WO2019198776A1 - 集塵装置および電気掃除機 - Google Patents

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dust
case
separation
enlarged
dust collector
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Inventor
田中　章義
真野　文樹
大下　悟
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東芝ライフスタイル株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/1658—Construction of outlets
    • A47L9/1666—Construction of outlets with filtering means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • A47L5/24—Hand-supported suction cleaners
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/1608—Cyclonic chamber constructions

Definitions

  • Embodiments of the present invention include a dust collection device having a separation unit that swirls dust-containing air to centrifuge dust, and a dust collection unit that collects the dust separated by the separation unit, and a vacuum cleaner including the dust collection device About.
  • a dust collector used in a vacuum cleaner there is one that rotates dust-containing air and centrifuges the dust.
  • an exhaust pipe is coaxially arranged inside a cylindrical case whose upper part is a separation part and lower part is a dust collection part, and dust-containing air is provided between the inner surface of the case and the exhaust pipe. The dust is separated by turning.
  • the outer edge portion of the shielding member disposed at the boundary portion between the separation portion and the dust collection portion projects toward the separation portion side. It is known that a barrier is formed. However, suppression of dust adhesion to the exhaust pipe and further improvement of dust separation performance are desired.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a dust collector and a vacuum cleaner equipped with the dust collector, which can improve the dust separation efficiency while suppressing the adhesion of dust.
  • the dust collector of the embodiment includes a separation unit that rotates dust-containing air to centrifuge the dust, and a dust collection unit that collects the dust separated by the separation unit.
  • the dust collector includes a cylindrical case and a structure unit.
  • the case has an inlet through which dust-containing air is introduced inward.
  • the structural portion is located inside the case and a swirling flow of dust-containing air is formed between the inner surface of the case.
  • This structure part has a cylindrical expansion part, an opening part, and a wall part.
  • the opening is formed on the surface of the enlarged portion on the separation portion side.
  • the wall portion projects from the surface on the separation portion side of the enlarged portion toward the separation portion side at least at a position corresponding to the outside of the opening.
  • reference numeral 1 denotes a dust collector.
  • the dust collector 1 separates and collects dust from dust-containing air sucked by a suction source, and is used in a vacuum cleaner 2 described later.
  • the dust collector 1 is a centrifugal dust collector that rotates dust-containing air to centrifuge the dust.
  • the dust collector 1 includes an inlet 3 through which dust-containing air is introduced, and a first centrifugal separator 4 that is a separator that centrifuges dust from the dust-containing air introduced through the inlet 3 as an air path configuration.
  • the first dust collecting unit 5 that collects the dust separated by the first centrifugal separation unit 4 and the dust that has not been separated by the first centrifugal separation unit 4 are further centrifuged.
  • the dust collector 1 is structurally provided with a case 10 and a separator 11, and the case 10 and the separator 11 are detachable.
  • the case 10 is formed in a cylindrical shape by a member such as a synthetic resin.
  • the case 10 is formed in a bottomed cylindrical shape. Therefore, the case 10 has a cylindrical outer peripheral surface portion 12 that is an outer surface portion, and a bottom portion 13 that covers an end portion of the outer peripheral surface portion 12, and the inner surface 14 is formed in a cylindrical surface shape, and at one end side, That is, the upper side in FIG. 1 is opened.
  • the case 11 is formed with an introduction port 3, and dust-containing air is introduced from the introduction port 3 along the inner surface 14 of the case 11 to form a swirling flow.
  • the 1st centrifugation part 4 is formed in the one end side, ie, the upper side in FIG. 1, and the 1st dust collection part 5 is formed in the other end side, ie, the lower side in FIG.
  • the case 10 is formed in a cylindrical shape by a member such as a synthetic resin.
  • the case 10 is formed in a bottomed cylindrical shape. Therefore, the case 10 has
  • the separator 11 is detachably locked to the case 10 by a locking portion 15. Further, the separating body 11 includes an insertion portion 16 that is a structural portion located inside the case 10. The insertion portion 16 is a portion where a swirling flow of dust-containing air is formed between the inner surface 14 of the case 10. The insertion portion 16 is disposed coaxially or substantially coaxially with the case 10, for example.
  • the insertion section 16 includes an exhaust cylinder 20 that is a cylindrical ventilation section that exhausts air from the first centrifugal separation section 4.
  • the exhaust cylinder 20 is formed in a cylindrical shape.
  • the exhaust tube 20 includes a vent hole 21. For example, a plurality of vent holes 21 are formed around the exhaust tube 20. Further, the vent hole 21 may be covered with a discharge filter 22 which is a filter, for example.
  • the insertion part 16 includes a cylindrical enlarged part 24.
  • the enlarged portion 24 forms a boundary between the first centrifugal separation portion 4 and the first dust collecting portion 5.
  • the enlarged portion 24 is located on the first dust collecting portion 5 side of the exhaust tube 20.
  • the enlarged portion 24 is formed to be expanded outward from the exhaust tube 20. That is, the enlarged portion 24 is formed to have a larger diameter than the exhaust tube 20.
  • the enlarged portion 24 is disposed coaxially or substantially coaxially with the exhaust tube 20.
  • the enlarged portion 24 is formed in a covered cylinder shape that opens on the first dust collecting portion 5 side, that is, on the side facing the bottom portion 13 of the case 10. Therefore, the enlarged portion 24 includes a cylindrical side surface portion 26 and a top surface portion 27 that is a surface on the exhaust tube 20 side.
