説明

サイクロン分離装置及び電気掃除機

【課題】捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるサイクロン分離装置を提供する。
【解決手段】集塵ユニット20は、旋回室22、0次開口23及び隔壁開口31、0次集塵室24、排出管30を備える。旋回室22は、流入口21から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する。0次開口23及び隔壁開口31は、旋回室22の側壁に形成される。排出管30は、旋回室22内の空気を排出するための排出口25が形成される。0次集塵室24は、0次開口23及び隔壁開口31を介して旋回室22に通じ、旋回室22で分離されたごみが捕集される。また、0次集塵室24は、旋回室22の旋回方向に沿って配置される。隔壁開口31は、0次集塵室24の空気が旋回方向に沿って旋回室22に流入するように、0次開口23よりも下流側に形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置を搭載した電気掃除機とに関するものである。
【背景技術】
【0002】
サイクロン分離装置は、ごみ(塵埃)を含む空気(以下、「含塵空気」ともいう)を流入口から旋回室に取り込む。そして、旋回室で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によって含塵空気をごみと清浄空気とに分離する。旋回室において空気から分離されたごみは、集塵室に捕捉される。旋回室においてごみが取り除かれた空気(清浄空気)は、排出口から排出管に送られて、サイクロン分離装置の外に排出される。
【0003】
下記特許文献1には、このような機能を備えたサイクロン分離装置が搭載された電気掃除機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011−160828号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のものでは、集塵室に嵩の大きなごみが溜まると、隙間の多い状態で堆積する。このため、集塵室内のスペースに無駄が生じてしまい、ごみ捨ての頻度が増加するといった問題があった。
【0006】
このような問題を解決するための提案もなされている。例えば、特開2002−51950号公報には、集塵室内に堆積したごみを圧縮するための手段を備えたサイクロン分離装置が提案されている。しかし、このサイクロン分離装置では、板状部材で集塵室内のごみを押さえ付けて圧縮するため、可動部の強度や寿命といった装置の信頼性に問題があった。また、可動部の上方に溜まったごみは圧縮することができず、ごみ捨て時には可動部等も清掃しなければならない。このため、捕集性能やメンテナンス性に問題があった。
【0007】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるサイクロン分離装置と、このようなサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明に係るサイクロン分離装置は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、旋回室の側壁に形成された第1開口及び第2開口と、第1開口及び第2開口を介して旋回室に通じ、旋回室で分離されたごみが捕集される第1集塵室と、旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、を備え、第1集塵室は、旋回室の旋回方向に沿って配置され、第2開口は、第1集塵室の空気が旋回方向に沿って旋回室に流入するように、第1開口よりも下流側に形成されたものである。
【0009】
この発明に係る電気掃除機は、上記サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置内に所定の気流を発生させる送風機と、を備えたものである。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、サイクロン分離装置及びサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機において、捕集性能を悪化させることなく、ごみ捨ての頻度を低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】この発明の実施の形態1における電気掃除機の外観を示す斜視図である。
【図2】この発明の実施の形態1における電気掃除機の掃除機本体の外観を示す斜視図である。
【図3】この発明の実施の形態1における電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。
【図4】図3に示す掃除機本体のA−A断面を示す図である。
【図5】この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの外観を示す斜視図である。
【図6】この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。
【図7】図6に示す集塵ユニットのB−B断面を示す図である。
【図8】図7に示す集塵ユニットのC−C断面を示す図である。
【図9】図7に示す集塵ユニットのD−D断面を示す図である。
