涡流产生单元10的流入口17。

此外，在本实施方式中，旋转促进面14成为从始端14a至终端14b的360度连续的面。因此，在俯视时始端14a与终端14b重叠的位置的铅直面成为流入口17。但是，旋转促进面14也可以是从始端14a至终端14b为止360度以上连续的面，在该情况下的流入口17成为形成在始端14a与旋转促进面14之间的开口。另外，也可以旋转促进面14不足360度，当从筒状壳体13的下游侧(图3的上侧)看旋转促进面14时，始端14a与终端14b之间存在数mm程度的间隙。通过如此构成，在利用模具制造旋转促进面14的情况下，在流入口17部分，能够取得用于模具彼此接触的拔模斜度(draft angle)，能够容易地进行制造。

流出面15具有比筒状壳体13的内径小的开口，该开口成为涡流产生单元10的流出口18。在本实施方式中，以与筒状壳体13的轴垂直的方式形成有流出面15，但是该流出面15也可以例如向中央去平缓地向上游侧(图3中下侧)倾斜。

肋22为从流出口18的开口端部向上游侧突出的形状，优选该肋22的突出长度R为筒状壳体13的直径Φ的0.01～0.2倍的长度，在本实施方式中为0.1倍的突出长度。

当旋转流通过流出口18向下游侧流动时，该肋22成为阻力，成为防止包含在旋转流中的尘埃向下游侧流去的阻力，因此能够进一步提高尘埃的捕集性能。当突出长度R为超过筒状壳体13的直径Φ的0.2倍的长度时，成为气流本身的阻力，增大压力损失。此外，即使没有肋22也能够实现尘埃的捕集。

旋转促进面14在其中心具有与螺旋状的面接合的中心棒19，在构造上，中心棒19支承旋转促进面14而增加了旋转促进面14的强度。

流入口17由包含旋转促进面14的两个边、以筒状壳体13的侧壁的一部分为另外的边、位于通过筒状壳体13的中心的中心轴13a上的中心棒19为另外的边这样的四个边构成。

此外，在本实施方式中，该中心棒19成为从旋转促进面14的始端14a至终端14b的长度，但也可以从旋转促进面14的始端14a延伸到流出面15。在该结构中，可以形成为在从旋转促进面14的终端14b至流出面15之间随着向流出面15去中心棒19的直径逐渐增大的形状。通过如此构成，筒状壳体13内的空气的流动空间向气流的下游去逐渐变窄，空气的旋转的速度增加。其结果是，尘埃所受到的离心力增加，而集尘性能提高。

集尘室11为圆筒形状，在其外周面上部具有多个尘埃流入口20，具有从该尘埃流入口20的周围的一部分向集尘室11的外侧突出的连接部12。涡流产生单元10的排出口16经由连接部12与集尘室11连接，通过涡流产生单元10分离了的尘埃从尘埃流入口20流入到集尘室11，并被捕集。此外，集尘室11的形状并不局限于圆筒，也可以为四棱柱形状或多棱柱形状等。

连接部12是连接涡流产生单元10的尘埃的排出口16与集尘室11的尘埃流入口20的部件，以连接的部分不泄漏空气的方式无间隙地连接。

接着，对本发明的集尘装置4的集尘原理进行说明。

如图2A的箭头所示，空气的流动从流入口17流入而在涡流产生单元10的内部产生旋转流，并从流出口18流出。

这时，浮游在空气中的尘埃(具有重量的颗粒或者纤维)载于旋转流中进行旋转时，承受从筒状壳体13的中心朝向外周方向的离心力。承受了离心力的尘埃朝向筒状壳体13的外周方向，在其外周附近(筒状壳体13的内壁面附近)进行旋转。当尘埃通过设置于筒状壳体13的外周面的排出口16附近时，离心力作用于尘埃，因此使其进一步向外侧去而从排出口16飞出到筒状壳体13的外侧。

然后，尘埃通过连接部12，进入到集尘室11内。还剩余有旋转时的惯性力，尘埃在集尘室11内也多少继续飞，然后由于重力而在集尘室11内落下。

由于在集尘室11内没有尘埃流入口20以外的开口部，因此不会发生大量的空气从涡流产生单元10流向集尘室11、或者相反地从集尘室11流向涡流产生单元10的状况，但多少会有空气的进出。

