JP2004097942A - サイクロン集塵装置 - Google Patents
サイクロン集塵装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004097942A JP2004097942A JP2002263594A JP2002263594A JP2004097942A JP 2004097942 A JP2004097942 A JP 2004097942A JP 2002263594 A JP2002263594 A JP 2002263594A JP 2002263594 A JP2002263594 A JP 2002263594A JP 2004097942 A JP2004097942 A JP 2004097942A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dust
- intake
- moving body
- air
- cyclone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
【課題】簡素な構造によって、吸引する空気量が変化した場合でも塵埃の捕集性能を維持することとができるサイクロン集塵装置を得ることを目的とする。
【解決手段】吸気管と排気管とを連結する連結管を設けて該連結管の内部にバネ支持された移動体を配置する。該移動体は吸気管と排気管との圧力差によって移動して吸引口の開口面積を変更するから、吸気口における流入速度が自動的に最適に維持される。また、吸気口におけるごみ詰まり検知手段を設けて該検知信号に基づいて、開口面積を最大にするように移動体を移動させる。さらに、運転停止時には、吸引口を閉塞するように移動体を移動させる。
【選択図】 図１
【解決手段】吸気管と排気管とを連結する連結管を設けて該連結管の内部にバネ支持された移動体を配置する。該移動体は吸気管と排気管との圧力差によって移動して吸引口の開口面積を変更するから、吸気口における流入速度が自動的に最適に維持される。また、吸気口におけるごみ詰まり検知手段を設けて該検知信号に基づいて、開口面積を最大にするように移動体を移動させる。さらに、運転停止時には、吸引口を閉塞するように移動体を移動させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサイクロン集塵装置、特に、電気掃除機に好適なサイクロン集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サイクロン集塵装置は、塵埃が混合した空気（以下、混合気と称す）を筒体内において旋回させ、比重差を利用して塵埃と空気とを分離する装置であって、様々な分野で使用されている。たとえば、家庭用としては主に電気掃除機に設置されている。
また、サイクロン集塵装置は吸気口における混合気の流入風速を１５〜２５ｍ／ｓの範囲に設定することにより、十分な捕集性能が得られることがわかっている。
【０００３】
図１０は従来の電気掃除機の一例を示す概略図である。図１０において、混合気は床面Ｆに面した吸込み口１０１を有する吸込み口体１０２から吸引され、吸込みロ体１０１に接続された接続管１０３を経由して、掃除機本体１０４に設置されたサイクロン集塵装置の吸気管１に流れ込む。
【０００４】
そして、混合気は、円筒型のサイクロン室２の内壁に接するように設けられた吸気口３からサイクロン室２に流れ込み、サイクロン室２内で旋回する。
したがって、混合気に混入した比重の大きい塵埃は、遠心力によって壁面側に飛ばされ、サイクロン室２の底部にある集塵室４に落下して蓄積される。
一方、塵埃を含まない空気はサイクロン室２の中心に設けられた排気口５を通して排気管６に流れ込み、ブロアモータ１０５によって掃除機本体１０４から機外に排出される。
【０００５】
また、電気掃除機の接続管１０３の途中には、電源の入切スイッチおよび通電電力の強弱を調整する強弱スイッチにより構成された手元スイッチ１０６が設けられている。
これより、絨毯等のしつこい汚れの掃除を行う場合には、通電電力を強めることによりモータの回転数を増やして強い吸引力を発生させる。一方、音が気になる夜間の場合やマットの掃除を行う場合には、通電電力を弱めることによりモータの回転数を減らし、騒音値を低くしたりマットヘの張り付きを無くしたりする。このように、電気掃除機は風量を変化させて使用するものである。
【０００６】
しかしながら、サイクロン集塵装置に流れ込む風量が少なくなった場合、吸気口３での流入風速が遅くなり、塵埃は分離しにくくなってサイクロン集塵装置の捕集性能は低下する。一方、サイクロン集塵装置に流れ込む風量が多くなった場合は、吸気口３における流入風速が速くなり、塵埃は分離しやすくなってサイクロン集塵装置の捕集性能は高まるものの、圧力損失が過剰に高くなる。このため、以下のような技術が提案されている。
【０００７】
図１１は従来の入口流路可変式分離機を示す平断面図である。図１１において、サイクロン本体２０１の流入路２０２に、流入面積を調整するスライドゲート２１０が配設されている。すなわち、大流量の場合はスライドゲート２１０を開き、少ない流量になるに従ってスライドゲート２１０を閉じて、流入速度をほぼ一定に保つものである。よって、大流量から小流量に渡って分離性能を十分に発揮している（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１２は従来のサイクロン装置の模式図である。図１２において、サイクロン３０１の入口部３０７には可動翼板３１０が支軸３１１の軸心廻りに開動自在に設けられている。支軸３１１には駆動アーム３１２が固定され、駆動アーム３１２にはシリンダ装置３１３（可動翼板３１０を駆動する）が連結され、さらに、シリンダ装置３１３にはその駆動を制御するＰＩＤ制御装置３１４が接続されている。
そして、入口部３０７における流入ガス圧と出口部３０９における流出ガス圧との圧力差（サイクロン装置の圧力損失に相当）を計測する差圧計３１５が設けられ、その計測値がＰＩＤ制御装置３１４に入力される。
したがって、該計測値が設定値を下回（上回）ることは、流入ガス３０６の流入量が減少（増大）して入口部３０７におけるガス流速が低下（上昇）したことを示すものであり、ＰＩＤ制御装置３１４は該計測値に応じてシリンダ装置３１３を操作して可動翼板３１０を閉動（開動）する。
すなわち、入口部３０７における流路幅を狭め（広げ）て流入ガス３０６に対する圧力損失を設定値にまで高め（落とし）、入口部３０７における流入ガス３０６の流速を回復して塵埃の回収率を安定化するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６１−１８７２５９号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−９０２７４号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術は何れも、
▲１▼流入ガス圧と流出ガス圧との圧力差を計測するための差圧計と、
▲２▼流路幅を変更するスライドゲートまたは可動翼板を駆動するための駆動手段と、
▲３▼前記差圧計の計測値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段とを必要としている。
【００１１】
このため、以下のような問題点があった、
（ｉ） サイクロン集塵装置を構成する部品点数が増大して機構が複雑になり、サイクロン集塵装置自体が大きく且つ重くなる。
（ｉｉ）また、サイクロン集塵装置の製造コストが上昇する。
（ｉｉｉ） 特に、電気掃除機に設置する場合には、該電気掃除機の外観デザインの自由度が阻害される。
（ｉｖ）さらに、小流量の状態で大きなゴミを吸引して大きなゴミがスライドゲートまたは可動翼板と流入路の内面との隙間に引っかかり詰まった場合、その撤去が困難である。
