JP2012200385A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、塵埃の圧縮性向上や塵埃の舞い散り防止できる集塵室を備えた電気掃除機を提供するものである。
【解決手段】電動送風機１０により吸引した塵埃を含む空気から塵埃分離して塵埃を溜める集塵室１５と、集塵室１５に開口した加湿口２２と、加湿口２２に連通し湿度の高い空気を発生させる加湿手段２７と、集塵室１５の塵埃を圧縮する圧縮手段２３とを備えたことにより、電動送風機１０の停止後に、圧縮手段２３が集塵室１５に溜まっている塵埃を圧縮する際に、加湿手段２７が加湿口２２から湿度の高い空気を集塵室に供給するので、圧縮された塵埃は吸湿し、圧縮手段２３を除いても圧縮した塵埃の体積が元に戻らなくすることができ、集塵室１５内の圧縮した塵埃を廃棄する時に塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気掃除機の集塵室に関するものである。

近年、吸引した空気に旋回成分を持たせ、遠心力により気流から塵埃を分離除去するタイプの電気掃除機、いわゆるサイクロン式の電気掃除機が注目を浴びている。この種の電気掃除機において、塵埃を含む空気を外から内部に流入させるための吸気路と、吸気路に吸気を発生させる電動送風機と、吸気路を通過した塵埃を含む空気を旋回により塵埃と空気とに分離して底部に溜める集塵室と、水を霧状にして、吸気路に、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子を供給する水粒子供給部とを備えているものもある（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

さらに、集塵室に溜まった塵埃を圧縮する圧縮手段が設けられているものもある（例えば特許文献３参照）。

このようなサイクロン式の電気掃除機にあっては、吸気路を通過する吸引された空気と塵埃は、水粒子供給部から水粒子を供給され、集塵室に流れ込むので、塵埃に水粒子を付加することができる。これにより、細塵どうしが付着し易く、細塵の凝集効果が高くなり、塵埃と空気との分離性能の向上が図れる。

なお、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子は、水粒子の重量に対する表面積が大きいので、蒸発しやすい。したがって、水粒子供給部から供給された水粒子が集塵室に付着した場合でも、付着した水粒子は旋回した空気により蒸発し除去されるので、集塵室の水処理は必要ない。また、圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮するので、集塵室の小型化が図れる。

特開２００９−０３９２５３号公報 特開２００６−１７５０４３号公報 特開２００２−０５１９５０号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２の集塵室では、旋回した空気の速度が５０〜１００ｍ／分と非常に高速なので、一瞬の内に供給された水粒子の大部分が蒸発しながら集塵室の外へ排気され、旋回気流に流されにくい細塵（例えば砂、泥）は先に底に溜まり、旋回気流に流されやすい粗塵（綿ごみ）は細塵の上に溜まり、細塵と粗塵の大半は分離して溜まることとなる。

また、特許文献３の圧縮手段は、集塵室に溜まった塵埃を圧縮するが、粗塵は空間が多く、特に綿ごみ等は反発力が強く、圧縮されにくいという課題があった。この結果、掃除を開始する時に圧縮手段を解除すると、反発により溜まっていた塵埃の体積が２〜３倍程度増加する分、集塵室の小型化が十分にできないという課題があった。

さらに、溜まった塵埃を集塵室の底蓋（図示せず）を開けて廃棄する時に、塵埃中の細塵が底蓋により引き起こされた空気の流れに巻き込まれ、舞い散るという課題があった。

すなわち、供給された水粒子は、塵埃と空気の分離性能を向上するのに役立つが、塵埃の圧縮性向上や溜まった塵埃を廃棄する時に、塵埃の舞い散り防止には寄与しないものであった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塵埃の圧縮性向上や塵埃の舞い散り防止できる集塵室を備えた電気掃除機を提供するものである。

上記目的を達成するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離する塵埃分離部と、前記塵埃分離部で分離された塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し湿度の高い空気を発生させる加湿手段とを備え、前記加湿手段が前記加湿口から湿度の高い空気を前記集塵室に供給するものである。

