JP2013126477A - 電気掃除機 - Google Patents
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【課題】循環空気の冷却がコンパクトで低コストに行える排気循環式の電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機9の負圧側に連通する吸込風路14と、電動送風機9の正圧側を吸込口体6に連通する排気風路13と、内部に排気風路13の排気を通す伝熱体16と、排気風路13の排気の一部を外気に噴出する噴出手段19とを備え、噴出手段19からの排気を伝熱体16方向に外気を誘引させながら噴出すようにしたので、冷却ファンが必要なく排気循環の空気の冷却がコンパクトで低コストに行える。
【選択図】図3
【解決手段】電動送風機9の負圧側に連通する吸込風路14と、電動送風機9の正圧側を吸込口体6に連通する排気風路13と、内部に排気風路13の排気を通す伝熱体16と、排気風路13の排気の一部を外気に噴出する噴出手段19とを備え、噴出手段19からの排気を伝熱体16方向に外気を誘引させながら噴出すようにしたので、冷却ファンが必要なく排気循環の空気の冷却がコンパクトで低コストに行える。
【選択図】図3
Description
本発明は、電動送風機より排出される排気を吸込口体に還流させる排気循環式の電気掃除機に関するものである。
従来から知られている排気循環式の電気掃除機は、排気循環であるがゆえに、特に入力の高い運転を行う際に電動送風機から発生する発熱により、循環空気が徐々に高温になり、器具表面温度が熱くなったり、ファンモータの故障や、ファンモータの故障を防止するための保護装置が動作して機器が停止するなどの問題があった。
この問題を解消する方法として排気循環風路とは仕切られた室に、集塵用モータにより駆動される冷却用ファンと、外気を導通する吸込み口と排気口とを設け、該室と前記集塵用モータ内部とを連通させ、該集塵用モータを外気により冷却する掃除機が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
しかし、この方法では集塵用モータは冷却されるので連続して運転できるが、排気循環を行う集塵ファンで発生する発熱に起因する温度上昇を抑えることができなかった。集塵ファンでの発熱はファンのブレードと空気の間の摩擦熱が主で発生し、循環空気全体が徐々に温度上昇して、排気循環風路に接している機器外郭温度が熱くなる問題があった。
この排気循環空気の温度上昇を抑える方法として排気通路に隣接して冷却風路を設け、電動送風機のモータとは別個に駆動される冷風ファンにより、冷却風路に外気を通過させることによって、循環空気を冷却する掃除機が提案されている(例えば、下記特許文献2参照)。
図11は、特許文献2に記載された従来の掃除機本体の側方断面を示す模式図である。図11に示すように、電動送風機100と集塵部101とを内蔵した吸引掃除機本体102と、塵を吸引する吸い込み部103とを有し、吸い込み部103から吸い込まれた空気を吸引掃除機本体102から吸い込み部103に還流する排気風路104を有する吸引掃除機において、集塵部101で塵を除去された空気を電動送風機100を駆動するモータ105に供給して当該モータ105を冷却すると共に、当該モータ105を通過した後の空気の排気風路104に隣接して冷却風を通す冷風路106を設け、前記モータ105とは別個に駆動される冷風ファン107により冷風路106内に外気を通過させたものである。そしてこの構成により、排気風路104と冷風路106の隔壁108を介して循環空気を冷却させる。
しかしながら、上記特許文献2に記載の従来の電気掃除機であっても、冷却構成やコストの観点からは未だ改善の余地があった。
すなわち、特許文献2に記載の電気掃除機では、排気風路104に隣接して冷風路10
6を設け、この冷風路内106に送風ファン107により外気を通過させて排気を冷却するようにしているが、実際に送風ファン107を配置する場合、送風ファン107自体の大きさだけでなく、この送風ファン107の吸気側や吹出側に風路が必要となり、多くの設置スペースが必要となる。
6を設け、この冷風路内106に送風ファン107により外気を通過させて排気を冷却するようにしているが、実際に送風ファン107を配置する場合、送風ファン107自体の大きさだけでなく、この送風ファン107の吸気側や吹出側に風路が必要となり、多くの設置スペースが必要となる。
