JP2002541957A - サイクロン集塵装置の圧力損失低減装置 - Google Patents
サイクロン集塵装置の圧力損失低減装置Info
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Abstract
Description
したサイクロン集塵装置に係り、特に、サイクロン集塵装置の内部から発生する
乱流強度を抑制するための構造に関する。
内の各種異物質を分離して集塵する機器である。
空気の流出側が順方向に成されながら空気と塵とを分離するタイプと、空気の流
入側と空気の流出側が逆方向(或いは接線方向)に成されながら空気と塵とを分離
するタイプに区分できる。
429号、第5080697号、第5135552号、第5160356号などは空気流動が逆方向に成さ
れる真空掃除機のサイクロン装置を開示している。
のサイクロン装置を開示している。
いに逆方向を成されながら異物質の集塵を行うサイクロン集塵装置を開示してい
る。
気及び各種異物質の吸入が成される空気吸入流路11と、空気が排出される空気
排出流路12と、空気から分離された各種異物質が集塵される集塵筒13とを有
する。前記空気吸入流路11はサイクロン本体10の周辺にその接線方向に沿っ
て延長されるように形成される。空気排出流路12はその一端が前記サイクロン
本体10の上端を貫通してサイクロン本体10の内部に位置される。集塵筒13
はサイクロン本体10の底部に位置されて異物質排出孔10aによってサイクロ
ン本体10の内部に連通される。
る空気が空気吸入流路11を介して流れ込まれる。この時、空気吸入流路11は
サイクロン本体10の外側周辺から接線方向に延長形成されていることでサイク
ロン本体10内に流れ込まれる空気は遠心力が適用される。
ロン本体10の内壁面に沿って旋回することで遠心力が発生される。これによっ
て、質量を有する各種異物質は質量が殆ど無視される空気から分離されてサイク
ロン本体10の内壁面に沿って流動され、その自重によって下降して、遂には異
物質の吐き出し孔10aを介して集塵筒13内に集塵される。
していないが、質量のある塵は遠心力の影響を受けて前記サイクロン本体10の
内壁を旋回することになる。
本体の内壁までの距離、ω:各加速度 また、前記作用によって塵などの各種異物質が除去された空気はサイクロン本
体10の中央に沿って上昇する排出気流に影響されて空気排出流路12を介して
外部へ吐き出される。
は、サイクロン本体10の底部から上昇する排出気流と干渉が成されて図に示し
ているA部位のような乱流領域を発生させることになる。前記干渉は排出気流の
旋回力によることで、空気排出流路12の断面積がサイクロン本体10の断面積
より小さく形成されているからである。
損失を発生させて塵の集塵効率を低下させるという問題を起こしていた。
流路12を介して排出される排出気流に影響されて全体的な集塵効率の低下を起
こすことになる。特に、サイクロン本体10内の異物質排出孔10aが位置され
たサイクロン本体10の底部側には未だ排出されない各種異物質が継続的に旋回
しているので更にその排出気流に交われる。
、ファンモーターなどで流出されてその損傷を起こす原因となっている。
時必ず真空掃除機の本体内部に別のフィルターを付加的に設置すべきという問題
があった。
0内に吸入された空気排出流路を介して排出される過程から発生する乱流流動を
層流化させるサイクロン集塵装置の圧力損失低減装置を提供することを目的とし
ている。
ても排出される空気に影響される現象を防止できるサイクロン集塵装置の圧力損
失低減装置を提供することを目的としている。
は、サイクロン本体と、サイクロン本体に連結されて空気及び異物質が吸入され
る空気吸入流路と、サイクロン本体内部に吸入された空気が排出される空気排出
流路と、サイクロン本体内で空気から分離された各種異物質が排出される異物質
排出孔とを有し、空気排出流路を成す軸線上に層流化手段を更に備えて空気排出
流路を介して排出される空気が層流化手段によってその旋回力を失うようにする
ことで空気排出流路の内部及び空気流入側における空気流動が層流化されるよう
にしたことを特徴とする。
施形態を示した縦断面図であり、図5は図4のB部をより具体的に示した要部斜
視図である。
クロン本体100の内部に位置された空気排出流路120の軸線上に層流化手段
を介在させ、層流化手段が二つの平板形の翼片141を互いに交差してクロス形
に形成したクロスブレード140からなる。クロスブレードは三つ以上の平板形
翼片を相互交差して構成したクロスブレードから形成しても構わない。
分が強く発生される空気排出流路120の空気流入側に延長して取り付けられる
