JP2934498B2 - 真空掃除器，真空掃除方法，空気流から粒子状物体を濾過する方法，その装置およびそのシステム - Google Patents

真空掃除器，真空掃除方法，空気流から粒子状物体を濾過する方法，その装置およびそのシステム

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に大部分の形式の静電的濾過に適用可
能な静電粒子の濾過に関する。特に、真空掃除器により
捕捉され、その収塵器に推進された微少な粒子を捕捉す
るための積載用静電フィルタに関する。
〔従来技術、および発明の解決しようとする問題点〕
本発明の重要な応用は真空掃除器にある。このような
機械は、高速空気流を発生することにより、望ましくな
い粒子状物体を、清掃されるべき表面から撤去するため
の吸入を適用するための装置を備えている。吸入装置は
ごみを伴った空気を狭い流れに向けるような構造を備え
ている。収塵バッグまたは他の貯蔵容器は粒子と空気流
を受け入れるように装着されている。典型的なバッグ
は、機械的に粒子状物体を濾過するために、紙および／
または空気を通さないように編組された繊維の如き空気
透過性材料より形成されたジャケット（被覆）を備えて
おり、一方濾過された空気をバッグを通して外側に、お
よび外部環境の中へ戻って放散せしめることを許容す
る。
しかしながら単に機械的濾過にのみ依存する真空掃除
器は、一定寸法より大きい粒子のみを濾過し、一方より
小さな粒子をフィルタ通過せしめ、外部環境へ再び侵入
することを許容する。この理由は、空気をバッグから自
在に通過を可能にするために、空気の通過を許す紙や繊
維のすきまをあまり小さくすることができないからであ
る。そうでなければ、吸入空気流が禁止され、良好な吸
入をするため空気速度があまりにも低下することにな
る。更に強力な電動機駆動システムの使用により吸入と
空気容積を増加し得る間に、真空掃除器のように家庭用
応用機器において過度に大きく重い電動機の使用は実用
的でもないし、また経済的でもない。大型電動機の重量
と価格とは、家庭用の使用に設計された真空掃除器にお
いてその使用を禁止させるものであった。
バッグを通過し外部環境に戻る微細粒子は極めて小さ
な塵埃粒子を含み、においと再蓄積に寄与するものであ
る。その他の濾過を免れた粒子は、保健上有害となるダ
ニと同様アレルギー悪化要因の花粉とかバクテリアであ
る。
超微細粒子をろ過する真空掃除器の有効性を改善する
ための一つの提案は積載用静電型ろ過装置を付加するこ
とであり、一方更にフィルタ媒体を通して合理的な圧力
降下を維持し、したがって吸入電動機システムの寸法と
電力を低減することであった。このような装置はその間
に電位差が印加される少なくとも２個の部材を備えてい
た。電位差は部材間に電界を発生させる。また電位差は
部材をして電気的に帯電するようにさせる。一定の極性
の電圧が印加される部材は、気体イオンのようなイオン
を自然に生ずる反対荷電のイオンと同様に、ごみの反対
荷電粒子を引きよせる。
該部材は粒子をのせた空気流中に配置される。上記の
如く荷電部材は、空気流中に沿って通過する反対極性の
帯電粒子をけん引する。更にある中性帯電粒子でさえ
も、誘電電気泳動として知られた現象により部材にけん
引される。
また空気流中にいわゆる「コロナ」装置を設置するこ
とによりこのような静電的濾過を増加させることが提案
された。コロナ装置は、一般に領域全体にわたり分布す
る電気的空間電荷を発生する。このような空間電荷は、
粒子をはこぶ空気流中で発生されれば、粒子を予備帯電
させる。この粒子に電荷を課することは粒子を電気的分
極されたフィルタ部材にけん引し又は反撥する力を増加
させる。
この積載型真空掃除器用静電形フィルタに関する１つ
の問題点は、機械が動作中に比較的高電圧を実質的に連
続な基板材に付与する必要がある点である。このことは
屡に、大きく、重くて、かつ高価な電源、或る時には重
い電池を含むものを必要とする。このような装置は持ち
運び易さと機械の操作の容易さとを低減するものであ
る。
別の提案は空気流中に１片の電気的に荷電した羊毛を
設置することであった。
もう一つの形式の静電式ろ過用装置は「エレクトリッ
ク」材料として知られるものを組入れることである。エ
レクトレット材料は低導電率を有し、通常同様に誘電特
性を有する。エレクトレット材料はまた長期間にわたっ
て電荷分極を保持する性質を有する。エレクトレット材
料は外科用マスクにおける静電フィルタとして使用され
てきた。
