WO2013073337A1 - サイクロン装置 - Google Patents

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WO2013073337A1
WO2013073337A1 PCT/JP2012/077096 JP2012077096W WO2013073337A1 WO 2013073337 A1 WO2013073337 A1 WO 2013073337A1 JP 2012077096 W JP2012077096 W JP 2012077096W WO 2013073337 A1 WO2013073337 A1 WO 2013073337A1
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WO
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main
sub
dust
chamber
dust collection
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PCT/JP2012/077096
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French (fr)
Inventor
田中　剛
Original Assignee
株式会社 マキタ
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    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets
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    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/1608—Cyclonic chamber constructions
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    • B04C5/187—Dust collectors forming an integral part of the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow

Definitions

  • the present invention relates to a cyclone device that is used in a dust collector or the like and separates dust from sucked air.
  • a cyclone system that separates dust while swirling air sucked into a housing without using a filter is often employed.
  • an outer cyclone having a suction path in a tangential direction and having a dust collection chamber at the lower end is provided with an inner cyclone having a lower end opened on the dust collection chamber.
  • the invention of a double cyclone device is described in which large dust is separated by the swirling of air and small dust is separated by swirling of air by an inner cyclone.
  • an object of the present invention is to provide a cyclone device that can be compactly formed and can reliably separate and collect dust without causing dust to rise.
  • the invention according to claim 1 is a cyclone device comprising a main swirl chamber having a main dust collecting chamber at a lower portion, and a main suction passage communicating with the main swirl chamber in a tangential direction thereof.
  • a main discharge passage that communicates with the upper part of the main swirl chamber in the vertical direction, and air flowing into the main swirl chamber from the main suction passage swirls the main swirl chamber and is discharged from the main discharge passage.
  • a main cyclone that is centrifuged and stored in the main dust collection chamber A secondary suction path that branches upward from the main suction path and sucks dust that is smaller than the dust sucked into the main suction path, and a secondary swirl that is arranged above the main swirl chamber and communicates in the tangential direction with the secondary suction path
  • a sub-discharge passage that communicates vertically with the upper part of the sub-swirl chamber, and a sub-dust collection chamber that communicates with the lower part of the sub-swirl chamber and is partitioned from the main dust collection chamber.
  • the outer dust collecting chamber communicates with the main swirling chamber through the slit outside the main swirling chamber and is partitioned from the main dust collecting chamber and the sub dust collecting chamber.
  • a chamber is formed, and dust that does not fall into the main dust collecting chamber is stored in the outer dust collecting chamber through a slit by centrifugal force of air swirling in the main swirling chamber.
  • the auxiliary swirl chamber in the configuration of the first or second aspect, includes a spiral air passage whose outer peripheral side communicates with the sub dust collection chamber, and the outer peripheral side that forms the air passage A through hole for discharging dust to the outer peripheral side of the air passage is formed in the wall body by centrifugal force of air passing through the air passage.
  • the dust collection chambers in the configuration of the first aspect, can be simultaneously opened and closed by one lid provided on the bottom.
  • the inside of the main suction path is divided into upper and lower parts, and the upper side is used as the auxiliary suction path.
  • the auxiliary cyclone having the auxiliary suction path branched upward from the main suction path is disposed on the upper side of the main cyclone so that the radial dimension is reduced and the whole is made compact. Can be formed. Further, since dusts having different sizes can be separately collected in the main dust collection chamber and the sub dust collection chamber, the dust does not rise, and a suitable dust collection efficiency can be maintained. According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, medium-sized dust that is not stored in the main dust collection chamber and the sub dust collection chamber can be separated and stored.
  • the dust in addition to the effect of the first or second aspect, can be efficiently separated from the air swirling in the auxiliary swirl chamber through the through hole.
  • the auxiliary suction path that branches upward from the main suction path can be formed compactly in the vertical direction.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view taken along line BB in FIG. 3. It is a center longitudinal cross-sectional view of an inner housing and a cover body. It is CC sectional view taken on the line of FIG. It is a top view of the cyclone apparatus except an upper cover and a subcyclone.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line DD of FIG. 9.
  • FIG. 16 is a cross-sectional perspective view taken along line GG in FIG. 15.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a cyclone device
  • FIG. 2 is an exploded front view
  • the cyclone device 1 is formed in the center of the upper surface of a main body 2 having a cylindrical shape as shown in FIGS.
  • the exhaust tube 3 is erected upward.
  • the main body 2 includes a main cyclone 4 and a sub cyclone 5 arranged on the upper side thereof.
  • the main cyclone 4 is provided with a cylindrical inner housing 6 comprising an inner lower cylinder 7 and an inner upper cylinder 8 coaxially screwed on the inner lower cylinder 7 at the center of the main body 2.
  • a tapered hole portion 9 is formed on the inner surface excluding the lower end of the inner lower cylinder 7 so as to taper downward from the upper end.
  • a plurality of continuous inner ends of the inner lower cylinder 7 and the lower end of the tapered hole portion 9 are formed.
  • a lower notch 12 is formed in the tangential direction at the upper end of the inner upper cylinder 8, and along the tangential direction of the lower notch 12 around the inner upper cylinder 8 as shown in FIGS.
  • a middle and lower cylinder 15 having a larger diameter than the inner and lower cylinders 7, and a middle and upper cylinder 16 having the same diameter and being coaxially coupled to the middle and lower cylinders 15.
  • the inner housing 14 is provided coaxially with the inner housing 6.
  • the upper part of the middle upper cylinder 16 becomes a ring-shaped lower ceiling portion 17 that gradually becomes smaller in diameter, and has the same diameter as that of the inner upper cylinder 8 and moves upward.
