JP6653414B2

JP6653414B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JP6653414B2
Application number: JP2015189603A
Authority: JP
Inventors: 健吾中原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: JP2017064576A

Description

本発明は、塵埃旋回分離手段を備えた集塵装置に関するものである。

従来のこの種の集塵装置は、掃除機に広く活用され、気流吸込部、および気流吹出部を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、前記気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ気流を、前記気流吹出部から本体ケース外に排出するファンと、このファンによって前記気流吸込部を介して本体ケース内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込み気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離手段とを備えている。

また、前記塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口、気流出口間に設けた旋回手段と、この旋回手段と前記気流出口間の外周壁に設けた塵埃排出口とを有する構成となっている（これに類似する先行文献としては、例えば下記特許文献１が存在する）。

特開２０００−１５７４６３号公報

上記従来例においては、ファンを駆動すると、先ず、気流吸込部から本体ケース内に気流が吸い込まれ、次に、この気流が塵埃旋回分離手段によって旋回され、これによって、この吸い込み気流中に含まれている塵埃が分離され、前記塵埃旋回分離手段を構成する旋回筒の塵埃排出口から、外部のゴミ箱へと排出される。

塵埃排出口では、塵埃とともに、ゴミ箱へ向かう風量がある分、逆にゴミ箱から本体ケースに向かう風量が存在している。

つまり、一度ゴミ箱内に入った塵埃が再び本体ケースに戻り、気流出口側に排出されてしまい集塵効果の低いものとなってしまう。

また、この種の集塵装置は圧力損失が高いため、省エネルギーや騒音の観点から出きる限り圧力損失を低く抑えることが望まれている。

そこで、本発明は、圧力損失の上昇を抑制しながら集塵効果を高めることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、気流吸込部、および気流吹出部を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、前記気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ気流を、前記気流吹出部から本体ケース外に排出するファンと、このファンによって前記気流吸込部を介して本体ケース内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込み気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離手段とを備え、前記塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口側に設けた旋回手段と、前記旋回筒の外周壁の気流出口側に設けた塵埃排出口とを有し、前記気流出口は、前記旋回筒よりも小径とし、前記気流出口から前記旋回筒内に突出した環状の流出壁を有し、前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置まで突出し、さらに前記流出壁は、前記塵埃排出口側の一部を前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側に向かって突出した突起壁を備えた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、気流吸込部、および気流吹出部を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、前記気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ気流を、前記気流吹出部から本体ケース外に排出するファンと、このファンによって前記気流吸込部を介して本体ケース内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込み気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離手段とを備え、前記塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口側に設けた旋回手段と、前記旋回筒の外周壁の気流出口側に設けた塵埃排出口とを有し、前記気流出口は、前記旋回筒よりも小径とし、前記気流出口から前記旋回筒内に突出した環状の流出壁を有し、前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置まで突出し、さらに前記流出壁は、前記塵埃排出口側の一部を前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側に向かって突出した突起壁を備えた構成としたので、圧力損失の上昇を抑制しながら集塵効果を高めることができる。

すなわち、塵埃排出口に接続された外部のゴミ箱へ向かって塵埃とともに気流が流入する一方、ゴミ箱から旋回筒へ向かう逆流も同時に発生するため塵埃が逆流に乗って再び旋回筒内に入り、気流出口へ向かおうとするが、排出口側に設けた突起壁に衝突するため、塵埃が直接気流出口へ向かうことはない。

突起壁に衝突した塵埃は、旋回筒内部の旋回流に流され、再び遠心力を受けて、旋回筒の外周側に引き寄せられ、塵埃排出口からゴミ箱に流入するというサイクルを繰り返すため、ゴミ箱から再飛散した塵埃が気流出口から漏れにくくなり、集塵効果を高めることができる。

また、突起壁は流出壁の一部で排出口側から突出した形状であるため、旋回手段によって発生した旋回筒内を流れる旋回流は、スムーズに気流出口より流出することができるので、圧力損失の上昇を抑制することができる。

