JP3553081B2 - 改良ゴミ分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、サイクロン集塵手段によって空気流から塵埃やゴミの粒子を分離する装置に関し、詳細には、これに限定されるものではないが、吸引掃除機に使用されるサイクロン式ゴミ分離装置に関する。
サイクロン式ゴミ分離装置は、通常、円錐台状のサイクロン集塵器を備えており、円錐台のより直径の大きな端部には、円錐の接線方向から設けられた空気入口を有しており、直径の小さなほうの端部には、塵埃やゴミを収集する収集器につながる円錐開口部を有している。ゴミ収集器は、概ね円筒形状であり、前記円錐開口部に比べて直径はかなり大きく、通常は、円錐開口部の少なくとも３倍の直径を有している。動作時に、塵埃やゴミを運ぶ空気流が、前記空気入口を経由してサイクロン集塵器に入り込むが、その際、接線方向から空気入口を設けたことから、空気流は、サイクロン集塵器の内表面に沿って渦を巻くような動作に置かれる。空気流の空気の大半は、サイクロン集塵器の長軸方向に進んで当該サイクロンから抜け出し、サイクロン集塵器の直径の大きなほうの端部にあってその略中央に配置された出口通路を通って脱出する。残りの空気流は、塵埃やゴミを運びつつ角速度を高めながら、円錐開口部に向かって渦巻き状に進み、ゴミ収集器へ排出される。ゴミ収集器では、塵埃やゴミの粒子が、当該収集器の円筒壁に向かって投げ出され、その後、塵埃やゴミの粒子は円筒壁の下部領域で収集される。一方、残りの空気流は、円錐開口部と出口通路とを経由してゴミ収集器から脱出する。
サイクロン式ゴミ分離装置は、比較的コンパクトであることが一般に望ましく、とりわけ、装置の全長、即ち、サイクロン集塵器の長軸と平行な方向の寸法については、コンパクトであることが望ましい。当該装置が吸引掃除機に使用される場合、ゴミ分離装置をコンパクトなものとすれば、掃除機全体の全長を縮めたことになるし、掃除機の重心を低くすることになるので、安定性が増す。このことは、特に、直立型の吸引掃除機のみならず、円筒型の掃除機においても大きな利点となる。
本発明の目的は、ゴミ分離性能を殆ど損なうことなく、従来に比してコンパクトなゴミ分離装置を提供することにある。
本発明に従えば、添付書面請求の範囲の請求項１に記載のゴミ分離装置が提供される。また、その有利な特徴については、従属する請求項に記載される。
先に説明したようなゴミ分離装置では、当該装置を一定の面に対して傾けた状態にして使用することが、しばしば要請される。実用上の理由から全体の高さが制限されている直立型の吸引掃除機の場合では、清掃しようとする面の上を掃除機の吸い込み口が容易に移動できるように、使用時には、ゴミ分離装置を内蔵した掃除機本体を、吸い込み口に対して傾けた状態にする。また、円筒型の掃除機の場合では、掃除機の重心をできるだけ清掃しようとする面に近づけたほうが利点が大きいので、この目的のため、ゴミ分離装置を清掃しようとする面に対して傾けた状態にする。そこで、円錐形状、若しくは円錐台形状を含んだ基底面を有する収集器を設けることとした。このような構成によって、第１に装置を高くする必要なしに、ゴミ分離装置を傾けた状態にすることができる。基底面が円錐形状、若しくは円錐台形状である収集器を設けることは、実用的でないとして以前では採用されなかった。何故なら、基底面が平面形状の標準的な収集器と比較すると、分離した塵埃やゴミが、円錐開口部の近くに集まることになり、ひいては、分離した塵埃やゴミを、空気流に乗せて再び運ばせることになると考えられたからである。しかし、この考えが誤りであることがわかり、基底面が円錐形状、若しくは円錐台形状の収集器の分離性能は、基底面が平面形状の対応する収集器とほぼ同じであることがわかった。このような基底面が円錐形状、若しくは円錐台形状の収集器に、本発明の第２の態様に従って、前記基底面の中央から間隔をおいてゴミ保持手段を設けることは、装置の分離性能をさらに向上させることとなる。
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。尚、添付図面については、次の通りである。
図１は、空気流から塵埃やゴミを分離する従来の装置の断面側面図である。
図２は、図１の一部に対応した、本発明の第１の実施形態を示す断面側面図である。
図３は、図１の一部に対応した、本発明の第２の実施形態を示す断面側面図である。
図１は、内表面14を有する円錐台状のサイクロン集塵器12を備えた、空気流から塵埃やゴミを分離する従来の装置10を示すものである。サイクロン集塵器12の直径の大きなほうの端部には、空気入口16が配置されており、空気入口16は、サイクロン集塵器12内に空気を円錐台の接線方向から導入するように、当該サイクロン集塵器12と連絡している。
サイクロン集塵器12の直径の小さなほうの端部、つまり、空気入口16から離れたほうの端部には、円錐開口部18が設けられている。また、円錐開口部18を取り囲み、サイクロン集塵器12の外壁に対置して密閉された、空気流から分離した塵埃やゴミを収集するための収集器20が設けられている。収集器20の主要部は、概ね円筒形状であるが、概ね円筒の部分とサイクロン集塵器12との間にわたって、傾斜壁22が設けられている。収集器20は、円錐開口部18に対向して、つまりは、サイクロン集塵器12から離れたほうに、基底面24を有している。
使用時には、塵埃やゴミの粒子を乗せて運ぶ空気の流れである空気流が、入口16を経由してサイクロン集塵器12に入り込む。接線方向から入り込む構成であるので、ゴミを乗せた空気流は、サイクロン集塵器12の内部で渦を巻くような動作をとり、サイクロン集塵器12の内表面14に沿って、角速度を高めながら、円錐開口部18に向かって渦巻き状に進む。その際、ゴミを含まない清浄空気は、長軸に向かって内方向に移動し、出口所17に向かって上方向に移動することによってサイクロン集塵器12から抜け出す。残りの空気流が、円錐開口部18を経由して収集器20へ入り込むとすぐに、空気流に乗せられた塵埃やゴミの粒子が、収集器20の側壁に向かって投げ出される。その後、塵埃やゴミの粒子を実質的に含まないものとなった空気流は、円錐開口部18を経由して収集器20から脱出し、サイクロン集塵器12の直径の大きなほうの端部にあってその略中央に位置する出口所17を通ってサイクロン集塵器12を脱出する。
図２及び図３は、収集器20に収集された塵埃やゴミが、装置10内を循環する空気流に乗り再び運ばれる危険性を減じるべく考案された付加的手段を提供する本発明の構成を示すものである。この手段は、主として、基底面24と円錐開口部18との間の距離が8mm未満であるときに、若しくは、基底面24の形状が円錐形または円錐台形であるときに、適用される。
収集器20にある塵埃やゴミが空気流に乗り再び運ばれる危険性を少なくするために、壁30の形よりなる塵埃・ゴミ保持手段が、基底面24の上に設けられる。壁30は、基底面24に対して上方向に伸びており、ほぼ環状の形状となっている。しかし、環状と異なる他の平面形状を用いてもよい。環状壁30の直径ｄは、ほぼ70mmであるが、30mmから100mmの範囲内のいずれの値に変更してもよい。また、壁30の高さｗは、壁30と基底面24との接合部からほぼ55mmであるが、20mmから60mmの範囲内のいずれの値に変更してもよい。
壁30は、図２に示すように断面形状が先細りになっている。壁30の厚さは、基底面24との接合部に近い端部のほうが、接合部から遠い端部のほうより厚いものになっている。また、壁30の上端は、滑らかな端部を形成するよう円弧状に成形されている。
環状壁30が、図３に示すように円錐台形の基底面24と組み合わせて設置される場合、壁30と基底面24との接合部は、基底面24の円錐台部24a上にある。しかし、円形である中央部24bの直径が十分大きな場合は、壁30と基底面24との接合部が、中央平坦部24b上に設置されるものとしてもよい。
動作時には、塵埃やゴミを運ぶ空気が、円錐開口部18を通ってサイクロン集塵器12から排出されると、塵埃やゴミの粒子は、収集器20の外側の壁に向かって投げ出される。環状壁30は、これらの塵埃やゴミの粒子が基底面24の中央部の方へやって来るのを妨げ阻止するので、塵埃やゴミの粒子が空気流に乗り再び運ばれる危険性を少なくする。
上述したサイクロン式ゴミ分離装置は、多くの色々な状況のもとで、他より有利に使用できるものと想定される。そのうちでも、本発明の適用が最もふさわしいものは、吸引掃除機への適用であると考えられる。上述した本発明の各態様のいずれであっても、直立型の吸引掃除機にであれ円筒型の吸引掃除機にであれ、その重心を低くするために、及び／または、掃除機全体のサイズを小さくするために本発明を用いることができる。また、上述した本発明に係る装置を、いわゆる「低効率」サイクロンで特により大きなゴミや毛クズなどを除去すべく作製された他のサイクロン式ゴミ分離装置と組み合わせて使用してもよい。その場合、上述した本発明に係る装置は、空気流に乗り運ばれるより小さな塵埃やゴミの粒子のみを除去する役割を担うことになるだろう。
しかし、本発明は、これに限らず他の状況、技術分野のもとでも使用することができるものであり、例えば、内燃機関の排出物から塵埃やゴミの粒子を除去する場合にも使用できるものと考えられる。上述した本発明の原理は、このような状況に等しく適用できるものであり、他のサイクロン式分離装置と組み合わせて使用することに限定されるものではない。

