JP2011212171A - サイクロン分離装置並びに電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】
ごみを効率良く分離し、旋回室と集塵室を連通する開口の開口縁にごみが引っかかることなく、確実に集塵室に捕集することを可能にしたサイクロン分離装置並びにこのサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機を提供する。
【解決手段】
一次旋回室１２は一次流入口１１から流れ込んだ含塵空気を旋回させることで含塵空気から塵を分離し、塵が取り除かれた空気を一次排出口１５より排出する。この一次旋回室１２の側壁の一部を開口して形成された０次開口部１１３の開口縁において、含塵空気の旋回方向下流側の開口縁の少なくとも一部を丸みを帯びた形状としている。これにより、含塵空気から分離された塵は、０次開口部１１３の開口縁に引っかかることなく０次集塵室１１４に確実に捕捉される。
【選択図】 図１８

Description

本発明は、サイクロン分離装置並びにこのサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機に関するものである。

微粒子を含む流体の取入れ手段と清浄にされた流体の排出手段を有するハウジング（本願の一次旋回部１２に相当する。以下、本願に相当する部分を括弧で示す）を備えて、流入流体に一次の渦流を発生させる手段を有し、かつ前記ハウジング（一次旋回部１２）がそれぞれ微粒子の収集手段に連結した第１の分離室（一次集塵室１４）と第２の分離室（０次集塵室１１４）を含む分離領域と前記第２の分離室（０次集塵室１１４）内に二次の渦流を発生させる連結手段を備えて、異なる重量の微粒子にかかる慣性力の違いにより第１の分離室（一次集塵室１４）と第２の分離室（０次集塵室１１４）とに微粒子を分離する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００８−５４１８１６号公報（第６頁〜第８頁、図３、図５）

しかしながら、上記の特許文献１に開示されている従来技術においては、前記第２の分離室とハウジングを連結する連結部において、ハウジング内の旋回流が当たる連結部の縁にごみ（特に綿ごみ）が引っかかってしまうという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するために為されたものであり、旋回室にてごみを効率良く分離し、その旋回室と集塵室との連結部にごみが引っかからないようにして、確実に集塵室にごみを捕集することを可能にしたサイクロン分離装置並びにこのサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機を提供することを目的としている。

本発明に係るサイクロン分離装置は、外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、略円筒形状に形成され、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する旋回室と、前記旋回室内の前記含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、吸引力を創出する送風機と前記排出口とを連通する排出管と、前記旋回室の側壁の一部を開口して形成された開口部と、前記開口部の半径方向外側に設けられた集塵室と、を備え、前記旋回室内の吸気の旋回方向下流側に対向する前記開口部の開口縁部の少なくとも一部を、前記旋回方向に凹んだ丸みを帯びた凹形状とするものである。

本発明に係るサイクロン分離装置並びに電気掃除機によれば、上記の構成を採用したことにより、旋回室と集塵室との接続部分である開口部の開口縁へのごみの引っかかりを抑制し、ごみを確実に集塵室に捕集することが可能となる。

この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体の斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体の上面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体のａ−ａ断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体のｂ−ｂ断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットを外した状態の掃除機本体の上面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの外観を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの前面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの左側面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの上面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットのＡ−Ａ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットのＢ−Ｂ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットのＣ−Ｃ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットのＤ−Ｄ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットのＥ−Ｅ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニット５０のＦ−Ｆ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニット５０のＧ−Ｇ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１を示す電気掃除機の０次開口部１１３のＨ−Ｈ矢視図の一例である。 この発明の実施の形態２を示す電気掃除機の０次開口部１１３のＨ−Ｈ矢視図の一例である。 この発明の実施の形態２を示す電気掃除機の０次開口部１１３のＨ−Ｈ矢視図の一例である。 本発明に係る０次開口部１１３のＨ−Ｈ矢視図の一例である。 本発明に係らない集塵ユニット５０のＥ−Ｅ矢視断面図である。 本発明に係る集塵ユニット５０のＥ−Ｅ矢視断面図である。 本発明に係る集塵ユニット５０のごみ捨て時の斜視図である。 本発明に係る集塵ユニット５０の分解図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機について説明する。