  • a protruding cylindrical small-diameter portion 18 is formed.
  • the upper end of the inner upper cylinder 8 is screw-coupled in contact with the lower ceiling portion 17 of the middle upper cylinder 16 and communicates coaxially with the small diameter portion 18.
  • the small diameter portion 18 is formed with an upper notch portion 19 which is continuous with the lower notch portion 12 of the inner upper cylinder 16 in the vertical direction, and the upper notch portion 19 has a pair of left and right horizontal plates extending in the tangential direction of the small diameter portion 18.
  • a tangential guide path 20 surrounded by the lower plate 22 connecting the lower ends of the lower plates 21 and 21 and the horizontal plates 21 and 21 is formed.
  • the lower end of the guide path 20 is fitted in the lower notch 12 of the inner upper cylinder 8.
  • a main swirl chamber 23 is formed in which air that has entered the tangential direction from the guide path 20 swirls along the inner periphery, while the inner housing 6
  • a ring-shaped outer dust collection chamber 24 that is partitioned from the main dust collection chamber 11 is formed between the housing 14 and the housing 14.
  • an outer lower cylinder 26 having a larger diameter than the middle lower cylinder 15 and having the same height, and an outer tube of the same diameter that is coaxially screwed onto the outer lower cylinder 26.
  • An outer housing 25 including an upper cylinder 27 is provided coaxially with the middle housing 14.
  • the upper part of the outer upper cylinder 27 is a ring-shaped upper ceiling part 28 that gradually becomes smaller in diameter above the lower ceiling part 17 of the middle upper cylinder 16, and is coaxial with the small diameter part 18 at the center.
  • a cylindrical large-diameter portion 29 having a larger diameter than the small-diameter portion 18 and protruding upward is formed.
  • the auxiliary cyclone 5 is placed on the large diameter portion 29 and the small diameter portion 18.
  • a sub dust collection chamber 30 is formed between the outer housing 25 and the inner housing 14.
  • a lid 31 is provided on the lower surface of the main body 2.
  • the lid 31 has a disk shape that is screw-coupled to the outer lower cylinder 26 of the outer housing 25, and a pair of inner and outer protrusions 32 on the upper surface of which the lower end of the inner lower cylinder 7 of the inner housing 6 fits. , 32 and a pair of inner and outer outer protrusions 33, 33 with which the lower ends of the middle and lower cylinders 15 of the inner housing 14 are fitted.
  • the inner and lower cylinders 7 and 15 are positioned by the inner and outer protrusions 32 and 33. Further, the main dust collection chamber 11, the outer dust collection chamber 24, and the sub dust collection chamber 30 can be opened simultaneously by removing the lid 31.
  • the upper outer periphery of the outer upper cylinder 27 has an inverted U-shaped cross section with one end opened in the tangential direction and the upper end opened.
  • an introduction path 34 is formed in which the end is bent toward the center and connected to the guide path 20.
  • a spiral upper cover 35 is screwed from the upper part of the introduction path 34 to the upper part of the guide path 20 and the sub cyclone 5 to close the upper part of the introduction path 34, the guide path 20 and the sub cyclone 5.
  • a rectangular suction port 36 is formed at the opening of the introduction path 34, and a main suction path 37 that communicates in the tangential direction from the terminal end of the introduction path 34 to the main turning chamber 23 is formed.
  • the guide path 20 is connected to the introduction path 34 only below the introduction path 34.
  • Reference numeral 38 denotes a notch provided in the large diameter portion 29 of the outer upper cylinder 27 according to the width of the guide path 20.
  • the secondary cyclone 5 has a ring-shaped outer frame 40 that fits into the large-diameter portion 29 of the middle upper cylinder 16, and the large-diameter portion 29 is disposed outside the outer frame 40.
  • a pair of parallel first and second introduction plates 41 and 42 are provided so as to be fitted in the notch 38 and located above the guide path 20 and coupled to the terminal end on the upper side of the introduction path 34.
  • a first straight wall 44 that is continuous with the first introduction plate 41, and a first spiral as a wall body that spirals around the outer frame 40 from the first straight wall 44.
  • a strip-shaped first guide portion 43 including a wall 45 is provided on the inner side of the outer frame 40.
  • a strip-shaped second guide portion 46 including a second spiral wall 48 that spirally circulates along the one guide portion 43 is provided.
  • a third straight wall 50 that is continuous with the second introduction plate 42 and connected to the terminal end of the first spiral wall 45 of the first guide portion 43 and the third straight line are provided inside the second guide portion 46.
  • the terminal of the third spiral wall 51 of the third guide part 49 and the terminal of the second spiral wall 48 of the second guide part 46 are connected, and the first guide part 43 and the second guide part 46 are connected.
  • a spiral air passage 53 communicating with the through hole 52 surrounded by the third guide portion 49 is formed at the center of the outer frame 40.
  • the lower portion of the air passage 53 is closed by a partition plate 54 that closes the lower ends of the first and second guide portions 43 and 46, while the air passage 53 is connected to the outer frame 40 by the first and second introduction plates. 41, 42, that is, an opening 55 communicating with the introduction path 34 is formed.
  • the outer support plates 57, 57,... are inner support plates that are installed between the second guide portion 46 and the third guide portion 49 in the same inclination direction as the outer support plate 56, and the first guide portion 43.
  • the first spiral wall 45 and the third spiral wall 51 of the third guide portion 49 have a plurality of through holes 58, 58,.
  • the air passage 53 is formed between the outer frame 40 and the first guide portion 43, and the through hole 52 is communicated between the second guide portion 46 and the third guide portion 49.
  • a tapered cylindrical cap portion 59 whose diameter increases as it goes downward from the through hole 52 is integrally formed at the lower end of the third guide portion 49.