Claims (10)

1. 形状が円錐台状で該円錐台の直径の大きなほうの端部またはその近傍に位置する円錐台の接線方向からの空気入口を有すると共に円錐台の直径の小さなほうの端部に位置する円錐開口部を有するサイクロン集塵器と、前記サイクロン集塵器によって空気流から分離された塵埃やゴミを収集するために前記円錐開口部を取り囲むように設けられ且つ該円錐開口部に対向する基底面と少なくとも１つの側壁とを有して密閉された収集器とを備え、空気流から塵埃やゴミを分離する装置であって、
   前記基底面上に、該基底面の中央及び前記収集器の側壁から間隔をおいて、開放上端部を有するゴミ保持壁が設けられ、該ゴミ保持壁は、前記基底面から前記円錐開口部より上方にまで延在していることを特徴とする装置。
2. 前記ゴミ保持壁は、上方向に伸びた環状壁であることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記環状壁は、該環状壁と前記基底面との接合部から上方向に10mmから60mmの範囲の任意の高さまで伸びていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記環状壁は、該環状壁と前記基底面との接合部から上方向にほぼ55mmの高さまで伸びていることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記環状壁の直径は、30mmから100mmの範囲にあることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の装置。
6. 前記環状壁の直径は、ほぼ70mmであることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記環状壁の厚さは、前記基底面との接合部に近い端部のほうが、接合部から遠い端部のほうより厚いことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記環状壁は、前記基底面との接合部から遠いほうの端部が円弧状に丸く形成されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の装置。
9. 前記基底面と前記円錐開口部との間の距離は8mm未満とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の装置を備えることを特徴とする吸引掃除機。

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