JP5077473B1 - サイクロン分離装置及び電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるサイクロン分離装置を提供する。
【解決手段】集塵ユニット２０は、旋回室２２、０次開口２３及び隔壁開口３１、０次集塵室２４、排出管３０を備える。旋回室２２は、流入口２１から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する。０次開口２３及び隔壁開口３１は、旋回室２２の側壁に形成される。排出管３０は、旋回室２２内の空気を排出するための排出口２５が形成される。０次集塵室２４は、０次開口２３及び隔壁開口３１を介して旋回室２２に通じ、旋回室２２で分離されたごみが捕集される。また、０次集塵室２４は、旋回室２２の旋回方向に沿って配置される。隔壁開口３１は、０次集塵室２４の空気が旋回方向に沿って旋回室２２に流入するように、０次開口２３よりも下流側に形成される。
【選択図】図７

Description

この発明は、サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置を搭載した電気掃除機とに関するものである。

サイクロン分離装置は、ごみ（塵埃）を含む空気（以下、「含塵空気」ともいう）を流入口から旋回室に取り込む。そして、旋回室で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によって含塵空気をごみと清浄空気とに分離する。旋回室において空気から分離されたごみは、集塵室に捕捉される。旋回室においてごみが取り除かれた空気（清浄空気）は、排出口から排出管に送られて、サイクロン分離装置の外に排出される。

下記特許文献１には、このような機能を備えたサイクロン分離装置が搭載された電気掃除機が開示されている。

特開２０１１−１６０８２８号公報

特許文献１に記載のものでは、集塵室に嵩の大きなごみが溜まると、隙間の多い状態で堆積する。このため、集塵室内のスペースに無駄が生じてしまい、ごみ捨ての頻度が増加するといった問題があった。

このような問題を解決するための提案もなされている。例えば、特開２００２−５１９５０号公報には、集塵室内に堆積したごみを圧縮するための手段を備えたサイクロン分離装置が提案されている。しかし、このサイクロン分離装置では、板状部材で集塵室内のごみを押さえ付けて圧縮するため、可動部の強度や寿命といった装置の信頼性に問題があった。また、可動部の上方に溜まったごみは圧縮することができず、ごみ捨て時には可動部等も清掃しなければならない。このため、捕集性能やメンテナンス性に問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるサイクロン分離装置と、このようなサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機とを提供することである。

この発明に係るサイクロン分離装置は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、旋回室の側壁に形成された第１開口及び第２開口と、第１開口及び第２開口を介して旋回室に通じ、旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、第２開口を覆う、複数の微細孔が形成されたメッシュ部材と、を備え、第１集塵室は、円筒状に形成され、旋回室をその全周に渡って取り囲むように旋回室の旋回方向に沿って配置され、第２開口は、第１集塵室の空気が旋回方向に沿って旋回室に流入するように、第１開口よりも下流側に複数形成され、上流側の第２開口は、開口面積が、下流側の第２開口の開口面積より小さいものである。
また、この発明に係るサイクロン分離装置は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、旋回室の側壁に形成された第１開口及び第２開口と、第１開口及び第２開口を介して旋回室に通じ、旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、を備え、第１集塵室は、旋回室の旋回方向に沿って配置され、第２開口は、第１集塵室の空気が旋回方向に沿って旋回室に流入するように、第１開口よりも下流側に複数形成され、上流側の第２開口は、開口面積が、下流側の第２開口の開口面積より小さいものである。
また、この発明に係るサイクロン分離装置は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、旋回室の側壁に形成された第１開口及び第２開口と、第１開口及び第２開口を介して旋回室に通じ、旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、を備え、第１集塵室は、旋回室の旋回方向に沿って配置され、第２開口は、第１集塵室の空気が旋回方向に沿って旋回室に流入するように、第１開口よりも下流側に形成され、旋回方向に対する下流側の端部の幅が、上流側の端部の幅よりも大きいものである。

この発明に係る電気掃除機は、上記サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置内に所定の気流を発生させる送風機と、を備えたものである。

この発明によれば、サイクロン分離装置及びサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機において、捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるようになる。

この発明の実施の形態１における電気掃除機の外観を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体の外観を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。 図３に示す掃除機本体のＡ−Ａ断面を示す図である。 この発明の実施の形態１における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における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。 図６に示す集塵ユニットのＢ−Ｂ断面を示す図である。 図７に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面を示す図である。 図７に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面を示す図である。 図７に示す集塵ユニットのＥ−Ｅ断面を示す図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す断面図である。 図１４に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面を示す図である。