このような発明によって、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃分離部で分離され、分離された粗塵とごく少ない細塵が集塵室に溜まる。そして、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給することにより、集塵室に溜まった塵埃は吸湿するので、塵埃中の粗塵は柔らかく、かつ伸びて絡み合い、まとまり合うようになる。他方、塵埃中の細塵は重量増加し、さらに互いに結合して大きく、重くなり、かつ変形した粗塵と絡み合うようになる。
以上の湿度の高い空気が塵埃にもたらす作用によって、集塵室に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられる。

本発明の電気掃除機は、集塵室に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りを抑えることができるものである。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観図 同電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図 同電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図 同電気掃除機の電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図 同電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図 実施の形態２における電気掃除機の掃除終了直後の要部構成を示した縦断面図 同電気掃除機の掃除終了後の圧縮動作時の要部構成を示した縦断面図 実施の形態３における電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図 同電気掃除機の掃除終了後の圧縮動作時の要部構成を示した縦断面図

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離する塵埃分離部と、前記塵埃分離部で分離された塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し湿度の高い空気を発生させる加湿手段とを備え、前記加湿手段が前記加湿口から湿度の高い空気を前記集塵室に供給するものである。

このような発明によって、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃分離部で分離され、分離された粗塵とごく少ない細塵が集塵室に溜まる。そして、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給することにより、集塵室に溜まった塵埃は
湿度の高い空気から時間をかけて吸湿するので、塵埃中の粗塵は柔らかく、かつ伸びて絡み合い、まとまり合うようになる。他方、塵埃中の細塵は重量増加し、さらに互いに結合して大きく、重くなり、かつ変形した粗塵と絡み合うようになる。
これらの結果、集塵室に溜まった塵埃を廃棄する時に、底に溜まった大きく、重くなった細塵が真直ぐに落下し、その上を絡み合った粗塵が落下するので、塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。

第２の発明は、特に、第１の発明の集塵室には、前記集塵室の塵埃を圧縮する圧縮手段を設けたものである。そして、圧縮手段が集塵室に溜まっている塵埃を圧縮すると共に、その圧縮前後に加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する。
そして、集塵室に溜まり、圧縮された塵埃は湿度の高い空気から時間をかけて吸湿し、綿ごみ等の粗塵は柔らかく変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びた粗塵は絡み合い、圧縮手段を解除してもほとんど元には戻らないので、集塵室の大幅な小型化が図れる。
他方、細塵は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、かつ変形した粗塵と絡み合うので、細塵が大きく重くなる。これらの結果、集塵室に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、底に溜まった大きく、重くなった細塵が真直ぐに落下し、その上を圧縮された粗塵が落下するので、塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。

第３の発明は、特に、第２の発明の圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮する前のタイミングに、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を前記集塵室に供給するものであり、これにより、集塵室に溜まった圧縮前の塵埃は大きく広がっているので、湿度の高い空気は塵埃中を自由に行き交いし、塵埃は効率よく、全体にほぼ均一に吸湿できる。すなわち、加湿手段は小型にできる。その後、圧縮手段が集塵室に溜まる塵埃を十分に圧縮してコンパクトにできる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の加湿手段は、相対湿度と吸湿率とが略正比例関係を有する吸湿材と、前記吸湿材を内蔵する加湿容器と、前記吸湿材または加湿容器を加熱する加熱手段とから構成され、前記加熱手段が前記吸湿材を加熱し前記吸湿材の周りの相対湿度を低下させることにより、前記吸湿材が蒸気を発生するようにしたものであり、これにより、発生した蒸気と温められた加湿容器内の空気とが集塵室と加湿容器との湿度差と自然対流とにより集塵室へ供給される。
そして、蒸気の量は加熱手段の加熱量、加熱時間により任意に設定できる。また、蒸気が集塵室へ供給されるタイミングは、加熱手段の加熱制御により任意に設定できる。
例えば、電動送風機の駆動と同時に加熱手段が通電されると、掃除中から吸湿材または加湿容器が温度上昇するので、電動送風機の停止後に、素早く蒸気を集塵室へ供給できる。他方、加熱手段を停止し、吸湿材が温度低下して室温に近い温度になると、次の掃除が始まるまでの間、周囲の空気から吸湿するので、吸湿材への水の供給手段は不要である。