  • the side surface portion 26 constitutes the outer peripheral surface of the enlarged portion 24 in the present embodiment.
  • the side surface portion 26 is formed in a cylindrical shape and extends along the axial direction of the case 10. Further, the side surface portion 26 is opposed to the inner surface 14 of the case 10 in a spaced manner. That is, a gap is formed between the side surface portion 26 and the inner surface 14 of the case 10. This gap is formed narrower than the gap between the exhaust tube 20 and the inner surface 14 of the case 10. Accordingly, the flow velocity of the swirling flow of the dust-containing air is faster between the side surface portion 26 and the inner surface 14 of the case 10 than between the exhaust tube 20 and the inner surface 14 of the case 10. Further, the end portion of the side surface portion 26 facing the bottom portion 13 is separated from the bottom portion 13.
  • the side surface portion 26 is formed with a protruding portion 30 that is a blade portion.
  • the protruding portion 30 protrudes outward with respect to the side surface portion 26. That is, the protruding portion 30 protrudes in the radial direction with respect to the side surface portion 26. Further, the outer edge portion of the protruding portion 30 is located away from the inner surface 14 of the case 10. Further, the protruding portion 30 is formed continuously in the circumferential direction of the enlarged portion 24, for example, and both end portions are not continuous with each other and are separated. That is, in the present embodiment, the projecting portion 30 includes the intermittent portion 31. Further, the protruding portion 30 includes a protruding surface 32 on the first dust collecting portion 5 side. Further, in the present embodiment, the protruding portion 30 is formed in a plate shape having an opposite-side protruding surface 33 on the first centrifuge section 4 side that is opposite to the protruding surface 32.
  • the intermittent portion 31 is formed on the downstream side of the swirling flow at a position facing the inlet 3. That is, the protrusion 30 is formed to be discontinuous at least at a position facing the introduction port 3 in the present embodiment.
  • the protruding surface 32 protrudes outward with respect to the side surface portion 26. That is, the protruding surface 32 is formed to protrude in the radial direction with respect to the enlarged portion 24. Further, the protruding surface 32 is located on the first dust collecting unit 5 side with respect to the introduction port 3 at a position facing the introduction port 3. Further, the protruding surface 32 is located within the upstream half circumference of the swirling flow with respect to the inlet 3 at the upstream end.
  • the projecting surface 32 includes a plurality of rectifying units 35 and a connecting unit 36 that connects the rectifying units 35.
  • Each rectifying unit 35 is formed in a spiral shape from the upstream side to the downstream side of the swirling flow of the dust-containing air toward the first dust collecting unit 5 side.
  • Each rectifying part 35 is formed so that the upstream end gradually protrudes outward from the side face part 26 toward the downstream side of the swirling flow from the inlet 3 side.
  • two rectifying units 35 are formed. That is, in the present embodiment, the rectifying unit 35 positioned on the upstream side of the swirling flow and the rectifying unit 35 positioned on the downstream side are set.
  • the downstream end of the rectification unit 35 located on the upstream side may be located upstream of the swirl flow than the upstream end of the rectification unit 35 located on the downstream side, or upstream of the rectification unit 35 located on the downstream side. It may be wrapped in the circumferential direction with the end. Further, the amount of the rectifying unit 35 protruding outward with respect to the side surface portion 26 may not be constant even at a position other than the upstream end, and this amount may be increased or decreased at an arbitrary position.
  • the downstream end of the rectifying unit 35 positioned downstream is formed so that the amount of gradually protruding with respect to the side surface 26 is reduced toward the downstream side of the swirl flow.
  • the connecting part 36 is formed by connecting the downstream end side of one rectifying part 35 and the upstream end side of the other rectifying part 35.
  • the connecting part 36 is formed smoothly and continuously with respect to each rectifying part 35.
  • the connecting part 36 is formed by connecting the downstream end side of the rectifying part 35 located on the upstream side and the upstream end side of the rectifying part 35 located on the downstream side.
  • the connection part 36 inclines in the 1st centrifuge part 4 side toward the upstream end side of the rectification part 35 located in the downstream from the downstream end side of the rectification part 35 located in the upstream. That is, the inclination direction of the connecting portion 36 is different from the inclination direction of each rectifying portion 35.
  • the protruding portion 30 is formed to be curved at a position corresponding to the connecting portion 36.
  • the opposite side protruding surface 33 is basically formed in parallel with the protruding surface 32.
  • the opposite-side protruding surface 33 may be formed to be inclined outward toward the downstream side of the swirling flow at a position corresponding to the connecting portion 36. That is, the opposite side protruding surface 33 may be formed to be inclined downstream of the swirling flow with respect to the normal direction of the side surface portion at that position.
  • the projecting surface 32 and the opposite projecting surface 33 are not limited to planar shapes, and are formed curved, for example, on the first centrifugal separation unit 4 side or the first dust collecting unit 5 side. Also good.
  • the top surface portion 27 is formed along a direction that intersects the axial direction of the exhaust tube 20.
  • An opening 37 is formed in the top surface portion 27.
  • the opening 37 is formed in a portion of the top surface portion 27 that is larger than the exhaust tube 20 and extends outward.
