特開 2023-134983 集塵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023134983

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】集塵装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/10 20060101AFI20230921BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20230921BHJP

   B04C 5/28 20060101ALI20230921BHJP

   B04C 5/185 20060101ALI20230921BHJP

   B04C 5/103 20060101ALI20230921BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20230921BHJP

   F24F 13/02 20060101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

F24F7/10 101C

B01D45/12

B04C5/28

B04C5/185

B04C5/103

B04C5/04

F24F13/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022039968

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】522104624

【氏名又は名称】伊藤 裕一

(74)【代理人】

【識別番号】100181087

【弁理士】

【氏名又は名称】藤松 知久

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 裕一

【テーマコード（参考）】

3L080

4D031

4D053

【Ｆターム（参考）】

3L080AA03

3L080AC01

4D031AC04

4D031BA01

4D031BA03

4D031BA10

4D031CA02

4D031DA02

4D053AA03

4D053AB01

4D053BA04

4D053BB02

4D053BC01

4D053BD04

4D053CA04

4D053CB11

4D053CD22

(57)【要約】

【課題】メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造とすることができる集塵装置を提供する。
【解決手段】実施形態の集塵装置１Ｘは、埃分離部２Ｘ、埃集積部３Ｘ及び構造躯体部４Ｘを備え、埃分離部２Ｘは、埃分離部２Ｘと構造躯体部４Ｘとの配設により、天井９の貫通孔９１の３６０度周辺方向に向けて吸気口２１２ｘを配置することが可能なインテーク部２１０ｘと、吸気口２１２ｘと連通される筒形状に形成された外筒２１３ｘを有する外筒部２１ｘと当該外筒２１３ｘの筒形状における同芯軸上を中心として、外筒２１３ｘの内側に外筒２１３ｘの内径よりも小さい筒形状に形成されたを有する内筒部とが設けられた、少なくとも一つのサイクロンドラム部２０ｘを有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建造物の屋内の天井に設けられた排気ダクトに接続可能な集塵装置であって
吸気口から吸入された空気から、当該空気と当該空気に含まれる埃を渦流れによって分離する埃分離部と、
下部側に前記埃分離部から落下する埃を一定量まで集積可能な埃集積部と、
前記埃分離部を前記天井に設けられた貫通孔を介して、前記排気ダクトへ接続し前記天井に固定するための構造躯体部と、を備え、
前記埃分離部は、前記埃分離部と前記構造躯体部との配設により、前記天井の前記貫通孔の３６０度周辺方向に向けて複数の前記吸気口を配置することが可能なインテーク部と、
前記インテーク部の前記吸気口と連通される筒形状に形成された外筒と、当該外筒の筒形状における同芯軸上を中心として、前記外筒の内側に前記外筒の内径よりも小さい筒形状に形成された内筒とが設けられた、１又は複数のサイクロンドラム部と、を有し、
前記サイクロンドラム部の前記外筒は、前記内筒よりも下方まで延設されて、前記吸気口から吸気された前記空気が、前記外筒の内周側と前記内筒の外周側との間を通り、前記空気と前記空気に含まれる埃を前記内筒の前記筒形状に沿って渦流れを生じさせ、前記空気に含まれる埃を前記内筒の下方にある前記埃集積部へ落下させると共に、分離された前記空気を前記内筒の下端側の開口から上端側の開口へ通気させて前記排気ダクトへ排出させる
ことを特徴とする集塵装置。

【請求項2】

前記埃分離部が複数の前記サイクロンドラム部を有する場合に、
前記埃分離部の上下方向に沿った中心軸の周辺に、隣接する前記サイクロンドラム部が等間隔となるように複数の前記サイクロンドラム部が設けられ、かつ、複数の前記サイクロンドラム部の上部側に円周方向に間隔を開けて複数の前記吸気口が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。

【請求項3】

複数の前記サイクロンドラム部の各々の前記内筒の外周面側には、前記吸気口の吸入方向に沿った前記内筒の下方側に向かう螺旋状の突起が少なくとも当該外周面側の一部に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の集塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屋内の部屋を換気するための集塵装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

２４時間換気システムの仕組みは、外気をリビングや個室にある給気口によって取り込み、部屋全体の空気をきれいにした後、洗面所やトイレにある天井排気口から外に排出されるというのが一連の流れである。２４時間換気システムを採用している住宅に住んでいても、効率的な空気循環のために定期的なメンテナンスを怠ると、空気の出入り口部分や、換気装置中のフィルターがほこりで詰まってしまい、電気消費量の無駄になる。換気装置のフィルターの汚れ具合は、周辺環境によって変わるため、交換頻度は各家庭などにより異なる状況があるものの、次第に汚れが溜まってくるので、数週間～数ヶ月程度に一度は給気口や排気口のチェックや、清掃を行う必要がある。

【0003】

例えば、近年のマンションでは、風呂・洗面所・トイレは、一つの集中型の換気システム（以降では、集中換気システムと称す）が、各排気口の排気量を制御している。メッシュ状の樹脂フィルターに通過する空気中の埃を絡め取るモノが一般的であり、換気用に天井に取り付けられた排気口にそのフィルターが取り付けられて、換気システムへの埃の侵入を防ぐ方法が一般的となっている。