  • the cap portion 59 is fitted to the small diameter portion 18 of the middle upper cylinder 16 of the middle housing 14 and closes the small diameter portion 18.
  • a gap is formed between the first and second guide portions 43, 46 and the cap portion 59, and the inner support plate 57 and the continuous inclined ribs 60, 60,. A gap is formed.
  • the ventilation path 53 is formed in the through holes 58, 58.
  • the through hole 52 communicates with the sub dust collection chamber 30 through the through holes 58, 58,... Of the third guide portion 49.
  • the upper cover 35 closes the upper end of the outer frame 40 including the ventilation path 53, so that the upper suction opening 37 is inserted into the sub cyclone 5 from the upper opening 55 as shown in FIGS. ,
  • the sub suction path 61 passing between the first straight wall 44 and the second straight wall 47, and the sub suction path 61 communicates in a tangential direction between the first spiral wall 45 and the second spiral wall 48.
  • a sub swirl chamber 62 that swirls within the outer frame 40 and reaches the through hole 52 is formed. That is, the main suction path 37 is guided to the main swirl chamber 23 side through the lower side of the sub cyclone 5 via the guide path 20, while the sub suction path 61 is extended from the main suction path 37 to the upper side of the guide path 20. It branches and is led and formed in the auxiliary cyclone 5.
  • the exhaust tube 3 is screwed on the upper surface of the upper cover 35 concentrically with the outer frame 40.
  • an outer cylinder 63 that is fitted into the exhaust cylinder 3 passes through the upper cover 35 from the upper end of the exhaust cylinder 3 and reaches the through hole 52.
  • an inner cylinder 65 which is held with a gap by radial radial ribs 64, 64... And passes through the upper cover 35 from the upper end of the exhaust cylinder 3 and projects downward. ing.
  • the lower part 66 that penetrates the through hole 52 of the sub-cyclone 5 has a larger diameter than the upper part, and a flange 67 formed at the upper end of the inner cylinder 65 is fitted to the lower end of the through hole 52, 52 is closed, passes through the cap portion 59 as it is, and projects coaxially into the inner upper cylinder 8 of the inner housing 6.
  • the lower end of the lower portion 66 has substantially the same height as the lower end of the slit 13 of the inner upper cylinder 8. Therefore, here, the inner cylinder 65 communicates with the upper part of the main swirl chamber 23 in the vertical direction to form the main discharge path 68 therein, and the gap between the outer cylinder 63 and the inner cylinder 65 is a sub swirl.
  • the sub-discharge path 69 is formed in communication with the through-hole 52 serving as the terminal end of the chamber 62 in the vertical direction.
  • the cyclone device 1 configured as described above, for example, when an electric blower is connected to the exhaust tube 3 and a hose or the like is connected to the suction port 36, air can be sucked together with dust.
  • the sucked air reaches the guide path 20 from the introduction path 34 and branches up and down.
  • One of the air flows into the lower main suction path 37 and the other flows into the upper sub suction path 61.
  • the lower taxiway 20 is larger.
  • since relatively large dust moves exclusively under the introduction path 34, most of the dust enters the main swirl chamber 23 from the main suction path 37 and falls as it is as shown by solid line arrows in FIG. 4. It is stored in the main dust collection chamber 11 in the inner and lower cylinders 7.
  • the fine dust that does not flow into the main suction path 37 flows through the upper sub suction path 61 as shown by a one-dot chain line arrow in FIG. Since the first spiral wall 45 has through-holes 58, 58,..., Fine dust is caused by centrifugal force when air swirls along the first spiral wall 45, and solid arrows in FIGS. As shown in FIG. 5, the gas is discharged between the outer frame 40 through the through holes 58, 58,. The fine dust that has reached the through hole 52 without being separated here is separated from the second spiral wall 48 via the through holes 58, 58... By centrifugal force when the air swirls along the third spiral wall 51. And is dropped and stored in the sub-dust collection chamber 30 as it is.
  • the air swirled in the sub swirl chamber 62 is discharged upward through a sub discharge path 69 between the outer cylinder 63 and the inner cylinder 65.
  • the cyclone apparatus 1 of the said form is the main swirl chamber 23 which has the main dust collection chamber 11 in the lower part, the main suction path 37 connected to the main swirl chamber 23 in the tangential direction, and the upper part of the main swirl chamber 23 And a main discharge passage 68 communicating in the vertical direction with the air, and the air flowing into the main swirl chamber 23 from the main suction passage 37 swirls around the main swirl chamber 23 and is discharged from the main discharge passage 68, whereby the dust is centrifuged.
  • a main cyclone 4 that is separated and stored in the main dust collecting chamber 11; a sub-suction passage 61 that branches upward from the main suction passage 37 and sucks dust smaller than dust sucked into the main suction passage 37; A sub-swirl chamber 62 that is disposed on the upper side of the swirl chamber 23 and communicates with the sub-suction passage 61 in the tangential direction, a sub-discharge passage 69 that communicates with the upper part of the sub-swirl chamber 62 in the vertical direction, and a lower portion of the sub-swirl chamber 62 A main dust collecting chamber 11 and a sub dust collecting chamber 30 which is partitioned.
  • the dimension of radial direction becomes small and the whole can be formed compactly.
  • dusts having different sizes can be separately collected in the main dust collection chamber 11 and the sub dust collection chamber 30, the dust does not rise, and a suitable dust collection efficiency can be maintained.