また、コスト的にも送風ファンのコストと、この送風ファンを駆動するための電源回路や制御回路などのコストも必要になってしまう。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、循環空気の冷却がコンパクトで低コストに行える排気循環式の電気掃除機を提供することを目的とする。
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、
前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、前記排気風路の排気の一部を外気に噴出する噴出手段と、内部に前記排気風路の排気を通す風路を有した伝熱体とを備え、前記噴出手段からの排気を前記伝熱体方向に外気を誘引させながら噴出する電気掃除機を提供する(請求項1)。
前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、前記排気風路の排気の一部を外気に噴出する噴出手段と、内部に前記排気風路の排気を通す風路を有した伝熱体とを備え、前記噴出手段からの排気を前記伝熱体方向に外気を誘引させながら噴出する電気掃除機を提供する(請求項1)。
上述のように、本発明の電気掃除機は、噴出手段からの排気を伝熱体方向に外気を誘引させながら噴出することにより排気熱を冷却するので、伝熱体を冷却するためのファンが不要であり、コンパクトで低コストな排気冷却が可能となる。
また、上述の本発明における排気冷却を更にコンパクトにする観点から、本発明の電気掃除機においては、前記伝熱体を前記電気掃除機本体の外殻の一部を兼ね、前記噴出手段からの排気を前記電気掃除機本体の外殻に沿わせて、外気を誘引させながら噴出することが好ましい(請求項2)。
この構成とすることにより、伝熱体が掃除機本体の一部を兼用できるので、伝熱体の配置スペースがコンパクトに納まる。また伝熱体が直接外気に露出することになるので、電気掃除機の運転を停止した際に排気風路に残る余熱が放熱しやすくなる。
また、上述の本発明における伝熱体の冷却性能を向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記伝熱体は、前記噴出手段による誘引空気が流れる面を襞折状に凹凸を設けることが好ましい(請求項3)。
この構成とすることにより、小さな容積で大きな伝熱面積を得ることができる。また伝熱体内の風路面積を小さくすれば風路内を通過する排気の流速を大きくすることができるので、伝熱体内面の熱伝達率が大きくなる。さらに噴出手段により誘引される外気は、伝熱体の襞折状凹凸の隙間を通過する際に、複雑な流れとなり熱伝達率が向上する。
以上のように襞折状凹凸を設けた伝熱体を用いることにより、伝熱面積が確保でき、熱伝達率が向上できるので、排気の冷却性能を向上させることができる。
また、上述の本発明における伝熱体の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記伝熱体の前記噴出手段による誘引空気が流れる面を熱伝導性の良好な材料により構成することが好ましい(請求項4)。
この構成とすることにより、伝熱体内面から伝熱体外面への伝熱性能が向上するので伝熱体内を通過する排気の冷却性能を上げることができる。伝熱体に用いる熱伝導性の良好な材料として、例えば鉄・ステンレス・アルミなどの金属材料や、熱伝導性のフィラーを充填した樹脂材料などがある。この熱伝導性フィラーとしては金属粉末やグラファイト、カーボン、セラミックなどがある。
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記噴出手段として、前記排気風路の排気の一部を外気に噴出する噴出ノズル部と、前記噴出ノズル部より噴出される排気および、この噴出される排気により誘引される外気を下流方向に誘導するガイド部とを有することが好ましい(請求項5)。
この構成とすることにより、噴出ノズル部より噴出される排気は、周囲の空気を噴流に誘引して噴流に巻き込みながら流れる。したがって、噴流周辺は誘引作用によって負圧となり、噴流方向に空気の流れが形成される。そしてガイド部によって噴流を下流方向に誘導することによって、噴流の流れを効率的に伝熱体に沿わせて流すことができる。いわゆるエジェクタ効果を用いたこの構成によって、噴出された排気は外気を誘引して温度が下がると共に風量が増加し、伝熱体を効果的に冷却することができる。
