JP2002521076A - 気流から塵あるいはゴミを分離する装置 - Google Patents

気流から塵あるいはゴミを分離する装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、空気回転面を形成する外壁32aを有する集塵器32と、内壁34aと、気流を実質的に接線方向で前記外壁32aに導く気流入口と、前記集塵器32から空気を排出する気流出口と、前記集塵器32内に配置された少なくとも1枚のフィンすなわちバッフル30とを備えた気流から塵あるいはゴミを分離する装置において、前記少なくとも1枚のフィンすなわちバッフル30は、前記集塵器32の内壁34aに設けられるとともに該内壁34aから外側方向に突出して設けられていることを特徴とする。前記内壁34aに設けられた前記少なくとも1枚のフィンすなわちバッフルにより、前記分離装置内を通過する気流が停止された後、前記分離装置内にある塵およびゴミが気流に引きずられて出てこないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流から塵あるいはゴミを分離する装置、特に、真空掃除機に使用
するそのような装置に関するものである(しかし、本発明による装置は真空掃除
機だけに適用されるものではなく、それ以外のものにも適用することができるも
のである)。
【0002】
【従来の技術】
気流から塵およびゴミを分離するために、サイクロン作用を利用した真空掃除
機は公知である。本質的に、気流は接線方向で円筒状の表面すなわちフラスコ型
円錐表面に導かれ、これによりこの気流は円筒状の表面すなわちフラスコ型円錐
表面を渦巻き運動すなわち螺旋運動をしながら下方向に移動させられる。遠心力
は、塵およびゴミがサイクロンの静止した壁部と接触するまで、これら塵および
ゴミを半径方向外側に押しやる。そして、これら塵およびゴミは気流から分離さ
れるとともにチャンバ内にたまる。気流から分離した塵およびゴミが容器内にた
まるのを助長するために、チャンバの外壁すなわちチャンバの表面にフィン、バ
ッフル、リブを設けたものが以前に提案されたことがある。このフィンすなわち
バッフルはまた、特に集塵チャンバ内に何もない最初の空の状態で真空掃除機の
スイッチが入れられた場合に、分離した塵およびゴミが気流に再度引きずられる
ということも邪魔するものである。この種の構成は、英国特許第2 298 598 号公
開公報、米国特許第 2 171 248 号明細書、独国特許文献 DE 754339 に開示され
ている。
【0003】 従来技術におけるすべての構成において、塵およびゴミの堆積を促進させると
ともに塵およびゴミが気流に再度引きずられるのを妨げることを目的としたフィ
ン、バッフル、リブは、分離装置の外壁内側に設けられていた。この位置は考え
得る当然の位置である。というのは、気流内に混在したあるいはチャンバ内にた
まった塵およびゴミの大半が外壁に隣接して存在しているからである。一方、外
壁に設けたフィンすなわちバッフルの構成は、この種の真空掃除機の製造あるい
は組立段階、特に複数の構成部品を集塵チャンバの内側に案内することが望まれ
るとともに、これらの構成部品が集塵チャンバと同じ径からなる場合にいくつか
の困難を生じる。すなわち、外壁から内側に突出するフィンすなわちバッフルが
、所望の組立の実現を困難あるいは不可能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、現存する塵およびゴミ分離装置の構成から上記構造上の欠点
を除いた、上述したタイプの塵およびゴミ分離装置を提供することである。本発
明の他の目的は、製造するのに容易でかつ経済的であるとともに、現存の構成を
有するものと同等あるいはそれ以上の分離能力を有する塵およびゴミ分離装置を
提供することである。本発明の別の目的は、分離装置内において以前に気流から
分離された塵およびゴミが気流に再度引きずられないように構成された塵および
ゴミ分離装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による気流から塵およびゴミを分離する装置は、空気回転面を形成する
外壁を有する集塵器(collector)と、内壁と、気流を実質的に接線方向で前記
外壁に導く気流入口と、前記集塵器から空気を排出する気流出口と、前記集塵器
内に配置された少なくとも1枚のフィンすなわちバッフルとを備え、前記少なく
とも1枚のフィンすなわちバッフルは、前記集塵器の内壁に設けられるとともに
、該内壁から外側方向に突出して設けられていることを特徴とする。
【0006】 その他の特徴および有利な特徴は、従属項に記載している。
【0007】 分離装置の外壁から内壁へフィンすなわちバッフルを移動させても、装置の分
離能力は減少されず、かつさらに上述した従来構成のものと少なくとも同程度に
、塵およびゴミが気流に再度引きずられないようになっていることがわかった。
これは驚くべきことである。なぜならば、遠心力が装置内の塵およびゴミに作用
したとすれば、外壁に配置されたフィンすなわちバッフルの方がより著しい効果
