JP3838272B2

JP3838272B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP3838272B2
Application number: JP2006040577A
Authority: JP
Inventors: 正宣広田; 幸一中野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: JP2006130347A

Description

本発明は、脱臭材料を用いて吸引した塵埃の臭気を除去し、排気の臭気を低減する電気掃除機に関するものである。

近年、住環境の快適性が求められるなか、電気掃除機においても、クリーン機能向上へのニーズが年々高まっており、特に排気に含まれる塵埃、臭気、細菌等に対する低減、除去のニーズは、最もニーズが高い。

従来の電気掃除機の排気脱臭に関しては、排気経路に脱臭フィルターを搭載する構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−２３１０１９号公報

しかしながら、前記排気経路に脱臭フィルターを搭載する方法では、電動送風機の風量が大きいため、脱臭フィルター中の消臭剤と臭気との接触時間が短くなり、脱臭効率が小さく臭気の低減も小さいという課題を有していた。

また、脱臭性能を高めるため脱臭フィルターの容量を増加させた場合には、排気抵抗も増加し、電動送風機の吸引力が低下するという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電気掃除機使用時の排気に含まれる臭気を大幅に低減する電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機本体内に配置され塵埃を収集する集塵室と、この集塵室に塵埃を吸引させる電動送風機と、前記掃除機本体に接続され前記集塵室の上流と連通し塵埃を吸引導入する吸引管と、前記吸引管に連通して設けられ脱臭材を収納する収納室と、前記収納室の底部に設けた脱臭材投入手段と、前記収納室内で前記脱臭材投入手段に接触状態で収納された固形化した脱臭材と、前記吸引管に設置され前記脱臭材投入手段を振動させる振動手段とを備え、前記振動手段により前記脱臭材投入手段を振動させることにより前記固形化した脱臭材を強制的に切削し粉化させて吸引管内に投入し、前記電動送風機の吸引風により集塵室内に投入する構成としたものである。

これによって、塵埃との接触率が高い粉体状態の脱臭材を容易に作り出せ、吸引した塵埃に対して、脱臭材を粉体状態で定量的に吸引風路途中の吸引管内に投入することができ、脱臭材と直接接触し混ざり合った塵埃は、脱臭材による直接吸着により効率良く臭気が除去されることになり、集塵室内の臭気が低減され、運転時の排気に含まれる臭気が大幅に低減できるばかりでなく、運転停止時でも集塵室内に臭気が滞留することもないため、次回運転時に高濃度の臭気を含んだ空気が排出されることもなくなり、掃除作業時の室内環境を常に快適な状態に維持することとなる。また、固形化された脱臭材内部は水分等を吸着し難くなるため、固形化された脱臭材そのものの劣化等も防止でき、耐久性も増し、性能が向上するものである。
また、集塵室とは別体で脱臭材投入部を構成することで、集塵室の種類、構成に影響を受けず、脱臭材の投入機構を構築することができ、集塵室形態が異なる紙パック方式や遠心分離型方式の掃除機本体であっても、脱臭材投入機構を備えた吸引管を掃除機本体に接続することで同様に上記脱臭効果を得ることができるものである。

本発明の電気掃除機は、固形化した脱臭材を粉体状態で定量的に吸引した塵埃に対し投入することができ、電気掃除機運転時の排気のクリーンレベルを大幅に高めることができるものである。