また、上述の本発明における熱交換手段の軽量化の観点から、本発明の電気掃除機において前記伝熱体は、並列に配置された複数の管状体の内部を通る第1の風路と、前記複数の管状体の各々の隙間、並びに、前記複数の管状体を覆うケース体と前記複数の管状体との隙間により形成された第2の風路とを備え、前記噴出手段から噴出する排気により外気を誘引しながら前記第2の風路に誘引空気を流し、前記排気風路の途中に前記第1の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とすることが好ましい(請求項6)。
この構成にすることにより、熱交換手段の冷却性能が高く維持しつつ軽量化が実現できる。すなわち、伝熱体を管状体とすることで内圧に対して肉厚を薄く構成できるので、伝熱性能が向上しかつ軽量化することができる。
本発明によれば、循環空気の冷却をコンパクトで低コストに行える排気循環式の電気掃除機を提供することができるようになる。
以下、図面を参照しながら本発明の電気掃除機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(実施形態の1)
図1は本発明の電気掃除機の実施の形態1の平面方向の断面を示す模式図、図2は同、電気掃除機の本体の側方断面での構成を示す模式図、図3は同電気掃除機の本体の平面方向の断面図である。
図1は本発明の電気掃除機の実施の形態1の平面方向の断面を示す模式図、図2は同、電気掃除機の本体の側方断面での構成を示す模式図、図3は同電気掃除機の本体の平面方向の断面図である。
図1〜3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。掃除機本体1の前方には、ホース4、延長管5が順次接続されており、延長管5の先端に吸込口体6が取り付けられている。
掃除機本体1は、前方に空気を吸引する吸気口7と排気を排出する排気口8を有した電動送風機9を内蔵する電動送風機室10と、コードリールもしくは蓄電池を内蔵する電源供給室11と、前記電動送風機9の負圧側である吸気口7に設けられた集塵室12と、この集塵室12と吸込口体6とを連通し、吸込口体6より吸引した塵埃を集塵室12に導く吸込風路14と、前記電動送風機9の正圧側である排気口8より排出される排気を吸込口体6に導く排気風路13を有している。
したがって、ホース4、延長管5、吸込口体6にはそれぞれ連通する吸込風路14と排気風路13とを有しており、吸込口体6には排気風路13排気が還流するので、この還流を床面に吹付けることによって塵埃を浮かして吸込風路14へ搬送できるので、吸込口体6が床面に吸着することなく効率的に塵埃を集塵することができる。
排気風路13の排気口8近傍に、内部に排気を通過させる風路15を有した伝熱体16と、伝熱体16と隙間17を設けて周囲を覆うケース体18と、排気風路13の排気の一部を外気に噴出する噴出手段19とを備え、噴出手段19から噴出する排気によって外気を誘引し、この噴流を隙間17に向けて噴出すことで、伝熱体16の外表面に外気を触れさせて排気熱を放熱させるように配置している。
伝熱体16は、噴出手段19による誘引空気が流れる面を襞折状に凹凸を設けており、小さな容積で広い放熱面積を確保している。また、噴出手段19は、伝熱体16下流から排気を取入れ微孔より外気に噴出する噴出手段19と、噴出ノズル部20より噴出される排気および、この噴出される排気により誘引される外気を下流の伝熱体の隙間17に向けて誘導するガイド部21とを有している。
図1〜3において実線の矢印は電動送風機9により循環する空気の流れを示し、破線の矢印は噴出手段19により外気を誘引して取り入れ、隙間17を経て排出する流れを示している。
伝熱体16の風路15内の排気の流れ方向に対して、伝熱体16周囲を流れる噴流は逆方向としている。すなわち、噴流は排気の下流側から上流側へと流れる。いわゆる対向流にすることによって伝熱体16全体から効率よく放熱させることできる。
集塵室12内には集塵袋25が取替え自在に配置され、吸込口体6により吸引された塵埃がこの集塵袋25によりトラップされる。
次に図4、図5、図6を用いて伝熱体16および噴出手段19の構成について説明する
。
