JPH09154784A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気掃除機から排出される排気粉塵を微細塵
の領域まで捕塵することができず、また、長期使用もで
きなかった。 【解決手段】 掃除機本体内に吸込口６を備えた集塵室
４と、電動送風機７を収納し、かつ排気口２３を有した
電動送風機収納室５とを備えた電気掃除機において、そ
の排気口２３の前段に細塵用フィルタ１１を設けるとと
もに後段に微細塵用フィルタ１２を設け、二段フィルタ
構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掃除機本体内に吸
込み口を備えた集塵室と、電動送風機を収納し、かつ排
気口を有した電動送風機収納室とを備えた電気掃除機に
係り、特に、排気清浄化構造を備えた電気掃除機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電気掃除機は、図５に示
すように電動送風機７の後部方向に設けられた本体ケー
スの後部の排気口２３に隣接して繊維性の排気フィルタ
２５を一段設置してなるものである。尚、図５におい
て、３は仕切壁、４は集塵室、５は電動送風機室、６は
吸込口、８はコードリール巻き取り装置、１０は紙袋、
２４は車輪である。

【０００３】また、特開昭４９−１００８５１号公報、
特開昭４９−１００８５２号公報、特開昭５７−１４５
６３６号公報等に記載のようなマルチサイクロン、サイ
クロン集塵装置を電動送風機の前段（吸引側）に設けて
なる電気掃除機が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図５に示すように
構成してなる従来の電気掃除機であれば、電動送風機収
納室内の排気粉塵を全て一段の排気フィルタで捕塵する
必要があり、従って、微細塵の領域まで一段の排気フィ
ルタで捕獲するためには、排気フィルタの繊維密度を向
上させる必要があり、排気フィルタの繊維密度を向上さ
せると、排気フィルタの目詰まりが早く、頻繁にフィル
タを交換しなければ十分な性能が得られないという問題
点があった。

【０００５】また、上記の点を考慮して排気フィルタで
捕塵する領域を細塵の領域までとすると、排気フィルタ
の繊維密度を微細塵の領域まで捕塵する排気フィルタよ
り粗くすることができるが、微細塵を捕獲することがで
きず、しかも、この種の排気フィルタの性質からフィル
タ繊維内に捕塵するため捕塵量の少ない間に交換する必
要があるという問題点があった。

【０００６】そしてまた、特開昭４９−１００８５１号
公報、特開昭４９−１００８５２号公報、特開昭５７−
１４５６３６号公報に記載のマルチサイクロン、サイク
ロン集塵装置は電気掃除機の集塵部（つまり、電動送風
機の吸引側）に設けられているため、上記サイクロン
（マルチサイクロンを含む）集塵装置は気流反転型サイ
クロンとなって圧力損失が大きくなり、電動送風機の基
本性能である吸引力（吸込み仕事率）が従来の紙袋集塵
に比べ約１００ワット（Ｗ）以上低下するという問題点
があった。

【０００７】さらに、電気掃除機の集塵部にサイクロン
集塵装置を設けた場合、特開昭４９−１００８５１号公
報、特開昭４９−１００８５２号公報に記載のように、
サイクロンの前段に一次フィルタを設けたとしても、サ
イクロン集塵装置に入力される塵埃の粒度分布は、約１
００ミクロン（μｍ）からサブミクロンの領域であるた
め、マルチサイクロン集塵装置のようにサイクロン外筒
径を小型化してサイクロンの分離径の小型化を図っても
上記粒度分布の粒子間の衝突、反発により、サイクロン
集塵装置内の粒子旋回速度が大きな粒子径に収束される
ため、捕塵効率の低下が生じるという問題があった。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めに、電気掃除機から排出される排気粉塵を微細塵の領
域まで捕塵し、かつ、長期使用可能な電気掃除機用排気
フィルタを備えた電気掃除機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電気掃除機は、
上記のような問題点を解決したもので、電気掃除機の集
塵部に従来の紙袋を搭載し紙袋から漏れた塵埃つまり、
粒度分布約５ミクロンからサブミクロンの領域を捕塵対
象とするために、電気掃除機の排気部に排気フィルタ装
置を設けてなるものであり、また、電気掃除機の排気部
に排気フィルタ装置を設けた場合、排気フィルタによる
圧力損失が大きくても、電気掃除機の吸引力（つまり吸
込み仕事率）への影響は約５ワット以下で非常に小さ
い。