  • a plurality of openings 37 are formed in the top surface portion 27 along the outer edge thereof, that is, along the outer periphery of the top surface portion 27.
  • each opening 37 is formed as an arc-shaped slot that curves along the circumferential direction.
  • the openings 37 are respectively arranged at positions separated in the circumferential direction.
  • the opening 37 may be covered with a ventilation filter 38 that is a filter, for example.
  • the top surface portion 27 may be formed with a ventilation opening 40.
  • the ventilation opening 40 is disposed at the center of the top surface portion 27 facing the exhaust tube 20.
  • the ventilation opening 40 is formed as a circular hole, for example.
  • the ventilation opening 40 may be covered with a compression filter 41 that is a filter.
  • the top surface portion 27 may be formed with a connection portion 44 for detachably connecting the exhaust tube 20 and the enlarged portion 24.
  • the connecting portion is, for example, an engagement portion 45 that protrudes from the periphery of the ventilation opening 40 and engages with an end portion on the enlarged portion 24 side of the exhaust tube 20, and a position that is inward of the opening 37 at the top surface portion 27.
  • To the first centrifuge unit 4 and a positioning unit 46 for positioning the exhaust cylinder 20 may be provided.
  • the connection unit 44 is not an essential configuration.
  • a wall 48 is formed on the top surface 27.
  • the wall portion 48 is formed to protrude in a rib shape on the first centrifuge portion 4 side with respect to the top surface portion 27.
  • the wall 48 is formed at a position corresponding to at least the outside of the opening 37.
  • the wall portion 48 is located outside the opening portion 37 and along the at least part of the opening portion 37, and the end portion of the wall portion 48 is shorter than the end portion of the opening portion 37. Alternatively, it may be at substantially the same position as the end of the opening 37, or may protrude longer than the end of the opening 37.
  • the wall 48 has an end 48a on the first centrifuge 4 side protruding from the position E of the introduction port 3 closest to the first dust collector 5 toward the first centrifuge 4. Further, in the wall portion 48, the end portion 48a of the wall portion 48 on the first centrifugal separation portion 4 side protrudes toward the first centrifugal separation portion 4 side from the position E of the introduction port 3 closest to the first dust collecting portion 5 side.
  • the amount M to be set is set to 1 ⁇ 4 or less of the inlet width W in the axial direction which is the longitudinal direction of the case 10.
  • the position of the top surface portion 27 on the exhaust tube 20 side may be, for example, flush or substantially flush with the position E of the introduction port 3 closest to the first dust collecting portion 5 side, or on the first centrifuge separation portion 4 side. It may be on the first dust collecting unit 5 side.
  • a pair of wall portions 48 are formed, for example. These wall portions 48 are located away from each other at a position facing the introduction port 3 and a position on the opposite side. Therefore, each wall portion 48 is formed to be curved in an arc shape when viewed in the axial direction.
  • the separator 11 includes a partition 50.
  • the partition part 50 is a part that partitions the second dust collecting part 7 between the case 10 and the case 10.
  • the partition unit 50 includes a seal member 51, for example.
  • the seal member 51 is pressed against a stepped portion 52 formed enlarged on one end side of the case 10 to close one end side of the case 10 and a portion on one end side of the stepped portion 52 of the case 10.
  • the second dust collector 7 is separated from the first centrifugal separator 4 and the first dust collector 5 and partitioned.
  • the partition part 50 may be formed with an inclined part 53 which is a dust guiding part for guiding the dust centrifuged by the second centrifugal separator 6 to the second dust collecting part 7.
  • the separating body 11 includes a separating main body portion 55 that covers one end side of the case 10.
  • the separation main body 55 is located outside the case 10. Further, inside the separation main body 55, although not shown, an air guide portion that guides the air discharged from the exhaust cylinder 20 to the second centrifugal separation portion 6 is formed. Further, a plurality of cone portions 57 constituting the second centrifugal separation portion 6 are formed inside the separation main body portion 55.
  • the cone part 57 is formed in a conical shape whose diameter is reduced toward the case 10, and is arranged in an annular shape. Each cone portion 57 rotates dust-containing air introduced therein to separate dust, and discharges the separated dust from the inclined portion 53 to the second dust collecting portion 7.
  • an air exhaust portion that guides the air exhausted from the second centrifugal separator 6 to the exhaust port 8 is formed inside the separation main body 55.
  • a filter may be disposed in the exhaust section.
  • a discharge port 8 is formed in the separation main body portion 55.
  • the separation main body 55 may be formed with an attaching / detaching mechanism 58 for attaching / detaching the dust collector 1 to / from the vacuum cleaner 2.
  • the vacuum cleaner 2 includes a main body 60 to which the dust collector 1 is detachably attached. Moreover, the vacuum cleaner 2 includes an electric blower 61 serving as a suction source. Furthermore, the vacuum cleaner 2 includes a control unit (not shown) that controls the operation of the electric blower 61. Moreover, the vacuum cleaner 2 includes an operation unit 63 for operating activation and stop of the electric blower 61.
  • the vacuum cleaner 2 is a long stick-type vacuum cleaner provided with an air passage body 64 that can be attached to and detached from the longitudinal main body 60.
  • the main body 60 May be a canister type that can run on the floor, or a self-propelled type that can run autonomously.