添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図において、同一又は相当する部分には、同一の符号を付している。重複する説明については、適宜簡略化或いは省略している。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけ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１は、その要部が、吸込口体２、吸引パイプ３、取っ手４、接続パイプ５、サクションホース６、掃除機本体７から構成される。

吸込口体２は、下向きに形成された開口から、床面上のごみ（塵埃）を空気と一緒に吸い込むためのものである。
吸引パイプ３は、円筒状を呈する真直ぐな部材からなる。吸引パイプ３の吸気側端部は、吸込口体２の排気側の接続部に接続されている。

取っ手４は、掃除をする人が持って操作するためのものである。取っ手４は、吸引パイプ３の排気側端部に設けられている。取っ手４には、電気掃除機１の運転を制御（操作）するための操作スイッチが設けられている。
接続パイプ５は、途中で折れ曲がった円筒状の部材からなる。接続パイプ５は、一端部が、取っ手４に接続されている。接続パイプ５は、吸引パイプ３に対して斜めに配置される。

サクションホース６は、可撓性を備えた蛇腹状を呈する部材からなる。サクションホース６は、一端部が接続パイプ５の他端部に接続されている。
掃除機本体７は、ごみを含む空気（含塵空気）からごみを分離し、清流空気を室内に戻す（排出する）ためのものである。サクションホース６の他端部は、掃除機本体７に接続されている。掃除機本体７には、電動送風機１３（図１においては図示せず）や電源コード８が備えられている。電源コード８が外部電源に接続されることにより、電動送風機１３等の内部機器が通電する。電動送風機１３は、通電によって駆動し、所定の吸引動作を行う。

吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ５（及び、取っ手４の一部）、サクションホース６は、内部が一続きに形成されている。電動送風機１３が吸引動作を行うと、床面上のごみ（塵埃）が空気と一緒に吸込口体２に吸い込まれ、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ５、サクションホース６の各内部を通って掃除機本体７に送られる。このように、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ５、サクションホース６は、外部から掃除機本体７の内部に含塵空気を流入させるための風路を形成する。

図２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体の外観を示す斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。図４は図３に示す掃除機本体のＡ−Ａ断面を示す図である。

掃除機本体７は、収容ユニット１０と、集塵ユニット２０とを備えている。
収容ユニット１０には、集塵ユニット２０以外の各種機器が収容されている。収容ユニット１０は、例えば、吸気風路形成部１１、排気風路形成部１２、電動送風機１３、コードリール部（図示せず）、車輪１４を備えている。

吸気風路形成部１１は、掃除機本体７において、含塵空気を集塵ユニット２０に導くための吸気風路１１ａを形成する。吸気風路形成部１１の一端は、サクションホース６の他端部を掃除機本体７に接続するための接続口１１ｂを構成する。吸気風路形成部１１の他端は、集塵ユニット２０との接続口を構成する。

集塵ユニット２０は、含塵空気からごみを分離し、分離したごみを一時的に溜めておくためのものである。集塵ユニット２０は、内部で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によってごみを空気から分離する。集塵ユニット２０は、収容ユニット１０の上面に斜めに装着される。集塵ユニット２０には、流入口２１、旋回室２２、０次開口２３、０次集塵室２４、排出口２５が形成されている。
集塵ユニット２０の具体的な構成及び機能については後述する。

排気風路形成部１２は、掃除機本体７において、集塵ユニット２０から排出された空気（集塵ユニット２０においてごみが取り除かれた清浄空気）を、排気口（図示せず）に導くための排気風路１２ａを形成する。排気風路形成部１２の一端は、集塵ユニット２０との接続口を構成する。排気風路形成部１２の他端は、上記排気口を構成する。

電動送風機１３は、電気掃除機１に形成された風路（掃除機本体７の内部に含塵空気を流入させるための風路、吸気風路１１ａ、集塵ユニット２０内の風路、排気風路１２ａ）に、気流を発生させるためのものである。電動送風機１３は、掃除機本体７の後部において、排気風路１２ａ内に配置されている。

電源コード８を介して電動送風機１３が通電されると、電動送風機１３が吸引動作を開始し、電気掃除機１に形成された各風路に気流が発生する。吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、接続口１１ｂから掃除機本体７の内部に取り込まれる。掃除機本体７の内部に流入した含塵空気は、吸気風路１１ａを経て、集塵ユニット２０に送られる。含塵空気は、集塵ユニット２０において、流入口２１、旋回室２２、排出口２５の順に通過し、集塵ユニット２０から排出される。集塵ユニット２０から排出された空気（清浄空気）は、排気風路１２ａに流入し、排気風路１２ａ内において電動送風機１３を通過して、排気口から掃除機本体７（電気掃除機１）の外部に排出される。