第５の発明は、特に、第４の発明の加湿手段は、加湿容器を電動送風機に接触させる、または前記電動送風機の外面を前記加湿容器の一部として利用するように構成し、前記電動送風機の熱により吸湿材の周りの相対湿度を低下させ、前記吸湿材から蒸気を発生させるようにしたものであり、これにより、駆動中の電動送風機が加湿容器を加熱し、かつ電動送風機が停止後に電動送風機の余熱によりさらに強く加熱され、吸湿材が温度上昇して周りの相対湿度を低下させ、吸湿材から蒸気が発生し、発生した蒸気と温められた加湿容器内の空気とが集塵室と加湿容器との湿度差と空気の体積膨張及び自然対流により集塵室へ供給される。

すなわち、吸湿材または加湿容器を加熱する加熱手段が不要である。そして、放熱による電動送風機の温度低下にともない吸湿材も温度低下して室温に近い温度になると、次の
掃除が始まるまでの間で周囲の空気から吸湿するので、吸湿材への水の供給が不要である。

特に、電動送風機の外面を加湿容器の一部として利用する場合、電動送風機が直接吸湿材を加熱するので、熱抵抗が少ない分、吸湿材への加熱効率の向上が図れ、吸湿材が短時間で、高温に上昇して大量の蒸気を発生させることができる。この分、吸湿材が減らせ、また加湿手段を小型化できる。

第６の発明は、特に、第４の発明の加湿手段は、加湿容器と電動送風機とを蓄熱材を介して互いに接触するように構成し、前記蓄熱材が蓄熱した熱により吸湿材の周りの相対湿度を低下させ、前記吸湿材から蒸気を発生させるようにしたものであり、これにより、蓄熱材が駆動中の電動送風機の熱、さらに停止後の電動送風機の余熱（熱容量）まで蓄熱できるので、電動送風機からの熱回収性が向上する。また、その蓄熱材が加湿容器を比較的長期間加熱するので、集塵室に溜まり、圧縮された塵埃は時間をかけて十分に吸湿できる。他方、蓄熱材が加湿容器と電動送風機とを熱的につなぐので、蓄熱材の容積分、加湿容器と電動送風機と間隙は比較的自由に設定でき、電気掃除機の設計許容度が高くなる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の加湿口と加湿手段とを連通する加湿通路を開閉する開閉手段を設け、前記開閉手段は、電動送風機が駆動時に、前記加湿通路を閉塞し、前記開閉手段は、前記加湿手段が前記加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する際に、前記加湿通路を開放するようにしたものであり、これにより、電動送風機が駆動中、加湿手段は集塵室から独立しているので、加湿手段に発生した蒸気や吸湿材に吸湿した水分が集塵室から外へ排気されることを防止できる。すなわち、加湿手段の加湿性能維持が図れる。

第８の発明は、特に、第７の発明において、圧縮手段は、集塵室を昇降する圧縮板により形成され、開閉手段は、前記圧縮板の上面に突出して設けられ、前記圧縮板が集塵室の上端に収容された際に加湿口を閉塞するものであり、これにより、圧縮板が降下して塵埃を圧縮するタイミングに、加湿口が開き、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給できる。すなわち、圧縮板が開閉手段を兼ねるので、構成のシンプル化と低コスト化が図れる。

第９の発明は、特に、第７の発明の開閉手段は、弁体とヒンジから構成されて加湿通路内に設けられ、前記ヒンジを前記加湿通路の上端に配置して前記弁体を回転自在にし、かつ前記弁体が加湿口側へ回転すると前記加湿通路を閉塞するようにしたものであり、これにより、電動送風機が駆動時に開閉手段が吸引され、弁体とのエアタイト代となる弁座に当るまで上方へ回転して連通路を閉塞する。逆に、電動送風機が停止直後に開閉手段が自重により下方へ回転して戻り、連通路を開放して加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給させる。すなわち、開閉手段の駆動手段が不要であり、構成のシンプル化と低コスト化が図れる。

第１０の発明は、特に、第８の発明の圧縮板は、圧縮板は、圧縮板の表裏面を連通する連通部を設けたものであり、これにより、加湿手段から供給された湿度の高い空気が連通口を介して効率よく集塵室に溜まった塵埃を加湿できる。この結果、圧縮板により圧縮された塵埃は十分にコンパクトになる。