【００１０】そして、排気フィルタは二段フィルタ構成
とし、前段フィルタとして細塵捕塵用に捕塵量が多く、
かつ、捕塵量に伴う圧力損失の少ないサイクロン集塵装
置を設けてなるものであり、しかも、そのサイクロン集
塵装置は細塵捕獲効率を高くするためにサイクロン外筒
径の小型化（サイクロン集塵装置に入力される塵埃の粒
度分布は上記に示した如く約５ミクロンからサブミクロ
ンの領域であるため、大型粒子による衝突、反発が非常
に少ないため捕塵効率は向上する。）並びにサイクロン
集塵装置の初期圧力損失を低減するため軸流直進型サイ
クロンを複数個並列に接続し、かつ各サイクロン入口に
マルチサイクロンの個別圧力損失のばらつきを低減する
ために、ホーン状のマルチサイクロン排気取り入れ口を
設けてなるものである。

【００１１】さらにまた、上記サイクロン外筒小型化に
よる各捕塵収容容器を共通化することで対処するととも
に、サイクロン集塵装置の排気部に後段フィルタとして
微細塵捕獲のみの繊維性ＨＥＰＡ（High Efficiency Pa
rticulate Air）フィルタを設けることにより、前段の
マルチサイクロン集塵装置から漏れたサブミクロン領域
の微細塵のみを捕獲可能としたものである。

【００１２】本発明の電気掃除機は上記構成にて、電気
掃除機の集塵部でなく、紙袋から漏れた電動送風機から
の排気塵埃を対象とするため、電気掃除機の吸引力（吸
い込み仕事率）への影響がなく、また、電動送風機から
の排気塵埃の約９０パーセント以上の細塵を捕塵量に圧
力損失が影響されず、しかも、捕塵収容容器の大きいマ
ルチサイクロンで捕塵することが可能となり、そのう
え、マルチサイクロンから漏れた僅かな微細塵のみをＨ
ＥＰＡフィルタで捕塵することができる。

【００１３】従って、各排気フィルタの捕塵対象が限定
されるため、各排気フィルタの性能を最大限に引き出す
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電気掃除機の実施
の形態を図１乃至図４とともに説明するが上記従来例と
同一部分は同一符号を付して説明する。図１は電気掃除
機本体を示し、本体ケースは、下部本体ケース１の上側
に結合固定された下面を開口した上部本体ケース２とか
らなっている。

【００１５】上記電気掃除機本体の内部は、図２に示す
如く通過口を有する仕切壁３により前後に区画されてお
り、この仕切壁３より前側の空間部が集塵室４になって
いるとともに、後側の空間部が電動送風機室５になって
いる。また、上記電気掃除機本体には、集塵室４と外部
とを連通し吸込み用ホースの一端部が着脱自在に接続さ
れる吸込口６が開口形成されている。

【００１６】また、上記集塵室４内には集塵されたゴミ
を収容するための紙袋１０が設置されている。さらに、
上記電気掃除機本体の後部の上記電動送風機室５には、
電動送風機７、コードリール巻き取り装置８及び排気フ
ィルタ装置９が設置されている。

【００１７】上記電動送風機７による気流の流れは、ま
ず塵埃を多量に含んだ空気が吸込口６から集塵室４内の
紙袋１０に吸引され、紙袋１０にて粒子径の大きな塵埃
が捕塵され、次に紙袋１０にて捕塵できない塵埃は仕切
壁３を通過して、電動送風機７側に向かって吸引され
る。上記電動送風機７に吸引された塵埃を含んだ空気は
そのまま電動送風機７から排出され、排気フィルタ装置
９に到達する。

