電気掃除機
【課題】本発明は、塵埃の圧縮性向上や塵埃の舞い散り防止できる集塵室を備えた電気掃除機を提供するものである。
【解決手段】塵埃を溜める集塵室１５に開口した加湿口２２と、加湿口２２に連通し吸放湿材３０を有した加湿手段２７を備え、加湿手段２７を電動送風機１０近傍に配置し、電動送風機１０から発生する熱を吸放湿材３０に伝えて湿度の高い空気を発生させ、加湿口２２から集塵室１５に流入させる構成としたものである。これにより、集塵室１５に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。
【解決手段】塵埃を溜める集塵室１５に開口した加湿口２２と、加湿口２２に連通し吸放湿材３０を有した加湿手段２７を備え、加湿手段２７を電動送風機１０近傍に配置し、電動送風機１０から発生する熱を吸放湿材３０に伝えて湿度の高い空気を発生させ、加湿口２２から集塵室１５に流入させる構成としたものである。これにより、集塵室１５に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機の集塵室に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、吸引した空気に旋回成分を持たせ、遠心力により気流から塵埃を分離除去するタイプの電気掃除機、いわゆるサイクロン式の電気掃除機が注目を浴びている。この種の電気掃除機において、塵埃を含む空気を外から内部に流入させるための吸気路と、吸気路に吸気を発生させる電動送風機と、吸気路を通過した塵埃を含む空気を旋回により塵埃と空気とに分離して底部に溜める集塵室と、水を霧状にして、吸気路に、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子を供給する水粒子供給部とを備えているものがある（例えば、特許文献１、２参照）。さらに、集塵室に溜まった塵埃を圧縮する圧縮手段が設けられているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
このようなサイクロン式の電気掃除機にあっては、吸気路を通過する吸引された空気と塵埃は水粒子供給部から水粒子を供給され、集塵室に流れ込むので、塵埃に水粒子を付加することができる。この分、細塵どうしが付着し易く、細塵の凝集効果が高くなり、塵埃と空気とり分離性能の向上が図れる。
【０００４】
なお、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子は、水粒子の重量に対する表面積が大きいので、蒸発しやすい。したがって、水粒子供給部から供給された水粒子が集塵室に付着した場合でも、付着した水粒子は旋回した空気により蒸発し除去されるので、集塵室の水処理は必要ない。また、圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮するので、集塵室の小型化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３９２５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７５０４３号公報
【特許文献３】特開２００２−５１９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２の集塵室では、旋回した空気の速度が５０〜１００ｍ／ｓと非常に高速なので、一瞬の内に供給された水粒子の大部分が蒸発しながら集塵室の外へ排気され、旋回した空気に流されにくい細塵（例えば砂、泥）は底に、旋回した空気に流されやすい粗塵（綿ごみ）は細塵の上に略分離して溜まる。そして、特許文献３の圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮するが、粗塵は空間が多く、特に綿ごみ等は反発力が強く、圧縮されにくいという課題があった。この結果、掃除を開始する時に圧縮手段を解除すると、溜まっていた塵埃の体積が２〜３倍程度増加する分、集塵室の小型化が十分にできないという課題があった。
【０００７】
さらに、溜まった塵埃を集塵室の底蓋（図示せず）を開けて廃棄する時に塵埃、特に細塵が底蓋により引き起こされた空気の流れに巻き込まれ、舞い散るという課題があった。すなわち、供給された水粒子は、塵埃と空気の分離性能を向上するのに役立つが、溜まった塵埃を廃棄する時に、塵埃の舞い散り防止には寄与しない。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塵埃の圧縮性向上や塵埃の舞い散り防止
できる集塵室を備えた電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成としたものである。
【００１０】
このような発明によって、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室に溜まり、きれいな空気が集塵室から排気される。そして、加湿手段が電動送風機の発生した熱に加熱され、加湿手段の内部空間が温度上昇して相対湿度を低下する。そして、吸放湿材は低下した相対湿度に応じて放湿するので、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する。次に、集塵室に溜まった塵埃は吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気掃除機は、溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観図
【図２】同、電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図
【図３】同、電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図
【図４】同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した断面図
【図５】同、電気掃除機の電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図
【図６】同、電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図
【図７】実施の形態２における電気掃除機の掃除終了直後の要部構成を示した縦断面図
【図８】同、電気掃除機の掃除終了後にスタンド収納した状態での要部構成を示した縦断面図
【図９】同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成としたものである。
【００１４】
この構成により、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室に溜まり、きれいな空気が集塵室から排気される。そして、加湿手段が、電動送風機が発生した熱に加熱され、加湿手段の内部空間が温度上昇して吸放湿材周囲の相対湿度が低下する。そして、吸放湿材は低下した相対湿度に応じて湿り蒸気を放湿するので、加湿手段の内部空間は湿度の高い空気を形成する。
【００１５】
続いて、湿度の高い空気は、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流と、湿度差による水蒸気分子の物質移動とにより、加湿口から集塵室に流入する。次に、集塵室に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。
【００１６】
掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機、加湿手段が室温付近まで温度低下する。その際に、吸放湿材は放湿作用から、集塵室、旋回室の空気及び集塵室に溜まった塵埃から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて水分を吸って元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。そして、集塵室に溜まった塵埃は乾燥するので、粗塵は絡み合ったまま固まり、細塵は互いに結合した状態で固まるという効果がある。これらの結果、集塵室に溜まった塵埃を廃棄する時に、塵埃が舞い散るのを抑えられるという効果がある。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の集塵室には、溜めた塵埃を圧縮する圧縮手段を設けたものである。そして、圧縮手段が集塵室に溜まっている塵埃を圧縮すると共に、その圧縮前後に加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する。そして、集塵室に溜まり、圧縮された塵埃は湿度の高い空気から時間をかけて吸湿し、綿ごみ等の粗塵は柔らかく変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びて絡み合う。他方、細塵は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、かつ変形した粗塵と絡み合うので、細塵が大きく重くなる。