【図10】図7に示す集塵ユニットのE−E断面を示す図である。
【図11】この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。
【図12】この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。
【図13】この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図である。
【図14】この発明の実施の形態2における電気掃除機の集塵ユニットを示す断面図である。
【図15】図14に示す集塵ユニットのG−G断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図において、同一又は相当する部分には、同一の符号を付している。重複する説明については、適宜簡略化或いは省略している。
【0013】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけ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1は、その要部が、吸込口体2、吸引パイプ3、取っ手4、接続パイプ5、サクションホース6、掃除機本体7から構成される。
【0014】
吸込口体2は、下向きに形成された開口から、床面上のごみ(塵埃)を空気と一緒に吸い込むためのものである。
吸引パイプ3は、円筒状を呈する真直ぐな部材からなる。吸引パイプ3の吸気側端部は、吸込口体2の排気側の接続部に接続されている。
【0015】
取っ手4は、掃除をする人が持って操作するためのものである。取っ手4は、吸引パイプ3の排気側端部に設けられている。取っ手4には、電気掃除機1の運転を制御(操作)するための操作スイッチが設けられている。
接続パイプ5は、途中で折れ曲がった円筒状の部材からなる。接続パイプ5は、一端部が、取っ手4に接続されている。接続パイプ5は、吸引パイプ3に対して斜めに配置される。
【0016】
サクションホース6は、可撓性を備えた蛇腹状を呈する部材からなる。サクションホース6は、一端部が接続パイプ5の他端部に接続されている。
掃除機本体7は、ごみを含む空気(含塵空気)からごみを分離し、清流空気を室内に戻す(排出する)ためのものである。サクションホース6の他端部は、掃除機本体7に接続されている。掃除機本体7には、電動送風機13(図1においては図示せず)や電源コード8が備えられている。電源コード8が外部電源に接続されることにより、電動送風機13等の内部機器が通電する。電動送風機13は、通電によって駆動し、所定の吸引動作を行う。
【0017】
吸込口体2、吸引パイプ3、接続パイプ5(及び、取っ手4の一部)、サクションホース6は、内部が一続きに形成されている。電動送風機13が吸引動作を行うと、床面上のごみ(塵埃)が空気と一緒に吸込口体2に吸い込まれ、吸込口体2、吸引パイプ3、接続パイプ5、サクションホース6の各内部を通って掃除機本体7に送られる。このように、吸込口体2、吸引パイプ3、接続パイプ5、サクションホース6は、外部から掃除機本体7の内部に含塵空気を流入させるための風路を形成する。
【0018】
図2はこの発明の実施の形態1における電気掃除機の掃除機本体の外観を示す斜視図である。図3はこの発明の実施の形態1における電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。図4は図3に示す掃除機本体のA−A断面を示す図である。
【0019】
掃除機本体7は、収容ユニット10と、集塵ユニット20とを備えている。
収容ユニット10には、集塵ユニット20以外の各種機器が収容されている。収容ユニット10は、例えば、吸気風路形成部11、排気風路形成部12、電動送風機13、コードリール部(図示せず)、車輪14を備えている。
【0020】
吸気風路形成部11は、掃除機本体7において、含塵空気を集塵ユニット20に導くための吸気風路11aを形成する。吸気風路形成部11の一端は、サクションホース6の他端部を掃除機本体7に接続するための接続口11bを構成する。吸気風路形成部11の他端は、集塵ユニット20との接続口を構成する。
【0021】
集塵ユニット20は、含塵空気からごみを分離し、分離したごみを一時的に溜めておくためのものである。集塵ユニット20は、内部で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によってごみを空気から分離する。集塵ユニット20は、収容ユニット10の上面に斜めに装着される。集塵ユニット20には、流入口21、旋回室22、0次開口23、0次集塵室24、排出口25が形成されている。
集塵ユニット20の具体的な構成及び機能については後述する。
【0022】
排気風路形成部12は、掃除機本体7において、集塵ユニット20から排出された空気(集塵ユニット20においてごみが取り除かれた清浄空気)を、排気口(図示せず)に導くための排気風路12aを形成する。排気風路形成部12の一端は、集塵ユニット20との接続口を構成する。排気風路形成部12の他端は、上記排気口を構成する。
【0023】
電動送風機13は、電気掃除機1に形成された風路(掃除機本体7の内部に含塵空気を流入させるための風路、吸気風路11a、集塵ユニット20内の風路、排気風路12a)に、気流を発生させるためのものである。電動送風機13は、掃除機本体7の後部において、排気風路12a内に配置されている。