【0004】

なお、集塵装置において、外筒部の上部側面に設けた吸気口から導入した空気を、外筒部と、その内側に配置された内筒部との間で旋回させることにより空気中の塵埃類を遠心分離し、塵埃類が分離された空気を内筒部の下端から上端へと導くように構成されたサイクロンドラムと、該サイクロンドラムの上部に設けられたチャンバーボックスとを具備し、チャンバーボックスの内径が、内筒部の内径と略同径ないしそれよりも大径に形成されるとともに、チャンバーボックスの側面には、空気を周方向に排出する排気口が設けられていることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４３６２７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１５に、従来例のマンションにおける集中換気システムの一例を示す。また、図１６に、従来例のトイレ及び洗面所に備えられた換気ユニット２００の一例を示す。

【0007】

図１５に示す集中換気システムでは、例えば集中換気装置１００が給排気の流れを強制的に発生させる排気ファンを有している。屋内の天井９に設けられた排気ダクト（換気ダクト）８に取り付けられた集中換気装置１００により、戸外の新鮮な空気を外気吸入管路４００から屋内へ取り込む。

【0008】

また、集中換気装置１００は、天井９に配設した換気ユニット２００から各室内（例えば、トイレ、洗面所など）の汚れた空気を回収し、回収した空気を、排気管路１１０を介して戸外５００に排出する。なお、図１５に示す集中換気システムでは、例えば浴室の換気・乾燥・暖房・涼風等と、排気用の吸込グリルが設けられた浴室換気ユニット３００がある。

【0009】

トイレ・洗面所などでは、トイレットペーパーや衣服の繊維くず等の埃７００が発生する為、利用状況や清掃状況によっては、図１６に示すように、換気ユニット２００のフィルター２０２の埃が気になる状況になる。例えば、集中換気システムでは、風呂換気時、トイレ換気量が減少するため、また、排気ファンの停止時などに捕集した溜まった埃７００が不意に頭上に落下する事態も発生することがある。

【0010】

また、例えば、図１６に示すような内部のフィルター２０２を掃除するためには、構造躯体部２０１からグリル２０３を外す必要があり、その作業には、高所で相応の力と要領が必要となる。その際、フィルター２０２及びグリル２０３に付着した埃７００が落下する場合もあり、頻繁に掃除することに対するストレスが少なからず有する作業となる。

【0011】

一方、例えば、特許文献１等に示すようなサイクロン式集塵装置では、吸気口が一方向設けられたものであり、室内の天井に配置するには、天井配置の換気性能に課題があった。

【0012】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造の集塵装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明に係る集塵装置は、建造物の屋内の天井に設けられた排気ダクトに接続可能な集塵装置である。当該集塵装置は、吸気口から吸入された空気から、当該空気と当該空気に含まれる埃を渦流れによって分離する埃分離部と、下部側に前記埃分離部から落下する埃を一定量まで集積可能な埃集積部と、前記埃分離部を前記天井に設けられた貫通孔を介して、前記排気ダクトへ接続し前記天井に固定するための構造躯体部と、を備えている。前記埃分離部は、前記埃分離部と前記構造躯体部との配設により、前記天井の前記貫通孔の３６０度周辺方向に向けて複数の前記吸気口を配置することが可能なインテーク部と、前記インテーク部の前記吸気口と連通される筒形状に形成された外筒と、当該外筒の筒形状における同芯軸上を中心として、前記外筒の内側に前記外筒の内径よりも小さい筒形状に形成された内筒とが設けられた、１又は複数のサイクロンドラム部と、を有し、前記サイクロンドラム部の前記外筒は、前記内筒よりも下方まで延設されて、前記吸気口から吸気された前記空気が、前記外筒の内周側と前記内筒の外周側との間を通り、前記空気と前記空気に含まれる埃を前記内筒の前記筒形状に沿って渦流れを生じさせ、前記空気に含まれる埃を前記内筒の下方にある前記埃集積部へ落下させると共に、分離された前記空気を前記内筒の下端側の開口から上端側の開口へ通気させて前記排気ダクトへ排出させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る集塵装置によれば、メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る集塵装置の第１の実施形態の構造の一例を示す図である。

【図2】本発明に係る集塵装置の第１の実施形態の他の構造の一例を示す図である。

【図3】第２の実施形態の集塵装置の構造の一例を示す斜視図である。

【図4】図３に示す集塵装置の構造の概要を示す中央付近の縦断面を示す図である。

【図5】図４に示すＩ－Ｉ矢視線方向からＩＩ－ＩＩ矢視線方向までを視た埃分離部の底面側の構造を示す図である。

【図6】第３の実施形態の集塵装置の構造の一例を示す斜視図である。

【図7】図６に示す集塵装置の部分透視図である。

【図8】図７に示す集塵装置のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線方向とＩＶ－ＩＶ矢視線方向から視た埃分離部の構造を示す斜視透視図である。

【図9】図７に示す集塵装置のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線方向から視た埃分離部の底面の構造を示す底面図である。

【図10】図６及び図７に示す埃分離部における斜視図である。

【図11】図１０に示す埃分離部を分解した場合の（ａ）内筒部、（ｂ）外筒部、および（ｃ）下抑え部を示す図である。

【図12】図１１（ａ）に示す内筒部と、一つの内筒の構造を示す図である。

【図13】図１１（ｂ）に示す外筒部と、その外筒部を上面から側から斜視した図である。

【図14】第３の実施形態の集塵装置に対応する装置を試作した場合の撮影画像である。

【図15】従来例のマンションにおける集中換気システムの一例を示す図である。

【図16】従来例のトイレ及び洗面所に備えられた換気ユニットの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る集塵装置のいくつかの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。ここで、本発明に係る集塵装置の構造等についての説明するために、以降の実施形態ではいずれも、マンションのトイレの天井に取り付けられた場合の一例をとりあげて説明する。なお、本発明に係る集塵装置は、マンションだけでなく、この他にも、アパート、一般住宅、オフィスビルなどにも適用可能である。

