JP2007330672A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵室を小型に構成した場合でも、一旦分離された細塵が、排気口に吸引されることを防止することが可能な集塵装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る集塵装置４は、塵埃を収容する集塵容器５と、集塵容器５の略中心部に設けられ、該集塵容器５内の空気を排出する排気筒９と、排気筒９の外周面を囲む第１の空間Ｓ１と集塵容器の周壁の内周面に沿う第２の空間Ｓ２とを仕切る分離壁６と、分離壁６の内側の第１の空間Ｓ１に吸気を導く空気流入口８とを備えている。分離壁６には、空気流入口８から導入された吸気から比較的大きい塵埃を分離しながら分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に空気を導く複数の分離孔６ｃと、分離孔６ｃを介して分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に導かれた空気を分離壁６の内側の第１の空間Ｓ１に戻す空気戻し孔が設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は、電機掃除機の吸気経路に配され、吸気を旋回させて塵埃を分離する集塵装置に関する。

従来から、吸気を旋回させて塵埃を分離する集塵装置が用いられている。この集塵装置は、吸込み口を有する吸込み口体と、吸気を発生させる電動送風機との間の吸気経路に配置され、吸気を集塵装置内で旋回させることで吸気から塵埃を分離するものである。

このような従来の集塵装置として特許文献１（特開平５−１７６８７１号公報）に開示されたものがある。図４は特許文献１に開示された集塵装置の縦断面図である。特許文献に開示された集塵装置は、図４に示すように、サイクロン集塵部１０３を有している。サイクロン集塵部１０３は、円筒形の外サイクロン１１３を有している。外サイクロン１１３は集塵部１１３ｂが上部の流入部１１３ｃに取り付けられて一体となっている。流入部１１３ｃには略接線方向に沿って吸気管から吸気が流入する流入口が設けられている。

外サイクロン１１３の内部には円錐形の内サイクロン１１４が下方が細くなるように配されている。内サイクロン１１４の下端は開口されており、外サイクロン１１３と一体に構成される集塵容器１０９に連通されている。内サイクロン１１４の上端には環状の通路を有する排気部１１０が設けられている。

内サイクロン１１４の外側には連通路１０８が形成されている。連通路１０８および排気部１１０により外サイクロン１１３と内サイクロン１１４とが連通している。また、排気部１１０の中央には排気管に連通する排気口１１０ａが形成されている。

この集塵装置において、吸気は、流入口を介して矢印Ａ１に示す方向に外サイクロン１１３内に流入する。流入した吸気は、遠心力により外サイクロン１１３の周壁の内周面に沿って旋回しながら下方に進行する。この時、吸気が外サイクロン１１３の周壁の内周面に衝突して、大型のゴミ１１２ａを分離して外サイクロン１１３内に堆積させる。

その後、吸気は内サイクロン１１４の周壁の外周面に沿って上昇して矢印Ａ２に示す方向に連通路１０８に流入する。連通路１０８に流入した吸気は、排気部１１０を介して矢印Ａ３に示す方向に内サイクロン１１４に流入する。

内サイクロン１１４内に流入した吸気は、遠心力により内サイクロン１１４の周壁の内周面に沿って旋回しながら下方に進行する。この時、吸気が内サイクロン１１４の周壁の内周面に衝突して、微細な塵埃１１２ｂを分離して集塵容器１０９内に堆積させる。

そして、塵埃等が除去された吸気は内サイクロン１１４の中央部を上昇して矢印Ａ４に示す方向に排気口１１０ａからサイクロン集塵部１０３の外部に放出される。これにより集塵が行われる。

この特許文献１に開示された集塵装置によると、サイクロン集塵部１０３内に外サイクロン１１３と内サイクロン１１４とを設けることで、集塵効率を向上させている。しかし、外サイクロン１１３内および内サイクロン１１４内において吸気が下降、上昇を繰り返す。そのため、圧力損失が大きくなり、吸塵力が低下する問題があった。