【００１８】
掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機、加湿手段が室温付近まで温度低下する。その際に、吸放湿材は放湿作用から、集塵室、旋回室の空気及び集塵室に溜まった塵埃から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて水分を吸って元の吸湿状態に回復する。そして、集塵室に溜まった塵埃は乾燥するので、粗塵は絡み合ったまま固まり、細塵は互いに結合し、かつ変形した粗塵と絡み合う状態で固まる。
【００１９】
これらの結果、圧縮手段を解除してもほとんど元には戻らないので、集塵室に空間が維持される分、集塵室の大幅な小型化が図れる。また、集塵室に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、底に溜まった大きく、重くなった細塵が真直ぐに落下し、その上を圧縮された粗塵が落下するので、塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、加湿容器と多口状の保持部とからなり、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記加湿容器の内壁面側に配置させることより、加湿容器の外壁面が、電動送風機が発生した熱に加熱されるので、加湿容器の内壁面が内部空間よりも温度が高くなる。この結果、加湿容器の内壁面側に配置している吸放湿材周囲の相対湿度が非常に低下するので、吸放湿材は大量の湿り蒸気を放湿して、加湿手段の内部空間に形成した非常に湿度の高い空気は加湿口から集塵室に供給される。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、有天上の枠体と多口状の保持部とからなり、前記枠体の開放端は電動送風機の外壁面に接触させて設け、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記電動送風機の外壁面側に配置することにより、枠体の内部空間が、枠体に覆われた電動送風機の外壁面に直接加熱され、特に電動送風機の外壁面側に配置している吸放湿材周囲の相対湿度が著しく低下するので、吸放湿材は大量の湿り蒸気を長く放湿して、加湿手段の内部空間に形成した非常に湿度の高い空気は加湿口から集塵室に長時間供給される。
【００２２】
第５の発明は、特に、第３または第４の発明の吸放湿材は、少なくとも２層以内に配列したことにより、全ての吸放湿材が加湿手段の内部空間に隣接し臨んでいる分、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は直ちに加湿手段の内部空間へ拡散するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇が抑えられる。また、電動送風機の熱を受けた吸放湿材が放湿した湿り蒸気は、加湿手段の内部空間側に吸放湿材がないので、吸放湿材に再び吸湿されることがない。さらに、加湿手段の内壁面近傍の空間は、加湿手段の内壁面から直接加熱されるので、相対湿度が最も低くなる。この相対湿度の低い空間に、吸放湿材が配列している。これらの結
果、吸放湿材から大量に、長期間放湿させることができ、吸放湿材が有効に湿り蒸気を放湿できる。
【００２３】
第６の発明は、特に、第３または第４の発明の多口状の保持部は、粘着シートであり、吸放湿材を粘着面に付着することにより、保持部は加湿手段の内壁面や電動送風機の外壁面に吸放湿材を粘着面ごと簡単に貼り付けることができる。
【００２４】
第７の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、電動送風機と集塵室との間に配置したことにより、加湿手段と集塵室との距離が短い分、通路抵抗が小さいので、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流は強く形成される。この結果、湿度の高い空気は、強い自然対流と、湿度差による物質移動とにより、加湿口から集塵室に容易に流入する。言い換えると、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は容易に移動するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇を抑えられる。この結果、吸放湿材から長期間放湿させることができる。
【００２５】
第８の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、集塵室の略水平から下方に配置したことにより、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流が形成され易くなり、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は容易に移動するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇を抑えられる。この結果、吸放湿材から長期間放湿させることができる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１における電気掃除機について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の外観図、図２は同、電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図、図３は同、電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図、図４は同、電気掃除機の加湿手段の平断面図、図５は同、電気掃除機の電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図、図６は同、電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図を示すものである。
【００２８】
図１に示すように、掃除機本体１の外部には、車輪２およびキャスター３が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。集塵ケース４設置部の下方に設けられた吸引口５には、吸引ホース６、ハンドル７を形成した延長管８が順次接続されており、延長管８の先端に吸込具９を取り付けられている。
【００２９】
図２と図３に示すように、集塵ケース４が電動送風機１０を内蔵した掃除機本体１に対して着脱自在に設置され、掃除機本体１に装着した状態で集塵ケース４入口側の吸気口１１は吸引口５を開口した吸引路１２に連通し、他方、集塵ケース４出口側の通気口１３は電動送風機１０に連通している。
【００３０】
集塵ケース４は塵埃を含む空気を取り入れ旋回気流を発生させる略筒状の旋回室１４、および塵埃を溜める略筒状の集塵室１５から構成している。旋回室１４には、略円筒形状の外郭内周面に対して接線方向となるように開口した吸気口１１と、略中心には通気口１３に連通する略円筒状の排気筒１６を配している。この排気筒１６の外周側面にはメッシュフィルターやエッチングフィルター等の濾過フィルターによる通気部１７を構成しており、粗塵が排気筒１６を通り抜けないようにしている。加えて、排気筒１６と通気口１３との間には、第２の塵埃分離手段１８として不織布フィルターをプリーツ状に折ったものを配置している。
【００３１】
集塵室１５は、旋回室１４とほぼ同等の内径とした略円筒形状の筒体であり、旋回室１４の下方にそれぞれの中心軸を水平方向に平行にズラした位置で配置させており、かつ、高さ方向において、集塵室１５の上端の一部を旋回室１４の内部に入り込むように構成と
している。つまり、旋回室１４と集塵室１５とが重なり合う部分には、略円筒形状となる隔壁１９を設けている。この隔壁１９には、旋回室１４で旋回する空気と塵埃とが集塵室１５へと流れ込む流入口２０が開口している。集塵室１５の底部分は開口しており、回転自在に軸支した底蓋２１でエアタイト性を確保しながら塞ぐ構成とし、また集塵室１５の天上面は加湿口２２を開口している。
【００３２】