  • the user attaches the dust collector 1 to the main body 60, operates the operation unit 63 to operate the electric blower 61, and uses the air passage body 64 to operate the electric blower. Using the negative pressure generated by driving 61, dust on the surface to be cleaned is sucked together with air.
  • Dust-containing air is sucked into the dust collector 1 from the inlet 3 through the main body 60 from the air passage body 64. At this time, the dust-containing air is introduced along the tangential direction of the inner surface 14 of the case 10 through the introduction port 3 to generate a swirling flow A between the insertion portion 16 and the inner surface 14 of the case 10.
  • the swirling flow A swirls between the exhaust tube 20 and the inner surface 14 and centrifuges the dust by the first centrifugal separator 4, while increasing the flow velocity between the side surface portion 26 and the inner surface 14 of the enlarged portion 24. And flows to the first dust collecting portion 5 while turning along the protruding portion 30. At this time, the dust is gradually compressed downward by the swirl flow A flowing along each rectifying unit 35.
  • the dust-containing air that has passed to the exhaust cylinder 20 is introduced from the air guide portion to the cone portion 57 of the second centrifugal separation portion 6 and swirled in the cone portion 57 to further separate the fine dust. Accumulated in the dust collecting unit 7 Then, the air from which the dust has been separated is discharged from the discharge port 8 to the outside of the dust collector 1 through the air discharge portion, and is sucked into the electric blower 61 and is discharged after the electric blower 61 is cooled. .
  • the projecting surface 32 includes a connecting part 36 formed by connecting the downstream end side of one rectifying part 35 and the upstream end side of the other rectifying part 35, so that the connecting part 36 contains dust. Air can be prevented from flowing into the exhaust tube 20 due to negative pressure, and dust can be prevented from being rolled up.
  • the protrusion part 30 is provided with the intermittent part 31 between the at least any two adjacent rectification
  • the intermittent portion 31 is formed on the downstream side of the swirling flow A at a position facing the inlet 3, relatively large dust in the dust-containing air introduced from the inlet 3 is immediately generated by the intermittent portion 31. Can be easily stored in the first dust collecting unit 5 and the dust separation efficiency can be improved.
  • the upstream end of the rectifying portion 35 is formed so as to gradually protrude outward from the side surface portion 26 toward the downstream side of the swirling flow A from the inlet 3 side, 1 Dust fed into the dust collecting part 5 is not easily caught by the protruding part 30.
  • the projecting surface 32 is located on the first dust collecting part 5 side with respect to the introduction port 3 at a position facing the introduction port 3, the introduction of the dust-containing air from the introduction port 3 is difficult to be prevented by the projection surface 32.
  • the swirl A is formed by efficiently guiding the dust-containing air introduced from the inlet 3. can do.
  • the protruding surface 33 opposite to the protruding surface 32 of the protruding portion 30 on the side of the first centrifugal separation portion 4 is inclined outward at a position corresponding to the connecting portion 36 toward the downstream side of the swirling flow A. Therefore, the dust contained in the swirl flow A along the opposite-side protruding surface 33 is easily collected toward the first dust collecting portion 5 from the position where the opposite-side protruding surface 33 is inclined.
  • the top surface portion 27 on the exhaust tube 20 side of the enlarged portion 24 that is expanded outward from the cylindrical exhaust tube 20 that discharges the swirling flow A is formed at a position that is expanded outward from the exhaust tube 20.
  • the wall 48 is projected from the top surface portion 27 on the exhaust tube 20 side of the enlarged portion 24 toward the first centrifugal separation portion 4 side.
  • the swirl flow A can be strengthened by taking a distance facing the inner surface 14, and the airflow passing through the opening 37 can be guided to the outside of the exhaust cylinder 20 by the wall 48. For this reason, it is possible to improve the dust separation efficiency while suppressing the adhesion of the dust to the exhaust tube 20.
  • the end 48a of the wall 48 on the first centrifugal separation unit 4 side protrudes closer to the first centrifugal separation unit 4 than the position E of the introduction port 3 closest to the first dust collecting unit 5 side. A sufficient distance can be secured between the portion 48 and the inner surface 14 of the case 10 to increase the swirl flow A, and the dust separation performance can be further improved.
  • the amount M of the end 48a of the end 48a of the wall 48 closer to the first centrifugal separator 4 than the position E closest to the first dust collecting part 5 of the inlet 3 is that of the case 10. Since it is set to 1 ⁇ 4 or less with respect to the inlet width W in the longitudinal direction, the exhaust pipe can be secured while ensuring a sufficient distance between the wall portion 48 and the inner surface 14 of the case 10 to increase the swirl flow A. It is difficult for the wall 48 to block the airflow sucked into the air 20.
  • the case 10 may be configured such that the bottom portion 13 can be opened and closed, and the dust accumulated in the first dust collecting portion 5 and the second dust collecting portion 7 may be discharged from below.