【0024】
電源コード8を介して電動送風機13が通電されると、電動送風機13が吸引動作を開始し、電気掃除機1に形成された各風路に気流が発生する。吸込口体2に吸い込まれた含塵空気は、接続口11bから掃除機本体7の内部に取り込まれる。掃除機本体7の内部に流入した含塵空気は、吸気風路11aを経て、集塵ユニット20に送られる。含塵空気は、集塵ユニット20において、流入口21、旋回室22、排出口25の順に通過し、集塵ユニット20から排出される。集塵ユニット20から排出された空気(清浄空気)は、排気風路12aに流入し、排気風路12a内において電動送風機13を通過して、排気口から掃除機本体7(電気掃除機1)の外部に排出される。
【0025】
次に、図5乃至図10も参照し、集塵ユニット20の詳細な構造について説明する。
図5はこの発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの外観を示す斜視図である。図6はこの発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。図7は図6に示す集塵ユニットのB−B断面を示す図である。図8は図7に示す集塵ユニットのC−C断面を示す図、図9はD−D断面を示す図、図10はE−E断面を示す図である。
【0026】
集塵ユニット20は、内側円筒部26、流入管27、外側円筒部28、集塵ケース29、排出管30を備えている。
以下の集塵ユニット20に関する説明においては、図7に示す向きを基準に上下を特定する。
【0027】
内側円筒部26は、一方(上方)が上壁によって閉じた円筒状を呈し、その中央軸が上下方向を向くように配置される。
流入管27は、吸気風路11aからの含塵空気を内側円筒部26の内部に導くためのものである。流入管27は、内側円筒部26の上部に接続されている。流入管27は、一端が外側を向いて開口し、他端が、内側円筒部26の内部に開口する。即ち、流入管27の一端は、吸気風路形成部11他端の接続口に接続される接続口27aを構成する。流入管27の他端は、流入口21を構成する。流入口21は、吸気風路11aを通ってきた含塵空気を、旋回室22に取り込むための開口である。流入口21は、内側円筒部26の上部に形成される。
【0028】
旋回室22は、流入口21を介して内部に取り込まれた含塵空気を旋回させるための空間である。旋回室22は、内側円筒部26の内部空間と後述の集塵ケース29の内部空間の一部とにより構成される。流入管27は、含塵空気が、内側円筒部26の内部にその接線方向から流入するように、内側円筒部26に対して斜めに接続されている(図8参照)。
【0029】
外側円筒部28は、一方(上方)が上壁によって閉じた円筒状を呈し、内側円筒部26の下部側の周囲を取り囲むように配置されている。外側円筒部28は、中央軸が内側円筒部26の中央軸と一致する。外側円筒部28は、上端部が流入管27の僅かに下方となる位置まで延び、下端部が、内側円筒部26の下端部と同じ位置まで延びている。外側円筒部28の下端と内側円筒部26の下端との間には、環状の開口が形成される。
【0030】
集塵ケース29は、例えば、1つの成型品からなる。集塵ケース29は、円形を呈する底板29aと、円筒状を呈する同じ高さの外壁29b及び隔壁29cとを有している。外壁29bは、底板29aの縁部から直立するように設けられている。即ち、外壁29b及び底板29aによって、一方(下方)が閉じた円筒状の部材を形成する。隔壁29cは、外壁29bよりも一回り小さい円筒状を呈している。隔壁29cは、外壁29bの内側に配置され、底板29aの上面から直立するように設けられている。
【0031】
隔壁29cは、中央軸が外壁29bの中央軸と一致する。このため、集塵ケース29には、その内部に、隔壁29cによって区切られた2つの空間が形成される。
【0032】
隔壁29cは、その径が、内側円筒部26の径に一致する。隔壁29cは、上端面が内側円筒部26の下端面に下方から接触し、全周(周方向)に渡って内側円筒部26と一続きに形成される。内側円筒部26の内側の空間と隔壁29cの内側の空間とからなる円柱状を呈する一続きの空間が、旋回室22を構成する。旋回室22において含塵空気から分離されたごみの一部は、旋回室22内において底板29a上に落下する。
【0033】
外壁29bは、その径が、外側円筒部28の径に一致する。外壁29bは、上端面が外側円筒部28の下端面に下方から接触し、全周(周方向)に渡って外側円筒部28と一続きに形成される。外壁29bと隔壁29cとの間、並びに、外側円筒部28と内側円筒部26との間に形成された、円筒状を呈する一続きの空間が、0次集塵室24を構成する。0次集塵室24は、内側円筒部26の下部と隔壁29cと(即ち、旋回室22)を、その全周に渡って取り囲むように配置される。0次集塵室24は、旋回室22の旋回方向(旋回室22で含塵空気が旋回する方向)に沿うように、旋回室22の周囲に形成されている。
【0034】
0次開口23は、内側円筒部26の下部(即ち、旋回室22を形成する側壁)に形成された開口からなる。旋回室22は、(旋回室22に形成される気流の)上流側で、0次開口23を介して0次集塵室24に通じている。0次開口23は、流入口21よりも低い位置(下流側)に形成される。0次開口23は、0次集塵室24の上部に通じており、0次集塵室24は、0次開口23から下方に延びている。