図4は本発明の電気掃除機の実施の形態1の伝熱体16のケース体18とガイド部21を取り外した状態と噴出手段19を示す斜視図、図5は同、電気掃除機の伝熱体16の横断面図、図6は同、電気掃除機の伝熱体16および噴出手段19の縦断面図である。ここでの縦は排気の流れ方向を示し、横は排気の流れの直交方向を示す。
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図4は本発明の電気掃除機の実施の形態1の伝熱体16のケース体18とガイド部21を取り外した状態と噴出手段19を示す斜視図、図5は同、電気掃除機の伝熱体16の横断面図、図6は同、電気掃除機の伝熱体16および噴出手段19の縦断面図である。ここでの縦は排気の流れ方向を示し、横は排気の流れの直交方向を示す。
図4〜6において伝熱体16は、表面に襞折状の凹凸部30を設けた表板31と、内部に排気の風路15を形成するように表板31と接合する裏板32で構成し、裏板32には風路15へ排気を導く排気入り口33と、風路15を通過した排気を排出する排気出口34を備えている。
表板31の凹凸部30の左右の終端部に凹凸部30と平行に側板35を設け、表板31と所定間隔を空けて対向してケース体18を設け、この表板31と側板35とケース体18により形成される隙間17に冷却風を通過させる。また、表板31は熱伝導性を向上するため、金属粉をフィラーとして煉りこんだ樹脂を用いている。
噴出手段19は、排気出口34近傍より取出した排気を、凹凸部30に向けて噴出する噴出ノズル部20と、噴出ノズル部20より噴出される排気および、この噴出される排気により誘引される外気を凹凸部30方向に誘導するガイド部21により構成している。
噴出ノズル部20は、表板31とケース体18との間に形成される隙間17に対向するように配置した翼状のノズルヘッド38に、複数の丸穴39を直線的に配列し、導入管40により排気をノズルヘッド38に導いて、排気を丸穴39より高速に噴出する。
ガイド部21は、隙間17とノズルヘッド38の間にスリット状のベルマウス41を構成しており、丸穴39より噴出される排気は、周囲の空気を噴流に巻き込みながら、次第に拡散してゆく、そして噴流はガイド部21でベルマウス41内に流れ込み、噴流とベルマウス41内面との隙間に負圧が発生させ、更にガイド部21上流側の空気を誘引して、ガイド部21下流へと流れる。
ガイド部21の下流に噴出される流れは、凹凸部30周囲の隙間17を通過する。したがって風路15に流れる高温の排気が冷却される。例えば、排気温度が50℃で風量2m3/minで、外気温度20℃であったとして、そのうち噴出ノズル部20から2割(0.4m3/min)の排気を噴出させ、噴出量の2倍の外気を誘引したとすると、風量1.2m3/minで噴流温度30℃となる。この30℃の空気と50℃の排気が伝熱体16を介して熱交換される。
ただし、噴出ノズル部20から噴出される排気は、伝熱体16の下流側であるので、伝熱体16での熱交換によって排気温度が50℃から40℃まで低下するとすれば、噴出ノズル部20から噴出する排気温度40℃と外気温度20℃の混合噴流温度は約27℃となり更に放熱性能は高まる。このように、誘引空気の割合が冷却性能に大きく左右するので、極力誘引空気割合を多くすることが望ましい。
また、排気量の2割を外気に排出すると、吸込口体6(図1)から2割の外気が吸い込まれることになり、吸込口体6の下流の吸気温度は更に低下する。
吸込口体6では8割の排気が還流されるので、床面の塵埃を浮かし搬送するには充分な風量が確保される。また、2割の外気が吸込口体6に吸い込まれるので、吸込口体6内は負圧となり、還流された排気が吸込口体6の外に漏れにくくなり、吸込口体6周辺の軽い塵埃を吹飛ばしてしまうことが軽減される。
吸込口体6では8割の排気が還流されるので、床面の塵埃を浮かし搬送するには充分な風量が確保される。また、2割の外気が吸込口体6に吸い込まれるので、吸込口体6内は負圧となり、還流された排気が吸込口体6の外に漏れにくくなり、吸込口体6周辺の軽い塵埃を吹飛ばしてしまうことが軽減される。
以上の構成により、図1に示すように電動送風機9を運転すると、集塵室12および吸込風路14が負圧となり吸込口体6から電動送風機9に向けて吸引の流れが発生する。そしてこの流れに乗って吸込口体6の接している被掃除面である床面から塵埃が吸引され、集塵袋25にトラップされる。一方、電動送風機9からの排気は、電動送風機室10の排気口8から排気風路13を経て、吸込口体6内部で被掃除面に吹出される。この排気の噴出流によって床面の塵埃は吸込風路14に誘導されるので、吸込み風に依存することなく塵埃の吸引が可能となる。