第１の発明は、掃除機本体内に配置され塵埃を収集する集塵室と、この集塵室に塵埃を吸引させる電動送風機と、前記掃除機本体に接続され前記集塵室の上流と連通し塵埃を吸引導入する吸引管と、前記吸引管に連通して設けられ脱臭材を収納する収納室と、前記収納室の底部に設けた脱臭材投入手段と、前記収納室内で前記脱臭材投入手段に接触状態で収納された固形化した脱臭材と、前記吸引管に設置され前記脱臭材投入手段を振動させる振動手段とを備え、前記振動手段により前記脱臭材投入手段を振動させることにより前記固形化した脱臭材を強制的に切削し粉化させて吸引管内に投入し、前記電動送風機の吸引風により集塵室内に投入する構成としたことにより、塵埃との接触率が高い粉体状態の脱臭材を容易に作り出せ、吸引した塵埃に対して、脱臭材を粉体状態で定量的に吸引風路途中の吸引管内に投入することができ、脱臭材と直接接触し混ざり合った塵埃は、脱臭材による直接吸着により効率良く臭気が除去されることになり、集塵室内の臭気が低減され、運転時の排気に含まれる臭気が大幅に低減できるばかりでなく、運転停止時でも集塵室内に臭気が滞留することもないため、次回運転時に高濃度の臭気を含んだ空気が排出されることもなくなり、掃除作業時の室内環境を常に快適な状態に維持することとなる。また、固形化された脱臭材内部は水分等を吸着し難くなるため、固形化された脱臭材そのものの劣化等も防止でき、耐久性も増し、性能が向上するものである。
また、集塵室とは別体で脱臭材投入部を構成することで、集塵室の種類、構成に影響を受けず、脱臭材の投入機構を構築することができ、集塵室形態が異なる紙パック方式や遠心分離型方式の掃除機本体であっても、脱臭材投入機構を備えた吸引管を掃除機本体に接続することで同様に上記脱臭効果を得ることができるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の脱臭材を収納する収納室に蓋を備え、前記蓋と脱臭材との間に弾性手段を設けることで脱臭材投入手段に対し前記脱臭材を一定の力で押しつける構成としたことにより、固形化した脱臭材を切削し粉化させる切削量を安定にできる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の脱臭材は、粒径が１００ミクロン未満の粉体状態の脱臭材料をバインダーを介して固形化したものとしたことにより、粉体状態の脱臭材は、重量当たりの表面積が大きいため、臭気の吸着容量が大きく、さらに静電気を帯びやすいため、塵埃と混合した場合に容易に付着し、臭気を直接除去でき、さらに電動送風機が発生する吸引気流の力で、堆積塵埃の内部にも容易に拡散し、堆積塵埃内部の臭気も除去でき、また、この粉体状態の脱臭材をバインダーを介して固形化することで、収納室への設置が容易になり、また固形化により外気との接触を最小限にできるため、長期に渡って脱臭材の性能を保持することも可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の構造断面図である。図１において、電気掃除機の本体１内には、集塵室２、および電動送風機３が配置されており、また、本体１前部には、集塵室２と連通して、吸引口４が開口しており、床面などから塵埃を吸引、導入するための吸引管５が接続されている。掃除作業は、電動送風機３の作動により吸引風を発生させて、塵埃を吸引することにより、吸引管５を経て、塵埃が集塵室２に貯留し、吸引気流のみが、除塵手段を通過して細塵が除去された状態で本体１外へ排出される。

次に図１及び図２の脱臭材投入部の要部拡大断面図を参照しながら説明する。集塵室２以前の吸引管５の連通上部には、収納室６が設置されており、収納室６内に脱臭材７が装填されている。前記脱臭材７は、平均粒径が２０ミクロンの活性炭粉末をコロイダルシリカをバインダーとして、角柱状に成形し固形化したものである。

吸引管５内に面した収納室６の底部には、脱臭材投入手段８が組み込まれている。脱臭材投入手段８は、図３に示すように、複数の金属製の薄板が等間隔に枠状の治具により固定されているものであり、薄板の端面が脱臭材７を支持している。前記脱臭材投入手段８において、薄板の長手方向と垂直の方向に振幅動作が起きると、脱臭材７の接触面が表層から一定幅切削され、切削された時にかかる衝撃により、脱臭材７は、バインダーと活性炭粉末の結合が切れて、再び粉末状態に戻りながら、吸引管５内に落下する。

前記脱臭材投入手段８の振幅動作は、電磁式バイブレータ等の振動手段９を用いると安定した振幅を発生させることができる。また脱臭材投入手段８を挟んだ振動手段９の対面には、バネ等の弾性手段１０を設置すると、振幅がより安定する。

また、脱臭材投入手段８に対して、脱臭材７を一定の力で押しつけることにより、切削量を安定できるため、脱臭材７と収納室６の蓋との間に弾性手段１０を設けた。

また、さらに脱臭材投入手段８の上流側には、塵埃検知手段１１として、赤外線センサーが吸引管５内に向けて設置されている。前記電動送風機３、脱臭材投入手段８、塵埃検知手段１１及び、電気掃除機に供給される電力を制御する電源回路１２、運転停止スイッチ１３は、図４の電気回路ブロック図に示すように構成されており、運転停止スイッチ１３により、電動送風機３および塵埃検知手段１１が起動し、塵埃検知手段１１は、吸引管５内に連続的に赤外線を照射し、塵埃が吸引されて、赤外線の照射量が変化するのを信号として検出し、脱臭材投入手段８を一定時間動作させ、脱臭材７を切削し、活性炭粉末を吸引管５内に投入する。投入された活性炭粉末は、塵埃と混合しながら集塵室２内へ気流に乗って移動する。