【0035】
集塵ユニット20の下部において0次集塵室24と旋回室22とを区画する隔壁29c(即ち、旋回室22を形成する側壁)には、隔壁開口31が形成されている。旋回室22は、(旋回室22に形成される気流の)下流側で、隔壁開口31を介して0次集塵室24に通じている。隔壁開口31は、0次開口23よりも低い位置(下流側)に形成される。隔壁開口31は、平面視、例えば、旋回室22の中央軸を挟んで、0次開口23の反対側に形成される。また、隔壁開口31は、0次集塵室24内の空気が、旋回室22の旋回方向に沿って旋回室22に流入するように、大きさ、幅、向き等が適切に設定されている(図10参照)。
【0036】
隔壁開口31は、メッシュ部材32によって0次集塵室24側から覆われている。メッシュ部材32は、例えば、隔壁開口31を形成する隔壁29cの縁部と枠体33とによって挟まれ、隔壁29cに固定されている。メッシュ部材32には、多数の微細孔が形成されている。メッシュ部材32の微細孔は、その全体の開口面積が、0次開口23の開口面積より小さくなるように形成されている。メッシュ部材32の微細孔は、0次集塵室24に捕捉されたごみが隔壁開口31を通過して旋回室22に戻ることを防止するため、開口径が1mm以下であることが好ましい。
【0037】
排出管30は、旋回室22内の空気を集塵ユニット20の外部(即ち、排気風路12a)に導くためのものである。排出管30は、L字に折れ曲がった筒状の部材からなる。排出管30は、L字の一辺側が内側円筒部26の上壁を貫通する。即ち、排出管30は、一部が内側円筒部26の上壁から下方に延び、内側円筒部26の内部空間(即ち、旋回室22内)に突出するように配置されている。排出管30は、上記一部(L字の一辺側)の下端が、下方を向いて開口する。排出管30のこの下端に形成された開口が、排出口25である。排出管30の上記一部は、中央軸が内側円筒部26の中央軸と一致するように配置されている。
【0038】
排出管30の上記一部の下端は、例えば、0次開口23と同じ高さに配置される。0次集塵室24は、0次開口23よりも上方位置まで延びている。このため、排出口25は、旋回室22の外側において、0次集塵室24によってその全周が取り囲まれるように配置される。
【0039】
上記構成を有する集塵ユニット20の機能について、その概要を説明する。
吸気風路11aを通過してきた含塵空気は、流入管27を通り、流入口21から旋回室22に送られる。含塵空気は、内側円筒部26の内壁(旋回室22を形成する側壁)に沿って内側円筒部26の内部に流入するため、旋回室22において上記側壁に沿った旋回気流を形成する。この旋回気流は、中央軸近傍の強制渦領域とその外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って下向きに流れていく。
【0040】
旋回気流(含塵空気)に含まれるごみには、遠心力が作用する。このため、旋回室22に進入した空気に含まれるごみは、この遠心力によって、内側円筒部26の内壁に押し付けられながら、旋回室22内を落下する。ごみは、0次開口23の高さに達すると旋回気流から分離され、0次開口23を通過して0次集塵室24に送られる。
【0041】
ごみが除去された旋回気流は、旋回室22の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室22の中央軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみが除去されている。ごみが取り除かれた上昇気流(清浄空気)は、排出口25から旋回室22の外に排出される。旋回室22から排出された空気は、排出管30を通過して、排気風路12aに送られる。
【0042】
一方、0次開口23を通過した含塵空気は、旋回室22の旋回方向に沿った方向から0次集塵室24に進入する(図9参照)。その後、0次集塵室24に進入した空気は、斜め下向きに流れていき、隔壁開口31を通過して0次集塵室24から旋回室22に流れ込む。
【0043】
上述したように、0次集塵室24は、旋回室22の旋回方向に沿うように、旋回室22の周囲に形成されている。このため、0次開口23を通過した空気は、旋回室22の旋回方向に沿うように移動しながら0次集塵室24に流入し、その後、0次集塵室24内においても、旋回室22の旋回方向と同じ方向に旋回しながら下降する。また、上記空気は、旋回室22の旋回方向に沿うように移動しながら隔壁開口31を通過し、旋回室22に流れ込む。即ち、0次集塵室24から旋回室22に流入する気流の方向は、旋回室22の旋回方向に一致する。このため、旋回室22内の旋回気流が、0次集塵室24から旋回室22に流れ込む気流によって乱されることはない。
【0044】
また、隔壁開口31は、多数の微細孔が形成されたメッシュ部材32によって覆われている。このため、0次集塵室24から旋回室22に流れ込む気流をメッシュ部材32によって分散させることができ、旋回室22内の旋回気流に乱れが発生することを防止できる。
【0045】
