JP3029292B2 - 真空清掃装置用のセパレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の相互参照 本出願は、1989年10月18日に提出された米国特許出願
第423,021号の一部継続出願である。

発明の背景及び概要 1.技術分野 本発明は真空清掃装置に関し、より詳細には、液浴型
の真空掃除機と組み合わせて用いられる改善されたセパ
レータに関する。

2.議論 種々の設計の真空掃除機が、居住用の環境及び商業用
の環境において清掃の目的で使用されている。これらの
装置は吸引力を生じ、清掃される表面から大きな及び小
さな塵粒子を拾い上げる空気流を発生する。これらの粒
子は次に、真空掃除機の中の空気から分離され、その後
廃棄される。

真空掃除機の１つのタイプは、可撓性の連結ホースに
よって運動可能な杖管に接続され相対的に静止する吸引
体を有するキャニスタ（canister）型である。キャニス
タ型の真空掃除機のある特定の設計は、液浴型のものが
知られている。このタイプの真空掃除機は、吸い込んだ
空気及び粒子を、一般には水である液浴と接触させ、該
液浴が粒子物質を吸収する。液浴型の掃除機は一般に、
その濾過機構が容易に入手可能な水を用いており、従っ
て交換フィルタを必要としない点において大きな利点を
有している。また、真空掃除機の使用の際に、該真空掃
除機から排出される空気の中に液浴の中の水が幾分溶解
するために、上記機械は部屋の調湿効果を提供する。

種々のデザインの液浴型の真空掃除機が現在知られて
いる。以下の米国特許（これら米国特許の開示を参考に
しており、総て本発明の譲渡人に譲渡されている）は、
液浴型の真空掃除機における種々の改善に関するもので
ある。すなわち、米国特許第2,102,353号、同第2,221,5
72号、同第2,886,127号及び同第2,945,553号である。

上記発行された特許に従って構成された装置は満足に
稼働するが、液浴型のフィルタ中への捕捉から逃げて真
空掃除機によって排出され周囲環境に戻る細かい塵及び
汚れ粒子の量を減少させることを、設計者は常に求めて
いる。この点に関して、設計者は、一般にはセパレータ
として知られる真空掃除機の部品の作用を改善する努力
を行ってきた。現在まで、真空掃除機のセパレータは、
液浴の中に捕捉されず、真空掃除機を通過して周囲の環
境に戻ってしまう中間の及び大きなサイズの塵及び汚れ
粒子の流過を阻止することによって第１の濾過段階を提
供するように機能している。

しかしながら、セパレータに入り、通常は周囲環境に
排出されてしまう細かい塵及び汚れ粒子を除去する第２
の濾過段階を提供するようにセパレータが作動すれば、
セパレータの効力を更に増大させることができる。これ
を実行するための１つの方法は、一般に遠心分離として
知られる分離方法を採用することであろう。簡単に言え
ば、遠心分離は、液体を含む空気あるいは固体粒子に遠
心力を与えることである。遠心力は一般に、汚染された
空気を環状の室に引き込み、該室及びこの室の中の汚染
された空気を高い角速度で半径方向に回転させることに
よって発生する。室の角速度に依存して10,000Gあるい
はそれ以上の程度の発生した遠心力の大きさが、液体及
び汚染物すなわち塵及び汚れ粒子を、室の外壁に向けて
半径方向外方に押し付け、これら粒子等が壁部を介して
排出され、これにより回転する室の中に清浄な空気が残
る。真空掃除機のセパレータに遠心力を与えたならば、
遠心分離を利用して、真空掃除機を通過し周囲環境に戻
るより小さな塵及び汚れ粒子を濾過する助けを行うこと
ができるであろう。

液浴の中に捕捉されることから逃れ、セパレータの中
に入った小さな塵及び汚れ粒子の濾過を更に促進するた
めに、液浴から顕微鏡的な大きさの液体粒子すなわち液
滴をセパレータの中に吸引し、これら液滴を吸入空気の
中に含まれる塵及び汚れ粒子と合体させると、セパレー
タにより除去される塵及び汚れ粒子の量を顕著に改善す
ることができることが判明した。更に、装置を通過する
吸引される空気流等の真空装置の他の特性に悪影響をほ
とんど与えずに、上記改善を達成することができること
も判明した。

上述の事柄に鑑み、本発明の主要な目的は、吸入空気
に含まれる細かい塵及び汚れ粒子を、吸入空気からより
効果的に分離するための真空掃除機用の改善されたセパ
レータを提供することである。