这时，在图2B中，连接部12的下表面设置有随着向集尘室11去而降低的倾斜，附着在该倾斜面的尘埃因该倾斜和重力而被施加朝向集尘室11的力。由此，即使多少有空气的进出，也能够抑制集尘室11内的尘埃再次返回涡流产生单元10。

在涡流产生单元10中，尘埃在进行旋转的同时向下游侧去(图3中的上部)。当尘埃不是在筒状壳体13的内壁面附近而是在稍微中心侧旋转时，该尘埃不能从排出口16排出。但是，通过具有流出面15，该尘埃与流出面15碰撞，不能进一步向下游侧移动。然后，由于利用旋转对该尘埃继续作用离心力，所以沿着流出面15向筒状壳体13的内壁面方向移动，从排出口16向集尘室11移动。由于这样的原因，当具有流出面15时，能够使尘埃的捕集性能提高。

由于假定尘埃与流出面15发生碰撞，所以需要使设置在流出面15的流出口18比筒状壳体13的内径小。并且，以流出面15的流出口18的中心位于筒状壳体13的中心轴13a上的方式设置有流出口18。这是为了抑制即使与流出面15碰撞也继续旋转的尘埃从流出口18流出的结构。通过使流出口18的中心位于筒状壳体13的中心轴13a上，能够将从筒状壳体13的内壁面到流出口18的距离确保为在流出口18的整周上相同。因此，继续旋转的尘埃难以与离心力相逆地移动至流出口18，能够使尘埃从流出口18出来的量为最小。即，能够提高尘埃的捕集性能。

排出口16为了能够排出尽可能多的尘埃，优选设置在比空气的流入口17靠下游侧(图3中比流入口17靠上侧)的位置。这是因为尘埃利用离心力移动到筒状壳体13的内壁面侧需要时间。当排出口16位于空气的流入口17侧时，尘埃移动至筒状壳体13的内壁面时移动到比排出口16的位置靠下游侧的位置，所以不能排出大量的尘埃。

为了排出更多的尘埃，本实施方式中，排出口16设置在筒状壳体13的最下游侧、即与流出面15接触的部分。由此，能够尽可能争取到尘埃受到离心力而移动到筒状壳体13的内壁面侧的时间，因此能够使从排出口16排出的尘埃的量增加。而且，与流出面15碰撞而向筒状壳体13的内壁面侧移动来的尘埃也能够顺畅地从排出口16排出，所以能够进一步提高尘埃的捕集性能。此外，排出口16的形状形成为四边形，但并不局限于此。

接着，如图2B所示，筒状壳体13的轴向的距离D为流入口17的轴向的距离Ds和从流入口17的下游侧的一端到流出面15的距离Du之和。在本发明中，使该距离Ds与距离Du的比例为Ds∶Du＝1∶0.9～2。相对于距离Ds为1而使Du不到0.9时，旋转促进面14与流出面15的空间狭窄，压力损失增大。当相对于距离Ds使距离Du大于2时，旋转流与筒状壳体13的壁面接触的时间变长，由于壁面的接触阻力，旋转流变弱，尘埃的捕集性能降低。因此，相对于距离Ds为1而使距离Du为0.9～2、更优选为1～1.5时，能够不增大压力损失，就能够提高尘埃的捕集性能。

接着，说明流入口17。

流入口17在筒状壳体13的上游侧(图3中的下部)存在于筒状壳体13的外周的内侧。流入到流入口17的空气流成为相对于由旋转促进面14的始端14a和终端14b构成的流入口17垂直的方向。旋转促进面14随着向下游侧(图3中的上部)去描绘成螺旋状的面。从流入口17流入的空气通过该旋转促进面14改变为顺畅地向下游侧(图3中的上部)去的流动，并且利用筒状壳体13的内壁变成顺畅地旋转的流动。即，从流入口17流入的空气流变成具有顺畅地向下游侧去的方向性的旋转流。

由此，空气的流动不伴随例如弯曲(转弯)90°的急剧的改变，因此本实施方式中的集尘装置4的涡流产生单元10能够将压力损失抑制得较低。并且，流入口17不是从筒状壳体13突出的构造，而是由旋转促进面14和筒状壳体13一体地构成，所以不需要用于流入的多余的空间和用于构成它的部件，能够实现涡流产生单元的小型化。

并且，在本实施方式中能够自由设定流入口17的宽度，能够向中心棒19侧较大地扩展。即，能够根据中心棒19的直径自由地设定流入口17的宽度。通过使中心棒19的直径小、或者不使用中心棒19，能够增大流入口17的宽度。由此，通过扩大流入口17的面积，能够减慢风速，降低流入导致的压力损失。