0次開口23から0次集塵室24に進入したごみは、0次集塵室24内の気流(以下、「圧縮気流」という)と自重とにより、0次集塵室24で下降する。その後、ごみは、0次集塵室24の最下部まで落下したり、隔壁開口31の周囲の隔壁29cやメッシュ部材32に押し付けられたりして、圧縮される。ごみを0次集塵室24内で圧縮するこの機能は、隔壁開口31の開口面積(具体的には、メッシュ部材32に形成された微細孔の全体の開口面積)を、0次開口23の開口面積よりも小さくすることによって更に高めることができる。これにより、0次集塵室24の限られた容積内に、旋回室22で分離された多くのごみを捕集することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。
【0046】
なお、集塵ケース29を集塵ユニット20の他の部材に対して着脱自在に構成しておけば、ごみ捨て時に1つのケース部品を外すことによって、捕捉した全てのごみを一度に捨てることができ、ごみ捨ての作業を容易化することが可能となる。
また、34は0次集塵室24に備えられた捕捉体である。捕捉体34は、0次集塵室24に進入してきたごみを捕捉し、ごみが0次集塵室24で旋回することを阻止するためのものである。
【0047】
上記構成を有する集塵ユニット20であれば、0次集塵室24から流れ込む気流によって旋回室22内の旋回気流に乱れが発生することを抑制することができる。このため、捕集性能を悪化させることなく、気流によって0次集塵室24内でごみを圧縮することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。
【0048】
隔壁開口31は、0次集塵室24内の空気が、旋回室22の旋回方向に沿って旋回室22に流入することができるように形成されていれば、他の構成を有していても構わない。図11乃至図13は、この発明の実施の形態1における電気掃除機の集塵ユニットの他の構成を示す図であり、隔壁開口31の他の実施形態を示している。具体的に、図11及び図12は図7のE−E断面を示す図、図13は図10のF−F断面を示す図である。
【0049】
図11に示す集塵ユニット20には、隔壁29c(即ち、旋回室22を形成する側壁)の同じ高さに、複数(図11に示すものでは、一例として2つ)の隔壁開口31が形成されている。これら複数の隔壁開口31は、0次開口23よりも低い位置(下流側)に形成される。各隔壁開口31は、メッシュ部材32によって0次集塵室24側から覆われている。各メッシュ部材32は、枠体33によって隔壁29cに固定されている。
【0050】
上記構成の集塵ユニット20であれば、0次集塵室24から旋回室22に流入する空気の流入位置を分散させることができ、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることができる。
【0051】
図12に示す集塵ユニット20には、隔壁29c(即ち、旋回室22を形成する側壁)の同じ高さに、複数(図12に示すものでは、一例として2つ)の隔壁開口31が形成されている。0次開口23からの距離が近い方(旋回方向に対する上流側)の隔壁開口31は、その開口面積が、0次開口23からの距離が遠い方(旋回方向に対する下流側)の隔壁開口31の開口面積よりも小さくなるように形成されている。
【0052】
下流側の隔壁開口31は、0次開口23からの距離が遠いため、開口面積が同じであれば、上流側の隔壁開口31よりも空気の流入量が少なくなる。下流側の隔壁開口31の開口面積を、上流側の隔壁開口31の開口面積より大きくすることにより、下流側の隔壁開口31から旋回室22に流入する空気の量を増やして、各隔壁開口31からの空気の流入量を同じ程度に近づけることができる。即ち、上記構成の集塵ユニット20であれば、0次集塵室24から旋回室22に流入する空気の量を各隔壁開口31で均等にすることができ、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることができる。
【0053】
このような機能は、メッシュ部材32によって実現することも可能である。例えば、隔壁29cに、開口面積が同じ複数の隔壁開口31が形成されている場合、微細孔全体の開口面積が大きいメッシュ部材32を下流側の隔壁開口31に、微細孔全体の開口面積が小さいメッシュ部材32を上流側の隔壁開口31に取り付ける。この場合、微細孔の1つ1つの開口面積を大きくしても良いし、各微細孔の開口面積を同じにして、微細孔の個数を増やしても良い。このような構成であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【0054】
図13に示す集塵ユニット20には、隔壁29c(即ち、旋回室22を形成する側壁)の同じ高さに、1つ或いは複数の隔壁開口31が形成されている。隔壁開口31は、側面視、横向きの台形状を呈している。即ち、隔壁開口31は、0次開口23からの距離が近い方(旋回方向に対する上流側)の端部の幅L1が、0次開口23からの距離が遠い方(旋回方向に対する下流側)の端部の幅L2よりも小さくなるように形成されている。
【0055】
上記構成の集塵ユニット20であれば、隔壁開口31の個数を減らした上で、図12に示すものと同様の効果を奏することができる。また、隔壁開口31の数が減るため、メッシュ部材32や枠体33等の部品の点数も減らすことができる。
枠体33を隔壁29cに取り付けると、隔壁29cの外周面に段差ができる。上記構成であれば、枠体33の設置個数を減らすことができるため、圧縮気流をスムーズに旋回室22に流入させることが可能となり、空気の流入による旋回気流の乱れを更に抑えることが可能となる。
【0056】
実施の形態2.
