JP5472359B2 - サイクロン分離装置並びに電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、サイクロン分離装置並びにこのサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機に
関するものである。

サイクロン分離装置、特に電気掃除機などに用いるサイクロン分離装置では、使用者の利便性を考慮して小型に構成する必要がある。従来の多段構造のサイクロンを例とすれば、上流側サイクロンの旋回室で発生する遠心力により含塵空気からごみを分離し、吸気した含塵空気よりも清浄な空気を排出口より排出し、下流側サイクロンによって更に空気を清浄化する構成のものが存在するが、上流側サイクロン及び下流側サイクロンを併せたサイクロン分離装置を小型化するためには、上流側サイクロンの排出口から下流側サイクロンまでに至るまでの風路を形成する排出管を極力短く構成し、さらにはこの排出管を曲げる必要がある（例えば、特許文献１参照）。また、前述のような多段構造のサイクロンにおける各サイクロン間の風路に限らずとも、サイクロンの下流側にはフィルターや電動送風機をコンパクトに備える必要があるため、排出管の曲げはほぼ必須となっているのが現状である。

特表２００８−５４１８１６号公報（第６頁〜第８頁、図３、図５）

しかしながら、上記の特許文献１に開示されている従来技術においては、排出管の曲げがサイクロンの分離性能へ悪影響を及ぼして、例えば電気掃除機に搭載した場合には、掃除機本体から排出する排気の清浄度が十分ではなかった。すなわち、排出管の曲げにより、排出口からの吸引力に強弱が生じ、これにより旋回室内の含塵空気の旋回力が弱くなり、塵が十分には遠心分離されていなかった。

本発明は、上記の課題を解決するために為されたものであり、ごみを効率良く遠心分離し、また一旦遠心分離したごみを再飛散させることなく、確実に集塵室に捕集することが可能なサイクロン分離装置並びにこのサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機を提供することを目的としている。

本発明に係るサイクロン分離装置は、外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、略円筒形状に形成され、前記流入口が接線方向に連通し、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する旋回室と、前記旋回室内の前記含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、前記旋回室側壁の一部を開口して形成された第２の開口部と、前記第２の開口部の半径方向外側に設けられた第２の集塵室と、吸引力を創出する送風機と、該送風機と前記排出口とを連通する排出管と、を備え、前記旋回室の側壁は、前記第２の開口部の反対側が塞がれており、前記排出管は前記旋回室の軸方向に引き出された後、略直角に曲がる屈曲部を有し、前記屈曲部の空気の排出方向が、前記第２の開口部の中央点と前記旋回室の軸を結ぶ平面に対して両側４５°の範囲内にあるものである。

本発明に係る電気掃除機によれば、上記の構成を採用したことにより、ごみを効率良く遠心分離し、再飛散させることなく捕集することが可能となる。

本発明に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。 図１の電気掃除機の掃除機本体５の斜視図である。 図１の掃除機本体５の上面図である。 図２に示す掃除機本体５のａ−ａ矢視断面図である。 図２に示す掃除機本体５のｂ−ｂ断面図である。 集塵ユニット５０を外した状態の掃除機本体５の上面図である。 集塵ユニット５０の外観を示す斜視図である。 集塵ユニット５０の前面図である。 集塵ユニット５０の左側面図である。 本発明に係る電気掃除機の集塵ユニット５０の上面図である。 図８に示す集塵ユニット５０のＡ−Ａ矢視断面図である。 図８に示す集塵ユニット５０のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１０に示す集塵ユニット５０のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１３に示す集塵ユニット５０のＤ−Ｄ矢視断面図である。 図１３に示す集塵ユニット５０のＥ−Ｅ矢視断面図である。 図１３に示す集塵ユニット５０のＦ−Ｆ矢視断面図である。 図１６に示す集塵ユニット５０のＧ−Ｇ矢視断面図である。 集塵ユニット５０のごみ捨て時の斜視図である。 集塵ユニット５０の分解図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る電気掃除機について説明する。