【0017】

［第１の実施形態］
以下、本発明に係る集塵装置の第１の実施形態の構成について、図１及び図２を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る集塵装置の第１の実施形態の集塵装置１Ｘの構成の一例を示す側面図である。図２は、本発明に係る集塵装置の第１の実施形態の他の集塵装置１Ｙの構成の一例を示す側面図である。

【0018】

図１に示す本実施形態に係る集塵装置１Ｘは、換気用に天井９の貫通孔９１に取り付けられて、換気システムへの埃の侵入を防ぐ換気装置である。本実施形態に係る集塵装置１Ｘは、建造物の屋内の天井９に設けられた排気ダクト８に接続可能とされる。

【0019】

集塵装置１Ｘは、図１に示すように、埃分離部２Ｘと、埃集積部３Ｘと、構造躯体部４Ｘとを備えている。また、集塵装置１Ｙは、図２に示すように、埃分離部２Ｙと、埃集積部３Ｙと、構造躯体部４Ｙとを備えている。

【0020】

集塵装置１Ｘおよび集塵装置１Ｙの主な構成は、同様であるが、図１及び図２に示すように、天井９に配置される構造において相違する。図１に示す集塵装置１Ｘは、天井９の水平位置よりも下部側に、吸気口２１２ｘが配設された構造である。一方、図２に示す集塵装置１Ｙは、天井９の水平位置よりも上部側に、吸気口２１２ｙが配設された構造である。以降では、主に、図１に示す集塵装置１Ｘの構造について説明する。

【0021】

埃分離部２Ｘは、吸気口２１２ｘから吸入された空気Ｋｉｎから、当該空気Ｋｉｎと当該空気Ｋｉｎに含まれる埃を渦流れによって分離する。埃分離部２Ｘは、埃分離部２Ｘと構造躯体部４Ｘとの配設により、天井９の貫通孔９１の３６０度周辺方向に向けて吸気口２１２ｘを配置することが可能なインテーク部２１０ｘを有する。

【0022】

埃分離部２Ｘは、さらに、インテーク部２１０ｘの吸気口２１２ｘと連通される筒形状に形成された外筒２１３ｘを有する外筒部２１ｘと、当該外筒２１３ｘの筒形状における同芯軸上（上下方向に中心軸）を中心として、外筒２１３ｘの内側に外筒２１３ｘの内径よりも小さい筒形状に形成された内筒（図示省略）を有する内筒部とが設けられた、少なくとも一つのサイクロンドラム部２０ｘを有している。

【0023】

インテーク部２１０ｘでは、サイクロンドラム部２０ｘの上部側の筒形状の周方向又は下方側に沿って、空気Ｋｉｎを複数の吸気口２１２ｘからサイクロンドラム部２０ｘへ流入させる。吸気口２１２ｘの形状は、外筒２１３ｘの筒側面の上面側に、単純に開口された形状でもよく、筒側面側に突起（凸）形状で開口されたものでもよく、また、凹形状で開口されたものでもよい。

【0024】

サイクロンドラム部２０ｘは、同芯軸上を中心として、内筒と内筒の外周側を囲む外筒２１３ｘとが設けられ、当該外筒２１３ｘは内筒よりも下方まで延設され、外筒部２１ｘの下端側に連結されたダストカップ接続部（埃分離部２Ｘと埃集積部３Ｘとの接続部）が設けられている。ダストカップ接続部には、埃集積部３Ｘが着脱可能に取り付けられる。

【0025】

サイクロンドラム部２０ｘの外筒２１３ｘは、内筒よりも下方まで延設されて、吸気口２１２ｘから吸気された空気Ｋｉｎが、外筒２１３ｘの内周側と内筒の外周側との空間を通り、空気と空気に含まれる埃を内筒の筒形状に沿って渦流れを生じさせる。サイクロンドラム部２０ｘは、吸気された空気Ｋｉｎに含まれる埃を内筒の下方にある埃集積部３Ｘへ落下させると共に、埃が分離された空気Ｋｏｕｔを内筒の下端側の開口から上端側の開口へ通気させて排気ダクト８へ排出させる。

【0026】

埃集積部３Ｘは、埃分離部２Ｘの下部側から落下する埃を一定量まで集積可能とする収納容器である。埃集積部３Ｘの収納容器の側面には、目盛り等の目印が付けられてもよく、この目盛り等により、どのくらいの期間で、どの程度の量の埃が集積するかを相対的に知ることができる。これにより、定期的な埃回収のための清掃作業のサイクル期間等を予測することがより容易となる。

【0027】

構造躯体部４Ｘは、埃分離部２Ｘを天井９に設けられた貫通孔９１を介して、排気ダクト８へ接続し天井９に固定するための部材である。埃分離部２Ｘから排出される空気Ｋｏｕｔが排気ダクト８のダクト管口へ導かれるように、構造躯体部４Ｘにより埃分離部２Ｘと排気ダクト８とが密着性を保って接続される。

【0028】

本実施形態に係る集塵装置１Ｘは、天井９側へ上昇した空気を、サイクロンドラム部２０ｘの上部側の筒形状の周方向又は下方側に沿って空気Ｋｉｎを流入させ、除塵後の空気Ｋｏｕｔをサイクロンドラム部２０ｘの軸方向上向き（縦方向）に、サイクロンドラム部２０ｘの上方側から流出させて、天井９の裏側に設けられている排気ダクト８へ排出させることができる。