上記のフィルタ装置は別の不利益な点を有している。
帯電した表面が蓄積された粒子で「ロード・アップ」
（負荷上昇）すると、帯電フィルト部材上の電荷はその
表面にけん引された粒子およびイオンの反対の極性を生
ずることにより、中性化されるかまたは消滅される。こ
のことは発生した電界を消滅させる傾向を有し、装置の
機能を阻害しまたは完全に使用禁止にさせる。
本発明の目的は静電式ろ化装置と回路とを提供するも
ので、この装置と回路とは、（１）保持されたろ過材料
の量が増加する場合に有効性が損傷されないものであ
り、（２）低い動作電圧でも有効であり、また（３）軽
量で、比較的低価格でコンパクトであるものである。
従来技術の不都合な点は、新規な改良された積載型静
電式ろ過システムを有する真空掃除器を付与することに
より減少され、または消滅される。静電式ろ過システム
は、２組の導電性フィラメントまたは電気的に相互に絶
縁される細いワイヤの、微細に編組されたメッシュを備
えている。電位電源は、２組の導電性フィラメントまた
はワイヤの間に電位差を印加する如く係合される。２組
の導電性フィラメントまたはワイヤの間に印加された電
位差の極性を繰返し反対するための回路が付与される。
該メッシュは真空掃除器の塵芥受入れ容器、これは典
型的にはバッグである容器内に配置される。メッシュは
バッグの内面の実質的な部分を掩うのに十分な大きさの
拡大部を有している。
印加された電位差の極性における反転は、然らずんば
メッシュ上のろ過された粒子物体の実質的な層の蓄積に
より、および反対に帯電した中性化のおこるイオンのメ
ッシュへのけん引力により減少されることになるろ過の
有効性を維持するのを助ける。電圧極性が突然に反転さ
れると、ワイヤ絶縁表面上の結果的に突然反転した電荷
極性は近傍の粒子上の他の電荷に直接加えられ、これは
前のサイクルから繰延べされたものである。これは一層
良好な静電式ろ過の結果を達成するために、印加電位差
により生じた電界強度を回復し、実際に増加させる。
更に特定の実施例によれば、電圧極性反転の周波数は
低く、毎秒約１サイクルまたはそれ以下のオーダーであ
る。低い周波数によって所望の静電現象が発生するのが
許容され、一方、繰返された極性の反転が帯電されたメ
ッシュから発生するろ過用電界を回復し、拡大する如く
更に付与される。
更に特定の実施例によれば、多重段のメッシュが使用
される。各段は空気流内に直列に積重ねられ、単一メッ
シュよりも一層完全に放電空気をろ過する如く共に作動
する。
他の特定の実施例によれば、一定の電圧に対して得ら
れ得る電界強度を増加するために高誘電率材料がメッシ
ュに加えられる。高誘電率材料はメッシュ間に配置可能
である。高誘電率材料に関するもう一つの配置は、単一
メッシュにおいてメッシュワイヤの交点間での局所的適
用である。
もう一つの特定の実施例によれば、繊維性の機械的フ
ィルタがろ過を向上するためのメッシュと直列に加える
ことが可能である。
特定の特徴によれば、適切な高誘電材料はアルミナ粉
末より構成される。
もう一つの特定な実施例で多段の構成に適用可能なも
のは、連続メッシュの波形配置を含んでいる。このよう
な波形配置は、空気量への抵抗を認め得る程に増加する
ことなく、空気量の断面の両端の帯電ワイヤの分布密度
を増加させる。
本発明の実施例に関するこれらの利点は以下の詳細な
説明と図面を参照することにより、一層詳細に、かつ容
易に知り得るものである。
〔実施例〕
第１図は、真空掃除器の捕捉した極微細な粒子状物体
を静電的にろ過するための本発明に係る装置と回路を組
入れた真空掃除器10を図示している。本発明は真空掃除
器の環境において説明されているが、本発明はその特定
の応用に限定されるものではない。むしろ本発明は、本
質的にいかなる環境の下で静電的ろ過のために一般に適
用可能であると信ぜられる。
本発明の組入れられた真空掃除器10は、他の周知の形
式を有している。本発明を適切に組入れている真空掃除
器は米国オハイオ州クリーブランドのスコット・フェッ
ア社キルビー事業部製作のキルビー型である。
この真空掃除器はハウジング12とハウジングに枢着さ
れた把手部14とを備えている（共に破線で仮表示のも
の）。ハウジング12は周知の電動機と送風機の組合せ
（図示していない）を封入している。送風機／電動機の
組合せは駆動時には吸入作用の得られる高速空気量を発
生し、発生した吸引力をハウジング12の下面の下の部分
に適用するためダクト送風（これも図示されていない）
を行う。そのように発生した吸入作用はごみと他の粒子
状物体をハウジングの載置された表面から除去する。し