図14はこの発明の実施の形態2における電気掃除機の集塵ユニットを示す断面図である。図14は、本実施の形態における集塵ユニット20のB−B断面を示している。図15は図14に示す集塵ユニットのG−G断面を示す図である。
【0057】
本実施の形態における集塵ユニット20は、一次開口35、一次集塵室36が更に備えられている点において、実施の形態1のものと相違する。以下においては、実施の形態1のものと相違する点について詳細に説明し、同じ構成については適宜説明を省略する。
集塵ユニット20は、内側円筒部26、円錐部37、流入管27、外側円筒部28、集塵ケース29、排出管30を備えている。
【0058】
内側円筒部26は、一方(上方)が上壁によって閉じた円筒状を呈し、その中央軸が上下方向を向くように配置される。円錐部37は、中央軸が内側円筒部26の中央軸と一致するように配置される。円錐部37は、上端部が内側円筒部26の下端部に接続され、下方に向かうに従って径が小さくなるように、内側円筒部26の下端部から下方に延びるように設けられている。円錐部37は中空であり、その下端部は、下方を向いて(中央軸方向を向いて)開口する。円錐部37の下端部に形成された開口が、一次開口35である。
【0059】
旋回室22は、流入口21を介して内部に取り込まれた含塵空気を旋回させるための空間である。旋回室22は、内側円筒部26の内部空間と円錐部37の内部空間とにより構成される。流入管27は、含塵空気が、内側円筒部26の内部にその接線方向から流入するように、内側円筒部26に対して斜めに接続されている。
【0060】
外側円筒部28は、一方(上方)が上壁によって閉じた円筒状を呈し、内側円筒部26の下部側の周囲を取り囲むように配置されている。外側円筒部28は、中央軸が内側円筒部26の中央軸と一致する。外側円筒部28は、上端部が流入管27の僅かに下方となる位置まで延び、下端部が、内側円筒部26の下端部より下方となる位置まで延びている。外側円筒部28の下端部と、円錐部37との間には、環状の開口が形成される。
【0061】
集塵ケース29は、例えば、1つの成型品からなる。集塵ケース29は、円形を呈する底板29aと、円筒状を呈する同じ高さの外壁29b及び隔壁29cとを有している。隔壁29cは、中央軸が外壁29bの中央軸と一致する。集塵ケース29には、その内部に、隔壁29cによって区切られた2つの空間が形成される。
【0062】
円錐部37が隔壁29cの内側の空間に上方から挿入されるように集塵ケース29が配置されると、隔壁29cの上端部が、円錐部37の外周面(或いは、外周面に設けられた部材)に下方から接触する。隔壁29cの内側に形成された空間のうち、円錐部37を除く部分が、一次集塵室36を構成する。即ち、一次集塵室36は、一次開口35を介して旋回室22に通じている。旋回室22において含塵空気から分離されたごみは、一次開口35を通って一次集塵室36に落下し、捕集される。
【0063】
外壁29bは、その径が、外側円筒部28の径に一致する。外壁29bは、上端面が外側円筒部28の下端面に下方から接触し、全周(周方向)に渡って外側円筒部28と一続きに形成される。外壁29bと隔壁29cとの間、並びに、外側円筒部28と内側円筒部26(及び、円錐部37)との間に形成された、円筒状を呈する一続きの空間が、0次集塵室24を構成する。
【0064】
0次集塵室24は、内側円筒部26の下部と円錐部37と(即ち、旋回室22)を、その全周に渡って取り囲むように配置される。即ち、0次集塵室24は、旋回室22の旋回方向(旋回室22で含塵空気が旋回する方向)に沿うように、旋回室22の周囲に形成されている。また、集塵ユニット20の下部においては、一次集塵室36が、円錐部37の下部(即ち、旋回室22)を、その全周に渡って取り囲むように配置され、更に、0次集塵室24が、一次集塵室36を、その全周に渡って取り囲むように配置されている。
【0065】
0次開口23は、内側円筒部26の下部(即ち、旋回室22を形成する側壁)に形成された開口からなる。旋回室22は、(旋回室22に形成される気流の)上流側で、0次開口23を介して0次集塵室24に通じている。0次開口23は、流入口21よりも低い位置(下流側)で、一次開口35よりも高い位置(上流側)に形成される。0次開口23は、0次集塵室24の上部に通じており、0次集塵室24は、0次開口23から下方に延びている。
【0066】
集塵ユニット20の下部において0次集塵室24と一次集塵室36とを区画する隔壁29cには、隔壁開口31が形成されている。即ち、0次集塵室24は、隔壁開口31を介して一次集塵室36に通じている。隔壁開口31は、0次開口23よりも低い位置(下流側)に形成される。隔壁開口31は、0次集塵室24内の空気が、旋回室22の旋回方向に沿って一次集塵室36に流入するように、大きさ、幅、向き等が適切に設定されている。隔壁開口31は、メッシュ部材32によって0次集塵室24側から覆われている。メッシュ部材32は、枠体33によって隔壁29cに固定されている。