像这样在旋转流的中心方向扩大流入口17的宽度，在图10所示的现有的集尘装置中比较难。

如图10所示，在圆筒状的壳体107内产生有旋转流。该旋转流是通过在壳体107的上游侧的侧面连接有在切线方向延伸的气流入口108而产生的。从气流入口108流入的空气从切线方向流入壳体107内，在该状态下沿着壳体107的内壁旋转。在该构成中，在壳体107内旋转的空气与从气流入口108新流入的空气汇合，很大程度地干扰。

在这样的构成中，在将气流入口108的宽度尽可能向旋转流的中心侧扩大的情况下，气流入口108的面积扩大。如此一来，流入风速降低，壳体107内的旋转流与从气流入口108流入的空气的干扰变多，妨碍了流入空气的旋转。因此，产生多余的气流漩涡，发生压力损失增加、旋转流变弱而捕集性能降低这样的问题。由此，在如图10所示的现有的集尘装置中，不能将气流入口108的宽度在旋转流的中心方向扩大。

在本实施方式中，由于不需要空间，并且能够将流入口17的宽度在旋转流的中心方向扩大，因此能够提供小型且压力损失低的涡流产生单元10。而且，流入口17和排出口16的面均是与通过筒状壳体13的中心的中心轴13a的轴向平行的关系。因此，从流入口17流入并且成为总是与中心轴13a平行地流动的旋转流的气流在筒状壳体13的轴向上前进，尘埃从位于其下游侧的排出口16顺畅地被排出。

本实施方式中的集尘装置4，如以上在图1的说明中所述，能够对1个集尘室11设置多个涡流产生单元10。这时，在集尘室11设置与各个涡流产生单元10对应的尘埃流入口20，分别通过连接部12连接。

在想要增大处理风量的情况下，如果增加涡流产生单元10的使用数量，则能够不增大压力损失地增加处理风量。

如图1所说明，在使用了8个涡流产生单元10的空气净化装置30的情况下，在额定的最大风量的情况下，8个全部使用对空气进行处理，由此能够抑制压力损失。另外，想要降低作为空气净化装置30的风量的情况下，例如，在想要以额定的最大风量的八分之一的风量运转的情况下，将7个涡流产生单元10遮蔽以使其中不流通空气，则在1个涡流产生单元10中流动的风量与使用8个的额定最大风量时(在其中1个中流动的风量)相比为同等的风量。由此，由于涡流产生单元10内的旋转流的流速不降低，所以尘埃承受的离心力不改变，能够在维持尘埃的捕集性能的状态下降低风量。如此，在本实施方式中，能够提供在宽度宽的风量带中能够维持集尘装置4的捕集性能的空气净化装置30。

另外，对1个集尘室11配置多个涡流产生单元10的配置方法，并不限定于沿着图1所示的机箱1a的内壁的四边形的配置，也可以在集尘室11的周围圆形地配置。另外，例如当涡流产生单元10为8个时，也可以配置成4个×2列，在其列之间能够将集尘室11形成为细长的形状。像这样，根据空气净化装置30的形状能够自由地改变集尘装置4的形态。

此外，本实施方式的集尘装置4并不限定于如至此已说明的那样旋转流的前进的方向向上方。例如，在图2A、图2B中，集尘装置4也可以上下反向地使用。在该情况下，从集尘室11的尘埃流入口20向重力方向去需要充分的积存尘埃的空间。另外，也可以将图2A、图2B所示的集尘装置4以放倒90度的横向使用。在该情况下，从尘埃流入口20向重力方向去需要充分的积存尘埃的空间。像这样，本实施方式的集尘装置4的方向能够自由地改变。

(第二实施方式)

接着，参照附图对本发明的第二实施方式的集尘装置和使用该集尘装置的空气净化装置进行说明。

如图4所示，在空气净化装置30的送风路23的内部，设置有集尘装置4和配置在该集尘装置4的下游的送风机7。利用送风机7在送风路23的内部产生气流，气流通过集尘装置4。