（ｖ） サイクロン集塵装置を横向きの姿勢で使用した場合、分離・回収された塵埃が入り口部から流入路内に浸入する。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡素な構造によって、吸引する空気量が変化した場合でも塵埃の捕集性能（回収性能）を維持することとができるサイクロン集塵装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るサイクロン集塵装置は以下のとおりである。
（１）請求項１に係る発明は、塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気管と前記排気管を連結する連結管と、
該連結管の内部に配置されて前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差によって移動し、且つ前記吸気口の開口面積を変更する移動体とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
（２）請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明における前記移動体に弾性体が設置または当接され、該弾性体によって前記開口面積を減少させる方向に前記移動体が押し出しまたは牽引されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（３）請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記圧力差と前記吸気口における前記吸気の流入速度との関係と、
前記吸気口における前記吸気の流入速度と前記開口面積との関係と、
前記開口面積と前記移動体の移動距離との関係とに基づいて、前記弾性体の弾性係数が設定されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
（４）請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れかに係る発明において、前記吸気口における前記吸気の流入速度が１５〜２５ｍ／ｓに制御されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
（５）請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れかに係る発明における前記移動体が前記吸気口を閉塞自在であることを特徴とするものである。
【００１８】
（６）請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記移動体にアクチュエータが設置または当接され、該アクチュエータが前記移動体を移動して前記吸気口を閉塞することを特徴とするものである。
【００１９】
（７）請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段と、
前記移動体を移動させるアクチュエータとを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とするものである。
（８）請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とするものである。
【００２０】
（９）請求項９に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とするものである。
【００２１】
（１０）請求項１０に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とするものである。
【００２２】
（１１）塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気口の開口面積を変更自在な移動体と、
該移動体を移動させるアクチュエータと、
前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段とを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とするものである。
【００２３】
（１２）請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とするものである。
【００２４】
（１３）請求項１３に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とするものである。
【００２５】
（１４）請求項１４に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の断面図である。吸気管１から流れ込んだ塵埃が混合した空気（以下、吸気と称す）は、円筒型のサイクロン室２内に接するように設けられた吸気口３からサイクロン室２に流れ込み、サイクロン室２内で旋回する。
ここで、比重の大きい塵埃（粒状、塊状等）は遠心力によってサイクロン室２の壁面側に飛ばされて空気と分離される。分離した塵挨はサイクロン室２の底部にある集塵室４に落下し蓄積される。一方、塵挨が分離された後の空気（以下、排気と称す）はサイクロン室２の中心に設けられた排気口５を通して排気管６に流れ込む。
【００２７】
また、吸気管１と排気管６とを連結する連結管１６が設けられ、連結管１６内に移動体７が配置されている。
移動体７は、バネ８によって吸気管１側に突出する方向に付勢され、該突出量によって吸気口３の開口面積Ｓ３が変動するものである。なお、バネ８は、移動体７を押し出す圧縮バネ（反発力を利用）であっても、移動体７を牽引する引っ張りバネ（収縮力を利用）であってもよい。また、バネ８はコイルバネに限定するものではなく、板バネであってよい。さらに、当該作用を発揮するウレタン樹脂等の弾性体ブロックであってもよい。
【００２８】
図２は、図１における移動体に作用する力を説明する部分断面図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。図２において、移動体７は連結管１６に気密的且つ摺動自在に配置されているため、移動体７には排気管６における排気の圧力Ｐ６（以下、排気圧Ｐ６と称す）と吸気管１における吸気の圧力Ｐ１（以下、吸気圧Ｐ１と称す）が互いに対向する方向に作用している。
すなわち、移動体７には該圧力の差Ｐ１６（Ｐ１６＝Ｐ１−Ｐ６、以下、差圧Ｐ１６と称す）が作用する。ここで、差圧Ｐ１６はサイクロン集塵装置の前後圧力差と等しいため、サイクロン集塵装置の圧力損失と考えることができる。
【００２９】
また、移動体７は、吸気ロ３が閉じる方向（開口面積Ｓ３が減少する方向に同じ）にバネ８によって吸気管１内に押し出されているめ、移動体７にはバネ８の力（以下、バネ力Ｆ８と称す）が作用している。
すなわち、サイクロン集塵装置に流れ込む吸気の風量Ｗ１が一定の場合、移動体７に働く力Ｆ７は、バネ力Ｆ８に釣合っているため、移動体７の圧力を受けている面積をＳ７（排気圧Ｐ６を受ける面積と吸気圧Ｐ１を受ける面積が等しい場合）とすると、以下の関係式が成り立つ。
Ｆ８＝Ｆ７＝Ｐ１６×Ｓ７・・・・・（１）
一方、差圧Ｐ１６は吸気の風量Ｗ１によって関数表示され（Ｐ１６はＷ１の増加に伴って増大する）、また、吸気口３における吸気の流入速度Ｖ３（以下、吸気口風速Ｖ３と称す）は風量Ｗ１および開口面積Ｓ３によって関数表示される（Ｖ３はＷ１の増加に伴って増大し、またＳ３の増大に伴って減少する）ため、以下の関係式が成り立つ。
Ｐ１６＝ｆ（Ｗ１）・・・・・・・・（２）
Ｖ３＝ｇ（Ｗ１、Ｓ３）・・・・・・（３）
また、開口面積Ｓ３は移動体７の移動量δ７（バネ８の圧縮量δ８に同じ）によって関数表示される（Ｓ３はδ７の増大に伴って減少、たとえば、開口面積が矩形のとき比例して減少する）ため、以下の関係式が成り立つ。
Ｓ３＝ｈ（δ７）＝ｈ（δ８）・・・（４）
以上より、吸気の風量Ｗ１に対して所定の吸気口風速Ｖ３を保証するための開口面積Ｓ３が求まるから、バネ８の圧縮量δ８が決定される。