排気風路13の上流側の電動送風機9近傍に配置された伝熱体16は、内部の風路15を通過すると同時に、伝熱体16の周囲の隙間17に噴出手段19により噴出した外気誘引噴流が通過するので、風路15を通過中の排気は効率よく冷却さる。
この噴出手段19は伝熱体16の下流の排気の一部を噴出して、外気を誘引して伝熱体16に噴付けて、排気を冷却するので、冷却ファンが不要で、こうしたファンの設置スペースも必要ないし、ファンのコストも掛からない。
この噴出手段19は伝熱体16の下流の排気の一部を噴出して、外気を誘引して伝熱体16に噴付けて、排気を冷却するので、冷却ファンが不要で、こうしたファンの設置スペースも必要ないし、ファンのコストも掛からない。
以上、本発明の電気掃除機における第1実施形態の熱交換手段について説明したが、本発明の電気掃除機は上述した第1実施形態の金属粉を煉りこんだ樹脂の伝熱体に限定されるものではない。例えば、無垢の樹脂でもよいし、アルミや銅などの金属やセラミックでもよい。また襞折状の凹凸形状ではなく、フィンを設けるなどによって熱伝達効率を上げるようにしてもよい。
また、本発明の電気掃除機における第1実施形態の集塵室は、集塵袋により塵埃を捕集する構造としたが、塵埃を遠心分離して捕集するサイクロン式の集塵室としてもよい。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図7は同、実施の形態2の電気掃除機本体の平面方向の断面図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態2に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図7は同、実施の形態2の電気掃除機本体の平面方向の断面図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
図7に示すように実施の形態1と異なるのは、実施の形態1に設けていた伝熱体16のケース体18(図6)と側板35(図5)および、噴出手段19のガイド部21(図6)を無くした点にある。すなわち、伝熱体16の凹凸部30と噴出手段19の噴出ノズル部20が外部に開放した状態になり、この凹凸部30が掃除機本体1の外郭の後部を兼ねる構成となる。
そして、噴出ノズル部20から排気の一部が噴出されると、排気の噴流は周囲の外気を誘引しながら凹凸部30に沿って流れ、伝熱体16内の風路15を通過する排気と熱交換され冷やされる。
この構成とすることにより、よりコンパクトで簡単な構造となり、低コストが実現できる。また、凹凸部30が直接外気に開放されているので、運転停止時にも自然対流が促進され、排気風路13内の排気の冷却が早まり、再起動時における電動送風機9の温度上昇を遅延させることができ、電動送風機9の寿命を延ばすことができる。
なお、本発明の電気掃除機における実施の形態2の伝熱体16の凹凸部30の方向は、水平方向に凹凸を設けたが、これを垂直方向として排気を上方から下方へ流すようにし、噴出ノズル部20を下端より上方に排気を噴出するようにしてもよい。このようにすると、噴流空気は上方に流れるので、床面付近のごみを舞い上げることがない。また、運転停止した場合の自然対流が垂直方向に凹凸部に沿って流れやすいので、より放熱が促進される。
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図8は同、実施の形態3の電気掃除機本体の平面方向の断面図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態3に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図8は同、実施の形態3の電気掃除機本体の平面方向の断面図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
図8に示すように実施の形態1と異なるのは、排気風路13の排気口8近傍に、内部に排気を通過させる複数の管状の伝熱体50を並列に配置してなる第1の風路51と、前記複数の管状の伝熱体50の各々の隙間、並びに、前記複数の管状の伝熱体50を覆うケース体52と前記複数の管状の伝熱体50との隙間により形成された第2の風路53とを備え、噴出手段54から噴出する排気により外気を誘引しながら第2の風路53に誘引空気を流し、伝熱体50の外表面に誘引空気を触れさせて排気熱を放熱させる構成としている。