（実施の形態１）
図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態１における電気掃除機について説明する。

図１は本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の外観図、図２は同電気掃除機の運転中
の要部構成を示した縦断面図、図３は同電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図、図４は電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図、図５は同電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図を示すものである。

図１に示すように、掃除機本体１の外部には、車輪２およびキャスター３が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。集塵ケース４設置部の下方に設けられた吸引口５には、吸引ホース６、ハンドル７を形成した延長管８が順次接続されており、延長管８の先端に吸込具９を取り付けられている。

図２と図３に示すように、集塵ケース４が電動送風機１０を内蔵した掃除機本体１に対して着脱自在に設置され、掃除機本体１に装着した状態で集塵ケース４入口側の吸気口１１は吸引口５を開口した吸引通路１２に連通し、他方集塵ケース４の出口側の通気口１３は電動送風機１０に連通している。集塵ケース４は塵埃を含む空気を取り入れ旋回気流を発生させる筒状の塵埃分離部１４、および塵埃を溜める略筒状の集塵室１５とから構成している。

塵埃分離部１４には、略円筒形状の外郭内周面に対して接線方向となるように開口した吸気口１１と、略中心には通気口１３に連通する略円筒状の排気筒１６を配している。

この排気筒１６の外周側面にはメッシュフィルターやエッチングフィルター等の濾過フィルターによる通気部１７を構成しており、粗塵が排気筒１６を通り抜けないようにしている。加えて、排気筒１６と通気口１３との間には、第２の塵埃分離手段１８として不織布フィルターをプリーツ状に折ったものを配置している。

集塵室１５は、塵埃分離部１４とほぼ同等の内径とした略円筒形状の筒体であり、塵埃分離部１４の下方にそれぞれの中心軸を水平方向に平行にズラした位置で配置させており、かつ、高さ方向において、集塵室１５の上端の一部を塵埃分離部１４の内部に入り込むように構成としている。

つまり、塵埃分離部１４と集塵室１５とが重なり合う部分には、略円筒形状となる隔壁１９を設けている。この隔壁１９には、塵埃分離部１４で旋回する空気と塵埃とが集塵室１５へと流れ込む流入口２０が開口している。集塵室１５の底部分は開口しており、回転自在に軸支した底蓋２１でエアタイト性を確保しながら塞ぐ構成とし、また集塵室１５の天上面は加湿口２２を開口している。

圧縮手段２３は集塵室１５内を上下に移動し、手動により下降し、バネ（図示せず）により上昇する平板状の圧縮板２４を設けている。圧縮板２４は、集塵室１５に擦らず、他方圧縮の際に溜まった塵埃が逃げない集塵室１５との間隙を設定（例えば１〜３ｍｍ）し、また上下を連通する穴（直径約１〜１０ｍｍ）からなる連通部２５を多数開口し、かつ上面には台形に突出した開閉手段２６を形成している。

連通部２５は、穴が大きいと塵埃が圧縮できないので、直径１〜３ｍｍ程度がよい。圧縮板２４が上昇して集塵室１５の上部に収納された時に、開閉手段２６が加湿口２２を閉塞する。

加湿手段２７は加湿容器２８内に例えば２０ｇのシリカゲル（相対湿度と吸湿率とが略正比例の特性を有するタイプの吸湿材）からなる吸湿材２９を挿入し、吸湿材２９は網３０の位置規制により加湿容器２８の底面に押し付けられている。加湿容器２８の底面は電動送風機１０の外面にアルミニウムの粉を練りこんだ伝熱塗料３１を介して広い範囲を接触固定している。他方、加湿容器２８の上部空間は加湿通路３２を介して加湿口２２と連
通している。

以上のように構成された電気掃除機の動作について説明する。
駆動した電動送風機１０が発生させた吸引作用により、家屋の床面上の塵埃（標準家庭で３ｇ／日、過負荷で７ｇ／日）が吸込具９から吸引され、集塵ケース４は吸引ホース６、延長管８を通過した塵埃を含む空気を導入し、塵埃を遠心分離し、かつ微細な塵埃を濾過して溜める。そして、濾過した空気は電動送風機１０下流の排気出口（図示せず）から排気するようにしている（サイクロン式の電気掃除機）。

