JP2009529384A - 仕切を有する真空掃除機 - Google Patents
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Abstract
屋内真空掃除機は、ゴミ入空気吸入口、ハンドル、外壁及びゴミ入空気吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレート、サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路、及び空気フローモーターを備え、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれは外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁は外周を有し、ゴミ収集チャンバはゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有し、通路は分離されたゴミが通路を通って進むにつれてゴミが少なくとも外向きに進むように構成される。
Description
一態様において、本発明は、ゴミ収集チャンバをサイクロンチャンバから分離する仕切を有する、真空掃除機のような、サイクロン式表面清掃装置に関する。本真空掃除機は複数の並列サイクロンを有する1つのサイクロン段または、少なくとも2つのサイクロン段が複数の並列サイクロンを有する、複数のサイクロン段を有することができる。別の態様において、本発明は改善されたサイクロン構造に関する。さらなる態様において、本発明は、サイクロンが並べて配置され、サイクロンの内のいくつか、好ましくは全てが、並列に連結される構成を含む、サイクロンアレイに対する改善された構成に関する。
サイクロン式真空掃除機は技術上既知である。さらに、第1段サイクロン及び複数の第2段サイクロンを備えるサイクロン式真空掃除機が知られている。一例がコンラッド(Conrad)の特許文献1に示されている。特許文献1に示されるように、真空掃除機は、単一の第1段サイクロンを有する第1サイクロン清掃段及び、第1サイクロン清掃段の下流にあって、複数の並列サイクロンを有する第2サイクロン清掃段を備える。
複数の第2段サイクロンは一般に、第1サイクロン清掃段で除去される粒子状物質より細かい粒子状物質を除去する。したがって、空気流に引き込まれる最も粗い粒子状物質は第1サイクロン清掃段において除去され、より細かい粒子状物質は下流のサイクロン清掃段において除去される。しかし、第2サイクロン清掃段を出る空気には、第2サイクロン清掃段の下流に配置された吸引モーターを損傷させるに十分な粒子状物質がまだ含まれ得る。したがって、特許文献1に示されるように、第2サイクロン式清掃段の下流で吸引モーターの上流にフィルタを配置することができる。
米国特許第6782585号明細書
本発明の課題は、サイクロン式真空掃除機におけるサイクロンのゴミ分離及び除去の効率の改善並びにサイクロン式真空掃除機の操作性の改善を提供することである。
第1の態様にしたがえば、真空掃除機用サイクロンチャンバは、サイクロンセパレータのケーシング内部を上部サイクロンチャンバ及び、上部サイクロンチャンバの下に配置される、下部ゴミ収集領域または下部ゴミ収集チャンバに分割するようにサイクロンケーシングの両端(上端及び下端)の中間に配置されたプレートを備えることができる。このプレートは、サイクロンセパレータの構造とともに、サイクロンチャンバに入るゴミがゴミ収集チャンバに運ばれるように通じている、サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバを連結する通路をつくる。通路の全てまたは少なくとも一部は、横方向または外向きに延びる。
プレートは、米国特許第64874197号明細書に開示されているプレートのような、技術上既知であるプレートのいずれかとすることができる。プレートは複数の開口を有することができ、あるいは、好ましくは中実である。プレートは、プレートの外周縁とサイクロンケーシングの内壁の間に環状間隙を定めるように、ケーシングの外壁の内側に配置される。プレートは通路を定めるためにフロー誘導子の一部またはケーシングの外向きに拡がる部分の一部に重なる。プレートの周壁は粒子除去を補助するために様々な形状寸法及び方位をとることができる。
別の実施形態において、プレートの代りに、サイクロンケーシングの底部の中央部分を内向きに盛り上げて高原領域を定めることができる。したがって、ゴミ収集チャンバをプレートまたは高原領域の下に拡げる必要はない。
本態様の第1の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ入空気吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ入空気吸入口の下流の流体吸入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれて、ゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、及び
(f)空気フローモーター、
を備える屋内真空掃除機が提供される。
(a)ゴミ入空気吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ入空気吸入口の下流の流体吸入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれて、ゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、及び
(f)空気フローモーター、
を備える屋内真空掃除機が提供される。
一実施形態において、通路はプレートのサイクロンチャンバ面とサイクロンセパレータの外壁の外向きに拡がる部分の間に形成される。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバ及びサイクロンチャンバはそれぞれ外周を有し、プレートは外向きに拡がる部分の下に配置され、ゴミ収集チャンバの外周はサイクロンチャンバの外周より大きい。
別の実施形態において、プレートはゴミ収集チャンバのサイクロンチャンバ端に隣接して配置されたディスクを含み、ゴミ収集チャンバはディスクの少なくとも一部の下に拡がる。
別の実施形態において、プレートはサイクロンチャンバの床を含み、ゴミ収集チャンバが床の全ての下に拡がることはない。
別の実施形態において、プレートはサイクロンチャンバの床を含み、ゴミ収集チャンバが床の下に拡がることはない。
別の実施形態において、真空掃除機はサイクロンチャンバの外壁からプレート上方の位置にサイクロンチャンバ内を内向きに及び下方に拡がるフロー誘導面を有するフロー誘導子をさらに備え、通路はフロー誘導子とプレートのサイクロンチャンバ面の間に形成される。
別の実施形態において、真空掃除機は、サイクロンチャンバと共線上にあり、プレートから隔てられた終端を有する内部環状壁によってサイクロンチャンバから隔てられた、環状ゴミ収集領域をさらに備え、通路は終端とプレートのサイクロンチャンバ面の間に形成される。
別の実施形態において、流体流出口は流入口を有する空気フロー管を有し、空気フロー管はサイクロンチャンバの軸に沿って流体吸入口の下の位置まで延び、プレートから隔てられた末端を有する。空気フロー管の流入口をカバーする関係にあるスクリーンが備えられることが好ましく、スクリーンはプレートから隔てて配置される。
別の実施形態において、サイクロンセパレータは流体流入口に隣接する直径を有し、通路は、直径の1/3より小さく、好ましくは直径の1/6より小さく、さらに好ましくは直径の1/10より小さく、最も好ましくは直径の1/20より小さい、高さを有する。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバは開けることができる底を有する。
別の実施形態において、プレートは底を開けた後に取り外すことができる。
本態様の第2の実施形態にしたがえば、サイクロンセパレータであって、
(a)外壁、流体吸入口及び、流体流出口であって、流入口を有する管を有し、管がサイクロンセパレータの軸に沿って流体吸入口の下方の位置まで延びる、流体流出口、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有し、流体流出口がプレートから隔てられた末端を有する、プレート、及び
(c)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれてゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、
を有するサイクロンセパレータが提供される。
(a)外壁、流体吸入口及び、流体流出口であって、流入口を有する管を有し、管がサイクロンセパレータの軸に沿って流体吸入口の下方の位置まで延びる、流体流出口、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有し、流体流出口がプレートから隔てられた末端を有する、プレート、及び
(c)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれてゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、
を有するサイクロンセパレータが提供される。
別の実施形態において、プレートは底を開けた後に取り外すことができる。
第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれもこの第2の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本態様の第3の実施形態にしたがえば、サイクロンセパレータであって、
(a)外壁、流体吸入口及び流体流出口、ここでサイクロンセパレータは流体吸入口に隣接する直径を有する、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、及び
(c)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれてゴミが少なくとも外向きに進むように構成され、直径の1/3より小さい高さを有する、通路、
を有するサイクロンセパレータが提供される。第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれもこの第3の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
(a)外壁、流体吸入口及び流体流出口、ここでサイクロンセパレータは流体吸入口に隣接する直径を有する、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、サイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバのそれぞれの外壁が外周を有し、ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てられたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、及び
(c)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが通路を通って進むにつれてゴミが少なくとも外向きに進むように構成され、直径の1/3より小さい高さを有する、通路、
を有するサイクロンセパレータが提供される。第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれもこの第3の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第2の態様にしたがえば、第1の態様のプレートまたは技術上既知のいずれかのプレートは、底開きドアの動きとは独立にサイクロンケーシングに可動態様で取り付けられるか、あるいは取外し可能な態様で取り付けられる。例えば、プレートは磁石を用いて所定の位置に確実に取り付けることができる。あるいは、プレートは、開口に受け入れられ、例えば解放可能なスナップ嵌めにより、開口に確実に取り付けられる1つないしさらに多くの部材を有するプレートによるように、機械的に所定の位置に保持することができる。すなわち、プレートは、必要に応じて、所定の位置に留め付けることができ、所定の位置から取り外すことができる。あるいは、またはさらに、プレートは、プレートがサイクロンケーシング内部をサイクロンチャンバとゴミ集中チャンバに分割する第1の位置と、ゴミが一方のチャンバから他方のチャンバに概ね自由に渡り、次いでサイクロンケーシングの開放端から外にでることができるようにプレートが配置される位置にプレートが移動された第2の位置の間の移動のための機械的部材上に取り付けることができる。例えば、プレートは軸旋回して、サイクロンケーシングの軸線に概ね平行な位置に移ることができる。
本構成の一利点は、磁石により廃棄及び/または清掃のためのプレートの取外しが可能になることである。さらに、磁石を用いるさらなる利点は、磁性粒子を引き付けてサイクロンチャンバ内に保持し、よってサイクロンの効率を高めるに磁石が役立つであろうということである。特に、ブラシを有する電気モーターでつくられる、炭素塵は磁性を有する。したがって、磁石を組み込んでいる1つまたは複数のサイクロンの使用は、空気流からの炭素塵の除去に役立つであろう。したがって、モーターの下流に、また、必要に応じて、HEPAフィルタのようなフィルタの代りに、磁石を有する単サイクロンまたはサイクロンアレイを利用することが好ましい。本明細書に述べられる実施形態のいずれにおいても磁石が粒子捕捉の補助のために用いられ得ることは理解されるであろう。
本態様の第1の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンセパレータ内に取外し可能な態様で取り付けられた、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路、及び
(f)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、サイクロンセパレータ内に取外し可能な態様で取り付けられた、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路、及び
(f)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、プレートは磁石によってサイクロンセパレータ内の所定の位置に保持される。
別の実施形態において、プレートは所定の位置に機械的に保持される。例えば、サイクロンセパレータが機械的嵌合部材を有し、プレートが機械的嵌合部材と嵌合される部分を有する。
別の実施形態において、プレートは手でつかむ部分を有する。手でつかむ部分はプレートから延び出しているシャフトを含むことが好ましい。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバはプレートの下に拡がる。
別の実施形態において、表面清掃装置は、サイクロンチャンバの外壁からプレートの上方の位置にサイクロンチャンバ内を内向きに及び下方に拡がるフロー誘導面を有するフロー誘導子を備える。
別の実施形態において、表面清掃装置は、真空掃除機、電気掃除機及び絨毯掃除機からなる群から選ばれる。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバは開けることができる底を有する。
別の実施形態において、プレートは底を開けた後に取り外すことができる。
本態様の第2の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、開けることができる底及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、底とは独立にサイクロンセパレータ内に可動態様で取り付けられた、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路、及び
(f)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、開けることができる底及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、底とは独立にサイクロンセパレータ内に可動態様で取り付けられた、プレート、
(e)サイクロンチャンバとゴミ収集チャンバの間に延びる通路、及び
(f)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれもこの第2の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第3の態様にしたがえば、表面清掃装置用、好ましくは真空掃除機用の濾過ユニットは少なくとも2つのサイクロン段を用い、それぞれのサイクロン段は複数の並列サイクロンを有する。この構成の利点は、サイクロンにかかる背圧が減じられることである。例えば、濾過ユニットのこのサイクロン分離構成は、複数の並列サイクロンを有する第1段及び複数の並列サイクロンを有する第2段を有することができる。現在知られている構成では、単一の第1段階サイクロンが用いられる。比較すると、本第3の態様によれば、表面清掃装置内のゴミ入空気は、初めに複数の並列サイクロンを有するサイクロン段での処理にかけられ、引き続いて複数の並列サイクロンを有するサイクロン段での処理にかけられ、いずれのサイクロン段も空気フローモーターの上流にあることが好ましい。複数の並列サイクロンを有する第3サイクロン段を空気フローモーターの下流に配置することができる。
1つのサイクロン段のそれぞれのサイクロンは以降のサイクロン段のサイクロンの全てとは流体フローが通じる態様にないことが好ましい。1つのサイクロン段のサイクロンのそれぞれは下流サイクロンの1つだけと流体フローが通じる態様にあることがさらに好ましい。したがって、1つのサイクロンを出た空気は下流サイクロンの1つだけに送られる。
好ましい構成にしたがえば、上流サイクロンからの流出口は下流サイクロンの流入口に流体が通じる態様で連結される。上流サイクロンの流出口は、全周には至らずに延びる、周縁形または螺旋形とすることができる。上流サイクロンの流出口及び下流サイクロンの流入口はそれぞれ、それぞれが全周には至らずに延びるように構成されることがさらに好ましい。流入口及び流出口が直接に結合される場合、流入口及び流出口は合せて一周をこえて延びる連続螺旋を有することができる。したがって、上流サイクロンからの流出口及び下流サイクロンへの流入口は、合体された場合、連続螺旋を形成することができる。本構成の一利点は上流サイクロン内で増進された空気の回転運動量を下流サイクロンで利用することができ、好ましくは高め得ることである。例えば、空気流が第1サイクロンに入ると、空気に回転運動量を与えるためにエネルギーが消費されるであろう。周縁型流出口が利用されると、空気が周縁形流入口を通って進むにつれて、回転運動量のいくらかが保持され、実際上、高められ得る。周縁形流出口が下流サイクロンの流入口に合体するかまたは送り込まれると、かなり長い螺旋形または周縁形流入口を用いずとも、回転運動量は保持され、高められ得る。少なくともいくらかの回転運動量を維持するために連結され、好ましくは結合される、上流サイクロンからの周縁形流出口及び下流サイクロンへの周縁形流入口の使用を別の構成で用い得ることは理解されるであろう。例えば、上流サイクロンからの周縁形流出口及び下流サイクロンへの周縁形流入口は、本明細書に開示されるいずれの実施形態によっても用いられ得る。上流サイクロンからの周縁形流出口及び下流サイクロンへの周縁形流入口は、1つのサイクロンが1つより多くの下流サイクロンと通じる態様にある実施形態及び別の用途分野において用いられ得る。
本態様の第1の実施形態において、
(a)ゴミ吸入口、
(b)第1サイクロン段及び第1サイクロン段、ここで、それぞれのサイクロン段は複数の並列サイクロンを有し、第2サイクロン段は第1サイクロン段の下流にある、及び
(c)流体フローモーター、
を備える家電品が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)第1サイクロン段及び第1サイクロン段、ここで、それぞれのサイクロン段は複数の並列サイクロンを有し、第2サイクロン段は第1サイクロン段の下流にある、及び
(c)流体フローモーター、
を備える家電品が提供される。
一実施形態において、サイクロンの少なくとも1つは、可搬型家電品の使用中に、他のいずれのサイクロンとも通じていないゴミ収集チャンバを有する。
別の実施形態において、サイクロン段の少なくとも1つのそれぞれのサイクロンは付随するゴミ収集チャンバを有し、それぞれのゴミ収集チャンバには1つのサイクロンしか付随しない。ゴミ収集チャンバの全てが同時に空にされることが好ましい。ゴミ収集チャンバは共通の開けることができる底を有することがさらに好ましい。
別の実施形態において、第2サイクロン段のそれぞれのサイクロンは第1サイクロン段の1つのサイクロンと流体フローが通じる態様で連結される。
別の実施形態において、第1サイクロン段のそれぞれのサイクロンは流体流出口を有し、第2サイクロン段のそれぞれのサイクロンは流体流入口を有し、第1サイクロン段のサイクロンの流出口及び第2サイクロン段のサイクロンの流入口は連続通路を形成する。流体流出口は付随するサイクロンを通って流れている流体によってつくられるサイクロンフローの少なくともいくらかを維持するように構成されることが好ましい。通路は連続曲面を有することがさらに好ましい。
別の実施形態において、サイクロン段の少なくとも1つは、少なくとも15,好ましくは少なくとも20、さらに好ましくは約25ないしさらに多くの、並列サイクロンを有する。
別の実施形態において、サイクロン段の少なくとも1つは、1平方インチ(約6.5cm2)あたり少なくとも1つのサイクロン、好ましくは1平方インチあたり少なくとも2つのサイクロン、を有する。
別の実施形態において、家電品は、表面清掃装置、家庭用空気清浄器または通気マスクである。
別の実施形態において、家電品は表面清掃装置である。
別の実施形態において、表面清掃装置は、真空掃除機、電気掃除機及び絨毯掃除機からなる群から選ばれる。