をもたらすことが考えられるからである。一方、内壁へのフィンすなわちバッフ
ルの移動は、外壁の直径と同等の直径を有する構成部品が、支障なく容器内に案
内され得るようにするものである。これらフィンすなわちバッフルは、内壁と一
体に成形することもできるし、また別途成形して組み立て段階で内壁に取り付け
ることもできる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明の3つの実施形態を説明する。
【0009】 図1aおよび図1bは、主として上部ケーシング12、ワンド(wand)の形態
で使用するときには解放できる直立したハンドル14、下部モータケーシング1
6、およびこのモータケーシング16に回転可能に取り付けられたクリーナヘッ
ド18を備えるサイクロニック(cyclonic)真空掃除機10を示している。掃除
しようとする領域を横切る、真空掃除機10の移動を容易にするため、ホイール
20がモータケーシング16に取り付けられている。
【0010】 上部ケーシング12は塵およびゴミ分離装置22を収容するとともに、本発明
はこの塵およびゴミ分離装置内に存在している。このため、掃除機10のその他
の部分を一点鎖線で示すとともに、塵およびゴミ分離装置22を実線で示す。
【0011】 主として、塵およびゴミ分離装置22は、その内部に内側・高効率サイクロン
26が取り付けられた外側・低効率サイクロン24を具備するものである。これ
ら外側サイクロン24と内側サイクロン26との間には、シュラウド28が取り
付けられている。シュラウド28は外側サイクロン24からの出口を形成すると
ともに、内側サイクロン26の入口に導くものである。使用時、空気はクリーナ
ヘッド18、あるいはワンドとして使用するため解放されかつその形態となって
いるときにはハンドル14を介して真空掃除機10内に吸い込まれる。適切な形
状を有したダクト(図示せず)が、汚れた空気を外側サイクロン24の接線方向
にある入口に導く。この空気は外側サイクロン24の内部まわりに位置する渦巻
き型・らせん経路に従って通過し、これにより外側サイクロン24の底に毛羽、
破片、大きな粒子などが堆積することになる。つぎに、空気は上方に移動すると
ともに、シュラウド28を通って外側サイクロン24を出る。そして空気は内側
サイクロン26の内側に導かれ、そこで超高速に加速される。内側サイクロン2
6の気流の上流内に混在する塵およびゴミは、この気流から分離されるとともに
内側サイクロン26の底に集められる。空気は内側サイクロン26の上端に配置
されたボルテックスファインダを通って内側サイクロンを出るとともに、適切な
形状を有したダクトはきれいな空気を真空掃除機の清浄空気出口に導く。
【0012】 上述した特徴を有する真空掃除機は既に公知のものである。さらに言えば、上
述した分離装置の特徴もまた公知である。しかしながら、図1に示す実施形態に
は、外側サイクロン24の内壁となる内側サイクロン26の外壁に複数のフィン
すなわちバッフル30が設けられている。これらフィンすなわちバッフル30は
本発明の必須部材となるものである。
【0013】 図2aおよび図2bに、フィンすなわちバッフル30の本質および構造をより
詳細に示す。図2aは、分離装置22下部の縦断面図であって、外側サイクロン
24の壁部および内側サイクロン26の集塵チャンバのみを示す図である。図2
bは図2aのb−b線矢視断面図である。
【0014】 図2aにおいて、分離装置22は外側サイクロン24の外壁32によって規定
されている。外壁32は直立した円筒状の壁部32aおよび円形ベース32bを
有するものである。この外壁32は透明なプラスチックから成形されているとと
もに、図1に示した主ケーシング12の上部と密封的かつ公知の方法で係合され
るものである。シリンダ32のベース32bにはリセス32cが形成されている
。このリセス32cは、堆積した内容物を空にするために分離装置22を主ケー
シングから取り外した後、この分離装置22を元の正しい位置に容易に戻すこと
ができるよう主ハウジング12に直立して形成された突起と係合するように構成
されている。
【0015】 外側サイクロン24の内側には、内側サイクロン26の一部を形成する集塵チ
ャンバ34が設けられている。この集塵チャンバ34は上側円筒部34aおよび
外側チャンバ32のベース32bと密封的に係合する下側フラスコ型(frusto)
円錐部34bを有している。また、この集塵チャンバ34は外側サイクロン24
の内壁を形成するものでもある。大きな粒子を集める領域36aは、円筒状の壁
部32aと集塵チャンバ34の下部34bに形成されている傾斜した壁部とで規
定されている。外側サイクロン24内で分離された毛羽、破片、大きな汚れた粒
子などがこの領域に集められる。集塵チャンバ34の下部34bは、内側サイク
ロン26の集塵領域36bを形成している。使用時、集塵チャンバ34の上側エ
ッジ34cは、内側サイクロン26の一部を形成するフラスコ型円錐部の円錐部
分(図示せず)と密封的に係合する。
【0016】 フィンすなわちバッフル30は、集塵チャンバ34の円筒部34aの外側に設