外サイクロン１１３および内サイクロン１１４のいずれか一方だけを設けて圧力損失を低減することも考えられるが、その場合には、塵埃が十分に除去されず塵埃により排気口１１０ａが目詰まりしやすいという問題がある。

このような二重のサイクロンによる圧力損失を低減するため、特許文献２（特開２００２−５１９４８号公報）に開示されたような集塵装置が提案されている。

図５は特許文献２に開示された集塵装置の縦断面図である。この集塵装置を構成するサイクロン集塵部２０４は、吸気の流入口２４１ａが設けられ分離された塵埃を収容する集塵室２４１と、集塵室２４１を開閉できる蓋２４２と、集塵室から吸気を排出する排気筒２４４と、排気筒２４４の下方に配される遮蔽部材２４６とを有している。遮蔽部材２４６は、円形部２４６ａと円形部２４６ａの外周から垂下する遮蔽用リブ２４６ｂを有している。

流入口２４１ａから流入した吸気は、集塵室２４１の周壁の内周面に沿って流入し、集塵室２４１内で旋回する。そして、中央部に設けられた排気筒２４４の排気口２４４ａから排気部２４２ａおよび排気管を経て電動送風機に吸引される。

集塵室２４１内で旋回する空気流の遠心力によって塵埃は外周方向、即ち集塵室２４１の周壁の内周面に向かって押しやられる。流入口から流入した旋回流は流速が大きいため排気筒２４４よりも外側を旋回する。突出部２４６ｃと集塵室２４１の周壁との間の隙間を通過できない大きな塵埃等は分離されて円形部２４６ａの上方に堆積する。

旋回流は、突出部２４６ｃと集塵室２４１の内壁との間の隙間から円形部２４６ａよりも下方に流入する。そして、集塵室２４１の内壁およびリブ２４６ｂと衝突して塵埃が分離される。また、リブ２４６ｂよりも外周を旋回する旋回流は集塵室２４１の内壁に設けられたリブ２４１ｂと衝突して塵埃が分離されるとともに、塵埃が旋回するのを防止する。これらにより、集塵室２４１の底部に塵埃が堆積される。

特許文献２に開示された集塵装置によると、リブ２４６ｂおよびリブ２４１ｂを設けることで、特許文献１に記載された集塵装置の外サイクロン１１３および内サイクロン１１４のような二重のサイクロン機構を設けることなく、一つのサイクロンで集塵効率を向上させている。特許文献２に開示された集塵装置によると、二重のサイクロン機構を用いないので、これに起因する圧力損失を低減することができる。
特開平５−１７６８７１号公報 特開２００２−５１９４８号公報

上記特許文献２に開示された集塵装置においては、流入口２４１ａから集塵室２４１に流入した吸気が旋回流となって集塵室２４１の周壁の内周面に衝突し、塵埃が分離される。しかしながら、集塵室２４１を小型に構成する場合には、集塵室２４１の周壁と排気筒２４４の外周面との距離が短くならざるを得ないため、集塵室２４１の周壁の内周面に衝突し分離した細塵が、排気筒２４４の排気口２４４ａへの空気の吸引力に引っ張られ、集塵室２４１の底に達する前に排気口２４４ａから電動送風機側に直接パスすることがあるという問題点が有った。

また、排気筒２４４の下方に設けられた遮蔽部材２４６に衝突し、一旦分離されて、遮蔽部材２４６の上に堆積する塵埃に含まれる細塵が、集塵室２４１の下部から上昇する旋回流により吹き上げられ、排気口２４４ａから吸引されることがあるという問題を有していた。

したがって、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、集塵室を小型に構成した場合でも、一旦分離された細塵が、排気口に吸引されることを防止することが可能な集塵装置を提供することを目的とする。

