JP5251961B2 - サイクロン分離装置並びに電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、サイクロン分離装置並びに該サイクロン分離装置を搭載した電気掃除機に関するものである。

一般的なサイクロン分離装置（例えば特許文献１）において、流入口から流入された含塵空気が旋回室内において遠心力によりごみと清浄空気とに分離される。このように分離されたごみは集塵室にて捕捉され、清浄空気は排出管を通ってサイクロン分離装置から排出される。この際、集塵室に捕捉されたごみは重力により下降して集塵室の底部から堆積し、ごみ自身の自重で圧縮される。しかしながら、特に、上記のサイクロン分離装置を電気掃除機に適用した場合、一般の家庭ごみに多く含まれる嵩の多い繊維ごみは自重が軽く殆ど圧縮されないため限られた内容積の集塵室がすぐに満杯になってしまい、ごみ捨て頻度が高かったと同時に、ごみ捨ての際にごみの舞い上がりが生じていた。
上記の課題に対して、集塵室内に蓄積されたごみを圧縮する圧縮手段を搭載した技術（例えば特許文献２）が開示されている。

特表２００２−５０３５４１公報 特許第３４７６０７６号公報

しかしながら、上記の特許文献２に開示されている従来技術は、圧縮手段に可動部を備えており、その可動部を可動することでごみを圧縮して減容させ、サイクロン式集塵部の空容積を増大させる構成であるために、特にごみが集塵室内に満杯状態に蓄積した状態では可動部に過負荷が加わることになり、破壊強度や寿命等の信頼性に課題があった。また、可動部の非動作側（特許文献２でいう可動部の上側）に溜まったごみに対しては圧縮力を作用させることができないのと同時に、可動部の非動作側にごみが付着したり残存したりする場合には、集塵室を分解してごみ捨てをする必要があり、メンテナンス性に課題があった。

そこで、本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、サイクロン分離装置内に可動部を備えずに、確実にごみを圧縮することを可能にしたサイクロン分離装置並びに該サイクロン分離装置を搭載した電気掃除機を提供することを目的としている。

本発明に係るサイクロン分離装置は、外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、略円筒形状に形成され、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気とごみを分離する旋回室と、旋回室の一部を開口して形成された第１の開口部と、旋回室の一部を開口して形成され、かつ第１の開口部よりも下流側に配置された第２の開口部と、第１の開口部を介して旋回室と連通する第１の集塵室と、第２の開口部を介して旋回室と連通する第２の集塵室と、旋回室内の空気を排出する排出口と、を備え、第１の集塵室と第２の集塵室とを区画する隔壁に設けた連通部により第１の集塵室と第２の集塵室とを連通するとともに、連通部の開口面積を第１の開口部の開口面積よりも小さくしたものである。

本発明に係るサイクロン分離装置並びに該サイクロン分離装置を搭載した電気掃除機によれば、上記の構成を採用したことにより、サイクロン分離装置内に可動部を備えずに、確実にごみを圧縮することが可能となる。

本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の外観斜視図である。 本発明の実施の形態1を示す電気掃除機の掃除機本体の斜視図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体の上面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体のａ−ａ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の掃除機本体のｂ−ｂ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットを外した状態の掃除機本体の上面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの外観斜視図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの前面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの左側面図である。 本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の集塵ユニットの上面図である。 本発明の実施の形態１を示す図８の電気掃除機の集塵ユニットのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図８の電気掃除機の集塵ユニットのＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図１０の電気掃除機の集塵ユニットのＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図１３の電気掃除機の集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図１３の電気掃除機の集塵ユニットのＥ−Ｅ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図１３の電気掃除機の集塵ユニットのＦ−Ｆ断面図である。 本発明の実施の形態１を示す図１３の電気掃除機の集塵ユニットのＣ−Ｃ断面における連通部の拡大図である。 本発明の実施の形態２を示す図８の電気掃除機の集塵ユニットのＩ−Ｉ断面である。 本発明の実施の形態２を示す図８の電気掃除機の集塵ユニットのＩ−Ｉ断面である。 本発明の実施の形態３を示す集塵ユニットのごみ捨て時の分解図である。 本発明の実施の形態３を示す集塵ユニットの分解図である。 本発明の実施の形態３を示す図３のＺ−Ｚ断面図である。 本発明の実施の形態３の効果を説明するための図３のＺ−Ｚ断面図である。 本発明の実施の形態４を示す連通部３１の通気率を変化させた際の捕集効率および旋回速度の変化に関するグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機について説明する。