実施の形態１.
図１は本発明に係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１００は、吸込口体１と、吸引パイプ２と、接続パイプ３と、サクションホース４と、サイクロン方式の掃除機本体５とから構成されている。吸込口体１は床面上の塵埃及び含塵空気を吸い込む。吸込口体１の出口側には真直な円筒状の吸引パイプ２の一端が接続されている。吸引パイプ２の他端には、電気掃除機１００の運転を制御する操作スイッチが設置された取手が設けられており、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ３の一端が接続されている。接続パイプ３の他端には、可撓性を有する蛇腹状のサクションホース４の一端が接続されている。さらに、サクションホース４の他端には、掃除機本体５が接続されている。掃除機本体５には電源コードが接続されており、電源コードが外部電源に接続されることで、通電し、図示しない電動送風機が駆動されて吸引動作を行う。吸込口体１、吸引パイプ２、接続パイプ３およびサクションホース４は、含塵空気を掃除機本体５の外から内部に流入させるための吸引経路の一部を構成する。

また、図２は図１の電気掃除機の掃除機本体５の斜視図であり、図３は図１の掃除機本体５の上面図である。また、図４は図２に示す掃除機本体５のａ−ａ矢視断面図であり、図５は図２に示す掃除機本体５のｂ−ｂ断面図である。また、図６は集塵ユニット５０を外した状態の掃除機本体５の上面図である。
図２〜図６に示すように、電気掃除機本体５は、吸引風路４９と、集塵ユニット５０と、排気風路５１と、フィルター５２と、電動送風機５３と、排気口５４と、を備えている。その他に、掃除機本体５は、その後部において、車輪５５、図示しないコードリール部などを備えている。また、集塵ユニット５０は、一次サイクロン分離装置１０と、この一次サイクロン分離装置１０と並設され、かつ一次サイクロン分離装置１０の下流側に接続された二次サイクロン分離装置２０とから構成されている。
各部の構成、動作および効果については後述することとするが、一次サイクロン分離装置１０は、一次流入口１１と、一次旋回室１２と、０次開口部１１３と、一次開口部１３と、０次集塵室１１４と、一次集塵室１４と、一次排出口１５と、一次排出管１６と、を備えている。さらに、二次サイクロン分離装置２０は、二次流入口２１と、二次旋回室２２と、二次開口部２３と、二次集塵室２４と、二次排出口２５と、二次排出管２６と、を備えている。なお、上記の０次集塵室１１４と、一次集塵室１４と二次集塵室２４とは１つのケース部品により形成されているとともに、０次集塵室１１４は二次集塵室２４を包囲するように配されている。
ここで、一次サイクロン分離装置１０における、一次流入口１１は本発明の流入口に、一次旋回室１２は本発明の旋回室に、一次排出口１５は本発明の排出口に、一次排出管１６は本発明の排出管に、それぞれ相当する。なお、一次開口部１３は本発明の第１の開口部、一次集塵室１４は本発明の第１の集塵室にそれぞれ相当し、０次開口部１１３は本発明の第２の開口部に、０次集塵室１１４は本発明の第２の集塵室にそれぞれ相当する。
上記と同様に、二次サイクロン分離装置２０における、二次流入口２１は本発明の流入口に、二次旋回室２２は本発明の旋回室に、二次排出口２５は本発明の排出口に、一次排出管１６は本発明の排出管に、それぞれ相当する。なお、二次開口部２３は本発明の第１の開口部、二次集塵室２４は本発明の第１の集塵室にそれぞれ相当する。

ここで、掃除機本体５の内部に流入した空気を掃除機本体５の外部に排出する経路について説明する。
掃除機本体５の内部に流入した空気は、吸引風路４９を経て一次サイクロン分離装置１０に到達する。一次サイクロン分離装置１０において、一次流入口１１、一次旋回室１２、一次排出口１５の順に流れていき、該一次排出口１５から排出された空気は一次排出管１６を通って二次サイクロン分離装置２０に到達する。二次サイクロン分離装置２０において、二次流入口２１、二次旋回室２２、二次排出口２５の順に流れていき、該二次排出口２５から排出された空気は二次排出管２６を通過して、排気風路５１側へと流れていく。その後、該空気は、排気風路５１、フィルター５２、電動送風機５３及び排気口５４からなる排気経路を経て掃除機本体５の外部に排出される構成となっている。
また、上述のように、一次サイクロン集塵装置１０の下流位置に二次サイクロン集塵装置２０が設置されているため、二次サイクロン集塵装置２０が一次サイクロン集塵装置１０では捕集しきれなかったごみを捕集し、集塵ユニット５０としての捕集性能を向上することができ、掃除機本体５から排出される空気をさらに清浄化することができる。