この発明に基づいた集塵装置に従えば、電機掃除機の吸気経路に配され、吸気を旋回して塵埃を分離する集塵装置であって、塵埃を収容する集塵容器と、上記集塵容器の略中心部に設けられ、該集塵容器内の空気を排出する排気筒と、上記排気筒の外周面を囲む空間と上記集塵容器の周壁の内周面に沿う空間とを仕切る分離壁と、上記分離壁の内側の空間に吸気を導く空気流入口とを備え、上記分離壁には、上記空気流入口から導入された吸気から比較的大きい塵埃を分離しながら上記分離壁の外側の空間に空気を導く複数の分離孔と、上記分離孔を介して上記分離壁の外側の空間に導かれた空気を上記分離壁の内側の空間に戻す空気戻し孔が設けられている。

本発明に係る集塵装置によると、集塵室を小型に構成した場合でも、一旦分離された微細塵が、排気口に吸引されることを防止することができる。

以下、この発明に基づいた実施の形態における集塵装置の構造について、図を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における集塵装置を備えた電気掃除機の一例を示す斜視図である。本実施の形態の集塵装置４は、図１に例示するような電機掃除機の内部に装着される。

図１に示す電機掃除機は、掃除機本体１と、延長管２ａと、接続ホース２ｂと、吸込み口体３とを備えている。吸込み口体３、延長管２ａおよび接続ホース２ｂにより、吸気経路が構成されている。集塵装置４は掃除機本体１の内部に装着される。また、掃除機本体１の内部には、電動送風機１ａが設けられている。

電動送風機１ａを運転すると、吸込み口体３の下面に設けられた吸込み口から、塵埃を含んだ空気が吸引される。吸引された空気（吸気）は、延長管２ａおよび接続ホース２ｂを介して掃除機本体１に到達する。掃除機本体１に到達した吸気は、集塵装置４に導かれ、集塵装置４の内部で塵埃が分離された後、掃除機本体１の外部に排出される。

集塵装置４の内部では、後述するように、吸気は旋回し塵埃が遠心力により分離されるが、併せて、塵埃を帯電させて集塵する電気集塵機能を集塵装置４に設けてもよい。集塵装置４は、掃除機本体１に対して着脱自在に設けられている。

なお、本実施の形態では集塵装置４を掃除機本体１の内部に設ける場合について説明するが、たとえば、延長管２ａの経路の途中に設けるようにするなど、集塵装置４を設ける位置は種々変更することが可能である。

次に図２および図３を用いて、本実施の形態の集塵装置４の構造について説明する。図２は、本実施の形態の集塵装置の主要部の構造を示す図３におけるII−II矢視断面図であり、図３は、同縦断面図である。

本実施の形態の集塵装置４は、塵埃を収容する集塵容器５と、集塵容器５の略中心部に設けられ、該集塵容器５内の空気を排出する排気筒９と、排気筒９の外周面を囲む第１の空間Ｓ１と集塵容器の周壁の内周面に沿う第２の空間Ｓ２とを仕切る分離壁６と、分離壁６の内側の第１の空間Ｓ１に吸気を導く空気流入口８とを備えている。分離壁６には、空気流入口８から導入された吸気から比較的大きい塵埃を分離しながら分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に空気を導く複数の分離孔６ｃと、分離孔６ｃを介して分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に導かれた空気を分離壁６の内側の第１の空間Ｓ１に戻す空気戻し孔６ｄが設けられている。

上記の集塵装置４の各部の構造について以下に詳述する。集塵容器５は、有底の円筒状に構成されている。集塵容器５の内部には、集塵容器５の空間を仕切る、集塵容器５と同心状の円筒状に構成された分離壁６が配設されている。

分離壁６で仕切られた第１の空間Ｓ１の上部は、粗ゴミを主として集塵する粗ゴミ集塵室を構成し、第２の空間Ｓ２は、細塵を集塵する細塵集塵室として機能する。

第１の空間Ｓ１の上部に吸気を導くため、第１の空間Ｓ１の周壁を構成する分離壁６の上部には、空気流入口８が設けられている。

空気流入口８には、吸気管７が接続されており、吸気管７は、接続ホース２ｂに連通している。吸気管７は、吸気が分離壁６の内周面に沿って流れるように、分離壁６の接線方向に設けられている。空気流入口８と略同じ高さで、空気流入口８の下流側近傍には複数の分離孔６ｃが設けられている。