一方、該風量Ｗ１より差圧Ｐ１６が決まるから、バネ係数Ｋは次式によって算定される。
Ｆ８＝Ｋ×δ８・・・・・・・・・・（５）
よって、吸気口速度Ｖ３が１５ｍ／ｓ〜２５ｍ／ｓの範囲になるようなバネ係数Ｋが選定される。これにより、風量Ｗ１が変化しても、移動体７は自動的に移動するから、吸気口風速Ｖ３は常に最適な値に維持されることになる。
【００３０】
たとえば、吸気の風量がＷ１＋ΔＷ１に増加した場合、差圧Ｐ１６が増大してバネ８を大きく圧縮して（バネ力がＦ８＋ΔＦ８に増大）、開口面積がＳ３＋ΔＳ３に増大するから、Ｖ３＝ｇ（Ｗ１＋ΔＷ１、Ｓ３＋ΔＳ３）より、吸気口風速Ｖ３を略一定値に保つことができる（さらに増大しないように抑制することに同じ）。
よって、サイクロン室２内での過剰な旋回風速を抑制することができるので、サイクロン集塵装置の圧力損失増加量を少なくすることができる。
図３は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と圧力損失の関係を示す相関図である。図３において、黒丸で示した実施の形態１は、風量の増加に伴って、圧力損失はなだらかに増加している。一方、黒三角で示した移動体に相当するものを具備しないものでは、圧力損失の急激な増加が起こっている。
【００３１】
一方、吸気の風量がＷ１−ΔＷ１に減少した場合、差圧Ｐ１６が低下してバネ８は伸張して（バネ力がＦ８−ΔＦ８に減少）、開口面積がＳ３−ΔＳ３に減少するから、Ｖ３＝ｇ（Ｗ１−ΔＷ１、Ｓ３−ΔＳ３）より、吸気の吸気口風速Ｖ３を略一定値に保つことができる（さらに減少しないように抑制することに同じ）。
すなわち、自動的に吸気口風速Ｖ３の低下が防止されるため、サイクロン室２内での旋回力を維持することができる。よって、風量が少なくても十分に塵挨を分離させることができ、サイクロン集塵装置の捕集性能を高く維持することができる。
図４は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と吸気口風速の関係を示す相関図である。図４において、黒丸で示した実施の形態１は、風量の増減にかかわらず吸気口風速が一定値である。一方、黒三角で示した移動体に相当するものを具備しないものでは、風量の増加に伴って吸気口風速が比例的に増加している。
【００３２】
なお、大きなゴミが吸気口３と移動体７の隙間を塞いだ場合、排気圧Ｐ６が低下する（負圧が増大する）から、移動体７に働く差圧Ｐ１６は増大する。このため、バネ８に作用する力（バネ力Ｆ８）が増大してバネ８は縮まり（移動体７が排出管６側に引っ張られるに同じ）、吸気口３の開口面積が大きくなる。よって、該ゴミは自動的に取り除かれることになる。
【００３３】
以上より、実施の形態１によれば、マイコン、アクチュエおよび計測装置を使用しないため、部品点数が少なく抑えられ、且つ簡単な構造であって、風量の増減にかかわらず捕集性能を高く維持することができる小型で安価なサイクロン集塵装置を得ることが可能になる。
たとえば、電気掃除機に設置した場合、運転モードの変更操作によって風量が変化した場合のみならず、吸込み口１０１（図１０参照）での異物の吸引や絨毯への張り付きという外乱によって風量が少なくなった場合でも、サイクロン集塵装置の捕集性能を高く維持することができるから、快適な使用環境を提供することが可能になる。
さらに、電気掃除機の小型化、軽量化、機内配置の容易化および外観デザインの自由度が増大するから、商品価値が向上する。
【００３４】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の断面図である。図５において、移動体７はアクチュエータ１１によって移動されるものである。なお、実施の形態１（図１）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
移動体７は吸気管６内に突出自在に配置され、該突出量によって吸気口３の開口面積Ｓ３が増減する。
また、排気管６内に設けられた風量計測装置９によって排気管６内の排気の風量Ｗ６が計測されている。該計測情報はマイコン１０に伝えられ、マイコン１０は吸気口速度Ｖ３（吸気口３における吸気の流入風速）が最適な値になるよう移動体７の移動量δ７を判断し、それをアクチュエータ１１に伝える。そして、アクチュエータ１１は移動体７を前記最適移動量δ７だけ移動させる。
すなわち、風量Ｗ６が少ないときには吸気口３の開口面積Ｓ３が小さくなるように移動体７を突出され、風量Ｗ６が多いときには吸気口３の開口面積Ｓ３が大きくなるように移動体７を引き戻す。
【００３５】
さらに、風量Ｗ６が比較的少いときに大きなゴミ９９を吸引すると、図５に示すようにゴミ９９は吸気口３と移動体７との隙間に引っかかる。このとき、吸気口３の開口面積Ｓ３はゴミ９９に塞がれて小さくなるので、排気管６を流れる風量Ｗ６が急激に減少する。
この情報に基づいてマイコン１０が塵埃詰まりが発生した（風量Ｗ６の変化量（微分値）が所定の値以上になった）と判断すると、マイコン１０はアクチュエータ１１に対して、移動体７を吸気口３の開口面積Ｓ３が最大になる位置にまで一度引き戻し、その後は最適な位置にまで押し出すよう命令する。これにより、移動体７と吸引口３との隙間に引っかかったゴミ９９は取り除かれることになる。
【００３６】
なお、図５における塵埃詰まりの検知手段は、風量計測装置９によって風量Ｗ６を測定するものに限定するものではなく、風速や圧力情報から風量を測定したり、通電電力から風量を推測しても良い。
さらに、風量計測装置９に代えて、排気圧Ｐ６と吸気圧Ｐ１との差圧Ｐ１６を測定する差圧計を配置してもよい。
【００３７】
図６は、本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の他の塵埃詰まり検知手段を示す断面図である。なお、図５と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図６の（ａ）において、吸気口３に材料確認センサ１２（いわゆる、材有りセンサ）を設置して、当該部における塵埃詰まりの有無を直接検出するものである。
材料確認センサ１２は、静電容量や誘電率（またはその変化量）を検出するもの、光を照射して反射光（またはその変化量）を検出するもの、あるいは、気体を噴射して噴射圧（またはその変化量）を検出するものなど、何れの型式であってもよい。
図６の（ｂ）において、アクチュエータ１１と移動体７を連結する連結棒１１ａにひずみゲージ１３が設置され、移動体７に作用する力（またはその変化量）を監視して、塵埃詰まりの有無を検出している。
なお、アクチュエータ１１が流体シリンダの場合、該流体の圧力（またはその変化量）を検出してもよい。さらに、移動体７に位置検出計を設置して、その移動量（またはその変化量）を検出してもよい。
【００３８】
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係るサイクロン集塵装置の断面図である。図６において、吸気口３と移動体７との隙間がゴミ等によって塞がれた場合に限り、移動体７はアクチュエータ１１によって移動されるものである。なお、実施の形態１（図１）または実施の形態２（図５）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
移動体７は連結管１６内に移動自在に配置され、圧力差１６とバネ力Ｆ７が釣り合っている。そして、材料確認センサ１２の検知信号に基づいてマイコン１０が吸気口３に塵埃が詰まっていると判断した場合に限り、アクチュエータ１１の連結棒１１ａが移動体７に係止して吸気口３の開口面積が最大になる位置まで引き戻すものである。
なお、図７においては材料確認センサ１２によって、塵埃詰まりを検出しているが、実施の形態２と同様、いずれの塵埃詰まり検知手段を用いてもよい。
これにより、風量Ｗ１が変化しても移動体７は自動的に移動して吸気口風速Ｖ３が常に最適な値に維持され（実施の形態１の作用、効果）、さらに、吸気口３にゴミ９９が引っかかった場合にはこれが取り除かれる（実施の形態２の作用、効果）ことになる。