圧縮手段２３は集塵室１５内を上下に移動し、手動により下降し、バネ（図示せず）により上昇する平板状の圧縮板２４を設けている。圧縮板２４は、集塵室１５に擦らず、他方圧縮の際に溜まった塵埃が逃げない集塵室１５との間隙を設定（例えば１〜３ｍｍ）し、また上下を連通する穴（直径約１〜１０ｍｍ）からなる連通部２５を多数開口し、かつ上面には台形に突出した開閉手段２６を形成している。
【００３３】
連通部２５は、穴が大きいと塵埃が圧縮できないので、直径１〜３ｍｍ程度がよい。圧縮板２４が上昇して集塵室１５の上部に収納された時に、開閉手段２６が加湿口２２を閉塞する。図４に示すように、加湿手段２７は電動送風機１０と集塵室１５との間に、かつ集塵室１５上部とは略水平に配置され、中空の加湿容器２８と多孔を有する保持部２９及び相対湿度と吸湿率とが略正比例した粒子状の吸放湿材３０（例えば２０ｇ程度のφ３〜φ５粒子状のシリカゲル）から構成されている。
【００３４】
加湿容器２８は曲面状の外壁面を電動送風機１０の円筒部に接するように配置している。多孔を有する保持部２９は、粒子状の吸放湿材３０が通過しない、かつ開口度の高いパンチング板、網などから構成されている。粒子状の吸放湿材３０は加湿容器２８の内壁面と多孔を有する保持部２９との間隙に挿入され、粒子状の吸放湿材３０は加湿容器２８の内壁面に接触している。また、粒子状の吸放湿材３０が３〜４粒程度重なっている。他方、加湿流路３１は加湿容器２８の内部空間と加湿口２２とを連通する通路である。
【００３５】
以上のように構成された電気掃除機の動作について説明する。
【００３６】
そして、駆動した電動送風機１０が発生させた吸引作用により、家屋の床面上の塵埃（標準家庭で３ｇ／日、過負荷で７ｇ／日）が吸込具９から吸引され、集塵ケース４は吸引ホース６、延長管８を通過した塵埃を含む空気を導入し、塵埃を遠心分離し、かつ微細な塵埃を濾過して溜める。そして、濾過した空気は電動送風機１０下流の排気出口（図示せず）から排気するようにしている（サイクロン式の電気掃除機）。
【００３７】
特に、集塵ケース４の動作を、実験結果をまじえながら詳しく説明する。先ずは、圧縮手段２３のバネが圧縮板２４を上昇させて集塵室１５の上部に収納すると共に、開閉手段２６が加湿口２２に入り込み加湿流路３１を閉塞する。電動送風機１０の吸引作用により吸気口１１から流入した塵埃を含む空気は、吸気口１１より斜め下方に旋回室１４を旋回しながら流入口２０へと進入し、その後、旋回室１４の略中央を通り通気部１７へ流れる。すなわち、旋回室１４と集塵室１５とを平行にズラした状態であるが、一般的なサイクロンの気流と類似した楕円軌道を描く遠心旋回気流を形成することができる。その際、旋回により生じた遠心力により塵埃は流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に通常見かけの比重により下から細塵（土、砂など）、粗塵（綿ごみなど）の順に溜まる。
【００３８】
他方、集塵室１５へ飛び込まなかった塵埃は、通気部１７に遮られ、再び遠心旋回気流に乗り、結局、流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に溜まる。なお、リント等の細塵を含んだ空気は通気部１７を通過するが、細塵は第２の塵埃分離手段１８に濾過され、きれいになった空気が第２の塵埃分離手段１８を通過して、電動送風機１０へと導かれていく。
【００３９】
同時に、図５に示すように電動送風機１０は、通過する空気による冷却作用と、逆に内蔵したモータ（図示せず）の温度上昇による加熱作用とにより、室温から差し引き約１８Ｋ温度上昇する。そして、加湿容器２８は電動送風機１０の外壁面から熱伝導と輻射により加熱され、温度上昇する。
【００４０】
そして、掃除が終われば、電動送風機１０が停止すると共に、図３に示すように、圧縮手段２３が圧縮板２４を手動により降下させて集塵室１５に溜まった塵埃を圧縮してコンパクトにすると同時に、開閉手段２６が加湿口２２を開放する。そして、図５に示すように電動送風機１０は通過する空気による冷却作用がなくなり、かつ電動送風機１０に内蔵したモータの余熱（熱容量）により、さらに約９Ｋ温度上昇する。すなわち、電動送風機１０は掃除終了後から約１時間程度、約１８Ｋ以上の温度上昇を継続する。同時に、加湿容器２８の外壁面は電動送風機１０から熱伝導と輻射により加熱され、温度上昇して、加湿容器２８の内部空間のさらに内壁面近傍が約２４℃から約４５℃へと温度上昇して、その相対湿度は６０％から１５％へと低下する。
【００４１】
そして、図６に示すように粒子状の吸放湿材３０は低下した相対湿度に応じて吸湿率２３％から８％までの差分１５％の湿り蒸気３ｇ（２０ｇ×１５％）を放湿できる（時間をかけ、大気開放の場合）。実際は、加湿容器２８の内壁面に接している粒子状の吸放湿材３０が放湿した湿り蒸気は、保持部２９近傍の他の粒子状の吸放湿材３０に進路を阻まれ、加湿容器２８の内部空間への拡散が抑えられるので、粒子状の吸放湿材３０周囲の相対湿度は約１４％に維持できずに直ちに上昇する。
【００４２】
さらに、加湿容器２８の内壁面に接している粒子状の吸放湿材３０が放湿した湿り蒸気は、温度が低い（相対湿度が高い）保持部２９近傍の他の粒子状の吸放湿材３０が再び湿り蒸気を吸湿してしまう。これらの結果、加湿手段２７は０．２〜０．４ｇ程度の湿り蒸気を放湿する。したがって、粒子状の吸放湿材３０をさらに重ねて増加しても、加湿手段２７からの湿り蒸気の放湿量は逆に低下する。
【００４３】
続いて、粒子状の吸放湿材３０から放湿された湿り蒸気を含む湿度の高い、温度上昇した空気（最高温度約４５℃、最高湿度約９０％前後）は、加湿容器２８と集塵室１５との温度差による自然対流と湿度差（蒸気分子の物質移動）とにより加湿通路３１を通過して加湿口２２から集塵室１５の上部へ流入する。特に、電動送風機１０と集塵室１５の間に加湿手段を配置しているので、加湿流路３１が短く配置できる分、通路抵抗が小さく、かつ集塵室１５の上部と加湿容器２８とをほぼ水平に連結しているので、自然対流が十分に発達する。
【００４４】
この結果、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は加湿流路３１を容易に移動するので、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇を抑えられ、粒子状の吸放湿材３０から長期間湿り蒸気を放湿させることができる。これらの結果、集塵室１５の温度は２４℃から２５〜３０℃へ少し上昇し、相対湿度は６０％から最高８５〜９５％へと上昇する。
【００４５】
次に、湿度の高い空気は集塵室１５と圧縮板２４とのリング状間隙と、連通部２５とから、集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃３ｇ（標準家庭の一日の塵埃）を加湿する。この結果、塵埃は塵埃自身の間隙から浸透する湿度の高い空気から時間をかけて０．１ｇ〜０．３ｇ程度吸湿するので、粗塵（綿ごみ等）は柔らかく、変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びた粗塵は互いに絡み合う。
【００４６】
また、圧縮手段２３を解除しても、圧縮した塵埃はほとんど体積が元には戻らない。他方、細塵（泥、砂等）は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、変形し
た粗塵と絡み合うので、結局細塵が大きく重くなる。また、湿度の高い空気が集塵室１５に一旦入ってしまえば、一部分が流入口２０から旋回室１４へ抜けるが、抜ける湿り蒸気量が少ないので、集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃は十分に吸湿できる。
【００４７】
そして、掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温付近まで温度低下する。その際に、粒子状の吸放湿材３０は放湿作用から、集塵室１５、旋回室１４の空気から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。
【００４８】
その際に、圧縮されている塵埃も水分を奪われ、乾燥するので、粗塵は一度変形するとアイロンがけのように元に戻り難く、細塵は泥だんごのように硬く締まっている。この結果、圧縮板２４を集塵室１５の上部に収納すると、集塵室１５の上部に大きな空間が維持され、集塵室１５に大量の塵埃を溜めること（集塵室１５のコンパクト化が図れる）ができ、底蓋２１を開けて集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、ごみの舞い散りが抑えられるという効果がある。また、圧縮されている塵埃が掃除する毎に吸湿と放湿を繰り返すので、塵埃の水分量が著しく増加することがなく、菌、カビ等の増殖が抑えられ、臭気の発生が防止でき、かつ集塵室１５に塵埃が固着しにくい。
