JP2010099381A - サイクロン分離装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】捕集容器の円周部に沿って空気を旋回させた後,前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気し,前記空気に含まれる大型の捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に,小型の捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置の前記捕集容器内に設けられ,該捕集容器の垂直中心軸を中心とする螺旋状曲面を備え,前記垂直中心軸の周りに回転可能な圧縮部材であって,その外周面の面積が回転位置によって異なる圧縮部材と,前記補集容器に対する圧縮部材の回転位置を調整する圧縮部材回転位置調整手段とを備えてなるサイクロン分離装置。
【選択図】図2
Description
このサイクロン集塵装置は,比較的大きい塵埃を旋回させることで遠心力によって捕集し,空気流に乗って飛翔する比較的小さい塵埃については,空気流中においたフィルタ手段によって捕集するものであるため,騒音が少なく,集塵効率についても改善されたものである。
本発明はこのようなサイクロン分離装置における課題について,鋭意研究したところ,前記特願2008−072942号公報に開示されたサイクロン分離装置には,上記圧縮部材の方向(回転位置)によって捕集される捕集対象物の大きさ,即ち捕集性能が変化することを見出した。その結果,上記サイクロン分離装置の上記圧縮部材の方向,即ち回転位置によっては,粉塵のような比較的小さい対象物が捕集容器内に捕集されることも確認された。このようなことが起きる原因は,圧縮部材が螺旋状に形成されているため,その外周面に表面積の大きい部分を小さい部分が形成されており,上記表面積が大きい部分が,捕集容器への空気流入口に対向する位置に来た時には,上記圧縮部材の周面と捕集容器の内周面との間に形成される流入空気の旋回する空間が狭くなり,その部分で空気流路が狭められるので,そこを通る旋回空気流の流速が増大し,そのために塵埃に関する捕集性能が向上し,比較的小さい粉塵についても捕集されることになるものと考えられる。本発明は上記のような特殊な知見に基づいたものである。
内周面が略円筒状の捕集容器を備え,該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後,前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより,前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に,比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置において,
前記捕集容器内に設けられ,該捕集容器の垂直中心軸を中心とする螺旋状曲面を備え,前記垂直中心軸の周りに回転可能な圧縮部材であって,その外周面の面積が円周方向の位置によって異なる圧縮部材と,
前記補集容器に対する圧縮部材の回転停止位置を調整する圧縮部材回転停止位置調整手段とを備えてなるサイクロン分離装置として構成されている。
前記圧縮部材回転停止位置調整手段としては,マニュアルあるいは自動で回転位置を調整するものが考えられる。
マニュアルで調整する場合には,該サイクロン分離装置の外部から圧縮部材の停止位置を外部操作によって設定するものが考えられる。例えば,掃除する部屋の汚れ具合等の環境に応じて,上記圧縮部材の停止位置を調整するものが考えられる。調整位置としては,圧縮部材の外周面の面積が広い部分が捕集容器の空気流入口に対向する位置と,外周面の面積が狭い部分が捕集容器の空気流入口に対向する位置のいずれかにおいて圧縮部材が停止するように,両位置のいずれかで圧縮部材の回転が停止するようなストッパを設けて,作業者が停止位置を簡単に知るようにした態様が考えられる。
また,圧縮部材の停止位置を自動的に調整しうるようにする構成としては,圧縮部材の回転位置を自動的に検出する圧縮部材回転位置検出手段と,