図8において実線の矢印は電動送風機9により循環する空気の流れを示し、破線の矢印は噴出手段54により誘引空気を取り入れ第2の風路53を経て外部に排出される流れを示している。
第1の風路51内の排気の流れ方向に対して、伝熱体50周囲を流れる誘引空気は逆方向としている。すなわち、誘引空気は排気の下流側から上流側へと流れる。いわゆる対向流にすることによって伝熱体50全体から効率よく放熱させることできる。
また、第2の風路53内に配置したバッフル板55により第2の風路53内で誘引空気を蛇行させて、流れの偏りを防止しているので、放熱の効率を向上させることができる。
次に図9を用いて伝熱体50の構成について説明する。
図9は本発明の電気掃除機の実施の形態3の伝熱体を示す斜視図である。
図9において管状の伝熱体50は、薄肉(例えば0.2mm程度)の樹脂パイプ60と、端板A61と端板B62とから成り、75本の樹脂パイプ60を等間隔に隙間を空けて平行に配置し、樹脂パイプ60両端を端板A61と端板B62に挟持するように配置する。端板A61と端板B62には、樹脂パイプ60の当接位置に樹脂パイプ60と同径の孔が設けられ、樹脂パイプ60両端を端板A61と端板B62の孔に差込み溶着して構成されている。
図9は本発明の電気掃除機の実施の形態3の伝熱体を示す斜視図である。
図9において管状の伝熱体50は、薄肉(例えば0.2mm程度)の樹脂パイプ60と、端板A61と端板B62とから成り、75本の樹脂パイプ60を等間隔に隙間を空けて平行に配置し、樹脂パイプ60両端を端板A61と端板B62に挟持するように配置する。端板A61と端板B62には、樹脂パイプ60の当接位置に樹脂パイプ60と同径の孔が設けられ、樹脂パイプ60両端を端板A61と端板B62の孔に差込み溶着して構成されている。
この樹脂パイプ60の内部空間は第1の風路51が形成されていて、この直径は2mmから10mmの間で設定するのがよく、特に3mmから8mmが好ましい。本実施の形態では直径5mmを採用した。
これは、第1の風路51の直径である樹脂パイプの内径を小さくして、その分本数を増やすほど、総風路面積に対する外気に接する伝熱表面積の割合を大きくすることができるので伝熱効率は向上する。しかし、この径が小さくなると、内表面における空気の粘性の影響が大きくなり流路抵抗が大きくなってしまう。したがって、内径を2mm以下にすると流路抵抗が大きくなりすぎて、電動送風機の風量低下が著しく大きくなってしまう。
また、風路面積に対する管状体の肉厚の割合が無視できなくなるため、全体サイズや重量が増加してしまう。したがって第1の風路51の直径を2mm以下にすると流路抵抗や重量が大きくなり、使用できなくなる。
また、風路面積に対する管状体の肉厚の割合が無視できなくなるため、全体サイズや重量が増加してしまう。したがって第1の風路51の直径を2mm以下にすると流路抵抗や重量が大きくなり、使用できなくなる。
一方、第1の風路51の直径を10mm以上にして、樹脂パイプの本数を減らすと、逆に伝熱効率が低下してしまい、効率的な放熱ができなくなる。
以上のように樹脂パイプ60の内径は伝熱効率、流路抵抗、重量の観点から最適条件が存
在する。
以上のように樹脂パイプ60の内径は伝熱効率、流路抵抗、重量の観点から最適条件が存
在する。
また本実施形態では直径5mmの第1の風路51を75本並列に使用しているので、風路の総面積が約1470mm2となる。排気風量が1m3/minの時に風路内の風速が約11m/sあるので、伝熱体50内面での熱伝達率は充分高いレベル(約60W/m2・K)を維持できる。
この熱伝達率は第1の風路51の風速に依存し、風速が大きいほど熱伝達率は大きくなる。したがって排気風量が一定であれば風路の総面積を小さくすると風速が上がり、熱伝達率は上昇する。しかしこの風路の総面積が小さくなると、風路の圧力損失が大きくなって、排気風量が低下するので、風路の総面積を小さくしすぎると逆に伝熱性能は悪化してしまう。
よって、この第1風路の総面積は300mm2から2500mm2が伝熱性能がよく圧力損失が実用レベルである範囲となる。更に好ましくは500mm2から2000mm2の範囲となる。