以上のように構成された電気掃除機を用いて、本発明の効果を調べた。

（実験例１）
上記の電気掃除機を用いて、実部屋の掃除を１５分間行った。対照実験として脱臭材７無しの条件と、上記の電気掃除機において塵埃検知手段１１無しの、図５の電気回路ブロック図に示すような、電動送風機３の動作中は、脱臭投入手段８が連続的に動作する条件の、計２条件電気掃除機を用いての実部屋の掃除も１５分間行った。この実部屋掃除を、３０日間続けた。排気臭気に対して官能的に意識しながら、掃除作業を継続した結果、脱臭材投入無しの対象実験の電気掃除機は、７日目くらいから運転開始直後の排気の臭気が気になったが、本実施の形態の電気掃除機および、塵埃検知手段１１無しの脱臭材投入の対照実験は、共に実験開始３０日目の試験終了時点でも、運転開始時、運転中とも排気の臭気が気になることはなかった。

次にこれらの電気掃除機を、１ｍ^３の密閉チャンバー内にセットし、１日静置したのち３０秒間運転させた。チャンバー内の空気を官能評価パネラー６名で、におい嗅ぎ官能評価を行った。結果は、本実施の形態は、平均の臭気強度が０．８であったのに対して、対照実験の脱臭材７なしの条件は、平均の臭気強度は２．８であり、塵埃検知手段１１無しの条件は、平均の臭気強度は、０．５であり、脱臭材７を投入する条件は全て、定量的にも臭気強度が大幅に低減されていることを確認した。

臭気強度１がにおいの検知閾値であることを考慮に入れると、本実施の形態および、対照実験の塵埃検知手段１１無しの条件は、両方とも臭気のない排気を実現している。

また、本実施の形態と対象実験の２条件とも、集塵室２内の塵埃は、ほぼ７０ｇ吸引しており、一方、脱臭材７の重量を測定すると、本実施の形態は０．７２ｇ、対照実験の方は２．０５ｇ、それぞれ重量が減少していた。つまり、集塵室２内の塵埃に対してそれぞれ、約１ｗｔ％および３ｗｔ％分投入されたことになる。排気臭の官能評価の結果と併せて考えると、脱臭材７の投入量は、塵埃量に対して１ｗｔ％投入されていれば十分であることがわかる。

以上の結果より、本実施の形態のように、吸引気流中に脱臭材７を投入し、塵埃と混合させることで、塵埃の臭気を除去し、電気掃除機の使用時に加え、運転停止中も集塵室２内で臭気が発生しないため、通常高濃度の臭気が排出されやすい運転開始時の排気に含まれる臭気も大幅に低減され、快適な空質環境で掃除作業を行うことができる。さらに、脱臭材７の投入を塵埃が吸引された時を検知して行うことで、脱臭効果を犠牲にすることなく、投入量を節約できるため、固形化した脱臭材７の定期的な追加頻度も少なくて済む。

尚、本実施の形態では、脱臭材投入手段８を動作させて脱臭材７を切削、投入する制御手段として、塵埃検知手段１１を使用したが、他の制御手段として、図６の電気回路ブロック図に示すように、集塵室２以降の排気風路に臭気検知手段１４を設置し、排気に含まれる臭気レベルの増加を検知して脱臭材投入手段８を動作させるものや、図７の電気回路ブロック図に示すように、使用者が任意に脱臭材投入手段８の作動停止を行える脱臭材投入スイッチ１５を設置して、使用者が掃除作業の際、定期的に脱臭材７を投入する場合でも、同様の脱臭効果や、脱臭材７投入量の節約効果が得られる。前記臭気検知手段１４としては、酸化物半導体式のガスセンサーを用いると、塵埃由来の複合臭気に対しても低濃度で検知が可能であり、脱臭材投入手段８を動作開始させるための臭気濃度レベルも幅広く設定できる。

また、本実施の形態では、脱臭材７として活性炭を使用したが、活性炭以外にも、ゼオライト等でも、塵埃からの複合臭気を低減させ、同様の効果が得られる。

また、前記収納室６に脱臭材を担持したものを用いると、更に排気に含まれる臭気レベルを低減することができる。

また、本実施の形態では、集塵室２として紙パック方式を用いて説明したが、塵埃と空気を遠心気流を発生させて分離する遠心分離型方式の集塵室２を用いてもよく、脱臭材７の投入機構は別体であるため集塵室２の形態に影響されず、同様の脱臭効果が得られる。遠心分離方式の場合は、気流が塵埃中を通過する割合が少なくなるため、排気に含まれる臭気はより低減される。