けられているとともに、下部34bの傾斜した壁部と合致するまで下方向に延設
されている。図2bからわかるように、等間隔に配置された4枚のフィンすなわ
ちバッフル30が設けられている。各フィンすなわちバッフル30は、円筒部3
4aから円筒状の壁部32aに向けて半径方向外側に延在している。好ましい実
施形態において、各フィンすなわちバッフル30は、円筒部34aから外側に、
20〜25mm、好ましくは21.6mmの長さで突出している。円筒部34aと円
筒状の壁部32aとの間の距離は、38〜40mm、好ましくは38.15mmであ
る。各フィンすなわちバッフル30の上側エッジは、内側サイクロン26の長手
方向軸線に対してある角度をもって下方向に傾けられている。好ましい実施形態
において、この長手方向軸線に対する各フィンすなわちバッフル30の上側エッ
ジ傾斜角度は、45゜である。しかしながら、この傾斜角度は好ましくは30゜
〜60゜の間に変更することができる。
【0017】 内側サイクロン集塵チャンバ34の円筒部34aによって形成された内壁に設
けられているフィンすなわちバッフル30の構成は、分離装置全体としての分離
能力を損ねるものではなく、かつさらに集塵領域36a内に集められた塵や汚れ
た粉塵粒子が、特に集塵領域36a内に何もない最初の空の状態で真空掃除機1
0のスイッチを入れた場合において、気流に再度引きずられるという可能性を極
力邪魔するものであるということが試験を行ってわかった。
【0018】 本発明はシリンダ型掃除機にも同様に適用することができる。また、本発明を
取り入れたシリンダ型掃除機を図3aおよび図3bに示す。真空掃除機50は、
ホイール54を備えたシャシ52と、モータを収容するモータケーシング56と
、掃除機内に汚れた空気を案内するために適切なフロアツールを取り付けること
のできるホース58と、塵およびゴミ分離装置60とを必須要素として構成され
ている。従来のように、汚れた空気はモータにより駆動されたファンによって作
り出されたサクションの影響を受けて、ホース58を介して分離装置60に案内
される。
【0019】 分離装置60は、図1および図2に示すとともにこれらの図面に基づいて説明
した部材と本質的に全く同じ部材を有している。しかしながら、この実施形態に
おいて、装置60の全体寸法は前述した図に示すものとは異なるとともに、内側
サイクロンはまた下部にもフラスコ型円錐部を有している。とはいえ、これらの
差違はどのような場合においても分離装置60の作動に影響を及ぼすものではな
い。上述したように、空気は接線方向にある入口64を通って外側サイクロン6
2に入るとともに、第1集塵領域66に毛羽、破片、および大きな粉塵粒子など
を堆積させるよう外壁のまわりを螺旋状に移動する。つぎに、空気はシュラウド
68を通って外側サイクロン62を出るとともに、内側サイクロン70の内側を
通過してそこで加速される。これにより、細かい塵およびゴミが気流から分離さ
れるとともに集塵チャンバ72内に集められる。きれいな空気は内側サイクロン
70の頂部に設けられているボルテックスファインダ74を通過するとともに、
適切な形状を有したダクトを通って掃除機の外に導かれる。
【0020】 塵およびゴミ分離装置60の縦断面および横断面を、それぞれ図4aおよび図
4bに示す。この横断面図は図4aのIV−IV線矢視断面図である。円筒状の
外壁62aは下側でフラスコ型円錐壁62bに接続されている。また、円筒状の
壁部62aおよび下側壁部62bは、透明なプラスチック材料から製造されてい
る。内側サイクロンの集塵チャンバ72には、円筒部72aと、フラスコ型円錐
底部62bに向けて延在するとともにこのフラスコ型円錐底部62bと密閉的に
接するフラスコ型円錐部72bとが設けられている。前述したように、円筒部7
2aの上方に位置する舌片部72cは、気流から細かい塵およびゴミを分離する
ことのできるフラスコ型円錐形状サイクロン70と密封的に係合されるように配
置されている。
【0021】 4枚のバッフル80は、集塵チャンバ72の円筒部72a外表面まわりに等間
隔で設けられている。前述したように、これらフィンすなわちバッフル80は、
フラスコ型円錐部62bと合致するまで下方向に延設されている。これらフィン
すなわちバッフル80は、円筒部72aから外側に、約21.5mmの長さで立設
されているとともに、円筒部72aと外壁62aとの間の距離は、約38〜40
mmである。各フィンすなわちバッフル80の上側エッジは、内側サイクロン70
の長手方向軸線に対して約50゜で傾斜している。
【0022】 上述したように、これらフィンすなわちバッフル80は、外側サイクロン66
内に集められた塵や粉塵粒子が気流に再度引きずられるのを防止するとともに、
真空掃除機のスイッチが切られた後に、塵や粉塵粒子が外側サイクロン66内に
とどまるように作用するものである。
【0023】 本発明の第3実施形態を図5aおよび図5bに示す。これらの図面はそれぞれ
図4aおよび図4bに対応するものであるとともに、追加のフィンすなわちバッ
フル90を、前述したフィンすなわちバッフル80の半径方向外側でかつ外壁6
