JP2008154740A - 塵埃凝集路と電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、塵埃中の粒子の衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供する。
【解決手段】塵埃凝集路２００は、気体が流通する流路２０１と、流路２０１を形成する壁２０２と、流路２０１を流れる気体中に渦２３０を発生させる突起２０３と、流路２０１を流れる気体中に含まれる塵埃２２０を正および負に帯電するための帯電部２００とを備え、帯電部２００は、電源２１２に接続される第１帯電部２１１ａと第２帯電部２１１ｂを含み、突起２０３は、壁２０２付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、壁２０２の内面に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、塵埃を含む気体を流通させて塵埃を凝集するための塵埃凝集路と電気掃除機に関するものである。

従来、塵埃を含む気体が流通する管の内壁面に突起を設けた例としては、特開２００２−３２０５７８号公報（特許文献１）に記載されている電気掃除機の延長管がある。これは、電気掃除機本体にホースを介して接続された延長管の入り口付近に増速手段として案内羽根を設け、延長管の内壁面近傍の空気流を増速させることを目的としている。

また、特開平９−１３１５２２号公報（特許文献２）には、流体の混合効率を高めるミキシングエレメントが記載されている。これは筒状の通路管と一体的に螺旋状羽根を設けることで、羽根面に沿う流体に位置移動や合流、せん断という作用を与えて、混合効率を高めることを目的としている。

一方、特開２００５−３２４０９４号公報（特許文献３）には、コロナ放電を利用して微粒子を帯電した後、電圧を印加された導電性体で微粒子を捕集する粒子凝集器が記載されている。これは、その導電性体の表面において、捕集された微粒子が凝集していき、ある程度の大きさになると、気流によって凝集粒子群が導電性体から引き離されて排気されるという機構の粒子凝集器である。

特許第２５１７８７７号公報（特許文献４）には、摩擦接触帯電により粒子を帯電することが記載されている。この公報には、微粒子を管との接触帯電により、一方に正の静電気を、他方に負の静電気をそれぞれ帯電させたのち、両者を混合し、電気的に結合させる微粒子複合体の製造方法が記載されている。
特開２００２−３２０５７８号公報 特開平９−１３１５２２号公報 特開２００５−３２４０９４号公報 特許第２５１７８７７号公報

図１は、電気掃除機の延長管のような、円筒状の管の内部における気流を模式的に示す図である。図１に示すように、流路１内に矢印の方向に気体Ｐが流入すると、流路１の壁２と気体が接触する部分に剥離領域３が形成される。そのため、流路内の気流Ｑの速度が位置によって不均一になり、速度勾配４が生じる。気体の流れに沿った方向の剥離領域３の長さは、流路１の直径Ｄの４倍〜５倍程度である。

特開２００２−３２０５７８号公報（特許文献１）に記載されている電気掃除機の延長管に設けられた案内羽根は、塵埃を効果的に集塵室に搬送するために、図１に示すような流路入口部の剥離を抑制し、見かけ上の吸い込み口面積を大きくして、圧損低減の効果を狙ったものである。しかしながら、気流に含まれる粒子同士の衝突凝集に関しては特に記述されていない。

また、特開平９−１３１５２２号公報（特許文献２）に記載されているミキシングエレメントは、流体の混合を主な目的としているため、塵埃同士を衝突凝集させることで特に小さな塵埃の数を低減させる手段については記述されていない。

特開２００５−３２４０９４号公報（特許文献３）に記載の粒子凝集器では、コロナ放電を利用して排気中の粒子を帯電させているが、このように帯電させるだけでは、粒子を充分に凝集させることができない。

また、特許第２５１７８７７号公報（特許文献４）に記載の微粒子複合体の製造方法では、２系統の管を用いて、一方の管を通る微粒子は正の静電気に、他方の管を通る微粒子は負の静電気に帯電させた後に、両者を合流している。

このように２系統の流路を設けるには、１つの吸入口を途中で分岐するか、吸入口を２つにするかしなければならない。しかし、１つの吸入口を途中で分岐すると、分岐箇所での微粒子の堆積が発生しやすくなる。これを、吸入口を２つにすることで回避すると、それぞれの吸入口間の距離を大きくしなければならず、占有面積が多くなってしまう上に構造も複雑になってしまう。

そこで、この発明の目的は、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することである。

この発明に従った塵埃凝集路は、気体が流通する流路と、流路を形成する壁と、流路を流れる気体中に渦を発生させる渦発生手段と、流路を流れる気体中に含まれる塵埃を正および／または負に帯電するための帯電部とを備え、帯電部は、電源に接続される電極を含み、渦発生手段は、壁付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、壁の内面に配置されている。

流路内に流入した気体は、流路の壁に配置されている渦発生手段によって、壁付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、渦を形成する。これにより、気体中に含まれる塵埃は、互いに衝突し、凝集して塵埃塊（クラスタ）を形成する。

本発明においては、効果的に渦を形成するため、剥離が生ずる部分だけでなく、剥離が消失した部分にも渦発生手段を形成する。

また、塵埃を正または負に帯電させる帯電部により、塵埃が気流によって流路を搬送されるとき、塵埃が帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。これにより正もしくは負に帯電した塵埃を静電気作用で相互に吸着させることにより、塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。

このようにすることにより、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

この発明に従った塵埃凝集路においては、帯電部は流路の上流側に配置され、渦発生手段は流路の下流側に配置されていることが好ましい。

このようにすることにより、効率よく塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。

この発明に従った塵埃凝集路においては、渦発生手段は旋回部を含み、旋回部は、流路内の気体の流れを旋回させるように壁の内面から流路内に突出した壁部を有することが好ましい。

旋回部を含む渦発生手段を備える塵埃凝集路内を流通する塵埃は、塵埃が気流によって流路内に導かれる段階と、塵埃が直進する気流によって流路内部を搬送される段階と、塵埃が流路の壁に沿って流通する段階と、塵埃が流路の壁から突出した壁部に衝突する段階と、塵埃が壁部の下流に生ずる渦流に巻き込まれて流通する段階と、塵埃が渦流により複数回にわたって流路の壁に衝突する段階と、複数の塵埃が渦流により互いに衝突する段階と、衝突した複数の塵埃が塵埃塊（クラスタ）を形成する段階と、塵埃塊が気流によって流路内部を搬送される段階を順次経る。

このようにすることにより、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

この発明に従った塵埃凝集路においては、渦発生手段は突起を含み、突起は、突起の周囲を通過する気体の速度を不均一にするように壁の内面から突出して形成されていることが好ましい。

突起を含む渦発生手段を備える塵埃凝集路を流通する塵埃は、塵埃が気流によって流路内に導かれる段階と、塵埃が直進する気流によって流路内部を搬送される段階と、塵埃が流路の壁から突出した突起の下流に生ずる渦流に巻き込まれて流通する段階と、複数の塵埃が渦流により互いに衝突する段階と、衝突した複数の塵埃が塵埃塊（クラスタ）を形成する段階と、塵埃塊が気流によって流路内部を搬送される段階を順次経る。

このようにすることにより、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

この発明に従った塵埃凝集路においては、突起は、流路内において気体が流れる方向に沿って複数配置され、それぞれの突起は、流路の上流側から下流側に向かって突起を投影したときにそれぞれの突起の一部が重なり合うように配置されていることが好ましい。

このようにすることにより、流路に沿って流れる気体が突起の周囲を通過しやすくなり、効率よく渦を発生させることができる。

この発明に従った電気掃除機は、電動送風機と、吸込口から電動送風機に連通する通風路と、集塵部とを有し、電動送風機により発生した気流により塵埃を吸込口から吸引し、通風路を通る塵埃を集塵部に集塵する電気掃除機において、通風路が上記のいずれかの塵埃凝集路を有することが好ましい。

このようにすることにより、電気掃除機の通風路内において、吸引した塵埃を凝集させて塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、クラスタを大きくすることができる。塵埃塊の質量を大きくすることで、例えば、サイクロン掃除機においては遠心分離による塵埃塊の捕集が可能となる。また、フィルター式の掃除機においては、フィルターの目よりも塵埃塊を大きくすることができるので、目の大きいフィルターによっても集塵することが可能となる。いずれの場合も、吸気において圧力損失が生じにくいので、電気掃除機本体の吸塵力（仕事率）が低下しにくくなる。

以上のように、この発明によれば、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路と電気掃除機を提供することができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２は、流路内の気流が層流速度分布の場合に粒子が凝集する様子を模式的に示す図である。

図２に示すように、流路１内には矢印の方向に気体Ｐが流入する。流路１内の気流Ｑが層流である場合、流路１の壁２の内面の摩擦と内部を流通する気体の粘性の影響で、気流Ｑ内に速度差が生じ、境界層の速度勾配４が発達する。気体Ｐとともに流路１内に流入した塵埃５ａと、塵埃５ａよりも遅れて流路１内に流入した塵埃５ｂは、気流Ｑ内に生じた速度差によって、塵埃５ａと塵埃５ｂが二点鎖線で示すように近付いて、粒子同士が接触し、凝集する。

流路１内の流れが乱流である場合には、乱流の不均一な速度分布に加えて、乱流速度の時間的変動に対する粒子の追従性が粒子の慣性力により異なるために粒子が凝集する。乱流の不均一な速度分布は、層流の場合と同様の現象が部分的に起きることによって生じているものと考えられる。

いずれの場合においても、塵埃中の粒子どうしの接触確率増大のメカニズムにおいては、流れのせん断が支配的であるため、気流に速度分布を積極的に与えることで粒子同士の凝集を促進させることができる。

しかしながら、流路の流れが層流である場合、粒子径の大きさによって、速度分布が粒子に及ぼす力の大きさと向きとが異なる。そのため、流路内には様々な大きさの粒子が均一に分布せず、粒子の径によって分布に偏りができる。このような流路中での粒子径分布は、粒子どうしの接触確率に影響を及ぼす。このことを以下に説明する。

図３は、流路内の気流が層流速度分布の場合に、径の大きい粒子が速度勾配より受ける影響を示した模式図である。

図３に示すように、流路１の中央部付近では気流Ｑの速度が大きいため、粒子５に生じる抗力も大きい。一方、流路１の壁２に近付くほど気流Ｑの速度が小さくなるため、粒子５に生じる抗力も小さい。流路１内に気体Ｐとともに流入した塵埃中の粒子５の径が大きい場合、粒子５は流路１内に生成された速度勾配４の影響を強く受ける。すなわち、粒子５の中央部側に働く抗力が大きく、粒子５の壁側に働く抗力が小さいため、粒子５において中央部と壁側に生じる抗力の差によって、粒子５には、流路１の中央から壁面方向に向かう回転力が加わる。その結果、粒子５が方向Ｖの向き、すなわち、流路１の壁２の方向に移動する。その結果、流路１の壁２側には径の大きい粒子が集まる。

図４は、流路内の気流が層流速度分布の場合に、径の小さい粒子が速度勾配より受ける影響を示した模式図である。

図４に示すように、粒子５の径が小さい場合、粒子５の周囲の気流Ｑには速度の差があまりない。そのため、粒子５に働く流路１内に生成された速度勾配４の影響が弱く、粒子５は、流路１に流入した時の位置を大きく変えずに、方向Ｖの向きにそのまま直進する。そのため、流路１の中央部には、相対的に径の小さい粒子が集まる。

その結果、流路１の中央部における径の小さい粒子同士が接触する確率は低くなる。さらに、流路１の中央部には径の小さい粒子、流路１の壁２の付近には径の大きい粒子、というように、径の異なる粒子がそれぞれ分離しているため、表面積の大きい径の大きい粒子に径の小さい粒子が接触する確率も低くなり、全体的に粒子同士の接触確率が低下する。