【００３９】
［実施の形態４］
図８および図９は本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。なお、実施の形態１（図１）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図８および図９において、サイクロン集塵装置が稼働を停止してサイクロン室２からの排気が停止した際、すなわち、排気圧Ｐ６および吸気圧Ｐ１が共に大気圧になって差圧Ｐ１６がゼロになった際、バネ８が伸張して移動体７は吸気口３を完全に閉塞している。
したがって、たとえば、該サイクロン集塵装置を電気掃除機に設置した場合、図９に示すように電気掃除機が非運転時に横転しても、サイクロン室２内の塵埃９０が吸気管１内に侵入することなくサイクロン室２内に留まることができる。よって、接続管１０３を外した状態でも塵埃９０が電気掃除機の外に散逸することがない（図１０参照）。
なお、吸気口３が完全に閉塞される位置にまで稼動部７を移動する手段はバネに限定するものではなく、実施の形態２または実施の形態３と同様にアクチュエータを利用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、吸引する風量の多少にかかわらず捕集性能を高く維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図２】図１における移動体に作用する力を説明する部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と圧力損失の関係を示す相関図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と吸気口風速の関係を示す相関図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の他の塵埃詰まり検知手段を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図１０】従来の電気掃除機の一例を示す概略図である。
【図１１】従来の入口流路可変式分離機を示す平断面図である。
【図１２】従来のサイクロン装置の模式図である。
【符号の説明】
１ 吸気管、２ サイクロン室、３ 吸気口、４ 集塵室、５ 排気口、６ 排気管、７ 移動体、８ バネ、９ 風量計測装置、１０ マイコン、１１ アクチュエータ、１２ 材料確認センサ、１３ ひずみゲージ、１６ 連結管、Ｐ１ 吸気圧、Ｐ６ 排気圧、Ｐ１６ 差圧、Ｗ１ 吸気の風量、Ｖ３ 吸気口風速、Ｓ３ 開口面積、δ７ 移動体の移動量、δ８ バネの伸縮量、Ｋ バネのバネ係数。
【発明の属する技術分野】
本発明はサイクロン集塵装置、特に、電気掃除機に好適なサイクロン集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サイクロン集塵装置は、塵埃が混合した空気（以下、混合気と称す）を筒体内において旋回させ、比重差を利用して塵埃と空気とを分離する装置であって、様々な分野で使用されている。たとえば、家庭用としては主に電気掃除機に設置されている。
また、サイクロン集塵装置は吸気口における混合気の流入風速を１５〜２５ｍ／ｓの範囲に設定することにより、十分な捕集性能が得られることがわかっている。
【０００３】
図１０は従来の電気掃除機の一例を示す概略図である。図１０において、混合気は床面Ｆに面した吸込み口１０１を有する吸込み口体１０２から吸引され、吸込みロ体１０１に接続された接続管１０３を経由して、掃除機本体１０４に設置されたサイクロン集塵装置の吸気管１に流れ込む。
【０００４】
そして、混合気は、円筒型のサイクロン室２の内壁に接するように設けられた吸気口３からサイクロン室２に流れ込み、サイクロン室２内で旋回する。
したがって、混合気に混入した比重の大きい塵埃は、遠心力によって壁面側に飛ばされ、サイクロン室２の底部にある集塵室４に落下して蓄積される。
一方、塵埃を含まない空気はサイクロン室２の中心に設けられた排気口５を通して排気管６に流れ込み、ブロアモータ１０５によって掃除機本体１０４から機外に排出される。
【０００５】
また、電気掃除機の接続管１０３の途中には、電源の入切スイッチおよび通電電力の強弱を調整する強弱スイッチにより構成された手元スイッチ１０６が設けられている。
これより、絨毯等のしつこい汚れの掃除を行う場合には、通電電力を強めることによりモータの回転数を増やして強い吸引力を発生させる。一方、音が気になる夜間の場合やマットの掃除を行う場合には、通電電力を弱めることによりモータの回転数を減らし、騒音値を低くしたりマットヘの張り付きを無くしたりする。このように、電気掃除機は風量を変化させて使用するものである。
【０００６】
しかしながら、サイクロン集塵装置に流れ込む風量が少なくなった場合、吸気口３での流入風速が遅くなり、塵埃は分離しにくくなってサイクロン集塵装置の捕集性能は低下する。一方、サイクロン集塵装置に流れ込む風量が多くなった場合は、吸気口３における流入風速が速くなり、塵埃は分離しやすくなってサイクロン集塵装置の捕集性能は高まるものの、圧力損失が過剰に高くなる。このため、以下のような技術が提案されている。
【０００７】
図１１は従来の入口流路可変式分離機を示す平断面図である。図１１において、サイクロン本体２０１の流入路２０２に、流入面積を調整するスライドゲート２１０が配設されている。すなわち、大流量の場合はスライドゲート２１０を開き、少ない流量になるに従ってスライドゲート２１０を閉じて、流入速度をほぼ一定に保つものである。よって、大流量から小流量に渡って分離性能を十分に発揮している（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１２は従来のサイクロン装置の模式図である。図１２において、サイクロン３０１の入口部３０７には可動翼板３１０が支軸３１１の軸心廻りに開動自在に設けられている。支軸３１１には駆動アーム３１２が固定され、駆動アーム３１２にはシリンダ装置３１３（可動翼板３１０を駆動する）が連結され、さらに、シリンダ装置３１３にはその駆動を制御するＰＩＤ制御装置３１４が接続されている。
そして、入口部３０７における流入ガス圧と出口部３０９における流出ガス圧との圧力差（サイクロン装置の圧力損失に相当）を計測する差圧計３１５が設けられ、その計測値がＰＩＤ制御装置３１４に入力される。
したがって、該計測値が設定値を下回（上回）ることは、流入ガス３０６の流入量が減少（増大）して入口部３０７におけるガス流速が低下（上昇）したことを示すものであり、ＰＩＤ制御装置３１４は該計測値に応じてシリンダ装置３１３を操作して可動翼板３１０を閉動（開動）する。
すなわち、入口部３０７における流路幅を狭め（広げ）て流入ガス３０６に対する圧力損失を設定値にまで高め（落とし）、入口部３０７における流入ガス３０６の流速を回復して塵埃の回収率を安定化するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６１−１８７２５９号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−９０２７４号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術は何れも、
▲１▼流入ガス圧と流出ガス圧との圧力差を計測するための差圧計と、
▲２▼流路幅を変更するスライドゲートまたは可動翼板を駆動するための駆動手段と、
▲３▼前記差圧計の計測値に基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段とを必要としている。
【００１１】
このため、以下のような問題点があった、
（ｉ） サイクロン集塵装置を構成する部品点数が増大して機構が複雑になり、サイクロン集塵装置自体が大きく且つ重くなる。
（ｉｉ）また、サイクロン集塵装置の製造コストが上昇する。
