JP5155091B2

JP5155091B2 - 除塵機

Info

Publication number: JP5155091B2
Application number: JP2008263325A
Authority: JP
Inventors: 真高柳
Original assignee: 株式会社Ｔｒｉｎｃ
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010088751A; ATE522286T1; US20100089015A1; KR101142578B1; KR20100040674A; US8211194B2; EP2174726A1; CN101722161B; CN101722161A; EP2174726B1

Description

本発明は、除塵機に関し、特に、単なるエアを用いる除電機と、エアにイオンを含ませて、除塵と同時に除電も行う除電器に関する。なお、説明においては、両者をともに除塵機と呼ぶことにする。また、本明細書では、説明の便宜上、明細書中の重複記載を避けるために、エアを用いる除塵機と、エアにイオンを含ませるためのオプションとしてのイオナイザ（イオン発生器）を用いてイオン化エアを発生させて用いる除塵機を同時に説明する。また、被除塵対象物（または被除電除塵対象物）は、ワーク（製品）、カーペット、カーテン等を含むが、本明細書では、説明の便宜上、これらの被除塵対象物をワークと呼ぶことにする。

１つの従来例の除塵機（掃除機）には、図８ａに示すように、ワーク１０の表面を移動させ、回転ブラシ１１と真空吸引の風でワーク１０の表面にあるホコリ１８を剥がしとるものがある。また、他の従来例の除塵機（掃除機）には、図８ｂに示すように、エアブローで吹き付けワーク１０の表面にあるホコリ１８を剥がし取るものである。

また、さらに他の従来例の除塵機には、図９に示すように、除塵機に、イオナイザ１２とワークの除塵領域を包囲する下部開放の中空の直方体の容器１４を配置し、容器１４の上部に設けた吸引孔１６を通して真空吸引を行い、イオナイザ１２によって発生したイオンを含むエア（以下、イオン化エアと言う）を用いて図９の矢印Ｙの方向に進行するワーク１０からホコリを吸引するものがある。

従来の掃除機では、図８ａに示すように、ホコリを剥がすために強力なファンで吸引していたので、大きな電力が必要であった。また別の従来例の除塵機では、図８ｂまたは図９に示すように、ワーク１０にエアまたはイオン化エアがあたる面積がスポット（点）状になり、除塵できる面積が狭くて広域の除塵は難しかった。広域に除塵を行う場合はエアノズルを蜜に並べなければならないのでノズル数が多くなり、エア消費量が膨大になりランニングコストが嵩むと同時にエネルギーの無駄遣いとして大きな問題になっている。

また、エアまたはイオン化エアがあたる面積がスポット（点）状になるので、ワーク１０が高速で移動する場合には除塵時間が短くて十分な除塵ができなかった。さらにまた、イオン化エアをワーク１０に対して斜め上から吹き付けるために、図８ｂの矢印Ｘに示すように、ホコリ１８をワーク１０に押さえつける作用があり、ホコリを払うという目的に対し逆効果になっていた。また、ワーク１０が特にやわらかいフィルムや紙の場合には、ワーク１０にエアまたはイオン化エアを吹き付けるのでワーク１０を飛ばしてしまう問題があった。

したがって、本発明の目的は、前述の諸問題を解決した、広域の除塵を可能にし、効率良く、エアや電力の消費量も少なくでき、ワークの表面に非接触で損傷を発生させることがない除塵機を提供することにある。

本発明の除塵機は、ワークの上方に配置した小容器と、エアを吹出して前記小容器内部に高速回転のサイクロンを発生するために前記小容器に設けられた吹出部と、ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、かつ前記小容器との間に流路を形成するように前記小容器の上方に配置した大容器と、該大容器の前記吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、を有することを特徴とする。
また、本発明の除塵機は、ワークの上方に配置した小容器から成る複数の除塵ユニットと、該除塵ユニットにエアを吹出して前記除塵ユニット内部に高速回転のサイクロンを発生するために除塵ユニットに設けられた吹出部と、ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、前記除塵ユニットとの間に流路を形成し、かつ複数の除塵ユニットを包囲するように前記除塵ユニットの上方に配置されたホコリ吸引用容器と、該ホコリ吸引用容器の前記吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、広域の除電除塵を可能にし、効率良く、エアや電力の消費量も少なくでき、ワークの表面に損傷を発生させることがない除塵機が得られる。

本発明の１つの形態によれば、本発明の除塵機は、ワークの上方に配置した小容器と、エアを吹出して小容器内部に高速回転のサイクロンを発生するために小容器に設けられた吹出部と、ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、かつ小容器との間に流路を形成するように小容器の上方に配置した大容器と、大容器の前記吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、を備える。