たがって送風機／電動機結合体により発生した空気流は
粒子状物体のたちこめた気流である。
ハウジング内の導管構造はハウジング12の後部近くに
（図示されない）排出開口を規定している。粒子のたち
こめた空気流は排出開口から参照文字16により一般に指
示される収塵容器に排出される。
収塵容器16は開口を有する可撓性バッグを備え粒子の
たちこめた空気流の排出を受けるために開口を位置決め
する如く移動可能な如く取付け可能である。収塵容器16
は細長い編成された繊維よりなる空気透過用外部ジャケ
ット18を備えている。収塵容器は選択的に内側空気透過
用の使い捨て可能なフィルタ紙ライナを備えている。
第１図の収塵容器16は部分的に線か急に曲がって参照
文字20により一般的に指示された多重部材構造を図示し
て示される。この構造は本発明に係る静電ろ過ユニット
を具備する装置と回路の一部を構成する。
構造20はより詳細に第２図に図示されている。構造20
は詳細な導電性ワイヤメッシュまはは布地を具備してい
る。
ワイヤメッシュ20は、２組の細い導電性フィラメント
或はワイヤを具備している。第１の組の導電ワイヤは一
般に第２図に図示の如く水平方向に伸びている。第２の
組の導電性ワイヤは第２図において一般に垂直方向に伸
びている。第１の組のワイヤの代表的なものは参照数字
22により集合的に図示されている。第２の組のワイヤの
代表的なものは参照文字24により集合的に示される。
各組22,24の個別的ワイヤの各々は電気的に絶縁され
ている。メッシュを構成するワイヤのそれぞれは、直径
がほゞ0.0508mmであり薄い絶縁材料、この場合にはエナ
メル被覆によりおおわれている銅ワイヤを具備してい
る。
代替的に、メッシュのワイヤのそれぞれはほゞ直径0.
0508mmのアルミニウムワイヤより構成される。アルミニ
ウムが使用される場合ワイヤの外側表面上に空気の存在
において自然的に形成されるアルミナは必要とされる絶
縁を支える。
金属ワイヤの代りに、メッシュ20は導電性プラスチッ
ク材料の周知の型式のフィラメントを選択的に具備する
ことができる。
第１の組のそれぞれの導体22は一端において金または
ニッケル接点により導電的に共通ブスバー26に結合され
る。第２の組のそれぞれの導電性ワイヤ24は、１端にお
いて同様の接点によりブスバー28に導電的に結合され
る。
第１と第２の組の導体22,24は、ウィーバーの用語例
において、布地の「たて糸」と「よこ糸」に対応する。
交流電圧源30はブスバー26,28の間に結合される。電
圧源30は正および負のほゞ9Vの尖頭電圧を有する矩形波
をブスバー（母線）28に印加する。ブスバー26は実質的
に接地されている。
電源30は、9Vの電池と極性反転スイッチの組合せから
本開示を与えれば当該技術の通常の技術の範囲内で回路
を十分に設計し得るものである。
電池は使い捨て可能である。代替的に、電池は再充電
可能な種類を有し得る。このような例において、真空掃
除器の主電力作動システムから電力をとり出すように結
合された周知の装置と回路により、電池の再充電は完成
される。
より低い電圧とより高い電圧の両方が有効となり得る
ことが試験により示された。1/2V程度に低い電圧がある
システムにおいては有用である。200Vまでの電圧もま
た、安全材料が得られれば実現可能である。
ブスバー26に対向する第１の組を備えたワイヤ22の端
部は電気絶縁体で終り、導電的に一しょに結合されてい
ない。ブスバー28に対向する第２の組のワイヤ24の端部
もまた電気絶縁体で終っている。
この構成は、ワイヤの組22,24と組合わせられた電源3
0を、抵抗回路よりはむしろ根本的に容量性開放回路を
表現するものである。この回路は導電的に閉成されな
い。このようにして、回路内の電波の流れと消費電力と
は極めて小さい。このように低電力の要求は9Vの電池が
極めて小さくかつ軽量であることを可能にする、このこ
とにより、静電式フィルタを接続した真空掃除器10の持
ち運び易さ、簡単さと経済性に寄与するものである。
ろ過の有効性を改善するために電気的極性の反転又は
交番化の適切な周波数は毎秒１サイクルのオーダかそれ
以下で20分毎に約１サイクルのオーダになっていること
が試験により示された。しかしながら動作の最適周波数
の選択は、空気量速度、電圧、湿度等に加えて、ワイヤ
の直径とメッシュのすきまの寸法のようなシステムの他
のパラメータに依存するものと信ぜられる。
しかしながら、低周波数の反転はすべての例において
価値あるものである。低周波によって、回路の反転間の