以上のことから、粒子どうしの凝集効率向上のためには、以下の３点が重要であるといえる。

（１）乱流速度場を形成する。

（２）速度分布を積極的に与える。

（３）粒子径の分布を均一にする。

これらを全て同時に満足するためには、気流に乱れを発生させる手段、すなわち渦発生手段を流路内に設けることが考えられる。

一方、粒子どうしが衝突すると、衝突した粒子は、粒子間に生じる力により凝集するものと考えられる。この力は一般的に粒子間距離の累乗に反比例するため、粒子間の距離が小さくなるとその値は非常に大きくなるものと考えられる。そのため一度接触した粒子の凝集を分散するためには粒子の衝突時に生じた力以上の外力が必要となるものと考えられるため、凝集状態を保持し続けるものと考えられる。

さらに、上記の力は、粒子が巨大化するほど、より大きな引力として働くため、径の大きい粒子と接触した径の小さい粒子の分散はさらに生じにくい。

また、粒子どうしの凝集が生じると、見かけ上、径の大きな粒子が増加するため、さらに粒子同士の接触確率が増加する。

このような考察に基づいて、以下に本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図５は、この発明の一つの実施の形態として、塵埃凝集路の全体を示す図である。

図５に示すように、塵埃凝集路２００は、流路２０１と、壁２０２と、帯電部２１０と、渦発生手段として突起２０３と、フィルタ２０４を備える。流路２０１は、円筒状の壁２０２によって形成されている。塵埃（微細粒子）２２０を含む空気その他の流体は、図示しない駆動源（例えば、ファンやブロアなど）の駆動によって流路２０１内を流通する。帯電部２１０は、流路２０１を流通する気体に含まれる塵埃２２０を正に帯電する電極として第１帯電部２１１ａと、流路を流通する気体に含まれる塵埃を負に帯電する電極として第２帯電部２１１ｂとを含み、第１帯電部２１１ａと第２帯電部２１１ｂとが対向するように配置されている。第１帯電部２１１ａと第２帯電部２１１ｂは、それぞれ電源２１２に接続されている。塵埃凝集路２００においては、流路２０１の上流側に帯電部２１０が配置され、下流側に突起２０３が配置され、流路２０１の下流端にフィルタ２０４が配置されている。

渦発生手段としては、後述する実施形態Ａ〜実施形態Ｃのいずれかの旋回部もしくは実施形態Ｄ〜実施形態Ｋのいずれかの突起が適用される。

帯電部２１０は、コロナ放電等により、第１帯電部２１１ａと第２帯電部２１１ｂにおいて電極間にかかる電位差によって電極間に存在する気体に絶縁破壊を生じて電子を放出し、電子を付近の空気分子と衝突させることで正の空気イオン２１３および負の空気イオン２１４を生成する。流路２０１中に正の空気イオン２１３および負の空気イオン２１４を充満させることで、流入してきた塵埃２２０と衝突させ、塵埃２２０を帯電させることができる。そのため、効率よく塵埃塊（クラスタ）を形成させるためには、塵埃２２０と衝突させる前の空気イオン（２１３，２１４）同士の衝突を避け、できるだけ多くの空気イオン（２１３，２１４）を塵埃２２０と衝突させることが必要である。空気イオン（２１３，２１４）同士の衝突を避けるためには、帯電部２１０における気流は層流状態が理想的であるため、帯電部２１０は、突起２０３の上流側に配置することが望ましい。

従って、塵埃凝集路２００においては、帯電部２００は流路２０１の上流側に配置され、突起２０３は流路２０１の下流側に配置されている。このようにすることにより、効率よく塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。

帯電部２１０を突起２０３の下流側に配置する場合、突起２０３により生成される渦２３０に、正の空気イオン２１３および負の空気イオン２１４が取り込まれ、塵埃２２０に衝突する以前に空気イオン同士が衝突し電荷を失う確率が高くなるため、相対的に空気イオン（２１３，２１４）の存在数が減少し、塵埃２２０を帯電させる効率が低下する。

また、壁２０２面または突起２０３の材質が、塵埃２２０を正および負に帯電できる機能材料で形成されている場合、塵埃２２０は壁２０２面または突起２０３との接触により帯電されるため、接触回数を増加させることが必要となり、気流は乱流状態が理想的となる。そのため、塵埃２２０を接触帯電させる場合は、突起２０３の下流側を機能材料で形成することが望ましい。

このようにすることにより、塵埃凝集路２００に流入する気体は、以下の段階を経ながら塵埃凝集路２００を通過する。すなわち、塵埃２２０が気流によって流路２０１内に導かれる段階と、塵埃２２０が直進する気流によって流路２０１内部を搬送される段階と、塵埃２２０が流路２０１の壁２０２面に沿って流通する段階と、塵埃２２０が帯電部２１０により帯電される段階と、塵埃２２０が突起２０３の下流に生ずる渦２３０流に巻き込まれて流通する段階と、複数の塵埃２２０が渦２３０流により互いに衝突する段階と、衝突した複数の塵埃２２０が塵埃塊（クラスタ）を形成する段階と、塵埃塊が気流によって流路２０１内部を搬送される段階とを順次経る。

このとき、第１帯電部２１１ａおよび第２帯電部２１１ｂを流通する気流は、以下に示すように制御される。すなわち、塵埃２２０が気流によって流路２０１内部を搬送されるときに、塵埃２２０を帯電させたのち、塵埃２２０同士を衝突させる気流制御を行うとともに、衝突した複数の塵埃２２０が塵埃塊（クラスタ）を形成させる期間が設けられている。

このようにすることにより、第１帯電部２１１ａで正に帯電された塵埃と、第１帯電部２１１ａで帯電していない塵埃との衝突が促進される。それらの塵埃が衝突すると、前者の塵埃の電荷により後者の塵埃の表面に誘電分極が生じ、静電気力により前者の塵埃と後者の塵埃との間に強い結合力が生ずる。この結合力により、複数の塵埃が凝集した第１の塵埃塊が生ずる。第１の塵埃塊は、全体として正に帯電している。また、第１の塵埃塊と同様のメカニズムにより、第２帯電部２１１ｂにより全体として負に帯電している第２の塵埃塊が生ずる。

そして、さらに、第１帯電部２１１ａにより生成した正に帯電されている第１の塵埃塊と、第２帯電部２１１ｂにより生成した負に帯電されている第２の塵埃塊とを衝突させるように気流制御を行うとともに、衝突した第１の塵埃塊と第２の塵埃塊が静電気力により結合してさらに大きな塵埃塊（大クラスタ）を形成させる期間が設けられている。

このように気流制御を行うことにより、全体として正に帯電している第１の塵埃塊と、全体として負に帯電している第２の塵埃塊との衝突が促進される。

第１の塵埃塊と第２の塵埃塊とが衝突すると、前者の塵埃塊のもつ正の電荷と、後者の塵埃塊のもつ負の電荷とから生ずる強い静電気力により前者の塵埃塊と後者の塵埃塊との間にさらに強い結合力が生ずる。この結合力により複数の塵埃塊がさらに凝集した大塵埃塊が生ずる。

このような気流制御を行うことにより、微細な塵埃が衝突により凝集を繰り返し、大きな塵埃塊（大クラスタ）となる。

このように、塵埃凝集路２００は、気体が流通する流路２０１と、流路２０１を形成する壁２０２と、流路２０１を流れる気体中に渦を発生させる突起２０３と、流路２０１を流れる気体中に含まれる塵埃２２０を正と負に帯電するための帯電部２１０を備え、帯電部２１０は、電源２１２に接続される、流路２０１を流れる気体中に含まれる塵埃２２０を正に帯電するための第１帯電部２１１ａと流路２０１を流れる気体中に含まれる塵埃２２０を負に帯電するための第２帯電部２１１ｂを含み、突起２０３は、壁２０２付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、壁２０２の内面に配置されている。

流路２０１内に流入した気体は、流路２０１の壁２０２に配置されている突起２０３によって、壁２０２付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、渦２３０を形成する。これにより、気体中に含まれる塵埃２２０は、互いに衝突し、凝集して塵埃塊（クラスタ）を形成する。

本発明においては、効果的に渦２３０を形成するため、剥離が生ずる部分だけでなく、剥離が消失した部分にも突起２０３を形成する。

また、塵埃２２０を正と負に帯電させる帯電部２１０により、塵埃２２０が気流によって流路２０１を搬送されるとき、塵埃２２０が帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。これにより正もしくは負に帯電した塵埃を静電気作用で相互に吸着させることにより、塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。

このようにすることにより、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路２００を提供することができる。

以上のように、本発明は、微粒子を凝集する機構に関するものである。本機構を利用して微粒子の捕集効率を向上させる事が可能となるため、本発明の塵埃凝集路を掃除機、空気清浄機、空気調和機等へ適用することができる。

本発明の塵埃凝集路の渦発生手段の具体的な形態としては、以下の実施形態Ａから実施形態Ｋの渦発生手段を適用する。実施形態Ａから実施形態Ｋの塵埃凝集路は、第１実施形態と同様の帯電部を備える。実施形態Ａから実施形態Ｋにおいては、塵埃凝集路のうち、渦発生手段が配置されている部分について述べる。

（実施形態Ａ）
図６は、この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路を示す図である。

図６に示すように、塵埃凝集路１０は、流路１１と、壁１２と、渦発生手段として旋回部１３とを備える。流路１１は、円筒状の壁１２によって形成されている。被凝集粒子（塵埃その他の微細粒子）を含む空気その他の流体は、図示しない駆動源（例えば、ファンやブロアなど）の駆動によって流路１１内を流通する。

図７は、この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路の正面を示す図である。

図６と図７に示すように、旋回部１３は、旋回部１３の壁部として、面１３ａ、面１３ｂ、面１３ｃ、面１３ｄの４つの面を含む。面１３ａ、面１３ｂ、面１３ｃ、面１３ｄは、流路１の上流側から見て反時計回りに、９０°ずつ間隔を開けて配置されている。それぞれの面は、壁１２の内面から垂直に形成されて、流路１１の中心で互いに接続されており、正面から見た旋回部１３は十字型である。旋回部１３の隣り合う二つの面と、壁１２の内面とで区切られた空間が流路１１を形成している。

旋回部１３のそれぞれの面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）は、十字形状断面のねじれ角が流れの上流から下流に向かって徐々に大きくなるように構成されている。

また、旋回部１３の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は流路の一辺の長さ、円形流路の場合は流路の直径）をＤとすると、十字形状断面のねじれ角は、流れ方向に距離Ｄだけ進む間に、進行方向に時計回りに１／４回転（９０°回転）する。この実施形態においては、気流の旋回方向は上流側から見て時計回りになるが、気流の旋回方向は時計回りと反時計回りのどちらになってもよい。

図８は、この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路の側断面を示す図である。気体は図の左側から流路内に流入する。

図８に示すように、流路１１に沿った方向については、流路１１は、流入部Ｘ、助走区間Ｙ、旋回区間Ｚの３つの区間を有する。また、旋回部１３の流れ方向の長さは２Ｄ（流路幅の代表長さの２倍）に設定されている。

流路１１内に流入した気体は、まず、流入部Ｘを通過する。流入部Ｘは、抵抗が少ない状態で気流を旋回部１３に流入させるための区間である。次に、気体は、助走区間Ｙを通過する。

助走区間Ｙは、旋回部１３に流入した気流が、壁１２と面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）に安定して付着し、急激な変化を抑制するための区間である。その後、気体は、旋回区間Ｚを通過する。旋回区間Ｚは、気流にせん断力を加えるための区間である。旋回区間Ｚの十字形状断面のねじれ角は流れの上流から下流に向かって徐々に大きくなっている。気体が壁１２に近づくほど移動距離が大きくなるため、加えられる旋回力が大きくなる。