如图5、图6所示，集尘装置4包括使通过的空气旋转而将尘埃离心分离的涡流产生单元10、和收集并积存所分离的尘埃的集尘室11。涡流产生单元10包括筒状壳体13、旋转促进面14、流入口17、流出口18、排出口16、流出面15。其详细的构成为，在筒状壳体13的内部设置用于使气流旋转的螺旋状的旋转促进面14，在筒状壳体13的一端设置取入空气的流入口17。另外，在筒状壳体13的另一端，设置形成有流出口18的流出面15，在筒状壳体13的侧面，设置用于将尘埃排出到集尘室11的排出口16。

在集尘室11中，利用隔板24形成有至少2个空间，使各个空间与涡流产生单元10的排出口16连通。并且，具有开闭单元25，其以各个空间的1个和与该空间连通的涡流产生单元10为一个单位，按每一单位对涡流产生单元10的流出口18进行开闭。

图5、图6、图7表示的是由1个隔板24分隔集尘室11而形成2个单位时的方式。

在图6中，表示在2个单位中开闭单元25打开的状态。使该状态下的额定风量例如为200m³/h时，在一个单位中，流过涡流产生单元10的风量为100m³/h时。

当降低送风机7的输出，使整体的风量为额定值的一半即减少为100m³/h时，各个涡流产生单元10的风量为50m³/h，气流的速度减半。如果气流的速度降低，则气流中的尘埃承受的离心力也降低，导致集尘效率的降低。

这里，在2个单位中的一者，关闭其开闭单元25，则在该单位的涡流产生单元10中不产生气流。

关于使2个单位中的一者的涡流产生单元10中不产生气流的情况，使用图7进行说明。图7中为了区别2个单位，对具有相同功能的构成要素按每单位标注不同的符号进行说明。

如图7所示，对在左侧的单位26a中，关闭左侧的开闭单元25a来堵塞了左侧的流出口18a的情况进行说明。在该情况下，利用送风机7的吸引力，在右侧的单位26b从右侧的流入口17b导入空气，如图中箭头线所示，空气成为气流在右侧的涡流产生单元10b中旋转。旋转的气流中的尘埃承受离心力而向右侧的涡流产生单元10b的内壁移动，尘埃穿过右侧的排出口16b进入集尘室11。在右侧的涡流产生单元10b中旋转的气流穿过右侧的流出口18b向送风机7流去。

在左侧的单位26a中，左侧的开闭单元25a堵塞左侧的流出口18a，因此不产生从左侧的流出口18a向送风机7去的气流。另外，在集尘室11中，由于分隔板24，在左侧的单位26a与右侧的单位26b之间不产生气流交汇。因此，也不形成从左侧的流入口17a流入的空气流出左侧的排出口16a而通过集尘室11，并且从右侧的排出口16b流入右侧的涡流产生单元10b，然后从右侧的流出口18b流出去这样的路径。

通过左侧的开闭单元25a和右侧的开闭单元25b中的任意一者被关闭，左侧的流出口18a和右侧的流出口18b中的任意一者被堵塞。通过这样，仅在左侧的单位26a的左侧的涡流产生单元10a和右侧的单位26b的右侧的涡流产生单元10b中的任意一者产生气流。当将整体的风量从200m³/h降低到100m³/h时，与此联动地将左侧的开闭单元25a和右侧的开闭单元25b中的任意一者关闭。由此，确保了通过左侧的涡流产生单元10a和右侧的涡流产生单元10b中的任意一者的气流的风速，不会导致集尘效率的降低。

在本实施方式中，所谓送风机7是送风用风扇等部件，在图4中描绘为在送风路23中与集尘装置4分离。但是，送风机7只要是在图5所示的集尘装置4的涡流产生单元10中产生气流的部件即可，也可以是集尘装置4和送风机7一体化的结构。

如图5所示，涡流产生单元10的流出口18以其直径比筒状壳体13的直径小的方式在筒状壳体13的上端面设置流出面15。即，流出面15的内周侧的开口发挥流出口18的作用。

气流中的尘埃承受离心力而靠近筒状壳体13的内壁面进行旋转并从排出口16排出到集尘室11。但是，一部分的尘埃因气流的吸引力从流出口18流出到外部。这里，利用具有比筒状壳体13的直径小的开口的流出面15构成筒状壳体13的上端面。依据这样的构成，与筒状壳体13的上端面整体为开放状态的结构相比，尘埃不与气流一起从流出口18向外流出，而在流出面15之下反复旋转。并且，反复旋转的尘埃从排出口16排出到集尘室11的机会增加，因此，本实施方式的集尘装置能够提高集尘效率。