次に、図５乃至図１０も参照し、集塵ユニット２０の詳細な構造について説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの外観を示す斜視図である。図６はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。図７は図６に示す集塵ユニットのＢ−Ｂ断面を示す図である。図８は図７に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面を示す図、図９はＤ−Ｄ断面を示す図、図１０はＥ−Ｅ断面を示す図である。

集塵ユニット２０は、内側円筒部２６、流入管２７、外側円筒部２８、集塵ケース２９、排出管３０を備えている。
以下の集塵ユニット２０に関する説明においては、図７に示す向きを基準に上下を特定する。

内側円筒部２６は、一方（上方）が上壁によって閉じた円筒状を呈し、その中央軸が上下方向を向くように配置される。
流入管２７は、吸気風路１１ａからの含塵空気を内側円筒部２６の内部に導くためのものである。流入管２７は、内側円筒部２６の上部に接続されている。流入管２７は、一端が外側を向いて開口し、他端が、内側円筒部２６の内部に開口する。即ち、流入管２７の一端は、吸気風路形成部１１他端の接続口に接続される接続口２７ａを構成する。流入管２７の他端は、流入口２１を構成する。流入口２１は、吸気風路１１ａを通ってきた含塵空気を、旋回室２２に取り込むための開口である。流入口２１は、内側円筒部２６の上部に形成される。

旋回室２２は、流入口２１を介して内部に取り込まれた含塵空気を旋回させるための空間である。旋回室２２は、内側円筒部２６の内部空間と後述の集塵ケース２９の内部空間の一部とにより構成される。流入管２７は、含塵空気が、内側円筒部２６の内部にその接線方向から流入するように、内側円筒部２６に対して斜めに接続されている（図８参照）。

外側円筒部２８は、一方（上方）が上壁によって閉じた円筒状を呈し、内側円筒部２６の下部側の周囲を取り囲むように配置されている。外側円筒部２８は、中央軸が内側円筒部２６の中央軸と一致する。外側円筒部２８は、上端部が流入管２７の僅かに下方となる位置まで延び、下端部が、内側円筒部２６の下端部と同じ位置まで延びている。外側円筒部２８の下端と内側円筒部２６の下端との間には、環状の開口が形成される。

集塵ケース２９は、例えば、１つの成型品からなる。集塵ケース２９は、円形を呈する底板２９ａと、円筒状を呈する同じ高さの外壁２９ｂ及び隔壁２９ｃとを有している。外壁２９ｂは、底板２９ａの縁部から直立するように設けられている。即ち、外壁２９ｂ及び底板２９ａによって、一方（下方）が閉じた円筒状の部材を形成する。隔壁２９ｃは、外壁２９ｂよりも一回り小さい円筒状を呈している。隔壁２９ｃは、外壁２９ｂの内側に配置され、底板２９ａの上面から直立するように設けられている。

隔壁２９ｃは、中央軸が外壁２９ｂの中央軸と一致する。このため、集塵ケース２９には、その内部に、隔壁２９ｃによって区切られた２つの空間が形成される。

隔壁２９ｃは、その径が、内側円筒部２６の径に一致する。隔壁２９ｃは、上端面が内側円筒部２６の下端面に下方から接触し、全周（周方向）に渡って内側円筒部２６と一続きに形成される。内側円筒部２６の内側の空間と隔壁２９ｃの内側の空間とからなる円柱状を呈する一続きの空間が、旋回室２２を構成する。旋回室２２において含塵空気から分離されたごみの一部は、旋回室２２内において底板２９ａ上に落下する。

外壁２９ｂは、その径が、外側円筒部２８の径に一致する。外壁２９ｂは、上端面が外側円筒部２８の下端面に下方から接触し、全周（周方向）に渡って外側円筒部２８と一続きに形成される。外壁２９ｂと隔壁２９ｃとの間、並びに、外側円筒部２８と内側円筒部２６との間に形成された、円筒状を呈する一続きの空間が、０次集塵室２４を構成する。０次集塵室２４は、内側円筒部２６の下部と隔壁２９ｃと（即ち、旋回室２２）を、その全周に渡って取り囲むように配置される。０次集塵室２４は、旋回室２２の旋回方向（旋回室２２で含塵空気が旋回する方向）に沿うように、旋回室２２の周囲に形成されている。

０次開口２３は、内側円筒部２６の下部（即ち、旋回室２２を形成する側壁）に形成された開口からなる。旋回室２２は、（旋回室２２に形成される気流の）上流側で、０次開口２３を介して０次集塵室２４に通じている。０次開口２３は、流入口２１よりも低い位置（下流側）に形成される。０次開口２３は、０次集塵室２４の上部に通じており、０次集塵室２４は、０次開口２３から下方に延びている。