本発明の他の目的は、吸入空気が排出されて周囲環境
に戻される前に、小さい塵及び汚れ粒子を吸入空気から
遠心分離するように作用可能な改善されたセパレータを
提供することである。

本発明の更に別の目的は、液体の粒子を内部に吸引
し、これら液体の粒子を吸入空気の中に含まれる細かい
塵及び汚れ粒子と合体させるように作用可能な改善され
たセパレータを提供することである。

本発明の更に別の目的は、セパレータの中から合体し
た液体並びに塵及び汚れ粒子を除去し、これにより周囲
環境に排出されて戻される清浄な空気を生ずるように作
用可能な改善されたセパレータを提供することである。

本発明の更に他の目的は、真空装置の吸引力及び真空
装置を通過する空気流にほとんど悪影響を与えずに、吸
入空気に含まれた合体した液体並びに塵及び汚れ粒子を
除去することができる改善されたセパレータを提供する
ことである。

本発明の上記目的は、顕微鏡的な寸法の水粒子すなわ
ち液滴をセパレータの中に吸引し、これら水滴を、同様
にセパレータの中に吸引された空気中に含まれる塵及び
汚れ粒子と混合するように作用可能な新規かつ改善され
たセパレータにより提供される。第１の実施例において
は、セパレータは、その垂直な軸線の周囲で軸方向に回
転し、吸入空気の中に含まれた液体並びに塵及び汚れ粒
子に与えられる遠心力を発生させるようになされた環状
でコップ形状のハウジング手段と、塵及び汚れ粒子を含
む空気を顕微鏡的な寸法の液体粒子に沿って上記ハウジ
ング手段の内側領域に入れかつ合体させる吸入手段と、
排出手段とを備え、該排出手段は、上記ハウジング手段
が急速に軸方向に回転している間に、上記合体した粒子
が上記排出手段に向かってかつ該排出手段を通過して遠
心分離される際に、ハウジング手段の内側領域から上記
合体した粒子を排出させる。

セパレータの第２の好ましい実施例においては、セパ
レータは、軸方向に回転し、吸入された液体及び空気を
含む塵及び汚れ粒子に与えられる遠心力を発生するよう
になされた環状のハウジング手段と、上記液体及び空気
を含む塵及び汚れ粒子を上記環状のハウジング手段の中
に入れ、該ハウジング手段の中で合体させる吸入手段
と、上記環状のハウジング手段から上記合体した粒子を
排出させる排出手段と、上記環状のハウジング手段に追
加の構造的なサポートを与え、上記液体及び空気を含む
塵及び汚れ粒子が上記環状のハウジング手段を通過して
吸引されるのを阻止する取り外し可能な下方のサポート
カバーとを備える。

本発明の第３の好ましい実施例においては、セパレー
タは、コップ形状のハウジング手段を備え、該ハウジン
グ手段は、該コップ形状のハウジング手段の底部に配設
された吸入手段を備えている。吸入手段は、液体及び空
気に含まれた塵及び汚れ粒子をコップ形状のハウジング
手段の中に吸引し、該ハウジング手段の中で合体させる
ように作用可能である。コップ形状のハウジング手段
は、その垂直な軸線の周囲で軸方向に回転することによ
り生ずる遠心力によって、コップ形状のハウジング手段
の側方部分に設けられる排出部材を介して粒子を外方に
押しやる。

第４の好ましい実施例においては、セパレータは、そ
の内部の遠心力を増大させるための角度付きの底部を有
するコップ形状のハウジング手段と、角上記度付きの底
部に設けられ、上記液体並びに塵及び汚れ粒子を含む空
気を上記コップ形状のハウジング手段の中に通過させる
吸入手段とを備えている。角度付きの底部は更に、セパ
レータの中に吸引される粒子の量を制御する。

第５の好ましい実施例は、湾曲した底部を有するコッ
プ形状のハウジング手段を備え、上記湾曲した底部には
吸入手段が設けられている。湾曲した底部はまた、コッ
プ形状のハウジング手段の中に吸引される粒子の量を制
御する。