以降、集塵ユニット５０を構成する一次サイクロン分離装置１０と二次サイクロン分離装置２０について説明する。なお、本発明の請求項の順序と、構造の説明の順序をおおよそ合わせるため、先に二次サイクロン分離装置２０について説明する。
図７は集塵ユニット５０の外観を示す斜視図であり、図８は集塵ユニット５０の前面図である。図９は集塵ユニット５０の左側面図であり、図１０は本発明に係る電気掃除機の集塵ユニット５０の上面図である。図１１は図８に示す集塵ユニット５０のＡ−Ａ矢視断面図、図１２は図８に示す集塵ユニット５０のＢ−Ｂ矢視断面図、図１３は図１０に示す集塵ユニット５０のＣ−Ｃ矢視断面図、図１４は図１３に示す集塵ユニット５０のＤ−Ｄ矢視断面図、図１５は図１３に示す集塵ユニット５０のＥ−Ｅ矢視断面図、図１６は図１３に示す集塵ユニット５０のＦ−Ｆ矢視断面図、図１７は図１６に示す集塵ユニット５０のＧ−Ｇ断面である。

まず、二次サイクロン分離装置２０の構成について図１０、図１２、図１６、を用いて説明する。
二次サイクロン分離装置２０は、一次排出管１６から含塵空気を取り込む二次流入口２１と、二次流入口２１をおおよそ接線方向に接続することで二次流入口２１から導入した含塵空気が旋回する二次旋回室２２とを備え、二次流入口２１から流入した吸気を旋回して塵埃を分離した後に該吸気を二次排出口２５から排出する。また、この二次排出口２５からの排気を、排気風路５１へと導く二次排出管２６を備えている。
この二次排出管２６は、図１２に示すように、二次旋回室２２の外部において、略直角に曲げて構成されている。さらには、図１０および図１６に示すように、二次排出管２６の屈曲部の下流側は、二次旋回室２２と二次流入口２１が接する位置から前記含塵空気の旋回方向に９０°進んだ位置の間の方向に延設されている。
また、二次排出管２６は、二次旋回室２２とその軸を略一致させて、二次旋回室２２内に突出して設置されており、その突出部の底壁に二次排出口２５を備えている。
また、二次旋回室２２は、その側壁が、略円筒形状の円筒部２２ｂと、略円錐形状の円錐部２２ａとで構成されている。また、円錐部２２ａの一部が開口して形成された二次開口部２３と、二次開口部２３を介して二次旋回室２２と連通する二次集塵室２４とを備えている。

二次サイクロン分離装置２０の動作についてその概要を説明する。
二次サイクロン分離装置２０は、一次排出管１６を経て二次流入口２１から含塵空気を取り込むと、含塵空気は、二次旋回室２２の側壁に沿って流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周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り下向きに流れていく。このとき、遠心力が塵埃に作用するため、一次サイクロン分離装置１０では捕捉しきれなかったごみが二次旋回室２２の内壁に押し付けられて吸気から分離され、下降する旋回流に乗って二次旋回室２２の下方に進んだ後、二次開口部２３を介して二次集塵室２４内に捕集される。ごみが除去された空気は、二次旋回室２２の中心軸に沿って上昇し、二次排出口２５から排出される。二次排出口２５から排出された空気は、二次排出管２６を通って、排気風路５１へと導かれる。

ここで、上述のように構成した二次排出管２６内の空気の流れについて説明する。図１２に示すように二次排出管２６内の風路がほぼ垂直に曲がると、該曲がり風路の内側に位置する空気流（破線）は曲がり半径が比較的小さく、抵抗損を受ける。一方、曲がり風路の内側に位置する空気流（実線）は曲がり半径が比較的大きいため、流れがスムーズであり、抵抗損を受けない。従って、一次旋回室１２から吸い込む空気流の速度が比較的速く、その力は強い。結果、二次排出管２６の流速の分布、すなわち吸引力の分布に強弱が生じる。