【００４９】
なお、集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃にスプレーなどの霧化手段により水滴を供給できるが、霧化手段は一度に約１ｇ以上の水滴を霧化するので、塵埃は局所的に濡れ、かつ集塵室１５も濡れてしまうので、化手段では少量で、微細な水滴を供給できない。この結果、塵埃が集塵室１５に固着する、また菌やカビが繁殖するという課題が発生する。さらに、霧化手段には、霧化用の水タンクやポンプが必要となる。
【００５０】
以上、このような構成によって、電動送風機１０の熱により加湿手段２７の内壁面近傍が温度上昇して相対湿度が低下して、相対湿度に応じて粒子状の吸放湿材３０が湿り蒸気を放湿して加湿手段２７の内部空間に温度、湿度の高い空気が形成される。続いて、湿度の高い空気は集塵室１５との温度差による自然対流と、湿度差による物質移動により加湿口２２から集塵室１５に流入する。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃は吸湿し固まるので、塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電気掃除機について説明する。
図７は本発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除終了直後の要部構成を示した縦断面図、図８は同、電気掃除機の掃除終了後にスタンド収納した状態での要部構成を示した縦断面図、図９は同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した平断面図を示すものである。
【００５２】
以下、実施の形態１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。実施の形態１と異なるところは、加湿手段３２を有天上３３Ａ（開放端を閉塞）の枠体３３と輪状の多口の保持部３４、二枚のリング状の多口の保持部３５及び粒子状の吸放湿材３０から構成し、特に枠体３３の開放端を電動送風機１０の円筒状の外壁面に接触させ、そして、輪状の多口の保持部３４、リング状の多口の保持部３５が枠体３３に覆われた電動送風機１０の円筒状の外壁面と枠体３３のリング状の上下内壁面とに粒子状の吸放湿材３０を一層（一粒毎に）接触させて保持している点である。
【００５３】
枠体３３に覆われた電動送風機１０の円筒状の外壁面と輪状の多口の保持部３４との間隙、枠体３３の内壁面と二枚のリング状の多口の保持部３５との間隙は、粒子状の吸放湿材３０一粒程度の間隙（例えば５ｍｍ）を設けているので、小さい粒子状の吸放湿材３０が重なっても二粒である。
【００５４】
そして、電動送風機１０が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室１５に溜まり、きれいな空気が集塵室１５から排気される。そして、枠体３３の内部空間が、枠体３３に覆われた電動送風機１０の外壁面から直接加熱され、枠体３３の内部空間が実施の形態１より数度高く温度上昇して相対湿度を低下し、特に枠体３３に覆われた電動送風機１０の外壁面近傍は相対湿度が最も低くなり、この相対湿度の低い空間に粒子状の吸放湿材３０が配置されている。
【００５５】
また、粒子状の吸放湿材３０は、枠体３３の内部空間と隣接し臨んでいるので、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は直ちに枠体３３の内部空間へ拡散し、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇が抑えられる。これらの結果、粒子状の吸放湿材３０が有効に使え、粒子状の吸放湿材３０から大量に、長期間湿り蒸気を放湿させることができるので、加湿手段３２は０．６〜１．０ｇ程度の湿り蒸気を放湿するため、実施の形態１より０．２ｇ以上湿り蒸気が大量に得られる。
【００５６】
なお、春〜夏〜秋の室内平均相対湿度は６０％以上であるが、冬は室内相対湿度３０％と低くなる頻度が多い。したがって、春〜夏〜秋（梅雨を除く）の塵埃３ｇの水分量は約０．３ｇであるが、冬の塵埃３ｇの水分量は約０．１ｇであり、０．２ｇ程度乾燥している。
【００５７】
他方、粒子状の吸放湿材３０は相対湿度と吸湿率とが略正比例なので、季節に関係なく同じような湿り蒸気が放湿する。（実際は、同じ温度上昇でも相対湿度が低い場合、相対湿度の低下が少ない。）すなわち、加湿手段３２の放湿する湿り蒸気が大量なので、冬の０．２ｇ乾燥した塵埃がカバーできる。
【００５８】
なお、集塵室１５の相対湿度３０％（冬）を相対湿度６０％（春〜夏〜秋）に上昇させるには、集塵室１５の容積が１Ｌ未満と小さいので、少量の湿り蒸気０．１ｇ未満で十分である。なお、梅雨の時期の室内相対湿度は９０％を超えるが、当然、集塵室１５の相対湿度も同様に９０％前後なので、加湿手段３２の湿度の高い空気は、集塵室１５との湿度差による物質移動が非常に小さくなるので、集塵室１５内が結露し、カビや菌が繁殖することはない。
【００５９】
その後、図８に示すように、掃除終了後、掃除機本体１は１／４回転させてスタンド収納の状態で保管されるので、枠体３３の内部空間、加湿流路３１、集塵室１５が上下に並んでいる。このために、加湿手段３２と集塵室１５との温度差による自然対流は実施の形態１に比べて強くなる。
【００６０】
この結果、加湿手段３２の湿度の高い空気は、加湿手段３２と集塵室１５との温度差による自然対流と、湿度差による物質移動とにより、加湿口２２から集塵室１５へ大量に上昇する。言い換えると、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は素早く上方へ移動（拡散）するので、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇を十分に抑えられる。この結果、粒子状の吸放湿材３０が長期間湿り蒸気を放湿でき、集塵室１５の相対湿度を９０％に１〜２時間程度保持できる。
【００６１】
次に、集塵室１５に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。そして、掃除終了後２〜４時間以上経過すると、放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温近傍まで大幅に温度低下する。その際に、粒子状の吸放湿材３０は放湿作用から、集塵室１５、旋回室１４の空気から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。
【００６２】
なお、保持部２９、３４、３５は、片面が粘着性を持ち、かつ多口状のシートであり、吸放湿材３０を吸着面に付着する構成により、保持部２９、３４、３５は枠体３３の内壁面や電動送風機１０の外壁面に吸放湿材３０を粘着面ごと簡単に貼り付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、加湿手段の内壁面に粒子状の吸放湿材を配置させたので、加湿手段が湿度の高い空気を集塵室に供給するので、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなり、塵埃の廃棄の際に塵埃の舞い散りを抑制できるので、ゴミ箱に捨て易く、清潔で使い勝手のよい電気掃除機を提供することができるため、家庭用のみならず業務用の集塵装置にも応用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 電動送風機
１５ 集塵室
２２ 加湿口
２３ 圧縮手段
２７、３２ 加湿手段
２８ 加湿容器
２９、３４、３５ 保持部
３０ 吸放湿材
３３ 枠体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機の集塵室に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、吸引した空気に旋回成分を持たせ、遠心力により気流から塵埃を分離除去するタイプの電気掃除機、いわゆるサイクロン式の電気掃除機が注目を浴びている。この種の電気掃除機において、塵埃を含む空気を外から内部に流入させるための吸気路と、吸気路に吸気を発生させる電動送風機と、吸気路を通過した塵埃を含む空気を旋回により塵埃と空気とに分離して底部に溜める集塵室と、水を霧状にして、吸気路に、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子を供給する水粒子供給部とを備えているものがある（例えば、特許文献１、２参照）。さらに、集塵室に溜まった塵埃を圧縮する圧縮手段が設けられているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