本発明の実施の形態１にかかる集塵装置の斜視図同集塵装置の縦断面図同集塵装置の塵埃旋回分離手段を示す斜視図同集塵装置の塵埃旋回分離手段の断面図同集塵装置の塵埃旋回分離手段内部を見えるようにした斜視図同集塵装置の塵埃旋回分離手段の板状蓋体を反転させた状態の斜視図

本発明の請求項１に係わる集塵装置は、気流吸込部、および気流吹出部を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、前記気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ気流を、前記気流吹出部から本体ケース外に排出するファンと、このファンによって前記気流吸込部を介して本体ケース内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込み気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離手段とを備え、前記塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口側に設けた旋回手段と、前記旋回筒の外周壁の気流出口側に設けた塵埃排出口とを有し、前記気流出口は、前記旋回筒よりも小径とし、前記気流出口から前記旋回筒内に突出した環状の流出壁を有し、前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置まで突出し、さらに前記流出壁は、前記塵埃排出口側の一部を前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側に向かって突出した突起壁を備えたものである。

これにより、塵埃排出口に接続された外部のゴミ箱へ向かって塵埃とともに気流が流入する一方、ゴミ箱から旋回筒へ向かう逆流も同時に発生するため塵埃が逆流に乗って再び旋回筒内に入り、気流出口へ向かおうとするが、塵埃排出口側に設けた突起壁に衝突するため、塵埃が直接気流出口へ向かうことはない。

また、突起壁は流出壁の一部で排出口側から突出した形状であるため、旋回手段によって発生した旋回筒内を流れる旋回流は、スムーズに気流出口より流出することができるので、圧損の上昇を抑制しながら集塵効果を高めることができる。

本発明の請求項２に係わる集塵装置は、前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置にあり、前記突起壁は前記環状の少なくとも４分の１多くても２分の１の範囲を占める湾曲面を成し、前記突起壁の端部は前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側にあるという構成にしてもよい。

これにより、流出壁の高さが低いため、旋回筒内の気流が気流出口より出やすくなる。そして、突起壁の短部が塵埃排出口よりも旋回手段側まであることで、塵埃排出口から旋回筒内へ向かう塵埃を含んだ気流が確実に突起壁に衝突することで、塵埃が気流出口から漏れるのを防ぎ、圧力損失の上昇を抑制しながら集塵効果を高めることができる。

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。

（実施の形態１）
図１、図２において、集塵装置の一例として加湿空気清浄装置の本体ケース１は、下方に気流吸込部２、上方に気流吹出部３を有する箱状である。

本体ケース１内にはファン４が設けられ、このファン４を駆動すると、本体ケース１外の空気は、前記気流吸込部２から本体ケース１内に吸い込まれ、次に、塵埃旋回分離手段５を通過し、その後、フィルター５ａを通過する。フィルター５ａを通過した気流の一部は加湿体６を通過し、他部は加湿体６の周りを通過し、次に、ファン４を通過し、その後、気流吹出部３から本体ケース１外へと吹き出される。

つまり、前記気流吸込部２から本体ケース１内に吸い込まれた気流に含まれる塵埃のうち、大きなものは塵埃旋回分離手段５で旋回されることで分離され、その後、塵埃回収箱７へと回収される。また、前記気流吸込部２から本体ケース１内に吸い込まれた気流に含まれる塵埃のうち、小さなものは塵埃旋回分離手段５を通過し、その後、フィルター５ａで集塵される。

そして、塵埃が除去された気流の一部が加湿体６を通過することで加湿され、加湿体６の周りを通過した気流とともに、ファン４を通過し、その後、気流吹出部３から本体ケース１外へと吹き出される。

本実施の形態では塵埃旋回分離手段５は、図３、図４に示すように、水平方向に、円筒状の旋回筒８を複数並べた構成としている。

各旋回筒８は、一端側（下端側）に気流入口９、他端側（上端側）に気流出口１０を有する。

また、この旋回筒８内の気流入口９、気流出口１０間には、気流入口９側に螺旋状面による旋回手段１１が配置されている。

さらに、この旋回手段１１と気流出口１０間の旋回筒８の外周壁、すなわち旋回筒の外周壁の気流出口１０側には、塵埃排出口１２が配置されている。塵埃排出口１２は、図５から分かるように横方向（旋回流の回転方向）に長い長方形状となっている。