（ｉｉｉ） 特に、電気掃除機に設置する場合には、該電気掃除機の外観デザインの自由度が阻害される。
（ｉｖ）さらに、小流量の状態で大きなゴミを吸引して大きなゴミがスライドゲートまたは可動翼板と流入路の内面との隙間に引っかかり詰まった場合、その撤去が困難である。
（ｖ） サイクロン集塵装置を横向きの姿勢で使用した場合、分離・回収された塵埃が入り口部から流入路内に浸入する。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡素な構造によって、吸引する空気量が変化した場合でも塵埃の捕集性能（回収性能）を維持することとができるサイクロン集塵装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るサイクロン集塵装置は以下のとおりである。
（１）請求項１に係る発明は、塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気管と前記排気管を連結する連結管と、
該連結管の内部に配置されて前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差によって移動し、且つ前記吸気口の開口面積を変更する移動体とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
（２）請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明における前記移動体に弾性体が設置または当接され、該弾性体によって前記開口面積を減少させる方向に前記移動体が押し出しまたは牽引されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（３）請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記圧力差と前記吸気口における前記吸気の流入速度との関係と、
前記吸気口における前記吸気の流入速度と前記開口面積との関係と、
前記開口面積と前記移動体の移動距離との関係とに基づいて、前記弾性体の弾性係数が設定されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
（４）請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れかに係る発明において、前記吸気口における前記吸気の流入速度が１５〜２５ｍ／ｓに制御されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
（５）請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れかに係る発明における前記移動体が前記吸気口を閉塞自在であることを特徴とするものである。
【００１８】
（６）請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記移動体にアクチュエータが設置または当接され、該アクチュエータが前記移動体を移動して前記吸気口を閉塞することを特徴とするものである。
【００１９】
（７）請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段と、
前記移動体を移動させるアクチュエータとを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とするものである。
（８）請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とするものである。
【００２０】
（９）請求項９に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とするものである。
【００２１】
（１０）請求項１０に係る発明は、請求項７に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とするものである。
【００２２】
（１１）塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気口の開口面積を変更自在な移動体と、
該移動体を移動させるアクチュエータと、
前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段とを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とするものである。
【００２３】
（１２）請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とするものである。
【００２４】
（１３）請求項１３に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とするものである。
【００２５】
（１４）請求項１４に係る発明は、請求項１１に係る発明における前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の断面図である。吸気管１から流れ込んだ塵埃が混合した空気（以下、吸気と称す）は、円筒型のサイクロン室２内に接するように設けられた吸気口３からサイクロン室２に流れ込み、サイクロン室２内で旋回する。
ここで、比重の大きい塵埃（粒状、塊状等）は遠心力によってサイクロン室２の壁面側に飛ばされて空気と分離される。分離した塵挨はサイクロン室２の底部にある集塵室４に落下し蓄積される。一方、塵挨が分離された後の空気（以下、排気と称す）はサイクロン室２の中心に設けられた排気口５を通して排気管６に流れ込む。
【００２７】
また、吸気管１と排気管６とを連結する連結管１６が設けられ、連結管１６内に移動体７が配置されている。
移動体７は、バネ８によって吸気管１側に突出する方向に付勢され、該突出量によって吸気口３の開口面積Ｓ３が変動するものである。なお、バネ８は、移動体７を押し出す圧縮バネ（反発力を利用）であっても、移動体７を牽引する引っ張りバネ（収縮力を利用）であってもよい。また、バネ８はコイルバネに限定するものではなく、板バネであってよい。さらに、当該作用を発揮するウレタン樹脂等の弾性体ブロックであってもよい。
【００２８】
図２は、図１における移動体に作用する力を説明する部分断面図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。図２において、移動体７は連結管１６に気密的且つ摺動自在に配置されているため、移動体７には排気管６における排気の圧力Ｐ６（以下、排気圧Ｐ６と称す）と吸気管１における吸気の圧力Ｐ１（以下、吸気圧Ｐ１と称す）が互いに対向する方向に作用している。
すなわち、移動体７には該圧力の差Ｐ１６（Ｐ１６＝Ｐ１−Ｐ６、以下、差圧Ｐ１６と称す）が作用する。ここで、差圧Ｐ１６はサイクロン集塵装置の前後圧力差と等しいため、サイクロン集塵装置の圧力損失と考えることができる。
【００２９】
また、移動体７は、吸気ロ３が閉じる方向（開口面積Ｓ３が減少する方向に同じ）にバネ８によって吸気管１内に押し出されているめ、移動体７にはバネ８の力（以下、バネ力Ｆ８と称す）が作用している。
すなわち、サイクロン集塵装置に流れ込む吸気の風量Ｗ１が一定の場合、移動体７に働く力Ｆ７は、バネ力Ｆ８に釣合っているため、移動体７の圧力を受けている面積をＳ７（排気圧Ｐ６を受ける面積と吸気圧Ｐ１を受ける面積が等しい場合）とすると、以下の関係式が成り立つ。
Ｆ８＝Ｆ７＝Ｐ１６×Ｓ７・・・・・（１）
一方、差圧Ｐ１６は吸気の風量Ｗ１によって関数表示され（Ｐ１６はＷ１の増加に伴って増大する）、また、吸気口３における吸気の流入速度Ｖ３（以下、吸気口風速Ｖ３と称す）は風量Ｗ１および開口面積Ｓ３によって関数表示される（Ｖ３はＷ１の増加に伴って増大し、またＳ３の増大に伴って減少する）ため、以下の関係式が成り立つ。
Ｐ１６＝ｆ（Ｗ１）・・・・・・・・（２）
Ｖ３＝ｇ（Ｗ１、Ｓ３）・・・・・・（３）