このようなサイクロン式の電気掃除機にあっては、吸気路を通過する吸引された空気と塵埃は水粒子供給部から水粒子を供給され、集塵室に流れ込むので、塵埃に水粒子を付加することができる。この分、細塵どうしが付着し易く、細塵の凝集効果が高くなり、塵埃と空気とり分離性能の向上が図れる。
【０００４】
なお、平均粒子径が５０μｍ以下の水粒子は、水粒子の重量に対する表面積が大きいので、蒸発しやすい。したがって、水粒子供給部から供給された水粒子が集塵室に付着した場合でも、付着した水粒子は旋回した空気により蒸発し除去されるので、集塵室の水処理は必要ない。また、圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮するので、集塵室の小型化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３９２５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７５０４３号公報
【特許文献３】特開２００２−５１９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２の集塵室では、旋回した空気の速度が５０〜１００ｍ／ｓと非常に高速なので、一瞬の内に供給された水粒子の大部分が蒸発しながら集塵室の外へ排気され、旋回した空気に流されにくい細塵（例えば砂、泥）は底に、旋回した空気に流されやすい粗塵（綿ごみ）は細塵の上に略分離して溜まる。そして、特許文献３の圧縮手段が集塵室に溜まった塵埃を圧縮するが、粗塵は空間が多く、特に綿ごみ等は反発力が強く、圧縮されにくいという課題があった。この結果、掃除を開始する時に圧縮手段を解除すると、溜まっていた塵埃の体積が２〜３倍程度増加する分、集塵室の小型化が十分にできないという課題があった。
【０００７】
さらに、溜まった塵埃を集塵室の底蓋（図示せず）を開けて廃棄する時に塵埃、特に細塵が底蓋により引き起こされた空気の流れに巻き込まれ、舞い散るという課題があった。すなわち、供給された水粒子は、塵埃と空気の分離性能を向上するのに役立つが、溜まった塵埃を廃棄する時に、塵埃の舞い散り防止には寄与しない。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塵埃の圧縮性向上や塵埃の舞い散り防止
できる集塵室を備えた電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成としたものである。
【００１０】
このような発明によって、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室に溜まり、きれいな空気が集塵室から排気される。そして、加湿手段が電動送風機の発生した熱に加熱され、加湿手段の内部空間が温度上昇して相対湿度を低下する。そして、吸放湿材は低下した相対湿度に応じて放湿するので、加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する。次に、集塵室に溜まった塵埃は吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気掃除機は、溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観図
【図２】同、電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図
【図３】同、電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図
【図４】同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した断面図
【図５】同、電気掃除機の電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図
【図６】同、電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図
【図７】実施の形態２における電気掃除機の掃除終了直後の要部構成を示した縦断面図
【図８】同、電気掃除機の掃除終了後にスタンド収納した状態での要部構成を示した縦断面図
【図９】同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成としたものである。
【００１４】
この構成により、電動送風機が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室に溜まり、きれいな空気が集塵室から排気される。そして、加湿手段が、電動送風機が発生した熱に加熱され、加湿手段の内部空間が温度上昇して吸放湿材周囲の相対湿度が低下する。そして、吸放湿材は低下した相対湿度に応じて湿り蒸気を放湿するので、加湿手段の内部空間は湿度の高い空気を形成する。
【００１５】
続いて、湿度の高い空気は、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流と、湿度差による水蒸気分子の物質移動とにより、加湿口から集塵室に流入する。次に、集塵室に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。
【００１６】
掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機、加湿手段が室温付近まで温度低下する。その際に、吸放湿材は放湿作用から、集塵室、旋回室の空気及び集塵室に溜まった塵埃から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて水分を吸って元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。そして、集塵室に溜まった塵埃は乾燥するので、粗塵は絡み合ったまま固まり、細塵は互いに結合した状態で固まるという効果がある。これらの結果、集塵室に溜まった塵埃を廃棄する時に、塵埃が舞い散るのを抑えられるという効果がある。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の集塵室には、溜めた塵埃を圧縮する圧縮手段を設けたものである。そして、圧縮手段が集塵室に溜まっている塵埃を圧縮すると共に、その圧縮前後に加湿手段が加湿口から湿度の高い空気を集塵室に供給する。そして、集塵室に溜まり、圧縮された塵埃は湿度の高い空気から時間をかけて吸湿し、綿ごみ等の粗塵は柔らかく変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びて絡み合う。他方、細塵は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、かつ変形した粗塵と絡み合うので、細塵が大きく重くなる。
【００１８】
掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機、加湿手段が室温付近まで温度低下する。その際に、吸放湿材は放湿作用から、集塵室、旋回室の空気及び集塵室に溜まった塵埃から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて水分を吸って元の吸湿状態に回復する。そして、集塵室に溜まった塵埃は乾燥するので、粗塵は絡み合ったまま固まり、細塵は互いに結合し、かつ変形した粗塵と絡み合う状態で固まる。
【００１９】
これらの結果、圧縮手段を解除してもほとんど元には戻らないので、集塵室に空間が維持される分、集塵室の大幅な小型化が図れる。また、集塵室に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、底に溜まった大きく、重くなった細塵が真直ぐに落下し、その上を圧縮された粗塵が落下するので、塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、加湿容器と多口状の保持部とからなり、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記加湿容器の内壁面側に配置させることより、加湿容器の外壁面が、電動送風機が発生した熱に加熱されるので、加湿容器の内壁面が内部空間よりも温度が高くなる。この結果、加湿容器の内壁面側に配置している吸放湿材周囲の相対湿度が非常に低下するので、吸放湿材は大量の湿り蒸気を放湿して、加湿手段の内部空間に形成した非常に湿度の高い空気は加湿口から集塵室に供給される。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、有天上の枠体と多口状の保持部とからなり、前記枠体の開放端は電動送風機の外壁面に接触させて設け、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記電動送風機の外壁面側に配置することにより、枠体の内部空間が、枠体に覆われた電動送風機の外壁面に直接加熱され、特に電動送風機の外壁面側に配置している吸放湿材周囲の相対湿度が著しく低下するので、吸放湿材は大量の湿り蒸気を長く放湿して、加湿手段の内部空間に形成した非常に湿度の高い空気は加湿口から集塵室に長時間供給される。