2aの内側に設けることもできることを示している。したがって、外側サイクロ
ン66を取り囲む場所において、これら対向するフィンすなわちバッフル80,
90間に間隙が生じることになる。この構成による効果は、真空掃除機のスイッ
チが切られた後に、塵や粉塵粒子が気流に再度引きずられるのをさらに防止でき
ることである。
【0024】 図5に示した好ましい実施形態において、追加のバッフル90は円筒状の外壁
62aに設けられているとともに、内壁72aに設けられたフィンすなわちバッ
フル80の上側エッジ同様、上方向に延設されている。また、追加のフィンすな
わちバッフル90の上側エッジはそれぞれ、内側サイクロン70の長手方向軸線
に対して、フィンすなわちバッフル80の上面と同じ角度でしかも対向するよう
にして傾けられている。これら追加のフィンすなわちバッフル90は、フラスコ
型円錐底部62bと合致するまで下方向に延設されている。これらフィンすなわ
ちバッフル80と追加のフィンすなわちバッフル90との間を離間する間隙は、
5〜10mm、好適には8.6mmである。これら追加のフィンすなわちバッフル9
0は、外側サイクロン66内に約8.4mmの長さで突出している。
【0025】 本発明の種々の変更実施および変形実施は、当業者には明らかである。これら
変更実施および変形実施は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による分離装置を備える直立型真空掃除機の図であって、
(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図2】 図1の分離装置を示す図であって、(a)は縦断面図、(b)は
横断面図である。
【図3】 本発明による分離装置を備えるシリンダ型真空掃除機の図であっ
て、(a)は側面図、(b)は平面図である。
【図4】 図3の分離装置を示す図であって、(a)は縦断面図、(b)は
横断面図である。
【図5】 図3に示すようなシリンダ型掃除機に適用することのできる分離
装置の他の実施形態を示す図であって、(a)は縦断面図、(b)は横断面図で
ある。
【符号の説明】
10 直立型真空掃除機 22 塵およびゴミ分離装置 24 外側・低効率サイクロン 26 内側・高効率サイクロン 30 フィンすなわちバッフル 32 外壁 32a 円筒状の壁部(外壁) 34 集塵チャンバ 34a 上側円筒部(内壁) 34b 下部 34c 上側エッジ 36a 集塵領域 36b 集塵領域 50 シリンダ型真空掃除機 60 塵およびゴミ分離装置 62 外側サイクロン 62a 円筒状の外壁 64 入口 66 外側サイクロン 70 内側サイクロン 72 集塵チャンバ 72a 円筒部(内壁) 80 フィンすなわちバッフル 90 追加のフィンすなわちバッフル
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年10月19日(2000.10.19)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 本発明による気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器は、空気
回転面を形成する外壁と、内壁と、気流から分離した塵あるいはゴミを堆積させ
る、前記外壁と前記内壁との間に設けられた集塵領域と、前記外壁に対して実質
的に接線方向で前記気流を案内する気流入口と、前記分離器から空気を排出する
気流出口と、前記分離器内に配置された少なくとも1枚のフィンすなわちバッフ
ルとを備え、前記気流入口および前記気流出口が前記集塵領域から離間した位置
に設けられた、気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器において
、前記少なくとも1枚のフィンすなわちバッフルは、前記分離器の内壁であって
前記集塵領域に少なくとも部分的に設けられるとともに、前記内壁から外側方向
に突出して設けられていることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】 サイクロン式分離器の集塵領域の外壁から内壁へフィンすなわちバッフルを移
動させても、分離器の分離能力は減少されず、かつさらに上述した従来構成のも
のと少なくとも同程度に、塵およびゴミが気流に再度引きずられないようになっ
ていることがわかった。これは驚くべきことである。なぜならば、遠心力が分離
内の塵およびゴミに作用したとすれば、外壁に配置されたフィンすなわちバッ
フルの方がより著しい効果をもたらすことが考えられるからである。一方、内壁
へのフィンすなわちバッフルの移動は、外壁の直径と同等の直径を有する構成部
品が、支障なく容器内に案内され得るようにするものである。これらフィンすな
わちバッフルは、内壁と一体に成形することもできるし、また別途成形して組み
立て段階で内壁に取り付けることもできる。