そして、気流出口１０は旋回筒８よりも小径とし、この気流出口１０から旋回筒８の内部へ向かって突出した環状の流出壁１９が配置されている。流出壁１９は気流出口１０と同径である。本実施の形態では垂直に突出した形状となっているが、流出壁１９が旋回筒８内部に向かうにつれて径が広がったり、狭まったりと傾斜していてもよい。

この流出壁１９の端部から旋回手段１１側に向かって突出させたものが突起壁１９Ａである。図４、図６に示すように、突起壁１９Ａは、塵埃排出口１２側に配置されている。旋回筒８の軸方向において、流出壁１９の端部は、流出壁１９が塵埃排出口１２と重なる位置まで突出したものであり、また、突起壁１９Ａの端部は、塵埃排出口１２よりも、旋回手段１１側に近づくように突出させている。

気流入口９は、旋回手段１１を構成する螺旋状の面で挟まれて出来た開口である。この気流入口９と塵埃回収箱７との間の旋回筒８壁面に塵埃排出口１２を配置し、気流入口９と塵埃排出口１２の間に、流出壁１９から突出して突起壁１９Ａが配置されている。

このような配置とすることで、分離機能を維持しつつ塵埃旋回分離手段５をコンパクトに構成することができる。

図３に示す板状蓋体１８を外して、塵埃旋回分離手段５の内部が見えるようにしたものが図５である。また、図６はその板状蓋体１８を裏側から見た斜視図であり、板状蓋体１８には、気流出口１０の円形状の穴があり、そこから流出壁１９が塵埃旋回分離手段５内部に向かってリブ状に延びている。流出壁１９の塵埃回収箱７側に突起壁１９Ａを流出壁１９と側面を同一に、すなわち一体にして配置している。

上記構成において、塵埃旋回分離手段５が塵埃を分離・捕集する流れを説明する。

気流入口９から流入した塵埃を含んだ空気は、螺旋状に約３６０度構成された旋回手段１１によって、旋回筒８内に旋回流が発生する。旋回流は旋回筒８の軸方向で気流出口１０側に進む。その間に、塵埃のうち大きなもの（およそ１０μｍ以上）は旋回流により遠心力を受け、旋回筒８の外周側へ寄せられる。外周側を旋回している塵埃は常に遠心力を受けており、塵埃排出口１２部分を通過する際に、より外側へ移動しようとするため、塵埃排出口１２から旋回筒８を飛び出し、塵埃回収箱側へ移動し、貯留される。

以上のように大きな塵埃を分離した空気は気流出口から下流へ流れていく。

この時、流出壁１９の長さは、長すぎると旋回流が気流出口に向かう際に抵抗となってしまうため、圧力損失が増大してしまう。流出壁１９は、旋回筒８の軸方向において、流出壁１９の端部は、流出壁１９が塵埃排出口１２と重なる位置まで突出した。図４からも解るように、流出壁１９の端部が塵埃排出口１２と水平方向で重なる位置であれば、圧力損失を増大させない。また、そのようにすることで、旋回手段１１で発生した旋回流によって塵埃が旋回する時間を稼ぐことができるため、分離したい塵埃を確実に旋回筒８の外周側に移動させることができ、集塵効果を高めることができる。

塵埃排出口１２においては、塵埃だけでなく、旋回流の一部も塵埃回収箱７側へ吹出す。塵埃回収箱７に入ってきた気流は、行き場がないので、再び塵埃排出口１２から旋回筒８側へ戻ろうとする。つまり図４において、塵埃排出口１２付近では、旋回筒８から出る右方向への気流の流れと、旋回筒８へ戻る左方向の気流の流れが混在していることとなる。