【0029】

本実施形態の集塵装置１Ｘ及び１Ｙは、目詰まりするメッシュフィルターなどを用いないため、排気ファンの停止時に捕集した埃が落下しない構造であり、かつ、捕集した埃を所定の容器（埃集積部３Ｘ）に集積できるため、容易に回収、および、回収した容器から埃を取り出して、容易に元の位置へその容器を戻すことができる。このため、集塵装置１Ｘ及び１Ｙの掃除、保守の作業頻度やそれらに関するストレスを大幅に低減することができる。

【0030】

また、本実施形態の集塵装置１Ｘ及び１Ｙは、既存の換気装置用の天井の貫通孔に取り付け可能であり、製造コストを抑えることが可能な簡易な構造で実現できる。

【0031】

以上説明したように、本実施形態の集塵装置によれば、メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造とすることができる。

【0032】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の集塵装置１Ａの構成等について、図３乃至図５を用いて説明する。ここで、図３は、本発明に係る集塵装置の第２の実施形態の構成の一例を示す斜視図である。図４は、図３に示す集塵装置１Ａの構造の概要を示す中央付近の部分縦断面を示す図である。また、図５は、図４に示すＩ－Ｉ矢視線方向からＩＩ－ＩＩ矢視線方向までを視た埃分離部２Ａの底面側の構造を示す図である。

【0033】

第２の実施形態の集塵装置１Ａは、図３及び図４に示すように、例えば建造物の屋内の天井９の貫通孔９１に取り付けられて、天井９に設けられた排気ダクト８に接続可能とされる換気システムへの埃の侵入を防ぐ換気装置である。このために、集塵装置１Ａは、埃分離部２Ａと、埃集積部３Ａと、構造躯体部４Ａとを備えている。

【0034】

埃分離部２Ａは、図３乃至図５に示すように、埃分離部２Ａと構造躯体部４Ａとの配設により、天井９の貫通孔９１の３６０度周辺方向に向けて吸気口２１２ａを配置することが可能なインテーク部２１０ａを有している。

【0035】

また、埃分離部２Ａは、インテーク部２１０ａの吸気口２１２ａと連通される筒形状に形成された外筒２１３ａを有する外筒部２１ａと、当該外筒２１３ａの筒形状における同芯軸上（上下方向に中心軸）を中心として、外筒２１３ａの内側に外筒２１３ａの内径よりも小さい筒形状に形成された内筒２２３ａを有する内筒部２２ａとが設けられた、サイクロンドラム部２０ａを有している。

【0036】

インテーク部２１０ａでは、サイクロンドラム部２０ａの上部側の筒形状の周方向又は下方側に沿って、空気Ｋｉｎを吸気口２１２ａからサイクロンドラム部２０ａへ流入させる。吸気口２１２aは、例えば外筒２１３aの上部側端部に流入する空気の方向性が絞られるような図５に示す構造等により、サイクロンドラム部２０ｂの渦流の発生に寄与することができる。吸気口２１２ａの開口形状は、外筒２１３ａの筒側面の上面側に、単純に開口された形状でもよく、筒側面側に突起（凸）形状で開口されたものでもよく、また、凹形状で開口されたもの等でもよい。

【0037】

サイクロンドラム部２０ａは、上部側に空気Ｋｉｎを吸入する吸気口２１２ａが少なくとも1つ連通された、上下方向に沿って筒状の筒径が下方向に縮径された外筒２１３ａが配置された外筒部２１ａと、外筒２１３ａの内側に上下方向の軸芯を外筒２１３ａと同芯とする筒状の内筒２２３ａが配置された内筒部２２ａとを有している。

【0038】

図４に示すように、内筒２２３ａの内筒下端２２４ａは、外筒２１３ａの外筒下端２１４ａよりも上方側であり、内筒２２３ａは吸気口２１２ａから吸入された空気Ｋｉｎを外筒２１３ａと内筒２２３ａとの間で渦流れを発生させて、旋回させることにより吸入された空気Ｋｉｎに含まれる塵埃類を遠心分離し、塵埃類が分離された空気Ｋｏｕｔを内筒下端２２４ａから排気口２２５ａへと導くように形成されている。一方、分離された塵埃類Ｇｍは、内筒２２３ａの内筒下端２２４ａから埃集積部３Ａへ落下する。

【0039】

塵埃類が分離された空気Ｋｏｕｔは、外筒部２１ａの中間付近から内筒部２２ａの下端開口内へ巻き込まれ、旋回を続けながら内筒部２２ａ内を上昇し、内筒２２３ａの排気口２２５ａを経由して、排気ダクト８から集中換気装置（例えば、図１５に示すような集中換気装置１００）へと送り出される。サイクロンドラム部２０ａ内で分離された塵埃類Ｇｍは、外筒部２１ａの下端開口を経由して埃集積部３Ａ内へと落下する。

【0040】

好ましくは、埃集積部３Ａは、埃分離部２Ａから着脱自在に取り付け可能とされる。例えば、埃分離部２Ａにダストカップ接続部が設けられ、ダストカップ接続部には、埃集積部３Ａが着脱可能に取り付けられる。接続手段として、例えば互いに螺合して係止可能である構造や、埃分離部２Ａの接続部に凸形状の係止構造を設け、埃集積部３Ａの接続部には凹形状の被係止構造を設けて係止する等である。