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Abstract

塵埃の付着を抑制しつつ、塵埃の分離効率を向上した集塵装置(１)およびこれを備えた電気掃除機を提供する。集塵装置(１)は、筒状のケース(10)と、内挿部(16)と、を備える。ケース(10)は、含塵空気が内方へと導入される導入口(３)を有する。内挿部(16)は、ケース(10)の内方に位置してケース(10)の内面(14)との間に含塵空気の旋回流(Ａ)が形成される。内挿部(16)は、筒状の拡大部(24)と、開口部と、壁部(48)と、を有する。開口部は、拡大部(24)の第１遠心分離部(４)側の面に形成される。壁部(48)は、少なくとも開口部の外方に対応する位置にて拡大部(24)の第１遠心分離部(４)側の面から第１遠心分離部(４)側へと突出する。

Description

集塵装置および電気掃除機
　本発明の実施形態は、含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離する分離部と、前記分離部により分離された塵埃を溜める集塵部とを有する集塵装置およびこれを備えた電気掃除機に関する。
　従来、電気掃除機に用いられる集塵装置として、含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離するものがある。このような集塵装置は、上部が分離部、下部が集塵部となる円筒状のケースの内方に排気筒が同軸状に配置され、ケースの内面と排気筒との間で含塵空気を旋回させて塵埃を分離するようになっている。
　排気筒への塵埃の付着の抑制、および、塵埃の分離性能の向上のために、例えば分離部と集塵部との境界部分に配置された遮蔽部材の外縁部に、分離部側に突出する障壁が形成されているものが知られている。しかしながら、排気筒への塵埃の付着の抑制、および、塵埃の分離性能のさらなる向上が望まれている。
特許第３７８８５８９号公報
　本発明が解決しようとする課題は、塵埃の付着を抑制しつつ、塵埃の分離効率を向上した集塵装置およびこれを備えた電気掃除機を提供することである。
　実施形態の集塵装置は、含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離する分離部と、前記分離部により分離された塵埃を溜める集塵部と、を具備する。集塵装置は、筒状のケースと、構造部と、を備える。ケースは、含塵空気が内方へと導入される導入口を有する。構造部は、ケースの内方に位置してケースの内面との間に含塵空気の旋回流が形成される。この構造部は、筒状の拡大部と、開口部と、壁部と、を有する。開口部は、拡大部の分離部側の面に形成される。壁部は、少なくとも開口部の外方に対応する位置にて拡大部の分離部側の面から分離部側へと突出する。
一実施形態の集塵装置を、一部を切り欠いて示す側面図である。 同上集塵装置の一部を示す側面図である。 同上集塵装置の斜視図である。 同上集塵装置の構造部の一部を示す斜視図である。 同上集塵装置の構造部の一部を図４とは反対方向から示す斜視図である。 同上集塵装置の構造部の一部の平面図である。 同上集塵装置の構造部の一部の側面図である。 同上集塵装置を備えた電気掃除機を示す斜視図である。
実施形態
　以下、一実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。
　図１ないし図３において、１は集塵装置を示す。集塵装置１は、吸引源により吸い込まれる含塵空気から塵埃を分離捕集するもので、後述する電気掃除機２に用いられる。
　そして、集塵装置１は、含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離する、遠心分離式の集塵装置である。集塵装置１は、風路構成として、含塵空気が導入される導入口３と、導入口３により導入された含塵空気から塵埃を遠心分離する分離部である第１遠心分離部４と、第１遠心分離部４で分離された塵埃を捕集する集塵部である第１集塵部５と、第１遠心分離部４で分離されなかった塵埃をさらに遠心分離する例えば複数の第２遠心分離部６と、第２遠心分離部６で分離された塵埃を捕集する第２集塵部７と、塵埃が分離された空気が排出される排出口８とを備えている。すなわち、本実施形態の集塵装置１は、多段の遠心分離部を備える構成となっているが、第２遠心分離部６および第２集塵部７は必須の構成ではない。
　また、集塵装置１は、構造的に、ケース10と、分離体11とを備え、これらケース10と分離体11とが着脱可能となっている。
　ケース10は、例えば合成樹脂等の部材により筒状に形成されている。本実施形態において、ケース10は、有底円筒状に形成されている。このため、ケース10は、外側面部である円筒状の外周面部12と、外周面部12の端部を覆う底部13とを有し、内面14が円筒面状に形成されているとともに、一端側、すなわち図１中の上側が開口されている。また、ケース11には、導入口３が形成され、この導入口３からケース11の内面14に沿って含塵空気が導入されて旋回流が形成されるようになっている。そして、ケース10の内部には、一端側、すなわち図１中の上側に第１遠心分離部４が形成され、他端側、すなわち図１中の下側に第１集塵部５が形成される。
　分離体11は、ケース10に対して係止部15により着脱可能に係止される。また、分離体11は、ケース10の内方に位置する構造部である内挿部16を備えている。内挿部16は、ケース10の内面14との間に含塵空気の旋回流が形成される部分である。内挿部16は、例えばケース10に対して同軸、又は略同軸に配置される。また、内挿部16は、第１遠心分離部４から空気を排出する筒状の通気部である排気筒20を備えている。排気筒20は、円筒状に形成されている。また、排気筒20は、通気穴21を備えている。通気穴21は、排気筒20の周囲に例えば複数形成されている。また、通気穴21は、例えばフィルタである排出フィルタ22により覆われていてもよい。