集塵ユニット２０の下部において０次集塵室２４と旋回室２２とを区画する隔壁２９ｃ（即ち、旋回室２２を形成する側壁）には、隔壁開口３１が形成されている。旋回室２２は、（旋回室２２に形成される気流の）下流側で、隔壁開口３１を介して０次集塵室２４に通じている。隔壁開口３１は、０次開口２３よりも低い位置（下流側）に形成される。隔壁開口３１は、平面視、例えば、旋回室２２の中央軸を挟んで、０次開口２３の反対側に形成される。また、隔壁開口３１は、０次集塵室２４内の空気が、旋回室２２の旋回方向に沿って旋回室２２に流入するように、大きさ、幅、向き等が適切に設定されている（図１０参照）。

隔壁開口３１は、メッシュ部材３２によって０次集塵室２４側から覆われている。メッシュ部材３２は、例えば、隔壁開口３１を形成する隔壁２９ｃの縁部と枠体３３とによって挟まれ、隔壁２９ｃに固定されている。メッシュ部材３２には、多数の微細孔が形成されている。メッシュ部材３２の微細孔は、その全体の開口面積が、０次開口２３の開口面積より小さくなるように形成されている。メッシュ部材３２の微細孔は、０次集塵室２４に捕捉されたごみが隔壁開口３１を通過して旋回室２２に戻ることを防止するため、開口径が１ｍｍ以下であることが好ましい。

排出管３０は、旋回室２２内の空気を集塵ユニット２０の外部（即ち、排気風路１２ａ）に導くためのものである。排出管３０は、Ｌ字に折れ曲がった筒状の部材からなる。排出管３０は、Ｌ字の一辺側が内側円筒部２６の上壁を貫通する。即ち、排出管３０は、一部が内側円筒部２６の上壁から下方に延び、内側円筒部２６の内部空間（即ち、旋回室２２内）に突出するように配置されている。排出管３０は、上記一部（Ｌ字の一辺側）の下端が、下方を向いて開口する。排出管３０のこの下端に形成された開口が、排出口２５である。排出管３０の上記一部は、中央軸が内側円筒部２６の中央軸と一致するように配置されている。

排出管３０の上記一部の下端は、例えば、０次開口２３と同じ高さに配置される。０次集塵室２４は、０次開口２３よりも上方位置まで延びている。このため、排出口２５は、旋回室２２の外側において、０次集塵室２４によってその全周が取り囲まれるように配置される。

上記構成を有する集塵ユニット２０の機能について、その概要を説明する。
吸気風路１１ａを通過してきた含塵空気は、流入管２７を通り、流入口２１から旋回室２２に送られる。含塵空気は、内側円筒部２６の内壁（旋回室２２を形成する側壁）に沿って内側円筒部２６の内部に流入するため、旋回室２２において上記側壁に沿った旋回気流を形成する。この旋回気流は、中央軸近傍の強制渦領域とその外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って下向きに流れていく。

旋回気流（含塵空気）に含まれるごみには、遠心力が作用する。このため、旋回室２２に進入した空気に含まれるごみは、この遠心力によって、内側円筒部２６の内壁に押し付けられながら、旋回室２２内を落下する。ごみは、０次開口２３の高さに達すると旋回気流から分離され、０次開口２３を通過して０次集塵室２４に送られる。

ごみが除去された旋回気流は、旋回室２２の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室２２の中央軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみが除去されている。ごみが取り除かれた上昇気流（清浄空気）は、排出口２５から旋回室２２の外に排出される。旋回室２２から排出された空気は、排出管３０を通過して、排気風路１２ａに送られる。

一方、０次開口２３を通過した含塵空気は、旋回室２２の旋回方向に沿った方向から０次集塵室２４に進入する（図９参照）。その後、０次集塵室２４に進入した空気は、斜め下向きに流れていき、隔壁開口３１を通過して０次集塵室２４から旋回室２２に流れ込む。

上述したように、０次集塵室２４は、旋回室２２の旋回方向に沿うように、旋回室２２の周囲に形成されている。このため、０次開口２３を通過した空気は、旋回室２２の旋回方向に沿うように移動しながら０次集塵室２４に流入し、その後、０次集塵室２４内においても、旋回室２２の旋回方向と同じ方向に旋回しながら下降する。また、上記空気は、旋回室２２の旋回方向に沿うように移動しながら隔壁開口３１を通過し、旋回室２２に流れ込む。即ち、０次集塵室２４から旋回室２２に流入する気流の方向は、旋回室２２の旋回方向に一致する。このため、旋回室２２内の旋回気流が、０次集塵室２４から旋回室２２に流れ込む気流によって乱されることはない。