【0041】

例えば、図４に示すように、内筒２２３ａの排気口２２５ａから排出される空気Ｋｏｕｔが、排気ダクト８のダクト管口へ導かれるように、埃分離部２Ａと排気ダクト８とが接続される構造部（構造躯体部４Ａ）が設けられる。構造躯体部４Ａは、埃分離部２Ａから排気する空気を排気ダクト８へ排気するための排気路を接続する接続管４１ａと、集塵装置１Ａを天井９の貫通孔９１へ嵌め込み固定するためのグリル４２ａとから構成される。構造躯体部４Ａにより、天井９の板に取り付けられる埃分離部２Ａと排気ダクト８のダクト管口との密着性を保つようにされる。

【0042】

例えば、図１５及び図１６に示す既存の集中換気装置１００において、既設の換気ユニット２００に代えて、実施形態の集塵装置１Ａを天井９の貫通孔９１に取り付け可能である。例えば、図１５に示す集中換気システムの例のような集中換気装置１００では、住宅内での給排気の流れを強制的に発生させる排気ファンを内蔵している。排気ファンの運転によって集塵装置１Ａ内に負圧が生じ、これにより、インテーク部２１０ａの複数の吸気口２１２ａを通じて、サイクロンドラム部２０ａ内に空気が吸入される。

【0043】

本実施形態の集塵装置１Ａは、目詰まりするメッシュフィルターなどを用いないため、排気ファンの停止時に捕集した埃が落下しない構造であり、かつ、捕集した埃を所定の容器（埃集積部３Ａ）に集積できるため、容易に回収、および、回収した容器から埃を取り出して、容易に元の位置へその容器を戻すことができる。このため、集塵装置１Ａの掃除、保守の作業頻度やそれらに関するストレスを大幅に低減することができる。

【0044】

また、本実施形態の集塵装置１Ａは、既存の換気装置用の天井の貫通孔に取り付け可能であり、製造コストを抑えることが可能な簡易な構造で実現できる。

【0045】

集塵装置１Ａのすべて、もしくは、一部にプラスチックなどの樹脂製の材料を用いることができる。これにより、簡易な構造で、かつ、軽量の装置を実現でき、また、量産化して製造コスト等を下げることも可能である。

【0046】

この他にも、例えば埃集積部３Ａの容器の側面部分や、底面部分等に、意匠性や、美観のすぐれた模様を付加、装飾用シール貼付等することにより、単なる集塵装置として天井に配置するだけでなく、美観を優れた装飾具の一面としても据え付けることもできる。また、災害・停電の非常時用に、埃集積部３Ａの容器の側面部分や、底面部分等に、蛍光塗料、光蓄積塗料などを塗装等することにより、非常灯などの用途でも役に立つものとなる。

【0047】

以上説明したように、本実施形態の集塵装置によれば、メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造とすることができる。

【0048】

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の集塵装置１Ｂの構成等について、図６乃至図１３を用いて説明する。ここで、図６は、第３の実施形態の集塵装置１Ｂの構造の一例を示す斜視図である。図７は、図６に示す集塵装置１Ｂの部分透視図である。また、図８は、図７に示す集塵装置１ＢのＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線方向とＩＶ－ＩＶ矢視線方向から視た埃分離部２Ｂの構造を示す斜視透視図であり、図９は、図７に示す集塵装置１ＢのＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線方向から視た埃分離部２Ｂの底面の構造を示す底面図である。なお、図１０～図１３の内容については、後述する。

【0049】

第３の実施形態の集塵装置１Ｂは、図６及び図７に示すように、例えば建造物の屋内の天井９の貫通孔９１に取り付けられて、天井９に設けられた排気ダクト８に接続可能とされる換気システムへの埃の侵入を防ぐ換気装置である。このために、集塵装置１Ｂは、図６及び図７に示すように、埃分離部２Ｂと、埃集積部３Ｂと、構造躯体部４Ｂとを備えている。なお、図６では、図７に示す排気ダクト８と天井９とを図示省略している。

【0050】

本実施形態の集塵装置１Ｂは、天井９側へ上昇した空気Ｋｉｎを、複数のサイクロンドラム部２０ｂの上部側の筒形状の周方向又は下方側に沿って空気Ｋｉｎを吸気口２１２ｂへ流入させ、各々のサイクロンドラム部２０ｂで除塵後の空気Ｋｏｕｔを各々のサイクロンドラム部２０ｂの軸方向上向き（縦方向）側に設けられた排気口へ流出させて、天井９の裏側に設けられている排気ダクト８へ排出されるように構成されている。一方、各々のサイクロンドラム部２０ｂで分離された塵埃類Ｇｍは、サイクロンドラム部２０ｂの下端側から埃集積部３Ｂへ落下する。

【0051】

このために、埃分離部２Ｂは、埃分離部２Ｂと構造躯体部４Ｂとの配設により、図９に示すように、天井９の貫通孔９１の３６０度周辺方向に向けて、複数の吸気口２１２ｂを配置することが可能なインテーク部２１０ｂを有する。

【0052】

埃分離部２Ｂは、さらに、図７及び図８に示すように、インテーク部２１０ｂの吸気口２１２ｂと連通される筒形状に形成された外筒２１３ｂと、当該外筒２１３ｂの筒形状における同芯軸上（上下方向に中心軸）を中心として、外筒２１３ｂの内側に外筒２１３ｂの内径よりも小さい筒形状に形成された内筒２２３ｂとが設けられた、複数のサイクロンドラム部２０ｂを有する。なお、図６乃至図１３に示す例では、複数のサイクロンドラム部２０ｂは、５つのサイクロンドラムを有する構造で示されるが、５つの数に限定されるものではない。例えば、３つのサイクロンドラムの場合でもよく、６つのサイクロンドラムの場合であってもよい。