そのため、一度、塵埃回収箱７側へ流出した塵埃が、旋回筒８へ戻る気流に乗って、再び旋回筒８内に流入する現象が発生する。

ここで塵埃排出口１２側に突起壁１９Ａが塵埃排出口１２よりも旋回手段１１側まで突出させている。これにより、塵埃回収箱７側から塵埃が旋回筒８側へ戻ってきた時に、突起壁１９Ａに衝突するので、気流出口１０に直接向かうことはない。突起壁１９Ａに衝突した塵埃は、旋回筒８内を流れる旋回流に流され、再び旋回し、遠心力を受けて、再度、塵埃排出口１２から塵埃回収箱７側へ流入する。このサイクルを繰り返すことで、塵埃を気流出口１０に向かわせないため、集塵効果の高いものとなる。

本実施の形態では、図６に示すように、突起壁１９Ａは、横方向（旋回流の回転方向）に長い湾曲面を持った長方形状となっており、流出壁１９は、３６０度のうち、９０度つまり４分の１程度を占めて塵埃排出口１２側に配置しているが、２分の１程度までを占めてもよい。

塵埃排出口１２から見て、突起壁１９Ａの旋回流の回転方向となる幅方向の長さにおいて、塵埃排出口１２から旋回流の回転方向側に幅方向の半分以上が占めるように配置すると、さらに集塵効果を高めることができる。これは、塵埃排出口１２において塵埃回収箱７側から旋回筒８側へ向かう流れが、旋回筒８内の旋回流によってその回転方向へ流されるためである。

また、突起壁１９Ａは前述のように長方形状であるが、その角を丸くしてもよい。そうすることで、旋回流の乱れを抑制し、集塵効果を高めることができる。

以上本実施の形態の特徴は、塵埃回収箱７側から流れてくる気流によって、塵埃がその流れによって気流出口１０側へ向かわないよう、突起壁１９Ａを設けて塵埃の飛散を抑制することができ、また突起壁１９Ａは流出壁１９の一部にしか配置せず、流出壁１９の高さは塵埃排出口１２と同位置となるような高さとしているので、旋回流が気流出口１０へ向かいやすい。そのため、圧力損失の上昇を抑制しながら集塵効果を高めることができる。

本発明に係る集塵装置は、塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口、気流出口間に設けた旋回手段と、この旋回手段と前記気流出口間の外周壁に設けた塵埃排出口とを有し、前記気流出口は、前記旋回筒よりも小径とし、この気流出口から前記旋回筒内に突出した流出壁を有し、さらに前記流出壁の前記塵埃排出口側には前記旋回手段側に向かって突出した突起壁を備える構成としたので、集塵効果を高めることができる。

したがって、家庭や事務所などで活用される集塵装置として活用することが期待される。

１本体ケース
２気流吸込部
３気流吹出部
４ファン
５塵埃旋回分離手段
５ａフィルター
６加湿体
７塵埃回収箱
８旋回筒
９気流入口
１０気流出口
１１旋回手段
１２塵埃排出口
１８板状蓋体
１９流出壁
１９Ａ突起壁

Claims

気流吸込部、および気流吹出部を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、前記気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ気流を、前記気流吹出部から本体ケース外に排出するファンと、このファンによって前記気流吸込部を介して本体ケース内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込み気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離手段とを備え、前記塵埃旋回分離手段は、一端側に気流入口、他端側に気流出口を有する旋回筒と、この旋回筒内の前記気流入口側に設けた旋回手段と、前記旋回筒の外周壁の気流出口側に設けた塵埃排出口とを有し、前記気流出口は、前記旋回筒よりも小径とし、前記気流出口から前記旋回筒内に突出した環状の流出壁を有し、前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置まで突出し、さらに前記流出壁は、前記塵埃排出口側の一部を前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側に向かって突出した突起壁を備えた集塵装置。
前記流出壁の端部は前記塵埃排出口と重なる位置にあり、前記突起壁は前記環状の少なくとも４分の１多くても２分の１の範囲を占める湾曲面を成し、前記突起壁の端部は前記塵埃排出口よりも前記旋回手段側にある請求項１記載の集塵装置。