【００１８】上記排気フィルタ装置９は図１に示すよう
に、電動送風機７からの塵埃を含んだ排気風の塵埃を効
率良く捕塵するために、前段のフィルタ部として、マル
チサイクロン集塵装置１１、その後段のフィルタ部（前
段フィルタ部の排気部）にＨＥＰＡフィルタ集塵装置１
２の二段フィルタ構成とし、塵埃を捕獲してから電気掃
除機本体の下部本体ケース１の底面に設けた排気口２３
から浄化されたきれいな空気だけを電気掃除機本体から
排気する構造である。

【００１９】上記排気フィルタ装置９の構成の詳細を図
３に示す。図３において、排気フィルタ装置９は上記し
た如く、前段のフィルタ部として並列に複数個並べられ
た小型サイクロン集塵装置１３にてマルチサイクロン集
塵装置１１が構成され、そのマルチサイクロン集塵装置
１１に電動送風機７からの排気を取り入れるためにマル
チサイクロン排気取り入れ口１４が設けられてている。

【００２０】上記マルチサイクロン排気取り入れ口１４
は、図４に示すごとく複数個の小型サイクロン集塵装置
１３の個々に対応したサイクロン入口１５と排気導入管
１６と排気導入ホーン１７から構成されている。そし
て、その排気導入ホーン１６はマルチサイクロン排気取
り入れ口１４の電動送風機７からの排気方向に対抗する
方向面に設けられ、かつ、電動送風機７からの排気を効
率良く各小型サイクロン集塵装置１３に入力できるよう
に、複数段及び複数列に配列（図３の実施の形態では２
段６列配置を示す。）してなるものである。

【００２１】上記各排気導入ホーン１７から導入された
排気は各排気導入管１６を通過し、各小型サイクロン集
塵装置１３に入力される。、また、各小型サイクロン集
塵装置１３に入力された塵埃を含んだ空気は図４に示す
如く、サイクロン筒１９の内部壁面と気流旋回補助装置
１８により強制旋回する。そのサイクロン筒１９の管径
は実験ではφ１６ｍｍと小型のため、上記旋回速度は非
常に高速となり、細塵の分離が可能となる。

【００２２】そして、分離された細塵はサイクロン筒１
９の内壁に誘導され、壁面を旋回しながらサイクロン筒
１９の下部に接続されたサイクロン集塵収容器２０に到
達し収容される。また、サイクロン集塵収容器２０は各
小型サイクロン集塵装置１３に個別に配置するものでな
く共通化をすることにより、各小型サイクロン１３の下
部固定と集塵収容量の拡大を図っている。上記構成に
て、細塵と空気とが分離され、空気はサイクロン筒１９
の管軸共通の各サイクロン排気管２１を介して排出され
る。

【００２３】以上により、前段のフィルタ部として、マ
ルチサイクロン集塵装置１１を搭載することにより、排
気中の細塵は捕獲され、かつ、サイクロンの特長である
集塵量に対して圧力損失の増加がなく、集塵量が繊維性
フィルタに較べ格段に収容能力が優れているため電気掃
除機の使用期間（製品寿命）まで廃棄処理及び交換が不
要である。

【００２４】また、マルチサイクロン集塵装置１１にお
いては、サイクロン筒１９の小型化では気流の圧力損失
が大きくなるため、小型サイクロン集塵装置１３を多数
並列接続する（図３では１２個の並列接続を示す。）マ
ルチサイクロン化により、細塵捕獲効率を向上しながら
圧力損失の低減が可能となる。