特に、集塵ケース４の動作を、実験結果をまじえながら詳しく説明する。先ずは、圧縮手段２３のバネが圧縮板２４を上昇させて集塵室１５の上部に収納すると共に、開閉手段２６が加湿口２２に入り込み加湿通路３２を閉塞する。電動送風機１０の吸引作用により吸気口１１から流入した塵埃を含む空気は、吸気口１１より斜め下方に塵埃分離部１４を旋回しながら流入口２０へと進入し、その後塵埃分離部１４の略中央を通り通気部１７へ流れる。

すなわち、塵埃分離部１４と集塵室１５とを平行にズラした状態であるが、一般的なサイクロンの気流と類似した楕円軌道を描く遠心旋回気流を形成することができる。その際、旋回により生じた遠心力により塵埃は流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に通常見かけの比重により下から細塵（土、砂など）、粗塵（綿ごみなど）の順に溜まる。他方、集塵室１５へ飛び込まなかった塵埃は、通気部１７に遮られ、再び遠心旋回気流に乗り、結局流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に溜まる。

なお、リント等の細塵を含んだ空気は通気部１７を通過するが、細塵は第２の塵埃分離手段１８に濾過され、きれいになった空気が第２の塵埃分離手段１８を通過して、電動送風機１０へと導かれていく。

同時に、図４に示すように電動送風機１０は、通過する空気による冷却作用と、逆に内蔵したモータ（図示せず）の温度上昇による加熱作用とにより、室温から差し引き約１８Ｋ温度上昇する。そして、加湿容器２８は電動送風機１０から伝熱性塗料３１を介して加熱され、温度上昇する。

そして、掃除が終われば、電動送風機１０が停止すると共に、図３に示すように、手動により圧縮手段２３が圧縮板２４を手動により降下させて集塵室１５に溜まった塵埃を圧縮してコンパクトにする。そして、図４に示すように電動送風機１０は通過する空気による冷却作用がなくなり、かつ電動送風機１０に内蔵したモータの余熱（熱容量）により、さらに約９Ｋ温度上昇する。

すなわち、電動送風機１０は掃除終了後から約１時間程度、約１８Ｋ以上の温度上昇を継続する。同様に、加湿器２８の底面は伝熱性塗料３１を介して電動送風機１０から加熱され温度上昇して、当然吸湿材２９や加湿容器２８内の空気も約２４℃から約５１℃へ温度上昇する。

図５に示すように吸湿材２９周りの相対湿度は６０％から１４％へ低下して、吸湿率２３％から７％までの差分１６％の蒸気３．２ｇ（２０ｇ×１６％）が放湿される。（時間をかけ、大気開放の場合）しかし、実際には、吸湿材２９は放湿するのに時間がかかり、また放湿した蒸気が吸湿材２９周りに溜まるために、吸湿材２９周りの相対湿度は１４％に維持されることはなく、直ちに上昇するので、加湿手段２７は通常実験によると０．３〜０．６ｇ放湿する。

続いて、吸湿材２９から放湿された蒸気を含む湿度の高い、温度上昇した空気は、加湿容器２８と集塵室１５の湿度差（物質移動）と自然対流により網３０、加湿通路３２を通過して加湿口２２から集塵室１５に流入する。集塵室１５の相対湿度は約８０〜９５％、温度は約１〜５Ｋそれぞれ上昇する。

次に、湿度の高い空気は集塵室１５と圧縮板２４とのリング状間隙と、連通部２５とから、集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃３ｇ（標準家庭の一日の塵埃）を加湿する。この結果、塵埃は塵埃自身の間隙から浸透する湿度の高い空気から時間をかけて０．１ｇ〜０．３ｇ程度吸湿するので、粗塵（綿ごみ等）は柔らかく、変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びた粗塵は互いに絡み合う。

よって、圧縮手段２３を解除しても、圧縮した塵埃はほとんど体積が元には戻らない。

他方、細塵（泥、砂等）は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、変形した粗塵と絡み合うので、結局細塵が大きく重くなる。また、湿度の高い空気が集塵室１５に一旦入ってしまえば、一部分が流入口２０から塵埃分離部１４へ抜けるが、それでも集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃は十分に吸湿できる。