　また、内挿部16は、筒状の拡大部24を備えている。図１、図２、図４ないし図７に示すように、拡大部24は、第１遠心分離部４と第１集塵部５との境界を形成するものである。また、拡大部24は、排気筒20の第１集塵部５側に位置している。さらに、拡大部24は、排気筒20よりも外方に拡大されて形成されている。つまり、拡大部24は、排気筒20よりも径寸法が大きく形成されている。また、拡大部24は、排気筒20と同軸、又は略同軸に配置される。さらに、拡大部24は、第１集塵部５側、すなわちケース10の底部13に対向する側が開口する、有蓋円筒状に形成されている。したがって、拡大部24は、筒状の側面部26と、排気筒20側の面である天面部27とを備えている。
　側面部26は、本実施形態において、拡大部24の外周面を構成している。側面部26は、円筒状に形成され、ケース10の軸方向に沿って延びている。また、側面部26は、ケース10の内面14に対して離間対向されている。つまり、側面部26とケース10の内面14との間には、間隙が形成されている。この間隙は、排気筒20とケース10の内面14との間隙よりも狭く形成されている。したがって、側面部26とケース10の内面14との間では、含塵空気の旋回流の流速が排気筒20とケース10の内面14との間よりも速くなっている。また、側面部26の底部13に対向する端部は、底部13に対して離間されている。さらに、側面部26には、羽根部である突出部30が形成されている。突出部30は、側面部26に対して外方に突出している。つまり、突出部30は、側面部26に対して径方向に突出している。また、突出部30の外縁部は、ケース10の内面14に対して離れて位置している。さらに、突出部30は、例えば拡大部24の周方向に連続して形成されているとともに、両端部が互いに連続されておらず、離れている。すなわち、本実施形態において、突出部30は、間欠部31を備えている。また、突出部30は、第１集塵部５側に突出面32を備えている。さらに、本実施形態において、突出部30は、突出面32とは反対側である第１遠心分離部４側に、反対側突出面33を備える板状に形成されている。
　間欠部31は、導入口３に対向する位置の旋回流の下流側に形成されている。すなわち、突出部30は、本実施形態において、少なくとも導入口３に対向する位置で不連続となるように形成されている。
　突出面32は、側面部26に対して外方に突出している。すなわち、突出面32は、拡大部24に対して径方向に突出して形成されている。また、突出面32は、導入口３に対向する位置で導入口３に対して第１集塵部５側に位置している。さらに、突出面32は、上流端が導入口３に対して旋回流の上流側半周以内に位置している。そして、突出面32は、複数の整流部35と、これら整流部35を連結する連結部36とを備えている。
　各整流部35は、含塵空気の旋回流の上流側から下流側へと第１集塵部５側に向かう螺旋状に形成されている。各整流部35は、上流端が導入口３側から旋回流の下流側に向かって側面部26に対して徐々に外方へと突出して形成されている。本実施形態において、整流部35は、例えば２つ形成されている。つまり、本実施形態において、旋回流の上流側に位置する整流部35と、下流側に位置する整流部35とが設定されている。上流側に位置する整流部35の下流端は、下流側に位置する整流部35の上流端よりも旋回流の上流側に位置していてもよいし、下流側に位置する整流部35の上流端と周方向にラップしていてもよい。また、整流部35は、上流端以外の位置においても、側面部26に対して外方へと突出する量が一定でなくてもよく、この量は任意の位置で増減してもよい。例えば、下流に位置する整流部35の下流端は、本実施形態において、旋回流の下流側に向かって、側面部26に対して徐々に突出する量が小さくなるように形成されている。
　連結部36は、一の整流部35の下流端側と他の整流部35の上流端側とを連結して形成されている。連結部36は、各整流部35に対して滑らかに連続して形成されている。また、本実施形態において、連結部36は、上流側に位置する整流部35の下流端側と下流側に位置する整流部35の上流端側とを連結して形成されている。このため、連結部36は、上流側に位置する整流部35の下流端側から下流側に位置する整流部35の上流端側に向けて第１遠心分離部４側に傾斜している。すなわち、連結部36の傾斜方向は、各整流部35の傾斜方向とは異なっている。このため、突出部30は、連結部36に対応する位置で湾曲して形成されている。
　反対側突出面33は、基本的に突出面32と平行に形成されている。反対側突出面33は、連結部36に対応する位置で外方に向かって旋回流の下流側へと傾斜して形成されていてもよい。つまり、反対側突出面33は、その位置での側面部の法線方向に対して、旋回流の下流側に傾斜して形成されていてもよい。
　なお、突出面32および反対側突出面33は、それぞれ平面状に限定されるものではなく、例えば第１遠心分離部４側、あるいは第１集塵部５側などに湾曲して形成されていてもよい。
　天面部27は、排気筒20の軸方向に対して交差する方向に沿って形成されている。また、天面部27には、開口部37が形成されている。開口部37は、天面部27において、排気筒20よりも拡大されて外方に延出する部分に形成されている。また、開口部37は、天面部27において、その外縁部、つまり天面部27の外周に沿って複数形成されている。例えば、各開口部37は、周方向に沿って湾曲する円弧状の長穴として形成されている。さらに、開口部37は、周方向に離れた位置にそれぞれ配置されている。また、開口部37は、例えばフィルタである通気フィルタ38により覆われていてもよい。