【００２２】
第５の発明は、特に、第３または第４の発明の吸放湿材は、少なくとも２層以内に配列したことにより、全ての吸放湿材が加湿手段の内部空間に隣接し臨んでいる分、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は直ちに加湿手段の内部空間へ拡散するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇が抑えられる。また、電動送風機の熱を受けた吸放湿材が放湿した湿り蒸気は、加湿手段の内部空間側に吸放湿材がないので、吸放湿材に再び吸湿されることがない。さらに、加湿手段の内壁面近傍の空間は、加湿手段の内壁面から直接加熱されるので、相対湿度が最も低くなる。この相対湿度の低い空間に、吸放湿材が配列している。これらの結
果、吸放湿材から大量に、長期間放湿させることができ、吸放湿材が有効に湿り蒸気を放湿できる。
【００２３】
第６の発明は、特に、第３または第４の発明の多口状の保持部は、粘着シートであり、吸放湿材を粘着面に付着することにより、保持部は加湿手段の内壁面や電動送風機の外壁面に吸放湿材を粘着面ごと簡単に貼り付けることができる。
【００２４】
第７の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、電動送風機と集塵室との間に配置したことにより、加湿手段と集塵室との距離が短い分、通路抵抗が小さいので、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流は強く形成される。この結果、湿度の高い空気は、強い自然対流と、湿度差による物質移動とにより、加湿口から集塵室に容易に流入する。言い換えると、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は容易に移動するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇を抑えられる。この結果、吸放湿材から長期間放湿させることができる。
【００２５】
第８の発明は、特に、第１の発明の加湿手段は、集塵室の略水平から下方に配置したことにより、加湿手段と集塵室との温度差による自然対流が形成され易くなり、吸放湿材から放湿した湿り蒸気は容易に移動するので、吸放湿材近傍の相対湿度上昇を抑えられる。この結果、吸放湿材から長期間放湿させることができる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１における電気掃除機について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の外観図、図２は同、電気掃除機の運転中の要部構成を示した縦断面図、図３は同、電気掃除機の掃除終了後の要部構成を示した縦断面図、図４は同、電気掃除機の加湿手段の平断面図、図５は同、電気掃除機の電動送風機の温度変化を示した時間と温度の相関図、図６は同、電気掃除機の平衡時の吸湿材の相対湿度と吸湿率との関係図を示すものである。
【００２８】
図１に示すように、掃除機本体１の外部には、車輪２およびキャスター３が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。集塵ケース４設置部の下方に設けられた吸引口５には、吸引ホース６、ハンドル７を形成した延長管８が順次接続されており、延長管８の先端に吸込具９を取り付けられている。
【００２９】
図２と図３に示すように、集塵ケース４が電動送風機１０を内蔵した掃除機本体１に対して着脱自在に設置され、掃除機本体１に装着した状態で集塵ケース４入口側の吸気口１１は吸引口５を開口した吸引路１２に連通し、他方、集塵ケース４出口側の通気口１３は電動送風機１０に連通している。
【００３０】
集塵ケース４は塵埃を含む空気を取り入れ旋回気流を発生させる略筒状の旋回室１４、および塵埃を溜める略筒状の集塵室１５から構成している。旋回室１４には、略円筒形状の外郭内周面に対して接線方向となるように開口した吸気口１１と、略中心には通気口１３に連通する略円筒状の排気筒１６を配している。この排気筒１６の外周側面にはメッシュフィルターやエッチングフィルター等の濾過フィルターによる通気部１７を構成しており、粗塵が排気筒１６を通り抜けないようにしている。加えて、排気筒１６と通気口１３との間には、第２の塵埃分離手段１８として不織布フィルターをプリーツ状に折ったものを配置している。
【００３１】
集塵室１５は、旋回室１４とほぼ同等の内径とした略円筒形状の筒体であり、旋回室１４の下方にそれぞれの中心軸を水平方向に平行にズラした位置で配置させており、かつ、高さ方向において、集塵室１５の上端の一部を旋回室１４の内部に入り込むように構成と
している。つまり、旋回室１４と集塵室１５とが重なり合う部分には、略円筒形状となる隔壁１９を設けている。この隔壁１９には、旋回室１４で旋回する空気と塵埃とが集塵室１５へと流れ込む流入口２０が開口している。集塵室１５の底部分は開口しており、回転自在に軸支した底蓋２１でエアタイト性を確保しながら塞ぐ構成とし、また集塵室１５の天上面は加湿口２２を開口している。
【００３２】
圧縮手段２３は集塵室１５内を上下に移動し、手動により下降し、バネ（図示せず）により上昇する平板状の圧縮板２４を設けている。圧縮板２４は、集塵室１５に擦らず、他方圧縮の際に溜まった塵埃が逃げない集塵室１５との間隙を設定（例えば１〜３ｍｍ）し、また上下を連通する穴（直径約１〜１０ｍｍ）からなる連通部２５を多数開口し、かつ上面には台形に突出した開閉手段２６を形成している。
【００３３】
連通部２５は、穴が大きいと塵埃が圧縮できないので、直径１〜３ｍｍ程度がよい。圧縮板２４が上昇して集塵室１５の上部に収納された時に、開閉手段２６が加湿口２２を閉塞する。図４に示すように、加湿手段２７は電動送風機１０と集塵室１５との間に、かつ集塵室１５上部とは略水平に配置され、中空の加湿容器２８と多孔を有する保持部２９及び相対湿度と吸湿率とが略正比例した粒子状の吸放湿材３０（例えば２０ｇ程度のφ３〜φ５粒子状のシリカゲル）から構成されている。
【００３４】
加湿容器２８は曲面状の外壁面を電動送風機１０の円筒部に接するように配置している。多孔を有する保持部２９は、粒子状の吸放湿材３０が通過しない、かつ開口度の高いパンチング板、網などから構成されている。粒子状の吸放湿材３０は加湿容器２８の内壁面と多孔を有する保持部２９との間隙に挿入され、粒子状の吸放湿材３０は加湿容器２８の内壁面に接触している。また、粒子状の吸放湿材３０が３〜４粒程度重なっている。他方、加湿流路３１は加湿容器２８の内部空間と加湿口２２とを連通する通路である。
【００３５】
以上のように構成された電気掃除機の動作について説明する。
【００３６】
そして、駆動した電動送風機１０が発生させた吸引作用により、家屋の床面上の塵埃（標準家庭で３ｇ／日、過負荷で７ｇ／日）が吸込具９から吸引され、集塵ケース４は吸引ホース６、延長管８を通過した塵埃を含む空気を導入し、塵埃を遠心分離し、かつ微細な塵埃を濾過して溜める。そして、濾過した空気は電動送風機１０下流の排気出口（図示せず）から排気するようにしている（サイクロン式の電気掃除機）。
【００３７】
特に、集塵ケース４の動作を、実験結果をまじえながら詳しく説明する。先ずは、圧縮手段２３のバネが圧縮板２４を上昇させて集塵室１５の上部に収納すると共に、開閉手段２６が加湿口２２に入り込み加湿流路３１を閉塞する。電動送風機１０の吸引作用により吸気口１１から流入した塵埃を含む空気は、吸気口１１より斜め下方に旋回室１４を旋回しながら流入口２０へと進入し、その後、旋回室１４の略中央を通り通気部１７へ流れる。すなわち、旋回室１４と集塵室１５とを平行にズラした状態であるが、一般的なサイクロンの気流と類似した楕円軌道を描く遠心旋回気流を形成することができる。その際、旋回により生じた遠心力により塵埃は流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に通常見かけの比重により下から細塵（土、砂など）、粗塵（綿ごみなど）の順に溜まる。