（実験例２）
脱臭材７のかわりに、粒径が約１〜２ｍｍの顆粒状の活性炭をバインダーで固めたものを本実施の形態の収納室６に装填し、実験例１と同様に実部屋の掃除実験を行った。終了後、同様にチャンバー試験を行ったところ、排気の臭気強度の平均は、２．５であり、顕著な脱臭効果は得られなかった。また顆粒状活性炭を固めた脱臭材の減少量は、５ｇであった。

この結果と、実験例１の結果より、どのような形状、粒径の脱臭材料を投入しても脱臭効果が得られるわけではなく、粉末状の脱臭材７を投入することが、最も臭気を低減できることを確認できた。また、粒径の大きい脱臭材料７を用いると、単位投入量が多くなり、脱臭材料の追加頻度が大幅に増加し、使い勝手の悪い脱臭方式になることも確認できた。

（実施の形態２）
本実施の形態では、脱臭材７の活性炭粉末量１０部に対して、抗菌材料１６として銀を５％含有するゼオライト粉末を２部加えて、バインダーとしてコロイダルシリカを用いて角柱状に成形、固形化した。

この成形物を、実施の形態１の電気掃除機の収納室６に装填し、前記実験例１と同様に実部屋の掃除実験を３０日間行った。実験終了後の集塵室内の塵埃から１ｇ採取し、界面活性剤を含む滅菌水に分散させ、分散後の水溶液を、標準寒天培地上に０．２ｍｌ塗布し、３５℃のインキュベーター内で４０時間培養した。対照実験として、実施の形態１の脱臭材７無しの塵埃も同様に培養した。

結果は、対照実験に比較し、本実施の形態は、９０％以上の菌数の低減が確認された。

以上より、脱臭材７に抗菌材料１６を加えることで、抗菌材料１６が直接塵埃に作用して集塵室２内の菌の繁殖を抑制し、排気の衛生レベルも向上する。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、固形化した脱臭材を粉体状態で定量的に集塵室内へ投入することができ、電気掃除機運転時の排気のクリーンレベルを大幅に高めることができ、家庭用掃除機の他に業務用掃除機、またさらに生ゴミ処理機の脱臭用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の構造断面図同、電気掃除機の脱臭材投入部の要部拡大断面図同、電気掃除機の脱臭材投入手段の動作状態を示す略斜視図同、制御手段として塵埃検知手段を用いる場合の電気回路ブロック図同、制御手段として電動送風機の動作と連動させる場合の電気回路ブロック図同、制御手段として臭気検知手段を用いる場合の電気回路ブロック図同、制御手段として投入手段動作スイッチを用いる場合の電気回路ブロック図

符号の説明

２集塵室
３電動送風機
５吸引管
６収納室
７脱臭材
８脱臭材投入手段
１１塵埃検知手段
１４臭気検知手段
１５脱臭材投入スイッチ
１６抗菌材料

Claims

掃除機本体内に配置され塵埃を収集する集塵室と、この集塵室に塵埃を吸引させる電動送風機と、前記掃除機本体に接続され前記集塵室の上流と連通し塵埃を吸引導入する吸引管と、前記吸引管に連通して設けられ脱臭材を収納する収納室と、前記収納室の底部に設けた脱臭材投入手段と、前記収納室内で前記脱臭材投入手段に接触状態で収納された固形化した脱臭材と、前記吸引管に設置され前記脱臭材投入手段を振動させる振動手段とを備え、前記振動手段により前記脱臭材投入手段を振動させることにより前記固形化した脱臭材を強制的に切削し粉化させて吸引管内に投入し、前記電動送風機の吸引風により集塵室内に投入する構成とした電気掃除機。
脱臭材を収納する収納室に蓋を備え、前記蓋と脱臭材との間に弾性手段を設けることで脱臭材投入手段に対し前記脱臭材を一定の力で押しつける構成とした請求項１に記載の電気掃除機。
脱臭材は、粒径が１００ミクロン未満の粉体状態の脱臭材料をバインダーを介して固形化したものとした請求項１〜２のいずれか１項に記載の電気掃除機。