本発明の他の形態によれば、本発明の除塵機は、ワークの上方に配置した小容器から成る複数の除塵ユニットと、除塵ユニットにエアを吹出して除塵ユニット内部に高速回転のサイクロンを発生するために防塵ユニットに設けられた吹出部と、ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、除塵ユニットとの間に流路を形成し、かつ複数の除塵ユニットを包囲するように除塵ユニットの上方に配置されたホコリ吸引用容器と、ホコリ吸引用容器の吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、を備える。

次に、図１〜図７を参照して本発明の実施例１〜実施例３の除塵機を説明する。
（実施例１）
図１の外観図に示すように、本発明の実施例１の除塵機は、エアを容器２６の内部に配置した容器（図示せず）に供給し、またはオプションで設けられてもよいイオナイザ１２で発生されるイオンにエアを供給し、イオン化エアとし、容器２６の内部に配置した容器（図示せず）に供給し、内部容器にエアまたはイオン化エアのサイクロンを発生させる。エアがイオン化エアの場合には、イオンによってワークとワーク（図示せず）の表面にあるホコリを除電してホコリとワークとの間に働いている吸引力をなくすとともに、ワークの表面にあるホコリを内部容器の外周に押し出し、押し出されたホコリを容器２６と内部容器との間の流路（図示せず）、吸引口２２を通して吸引する。これにより、ワーク表面からホコリを除去する。なお、エアでなくイオン化エアを用いる場合には、ホコリとワークを除電してホコリとワークとの間に働いている吸引力をなくすことができるので、より良く除塵できる。

次に、図１を参照して説明した除塵機を図２を参照してさらに詳細に説明する。図２に示すように、除塵機はイオナイザ１２とイオナイザ１２で発生されたイオン化エア２０が供給される中空の頭切円錐体形状である椀形の小容器２４（以下、単に小容器という）を有する。椀の形状は、中空の頭切円錐体形状に代えて円筒形状であってもよい。小容器２４には、エアまたはイオン化エアを小容器２４の内部に供給する（吹出す）ための貫通孔（吹出部）２４ａが形成されている。この貫通孔は小径に形成されており、エアまたはイオン化エアを高速化させる。小容器２４の上方には、小容器２４より大きな中空の任意の形状である椀形の大容器２６（以下、単に大容器という）が小容器２４との間に流路２７を形成するように配置されている。大容器２６の上部中央には吸引口２２が形成されており、ホコリを含むエアは吸引口２２を通して吸引部３０によって吸引される。吸引部３０には、ホコリ濾過装置２８が配置されており、吸引されるエアに含まれるホコリを除去し、清浄なエアを外部に放出するようになっている。なお、ワーク１０と大容器２６の底部との間の距離がワーク１０と小容器２４との間の距離より大きいように構成されている。なお、除塵機は自動的に非接触で動作するが、外部から強い力がかかったときを考慮して念のため除塵機をワーク１０の表面から離して（非接触で）配置するための手段、例えば、除塵機全体を懸架する手段が設けられているのが好ましい。

図３に示すように、ワーク１０の表面の外周近くにあるホコリ１８はエアによって除塵され、またはイオン化エアの場合には、イオン化エアによって除電されるとともに、従来例におけるような上方からの力ではなく、横方向（ワークと平行な方向）の力（スラスト力）を受ける。このため、ホコリ１８は容易にワーク１０から剥がされ、小容器２４の外周に押し出される。

前記作用と同時に、図４に示すように、エアまたはイオン化エアの小容器２４内への導入により、小容器２４のほぼ中央に負圧が発生される。なお、負圧の発生は、小容器２４へのエアまたはイオン化エアの供給量に対し、小容器２４の底部（最外周）とワークとの隙間から外部に吹き出すエアまたはイオン化エアの量を少し多くすることによって行われる。この負圧によりワーク１０から上昇するエアが発生する。この実施例では、負圧の左側では反時計方向の上昇気流が発生するとともに、負圧の右側では時計方向の上昇気流が発生する。発生した上昇エアによりワーク１０の表面にあるホコリ（イオン化イオンの場合には、イオン化イオンにより除電された）１８は持ち上げられ、左右のサイクロンの遠心力により、矢印Ｚで示すように小容器２４の外周に押し出される（吹き出される）。
すなわち、サイクロンの高速回転風でワーク１０に付着しているホコリ１８をワーク１０から引き剥がす。サイクロンの高速回転風は外周部の全域で高速な気流を起こしているので、大きな面積で高速な風を吹かせる。そのため、少ないエアで大面積の除塵ができる。また、大面積で除塵ができることから高速移動ワークにも十分に除塵する時間が取れ、高速移動ワークにも追従できる。サイクロンが起きると高速回転風は小容器の外周部に飛ばされ、その底部とワークの狭い隙間から外部に吹き出す。この時、供給するエアの量より外部に吹き出す空気量の方が大きければ、中央部に負圧が発生する。エアの小容器の形状は椀型であり、上部より下部に向かって、すなわち、ワークに近づくにつれて同じか大口径になっているので、エアとホコリは高速回転により遠心力で外周部に飛ばされ、低部の下辺で、エア密度とホコリ密度が最も高くなる。そのためワークに付着しているホコリは高速回転する高密度エアと高密度ホコリとにより水平方向から力を受け、ホコリ払い効率がさらに上昇する。