時間を定常状態に達せしめ、また以下に詳細に述べられ
た有益な静電的現象が発生することを許容するものであ
る。
他の試験によっても、１インチあたりほゞ200ワイヤ
を有するメッシュは有効な静電的濾過を完成することが
できることを示された。これはほゞ0.003インチ（0.076
2mm）のワイヤの中心から中心までの距離に等しい。
ほとんどの時間の間（反転の間の）、一定極性の一定
の電位差がワイヤセット22,24の間に印加される。
一定極性の電位差がワイヤセットの間に付与される
と、一定極性の電界が相異なるそれぞれのセットのワイ
ヤの間のすきまに発生させる。
この電界は本当に極めて強くあるべきものである。
上記の如きメッシュに対して、比較的低い電圧、即ち
9Vでさえ、ワイヤのそれぞれのセットの間に１メートル
当り5,000ないし100,000Vのオーダーの電界を発生する
ことができる。
これらの強い電界はワイヤセットをしてメッシュの近
傍に精細な空気で運ばれる粒子状物体を引き付けるよう
にさせる。電位差がワイヤセットの間に印加されると、
ワイヤ絶縁物の表面は電気的に帯電させる。正電圧がワ
イヤに印加されると、絶縁物表面は正に帯電する傾向を
有する。負の電圧が印加されると絶縁表面は負に帯電す
る傾向を示す。
これらの電荷は２つの有利な機能を行う。先づ第１
に、これらの帯電はワイヤ絶縁体表面に現われる電荷に
反対の正味の電荷を有するすべての粒子状物体（および
勿論大気イオンを発生している）を引き付ける。更に、
これらの電荷は電気泳動により正味中性の、即ちゼロの
電荷を有する粒子をさえけん引する。
メッシュ20は外部ジャケット部18の内面に近く、収塵
バッグ16の中に位置している。メッシュ20はそのバッグ
をしてバッグジャケットを内面の実質的部分をおおうこ
とを可能にするための十分な横方向の拡がりを有してい
る。したがって、メッシュ20はバッグ内に放出された粒
子を帯びた空気流を途中で遮る。電源30が駆動され、電
位差を２組のワイヤ22,24の間に印加すると、そのよう
に発生した電界は、メッシュをしてメッシュを通過する
空気流により運ばれる汚れた大気中イオンと他の極めて
細かい粒子をけん引しかつ保持せしめる。
濾過された粒子は極めて小さなアレルギをひき起こす
花粉を含み、更にバクテリアをさえ含み得るし、従って
空気から実質的に量のこれらの健康に害を与える有機物
を除去する。
メッシュ20の第１および第２の組のワイヤの間に印加
された電圧の極性の交番化又は反転は、メッシュが、蓄
積されてトラップで捕捉された粒子状物体および大気の
イオンをいっぱいに詰め込み始める時でさえ濾過特性を
維持するのを助ける作用をする。電圧の極性が常に一定
であれば、蓄積されたワイヤ上の粒子とイオンとは他の
粒子のそれ以上のけん引と保持とを禁止することにな
る。
粒子状物体とイオンが帯電したワイヤの絶縁表面に蓄
積すると、蓄積した物体はメッシュ内のワイヤセットの
間に発生した電界を減少する。蓄積された粒子とけん引
された自然発生イオンの電荷はワイヤ間に生じた電界を
消滅する傾向を有する。このことは濾過の有効性を減少
する。
この問題を解決する重要な観点は、メッシュを構成す
るワイヤセット（組）の間の電圧極性の繰返される反転
である。以下に説明する如く、この極性反転技術の利点
は一部分電圧極性の先のサイクルから、ワイヤ外部の絶
縁面上に残っている残留電荷に基因する。これらの利点
は極性の反転に引続く濾過用電界の回復と強化とを含ん
でいることである。
説明のために、与えられたワイヤ絶縁面が正の表面電
荷をもつような、電圧極性が背である状態を考えること
にしよう。ワイヤ絶縁体に対向する粒子とイオン電荷と
は負になるであろう。ワイヤに印加された電圧極性が今
突然反転される（負にされる）ならば、ワイヤ絶縁面に
おいておよびそれに隣接する負電荷の量は実質的に２倍
になるであろう。これが生ずるのは、保持されたイオン
と粒子上の負の残留電荷（ワイヤが正荷電された時から
くり延べ残された）プラス反転後のワイヤ絶縁面上に新
たに現われる負の表面電荷とは一緒に加えられて電界を
回復すると共に実質的に電界を２倍にすることとなる。
粘着する粒子のいくらか絶縁的な性質により、極性反
転後に残留電荷は皆一度にではないが漸次減衰して行く
ことになる。しかしながらその間中、粒子上の残留電荷
は減衰する。これは主として、その極性が負になった後
に、ワイヤ絶縁面に引きつけられる反対荷電の粒子とイ
オンによるものである。
帯電反転により粒子のうちのあるものをメッシュ内の