上記各々の実施例において、複数の羽根を有するスパ
イダを設けることができる。スパイダは、ハウジングに
取り外し可能に取り付けることができ、該ハウジングに
追加の構造的なサポートを提供する。スパイダはまた、
上記ハウジングの中に吸引された液体並びに塵及び汚れ
粒子を含む空気に与えられる遠心力を増大させ、また、
セパレータとスパイダの間の領域に塵及び汚れ粒子が侵
入するのを阻止するラビリンスシールをセパレータに与
え、これにより、吸入手段の作用を向上させる。

図面の簡単な説明 以下の記載、添付の請求の範囲を読むことにより、ま
た図面を参照することにより、当業者には本発明の種々
の効果が明らかとなるであろう。図面においては、 図１は、内部においてセパレータを使用することので
きる真空掃除機を一部破断した垂直方向断面図であり、
真空掃除機の中に一般に接続することのできる状態のセ
パレータを部分的に破断した側方立面図を含んでいる。

図２は、本発明の第１の好ましい実施例の分解斜視図
であって、スパイダ、コップ形状のハウジング、ハウジ
ングの吸入／排出スロット、スパイダ並びにコップ形状
のハウジングの軸方向の回転を提供するモータ軸の一
部、及びモータ軸のナットを示している。

図３は、組み立てた状態のセパレータ及びスパイダの
好ましい実施例の一部を断面で示す側方立面図である。

図４は、図３の線４−４の方向に沿って断面を示す平
面図である。

図５は、ハウジング、スパイダ及び下方のサポートカ
バーを示すセパレータの第２の好ましい実施例の分解斜
視図である。

図６は、図５のセパレータの一部を断面で示す側方立
面図及び空気偏向フランジの部分的な側方断面図であ
る。

図７は、図５及び図６のスパイダ並びにハウジング、
図１のブローワの一部、及び該ブローワの中のファンの
羽根を分解して示す概略側面図であり、セパレータの作
用に影響を及ぼす各々の種々の相対的な外径を示してい
る。

図８は、環状でコップ形状のハウジング及びスパイダ
を示す本発明の第３の好ましい実施例の分解斜視図であ
る。

図９は、図８のセパレータを一部断面で示す側方立面
図である。

図10は、コップ形状のハウジングの底部及び該ハウジ
ングの吸入スロットをより明瞭に示す図８及び図９のセ
パレータの底面図である。

図11は、本発明の第４の好ましい実施例による角度付
きの底部を有するコップ形状のハウジングの側方立面図
である。

図12は、本発明の第５の好ましい実施例による湾曲し
た底部を有するコップ形状のハウジングの側方立面図で
ある。

図13は、本発明の第６の好ましい実施例の斜視図であ
って、内方の垂直な縁部に角度をなして形成されたリブ
部分を有する環状でコップ形状のハウジングを示してい
る。

図14は、図13の切断線14−14に沿って取った図13のハ
ウジングの断面図である。

図15は、図５の切断線15−15に関するものと考えるこ
とのできる本発明の他の好ましい実施例の角度付きの縁
部の断面図である。

図16は、図10の切断線16−16に関するものと考えるこ
とのできる本発明の他の好ましい実施例の角度付きの縁
部の断面図である。

図17は、図11の切断線17−17に関するものと考えるこ
とのできる本発明の他の好ましい実施例の角度付きの縁
部の断面図である。

図18は、図12の切断線18−18に関するものと考えるこ
とのできる本発明の他の好ましい実施例の角度付きの縁
部の断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 図１には、代表的な真空清掃装置10を一部破断して示
す垂直方向断面図が示されており、この真空清掃装置に
は本発明のセパレータ12を用いることができ、該セパレ
ータも一部破断した側方立面図で示されている。真空掃
除機10は主として、ハウジングアセンブリ14と、モータ
アセンブリ16と、ブローワアセンブリ18は、セパレータ
12とを備えている。

ハウジングアセンブリ14は、下方の水受皿20と、キャ
ップ22と、キャップカバー24とを備えている。ハウジン
グアセンブリ14は、水受皿の中の液体の排除及び交換を
便利にする行えるように、水受皿20から容易に取り外す
ことができることが好ましい。モータアセンブリ16及び
ブローワアセンブリ18は、ハウジングアセンブリ14の中
でほぼ中央に支持されている。モータアセンブリ16及び
ブローワアセンブリ18は、一対のリング形状の支持部材
26、28を設けることによって、ハウジングアセンブリ14
の中に支持されている。

真空ホース30も、入口ポート32を取り付けられた状態
で図示されている。入口ポート32は室の下方の領域33の
中に開放しており、該室の下方の領域においては、水あ
るいは他の液体の浴34が下方の水受皿20の中に収容され
ている。