【００２５】そして、各小型サイクロン集塵装置１３の
複数個並列配置方法として、前後２段６列配置により、
マルチサイクロン集塵装置１１の実装スペースの低減を
図ることができる。（この実施形態では、並列数１２個
に関し記述したが並列数また実装スペースにより組み合
わせは可能である。） 尚、上記前段のフィルター部としてのマルチサイクロン
集塵装置１１からの排気、つまり各サイクロン排気管２
１からの排気には僅かな非常に小さい微細塵のみが含ま
れるのみである。

【００２６】また、上記排気を後段のＨＥＰＡフィルタ
集塵装置１２に効果的に導くために、サイクロン集塵収
容器２０の下部に密閉し、かつ、ＨＥＰＡ集塵装置１２
を設けることが可能な連結用排気ダクト２２を接続す
る。この排気ダクト２２により、前段のフィルタ部のマ
ルチサイクロン集塵装置１１からの排気を外部に漏らす
ことなく後段のフィルタ部のＨＥＰＡフィルタ集塵装置
１２に導く。

【００２７】上記後段のフィルタ部は高効率な微細塵捕
獲用の繊維性ＨＥＰＡフィルタ集塵装置１２であり、各
サイクロン排気管２１に対向した面に設置されている。
このＨＥＰＡフィルタ集塵装置１２にて捕塵する対象塵
埃は僅かな非常に小さい微細塵のみであるため、ＨＥＰ
Ａフィルタ集塵装置１２は特性に適した選択捕塵が可能
となり、目詰まりも少なく非常に優れた特性を長期間に
渡り継続することができる。

【００２８】上記の構成により、後段のフィルタ部のＨ
ＥＰＡ集塵装置１２を通過した排気は非常に清浄化され
た排気となり、電気掃除機本体の排気口２３から電気掃
除機本体外部に排気される。

【００２９】尚、上記実施の形態においては、電気掃除
機本体後部底部に排気口２３を設けた場合について説明
したが、本体後部背面あるいは上部等に設けても良く、
また、上記の実施の形態においては、排気フィルタ装置
が前段、後段のフィルタ部に分かれていて一体構成で電
気掃除機本体内部に設置した場合について説明したが、
従来の電気掃除機本体の排気部に外部から取り付ける構
成にしてもよく、そしてまた、上記実施の形態において
は、現在のマルチサイクロン集塵装置の捕塵特性が細塵
領域までのため、微細塵捕塵用として後段にＨＥＰＡ集
塵装置を設けているが、マルチサイクロン集塵装置の捕
塵特性が微細塵領域で捕獲可能となれば一段構成も可能
であり、本願発明は上記実施の形態に限定するものでは
ない。

【００３０】

【発明の効果】本発明の電気掃除機は上記のような構成
であるから、請求項１記載の発明においては、排気フィ
ルタとして前段に細塵用フィルタ、後段に微細塵用フィ
ルタを設けることにより、各塵埃に対し捕塵に優れたフ
ィルタを採用することが可能となり、効果的な排気フィ
ルタを提供することができる。

【００３１】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明の効果に加えて、前段の細塵用フィル
タとしてサイクロン集塵装置を用いることにより、集塵
量に関係なく圧力損失が少なく集塵効率の安定した集塵
装置を提供することが可能となる。

【００３２】そして、請求項３記載の発明においては、
請求項２記載の発明の効果に加えて、サイクロン入口総
面積が向上し、電動送風機からの排気を有効に前段の細
塵用フィルタに導くことができる。そしてまた、請求項
４記載の発明においては、請求項２若しくは請求項３記
載の効果に加えて、各細塵捕獲用小型サイクロンの圧力
損失を全体的（前段細塵用フィルタとして）に総圧力損
失を低減させ、捕塵効率を向上させることができる。

【００３３】さらに、請求項５記載の発明においては、
請求項４記載の発明の効果に加えて、各細塵捕塵用小型
サイクロン個別の集塵収容器では集塵収容量を大きくす
ることができないが、共通化することにより集塵収容量
が大きくすることができ、しかも、製品寿命期間は十分
に集塵排気処理をせずに使用することができ、また、各
小型サイクロンの片端保持機能をも有することが可能と
なる。