  • an outer dust collection chamber 24 that communicates with the main swirl chamber 23 through the slit 13 and is partitioned from the main dust collection chamber 11 and the sub dust collection chamber 30 is formed outside the main swirl chamber 23. Dust that does not fall into the main dust collection chamber 11 is stored in the outer dust collection chamber 24 through the slit 13 by the centrifugal force of the air swirling in the main swirl chamber 23. Intermediate dust that is not stored in the dust chamber 30 can also be stored separately.
  • the auxiliary swirl chamber 62 includes a spiral air passage 53 whose outer peripheral side communicates with the sub dust collection chamber 30, and passes through the air passage 53 to the first spiral wall 45 on the outer peripheral side forming the air passage 53. By forming the through holes 58, 58,... For discharging the dust to the outer peripheral side of the air passage 53 by the centrifugal force of the air, the dust is efficiently discharged from the air swirling in the auxiliary swirl chamber 62 through the through hole 58. Can be separated.
  • each dust collection chamber 11, 24, 30 can be opened and closed simultaneously by a single lid 31 provided at the bottom, it can be easily discarded even if dust is separated and collected in different dust collection chambers.
  • the sub suction path 61 branching upward from the main suction path 37 can be compactly formed in the vertical direction. Can do.
  • the outer housing is provided outside the inner housing to form the outer dust collecting chamber, and medium dust is stored in the outer dust collecting chamber through the slit. May be omitted and large and middle dust may be stored in the main dust collection chamber.
  • all the dust collection chambers can be opened and closed simultaneously with one lid, it is possible to open and close with different lids for each dust collection chamber so that dust can be discarded according to size.
  • the lid can be opened and closed with a hinge structure, or that the apparatus is movable by providing a caster on the lid.
  • Each housing is not limited to a structure formed by two upper and lower cylinders, and may be formed by three or more cylinders, or may be formed by one cylinder. The depth and outer diameter of each housing can be changed as appropriate.
  • the through hole of the third spiral part is omitted, the fourth spiral part is further formed inside the third spiral part, the second and third guide parts are omitted,
  • the dust can be appropriately changed by, for example, centrifuging the dust with only one guide portion, or by adopting a simple cyclone structure having a cylindrical shape as a whole.
  • the sub suction path is branched by dividing the main suction path into upper and lower parts in the above embodiment, the sub suction path may be branched and formed so as to protrude upward from the main suction path.