したがって、上述したような二次排出管２６の曲げ方向と二次流入口２１との位置関係とすることによって、二次排出口２５の流速分布の弱い部分が二次流入口２１付近に配されるようにすることができ、二次流入口２１から流入した空気が二次旋回室２２内を旋回する前に二次排出口２５にすぐに吸い込まれることを抑制することができる。これにより、旋回方向への流れを強めてごみを確実に捕集することができる。これに対し、二次排出口２５の流速の分布の強い部分を二次流入口２１付近に配した場合には、気流の一部が二次旋回室２２内を旋回せずに直接二次排出口２５から排出されるとともに、旋回方向とは逆の方向に向かう気流も発生するため、ごみに作用する遠心力が小さくなりごみが捕集されにくくなる。

なお、上記のような効果を得るためには、二次排出口２５において流速分布に強弱を発生させればよいため、本発明は［００１４］に示した構造に限られるわけではなく、例えば二次排出管２６の曲げ角度は略垂直でなくてもよい。

また、二次排出口２５における流速分布の強弱をより明確にするために、二次排出口２５から、二次排出管２６の曲げを開始する曲げ開始点（図１２中の点Ａ）までの距離（Ｘ）を二次排出管２６内の風路の断面の代表長（Ｄ）の２５倍以下としてもよい。なお、排気管風路１６の断面形状が円形である場合には、代表長（Ｄ）は該円形の直径である。
一般に、単純な管内流の場合、管入り口から一様速度で流入すると、管壁に沿って境界層が発達し、それが厚みを増して中心部に達すると、管内の速度分布は一定（放物線速度分布など）になる。この十分に発達した流れに達するまでの区間を助走区間、その長さを助走距離ｌと言い、乱流の場合、一般的にｌ／ｄ＞２５〜４０（ｄは管断面の代表長）であることが知られている。すなわち、ｌ／ｄ＞２５〜４０で管内の流速分布が一定となってしまう。
二次サイクロン分離装置２０は、通常、高風速域で使用されるためにその流れは乱流状態であり、上記の関係式が適用されるのが好適であり、上記のような寸法関係とすれば、さらに旋回方向への流れを強めてごみを確実に捕集することができる。さらには、距離Ｘをすることにより、二次サイクロン分離装置２０の小型に構成できる効果がある。

また、二次排出管２６内の風路において、曲げを開始する曲げ開始点よりも上流側に仮にフィルターを設けると、フィルターの圧損により、フィルターよりも上流側の二次排出管２６内の風路内の気流が整流されてしまい、二次排出口２５における流速分布の強弱が抑制されてしまう。
そこで、本発明では、二次排出口２５と曲げを開始する曲げ開始点との間にはフィルターを設けないようする。これにより、二次排出口２５における流速分布の強弱が顕著に現れるようにし、さらに旋回方向への流れを強めてごみを確実に捕集することができる。

次に、一次サイクロン分離装置１０の構成について、図１１、図１４、図１５、図１６および図１７を用いて説明する。
一次サイクロン分離装置１０は、吸引風路４９から含塵空気を取り込む一次流入口１１と、一次流入口１１をおおよそ接線方向に接続することで一次流入口１１から導入した含塵空気が旋回する一次旋回室１２とを備え、一次流入口１１から流入した吸気を旋回して塵埃を分離した後に該吸気を一次排出口１５から排出する。また、この一次排出口１５からの排気を、二次サイクロン分離装置２０へと導く一次排出管１６を備えている。
この一次排出管１６は、図１７に示すように、一次旋回室１２の外部において、略直角に曲げて構成されている。さらには、図１４および図１６に示すように、一次排出管１６の屈曲部の下流側は、一次旋回室１２と一次流入口１１が接する位置から前記含塵空気の旋回方向に９０°進んだ位置の間の方向に延設されている。
さらに、図１５に示すように、一次排出管１６における屈曲部の下流側は、０次開口部１１３の中央点と一次旋回室１２の軸を結ぶ平面に対して両側４５°の範囲内の方向に延設されている。
また、一次排出管１６は、一次旋回室１２とその軸をおおよそ一致させて、一次旋回室１２内に突出して設置されており、その突出部の側壁は、多数の微細孔を持つ略円筒形状の円筒体１５ｂと、多数の微細孔を持つ略円錐形状の円錐体１５ａとで構成し、この微細孔により排出口１５を構成している。
また、一次旋回室１２は、その側壁が、略円筒形状の円筒部１２ｂと、略円錐形状の円錐部１２ａとで構成されている。また、円筒部１２ｂの一部が開口して形成された０次開口部１１３と、円錐部１２ａの一部が開口して形成された一次開口部１３と、０次開口部１１３を介して一次旋回室１２と連通する０次集塵室１１４と、一次開口部１３を介して一次旋回室１２と連通する一次集塵室１４とを備えている。また、０次開口部１１３は一次流入口１１よりも低い位置に形成されている。