また本実施形態の伝熱体50は、樹脂の肉厚0.2mmの円筒パイプを使用している。一般に樹脂は金属に比べ4桁程度熱伝導率が劣るが、伝熱幅すなわち肉厚が充分に薄ければ、伝熱性能全体への影響は小さくなり、問題なくなる。しかし、肉厚を薄くするとパイプとしての強度が低下するため限界がある。
伝熱体50の肉厚は、0.05mmから0.5mmとすることによって、強度を確保して伝熱性能の優れた樹脂パイプが得られる。更に肉厚が0.1mmから0.3mmが好ましい。
伝熱体50の肉厚は、0.05mmから0.5mmとすることによって、強度を確保して伝熱性能の優れた樹脂パイプが得られる。更に肉厚が0.1mmから0.3mmが好ましい。
このように、薄肉のパイプを等間隔に隙間を空けて平行に配置することによって、小さな容積でも排気と外気との伝熱面積を大きくすることができる。また、薄肉によって熱抵抗を小さくし、パイプ形状にすることによって、薄肉でも耐圧性を確保できる。
以上の構成により、排気風路13の上流側の電動送風機9近傍に配置された伝熱体50は、排気が複数の第1の風路51を通過すると同時に、伝熱体50の周囲の第2の風路53を噴出手段54により誘引空気が流れるので、第1の風路51を通過中の排気は誘引空気により効率よく冷却さる。
以上、本発明の電気掃除機における実施の形態3の樹脂の円筒の伝熱体について説明したが、この材質または形状に限定されるものではない。例えば、アルミや銅などの金属パイプでもよく、楕円形状や多角形状でもよい。また均一な表面ではなく表面に凹凸を成形したり、フィンを設けるなどによって熱伝達効率を上げるようにしてもよい。
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図10は同実施の形態4の電気掃除機の全体断面構成を示す模式図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態4に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図10は同実施の形態4の電気掃除機の全体断面構成を示す模式図である。なお、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
図10に示すように実施の形態1と異なるのはアプライト式の電気掃除機に展開した点にある。
本実施の形態4は、掃除機本体70と、この掃除機本体70の下部に配置した吸込口体71と、掃除機本体70の上部に操作用のグリップ72が設けられている。
掃除機本体70は、電動送風機73の負圧側に集塵室74を介して吸込口体71と連通す
る吸込風路75を設け、電動送風機73の正圧側は吸込口体71と連通する排気風路76を設けている。
掃除機本体70は、電動送風機73の負圧側に集塵室74を介して吸込口体71と連通す
る吸込風路75を設け、電動送風機73の正圧側は吸込口体71と連通する排気風路76を設けている。
伝熱体77は、掃除機本体70内の排気風路76の中央部に配置し、内部に風路78を形成する凹凸部79を備え、この凹凸部79に対向するケース体80を配置している。この凹凸部79とケース体80の間に冷却風路81が形成される。
噴出手段82は、実施の形態1と同様に伝熱体77下流から排気を取入れ微孔より外気に噴出する噴出ノズル部83と、噴出ノズル部83より噴出される排気および、この噴出される排気により誘引される外気を下流の冷却風路81に向けて誘導するガイド部84とを有している。
集塵室74は、サイクロン式であり、1次旋廻分離室85、1次集塵室86、2次旋廻分離室87、2次集塵室88より構成されている。
以上のようにアプライト式の掃除機は、ホースや延長管に相当する部位がないため、排気風路76が短くなり、排気熱を排気風路76から放熱させることがほとんどできない構成となる。したがって充分な放熱性能を備えた伝熱体77が不可欠であり、加えて本実施の形態4のように噴出手段82からの排気の噴流に外気を誘引させて伝熱体77に吹付けることでコンパクトで低コストな放熱構成が可能となる。
本発明の電気掃除機は、簡単な構成で循環空気の熱を放熱できるので、家庭用だけでなく業務用など各種排気循環式掃除機に使用できる。
1 掃除機本体
6 吸込口体
9 電動送風機
12 集塵室
13 排気風路
14 吸込風路
15 風路
16 伝熱体
18 ケース体
19 噴出手段
20 噴出ノズル
21 ガイド部
30 凹凸部
51 第1の風路
53 第2の風路
6 吸込口体
9 電動送風機
12 集塵室
13 排気風路
14 吸込風路
15 風路