実施の形態１．
図１は本発明に係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１００は、吸込口体１と、吸引パイプ２と、接続パイプ３と、サクションホース４と、サイクロン方式の掃除機本体５とから構成されている。吸込口体１は床面上のごみおよび含塵空気を吸い込む。吸込口体１の出口側には真直ぐな円筒状の吸引パイプ２の一端が接続されている。吸引パイプ２の他端には、電気掃除機１００の運転を制御する操作スイッチが設置された取手が設けられており、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ３の一端が接続されている。接続パイプ３の他端には、可撓性を有する蛇腹状のサクションホース４の一端が接続されている。さらに、サクションホース４の他端には、掃除機本体５が接続されている。掃除機本体５には電源コードが接続されており、電源コードが外部電源に接続されることで、通電し、図示しない電動送風機が駆動されて吸引動作を行う。吸込口体１、吸引パイプ２、接続パイプ３およびサクションホース４は、含塵空気を掃除機本体５の外から内部に流入させるための吸引経路の一部を構成する。

また、図２は掃除機本体５の斜視図であり、図３は掃除機本体５の上面図である。また、図４は図３の掃除機本体５のａ−ａ断面図であり、図５は図３の掃除機本体５のｂ−ｂ断面図である。また、図６は集塵ユニット５０を外した状態の掃除機本体５の上面図である。 図２〜図６に示すように、電気掃除機本体５は、吸引風路４９と、集塵ユニット５０と、排気風路５１と、フィルター５２と、電動送風機５３と、排気口５４と、を備えている。その他に、掃除機本体５は、その後部において、車輪５５、図示しないコードリール部などを備えている。また、集塵ユニット５０は、一次サイクロン分離装置１０と、この一次サイクロン分離装置１０と並設され、かつ一次サイクロン分離装置１０の下流側に接続された二次サイクロン分離装置２０とから構成されている。
各部の構成、動作および効果については後述することとするが、一次サイクロン分離装置１０は、一次流入口１１と、一次旋回室１２と、０次開口部１１３と、一次開口部１３と、０次集塵室１１４と、一次集塵室１４と、一次排出口１５、一次排出管１６と、を備えている。さらに、二次サイクロン分離装置２０は、二次流入口２１と、二次旋回室２２と、二次開口部２３と、二次集塵室２４と、二次排出口２５、二次排出管２６と、を備えている。また、上述した０次集塵室１１４と一次集塵室１４と二次集塵室２４とは１つのケース部品により形成されているとともに、０次集塵室１１４は二次集塵室２４を包囲するように配されている。
なお、一次サイクロン分離装置１０は特許請求の範囲でいうサイクロン分離装置、一次流入口１１は特許請求の範囲でいう流入口、一次旋回室１２は特許請求の範囲でいう旋回室、０次開口部１１３は特許請求の範囲でいう第１の開口部、一次開口部１３は特許請求の範囲でいう第２の開口部、０次集塵室１１４は特許請求の範囲でいう第１の集塵室、一次集塵室１４は特許請求の範囲でいう第２の集塵室、一次排出口１５は特許請求の範囲でいう排出口にそれぞれ相当する。

ここで、掃除機本体５の内部に流入した空気を掃除機本体５の外部に排出する経路について説明する（図２〜図６参照）。
掃除機本体５の内部に流入した空気は、吸入風路４９を経て一次サイクロン分離装置１０に到達する。一次サイクロン分離装置１０において、一次流入口１１、一次旋回室１２、一次排出口１５の順に流れていき、該一次排出口１５から排出された空気は一次排出管１６を通って二次サイクロン分離装置２０に到達する。二次サイクロン分離装置２０において、二次流入口２１、二次旋回室２２、二次排出口２５の順に流れていき、該二次排出口２５から排出された空気は二次排出管２６を通過して、排気風路５１側へと流れていく。その後、該空気は、排気風路５１、フィルター５２、電動送風機５３および排気口５４からなる排気経路を経て掃除機本体５の外部に排出される構成となっている。
また、一次サイクロン集塵装置１０の下流位置に二次サイクロン集塵装置２０が設置されているため、二次サイクロン集塵装置２０が一次サイクロン集塵装置１０では捕集しきれなかったごみを捕集し、集塵ユニット５０としての捕集性能を向上することができ、掃除機本体５から排出される空気をさらに清浄化することができる。