【0053】

埃分離部２Ｂは複数のサイクロンドラム部２０ｂを有する場合であり、埃分離部２Ｂの上下方向に沿った中心軸の周辺に、隣接するサイクロンドラム部２０ｂが等間隔となるように複数のサイクロンドラム部２０ｂが設けられている。さらに、複数のサイクロンドラム部２０ｂの上部側に、円周方向に間隔を開けて複数の吸気口２１２ｂが設けられている。

【0054】

インテーク部２１０ｂでは、複数のサイクロンドラム部２０ｂの上部側の筒形状の周方向又は下方側に沿って、空気Ｋｉｎを複数の吸気口２１２ｂから複数のサイクロンドラム部２０ｂへ流入させる。吸気口２１２ｂは、外筒２１３ｂの上部側端部に流入する空気の方向性が絞られるように、例えば図６乃至図１０に示すような吸気口構造を有する。図８に示すような、例えば筒形状の筒接線に向けて方向性が定められる等の吸気口２１２ｂの構造により、サイクロンドラム部２０ｂの渦流の発生に寄与することができる。

【0055】

集塵装置１Ｂにおいて、図７及び図８に示すように、例えば、室内の埃を含む空気Ｋｉｎは、インテーク部２１０ｂの複数の吸気口２１２ｂから入り、その各々の吸気口２１２ｂに対応するサイクロンドラム部２０ｂ内に吸い込まれる。サイクロンドラム部２０ｂ内に吸入された空気Ｋｉｎは、図７及び図８に示すように、外筒２１３ｂと内筒２２３ｂとの間に形成される環状の空間に沿って旋回しながら下降し、その際に作用する遠心力によって吸入された空気Ｋｉｎに含まれる塵埃、砂などの浮遊物が分離される。

【0056】

特に、各々のサイクロンドラム部２０ｂ内において、吸気口２１２ｂに吸入された埃を含む空気Ｋｉｎは、内筒２２３ｂの外周面に設けられたらせん状の構造体（図１２（ｂ）に示す内筒突起部２２２ｂ）に沿って旋回し、下方に向かう渦流となる。前述したように、吸入された空気Ｋｉｎに含まれた埃は、各々のサイクロンドラム部２０ｂ内にて、遠心力で分離されて、慣性で下に向い、埃分離部２Ｂの下方から落下して、埃集積部３Ｂの収容スペースへ蓄積される。

【0057】

一方、埃が分離された空気Ｋｏｕｔは、各々のサイクロンドラム部２０ｂにおいて、後述する図１１（ａ）に示す内筒部２２ｂの内筒下端２２４ｂを通って内筒２２３ｂの上部の排気口２２５ｂを通り、埃分離部２Ｂの上方の出口から出て、排気ダクト８へ排出される。また、サイクロンドラム部２０ｂ内で分離された塵埃類Ｇｍは、図１１（ｂ）に示す外筒部２１ｂの外筒下端２１４ｂ及び図１１（ｃ）に示す下抑え部２３ｂの下部孔２３４ｂを経由して埃集積部３Ｂ内へと落下する。なお、図８に示す埃分離部２Ｂでは、図１０（ａ）及び（ｂ）と、図１１（ａ）に示す天板側部２２６ｂを図示省いている。

【0058】

好ましくは、埃集積部３Ｂは、埃分離部２Ｂから着脱自在に取り付け可能とされる。例えば、埃分離部２Ｂにダストカップ接続部が設けられ、ダストカップ接続部には、埃集積部３Ｂが着脱可能に取り付けられる。接続手段として、例えば互いに螺合して係止可能である構造や、埃分離部２Ｂの接続部に凸形状の係止構造を設け、埃集積部３Ｂの接続部には凹形状の被係止構造を設けて係止可能とする等である。

【0059】

図１０（ａ）及び（ｂ）に示す埃分離部２Ｂは、図１１（ａ）に示す内筒部２２ｂと、（ｂ）に示す外筒部２１ｂと、（ｃ）に示す下部抑え２３ｂとから構成されている。また、一つのサイクロンドラム部２０ｂは、図１１（ａ）に示す一つの内筒２２３ｂと、（ｂ）に示す一つの外筒２１３ｂとから構成される。

【0060】

図１０は、図６及び図７に示す埃分離部２Ｂにおける斜視図である。図１１は、図１０に示す埃分離部２Ｂを分解した場合の（ａ）内筒部２２ｂ、（ｂ）外筒部２１ｂ、および（ｃ）下抑え部２３ｂを示す図である。図１２は、図１１（ａ）に示す内筒部２２ｂと、一つの内筒２２３ｂの構造を示す図である。図１３は、図１１（ｂ）に示す外筒部２１ｂと、その外筒部２１ｂを上面から側から斜視した図である。

【0061】

図１１（ａ）に示す複数の内筒２２３ｂが内筒天板２２１ｂ、天板側部２２６ｂで連結されて組み合わされた構造の部材が、内筒部２２ｂである。また、図１１（ｂ）に示す複数の外筒２１３ｂが外筒連結部２１１ｂで連結されて組み合わされた構造の部材が、外筒部２１ｂである。また、図１１（ｃ）は、外筒部２１ｂを下部側から支持する下抑え部２３ｂである。図１１（ａ）に示す内筒部２２ｂと、図１１（ｂ）に示す外筒部２１ｂと、図１１（ｃ）に示す下抑え部２３ｂとが、組み合わされて、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す埃分離部２Ｂとなる。