別の実施形態において、サイクロン段はモーターの上流に配置される。空気はフィルタを通過することなくサイクロン段からモーターに進むことが好ましい。
別の実施形態において、可搬型家電品は追加のサイクロン段をさらに有し、3つのサイクロン段はモーターの上流に配置される。
別の実施形態において、空気はフィルタを通過することなく3つのサイクロン段からモーターに進む。
別の実施形態において、可搬型家電品はモーター後サイクロン段をさらに備える。モーター後サイクロン段をでる流体は、HEPAフィルタを使用せずとも、HEPAに少なくとも等しい濾過レベルを有することが好ましい。あるいは、またはさらに、モーター後サイクロン段は複数の並列サイクロンを有する。
別の実施形態において、第1サイクロン段及び第2サイクロン段はそれぞれ個別に家電品から取り外すことができる。
これらの別の実施形態のいずれもがいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第4の態様にしたがえば、表面清掃装置、好ましくは真空掃除機は、2つのサイクロン段を有し、サイクロン段の一方は複数の並列サイクロン及び付随する少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、複数のサイクロン及び付随する1つまたは複数のゴミ収集チャンバは、サイクロンに及びサイクロンから通じる流体フロー通路のための開口を除いて密封されたユニットとして表面清掃装置から取り外すことができるサイクロンユニットを含む。好ましい実施形態において、ゴミ収集チャンバは、通常の使用中に、月に一度だけ、好ましくは三ケ月毎に一度、さらに好ましくは四ケ月毎に一度、空にすることを必要とし得るに十分な容量を有する。この構成の一利点は、高められた貯蔵容量により、時折にしかサイクロンユニットを取り外して空にする必要がなく、したがってサイクロンユニットが、主収集チャンバまたは第1段収集チャンバが取り外されて空にされるまでのかなり長い時間、表面清掃装置内に留まり得ることである。例えば、空にするために第1サイクロン段が取り外される場合、表面清掃装置に第2サイクロン段を保持することで、第1段が空にされるときに表面清掃装置から取り外されるコンポーネントの重量が減じ、寸法が小さくなる。
あるいは、またはさらに、本第4の態様にしたがえば、表面清掃装置、好ましくは真空掃除機は、少なくとも第1清掃段及び第2清掃段を有し、第1清掃段はゴミ収集部材を有し、第2清掃段は複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、第1清掃段及び第2清掃段は別個に空にされる。それぞれの清掃段が複数のサイクロンを有することが好ましく、それぞれの清掃段が複数のゴミ収集チャンバを有することがさらに好ましい。
本態様の第1の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ入空気吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも第1清掃段及び第2清掃段、ここで第1清掃段はゴミ収集部材を有し、第2清掃段は複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、第1清掃段及び第2清掃段は別個に空にされる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える可搬型真空掃除機が提供される。
(a)ゴミ入空気吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも第1清掃段及び第2清掃段、ここで第1清掃段はゴミ収集部材を有し、第2清掃段は複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、第1清掃段及び第2清掃段は別個に空にされる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える可搬型真空掃除機が提供される。
一実施形態において、第2清掃段は、第2清掃段を空にするに先立ち、第1の清掃段から取り外される。
別の実施形態において、第2清掃段は真空掃除機からそれだけで取り外される。第2清掃段は少なくとも1つのフィルタを有することが好ましい。
別の実施形態において、第1清掃段及び第2清掃段はそれぞれを個別に真空掃除機から取り外すことができる。第2清掃段は第1清掃段の下流にあることが好ましい。あるいは、またはさらに、第1清掃段は少なくとも1つのサイクロン及びゴミ収集部材を有し、第2清掃段はゴミ収集チャンバを有する。
別の実施形態において、第1清掃段は定期的な家庭内掃除のために1時間かける真空掃除機使用の所定の回数にわたりゴミを貯めるための容量を有し、第2清掃段は前記所定の回数の少なくとも3倍、好ましくは10倍のゴミを貯めるための容量を有する。
別の実施形態において、第1清掃段及び第2清掃段のそれぞれは貯蔵容積を有し、第2段の貯蔵容積は、真空掃除機がそのために設計された粒子状物質を収集するために用いられる場合に、第1段が3回空にされる毎に1回をこえず、好ましくは10回毎に1回をこえずに空にされることが必要であるように、第2段の貯蔵容積が選ばれる。
別の実施形態において、第2清掃段は真空掃除機の少なくとも1ヶ月間の規則的使用にわたりゴミを貯めるための容量を有する。
別の実施形態において、第2清掃段は真空掃除機の少なくとも3ヶ月間の規則的使用にわたりゴミを貯めるための容量を有する。
別の実施形態において、第2清掃段は同時に空にされる複数のゴミ収集チャンバを有する。
別の実施形態において、第2清掃段のそれぞれのサイクロンは付随するゴミ収集チャンバを有し、それぞれのゴミ収集チャンバにはサイクロンが1つだけともない、第2清掃段のゴミ収集チャンバは全て同時に空にされる。
別の実施形態において、複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバは密閉ユニットとして真空掃除機から取り外すことができる。ゴミ収集チャンバは開けることができる底を有することが好ましい。あるいは、またはさらに、第2清掃段は同時に空にされる複数のゴミ収集チャンバを有する。
別の実施形態において、第2清掃段は、真空掃除機から取り出されるときに、サイクロンへまたはサイクロンから通じる流体フロー通路を除いて密封される。
別の実施形態において、真空掃除機は、竪型真空掃除機、湿/乾式真空掃除機及びキャニスター式真空掃除機からなる群から選ばれる。
別の実施形態において、真空掃除機は開位置に移動可能なドアをさらに備え、ドアが開位置にあるときに第2清掃段を取り外すことができる。
別の実施形態において、第2清掃段は滑動態様で真空掃除機から取り外すことができる。
別の実施形態において、第2清掃段は取外し可能な態様で第1清掃段に取り付けられる。第2清掃段は第1清掃段から上方に可動であることが好ましい。
これらの別の実施形態はいずれもいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本態様の第2の実施形態にしたがえば、表面清掃装置であって、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも第1清掃段及び第2清掃段、ここで第2清掃段は複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、サイクロンに及びサイクロンから通じる流体フロー通路を除いて、空にするために密封ユニットとして表面清掃装置から取り外すことができる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも第1清掃段及び第2清掃段、ここで第2清掃段は複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、サイクロンに及びサイクロンから通じる流体フロー通路を除いて、空にするために密封ユニットとして表面清掃装置から取り外すことができる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれも本第2の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第5の態様にしたがえば、表面清掃装置は、少なくとも1つのゴミ収集チャンバがともない、好ましくは複数のゴミ収集チャンバがともなう、複数の並列サイクロンで構成され、少なくとも1つのゴミ収集チャンバの内部、好ましくは複数のゴミ収集チャンバのそれぞれの内部が表面清掃装置の外部の位置から見える。したがって、ユーザはゴミ収集チャンバ内に集められたゴミの量を見て、いつゴミ収集チャンバを空にすべきかを判断することができる。このことは、表面清掃装置が2つのサイクロン段を有し、サイクロン段は個別に空にすることができ、さらに好ましくは個別に取外し可能である場合に、特に有利である。したがって、ユーザはサイクロン段が空にされるべきときを目視で判断できるであろう。本態様は、第4の態様と組み合された場合、特に第1段が空にされる毎に空にされる必要はないゴミ容量を第2段が有する場合に、特に好ましい。
付随する(1つまたは複数の)サイクロン及び(1つまたは複数の)ゴミ収集チャンバの全てまたは一部は透明(すなわちシースルー)にすることができるが、特に好ましい実施形態において、必要な透明部分はゴミ収集チャンバの上端(例えば、最大充満線より下に延びる部分)だけである。すなわち、(1つまたは複数の)上端だけ、または全てを、透明にすることができる。この構成の一利点は、ゴミ収集ビンが一杯になったときに、ユーザがゴミ収集チャンバのいずれの内部も見ずに、サイクロン段を空にするための視覚的合図を得られるであろうということである。サイクロン及びゴミ収集チャンバのいずれの内部も視認できれば、ユーザがゴミ収集チャンバに詰めすぎて表面清掃装置の効率を低下させることがあり得る。所定の充満線より上の部分は透明ではないことが好ましい。例えば、サイクロンケーシングの全てを透明プラスチックでつくり、必要な部分を、そこにコーティング(例えば塗料)を施すことにより、及び/またはラベルを貼ることによって、隠すことができる。
本態様の第1の実施形態にしたがえば、表面清掃装置であって、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、複数のサイクロンのそれぞれが、外壁、内部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有する、サイクロン清掃ユニット、
(d)外壁及び内部を有する少なくとも1つのゴミ収集チャンバ、ここで表面清掃装置は少なくとも1つのゴミ収集チャンバの内部が表面清掃装置の外部の位置から見えるように構成される、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)複数のサイクロン及び少なくとも1つのゴミ収集チャンバを有し、複数のサイクロンのそれぞれが、外壁、内部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有する、サイクロン清掃ユニット、
(d)外壁及び内部を有する少なくとも1つのゴミ収集チャンバ、ここで表面清掃装置は少なくとも1つのゴミ収集チャンバの内部が表面清掃装置の外部の位置から見えるように構成される、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁は透明部分を少なくとも有する。
別の実施形態において、少なくとも1つのゴミ収集チャンバは推奨最大ゴミ容量を有し、透明部分は推奨最大ゴミ容量を定める部分から下方に延びる。
別の実施形態において、少なくとも1つのゴミ収集チャンバは推奨最大ゴミ容量を有し、少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁は推奨最大ゴミ容量を定める部分から上で不透明である。
別の実施形態において、少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁は表面清掃装置の外壁である。少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁の全てが透明であることが好ましい。表面清掃装置はさらに、少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁に径方向に外向きに配置された透明壁を備えることがさらに好ましい。
別の実施形態において、表面清掃装置は少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁の外部に配置された壁をさらに備え、その壁の少なくとも十分な部分は少なくとも1つのゴミ収集チャンバの外壁の透明部分をユーザが見ることができるように透明である。
別の実施形態において、複数のサイクロンのそれぞれは付随するゴミ収集チャンバを有する。付随するゴミ収集チャンバのそれぞれは外壁を有し、外壁の少なくとも一部は透明であることが好ましい。あるいは、またはさらに、付随するゴミ収集チャンバのそれぞれは開けることができる底を有する。
別の実施形態において、複数のサイクロンのそれぞれはサイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートを有する。
別の実施形態において、表面清掃装置は少なくとも第1サイクロン段及び第2サイクロン段を有し、サイクロン清掃ユニットは第2のサイクロン段を含む。
別の実施形態において、第1サイクロン段及び第2サイクロン段はそれぞれ、表面清掃装置から別個に取り外すことができる。
別の実施形態において、第1サイクロン段は単一サイクロンを有する。
別の実施形態において、第1サイクロン段は複数の並列サイクロンを有する。第1サイクロン清掃ユニットの複数のサイクロンは少なくとも1つの第1段ゴミ収集チャンバを有することが好ましく、少なくとも1つの第1段ゴミ収集チャンバは第1段外壁及び第1段内部を有し、表面清掃装置は第1段内部が表面清掃装置の外部の位置から見えるように構成される。
別の実施形態において、サイクロンのそれぞれの外壁の少なくとも一部は透明である。
別の実施形態において、サイクロンのそれぞれの外壁は透明である。
別の実施形態において、サイクロンの外壁の部分は表面清掃装置の外壁を形成する。
別の実施形態において、表面清掃装置はサイクロンの外壁の外部に配置された壁をさらに備え、その壁の少なくとも十分な部分はサイクロンの外壁の透明部分をユーザが見ることができるように透明である。
別の実施形態において、それぞれのサイクロン及び付随するゴミ収集チャンバは透明プラスチックから一体成形される。ゴミ収集チャンバの外壁は表面清掃装置の外表面の一部であり、サイクロンの透明プラスチックはサイクロンの側壁が不透明になるように処理されることが好ましい。あるいは、またはさらに、表面清掃装置はサイクロン清掃ユニットの外部に配置された壁をさらに備え、その壁の少なくとも十分な部分はゴミ収集チャンバだけの内部をユーザが見ることができるように透明である。
別の実施形態において、表面清掃装置はサイクロンからの流体流出口と流体フローが通じているヘッダーをさらに備え、ヘッダーは透明である。
別の実施形態において、表面清掃装置はフィルタハウジングをさらに備え、フィルタハウジングの少なくとも一部は透明である。フィルタハウジングの透明部分は真空装置機の使用中に見ることができることが好ましい。
別の実施形態において、表面清掃装置はフィルタハウジングをさらに備え、フィルタハウジングの少なくとも一部は透明であり、フィルタハウジングの透明部分は少なくとも1つのサイクロン段が取り外されたときに、見ることができる。
これらの別の実施形態はいずれもいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本態様の第2の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも1つのサイクロン清掃段、
(d)その少なくとも一部が透明である、フィルタハウジング、及び
(e)流体フローモーター
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも1つのサイクロン清掃段、
(d)その少なくとも一部が透明である、フィルタハウジング、及び
(e)流体フローモーター
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、フィルタハウジングの透明部分は真空掃除機の使用中に見ることができる。
別の実施形態において、サイクロン清掃段は表面清掃装置から取り外すことができ、フィルタハウジングの透明部分はサイクロン清掃段が取り外されたときに見ることができる。
別の実施形態において、表面清掃装置は開けることができるドアをさらに備え、フィルタハウジングの透明部分はドアが開いているときに見ることができる。
別の実施形態において、フィルタはモーター前フィルタである。
別の実施形態において、フィルタハウジングの全てが透明である。
別の実施形態において、表面清掃装置は少なくとも第1サイクロン清掃段及び第2サイクロン清掃段を有する。第1サイクロン清掃段及び第2サイクロン清掃段はそれぞれ、表面清掃装置から別個に取り外すことができる。あるいは、またはさらに、第1サイクロン清掃段は単一サイクロンを有する。あるいは、またはさらに、少なくとも1つのサイクロン清掃段は複数の並列サイクロンを有する。
第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれもこの第2の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第6の態様にしたがえば、サイクロンセパレータの内部の可視部分及びサイクロンセパレータ内部の少なくとも一部に照明光を与えるように配置された照明部材を少なくとも備える表面清掃装置が提供される。本構成の一利点は、本構成がサイクロンチャンバ内のサイクロン動作を見る(及び空気フローパターンに問題があるか否かを知る)ため及び/またはゴミ収集チャンバを空にすることが必要なときを知るためのユーザの能力を高めることである。例えば、真空掃除機が弱光条件下で、例えば室内で夜に、使用される場合、ユーザがサイクロンセパレータ内部を見ることは困難であり得る。本態様は、第4及び第5の態様の一方または両方と組み合されると特に有用であることは理解されるであろう。
ゴミ収集チャンバに過剰なゴミが蓄積されると、サイクロンの効率が低下し、捕集されずにサイクロンを通って進むゴミの量が増加する。この結果、過剰なゴミが、真空掃除機のような、家電品の吸引モーターを通過することになり、よって家電品の予想寿命が短くなり得る。サイクロンセパレータによって捕集されたゴミを監視するためのユーザの能力を高めることで、サイクロンのゴミ収集ビン内の過剰なゴミの蓄積をユーザが見過ごす可能性が低くなる。
本態様にしたがえば、サイクロンセパレータケーシングの全てまたは一部を電界発光材料で構成することができる。あるいは、サイクロンの全てまたは一部の内壁を電界発光材料でコーティングすることができる。
例えば、サイクロンの前面部の全てまたは一部を透明とすることができ、背面部の全てまたは一部が電界発光コーティングを有することができる。電界発光材料で与えられる照明は、サイクロンチャンバ内部を見てサイクロンチャンバ内に蓄積したゴミの量を判断するためのユーザの能力を高める。したがって、(サイクロンセパレータケーシングの一部であることが好ましい)ゴミ収集チャンバまたはビンを空にすることが必要なときがユーザに一層明白になるであろう。あるいは、サイクロンチャンバを収めるサイクロンセパレータケーシングだけをそのように処理する、すなわち電界発光材料でつくることができ、よってサイクロンチャンバ内に蓄積しているゴミの見え方をゴミ収集チャンバを空にするためのユーザへの視覚信号とすることができる。
あるいは、またはさらに、サイクロンチャンバ内に存在するゴミの量を判断するためのユーザの能力を高めるために、1つないしさらに多くの光源をサイクロンチャンバ内部に備えることができ、及び/または1つないしさらに多くの光をサイクロンチャンバ内部に導くことができる。光源は、1つないしさらに多くのLEDを含むことが好ましい。
本態様の一実施形態にしたがえば、外表面を有する表面清掃装置であって、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)サイクロンセパレータ内部及び内面を有する外壁を有するサイクロンセパレータであって、サイクロンセパレータはサイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバを有し、ゴミ収集チャンバ及びサイクロンチャンバはそれぞれ外壁を有し、表面清掃装置の外部の位置からサイクロンセパレータ内部が見えるように表面清掃装置が構成される、サイクロンセパレータ、
(d)サイクロンセパレータ内部の少なくとも一部に照明を与えるように配置された照明部材、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)サイクロンセパレータ内部及び内面を有する外壁を有するサイクロンセパレータであって、サイクロンセパレータはサイクロンチャンバ及びゴミ収集チャンバを有し、ゴミ収集チャンバ及びサイクロンチャンバはそれぞれ外壁を有し、表面清掃装置の外部の位置からサイクロンセパレータ内部が見えるように表面清掃装置が構成される、サイクロンセパレータ、
(d)サイクロンセパレータ内部の少なくとも一部に照明を与えるように配置された照明部材、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、照明部材は電界発光材料を含み、サイクロンセパレータの一部は電界発光材料で構成される。サイクロンセパレータは前面部及び背面部を有し、背面部が電界発光材料で構成されることが好ましく、前面部は透明であることが好ましい。
別の実施形態において、照明部材は少なくとも1つの光源を有する。
別の実施形態において、光源はサイクロンセパレータ内に配置される。
別の実施形態において、光源はサイクロンセパレータの外部に配置され、光源によって発せられる光が内向きにサイクロンセパレータ内部に導かれる。