一次サイクロン分離装置１０の動作についてその概要を説明する。
一次サイクロン分離装置１０は、吸引風路４９を経て一次流入口１１から含塵空気を取り込むと、含塵空気は、一次旋回室１２の側壁に沿って流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周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り下向きに流れていく。このとき、遠心力が塵埃に作用するため、例えば髪の毛・飴袋・砂（比較的大きな砂）等のサイズも比重も比較的大きなごみ（以下、「ごみＡ」という）が一次旋回室１２の内壁に押し付けられて吸気から分離され、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４に捕捉されて堆積する。また、残りの塵埃は下降する旋回流に乗って一次旋回室１２の下方に進む。これにより、軽くて気流に乗りやすく且つ嵩の多い、綿ごみや細かい砂ごみ（以下、「ごみＢ」という）が一次開口部１３を介して一次集塵室１４内に送られ、さらに、風圧により一次集塵室１４の上方に追いやられ、そこで堆積し圧縮される。ごみＡ及びごみＢが除去された空気は、一次旋回室１２の中心軸に沿って上昇し、一次排出口１５から排出される。一次排出口１５から排出された空気は、一次排出管１６を通って、後に説明する二次サイクロン分離装置へと導かれる。

上述のように一次排出管１６を曲げて構成したことにより、上述で説明した原理と同様の原理で、一次排出口１５の流速の分布、すなわち吸引力の分布に強弱が生じる。
したがって、上述した一次排出管１６の曲げ方向と一次流入口１１の位置関係とすることにより、図１７に示すように、一次排出口１５の流速の分布の弱い部分が一次流入口１１付近に配されるようにすることができ、一次流入口１１から流入した空気が一次旋回部１２内を旋回する前に一次排出口１５にすぐに吸い込まれることを抑制することができる。これにより、旋回方向への流れを強めてごみを確実に捕集することができる。これに対し、一次排出口１５における流速の分布の強い部分を一次流入口１１付近に配した場合には、気流の一部が一次旋回室１２内を旋回せずに直接一次排出口１５から排出されるとともに、旋回方向とは逆の方向に向かう気流も発生するため、ごみに作用する遠心力が小さくなりごみが捕集されにくくなる。

また、上述した一次排出管１６の曲げ方向と０次開口部１１３の位置関係により、一次排出口１５の流速分布の弱い部分が０次開口部１１３付近に配置され、吸引力の強い部分が０次開口部１１３付近に配置されないので、０次集塵室１１４に分離するごみＡへの一次排出口１５からの吸い込み力を抑制して、抑制した分だけ分離性能を向上させることができる。

なお、上述に示した効果を得るためには、一次排出口１５において流速分布に強弱を発生させればよいため、本発明は本実施例に示した構造に限られるわけではなく、例えば一次排出管１６の曲げ角度は略垂直でなくてもよい。

また、一次排出管１６を曲げて構成することによって得られる効果と、一次排出管１６の曲げ方向と０次開口部１１３の位置関係によって得られる効果は、互いに独立した効果である。すなわち、上述した一次排出管１６の曲げ方向と０次開口部１１３の位置関係による効果は、上述した一次排出管１６の曲げ方向と一次流入口１１の位置関係に拠らず、その逆もまた同様である。

また、上述したように、一次排出口１５を一次排出管１６の側壁に設けた微細孔にて形成したことにより軸方向の吸引力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくさせる効果があるが、さらに、図１４に示すように、一次排出管１６において、一次流入口１１付近の一部を除いた領域に一次排出口１５を形成してもよい。
これにより、軸方向の吸引力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくさせつつも、一次流入口１１から流入した吸気が一次排出口１５に直接吸い込まれることを抑制し、より一層旋回方向への流れを強めてごみに作用する遠心力を高め、捕集性能を更に向上することができる。