次に、集塵ユニット５０を構成する一次サイクロン分離装置１０と二次サイクロン分離装置２０の詳細な構造について説明する。
図７は集塵ユニット５０の外観を示す斜視図であり、図８は集塵ユニット５０の前面図である。図９は集塵ユニット５０の左側面図であり、図１０は集塵ユニット５０の上面図である。図１１は図８の集塵ユニット５０のＡ−Ａ断面図、図１２は図８の集塵ユニット５０のＢ−Ｂ断面図、図１３は図１０の集塵ユニット５０のＣ−Ｃ断面図、図１４は図１３の集塵ユニット５０のＤ−Ｄ断面図、図１５は図１３の集塵ユニット５０のＥ−Ｅ矢視断面図、図１６は図１３の集塵ユニット５０のＦ−Ｆ断面図、図１７は電気掃除機の集塵ユニットのＣ−Ｃ断面における連通部の拡大図である。

まず、一次サイクロン分離装置１０の構成について、図１１、図１４、図１５、図１６、図１７を用いて説明する。
一次サイクロン分離装置１０は、 吸入風路４９から含塵空気を取り込む一次流入口１１と、一次流入口１１をおおよそ接線方向に接続することで一次流入口１１から導入した含塵空気を旋回させる一次旋回室１２とを備え、一次流入口１１から流入した吸気を旋回してごみを分離した後に該吸気を一次排出口１５から排出する。また、この一次排出口１５からの排気を、二次サイクロン分離装置２０へと導く一次排出管１６を備えている。
また、一次排出管１６は、一次旋回室１２とその軸をおおよそ一致させて、一次旋回室１２内に突出して設置されており、その突出部の側壁は、多数の微細孔を持つ略円筒形状の円筒体１６ｂと、多数の微細孔を持つ略円錐形状の円錐体１６ａとで構成し、この微細孔により一次排出口１５を構成している。
また、一次旋回室１２は、その側壁が、略円筒形状の円筒部１２ｂと、略円錐形状の円錐部１２ａとで構成されている。また、円筒部１２ｂの一部が開口して形成された０次開口部１１３と、円錐部１２ａの一部が開口して形成された一次開口部１３と、０次開口部１１３を介して一次旋回室１２と連通する０次集塵室１１４と、一次開口部１３を介して一次旋回室１２と連通する一次集塵室１４とを備えているとともに、０次集塵室１１４は０次開口部１１３から下方に延在するように形成されている。また、０次開口部１１３は一次流入口１１よりも低い位置に形成されている。
さらに、図１３および図１７に示すように、０次集塵室１１４と一次集塵室１４とを区画する隔壁３０には、その一部を開口する隔壁開口部３０ａを形成するともに、該隔壁開口部３０ａの０次集塵室１１４側の側面に多数の微細孔３２ｚを備えたメッシュ部材３２を設置することで０次集塵室１１４と一次集塵室１４とを流通する連通部３１を構成している。また、メッシュ部材３２は枠体３３と隔壁３０で挟持して固定されている。なお、微細孔３２ｚの開口面積は０次開口部１１３の開口面積よりも小さく構成されており、より好ましくは０次集塵室１１４内に捕捉されるごみの通過を抑制するために開口径をφ１ｍｍ以下とするのがよい。また、０次集塵室１１４に比較的嵩の大きなごみを捕捉するために、０次開口部１１３の開口面積は一次開口部１３の開口面積よりも大きく形成している。また、連通部３１は、連通部３１と０次開口部１１３との間の中間点よりも下方に位置する隔壁３０の部分に配置するように形成、つまり連通部３１と０次開口部１１３との間の距離を、隔壁３０が延在する方向における隔壁３０の中心位置と０次開口部１１３との間の距離よりも長く構成している。