また、集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃を廃棄するために底蓋２１を開けた時に、底に溜まった重くなった細塵が真直ぐに落下し、その上を圧縮された粗塵が落下するので、ごみの舞い散りが抑えられるという効果がある。

そして、掃除終了後２時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温付近まで温度低下する。その際に、吸湿材２９は放湿作用から、集塵室１５、塵埃分離部１４の空気から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。

その際に、圧縮されている塵埃からも水分を奪われ、乾燥するが、粗塵は一度変形するとアイロンがけの様に元に戻り難く、細塵は泥だんごのように硬く締まっている。

この結果、集塵室１５に大量の塵埃を溜めること（集塵室１５のコンパクト化が図れる）ができ、底蓋２１を開けて集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、ごみの舞い散りが抑えられるという効果がある。また、圧縮されている塵埃が掃除する毎に吸湿と放湿を繰り返すので、塵埃の水分量が著しく増加することがなく、菌、カビ等の増殖が抑えられ、臭気の発生が防止できると共に、集塵室１５に塵埃が固着され難くすることができる。

なお、集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃にスプレーなどの霧化手段により水滴を供給できるが、霧化手段は一度に約１ｇ以上の水滴を霧化するもので、霧化手段では少量で、微細な水滴を供給できない。従って霧化手段では塵埃は局所的に濡れ、かつ集塵室１５も濡れてしまう。この結果、塵埃が集塵室１５に固着したり、また菌やカビが繁殖するという課題が発生する。またさらに、霧化手段には、霧化用の水タンクやポンプが必要となり、加湿手段を小型化することができない。

以上、このような構成によって、電動送風機１０の停止後に、圧縮手段２３が溜まっている塵埃を圧縮すると共に、加湿手段２７が湿度の高い空気を集塵室１５に供給する。この結果、集塵室１５に溜まり、圧縮された塵埃は湿度の高い空気から時間をかけて吸湿するので、粗塵は変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びた粗塵は絡み合い、圧縮手段２３を解除しても、圧縮した塵埃はほとんど体積が元には戻らない。
他方、細塵は重量増加し、変形した粗塵と絡み合う。これらの結果、塵埃の圧縮性向上により集塵室１５の大幅な小型化が図れ、また溜まった塵埃の廃棄時にごみの舞い散りが抑えられる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電気掃除機について説明する。

図６は本発明の実施の形態２を示す掃除運転終了直後の要部構成を示した縦断面図、図７は掃除終了後の圧縮動作時の要部構成を示した縦断面図を示すものである。 以下、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

実施の形態１と異なるところは、上下を連通する長形の切欠きからなる連通部３３を圧縮板２４の縁に多数形成し、加湿容器２８の底面を電動送風機１０の外面から構成し、電気ヒータ（ＰＴＣヒータ）からなる加熱手段３４を加湿容器２８の底部に挿入し、例えば２０ｇのユニオン昭和社製ハイシリカゼオライトＤＤＺ（図５に示すように、相対湿度約１０％以下で急激に吸湿率が低下する）からなる吸湿材３５を網３０により加湿容器２８の底面と加熱手段３４とに押し付け、また電気モータ（図示せず）により駆動する開閉手段３６が加湿通路３２を開閉するという点である。

そして、電動送風機１０が駆動すると、電気モータが駆動して開閉手段３６が加湿通路３２を閉じる。同時に、通電が開始された加熱手段３４が約１００〜２００℃まで温度上昇し、加えて温度上昇した電動送風機１０の外面が直接加熱手段３４と吸湿材３５とを加熱する。この結果、吸湿材３５周りの相対湿度が非常に高くても、約０％近くへ低下して、吸湿材３５が放湿して加湿容器２８内に大量に溜まる。

その後、掃除が終われば、図６に示すように電動送風機１０が停止すると共に、電気モータが駆動して開閉手段３６が加湿通路３２を開放する。なお、掃除機本体１の電源が停止されれば、加熱手段３４も止るが、電動送風機１０の余熱で吸湿材３５が高温に維持できる。そして、加湿通路３２の開放と同時に吸湿材３５から発生した蒸気を含む湿度が高く、また温度も数十度ほど高い空気が、加湿容器２８と集塵室１５の湿度差（物質移動）と自然対流及び体積膨張により網３０、加湿通路３２を通過して加湿口２２から集塵室１５に噴出し流入する。

続いて、湿度、温度の高い空気は集塵室１５と圧縮板２４とのリング状間隙と、連通部３３とから、集塵室１５に溜まった塵埃を加湿する。特に、集塵室１５に溜まった圧縮前の塵埃は大きく広がっているので、湿度、温度の高い空気は塵埃中を自由に行き交いし、塵埃は圧縮板２４が降下するまでの短時間で効率よく吸湿できる。

すなわち、吸湿材３５は少量で十分である。その後、図７に示すように圧縮手段２３が圧縮板２４を降下して集塵室１５に溜まる塵埃を、集塵室１５と圧縮板２４とのリング状間隙と、連通部３３を介してほぼ均一に加湿しながら十分に圧縮してコンパクトにできる。

そして、掃除終了後２時間以上経過すると、放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温近傍まで大幅に温度低下する。その際に、吸湿材２９は放湿作用から、集塵室１５、塵埃分離部１４の空気から水分を奪う吸湿作用へと切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。なお、加湿手段２７を室温から約１００〜２００℃まで温度上昇できるので、シリカゲルよりも使用温度範囲が広いが、耐久性に優れたゼオライトが吸湿材３５として使える。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における電気掃除機について説明する。
図８は本発明の実施の形態３を示す掃除中の要部構成図、図９は掃除終了後の圧縮手段が圧縮動作した要部構成図を示すものである。以下、実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

実施の形態１と異なるところは、加湿手段２７を、例えば１０ｇの日本エクストラン工業社製タフチックＨＵ（図５に示すようにシリカゲルに比べて吸湿率が高い）からなる吸湿材３７を内蔵する加湿容器２８と電動送風機１０及び無機水和塩系やパラフィン系の潜熱型の蓄熱材３８とそれぞれ互いに接触するように構成し、また加湿通路３２を開閉する開閉手段３９を平板状の弁体４０とヒンジ４１及び略リング状の弁座４２とで構成し加湿通路３２内に設け、ヒンジ４１を加湿通路３２の上端に設けて弁体４０を回転自在にし、かつ弁体４０が加湿口２２側へ回転して弁座４２に当ると加湿通路３２を閉塞するという点である。

そして、図８に示すように電動送風機１０が駆動すると、集塵室１５が負圧になり加湿口２２から加湿通路３２内も引き寄せられ、弁体４０がヒンジ４１を中心に加湿口２２へ弁座４２に当るまで回転して加湿通路３２を閉じる。この閉塞作用により、加湿容器２８の内部が加湿通路３２を介して加湿口２２から集塵室１５へ吸い出されることが防止でき、特に吸湿材２９に含まれている水分が強制的に放湿されることはなく、かつ加湿手段２７が冷却されることもない。

その後、掃除が終われば、図９に示すように電動送風機１０が停止すると共に、集塵室１５が負圧から大気圧に戻り、開閉手段３９が自重によりヒンジ４１を中心に下方へ回転して加湿通路３２を開放する。そして、蓄熱材３８は、駆動中の電動送風機１０が発生す熱と、さらに停止後の電動送風機１０の余熱まで蓄熱できるので、電動送風機１０に対する熱回収性が向上する。

そして、蓄熱材３８が加湿容器２８を長期間加熱するので、集塵室１５に溜まり、圧縮された塵埃は時間をかけて十分に吸湿できる。他方、加湿容器２８と電動送風機１０との位置関係は、蓄熱材３８が加湿容器２８と電動送風機１０とを熱伝導的につなげる範囲で、比較的自由に設定でき、電気掃除機の設計許容度が高くなる。

以上のように電動送風機１０の吸引作用の有無に応じて弁体４０が回転するので、開閉手段３９は自身の駆動手段が不要であり、構成のシンプル化と低コスト化が図れる。

なお、実施の形態１〜３において、吸湿材２９、３５、３７は、シリカゲルとユニオン昭和社製ハイシリカゼオライトＤＤＺ及び日本エクストラン工業社製タフチックＨＵを使用しているが、吸湿と放湿を繰り返せる物理的吸湿材（多孔質表面が水分子を吸着しやすい性質を利用）ならよく、産業総合研究所が開発したハスクレイ、モレキュラーシーブ、酸化アルミニウムなども使える。他方、吸湿材には吸湿と放湿を繰り返せない化学的吸湿材（化学物質の固有の性質（化学反応・潮解）を利用）、例えば塩化カルシウム等は使用できない。