　また、天面部27には、通気開口部40が形成されていてもよい。通気開口部40は、排気筒20と対向する天面部27の中央部に配置されている。通気開口部40は、例えば円穴として形成されている。また、通気開口部40は、フィルタである圧縮フィルタ41により覆われていてもよい。
　さらに、天面部27には、排気筒20と拡大部24とを着脱可能に接続するための接続部44が形成されていてもよい。接続部は、例えば通気開口部40の周囲から突出して排気筒20の拡大部24側の端部と係合される係合部45と、天面部27にて開口部37よりも内方の位置から第１遠心分離部４側に突出して排気筒20を位置決めする位置決め部46とを備えていてもよい。なお、接続部44は、必須の構成ではない。
　また、天面部27には、壁部48が形成されている。壁部48は、天面部27に対して第１遠心分離部４側にリブ状に突出して形成されている。壁部48は、少なくとも開口部37の外方に対応する位置に形成されている。具体的に、壁部48は、開口部37の外方であって、開口部37の少なくとも一部に沿う位置であり、壁部48の端部は、開口部37の端部に対して短くてもよいし、開口部37の端部と略同一の位置でもよいし、開口部37の端部に対して長く突出していてもよい。さらに、壁部48は、第１遠心分離部４側の端部48aが、導入口３の最も第１集塵部５側の位置Ｅよりも第１遠心分離部４側に突出している。また、壁部48は、導入口３の最も第１集塵部５側の位置Ｅよりも、壁部48の第１遠心分離部４側の端部48aが第１遠心分離部４側に突出する量Ｍは、ケース10の長手方向である軸方向の導入口幅Ｗに対して１／４以下に設定されている。なお、天面部27の排気筒20側の位置は、例えば導入口３の最も第１集塵部５側の位置Ｅと面一、又は略面一でもよいし、第１遠心分離部４側にあってもよいし、第１集塵部５側にあってもよい。さらに、壁部48は、例えば一対形成されている。これら壁部48は、導入口３に対向する位置と、その反対側の位置とで、互いに離れて位置している。このため、各壁部48は、軸方向に見て、円弧状に湾曲して形成されている。
　また、分離体11は、区画部50を備えている。区画部50は、ケース10との間に第２集塵部７を区画する部分である。区画部50は、例えばシール部材51を備えている。シール部材51は、ケース10の一端側に拡大して形成された段差部52に対して圧接されて、ケース10の一端側を閉塞するとともに、ケース10の段差部52よりも一端側の部分を第２集塵部７として第１遠心分離部４および第１集塵部５から隔離して区画する。また、区画部50には、第２遠心分離部６により遠心分離された塵埃を第２集塵部７に導く導塵部である傾斜部53が形成されていてもよい。
　さらに、分離体11は、ケース10の一端側を覆う分離本体部55を備えている。分離本体部55は、ケース10の外部に位置している。また、分離本体部55の内部には、図示しないが、排気筒20から排出された空気を第２遠心分離部６に導く導風部が形成されている。さらに、分離本体部55の内部には、第２遠心分離部６を構成するコーン部57が複数形成されている。コーン部57は、ケース10側に向かって縮径される円錐状に形成され、円環状に配置されている。そして、各コーン部57は、内部に導入された含塵空気を旋回させて塵埃を分離し、分離された塵埃を、傾斜部53から第２集塵部７に排出するようになっている。また、分離本体部55の内部には、図示しないが、第２遠心分離部６から排出される空気を排出口８に導く排風部が形成されている。排風部には、例えばフィルタが配置されていてもよい。そして、分離本体部55には、排出口８が形成されている。また、分離本体部55には、集塵装置１を電気掃除機２に対して着脱するための着脱機構58が形成されていてもよい。
　電気掃除機２は、集塵装置１が着脱可能に取り付けられる本体部60を備えている。また、電気掃除機２は、吸引源となる電動送風機61を備えている。さらに、電気掃除機２は、電動送風機61の動作を制御する図示しない制御部を備えている。また、電気掃除機２は、電動送風機61の起動および停止を操作する操作部63を備えている。本実施形態において、電気掃除機２は、例えば長手状の本体部60に対して着脱可能な風路体64を備える長尺状のスティック型の電気掃除機を例に挙げるが、例えば本体部60が床面上を走行可能なキャニスタ型などでもよいし、自律走行可能な自走式のものでもよい。
　次に、上記一実施形態の動作を説明する。
　電気掃除機11を用いた掃除の際、ユーザは、集塵装置１を本体部60に装着し、操作部63を操作して電動送風機61を動作させ、風路体64を用いて、電動送風機61の駆動により生じた負圧を利用して被掃除面の塵埃を空気とともに吸い込む。
　含塵空気は、風路体64から本体部60を経由して導入口３から集塵装置１に吸い込まれる。このとき、含塵空気は、導入口３により、ケース10の内面14の接線方向に沿って導入されて、内挿部16とケース10の内面14との間に旋回流Ａを生じさせる。
　この旋回流Ａは、排気筒20と内面14との間で旋回して第１遠心分離部４により塵埃を遠心分離しつつ、拡大部24の側面部26と内面14との間で流速が速められるとともに、突出部30に沿って旋回しながら第１集塵部５へと流れる。このとき、塵埃が各整流部35に沿って流れる旋回流Ａによって下方に徐々に圧縮される。
　この後、旋回流Ａは、拡大部24の内方へと入り込み、一部が開口部37を通過して循環し、他部が通気開口部40を通過する。このとき、第１集塵部５内に溜められた塵埃を圧縮する。
　排気筒20へと通過した含塵空気は、導風部から第２遠心分離部６のコーン部57へと導入され、コーン部57内で旋回されて、さらに微細な塵埃が分離されて第２集塵部７に溜められる。そして、塵埃が分離された空気は、排風部を介して排出口８から集塵装置１の外部へと排出されるとともに、電動送風機61に吸い込まれ、電動送風機61を冷却した後排気される。