【0067】
排出管30の旋回室22内に突出する部分の下端は、円錐部37の上端よりも上方で、例えば、0次開口23と同じ高さに配置される。0次集塵室24は、0次開口23よりも上方位置まで延びている。このため、排出口25は、旋回室22の外側において、0次集塵室24によってその全周が取り囲まれるように配置される。
【0068】
上記構成を有する集塵ユニット20の機能について、その概要を説明する。
吸気風路11aを通過してきた含塵空気は、流入管27を通り、流入口21から旋回室22に送られる。含塵空気は、内側円筒部26の内壁(旋回室22を形成する側壁)に沿って内側円筒部26の内部に流入するため、旋回室22において上記側壁に沿った旋回気流を形成する。この旋回気流は、中央軸近傍の強制渦領域とその外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って下向きに流れていく。
【0069】
旋回気流(含塵空気)に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば、繊維ごみや毛髪といった比較的嵩の大きなごみ(以下、このようなごみのことを「ごみα」という)は、この遠心力によって、内側円筒部26の内壁に押し付けられながら、旋回室22内を落下する。ごみαは、0次開口23の高さに達すると旋回気流から分離され、0次開口23を通過して0次集塵室24に送られる。
【0070】
0次開口23から0次集塵室24に進入しなかったごみは、旋回室22内の気流に乗って、旋回室22の下方に進む。砂ごみや細かな繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみ(以下、このようなごみのことを「ごみβ」という)は、一次開口35を介して一次集塵室36に落下し、捕捉される。旋回室22内で旋回する気流は、旋回室22の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室22の中央軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみα及びごみβが除去されている。ごみα及びごみβが取り除かれた気流(清浄空気)は、排出口25から旋回室22の外に排出される。旋回室22から排出された空気は、排出管30を通過して、排気風路12aに送られる。
【0071】
一方、0次開口23を通過した含塵空気は、旋回室22の旋回方向に沿った方向から0次集塵室24に進入する。その後、0次集塵室24に進入した空気は、斜め下向きに流れていき、隔壁開口31を通過して0次集塵室24から一次集塵室36に流れ込む。
【0072】
上述したように、0次集塵室24は、旋回室22の旋回方向に沿うように、旋回室22の周囲に形成されている。このため、0次開口23を通過した空気は、旋回室22の旋回方向に沿うように移動しながら0次集塵室24に流入し、その後、0次集塵室24内においても、旋回室22の旋回方向と同じ方向に旋回しながら下降する。また、上記空気は、旋回室22の旋回方向に沿うように移動しながら隔壁開口31を通過し、一次集塵室36に流れ込む。
【0073】
一次集塵室36には、ごみβと共に、旋回室22の旋回気流の一部も流れ込む。このため、一次集塵室36には、旋回室22の旋回気流と同じ方向に旋回する気流が生じている。即ち、0次集塵室24から一次集塵室36に流入する気流の方向は、一次集塵室36に発生している気流の方向に一致する。このため、一次集塵室36内の旋回気流が、0次集塵室24から一次集塵室36に流れ込む気流によって乱されることはない。
【0074】
0次開口23から0次集塵室24に進入したごみαは、0次集塵室24内の気流(以下、「圧縮気流」という)と自重とにより、0次集塵室24で下降する。その後、ごみαは、0次集塵室24の最下部まで落下したり、隔壁開口31の周囲の隔壁29cやメッシュ部材32に押し付けられたりして、圧縮される。このため、0次集塵室24の限られた容積内に、旋回室22で分離された多くのごみを捕集することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。
【0075】
上記構成を有する集塵ユニット20であれば、0次集塵室24から流れ込む気流によって一次集塵室36内の旋回気流に乱れが発生することを抑制することができる。このため、捕集性能を悪化させることなく、気流によって0次集塵室24内でごみを圧縮することができ、ごみ捨ての頻度を低減させることができる。
【0076】
本実施の形態においても、図11乃至図13に示す構成の隔壁開口31を採用しても良い。かかる構成を採用することにより、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能である。
【0077】