また、開口面積Ｓ３は移動体７の移動量δ７（バネ８の圧縮量δ８に同じ）によって関数表示される（Ｓ３はδ７の増大に伴って減少、たとえば、開口面積が矩形のとき比例して減少する）ため、以下の関係式が成り立つ。
Ｓ３＝ｈ（δ７）＝ｈ（δ８）・・・（４）
以上より、吸気の風量Ｗ１に対して所定の吸気口風速Ｖ３を保証するための開口面積Ｓ３が求まるから、バネ８の圧縮量δ８が決定される。
一方、該風量Ｗ１より差圧Ｐ１６が決まるから、バネ係数Ｋは次式によって算定される。
Ｆ８＝Ｋ×δ８・・・・・・・・・・（５）
よって、吸気口速度Ｖ３が１５ｍ／ｓ〜２５ｍ／ｓの範囲になるようなバネ係数Ｋが選定される。これにより、風量Ｗ１が変化しても、移動体７は自動的に移動するから、吸気口風速Ｖ３は常に最適な値に維持されることになる。
【００３０】
たとえば、吸気の風量がＷ１＋ΔＷ１に増加した場合、差圧Ｐ１６が増大してバネ８を大きく圧縮して（バネ力がＦ８＋ΔＦ８に増大）、開口面積がＳ３＋ΔＳ３に増大するから、Ｖ３＝ｇ（Ｗ１＋ΔＷ１、Ｓ３＋ΔＳ３）より、吸気口風速Ｖ３を略一定値に保つことができる（さらに増大しないように抑制することに同じ）。
よって、サイクロン室２内での過剰な旋回風速を抑制することができるので、サイクロン集塵装置の圧力損失増加量を少なくすることができる。
図３は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と圧力損失の関係を示す相関図である。図３において、黒丸で示した実施の形態１は、風量の増加に伴って、圧力損失はなだらかに増加している。一方、黒三角で示した移動体に相当するものを具備しないものでは、圧力損失の急激な増加が起こっている。
【００３１】
一方、吸気の風量がＷ１−ΔＷ１に減少した場合、差圧Ｐ１６が低下してバネ８は伸張して（バネ力がＦ８−ΔＦ８に減少）、開口面積がＳ３−ΔＳ３に減少するから、Ｖ３＝ｇ（Ｗ１−ΔＷ１、Ｓ３−ΔＳ３）より、吸気の吸気口風速Ｖ３を略一定値に保つことができる（さらに減少しないように抑制することに同じ）。
すなわち、自動的に吸気口風速Ｖ３の低下が防止されるため、サイクロン室２内での旋回力を維持することができる。よって、風量が少なくても十分に塵挨を分離させることができ、サイクロン集塵装置の捕集性能を高く維持することができる。
図４は、本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と吸気口風速の関係を示す相関図である。図４において、黒丸で示した実施の形態１は、風量の増減にかかわらず吸気口風速が一定値である。一方、黒三角で示した移動体に相当するものを具備しないものでは、風量の増加に伴って吸気口風速が比例的に増加している。
【００３２】
なお、大きなゴミが吸気口３と移動体７の隙間を塞いだ場合、排気圧Ｐ６が低下する（負圧が増大する）から、移動体７に働く差圧Ｐ１６は増大する。このため、バネ８に作用する力（バネ力Ｆ８）が増大してバネ８は縮まり（移動体７が排出管６側に引っ張られるに同じ）、吸気口３の開口面積が大きくなる。よって、該ゴミは自動的に取り除かれることになる。
【００３３】
以上より、実施の形態１によれば、マイコン、アクチュエおよび計測装置を使用しないため、部品点数が少なく抑えられ、且つ簡単な構造であって、風量の増減にかかわらず捕集性能を高く維持することができる小型で安価なサイクロン集塵装置を得ることが可能になる。
たとえば、電気掃除機に設置した場合、運転モードの変更操作によって風量が変化した場合のみならず、吸込み口１０１（図１０参照）での異物の吸引や絨毯への張り付きという外乱によって風量が少なくなった場合でも、サイクロン集塵装置の捕集性能を高く維持することができるから、快適な使用環境を提供することが可能になる。
さらに、電気掃除機の小型化、軽量化、機内配置の容易化および外観デザインの自由度が増大するから、商品価値が向上する。
【００３４】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の断面図である。図５において、移動体７はアクチュエータ１１によって移動されるものである。なお、実施の形態１（図１）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
移動体７は吸気管６内に突出自在に配置され、該突出量によって吸気口３の開口面積Ｓ３が増減する。
また、排気管６内に設けられた風量計測装置９によって排気管６内の排気の風量Ｗ６が計測されている。該計測情報はマイコン１０に伝えられ、マイコン１０は吸気口速度Ｖ３（吸気口３における吸気の流入風速）が最適な値になるよう移動体７の移動量δ７を判断し、それをアクチュエータ１１に伝える。そして、アクチュエータ１１は移動体７を前記最適移動量δ７だけ移動させる。
すなわち、風量Ｗ６が少ないときには吸気口３の開口面積Ｓ３が小さくなるように移動体７を突出され、風量Ｗ６が多いときには吸気口３の開口面積Ｓ３が大きくなるように移動体７を引き戻す。
【００３５】
さらに、風量Ｗ６が比較的少いときに大きなゴミ９９を吸引すると、図５に示すようにゴミ９９は吸気口３と移動体７との隙間に引っかかる。このとき、吸気口３の開口面積Ｓ３はゴミ９９に塞がれて小さくなるので、排気管６を流れる風量Ｗ６が急激に減少する。
この情報に基づいてマイコン１０が塵埃詰まりが発生した（風量Ｗ６の変化量（微分値）が所定の値以上になった）と判断すると、マイコン１０はアクチュエータ１１に対して、移動体７を吸気口３の開口面積Ｓ３が最大になる位置にまで一度引き戻し、その後は最適な位置にまで押し出すよう命令する。これにより、移動体７と吸引口３との隙間に引っかかったゴミ９９は取り除かれることになる。
【００３６】
なお、図５における塵埃詰まりの検知手段は、風量計測装置９によって風量Ｗ６を測定するものに限定するものではなく、風速や圧力情報から風量を測定したり、通電電力から風量を推測しても良い。
さらに、風量計測装置９に代えて、排気圧Ｐ６と吸気圧Ｐ１との差圧Ｐ１６を測定する差圧計を配置してもよい。
【００３７】
図６は、本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の他の塵埃詰まり検知手段を示す断面図である。なお、図５と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図６の（ａ）において、吸気口３に材料確認センサ１２（いわゆる、材有りセンサ）を設置して、当該部における塵埃詰まりの有無を直接検出するものである。
材料確認センサ１２は、静電容量や誘電率（またはその変化量）を検出するもの、光を照射して反射光（またはその変化量）を検出するもの、あるいは、気体を噴射して噴射圧（またはその変化量）を検出するものなど、何れの型式であってもよい。
図６の（ｂ）において、アクチュエータ１１と移動体７を連結する連結棒１１ａにひずみゲージ１３が設置され、移動体７に作用する力（またはその変化量）を監視して、塵埃詰まりの有無を検出している。
なお、アクチュエータ１１が流体シリンダの場合、該流体の圧力（またはその変化量）を検出してもよい。さらに、移動体７に位置検出計を設置して、その移動量（またはその変化量）を検出してもよい。
【００３８】
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係るサイクロン集塵装置の断面図である。図６において、吸気口３と移動体７との隙間がゴミ等によって塞がれた場合に限り、移動体７はアクチュエータ１１によって移動されるものである。なお、実施の形態１（図１）または実施の形態２（図５）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
移動体７は連結管１６内に移動自在に配置され、圧力差１６とバネ力Ｆ７が釣り合っている。そして、材料確認センサ１２の検知信号に基づいてマイコン１０が吸気口３に塵埃が詰まっていると判断した場合に限り、アクチュエータ１１の連結棒１１ａが移動体７に係止して吸気口３の開口面積が最大になる位置まで引き戻すものである。