別の実施形態において、光源は少なくとも1つのLEDを含む。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバはゴミチャンバ内部を有し、表面清掃装置は、ゴミ収集チャンバの内部が表面清掃装置の外部の位置から見え、照明部材がゴミチャンバ内部の少なくとも一部に照明を与えるように配置されるように、構成される。
別の実施形態において、サイクロンセパレータの外壁は少なくとも1つの透明部分を有し、透明部分は表面清掃装置の外面の一部を形成する。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバの外壁は少なくとも1つの透明部分を有し、透明部分は表面清掃装置の外面の一部を形成する。
別の実施形態において、サイクロンセパレータの外壁は少なくとも1つの透明部分を有し、表面清掃装置はサイクロンセパレータの外壁の外部に配置された壁をさらに備え、その壁の少なくとも十分な部分がサイクロンセパレータの外壁の透明部分をユーザに見えるようにするために透明である。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバの外壁は少なくとも1つの透明部分を有し、表面清掃装置はゴミ収集チャンバの外壁の外部に配置された壁をさらに備え、その壁の少なくとも十分な部分がゴミ収集チャンバの外壁の透明部分をユーザに見えるようにするために透明である。
別の実施形態において、ゴミ収集チャンバの外壁の全ては透明である。表面清掃装置はゴミ収集チャンバの外壁から径方向に外向きに配置された透明壁をさらに備えることが好ましい。あるいは、またはさらに、サイクロンセパレータの外壁の全ては透明であり、サイクロンセパレータの透明プラスチック及び透明壁の少なくとも一方は、ユーザがサイクロンチャンバを見ることができないように、処理される。
別の実施形態において、サイクロンセパレータの外壁の全ては透明プラスチックであり、サイクロンセパレータの外壁は表面清掃装置の外面の一部であって、サイクロンセパレータの透明プラスチックはサイクロンチャンバの外壁が不透明になるように処理される。
これらの別の実施形態はいずれもいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第7の態様にしたがえば、複数の並列サイクロン及び同時に空にされる複数のゴミ収集チャンバを有するサイクロン段を備える表面清掃装置であって、複数のサイクロン及び複数のゴミ収集チャンバをユニットとして表面清掃装置から取り外すことができる、表面清掃装置が提供される。本構成の一利点は、複数のゴミ収集チャンバを用いることにより、サイクロンのゴミ出口を介するサイクロン間のクロスフローが低減されることである。特に好ましい実施形態において、それぞれのサイクロンはそれぞれ自体のゴミ収集チャンバを有する。実際上、複数のサイクロンのそれぞれにおける真空レベルは異なり得る。複数のサイクロンに対して共通のゴミ収集チャンバがあると、いくらかの空気が1つのサイクロンのゴミ出口から出て、共通のゴミ収集チャンバをわたり、第2のサイクロンのゴミ出口を介して第2のサイクロンに入り、この結果、いくらかのゴミが第2のサイクロンに入ることになる傾向があるであろう。別の利点は、運搬中に内容物を散乱させることなく、サイクロンゴミチャンバを空にするためにゴミ捨て容器等に運搬することができるように、閉じたままサイクロンゴミチャンバが表面清掃装置から取り外されることである。
本態様の一実施形態にしたがえば、表面清掃装置であって、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも、複数の並列サイクロン及び同時に空にされる複数のゴミ収集チャンバを有する第1清掃段、ここで複数のサイクロン及び複数のゴミ収集チャンバはユニットとして表面清掃装置から取り外すことができる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)少なくとも、複数の並列サイクロン及び同時に空にされる複数のゴミ収集チャンバを有する第1清掃段、ここで複数のサイクロン及び複数のゴミ収集チャンバはユニットとして表面清掃装置から取り外すことができる、及び
(d)空気フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、それぞれのサイクロンは付随するゴミ収集チャンバを有し、それぞれのゴミ収集チャンバにはサイクロンが1つだけともない、ゴミ収集チャンバの全てが同時に空にされる。ゴミ収集チャンバは開けることができる共通の底を有することが好ましい。
別の実施形態において、表面清掃装置は第2清掃段をさらに備え、第1清掃段は複数のゴミ収集チャンバを空にする前に第2清掃段から取り外される。
別の実施形態において、表面清掃装置は第2清掃段をさらに備え、第1清掃段はそれだけで表面清掃装置から取り外される。第1清掃段及び第2清掃段は表面清掃装置から同時に取り外され、第1清掃段は複数のゴミ収集チャンバを空にする前に第2清掃段から取り外されることが好ましい。
別の実施形態において、第1清掃段は、表面清掃装置から取り外されるときに、サイクロンに及びサイクロンから通じる流体フロー通路を除いて、密封されるサイクロン式清掃ユニットを有する。
別の実施形態において、第1清掃段は第1清掃段とともに取り外すことができる少なくとも1つのフィルタを有する。
別の実施形態において、表面清掃装置は開位置に移動可能なドアをさらに備え、第1清掃段はドアが開位置にあるときに取り外すことができる。
別の実施形態において、第1清掃段は表面清掃装置から滑動態様で取り外すことができる。
別の実施形態において、サイクロン式清掃ユニットは第2清掃段に取外し可能な態様で取り付けられ、第1清掃段は第2清掃段から上方に移動可能である。
別の実施形態において、第1清掃段は少なくとも15の並列サイクロンを有する。
別の実施形態において、第1清掃段は1平方インチ(約6.5cm2)あたり少なくとも1つのサイクロン、好ましくは1平方インチあたり少なくとも2つのサイクロン、さらに好ましくは1平方インチあたり少なくとも4つのサイクロンを有する。
別の実施形態において、表面清掃装置は、真空掃除機、電気掃除機及び絨毯掃除機からなる群から選ばれる。
別の実施形態において、第1清掃段のサイクロンは粒子状物質が集まる領域を隣り合うサイクロン間に定めるために隔てられる。この領域は移動可能な床を有し、よって床を移動させたときに収集領域を空にできることが好ましい。第1清掃段のゴミ収集チャンバは開けることができる共通の底を有し、共通の底が開けられたときに床が移動されることが好ましい。共通の底及び床は第1清掃段に、移動可能な態様で取り付けられ、好ましくは軸旋回可能な態様で取り付けられた、連続部材を含むことが好ましい。
別の実施形態において、表面清掃装置は第2清掃段をさらに備え、第1清掃段は第2清掃段の外部に配置される。
別の実施形態において、表面清掃装置は少なくとも1つのサイクロンを有する第2清掃段をさらに備え、複数のサイクロンが上記少なくとも1つのサイクロンの外部に配置される。
別の実施形態において、表面清掃装置は少なくとも1つのサイクロンを有する第2清掃段をさらに備え、第1清掃段は上記少なくとも1つのサイクロンの外部に配置される。
これらの別の実施形態はいずれもいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の第8の態様にしたがえば、サイクロンチャンバであって、サイクロンチャンバからの流出口の全てまたは一部を覆い、好ましくはサイクロンチャンバの頂部(空気入口端)を通して、取外し可能であって、必要に応じて、交換可能である、スクリーンを備えるサイクロンチャンバが提供される。好ましい実施形態において、スクリーンは、取外し中にユーザがスクリーンに触る必要がないように、把手(例えば吸気流出口コンジット)付で形成される。サイクロンケーシングの頂部パネルの一部はスクリーンとともに集成部品として取り外すことができ、集成部品を所定の位置に(例えば、ねじ込み式マウント、差込み式マウントまたは、スクリーンとともに取り外されることのないサイクロンセパレータケーシング部分と嵌合する、その他の離脱可能な手段により)確実に固定するために用いることができる。スクリーンは、長さ、幅及び高さに沿ってスクリーン材料によって囲まれる開放容積(捕集領域)を有するスクリーン部材を定めるように連結し合された、外周スクリーンを定めるための軸方向に拡がる側壁及び中央スクリーンを定めるための横方向に拡がる壁を有することができる。例えば、スクリーンは、H字形、角U字形または逆角U字形とすることができる。
あるいは、またはさらに、本態様にしたがえば、スクリーンは、空気がサイクロンチャンバからスクリーンを通って流出口に進む前にスクリーンの開放筐体に進入するように、サイクロンチャンバ内に設けられる。例えば、スクリーンはH字形または逆角U字形とすることができる。開放筐体は(底を除く)全側面がスクリーン材料で囲まれ、よってサイクロン流出口に入る前に空気がそれを通って進むことができるスクリーンの表面積が拡大される。空気は初め開放筐体に上向きに進入し、横部材を通ってサイクロン流出口に進む傾向を示すであろう。横部材が詰まってくると、空気は、サイクロン流出口を通ってでる前に、開放筐体の側壁を通過し、次いで別のスクリーン材料を内向きに通ってスクリーンの内部に戻ることができる。
スクリーンは粒子状物質を保持するかまたは捕えるに役立つ材料で構成されることが好ましい。例えば、スクリーンは接着性材料でつくることができる。あるいは、またはさらに、スクリーンから外向きに延び出すマイクロフィラメントを有するスクリーンを提供することができる。マイクロフィラメントは毛髪のような細長材料をその上に捕えることができる(例えば極めて細かいベルクロ(商標)のような)表面材料をつくる。
本態様の第1の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、頂部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)スクリーンであって、サイクロンセパレータをでる流体がスクリーンを通過するように流体流出口を囲んで配置されたスクリーン、ここでスクリーンはサイクロンセパレータの頂部を通して取り外すことができる、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、頂部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)スクリーンであって、サイクロンセパレータをでる流体がスクリーンを通過するように流体流出口を囲んで配置されたスクリーン、ここでスクリーンはサイクロンセパレータの頂部を通して取り外すことができる、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置が提供される。
一実施形態において、流体流出口は、サイクロンセパレータの頂部の上方に配置された上部を有し、スクリーンとともに取り外すことができる。
別の実施形態において、流体流出口の上部はスクリーンのための把手である。
別の実施形態において、流体フローコンジットが流体流出口と共線上にあり、サイクロンチャンバを通って延び、サイクロンセパレータの頂部の上方に配置された上部を有し、流体流出口の上部はスクリーンのための把手である。
別の実施形態において、スクリーンは回転可能な態様でサイクロンセパレータに取り付けられる。
別の実施形態において、スクリーンは流体流出口より大きな直径を有する。サイクロンセパレータの頂部は、スクリーンの直径より大きな直径を有する、取外し可能な環状帯を有することが好ましい。取外し可能な環状帯は流体コンジットともに取り外すことができ、流体コンジットと一体集成部品を形成できる(例えば一体成形できる)ことがさらに好ましい。
別の実施形態において、スクリーンは空洞を定める外周を有し、空洞にかけて拡がる横部材を有する。
別の実施形態において、流体流出口は流入口を有し、スクリーンは、流体流出口に平行であって、流体流出口の流入口及び第1と第2の対向端を過ぎて拡がる縦面を有し、横部材が第1と第2の対向端の間に配置され、流体流出口への流入口が縦面及び横部材で囲まれる。横部材は縦面に沿う中間点に配置することができる。あるいは、第1の対向端が頂部に向けて配置され、横部材が第1の対向端に隣接して配置される。あるいは、第2の対向端が頂部から遠位に配置され、横部材が第2の対向端に隣接して配置される。
これらの別の実施形態はいずれもいずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
本態様の第2の実施形態にしたがえば、
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、頂部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有し、流体流出口が流入口を有する、サイクロンセパレータ、
(d)流体流出口の流入口を囲んで配置されたスクリーン、ここでスクリーンは流体流出口に平行で、流体流出口の流入口、第1及び第2の対向端を通して拡がる縦面並びにスクリーンを通過せずにサイクロンセパレータ内の流体に対して開放されている縦面の内部に空洞を定めるように配置された横部材を有する、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置も提供される。
(a)ゴミ吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、頂部、ゴミ吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有し、流体流出口が流入口を有する、サイクロンセパレータ、
(d)流体流出口の流入口を囲んで配置されたスクリーン、ここでスクリーンは流体流出口に平行で、流体流出口の流入口、第1及び第2の対向端を通して拡がる縦面並びにスクリーンを通過せずにサイクロンセパレータ内の流体に対して開放されている縦面の内部に空洞を定めるように配置された横部材を有する、及び
(e)流体フローモーター、
を備える表面清掃装置も提供される。
第1の実施形態に関して述べられた別の実施形態はいずれも第2の実施形態とともに用いることができ、いずれかの大なり小なりの組合せで装置に組み合せ得ることは理解されるであろう。
これらの態様のいずれか1つを、いずれかの大なり小なりの組合せで、他の態様の1つないしさらに多くと組み合せ得ることは理解されるであろう。
本発明の別の態様にしたがえば、真空掃除機に用いることができる、改善されたサイクロンが提供される。詳しくは、サイクロンはサイクロンチャンバの外部に配置された流入口を有することができる。例えば、流入口はサイクロンの頂部に配置することができる。流入口はサイクロンチャンバケーシングの上部として形成することができ、あるいはサイクロンの上部ケーシングの頂部に取り付けられて、ケーシングに形成されたサイクロンチャンバと空気が通じる態様にすることができる。流入口は螺旋形または周縁形の流入口を含む。螺旋傾斜路は15°〜360°、好ましくは25°〜270°、さらに好ましくは25°〜90°の弧にわたって延びることができる。別の実施形態において、全周までは延びていない螺旋形流入口がサイクロンビンの側壁に構成され得ることは理解されるであろう。この構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、あるいは単独で、用いられ得る。
本発明の別の態様にしたがえば、1つのサイクロンまたは複数のサイクロンを生物分解性材料でつくることができる。この構成の一利点は、サイクロンが使い捨て可能になり得ることである。したがって、埋立地に堆積されると、サイクロンケーシングは最終的に生物によって分解されるであろう。例えば、サイクロンは、圧縮成形または射出成形されたスターチベースまたはグルコースベースの材料である紙ベース材料でつくることができ、よって製品は生物分解性である。この構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、あるいは単独で、用いられ得る。
本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンチャンバのケーシングまたはその一部は、エラストマー材料のような、変形可能な材料でつくることができる。ケーシングは、好ましくは真空掃除機の保管及び運搬中に、さらに好ましくは真空掃除機の通常の動作中に、その形状を維持するに十分な剛性を有することが好ましい。この構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、あるいは単独で、用いられ得る。
本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータの外壁内面またはその一部及び/または流入口及びまたは流出口、またサイクロンセパレータ内のいずれのコンポーネントも、接着性材料でコーティングすることができ、あるいは取外し可能な接着性材料で内張りを施すことができる。例えば、接着性材料は、寒天ベースまたはペクチンベースまたはゴムベースの接着剤とすることができる。この態様の一利点は、空気がサイクロンチャンバ内で回転して接着性材料が施されているサイクロンケーシングの外壁またはサイクロンケーシングに付随するその他の部分に接すると、粒子状物質が接着性材料に付着するであろうということである。したがって、サイクロンの外壁へのゴミ付着によってサイクロンの効率が高められるであろう。本発明のこの態様にしたがえば、サイクロンまたはサイクロンに代わる接着性内張りは使い捨てとすることができる。したがって、サイクロンケーシングを薄い壁につくられたプラスチック(例えば真空成形プラスチック)とすることができる。あるいは水に接するとゴミを解放する接着剤を選ぶことができる。したがって、ユーザがサイクロン内部を洗い流せば、サイクロンチャンバの外壁に付着していたゴミが除去されるであろう。特に好ましい実施形態において、接着剤は、より細かい粒子状物質を除去するように構成されたサイクロンの下流に施されることが好ましい。したがって、本態様は、少量の細かい粒子状物質も収集されることになる、多段サイクロンセパレータの、第2酸、第3段、第4段ないし以降の段での使用に特に好ましい。本構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、または単独で、用いることができる。
本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンケーシングは、殺生物性材料で構成するかまたは殺生物性材料でコーティングすることができる。殺生物性材料は、サイクロンチャンバ内での、微生物の繁殖を防止するかまたは微生物の繁殖傾向を弱めるであろう。例えば、ヒ化スズ化合物のような殺生物剤をサイクロンビン成形材料のプラスチックに添加することができ、あるいは脂質配合表面活性剤のような殺生物性材料を、バクテリア、カビまたはウイルスの繁殖を阻止するためにサイクロンの内部表面及び/または外部表面に施すことができる。この構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、または単独で、用いることができる。
本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンケーシングの流入口及び/または流出口並びにサイクロンケーシング内で利用されるいずれかのスクリーン材料を有することができる、サイクロンケーシングの全てまたは一部を、エレクトレット材料でつくるかまたはエレクトレット材料でコーティングすることができる。エレクトレット材料は永続的な電荷分極を有するように構成される。例えば、プラスチックを電場の存在の下で加熱し、冷却させて、プラスチックの永続的な分極を生じさせることができる。本態様の一利点は、サイクロンケーシングの全てまたは一部をマグネットのように機能するように構成し、よって帯電粒子を除去することでサイクロンの効率を高め得ることである。一般に、サイクロンを通って進む粒子状物質は、サイクロンセパレータを高速で材料が通過することによって帯電する。したがって、永続的な静電場を有する材料でつくられてサイクロンケーシングまたはその一部の使用は、静電引付け及びサイクロン分離の複合により、特に細かい粒状物質に対して、サイクロンの分離効率を高める。したがって、本態様は、少量の細かい粒子状物質も収集されることになる、多段サイクロンセパレータの、第2酸、第3段、第4段ないし以降の段での使用に特に好ましい。本構成は本明細書に述べられる態様のいずれかとともに、または単独で、用いることができる。
本発明の別の態様にしたがえば、1つのサイクロンで収集された粒子のいくらかまたは全てが、上流または下流にあり得る、別のサイクロンに運ばれ、よって、上流または下流のサイクロンに運ばれた粒子状物質の少なくともいくらかは上流または下流のサイクロンのための粒子収集器に収集される。本態様の一利点は、ユーザにとって表面清掃装置の単一のサイクロンビンだけしか空にする必要がないようにし得ることである。本構成は本明細書で述べられる態様のいずれかとともに、または単独で、用いることができる。
本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンのアレイが提供され、サイクロンは、サイクロンセパレータの軸線に直交する平面で測定して、1平方インチ(約6.5cm2)あたりに少なくとも2つのサイクロン、好ましくは少なくとも5つのサイクロン、さらに好ましくは少なくとも10のサイクロン、最も好ましくは少なくとも25のサイクロンがあるような寸法につくることができる。本構成は本明細書で述べられる態様のいずれかとともに、または単独で、用いることができる。
本発明のいずれの態様においても、サイクロンセパレータは、サイクロンセパレータのゴミ収集チャンバをサイクロンチャンバの下に定める、技術上既知のいずれかのプレートを有することができる。プレートは、プレートの外周縁とサイクロンケーシングの内壁の間に環状間隙を定めるように、サイクロンセパレータケーシングの外壁より内側に配置されることが好ましい。プレートがサイクロンセパレータケーシングの内壁から隔てて配置される場合、プレートは上面及び下面及び上面と下面の間に拡がる周壁を有する。この周壁は粒子除去を補助するために様々な形状寸法及び方位を有することができる。