一次サイクロン分離装置１０の動作についてその概要を説明する。
一次サイクロン分離装置１０は、吸入風路４９を経て一次流入口１１から含塵空気を取り込むと、含塵空気は、一次旋回室１２の側壁に沿って流入するため旋回気流となり、その旋回気流の中心軸近傍の強制渦領域とその外周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り下向きに流れていく。このとき、遠心力がごみに作用するため、例えば大きな繊維ごみや毛髪等の比較的嵩の大きなごみ（以下、「ごみＡ」という）が一次旋回室１２の内壁に押し付けられて旋回気流から分離され、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４内に送られる。この際、気流の一部が０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４内に流入し、連通部３１を流通して一次集塵室１４内へ流れ込む。この気流と自重により、ごみＡは０次集塵室１１４を下降した後、連通部３１の非開口部および連通部３１周囲の隔壁３０に押し付けられる形で圧縮される。これは、微細孔３２ｚの開口面積を０次開口部１１３の開口面積よりも小さく構成したことによるものであり、連通部３１の非開口部および連通部３１周囲の隔壁３０により、０次開口部１１３を通過したごみＡが一次集塵室１４内へ流れ込むことを阻害しつつ気流の力で圧縮し、該気流を一次集塵室１４内に流入させることができる。なお、一次集塵室１４内に流入した気流は、一次開口部１３を通って一次旋回室１２に流入し、一次排出口１５から排出される。

また、０次集塵室１１４内に流入しなかったごみは一次旋回室１２を下降する旋回気流に乗って一次旋回室１２の下方に進む。これにより、砂ごみや細かな繊維ごみ等の比較的嵩の小さなごみ（以下、「ごみＢ」という）が一次開口部１３を介して一次集塵室１４内に送られて捕捉される。ごみＡおよびごみＢが除去された旋回気流は、一次旋回室１２の下方で反転しての中心軸に沿って上昇し、一次排出口１５から排出される。一次排出口１５から排出された空気は、一次排出管１６を通って、後に説明する二次サイクロン分離装置へと導かれる。

上記のように構成した一次サイクロン分離装置１０では、ごみＡが、空気の力と自重により０次集塵室１１４内に圧縮された状態で収容されるために、ごみ捨ての際の舞い上がりを抑制する効果とともに、限られた０次集塵室１１４の容積内に多くのごみＡを堆積させることができるために、ごみ捨ての頻度を少なくする効果がある。
また、圧縮機能を備える０次集塵室１１４内に、圧縮すると嵩が大きく減るごみA（繊維ごみや毛髪）を捕捉して圧縮するため、より効率的にごみの容積を減らして０次集塵室１１４の空容積を増やすことができる。
また、連通部３１を、連通部３１と０次開口部１１３との間の中間点よりも下方に位置する隔壁３０の部分に配置するように形成、つまり連通部３１と０次開口部１１３との間の距離を、隔壁３０が延在する方向における隔壁３０の中心位置と０次開口部１１３との間の距離よりも長く構成ことで、連通部３１と０次開口部１１３との間の距離が遠くなり、ごみＡが溜まる起点を０次開口部１１３から離すことができ０次開口部１１３からのごみＡの再飛散を防止抑制することができる。
また、０次集塵室１１４の下方に延在する隔壁３０の下方に連通部３１を備えたことで、ごみAの自重も利用してさらに圧縮効果を高めている。
また、連通部３１を隔壁３０の下方に備えたことで、ごみＡは０次集塵室１１４の下方から蓄積されることとなり、ごみＡは０次開口部１１３を介して一次旋回室１２へ飛散しにくくなる。
また、連通部３１を多数の微細孔３２ｚを備えたメッシュ部材３２で構成することで、ごみＡを一次集塵室１４に極力流入させずに圧縮する。
なお、ごみＡは繊維ごみや毛髪を主とするために、一定量溜まった状態でもごみＡは通気性を備えており、連通部３１の通気量は殆ど損なわれることなく、ごみＡに対して圧縮力を作用させ続けることができる。
なお言うまでもないが、本構成はごみを空気の力で圧縮する構成であり、ごみ圧縮用の可動部を備えていないため、可動部の強度や寿命の信頼性に関する課題はなく、また０次集塵室１１４および一次集塵室１４に捕捉したごみの全てに対して確実に圧縮力を付与することができる。