また、隔壁開口３１は、多数の微細孔が形成されたメッシュ部材３２によって覆われている。このため、０次集塵室２４から旋回室２２に流れ込む気流をメッシュ部材３２によって分散させることができ、旋回室２２内の旋回気流に乱れが発生することを防止できる。

０次開口２３から０次集塵室２４に進入したごみは、０次集塵室２４内の気流（以下、「圧縮気流」という）と自重とにより、０次集塵室２４で下降する。その後、ごみは、０次集塵室２４の最下部まで落下したり、隔壁開口３１の周囲の隔壁２９ｃやメッシュ部材３２に押し付けられたりして、圧縮される。ごみを０次集塵室２４内で圧縮するこの機能は、隔壁開口３１の開口面積（具体的には、メッシュ部材３２に形成された微細孔の全体の開口面積）を、０次開口２３の開口面積よりも小さくすることによって更に高めることができる。これにより、０次集塵室２４の限られた容積内に、旋回室２２で分離された多くのごみを捕集することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。

なお、集塵ケース２９を集塵ユニット２０の他の部材に対して着脱自在に構成しておけば、ごみ捨て時に１つのケース部品を外すことによって、捕捉した全てのごみを一度に捨てることができ、ごみ捨ての作業を容易化することが可能となる。
また、３４は０次集塵室２４に備えられた捕捉体である。捕捉体３４は、０次集塵室２４に進入してきたごみを捕捉し、ごみが０次集塵室２４で旋回することを阻止するためのものである。

上記構成を有する集塵ユニット２０であれば、０次集塵室２４から流れ込む気流によって旋回室２２内の旋回気流に乱れが発生することを抑制することができる。このため、捕集性能を悪化させることなく、気流によって０次集塵室２４内でごみを圧縮することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。

隔壁開口３１は、０次集塵室２４内の空気が、旋回室２２の旋回方向に沿って旋回室２２に流入することができるように形成されていれば、他の構成を有していても構わない。図１１乃至図１３は、この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図であり、隔壁開口３１の他の実施形態を示している。具体的に、図１１及び図１２は図７のＥ−Ｅ断面を示す図、図１３は図１０のＦ−Ｆ断面を示す図である。

図１１に示す集塵ユニット２０には、隔壁２９ｃ（即ち、旋回室２２を形成する側壁）の同じ高さに、複数（図１１に示すものでは、一例として２つ）の隔壁開口３１が形成されている。これら複数の隔壁開口３１は、０次開口２３よりも低い位置（下流側）に形成される。各隔壁開口３１は、メッシュ部材３２によって０次集塵室２４側から覆われている。各メッシュ部材３２は、枠体３３によって隔壁２９ｃに固定されている。

上記構成の集塵ユニット２０であれば、０次集塵室２４から旋回室２２に流入する空気の流入位置を分散させることができ、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることができる。

図１２に示す集塵ユニット２０には、隔壁２９ｃ（即ち、旋回室２２を形成する側壁）の同じ高さに、複数（図１２に示すものでは、一例として２つ）の隔壁開口３１が形成されている。０次開口２３からの距離が近い方（旋回方向に対する上流側）の隔壁開口３１は、その開口面積が、０次開口２３からの距離が遠い方（旋回方向に対する下流側）の隔壁開口３１の開口面積よりも小さくなるように形成されている。

下流側の隔壁開口３１は、０次開口２３からの距離が遠いため、開口面積が同じであれば、上流側の隔壁開口３１よりも空気の流入量が少なくなる。下流側の隔壁開口３１の開口面積を、上流側の隔壁開口３１の開口面積より大きくすることにより、下流側の隔壁開口３１から旋回室２２に流入する空気の量を増やして、各隔壁開口３１からの空気の流入量を同じ程度に近づけることができる。即ち、上記構成の集塵ユニット２０であれば、０次集塵室２４から旋回室２２に流入する空気の量を各隔壁開口３１で均等にすることができ、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることができる。

このような機能は、メッシュ部材３２によって実現することも可能である。例えば、隔壁２９ｃに、開口面積が同じ複数の隔壁開口３１が形成されている場合、微細孔全体の開口面積が大きいメッシュ部材３２を下流側の隔壁開口３１に、微細孔全体の開口面積が小さいメッシュ部材３２を上流側の隔壁開口３１に取り付ける。この場合、微細孔の１つ１つの開口面積を大きくしても良いし、各微細孔の開口面積を同じにして、微細孔の個数を増やしても良い。このような構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。