上記圧縮部材回転位置検出手段によって検出された圧縮部材の位置に基づいて前記圧縮部材の回転停止位置を自動的に調整する圧縮部材回転停止位置調整自動手段とを更に備えてなるサイクロン分離装置が考えられる。このような構成を備えていれば,例えば外部からの指示によって設定された任意の位置に,圧縮部材を自動的に停止させることが出来る。
上記構成では,どのような状況において圧縮部材の回転停止位置調整を行うかについて,外部からの操作者による指示による場合を挙げたが,このような指示を自動的に発するような構成であっても良い。
その場合,例えば,吸い込み空気の通路を通過する塵埃の大きさを検出する捕集対象物検出センサを備え,上記捕集対象物検出センサによる検出値に応じて,前記圧縮部材回転停止位置調整自動手段により,圧縮部材の回転停止位置を調整するような方法も考えられる。これによって,全自動的に必要なときに圧縮部材の回転位置が調整されるので,操作者は煩わしい調整作業から開放されることになる。
前記捕集対象物が,塵埃である場合には,本発明に係るサイクロン分離装置は,サイクロン集塵装置として適用される。
その結果,塵埃などの捕集対象物に対する圧縮力を維持することが出来,同時に該螺旋状曲面の上面側は集塵容器の空間として確保される。従って,大量の捕集対象物を捕集容器に蓄積してもサイクロン分離装置部分の性能が維持されるため吸い込み力が低下せず,長時間にわたって高い捕集効率を維持できる。
またこの発明によれば,上記のように捕集対象物について固く圧縮された状態を保持することで,圧縮力を解除し時にも,再度空中に飛散するような問題を生じず,またそのままの形で後処理に回したり,捨てたりすることが出来る。
さらにこの発明では,前記捕集容器内に設けられ,該捕集容器の垂直中心軸を中心とする螺旋状曲面を備え,前記垂直中心軸の周りに回転可能な圧縮部材であって,その外周面の面積が回転位置によって異なる圧縮部材と,
前記補集容器に対する圧縮部材の回転位置を調整する圧縮部材回転位置調整手段とを備えてなるので,上記の圧縮部材回転位置調整手段により圧縮部材の回転位置を調整することで,高価な大型の送風ファン用いることなく,任意に捕集容器内の旋回流の速度を調整して,掃除の環境などに応じて塵埃に対する捕集性能を調整することが出来るサイクロン分離装置を提供することが出来る。
ここに,図1は,本発明の実施の形態に係る電気掃除機Xの外観図,図2及び図3は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yの内部構造を説明するための断面図,図4は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yに設けられた螺旋状回転圧縮部を説明するための図,図5は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yに設けられた上部フィルタユニット13を説明するための図,図6は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yの内部構造を螺旋状回転圧縮部を中心として説明するための断面図,図7は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yの内部構造を説明するための分解斜視図,図8は,本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Yの螺旋状回転圧縮部への回転力伝達経路を説明するための断面図,図9は,螺旋状回転圧縮部の回転によって,塵埃が圧縮・積層される状況を説明するサイクロン集塵装置Yの断面図,図10は,螺旋状回転圧縮部への塵埃の貯まり具合を説明するサイクロン集塵装置Yの断面図,図11は,直円筒状の集塵容器が用いられた場合のサイクロン集塵装置Yの断面図,図12は,螺旋部の設定位置を説明するためのサイクロン集塵装置Yの断面図,図13は,螺旋部の設定位置を説明するためのサイクロン集塵装置Yの斜視図,図14は,集塵容器に形成されるリブを説明するためのサイクロン集塵装置Yの側断面図,図15は,集塵容器に形成される空気流入口と圧縮部の外周面における広い部分との位置関係を説明するためのサイクロン集塵装置Yの水平断面図である。
図1に示すように,前記電気掃除機Xは,掃除機本体部1,吸気口部2,接続管3,接続ホース4,操作ハンドル5などを備えて概略構成されている。前記掃除機本体部1には,不図示の電動送風機,サイクロン集塵装置Y,不図示の制御装置などが内蔵されている。なお,前記サイクロン集塵装置Yについては後段で詳述する。
前記電動送風機は,吸気を行うための送風ファン及び該送風ファンを回転駆動する送風駆動モータを有している。前記制御装置は,CPUやRAM,ROMなどの制御機器を有してなり,前記電気掃除機Xを統括的に制御する。具体的には,前記制御装置では,前記CPUが前記ROMに記憶された制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
なお,前記操作ハンドル5には,ユーザが前記電気掃除機Xの稼働の有無や運転モードの選択操作などを行うための操作スイッチ(不図示)が設けられている。また,その操作スイッチの近傍には,前記電気掃除機Xの現在の状態を表示するLEDなどの表示部(不図示)も設けられている。
従って,前記電気掃除機Xでは,前記掃除機本体部1に内蔵された前記電動送風機(不図示)が作動されることにより,前記吸気口部2からの吸気が行われる。そして,前記吸気口部2から吸気された空気は,前記接続管3及び前記接続ホース4を通じて前記サイクロン集塵装置Yに流入する。前記サイクロン集塵装置Yでは,吸い込まれた空気から塵埃が遠心分離される。なお,前記サイクロン集塵装置Yで塵埃が分離された後の空気は,前記掃除機本体部1の後端に設けられた不図示の排気口から排気される。
サイクロン集塵装置Yは,以下に詳しく述べるように,内周面が略円筒状の集塵容器11(捕集容器)を備え,該集塵容器11の円周部にその周方向に設けられた空気流入口111aから吸い込まれた空気を前記集塵容器11の略円筒状の内周面に沿って旋回させた後,前記集塵容器11の中心部から後述するフィルタ手段を経て排気することにより,前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記集塵容器11の底部で捕集すると共に,比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するものである。
図2及び図3に示すように,前記サイクロン集塵装置Yは,筐体10,内周面が略円筒状で,上記筐体10に対して着脱自在の集塵容器11(捕集容器の一例),内筒12,上部フィルタユニット13,塵埃受部14及び除塵駆動機構15などを備えて概略構成されている。
前記サイクロン集塵装置Yでは,前記集塵容器11,前記内筒12,前記上部フィルタユニット13,及び前記塵埃受部14が,垂直の中心軸Pを中心に同軸状に配置されている。また,前記サイクロン集塵装置Yは,前記掃除機本体部1に着脱可能に構成されている。
上記筐体10は,フィルタ122を備えた内筒12を備えている。
このサイクロン集塵装置Yでは,略円筒状の集塵容器11の中心部に設けられた前記内筒12から前記集塵容器11内の空気を排気することにより,前記集塵容器11の円周部に設けられた空気流入口111a(図7参照)から吸い込まれた空気を集塵容器11の内周面に沿って旋回させた後,フィルタ手段の一例である前記上部フィルタユニット13などを経て前記内筒12を経て排気し,前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記集塵容器11の底部で捕集すると共に,比較的小さい捕集対象物を前記上部フィルタユニット13などにおいて捕集するものである。
また,前記集塵容器11の底部には,前記内筒12に設けられた後述の回転軸部123bに嵌合する嵌合部11aが設けられている。前記嵌合部11aの外周部には,前記内筒12の回転軸部123bとの隙間を埋めるための環状のシール部材11bが設けられている。このシール部材11bにより,前記回転軸部123b及び前記集塵容器11の間の空気の漏れが防止される。
ここで,前記接続部111の前記集塵容器11への空気流入口(不図示)は,前記接続ホース4からの空気が前記集塵容器11内で旋回するように形成されている。具体的に,前記空気流入口(不図示)は,前記集塵容器11側の出口が該集塵容器11の円周方向に向くように形成されている。従って,前記集塵容器11では,吸い込まれた空気を旋回させることで該空気に含まれた塵埃が遠心力によって分離(遠心分離)される。そして,前記集塵容器11で遠心分離された塵埃は,該集塵容器11の底部に収容される(図2,3の塵埃D1)。
一方,塵埃が分離された後の空気は,前記集塵容器11から矢印(図2)で示す排気経路112に沿って前記掃除機本体部1に設けられた不図示の排気口から外部に排気される。ここで,前記集塵容器11から前記排気口(不図示)までの前記排気経路112上には,前記内筒12,前記塵埃受部14,及び前記上部フィルタユニット13が順に配置されている。
さらに,前記内筒12の上端には,後述の傾斜除塵部材134に設けられた係合部134cに係合する複数の連結部12bが設けられている。前記連結部12bは,前記内筒12の上端の開口縁部に上方に突出して設けられたリブである。
前記内筒12は,前記連結部12b及び前記係合部134cの係合によって,前記傾斜除塵部材134に一体回転可能に連結されている。これにより,前記内筒12は,前記傾斜除塵部材134に連動して回転することになる。なお,前記内筒12及び前記傾斜除塵部材134の連結構造はこれに限られない。例えば,前記内筒12及び前記傾斜除塵部材134各々に設けられた嵌合部を嵌合させることにより一体回転可能に連結する構成が考えられる。
例えば,前記内筒フィルタ122は,メッシュ状のエアフィルタ等である。なお,前記内筒フィルタ122は,前記内筒排気口121の内側又は外側のいずれに設けられていてもよい。また,前記排気口121及び前記内筒フィルタ122に換えて,前記内筒12にメッシュ状の孔を形成する構成も考えられる。その場合は,そのメッシュ状の孔が前記内筒排気口121及び前記内筒フィルタ122として機能する。
ここで,図2及び図3に加えて螺旋状回転圧縮部123の斜視図である図4を参照しつつ,前記螺旋状回転圧縮部123について説明する。
図2〜4に示されているように,前記螺旋状回転圧縮部123には,螺旋部123a,回転軸部123b,円盤状遮蔽部材123cが設けられている。
前記回転軸部123bは,前記集塵容器11の底部に設けられた前記嵌合部11aに嵌合される中空円筒である。前述したように,前記回転軸部123b及び前記嵌合部11aの間には前記シール部材11b(図2,3参照)が介在する。
この時,前記螺旋部123aの前記螺旋状曲面は図6矢印Aの旋回気流と同様の傾斜方向をもって形成されていることが好ましい。このような螺旋部123aを図6矢印Aの旋回と反対方向に回転させることで前記集塵容器11内の塵埃は,該集塵容器11内面との摩擦によって,該集塵容器11底部へ移動することになる。
ただし,前記螺旋部123aの前記螺旋状曲面を,前記集塵容器11の内周面に沿って旋回する気流の傾き方向とは反対の方向に傾斜させることも可能である。この時,螺旋部123aの回転方向は,図6矢印Aの旋回気流の旋回方向と同一,即ち,螺旋部123aを螺子と想定したとき,螺旋部123aの回転により螺子が後退する方向になる。
さらに,前記内筒12が回転されるとき,前記集塵容器11の底部まで移動した塵埃に対して前記螺旋部123aは,前記集塵容器11の底部との摩擦によって,上記底面との間で塵埃を回転により回転軸中心から外側に向かって押し出し圧縮することになる。このような構成によれば,塵埃が回転によって固く圧縮されるので,前記集塵容器11の塵埃の蓄積可能量を増加させることができる。従って,例えば前記集塵容器11の小型化を実現することが可能である。また,固く圧縮された塵埃は,容易に解けないので,取り出し時にも空気中に飛散する問題がなく,そのままの形でゴミとして廃棄することが出来る。
ここで,図2及び図3に加えて図5を参照しつつ,前記上部フィルタユニット13について説明する。ここに,図5(a)は,前記上部フィルタユニット13を上方から見た斜視図,図5(b)は,前記上部フィルタユニット13を下方から見た斜視図である。
前記上部フィルタユニット13は,HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)131,フィルタ除塵部材132及び傾斜除塵部材134などを有している。
前記HEPAフィルタ131は,前記垂直中心軸Pの周りに環状に配置固定された複数枚のフィルタの集合で構成されている。なお,複数枚のフィルタ各々は,例えば図5(b)に示すような骨組みに固定される。また,前記HEPAフィルタ131に含まれた複数枚のフィルタは,略水平方向に凹凸を繰り返すプリーツ状に配置されている。これにより,前記HEPAフィルタ131におけるフィルタ面積が十分に確保されている。なお,前記HEPAフィルタ131の下端と前記筐体10との間には,環状のシール部材162が設けられている。これにより,前記HEPAフィルタ131と前記筐体10との間の空気の漏れが防止される。
また,図2及び図3に示すように,前記HEPAフィルタ131の中央には,後述のフィルタ除塵部材132に設けられた連結部133が嵌挿される中空部131aが形成されている。また,前記中空部131aには,前記連結部133を回転可能に支持する支持部131bが設けられている。
但し,前記HEPAフィルタ131に塵埃が堆積して目詰まりが生じると,空気の通過抵抗が大きくなる。そのため,前記電動送風機(不図示)の負荷が大きくなり吸塵力が低下するおそれがある。そこで,前記上部フィルタユニット13には,前記HEPAフィルタ131に付着した塵埃を除去する前記フィルタ除塵部材132が設けられている。
また,前記連結部133には,該連結部133に設けられたネジ穴133aに前記傾斜除塵部材134がネジ133bで螺着される。これにより,前記フィルタ除塵部材132及び前記傾斜除塵部材134が一体回転可能に連結される。なお,前記傾斜除塵部材134及び前記HEPAフィルタ131の間には,隙間を埋める環状のシール部材163が設けられている。これにより,前記傾斜除塵部材134及び前記HEPAフィルタ131の間の空気の漏れが防止される。
そして,前記フィルタ除塵部材132には,その外周部にギア132bが形成されている。このギア132bは,図2及び図3に示すように,前記サイクロン集塵装置Yに設けられた除塵駆動機構15に設けられたギア15aに噛合される。
そして,上記フィルタ除塵部材132の回転は,前記したように,傾斜除塵部材134に伝達され,傾斜除塵部材134と一体に回転する内筒12及び内筒12と一体の螺旋状回転圧縮部123が前記垂直中心軸Pの周りに回転する。
なお,本実施の形態では,前記除塵駆動モータによって前記フィルタ除塵部材132が回転される場合を例に挙げて説明するが,前記除塵駆動モータに換えて,前記フィルタ除塵部材132を手動で回転させることのできる機構を設けることも他の実施例として考えられる。
さらに,除塵駆動モータ以外の別のモータによって,螺旋状回転圧縮部123を回転させることも当然考えられる。上部フィルタユニット13の除塵と,螺旋状回転圧縮部123の回転とを別に行いたい場合には,このような別駆動の方を採用することも考えられる。
前述したように,サイクロン集塵装置Yは,概略円筒形状に形成され,上部に配置された上部フィルタユニット13と,下部に配置された集塵容器11とを備えて構成されている。
集塵容器11内に収納された前記内筒12の下端には,分離部104と集塵部105の境界部である円盤状遮蔽部材123cが一体的に接合されている。上記円盤状遮蔽部材123cとその下部の前記螺旋部123aの外径は,ほぼ同じで,分離部104の内径より小さく,円盤状遮蔽部材123cの外周と集塵容器11の内壁との間には隙間(クリアランス)106(図6)が存在している。隙間(クリアランス)106は,分離部104において分離した塵埃を集塵部105へ移動する場合に,ある程度の体積を持つ塵埃においてもスムーズに移動することができ,かつ一度集塵部105に移動・蓄積した塵埃を巻き上げ,内筒フィルタ122を詰まらさないようにするに適した値である。実験によれば13mm程度が望ましいことが分かった。
また上記隙間108の幅は,集塵室105の底部に押し付けられ,圧縮された塵埃が螺旋部分の終端と集塵室105底部の間に詰まることによる破損や,異物等の詰まりを起こすことを防ぐことができる値である。本実施例では,IEC規格に基づくDMT標準ゴミTYPE8を試験ゴミとして10g使用した実験により求めた上記隙間108の幅を6〜13mm程度としている。
図3,図6に示すように,分離室104の周方向に形成された接続部111の空気流入口111aから集塵容器11の分離室104に入った気流は,図6の矢印Aのように,分離室104の円筒状の内周面に沿って高速で旋回する。旋回気流中の比較的大きい塵埃には遠心力が作用して気流から分離され,集塵容器11の内壁へ押し付けられる。図2に示すように,空気の排気口121が,下方にあるため,その後,気流は旋回しながら,集塵室105に入る。図6において二点鎖線で示す矢印Aのように旋回する気流(主流)は,集塵室105の底面に到達した後は上昇に転じる。図6の例では,この螺旋状回転圧縮部123のまわりの間隙107を旋回する気流の回転方向と螺旋状回転圧縮部123の螺旋部123aの傾き方向が一致しており,サイクロン旋回気流を妨げることがない。このため,圧力損失が少なく効率的な遠心分離が可能であり,高い吸い込み仕事率が得られる。
前述したように,吸引された塵埃は,分離部104において分離され,隙間106(図6)を通り,集塵部105へ導かれる。集塵部105においては,塵埃は隙間107を通り,隙間108によりせき止められる(トラップされる)ことにより,蓄積される。この蓄積は,螺旋状回転圧縮部123が回転されるごとに既に蓄積された塵埃の上に積層されていく。そのため,この集塵装置では,螺旋部123aに沿って,偏ることなく積層が成長していくため,集塵部105内で偏って蓄積されていくことがなく,同容積の集塵部と比較して集塵可能容量が飛躍的に向上する。
また,螺旋部123aは,サイクロン旋回気流の回転方向に沿って下方に向かって傾斜する方向性をもつ螺旋形状とすることが出来る。この場合には,サイクロンの気流による圧縮効果も得られる。これにより,さらに集塵可能容量が向上する。
たとえば,送風駆動モータの駆動が停止されると,気流が旋回を止める。送風駆動モータの駆動停止が確認された後,除塵駆動機構15が駆動されると,上述したように内筒12,排気口121,円盤状遮蔽部材123c,螺旋状回転圧縮部123,回転軸部123bが一体となって,垂直中心軸Pを中心として,図8の矢印D方向(上面から見て,反時計方向)に回転する。このようにして,除塵駆動機構15による回転が,図8に示される第1の回転軸線152と第2の回転軸線153を介して回転軸部123bに伝達される。
こうして螺旋状回転圧縮部123が回転すると,螺子の原理により,回転軸方向(図9の矢印Eで示す垂直下向き方向)に推力が発生する。この推力により,集塵室105に蓄積されている図9の塵埃200は,回転軸方向に押し出され,集塵容器11の底面に押し付けられることにより回転軸方向に圧縮される。
このように,この実施形態では,圧縮部材の一例である螺旋状回転圧縮部123を回転駆動する圧縮部材駆動手段が,本発明における圧縮部材駆動手段の一例を構成し,前記フィルタ手段の一例であるフィルタユニットの清掃機構を駆動するための手段である除塵駆動機構15と兼用されているので,装置の兼用化により部品点数を減少させ,或いは装置を小型化させることに成功している。
集塵作業の開始前あるいは作業中に上記螺旋状回転圧縮部123の集塵容器11に対する回転位置を調整することが,捕集性能の向上に必要な場合がある。
即ちこのサイクロン分離装置では,捕集容器に吸い込まれた塵埃を捕集容器の内周に沿って旋回させ,その旋回による遠心力によって比較的大きい塵埃については遠心力によって上記捕集容器の内周面に接触して旋回速度が低下することで捕集容器内に落下集積させて捕集すると共に,比較的小さい粉塵などの塵埃については,そのまま空気流にのって外部に流出する途中で,フィルタによって捕集する。このような捕集性能を変化させて,比較的小さい粉塵などの塵埃を上記捕集容器内で捕集することは,捕集容器内における空気の流速を高めて旋回流速度を上げることで達成可能である。そのようなことは,空気吸引手段としての大型の送風ファンを用いれば可能であるが,それは装置として高価となると共に騒音も大きくなる問題がある。そのため,この実施形態にかかる集塵装置では,送風ファンの大きさを大きくすることなく,比較的小さい粉塵などが多く吸引される環境であるか,あるいは大きいゴミなどが多く吸引される環境であるかに応じて,任意に捕集容器内の旋回流の速度を調整する。
そして,上記円盤状遮蔽部材123cの形状,特にその外周面の面積,あるいはその上下方向の幅は,円周方向の位置によって異なっており,図4に示されるように,最も狭い部分で上下方向に上記所定の幅k1をなしており,その幅は,前記螺旋状回転圧縮部123aが始まる部位504において最も大きくなるように,その回転位置に応じて異なったものとなっている。もっとも広い部分の幅はk0で示されている。
この実施形態では,上記のような集塵容器11への空気流入口111aに対して上記円盤状遮蔽部材の123cの最も幅の広い部位504あるいは最も狭い部分を切り替えて対向させることで,捕集性能を調整する(このように捕集性能を切り替えて調整する手段が,本発明における圧縮部材回転位置調整手段の一例である)。
マニュアルで調整する場合には,該サイクロン分離装置の外部から圧縮部材の停止位置を外部操作によって設定するものが考えられる。例えば,掃除する部屋の汚れ具合等の環境に応じて,作業者がマニュアルで上記圧縮部材の停止位置を調整するものが考えられる。調整位置としては,圧縮部材の外周面の面積が広い部分が捕集容器の空気流入口に対向する位置と,外周面の面積が狭い部分が捕集容器の空気流入口に対向する位置のいずれかにおいて圧縮部材が停止するように,両位置のいずれかで圧縮部材の回転が停止するようなストッパを設けて,作業者が圧縮部材を外部から適当に回転させても停止位置を簡単にわかるようにした態様が考えられる。
また,圧縮部材の停止位置を自動的に調整しうるようにすることも考えられる。例えば,吸い込み空気の通路を通過する塵埃の大きさを検出する捕集対象物検出センサを備え,上記捕集対象物検出センサによる検出値に応じて,前記圧縮部材回転位置調整自動手段により,圧縮部材の回転位置を調整するような方法も考えられる。これによって,全自動的に必要なときに圧縮部材の回転位置が調整されるので,操作者は煩わしい調整作業から開放されることになる。
上記自動的に圧縮部材の停止位置を決定する手段について以下に説明する。
この仕組みを利用して,上記制御部は,集塵開始時に螺旋状回転圧縮部123(圧縮部材)の回転位置(その位置で停止させて集塵処理が行われる)を集塵に最適な方向に向けて停止した状態で集塵動作を行う。
ここで,螺旋状回転圧縮部123を上から見て,円盤状遮蔽部材123cの中心から幅の広い部位504の中心までの半径をRとする。次に,集塵容器11を上から見た図15において空気流入口111aの中心を通る軸505上にあって,前記集塵容器11の中心から距離Rだけ離れた位置を制御目標点506とする。
そして,集塵開始前に前記の制御手段により,幅の広い部位504の中心が目標点506に合うよう制御する。空気流入口111a付近に円盤状遮蔽部材123c側面部の中で一番広い部位504を対向させることにより,前記のように空気流入口111a付近の流速を向上させサイクロン分離性能を高めることが可能になる。
11…集塵容器(捕集容器)
12…内筒
13…上部フィルタユニット
14…集塵受部
15…除塵駆動機構
104…分離部
105…集塵部
123…螺旋状回転圧縮部
123a…螺旋部(圧縮部)
123b…回転軸部
123c…円盤状遮蔽部材
123d…始端部
200,201…塵埃
400…リブ
501…絶対値エンコーダ
504…部位
Claims (5)
- 内周面が略円筒状の捕集容器を備え,該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後,前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより,前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に,比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置において,
前記捕集容器内に設けられ,該捕集容器の垂直中心軸を中心とする螺旋状曲面を備え,前記垂直中心軸の周りに回転可能な圧縮部材であって,その外周面の面積が円周方向の位置によって異なる圧縮部材と,
前記補集容器に対する圧縮部材の回転停止位置を調整する圧縮部材回転停止位置調整手段とを備えてなるサイクロン分離装置。 - 前記圧縮部材回転停止位置調整手段が,該サイクロン分離装置の外部から圧縮部材の停止位置を外部操作によって設定するものである請求項1記載のサイクロン分離装置。
- 圧縮部材の回転位置を自動的に検出する圧縮部材回転位置検出手段と,
上記圧縮部材回転位置検出手段によって検出された圧縮部材の位置に基づいて前記圧縮部材の回転停止位置を自動的に調整する圧縮部材回転停止位置調整自動手段とを更に備えてなる請求項1に記載のサイクロン分離装置。 - 吸い込み空気の通路を通過する塵埃の大きさを検出する捕集対象物検出センサを備え,上記捕集対象物検出センサによる検出値に応じて,前記圧縮部材回転停止位置調整自動手段により,圧縮部材の回転停止位置を調整する請求項3に記載のサイクロン分離装置。
- 前記捕集対象物が,塵埃であるサイクロン集塵装置に適用されてなる請求項1〜4に記載のサイクロン分離装置。
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