この時、大容器２６が吸引口で吸引する負圧が強すぎるとワークを引き付けて接触してしまうので、大容器２６の底部は小容器の底部より、やや大きく開口させ常時外部の空気を吸引させておき、負圧がある水準以上に上がらないようにして、非接触を維持する。本除塵機は「自動的にバランスが取れてある距離以上に接近しないし、離反もしない」という機能により、ワークと除塵機の間が非接触であり、ワークを汚さない、傷つけない、いためないようになっている。
（実施例２）
図５に示すように、実施例２では、オプションとしてのイオナイザ１２と、複数の除塵ユニットと、ホコリ吸引用容器とが用いられる。除塵ユニットの各々は、図２、図４を参照して説明した小容器２４に対応するものである。各小容器２４には、１つの（または複数の）イオナイザ１２からイオン化エアが供給され、各小容器内にはサイクロンが発生され、ワークの表面にあるホコリを小容器の外周に押し出す（吹き出す）。この実施例２では、実施例１で個々の小容器とともに用いられた大容器２６に代えて、中空長方形のホコリ吸引用容器５２が用いられる。小容器２４から押し出されたホコリはホコリ吸引用容器５２の貫通孔５２ａを通して吸引される。

複数の除塵ユニットは、ホコリ吸引用容器内で、ワークの進行方向に対してワークの全表面領域をカバーするように配置される。例えば、ワークの進行方向に対して直角方向に、例えば、ジグザグに配置され、各小容器の底部が進行方向に対してオーバーラップしている。
（実施例３）
図６に示すように、複数の除塵機または除塵ユニット（これらの複数の除塵機または除塵ユニットを除塵組立体という）がワーク（例えば、カーペット）の上方に非接触で作業可能に配置されている。非接触での作業は、接触して作業した場合にはワークの吸引が発生し、集塵を邪魔し、除塵組立体の移動の妨げになるのを回避できる。この実施例では、除塵組立体はワークに対して非接触で移動される。除塵機の場合には、小容器２４と大容器２６を備え、除塵ユニットの場合には、小容器２４を備える。なお、ワークを剥がす場合には、エア量を集塵動作範囲以上にすることによりサイクロンを破壊する。また、通常の掃除機は吸引力を加減して集塵力を変えるのに対して、本発明の除塵組立体ではエア量を供給するときそのエア吐出量を加減することによって発生するサイクロンの強さを変えて集塵力を制御する。これらの容器のうち、容器を包囲して保持する包囲体の端部では、他の容器２４または２６より小径の容器２７が配置されている。このため、例えば、カーペットの部屋の隅にあるホコリを除塵できる。

図７は本発明と従来例の除塵の領域を比較して説明するための図である。図７ａの従来例のスポット式では、ｒを１０ｍｍとすると、カバーできる領域は１００πとなる。一方、図７ｂの本発明では、ｒを１５ｍｍとし、Ｒを５０ｍｍとすると、カバーできる領域はπ（Ｒ^２−ｒ^２）＝２２７５πとなる。この結果、同じエアブローで約２２倍の領域をカバーできる。

本発明の実施例１の除塵機の外観図である。実施例１を詳細に詳細に示す図であり、図２ａは図２ｂのＡ−Ａ断面図であり、図２ｂは底面図であり、図２ｃは図２ｂのＢ−Ｂ断面図である。ホコリをワークから剥がし小容器の外周に移動させる作用を説明するための図である。小容器内のサイクロン発生による作用を説明するための図である。本発明の実施例２の除塵機を示す図であり、図５ａは図ｂのＡ−Ａ断面図であり、図５ｂは底面図である。実施例３の除塵機を説明するための図であり、図６ａは容器中心の断面図であり、図６ｂは底面図である。本発明と従来例の除塵の領域を比較して説明するための図であり、図７ａは従来例に関するものであり、図７ｂは本発明に関するものである。２つの従来例の除塵機を説明するための図であり、図８ａは１つの従来例を示す図であり、図８ｂは他の従来例を示す図である。さらに他の従来例の除塵機を説明するための図であり、図９ａは図９ｂのＡ−Ａ断面図であり、図９ｂは平面図である。