流出口18的形状根据流出面15的形状决定，考虑气流的压力损失时形成为圆形较好。另外，流出口18的直径越小越有助于集尘效率的提高，但是越小就越增加压力损失。因此，根据送风机7的能力、用于实现设定风量的装置尺寸和涡流产生单元10内的设定风速等的设计因素，由设计者决定最佳的直径。

开闭单元25只要是能够将开口18完全密闭的形状的部件即可。例如如图8所示，考虑用从圆周的一部分突出有柄27的圆盘状的遮蔽板28，以柄27的端部为轴而以遮蔽板28为流出口18的盖，以能够开闭的方式与铰链29组合而成的形态。

关于集尘室11的形状，图中描绘成长方体，但也可以是圆筒形等。

如以上所说明，本发明的集尘装置包括：设置在含有尘埃的空气的送风通路中的、产生涡流的涡流产生单元；和将由该涡流产生单元所分离的尘埃收集并积存的集尘室。涡流产生单元包括筒状壳体，其具有：设置于在送风通路内流通的空气的上游侧的一端的空气的流入口；设置于在送风通路内流通的空气的下游侧的另一端的空气的流出口；和与集尘室的开口连接的设置在外周部的尘埃的排出口。另外，涡流产生单元具有螺旋状的旋转促进面，其设置于在筒状壳体的送风通路内流通的空气的上游侧，围绕通过筒状壳体的中心的中心轴形成。并且，流入口包括包含旋转促进面的两个边和作为筒状壳体的侧壁的一部分的另外的边，流入口和排出口的面均与中心轴的轴向成平行的关系。根据该结构，流入口存在于筒状壳体的外周面的内侧，流入口不是从筒状壳体突出的构造，因此不需要用于流入口的空间，能够使装置整体小型化。

另外，即使将空气的流入口较大地扩大至筒状壳体的中心轴的轴附近，从空气的流入口流入的流入气流与筒状壳体内部的旋转流不相互干扰。由此能够抑制气流的流入速度，能够将压力损失抑制得较低。

并且，从空气的流入口流入的空气不发生急剧的弯曲(转弯)，顺畅地从流入口向旋转促进面移动，因此能够将压力损失抑制得较低并且能够产生作为涡流的旋转流。而且，利用该旋转流对尘埃产生离心力，能够从排出口顺畅地排出尘埃。

另外，本发明的集尘装置，在下游侧的另一端可以设置具有比筒状壳体的内径小的开口的流出面。

由此，利用旋转促进面，含有尘埃的空气进行旋转的同时向下游侧移动，空气从设置在流出面的开口排出，正在旋转的尘埃因其自身的重量而离心力进行作用，要向筒状壳体外周面附近去。由于在此具有流出面，而形成还没有完全移动至筒状壳体的外周面附近的尘埃被拦截的外形，利用离心力沿着流出面向外周面附近移动。因此，促进从流出面的开口流出的空气和尘埃的分离，能够提高尘埃的捕集性能。

另外，本发明的集尘装置，筒状壳体的轴向的距离D为流入口的轴向的距离Ds与从流入口的下游侧的一端到流出面的距离Du之和，距离Ds与距离Du的关系优选为Ds∶Du＝1∶0.9～2。

由此，由旋转促进面产生的旋转流，能够在从流入口的下游侧的一端至流出面之间继续充分地旋转，能够提高尘埃的捕集性能。

另外，本发明的集尘装置中，可以采用使流出面的开口的中心与筒状壳体的中心轴部分一致的构成。由此，在筒状壳体外周面附近旋转的尘埃无论在圆周方向的任何部位，都使其与流出面的开口相遇的概率减少，所以能够提高空气与尘埃的分离，能够进一步提高尘埃的捕集性能。

另外，本发明的集尘装置中，也可以将尘埃的排出口设置在比空气的流入口靠空气的流出口侧的位置。由此，能够可靠地增加使尘埃旋转的时间，因此使更多的尘埃移动到筒状壳体的外周面附近，尘埃从排出口排出的量增加，能够进一步提高尘埃的捕集性能。

另外，本发明的集尘装置中，也可以将尘埃的排出口与流出面相邻地设置。由此，尘埃与流出面碰撞，即使沿着流出面移动到筒状壳体的外周面附近的尘埃也容易流入到尘埃的排出口，能够进一步提高捕集性能。