対向する組のワイヤにまで移動しそのワイヤに粘着せし
めるようにさせる。
第３図は多重の、直列に配列された帯電性ワイヤメッ
シュ32,34,36を一体化する本発明の一実施例を図示す
る。メッシュ32,34,36のおのおのは第２図に図示され、
その図に関連して記載されたメッシュ20と同じである。
交番的な電圧源40はメッシュ32,34,36のおのおののそれ
ぞれのワイヤセットと並列接続されている。電源40を構
成する回路と装置とは第２図に図示された電圧源と同じ
である。
導電性ワイヤメッシュ32,34,36は収塵バッグ６内の空
気流に関して直列に配置されている。第３図のために空
気流の方向は矢印42で示されている。第３図の多重メッ
シュの実施例の利点は相互に連合して直列に動作する３
個のメッシュ32,34,36は空気流中に存在する細かい粒子
状物体の多くを引きつけかつ保持することが通常所望さ
れ得るものであることである。
選択的に、繊維性機械的フィルタ材料の層がメッシュ
段の間に加えられ得る。
第３図はメッシュ32,34,36のおのおのに並列接続され
た単一電源としての交番極性電源40を図示するけれど
も、メッシュのおのおのに並列接続した電源40は、メッ
シュ32,34,36の単一のものにおのおの用いられる個別的
な同様の電源により置換され得ることが理解され得る。
第３図のメッシュのおのおのに対する個別電源の使用
は、３個のメッシュに関する極性の反転をして、並列結
合電源40が使用される第３図のように、一斉にというよ
り、むしろ相互に時間的に距てられて反転を行わせるこ
とを可能にするものである。相異なるメッシュにそれぞ
れ結合された個別電源はシーケンス極性反転を可能にす
る。
第４図は波形（ジグザグ）配置構造の多重メッシュを
用いる本発明の別の実施例を図示している。第４図は２
個の直列に整列されたメッシュ44と46を図示する。メッ
シュ44はメッシュ46に関し、空気流に対し上流に位置し
ている。第４図はメッシュ46に関し対角的に波打ちされ
たメッシュ44を図示する。この対角的波打ちの要旨は、
メッシュ44において、48のようにワイヤの交点がほゞメ
ッシュ46のすきまの中心に位置するようになっているこ
とである。波打ち波形は、実質的に空気量に対する抵抗
を増加させることなしに、空気流中に設置された帯電ワ
イヤの密度を増加させる。
他の手段はメッシュフィルタの動作を向上させるよう
に使用され得る。濾過特性は編組されたメッシュ内また
はメッシュ間に高誘導率材料を添加することにより改良
され得ることが試験により示された。酸化アルミニウム
天然砥石を含む適切な材料が見出された。
第５図は、例えば、一対の垂直方向に伸びているワイ
ヤ60,62を示す。第５図は２個のメッシュの縁に沿って
眺めた図である。明瞭さのために第５図は簡略化された
図面であり、隣接メッシュの単一垂直ワイヤを絶縁した
ワイヤ60,62が示される。
ワイヤ60,62の間に高誘電体材料の部分64がある。高
誘電率材料は、実質的に隣接メッシュの間の空間を充満
している。
高誘電率材料64は、必要であれば当該技術の通常の技
術者が得ることのできる適切な絶縁性バインダによりつ
なぎ合わされた直径ミクロン大のアルミナ粒子を含んで
いる。メッシュ間および導電性ワイヤの近傍にあるこの
微細な粉末材料の存在は一定の電圧差に関しワイヤ間で
達成され得る電界の大きさを増大させるものである。
アルミナのような高誘電率材料は、選択的に、ナイロ
ンメッシュ基板上に指示され得るか、あるいは商標「テ
フロン」で広く知られた材料より成る溶融ペレット内に
滲込ませられる。
第６図は同様の一対のワイヤ68,70を図示するが、し
かしこの実施例において、高誘電体材料は基準文字72に
おける如くメッシュ間に存在するのみならず、また基準
文字74,76において示されるように、メッシュを通って
外部に伸びている。
第７図は高誘電体材料を用いる更に別の方法を図示し
ている。第７図は単一メッシュ80を図示している。高誘
電体材料は例えば参照文字82において示されるように、
水平および垂直ワイヤのそれぞれの交差点の局部的に適
用される。
随意使用の静電型濾過ユニット20は汚染された空気流
中のコロナ放電装置の真空掃除器に包含されることによ
り捕捉され得る。コロナ放電装置は電荷をコロナを通過
する汚染されたおよびその他の粒子状物体に与える。こ
の付加的電荷は静電フィルタユニット20により粒子が一
層捕獲され易くさせるものである。
もう一つの可能な選択は摩擦電気装置の使用である。
商標「テフロン」により知られたプラスチック材料製の