  • the upper cover can be provided integrally with the introduction path, or the length of the introduction path can be changed, and the main suction path and the sub suction path can have other sectional shapes such as a circular section. It is also possible to omit the introduction path.

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Abstract

【課題】コンパクトに形成でき、塵埃の舞い上がりも生じさせずに塵埃を確実に分離回収できるようにする。 【解決手段】サイクロン装置１は、主集塵室１１を有する主旋回室２３と、主旋回室２３が連通する主吸引路３７と、主旋回室２３へ上下方向に連通する主排出路６８とを備え、主吸引路３７から流入した空気が主旋回室２３を旋回して主排出路６８から排出されることで、塵埃を主集塵室１１に貯留させる主サイクロン４と、主吸引路３７から上方に分岐する副吸引路と、主旋回室２３の上側に配置されて副吸引路が連通する副旋回室６２と、その副旋回室６２へ上下方向に連通する副排出路６９と、副旋回室６２に連通して主集塵室１１と区画される副集塵室３０とを備え、副吸引路から流入した空気が副旋回室６２を旋回して副排出路６９から排出されることで、塵埃を副集塵室３０に集塵させる副サイクロン５と、を含んでなる。

Description

サイクロン装置
　本発明は、集塵機等に用いられ、吸引した空気から塵埃を分離するサイクロン装置に関する。
　集塵機や掃除機等においては、フィルタを用いず、ハウジング内に吸引した空気を旋回させながら塵埃を分離するサイクロン方式がよく採用されている。例えば特許文献１には、接線方向の吸引路を備えて下端に集塵室を設けた外方サイクロンの内部に、下端を集塵室上に開口した内方サイクロンを設けて、外方サイクロンでの空気の旋回で大きい塵埃を分離させ、内方サイクロンでの空気の旋回で小さい塵埃を分離させるようにした二重サイクロン装置の発明が記載されている。
特公昭５７－１１７０６号公報
　しかし、従来のサイクロン装置では、外方サイクロンの旋回流路と内方サイクロンの旋回流路とが直列に繋がっているため、旋回流路が全体に長くなって径方向に大型化する。また、大きさに関わらず塵埃は一つの集塵室に回収されるため、旋回する空気量が多くなると小さい塵埃が舞い上がり、空気と共に装置外へ排出されてしまうおそれも生じる。
　そこで、本発明は、コンパクトに形成でき、塵埃の舞い上がりも生じさせずに塵埃を確実に分離回収できるサイクロン装置を提供することを目的としたものである。
　上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、サイクロン装置であって、下部に主集塵室を有する主旋回室と、主旋回室へその接線方向に連通する主吸引路と、主旋回室の上部へ上下方向に連通する主排出路とを備え、主吸引路から主旋回室に流入した空気が主旋回室を旋回して主排出路から排出されることで、塵埃を遠心分離して主集塵室に貯留させる主サイクロンと、
　主吸引路から上方に分岐し、主吸引路へ吸引される塵埃よりも小さい塵埃が吸引される副吸引路と、主旋回室の上側に配置されて副吸引路が接線方向に連通する副旋回室と、その副旋回室の上部へ上下方向に連通する副排出路と、副旋回室の下部に連通し、主集塵室と区画される副集塵室とを備え、副吸引路から副旋回室に流入した空気が副旋回室を旋回して副排出路から排出されることで、塵埃を遠心分離して副集塵室に集塵させる副サイクロンと、を含んでなることを特徴とするものである。
　請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、主旋回室の外側に、スリットを介して主旋回室と連通し、主集塵室及び副集塵室と区画される外側集塵室を形成して、主旋回室を旋回する空気の遠心力により、主集塵室に落下しない塵埃をスリットを介して外側集塵室に貯留させることを特徴とするものである。
　請求項３，４に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、副旋回室を、外周側が副集塵室と連通する渦巻き状の通気路を含むものとし、通気路を形成する外周側の壁体に、通気路を通過する空気の遠心力により、塵埃を通気路の外周側へ排出する透孔を形成したことを特徴とするものである。
　請求項５に記載の発明は、請求項１の構成において、各集塵室を、底部に設けた一つの蓋体で同時に開閉可能としたことを特徴とするものである。
　請求項６に記載の発明は、請求項１の構成において、主吸引路内をその途中で上下に分割して上側を副吸引路としたことを特徴とするものである。
　請求項１に記載の発明によれば、主サイクロンの上側に、主吸引路から上方に分岐する副吸引路を有する副サイクロンを配置したことで、径方向の寸法が小さくなって全体をコンパクトに形成することができる。また、大きさが異なる塵埃を主集塵室と副集塵室とにそれぞれ分別して回収できるため、塵埃の舞い上がりを生じさせることがなく、好適な集塵効率が維持可能となる。
　請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、主集塵室と副集塵室とに貯留されない中程度の塵埃も分離して貯留することができる。
　請求項３，４に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、副旋回室内を旋回する空気から透孔を介して塵埃を効率良く分離することができる。
　請求項５に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、塵埃を異なる集塵室に分離回収しても容易に廃棄できる。
　請求項６に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、主吸引路から上方へ分岐する副吸引路を上下方向へコンパクトに形成することができる。