符号の説明

１０ワーク（被除塵対象物：カーペット、カーテン等を含む）
１２イオナイザ
１８ホコリ
２０イオン
２４小容器（小さな中空頭円錐体形状または円筒形状の椀）
２６大容器（大きな中空頭円錐体形状または円筒形状の椀）
２８ホコリ濾過装置
３０吸引部
５２ホコリ吸引容器

Claims

ワークの上方に配置した小容器と、
エアを吹出して前記小容器内部に高速回転のサイクロンを発生するために前記小容器に設けられた吹出部と、
ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、かつ前記小容器との間に流路を形成するように前記小容器の上方に配置した大容器と、
該大容器の前記吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、
を有することを特徴とする除塵機。
請求項１記載の除塵器において、前記小容器に吹出すためのエアにイオンを含ませることを特徴とする除塵器。
請求項１または２記載の除塵機において、前記小容器は、中空の頭切円錐体形状または円筒体状の椀であり、前記大容器は、前記小容器より大きく、かつ中空の任意形状の椀であることを特徴とする除塵機。
請求項１〜３記載の除塵機において、前記小容器および前記大容器は、ワークに近づくにつれて径が同じまたは大きくなっていることを特徴とする除塵機。
請求項１または２記載の除塵機において、前記サイクロンは、小容器内部に負圧を発生発生させ、該負圧は小容器の底部とワークとの隙間から外部に吹き出すエアの量を小容器に吹出す量より少し多くすることによって行われることを特徴とする除塵機。
請求項１または２記載の除塵機において、エアの前記小容器への吹出し方向が発生される前記サイクロンの接線方向であることを特徴とする除塵機。
請求項６記載の除塵機において、イオン化エアの前記小容器への吹出し方向がさらにワークの方向に向いていることを特徴とする除塵機。
請求項１または２記載の除塵機において、エアを前記小容器へ吹出すための吹出部の孔は小径に形成されてエアを高速にすることを特徴とする除塵機。
請求項１または２記載の除塵機において、前記吸引部にホコリ濾過装置が設けられていることを特徴とする除塵機。
請求項１または２記載の除塵機において、前記小容器とワークとの間の距離よりも前記大容器とワークとの間の距離が大きく構成されていることを特徴とする除塵機。
ワークの上方に配置した小容器から成る複数の除塵ユニットと、
該除塵ユニットにエアを吹出して前記除塵ユニット内部に高速回転のサイクロンを発生するために防塵ユニットに設けられた吹出部と、
ホコリを含むエアを通す吸引口を上部に形成され、前記除塵ユニットとの間に流路を形成し、かつ複数の除塵ユニットを包囲するように前記除塵ユニットの上方に配置されたホコリ吸引用容器と、
該ホコリ吸引用容器の前記吸引口を通してホコリを含むエアを吸引する吸引部と、
を有することを特徴とする除塵機。
請求項１１記載の除塵器において、前記小容器に吹出すためのエアにイオンを含ませることを特徴とする除塵器。
請求項１１または１２記載の除塵機において、前記複数の除塵ユニットはワークの進行方向に対して直角の方向に、除塵ユニットの底部が進行方向に対してオーバーラップするように配置されていることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、前記除塵ユニットは、中空の頭切円錐体形状または円筒体形状の椀であることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、前記除塵ユニットは、ワークに近づくにつれて径が同じまたは大きくなっていることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、前記サイクロンは、除塵ユニット内部に負圧を発生させ、該負圧は除塵ユニットの底部とワークとの隙間から外部に吹き出すエアの量を小容器に吹出す量より少し多くすることによって行われることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、エアの前記除塵ユニットへの吹出し方向が発生される前記サイクロンの接線方向であることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、エアの前記除塵ユニットへの吹出し方向がさらにワークの方向に向いていることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、エアを前記除塵ユニットへ吹出すための吹出部の孔は小径に形成されてエアを高速にすることを特徴とする除塵機。
請求項１１または１２記載の除塵機において、前記吸引部にホコリ濾過装置が設けられていることを特徴とする除塵機。
請求項１〜２０のいずれか１つに記載の除塵機において、ワークに非接触に構成され、または非接触の作業で除塵可能であることを特徴とする除塵機。
請求項１〜２１のいずれか１つに記載の除塵機において、エア量を加減することによりサイクロンの強さを変更可能であることを特徴とする除塵機。
請求項１〜２２のいずれか１つに記載の除塵機において、エア量を集塵動作範囲以上にすることによりサイクロンを破壊してワークを剥がすことを特徴とする除塵機。
請求項１〜２３のいずれか１つに記載の除塵機において、複数の小容器または小容器および大容器のうち、端部に配置された容器の径がその他の容器より小さいことを特徴とする除塵機。