図９は、本発明の実施形態Ａの旋回部により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図９（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図９（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。

図９に示すように、旋回部１３に流入した気体Ｐは、旋回区間Ｚの形状に沿って流路１１の内部全体を矢印の方向に、二点鎖線で示すように旋回するように進む。

このように、旋回区間Ｚに流入した粒子は、常に流れのせん断力を加え続けられるため、下流に生じる渦の強度を最大にすることができる。流路１１内の気体に含まれる粒子の衝突確率は、流れのせん断力の影響を大きく受けるため、このように常に流れのせん断力を加え続けて、下流に生じる渦の強度を最大にすることによって、効果的に粒子同士の接触確率を増加することができる。さらに、壁１２の付近ではより大きな速度勾配が形成されるため、壁１２の付近では粒子同士の衝突確率が最も高い。

実施形態Ａの旋回部１３によると、旋回区間Ｚにより流路１１内の径方向全体に大きく旋回する渦を形成することができる。そのため、流路１１の中心部を流れる粒子に遠心力を加えることができるため、粒子を壁１２側に拡散することが可能となり、流路１１の中央部と壁１２の付近に分離している異なる径の粒子を混合することができる。

このようにして、表面積の大きい粒子に小さい粒子を衝突させることが可能となり、飛躍的に粒子同士の接触確率を増加することができる。

このようにすることにより、流路１１内を流通する気体と気体中に含まれる塵埃は、塵埃が気流によって流路１１内に導かれる段階と、塵埃が直進する気流によって流路１１内部を搬送される段階（流入部Ｘ）と、塵埃が流路１１の壁１２に沿って流通する段階（助走区間Ｙ）と、塵埃が流路１１の壁１２から突出した旋回部１３に衝突する段階（旋回区間Ｚ）と、塵埃が旋回部１３の下流に生ずる渦流に巻き込まれて流通する段階（旋回区間Ｚ）と、塵埃が渦流により複数回にわたって流路の壁面に衝突する段階（旋回区間Ｚ）と、複数の塵埃が渦流により互いに衝突する段階（旋回区間Ｚ内の下流部分）と、衝突した複数の塵埃が塵埃塊（クラスタ）を形成する段階（旋回区間Ｚ内の下流部分）と、塵埃塊が気流によって流路内部を搬送される段階（旋回区間Ｚと旋回区間Ｚよりも下流）と、を順次経る。

このように、塵埃凝集路１０は、気体が流通する流路１１と、流路１１を形成する壁１２と、流路１１を流れる気体中に渦を発生させる渦発生手段とを備え、渦発生手段は壁１２の内面に配置されて、渦発生手段は、流路１１内の気体の流れを旋回させるように壁１２の内面から流路１１内に突出した壁部を有する旋回部１３を含むことによって、簡単な構造で、塵埃中の粒子の衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

また、本実施形態の乱れ発生部を、別の観点から捉えると、流路１１の内部を面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）で分割することによって、見かけ上、面によって区分された別個の小流路が形成され、それぞれの小流路が互いに最短の距離で配置されているように考えられる。言い換えれば、複数の小流路が一本に束ねられて形成されている。

このように、塵埃凝集路１０においては、面は、複数の面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）から形成され、複数の面（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）によって、流路１１が複数の独立した小流路に分割されて、小流路は、気体の流れを旋回させるように気体の流れに沿ってねじられて形成されている。

このようにすることにより、流路を小流路に分割しない場合と比べると、気体が壁面から受けるせん断力の影響が大きくなり、塵埃の凝集力を高めることが可能である。また、それぞれの小流路で形成された旋回流どうしが小流路終端部の下流側で衝突し、その結果、旋回流の中に取り込まれている粒子どうしを効率よく衝突させることができる。

また、塵埃凝集路１０においては、小流路のねじり角は、上流側で小さく、下流側に進むにつれて次第に増大する。

このようにすることにより、気体の旋回力を大きくすることができる。

流路１１を分割する方法としては、本実施形態においては平板四枚を直角に配置し、流路１１に沿ってねじることで壁部を形成したが、この方法に限定されるものではなく、例えば平板の枚数を増やして壁部が格子状となるような流路を形成したり、円形の断面を有する小流路の集合体、ハニカム構造、コルゲート等、用途により適切な形状を選択することができる。

（実施形態Ｂ）
図１０は、この発明の実施形態Ｂとして、塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。

図１０に示すように、塵埃凝集路２０は、流路２１と、壁２２と、渦発生手段として旋回部２３とを備える。流路２１は、円筒状の壁２２によって形成されている。

図１１は、この発明の実施形態Ｂの塵埃凝集路の正面を示す図である。

図１０と図１１に示すように、旋回部２３は、旋回部２３の壁部として、面２３ａ、面２３ｂ、面２３ｃ、面２３ｄの４つの面を含む。面２３ａ、面２３ｂ、面２３ｃ、面２３ｄは、流路２１の上流側から見て反時計回りに、９０°ずつ間隔を開けて配置されている。それぞれの面は、壁２２の内面から垂直に形成されて、流路２１の中心で互いに接続されて、正面から見ると十字型である。隣り合う二つの面と、壁２２の内面とで区切られた空間が流路２１を形成している。

図１２は、この発明の実施形態Ｂの塵埃凝集路の側断面を示す図である。気体は図の左側から流路内に流入する。

図１２に示すように、旋回部２３のそれぞれの面（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）は、十字形状断面のねじれ角が流れの上流から下流に向かって不変であるように構成されている。

また、旋回部２３の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は流路の一辺の長さ、円形流路の場合は流路の直径）を距離Ｄとすると、十字形状断面のねじれ角は、流れ方向に距離Ｄだけ進む間に、進行方向に時計回りに１／４回転（９０°回転）する。この実施形態においては、気流の旋回方向は上流側から見て時計回りになるが、気流の旋回方向は時計回りと反時計回りのどちらになってもよい。

実施形態Ｂの旋回部２３においては、実施形態Ａと同様に、旋回部２３に流入した気流は旋回部２３の形状に沿って流路内全体を旋回するように進む。旋回部２３においては、実施形態Ａの旋回部１３に比べ、乱れ発生部の下流に生じる渦の強さは小さくなるものの、圧力損失は大幅に低下する。

従って、旋回部２３の内部を流通する流れを発生させる駆動源（例えば、ファンやブロアなど）の出力や静圧上昇が小さい場合、駆動源が圧力損失に弱い場合などには、塵埃凝集路２０を用いることによって、実施形態Ａの塵埃凝集路１０を用いる場合に比べて、塵埃凝集路２０と駆動源を含めたシステム全体のパフォーマンスを向上させることができる。

また、近年の低消費電力化の促進により、電気掃除機などにおいて消費電力を低減しつつ風量を維持させる必要があるため、流路におけるロスは最小にすることが求められている。本発明の実施形態Ｂの塵埃凝集路２０を電気掃除機の延長管などに用いることによって、風量を維持しながら、延長管の内部で塵埃を効率よく凝集させて、低消費電力で塵埃の捕集効率のよい電気掃除機を提供することが可能である。

流路２１の内部を流通する流れが旋回部２３によってねじられる、すなわち旋回部２３が流れに旋回を付与する際、塵埃凝集路２０においては、十字形状断面のねじれ角が上流から下流に向かって不変であるため、旋回部２３は流れに対してねじれ角よりも大きな旋回角を付与されないので、旋回部２３の流れ方向の長さは、流路２１の内部を流通する流れが旋回部２３の十字形状断面のねじれ角と略同一の流れ方向が得られる位置までで十分である。旋回部２３をそれ以上流れ方向に延長すると、壁２２との摩擦により圧力損失がいたずらに上昇するので望ましくない。

このような理由から、実施形態Ｂにおいては、旋回部２３の流れ方向の長さは２Ｄに設定されているが、旋回部２３の内部を流通する流れの流速や流体の粘性その他の固有の物性値により好適な寸法は異なる。なお、旋回部２３の長さを０．５Ｄ〜３Ｄ程度に設定すれば、概ね良好な塵埃凝集性能を得ることができる。

また、このような理由から、十字形状断面のねじれ角は、流れ方向にＤ進む間に進行方向に１／６回転（６０°回転）から１／３回転（１２０°回転）に設定されるのが望ましい。ねじれ角が流れ方向にＤ進む間に進行方向に１／６回転（６０°回転）より小さく設定される場合には、流れに効果的な旋回を与えることができない。また、ねじれ角が流れ方向にＤ進む間に進行方向に１／３回転（１２０°回転）より大きく設定される場合には、気体の流れがせき止められてしまうような非常に大きな圧力損失となるため、塵埃凝集路２０と駆動源を含むシステム全体のパフォーマンスが大幅に低下してしまう。

このように、塵埃凝集路２０は、気体が流通する流路２１と、流路２１を形成する壁２２と、流路２１を流れる気体中に渦を発生させる渦発生手段とを備え、渦発生手段は壁２２の内面に配置されて、渦発生手段は、流路２１内の気体の流れを旋回させるように壁２２の内面から流路２１内に突出した壁部を有する旋回部２３を含むことによって、簡単な構造で、塵埃中の粒子の衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

（実施形態Ｃ）
図１３は、この発明の実施形態Ｃの塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。

図１３に示すように、実施形態Ｃにおいては、実施形態Ａの旋回部１３に替えて、旋回部３３が設けられている。旋回部３３は、旋回部１３の十字形状断面の中央がくり貫かれた形状になっており、塵埃凝集路３０の流路３１の壁３２の内面には旋回部３３が存在するが、流路３１の中央部には旋回部３３が存在しない形状となっている。流路３１は、旋回部３３によって４つの小流路に分割されている。４つの小流路は、流路３１の中央で連通している。

図１４は、この発明の実施形態Ｃの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。

図１４に示すように、旋回部３３の壁３２の内面からの高さｈは、流路３１の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は一辺の長さ、円形流路の場合は直径）をＤとして、ｈ＝（１／８）Ｄに設定されている。その他の部分は実施形態Ａの塵埃凝集路１０と同様である。

図１５は、本発明の実施形態Ｃの旋回部により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図１５（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図１５（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。

図１５に示すように、流路３１に流入した気体Ｐは旋回部３３の形状に沿って流路３１の内部全体を矢印の方向に、二点鎖線で示すように旋回しながら進む。

塵埃凝集路３０によると、流路３１の壁３２の内面近傍を流通する気流は、旋回部３３により旋回を与えられて大きく旋回するが、流路３１の中央部を流通する気流は、旋回部３３によって与えられる旋回が小さい。したがって、実施形態Ａの塵埃凝集路１０と実施形態Ｂの塵埃凝集路２０に比べて、旋回部３３の下流に生じる渦の強さは小さくなるものの、旋回部３３によって生じる圧力損失は大幅に低下する。

このように、塵埃凝集路３０においては、複数の小流路は、流路３１の中央で連通していることにより、流路３１における圧力損失を大幅に低下させることができる。

従って、旋回部３３の内部を流通する流れを発生させる駆動源（例えば、ファンやブロアなど）の出力や静圧上昇が小さい場合、駆動源が圧力損失に弱い場合などには、実施形態Ａの塵埃凝集路１０または実施形態Ｂの塵埃凝集路２０を用いる場合に比べて、塵埃凝集路３０と駆動源を含めたシステム全体のパフォーマンスが向上する。

また、近年の低消費電力化の促進により、電気掃除機などにおいて消費電力を低減しつつ風量を維持させる必要があるため、流路におけるロスは最小にすることが求められている。本発明の実施形態Ｃの塵埃凝集路３０を電気掃除機の延長管などに用いることによって、風量を維持しながら、延長管の内部で塵埃を効率よく凝集させて、低消費電力で塵埃の捕集効率のよい電気掃除機を提供することが可能である。