図１３に示す集塵ユニット２０には、隔壁２９ｃ（即ち、旋回室２２を形成する側壁）の同じ高さに、１つ或いは複数の隔壁開口３１が形成されている。隔壁開口３１は、側面視、横向きの台形状を呈している。即ち、隔壁開口３１は、０次開口２３からの距離が近い方（旋回方向に対する上流側）の端部の幅Ｌ１が、０次開口２３からの距離が遠い方（旋回方向に対する下流側）の端部の幅Ｌ２よりも小さくなるように形成されている。

上記構成の集塵ユニット２０であれば、隔壁開口３１の個数を減らした上で、図１２に示すものと同様の効果を奏することができる。また、隔壁開口３１の数が減るため、メッシュ部材３２や枠体３３等の部品の点数も減らすことができる。
枠体３３を隔壁２９ｃに取り付けると、隔壁２９ｃの外周面に段差ができる。上記構成であれば、枠体３３の設置個数を減らすことができるため、圧縮気流をスムーズに旋回室２２に流入させることが可能となり、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることが可能となる。

実施の形態２．
図１４はこの発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す断面図である。図１４は、本実施の形態における集塵ユニット２０のＢ−Ｂ断面を示している。図１５は図１４に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面を示す図である。

本実施の形態における集塵ユニット２０は、一次開口３５、一次集塵室３６が更に備えられている点において、実施の形態１のものと相違する。以下においては、実施の形態１のものと相違する点について詳細に説明し、同じ構成については適宜説明を省略する。
集塵ユニット２０は、内側円筒部２６、円錐部３７、流入管２７、外側円筒部２８、集塵ケース２９、排出管３０を備えている。

内側円筒部２６は、一方（上方）が上壁によって閉じた円筒状を呈し、その中央軸が上下方向を向くように配置される。円錐部３７は、中央軸が内側円筒部２６の中央軸と一致するように配置される。円錐部３７は、上端部が内側円筒部２６の下端部に接続され、下方に向かうに従って径が小さくなるように、内側円筒部２６の下端部から下方に延びるように設けられている。円錐部３７は中空であり、その下端部は、下方を向いて（中央軸方向を向いて）開口する。円錐部３７の下端部に形成された開口が、一次開口３５である。

旋回室２２は、流入口２１を介して内部に取り込まれた含塵空気を旋回させるための空間である。旋回室２２は、内側円筒部２６の内部空間と円錐部３７の内部空間とにより構成される。流入管２７は、含塵空気が、内側円筒部２６の内部にその接線方向から流入するように、内側円筒部２６に対して斜めに接続されている。

外側円筒部２８は、一方（上方）が上壁によって閉じた円筒状を呈し、内側円筒部２６の下部側の周囲を取り囲むように配置されている。外側円筒部２８は、中央軸が内側円筒部２６の中央軸と一致する。外側円筒部２８は、上端部が流入管２７の僅かに下方となる位置まで延び、下端部が、内側円筒部２６の下端部より下方となる位置まで延びている。外側円筒部２８の下端部と、円錐部３７との間には、環状の開口が形成される。

集塵ケース２９は、例えば、１つの成型品からなる。集塵ケース２９は、円形を呈する底板２９ａと、円筒状を呈する同じ高さの外壁２９ｂ及び隔壁２９ｃとを有している。隔壁２９ｃは、中央軸が外壁２９ｂの中央軸と一致する。集塵ケース２９には、その内部に、隔壁２９ｃによって区切られた２つの空間が形成される。

円錐部３７が隔壁２９ｃの内側の空間に上方から挿入されるように集塵ケース２９が配置されると、隔壁２９ｃの上端部が、円錐部３７の外周面（或いは、外周面に設けられた部材）に下方から接触する。隔壁２９ｃの内側に形成された空間のうち、円錐部３７を除く部分が、一次集塵室３６を構成する。即ち、一次集塵室３６は、一次開口３５を介して旋回室２２に通じている。旋回室２２において含塵空気から分離されたごみは、一次開口３５を通って一次集塵室３６に落下し、捕集される。

外壁２９ｂは、その径が、外側円筒部２８の径に一致する。外壁２９ｂは、上端面が外側円筒部２８の下端面に下方から接触し、全周（周方向）に渡って外側円筒部２８と一続きに形成される。外壁２９ｂと隔壁２９ｃとの間、並びに、外側円筒部２８と内側円筒部２６（及び、円錐部３７）との間に形成された、円筒状を呈する一続きの空間が、０次集塵室２４を構成する。