【００３８】
他方、集塵室１５へ飛び込まなかった塵埃は、通気部１７に遮られ、再び遠心旋回気流に乗り、結局、流入口２０から集塵室１５へ飛び込み、集塵室１５の底面に溜まる。なお、リント等の細塵を含んだ空気は通気部１７を通過するが、細塵は第２の塵埃分離手段１８に濾過され、きれいになった空気が第２の塵埃分離手段１８を通過して、電動送風機１０へと導かれていく。
【００３９】
同時に、図５に示すように電動送風機１０は、通過する空気による冷却作用と、逆に内蔵したモータ（図示せず）の温度上昇による加熱作用とにより、室温から差し引き約１８Ｋ温度上昇する。そして、加湿容器２８は電動送風機１０の外壁面から熱伝導と輻射により加熱され、温度上昇する。
【００４０】
そして、掃除が終われば、電動送風機１０が停止すると共に、図３に示すように、圧縮手段２３が圧縮板２４を手動により降下させて集塵室１５に溜まった塵埃を圧縮してコンパクトにすると同時に、開閉手段２６が加湿口２２を開放する。そして、図５に示すように電動送風機１０は通過する空気による冷却作用がなくなり、かつ電動送風機１０に内蔵したモータの余熱（熱容量）により、さらに約９Ｋ温度上昇する。すなわち、電動送風機１０は掃除終了後から約１時間程度、約１８Ｋ以上の温度上昇を継続する。同時に、加湿容器２８の外壁面は電動送風機１０から熱伝導と輻射により加熱され、温度上昇して、加湿容器２８の内部空間のさらに内壁面近傍が約２４℃から約４５℃へと温度上昇して、その相対湿度は６０％から１５％へと低下する。
【００４１】
そして、図６に示すように粒子状の吸放湿材３０は低下した相対湿度に応じて吸湿率２３％から８％までの差分１５％の湿り蒸気３ｇ（２０ｇ×１５％）を放湿できる（時間をかけ、大気開放の場合）。実際は、加湿容器２８の内壁面に接している粒子状の吸放湿材３０が放湿した湿り蒸気は、保持部２９近傍の他の粒子状の吸放湿材３０に進路を阻まれ、加湿容器２８の内部空間への拡散が抑えられるので、粒子状の吸放湿材３０周囲の相対湿度は約１４％に維持できずに直ちに上昇する。
【００４２】
さらに、加湿容器２８の内壁面に接している粒子状の吸放湿材３０が放湿した湿り蒸気は、温度が低い（相対湿度が高い）保持部２９近傍の他の粒子状の吸放湿材３０が再び湿り蒸気を吸湿してしまう。これらの結果、加湿手段２７は０．２〜０．４ｇ程度の湿り蒸気を放湿する。したがって、粒子状の吸放湿材３０をさらに重ねて増加しても、加湿手段２７からの湿り蒸気の放湿量は逆に低下する。
【００４３】
続いて、粒子状の吸放湿材３０から放湿された湿り蒸気を含む湿度の高い、温度上昇した空気（最高温度約４５℃、最高湿度約９０％前後）は、加湿容器２８と集塵室１５との温度差による自然対流と湿度差（蒸気分子の物質移動）とにより加湿通路３１を通過して加湿口２２から集塵室１５の上部へ流入する。特に、電動送風機１０と集塵室１５の間に加湿手段を配置しているので、加湿流路３１が短く配置できる分、通路抵抗が小さく、かつ集塵室１５の上部と加湿容器２８とをほぼ水平に連結しているので、自然対流が十分に発達する。
【００４４】
この結果、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は加湿流路３１を容易に移動するので、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇を抑えられ、粒子状の吸放湿材３０から長期間湿り蒸気を放湿させることができる。これらの結果、集塵室１５の温度は２４℃から２５〜３０℃へ少し上昇し、相対湿度は６０％から最高８５〜９５％へと上昇する。
【００４５】
次に、湿度の高い空気は集塵室１５と圧縮板２４とのリング状間隙と、連通部２５とから、集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃３ｇ（標準家庭の一日の塵埃）を加湿する。この結果、塵埃は塵埃自身の間隙から浸透する湿度の高い空気から時間をかけて０．１ｇ〜０．３ｇ程度吸湿するので、粗塵（綿ごみ等）は柔らかく、変形し易くなり圧縮性が向上し、かつ変形し伸びた粗塵は互いに絡み合う。
【００４６】
また、圧縮手段２３を解除しても、圧縮した塵埃はほとんど体積が元には戻らない。他方、細塵（泥、砂等）は、重量が増加し、吸湿すると柔らかくなり互いに結合し、変形し
た粗塵と絡み合うので、結局細塵が大きく重くなる。また、湿度の高い空気が集塵室１５に一旦入ってしまえば、一部分が流入口２０から旋回室１４へ抜けるが、抜ける湿り蒸気量が少ないので、集塵室１５に溜まり圧縮板２４に圧縮された塵埃は十分に吸湿できる。
【００４７】
そして、掃除終了後２〜４時間以上経過すると、大気への放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温付近まで温度低下する。その際に、粒子状の吸放湿材３０は放湿作用から、集塵室１５、旋回室１４の空気から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。
【００４８】
その際に、圧縮されている塵埃も水分を奪われ、乾燥するので、粗塵は一度変形するとアイロンがけのように元に戻り難く、細塵は泥だんごのように硬く締まっている。この結果、圧縮板２４を集塵室１５の上部に収納すると、集塵室１５の上部に大きな空間が維持され、集塵室１５に大量の塵埃を溜めること（集塵室１５のコンパクト化が図れる）ができ、底蓋２１を開けて集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃を廃棄する時に、ごみの舞い散りが抑えられるという効果がある。また、圧縮されている塵埃が掃除する毎に吸湿と放湿を繰り返すので、塵埃の水分量が著しく増加することがなく、菌、カビ等の増殖が抑えられ、臭気の発生が防止でき、かつ集塵室１５に塵埃が固着しにくい。
【００４９】
なお、集塵室１５に溜まった圧縮した塵埃にスプレーなどの霧化手段により水滴を供給できるが、霧化手段は一度に約１ｇ以上の水滴を霧化するので、塵埃は局所的に濡れ、かつ集塵室１５も濡れてしまうので、化手段では少量で、微細な水滴を供給できない。この結果、塵埃が集塵室１５に固着する、また菌やカビが繁殖するという課題が発生する。さらに、霧化手段には、霧化用の水タンクやポンプが必要となる。
【００５０】
以上、このような構成によって、電動送風機１０の熱により加湿手段２７の内壁面近傍が温度上昇して相対湿度が低下して、相対湿度に応じて粒子状の吸放湿材３０が湿り蒸気を放湿して加湿手段２７の内部空間に温度、湿度の高い空気が形成される。続いて、湿度の高い空気は集塵室１５との温度差による自然対流と、湿度差による物質移動により加湿口２２から集塵室１５に流入する。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃は吸湿し固まるので、塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電気掃除機について説明する。
図７は本発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除終了直後の要部構成を示した縦断面図、図８は同、電気掃除機の掃除終了後にスタンド収納した状態での要部構成を示した縦断面図、図９は同、電気掃除機の加湿手段の構成を示した平断面図を示すものである。
【００５２】
以下、実施の形態１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。実施の形態１と異なるところは、加湿手段３２を有天上３３Ａ（開放端を閉塞）の枠体３３と輪状の多口の保持部３４、二枚のリング状の多口の保持部３５及び粒子状の吸放湿材３０から構成し、特に枠体３３の開放端を電動送風機１０の円筒状の外壁面に接触させ、そして、輪状の多口の保持部３４、リング状の多口の保持部３５が枠体３３に覆われた電動送風機１０の円筒状の外壁面と枠体３３のリング状の上下内壁面とに粒子状の吸放湿材３０を一層（一粒毎に）接触させて保持している点である。
【００５３】
枠体３３に覆われた電動送風機１０の円筒状の外壁面と輪状の多口の保持部３４との間隙、枠体３３の内壁面と二枚のリング状の多口の保持部３５との間隙は、粒子状の吸放湿材３０一粒程度の間隙（例えば５ｍｍ）を設けているので、小さい粒子状の吸放湿材３０が重なっても二粒である。
【００５４】