なお、図７においては材料確認センサ１２によって、塵埃詰まりを検出しているが、実施の形態２と同様、いずれの塵埃詰まり検知手段を用いてもよい。
これにより、風量Ｗ１が変化しても移動体７は自動的に移動して吸気口風速Ｖ３が常に最適な値に維持され（実施の形態１の作用、効果）、さらに、吸気口３にゴミ９９が引っかかった場合にはこれが取り除かれる（実施の形態２の作用、効果）ことになる。
【００３９】
［実施の形態４］
図８および図９は本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。なお、実施の形態１（図１）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図８および図９において、サイクロン集塵装置が稼働を停止してサイクロン室２からの排気が停止した際、すなわち、排気圧Ｐ６および吸気圧Ｐ１が共に大気圧になって差圧Ｐ１６がゼロになった際、バネ８が伸張して移動体７は吸気口３を完全に閉塞している。
したがって、たとえば、該サイクロン集塵装置を電気掃除機に設置した場合、図９に示すように電気掃除機が非運転時に横転しても、サイクロン室２内の塵埃９０が吸気管１内に侵入することなくサイクロン室２内に留まることができる。よって、接続管１０３を外した状態でも塵埃９０が電気掃除機の外に散逸することがない（図１０参照）。
なお、吸気口３が完全に閉塞される位置にまで稼動部７を移動する手段はバネに限定するものではなく、実施の形態２または実施の形態３と同様にアクチュエータを利用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、吸引する風量の多少にかかわらず捕集性能を高く維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図２】図１における移動体に作用する力を説明する部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と圧力損失の関係を示す相関図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るサイクロン集塵装置の風量と吸気口風速の関係を示す相関図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るサイクロン集塵装置の他の塵埃詰まり検知手段を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るサイクロン集塵装置の断面図である。
【図１０】従来の電気掃除機の一例を示す概略図である。
【図１１】従来の入口流路可変式分離機を示す平断面図である。
【図１２】従来のサイクロン装置の模式図である。
【符号の説明】
１ 吸気管、２ サイクロン室、３ 吸気口、４ 集塵室、５ 排気口、６ 排気管、７ 移動体、８ バネ、９ 風量計測装置、１０ マイコン、１１ アクチュエータ、１２ 材料確認センサ、１３ ひずみゲージ、１６ 連結管、Ｐ１ 吸気圧、Ｐ６ 排気圧、Ｐ１６ 差圧、Ｗ１ 吸気の風量、Ｖ３ 吸気口風速、Ｓ３ 開口面積、δ７ 移動体の移動量、δ８ バネの伸縮量、Ｋ バネのバネ係数。
Claims (14)
- 塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気管と前記排気管を連結する連結管と、
該連結管の内部に配置されて前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差によって移動し、且つ前記吸気口の開口面積を変更する移動体とを有することを特徴とするサイクロン集塵装置。 - 前記移動体に弾性体が設置または当接され、該弾性体によって前記開口面積を減少させる方向に前記移動体が押し出しまたは牽引されてなることを特徴とする請求項１記載のサイクロン集塵装置。
- 前記圧力差と前記吸気口における前記吸気の流入速度との関係と、
前記吸気口における前記吸気の流入速度と前記開口面積との関係と、
前記開口面積と前記移動体の移動距離との関係とに基づいて、前記弾性体の弾性係数が設定されてなることを特徴とする請求項２記載のサイクロン集塵装置。 - 前記吸気口における前記吸気の流入速度が１５〜２５ｍ／ｓに制御されてなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のサイクロン集塵装置。
- 前記移動体が前記吸気口を閉塞自在であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のサイクロン集塵装置。
- 前記移動体にアクチュエータが設置または当接され、該アクチュエータが前記移動体を移動して前記吸気口を閉塞することを特徴とする請求項５記載のサイクロン集塵装置。
- 前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段と、
前記移動体を移動させるアクチュエータとを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とする請求項６記載のサイクロン集塵装置。 - 前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とする請求項７記載のサイクロン集塵装置。
- 前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とする請求項７記載のサイクロン集塵装置。
- 前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とする請求項７記載のサイクロン集塵装置。
- 塵埃が混合した空気でなる吸気を旋回させて塵埃と空気とを分離するサイクロン室と、
該サイクロン室の吸気口に設置されて前記吸気を吸引する吸気管と、
該サイクロン室の排気口に設置されて塵埃が分離された空気でなる排気を排出する排気管と、
前記吸気口の開口面積を変更自在な移動体と、
該移動体を移動させるアクチュエータと、
前記移動体と前記吸気口との隙間における塵埃詰まりを検知する塵埃詰まり検知手段とを有し、
前記塵埃詰まり検知手段からの塵埃詰まり信号に基づいて、前記アクチュエータが前記開口面積を最大にするように前記移動体を移動させることを特徴とするサイクロン集塵装置。 - 前記塵埃詰まり検知手段が、前記排気管を流れる排気の流量を測定する流量センサを有することを特徴とする請１１記載のサイクロン集塵装置。
- 前記塵埃詰まり検知手段が、前記移動体に作用する力を検知する荷重センサ、前記移動体の移動する移動速度若しくは移動加速度を検知する速度センサ、または前記移動体と前記吸気口との隙間に詰まった塵埃を直接検知する材料確認センサの何れかを有することを特徴とする請求項１１記載のサイクロン集塵装置。
- 前記塵埃詰まり検知手段が、前記吸気管における吸気の圧力と前記排気管における排気の圧力との圧力差を測定する圧力センサを有することを特徴とする請求項１１記載のサイクロン集塵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263594A JP4326771B2 (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | サイクロン集塵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263594A JP4326771B2 (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | サイクロン集塵装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008187215A Division JP4941425B2 (ja) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | サイクロン集塵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004097942A true JP2004097942A (ja) | 2004-04-02 |