０次集塵室２４は、内側円筒部２６の下部と円錐部３７と（即ち、旋回室２２）を、その全周に渡って取り囲むように配置される。即ち、０次集塵室２４は、旋回室２２の旋回方向（旋回室２２で含塵空気が旋回する方向）に沿うように、旋回室２２の周囲に形成されている。また、集塵ユニット２０の下部においては、一次集塵室３６が、円錐部３７の下部（即ち、旋回室２２）を、その全周に渡って取り囲むように配置され、更に、０次集塵室２４が、一次集塵室３６を、その全周に渡って取り囲むように配置されている。

０次開口２３は、内側円筒部２６の下部（即ち、旋回室２２を形成する側壁）に形成された開口からなる。旋回室２２は、（旋回室２２に形成される気流の）上流側で、０次開口２３を介して０次集塵室２４に通じている。０次開口２３は、流入口２１よりも低い位置（下流側）で、一次開口３５よりも高い位置（上流側）に形成される。０次開口２３は、０次集塵室２４の上部に通じており、０次集塵室２４は、０次開口２３から下方に延びている。

集塵ユニット２０の下部において０次集塵室２４と一次集塵室３６とを区画する隔壁２９ｃには、隔壁開口３１が形成されている。即ち、０次集塵室２４は、隔壁開口３１を介して一次集塵室３６に通じている。隔壁開口３１は、０次開口２３よりも低い位置（下流側）に形成される。隔壁開口３１は、０次集塵室２４内の空気が、旋回室２２の旋回方向に沿って一次集塵室３６に流入するように、大きさ、幅、向き等が適切に設定されている。隔壁開口３１は、メッシュ部材３２によって０次集塵室２４側から覆われている。メッシュ部材３２は、枠体３３によって隔壁２９ｃに固定されている。

排出管３０の旋回室２２内に突出する部分の下端は、円錐部３７の上端よりも上方で、例えば、０次開口２３と同じ高さに配置される。０次集塵室２４は、０次開口２３よりも上方位置まで延びている。このため、排出口２５は、旋回室２２の外側において、０次集塵室２４によってその全周が取り囲まれるように配置される。

上記構成を有する集塵ユニット２０の機能について、その概要を説明する。
吸気風路１１ａを通過してきた含塵空気は、流入管２７を通り、流入口２１から旋回室２２に送られる。含塵空気は、内側円筒部２６の内壁（旋回室２２を形成する側壁）に沿って内側円筒部２６の内部に流入するため、旋回室２２において上記側壁に沿った旋回気流を形成する。この旋回気流は、中央軸近傍の強制渦領域とその外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って下向きに流れていく。

旋回気流（含塵空気）に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば、繊維ごみや毛髪といった比較的嵩の大きなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみα」という）は、この遠心力によって、内側円筒部２６の内壁に押し付けられながら、旋回室２２内を落下する。ごみαは、０次開口２３の高さに達すると旋回気流から分離され、０次開口２３を通過して０次集塵室２４に送られる。

０次開口２３から０次集塵室２４に進入しなかったごみは、旋回室２２内の気流に乗って、旋回室２２の下方に進む。砂ごみや細かな繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみβ」という）は、一次開口３５を介して一次集塵室３６に落下し、捕捉される。旋回室２２内で旋回する気流は、旋回室２２の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室２２の中央軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみα及びごみβが除去されている。ごみα及びごみβが取り除かれた気流（清浄空気）は、排出口２５から旋回室２２の外に排出される。旋回室２２から排出された空気は、排出管３０を通過して、排気風路１２ａに送られる。

一方、０次開口２３を通過した含塵空気は、旋回室２２の旋回方向に沿った方向から０次集塵室２４に進入する。その後、０次集塵室２４に進入した空気は、斜め下向きに流れていき、隔壁開口３１を通過して０次集塵室２４から一次集塵室３６に流れ込む。

上述したように、０次集塵室２４は、旋回室２２の旋回方向に沿うように、旋回室２２の周囲に形成されている。このため、０次開口２３を通過した空気は、旋回室２２の旋回方向に沿うように移動しながら０次集塵室２４に流入し、その後、０次集塵室２４内においても、旋回室２２の旋回方向と同じ方向に旋回しながら下降する。また、上記空気は、旋回室２２の旋回方向に沿うように移動しながら隔壁開口３１を通過し、一次集塵室３６に流れ込む。