ことを共に提示している。この時、空気排出流路120の空気排出はクロスブレ
ード140の取り付け地点を除外した他の隙間121を介して成される。
0を介してサイクロン本体100内に吸入され、この過程から前記空気及び異物
質はサイクロン本体100の内壁面に沿って遠心回転することになる。また、殆
ど重さのない空気は、次第にサイクロン本体100の下部中心部分に集められて
排出気流を形成した後空気排出流路120を介して排出される。空気より重い異
物質はその自重によってサイクロン本体100の内側辺に沿って継続遠心回転し
ながら下向き移動しつつ異物質排出孔100aを通過して集塵筒130内に集塵
される。このような過程において割りと軽い微細塵は余り遠心力が適用されない
ため排出気流に乗せられる。
ていることによって排出気流が有している所定の旋回力はクロスブレード140
の各翼片141にぶつかって喪失されることで層流化が成される。また、排出さ
れる空気中の微細塵はクロスブレード140の各翼片141にぶつかってサイク
ロン本体100の内壁面に弾かれ、これと共に前記微細塵は前記サイクロン本体
100の内壁面に沿って回転する各種異物質に載せられた状態で集塵筒130内
に排出される。
に成され、排出気流の内部に微細塵の偏りが防止されて純粋な空気だけがサイク
ロン本体100の外部に排出されることができる。
低減され、空気の排出が円滑になることで流動騒音が大きく低減されるのみなら
ず排出空気の圧力損失やはり大きく低減できる効果を奏する。
に形成されるものではない。即ち、図6a、図6b、図6cに示した形状のよう
にその側面から見て全体的に矩形、三角形、楕円形など多様な形状でもよい。
適用された事例を示している本発明の第2実施形態による構造を示している。順
方向サイクロン集塵装置とは、空気吸入流路210を介して吸入される空気の流
動方向と空気排出流路220を介して排出される空気の排出方向が互いに同一な
方向を向かうように構成されたサイクロン集塵装置をいう。
は前記順方向サイクロン集塵装置の特性上空気吸入流路210が位置している側
のサイクロン本体200の内部に旋回力印加手段250が備えられているからで
ある。
有しているのでサイクロン本体200の内部を流動する微細塵が前記のような排
出気流から更に活発に影響されるという問題がある。
装置の空気排出流路220の先端にクロスブレード240を取り付けている。
出気流はクロースブレド240の各翼片241にぶつかることによってその旋回
力が相殺されて層流化となることになる。これによって、純粋空気だけで成され
る排出気流の排出が可能となり、乱流発生による圧損及び流動騒音を大きく低減
できる。
両方向サイクロン集塵装置に適用された事例を示す本発明の第3実施形態による
構造を示している。両方向サイクロン集塵装置とは、サイクロン本体300の中
央側周りに空気吸入流路の吐き出し口310が位置され、サイクロン本体300
の両側に空気排出流路320が各々装着され、各々の空気排出流路320が位置
されているサイクロン本体300の両側周辺には集塵筒330が取り付けられて
いるサイクロン集塵装置を称する。
室内の空気及び各種異物質の吸入が成された後サイクロン本体300の両側部を
介して空気だけが排出されるように構成されたものである。
向サイクロン集塵装置の各空気排出流路320の両先端に各々取り付けられてい
る構成を提示している。
る。
いる空気は空気吸入流路310を介してサイクロン本体300内部に吸入される
。
に位置された各空気排出流路320を介して排出される過程から遠心力による分
離がなされる。
て旋回しながら各異物質孔300aを介して集塵筒330に排出され、質量が殆
ど無視される空気だけが各空気排出流路320を介してサイクロン本体300外
部に排出される。各空気排出流路320を介して排出される空気は最初サイクロ
ン本体300内部に流れ込まれる過程のうち、発生される旋回力を一部含んでい
る。これによってサイクロン本体300の内壁面に沿って旋回する各種異物質が
所定の旋回力を有する排出気流に一部乗せられる。従って、排出気流に含まれて
いる微細塵やはり空気と共に各空気排出流路320を介して排出しようとする。
化手段即ち、クロスブレード340が取り付けられていることによって排出気流
を含んだ旋回力はクロスブレード340にぶつかって相殺される。また、前記過
程において排出気流に乗せられた微細塵はクロスブレード340にぶつかる過程
で離れてサイクロン本体300の内壁面に沿って旋回する異物質の流動に載せら
れる。
出流路320を介してサイクロン本体300の外部に排出される。また、各空気