サイクロン装置の分解斜視図である。 サイクロン装置の分解正面図である。 サイクロン装置の平面図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 図３のＢ－Ｂ線断面図である。 図３のＢ－Ｂ線断面斜視図である。 内ハウジング及び蓋体の中央縦断面図である。 図７のＣ－Ｃ線断面図である。 上カバー及び副サイクロンを除いたサイクロン装置の平面図である。 図９のＤ－Ｄ線断面図である。 上カバーを除いたサイクロン装置の平面図である。 上カバーを除いた副サイクロンの斜視図である。 上カバーを除いた副サイクロンの説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）が正面、（Ｃ）が右側面をそれぞれ示す。 図１３のＥ－Ｅ線断面図である。 上カバー及び排気筒の平面図である。 （Ａ）は図１５のＦ－Ｆ線断面図、（Ｂ）はＧ－Ｇ線断面図である。 図１５のＧ－Ｇ線断面斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、サイクロン装置の一例を示す分解斜視図、図２は分解正面図で、サイクロン装置１は、図３～６にも示すように、全体が円柱状を呈する本体２の上面中央に、排気筒３を上向きに立設してなる。本体２は、主サイクロン４と、その上側に配される副サイクロン５とを備えている。
　まず主サイクロン４は、本体２の中央に、内下筒７と、その内下筒７上に同軸でネジ結合される内上筒８とからなる筒状の内ハウジング６を備えている。内下筒７の下端を除く内面には、上端から下方へ行くに従って先細りとなるテーパ孔部９が形成されて、内下筒７の下端内面には、テーパ孔部９の下端と連続する複数のリブ１０，１０・・が放射状に突設されて、内部に主集塵室１１を形成している。
　また、内上筒８の上端には、下切欠部１２が接線方向に形成されて、内上筒８の周囲には、図７，８に示すように、下切欠部１２の接線方向に沿った回転方向（図８の右回転方向）で、平面視で９０°毎に接線方向へ傾斜状に開口する複数のスリット１３，１３・・が形成されている。
　さらに、内ハウジング６の外側には、内下筒７よりも大径筒状の中下筒１５と、その中下筒１５上に同軸で結合される同径筒状の中上筒１６とからなる中ハウジング１４が、内ハウジング６と同軸で設けられている。
　但し、中上筒１６の上部は、図９，１０にも示すように、徐々に小径となるリング状の下天井部１７となって、その中心に、内上筒８と同径で上方へ突出する筒状の小径部１８を形成している。内上筒８の上端は、中上筒１６の下天井部１７に当接した状態でネジ結合されて小径部１８と同軸で連通している。小径部１８には、内上筒１６の下切欠部１２と上下方向に連続する上切欠部１９が形成されて、上切欠部１９には、小径部１８の接線方向に延びる左右一対の横板２１，２１と、その横板２１，２１の下端間を繋ぐ下板２２とで囲まれる接線方向の誘導路２０が形成されている。この誘導路２０の下端は、内上筒８の下切欠部１２に嵌合している。
　これにより、内上筒８と小径部１８との内部には、誘導路２０から接線方向に進入した空気が内周に沿って旋回する主旋回室２３が形成される一方、内ハウジング６と中ハウジング１４との間には、主集塵室１１と区画されるリング状の外側集塵室２４が形成される。
　また、中ハウジング１４の外側には、中下筒１５よりも大径筒状で同じ高さの外下筒２６と、その外下筒２６上に同軸でネジ結合される同径筒状の外上筒２７とからなる外ハウジング２５が、中ハウジング１４と同軸で設けられている。このうち外上筒２７の上部は、中上筒１６の下天井部１７よりも上方で徐々に小径となるリング状の上天井部２８となって、その中心に、小径部１８と同軸で且つ小径部１８よりも大径で上方へ突出する筒状の大径部２９を形成している。副サイクロン５は、大径部２９及び小径部１８に載置される。この外ハウジング２５により、中ハウジング１４との間に副集塵室３０が形成される。
　そして、本体２の下面には、蓋体３１が設けられている。この蓋体３１は、外ハウジング２５の外下筒２６にネジ結合される円盤状で、上面には、内ハウジング６の内下筒７の下端が間に嵌合する内外一対の内突条３２，３２と、中ハウジング１４の中下筒１５の下端が間に嵌合する内外一対の外突条３３，３３とが突設されている。この内外の突条３２，３３により、内下筒７及び中下筒１５の位置決めが行われる。また、蓋体３１の取り外しにより、主集塵室１１、外側集塵室２４、副集塵室３０を同時に開放可能となっている。
　一方、外上筒２７の上部外周には、図９～１１にも示すように、一端が接線方向へ開口し、上端が開放される横断面倒コ字状で、開口から周方向へ略３／４周分だけ周回した後、終端が中心側へ折曲して誘導路２０と繋がる導入路３４が形成されている。この導入路３４の上部から誘導路２０及び副サイクロン５の上部にかけて、渦巻き状の上カバー３５がネジ止めされて、導入路３４及び誘導路２０、副サイクロン５の上部を閉塞している。これにより、導入路３４の開口には四角形状の吸込口３６が形成され、導入路３４の終端から誘導路２０にかけて主旋回室２３へ接線方向に連通する主吸引路３７が形成されることになる。なお、誘導路２０は、導入路３４の下側でのみ導入路３４と繋がっている。３８は、誘導路２０の幅に合わせて外上筒２７の大径部２９に設けられた切欠きである。
　副サイクロン５は、図１２，１３に示すように、中上筒１６の大径部２９に嵌合するリング状の外枠４０を有し、その外枠４０の外側に、大径部２９の切欠き３８に嵌合して誘導路２０の上方に位置し、導入路３４の上側でその終端と結合される一対の平行な第１、第２導入板４１，４２を突設している。また、外枠４０の内側には、第１導入板４１と連続する第１直線壁４４と、その第１直線壁４４から外枠４０に沿って渦巻き状に周回する壁体としての第１渦巻壁４５とからなる帯板状の第１ガイド部４３が設けられている。また、第１ガイド部４３の内側には、第１導入板４１と第２導入板４２との間で第１直線壁４４と平行な第２直線壁４７と、その第２直線壁４７から第１ガイド部４３に沿って渦巻き状に周回する第２渦巻壁４８とからなる帯板状の第２ガイド部４６が設けられている。
　さらに、第２ガイド部４６の内側には、第２導入板４２と連続すると共に、第１ガイド部４３の第１渦巻壁４５の終端が接続される第３直線壁５０と、その第３直線壁５０から第２ガイド部４６に沿って渦巻き状に周回する第３渦巻壁５１とからなる帯板状の第３ガイド部４９が設けられている。この第３ガイド部４９の第３渦巻壁５１の終端と、第２ガイド部４６の第２渦巻壁４８の終端とが接続されて、第１ガイド部４３と第２ガイド部４６との間に、外枠４０の中央で第３ガイド部４９によって囲まれる貫通孔５２と連通する渦巻き状の通気路５３が形成されている。この通気路５３の下部は、第１、第２ガイド部４３，４６の下端間を閉塞する仕切板５４で閉塞される一方、外枠４０には、通気路５３を第１、第２導入板４１，４２の間、すなわち導入路３４と連通させる開口５５が形成されている。