さらに、図１１および図１３に示すように、一次排出管１６において、０次開口部１１３付近の一部を除いた領域に一次排出口１５を形成しても良い。
これにより、軸方向の吸引力を抑制してごみの作用する旋回力を大きくさせつつも、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４に飛ばすごみＡに対する一次排出口１５からの吸引力が抑制されるため、ごみＡを確実に０次集塵室１１４に捕集することが可能となる。これに対し、一次排出管１６において、０次開口部１１３付近の領域に一次排出口１５を設けた場合には、一次排出口１５からの吸引力がごみＡに対して大きく作用するために、ごみＡが０次集塵室１１４に捕集されにくくなるとともに、一旦０次集塵室１１４に捕集されたごみＡの再飛散も生じやすくなってしまう。

また、図１３に示すように、円錐体１５ａの略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲内になるように配置されるように構成してもよい。
これにより、軸方向の吸込み力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくさせつつも、０次開口部１１３と排出口１５との距離が確保され、０次開口部１１３を介して０次集塵室１１４に分離するごみＡに対する排出口１５からの吸引力が抑制され、ごみＡを０次集塵室１１４で確実に捕集することができる。
また、本実施の形態に示されたような反転式の一次サイクロン分離装置１０において、一次排出管１６は一次旋回室１２の上部から突出する構成となるが、ごみＡに対する一次排出口１５からの吸引力が抑制されるため、０次開口部１１３を円錐体１５ａに近い高さに設置してもごみＡを確実に０次集塵室１１４に捕集することができる。このため、０次集塵室１１４の深さを深くすることができ、ごみＡの再飛散を更に抑制して捕集性能を高めることができる。
さらには、一次旋回室１２の下方まで旋回しながら到達した気流が反転して一次旋回室１２の中央を上昇する流れを円錐体１５ａによりスムーズに取り入れることができるので、旋回気流を乱さず、捕集性能を向上することができる。また、円錐体１５ａが略円錐形状であるために、髪の毛等の長い糸状のごみが一次排出管１６に巻きついた際に、該ごみを円錐の先端方向に沿って動かすことにより容易に除去できるという利点もある。

また、図１１および図１３に示すように、一次流入口１１の軸方向における高さ範囲を、円筒体１５ｂの軸方向における高さ範囲内となるように配置し、かつ円錐体１５ａの大端の軸方向における高さ位置を、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲外としてもよい。
これにより、一次流入口１１から入った気流がスムーズに旋回することができるため、ごみに作用する遠心力が高まり捕集性能を向上することができる。また、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲には円錐体１５ａのみが配置されることになるため、より確実に０次開口部１１３と一次排出口１５との距離を確保することができ、０次集塵室１１４に飛ばすごみＡに対する一次排出口１５からの吸引力を抑制し、捕集性能を高めることができる。

また、上述のように一次円錐部１２ａと一次開口部１３と一次集塵室１４とを設けたことにより、０次集塵室１１４では捕集しきれないごみＢ（比較的表面積が小さく空気抵抗の作用が小さなごみ）を一次集塵室１４により捕集することができる。また、一次円錐部１２ａには旋回気流の旋回半径を徐々に小さくしてごみに作用する遠心力を高める効果があるが、一次旋回室１２の下方まで旋回しながら到達した気流が反転して一次旋回室１２の中央を上昇する流れを円錐体１５ａによりスムーズに取り入れることができるので、旋回気流を乱さず、捕集性能を向上することができる。すなわち、上記の一次円錐部１２ａと円錐体１５ａの組み合わせにより、より確実にごみＢを一次集塵室１４に捕捉することができる。

また、図１１に示すように一次円錐部１２ａの一次旋回室１２の中央軸に対する傾斜角度が、一次旋回室１２の中央軸に対する円錐体１５ａの傾斜角度とほぼ同等かそれ以下となるように構成しても良い。
これにより、一次旋回室１２における旋回風路（一次旋回室１２のうち、一次排出管１６およびその内部風路を除く風路）の風路断面積を、一次円錐部１２ａにおいて縮小させることなく、圧力損失を抑制するとともに、一次旋回室１２中央の上昇流の風路を確保し、旋回流と上昇流との干渉を防ぎ気流が乱れないようにすることができ、捕集性能を向上することができる。また、一次円錐部１２ａの壁面と円錐体１５ａとの間の距離を近づけないようにして、一次円錐部１２ａの内壁面に沿って旋回するごみＢが円錐体１５ａから吸い込まれるのを抑制することができる。