なお、旋回部３３の壁３２からの高さｈは次の理由により上記寸法に設定されている。

流路３１を流通する流れの流速分布は、流路３１の壁３２の内面の摩擦と内部を流通する流体の粘性の影響で、流路３１の中央部付近が速く、流路３１の壁３２の内面付近が遅いといった、流路３１の壁３２の内面付近に境界層が生ずることによる、不均一な流速分布が生ずる。特に被凝集粒子（塵埃その他の微細粒子）の大きさがミクロンオーダーのものに集中しているような場合、次のようなことが生ずる。すなわち、被凝集粒子は、空気の分子に継続的に衝突され続けることにより力を受けて上流側から下流側へ運ばれるが、その際に、１つの被凝集粒子に衝突する空気の分子の速度は、流路中央部側は速く、流路壁面側は遅い。すると、被凝集粒子は、流路壁面側方向に向かう力を受ける。この流れのせん断力により、被凝集粒子の分布密度は、流路中央部付近が低く、流路壁面付近が高くなる。つまり、被凝集粒子の多くが流路壁面近傍を流通する。上述のように被凝集粒子の大きさがミクロンオーダーのものに集中しているような場合、流路幅の代表長さがＤの流路であれば、流路の壁面からの距離が（１／８）Ｄまでの位置において特に被凝集粒子の分布密度が高くなる現象が見られる。したがって、流路の壁面からの距離が（１／８）Ｄまでの位置に旋回部３３を設けると、最も気流の乱れを発生させる効果を発揮することができる。

このように、塵埃凝集路３０においては、旋回部３３は、壁３２からの高さが、流路３１の気体が流れる方向に垂直な断面の代表長さの八分の一であることにより、異物が旋回部３３に引っかかりにくくなる。

実施形態Ｃの塵埃凝集路３０によると、被凝集粒子の流通が多い流路壁面付近の流れに旋回を与えることができる。また、被凝集粒子の流通が少ない流路中央部の流れには旋回を与えない。このようにすることにより、被凝集粒子に対して効果的に旋回を与えることができるとともに、流体の流れが最も速い流路中央部には圧力損失を生じさせるものを配置しないため、凝集性能を損なわず、旋回部３３により生じる圧力損失を大幅に削減することができる。

このように、塵埃凝集路３０は、気体が流通する流路３１と、流路３１を形成する壁３２と、流路３１を流れる気体中に渦を発生させる渦発生手段とを備え、渦発生手段は壁３２の内面に配置されて、渦発生手段は、流路３１内の気体の流れを旋回させるように壁３２の内面から流路３１内に突出した壁部を有する旋回部３３を含むことによって、簡単な構造で、塵埃中の粒子の衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路を提供することができる。

（実施形態Ｄ）
図１６は、この発明の実施形態Ｄの塵埃凝集路の要部を示す斜視図、図１７は実施形態Ｄの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図１８は、実施形態Ｄの塵埃凝集路の側断面を示す図である。

図１６から図１８に示すように、塵埃凝集路４０は、流路４１と、壁４２と、渦発生手段として複数の突起４３とを備える。流路４１は、円筒状の壁４２によって形成されている。突起４３は、翼形状の突起である。突起４３の形状は、流路４１の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は一辺の長さ、円形流路の場合は直径）をＤとして、翼弦長Ｃ＝（３／８）Ｄ、食違角（翼弦と流れ方向の成す角）が上流側から下流側に見て反時計回りに２２．５°、最大そり位置が前縁より０．６５Ｃ位置、下流側に凸、高さｈ＝（１／８）Ｄの形状をなす。突起４３の配置は、流れ方向に垂直な方向の同一面に、等間隔で６個、つまり、円管状の流路４１の壁４２の内面に６０°おきに設置されている。

図１９は、実施形態Ｄの塵埃凝集路における突起の周囲の気体の流れを模式的に示す図である。

図１９（Ａ）に示すように、翼形状を呈する突起４３の凹側面に沿う流れの流速Ｖ１は、突起４３への流れの衝突のため、せき止められて、流路４１内を流通する流体の流速に対しやや遅くなる。逆に、突起４３の凸側面に沿う流れの流速Ｖ２は、流路内を流通する流体の流速に対しやや速くなる。そのため、図１９（Ｂ）に示すように、突起４３の周囲において、流路４１内を流通する流体の流速を基準とした相対速度を考えると、凸側面においては流路４１の上流側から下流側へ、凹側面においては流路４１の下流側から上流側へ、突起４３の周りを回転する循環Ｖ３が生ずる。

図２０は、突起の周囲に生じる渦を模式的に示す図である。

図２０に示すように、図１９（Ｂ）に示す突起４３の周囲の循環Ｖ３により、翼形状を呈する突起４３の翼端部から強い馬蹄渦Ｖ４が発生し、その馬蹄渦Ｖ４は突起４３の下流側の流路４１の壁４２に沿って下流へ移動する。この馬蹄渦Ｖ４は突起４３の下流を流通する流れに強い旋回を与える。

実施形態Ｄの塵埃凝集路４０においては、突起４３の翼高さｈは、ｈ＝（１／８）Ｄであるので、馬蹄渦Ｖ４の発生直後の馬蹄渦Ｖ４の直径は、流路４１内を流通する流体の流速にもよるが、（１／８）Ｄか、またはそれよりもやや大きいサイズになる。前述のように被凝集粒子の大きさがミクロンオーダーに集中しているような場合、径がＤの流路４１の壁４２の内面からの距離が（１／８）Ｄまでの位置において特に被凝集粒子の分布密度が高くなる現象が見られるので、突起４３は、特に被凝集粒子の分布密度が高くなる流路４１の壁４２から（１／８）Ｄまでの位置を、馬蹄渦Ｖ４によって積極的に攪拌するように設定されている。

このように、塵埃凝集路４０においては、突起４３は、壁４２からの高さが、流路４１の気体が流れる方向に垂直な断面の代表長さの八分の一であることにより、異物が突起４３に引っかかりにくくなる。

図２１は、本発明の実施形態Ｄの突起により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図２１（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図２１（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。

図２１に示すように、塵埃凝集路４０においては、気体Ｐが流路４１内に流入すると、流路４１の壁４２の内面に、６か所に突起４３を等間隔に設置しているので、流路４１の壁４２の内面近傍に６本の同一回転方向の馬蹄渦Ｖ４が略等間隔に生ずる。また、隣合う渦同士は同一方向に回転しているため、渦と渦の接面における流れは、流れ方向に垂直な面における流線ベクトルを考えると、一方は流路中央部から壁面部へ向かう方向、他方は流路壁面部から中央部へ向かう方向となり、衝突しあう方向となるため、それぞれの渦の流れに運ばれる微細塵は、より衝突確率が高められる。

このように、塵埃凝集路４０においては、突起４３が複数配置されていることにより、流路４１内に多数の渦を発生させて、塵埃凝集の効果を高めることができる。

従って、実施形態Ｄの塵埃凝集路４０を用いれば、実施形態Ｃの塵埃凝集路３０よりも、流れにより運ばれる微細塵の衝突確率がより高められるので、塵埃の凝集能力は大幅に高められる。なお、突起４３の高さは、実施形態Ｃの旋回部３３と同じであるため、圧力損失もまた実施形態Ｃの塵埃凝集路３０と略同一となる。したがって、本発明の実施形態Ｄの塵埃凝集路４０によると、実施形態Ｃの塵埃凝集路３０よりもさらに高いパフォーマンスを得ることができる。

このように、塵埃凝集路４０においては、渦発生手段は突起４３を含み、突起４３は、突起４３の周囲を通過する気体の速度を不均一にするように壁４２の内面から突出して形成されている。

このようにすることにより、塵埃凝集路４０を流通する塵埃は、塵埃が気流によって流路４１内に導かれる段階と、塵埃が直進する気流によって流路４１内部を搬送される段階と、塵埃が流路４１の壁４２から突出した突起４３の下流に生ずる渦流に巻き込まれて流通する段階と、複数の塵埃が渦流により互いに衝突する段階と、衝突した複数の塵埃が塵埃塊（クラスタ）を形成する段階と、塵埃塊が気流によって流路４１内部を搬送される段階を順次経る。

このようにすることにより、簡単な構造で、塵埃中の粒子どうしの衝突回数を増加させて凝集を促し、粒子数を低減させるとともに見かけ上の粒子径を大きくすることが可能な塵埃凝集路４０を提供することができる。

（実施形態Ｅ）
図２２は、この発明の実施形態Ｅの塵埃凝集路の要部を示す斜視図、図２３は実施形態Ｅの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図２４は、実施形態Ｅの塵埃凝集路を示す側断面図である。

図２２から図２４に示すように、実施形態Ｅの塵埃凝集路５０においては、実施形態Ｄの突起４３に替えて、突起５３が設けられている。１つの突起５３は、実施形態Ｄの突起４３と同一形状の翼形状突起により形成されているが、配置が異なる。

塵埃凝集路５０においては、流路方向に隣り合う２つの突起５３が、流れの上流側から下流側に向かって、階段状に配置される。階段状に配置された２つの突起５３は、上流側から見て一部が重なって配置される、すなわち、上流側に配置された突起５３の終端から下流に気流の仮想線を描くと、仮想線が下流側に配置された突起５３に交差するように配置される。実施形態Ｅの塵埃凝集路５０のその他の部分は、実施形態Ｄの塵埃凝集路４０と同様である。

実施形態Ｅの塵埃凝集路５０においては、上流側に配置された突起５３において発生した馬蹄渦を、下流側に配置された突起５３において、さらに増強することにより、より強い馬蹄渦が生成される。渦は下流に移動するに従って徐々に減衰するが、塵埃凝集路５０において生成する渦は、塵埃凝集路４０において生成する渦よりも渦の強度が強いので、渦が減衰するまでの距離（到達距離）が長く、より下流にまで渦の影響を及ぼすことができる。流路５１の壁５２の内面近傍には、６本の同一回転方向の馬蹄渦が略等間隔に生ずる。

図２５は、実施形態Ｅの塵埃凝集路における突起の周囲の気体の流れを模式的に示す図である。

図２５に示すように、２つの突起５３を階段状に配置しているため、上流側で発生した馬蹄渦Ｖ５は、下流側の突起５３によって生じる渦に取り込まれて、効果的に強い馬蹄渦Ｖ６を生成できる。

さらに、隣合う渦同士は同一方向に回転しているため、渦と渦の接面における流れは、流れ方向に垂直な面における流線ベクトルを考えると、一方は流路中央部から壁面部へ向かう方向、他方は流路壁面部から中央部へ向かう方向となる。このように、流れどうしが衝突しあう方向となるため、それらの流れに運ばれる微細塵は、より衝突確率が高められる。

従って、実施形態Ｅの塵埃凝集路５０を用いれば、より強い渦を生成できるので、渦の到達距離が長く、その分、流れにより運ばれる微細塵の衝突確率がより高められるので、塵埃の凝集能力は大幅に高められる。また、実施形態Ｄの塵埃凝集路４０よりも、流れの摩擦が低減されるので、より圧力損失を低減することができる。

なお、実施形態Ｅの塵埃凝集路５０によれば、圧力損失は実施形態Ｄの塵埃凝集路４０と同等でありながら、微細塵の衝突確率は実施形態Ｄの塵埃凝集路４０に対して約３０％向上するため、塵埃凝集路５０によると、さらに高性能の塵埃凝集路を得ることができる。

（実施形態Ｆ）
図２６は、この発明の実施形態Ｆの塵埃凝集路の要部を示す斜視図、図２７は実施形態Ｆの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図２８は、実施形態Ｆの塵埃凝集路を示す側断面図である。