次に、二次サイクロン分離装置２０の構成について、図１２、図１３および図１６を用いて説明する。
二次サイクロン分離装置２０は、一次サイクロン分離装置２０で分離できなかった微細塵を含む含塵空気が流れ込む二次流入口２１と、略円筒形状に形成され、二次流入口２１が接線方向に連通し、該二次流入口２１から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気とごみを分離する二次旋回室２２と、該二次旋回室２２内の含塵空気から分離した空気を排出する二次排出口２５と、含塵空気から分離したごみを捕捉する二次集塵室２４と、該二次集塵室２４と二次旋回室２２とを連通する二次開口部２３を備えている。また、二次サイクロン分離装置２０は、二次旋回室２２の壁面の一部を開口し、その開口部から二次旋回室２２内に突出させて二次排出管２６を設け、その二次排出管２６の先端開口を二次排出口２５とし、電動送風機５３と二次旋回室２２内を連通する。また、二次旋回室２２は、その側壁が、略円筒形状の二次円筒部２２ｂと、略円錐形状の二次円錐部２２ａとで構成されている。

二次サイクロン分離装置２０の動作についてその概要を説明する。
二次サイクロン分離装置２０は、一次サイクロン分離装置１０から排出された微細塵を含む含塵空気を二次流入口２１から取り込むと、この含塵空気は二次旋回室２２の側壁に沿って流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周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り下向きに流れていく。このとき、遠心力がごみに作用するため、一次サイクロン分離装置１０では捕捉しきれなかった微細塵が二次旋回室２２の内壁に押し付けられて吸気から分離され、下降する旋回流に乗って二次旋回室２２の下方に進んだ後、二次開口部２３を介して二次集塵室２４内に捕集される。ごみが除去された空気は、二次旋回室２２の中心軸に沿って上昇し、二次排出口２５から排出される。二次排出口２５から排出された空気は、二次排出管２６を通って、排気風路５１へと導かれる。これにより、電気掃除機１００から排出される空気をさらに清浄化することができる。

実施の形態２．
以下に説明する実施の形態２は、連通部３１の複数配置について説明するものであり、前述の実施の形態１と基本的には同様であるため、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略するものとする。
図１８は、実施の形態２を示す図８の電気掃除機の集塵ユニットのＩ−Ｉ断面である。
図１８に示すように、連通部３１を複数設けている。また、複数の連通部３１のうち０次開口部１１３から距離が近い方の連通部３１ｂの開口面積を、０次開口部１１３から距離が遠い方の連通部３１ａの開口面積よりも小さくしている。

上記のように、連通部３１を複数設けることにより、ごみＡに対して圧縮力を複数箇所から与えることができるため、局部的にではなく全体的にごみＡを圧縮することができる。さらに、この複数の連通部３１のうち０次開口部１１３から距離が近い方の連通部３１ｂの開口面積を、０次開口部１１３から距離が遠い方の連通部３１ａの開口面積よりも小さくしたことにより、０次開口部１１３から距離が遠い方の連通部３１ａの方が、０次開口部１１３から距離が近い方の連通部３１ｂよりも圧力損失が低くなるために気流が流通しやすくなり、０次集塵室１１４に流入したごみＡは０次開口部１１３から距離が遠い方の連通部３１ａ側から溜まりやすくなる。したがって、０次開口部１１３から入ったごみＡの０次集塵室１１４内の移動を妨げることがなく、ごみＡを０次集塵室１１４内に満遍なく収容することが可能となる。

なお、図１８に示した実施の形態２では、複数の連通部３１のうち０次開口部１１３から距離が近い方の連通部３１ｂの開口面積を、０次開口部１１３から距離が遠い方の連通部３１ａの開口面積よりも小さくするために、微細孔３２ｚを一定としてメッシュ部材３２の面積を変化させているが、他の構成としてもよい。例えば、メッシュ部材３２の面積を一定として微細孔３２ｚの開口面積を変化させてもよいし、メッシュ部材３２の開口率を変化させてもよい。