また、圧縮手段２３は集塵室１５内を上下に移動し、集塵室１５に溜まった塵埃を圧縮する平板状の圧縮板２４から構成されているが、スクリュー式や団扇のように圧縮板を動かしてもよい。さらに、圧縮手段は手動とバネの組み合わせ以外にも、モータとギアの組み合わせでも同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、集塵室の塵埃を圧縮する圧縮手段と、湿度の高い空気を発生させる加湿手段を備え、電動送風機の停止後に、前記圧縮手段が塵埃を圧縮する前後に、加湿手段が湿度の高い空気を集塵室に供給するので、集塵室に溜まる塵埃の圧縮性が向上し、また圧縮した塵埃の廃棄の際に塵埃の舞い散りを抑制できる。

４ 集塵ケース
１０ 電動送風機
１１ 吸気口
１４ 塵埃分離部
１５ 集塵室
２０ 流入口
２２ 加湿口
２３ 圧縮手段
２４ 圧縮板
２５、３３ 連通部
２６、３６、３９ 開閉手段
２９、３５、３７ 吸湿材
３２ 加湿通路
３４ 加熱手段
４０ 弁体
４１ ヒンジ
４２ 弁座

Claims (10)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、
   前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離する塵埃分離部と、
   前記塵埃分離部で分離された塵埃を溜める集塵室と、
   前記集塵室に開口した加湿口と、
   前記加湿口に連通し湿度の高い空気を発生させる加湿手段とを備え、
   前記加湿手段が前記加湿口から湿度の高い空気を前記集塵室に供給する電気掃除機。
2. 集塵室には、前記集塵室の塵埃を圧縮する圧縮手段を設けた請求項１に記載の電気掃除機。
3. 圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮する前のタイミングに、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を前記集塵室に供給する請求項２に記載の電気掃除機。
4. 加湿手段は、相対湿度と吸湿率とが略正比例関係を有する吸湿材と、前記吸湿材を内蔵する加湿容器と、前記吸湿材または加湿容器を加熱する加熱手段とから構成され、
   前記加熱手段が前記吸湿材を加熱し前記吸湿材の周りの相対湿度を低下させることにより、前記吸湿材が蒸気を発生するようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 加湿手段は、加湿容器を電動送風機に接触させる、または前記電動送風機の外面を前記加湿容器の一部として利用するように構成し、前記電動送風機の熱により吸湿材の周りの相対湿度を低下させ、前記吸湿材から蒸気を発生させるようにした請求項４に記載の電気掃除機。
6. 加湿手段は、加湿容器と電動送風機とを蓄熱材を介して互いに接触するように構成し、前記蓄熱材が蓄熱した熱により吸湿材の周りの相対湿度を低下させ、前記吸湿材から蒸気を発生させるようにした請求項４に記載の電気掃除機。
7. 加湿口と加湿手段とを連通する加湿通路を開閉する開閉手段を設け、前記開閉手段は、電動送風機が駆動時に、前記加湿通路を閉塞し、
   前記開閉手段は、前記加湿手段が前記加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する際に、前記加湿通路を開放するようにした請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
8. 圧縮手段は、集塵室を昇降する圧縮板により形成され、
   開閉手段は、前記圧縮板の上面に突出して設けられ、前記圧縮板が集塵室の上端に収容された際に加湿口を閉塞する請求項７に記載の電気掃除機。
9. 開閉手段は、弁体とヒンジから構成されて加湿通路内に設けられ、前記ヒンジを前記加湿通路の上端に配置して前記弁体を回転自在にし、かつ前記弁体が加湿口側へ回転すると前記加湿通路を閉塞するようにした請求項７に記載の電気掃除機。
10. 圧縮板は、圧縮板の表裏面を連通する連通部を設けた請求項８に記載の電気掃除機。