図２６から図２８に示すように、実施形態Ｆの塵埃凝集路６０においては、実施形態Ｅの突起５３に替えて、突起６３ａ、突起６３ｂ、突起６３ｃ、突起６３ｄが設けられている。突起（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）は、突起５３と同一形状の翼形状突起により形成されており、設置個数も同一であるが、隣合う突起６３ａと突起６３ｃ、突起６３ｂと突起６３ｄは、食違角（翼弦と流れ方向の成す角）が互いに逆になるように配置されている。すなわち、突起（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）は、凹部を形成するように湾曲した形状を有し、気体の流れる方向に交差する方向において隣り合う二つの突起は、それぞれ二つの凹部が互いに対向するように配置されている。流路６１内の壁６２においては、気流の方向と垂直に交差する断面の周の方向には、３つの突起６３ａを、食違角が上流側から下流側に見て時計回りに２２．５°になるように等間隔に配置し、その３つの突起６３ａのそれぞれの間に、３つの突起６３ｃを、食違角が上流側から下流側に見て反時計回りに２２．５°になるように配置する。また、突起６３ａと突起６３ｃの下流側に、気流の方向と垂直に交差する断面の周の方向に、３つの突起６３ｂを、食違角が上流側から下流側に見て時計回りに２２．５°になるように等間隔に配置し、その３つの突起６３ｂのそれぞれの間に、３つの突起６３ｄを、食違角が上流側から下流側に見て反時計回りに２２．５°になるように配置する。気流の流れる方向に沿っては、突起６３ａの下流側に突起６３ｂを配置し、突起６３ｃの下流側に突起６３ｄを配置する。４つの突起は、突起６３ａと突起６３ｃの凹部どうしの間の距離が、突起６３ｂと突起６３ｄの凹部どうしの間の距離よりも大きくなるように配置されている。

実施形態Ｆの塵埃凝集路６０においては、それぞれの突起（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）においては、実施形態Ｄの突起４３と同様の馬蹄渦が発生し、馬蹄渦がその下流側の流路６１の壁６２に沿って下流へ移動するため、突起の下流を流通する流れに強い旋回を与える。

図２９は、実施形態Ｆの塵埃凝集路の突起の周囲に発生する渦の様子を模式的に示す図である。

図２９に示すように、実施形態Ｆの塵埃凝集路６０の流路６１内においては、１２個の突起を、それぞれが互い違いの方向を向くように配置している。そのため、流路６１の壁６２の内面近傍において、隣合う渦同士がそれぞれ逆方向に回転する、６本の馬蹄渦Ｖ７が生ずる。上流側の突起６３ａと突起６３ｃで発生した馬蹄渦Ｖ７は、下流側の突起６３ｂと突起６３ｄの間を流れる気流に取り込まれ、強い馬蹄渦Ｖ８を生成する。さらに、突起６３ｂと突起６３ｄを互い違いに配置しているため、下流側の突起６３ｂと突起６３ｄで生成された渦がそれぞれ強めあうように働くため、より強い馬蹄渦Ｖ８を生成することができる。

また、隣合う渦同士はそれぞれ逆方向に回転しているため、渦と渦の接面における流れは、流れ方向に垂直な面における流線ベクトルを考えると、一方が流路中央部から壁面部へ向かう方向ならば他方も同方向の流れとなり、一方が流路壁面部から中央部へ向かう方向ならば他方も同方向の流れとなるので、スムーズに合流する方向となり、流れの粘性による摩擦抵抗が減少する。そのため、実施形態Ｆの流路６１においては、実施形態Ｅの流路５１に比べて、渦による圧力損失が低減する。

このように、塵埃凝集路６０においては、突起（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）は、凹部を形成するように湾曲した形状を有し、気体の流れる方向に交差する方向において隣り合う二つの突起は、それぞれ二つの凹部が互いに対向するように配置されている。このようにすることにより、隣り合う突起で生成された渦は、互いに逆方向に回転しながら下流に進む。そのため、隣り合う渦と渦との接面においては、これらの渦を形成している気流は、同じ方向に進む流れとなる。したがって、隣り合う突起で生成された渦は、スムーズに合流し、流れの粘性による摩擦抵抗が減少する。このようにして、流路６１内の圧力損失を減少することができる。

従って、実施形態Ｆの塵埃凝集路６０を用いれば、実施形態Ｄの塵埃凝集路４０よりも、流れの摩擦が低減されるので、より圧力損失を低減することができる。なお、流れの摩擦による微細塵の衝突確率は実施形態Ｄの塵埃凝集路４０に対して約５％低下するが、圧力損失は実施形態Ｄの塵埃凝集路４０に対して約１０％低下するため、実施形態Ｆによると、実施形態Ｄの塵埃凝集路４０よりもさらに高いパフォーマンスの塵埃凝集路６０を得ることができる。

（実施形態Ｇ）
図３０は、この発明の実施形態Ｇの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図であり、図３１は、実施形態Ｇの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。

図３０と図３１に示すように、この発明の実施形態Ｇの塵埃凝集路７０においては、実施形態Ｄの突起４３に替えて、流路７１の壁７２の内面に、複数の突起７３ａと突起７３ｂが設けられている。突起７３ａと突起７３ｂは、底面が三角形の突起である。

図３２は、実施形態Ｇの突起を示す図である。図３２（Ａ）は、突起の底面図、図３２（Ｂ）は、突起の側面図、図３２（Ｃ）は、突起の正面図である。流路の上流側を正面とする。

図３２に示すように、突起７３ａの底面部△ＥＦＧの各辺の長さがＥＦ：ＦＧ：ＧＥ＝１：２：√３となる直角三角形を成し、直角三角形の各頂角のうち、３０°を成す角Ｇが、流れの上流側に配置され、６０°と９０°の角に挟まれる辺ＥＦは、流れ方向に対して垂直になるように配置されて、突起７３ａの底面部△ＥＦＧが流路７１の壁７２の内面と接合されている。突起７３ａの残りの一つの頂点Ｉは、壁７２から流路７１内に突出するように形成されている。

突起７３ａは、流路７１の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は一辺の長さ、円形流路の場合は直径）をＤとすると、流れ方向の長さＧＥ＝（３／８）Ｄ、流れ方向と斜辺のなす角が、上流側から下流側に見て時計回りに３０°、突起７３ａの高さｈがｈ＝（１／８）Ｄである形状をなしている。突起７３ａに隣り合う突起７３ｂにおいては、流れ方向と斜辺のなす角は上流側から下流側に見て反時計回りに３０°である。流路７１の壁７２上では、４つの突起７３ａが等間隔に配置され、４つの突起７３ａのそれぞれの間に突起７３ｂが４つ配置されて、突起７３ａと突起７３ｂがいわゆる互い違いの方向を向けて配置されている。

図３３は、実施形態Ｇの突起の周囲の気流の様子を模式的に示す図である。

図３３に示すように、突起７３ａの斜辺ＧＩに沿う流れの流速Ｖ９は、突起７３ａの流れの衝突のため、せき止められて、流路７１内を流通する流体の流速Ｐに対しやや遅くなる。一方、突起７３ａの流れ方向の辺ＧＥに沿う流れの流速Ｖ１０は、流路７１内を流通する流体の流速Ｐと略同等となる。そのため、突起７３ａの周りの、流路７１内を流通する流体の流速を基準とした相対速度を考えると、流れ方向の辺ＧＥ上においては流路７１の上流側から下流側へ、斜辺ＦＧ上においては流路７１の下流側から上流側へ、突起７３ａの周りを回転する循環が生ずる。この循環により、三角錐状を呈する突起７３ａの頂点から馬蹄渦Ｖ１１が発生し、その馬蹄渦Ｖ１１は突起７３ａの下流側の流路７１の壁７２に沿って下流へ移動する。この馬蹄渦１１は突起７３ａの下流を流通する流れに旋回を与える。突起７３ｂにおいても、突起７３ａと同様に馬蹄渦が形成されるが、馬蹄渦の回転の向きは逆向きである。

実施形態Ｇにおいては、突起７３ａと突起７３ｂの高さｈはｈ＝（１／８）Ｄであるので、馬蹄渦発生直後の馬蹄渦Ｖ１１の直径は、流路７１の内部を流通する流体の流速にもよるが、（１／８）Ｄか、またそれよりもやや大きいサイズになる。前述のように被凝集粒子の大きさがミクロンオーダーのものに集中しているような場合、径がＤの流路７１の壁７２からの距離が（１／８）Ｄまでの位置において、特に被凝集粒子の分布密度が高くなる現象が見られるので、実施形態Ｇの突起７３ａと突起７３ｂは、特に被凝集粒子の分布密度が高くなる流路７１の壁７２から（１／８）Ｄまでの位置を通過する気体を、馬蹄渦を発生させることによって積極的に攪拌する。

このように、塵埃凝集路７０においては、突起７３ａと突起７３ｂは、壁７２からの高さが、流路７１の気体が流れる方向に垂直な断面の代表長さの１／８であることにより、異物が突起７３ａと突起７３ｂに引っかかりにくくなる。

図３４は、本発明の実施形態Ｇの突起により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図３４（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図３４（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。

図３４に示すように、流路７１の壁７２の近傍に、隣合う渦同士はそれぞれ逆方向に回転する、８本の馬蹄渦Ｖ１１が生ずる。なお、隣合う渦同士はそれぞれ逆方向に回転しているため、渦と渦の接面における流れは、流れ方向に垂直な面における流線ベクトルを考えると、一方が流路中央部から壁面部へ向かう方向ならば他方も同方向の流れとなり、一方が流路壁面部から中央部へ向かう方向ならば他方も同方向の流れとなるので、スムーズに合流する方向となるため、流れの粘性による摩擦抵抗が減少し、そのため、実施形態Ｇの塵埃凝集路７０においては、渦による圧力損失が低減する。

流路７１を流通する流体に、長さＤ、太さ０．０５Ｄといった棒状の異物その他が混入していた場合、例えば実施形態Ａから実施形態Ｆにおいては、塵埃凝集路の旋回部と突起の形状が湾曲構造を成しており、特に突起は上流側が凹、下流側が凸の形状を成しているため、棒状の異物の一端が１つの渦発生手段に引っ掛かり、棒状の異物の他端が他の渦発生手段に引っ掛かった場合、塵埃凝集路の内部に異物がつまってしまうといった不具合が生ずる可能性がある。一方、実施形態Ｇの塵埃凝集路７０においては、突起７３ａに凹部は無く、例えば実施形態Ｄの突起４３の凹面に代わり、突起７３ａと突起７３ｂにおいては斜辺面が形成されているため、前述のような棒状の異物その他は突起に引っ掛かりにくい。

このように、塵埃凝集路７０においては、気体の流れる方向に垂直な方向の突起７３ａと突起７３ｂの断面積は、上流側で小さく下流側で大きい。このようにすることにより、異物が突起７３ａと突起７３ｂに引っかかりにくくなる。

従って、実施形態Ｇの塵埃凝集路７０を用いれば、実施形態Ｅと略同等の効果が得られるとともに、実施形態Ａから実施形態Ｆの塵埃凝集路よりも、例えば、流れに棒状の異物その他が混入する可能性のある場合には、棒状の異物が乱れ発生部に引っ掛かってつまるといった不具合を未然に防止することができるため、信頼性の高い塵埃凝集路を得ることができる。

（実施形態Ｈ）
図３５は、この発明の実施形態Ｈの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図であり、図３６は実施形態Ｈの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図３７は、実施形態Ｈの塵埃凝集路の側断面を示す図である。