　５６，５６・・は、外枠４０と第１ガイド部４３の第１渦巻壁４５との間で、放射方向から第１渦巻壁４５に沿った傾斜方向に架設され、第１ガイド部４３を支持する外支持板、５７，５７・・は、第２ガイド部４６と第３ガイド部４９との間で外支持板５６と同じ傾斜方向に架設される内支持板で、第１ガイド部４３の第１渦巻壁４５と第３ガイド部４９の第３渦巻壁５１とには、両支持板５６，５７と同じ傾斜方向に貫通する透孔５８，５８・・が、所定間隔をおいて複数形成されて、通気路５３を外枠４０と第１ガイド部４３との間に、貫通孔５２を第２ガイド部４６と第３ガイド部４９との間にそれぞれ連通させている。
　また、第３ガイド部４９の下端には、図１４にも示すように、貫通孔５２から下方へ行くに従って拡径するテーパ筒状のキャップ部５９が一体に形成されている。このキャップ部５９は、中ハウジング１４の中上筒１６の小径部１８に嵌合して小径部１８を閉塞するもので、キャップ部５９の上面と第１、第２ガイド部４３，４６の下面との間には、内支持板５７と連続状の傾斜リブ６０，６０・・が立設されて、第１、第２ガイド部４３，４６とキャップ部５９との間に、全周に亘って隙間を形成している。
　よって、副サイクロン５を、外枠４０を大径部２９に、キャップ部５９を小径部１８にそれぞれ嵌合させた状態では、通気路５３は、第１ガイド部４３の透孔５８，５８・・を介して副集塵室３０と連通すると共に、貫通孔５２は、第３ガイド部４９の透孔５８，５８・・を介して副集塵室３０と連通することになる。
　また、上カバー３５によって通気路５３を含む外枠４０の上端が閉塞されることで、主吸引路３７の途中に、図５，１１にも示すように、上側の開口５５から副サイクロン５内に進入し、第１直線壁４４と第２直線壁４７との間を通る副吸引路６１と、副吸引路６１が接線方向に連通して第１渦巻壁４５と第２渦巻壁４８との間で外枠４０内を旋回して貫通孔５２に至る副旋回室６２とが形成される。すなわち、主吸引路３７は、誘導路２０を介して副サイクロン５の下側を潜って主旋回室２３側へ導かれる一方、副吸引路６１は、主吸引路３７から誘導路２０の上側に分岐して副サイクロン５内に導かれて形成されることになる。
　一方、排気筒３は、上カバー３５の上面に外枠４０と同心円上にネジ止めされている。排気筒３内には、図４及び図１５～１７に示すように、排気筒３内に嵌入され、排気筒３の上端から上カバー３５を貫通して貫通孔５２に達する外筒６３と、その外筒６３の内側で放射方向の小リブ６４，６４・・によって隙間をおいて保持され、排気筒３の上端から上カバー３５を貫通してその下方へ突出する内筒６５とが設けられている。内筒６５において、副サイクロン５の貫通孔５２を貫通する下方部６６は、上側部分よりも大径となって、その上端に形成したフランジ６７が貫通孔５２の下端に嵌合して貫通孔５２を閉塞し、そのままキャップ部５９を貫通して内ハウジング６の内上筒８内へ同軸で突出している。この状態で下方部６６の下端は、内上筒８のスリット１３の下端と略同じ高さとなっている。よって、ここでは、内筒６５が、主旋回室２３の上部と上下方向に連通してその内部に主排出路６８を形成し、外筒６３と内筒６５との間の隙間が、副旋回室６２の終端となる貫通孔５２と上下方向に連通して副排出路６９を形成することになる。
　以上の如く構成されたサイクロン装置１においては、排気筒３に例えば電動送風機を接続する一方、吸込口３６にホース等を接続すると、塵埃と共に空気を吸引することができる。吸引された空気は、導入路３４から誘導路２０に至ってその上下に分岐し、一方が下側の主吸引路３７に、他方が上側の副吸引路６１にそれぞれ流れることになるが、風量は下側の誘導路２０の方が大きくなる。ここで、比較的大きな塵埃は、導入路３４の下側を専ら移動するため、殆どが主吸引路３７から主旋回室２３内に進入し、図４に実線矢印で示すようにそのまま落下して内下筒７内の主集塵室１１に貯留する。このとき、主集塵室１１に落下しない中程度の塵埃は、図４及び６に点線矢印で示すように主旋回室２３内を空気が旋回する際の遠心力により、スリット１３，１３・・を介して実線矢印のように外側集塵室２４内に落下して貯留する。主旋回室２３を旋回した空気は、内筒６５内の主排出路６８を通って上方に排出される。
　一方、主吸引路３７に流れない細かい塵埃は、図１１に一点鎖線矢印で示すように上側の副吸引路６１を流れて副旋回室６２を旋回する。第１渦巻壁４５には透孔５８，５８・・が形成されているため、細かい塵埃は、第１渦巻壁４５に沿って空気が旋回する際の遠心力により、図４及び１４に実線矢印で示すように、透孔５８，５８・・を介して外枠４０との間に排出され、そのまま副集塵室３０内に落下して貯留する。ここで分離されずに貫通孔５２に達した細かい塵埃は、第３渦巻壁５１に沿って空気が旋回する際の遠心力により、透孔５８，５８・・を介して第２渦巻壁４８との間に排出され、そのまま副集塵室３０内に落下して貯留する。副旋回室６２を旋回した空気は、外筒６３と内筒６５との間の副排出路６９を通って上方に排出される。
　こうして各集塵室１１，２４，３０に貯留された塵埃を排出する際には、蓋体３１を取り外せば、各集塵室１１，２４，３０の下端が同時に開放されるため、サイクロン装置１の下端から塵埃を一度に排出することができる。
　このように、上記形態のサイクロン装置１は、下部に主集塵室１１を有する主旋回室２３と、主旋回室２３へその接線方向に連通する主吸引路３７と、主旋回室２３の上部へ上下方向に連通する主排出路６８とを備え、主吸引路３７から主旋回室２３に流入した空気が主旋回室２３を旋回して主排出路６８から排出されることで、塵埃を遠心分離して主集塵室１１に貯留させる主サイクロン４と、主吸引路３７から上方に分岐し、主吸引路３７へ吸引される塵埃よりも小さい塵埃が吸引される副吸引路６１と、主旋回室２３の上側に配置されて副吸引路６１が接線方向に連通する副旋回室６２と、その副旋回室６２の上部へ上下方向に連通する副排出路６９と、副旋回室６２の下部に連通し、主集塵室１１と区画される副集塵室３０とを備え、副吸引路６１から副旋回室６２に流入した空気が副旋回室６２を旋回して副排出路６９から排出されることで、塵埃を遠心分離して副集塵室３０に集塵させる副サイクロン５と、を含んでなる構成としている。
　これにより、径方向の寸法が小さくなって全体をコンパクトに形成することができる。また、大きさが異なる塵埃を主集塵室１１と副集塵室３０とにそれぞれ分別して回収できるため、塵埃の舞い上がりを生じさせることがなく、好適な集塵効率が維持可能となる。