分離孔６ｃは、本実施の形態では、縦方向に延びるスリット状に構成している。本実施の形態では、スリット状の分離孔６ｃを相互に平行かつ等間隔に６個設けている。また、分離孔６ｃの最大径（分離孔６ｃの対角線の長さ）は３ｍｍ以下とされている。本実施の形態では、分離孔６ｃをスリット状に構成したが、分離孔６ｃは円孔など他の形状であってもよい。

複数の分離孔６ｃが設けられた領域は、空気流入口８の下流側近傍に位置している。これについてより具体的に説明すると、空気流入口８から最も近接する分離孔６ｃまでは、空気流入口８の中心からの回転角が４５°以下となる位置に設けている。分離孔６ｃの個数、形状および位置は、電気掃除機の仕様に応じて種々変更することができる。

第１の空間Ｓ１の上部には、その中心部に排気筒９が設けられている。排気筒９は円筒形に構成され、その表面に設けられたメッシュを介して、塵埃が分離されたきれいな空気を集塵装置４の外部に排出する。排気筒９のメッシュの形状を保持するため、支柱が適宜位置に設けられている。

分離壁６の下端部には、第１の空間Ｓ１と、第２の空間Ｓ２の下部とを連通する空気戻し孔６ｄが設けられている。空気戻し孔６ｄは、適宜間隔で、分離壁６の周面に沿って複数個設けられている。ここでは、等間隔に１２個の空気戻し孔６ｄを設けている。

また、空気戻し孔６ｄの最大径は、分離孔６ｃの最大径より小さくなるように構成されている。具体的には、本実施の形態では、分離孔６ｃの最大径を３ｍｍとし、空気戻し孔６ｄの最大径を０．２ｍｍとしている。

第１の空間Ｓ１の下部には、その中心部に円筒状の内筒１１が設けられている。内筒１１の下面は、第１の空間Ｓ１の底部、すなわち、集塵容器５の底面付近に位置している。内筒１１が設けられていることにより、第１の空間Ｓ１の下部は、円筒状の空間となっている。

第１の空間Ｓ１の上部と下部との間には、平面視円形の遮蔽部材１０が設けられている。遮蔽部材１０の外周面には、遮蔽部材１０の上面および下面に突出する円環状リブ１０ａが設けられている。

排気筒９の下面には遮蔽部材１０が接続されており、遮蔽部材１０の下面には内筒１１が接続されている。さらに排気筒９の上端は、集塵容器５の開口部を閉塞する蓋部１２に接続されている。

蓋部１２は、内部空間を有し、この内部空間に排気筒９の内部空間が連通している。さらに、蓋部１２の内部空間に連通するように、蓋部１２には排出口１２ａが設けられている。排出口１２ａは、電動送風機１ａに連通される。

蓋部１２の下部外周面は、集塵容器５の上端部の内周面に密着し、気密を保っている。また、蓋部１２の下面には、分離壁６の上端に当接する気密材１２ｂが設けられ、分離壁６の内外の気密を保っている。

次に、本実施の形態の集塵装置４の動作について説明する。掃除機本体１に内蔵された電動送風機１ａが駆動されると、吸込み口体３から塵埃を含んだ空気が吸引される。吸気は、延長管２ａおよび接続ホース２ｂを介して集塵装置４に到達する。

塵埃を含んだ吸気は、吸気管７を介して、矢印Ｆ１で示すように、空気流入口８から集塵装置４の第１の空間Ｓ１の内部に流入する。第１の空間Ｓ１に流入した塵埃を含んだ吸気は、第１の空間Ｓ１の上部空間（遮蔽部材１０より上の空間）の内部を矢印Ｆ２で示す方向に旋回する。

このとき、塵埃は遠心力により分離壁６の内周壁６ｂに衝突し、旋回する気流から粗ゴミが分離される。分離された粗ゴミは、分離孔６ｃを通過することができないので、第１の空間Ｓ１内を落下し、第１の空間Ｓ１の底部に堆積する。