排出流路320の空気流入側から排出される空気は層流化されてその円滑な排出
が成されることによって乱流発生による圧損及び流動騒音を大きく低減させるこ
とができる。
実施形態の構造を示している。
は所定間隔を有する多数の翼片441になされた状態で全体的に円筒形のブレー
ド440とからなっている。
央に通孔が形成された第2翼支持部443が備えられて互いに対向され各翼支持
部442、443の内側面の周辺に沿って多数の翼片441が一定した角度で傾
斜を成している。円筒形ブレード440を構成する各翼片441はサイクロン本
体400内で回転する各種異物質などの回転方向と同一な方向に向かって所定角
度斜めに形成する。
排出気流に載せられる各種微細塵の排出を最大限防止できるようにするためであ
る。
出される排出気流には所定の旋回力が存在しており、排出気流には一部の微細塵
が乗せられていることによってその排出過程のうち円筒形ブレード440にぶつ
かることになる。
と同一方向に向かって所定角度斜めになっているので排出気流に乗せられている
微細塵は各翼片441にぶつかってサイクロン本体400の内壁に弾かれること
になる。
レードの各翼片441の間に隙間を介して円筒形ブレード440の内部空間に流
れ込まれるとともに円筒形ブレード440の内部空間と連通された空気排出流路
420を介してサイクロン本体400の外部に排出される。
程でその旋回力を失い層流化されることによって圧力損失及び騒音が低減された
状態で円滑に排出できることは明らかである。
サイクロン集塵装置に適用した状態を示し、図13は本発明の第4実施形態の同
様の構成の円筒形ブレード440を両方向のサイクロンに適用した状態を示して
いる。なお、本発明による層流化手段は前記実施形態だけに限られるものではな
い。
構成でき、周辺に沿って多数の通孔641が形成された打孔管640から構成で
きる。
態では層流化手段のクロスブレード740をサイクロン本体700内の各部分の
うち空気排出流路720と反対側面に位置させた構成を示している。
に乗せられるとき排出気流が含んでいる旋回力を未然に除去するための構成であ
る。また、クロスブレード740はその長さが空気排出流路720とクロスブレ
ード740との間の距離Lに対してほぼ0.4〜0.6倍の大きさで形成したも
のを共に提示している。
にクロスブレード740が位置されるようにすることで排出気流の層流化を更に
円滑に導いて圧力損失を防止できる。クロスブレード740の長さが空気排出流
路720とクロスブレード740との間の距離Lに比べて0.4倍以下の場合、
その効果は僅かであり、0.6倍以上の場合空気が排出気流に乗せられ難くなる
ので前記範囲内にその範囲が限られるべきである。
740との間に距離Lに対してほぼ0.5倍の大きさで形成する。
ード740を有していない従来技術とクロスブレード740を有している本発明
の圧力損失を各々比較して下記の表1に示す。
ことは長さが空気排出流路720とクロスブレード740との間距離Lに対して
0.25倍、0.5倍、0.75倍の大きさで形成されたクロスブレード740
の適用状態を示している。
象に同一に作用させている。
適用した状態が一番圧力損失が小さい。
第6実施形態ではサイクロン本体800内の各部分のうち空気排出流路820が
位置されている側の反対側に前記空気排出流路820に向かって拡張されるスカ
ット形状の空気流動案内部860を一体化し、該空気流動案内部860の内側面
上にはクロースブレード840を装着した構成を示している。空気流動案内部8
60とサイクロン本体800の内壁面の間には支持部870を突出成形すること
によって相互間が所定の間隔を有するようにする。
れるようにし、サイクロン本体800内でまだ排出されず旋回している各種異物
質中の微細塵が排出気流に乗せられることを防止するための構成である。
れるように形成されており、各種異物質が旋回している位置が空気流動案内部8
60によって排出気流が形成される位置と所定間隔離れるように構成されている
ので排出気流の円滑な形成及び排出気流の異物質が交われることを防止できる。
内側面に取り付けられたクロスブレード840によって外部へ離れることになる
。
0によって層流化されて圧力損失の低減がなされることになる。
内の圧力損失低減のための層流化手段を取り付けることで次の効果がある。
によって排出気流の圧力損失を低減できるのみならず圧力損失による騒音も低減
できる。
が向上される効果がある。これによって排出される空気は純粋な空気であること
から構成を真空掃除機に適用する場合別のフィルターを取り付ける必要がない。
排出気流への異物質が交わることを更に防止できる。