　特にここでは、主旋回室２３の外側に、スリット１３を介して主旋回室２３と連通し、主集塵室１１及び副集塵室３０と区画される外側集塵室２４を形成して、主旋回室２３を旋回する空気の遠心力により、主集塵室１１に落下しない塵埃をスリット１３を介して外側集塵室２４に貯留させるようにしているので、主集塵室１１と副集塵室３０とに貯留されない中程度の塵埃も分離して貯留することができる。
　また、副旋回室６２を、外周側が副集塵室３０と連通する渦巻き状の通気路５３を含むものとし、通気路５３を形成する外周側の第１渦巻壁４５に、通気路５３を通過する空気の遠心力により、塵埃を通気路５３の外周側へ排出する透孔５８，５８・・を形成したことで、副旋回室６２内を旋回する空気から透孔５８を介して塵埃を効率良く分離することができる。
　さらに、各集塵室１１，２４，３０を、底部に設けた一つの蓋体３１で同時に開閉可能としているので、塵埃を異なる集塵室に分離回収しても容易に廃棄できる。
　加えて、主吸引路３７内をその途中で上下に分割して上側を副吸引路６１としたことで、主吸引路３７から上方へ分岐する副吸引路６１を上下方向へコンパクトに形成することができる。
　なお、上記形態では、内ハウジングの外側に中ハウジングを設けて外側集塵室を形成し、スリットを介して中程度の塵埃を外側集塵室に貯留させるようにしているが、中ハウジング及びスリットを省略して主集塵室に大中の塵埃を貯留させるようにしてもよい。
　また、一つの蓋体で全ての集塵室を同時に開閉可能としているが、集塵室毎に異なる蓋体で開閉可能として、大きさ別に塵埃を廃棄可能とすることもできる。さらには蓋体をヒンジ構造で開閉可能としたり、蓋体にキャスターを設けて装置を可動式にしたりすることも考えられる。
　そして、各ハウジングは、上下２つの筒体で形成する構造に限らず、３つ以上の筒体で形成してもよいし、逆に１つの筒体で形成してもよい。各ハウジングの深さや外径も適宜変更できる。
　一方、副サイクロンにおいても、例えば第３渦巻部の透孔を省略したり、第３渦巻部の内側にさらに第４渦巻部を形成したり、第２、第３ガイド部を省略して、第１ガイド部のみで塵埃を遠心分離したり、全体を筒状とした単純なサイクロン構造としたり等、適宜変更可能である。
　また、副吸引路の分岐は、上記形態では主吸引路を上下に分割することで行っているが、主吸引路から上方に突出する格好で副吸引路を分岐形成してもよい。
　その他、上カバーを導入路と一体に設けたり、導入路の長さを変えたりすることも可能で、主吸引路や副吸引路を断面円形等の他の断面形状にすることもできる。導入路を省略することも可能である。
　１・・サイクロン装置、２・・本体、３・・排気筒、４・・主サイクロン、５・・副サイクロン、６・・内ハウジング、７・・内下筒、８・・内上筒、１１・・主集塵室、１３・・スリット、１４・・中ハウジング、１５・・中下筒、１６・・中上筒、１８・・小径部、２０・・誘導路、２３・・主旋回室、２４・・外側集塵室、２５・・外ハウジング、２６・・外下筒、２７・・外上筒、２９・・大径部、３０・・副集塵室、３１・・蓋体、３４・・導入路、３５・・上カバー、３６・・吸込口、３７・・主吸引路、４０・・外枠、４３・・第１ガイド部、４４・・第１直線壁、４５・・第１渦巻壁、４６・・第２ガイド部、４７・・第２直線壁、４８・・第２渦巻壁、４９・・第３ガイド部、５０・・第３直線壁、５１・・第３渦巻壁、５２・・貫通孔、５３・・通気路、５４・・仕切板、５５・・開口、５８・・透孔、５９・・キャップ部、６１・・副吸引路、６２・・副旋回室、６３・・外筒、６５・・内筒、６８・・主排出路、６９・・副排出路。

Claims (9)

  1. 　サイクロン装置であって、
    　下部に主集塵室を有する主旋回室と、前記主旋回室へその接線方向に連通する主吸引路と、前記主旋回室の上部へ上下方向に連通する主排出路とを備え、前記主吸引路から前記主旋回室に流入した空気が前記主旋回室を旋回して前記主排出路から排出されることで、塵埃を遠心分離して前記主集塵室に貯留させる主サイクロンと、
    　前記主吸引路から上方に分岐し、前記主吸引路へ吸引される塵埃よりも小さい塵埃が吸引される副吸引路と、前記主旋回室の上側に配置されて前記副吸引路が接線方向に連通する副旋回室と、その副旋回室の上部へ上下方向に連通する副排出路と、前記副旋回室の下部に連通し、前記主集塵室と区画される副集塵室とを備え、前記副吸引路から前記副旋回室に流入した空気が前記副旋回室を旋回して前記副排出路から排出されることで、塵埃を遠心分離して前記副集塵室に集塵させる副サイクロンと、
    　を含んでなることを特徴とするサイクロン装置。
  2. 　前記主旋回室の外側に、スリットを介して前記主旋回室と連通し、前記主集塵室及び副集塵室と区画される外側集塵室を形成して、前記主旋回室を旋回する空気の遠心力により、前記主集塵室に落下しない塵埃を前記スリットを介して前記外側集塵室に貯留させることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
  3. 　前記副旋回室を、外周側が前記副集塵室と連通する渦巻き状の通気路を含むものとし、前記通気路を形成する外周側の壁体に、前記通気路を通過する空気の遠心力により、塵埃を前記通気路の外周側へ排出する透孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
  4. 　前記副旋回室を、外周側が前記副集塵室と連通する渦巻き状の通気路を含むものとし、前記通気路を形成する外周側の壁体に、前記通気路を通過する空気の遠心力により、塵埃を前記通気路の外周側へ排出する透孔を形成したことを特徴とする請求項２に記載のサイクロン装置。
  5. 　各集塵室を、底部に設けた一つの蓋体で同時に開閉可能としたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
  6. 　前記主吸引路内をその途中で上下に分割して上側を前記副吸引路としたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
  7. 　前記副集塵室は、前記主集塵室の外側に前記主集塵室と同軸で形成されることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
  8. 　前記スリットは、前記主旋回室内での空気の旋回方向に沿った接線方向へ傾斜状に開口することを特徴とする請求項２に記載のサイクロン装置。
  9. 　前記副排出路は、前記主排出路の外側に前記主排出路と同軸で形成されることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン装置。
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