另外，本发明的集尘装置中，在流出口的开口的端部设置有向筒状壳体内部突出的肋，筒状壳体的直径Φ与肋的突出长度R的关系为R＝(0.01～0.2)×Φ。

由此，筒状壳体内的旋转流向流出口去时，肋形成阻力能够防止尘埃一起流向排出口，能够进一步提高尘埃的捕集性能。

另外，本发明的空气净化装置设置有：具有吸气口和排气口的主体；设置在主体内的送风机；和设置在利用送风机使空气流通的送风通路内的本发明的集尘装置。并且，本发明的空气净化装置可以采用从集尘装置的空气的流入口取入含有尘埃的空气，并且从排气口吹出利用集尘装置的涡流产生单元除去尘埃后的空气的构成。

由此，能够作为空气净化装置使用，通过在具有含有尘埃的空气的场所设置使用，能够从空气中除去尘埃而对周围的空气进行洁净化。

工业上的利用可能性

本发明的集尘装置能够使装置小型化，通过将压力损失抑制得较低，作为以大量的处理风量对尘埃进行分离、捕集的集尘装置和空气净化装置有用。

符号说明

1 主体

1a 机箱

1b 基座

1c 支柱

2 吸气口

3 排气口

4 集尘装置

5 空气过滤器

6 除臭过滤器

7 送风机

8 引导件

9 集尘托盘

10 涡流产生单元

10a 左侧的涡流产生单元

10b 右侧的涡流产生单元

11 集尘室

12 连接部

13 筒状壳体

13a 中心轴

14 旋转促进面

14a 始端

14b 终端

15 流出面

16 排出面

16a 左侧的排出口

16b 右侧的排出口

17 流入口

17a 左侧的流入口

17b 右侧的流入口

18 流出口

18a 左侧的流出口

18b 右侧的流出口

19 中心棒

20 尘埃流入口

22 肋

23 送风路

24 分隔板

25 开闭单元

25a 左侧的开闭单元

25b 右侧的开闭单元

26a 左侧的单位

26b 右侧的单位

27 柄

28 遮蔽板

29 铰链

30 空气净化装置

Claims (7)

1.一种集尘装置，其包括：设置在含有尘埃的空气的送风通路中的、产生涡流的涡流产生单元；和将由所述涡流产生单元所分离的尘埃收集并积存的集尘室，该集尘装置的特征在于：

所述涡流产生单元包括：

筒状壳体，其具有：设置于在所述送风通路内流通的空气的上游侧的空气的流入口；设置于在所述送风通路内流通的空气的下游侧的空气的流出口；和与所述集尘室的开口连接的设置在外周部的尘埃的排出口；和

螺旋状的旋转促进面，其设置于在所述筒状壳体的所述送风通路内流通的空气的上游侧，在通过所述筒状壳体的中心的中心轴周围形成，

所述流入口包括包含所述旋转促进面的两个边和作为所述筒状壳体的侧壁的一部分的另外的边，

所述流入口和所述排出口的面均与所述中心轴的轴向成平行的关系，

在所述旋转促进面的下游侧端部与所述流出口之间具有所述排出口。

2.如权利要求1所述的集尘装置，其特征在于：

在所述筒状壳体的所述送风通路内流通的空气的下游侧设置有流出面，所述流出面具有比所述筒状壳体的内径小的所述流出口。

3.如权利要求2所述的集尘装置，其特征在于：

所述流入口的所述中心轴的轴向的距离Ds与从所述流入口的下游侧端部到所述流出面的距离Du的关系为Ds∶Du＝1∶0.9～2。

4.如权利要求2所述的集尘装置，其特征在于：

使所述流出面的所述流出口的中心与所述筒状壳体的所述中心轴的轴线一致。

5.如权利要求4所述的集尘装置，其特征在于：

与所述流出面相邻地设置有所述排出口。

6.如权利要求2所述的集尘装置，其特征在于：

在所述流出口的端部设置有向所述筒状壳体内部突出的肋，所述筒状壳体的直径φ与所述肋的突出长度R的关系为R＝(0.01～0.2)×φ。

7.一种空气净化装置，其特征在于，设置有：

具有吸气口和排气口的主体；

设置在所述主体内的送风机；和

设置在利用所述送风机使空气流通的送风通路内的权利要求1～6中任一项记载的集尘装置，

从所述集尘装置的所述流入口取入含有尘埃的空气，从所述排气口吹出利用所述集尘装置的所述涡流产生单元除去尘埃后的空气。