　ここで、第１集塵部５に溜められた塵埃が増加すると、旋回流Ａが流れにくくなり、含塵空気が負圧によって排気筒20側へと流れ込もうとする。このとき、突出面32が、一の整流部35の下流端側と他の整流部35の上流端側とを連結して形成された連結部36を備えることで、連結部36によって、含塵空気が負圧によって排気筒20側へと流れ込もうとすることを抑制し、塵埃の巻き上げを抑制できる。
　また、突出部30は、少なくともいずれか２つの隣接する整流部35間に間欠部31を備えるため、比較的大きい塵埃は、突出部30に引っ掛かることなく間欠部31から第１集塵部５へと溜められやすくなる。
　特に、間欠部31は、導入口３に対向する位置の旋回流Ａの下流側に形成されているため、導入口３から導入された含塵空気中の比較的大きい塵埃が、直ちに間欠部31から第１集塵部５へと溜められやすくなり、塵埃の分離効率を向上できる。
　また、整流部35の上流端が導入口３側から旋回流Ａの下流側に向かって側面部26に対して徐々に外方へと突出して形成されているため、旋回流Ａに沿って第１集塵部５へと送り込まれる塵埃が突出部30に引っ掛かりにくい。
　さらに、突出面32が導入口３に対向する位置で導入口３に対して第１集塵部５側に位置するため、導入口３からの含塵空気の導入を突出面32によって妨げにくい。
　また、突出面32は、上流端が導入口３に対して旋回流Ａの上流側半周以内に位置するので、導入口３から導入された含塵空気を効率よくガイドして旋回流Ａを形成することができる。
　また、突出部30の突出面32とは反対側の第１遠心分離部４側の反対側突出面33が、連結部36に対応する位置で外方に向かい旋回流Ａの下流側へと傾斜して形成されているので、反対側突出面33に沿って旋回流Ａに含まれる塵埃が、この反対側突出面33が傾斜した位置から第１集塵部５に向かって容易に溜められる。
　さらに、旋回流Ａを排出する筒状の排気筒20よりも外方に拡大された拡大部24の排気筒20側の天面部27において、排気筒20よりも外方に拡大された位置に形成される開口部37の外方に対応して、拡大部24の排気筒20側の天面部27から第１遠心分離部４側に壁部48を突出することにより、壁部48とケース10の内面14とが対向する距離を取って旋回流Ａを強めることができるとともに、開口部37を通過する気流を壁部48によって排気筒20の外方に導くことができる。このため、排気筒20への塵埃の付着を抑制しつつ、塵埃の分離効率を向上できる。
　また、壁部48の第１遠心分離部４側の端部48aが、導入口３の最も第１集塵部５側の位置Ｅよりも第１遠心分離部４側に突出しているので、壁部48とケース10の内面14との対向する距離を十分に確保して旋回流Ａを強めることができ、塵埃の分離性能をより向上できる。
　導入口３の最も第１集塵部５側の位置Ｅよりも、壁部48の第１遠心分離部４側の端部48aの第１遠心分離部４が突出する量Ｍが、ケース10の長手方向の導入口幅Ｗに対して１／４以下に設定されているので、壁部48とケース10の内面14とが対向する距離を十分に確保して旋回流Ａを強めつつ、排気筒20に対して吸い込まれる気流を壁部48により妨げにくくなる。
　なお、上記一実施形態において、ケース10は、底部13を開閉可能とし、第１集塵部５および第２集塵部７に溜められた塵埃を下方から排出するようにしてもよい。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離する分離部と、前記分離部により分離された塵埃を溜める集塵部と、を具備した集塵装置であって、
    　前記含塵空気が内方へと導入される導入口を有する筒状のケースと、
    　前記ケースの内方に位置して前記ケースの内面との間に前記含塵空気の旋回流が形成される構造部と、を備え、
    　前記構造部は、
    　筒状の拡大部と、
    　前記拡大部の前記分離部側の面に形成される開口部と、
    　少なくとも前記開口部の外方に対応する位置にて前記拡大部の前記分離部側の面から前記分離部側へと突出する壁部と、を有する
    　ことを特徴とする集塵装置。
  2. 　前記壁部は、前記分離部側の端部が、前記導入口の最も前記集塵部側よりも前記分離部側に突出している
    　ことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
  3. 　前記導入口の最も前記集塵部側よりも、前記壁部の前記分離部側の端部の前記分離部側が突出する量は、前記ケースの長手方向の前記導入口幅に対して１／４以下に設定されている
    　ことを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
  4. 　前記開口部は、前記拡大部の前記分離部側の面において、この面の外縁部に沿って複数形成されている
    　ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の集塵装置。
  5. 　前記構造部は、前記旋回流を排出する筒状の通気部を備え、
    　前記拡大部は、前記通気部の前記集塵部側に位置し、前記通気部よりも外方に拡大され、
    　前記開口部は、前記拡大部の前記分離部側の面において、前記通気部よりも外方に拡大された位置に形成される
    　ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の集塵装置。
  6. 　請求項１ないし５いずれか一記載の集塵装置を備える
    　ことを特徴とした電気掃除機。
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