管を備えたこのような装置は同様に電荷を近傍を通過す
る粒子に付与し得る。
上記の如く、第２図の参照文字30と第３図の参照文字
40におけるような交流電圧源は、極性反転スイッチと直
列に9Vの小さな軽量の電池を具備し得る。
低電圧電池と直列に設置するための適切な極性反転ス
イッチは当該技術の専問家により容易に設計可能である
と思われる。
第８図は、本装置で使用に適した低電圧交番極性信号
を得るための回路の概略図を図示している。この回路は
一般に参照文字100で示される。この回路はリード線101
において低電圧交番極性出力を発生する。出力101は８
位置のデイップ（dip）スイッチ102の出力により送られ
る。デイップスイッチ102への出力は７段の刻時回路104
により得られる。動作時には、デイップスイッチ102の
スイッチング要素の１個のみが、デイップスイッチの入
力の１つからその出力の対応するものへの導電路を付与
する如く設定される。デイップスイッチは、クロックの
出力の夫々の有効ビットに従って、刻時回路104の出力
を分割する如く使用される。リード線101に現われる出
力は、クロックの出力ビットの一つがデイップスイッチ
102の設定により選択される機能である反転周波数を有
する。クロックビット出力の有効係数が高く選択されれ
ば、ますますその出力の極性反転周波数は低くなる。刻
時信号の周波数はポテンショメータ110の設定を調節す
ることにより調整可能である。この動作はより詳細に第
９図に関連して説明される。
第９図はスイッチング回路100の機能を図示する表の
表現図である。第９図の上部の表は、デイップスイッチ
102の選択された位置を、メッシュに印加された電圧極
性の連続的反転の間に経過する時間量と相関させるもの
である。知られるように連続的極性反転の間の時間量は
１秒と64秒の間の増分において変化する如く選択され得
る。これは毎分30サイクルと毎分約1/2サイクルの間の
交番の周波数に対応する。
スイッチング周波数の別の調整法は、ポテンショメー
タ110をスイッチング回路100で調整することにより得ら
れる。上記第９図の上部の表は１つの極限位置に転じた
ポテンショメータに対して利用し得る切換時間に対応す
る。第９図の下部の表は、その反対の極限位置における
ポテンショメータに対してアナログ的な切換時間を与え
る。下部の表から知られるように、反対の位置のポテン
ショメータに関して、切換時間は７秒と448秒の間の範
囲にはいる。
したがって、切換周波数は、１秒当たり１回の切換と
448秒当たり１回の切換との間の実質的に無限大の値に
調節し得る。
本発明は特定のものについて説明されたけれども、当
該技術の通常の知識を有する人であれば、添付請求の範
囲に記載の、本発明の精神と範囲を逸脱することなし
に、本明細書に記載の実施例の特定の特徴に追加又は変
形、或はその特徴からの削除を行い得ることが理解され
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を具体化する真空クリーナを
示し、部分的局部的と部分的陰影部の画描図である。 第２図は第１図の真空クリーナの一部を示す詳細な画描
図； 第３図は本発明の他の実施例を一体化する第１図の真空
掃除器の一部分を図示する詳細画描図； 第４図は第３図の実施例の代替実施例； 第５図は第２図の構造の一部を図示するとともに本発明
の交替的実施例を具体化する詳細立面図； 第６図は第２図の構造の一部を図示するとともに、本発
明の別の交替的実施例を具現化する詳細立面図、 第７図は、本発明の別の交替的実施例を示す、第２図に
示した構造の一部の詳細図、 第８図は、本発明の一実施例の一部を構成する回路の概
略図、 第９図は本発明の動作の特徴を説明する表の表現図であ
る。 10……真空掃除器、12……ハウジング 14……把手部、16……収塵容器 18……外部ジャケット 20……多重部材構造（メッシュ） 22,24……ワイヤ、26,28……ブスバー 30……交流電圧源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ シー．マーフィー アメリカ合衆国，オハイオ 44024，チ ャードン，オーク ホロー ドライブ 11449 (56)参考文献 特開 昭53−148852（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−23659（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−25268（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A47L 9/00 A47L 9/10 - 9/14 B01D 39/00 - 39/20 B03C 3/00 - 3/88