一方、分離孔６ｃでろ過され、空気流入口８から流入した吸気から粗ゴミが除かれた、細塵を含む空気は、分離孔６ｃから、矢印Ｆ２で示すように、第２の空間Ｓ２に流入する。このように、本実施の形態の集塵装置４においては、細塵を含んだ空気を、分離壁６で分離された第２の空間Ｓ２に導くので、細塵が排気筒９に吸引されることを防止することができる。

また、本実施の形態では、空気流入口８の近傍に分離孔６ｃを設けているので、細塵を含む空気は、空気流入口８から第１の空間Ｓ１に流入した直後に分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に排出される。これにより、細塵を含んだ空気が排気筒９の周囲を旋回する時間を短時間にすることができるので、細塵が排気筒９に吸引されることをより確実に防止することができる。

第２の空間Ｓ２に流入した空気は、矢印Ｆ４で示すように、第２の空間Ｓ２内を旋回しながら下方に進む。細塵と共に第２の空間Ｓ２の底部に到達した空気は、空気戻し孔６ｄにて細塵が除かれて再度ろ過され、矢印Ｆ５で示すように、第１の空間Ｓ１の底部に導かれる。空気戻し孔６ｄを通過する際に除かれた細塵は、第２の空間Ｓ２の底に堆積する。

空気戻し孔６ｄから第１の空間Ｓ１に流入した空気には、空気戻し孔６ｄでろ過されなかった微細塵が含まれる。この微細塵は、第１の空間Ｓ１の底部に溜まった粗ゴミに含まれる綿ゴミに衝突し絡み合うことで捕獲され、第１の空間Ｓ１の底部に留まる。

微細塵が除去された空気は、その後第１の空間Ｓ１内を、矢印Ｆ６に示す方向に上昇し、遮蔽部材１０の外周に設けられた円環状リブ１０ａと分離壁６ａの内周面との隙間を、矢印Ｆ７に示すようにさらに上昇する。このとき、遮蔽部材１０およびその外周の円環状リブ１０ａにより、第１の空間Ｓ１の底部に堆積した塵埃が、排気筒９の方向に巻き上げられることを防止することができる。

円環状リブ１０ａと分離壁６ａの内周面との隙間を通過した、塵埃が分離されたきれいな空気は、矢印Ｆ８で示すように、排気筒９のメッシュを介して、排気筒９の内部に導かれる。さらに、その空気は、矢印Ｆ９およびＦ１０で示す方向に、蓋部１２の内部を進み、排出口１２ａから矢印Ｆ１１で示す方向に排出される。

なお、本実施の形態の集塵装置４においては、蓋部１２を取り外すことで、排気筒９、遮蔽部材１０および内筒１１が同時に取り外される。これにより、第１の空間Ｓ１および第２の空間Ｓ２の両方が同時に開放される。このように、蓋部１２を取り外すことで、集塵容器５の内部に堆積した塵埃を容易に捨てることができる。

本実施の形態の集塵装置においては、空気流入口８から流入し、粗ゴミが除かれた細塵を含む空気は、分離孔６ｃから第２の空間Ｓ２に流入する。これにより、細塵は分離壁６で分離された第２の空間Ｓ２に導かれるので、排気筒９に細塵が吸引されることを防止することができる。

分離壁６により細塵を分離するので、集塵装置４を小型に構成して集塵容器５の内周壁と排気筒９の外周壁との距離を十分に確保できない場合でも、細塵が排気筒９に吸引されることを防止することができる。

さらに、本実施の形態では、空気流入口８の近傍に分離孔６ｃを設けているので、細塵を含む空気は、空気流入口８から第１の空間Ｓ１に流入した直後に分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２に排出される。これにより、細塵を含んだ空気が排気筒９の周囲を旋回する時間を短時間にすることができるので、排気筒９に細塵が吸引されることをより確実に防止することができる。