また、図１８に示した実施の形態２では、複数の連通部３１を一次旋回室１２の旋回軸方向に並べた構成を示したが、図１９に示すように旋回軸に垂直な方向に並べてもよい。

実施の形態３．
以下に説明する実施の形態３は、連通部３１の配置について説明するものであり、前述の実施の形態１および２と基本的には同様であるため、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略するものとする。
図２０は、実施の形態３に係る集塵ユニットのごみ捨て時の分解図である。図２１は、実施の形態３に係る集塵ユニットの分解図である。図２２は、実施の形態３を示す図３のＺ−Ｚ断面図である。なお、図２３は実施の形態３の効果を説明するための本実施の形態の構造に該当しない図３のＺ−Ｚ断面図である。
図２０に示すように、０次集塵室１１４を有底形状とし、かつ０次集塵室１１４と一次旋回室１２とを着脱自在として、ごみ捨て時には一次旋回室１２から０次集塵室１１４を外した後に、０次集塵室１１４を逆さにしてごみを捨てる構成としている。また、図２に示すように、掃除機本体５の高さを抑えるために集塵ユニット５０が重力に対して傾斜するように配置され、０次集塵室１１４の開口面１１４ａは重力に対して傾斜するように配置されている。このような構成において、図２２に示すように、０次集塵室１１４の中心軸よりも高い位置に連通部３１を設けている。

上記のように、０次集塵室１１４の中心軸よりも高い位置に連通部３１を設けたことにより、ごみＡを圧縮する力が０次集塵室１１４の中心軸よりも高い位置に強く働くために、ごみＡが堆積した際のごみＡと０次集塵室１１４の空容積との界面（以降、ごみＡの上面と呼ぶ）が０次集塵室１１４の開口面１１４ａと同じ方向に向きやすくなるために、限られた０次集塵室１１４の内容積を有効に使うことが可能となる。これは、ごみＡに働く重力に逆らって連通部３１の方向に向かうごみＡの流れに起因するものである。
逆に、図２３に示すように、０次集塵室１１４の中心軸よりも低い位置に連通部３１を設けた場合には、ごみＡの上面が０次集塵室１１４の開口面１１４ａに対して大きな角度を持ってしまうために、０次集塵室１１４の空容積が残されている状態でごみＡの上面が０次集塵室１１４からはみ出してしまい、限られた０次集塵室１１４の内容積を有効に使うことができない。

実施の形態４．
以下に説明する実施の形態４は、連通部３１の通気量について説明するものであり、前述の実施の形態１〜３と基本的には同様であるため、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略するものとする。
図２４に、連通部３１の通気率を変化させた際の捕集効率および旋回速度の変化に関するグラフを示す。横軸の通気率（％）は、一次流入口１１に流入する風量に対する連通部３１を流通する風量の割合を示し、下式にて計算される。
通気率（％）＝（連通部３１を流通する風量（ｍ^３／ｓ））÷（一次流入口１１に流入する風量（ｍ^３／ｓ））×１００
また、縦軸左側の捕集効率（％）は、集塵ユニット５０に流入したごみ量に対する集塵ユニット５０で捕集したごみ量の割合を示し、下式にて計算される。
捕集効率（％）＝（集塵ユニット５０に流入したごみ量（ｇ））÷（集塵ユニット５０で捕集したごみ量（ｇ））×１００
また、縦軸右側の旋回速度（ｍ／ｓ）は、一次旋回室１２内の旋回方向の速度成分の大きさであり、気流解析にて計算を行った結果である。
図２４に示すように、通気率５％以下では捕集効率はほぼ横這いであるが、５％を超えると捕集効率が低下し始める。これは図２４に示す旋回速度の低下の挙動とよく相関しており、旋回力が低下すると捕集効率が低下することがわかる。

したがって、連通部３１を流れる空気の風量を流入口１１から流れ込む空気の風量の５％以下とすることで、集塵ユニット５０すなわち一次サイクロン分離装置１０の捕集効率を損なうことなく、ごみＡを圧縮することができる。
実施の形態４では、一次サイクロン分離装置１０の捕集効率を低下させることなく、ごみＡの圧縮力を極力高める、すなわち連通部３１の通気量を極力多くするために、連通部３１を流れる空気の風量を流入口１１から流れ込む空気の風量の５％となるように、連通部３１の開口面積を調整して構成している。