を示す縦断面図である。
た第2実施形態を示す縦断面図である。
た第3実施形態を示す縦断面図である。
4実施形態を示す縦断面図である。
た状態を示した縦断面図である。
た状態を示す縦断面図である。
た第5実施形態を示す縦断面図である。
た第5実施形態を示す縦断面図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 サイクロン本体と、サイクロン本体に連結されて空気及び異物質が吸入される
空気吸入流路と、サイクロン本体内部に吸入された空気が排出される空気排出流
路と、サイクロン本体内で空気から分離された各種異物質が排出される異物質排
出孔とを有するサイクロン集塵装置において、 前記空気排出流路を成す軸線上に層流化手段を備え、空気排出流路を介して排
出される空気が前記層流化手段によってその旋回力を失うようにして前記空気排
出流路の内部及び空気流入側における空気流動が層流化されることを特徴とする
サイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項2】 層流化手段は、多数の平板型翼片を互いに交差して成されたクロスブレードで
あ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の圧力損失低減装置
。 - 【請求項3】 層流化手段は、一端が閉鎖され、その周辺は所定間隔を有する多数の翼片にな
されている状態であって、全体的に円筒形状を成す円筒形ブレードであることを
特徴とする請求項1に記載のサイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項4】 円筒形ブレードを構成する各翼片は、サイクロン本体内で回転する各種異物質
の回転方向と同一な方向に向かって所定角度傾斜になっていることを特徴とする
請求項3に記載のサイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項5】 層流化手段は、メッシュ形態の円筒形を有す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の圧力損失低減装置。 - 【請求項6】 層流化手段は、周辺に沿って多数の通孔が形成されている打孔管であることを
特徴とする請求項1に記載のサイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項7】 層流化手段は、空気排出流路の先端から延長して位置することを特徴とする請
求項1ないし請求項6のいずれかに記載のサイクロン集塵装置の圧力損失低減装
置。 - 【請求項8】 層流化手段は、サイクロン本体内の各部分のうち、空気排出流路が位置する側
の反対側に位置されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記
載のサイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項9】 層流化手段は、その長さが空気排出流路の入口端から層流化手段との間の距離
の略0.4〜0.6倍の大きさで形成されることを特徴とする請求項8に記載の
サイクロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項10】 層流化手段は、その長さが空気排出流路の入口端から出口端までの距離の略0
.5倍の大きさで形成されることを特徴とする請求項8に記載のサイクロン集塵
装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項11】 サイクロン本体に連結されて空気及び異物質が吸入される空気吸入流路と、サ
イクロン本体内部に吸い込まれた空気の吐き出しをガイドする空気吐き出し流路
と、サイクロン本体内で空気から分離された各種異物質が吐き出される異物質吐
き出し孔とを有するサイクロン集塵装置において、 前記サイクロン本体内壁面のうち空気吐き出し流路が位置された側の反対側に
前記空気吐き出し流路が位置された側に行くほど漸次拡張されるスカット形状の
空気流動案内部を一体化し、空気流動案内部の内側には旋回する空気旋回力を喪
失させて層流化するように交差型翼片を備えられていることを特徴とするサイク
ロン集塵装置の圧力損失低減装置。 - 【請求項12】 空気流動案内部とサイクロン本体の内壁面の間に所定高さを有する支持部を突
出形成したことを特徴とする請求項11に記載のサイクロン集塵装置の圧力損失
低減装置。
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