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Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気回転面を形成する外壁を有する集塵器と、内壁と、気流
    を実質的に接線方向で前記外壁に導く気流入口と、前記集塵器から空気を排出す
    る気流出口と、前記集塵器内に配置された少なくとも1枚のフィンすなわちバッ
    フルとを備えた気流から塵あるいはゴミを分離する装置において、 前記少なくとも1枚のフィンすなわちバッフルは、前記集塵器の内壁に設けら
    れるとともに、該内壁から外側方向に突出して設けられていることを特徴とする
    気流から塵あるいはゴミを分離する装置。
  2. 【請求項2】 複数枚のフィンすなわちバッフルが設けられていることを特
    徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 2枚から6枚のフィンすなわちバッフルが設けられているこ
    とを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 4枚のフィンすなわちバッフルが設けられていることを特徴
    とする請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁から半径方向外
    側に延設されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 前記各フィンすなわちバッフルは、前記集塵器の長手方向軸
    線に対して傾斜した上側エッジを有していることを特徴とする請求項1から5の
    いずれか1項に記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記長手方向軸線に対する前記上側エッジの傾斜角度は、3
    0゜〜60゜であることを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記長手方向軸線に対する前記上側エッジの傾斜角度は、4
    5゜〜50゜であることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁と前記外壁との
    間の距離の、1/4〜3/4のところにまで延在していることを特徴とする請求
    項1から8のいずれか1項に記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁と前記外壁と
    の間の距離の、実質的に1/2のところにまで延在していることを特徴とする請
    求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記外壁は、実質的に円筒形状を有することを特徴とする
    請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記内壁は、実質的に円筒形状を有することを特徴とする
    請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記内壁は、別個のサイクロン式分離器の一部として構成
    されていることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記別個のサイクロン式分離器は、前記集塵器よりも高い
    分離能力を有していることを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記別個のサイクロン式分離器は、前記集塵器内に実質的
    にその全体が包含されるように配置されていることを特徴とする請求項13また
    は14に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記外壁には、追加のフィンすなわちバッフルが、前記フ
    ィンすなわちバッフルの半径方向外側に設けられていることを特徴とする請求項
    1から15のいずれか1項に記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記追加のフィンすなわちバッフルは、前記フィンすなわ
    ちバッフルと実質的に同じ形状を有していることを特徴とする請求項16に記載
    の装置。
  18. 【請求項18】 前記追加のフィンすなわちバッフルと前記フィンすなわち
    バッフルとの間のそれぞれの距離は、前記内壁と前記外壁との間の距離の1/8
    から1/2であることを特徴とする請求項16または17に記載の装置。
  19. 【請求項19】 前記追加のフィンすなわちバッフルと前記フィンすなわち
    バッフルとの間のそれぞれの距離は、前記内壁と前記外壁との間の距離の実質的
    に1/4であることを特徴とする請求項18に記載の装置。
  20. 【請求項20】 添付した図面に示す実施形態のいずれか1つに基づいて実
    質的に説明した気流から塵あるいはゴミを分離する装置。
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