【0062】

例えば、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す埃分離部２Ｂの組み立て方法の一例として、図１１（ａ）に示す内筒部２２ｂの各々の内筒２２３ｂの軸心を、図１１（ｂ）に示す外筒部２１ｂの各々の外筒２１３ｂの軸心に合わせて、各々の内筒２２３ｂを外筒２１３ｂへ挿嵌する。さらに、図１１（ｂ）に示す外筒部２１ｂの各々の外筒２１３ｂの軸心に合わせて、図１１（ｃ）に示す下抑え部２３ｂの下板２３１ｂに設けられた各々の下部孔２３４ｂに外筒下端２１４ｂを挿嵌する。

【0063】

下抑え部２３ｂの支柱２３３ｂは、外筒部２１ｂの軸心沿いにサイクロンドラム部２０ｂが占有していない空間の外筒部２１ｂを通り、内筒部２２ｂの内筒天板２２１ｂを支持する構造とされる。なお、支柱２３３ｂの下部には、支柱２３３ｂが中空状であるため、中空に通じる支柱孔２３２ｂが設けられているが、支柱２３３ｂは中空でなくてもよい。

【0064】

一つのサイクロンドラム部２０ｂは、上部側に空気Ｋｉｎを吸入する少なくとも一つの吸気口２１２ｂが連通された、筒径が下方向に縮径された外筒２１３ｂと、外筒２１３ｂの内側に上下方向の軸芯を外筒２１３ｂと同芯とする内筒２２３ｂとを有している。

【0065】

図７乃至図９に示すように、内筒２２３ｂの内筒下端２２４ｂは、外筒２１３ｂの外筒下端２１４ｂよりも上方側であり、内筒２２３ｂは吸気口２１２ｂから吸入された空気Ｋｉｎを外筒２１３ｂと内筒２２３ｂとの間で渦流れを発生させて、旋回させることにより吸入された空気Ｋｉｎに含まれる塵埃類を遠心分離し、塵埃類が分離された空気Ｋｏｕｔを内筒下端２２４ｂから排気口２２５ｂへと導くように形成されている。一方、分離された塵埃類Ｇｍは、内筒２２３ｂの内筒下端２２４ｂから下部孔２３４ｂを通って埃集積部３Ｂへ落下する。

【0066】

例えば、図７に示すように、内筒２２３ｂの排気口２２５ｂから排出される空気Ｋｏｕｔが、排気ダクト８のダクト管口へ漏れなく導かれるように、埃分離部２Ｂと排気ダクト８とが接続される構造部（構造躯体部４Ｂ）が設けられる。構造躯体部４Ｂは、埃分離部２Ｂから排気する空気を排気ダクト８へ排気するための排気路を接続する接続管４１ｂと、集塵装置１Ｂを天井９の貫通孔９１へ嵌め込み固定するためのグリル４２ｂとから構成される。構造躯体部４Ｂにより、天井９の板に取り付けられる埃分離部２Ｂと排気ダクト８のダクト管口との密着性を保つようにされる。

【0067】

以上のような構造躯体部４Ｂを埃分離部２Ｂと貫通孔９１の形状等に合わせて製作すれば、例えば、図１５及び図１６に示す既存の集中換気装置１００において、実施形態の集塵装置１Ｂを、既設の換気ユニット２００に代えて、取り付け可能である。

【0068】

サイクロン式の集塵装置は、サイクロンドラムの直径が小さく、旋回流の速度が高いほど、分離性能が上昇する。したがって、上記のような換気システムに接続する集塵装置の分離性能を高めようとするならば、管路を部分的に縮径して風速を高める必要がある。

【0069】

内筒の筒形状を下方に向けて縮径していく場合には、ある程度、筒長が長くなる。この場合には、天井配置型の集塵装置とすると、使用者は、天井９から見える部分が多いと、見栄えがよくなく、好ましくないと感じるものである。しかしながら、集塵装置が吸気した空気から埃を十分に分離するために、筒体の軸方向長さがある程度必要であった。

【0070】

すなわち、吸気した空気から埃を十分に分離するために、サイクロン筒体の軸方向長さがある程度必要であり、装置寸法が大きいという課題があった。そこで、集塵装置１Ｂでは、サイクロンドラム部２０ｂにおいて、吸気した空気Ｋｉｎから埃を十分に分離する性能（分離性能）を高めるために、以降に説明する構造が設けられている。

【0071】

内筒２２３ｂの外周面側には、図７、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、吸気口２１２ｂの吸入方向に沿った内筒２２３ｂの下方側に向かう螺旋状の内筒突起部２２２ｂが少なくとも当該外周面側の一部に設けられている。

【0072】

埃分離部２Ｂでは、上下方向に沿った埃分離部２Ｂの軸心を中心として、その周辺方向に、外筒部２１ｂの上部側に複数の吸気口２１２ｂが設けられている。一つの吸気口２１２ｂでは、埃分離部２Ｂの軸心を中心として特定の範囲に吸気方向が限られるため、複数の吸気口２１２ｂを設けることにより、優れた吸気能力を確保することができる。