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）掃除される表面から粒子状物体を取
    りのけて運搬するために空気流を発生する装置； （ｂ）規定された流路に沿って該空気流を吸引する構
    造； （ｃ）２組の電気的に絶縁されたワイヤを含むメッシュ
    であって、該２組は一方が他方から絶縁されており、か
    つ該粒子状物体が該流路に沿って運搬されるように該粒
    子状物体を補足するように配置され； （ｄ）該導電性メッシュの該２組のワイヤ間に電位差を
    印加するための電気的に絶縁された回路；および （ｅ）該印加された電位差を反復的に時々変化させるた
    めの回路；を有しここで該回路（ｄ）は毎秒約１回以下
    の頻度をもって周期的に、該電位差の極性を反転する回
    路である、真空掃除器。
  2. 【請求項２】（ａ）掃除される表面から粒子状物体を取
    りのけて該粒子状物体を運搬する吸入空気流を生成し、
    そして排出される位置へ該粒子状物体を運搬する該空気
    流を送達するための装置および構造； （ｂ）該粒子状物体を運搬する該空気流の排出を受け止
    めるために、該排出される位置の近くに配置され得る収
    塵袋であって、 （Ｉ）外部カバー、 （II）２組の比較的細く電気的に絶縁されたワイヤであ
    って、前記各組は導電性メッシュを形成し、かつ互いに
    電気的に絶縁されているもの、および （III）前記２組のワイヤ間に電位差を印加する回路、
    を具備する収塵袋；および （ｃ）毎秒１サイクルを越えないような周波数において
    前記電位差の極性を交番化するために前記電位差の印加
    回路に結合された、電気的に絶縁された回路； を具備する真空掃除器。
  3. 【請求項３】前記ワイヤは細い絶縁性銅ワイヤを具備す
    るものである、請求項２記載の真空掃除器。
  4. 【請求項４】前記ワイヤは銅製であり、ほぼ0.0508mmの
    直径を有するものである、請求項３記載の真空掃除器。
  5. 【請求項５】前記ワイヤはアルミニュウム製である、請
    求項２記載の真空掃除器。
  6. 【請求項６】前記ワイヤはほぼ0.0508mmの直径を有する
    ものである、請求項５記載の真空掃除器。
  7. 【請求項７】前記組のワイヤはメッシュを形成する如く
    緊密配置されるものである、請求項２記載の真空掃除
    器。
  8. 【請求項８】前記電位差は約10ボルト以下である、請求
    項２記載の真空掃除器。
  9. 【請求項９】前記電位と前記メッシュのすきまは、前記
    メッシュの近傍において前記電位差が1mあたり５、000
    ないし100、000ボルトの範囲内の大きさを有する電界を
    発生する如く選択されてなる、請求項７記載の真空掃除
    器。
  10. 【請求項１０】前記メッシュは１側面がほぼ0.0762mmの
    寸法を有する実質的に正方形のすきまを規制するもので
    ある、請求項７記載の真空掃除器。
  11. 【請求項１１】（ａ）掃除される表面から粒子状物体を
    取りのけ、かつ該取りのけられた粒子状物体を該空気流
    の使用によって経路にそって推進させるための吸入空気
    流生成装置； （ｂ）１個の収塵バッグであって、該収塵バッグは前記
    経路に沿って移動し該収塵バッグ中に入る前記粒子状物
    体を捕捉するように配置されており、さらに： 電気的に絶縁された２組の細長い可撓性導電部材であっ
    て、該２組は一方が他方から電気的に絶縁されており、
    共に第１のメッシュを形成し；および （ｃ）交番化電位を毎秒１サイクル以下の周波数におい
    て該２組の可撓性導電部材間に印加するための、絶縁を
    含む回路； を具備する真空掃除器。
  12. 【請求項１２】（ａ）更なる２組の細長い導電性部材を
    備えた第２のメッシュであって、前記更なる２組は互い
    に電気的に絶縁され、前記第２のメッシュは前記粒子状
    物体運搬空気流に関して前記第１のメッシュと直列に配
    置されたもの；および （ｂ）前記更なる２組の細長い導電性部材間に電界を印