そして、電動送風機１０が発生させた吸引力により塵埃を含む空気が塵埃を分離し、塵埃が集塵室１５に溜まり、きれいな空気が集塵室１５から排気される。そして、枠体３３の内部空間が、枠体３３に覆われた電動送風機１０の外壁面から直接加熱され、枠体３３の内部空間が実施の形態１より数度高く温度上昇して相対湿度を低下し、特に枠体３３に覆われた電動送風機１０の外壁面近傍は相対湿度が最も低くなり、この相対湿度の低い空間に粒子状の吸放湿材３０が配置されている。
【００５５】
また、粒子状の吸放湿材３０は、枠体３３の内部空間と隣接し臨んでいるので、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は直ちに枠体３３の内部空間へ拡散し、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇が抑えられる。これらの結果、粒子状の吸放湿材３０が有効に使え、粒子状の吸放湿材３０から大量に、長期間湿り蒸気を放湿させることができるので、加湿手段３２は０．６〜１．０ｇ程度の湿り蒸気を放湿するため、実施の形態１より０．２ｇ以上湿り蒸気が大量に得られる。
【００５６】
なお、春〜夏〜秋の室内平均相対湿度は６０％以上であるが、冬は室内相対湿度３０％と低くなる頻度が多い。したがって、春〜夏〜秋（梅雨を除く）の塵埃３ｇの水分量は約０．３ｇであるが、冬の塵埃３ｇの水分量は約０．１ｇであり、０．２ｇ程度乾燥している。
【００５７】
他方、粒子状の吸放湿材３０は相対湿度と吸湿率とが略正比例なので、季節に関係なく同じような湿り蒸気が放湿する。（実際は、同じ温度上昇でも相対湿度が低い場合、相対湿度の低下が少ない。）すなわち、加湿手段３２の放湿する湿り蒸気が大量なので、冬の０．２ｇ乾燥した塵埃がカバーできる。
【００５８】
なお、集塵室１５の相対湿度３０％（冬）を相対湿度６０％（春〜夏〜秋）に上昇させるには、集塵室１５の容積が１Ｌ未満と小さいので、少量の湿り蒸気０．１ｇ未満で十分である。なお、梅雨の時期の室内相対湿度は９０％を超えるが、当然、集塵室１５の相対湿度も同様に９０％前後なので、加湿手段３２の湿度の高い空気は、集塵室１５との湿度差による物質移動が非常に小さくなるので、集塵室１５内が結露し、カビや菌が繁殖することはない。
【００５９】
その後、図８に示すように、掃除終了後、掃除機本体１は１／４回転させてスタンド収納の状態で保管されるので、枠体３３の内部空間、加湿流路３１、集塵室１５が上下に並んでいる。このために、加湿手段３２と集塵室１５との温度差による自然対流は実施の形態１に比べて強くなる。
【００６０】
この結果、加湿手段３２の湿度の高い空気は、加湿手段３２と集塵室１５との温度差による自然対流と、湿度差による物質移動とにより、加湿口２２から集塵室１５へ大量に上昇する。言い換えると、粒子状の吸放湿材３０から放湿した湿り蒸気は素早く上方へ移動（拡散）するので、粒子状の吸放湿材３０近傍の相対湿度上昇を十分に抑えられる。この結果、粒子状の吸放湿材３０が長期間湿り蒸気を放湿でき、集塵室１５の相対湿度を９０％に１〜２時間程度保持できる。
【００６１】
次に、集塵室１５に溜まった塵埃は湿り蒸気を吸湿するで、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなる。この結果、集塵室１５に溜まった塵埃の廃棄時に塵埃の舞い散りが抑えられるという効果がある。そして、掃除終了後２〜４時間以上経過すると、放熱により電動送風機１０、加湿手段２７が室温近傍まで大幅に温度低下する。その際に、粒子状の吸放湿材３０は放湿作用から、集塵室１５、旋回室１４の空気から水分を奪う吸湿作用へ切り替わり、時間をかけて（ほぼ１日）元の吸湿状態に回復するので、放湿用水タンクは不要である。
【００６２】
なお、保持部２９、３４、３５は、片面が粘着性を持ち、かつ多口状のシートであり、吸放湿材３０を吸着面に付着する構成により、保持部２９、３４、３５は枠体３３の内壁面や電動送風機１０の外壁面に吸放湿材３０を粘着面ごと簡単に貼り付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、加湿手段の内壁面に粒子状の吸放湿材を配置させたので、加湿手段が湿度の高い空気を集塵室に供給するので、粗塵は柔らかく、かつ伸び絡み合い、細塵は重量を増加し、さらに互いに結合して大きくなり、塵埃の廃棄の際に塵埃の舞い散りを抑制できるので、ゴミ箱に捨て易く、清潔で使い勝手のよい電気掃除機を提供することができるため、家庭用のみならず業務用の集塵装置にも応用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 電動送風機
１５ 集塵室
２２ 加湿口
２３ 圧縮手段
２７、３２ 加湿手段
２８ 加湿容器
２９、３４、３５ 保持部
３０ 吸放湿材
３３ 枠体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成とした電気掃除機。
【請求項２】
集塵室には、溜めた塵埃を圧縮する圧縮手段を設けた請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
加湿手段は、加湿容器と多口状の保持部とからなり、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記加湿容器の内壁面側に配置する請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項４】
加湿手段は、有天上の枠体と多口状の保持部とからなり、前記枠体の開放端は電動送風機の外壁面に接触させて設け、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記電動送風機の外壁面側に配置させた請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項５】
吸放湿材は、少なくとも２層以内に配列した請求項３または４に記載の電気掃除機。
【請求項６】
多口状の保持部は、粘着シートであり、吸放湿材を粘着面に付着させた請求項３または４に記載の電気掃除機。
【請求項７】
加湿手段は、電動送風機と集塵室との間に配置した請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項８】
加湿手段は、集塵室の略水平または下方に配置した請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項１】
吸引力を発生させる電動送風機の上流側に設置され、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を塵埃分離し塵埃を溜める集塵室と、前記集塵室に開口した加湿口と、前記加湿口に連通し吸放湿材を有した加湿手段を備え、前記加湿手段を電動送風機近傍に配置し、前記電動送風機から発生する熱を前記吸放湿材に伝えて湿度の高い空気を発生する構成とした電気掃除機。
【請求項２】
集塵室には、溜めた塵埃を圧縮する圧縮手段を設けた請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
加湿手段は、加湿容器と多口状の保持部とからなり、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記加湿容器の内壁面側に配置する請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項４】
加湿手段は、有天上の枠体と多口状の保持部とからなり、前記枠体の開放端は電動送風機の外壁面に接触させて設け、前記保持部が位置規制して吸放湿材を前記電動送風機の外壁面側に配置させた請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項５】
吸放湿材は、少なくとも２層以内に配列した請求項３または４に記載の電気掃除機。
【請求項６】
多口状の保持部は、粘着シートであり、吸放湿材を粘着面に付着させた請求項３または４に記載の電気掃除機。
【請求項７】
加湿手段は、電動送風機と集塵室との間に配置した請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項８】
加湿手段は、集塵室の略水平または下方に配置した請求項１に記載の電気掃除機。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７０８４６（Ｐ２０１３−７０８４６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２０８５（Ｐ２０１１−２１２０８５）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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