【００３４】さらにまた、請求項６記載の発明において
は、請求項４記載の効果に加えて、電気掃除機本体ケー
スとは別に、排気ダクトを設けたことにより、前段の細
塵用フィルタ通過後の排気を後段の微細塵用フィルタに
効果的に導くことができる。また、請求項７記載の発明
においては、請求項６記載の効果に加えて、排気ダクト
に導かれた排気が排気フィルタ集塵装置の外部に漏れる
ことなく後段の微細塵用フィルタに効率よく導くことが
できる。

【００３５】そして、請求項８記載の発明においては、
請求項７記載の効果に加えて、前段の細塵用フィルタか
ら通過した僅かな微細塵を効率的に捕塵することが可能
となり、かつ、後段の微細塵用フィルタの寿命、つまり
目詰まりの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気掃除機の実施の形態を示す要部断
面正面構成図である。

【図２】本発明の電気掃除機の実施の形態を示す要部横
断面構成図である。

【図３】図２の排気集塵装置の要部斜視構成図である。

【図４】図３の小型サイクロン集塵装置の要部斜視構成
図である。

【図５】従来の電気掃除機の実施の形態を示す要部断面
正面構成図である。

【符号の説明】

１ 下部本体ケース ２ 上部本体ケース ３ 仕切壁 ４ 集塵室 ５ 電動送風機室 ６ 吸込口 ７ 電動送風機 ８ コードリール巻き取り装置 ９ 排気フィルタ装置 １０ 紙袋 １１ マルチサイクロン集塵装置 １２ ＨＥＰＡフィルタ集塵装置 １３ 小型サイクロン集塵装置 １４ マルチサイクロン排気取り入れ口 １５ サイクロン入口 １６ 排気導入管 １７ 排気導入ホーン １８ 気流旋回補助装置 １９ サイクロン筒 ２０ サイクロン集塵収容器 ２１ サイクロン排気管 ２２ 排気ダクト ２３ 排気口 ２４ 車輪 ２５ 排気フィルタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掃除機本体内に吸込口を備えた集塵室
   と、電動送風機を収納し、かつ排気口を有した電動送風
   機収納室とを備えた電気掃除機において、その排気口の
   前段に細塵用フィルタを設けるとともに後段に微細塵用
   フィルタを設け、二段フィルタ構成としたことを特徴と
   する電気掃除機。
2. 【請求項２】 上記細塵用フィルタにサイクロン集塵装
   置を用い、その細塵用フィルタの捕塵による圧力損失を
   低減したことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 【請求項３】 上記サイクロン集塵装置は排気を有効に
   そのサイクロン集塵装置に誘導するために、サイクロン
   入口を複数個直並列に配列したことを特徴とする請求項
   ２記載の電気掃除機。
4. 【請求項４】 上記サイクロン集塵装置は複数個のサイ
   クロン入口に各対応した複数個のサイクロン集塵装置を
   設けてなるマルチサイクロン方式としたことを特徴とす
   る請求項２若しくは請求項３記載の電気掃除機。
5. 【請求項５】 上記サイクロン集塵装置のサイクロン筒
   を複数個にて構成し、そのサイクロン集塵装置の捕塵収
   容器と共通としたことを特徴とする請求項４記載の電気
   掃除機。
6. 【請求項６】 上記複数個並列接続されたサイクロン集
   塵装置の排気を微細塵用フィルタに誘導する排気ダクト
   を設けたことを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
7. 【請求項７】 上記排気ダクトは一端をサイクロン集塵
   装置の排気部に当接し、他端は微細塵用フィルタに当接
   させてなることを特徴とする請求項６記載の電気掃除
   機。
8. 【請求項８】 上記微細塵用フィルタをＨＥＰＡフィル
   タで構成したことを特徴とする請求項７記載の電気掃除
   機。