実施の形態１.
図１は本発明に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。図１に示すように、電気掃除機１００は、吸込口体１と、吸引パイプ２と、接続パイプ３と、サクションホース４と、サイクロン方式の掃除機本体５とから構成されている。吸込口体１は床面上の塵埃及び含塵空気を吸い込む。吸込口体１の出口側には真直ぐな円筒状の吸引パイプ２の一端が接続されている。吸引パイプ２の他端には、電気掃除機１００の運転を制御する操作スイッチ２ａが設置された取手２ｂが設けられており、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ３の一端が接続されている。接続パイプ３の他端には、可撓性を有する蛇腹状のサクションホース４の一端が接続されている。さらに、サクションホース４の他端には、掃除機本体５が接続されている。掃除機本体５には電源コードが接続されており、電源コードが外部電源に接続されることで、通電し、図示しない電動送風機が駆動されて吸引動作を行う。吸込口体１、吸引パイプ２、接続パイプ３およびサクションホース４は、含塵空気を掃除機本体５の外から内部に流入させるための吸引経路の一部を構成する。

また、図２は掃除機本体５の斜視図であり、図３は掃除機本体５の上面図である。また、図４は図３の掃除機本体５のａ−ａ断面図であり、図５は図３の掃除機本体５のｂ−ｂ断面図である。また、図６は集塵ユニット５０を外した状態の掃除機本体５の上面図である。
図２〜図６に示すように、電気掃除機本体５は、吸引風路４９と、集塵ユニット５０と、排気風路５１と、フィルター５２と、電動送風機５３と、排気口５４とを備えている。その他に、掃除機本体５は、その後部において、車輪５５、図示しないコードリール部などを備えている。また、集塵ユニット５０は、一次サイクロン分離装置１０と、この一次サイクロン分離装置１０と並設され、かつ一次サイクロン分離装置１０の下流側に接続された二次サイクロン分離装置２０とから構成されている。
各部の構成、動作および効果については後述することとするが、一次サイクロン分離装置１０は、一次流入口１１と、一次旋回室１２と、０次開口部１１３と、一次開口部１３と、０次集塵室１１４と、一次集塵室１４と、一次排出口１５、一次排出管１６とを備えている。さらに、二次サイクロン分離装置２０は、二次流入口２１と、二次旋回室２２と、二次開口部２３と、二次集塵室２４と、二次排出口２５、二次排出管２６とを備えている。また、上述した０次集塵室１１４と一次集塵室１４と二次集塵室２４とは１つのケース部品により形成されているとともに、０次集塵室１１４は二次集塵室２４を包囲するように配されている。
なお、一次サイクロン分離装置１０は特許請求の範囲でいうサイクロン分離装置、一次流入口１１は特許請求の範囲でいう流入口、一次旋回室１２は特許請求の範囲でいう旋回室、一次排出口１５は特許請求の範囲でいう排出口、一次排出管１６は特許請求の範囲でいう排出管にそれぞれ相当する。また、０次開口部１１３は特許請求の範囲でいう開口部、０次集塵室１１４は特許請求の範囲でいう集塵室にそれぞれ相当する。

ここで、掃除機本体５の内部に流入した空気を掃除機本体５の外部に排出する経路について説明する（図２〜図６参照）。
掃除機本体５の内部に流入した空気は、吸入風路４９を経て一次サイクロン分離装置１０に到達する。一次サイクロン分離装置１０において、一次流入口１１、一次旋回室１２、一次排出口１５の順に流れていき、該一次排出口１５から排出された空気は一次排出管１６を通って二次サイクロン分離装置２０に到達する。二次サイクロン分離装置２０において、二次流入口２１、二次旋回室２２、二次排出口２５の順に流れていき、該二次排出口２５から排出された空気は二次排出管２６を通過して、排気風路５１側へと流れていく。その後、該空気は、排気風路５１、フィルター５２、電動送風機５３及び排気口５４からなる排気経路を経て掃除機本体５の外部に排出される構成となっている。
このように、一次サイクロン集塵装置１０の下流位置に二次サイクロン集塵装置２０が設置されているため、二次サイクロン集塵装置２０が一次サイクロン集塵装置１０では捕集しきれなかったごみを捕集し、集塵ユニット５０としての捕集性能を向上することができ、掃除機本体５から排出される空気をさらに清浄化することができる。