図３５から図３７に示すように、実施形態Ｈは、実施形態Ｇの突起７３ａと突起７３ｂに替えて、複数の突起８３が設けられている。突起８３は、三角錐状の突起である。

図３８は、実施形態Ｈの突起を上から見た形状（Ａ）と横から見た形状（Ｂ）を示す図である。

図３８に示すように、突起８３の形状は、三角錐の底面部△ＪＫＬの底辺ＫＬ：高さＪＭ＝１：２となる二等辺三角形を成し、底面部二等辺三角形の最小の角Ｊが流れの上流側に配置され、底辺ＫＬが流れ方向に対して垂直になるように配置され、底面部にて流路壁面と接合されている。また、三角錐状突起の頂角をＮとして、頂角Ｎから底面部二等辺三角形に下ろした垂線はＭを通過する、つまり、ＮＭは、ＪＭ、ＫＬに対してそれぞれ垂直になるように構成されている。そして、流路８１の流れ方向に垂直な面における流路幅の代表長さ（正方形流路の場合は一辺の長さ、円形流路の場合は直径）をＤとして、流れ方向の長さＪＭ＝（１／２）Ｄ、三角錐高さＮＭ＝（１／８）Ｄである形状をなしている。

また、流路８１の壁８２の内面には、多数の突起８３が規則的に配置されている。塵埃凝集路８０においては、複数の突起８３を、流れ方向に（３／２）ＪＭ、流れに垂直な方向に（３／２）ＫＬおきに配置するとともに、１つの突起８３に対して、流れ方向に（３／４）ＪＭ、流れに垂直な方向に（３／４）ＫＬずれた位置にさらに配置し、またそれに対して複数の突起８３を、流れ方向に（３／２）ＪＭ、流れに垂直な方向に（３／２）ＫＬおきにさらに配置するといった配列に設定されている。つまり、流れ方向の１ピッチを（３／２）ＪＭ、流れに垂直な方向の１ピッチを（３／２）ＫＬとすると、流れ方向、流れに垂直な方向ともに、半ピッチずつずらした位置された、いわゆる千鳥配置に複数かつ多段に配置される。

これらの突起８３を上流側から投影すると、複数の突起８３は互いに完全には重なり合わず、かつ、隣同士の突起８３は、ある一定分だけ重なり合うように配置されている。その他の部分は実施形態Ｅと同様である。

実施形態Ｈの塵埃凝集路８０によると、流路８１の壁８２の内面近傍を流通する流れは、三角錐突起を成す突起８３の面ＪＮＫおよび面ＪＮＬの傾斜により三角錐底面部に対して頂角Ｎ側に持ち上げられ、流路中央側に巻き上げられるとともに、頂角Ｎの下流側に弱い双子渦を発生させる。実施形態Ｈの塵埃凝集路８０を流通する流れは、最初に出会う突起８３の作る弱い双子渦により攪乱され、下流に流通して、次に出会う突起８３の作る弱い双子渦によりまた攪乱され、更に下流に流通して、更に次に出会う突起８３の作る弱い双子渦によりまた更に攪乱され、といった具合に、次々と攪乱される。このような攪乱が、複数の突起８３の箇所にてそれぞれ生ずる。前述のように被凝集粒子の大きさがミクロンオーダーのものに集中しているような場合、径がＤの流路であれば、流路８１の壁８２から（１／８）Ｄの距離までの位置において特に被凝集粒子の分布密度が高くなる現象が見られるので、実施形態Ｈの複数かつ多段に配置された突起８３は、特に被凝集粒子の分布密度が高くなる流路の壁面から（１／８）Ｄまで距離の位置を、複数の双子渦にて積極的に攪乱する。

このように、塵埃凝集路８０においては、突起８３は、壁８２からの高さが、流路８１の気体が流れる方向に垂直な断面の代表長さの１／８以下であることにより、異物が突起８３に引っかかりにくくなる。

また、上流側から投影すると、複数の突起８３は互いに完全には重なり合わず、かつ、上流側から投影すると、隣同士の突起８３は、ある一定分だけ重なり合うように配置されているので、流路８１の壁８２に沿って流通する流れは、必ず突起８３に出会う。その後、流路８１の壁８２に沿って流通する流れは、下流に流通するに従い、何度も何度も突起８３に出会いながら、塵埃凝集路８０内を通過する。

このように、塵埃凝集路８０においては、突起８３は、流路８１内において気体が流れる方向に沿って複数配置され、それぞれの突起８３は、流路８１の上流側から下流側に向かって突起８３を投影したときにそれぞれの突起８３の一部が重なり合うように配置されている。このようにすることにより、流路８１に沿って流れる気体が突起８３の周囲を通過しやすくなり、効率よく渦を発生させることができる。

したがって、実施形態Ｈの塵埃凝集路８０においては、流路８１の壁８２から（１／８）Ｄの距離までの位置を流通する気流に対して最も効率的に攪乱できるとともに、発生する双子渦の数を多くすることができる。

このように、塵埃凝集路８０において、突起８３は、流路８１内において気体が流れる方向に沿って複数配置され、それぞれの突起８３は、流路８１の上流側から下流側に向かって突起８３を投影したときにそれぞれの突起の一部が重なり合うように配置されていることにより、流路８１に沿って流れる気体が突起８３の周囲を通過しやすくなり、効率よく渦を発生させることができる。

また、塵埃凝集路８０を流通する流体に、例えば柔軟な素材でできた布状のものであって流路８１の径と同程度の大きさの異物（例えば布状や網目状の素材、例えばハンカチやパンティーストッキングといったもの）その他が混入していた場合、例えば実施形態Ａから実施形態Ｇにおいては、塵埃凝集路の渦発生手段である旋回部と突起の形状が湾曲構造または矩形を成しており、布状の異物が渦発生手段に引っ掛かりやすく、そのため塵埃凝集路の内部に異物がつまってしまうといった不具合が生ずる可能性があるが、実施形態Ｈにおいては、突起８３は流れの上流側に滑らかな三角錐突起を成しているため、前述の布状の異物その他は引っ掛かりにくい。

従って、実施形態Ｈの塵埃凝集路８０を用いれば、多数の双子渦の攪乱により、十分な凝集性能を得ながら、実施形態Ａから実施形態Ｇの塵埃凝集路よりも、例えば、流れに布状の異物その他が混入する可能性のある場合には、布状の異物が乱れ発生部に引っ掛かってつまるといった不具合を未然に防止することができるため、信頼性の高い塵埃凝集路８０を得ることができる。

（実施形態Ｉ）
図３９は、実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図であり、図４０は実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図４１は、実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部の側断面を示す図である。

図３９から図４１に示すように、実施形態Ｉの塵埃凝集路９０においては、実施形態Ｈの突起８３に替えて、複数の突起９３が流路９１の壁９２の内面上に設けられている。それぞれの突起９３は、実施形態Ｈの突起８３と同一形状の三角錐突起により形成されており、その配列または配置が異なる。すなわち、実施形態Ｉにおいては、実施形態Ｈの突起８３の個数に対して１／３の個数の突起９３が、上流側から投影すると突起８３の配列と一致するように配置される。つまり、上流側から投影すると、複数の突起９３は互いに完全には重なり合わず、かつ、上流側から投影すると、隣同士の突起９３は、ある一定分だけ重なり合うように配置されている。また、流れ方向に垂直な方向の面内には、なるべく多くの突起９３が配置されず、かつ、流れ方向に垂直な方向の同一面内に配置された複数の突起９３は、なるべく互いを遠い距離に配置するように設定される。その他の部分は実施形態Ｈと同様である。

この発明の実施形態Ｉの塵埃凝集路９０によると、突起９３により、実施形態Ｈの突起８３において生じた渦と略同一の双子渦が生ずる。また、上流側から投影すると、複数の突起９３は互いに完全には重なり合わず、かつ、上流側から投影すると、隣同士の突起９３は、ある一定分だけ重なり合うように配置されているので、流路９１の壁９２に沿って流通する流れは、必ず突起９３を通過する。但し、実施形態Ｈの突起８３に対して、突起９３の個数は１／３としているので、流路９１の壁９２に沿って流通する流れが乱れ突起９３に出会う回数も、発生する双子渦の数も１／３となり、被凝集粒子同士の衝突確率は低下する。

しかしながら、実施形態Ｉの突起９３は、次のような利点がある。すなわち、実施形態Ｈの塵埃凝集路８０においては、流れ方向に垂直な方向の面内に、多数の突起８３が配置されており、また、流れ方向に垂直な方向の面であって突起８３の面△ＮＫＬの位置における流路８１の面積は、他の流れ方向に垂直な方向の面の位置における流路８１の面積に対して、（流れ方向に垂直な方向における同一面内に配置された突起８３の数）×（面△ＮＫＬの面積）の分だけ小さくなる。故に、流れ方向に垂直な方向における同一面内に配置された突起８３の数が多ければ多いほど、その部分における流路面積の減少幅が大きくなるので、塵埃凝集路８０の圧力損失は大きくなる。それに対して、実施形態Ｉの塵埃凝集路９０においては、流れ方向に垂直な方向の面内に、なるべく多くの突起９３が配置されず、かつ、流れ方向に垂直な方向の同一面内に配置された複数の突起９３は、なるべく互いを遠い距離に配置するように設定されているので、突起９３が配置されている位置における流路面積の減少が小さく、その分、塵埃凝集路９０の圧力損失も小さくなる。

つまり、例えば、実施形態Ｉの流路９１の流れ方向の長さを３倍に設定して、実施形態Ｉの突起９３の個数を、実施形態Ｈの突起８３の個数と同一に設定すれば、被凝集粒子同士の衝突確率については実施形態Ｈの塵埃凝集路８０とほぼ同一になるが、突起９３が配置される位置における流路面積の減少幅が小さい分、長さを３倍に設定した塵埃凝集路９０の方が圧力損失も小さい。

従って、実施形態Ｉの塵埃凝集路９０を用いれば、大きな圧力損失の低減効果が得られる。例えば、長さを３倍に設定した塵埃凝集路９０を用いれば、実施形態Ｈの塵埃凝集路８０に対して、被凝集粒子同士の衝突による凝集性能を損なわず、圧力損失を低減できるので、流路９１の内部を流通する流れを発生させる駆動源（例えば、ファンやブロアなど）の出力や静圧上昇が小さい場合、駆動源が圧力損失に弱い場合などには、塵埃凝集路９０と駆動源を含むシステム全体のパフォーマンスが向上する。

（実施形態Ｊ）
図４２は、実施形態Ｊの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図であり、図４３は実施形態Ｊの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図４４は、実施形態Ｊの塵埃凝集路の側断面を示す図である。

図４２から図４４に示すように、実施形態Ｊの塵埃凝集路１００においては、実施形態Ｉの突起９３に替えて、複数の突起１０３が流路１０１の壁１０２の内面上に設けられている。それぞれの突起１０３は、実施形態Ｈの突起８３と同一形状の三角錐状突起により形成されており、その配列または配置が異なる。すなわち、上流側から投影すると、複数の突起１０３は互いに重なり合わず、かつ、上流側から投影すると、隣同士の突起１０３は、一定の間隔をあけられて配置されている。また、流れ方向に垂直な方向の面内に、複数の突起１０３が配置されない配列でもよい。その他の部分は実施形態Ｈと同様である。

実施形態Ｊの塵埃凝集路１００によると、突起１０３により、実施形態Ｈの突起８３によって生じる渦と略同一の双子渦が生ずる。但し、実施形態Ｈの突起８３に対して、個数が少なく、また、上流側から投影すると、複数の突起１０３は互いに重なり合わない配列になっているため、流路１０１の壁１０２に沿って流通する流れの多くは突起１０３に一度だけ出会い、突起１０３と突起１０３の間を流通する流れは、突起１０３に一度も出会わない。故に、実施形態Ｊの塵埃凝集路１００においては、流れに与えることができる攪乱は実施形態Ｈの塵埃凝集路８０に比べ、大幅に低下する。