本発明の上記及びその他の利点は、本発明の好ましい実施形態の以下の説明にともない、より十分にまたより完全に理解されるであろう。
本明細書における、サイクロン及びサイクロンアレイにおける改善の好ましい実施形態の以下の説明は、表面清掃装置、特に真空掃除機における適用を参照してなされる。異なる実施形態において、本改善が、可搬型室内空気清浄機、暖炉用空気清浄機等を含む空気清浄機のような、その他の家電品だけでなく、病院及び有毒環境において使用するためのような通気マスク及び自動車等のための空気処理システムを含む、その他の商業用途及び工業用途にも用いられ得ることは理解されるであろう。
[例示竪型真空掃除機の説明]
好ましい実施形態において、本改善は表面清掃装置、好ましくは真空掃除機、さらに好ましくは複数のサイクロン清掃段を有する真空掃除機に用いられる。本発明の様々な態様を例示するために用いられる多段サイクロン式真空掃除機の好ましい実施形態が図1及び2に示される。図示されるように、真空掃除機1は、接面ヘッド2,接面ヘッド2に対して軸旋回可能な態様で取り付けられた主ケーシング3,真空掃除機1を操るためのハンドル4及び電気コード5を備える竪型真空掃除機である。主ケーシング3は、単一サイクロンを有する第1サイクロン清掃段及び複数の並列サイクロン9を有する第2サイクロン清掃段8を有する、サイクロン清掃ユニット6を有する。ゴミ入空気を技術上既知のいずれかの手段によって第1サイクロン清掃段7に吸い込むことができる。図1及び2を参照すれば、真空掃除機1は、第1段サイクロン流入口10と空気フローが通じるゴミ入空気吸入口(図示せず)を有する接面ヘッド2を備える。空気は、単一サイクロンを有するとして例示される、第1サイクロン清掃段7を通って進み、第1サイクロン段流出口27を通って上方に出る。空気は上方に進み、第2段サイクロン流入口12を通って第2段サイクロン9に入る。空気は第2段サイクロン9を通って進み、第2段サイクロン流出口13を通って第2段サイクロン9を出る。処理された空気は次いでコンジット14を通って下方に進んで接面ヘッドに入り、真空掃除機1を出る前に吸引モーター15であることが好ましい流体フローモーターに進む。
好ましい実施形態において、本改善は表面清掃装置、好ましくは真空掃除機、さらに好ましくは複数のサイクロン清掃段を有する真空掃除機に用いられる。本発明の様々な態様を例示するために用いられる多段サイクロン式真空掃除機の好ましい実施形態が図1及び2に示される。図示されるように、真空掃除機1は、接面ヘッド2,接面ヘッド2に対して軸旋回可能な態様で取り付けられた主ケーシング3,真空掃除機1を操るためのハンドル4及び電気コード5を備える竪型真空掃除機である。主ケーシング3は、単一サイクロンを有する第1サイクロン清掃段及び複数の並列サイクロン9を有する第2サイクロン清掃段8を有する、サイクロン清掃ユニット6を有する。ゴミ入空気を技術上既知のいずれかの手段によって第1サイクロン清掃段7に吸い込むことができる。図1及び2を参照すれば、真空掃除機1は、第1段サイクロン流入口10と空気フローが通じるゴミ入空気吸入口(図示せず)を有する接面ヘッド2を備える。空気は、単一サイクロンを有するとして例示される、第1サイクロン清掃段7を通って進み、第1サイクロン段流出口27を通って上方に出る。空気は上方に進み、第2段サイクロン流入口12を通って第2段サイクロン9に入る。空気は第2段サイクロン9を通って進み、第2段サイクロン流出口13を通って第2段サイクロン9を出る。処理された空気は次いでコンジット14を通って下方に進んで接面ヘッドに入り、真空掃除機1を出る前に吸引モーター15であることが好ましい流体フローモーターに進む。
接面ヘッド2は技術上既知のいずれかの構成を有することができ、接面ヘッド2のゴミ入空気吸入口(図示せず)へのゴミの引込みを補助するための回転ブラシ等を有することができる。さらに、真空掃除機1は、技術上既知のように、床より高所の清掃のための延長管等を備えることができる。別の実施形態において真空掃除機1を、キャニスター式真空掃除機、背負い式真空掃除機、絨毯掃除機、乾/湿真空掃除機またはその他の真空掃除機あるいは、表面清掃ヘッド(すなわち、床、壁、家具であり得る表面または技術上既知のその他の表面の清掃に用いることができるヘッド)を用いることができ、家庭用、特に屋内用途に用いられることが好ましい、家事及び商業用途に利用されるその他の真空掃除機または表面清掃装置であり得ることも、理解されるであろう。
[サイクロンの複合]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる本発明の一態様にしたがえば、複数のサイクロン清掃段、好ましくは複数のサイクロンアレイが提供される。そのような構成は、特に、表面清掃装置(例えば、真空掃除機、絨毯掃除機等)及び空気清浄機(例えば、可搬型空気清浄機または家屋用暖炉に連結された空気清浄機)のような、家庭内用途において空気中の粒子状物質を除去するために利用されることが好ましい。図2に示されるように、真空掃除機は、単一サイクロンを有する第1サイクロン清掃段7、複数の第2段サイクロン9及びモーター前領域16に配置される第3段サイクロン(例えば図8に示されるアレイ73)を有する、サイクロン清掃ユニット6を有することができる。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる本発明の一態様にしたがえば、複数のサイクロン清掃段、好ましくは複数のサイクロンアレイが提供される。そのような構成は、特に、表面清掃装置(例えば、真空掃除機、絨毯掃除機等)及び空気清浄機(例えば、可搬型空気清浄機または家屋用暖炉に連結された空気清浄機)のような、家庭内用途において空気中の粒子状物質を除去するために利用されることが好ましい。図2に示されるように、真空掃除機は、単一サイクロンを有する第1サイクロン清掃段7、複数の第2段サイクロン9及びモーター前領域16に配置される第3段サイクロン(例えば図8に示されるアレイ73)を有する、サイクロン清掃ユニット6を有することができる。
別の実施形態において第1サイクロン段が複数の並列サイクロンを有し得ることは理解されるであろう。例えば、真空掃除機は、それぞれが複数の並列サイクロンを有する2つのサイクロン清掃段を、好ましくは真空掃除機を通る流体フローの順序で第1段と第2段を、備えることができる。
別の例として、吸引モーターまたは流体フローモーター15(例えばゴミ入空気モーター)をサイクロン清掃ユニット6の上流に配置することができ、ユニット6は1つ、2つ、3つまたは4つのサイクロン清掃段を収めることができる。本例にしたがえば、少なくとも1つの、好ましくは複数の、さらに好ましくは全ての、サイクロン清掃段が複数の並列サイクロンを有する。
あるいは、1つのサイクロン清掃段をモーター15の上流に設けることができ、複数(例えば、2つ、3つまたは4つ)のサイクロン清掃段を吸引モーター15の下流に配置することができる。いくつかの、好ましくは複数の、さらに好ましくは全ての、サイクロン清掃段が複数の並列サイクロンを有する。
あるいは、複数のサイクロン清掃段をモーターの上流に配置することができ、1つないしさらに多くのサイクロン清掃段をモーター15の下流に設けることができる。例えば、2つまたは3つのサイクロン清掃段をモーター15の上流に配置することができ、1つまたは2つのサイクロン清掃段をモーター15の下流に配置することができる。好ましくはいくつかの、さらに好ましくはほとんどの、最も好ましくは全ての、サイクロン清掃段が複数の並列サイクロンを有する。
特に好ましい実施形態において、4つのサイクロン清掃段をモーター15の上流に設けることができ、少なくとも1つの、好ましくはいくつかの、最も好ましくは全ての、サイクロン清掃段が複数の並列サイクロンを有する。
サイクロン段は互いの外部に(すなわち、入れ子にされずに)設けられることが好ましい。したがって、サイクロン段は(上下に)重ねることができ、あるいは並べて配置することができる。
[サイクロン流入口の構成]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20はセパレータ20の頂部に配置された空気流入口21を有することができる(例えば、図3,3a及び3bを見よ)。流入口21はフロー方向に直交する断面において、円形、長円形、正方形、長方形、楕円形またはその他いずれかの形状とすることができるが、図に例示されるように、長方形が好ましい。矢印22で表される粒子入流体は、空気流入口21に入り、サイクロンセパレータ20内にサイクロン環流23をつくるように流入口21を定める、螺旋傾斜路25によって導かれる。螺旋傾斜路25は、上記の図に見られるように、サイクロンセパレータ20の周縁の10°〜360°の弧を占めるように構成することができる。螺旋傾斜路25は、好ましくは15°〜360°,さらに好ましくは25°〜270°,最も好ましくは25°〜90°の弧にわたって延びる。図3aの実施形態において空気または流体の流入口21は90°の弧にわたって延び、図3bの実施形態において空気流入口は270°の弧にわたって延びる。螺旋傾斜路25は時計回り方向または半時計回り方向のいずれにも構成することができる。図に例示されているように、流入口21の、少なくとも一部、好ましくは全てが、サイクロンチャンバの外部に配置され、サイクロンチャンバはサイクロンセパレータ20の内部に配置される。例えば、流入口はサイクロンセパレータ20の外面上にあることができるが、好ましくは、サイクロンセパレータ20の頂部に配置される。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20はセパレータ20の頂部に配置された空気流入口21を有することができる(例えば、図3,3a及び3bを見よ)。流入口21はフロー方向に直交する断面において、円形、長円形、正方形、長方形、楕円形またはその他いずれかの形状とすることができるが、図に例示されるように、長方形が好ましい。矢印22で表される粒子入流体は、空気流入口21に入り、サイクロンセパレータ20内にサイクロン環流23をつくるように流入口21を定める、螺旋傾斜路25によって導かれる。螺旋傾斜路25は、上記の図に見られるように、サイクロンセパレータ20の周縁の10°〜360°の弧を占めるように構成することができる。螺旋傾斜路25は、好ましくは15°〜360°,さらに好ましくは25°〜270°,最も好ましくは25°〜90°の弧にわたって延びる。図3aの実施形態において空気または流体の流入口21は90°の弧にわたって延び、図3bの実施形態において空気流入口は270°の弧にわたって延びる。螺旋傾斜路25は時計回り方向または半時計回り方向のいずれにも構成することができる。図に例示されているように、流入口21の、少なくとも一部、好ましくは全てが、サイクロンチャンバの外部に配置され、サイクロンチャンバはサイクロンセパレータ20の内部に配置される。例えば、流入口はサイクロンセパレータ20の外面上にあることができるが、好ましくは、サイクロンセパレータ20の頂部に配置される。
サイクロンセパレータ20内のサイクロン環流23は粒子入流体流22内の粒子24の内の少なくとも一部を流体フロー流から引き出し、サイクロンセパレータ20の下部領域内に蓄積させる。流入口21に隣接して配置される流体流出口27を通ってサイクロンセパレータを出る流体流26は、粒子24の濃度が粒子入流体流22より低下している。この構成が単一サイクロンまたは複数の並列サイクロンに適用され得ることは当然である。別の実施形態において、流出口27をサイクロンセパレータ20の底に、あるいは技術上既知のいずれか他の場所に設け得ることは理解されるであろう。
サイクロンセパレータ20の周の一部しか占めない螺旋傾斜路25を有することの利点は、流入口21を、接床ノズル(例えば表面清掃ヘッド)から、他のサイクロン、フィルタバッグ、複数の他のサイクロン、ファン、ポンプまたはその他の圧力源から、あるいはいずれか他の粒子入流体源から、通じることができる吸気取入口、マニホールドまたはダクトに一層容易に連結できることである。
本実施形態の別の利点は、流入口21の弧を短くすることにより、流入口の容積が低減され、よってサイクロンチャンバの容積が実効的に増えることである。したがって、全周より短い弧にわたって延びる螺旋流入口を用いることにより、サイクロンセパレータ20の容積、したがってセパレータ20に収めることができるゴミの量を、サイクロンケーシングまたはサイクロンケーシングが備えられている家電品の外形寸法を大きくせずに、増加させることができる。真空掃除機及び絨毯掃除機、空気清浄機等のような表面清掃家電品において、家電品が占め得る床面積が制限されることは理解されるであろう。したがって、家電品のゴミ保持容量を高めるためには、家電品の体積を大きくせずに利用できるゴミ収集領域を最大化することが好ましい。別の実施形態において、全周に至らずに延びる螺旋流入口21をサイクロンビンの側壁に構成し得る(例えば図5を見よ)ことは理解されるであろう。
[サイクロンセパレータ用内部スクリーン]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20用の改善された内部スクリーンが提供される(例えば図4を見よ)。この別の構成において、スクリーン部材28は0.000001〜0.04平方インチ(0.00065〜25.8mm2)の開口または孔あたりの方形面積を有する細かい網材で構成されることが好ましい。スクリーンの開口または孔は、円形、長円形、三角形、正方形、五角形、七角形または六角形等とすることができ、多辺であることが好ましい。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20用の改善された内部スクリーンが提供される(例えば図4を見よ)。この別の構成において、スクリーン部材28は0.000001〜0.04平方インチ(0.00065〜25.8mm2)の開口または孔あたりの方形面積を有する細かい網材で構成されることが好ましい。スクリーンの開口または孔は、円形、長円形、三角形、正方形、五角形、七角形または六角形等とすることができ、多辺であることが好ましい。
あるいは、またはさらに、スクリーン28は中央スクリーン28a及び、サイクロン流出口に平行な縦面を有する、外周スクリーン28bを有することができる。中央スクリーン28aは、外周スクリーン28bの対向部品間に拡がる完全スクリーン面を提供するために、外周スクリーン28bの断面にわたって拡がるように横方向に拡がる。横部材である中央スクリーン28aは、(概角U字形スクリーンを定めるため)外周スクリーン28bの下端28'に、または(概逆角U字形スクリーンを定めるため)外周スクリーン28の上端28''に向かうが流体流出口より下に配置することができ、あるいは、(概H字形のスクリーンを定めるため)上記2つの間の、例示されるように外周スクリーン28bの軸長に沿う中間点近傍であることが好ましい、いずれかの位置に配置することができる。中央スクリーン28aは、繊維、毛髪または粒子の捕集を補助するための外周スクリーン28bの内部の捕集領域29を形成するように、外周スクリーン28bの両端の間に配置されることが好ましい。捕集領域29は、スクリーンを通過することなく、サイクロンセパレータの流体に対して開かれている、縦面すなわち外周スクリーン28bの内部の空洞である。スクリーン部材28の断面形状は、円形、長円形、正方形またはいずれかその他の形状とし得ることは当然である。
図2及び4に例示されるように、サイクロンセパレータ20は概ね縦向きに配置され、流出口はサイクロンチャンバの頂部に設けられて、スクリーン28は、縦断面が概ねH字形である形状になるように、(好ましくは断面が円形の)スクリーン材料で構成された、軸方向に拡がる壁28b及び、軸方向に拡がる外周スクリーン28bの内部に配置され、軸方向に拡がる外周スクリーン28bの内部の断面全体にわたり、軸方向に拡がる外周スクリーン28bの両端の間に拡がる、横方向に拡がる中央スクリーン28aを有する。したがって、サイクロンチャンバを通ってサイクロンケーシングの底まで進んだ空気はサイクロンの中心部を通って上向きに進み、好ましくは、スクリーン28の捕集領域29に入る(すなわち、軸方向に拡がる外周スクリーン28bの間を上向きに進む)であろう。空気は中央スクリーン28aにあたり、これを通過するであろう。中央スクリーン28aが詰まってくれば、空気のいくらかまたは全てが外周スクリーン28bの下部132から外に進み始め、次いで外周スクリーン28bの上部134を内向きに通って中央スクリーン28aの上方の位置でサイクロンチャンバの中心に向けて戻り、よってサイクロン流出口に進むことができる。したがって、縦断面が概ねH字形のスクリーンの使用により、利用できるスクリーン面積が拡張される。
別の好ましい実施形態にしたがえば、中央スクリーン28aは外周スクリーン28bの底部に隣接して配置され、よって、縦断面において、概角U字形部材を有するスクリーンを形成する。したがって、サイクロンチャンバを通ってサイクロン流出口に向かう空気は、サイクロン流出口27に達するためにはスクリーン材料28aまたは28bを通過しなければならない。この実施形態にしたがえば、空気は中央スクリーン28aまたは外周スクリーン28bを通って進んでサイクロン流出口27に達し、よって拡張されたスクリーン部材28の表面積を利用することができる。したがって、流体は、中央スクリーン28aの上方の位置でサイクロンチャンバの中心に向かい外周スクリーン28bの上部134を内向きに通って戻り、よってサイクロン流出口に進むことができる。
また別の実施形態において、中央スクリーン28aを外周スクリーン28bの上端に配置して、縦断面が概逆角U字形フィルタを形成することができる。したがって、サイクロン流出口に達するためには、空気は外周スクリーン28bの内部の捕集領域29を通って上方に進んで中央スクリーン28aに達し、これを通過して流出口27に進むことができる。あるいは、空気のいくらかは外周スクリーン28bを通って進んで捕集領域29に達し、次いで中央スクリーン28aを通ってサイクロン流出口まで上向きに進むことができる。
本発明の別の実施形態にしたがえば、外周スクリーン28bは流出口から離れるにつれて朝顔形に拡がることができる。したがって、外周スクリーン28bの流出口27から遠位にある部分は外周スクリーン28bの流出口に隣接する部分より、断面において、大きな直径を有することができる。この構成の一利点は、スクリーンの内容積に蓄積する材料が、サイクロンチャンバを通る空気フローが終結されたときに、サイクロンケーシングの底31に向けて下方に落ちることが一層おこりそうなことである。したがって、例えば、表面清掃装置または空気清浄機の清掃段としてサイクロンが用いられる場合、ユーザはサイクロンビンのゴミ収集チャンバを取り外して(例えば、サイクロンケーシングの底31がゴミ収集チャンバを定める場合はサイクロンケーシング自体を取り外すことができる)、サイクロンケーシングの底に朝顔型スクリーンの内容積からゴミを流し出すことができる。あるいは、本明細書に説明されるように、スクリーン28が取外し可能であれば、スクリーン28を取り外して、朝顔形スクリーンの内容積(捕集領域29)に蓄積されたゴミをサイクロンケーシングの底31に落とすことができる。あるいは、スクリーンをゴミ捨て容器の上におき、側面を叩いてスクリーン内に入っているゴミを緩め、朝顔形捕集領域29からゴミを振り落とすことができる。
横置き中央スクリーン28aが流出口コンジット27の軸線に直交する必要がないことは理解されるであろう。
[取外し可能なスクリーン]
個別に、またはその他いずれかの態様、好ましくは本明細書に開示されるスクリーン構成、とともに用いることができる本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンチャンバから流出口27の全てまたは一部を遮り、取外し可能であって、必要に応じて交換可能な、スクリーン28を有するサイクロンセパレータ20が提供される。この別の好ましい実施形態にしたがえば、スクリーン28は、サイクロンチャンバの流体流出口27を通して、または流体流出口27とともに取り外すことができるように、構成される。例えば、図4に例示されるように、サイクロンセパレータ20は、サイクロンチャンバにある程度延び込み、スクリーン28がそれに取り付けられているかまたは付随する、流出口コンジット27を有する。スクリーンは、流出口コンジット27を通して取り外すことができるように、流出口コンジット27と同じかまたは若干小さい直径を有することができ、あるいは流出口コンジットより大きな直径を有していて流出口27とともに取り外すことができる。流出口コンジット27は、ねじ込み式または差込み式のマウントによるように、取外し可能な態様でサイクロンケーシングに取り付けることができる。したがって、ユーザは流出口27及びそれに取り付けられているスクリーン28を、流出口コンジット27を回し、流出口コンジット27をサイクロンセパレータ20から上方に軸方向に引き抜くことによって、取り外すことができる。したがって、本実施形態の一利点は、スクリーンを取外し可能な態様でサイクロンチャンバに取り付けることができ、スクリーンの清掃を可能にするために容易に取り外せることである。特に、スクリーンを取り外すためまたは、スクリーンをサイクロンチャンバに取り付けたままスクリーンから、毛髪及びその他の繊維状材料のような、細長い材料を取り除くために、ユーザがサイクロンチャンバに手を差し入れる必要がない。
個別に、またはその他いずれかの態様、好ましくは本明細書に開示されるスクリーン構成、とともに用いることができる本発明の別の態様にしたがえば、サイクロンチャンバから流出口27の全てまたは一部を遮り、取外し可能であって、必要に応じて交換可能な、スクリーン28を有するサイクロンセパレータ20が提供される。この別の好ましい実施形態にしたがえば、スクリーン28は、サイクロンチャンバの流体流出口27を通して、または流体流出口27とともに取り外すことができるように、構成される。例えば、図4に例示されるように、サイクロンセパレータ20は、サイクロンチャンバにある程度延び込み、スクリーン28がそれに取り付けられているかまたは付随する、流出口コンジット27を有する。スクリーンは、流出口コンジット27を通して取り外すことができるように、流出口コンジット27と同じかまたは若干小さい直径を有することができ、あるいは流出口コンジットより大きな直径を有していて流出口27とともに取り外すことができる。流出口コンジット27は、ねじ込み式または差込み式のマウントによるように、取外し可能な態様でサイクロンケーシングに取り付けることができる。したがって、ユーザは流出口27及びそれに取り付けられているスクリーン28を、流出口コンジット27を回し、流出口コンジット27をサイクロンセパレータ20から上方に軸方向に引き抜くことによって、取り外すことができる。したがって、本実施形態の一利点は、スクリーンを取外し可能な態様でサイクロンチャンバに取り付けることができ、スクリーンの清掃を可能にするために容易に取り外せることである。特に、スクリーンを取り外すためまたは、スクリーンをサイクロンチャンバに取り付けたままスクリーンから、毛髪及びその他の繊維状材料のような、細長い材料を取り除くために、ユーザがサイクロンチャンバに手を差し入れる必要がない。
本発明の別の利点は、流出口コンジット27がスクリーン用把手として機能できることである。例えば、流出口コンジット27がサイクロンセパレータ20の頂部より上方に延び出していれば、ユーザは流出口コンジット27の上端をつかみ、これを把手として用いることができる。したがって、ユーザはスクリーンに触れる必要がない。代りに、ブラシを用いて及び/または水でスクリーンを洗うことによって、スクリーンを清掃することができる。清掃してしまうと、ユーザがスクリーンに触れる必要なしに、スクリーンをサイクロンチャンバに再挿入することができる。流出口コンジット27及びサイクロンセパレータ20を一緒に確実に固定するための技術上既知のその他の手段を利用し得ることは理解されるであろう。
さらに、スクリーン28が流出口コンジット27より大きい直径を有していれば、流出口コンジット27が設けられているサイクロンケーシングの壁が、その直径がスクリーン28の直径より大きい、取外し可能な環状帯30を有するであろう。したがって、環状帯30が取り外されると、スクリーン28がそれを通過することができる寸法につくられた開口がケーシングの外壁30aに与えられる(例えば図2a及び17を見よ)。環状帯30は流出口コンジット27と一体集成部品を形成することが好ましく、流出口コンジット27と一体成形することができる。したがって、清掃のためにスクリーンを取り外すためにサイクロンケーシングから取り外す必要があるのは単一素子だけである。環状帯30は、差込み式マウント、ねじ込み式マウント、磁石またはロックタブのような、技術上既知のいずれかの手段により外壁30aにロック可能な態様で固定することができる。
図2aの実施形態において、第1サイクロン清掃段は下降フローコンジット14を有する。下降フローコンジット14は流体流出口27と共線上にあり、サイクロンチャンバ53を通って延びて、サイクロンセパレータ20の頂部の上方に配置される上部19を有する。したがって、この別の実施形態において、下降フローコンジット14は取り外されるユニットのための把手を形成する上端19を有する。図2aに例示されるように、ユーザは上端19をつかみ、例えばコンジット14を回して、図示されていない、切込みからタブ148を外し、次いで、スクリーン28が取り外されてサイクロンチャンバ53内のゴミをそれを通して空にすることができるサイクロン頂部の開口144が残されるように、引っ張り上げることができる。
第2サイクロン清掃段8が第1サイクロン清掃段7の頂部に取り付けられており、第2サイクロン清掃段が下降フロー管138を有していれば、第2サイクロン清掃段8が初めに取り外される。第1サイクロン清掃段7の下降フローコンジット14の上端19が第2サイクロン清掃段8の下降フロー管138と第1サイクロン清掃段7の下降フローコンジット14の上端19を密封するためのガスケットまたはOリング18を有し得ることは理解されるであろう。
別の実施形態にしたがえば、スクリーン28がスクリーンマウントに永久的に固着され得ることは理解されるであろう(例えば、スクリーン28はサイクロンチャンバの流出口コンジット27を囲み、流出口コンジット27とともに廃棄され得る)。本明細書に用いられるように、概ね、より細かいゴミ材料の通過は可能にするが細長い材料の通過は防ぐように選ばれた、開孔寸法を有することが好ましい材料をスクリーン28が有することは理解されるであろう。したがって、スクリーンは粒子状物質はフィルタ除去せず、スクリーンがきれいなときにスクリーンを通って進む空気の背圧に実質的な影響を及ぼすことはない。
サイクロンケーシングの様々な場所にサイクロン流出口27を設けることができ、これらの実施形態にしたがうスクリーンの向きを、流出口27を覆うように、適宜に調節し得ることは理解されるであろう。さらに、横置き中央スクリーン28aが流出口27の軸線に直交している必要はない。
[サイクロンセパレータについての形状寸法]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20のための改善された構成が提供される(例えば図6を見よ)。本実施形態にしたがえばサイクロンセパレータ20の様々な形状寸法が提供される。特に、サイクロンセパレータ20の形状寸法はサイクロンセパレータ20の大きさに基づいて選ばれることが好ましい。したがって、内径(D)が1インチ(25.4mm)より大きいサイクロンセパレータ20に対して、サイクロンの形状寸法は、
流入口幅(W)はD/3とD/5の間であることが好ましく、
流入口高(H)は2Wから5Wの間であることが好ましく、
サイクロンセパレータ20の床または底31より上の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きい、
ことが好ましい。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20のための改善された構成が提供される(例えば図6を見よ)。本実施形態にしたがえばサイクロンセパレータ20の様々な形状寸法が提供される。特に、サイクロンセパレータ20の形状寸法はサイクロンセパレータ20の大きさに基づいて選ばれることが好ましい。したがって、内径(D)が1インチ(25.4mm)より大きいサイクロンセパレータ20に対して、サイクロンの形状寸法は、
流入口幅(W)はD/3とD/5の間であることが好ましく、
流入口高(H)は2Wから5Wの間であることが好ましく、
サイクロンセパレータ20の床または底31より上の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きい、
ことが好ましい。
必要に応じて備えられるプレート32が用いられる場合、
プレート32より上方の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きく、
プレート32より下方の高さ(i)は、好ましくは1Hより大きく、さらに好ましくは2Hより大きく、最も好ましくは4Hより大きく、
プレート32の周壁とサイクロンセパレータ20の壁の内面との間の間隙は、0.025インチ(0.635mm)〜0.075インチ(1.905mm)であることが好ましく、0.035インチ(0.889mm)〜0.050インチ(1.270mm)であることがさらに好ましく、0.040インチ(1.016mm)であることが最も好ましい。
プレート32より上方の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きく、
プレート32より下方の高さ(i)は、好ましくは1Hより大きく、さらに好ましくは2Hより大きく、最も好ましくは4Hより大きく、
プレート32の周壁とサイクロンセパレータ20の壁の内面との間の間隙は、0.025インチ(0.635mm)〜0.075インチ(1.905mm)であることが好ましく、0.035インチ(0.889mm)〜0.050インチ(1.270mm)であることがさらに好ましく、0.040インチ(1.016mm)であることが最も好ましい。
あるいは、内径(D)が1インチ(25.4mm)に等しいかまたはそれより小さいサイクロンセパレータ20について、サイクロンの形状寸法は、
流入口幅(W)はD/5とD/15の間であることが好ましく、D/8からD/12であることがさらに好ましく、
流入口高(H)は2Wから5Wの間であることが好ましく、3Wから4Wであることがさらに好ましく、
サイクロンセパレータ20の床または底31より上の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きい、
ことが好ましい。
流入口幅(W)はD/5とD/15の間であることが好ましく、D/8からD/12であることがさらに好ましく、
流入口高(H)は2Wから5Wの間であることが好ましく、3Wから4Wであることがさらに好ましく、
サイクロンセパレータ20の床または底31より上の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きい、
ことが好ましい。
必要に応じて備えられるプレート32が用いられる場合、
プレート32より上方の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きく、
プレート32より下方の高さ(i)は、好ましくは1Hより大きく、さらに好ましくは2Hより大きく、最も好ましくは4Hより大きく、
プレート32の周壁とサイクロンセパレータ20の壁の内面との間の間隙は、好ましくは1W〜W/10,さらに好ましくはW/1.5〜W/4,最も好ましくはW/2〜W/3である。
プレート32より上方の高さ(h)は、好ましくは2Hより大きく、さらに好ましくは4Hより大きく、最も好ましくは8Hより大きく、
プレート32より下方の高さ(i)は、好ましくは1Hより大きく、さらに好ましくは2Hより大きく、最も好ましくは4Hより大きく、
プレート32の周壁とサイクロンセパレータ20の壁の内面との間の間隙は、好ましくは1W〜W/10,さらに好ましくはW/1.5〜W/4,最も好ましくはW/2〜W/3である。
直径が0.75インチ(1.905mm)〜1.5インチ(38.1mm)の間のサイクロンセパレータ20に対し、直径が1インチより小さいかまたは大きいサイクロンセパレータ20に対するパラメータを適用することにより、良好ではあるが最適ではない性能を達成できることは当然である。
[サイクロンセパレータ用仕切プレートの構成]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20の内部をサイクロン領域すなわちサイクロンチャンバ53とゴミ収集領域すなわちゴミ収集チャンバに分割するためにサイクロンセパレータ20内に設けられるプレート32のための改善された構成が提供される(例えば図6aを見よ)。図6aに示されるように、プレート32は、上面すなわちサイクロンチャンバ面32a、下面すなわちゴミ収集チャンバ面32b及び周壁32cを有する。これらの様々な構成のそれぞれは粒径が様々な粒子の捕集の補助に有益である。例えば、プレート33の周壁32cは平坦である(すなわち、概ね縦方向に拡がり得る)。プレート33は、粒径が3μmないしさらに大きい、絨毯及び家庭に見られる一般的な粒子を捕集するためのサイクロンセパレータ20での使用に好ましい。あるいは、周壁32cは、上面32a及び/または下面32bをある角度で合せることができる(例えばプレート34,35及び36を見よ)。図示されるように、プレート35は、プレートの厚さに沿う中間の場所で交合する上部及び下部を有し、よって鋭い(例えばV字形の)エッジを定める。粒径が減少するにつれて、プレート33,34及び35は、外周における不連続性が超微細粒子分離を改善する点において一層効率的である。あるいは周縁を湾曲させることができる(例えば、プレート37に示されるように、概ねC字形をなすように中心を弓なりに張り出させることができる)。流体流から除去されている粒子の比重が流体の比重と同等である場合、プレート37,38,39,40及び41のような湾曲面はより効率的な分離を与える傾向を有する。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンセパレータ20の内部をサイクロン領域すなわちサイクロンチャンバ53とゴミ収集領域すなわちゴミ収集チャンバに分割するためにサイクロンセパレータ20内に設けられるプレート32のための改善された構成が提供される(例えば図6aを見よ)。図6aに示されるように、プレート32は、上面すなわちサイクロンチャンバ面32a、下面すなわちゴミ収集チャンバ面32b及び周壁32cを有する。これらの様々な構成のそれぞれは粒径が様々な粒子の捕集の補助に有益である。例えば、プレート33の周壁32cは平坦である(すなわち、概ね縦方向に拡がり得る)。プレート33は、粒径が3μmないしさらに大きい、絨毯及び家庭に見られる一般的な粒子を捕集するためのサイクロンセパレータ20での使用に好ましい。あるいは、周壁32cは、上面32a及び/または下面32bをある角度で合せることができる(例えばプレート34,35及び36を見よ)。図示されるように、プレート35は、プレートの厚さに沿う中間の場所で交合する上部及び下部を有し、よって鋭い(例えばV字形の)エッジを定める。粒径が減少するにつれて、プレート33,34及び35は、外周における不連続性が超微細粒子分離を改善する点において一層効率的である。あるいは周縁を湾曲させることができる(例えば、プレート37に示されるように、概ねC字形をなすように中心を弓なりに張り出させることができる)。流体流から除去されている粒子の比重が流体の比重と同等である場合、プレート37,38,39,40及び41のような湾曲面はより効率的な分離を与える傾向を有する。
広範な粒子比重を含む混合物に対し、プレート32の上面32a上、すなわちサイクロンチャンバに向けて配された面上に、規則的または不規則的で、対称または非対称な湾曲面または傾斜不連続面を形成すると、分離効率を高め得ることも見いだされた。図6b及び6cに例が示される。図6bの例において、不連続面42aは上面32aから凸に湾曲し、不連続面42bは上面32aから凹に湾曲している。図6cの例において、不連続面43aは上面32aから上向きに傾斜し、不連続面42bは上面32aから下向きに傾斜している。
プレート32はサイクロンセパレータ20の軸線に直交して取り付けることができる(すなわち、サイクロンセパレータが縦方向に延びていればプレート32は横方向に拡がる)が、別の実施形態において、プレート32がサイクロンセパレータ20の軸線に直交する平面以外の平面にあり得ることは理解されるであろう。例えば、図6dに示されるように、サイクロンセパレータ20の壁45に対してある角度をなしてプレート44が取り付けられる。サイクロンセパレータ壁45は、必要に応じて、サイクロンセパレータ20の頂部または底に向けて湾曲させるかまたは傾斜させ得ることは当然である。
本発明のまた別の実施形態において、いずれか特定の構成及び/または本明細書に開示される構成の1つをもつことができる、プレート32は、プレート32の周壁32cと厚さが一様ではないサイクロンケーシングの壁45の内面の間に環状間隙を定めるように配置することができる。例えば、壁45の1つないしさらに多くの場所において、あるいは壁45の弧に沿って、プレート32を壁45にさらに接近させることができ、あるいは壁45に接触させることができる。あるいは、またはさらに、図6dに示されるように、プレート32は、一端が他端に比較してサイクロンケーシングの底31のより上方に持ち上げられた距離にあるように傾斜させることができる。したがって、プレート32が円形であり、中心に配置されていれば、持ち上げられた端と下げられた端における環状間隙は縦方向に変位させられていない中心部におけるより広くなるであろう。あるいは、プレート32は隣接する壁45の1つの弧から上方に傾斜させることができる。あるいは、またはさらに、プレートの断面が円形である必要がないことは理解されるであろう。代りに、プレートの周壁32cとサイクロンケーシングの壁45の内面の間の間隙を変化させるように、プレートは不規則な外面を有することができる。
一実施形態において、プレート32をサイクロンケーシングの底31に固着させ得ることは理解されるであろう。あるいは、プレート32は、サイクロンケーシングの壁45の内面56に取り付けることができる(例えば図6g及び6hを見よ)。
別の実施形態においては、プレート32の代りに、サイクロンケーシングの底31の中央部、例えば図7dの27e及び図7の55を、高原領域を定めるように、内向きに盛り上げることができる。盛り上げられた床55は、概ね垂直とすることができ、サイクロンビンの床52aから盛り上げられた床27eまで上方に拡がる、側壁を定めるように、盛り上げられた床27eの周縁に隣接して下方に拡がる連続壁、例えば図7dの27bを有することができる。あるいは、側壁27bは盛り上げられた床の下に食い込むことができる。側壁はプレート32の周壁32cについて上で参照した構成のいずれかを有することができる。さらに、盛り上げられた床は断面を円形とすることができる。しかし、床の断面は、側壁とサイクロンケーシングの壁45の内面56の間の可変環状間隙を定めるように、変えることができる。
[サイクロンセパレータ用仕切プレートの位置決め]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンチャンバ53をゴミ収集チャンバ52と通じる態様で連結するための、その全てまたは一部が外向きに延びる、通路が提供されることが好ましい。図2及び6eに示されるように、サイクロンチャンバは、プレート32の上方に配置される流体流出口27への入口27aを有することができる下端を有する、流体流出口37を有することが好ましい。流体流出口27への入口は、スクリーン28のようなスクリーンで覆うことができる。プレート32と流体流出口27の下部との、または設けられていればスクリーン28との間の間隙は0.5インチ(12.7mm)より大きく、好ましくは1インチ(25.4mm)より大きく、さらに好ましくは2インチ(50.8mm)より大きくすることができる。そのような実施形態のいずれにおいても、流体流出口27の下部はサイクロン流入口21の底より下に配置されることが好ましい。通路は2インチ(50.8mm)より小さく、好ましくは1インチ(25.4mm)より小さくすることができる高さを有する縦方向環状間隙を定める。いずれの実施形態においても、高さは、サイクロン流入口21の底の直下のサイクロンの直径の、1/3より小さく、好ましくは1/6より小さく、さらに好ましくは1/10より小さく、最も好ましくは1/20より小さくすることができる。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンチャンバ53をゴミ収集チャンバ52と通じる態様で連結するための、その全てまたは一部が外向きに延びる、通路が提供されることが好ましい。図2及び6eに示されるように、サイクロンチャンバは、プレート32の上方に配置される流体流出口27への入口27aを有することができる下端を有する、流体流出口37を有することが好ましい。流体流出口27への入口は、スクリーン28のようなスクリーンで覆うことができる。プレート32と流体流出口27の下部との、または設けられていればスクリーン28との間の間隙は0.5インチ(12.7mm)より大きく、好ましくは1インチ(25.4mm)より大きく、さらに好ましくは2インチ(50.8mm)より大きくすることができる。そのような実施形態のいずれにおいても、流体流出口27の下部はサイクロン流入口21の底より下に配置されることが好ましい。通路は2インチ(50.8mm)より小さく、好ましくは1インチ(25.4mm)より小さくすることができる高さを有する縦方向環状間隙を定める。いずれの実施形態においても、高さは、サイクロン流入口21の底の直下のサイクロンの直径の、1/3より小さく、好ましくは1/6より小さく、さらに好ましくは1/10より小さく、最も好ましくは1/20より小さくすることができる。
通路はいくつかの方法で形成することができる。例えば、サイクロンケーシングの外周を盛り上げられた床の高さの近くで大きくし、よってゴミ収集チャンバとして機能する外周環状領域を形成することができる。そのような構成の一例が、縦方向環状間隙g及び長さROを有する通路61が盛り上げられた底壁55とサイクロンセパレータ20の横方向に拡がる壁59bの間に配置されている、図7に示される。この実施形態において、プレート(盛り上げられた床55)はサイクロンセパレータ20の床59aの段差によって形成される。
プレート54とサイクロンセパレータ20の壁59bの間に縦方向環状間隙gを有する通路61が形成されている、別の構成が図7aに示される。プレートは成形品または二次成形品であり、間隙gはプレート54とサイクロンセパレータ20の壁59bの間に形成され、プレート54は、壁57aから内側に延びているかまたは必要に応じて用いられるスクリーン部材(図示せず)に固定された支持アーム58によって壁57aに固定することができ、スクリーン部材は、例えば、壁57a、壁45、サイクロンの頂部またはこれらの組合せに固定されるかまたは取外し可能な態様で固定されるかあるいは取り付けられることになろう。プレート54は、必要に応じて、磁石または本明細書のどこか他で説明されるその他の手段によって所定の位置に保持することができる。
縦方向環状間隙gを有する通路61が盛り上げられた底55とサイクロンセパレータ20の壁59bの間に形成されている、また別の実施形態が図7bに示される。壁59と壁60の間の環状空間に粒子収集領域62が形成される。この構成の一利点は、粒子状物質を収集領域62に蓄積させ得るように、横方向に延びる軸線にサイクロンの方位を合せ得ることである。
プレート63とサイクロンセパレータ20の空気フロー方向転換リング64の間に縦方向環状間隙gを有する通路61が形成されている、プレート32についてのまた別の構成が図7cに示される。この実施形態において、プレートは、例えばサイクロンセパレータ20のサイクロンセパレータ床59に取り付けられたディスクを含む。粒子収集領域は参照数字66で示される。空気フロー方向転換リングは壁65に対して、好ましくは15°〜75°、さらに好ましくは30°〜60°、最も好ましくは40°〜50°の間の角度(A)をなす。空気フロー方向転換リング64は、図に参照数字67,68,69,70,71または72で示される幾何学的形状を含む、様々な幾何学的形状をとり得ることは当然である。
サイクロンセパレータ20の流入口21を有する端に対向するサイクロンの端から空気が出る、サイクロン及びゴミ収集領域についてのまた別の構成が図7dに示される。サイクロンセパレータが縦方向に揃えられていれば、空気はサイクロンセパレータ20の頂部に配置された空気吸入口21を通ってサイクロンに入る。サイクロン環流23は粒子入流体流22内の粒子24の少なくとも一部の除去及びサイクロンセパレータ20の粒子収集領域66a内での捕集をおこさせる。サイクロンを出る流体流26は、流入口21に対向する端でサイクロンセパレータ20の底に配置された、流出口すなわち下降フロー管27cへの入口27aを通る。このようにして、粒子入流体21に元々引き込まれていた粒子の一部が除去される。この実施形態において、空気はフロー誘導子64aに沿って下降し、次いで横方向に拡がる壁27eに向けて下方に進む。次いで、空気はフロー誘導子64aと横壁27eの間の、縦方向傾斜間隙g2を有する、通路61を外向きに進む。
通路は、直径の1/3より小さく、好ましくは直径の1/6より小さく、さらに好ましくは直径の1/10より小さく、最も好ましくは直径の1/20より小さい高さを有することができる。したがって、高さは2インチ(50.8mm)以下、好ましくは1インチ(25.4mm)以下とすることができる。特に好ましい実施形態において、間隙gの高さは、特に真空掃除機に用いるための、直径Dが1インチ(25.4mm)より大きいサイクロンに対して、0.015インチ(0.381mm)〜0.250インチ(6.350mm)であることが好ましい。通路61の長さを定める径方向重なり(RO)は、盛り上げられた底床またはプレートとサイクロンセパレータの壁59の外向きに広がる部分59b及び/またはフロー誘導子との重なりによって定められる。この径方向重なりは、直径Dが1インチ(25.4mm)より大きいサイクロンに対して、0.015インチ(0.381mm)〜0.250インチ(6.350mm)であることが好ましい。間隙gの高さは、直径Dが1インチより小さいサイクロンに対して、0.002インチ(0.0508mm)〜0.040インチ(1.016mm)であり、盛り上げられた底床55は外向きに広がって壁59の下部59bのやや下まで入ることが好ましい。壁59の下部59bと持ち上げられた床55の外径縁の間の径方向重なりは、直径Dが1インチ以下のサイクロンに対して、0.005インチ(0.127mm)〜0.125インチ(3.175mm)であることがさらに好ましい。図7dに例示される別の実施形態において、粒径が4μmと100μmの間の粒子を収集するための直径が1インチより大きいサイクロンに対して、間隙g2は0.025インチ(0.635mm)〜0.075インチ(1.905mm)であることが好ましいことがわかった。粒径が0.1μmと10μmの間の粒子を収集するための直径が1インチより小さいサイクロンに対して、間隙g2は0.005インチ(0.127mm)〜0.040インチ(1.016mm)であることが好ましく、0.015インチ(0.381mm)〜0.025インチ(0.635mm)であることがさらに好ましいことがわかった。
間隙g及び径方向重なりの寸法は、ある範囲の粒径及び粒子密度の粒子の収集に最適な条件をつくるために盛り上げられた底壁55の周にわたって変え得ることも当然である。
ゴミ収集領域の床とフロー誘導子64aの底の間の間隔は流入口の高さH2より小さくはないことが好ましく、区画27cの高さは2Hより大きいことが好ましく、4Hより大きいことがさらに好ましく、8Hより大きいことが最も好ましく、また吸入口21の底と下降フロー管区画27cの頂部の間の間隙g3は0.5H2〜1.5H2であることが好ましく、ほぼ0.9H2であることがさらに好ましい。下降フロー管27cの内部面積は螺旋吸入口21の面積に少なくとも等しいことが好ましく、螺旋吸入口21の面積の1.5〜2.5倍であることがさらに好ましい。このサイクロン構成には、必要に応じて、参照数字67,68,69,70,71または72で示される形状あるいはいずれか同様の形状につくることができ、領域66aに捕集された粒子24の再引込みに対する障壁を形成する、空気フロー方向転換器64aを組み込むことができる。
間隙g2の高さは、直径Dが1インチ(25.4mm)より小さいサイクロンに対して、0.002インチ(0.0508mm)〜0.040インチ(1.016mm)であることが好ましく、空気フロー方向転換リング64aと下降フロー管27bの縁の間の径方向重なりRO2は、直径Dが1インチ以下のサイクロンに対して、0.005インチ(0.127mm)〜0.125インチ(3.175mm)であることが好ましい。間隙g2及び径方向重なりRO2の寸法は、ある範囲の粒径及び粒子密度の粒子の収集に最適な条件をつくるために下降フロー間27bの周にわたって変え得ることも当然である。
別の実施形態において、通路61を有するサイクロンセパレータ20は、燃焼室からの、好ましくは、薪ストーブ、暖炉、自動車エンジン及び発生炉ガスユニット(不完全酸化反応炉)の排気口の下流の流出コンジットにおいて粒子フィルタとして用いることができる。
[サイクロンセパレータ用可動仕切プレート]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、プレート32を、スクリーン28または側壁45に、永続的態様、取外し可能な態様、平行移動可能な態様または軸旋回可能な態様で、取り付けることによるように、サイクロンセパレータ20に、永続的態様、取外し可能な態様、平行移動可能な態様または軸旋回可能な態様で、取り付け得ることは当然である。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、プレート32を、スクリーン28または側壁45に、永続的態様、取外し可能な態様、平行移動可能な態様または軸旋回可能な態様で、取り付けることによるように、サイクロンセパレータ20に、永続的態様、取外し可能な態様、平行移動可能な態様または軸旋回可能な態様で、取り付け得ることは当然である。
プレート32は磁石を用いて所定の位置に保持することができ、及び/または磁石は粒子捕集を補助するために用いることができる。例えば、プレート32には1つないしさらに多くの磁石を装着することができ、位置決め磁石はプレート32の上及び/または下に装着することができ、プレート32に向く位置決め磁石の面は、位置決め磁石から隔てられるが、位置決め磁石に面しているプレート32上の1つまたは複数の磁石の面と同じ極性を有する。したがって、磁気斥力によってプレート32を所定の位置に保持することができる。あるいは、磁気引力によってプレート32を所定の位置に保持できることは理解されるであろう。
図6eは、プレート磁石46がプレート47に固着されているかまたはプレート47内に埋め込まれ、磁気斥力を用いて位置決め磁石48と49の間に磁気的に浮遊させられる構成を例示している。磁石49はサイクロンセパレータ20の床50に固着させるかまたは床50内に埋め込むことができる。この構成の一利点は、磁石46,48及び49がサイクロンチャンバ内に磁場を発生して磁性粒子及び常磁性粒子の収集を強化することである。
床50が取外し可能または移動可能であれば(例えば、図2aに示されるように、蝶番50aによるように軸旋回可能な態様で取り付けられていれば)、ゴミ収集チャンバ52が開けられたとき(例えば床が軸旋回して開けられたとき)に、プレート47を取り外すことができるであろう(例えば、サイクロンセパレータに何らかの手段によって取り付けられていなければ、プレート47は落下するであろう)。あるいは、プレート47が機械的に保持されていれば(図示せず)、プレート47の上のサイクロンチャンバ51内及びプレート47の下のゴミ収集領域52内のいずれにも収集された粒子の除去を容易にするために、プレート47を縦方向または横方向に、あるいはいずれの方向にも、ある距離だけ平行移動させることができるであろう。
同様に、上部位置決め磁石48がスクリーン(図示せず)に、固着させるかまたは中に埋め込むことによるように、付帯しており、スクリーンが流出口27を通して、または流出口27とともに、取り外されれば、プレート47を取り外すことができるであろう。あるいは、プレート47が機械的に保持されていれば(図示せず)、主収集領域51内及びゴミ収集領域52内のいずれにも収集された粒子の除去を容易にするために、プレート47を縦方向または横方向に、あるいはいずれの方向にも、ある距離だけ平行移動させることができるであろう。あるいは、ドア、例えば底開きドア50が、例えば蝶番50aを中心に軸旋回して開かれたときに、プレート32を移動可能とすることができる。したがって、プレート32は、蝶番158によるような(例えば図6g及び6hを見よ)、技術上既知のいずれかの手段によってゴミ収集チャンバ52の壁45の内面56に確実に固定させることができる。プレート32は、ドア50から上方に延びるカラム160によって、概ね水平な位置、または望ましい他の位置に支持することができる。技術上既知のいずれかの手段とすることができる、ボタンを押してレバー164を外側に動かし、フランジ166の噛み合せを外すことによるように、ドア50が開かれると、プレート132は、例えば概ね平行な位置まで、または例示されるように、サイクロンセパレータの軸に対して傾けられた位置まで、軸旋回して降りる。
プレート47を、図6,6a,6b,6c及び6dで説明したタイプを含むが、これらには限定されない、いずれかのタイプとし得ることは当然である。この構成が頂部流入口型または側壁流入口型のサイクロン形状とともに用いられ得ることも当然である。プレート47を可動態様または取外し可能な態様で所定の位置に固定するために別の磁石または鋼鉄のような透磁性材料への磁気引力も用い得ることは当然である。斥力または引力を発生させて、固定されているか、可動であるかまたは取外し可能なストッパーにプレート47を押し付け、よって、永続的態様、可動態様または取外し可能な態様でプレートを所定の位置に固定するために単一の位置決め磁石を用いることも当然である。磁石による取付けの利点は、捕集された粒子の除去を容易にするためのプレート47の平行移動がそのようなユニットの清掃をかなり容易にすることである。
[磁気分離]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、金属粒子及び常磁性粒子の引付け及び保持を補助するために、1つないしさらに多くの磁石を空気フロー通路に備えることができる。例えば、1つないしさらに多くの磁石は、サイクロンの、流入口または流出口に隣接して、あるいは流入口または流出口の内側に、備えることができる。あるいは、またはさらに、サイクロンチャンバまたは空気フロー通路の内側に磁場が延び込めば、サイクロンチャンバの内側、あるいはサイクロンチャンバまたは空気フロー通路の外側の、いずれか所望の場所に1つないしさらに多くの磁石を備え得ることは理解されるであろう。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、金属粒子及び常磁性粒子の引付け及び保持を補助するために、1つないしさらに多くの磁石を空気フロー通路に備えることができる。例えば、1つないしさらに多くの磁石は、サイクロンの、流入口または流出口に隣接して、あるいは流入口または流出口の内側に、備えることができる。あるいは、またはさらに、サイクロンチャンバまたは空気フロー通路の内側に磁場が延び込めば、サイクロンチャンバの内側、あるいはサイクロンチャンバまたは空気フロー通路の外側の、いずれか所望の場所に1つないしさらに多くの磁石を備え得ることは理解されるであろう。
本発明の別の実施形態にしたがえば、1つないしさらに多くの磁石をプレート47,サイクロンセパレータ20及び/または空気フロー通路に取外し可能な態様で取り付けることができる。磁石が取り外されると、蓄積された磁性粒子は、磁力によって付着していたいずれの面からも外れ落ちることができ、及び/または機械的手段によって除去することができる。したがって、磁石の取外しはサイクロンセパレータの清掃を補助する。
例えば、図6fに例示されるように、サイクロンセパレータ20は、金属粒子及び磁性粒子の収集を補助するための、床50及び、必要に応じて壁に(図示せず)、固定された磁石49aを有し、磁石49aは床50から平行移動で離すかまたは床50から取り外すことができ、よって磁気の影響を無くし、サイクロンセパレータ20内に捕集された粒子の、床50を取り外すことによるかまたは流入口/流出口素子を取り外してサイクロンの内容物を振り出すことによる、容易な除去を可能にすることができる。
[サイクロンセパレータアレイ]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンのアレイが提供される。図8を参照すれば、技術上既知であるかまたは本明細書のどこか他で説明されるいずれかの構成を有することができ、最小の背圧で高分離効率及び大空気流量をつくるように設計及び構成されることが好ましい、複数の並列サイクロン73が提供される。アレイは多数の並列サイクロン73からなることが好ましい。特に、アレイは、大空気流量及び非常に小さな粒子に対する高分離効率を達成できるように、1平方インチ(約6.5cm2)あたり1サイクロンより多く、好ましくは1平方インチあたり4サイクロンより多く、さらに好ましくは1平方インチあたり9ないしさらに多くのサイクロンを有することができる。1μmより小さい粒子を分離するようにアレイが構成されていれば、一平方インチあたり9〜64サイクロンのサイクロン密度の使用が好ましい。そのようなアレイは真空掃除機または通気マスクにおけるモーター前フィルタ及び/またはモーター後フィルタとして有用であり得る。例えば、そのようなアレイはモーター前領域16(図2を見よ)に配置することができる。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、サイクロンのアレイが提供される。図8を参照すれば、技術上既知であるかまたは本明細書のどこか他で説明されるいずれかの構成を有することができ、最小の背圧で高分離効率及び大空気流量をつくるように設計及び構成されることが好ましい、複数の並列サイクロン73が提供される。アレイは多数の並列サイクロン73からなることが好ましい。特に、アレイは、大空気流量及び非常に小さな粒子に対する高分離効率を達成できるように、1平方インチ(約6.5cm2)あたり1サイクロンより多く、好ましくは1平方インチあたり4サイクロンより多く、さらに好ましくは1平方インチあたり9ないしさらに多くのサイクロンを有することができる。1μmより小さい粒子を分離するようにアレイが構成されていれば、一平方インチあたり9〜64サイクロンのサイクロン密度の使用が好ましい。そのようなアレイは真空掃除機または通気マスクにおけるモーター前フィルタ及び/またはモーター後フィルタとして有用であり得る。例えば、そのようなアレイはモーター前領域16(図2を見よ)に配置することができる。
あるいは、またはさらに、サイクロンアレイは、サイクロンアレイの小型化を進めるためまたはサイクロンアレイの効率を高めるために、様々な構成をとることができる。サイクロンアレイの構成には、非常に小型の形状を可能にするためにそれぞれの壁の一部が領域77及び78において重なり合う、アレイ73内の3つのサイクロン74,75及び76が示されている図8aの実施形態に例示されるように、サイクロンのいくつか、好ましくは全ての間の共通壁を採用することができる。あるいは、またはさらに、サイクロンアレイ73の構成には、サイクロンのいくつか、好ましくは全ての間で接している壁を採用することができる。一例が、それぞれの壁が位置82及び83で接して3つのサイクロン79,80及び81が配置されている図8bに示されている。この配置は少数のサイクロンでより強い構成をつくる。あるいは、またはさらに、サイクロンアレイ73の構成には、サイクロン84,85,86,87及び88が隔てて配置されている図8cに示されるように、非接触サイクロン壁を採用することができる。この構成では成形がより容易になる。サイクロンを隔てて配置することの利点は、サイクロン84,85,86,87及び88の間の空間が、流体フローコンジットに直接に連結されているそれぞれの流入口に対向するように(例えば、サイクロン流入口の全てを覆うマニホールドが設けられていれば)、個々のサイクロンのそれぞれのサイクロン流入口に入るために空気が進む(例えば「スピン」する)につれてさらなる粒子収集がおこり得る領域89を形成できることである。サイクロン84,85と図8の他のサイクロンの間の共通床90をサイクロン91の底まで移動させれば、細かい粒子の収集のための環状空間89の容量が高められるであろう。図8,8a,8b,8c及び8dに説明されるサイクロンアレイは、図7,7a,7b,7c及び7dで説明した構成の1つないしさらに多くを用いて構成されることが好ましい。
サイクロンアレイが備えられる場合、サイクロンはそれを通して水を流すことで清掃されることが好ましい。したがって、サイクロンアレイに水を入れ、またはサイクロンアレイから水を抜くことを可能にするために、少なくとも1つの水ポートを設けることができる。例えば、図16に示されるように、閉じることができる蓋またはその他の閉止部材116をもつ水流入ポート114を設けることができる。水流入ポート114は上面108に設けられることが好ましく、サイクロンに至る流体フロー通路(例えば、サイクロン流入口まで延びる真空掃除機のゴミ入空気フロー通路)に通じる。流入口はヘッダー130の下流にあることが好ましく、水流入ポート114はヘッダーに設けられる。蓋116が開けられると、ユーザはポート114に水を注ぎ入れることができる。水は通路を通ってサイクロンまで流れるであろう。ユーザは次いで把手118を用いて、例えば振り動かして、水を揺動させることができる。その後、例えば、底ドア120が軸旋回して開いて、水及び浮遊ゴミを、第2段サイクロン9の底から下方に送り出すことによって除去できるように(例えば図20を見よ)、レバーを外向きに動かすボタン122を押すことによって、水を抜くことができる。
本態様にしたがえばサイクロンが少なくとも2つのゴミ収集チャンバを有し、少なくとも2つのゴミ収集チャンバが同時に空にされる、複数の並列サイクロンを備えることができる。例えば、ゴミ収集チャンバは開けることができる共通底120を有することができる。図20に例示されるように、それぞれのサイクロンはゴミ収集チャンバを有し、ゴミ収集チャンバの全ては単一の共通ドアを有し、よって単一のドアを開けることにより、全てのチャンバが同時に空にされることが好ましい。例えば、図9,9a,10,11,11a,12,13,14のいずれかの実施形態において、底120(図示せず)は、全てのサイクロンが同時に空にされるように、周壁92に軸旋回可能な態様で取り付けることができる。
表面清掃装置は2つの清掃段を有することができ、清掃段の一方、好ましくは第2段は複数の並列サイクロンを有する。他方の清掃段、好ましくは第1清掃段は技術上既知のいずれかの濾過部材またはゴミ収集部材とすることができる。別の態様において、表面清掃装置が、複数の並列サイクロンを有し、複数のサイクロンが、好ましくは1つまたは複数の付随するゴミ収集チャンバとともに、ユニットとして取外し可能である、1つのサイクロン清掃段だけを有し得ることは理解されるであろう。
本態様にしたがえば、少なくとも一方が複数の並列サイクロンを有し、それぞれが個別に空にされる、2つのサイクロン段が備えられることが好ましい。例えば、図17に示されるように、複数の並列サイクロンを有する第2サイクロン清掃段8は真空掃除機1から取り外すことができるが、第1サイクロン段7は真空掃除機1の所定の位置に保持される。第2サイクロン清掃段は、軸旋回ドア120であることが好ましい、第2サイクロン清掃段8の底パネルに設けられたL字形部材128に受け入れられるフランジ126上に滑動可能な態様で取り付けることができる。したがって、第2サイクロン清掃段8を、例えば矢印Aの方向に滑らせて、取り外せば、第2サイクロン清掃段8をゴミ捨て容器に運び、ボタン122を押してドア120を開き、よって第2段サイクロン9を空にすることができる。真空掃除機の所定の位置に第2サイクロン清掃段8を確実に固定するため及び表面清掃装置のそれぞれの通路と空気フローが通じる態様でサイクロンアレイ156を連結するために、技術上既知のいずれかのロック部材を用いることができる。例えば、サイクロンアレイは、山形シール、リフト機構または技術上既知のその他の密封手段を用いて所定の位置に密封することができる。真空掃除機がサイクロン清掃段を1つしか有していない場合にこの構成を用い得ることは理解されるであろう。
あるいは、図18及び19に示されるように、第1サイクロン段7及び第2サイクロン段8は、真空掃除機から同時に取り外すことができる。次いで、例えば軸旋回する底ドア50を開けることによって、サイクロン段7を空にすることができる。サイクロン段7,8は、図19に示されるように矢印Bの方向にサイクロン段8をサイクロン段7に対して回すことによるように、初めに、または後になって、分離することができる。次いで、第2段8を空にすることができる。底ドアを軸旋回させるかまたはゴミ収集チャンバをサイクロンチャンバから取り外すことによるような、技術上既知のいずれかの特定の態様でサイクロン段7及び8を空にできることは理解されるであろう。
本発明のこの態様にしたがえば、サイクロンアレイは、サイクロンにまたはサイクロンから通じる流体フロー通路を除いて、密封ユニットとして取り外されることが好ましい。例えば、図2に示されるように、第1サイクロン段7を出た空気は流出口27から上方に進み、底120の開口150を通って、ヘッダー130の上流にあり、コンジットによってヘッダー130に連結された第2サイクロン清掃段8(図20を見よ)の底の1つないしさらに多くの開口148に至る。空気はサイクロン9を通って進み、流出口13を通って第2段サイクロン9を出てヘッダー136に至り、次いで、コンジット14の上流の、下降フロー管138に入り、底120の開口152を通って第2サイクロン段8を出る。すなわち、第2段8が真空掃除機及び/または第1段から取り外されるときに、第2段8は第2サイクロン清掃段8の底の1つないしさらに多くの開口及び下降フロー管138の底140を除き、密封されている。アレイはアレイとともに取り外すことができるフィルタを有することができる。
第2サイクロン段8のハウジング154が底120に軸旋回可能な態様で取り付けられ、開けられたときに、サイクロンアレイ156を空にするためにハウジング154から下方に引き出すことができる、別の取外し方法が図20及び21の実施形態にしたがって例示される。あるいは、ハウジング154の頂部が上方に軸旋回するか、または別の形で開いて、サイクロンアレイ156のハウジング154からの上方への引出しを可能にできることは理解されるであろう。サイクロンアレイ156が好ましくは密封ユニットであれば、コンジット138及び146と揃えられた孔をもつ、底開きパネルを設け得ることは理解されるであろう。別の実施形態において、ハウジング154は上方に軸旋回して第1サイクロン段7の頂部(あるいはその他の濾過部材またはハウジング部材)の上の所定の位置にサイクロンアレイ156を残すことができる。次いでユーザは、例えば把手を用いて、サイクロンアレイ156を持ち上げて、空にするために取り外すことができる。真空掃除機がサイクロン清掃段を1つしか有していない場合にこの構成を用い得ることは理解されるであろう。
[サイクロン段間の材料移送]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、1つのサイクロンで引き出された材料が、別のサイクロンに進む流体フロー流内に分離された材料を入れることによって、別のサイクロンに運ばれるように複数のサイクロンが構成される。そのような構成の例が図15に示される。図15に示されるように、流体フローダクト1501がダクト1502及び1503に分岐し、分岐後、ダクト1502及び1503はそれぞれサイクロン1504及び1505に至る。ダクト1501内を流れる流体は連続的または周期的に、流体フロー流から除去されることが望ましい、1つないしさらに多くのタイプの粒子またはその他の材料1512を含む。サイクロンセパレータ1504または1505は、技術上既知のいずれかのサイクロンセパレータまたはサイクロンセパレータの組合せとすることができ、あるいは、頂部流入口型サイクロン、側壁流入口型サイクロン、底部流入口型反転サイクロン及びプレート付サイクロンを含むがこれらには限定されない、本明細書内で説明される、いずれかの個別のサイクロン構成またはサイクロンの組合せとすることができる。必要に応じて、サイクロンセパレータ1504内に収集された粒子1512は、サイクロン1505及び1504の効率限界により必要に応じて用いられる粒子分離部材1510に送られる粒子以外の、粒子のほとんどが時間の経過とともにサイクロン1505内に収集されるように、手段1514によって連続的または周期的にダクト1501及び/または1503に移送される。必要に応じて、サイクロン1504の流出口1506から出た空気はダクト1507を通過して、吸引源1511に隣接する、必要に応じて用いられる粒子分離部材1510に進む。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、1つのサイクロンで引き出された材料が、別のサイクロンに進む流体フロー流内に分離された材料を入れることによって、別のサイクロンに運ばれるように複数のサイクロンが構成される。そのような構成の例が図15に示される。図15に示されるように、流体フローダクト1501がダクト1502及び1503に分岐し、分岐後、ダクト1502及び1503はそれぞれサイクロン1504及び1505に至る。ダクト1501内を流れる流体は連続的または周期的に、流体フロー流から除去されることが望ましい、1つないしさらに多くのタイプの粒子またはその他の材料1512を含む。サイクロンセパレータ1504または1505は、技術上既知のいずれかのサイクロンセパレータまたはサイクロンセパレータの組合せとすることができ、あるいは、頂部流入口型サイクロン、側壁流入口型サイクロン、底部流入口型反転サイクロン及びプレート付サイクロンを含むがこれらには限定されない、本明細書内で説明される、いずれかの個別のサイクロン構成またはサイクロンの組合せとすることができる。必要に応じて、サイクロンセパレータ1504内に収集された粒子1512は、サイクロン1505及び1504の効率限界により必要に応じて用いられる粒子分離部材1510に送られる粒子以外の、粒子のほとんどが時間の経過とともにサイクロン1505内に収集されるように、手段1514によって連続的または周期的にダクト1501及び/または1503に移送される。必要に応じて、サイクロン1504の流出口1506から出た空気はダクト1507を通過して、吸引源1511に隣接する、必要に応じて用いられる粒子分離部材1510に進む。
この構成の一利点は、例えば真空掃除機に、用いられた場合、サイクロン1504からサイクロン1505への粒子の移送により、ユーザは単一の容器だけを空にすることができるようになり、よって真空掃除機を空にする作業が簡単になることである。
別の実施形態において、収集された材料はコンテナ1513に運ぶことができる。このコンテナ1513は、1つないしさらに多くの、有機または無機高分子材、ゴム、プラスチック、紙、段ボール、ガラスまたは金属あるいはこれらのいずれかの組合せでつくられ、袋、箱、ボトル、ジャーまたはビンの形態、あるいは、容易な粒子の廃棄のため、または別の用途または作業のための粒子の移送のための、いずれか別の密閉または半密閉の形態の、再使用可能であるかまたは使い捨てのコンテナとすることができる。したがって、この別の実施形態の利点は、粒子移送手段1515によって制御されるように、収集された粒子1512をコンテナ1513に連続的または周期的に移送するために単一の自動化機構を用い得ることである。
コンテナ1513が、必要に応じてユーザの作業によって完全にまたはある程度密封または封止でき、あるいは必要に応じて、ユーザがコンテナ1513の取出しまたは取外しを開始または実行するときに、システムの機構によって自動的にある程度または完全に密閉または封止できることは当然である。コンテナ1513は粒子1512のほとんどまたは全てを収めるように設計されることが好ましい。コンテナ1513またはコンテナ1513の一部が、気密または水密である必要はなく、必要に応じて塩素ガス、オゾンガス、純酸素またはその他の薬剤の使用によるコンテナ1513及び/またはその内容物の消毒を容易にするため、必要に応じて気体を逃すことによるコンテナ1513及び/またはその内容物の圧縮を容易にするため、及び/またはコンテナ1513及び/またはその内容物の生物分解を容易にするために、必要に応じて流体の出入りを容易にすることができるように、多孔質とするか、あるいは多孔領域または多孔部材を有し得ることは当然である。
粒子移送手段1514は、吸引源1511がオフにされるかまたはそのサイクロンセパレータ1504への影響が例えばバルブ1516によって中断されている間、粒子がそこからダクト1510及び/または1530に引き込まれる領域に粒子1512を落とすことができるように周期的に開くドア機構からなることができる。あるいは、粒子移送機構1514は、吸引源1511がオフにされるかまたは必要に応じてそのサイクロンセパレータ1504への影響が、バルブ1516のような、必要に応じて備えられるによって中断されている間、ダクト部材1518及び1517をそれぞれ用いてダクト部材1051及び/または1503内に粒子がそこから重力によって運ばれるかあるいはスクリューまたはプランジャーのような機構を用いて運ばれる領域に連続的または周期的に粒子1512を移送する、垂直方向または水平方向に、あるいはいずれかの角度で配置された、回転ドアと同様の回転部材を有することができる。
粒子移送手段1515は、吸引源1511がオフにされるかまたは必要に応じてそのサイクロンセパレータ1505への影響が、バルブ1520のような、必要に応じて備えられる部材によって中断されている間、ダクト部材1519を用いてコンテナ1513に粒子1512を移送する、粒子移送手段1514と同じとするかまたは粒子移送手段1514とは異ならせることができる。
あるいは、粒子移送手段1514及び1515はそれぞれ、ユーザの作業、振動プレート、あるいはバルブまたはドアと組み合された振動プレートによって、周期的に開閉するドアを有することができる。
サイクロン1504及び1505から粒子を移送する動作は、連続的に作動させるか、周期ベースで自動的に作動させるか、サイクロン内またはコンテナ1513内の粒子レベルに応じて作動または停止させるか、センサに応答して作動させるか、サイクロン1505または必要に応じて備えられるコンテナ1513の取外しを目的とするようなユーザのシステムとの相互作用によるか、あるいはシステムの電源投入または電源切断によるか、あるいはこれらの方法の内の1つないしさらに多くの組合せによって作動させ得ることは当然である。
サイクロン1504及び1505が単一サイクロンではなく複数の並列サイクロンを表す、サイクロン群またはサイクロンアレイに本態様を適用できることも当然である。
必要に応じて備えられる粒子分離部材1510を、1つのサイクロン、複数の平行サイクロン、直列に連結された2つないしさらに多くのサイクロン、それぞれのサイクロン段が複数の並列サイクロンを有する2つないしさらに多くのサイクロン段、それぞれのサイクロン段が複数の並列サイクロンを有し、上流の並列サイクロンアレイの個々のサイクロンのそれぞれが下流の並列サイクロンアレイの単一のサイクロンと直列に流体フローが通じる、2つないしさらに多くのサイクロン段、それぞれのサイクロン段が複数の並列サイクロンを有し、上流の並列サイクロンアレイの個々のサイクロンのそれぞれが下流の並列サイクロンアレイの1つより多く(例えば、好ましくは2つ)のサイクロンと直列に流体フローが通じる、2つないしさらに多くのサイクロン段、それぞれのサイクロン段が複数の並列サイクロンを有し、上流の並列サイクロンアレイの個々のサイクロンのそれぞれが、下流段の少なくとも1つのサイクロン、繊維フィルタ材料、細かい粒子の捕集または保持の補助のために接着剤または表面処理が施された繊維材料、または流体流が通過しなければならない液浴に送るマニホールドと直列に流体フローが通じる、2つないしさらに多くのサイクロン段とし得ることは当然である。
必要に応じて備えられる粒子分離部材1510が吸引源1511に物理的に隣接し得ること、あるいは、1つないしさらに多くの曲がりを有し得る、ダクトまたは通路手段を用いて吸引源1511に連結し得ることも当然である。サイクロンの流出口がサイクロンの底または側壁を貫通することができ、あるいは底貫通流出口及び側壁貫通流出口の組合せとなり得ることも当然である。流体フロー1501が、真空掃除機またはその他の床清掃装置の接床ノズルから、真空掃除機またはその他の清掃装置の直管またはホースから、室内の空気から、1つないしさらに多くの粒径及びタイプの粒子が分離されるべき流体から、必要に応じて備えられる粒子分離部材1510に関して上述した流体フロー源と同様の別の流体フロー源から、または流体流が通過しなければならない液浴から、入り得ることも当然である。
1つのサイクロンによって引き出された材料が別のサイクロンに進む流体フロー流に分離された材料を入れることによって別のサイクロンに運ばれるように構成された複数のサイクロンの別の実施形態が図15aに例示される。図15aはサイクロンセパレータ1505に向かう流体フローダクト1501を示す。ダクト1501内を流れる流体は、連続的または周期的に、流体フロー流から除去されることが望まれる1つないしさらに多くのタイプの粒子またはその他の材料1512を含む。サイクロンセパレータ1504は、下流のサイクロンセパレータ1505と直列になっていると、より細かい粒子をより高い効率で捕集するように設計することができる。
サイクロンセパレータ1504に収集された粒子1512は、連続的または周期的に、時間の経過とともにより多くの粒子がサイクロン1505に集まるように、手段1514によってダクト1501内に移送される。
粒子移送手段1514は正確に、ダクト部材1518を用いて流体フローダクト1501に送るだけであることを除いて、図15に関して説明したように動作する。粒子移送手段1515は正確に、動作においてバルブ1516が、サイクロン1504,1505が直列になっているから、サイクロン1505への吸引源1516の影響を必要に応じて中断するために用いられるであろうことを除いて、図15に関して説明したように動作する。
サイクロン1504の流出口1506からの空気はダクト1507を通過して、吸引源1511に隣接する、必要に応じて備えられる粒子分離部材1510に入る。吸引源1511の流出口に隣接する、粒子分離部材1510aを必要に応じて備え得ることも当然である。部材1510及び1501aを清掃のために必要に応じて一緒に取り外し得ること及び機械的に互いに隣接させて配置し得ることは当然である。必要に応じて備えられる粒子分離部材1510または1501aを図15に関して説明したように同じとし得ることは当然である。
本態様において、必要に応じて備えられる粒子分離部材1510または1501aを吸引源1511に物理的に隣接させ得ること、あるいは必要に応じて備えられる粒子分離部材1510または1501aを1つないしさらに多くの曲がりを有することができるダクトまたは通路手段を用いて吸引源に連結させ得ることも当然である。サイクロンの流出口がサイクロンの底または側壁を貫通し得ること、または底貫通流出口と側壁貫通流出口の組合せとし得ることも当然である。
流体フロー1501が図15に関して説明したような流体フロー源のいずれかから入り得ることも当然である。
本態様において、サイクロンセパレータ1504及び1505はそれぞれ、単一のサイクロンまたは複数の並列サイクロンを表すことができ、粒子1512がサイクロンまたはサイクロン段の総数より少数のサイクロンまたはサイクロン段に収集されるように、本態様が2つより多くの順次サイクロンに適用され得ることも当然である。必要に応じて備えられる粒子分離部材1510または1510a自体をより大きなサイクロンの壁または壁の一部に取り付けられた複数のサイクロンとすることができ、よってゴミ収集におけるエネルギー損失を最小限に抑える構造をつくり得ることも当然である。図15及び15aに説明される構造をナノサイズ粒子及び生きているウイルス粒子を除去するように構成し得ることも当然である。
[透明プラスチック区画]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、表面清掃装置は少なくとも1つのゴミ収集チャンバ52を有する複数の並列サイクロン9を有し、少なくとも、(ハウジングにつけられた最大充満線とすることができる)最大充満位置より下のゴミ収集チャンバ部分は透明である。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、表面清掃装置は少なくとも1つのゴミ収集チャンバ52を有する複数の並列サイクロン9を有し、少なくとも、(ハウジングにつけられた最大充満線とすることができる)最大充満位置より下のゴミ収集チャンバ部分は透明である。
例えば、図2aの実施形態において、第2段サイクロンのそれぞれが、透明な外壁100を有するゴミ収集チャンバ52を有する。さらに、サイクロンチャンバ102が透明な外壁104を有する。第2段サイクロン9は、透明な側壁106及び上壁108を有するケーシングまたはハウジング内に設けられる。ゴミ収集チャンバ52の最大充満線の外側の側壁106の部分が透明であれば、ユーザは最大充満線または位置を見て、第2段ゴミ収集チャンバ52を空にすべきときを判断することができる。例示されるように、第2段サイクロン及び第2段サイクロンハウジングのそれぞれは(濃い目または色付きとすることができるがそれでもユーザはそれを通して見ることができる)透明プラスチックでつくることができ、一部を不透明にするようにその部分をラベルまたはコーティングで隠すことができる。(1つまたは複数の)ゴミ収集チャンバ52が一杯になったときをユーザが見ることができれば、ユーザは第2段サイクロンを清掃するかまたは空にするための目に見える合図をもらうことになろう。この構成は、複数のサイクロン9が付随する複数のゴミ収集チャンバ52を有し、好ましくはそれぞれのサイクロン9が付随するゴミ収集チャンバ52を有するときに特に好ましく、また、サイクロン9が他方の清掃段とは別に空にされる場合に特に好ましい。
あるいは、またはさらに、ハウジング110にフィルタ112(例えば、気泡体、HEPA等)を備えることができ、少なくとも、ハウジングの見ることができるかまたは見えるようにすることができる部分は透明である。ハウジング110の全てが透明プラスチックであることが好ましい。これにより、フィルタ112が汚れて、清掃または交換が必要であるときをユーザが認知することが可能になる。フィルタ112はモーター前フィルタであることが好ましい。したがって、例えば、フィルタ112はモーター前領域16に備えることができる。したがって、サイクロン清掃ユニット6が取り外されると、ユーザはハウジング110,例えばその上部を見ることができる。しかし、サイクロンチャンバに設けられていない、フィルタ112は真空掃除機の透明側壁を通して見ることができ、あるいは真空掃除機に設けられたドアが開けられたときにハウジング110を見ることができることは理解されるであろう。ハウジングを用いることの利点は、真空掃除機からフィルタ112を取り外すときにユーザがフィルタに触れる必要がないことである。
1つないしさらに多くのフィルタ(例えば気泡体)をサイクロンアレイ156とともに取り外すことができ、その一部または全てが透明である、ハウジングに備え得ることは理解されるであろう。
[用途]
実施形態のいずれかまたは全てを、個別にまたは大なり小なりの組合せで用い得ること当然である。これらの実施形態の表面清掃装置及びその他の家電品及び通気マスクでの使用に加えて、これらの実施形態は他の用途に、単独で、または組み合せて、用いることができる。
実施形態のいずれかまたは全てを、個別にまたは大なり小なりの組合せで用い得ること当然である。これらの実施形態の表面清掃装置及びその他の家電品及び通気マスクでの使用に加えて、これらの実施形態は他の用途に、単独で、または組み合せて、用いることができる。
例えば、本明細書で説明されるサイクロン実施形態は、掃除機、吸引式掃除機、真空掃除機、キャニスター式真空掃除機、竪型真空掃除機、乾/湿真空掃除機、棒形真空掃除機、絨毯清掃機、絨毯掃除機、手持ち真空掃除機、背負い式真空掃除機、車両搭載真空掃除機またはその他いずれかのタイプの真空掃除機を構成するため、あるいは、不要な粒子を拾い上げるため及び、続いて、空気から不要な粒子を除去するためのゴミ排除機を作成するための、ファンまたはその他の通風手段とともに用いることができる。
あるいは、本明細書に説明されるサイクロン実施形態は、コンピュータ、電子装置、あるいはコンピュータまたは装置を、それらに損傷を与えるかまたはそれらの機能を損ない得る粒子から保護するための機械装置への、冷却空気のための流入口及び/またはそれらからの空気の流出口に適用することができる。
本明細書に説明されるサイクロン実施形態が、空気流から不要な粒子を捕集するための、空気清浄機、空気純化機、空中浮遊粒子捕集システム、粒子捕集システム付ファン、自動車室内空気フィルタ、加熱システム、冷却システムまたは換気システムを構成するためにファンまたはその他の通気手段とともに用いられ得ることも当然である。
本明細書に説明されるサイクロン実施形態が、空気流から不要な粒子を捕集するためのフィルタマスクを構成するためにファンまたはその他の通気手段とともに用いられ得ることも当然である。本明細書に説明されるサイクロンまたは技術上既知のいずれかのサイクロンを用いて構成されたフィルタマスクは、人を周囲環境から隔離する可搬手段を構成することができるように、人が吸い込む空気または吐き出す空気を、あるいはそのいずれの空気も、フィルタリングするために設計することができる。サイクロン手段を通して呼吸するために人が肺にかけなければならない圧力を軽減するために、必要に応じて、小型ファンを用いることができる。
本明細書に説明されるサイクロン実施形態を流体から不要な粒子を除去する手段を構成するために通流装置とともに用い得ることも当然である。本明細書に説明されるサイクロン実施形態は、通流部材を粒子から保護するため及び粒子を除去するために、直に接して、またはいくらかの距離をおいて、通流部材に向かうダクトに配置することができる。あるいは、またはさらに、本明細書に説明されるサイクロン実施形態は、通流部材の下流の装置を、通流部材が流体流に持ち込み得る粒子から保護するために、直に接して、またはいくらかの距離をおいて、通流部材から出るダクトに配置することもできる。本明細書に説明されるサイクロン実施形態の位置決め手段は、清掃またはメンテナンスのために一緒に取り外すことができるように、機械的に配置することができる。
本明細書に説明されるサイクロン実施形態を、家屋暖房または水の加熱に用いられるいずれかのタイプのバーナーからの放出粒子を低減するため、並びに工業プロセスからの排出ガス、内燃機関からの排出ガス、外燃機関からの排出ガス及びタービンエンジンからの排出ガスから放出粒子を除去するために用い得ることも当然である。本明細書に説明されるサイクロン実施形態は、粒子放出源装置をそれらの作動に必要な空気流内の粒子から保護するために、直に接して、またはいくらかの距離をおいて、放出源に向かうかまたは放出源から出るダクトに配置することができる。あるいは、またはさらに、本明細書に説明されるサイクロン実施形態は、粒子放出源がその排気流に持ち込み得る粒子から放出源の下流の装置及び環境を保護するために、直に接して、またはいくらかの距離をおいて、放出源から出てくるダクトに配置することもできる。
本明細書に説明される多段サイクロン分離手段の利点は、必要に応じて、フィルタを用いずにHEPAフィルタまたはULPAフィルタによる分離レベルに達し得る、真空掃除機、フィルタマスクまたは本明細書に述べられるその他の装置を構成できることである。
本態様で用いられるサイクロン分離手段は清掃するかまたは使い捨てとすることができ、あるいは清掃可能で使い捨て可能とすることもできる。
[必要に応じて備えられる流体フローモーター]
いずれかの態様で用いられるファンは、直列または並列の、1つないしさらに多くのモーターで駆動される2段から10段のファンシステムとすることができ、ファンは、プロペラ、羽根車、テスラタービンとしても知られるプラントル層タービンまたはこれらの組合せとすることができる。
いずれかの態様で用いられるファンは、直列または並列の、1つないしさらに多くのモーターで駆動される2段から10段のファンシステムとすることができ、ファンは、プロペラ、羽根車、テスラタービンとしても知られるプラントル層タービンまたはこれらの組合せとすることができる。
必要に応じて、真空掃除機は、スターリングエンジン、蒸気機関または内燃機関を用いて動力を供給することができ、スターリングエンジン、蒸気機関または内燃機関は、必要に応じて、壁コンセントまたは電池からの電気によって発生されるか、あるいは化学反応で発生されるか、あるいは、必要に応じて、貯蔵槽から引き出される、水素ガスで作動させることができる。真空装置に動力を供給する水素源の一方のソースから他方のソースへの手動切換または自動切換のための選択肢を提供することができる。表面清掃装置及び屋内使用のためのその他の家電品を含む、水素動力源家電品はそれぞれの技術で既知のいずれかの構成を用いて動作し得ることは当然である。
家電品、例えば表面清掃装置、好ましくは真空掃除機のプラグをコンセントに差し込んだときに電気によって発生される水素は、表面清掃装置に動力を供給するために用いることができる。コードレス動作のために水素の全てまたは一部を貯蔵することができる。水素を発生しながら、いくらかの水素を用いて装置を動作させ得ることは理解されるであろう。そのような水素動力源表面清掃装置は、それだけで、または本明細書に開示されるいずれか他の実施形態と組み合せて、用いることができる。プラグはコンセントに差し込まれているが真空は使用されていないときの電気による水素発生は好ましい動作方法である。考えられる貯蔵手段には、加圧貯蔵、金属水素化物内貯蔵またはその他の吸蔵手段があるが、これらには限定されない。貯蔵される水素は、燃料改質、化学反応または電気分解によって発生させることができる。あるいは、またはさらに、空気清浄化装置にプラグで連結される小型可搬「容器」に注入する中央水素発生器を提供することができる。
[接着部材]
いずれかの実施形態において、細かい粒子の捕集及び保持を補助するために、寒天ベース、ペクチンベースまたはゴムベースの接着剤をサイクロンセパレータ20の内面の全てまたは一部に施し得ることも当然である。例えば、接着剤は、下降フロー管27b及び27cの内面と外面及び/または、サイクロンの底が取り外されたときに清掃のために取り外すことができる、プレート32に施すことができ、あるいはこの区画は廃棄して、新鮮な接着剤が施されたきれいなものと交換することができる。あるいは、またはさらに、スクリーン28を構成するために用いられる網材に接着剤または、繊維、毛髪または粒子の捕捉に役立つ、マイクロフィラメントを組み入れることができる。したがって、スクリーン28が接着性材料を有していれば、スクリーン28を使い捨てにし得ることは理解されるであろう。
いずれかの実施形態において、細かい粒子の捕集及び保持を補助するために、寒天ベース、ペクチンベースまたはゴムベースの接着剤をサイクロンセパレータ20の内面の全てまたは一部に施し得ることも当然である。例えば、接着剤は、下降フロー管27b及び27cの内面と外面及び/または、サイクロンの底が取り外されたときに清掃のために取り外すことができる、プレート32に施すことができ、あるいはこの区画は廃棄して、新鮮な接着剤が施されたきれいなものと交換することができる。あるいは、またはさらに、スクリーン28を構成するために用いられる網材に接着剤または、繊維、毛髪または粒子の捕捉に役立つ、マイクロフィラメントを組み入れることができる。したがって、スクリーン28が接着性材料を有していれば、スクリーン28を使い捨てにし得ることは理解されるであろう。
この実施形態は、多段サイクロンセパレータの第2段、第3段または第4段あるいは以降のその他の段におけるように、少量の細かい粒子が収集されることになるサイクロンセパレータに特に有用である。あるいは、またはさらに、サイクロンケーシング内でのゴミの保持を補助するため、マイクロフィラメントのような繊維材料でプレートを作成するかまたはコーティングすることができる。そのような実施形態にしたがえば、プレートを使い捨てにし得ることは理解されるであろう。
[水霧]
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、好ましくは静電的及び/または機械的な霧化によってつくられる水霧を、収集されない粒子が流体フロー流からサイクロン態様で除去される加湿手段を構成するために、本明細書に説明されるサイクロン実施形態または技術上既知のいずれかのサイクロン分離手段の上流に配することができる。必要に応じて、本明細書に説明されるサイクロン実施形態または技術上既知のいずれかのサイクロン分離手段の内の1つないしさらに多く、またはこれらの組合せを、空中浮遊粒子による霧源の汚染または霧源の動作の妨害を防止するために霧源の上流に配置することができる。
個別に、またはその他いずれかの態様とともに、用いることができる別の態様にしたがえば、好ましくは静電的及び/または機械的な霧化によってつくられる水霧を、収集されない粒子が流体フロー流からサイクロン態様で除去される加湿手段を構成するために、本明細書に説明されるサイクロン実施形態または技術上既知のいずれかのサイクロン分離手段の上流に配することができる。必要に応じて、本明細書に説明されるサイクロン実施形態または技術上既知のいずれかのサイクロン分離手段の内の1つないしさらに多く、またはこれらの組合せを、空中浮遊粒子による霧源の汚染または霧源の動作の妨害を防止するために霧源の上流に配置することができる。
未蒸発水を、霧化プロセスで再使用する前に、フィルタ及び/またはオゾン殺菌及び酸化システム及び/または紫外光殺菌システムを通して再循環させることができる。霧を生成するためにオゾン処理水が用いられる場合、空気殺菌を達成してから、下流のサイクロンセパレータを用いて残存オゾン処理水滴を空気流から除去することができる。
上流で空気流にオゾンガスを導入して汚染物を酸化でき、空気浮遊粒子を殺菌できること、及び下流のサイクロンセパレータが酸化された粒子を除去できること、及び、必要に応じて静電的及び/または機械的霧化による霧源が用いられれば、オゾンガスを水滴に捕捉でき、下流のサイクロンセパレータを用いて水滴を除去できることも当然である。
本改善は、単一用途に、あるいは個別にまたは小規模な組合せで、用いることができる。特に、サイクロン及びサイクロンアレイの構成における改善は、単一用途に、あるいは個別にまたは小規模な組合せで、用いることができる。例えば、本改善の1つないしさらに多くを、単一の真空掃除機に用いることができる。選ぶべき改善を、必要な粒子除去レベル、モーター前フィルタ及び/またはモーター後フィルタが用いられるか否か、真空掃除機を通る空気フロー通路によってつくられ得る背圧の大きさ、吸引モーターの強さ等に基づいて決定することができる。
本明細書で知られる実施形態には様々な修正及び変更を行うことができ、そのような修正及び変更のそれぞれが添付される特許請求の範囲内にあることは理解されるであろう。
1 真空掃除機
2 接面ヘッド
3 主ケーシング
4 ハンドル
5 電気コード
6 サイクロン清掃ユニット
7 第1サイクロン清掃段
8 第2サイクロン清掃段
9 第2段サイクロン
20 サイクロンセパレータ
21 流入口
25 螺旋傾斜路
27 流出口
45,57a,59b,60 サイクロンセパレータ壁
54 プレート
58 支持アーム
59a サイクロンセパレータ床
2 接面ヘッド
3 主ケーシング
4 ハンドル
5 電気コード
6 サイクロン清掃ユニット
7 第1サイクロン清掃段
8 第2サイクロン清掃段
9 第2段サイクロン
20 サイクロンセパレータ
21 流入口
25 螺旋傾斜路
27 流出口
45,57a,59b,60 サイクロンセパレータ壁
54 プレート
58 支持アーム
59a サイクロンセパレータ床
Claims (43)
- 屋内真空掃除機において、
(a)ゴミ入空気吸入口、
(b)ハンドル、
(c)外壁、前記ゴミ入空気吸入口の下流の流体流入口、及び流体流出口を有するサイクロンセパレータ、
(d)サイクロンチャンバ面を有し、前記サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれの前記外壁が外周を有し、前記ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てて配置されたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、
(e)前記サイクロンチャンバと前記ゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが前記通路を通って進むにつれて前記ゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、及び
(f)空気フローモーター、
を備えることを特徴とする真空掃除機。 - 前記通路が、前記プレートの前記サイクロンチャンバ面と前記サイクロンセパレータの前記外壁の外向きに拡がる部分の間に形成されることを特徴とする請求項1に記載の真空掃除機。
- 前記ゴミ収集チャンバ及び前記サイクロンチャンバがそれぞれ外周を有し、前記プレートが前記外向きに広がる部分の下に配置され、前記ゴミ収集チャンバの前記外周が前記サイクロンチャンバの前記外周より大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の真空掃除機。
- 前記プレートが、前記ゴミ収集チャンバの前記サイクロンチャンバ端に隣接して配置されたディスクを含み、前記ゴミ収集チャンバが前記ディスクの少なくとも一部の下に拡がることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記プレートが前記サイクロンチャンバの床を構成し、前記ゴミ収集チャンバが前記床の全ての下には拡がらないことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記プレートが前記サイクロンチャンバの床を構成し、前記ゴミ収集チャンバが前記床の下には拡がらないことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記サイクロンチャンバの前記外壁から前記プレートの上方の位置まで前記サイクロンチャンバ内に内向き及び下向きに拡がるフロー誘導面を有するフロー誘導子をさらに備え、前記通路が前記フロー誘導子と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記サイクロンチャンバと共線上にあり、前記プレートから隔てて配置された終端を有する環状内壁で前記サイクロンチャンバから隔てて配置された環状ゴミ収集領域をさらに備え、前記通路が前記終端と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記流体流出口が流入口を有する空気フロー管を有し、前記空気フロー管が前記サイクロンチャンバの軸に沿って前記流体流入口の下の位置まで延び、前記プレートから隔てて配置された末端を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記空気フロー管の前記流入口を覆う関係にあるスクリーンをさらに備え、前記スクリーンが前記プレートから隔てて配置されることを特徴とする請求項9に記載の真空掃除機。
- 前記サイクロンセパレータが前記流体流入口に隣接する直径を有し、前記通路が前記直径の1/3より小さい高さ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項に記載の真空掃除機。
- 前記通路が前記直径の1/6より小さい高さを有することを特徴とする請求項11に記載の真空掃除機。
- 前記通路が前記直径の1/10より小さい高さを有することを特徴とする請求項11に記載の真空掃除機。
- 前記通路が前記直径の1/20より小さい高さを有することを特徴とする請求項11に記載の真空掃除機。
- 前記ゴミ収集チャンバが、開けることができる底を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- サイクロンセパレータにおいて、
(a)外壁、流体流入口及び、流体流出口であって、流入口を有する管を有し、前記管が前記サイクロンセパレータの軸に沿って前記流体流入口の下の位置まで延びる、流体流出口、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、前記サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれの前記外壁が外周を有し、前記ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てて配置されたサイクロンチャンバ端を有し、前記流体流出口が前記プレートから隔てて配置された末端を有する、プレート、及び
(c)前記サイクロンチャンバと前記ゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが前記通路を通って進むにつれて前記ゴミが少なくとも外向きに進むように構成された、通路、
を有することを特徴とするサイクロンセパレータ。 - 前記通路が、前記プレートの前記サイクロンチャンバ面と前記サイクロンセパレータの前記外壁の外向きに拡がる部分の間に形成されることを特徴とする請求項16に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記ゴミ収集チャンバ及び前記サイクロンチャンバがそれぞれ外周を有し、前記プレートが前記外向きに広がる部分の下に配置され、前記ゴミ収集チャンバの前記外周が前記サイクロンチャンバの前記外周より大きいことを特徴とする請求項16または17に記載の真空掃除機。
- 前記プレートが、前記ゴミ収集チャンバの前記サイクロンチャンバ端に隣接して配置されたディスクを含み、前記ゴミ収集チャンバが前記ディスクの少なくとも一部の下に拡がることを特徴とする請求項16から18のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記プレートが前記サイクロンチャンバの床を含み、前記ゴミ収集チャンバが前記床の全ての下には拡がらないことを特徴とする請求項16から18のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 前記サイクロンチャンバの前記外壁から前記プレートの上方の位置まで前記サイクロンチャンバ内に内向き及び下向きに拡がるフロー誘導面を有するフロー誘導子をさらに有し、前記通路が前記フロー誘導子と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項16から20のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンチャンバと共線上にあり、前記プレートから隔てて配置された終端を有する環状内壁で前記サイクロンチャンバから隔てて配置された環状ゴミ収集領域をさらに有し、前記通路が前記終端と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項16から20のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記管の前記流入口を覆う関係にあるスクリーンをさらに有し、前記スクリーンが前記プレートから隔てて配置されることを特徴とする請求項16から20のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンセパレータが前記流体流入口に隣接する直径を有し、前記通路が前記直径の1/3より小さい高さを有することを特徴とする請求項16から23のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記直径の1/6より小さい高さを有することを特徴とする請求項24に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記直径の1/10より小さい高さを有することを特徴とする請求項24に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記直径の1/20より小さい高さを有することを特徴とする請求項24に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記ゴミ収集チャンバが、開けることができる床を有することを特徴とする請求項16から27のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンセパレータが、前記サイクロンセパレータの前記流体流入口の上流のゴミ入空気吸入口、ハンドル及び空気フローモーターを備える表面清掃装置に用いられることを特徴とする請求項16から28のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- サイクロンセパレータにおいて、
(a)外壁、流体流入口及び流体流出口、ここで前記サイクロンセパレータは前記流体流入口に隣接する直径を有する、
(b)サイクロンチャンバ面を有し、前記サイクロンセパレータをサイクロンチャンバとゴミ収集チャンバに実質的に分割するように配置されたプレートであって、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれが外壁を有し、前記サイクロンチャンバ及び前記ゴミ収集チャンバのそれぞれの前記外壁が外周を有し、前記ゴミ収集チャンバがゴミ収集床から隔てて配置されたサイクロンチャンバ端を有する、プレート、及び
(c)前記サイクロンチャンバと前記ゴミ収集チャンバの間に延びる通路であって、分離されたゴミが前記通路を通って進むにつれて前記ゴミが少なくとも外向きに進むように構成され、前記直径の1/3より小さい高さを有する、通路、
を有することを特徴とするサイクロンセパレータ。 - 前記通路が前記直径の1/6より小さい高さを有することを特徴とする請求項30に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記直径の1/10より小さい高さを有することを特徴とする請求項30に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記直径の1/20より小さい高さを有することを特徴とする請求項30に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記通路が前記プレートの前記サイクロンチャンバ面と前記サイクロンセパレータの前記外壁の外向きに拡がる部分の間に形成されることを特徴とする請求項30から33のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記流体流出口が流入口を有する空気フロー管を有し、前記空気フロー管が前記サイクロンチャンバの軸に沿って前記流体流入口の下の位置まで延び、前記プレートから隔てて配置された末端を有することを特徴とする請求項30から34のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記空気フロー管の前記流入口を覆う関係にあるスクリーンをさらに有し、前記スクリーンが前記プレートから隔てて配置されることを特徴とする請求項35に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記ゴミ収集チャンバ及び前記サイクロンチャンバがそれぞれ外周を有し、前記プレートが前記外向きに広がる部分の下に配置され、前記ゴミ収集チャンバの前記外周が前記サイクロンチャンバの前記外周より大きいことを特徴とする請求項30から37のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記プレートが前記ゴミ収集チャンバの前記サイクロンチャンバ端に隣接して配置されたディスクを含み、前記ゴミ収集チャンバが前記ディスクの少なくとも一部の下に拡がることを特徴とする請求項37に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記プレートが前記サイクロンチャンバの床を含み、前記ゴミ収集チャンバが前記床の全ての下には拡がらないことを特徴とする請求項37に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンチャンバの前記外壁から前記プレートの上方の位置まで前記サイクロンチャンバ内に内向き及び下向きに拡がるフロー誘導面を有するフロー誘導子をさらに有し、前記通路が前記フロー誘導子と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項30から39のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンチャンバと共線上にあり、前記プレートから隔てて配置された終端を有する環状内壁で前記サイクロンチャンバから隔てて配置された環状ゴミ収集領域をさらに有し、前記通路が前記終端と前記プレートの前記サイクロンチャンバ面の間に形成されることを特徴とする請求項30から39のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記ゴミ収集チャンバが、開けることができる床を有することを特徴とする請求項30から41のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
- 前記サイクロンセパレータが、前記サイクロンセパレータの前記流体流入口の上流のゴミ入空気吸入口、ハンドル及び空気フローモーターを備える表面清掃装置に用いられることを特徴とする請求項30から42のいずれか1項に記載のサイクロンセパレータ。
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JP2011095646A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 着脱可能なトナー捕集ユニットを有する画像形成装置 |
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