上記実施の形態1及び2では、キャニスタータイプの電気掃除機について説明したが、本願発明を他のタイプの電気掃除機に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0078】
1 電気掃除機、 2 吸込口体、 3 吸引パイプ、 4 取っ手、 5 接続パイプ、 6 サクションホース、 7 掃除機本体、 8 電源コード
10 収容ユニット、 11 吸気風路形成部、 11a 吸気風路、 11b 接続口、 12 排気風路形成部、 12a 排気風路、 13 電動送風機、 14 車輪
20 集塵ユニット、 21 流入口、 22 旋回室、 23 0次開口、 24 0次集塵室、 25 排出口、 26 内側円筒部、 27 流入管、 27a 接続口、 28 外側円筒部、 29 集塵ケース、 29a 底板、 29b 外壁、 29c 隔壁、 30 排出管、 31 隔壁開口、 32 メッシュ部材、 33 枠体、 34 捕捉体、 35 一次開口、 36 一次集塵室、 37 円錐部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
前記旋回室の前記側壁に形成された第1開口及び第2開口と、
前記第1開口及び前記第2開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第1集塵室と、
前記旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、
を備え、
前記第1集塵室は、前記旋回室の旋回方向に沿って配置され、
前記第2開口は、前記第1集塵室の空気が前記旋回方向に沿って前記旋回室に流入するように、前記第1開口よりも下流側に形成された
サイクロン分離装置。
【請求項2】
流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
前記旋回室の前記側壁に形成された第1開口と、
前記第1開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第1集塵室と、
第2開口を介して前記第1集塵室に、第3開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される第2集塵室と、
前記旋回室内の空気を排出するための排出口が形成された排出管と、
を備え、
前記第1集塵室は、前記旋回室の旋回方向に沿って配置され、
前記第3開口は、前記第1開口よりも下流側に形成され、前記旋回室の軸方向に開口し、
前記第2開口は、前記第1集塵室の空気が前記旋回方向に沿って前記第2集塵室に流入するように、前記第1開口よりも下流側に形成された
サイクロン分離装置。
【請求項3】
前記第1集塵室は、円筒状に形成され、前記旋回室をその全周に渡って取り囲むように配置された請求項1又は請求項2に記載のサイクロン分離装置。
【請求項4】
前記第1集塵室は、円筒状に形成され、前記旋回室と前記第2集塵室とをその全周に渡って取り囲むように配置された請求項2に記載のサイクロン分離装置。
【請求項5】
前記第2開口を覆う、複数の微細孔が形成されたメッシュ部材と、
を備えた請求項1から請求項4の何れかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項6】
前記第2開口は、前記第1開口よりも下流側に複数形成された請求項1から請求項5の何れかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項7】
上流側の前記第2開口は、開口面積が、下流側の前記第2開口の開口面積より小さい請求項6に記載のサイクロン分離装置。
【請求項8】
前記第2開口は、前記旋回方向に対する下流側の端部の幅が、上流側の端部の幅よりも大きい請求項1から請求項7の何れかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項9】
請求項1から請求項8の何れかに記載のサイクロン分離装置と、
前記サイクロン分離装置内に所定の気流を発生させる送風機と、
を備えた電気掃除機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2013−94333(P2013−94333A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−238474(P2011−238474)
【出願日】平成23年10月31日(2011.10.31)
【特許番号】特許第5077473号(P5077473)
【特許公報発行日】平成24年11月21日(2012.11.21)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】(000176866)三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Fターム(参考)】