しかしながら、実施形態Ｊの塵埃凝集路１００は、成型方法が極めて容易となる利点がある。すなわち、上流側から投影すると、複数の突起１０３は互いに重なり合わず、かつ、上流側から投影すると、隣同士の突起１０３は、一定の間隔をあけられて配置されているため、例えば、塵埃凝集路１００を樹脂成型する場合、塵埃凝集路１００の上流側を金型の可動側に設定し、塵埃凝集路１００の下流側を金型の固定側に設定し、金型を構成すれば、複雑な金型構成を必要とせず、塵埃凝集路１００を一体で成型することができる。

また、塵埃凝集路１００内を流通する流体に、例えば流路１０１の断面と同程度の面積を持つ板状の異物（例えば牛乳キャップといったもの）その他が混入していた場合、例えば実施形態Ｃから実施形態Ｉの塵埃凝集路においては、流れ方向に垂直な方向の面内に、複数の乱れ発生部が配置しているため、流路の断面と同程度の面積を持つ板状の異物の端部が同時に複数の突起に引っ掛かる可能性が高く、そのため塵埃凝集路の内部に異物がつまってしまうといった不具合が生ずる可能性があるが、実施形態Ｊにおいては、突起１０３は流れ方向に垂直な方向の面内に、複数の突起１０３が配置されない配列に設定されるため、流路１０１の断面と同程度の面積を持つ板状の異物その他は引っ掛かりにくい。

従って、実施形態Ｊの塵埃凝集路１００を用いれば、極めて成形性が良いとともに、例えば、流れに流路の断面と同程度の面積を持つ板状の異物その他が混入する可能性のある場合には、異物が乱れ発生部に引っ掛かってつまるといった不具合を未然に防止することができる。このようにして、極めて高い成形性と極めて高い信頼性の両方を同時に有する塵埃凝集路を得ることができる。

図４５から図４９は、実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。（Ａ）流路方向に垂直な方向に見た図と、（Ｂ）その流れの上流側から投影した模式図である。

図４５に示すように、流れ方向に垂直な方向の面の周上に、複数の突起１０３が配置されるが、それぞれの突起は互いに近い箇所、円筒状の流路の場合には、望ましくは９０°程度の範囲に、流れ方向に垂直な方向の面内に配置された複数の突起１０３が集まっていれば、極めて高い成形性と極めて高い信頼性の両方を同時に得られる。

図４６に示すように、隣り合う突起１０３が互いに重ならないように多少ずらして配置し、突起によって生じる異物のつまりを防止したものや、さらに同様の効果を得るものとして、図４７のように、突起をいくつかグループに分けて、そのグループを互いに流路方向にずらして配置したものや、図４８と図４９のように鋸歯状配列が例示できる。これらはいずれも極めて高い成形性が得られる。

図５０は、実施形態Ｊの塵埃凝集路における隣接した突起の配置を示す図である。

図５０に示すように、流れ方向と平行な方向から見た投影面内に突起１０３が重ならないように配置したとき、隣り合う突起１０３の距離を距離Ｗとすると、次の式によりＷを表すことができる。

Ｗ＝２α＋γｔａｎβ （ただしα、β、γは任意の正の整数）
突起１０３においてα、βをそれぞれ３ｍｍ以上、γ（ｍｍ）を任意の数とする。

気流に平行な方向Ｓに分離した金型を用いて塵埃凝集路１００を作製すると、流路１０１と突起１０３を一度に成型することができる。このようにすることにより、成型コストを大幅に削減することができる。突起１０３間の距離については、最低限Ｗ（ｍｍ）確保することによって、気流に垂直となる投影面内に突起が互いに重なり合わないように配置し、また、突起と突起の間に入る金型の強度を確保することができる。

（実施形態Ｋ）
図５１は実施形態Ｋの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図であり、図５２は実施形態Ｋの塵埃凝集路の要部を示す正面図、図５３は、実施形態Ｋの塵埃凝集路の側断面を示す図である。

図５１から図５３に示すように、本発明の実施形態Ｋにおいては、実施形態Ｈの突起８３に替えて、複数の突起１１３が流路１１１の壁１１２の内面上に設けられている。突起１１３は、実施形態Ｈの突起８３と比べて、大きさが１／２（流れ方向の長さ：ＪＭ＝（１／４）Ｄ、三角錐高さ：ＮＭ＝（１／１６）Ｄ）の相似形の三角錐状突起により形成されており、設置に関しても１／２の相似で配置される。なお、三角錐状突起の個数は実施形態Ｈの約４倍に設定されている。その他の部分は実施形態Ｈと同様である。

実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０によると、突起１１３により、実施形態Ｈの突起８３に対してスケールが１／２の略相似形の双子渦が生ずる。１つの突起１１３により生ずる双子渦は、実施形態Ｈの突起８３により生ずる双子渦と比較して、強度は弱くなるが、その分突起１１３の個数を多く設定しているため、略同様の攪乱を流れに与えることができる。

但し、前述のように被凝集粒子の大きさがミクロンオーダーのものに集中しているような場合、径がＤの流路１１１の壁面から（１／８）Ｄまでの位置において特に被凝集粒子の分布密度が高くなる現象が見られるが、実施形態Ｋの複数かつ多段に配置された突起１１３は、高さが（１／１６）Ｄに設定されているため、特に被凝集粒子の分布密度が高くなる流路１１１の壁１１２から（１／８）Ｄまでの距離の位置のうち、積極的に攪乱を与えることができるのは約半分の領域のみに限られる。

しかしながら、実施形態Ｋの突起１１３には、次のような利点がある。即ち、実施形態Ｋの突起１１３の高さは、（１／１６）Ｄに設定されており、実施形態Ｈの突起８３の高さに比べて１／２のため、流れ方向に垂直な方向における同一面内に配置された突起１１３による流路面積の減少幅が１／４になるので、その分、塵埃凝集路１１０の圧力損失は実施形態Ｈの塵埃凝集路８０に比べて格段に小さくなる。

さらに、実施形態Ｋの突起１１３の高さは、（１／１６）Ｄに設定されているため、突起１１３により発生する双子渦が塵埃凝集路１１０の流路１１１の壁１１２に発達する速度の境界層に影響を与え、境界層厚みを薄くする効果が得られる。

一般に、流路の壁面部近傍には、流路内部を流通する流体の粘性により、速度の境界層ができる。境界層内部の流速は、流路中央部に比べて風速が遅く、その領域は流れに対する抵抗が大きい。即ち、境界層が発達して境界層の厚みが厚くなると、それだけ流れやすい領域の面積が減少し、見かけ上、流路の断面積が小さくなったような挙動を示す。従って、境界層が発達して境界層の厚みが厚くなると、その流路の圧力損失は増大する。

実施形態Ｋの突起１１３により発生する双子渦は、渦のスケールが小さく、また、より壁面部近傍に発生するため、突起１１３により発生する双子渦が上記の境界層の発達を抑制し、そのため、流路壁面の流れに対する抵抗が小さくなり、流路１１１の圧力損失が大幅に低下する。

例えば、流路１１１の径ＤがＤ＝４０ｍｍ、流れの代表流速が２５ｍ／秒、常温常圧の場合、実験結果によると、（乱れ発生部による圧力損失）＜（乱れ発生部による境界層の発達抑制効果）となり、多数の突起１１３が存在するにもかかわらず、突起のない流路よりも圧力損失が小さい塵埃凝集路１１０が得られた。

また、塵埃凝集路１１０を流通する流体に、異物その他が混入していた場合においても、突起１１３は、実施形態Ｈの突起８３に対して高さが１／２のため、突起１１３は、実施形態Ｈの突起８３に対して異物がより一層引っ掛かりにくい。

従って、実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０を用いれば、多数の双子渦の攪乱により、十分な凝集性能を得ながら、さらに、管路摩擦抵抗を低減することができるため、圧力損失を大幅に低減した塵埃凝集路１１０を得ることができる。また、例えば、流れに異物その他が混入する可能性のある場合においても、異物が突起１１３に引っ掛かってつまるといった不具合を略完全に防止することができるため、極めて信頼性の高い塵埃凝集路１１０を得ることができる。

また、各実施形態では省略したが、乱れ発生部を構成する各辺に１ｍｍのアールを形成することで、大幅にごみ詰まりを低減することができる。さらに、鋭角的な溝を排除することでメンテナンス性能のよい塵埃凝集路を形成することができる。

以上のように、本発明は、微粒子を凝集する機構に関するものである。本機構を利用して微粒子の捕集効率を向上させる事が可能となるため、本発明の塵埃凝集路を掃除機、空気清浄機、空気調和機等へ適用することができる。

（第２実施形態）
図５４は、本発明の第２実施形態として、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機の全体を示す図であり、図５５は、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機の本体の構成の説明図である。

図５４と図５５に示すように、吸込口５０１は、延長管５０２、取手を有する接続管５０３、折り曲げ自在のサクションホース５０４と順次連結され、連結部５０５を経由して掃除機本体５０６に接続されている。掃除機本体５０６には、電動送風機５６７、集塵部５６１、集塵ケース５６３、HEPAフィルター５７０、コードリール（図示せず）、電動送風機５６７と塵埃凝集路の帯電部の通電を制御する制御回路（図示せず）等が収容されている。電動送風機５６７が駆動すると、吸込口５０１から空気が吸引され、塵埃を含む空気が、通風路となる本発明の塵埃凝集路を備える延長管５０２、接続管５０３、サクションホース５０４を通り、掃除機本体５０６へと搬送される。掃除機本体５０６に吸引された塵埃は、集塵部５６１、電動送風機５６７、HEPAフィルター５７０を通り排気部５７１より排出される。このようにして吸込口５０１より吸引された塵埃の中でサイズの大きい塵埃は、集塵部５６１に集積される。また、塵埃が捕集され清浄になった空気は、電動送風機５６７を冷却するために電動機５６９内部を通過し、掃除機本体５０６の外に排気される構造となっている。また、掃除機本体５０６の側面には、回転自在に設けられ、掃除機本体５０６を床面５０８上にて移動自在に支持する車輪５０７が備えられている。

電動送風機５６７が駆動すると、ファン５６８により、吸い込みの気流が発生し、サクションホース５０４、本体接続部５０５より掃除機本体５０６に塵埃を含む空気が流入し、接続部５６２、集塵フィルター５６４、接続部５６５、ファン５６８、電動機本体５６９、HEPAフィルター５７０、排気口５７１、に向けて送風が行われる。このとき、細塵、塵埃塊を含む空気は搬送される途中で気流が混合されながら搬送されるので、接触、吸引、吸着が行われ、本発明による塵埃塊が更に大きく成長する。

大きく成長した塵埃塊は、集塵フィルター５６４の目の大きさより大きくなるので、集塵フィルター５６４に捕集される。帯電部を複数個所設けたり、細塵と帯電部の接触を多く出来るような構成を取れば、集塵塊は集塵フィルター５６４の目の大きさより大きくなるので、HEPAフィルター５７０は不要とすることができる。

なお、ここで塵埃塊が集塵フィルター５６４の目の大きさよりも大きく成長されなかった場合は、フィルター５６４を通過することもある。このような場合は、HEPAフィルター５７０を設けて捕集してもよい。

このように、電気掃除機が、電動送風機５６７と、吸込口５０１から電動送風機５６７に連通する延長管５０２と、集塵部５６１とを有し、電動送風機５６７により発生した気流により塵埃を吸込口５０１から吸引し、延長管５０２を通る塵埃を集塵部５６１に集塵する電気掃除機において、延長管５０２が本発明のいずれかの実施形態の塵埃凝集路を有することにより、電気掃除機の延長管５０２内において、吸引した塵埃を凝集させて塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、クラスタを大きくすることができる。塵埃塊の質量を大きくすることで、例えば、サイクロン掃除機においては遠心分離による塵埃塊の捕集が可能となる。また、フィルター式の掃除機においては、フィルターの目よりも塵埃塊を大きくすることができるので、目の大きいフィルターによっても集塵することが可能となる。いずれの場合も、吸気において圧力損失が生じにくいので、電気掃除機本体の吸塵力（仕事率）が低下しにくくなる。