16 伝熱体
18 ケース体
19 噴出手段
20 噴出ノズル
21 ガイド部
30 凹凸部
51 第1の風路
53 第2の風路
Claims (6)
- 電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、
被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、
前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、
前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、
前記排気風路の排気の一部を外気に噴出する噴出手段と、
内部に前記排気風路の排気を通す風路を有した伝熱体と、を備え、
前記噴出手段からの排気を前記伝熱体方向に外気を誘引させながら噴出する電気掃除機。 - 前記伝熱体を前記掃除機本体の外殻の一部を兼ね、
前記噴出手段からの排気を前記掃除機本体の外殻に沿わせて、外気を誘引させながら噴出する請求項1に記載の電気掃除機。 - 前記伝熱体は、
前記噴出手段による誘引空気が流れる面を襞折状に凹凸を設けた請求項1または2に記載の電気掃除機。 - 前記伝熱体は、
前記噴出手段による誘引空気が流れる面を熱伝導性の良好な材料により構成した請求項1から3のいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記噴出手段は、
前記排気風路の排気の一部を外気に噴出する噴出ノズル部と、
前記噴出ノズル部より噴出される排気および、この噴出される排気により誘引される外気を下流方向に誘導するガイド部と、を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 前記伝熱体は、
並列に配置された複数の管状体の内部を通る第1の風路と、
前記複数の管状体の各々の隙間、並びに、前記複数の管状体を覆うケース体と前記複数の管状体との隙間により形成された第2の風路と、を備え、
前記噴出手段から噴出する排気により外気を誘引しながら前記第2の風路に誘引空気を流し、
前記排気風路の途中に前記第1の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とした請求項1に記載の電気掃除機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011276779A JP2013126477A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011276779A JP2013126477A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 電気掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013126477A true JP2013126477A (ja) | 2013-06-27 |
Family
ID=48777380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011276779A Pending JP2013126477A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013126477A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110448243A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 安克创新科技股份有限公司 | 尘盒组件和自移动清洁装置 |
-
2011
- 2011-12-19 JP JP2011276779A patent/JP2013126477A/ja active Pending
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CN110448243A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 安克创新科技股份有限公司 | 尘盒组件和自移动清洁装置 |
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