    加するため、該２組の導電性部材を低周波の交番電源に
    接続する手段； をさらに具備する、請求項11記載の真空掃除器。
  13. 【請求項１３】前記第１のメッシュと前記第２のメッシ
    ュは、空気流の方向からみて、該第１のメッシュのワイ
    ヤの交点がほぼ該第２のメッシュのすきまの中心に位置
    するように配置されているものである、請求項12記載の
    真空掃除器。
  14. 【請求項１４】前記第１のメッシュと前記第２のメッシ
    ュの間に配置された高誘電率材料を更に具備する、請求
    項12記載の真空掃除器。
  15. 【請求項１５】前記高誘電率材料は酸化アルミニュウム
    （アルマイト）製である、請求項14記載の真空掃除器。
  16. 【請求項１６】前記複数のメッシュの間に介挿された繊
    維状のフィルタ材料を更に具備する、請求項12記載の真
    空掃除器。
  17. 【請求項１７】前記複数の組の部材の交点の間に位置す
    る高誘電率材料の部分を更に具備する、請求項11記載の
    真空掃除器。
  18. 【請求項１８】（ａ）掃除される表面から粒子状物体を
    取りのけかつ該取りのけられた粒子状物体を運搬するた
    めに空気流を発生する段階； （ｂ）規制された流路に沿って該空気流を吸引する段
    階； （ｃ）２組の電気的に絶縁されたワイヤを含むメッシュ
    を配置し、該２組は一方が他方から絶縁されており、か
    つ該粒子状物体が該流路に沿って運搬されるように該粒
    子状物体を捕捉するように配置する段階； （ｄ）該導電性メッシュの該２組のワイヤ間に電位差を
    印加する段階；および （ｅ）該印加された電位差を反復的に時々変化させる段
    階； ここで該回路（ｄ）は毎秒約１回以下の頻度をもって周
    期的に、該電位差の極性を反転する回路である、 を具備する真空掃除方法。
  19. 【請求項１９】空気流から粒子状物体を濾過する方法に
    おいて、該方法は、 （ａ）２組の導電性の電気的に絶縁されたフィラメント
    を含む多重部材の導電性メッシュを通じて該空気流中を
    ろ過する段階であって、該２組のフィラメントはいっし
    ょに編組され、しかも一方が他方から絶縁されており； （ｂ）該フィラメントの組の間に電位差を印加する段
    階；および （ｃ）前記印加電位差の極性を繰り返して反転する段
    階； を具備するものである、空気流から粒子状物体を濾過す
    る方法。
  20. 【請求項２０】空気流から粒子状物体を濾過する装置で
    あって、該装置は、 （ａ）少なくとも２組のフィラメントを含むメッシュで
    あって、該２組は別々に電気的に絶縁されているものを
    含むメッシュ； （ｂ）前記フィラメントの組の間に電位差を印加する電
    源；および （ｃ）前記印加される電位差の極性を毎秒約１サイクル
    以下の周波数によって繰り返して反転する回路； を具備する空気流から粒子状物体を除去する装置。
  21. 【請求項２１】空気流から粒子状物体を濾過するシステ
    ムであって、該システムは： （ａ）少なくとも２組の導電性フィラメントの編組され
    たメッシュであって、各それぞれの組のフィラメントは
    導電的に一緒に接続され、各組は相互に電気絶縁されて
    いるもの； （ｂ）低電圧電池を備え、前記２組のフィラメントの間
    に電位差を印加する回路； （ｃ）前記低電圧電池と前記メッシュ間の極性反転用ス
    イッチ； を具備する、空気流から粒子状物体を濾過するシステ
    ム。
  22. 【請求項２２】前記２組のフィラメントは、複数の微細
    な導電性ワイアを備え、これらのワイアは、一方の組の
    フィラメントの複数のワイヤが他方の組のフィラメント
    の複数のワイヤに対して実質的に垂直となるように配置
    されており、前記各組のワイヤはその一端を母線によっ
    て一緒に接続されている、請求項21記載の空気流から粒
    子状物体を濾過するシステム。
  23. 【請求項２３】（ａ）前記メッシュに対して積み重ねら
    れた関係に配列された第２のメッシュ；および （ｂ）前記メッシュと前記第２のメッシュとの間の繊維
    状機械的フィルタ材料部分； を更に具備する、請求項21記載の、空気流から粒子状物
    体を濾過するシステム。
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