本発明の一つの効果として、電気掃除機の排気中の微粒子を低減する効果がある。これは、電気掃除機の集塵手段の上流で微粒子を凝集させて平均サイズを大きくすることにより、集塵手段での捕集効率を高めて、排気に含まれる微粒子数を低減するものである。

以下、従来の電気掃除機と、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機について、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を調べた実験結果について説明する。

図５６は、対照機として、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機の全体的な概略を示す図であり、図５７は、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機の全体的な概略を示す図である。

図５６と図５７に示すように、従来の電気掃除機６ａ、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機６ｂの延長管５０２の管長ａは、対照機と、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機のどちらについても、７００ｍｍ、延長管５０２の管内径は３５ｍｍ、管中心の風速は２０ｍ／秒とした。

図５７に示すように、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機には、長さｂの塵埃凝集路を延長管５０２の先端から距離ｃの位置に形成した。塵埃凝集路の長さｂは２００ｍｍ、距離ｃは１００ｍｍとした。

排気中に含まれる粒子の大きさと数は、ＪＩＳ Ｃ ９８０２（家庭用掃除機の性能測定方法）に準拠して測定した。

測定の結果から、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機６ｂの排気量低減率を求めた。排気量の低減率は、次のようにして求めた。すなわち、従来の電気掃除機６ａの排気中において測定された粒子の数に対して、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機６ｂの排気中において測定された粒子の数が減少した割合を排気量の低減率とした。例えば、排気量の低減率が３０％であれば、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機６ｂの排気中において測定された粒子数は、従来の電気掃除機６ａの排気中において測定される粒子数の７０％であったことを示す。排気量の低減率は、粒子径が０．１μｍ以上の排気粒子の総数について求めた。

電気掃除機６ｂに備える塵埃凝集路に適用する渦発生手段として、実施形態Ａから実施形態Ｋの塵埃凝集路の渦発生手段を用いた場合の排気量低減率を表１に示す。

図５８は、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を示す図である。なお、図５８の縦軸は、最大値を１として塵埃の個数を相対的に表した値である。

本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段としては、実施形態Ａの塵埃凝集路１０の旋回部１３と、実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０の突起１１３を用いた。実施形態Ａの塵埃凝集路１０の旋回部１３と、実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０の突起１１３のどちらを用いた電気掃除機でも、従来の電気掃除機よりも排気中の塵埃の個数が減少した。特に、粒子径が０．１μｍ〜０．４μｍの塵埃の減少が明確に見られた。

図５９は、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路に適用する渦発生手段を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の低減率（％）と圧力損失（Ｐａ）との関係を示す図である。

図５９に示すように、実施形態Ａの塵埃凝集路１０の旋回部１３を備える電気掃除機では、他の実施形態の塵埃凝集路の渦発生手段を備える電気掃除機よりも排気粒子の低減率が高かったが、圧力損失も最も高かった。一方、実施形態Ｇの塵埃凝集路７０の突起７３ａ，７３ｂを備える電気掃除機では、排気粒子の低減率は最も低かったが、圧力損失も低かった。

次に、塵埃凝集路が帯電部を備える場合と帯電部を備えない場合とについて、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を調べた実験結果について説明する。

図５６は、対照機として、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機の全体的な概略を示す図であり、図５７は、本発明の塵埃凝集路を備えた電気掃除機の全体的な概略を示す図である。

図５６と図５７に示すように、電気掃除機６の延長管５０２の管長ａは、対照機と、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機のどちらについても、７００ｍｍ、延長管５０２の管内径は３５ｍｍ、管中心の風速は２０ｍ／秒とした。

図５７に示すように、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機６には、長さｂの塵埃凝集路を延長管５０２の先端から距離ｃの位置に形成した。塵埃凝集路の長さｂは４００ｍｍ、距離ｃは１００ｍｍとした。帯電部の電極材料としてステンレス鋼を用いた。帯電部の電極に印加した電圧は、４ｋＶであった。また、帯電部に用いる他の電極材料として、タングステンを用いることができる。

排気中に含まれる粒子の大きさと数は、ＪＩＳ Ｃ ９８０２（家庭用掃除機の性能測定方法）に準拠して測定した。

図６０は、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路の渦発生手段を備えて帯電部を備えない電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃行数路を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を示す図である。なお、図６０の縦軸は、最大値を１として塵埃の個数を相対的に表した値である。

図６０に示すように、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、本発明の塵埃凝集路の渦発生手段を備えて帯電部を備えない電気掃除機と本発明の塵埃行数路を備える電気掃除機とについて、排気中の粒子の大きさと数との関係を比較した。

本発明の塵埃凝集路の渦発生手段としては、実施形態Ａの塵埃凝集路１０の旋回部１３と、実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０の突起１１３とを用いた。本発明の塵埃凝集路としては、第１実施形態の塵埃凝集路に実施形態Ｋの渦発生手段を適用した塵埃凝集路を用いた。実施形態Ａの塵埃凝集路１０の旋回部１３と、実施形態Ｋの塵埃凝集路１１０の突起１１３と、第１実施形態の塵埃凝集路のいずれを用いた電気掃除機でも、従来の電気掃除機よりも排気中の塵埃の個数が減少した。特に、粒子径が０．１μｍ〜０．４μｍの塵埃の減少が明確に見られた。また、本発明の第１実施形態の塵埃凝集路を備える電気掃除機では、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機に比べて、排気中に含まれる粒子のうち、粒子径が０．１μｍ以上の排気粒子の総数で比較すると、４０．１％の低減となった。

以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、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修正と変形を含むものである。

円筒状の管の内部における気流を模式的に示す図である。 流路内の気流が層流速度分布の場合に粒子が凝集する様子を模式的に示す図である。 流路内の気流が層流速度分布の場合に、径の大きい粒子が速度勾配より受ける影響を示した模式図である。 流路内の気流が層流速度分布の場合に、径の小さい粒子が速度勾配より受ける影響を示した模式図である。 この発明の一つの実施の形態として、塵埃凝集路を示す図である。 この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路を示す図である。 この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路の正面を示す図である。 この発明の実施形態Ａの塵埃凝集路の側断面を示す図である。 本発明の実施形態Ａの旋回部により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図９（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図９（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。 この発明の実施形態Ｂとして、塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。 この発明の実施形態Ｂの塵埃凝集路の正面を示す図である。 この発明の実施形態Ｂの塵埃凝集路の側断面を示す図である。 この発明の実施形態Ｃの塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。 この発明の実施形態Ｃの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 本発明の実施形態Ｃの旋回部により発生する渦の様子を模式的に示した図である。図１５（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、図１５（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。 この発明の実施形態Ｄの塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。 この発明の実施形態Ｄの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 この発明の実施形態Ｄの塵埃凝集路を示す側断面図である。 実施形態Ｄの塵埃凝集路における突起の周囲の気体の流れを模式的に示す図である。 突起の周囲に生じる渦を模式的に示す図である。 本発明の実施形態Ｄの突起により発生する渦の様子を模式的に示した図である。（Ａ）は、流路を正面から見た図であり、（Ｂ）は、流路を側面から見たときの図である。 この発明の実施形態Ｅの塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。 実施形態Ｅの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｅの塵埃凝集路を示す側断面図である。 実施形態Ｅの塵埃凝集路における突起の周囲の気体の流れを模式的に示す図である。 この発明の実施形態Ｆの塵埃凝集路の要部を示す斜視図である。 実施形態Ｆの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｆの塵埃凝集路を示す側断面図である。 実施形態Ｆの塵埃凝集路の突起の周囲に発生する渦の様子を模式的に示す図である。 この発明の実施形態Ｇの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図である。 実施形態Ｇの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｇの突起を示す図である。（Ａ）は、突起の底面図、（Ｂ）は、突起の側面図、（Ｃ）は、突起の正面図である。 実施形態Ｇの突起の周囲の気流の様子を模式的に示す図である。 本発明の実施形態Ｇの突起により発生する渦の様子を模式的に示した図である。 この発明の実施形態Ｈの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図である。 実施形態Ｈの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｈの塵埃凝集路の側断面を示す図である。 実施形態Ｈの突起を上から見た形状（Ａ）と横から見た形状（Ｂ）を示す図である。 実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図である。 実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｉの塵埃凝集路の要部の側断面を示す図である。 実施形態Ｊの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図である。 実施形態Ｊの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｊの塵埃凝集路の側断面を示す図である。 実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。 実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。 実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。 実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。 実施形態Ｊにかかる突起の他の配列を模式的に示す図である。 実施形態Ｊの塵埃凝集路における隣接した突起の配置を示す図である。 実施形態Ｋの塵埃凝集路の要部を透視した斜視図である。 実施形態Ｋの塵埃凝集路の要部を示す正面図である。 実施形態Ｋの塵埃凝集路の側断面を示す図である。 本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機の全体を示す図である。 本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機の本体の構成の説明図である。 対照機として、サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機の全体的な概略を示す図である。 本発明の塵埃凝集路を備えた電気掃除機の全体的な概略を示す図である。 サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を示す図である。 サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の低減率（％）と圧力損失（Ｐａ）との関係を示す図である。 サイクロン集塵室を備えた従来の電気掃除機と、サイクロン集塵室を備え、本発明の塵埃凝集路を備える電気掃除機とについて、排気中に含まれる粒子の大きさと数との関係を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，２００：塵埃凝集路、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，２０１：流路、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，２０２：壁、１３，２３，３３：旋回部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ：面、４３，５３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，７３ａ，７３ｂ，８３，９３，１０３，１１３，２０３：突起、２１０：帯電部、２１１ａ：第１帯電部、２１１ｂ：第２帯電部、２１２：電源、５０１：吸込口、５０２：延長管、５６１：集塵部、５６７：電動送風機。

Claims (6)

1. 気体が流通する流路と、
   前記流路を形成する壁と、
   前記流路を流れる気体中に渦を発生させる渦発生手段と、
   前記流路を流れる気体中に含まれる塵埃を正および／または負に帯電するための帯電部とを備え、
   前記帯電部は、電源に接続される電極を含み、
   前記渦発生手段は、前記壁付近の気体の流れに不均一な速度分布を与えるように、前記壁の内面に配置されている、塵埃凝集路。
2. 前記帯電部は前記流路の上流側に配置され、前記渦発生手段は前記流路の下流側に配置されている、請求項１に記載の塵埃凝集路。
3. 前記渦発生手段は旋回部を含み、前記旋回部は、前記流路内の気体の流れを旋回させるように前記壁の内面から前記流路内に突出した壁部を有する、請求項１または請求項２に記載の塵埃凝集路。
4. 前記渦発生手段は突起を含み、前記突起は、前記突起の周囲を通過する気体の速度を不均一にするように前記壁の内面から突出して形成されている、請求項１または請求項２に記載の塵埃凝集路。
5. 前記突起は、前記流路内において気体が流れる方向に沿って複数配置され、それぞれの前記突起は、前記流路の上流側から下流側に向かって前記突起を投影したときにそれぞれの前記突起の一部が重なり合うように配置されている、請求項４に記載の塵埃凝集路。
6. 電動送風機と、
   吸込口から前記電動送風機に連通する通風路と、
   集塵部とを有し、
   前記電動送風機により発生した気流により塵埃を前記吸込口から吸引し、前記通風路を通る塵埃を前記集塵部に集塵する電気掃除機において、
   前記通風路が請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の塵埃凝集路を有する、電気掃除機。

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