なお、上述した実施の形態１〜４では、二次サイクロン分離装置２０を設けたものを示したが、一次サイクロン分離装置１０だけでも同様の効果を奏するものである。また、言うまでもないが、複数のサイクロン（一次サイクロン分離装置、二次サイクロン分離装置、三次サイクロン分離装置…）を設けた場合にも、同じく同様の効果を奏するものである。また、本発明はサイクロン分離装置の構造に関するものであることから、本実施の形態で説明したキャニスタータイプの電気掃除機に限られるものではない。

また、上述した実施の形態１〜４では各部品間のシール構造およびロック構造について言及していないが、該シール構造およびロック構造がサイクロン集塵装置５０内の気流の流れを乱すことのないよう設置されるのが望ましい。

１ 吸込口体、２ 吸引パイプ、３ 接続パイプ、４ サクションホース、５ 掃除機本体、１０ 一次サイクロン分離装置、１１ 一次流入口、１２ 一次旋回室、１２ａ 一次円錐部、１２ｂ 一次円筒部、１３ 一次開口部、１４ 一次集塵室、１５ 一次排出口、１６ａ 円錐体、１５ｂ 円筒体、１６ 一次排出管、２０ 二次サイクロン分離装置、２１ 二次流入口、２２ 二次旋回室、２２ａ 二次円錐部、２２ｂ 二次円筒部、２３ 二次開口部、２４ 二次集塵室、２５ 二次排出口、２６ 二次排出管、３０ 隔壁、３０ａ 隔壁開口部、３１ 連通部、３２ メッシュ部材、３２ｚ 微細孔、３３ 枠体、４９ 吸引風路、５０ 集塵ユニット、５１ 排気風路、５２ フィルター、５３ 電動送風機、５５ 車輪、５６ 防振リブ、 ５７ 二次旋回室体、 １００ 電気掃除機、１１３ ０次開口部、１１４ ０次集塵室。

Claims (10)

1. 外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、
   略円筒形状に形成され、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する旋回室と、
   前記旋回室の一部を開口して形成された第１の開口部と、
   前記旋回室の一部を開口して形成され、かつ前記第１の開口部よりも下流側に配置された第２の開口部と、
   前記第１の開口部を介して前記旋回室と連通する第１の集塵室と、
   前記第２の開口部を介して前記旋回室と連通する第２の集塵室と、
   前記旋回室内の空気を排出する排出口と、
   を備え、
   前記第１の集塵室と前記第２の集塵室とを区画する隔壁に設けた連通部により前記第１の集塵室と前記第２の集塵室とを連通するとともに、
   前記連通部の開口面積を前記第１の開口部の開口面積よりも小さくしたことを特徴とするサイクロン分離装置。
2. 前記第１の開口部の開口面積を前記第２の開口部の開口面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のサイクロン分離装置。
3. 前記連通部は、前面視において前記第１の開口部との間の中間点よりも下方に位置する隔壁部分に配置することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のサイクロン分離装置。
4. 前記第１の集塵室を前記第１の開口部から下方に延在するように構成し、前記連通部を前記隔壁の下方に備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のサイクロン分離装置。
5. 前記連通部を、多数の微細孔を備えたメッシュ部材にて構成したことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のサイクロン分離装置。
6. 前記連通部を複数設けたことを特徴とする請求項１〜５記載いずれかにサイクロン分離装置。
7. 前記複数の連通部のうち前記第１の開口部から距離が近い方の連通部の開口面積を、前記第１の開口部から距離が遠いほうの連通部の開口面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項６に記載のサイクロン分離装置。
8. 前記第１の集塵室を有底形状とし、かつ前記第１の集塵室と前記旋回室とを着脱自在とした構成において、前記第１の集塵室の開口面が重力に対して傾斜するように配置し、前記第１の集塵室の中心軸よりも高い位置に前記連通部を備えたことを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載のサイクロン分離装置。
9. 前記連通部を流れる空気の風量を前記流入口から流れ込む空気の風量の５％以下とすることを特徴とする請求項1〜８に記載のサイクロン分離装置。
10. 前記請求項１〜９いずれかに記載のサイクロン分離装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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