| JP4326771B2 JP4326771B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=32263271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002263594A Expired - Fee Related JP4326771B2 (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | サイクロン集塵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4326771B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069340A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 粉体分離装置及び固体燃料用バーナ |
| JP2009133235A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | オイルセパレータ |
| JP2011504775A (ja) * | 2007-11-28 | 2011-02-17 | クルツ，ゲルハルト | 空気体積流量制御装置及び制御方法 |
| CN102425490A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-04-25 | 上海交通大学 | 排气管出口面积自调节式涡轮增压*** |
| JP2015131265A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 村松風送設備工業株式会社 | 粉塵セパレータ |
-
2002
- 2002-09-10 JP JP2002263594A patent/JP4326771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011504775A (ja) * | 2007-11-28 | 2011-02-17 | クルツ，ゲルハルト | 空気体積流量制御装置及び制御方法 |
| US8776307B2 (en) | 2007-11-28 | 2014-07-15 | Gerhard Kurz | Air volume flow and pushing force control device |
| JP2009133235A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | オイルセパレータ |
| WO2009069340A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 粉体分離装置及び固体燃料用バーナ |
| JP2009131793A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 粉体分離装置及び固体燃料用バーナ |
| US20100242813A1 (en) * | 2007-11-30 | 2010-09-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Particle separator and solid fuel burner |
| US8869716B2 (en) | 2007-11-30 | 2014-10-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Particle separator and solid fuel burner |
| CN102425490A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-04-25 | 上海交通大学 | 排气管出口面积自调节式涡轮增压*** |
| JP2015131265A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 村松風送設備工業株式会社 | 粉塵セパレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4326771B2 (ja) | 2009-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8043397B2 (en) | Vacuum cleaner with removable dust collector, and methods of operating the same | |
| US8544143B2 (en) | Vacuum cleaner with removable dust collector, and methods of operating the same | |
| AU669539B2 (en) | Vacuum cleaner | |
| US20090265883A1 (en) | Vacuum Cleaner with Cyclonic Dirt Separation | |
| US20080023035A1 (en) | Vacuum cleaner with removable dust collector, and methods of operating the same | |
| JP4941425B2 (ja) | サイクロン集塵装置 | |
| AU2016203561B2 (en) | Vacuum Cleaner | |
| JP2011505212A (ja) | 電気掃除機のモータ出力制御装置 | |
| JP4326771B2 (ja) | サイクロン集塵装置 | |
| EP4011260A1 (en) | Handheld vaccum cleaner | |
| JP2003190060A (ja) | 電気掃除機 | |
| WO2024003566A1 (en) | A separation system for a vacuum cleaner | |
| CN101732001A (zh) | 一种吸尘器集尘桶 | |
| JP2000139790A (ja) | 吸引掃除機 | |
| JP2010029239A (ja) | 電気掃除機 | |
| WO2024103171A1 (en) | Surface cleaning apparatus | |
| CN114376446A (zh) | 真空吸尘器和用于操作真空吸尘器的方法 | |
| CN117982043A (zh) | 尘杯组件及清洁*** | |
| JPH0484920A (ja) | 電気掃除機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080520 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080718 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090602 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090610 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4326771 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130619 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |