JP2010537770A - 真空清掃機 - Google Patents

Abstract

真空清掃機は、真空清掃機内を流れる空気流を作り出すための真空源と、塵埃を含む空気流をろ過するフィルタリングユニットと、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとを切り替えるスイッチ手段と、塵埃を含む空気流から塵埃を分離するセパレーティングユニットと、を備える。真空清掃モードにおいては、空気は空気流から塵埃を集める第１の方向で、フィルタリングユニットを通して加速される。フィルタ清掃モードにおいては、空気は、フィルタリングユニットによって集められた塵埃を取り除くために、第２の方向でフィルタリングユニットを通して加速される。フィルタ清掃モードでは、セパレーティングユニットが、フィルタリングユニットから塵埃を取り除くために、真空源とフィルタリングユニットとの間で接続している。真空清掃モードでは、セパレーティングユニットは、空気流路から動作可能に切り離される。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとで動作する真空清掃機であって、空気流を作る真空源と、塵埃を含む空気流をろ過するフィルタリングユニットと、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとを切り替えるスイッチ手段と、塵埃を含む空気流から塵埃を分離するセパレーティングユニットと、を備えた真空清掃機に関する。

真空清掃モードとフィルタ清掃モードとで動作する真空清掃機は、特許文献１で開示されている。真空清掃機は、空気流から塵埃を分離するセパレーティングユニットを備えている。空気流から分離されない塵埃は、下流フィルタにより集められる。この文献においては、二つのフィルタが使用される。一つのフィルタが細かな塵埃によって目が詰まったとき、使用者は、セパレーティングユニット及び下流フィルタを使用してフィルタを切り替え、目が詰まったフィルタをきれいにする。二つのフィルタは、空気流路に見られるように、セパレーティングユニットに対して下流に配置される。

国際公開第２００５／０５３４９７号パンフレット

本発明の目的は、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとで動作する新規な真空清掃機を提供することである。

本発明の目的及び他の目的は、請求項１で規定された真空清掃機によって達成される。
本発明の一態様によれば、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとで動作する真空清掃機であって、真空清掃機内を流れる空気流を作り出すための真空源と、塵埃を含む空気流をろ過するフィルタリングユニットと、真空清掃モードとフィルタ清掃モードとを切り替えるスイッチ手段と、塵埃を含む空気流から塵埃を分離するセパレーティングユニットと、を備えた真空清掃機が提供される。真空清掃モードにおいて、真空源は、塵埃を含む空気流から塵埃を取り除くために第１の方向で、かつ真空源に向けて、フィルタリングユニットを通る第１の空気流路内の空気流を加速するために配設される。さらに、フィルタ清掃モードにおいて、真空源は、フィルタリングユニットから塵埃を取り除くために第１の方向と反対の第２の方向で、かつ真空源に向けて、フィルタリングユニットを通る第２の空気流路内の空気流を加速するために配設される。セパレーティングユニットは、フィルタ清掃モードにおいて、フィルタリングユニットから取り除かれた塵埃を空気流から分離するために、真空源とフィルタリングユニットとの間の第２の空気流路で接続している。真空清掃モードにおいて、セパレーティングユニットは、第１の空気流路から動作可能に切り離される。

従って、本発明の開示は、真空清掃中に塵埃を取り除くために使用されるフィルタ又はフィルタリングユニットと、フィルタ清掃中に真空清掃フィルタから塵埃を集めるためのセパレータ又はセパレーティングユニットと、を備えた真空清掃機を提供する有効な考えに基づいている。これは、真空清掃中に塵埃を集めるためのセパレータ、又はサイクロンセパレータを有する真空清掃機と比較して多くの効果をもたらす。

例えば、真空清掃中の圧力差の減少は、消費エネルギーの減少と、真空清掃中の騒音の減少をもたらす。

フィルタ清掃に関して最適化されたフィルタとセパレータが、真空清掃に使用されるセパレータより非常に小さい寸法で提供されることができるため、よりコンパクトな設計が可能となる。

また、真空清掃モードにおいて動作可能に切り離されたセパレーティングユニットにより、高い流体抵抗がもたらす不利益を受けることなく、高い分離効率を得ることができる。換言すると、真空清掃中にセパレーティングユニットが動作可能に接続する場合において、流れ性能と分離性能との間のトレードオフは、全く必要とされなくなる。従って、本発明によれば、低い流体抵抗と高い分離効率の両方を有する真空清掃機が提供される。

更に、フィルタを清掃する必要があるとき、使用者はフィルタを動かす必要がない。従って、フィルタ清掃処理は、フィルタ清掃処理を理解することと、実施することに関して、使用者にとって容易となる。

セパレーティングユニットは、フィルタ清掃中に空気流路で動作可能に接続するため、予備のセパレータは必要ない。真空清掃中、セパレーティングユニットは本質的に動作しない。

真空清掃モードにおいて、セパレーティングユニットは、真空清掃中に生成した空気流から動作可能に切り離される。これは、異なる方法、例えば、セパレーティングユニットを完全に切り離すことによってなすことができる。他の例として、空気の流れがセパレーティングユニットを迂回するように、セパレーティングユニットを通る空気流路よりも低い流体抵抗を有する空気流路が設けられ、セパレーティングユニットに対しての通路又は経路が開放する。

一つのセパレータが、所望のフィルタ清掃を十分に行うときであっても、セパレーティングユニットは、一つ又は複数のセパレータ、例えば２〜４のセパレータを備えることができる。

同様に、フィルタリングユニットは、直列又は並列に配置された一つ又は複数のフィルタを備えることができる。更に、フィルタリングユニットは、細かな塵埃、大きな塵埃又は破片を集めるためのフィルタを備えることができる。フィルタは、特定のフィルタに制限されるものではない。一方、塵埃を含む空気流から塵埃や小片を取り除くための適切なフィルタが、本発明において考慮されている。例としては、ＨＥＰＡや他の微小孔フィルタに限定されるものではないが、剛体、半剛体及び柔軟フィルタ、メッシュフィルタ、穴あきプレートフィルタを含む。フィルタは、金属、紙、繊維、プラスチック及びそれらの組合せで作成される。更に、フィルタリングユニットは、直列又は並列に配置された異なるフィルタ又は同様のフィルタの組合せを備えることができる。

好ましくは、セパレーティングユニットは、一つ以上のサイクロンセパレータを備える。しかしながら、他のタイプのセパレータも考慮に入っている。サイクロンフィルタがフィルタリングユニットに使用される場合、その寸法はフィルタ清掃のために最適されることが好ましい。渦室の大きさは、真空清掃に使用されるサイクロンセパレータ内の渦室よりも小さいことが好ましく、これにより、真空清掃には適さないが、フィルタ清掃には非常に適する高い流体抵抗を生じる。

真空清掃機は、集中真空清掃機などの固定型真空清掃機や、キャニスター型、直立型、棒型、ロボット型、携帯型の真空清掃機などの移動型真空清掃機である。

更に、真空清掃機は、フィルタ清掃モードで、フィルタをコツコツと叩いたり、振動させるための手段を備えることもできる。

真空清掃機は、使用者からの指示なしに、自動的にフィルタ清掃モードに切り替わるように構成されることができる。例えば、一実施形態において、制御手段は、真空清掃処理が開始するとき、フィルタ清掃処理を開始するように構成され、使用者が真空清掃機の電源を入れる。他の実施形態において、制御手段は、フィルタが真空清掃中に集めた大きな破片が取り除かれたときに、フィルタ清掃を始めるように構成される。また、他の実施形態において、使用者がボタンを押すことによってフィルタ清掃を始めることができる。任意的に、可聴的又は視覚的なインジケータは、フィルタを清掃する必要があるときに、使用者を警告するために使用されることができる。また、他の実施形態において、制御手段は、真空清掃処理の終了時、すなわち、使用者が真空清掃機の電源を切るときに、フィルタ清掃を始めるように構成されることもできる。

当業者によって理解されるように、これらの変更は組合わせ可能である。例えば、使用者は、真空清掃処理の前後に、大きな破片を取り除いてフィルタを空にすることができる。そして、真空清掃機の電源が入れられたとき、制御手段はフィルタ清掃を開始する。大きな破片を取り除いてフィルタリングユニットを空にすることは、引き続いて行われるフィルタ清掃処理を改善し、清掃の処理速度を高める。

真空清掃モードにおける真空清掃処理を概略的に示す。 フィルタ清掃モードにおける真空清掃処理を概略的に示す。 サイクロンセパレータを概略的に示す。

本発明は、キャニスタ型及びシリンダ型の真空清掃機を含む、固定型及び移動型の真空清掃機に関する。従って、本発明は、集中型、棒型、携帯型、ロボット型真空清掃機などに関する。

図１は真空清掃モードで動作する真空清掃機１を図示し、図２はフィルタ清掃モードに切り換えられたときの真空清掃機１を図示する。真空清掃モードからフィルタ清掃モードへの真空清掃機１の切り換えは手動又は自動で行われる。

図１及び図２に関して、真空清掃機１は真空源１０を有し、典型的には電気モータによって駆動されるファンを備える。真空源１０は、真空清掃機が床又はカーペットなどから塵埃を集めるようにする空気流を作る。真空源１０は、フィルタリングユニット１２を介して、塵埃を含む空気流１６の入口１４に接続されている。

図１に示されるように、フィルタリングユニット１２は、塵埃を含む空気流１６から塵埃を取り除く。空気流１６は、真空源を通過し、例えば、真空源によって放出されたカーボン粒子を集めるために、最終的にモータフィルタ１８によってろ過される。図１の空気流路は、第１のバルブセット２０，２２により開放され、一方、第２のバルブセット２４，２６により閉鎖される。

図２において、真空清掃機１は、フィルタ清掃モードに切り換えられている。フィルタ清掃モードにおいて、フィルタリングユニット１２は、フィルタを詰まらせる塵埃が取り除かれることによって流体抵抗が減少するように、清掃される。真空清掃機１は、第１のバルブセット２０，２２を閉鎖し、第２のバルブセット２４，２６を開放することによって、フィルタ清掃モードに切り換えられる。周囲の空気流２８は、フィルタ清掃開口３０を通って導入され、真空清掃モードにおける方向とは反対の方向でフィルタリングユニット１２を通過する。これにより、フィルタリングユニット１２は、空気流２８に塵埃を放出する。この処理は、フィルタリングユニット内のフィルタに叩きや振動を与えるラッパー（rapper）又はバイブレータによって高められる。

図１及び図２に示されるレイアウトは、単に概略例であることに注意されたい。他のレイアウトは、本発明の範囲内で可能であり、バルブ構成によって提供される機能は異なったものとなる。

空気流２８がフィルタリングユニット１２を通過するとき、セパレーティングユニット３２を通過し、これにより、フィルタリングユニット１２から放出された塵埃は空気流２８から分離される。空気流２８は、真空源１０及びモータフィルタ１８を通過する。

この処理は、フィルタリングユニット１２を清掃し、これにより、交換時間が大幅に延長される。塵埃（例えば、標準的な塵埃）に関しての分離割合は、真空清掃モードにおける場合よりも非常に高められる。より高い分離割合は、より高い流速抵抗を犠牲にしてもたらされるが、フィルタ清掃モードにおいては、床やカーペットを真空清掃するときなどのように、より重い小片を有する塵埃を集めることが必要ないときに、行うことが許容される。このより高い分離割合は、フィルタリングユニット１２から放出された細かな塵埃を効率的に分離することを可能にする。

この構成におけるフィルタリングユニット１２は定期的に清掃される。フィルタ清掃モードは、例えば、使用者が真空清掃を始めるときや終えるときに、手動又は自動で入力される。また、フィルタ清掃が必要とされるときを決定するために、フィルタユニット１２の圧力低下を計測する圧力センサを提供することが可能である。フィルタリングユニットは、複数のフィルタを備えることができる。

フィルタリングユニットの定期清掃により、フィルタリングユニット１２はたくさんの塵埃を運ぶ必要がなくなる。延伸多孔質ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で作成されたフィルタなどのマイクロポアフィルタ、例えば、ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）が、考慮されることができる。このようなフィルタにおいて、塵埃は、通常のフィルタのようにフィルタの奥よりはむしろフィルタの先に集められる。従って、マイクロポアフィルタは容易に清掃されることができる。

セパレーティングユニット３２は、図３で概要が示されている少なくとも一つのサイクロンセパレータを備える。サイクロンセパレータ３４は、塵埃空気が渦室３８に入る入口スロット３６を有している。渦室３８は、図３に示すように、垂直方向に直交する実質的に円形の断面を有することができる。塵埃を含む空気は、渦室３８の外周において接線方向に沿って入り、渦室３８の中心に挿入されている出口チューブ４０を介して渦室３８に吸い込まれる。塵埃を含む空気流は、渦室３８を通ることにより渦になる。

従って、塵埃片４４は、ｖ²／Ｒに基づいて遠心力を受ける。ここで、ｖは流速、Ｒは渦室断面の直径である。遠心力は、塵埃片を渦室側壁に付勢する。塵埃片４４は壁に当たると、図において下方に向かう第２の空気流に捕捉され、渦室３８の底部の開口に落ち、集塵室４８に入る。

集塵室４８は、真空清掃機の使用者によって、都合に応じて空にされる。この種のサイクロンセパレータの使用により、通常の真空清掃機のフィルタバックの必要性が回避される。

図示されているサイクロンセパレータ３４において、渦室３８は下向きに先細の断面を有し、開口で最小の断面を有している。より特別には、渦室は円錐台形状を有している。しかしながら、他のテーパ形状や、円筒形状や、テーパでない形状などが、サイクロンセパレータにおいて考慮される。

しばしば、サイクロンセパレータ又は他のタイプのセパレーティングユニットは、分離効率と流体抵抗の間のトレードオフにより、より高い分離効率でより高い流体抵抗を有する。従って、例えば、標準的な塵埃に対して非常に高い分離効率又は割合いをもたらすことができるサイクロンセパレータが使用された場合、標準的な真空源を有する真空清掃機の許容可能な空気流をもたらすには流体抵抗があまりにも高くなり、真空清掃機は、容認可能な方法で床又はカーペットから塵埃を取り除くことができなくなる。本発明による真空清掃機１では、フィルタ清掃モードにおいてのみ使用され、真空清掃モードにおいては動作可能に切り離されるるセパレーティングユニット３２を提供する。

従って、本発明の真空清掃機１は、真空清掃モードにおける真空清掃と、フィルタ清掃モードにおける塵埃分離に最適化され、トレードオフを有しない。

要するに、本発明は、フィルタリングユニット１２と、負の空気圧力を作るための真空源１０と、セパレーティングユニット３２と、を備えた真空清掃機１に関する。真空清掃機１は、真空清掃モードにおいて動作するように構成され、フィルタ清掃モードに切り換え可能である。真空源１０は、塵埃を取り除くために、フィルタリングユニットを通る反対方向へ空気流を加速するセパレーティングユニット３２に接続している。セパレーティングユニット３２は、フィルタリングユニット１２によって、空気流から放出された塵埃を分離し、集めるために配設される。

本発明は、説明した実施形態に制限されるものではなく、特許請求の範囲内において変更及び改良されるものである。

Claims (10)

1. 真空清掃モードとフィルタ清掃モードとで動作する真空清掃機（１）であって、
   真空清掃機（１）を流れる空気流を作り出すための真空源（１０）と、
   塵埃を含む空気流をろ過するフィルタリングユニット（１２）と、
   真空清掃モードとフィルタ清掃モードとの間で真空清掃機（１）を切り替えるスイッチ手段と、
   塵埃を含む空気流から塵埃を分離するセパレーティングユニット（３２）と、を備え、
   真空清掃モードにおいて、真空源（１０）は、塵埃を含む空気流（１６）から塵埃を取り除くために第１の方向で、かつ真空源（１０）に向けて、フィルタリングユニット（１２）を通る第１の空気流路内の空気流（１６）を加速するために配設され、
   フィルタ清掃モードにおいて、真空源（１０）は、フィルタリングユニット（１２）から塵埃を取り除くために第１の方向と反対の第２の方向で、かつ真空源（１０）に向けて、フィルタリングユニット（１２）を通る第２の空気流路内の空気流（２８）を加速するために配設され、
   セパレーティングユニット（３２）は、フィルタ清掃モードにおいて、フィルタリングユニット（１２）から取り除かれた塵埃を分離するために、真空源（１０）とフィルタリングユニット（１２）との間の第２の空気流路に接続され、
   真空清掃モードにおいて、セパレーティングユニット（３２）は、第１の空気流路から動作可能に切り離される真空清掃機（１）。
2. セパレーティングユニット（３２）は少なくとも一つのサイクロンセパレータ（３４）を備える、請求項１に記載の真空清掃機（１）。
3. セパレーティングユニット（３２）は二つ以上のサイクロンセパレータ（３４）を備える、請求項２の真空清掃機（１）。
4. フィルタリングユニット（１２）は複数のフィルタを備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
5. フィルタリングユニット（１２）はマイクロポアフィルタを備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
6. フィルタリングユニット（１２）はフィルタを叩いたり、又は振動させる手段を備える、請求項１〜５の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
7. スイッチ手段は空気流を方向付けするためのバルブを備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
8. スイッチ手段は使用者によって制御されるように構成されている、請求項１〜７の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
9. スイッチ手段を制御し、作動させるための制御手段を更に備える、請求項１〜８の何れか１項に記載の真空清掃機（１）。
10. 制御手段は、真空清掃モードに入る前で真空清掃処理の開始時に、フィルタ清掃モードへ真空清掃機を自動で切り換えるように構成され、又は真空清掃モードを終了した後で真空清掃処理の終了時に、フィルタ清掃モードへ真空清掃機を自動で切り換えるように構成されている、請求項９に記載の真空清掃機（１）。

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