また、本実施の形態の集塵装置４においては、空気戻し孔６ｄは分離壁６の内側の空間の底部付近に連通するように設けられているので、微細塵は、第１の空間Ｓ１の底部に溜まった粗ゴミに含まれる綿ゴミに衝突し絡み合うことで捕獲される。これにより排気から微細塵をも除去することができる。

一方、本実施の形態においては、分離孔６ｃの最大径を３ｍｍとしているので、分離壁６の外側の第２の空間Ｓ２には、３ｍｍ以上の塵埃が排出されることはない。これにより、分離壁６の外周面６ａと集塵容器５の内周面との距離を小さくすることができ、小型で効率のよい集塵装置４を構成することができる。

さらに、空気戻し孔６ｄの最大径を分離孔６ｃの最大径より小さくしたので、第２の空間Ｓ２に導かれた細塵が、第１の空間Ｓ１に空気戻し孔から戻ることを防止することができる。

加えて本実施の形態においては、空気流入口８および分離孔６ｃはいずれも集塵容器内５の第１の空間Ｓ１の上部空間に位置しており、第１の空間Ｓ１の上部空間との下部空間との間には水平方向に延びる遮蔽部材１０が設けられている。これにより、第１の空間Ｓ１の底部に堆積する塵埃が、排気筒９の方向に巻き上げられることを防止することができる。

なお、本実施の形態の集塵装置４において吸気は、第１の空間Ｓ１の上部で旋回しながら、第２の空間Ｓ２に導かれ、第２の空間内を降下した後、第１の空間の底部に戻されて第１の空間内を上昇する。このように、集塵装置４に導かれた空気は、下降および上昇をそれぞれ一回のみ行なう。したがって、上述の特許文献１で示した集塵装置のような、空気の下降および上昇を複数回繰り返すことによる圧力損失の増大を回避することができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態における集塵装置を備えた電気掃除機の一例を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態における集塵装置の主要部の構造を示す図３におけるII−II矢視断面図である。 この発明に基づいた実施の形態における集塵装置の主要部の構造を示す縦断面図である。 従来の集塵装置の構造を示す縦断面図である。 従来の集塵装置の構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 掃除機本体、１ａ 電動送風機、２ａ 延長管、２ｂ 接続ホース、３ 吸い口体、４ 集塵装置、５ 集塵容器、６ 分離壁、６ｃ 分離孔、６ｄ 空気戻し孔、７ 吸気管、８ 空気流入口、９ 排気筒、１０ 遮蔽部材、１１ 内筒、１２ 蓋部。

Claims (6)

1. 電機掃除機の吸気経路に配され、吸気を旋回して塵埃を分離する集塵装置であって、
   塵埃を収容する集塵容器と、
   前記集塵容器の略中心部に設けられ、該集塵容器内の空気を排出する排気筒と、
   前記排気筒の外周面を囲む空間と前記集塵容器の周壁の内周面に沿う空間とを仕切る分離壁と、
   前記分離壁の内側の空間に吸気を導く空気流入口とを備え、
   前記分離壁には、前記空気流入口から導入された吸気から比較的大きい塵埃を分離しながら前記分離壁の外側の空間に空気を導く複数の分離孔と、前記分離孔を介して前記分離壁の外側の空間に導かれた空気を前記分離壁の内側の空間に戻す空気戻し孔が設けられている、集塵装置。
2. 前記分離孔は、前記空気流入口の近傍に設けられている、請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記空気戻し孔は前記分離壁の内側の空間の底部付近に連通するように設けられている、請求項１または２に記載の集塵装置。
4. 前記分離孔は、その最大径が３ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の集塵装置。
5. 前記空気戻し孔の最大径は、前記分離孔の最大径より小さい、請求項１から４のいずれかに記載の集塵装置。
6. 前記空気流入口および前記分離孔はいずれも前記集塵容器内の上部空間に位置しており、前記分離壁の内側の空間には、該上部空間と前記分離壁の内側の空間の下部空間との間に水平方向に延びる遮蔽部材が設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の集塵装置。

Images