一次集塵室３６には、ごみβと共に、旋回室２２の旋回気流の一部も流れ込む。このため、一次集塵室３６には、旋回室２２の旋回気流と同じ方向に旋回する気流が生じている。即ち、０次集塵室２４から一次集塵室３６に流入する気流の方向は、一次集塵室３６に発生している気流の方向に一致する。このため、一次集塵室３６内の旋回気流が、０次集塵室２４から一次集塵室３６に流れ込む気流によって乱されることはない。

０次開口２３から０次集塵室２４に進入したごみαは、０次集塵室２４内の気流（以下、「圧縮気流」という）と自重とにより、０次集塵室２４で下降する。その後、ごみαは、０次集塵室２４の最下部まで落下したり、隔壁開口３１の周囲の隔壁２９ｃやメッシュ部材３２に押し付けられたりして、圧縮される。このため、０次集塵室２４の限られた容積内に、旋回室２２で分離された多くのごみを捕集することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。

上記構成を有する集塵ユニット２０であれば、０次集塵室２４から流れ込む気流によって一次集塵室３６内の旋回気流に乱れが発生することを抑制することができる。このため、捕集性能を悪化させることなく、気流によって０次集塵室２４内でごみを圧縮することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。

本実施の形態においても、図１１乃至図１３に示す構成の隔壁開口３１を採用しても良い。かかる構成を採用することにより、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。

上記実施の形態１及び２では、キャニスタータイプの電気掃除機について説明したが、本願発明を他のタイプの電気掃除機に適用できることは言うまでもない。

１ 電気掃除機、 ２ 吸込口体、 ３ 吸引パイプ、 ４ 取っ手、 ５ 接続パイプ、 ６ サクションホース、 ７ 掃除機本体、 ８ 電源コード
１０ 収容ユニット、 １１ 吸気風路形成部、 １１ａ 吸気風路、 １１ｂ 接続口、 １２ 排気風路形成部、 １２ａ 排気風路、 １３ 電動送風機、 １４ 車輪
２０ 集塵ユニット、 ２１ 流入口、 ２２ 旋回室、 ２３ ０次開口、 ２４ ０次集塵室、 ２５ 排出口、 ２６ 内側円筒部、 ２７ 流入管、 ２７ａ 接続口、 ２８ 外側円筒部、 ２９ 集塵ケース、 ２９ａ 底板、 ２９ｂ 外壁、 ２９ｃ 隔壁、 ３０ 排出管、 ３１ 隔壁開口、 ３２ メッシュ部材、 ３３ 枠体、 ３４ 捕捉体、 ３５ 一次開口、 ３６ 一次集塵室、 ３７ 円錐部

Claims (5)

1. 流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
   前記旋回室の前記側壁に形成された第１開口及び第２開口と、
   前記第１開口及び前記第２開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、
   前記旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、
   前記第２開口を覆う、複数の微細孔が形成されたメッシュ部材と、
   を備え、
   前記第１集塵室は、円筒状に形成され、前記旋回室をその全周に渡って取り囲むように前記旋回室の旋回方向に沿って配置され、
   前記第２開口は、前記第１集塵室の空気が前記旋回方向に沿って前記旋回室に流入するように、前記第１開口よりも下流側に複数形成され、
   上流側の前記第２開口は、開口面積が、下流側の前記第２開口の開口面積より小さい
   サイクロン分離装置。
2. 前記第２開口は、前記旋回方向に対する下流側の端部の幅が、上流側の端部の幅よりも大きい請求項１に記載のサイクロン分離装置。
3. 流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
   前記旋回室の前記側壁に形成された第１開口及び第２開口と、
   前記第１開口及び前記第２開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、
   前記旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、
   を備え、
   前記第１集塵室は、前記旋回室の旋回方向に沿って配置され、
   前記第２開口は、前記第１集塵室の空気が前記旋回方向に沿って前記旋回室に流入するように、前記第１開口よりも下流側に複数形成され、
   上流側の前記第２開口は、開口面積が、下流側の前記第２開口の開口面積より小さい
   サイクロン分離装置。
4. 流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
   前記旋回室の前記側壁に形成された第１開口及び第２開口と、
   前記第１開口及び前記第２開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第１集塵室と、
   前記旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、
   を備え、
   前記第１集塵室は、前記旋回室の旋回方向に沿って配置され、
   前記第２開口は、前記第１集塵室の空気が前記旋回方向に沿って前記旋回室に流入するように、前記第１開口よりも下流側に形成され、前記旋回方向に対する下流側の端部の幅が、上流側の端部の幅よりも大きい
   サイクロン分離装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載のサイクロン分離装置と、
   前記サイクロン分離装置内に所定の気流を発生させる送風機と、
   を備えた電気掃除機。

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