また、図１１および図１３〜１５に示すように一次開口部１３の開口面積を０次開口部１１３の開口面積よりも小さくしてもよい。
これにより、一次開口部１３を通って一次集塵室１４へ流入する空気の量を抑え、一次集塵室１４に到達したごみＢの再飛散を抑制する効果が得られる。

また、本実施の形態に示したように、電気掃除機１００に一次サイクロン分離装置１０および二次サイクロン分離装置２０を搭載することにより、含塵空気から塵を確実に分離することが可能となる。したがって、フィルターを使わないもしくはフィルターの数を削減することができるため、フィルターの目詰まりが生じにくく、風量が低下しにくい電気掃除機１００を提供することが可能となる。なお、上記の効果は、電気掃除機１００に一次サイクロン分離装置１０に相当するサイクロン装置のみを搭載しても得られるし、また二次サイクロン分離装置２０に相当するサイクロン装置のみを搭載しても得ることができる。

１ 吸込口体、２ 吸引パイプ、３ 接続パイプ、４ サクションホース、５ 掃除機本体、１０ 一次サイクロン分離装置、１１ 一次流入口、１２ 一次旋回室、１２ａ 一次円錐部、１２ｂ 一次円筒部、１３ 一次開口部、１４ 一次集塵室、１５ 一次排出口、１５ａ 円錐体、１５ｂ 円筒体、１６ 一次排出管、２０ 二次サイクロン分離装置、２１ 二次流入口、２２ 二次旋回室、２２ａ 二次円錐部、２２ｂ 二次円筒部、２３ 二次開口部、２４ 二次集塵室、２５ 二次排出口、２６ 二次排出管、４９ 吸引風路、５０ 集塵ユニット、５１ 排気風路、５２ フィルター、５３ 電動送風機、５５ 車輪、１００ 電気掃除機、１１３ ０次開口部、１１４ ０次集塵室。

Claims (8)

1. 外部風路からの含塵空気が流れ込む流入口と、略円筒形状に形成され、前記流入口が接線方向に連通し、該流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気と塵埃を分離する旋回室と、前記旋回室内の前記含塵空気から分離した空気を排出する排出口と、前記旋回室側壁の一部を開口して形成された第２の開口部と、前記第２の開口部の半径方向外側に設けられた第２の集塵室と、吸引力を創出する送風機と、該送風機と前記排出口とを連通する排出管と、を備え、
   前記旋回室の側壁は、前記第２の開口部の反対側が塞がれており、
   前記排出管は前記旋回室の軸方向に引き出された後、略直角に曲がる屈曲部を有し、前記屈曲部の空気の排出方向が、前記第２の開口部の中央点と前記旋回室の軸を結ぶ平面に対して両側４５°の範囲内にあることを特徴とするサイクロン分離装置。
2. 前記排出管の側壁の少なくとも一部は前記旋回室に突出するように設けられ、前記排出口の少なくとも一部を前記側壁に設けた複数の孔で構成し、
   前記第２の開口部付近の一部を除いた領域に前記排出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン分離装置。
3. 前記排出管は、前記旋回室に突出するように設けられるとともに、少なくとも一部は、側壁に複数の孔を有する略円錐形状の円錐体を備え、
   前記円錐体の略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が、前記第２の開口部の軸方向における開口範囲内になるように配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサイクロン分離装置。
4. 前記排出口の側壁の少なくとも一部が、前記円錐体の大端と連続して設けられ、複数の孔を有する円筒体で構成され、
   前記流入口の軸方向における高さ範囲を、前記円筒体の軸方向における高さ範囲内となるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のサイクロン分離装置。
5. 前記旋回室は、その側壁が、略円筒形状の円筒部と、先端に近づくほど径が小さくなる略円錐の先端を切り落とした形状の円錐部とで構成され、
   前記円錐部の小径側を開口する第１の開口部と、前記第１の開口部の下側に設けられた第１の集塵室を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のサイクロン分離装置。
6. 前記円錐部の前記旋回室の中央軸に対する傾斜角度を、前記旋回室の中央軸に対する前記円錐体の傾斜角度とほぼ同等かそれ以下とすることを特徴とする請求項５に記載のサイクロン分離装置。
7. 前記第１の開口部の開口面積は、前記第２の開口部の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のサイクロン分離装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のサイクロン分離装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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