次に、集塵ユニット５０を構成する一次サイクロン分離装置１０と二次サイクロン分離装置２０の詳細な構造について説明する。
図７は集塵ユニット５０の外観を示す斜視図であり、図８は集塵ユニット５０の前面図である。図９は集塵ユニット５０の左側面図であり、図１０は集塵ユニット５０の上面図である。図１１は図８の集塵ユニット５０のＡ−Ａ断面図、図１２は図８の集塵ユニット５０のＢ−Ｂ断面図、図１３は図１０の集塵ユニット５０のＣ−Ｃ断面図、図１４は図１３の集塵ユニット５０のＤ−Ｄ断面図、図１５は図１３の集塵ユニット５０のＥ−Ｅ断面図、図１６は図１３の集塵ユニット５０のＦ−Ｆ断面図、図１８は０次開口部１１３のＨ−Ｈ図である。

まず、一次サイクロン分離装置１０の基本的な構成について、図１１、図１４、図１５、図１６および図１８を用いて説明する。
一次サイクロン分離装置１０は、外部からの含塵空気が流れ込む一次流入口１１と、略円筒形状に形成され、一次流入口１１が接線方向に連通し、該一次流入口１１から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する一次旋回室１２と、該一次旋回室１２内の含塵空気から分離した空気を排出する一次排出口１５を備えている。
また、二次サイクロン分離装置２０の二次流入口２１と一次排出口１５とを連通する一次排出管１６を備え、さらに、一次旋回室１２の軸方向に開口する一次開口部１３と、該一次開口部１３により一次旋回室１２と連通する一次集塵室１４と、一次旋回室１２の半径方向に開口する０次開口部１１３と、該０次開口部１１３により一次旋回室１２と連通する０次集塵室１１４とを備えている。

０次開口部１１３は、図１８の０次開口部１１３の拡大平面図に示すように、一次旋回室１２内の旋回方向下流側の開口縁１１３ａ（以下、旋回下流側開口縁とする）の少なくとも一部を、旋回方向に凹むように丸みを帯びた形状としている。

上記の構成において、一次流入口１１から一次旋回室１２に流入したごみの大半（以降、ごみａと呼ぶ）は、ごみａに作用する遠心力により、図１５中のごみ軌道ａのように、一次旋回室１２内の旋回気流から分離されて０次開口部１１３を通過して０次集塵室１１４に捕集される。
しかしながら、一部のごみ（以降、ごみｂと呼ぶ）は、図１５中のごみ軌道ｂのように、一次旋回室１２内の旋回気流から遠心分離はされるものの、０次開口部１１３を通過できずに、旋回下流側開口縁に衝突してしまう。この際、上述したように一次旋回室１２内の旋回下流側開口縁１１３ａの少なくとも一部を旋回方向に凹むような丸みを帯びた形状に構成すれば、図１８中の矢印で示すように、ごみｂが旋回下流側開口縁１１３ａ上を滑るように移動し、その移動の途中で旋回下流側開口縁１１３ａへの引っかかりが外れが出てが解消され、効率良く０次集塵室１１４に捕集することができる。

逆に、図１９に示すように、旋回下流側開口縁１１３ａを屈曲させて構成した場合には、該屈曲位置にごみｂが引っかかってしまう。また、図２０に示すように、旋回下流側開口縁１１３ａを直線的に構成した場合にも、該直線部の端部にごみｂが引っかかってしまうことがある。このように、旋回下流側開口縁１１３ａにごみｂが引っかかってしまうと、その引っかかったごみｂを起点に、のちに一次流入口１１から一次旋回室１２に流入したごみｂも旋回下流側開口縁１１３ａ付近に蓄積するため、ごみaまでも旋回下流側開口縁１１３ａに引っかかってしまうことになる。
したがって、上述したように一次旋回室１２内の旋回下流側開口縁１１３ａの少なくとも一部を旋回方向に凹むような丸みを帯びた形状に構成して、ごみｂの旋回下流側開口縁１１３ａへの引っかかりを抑制すれば、ごみ全般を効率良く０次集塵室１１４に捕集することができる。

さらに、図１３に示すように、一次排出口１５は一次旋回室１２の中心軸方向に突出させて形成されており、その一次排出口１５の少なくとも一部の軸方向における高さ位置を、一次流入口１１の下端部よりも低い位置に配置している。このように構成することで、一次流入口１１から流入する含塵空気は中心軸方向の速度を持ちながら旋回するようになり、含塵空気からごみを効率的に分離することができる。このような構成とした場合の０次開口部１１３の形状は、０次開口部１１３の旋回下流側開口縁に溜まるごみｂを捕集するために、上述した図１８の原理と同様に、旋回下流側開口縁の少なくとも一部を一次旋回室１２内の旋回気流の旋回方向に凹むような丸みを帯びた形状に構成すれば良い。つまり、図２１の矢印のような方向の旋回気流が発生するため、０次開口部１１３の旋回下流側開口縁１１３ａは
図２１に示すような形状とすれば良く、その結果、ごみｂが旋回下流側開口縁１１３ａ上を滑るように移動し、その移動の途中で旋回下流側開口縁１１３ａへの引っかかりが外れて０次集塵室１１４に捕集することができる。

上記の構成とすることにより、上述の説明と同様の原理で、軸方向（図２１の矢印のような方向）の速度を持ったごみｂに対しても、０次開口部１１３の開口縁への引っかかりが抑制され、より効率良く０次集塵室１１４に捕集することができる。

また、０次開口部１１３の配置を、図１５に示すように、０次開口部１１３の開口面の中心点を、０次集塵室１１４の中心軸と一次旋回室１２の中心軸とを結んだ平面に対して吸気の旋回方向上流側に配置するようにしてもよい。

このような構成とすることにより、０次集塵室１１４に流入した気流の一部が、図１５中の集塵室内気流方向Ａのように流れるため、該気流Ａが一次旋回室１２に戻る際に、０次開口部１１３の旋回下流側開口縁に引っかかりかけたごみｂを旋回下流側開口縁から引き剥がすことが可能となる。このため、ごみｂの旋回下流側開口縁への引っかかりを抑制することができ、効率良く０次集塵室１１４に捕集することができる。
逆に、図２２に示すように、０次開口部１１３の開口面の中心点を、０次集塵室１１４の中心軸と一次旋回室１２の中心軸とを結んだ平面に対して吸気の旋回方向下流側に配置した場合、０次集塵室１１４に流入した気流の一部は、図２２中の集塵室内気流方向Ｂのように流れるため、該気流Ｂが一次旋回室１２に戻る際に、旋回下流側開口縁に引っかかりかけたごみｂをさらに旋回下流側開口縁に押し付けてしまう。

また、図１３に示すように、一次排出口１５を一次旋回室１２内に突出させた一次排出管１６の側壁に設けた孔によって構成するとともに、一次排出管１６の少なくとも一部を略円錐形状の円錐体１６ａによって形成し、該円錐体１６ａの略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲内になるように配置されるように構成してもよい。

このように、一次旋回室１２内に突出させて側壁に孔を設けることで、一次旋回室１２内の軸方向の吸込み力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくするとともに、円錐体１６ａの円錐形状面を構成したことにより０次開口部１１３と一次排出口１５との距離が確保できるため、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４に分離するごみに対する一次排出口１５からの吸引力を抑制し、０次集塵室１１４で確実に捕集することができる。
また、本実施の形態に示すような反転式の一次サイクロン分離装置１０において、一次排出管１６は一次旋回室１２の上部から突出する構成となるが、上述したように一次旋回室１２内ではごみに対する一次排出口１５からの吸引力が抑制されるため、０次開口部１１３を一次排出口１５に近づけることができ、その結果、０次開口部１１３を一次旋回室１２の上方に設けることができるため、０次集塵室１１４の深さを深くする、つまり０次開口部１１３から０次集塵室１１４の底部までの距離を長くとることができ、０次集塵室１１４全体の大きさを大型化せずに、０次集塵室１１４内のごみの再飛散を抑制することができ、捕集性能を高めることができる。また、円錐体１６ａが略円錐形状であるために、髪の毛等の長い糸状のごみが一次排出管１６に巻きついた際に、該ごみを円錐の先端方向に沿って動かすことにより容易に除去できるという利点もある。

また、図１１に示すように、一次排出口１５を一次旋回室１２内に突出させた一次排出管１６の側壁に設けた孔によって構成し、該孔は０次開口部１１３付近の一部を除いた部位に設けるようにしてもよい。

上記の構成とすることにより、一次旋回室１２内の軸方向の吸引力を抑制してごみの作用する旋回力を大きくさせつつも、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４に分離するごみに対する一次排出口１５からの吸引力が抑制されるため、ごみを確実に０次集塵室１１４に捕集することが可能となる。

さらにまた、図１７に示すように、一次排出口１５を一次旋回室１２内に突出させた一次排出管１６に設けた孔によって構成し、一次排出管１６は、一次旋回室１２の軸方向に引き出された後、略直角に曲がる屈曲部１６ｃを有した構成とし、図１６に示す屈曲部１６ｃの排出方向を、図２３に示すように０次開口部１１３の中央点と一次旋回室１２の軸を結ぶ平面に対して両側４５°の範囲内に配置されるように構成するようにしてもよい。

このように屈曲させて構成した一次排出管１６内の空気の流れについて説明する。図１７に示すように、一次排出管１６内の風路はほぼ垂直に曲がっており（以下曲がり風路という）、該曲がり風路の内側に位置する空気流（破線）は曲がり半径が比較的小さく、抵抗損を受ける。一方、曲がり風路の外側に位置する空気流（実線）は曲がり半径が比較的大きいため、空気の流れがスムーズで抵抗損を受けず、一次旋回室１２から吸い込む空気流の速度が比較的速く、その力は強い。結果、一次次排出口１５の流速の分布、すなわち吸引力の分布に強弱が生じる。
従って、上述した一次排出管１６の曲げ方向と０次開口部１１３の位置関係（０次開口部１１３の中央点と一次旋回室１２の軸を結ぶ平面に対して両側４５°の範囲内）、つまり０次開口部１１３の方向に曲げるようにすれば、一次排出口１５の流速分布の弱い部分が０次開口部１１３付近に配置されることになり、かつ吸引力の強い部分が０次開口部１１３付近に配置されないため、０次集塵室１１４に分離するごみへの一次排出口１５からの吸い込み力を抑制して、分離性能を向上させることができる。

なお、上述したような効果を得るには、一次排出口１５において流速分布に強弱を発生させればよいので、上記の構造に限られるものではなく、一次排出管１６の屈曲部１６ｃの曲げ角度は略直角以外であってもよい。

また、図１３に示すように、一次排出管１６において、一次流入口１１付近（破線で囲んだ部分Ａ）の一部を除いた領域に一次排出口１５を形成してもよい。

上記の構成とすることにより、一次流入口１１から流入した吸気が一次排出口１５に直接吸い込まれることを抑制し、より一層一次旋回室１２内の旋回方向への流れを強めることができてごみに作用する遠心力を高め、捕集性能を更に向上することができる。

また、図１３に示すように、一次排出管１６の側壁の一部を、円錐体１６ａ多数の微細孔を持つ略円筒形状の円筒体１６５ｂで構成してもよい。

一次排出管１６を上記のような構成とすることにより、一次流入口１１から入った気流がスムーズに一次旋回室１２内を旋回することができるため、ごみに作用する遠心力が高まり捕集性能を向上することができる。

また、図１３に示すように、一次流入口１１の一次旋回室１２の旋回軸方向における高さ範囲を円筒体１６ｂの軸方向における高さ範囲内とし、且つ円錐体１６ａの軸方向における高さ位置が、前記０次開口部１１３の軸方向における開口範囲外となるように配置してもよい。

上記の構成とすることにより、０次開口部１１３の一次旋回室１２の旋回軸方向における開口範囲には円錐体１６５ａが配置されることになりるため、より確実に０次開口部１１３と排出口体１５の側壁の微細孔との距離を確保することができるため、０次ダストケース１１４に飛ばすごみに対する排出口体１５の微細孔からの吸引力が抑制されごみの捕集性を高めることができる。

また、図１３に示すように、一次サイクロン分離装置１０に、一次旋回室１２の下部を開口した一次開口部１３と、前記一次開口部１３の下方に配置された一次集塵室１４とを備えてもよい。

上記の構成とすることにより、０次集塵室１１４では捕集しきれないごみを一次集塵室１４により捕集することができる。さらに、一次排出口１５を上述した円錐体１６ａを備えた形状とすれば、一次旋回室１２の下方まで旋回しながら到達した気流が反転して一次旋回室１２の中央を上昇する流れ（以下、上昇気流と呼ぶ）を円錐体１６ａによりスムーズに取り入れることができ、旋回気流を乱すことなくごみの捕集性能を向上することができる。また、円錐体１６ａの側壁面に一次排出口１５を設けたことで、上昇気流がわずかに水平方向に拡がるため、一次集塵室１４で捕集された後に何らかの理由で再飛散してしまったごみは、水平方向に広がった上昇気流と旋回流の影響を受け、旋回しながら上昇する力を受ける。したがって、再飛散したごみは一次旋回室１２内を旋回しながら上昇していくため、０次集塵室１１４に捕捉することが可能となる。

また、図１３に示すように、０次開口部１１３を一次開口部１３と一次排出口１５との間に設けるようにしてもよい。

上記の構成とすることにより、一次集塵室１４から再飛散したごみを、一次排出口１５付近に向かって上昇する途中で０次集塵室１１４に捕捉することが可能となる。

また、図１３に示すように、一次旋回室１２の側壁を、略円筒形状の一次円筒部１２ｂと、先端に近づくほど径が小さくなる略円錐の先端を切り落とした形状の一次円錐部１２ａとで構成してもよい。

上記の構成とすることにより、ごみが自身の慣性力及び遠心力によって一次旋回室１２の内壁に沿って旋回しながら一次旋回室１２の下方まで至る際に、壁面摩擦や空気抵抗によってその旋回速度は減少していくが、一次円錐部１２ａの略円錐形状の壁面により旋回半径を縮小していくことで、旋回速度の二乗に比例し旋回半径に反比例する遠心力を保つことができるため、効率よく一次集塵室１４にごみを捕集することができる。さらには、一次集塵室１４へ流入する空気の量を抑え、一次集塵室１４に到達したごみの再飛散を抑制する効果がある。

また、図１３に示すように、一次旋回室１２の中央軸に対する一次円錐部１２ａの傾斜角度を、一次旋回室１２の中央軸に対する円錐体１５ａの傾斜角度とほぼ同等かそれ以下としてもよい。

上記の構成とすることにより、一次旋回室１２における旋回風路（一次排出管１６を除く風路）の風路断面積を、一次円錐部１２ａにおいて縮小させないようにしたことで、圧力損失を抑制するとともに、一次旋回室１２中央の上昇流の風路がを確保されるためし、旋回流と上昇気流との干渉を防止することができ、捕集性能を向上することができる。また、一次円錐部１２ａの壁面と円錐体１５ａとの間の距離が確保されるため、一次円錐部１２ａの内壁面に沿って旋回するごみが円錐体１５ａから吸い込まれるのを抑制することができる。

次に、二次サイクロン分離装置２０の構成について図１０、図１２、図１６、を用いて説明する。二次サイクロン分離装置２０は、一次排出管１６から含塵空気を取り込む二次流入口２１と、二次流入口２１をおおよそ接線方向に接続することで二次流入口２１から導入した含塵空気が旋回する二次旋回室２２とを備え、二次流入口２１から流入した吸気を旋回して塵埃を分離した後に該吸気を二次排出口２５から排出する。また、この二次排出口２５からの排気を、排気風路５１へと導く二次排出管２６を備えている。
また、二次排出管２６は、二次旋回室２２とその軸を略一致させて、二次旋回室２２内に突出させて、その下端部に二次排出口２５を備えて構成されている。
また、二次旋回室２２は、その側壁が、略円筒形状の円筒部２２ｂと、略円錐形状の円錐部２２ａとで構成されている。また、円錐部２２ａの一部が開口して形成された二次開口部２３と、二次開口部２３を介して二次旋回室２２と連通する二次集塵室２４とを備えている。

二次サイクロン分離装置２０の動作についてその概要を説明する。二次サイクロン分離装置２０は、一次サイクロン分離装置１０で捕集できなかったごみを含む含塵空気を一次排出管１６を介して二次流入口２１から取り込む。該含塵空気は、二次旋回室２２の側壁に沿ってほぼ水平に流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周側の準自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とにより下向きに流れていく。このとき、遠心力がごみに作用するため、一次サイクロン分離装置１０では捕捉しきれなかったごみが二次旋回室２２の内壁に押し付けられて吸気から分離され、下降する旋回流に乗って二次旋回室２２の下方に進んだ後、二次開口部２３を介して二次集塵室２４内に捕集される。ごみが除去された空気は、二次旋回室２２の中心軸に沿って上昇し、二次排出口２５から排出される。二次排出口２５から排出された空気は、二次排出管２６を通って、排気風路５１へと導かれる。

また、本実施の形態に示したように、電気掃除機１００に一次サイクロン分離装置１０および二次サイクロン分離装置２０を搭載することにより、含塵空気からごみ塵を確実に分離することが可能となる。したがって、風路内にフィルターを使わないもしくは風路内のフィルターの数を削減することができるため、フィルターの目詰まりによる風量低下の起こりにくい電気掃除機１００を提供することが可能となる。なお、上記の効果は、電気掃除機１００に一次サイクロン分離装置１０に相当するサイクロン装置のみの搭載でも、二次サイクロン分離装置２０に相当するサイクロン装置のみの搭載であっても得ることができる。

なお、上述の実施の形態では、二次サイクロン分離装置部２０を搭載した電気掃除機で説明しているが、一次サイクロン分離装置部１０のみの搭載、あるいは複数のサイクロン分離装置（二次サイクロン分離装置部、三次サイクロン分離装置、…）を設けるものであってもよい。また、本発明はサイクロン集塵装置の構造に関するものであり、電気掃除機の形態は本実施の形態で説明したキャニスタータイプの電気掃除機に限定するものではない。

また、上述の実施の形態では、円錐体１６ａ及び円筒体１６ｂの微細孔を、厚みを持った壁面の内部と外部を連通する孔として記述したが、この限りではなく、例えば、枠体にフィルターを貼り付けたメッシュ構造のような構成で微細孔を形成してもよい。

１ 吸込口体、２ 吸引パイプ、３ 接続パイプ、４ サクションホース、５ 掃除機本体、１０ 一次サイクロン分離装置、１１ 一次流入口、１２ 一次旋回室、１２ａ 一次円錐部、１２ｂ 一次円筒部、１３ 一次開口部、１４ 一次集塵室、１５ 一次排出口、１６ａ 円錐体、１６ｂ 円筒体、１６ 一次排出管、２０ 二次サイクロン分離装置、２１ 二次流入口、２２ 二次旋回室、２２ａ 二次円錐部、２２ｂ 二次円筒部、２３ 二次開口部、２４ 二次集塵室、２５ 二次排出口、２６ 二次排出管、４９ 吸引風路、５０ 集塵ユニット、５１ 排気風路、５２ フィルター、５３ 電動送風機、５５ 車輪、１００ 電気掃除機、１１３ ０次開口部、１１４ ０次集塵室。

Claims (7)

1. 外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、
   略円筒形状に形成され、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する旋回室と、
   前記旋回室内の前記含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、
   吸引力を創出する送風機
   と前記排出口とを連通する排出管と、
   前記旋回室の側壁の一部を開口して形成された開口部と、
   前記開口部の半径方向外側に設けられた集塵室と、を備え、
   前記旋回室内の吸気の旋回方向下流側に対向する前記開口部の開口縁部の少なくとも一部を、前記旋回方向に凹んだ丸みを帯びた凹形状とすることを特徴とするサイクロン分離装置。
2. 前記流入口の下端部より低い位置に、前記排出気口の少なくとも一部が配置するように前記排出口を形成し、
   前記旋回室の軸方向下側の開口部の開口縁の少なくとも一部を、前記軸方向に凹んだ丸みを帯びた凹形状とすることを特徴とする請求項１記載のサイクロン分離装置。
3. 前記開口部の略中心点が、前記集塵室の中心軸と前記旋回室の中心軸とを結んだ平面に対し、前記旋回室の吸気の旋回方向上流側に位置するように前記開口部を形成したことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のサイクロン分離装置。
4. 前記排出口を前記旋回室内に突出させた排出管の側壁に設けた孔によって構成するとともに、前記排出管の少なくとも一部を略円錐形状の円錐体によって形成し、
   前記円錐体の略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が、前記開口部の軸方向における開口範囲内になるように配置されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のサイクロン分離装置。
5. 前記排出口を前記旋回室内に突出させた排出管の側壁に設けた孔によって構成し、
   前記孔は前記開口部付近に設けないようにしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のサイクロン分離装置。
6. 前記排出口を前記旋回室内に突出させた排出管に設けた孔によって構成し、
   前記排出管は前記旋回室の軸方向に引き出された後、略直角に曲がる屈曲部を有し、前記屈曲部の空気の排出方向を前記０次開口部が設けられている方向とすることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のサイクロン分離装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のサイクロン分離装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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