【0073】

内筒２２３ｂの外周面側に螺旋状の内筒突起部２２２ｂが設けられていることにより、吸気口２１２ｂから流入された空気の渦流の勢いをさらに増すことができる。これにより、上下方向の内筒２２３ｂの筒長を短くすることが可能となり、コンパクトな集塵装置１Ｂとすることができる。

【0074】

複数の部屋の排気を行う、集中換気システムの場合、各部屋の排気量を適切に分配する為、好ましくは、風量調節機能を有する。本実施形態の集塵装置１Ｂにおける風量調節機能として、例えば以降のような風量調節機能を有することができる。

【0075】

埃分離部２Ｂにおいて、稼働可能ないずれかのサイクロンドラム部２０ｂを選択する手段として、図１０（ｂ）に示すように、各サイクロンドラム部２０ｂの空気の排気口２２５ｂに出口封鎖板２２９ｂを設けることができる構造とする。この出口封鎖板２２９ｂは、例えば内筒天板２２１ｂにおいて、排気口２２５ｂを塞ぐ又は開口する状態とするように摺動可能とすることにより、排気口２２５ｂの出口を開閉可能な構造とされる。

【0076】

埃分離部２Ｂにおいて、例えば図１０（ｂ）に示すように、複数のサイクロンドラム部２０ｂのうちの排気口２２５ｂを通気させるサイクロンドラム部２０ｂと、出口封鎖板２２９ｂで排気口２２５ｂを塞ぐサイクロンドラム部２０ｂとを選択することで、通気させるサイクロンドラム部２０ｂ内の渦流速度を確保しながら、集塵装置１Ｂでの１つの部屋の排気風量を調節することができる。

【0077】

図１４（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の集塵装置１Ｂに対応する装置を試作した場合の試作品等の撮影画像である。図１４（ａ）は、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示す内筒部２２ｂ、外筒部２１ｂ及び下抑え部２３ｂに対応する構造部品を、３Ｄプリンタで試作したものを画像撮影したものである。

【0078】

また、図１４（ｂ）は、図２に対応する構造の集塵装置１Ｂとして、図１４（ａ）の構造部品を用いて、埃分離部２Ｂに対応する部品を組み立て、その他の部品として、埃集積部３Ｂ、構造躯体部４Ｂなどを入手可能な部材を改造して、トイレの換気用の天井の貫通孔に取り付けた状態を撮影した画像である。

【0079】

本実施形態の集塵装置１Ｂは、目詰まりするメッシュフィルターなどを用いないため、排気ファンの停止時に捕集した埃が落下しない構造であり、かつ、捕集した埃を所定の容器（埃集積部３Ｂ）に集積できるため、容易に回収、および、回収した容器から埃を取り出して、容易に元の位置へその容器を戻すことができる。このため、集塵装置１Ｂの掃除、保守の作業頻度やそれらに関するストレスを大幅に低減することができる。

【0080】

また、本実施形態の集塵装置１Ｂは、既存の換気装置用の天井の貫通孔に取り付け可能であり、製造コストを抑えることが可能な簡易な構造で実現できる。

【0081】

集塵装置１Ｂのすべて、もしくは、一部にプラスチックなどの樹脂製の材料を用いることができる。これにより、簡易な構造で、かつ、軽量の装置を実現でき、また、量産化して製造コスト等を下げることも可能である。

【0082】

この他にも、例えば埃集積部３Ｂの容器の側面部分や、底面部分等に、意匠性や、美観のすぐれた模様を付加、装飾用シール貼付等することにより、単なる集塵装置として天井に配置するだけでなく、美観を優れた装飾具の一面としても据え付けることもできる。また、災害・停電の非常時用に、埃集積部３Ｂの容器の側面部分や、底面部分等に、蛍光塗料、光蓄積塗料などを塗装等することにより、非常灯などの用途でも役に立つものとなる。

【0083】

以上説明したように、本実施形態の集塵装置によれば、メンテナンスの手間を軽減し、天井配置に適したコンパクトな構造とすることができる。

【0084】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、例えばこれらの実施形態の特徴をいくつか組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形には、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0085】

１Ａ、１Ｂ、１Ｘ、１Ｙ…集塵装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｘ、２Ｙ…埃分離部、３Ａ、３Ｂ、３Ｘ、３Ｙ…埃集積部、４Ａ、４Ｂ、４Ｘ、４Ｙ…構造躯体部、８…排気ダクト、９…天井、２０ａ、２０ｂ、２０ｘ、２０ｙ…サイクロンドラム部、２１ａ、２１ｂ、２１ｘ、２１ｙ…外筒部、２２ａ、２２ｂ…内筒部、２３ｂ…下抑え部、２００…換気ユニット、２０１…構造躯体部、２０２…フィルター、２０３…グリル、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｘ…インテーク部、２１１ｂ…外筒連結部、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｘ、２１２ｙ…吸気口、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｘ…外筒、２１４ａ、２１４ｂ…外筒下端、２２１ｂ…内筒天板、２２２ｂ…内筒突起部、２２３ａ、２２３ｂ…内筒、２２４ａ、２２４ｂ…内筒下端、２２５ａ、２２５ｂ…排気口、２２６ｂ…天板側部、２２９ｂ…出口封鎖板、２３１ｂ…下板、２３２ｂ…支柱孔、２３３ｂ…支柱、２３４ｂ…下部孔、４１ａ、４１ｂ…接続管、４２ａ、４２ｂ…グリル、９１…貫通孔、１００…集中換気装置、１１０…排気管路、３００…浴室換気ユニット、４００…外気吸入管路、５００…戸外、７００…埃

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】