モータアセンブリ16は、ブローワアセンブリ18のファ
ンアセンブリ19を作動させるための原動力を提供する。
モータアセンブリ16は、中央の回転電機子36を備えてお
り、該電機子は、ブローワアセンブリ18の中へ下方に伸
長するモータ軸38を包囲しかつこれに接続されている。
電機子アセンブリ36を包囲しているのは界磁アセンブリ
40である。軸受リテーナ及びブラシホルダの結合体42が
設けられており、該結合体は、上方の軸受アセンブリ44
を保持すると共に、整流子48を介して電機子36に電気的
なエネルギを供給する一対のブラシ46を支持している。
モータアセンブリ16は、真空掃除機と組み合わせて用い
るのに望ましい作動特性を有する交直両用電動機として
一般に知られているタイプである。

モータ用の軸流ファン50がモータ軸38の上方部に取り
付けられており、該ファンは、モータアセンブリ16を冷
却するための空気流を発生する。界磁アセンブリ40と軸
受リテーナ及びブラシホルダ42は、ネジ固定具54を用い
てモータベース52に取り付けることによって固定されて
いる。モータベース52は、締め付けリング58を用いるこ
とによってウエブ56に接続されている。ファン50によっ
て発生されモータアセンブリ16を通過する空気流の方向
は、モータアセンブリ16をほぼ取り囲んでこれを包囲す
る邪魔板60を設けることによ制御する。モータベース52
は更に、押し込み型のクリップ66によって固定された中
間の軸受アセンブリ64を収容する軸受リテーナ用のポケ
ット62を画成する。

セパレータ12自体は、エイコーン・ナット70によりモ
ータ軸38のねじ切りされた低端部68に取り外し可能に取
り付けられている。セパレータ12は更に、吸引空気が吸
引されることを可能とする複数のスロット72と、セパレ
ータ12に追加の構造的なサポートを与えかつセパレータ
12の中で遠心力が発生するのを助ける取り外し可能なス
パイダ73とを備えている。

作動の際には、真空掃除機10のモータ16が作動してモ
ータ軸38に原動力を与え、これにより、ブローワ18のフ
ァンアセンブリ19及びセパレータ12が中心軸線の周囲で
急速に回転する。ブローワ18が作動して強力な吸引力
（真空）を発生し、これにより、真空ホース30及び入口
ポート32を介して、塵及び汚れ粒子を伴った空気を吸引
し、この空気を液体浴フィルタ34に接触させる。１又は
それ以上の種々の液体薬品を含むことができ好ましくは
水から成る液体浴フィルタ34は、下方室33の中に取り込
まれた大部分の塵及び汚れ粒子を捕捉するように作用す
る。ほぼ顕微鏡的な寸法である残りの塵及び汚れ粒子
は、ブローワ18によって吸引され、スロット72を介して
セパレータ12の中に入る。

セパレータ12は、このセパレータの急速な軸回転の結
果生ずる遠心力（すなわち「遠心分離力」）によって、
塵及び汚れ粒子を吸引された空気から分離させる。遠心
力はまた、粒子をセパレータ12の外側へ強制的に排出す
るように作用する。結局、最初に液体浴フィルタ34の中
での捕捉から逃れた塵及び汚れ粒子の多くはその中に捕
捉され、そうでない粒子は上方に吸引されてセパレータ
12の中に再び入りここで更に分離される。次に、塵及び
汚れ粒子が除去された後にセパレータ12の中に存在する
清浄な空気は、ブローワ18を介して上方に吸引され、空
気室74を介して周囲に排出される。

上の記載は、本発明を用いることのできる真空掃除機
の内部的な作用のみを概略的に説明するものである。液
体浴型の真空掃除機の作用に関するより詳細な説明は、
上に挙げた米国特許明細書に記載されている。

図２を参照すると、本発明のセパレータアセンブリ76
の分解斜視図が示されている。セパレータ76は一般に、
コップ型で環状のハウジング78を備えており、該ハウジ
ングは、ナット70によりモータ軸38を取り外し可能に取
り付けることができると共に、モータ軸38と同軸状で回
転するようになされている。ナット70は、セパレータ76
をモータ軸38と同心円状に保持する助けをする面取りさ
れた端部80を有するのが好ましい。ハウジング78に取り
外し可能に取り付けることのできるスパイダ82が、ハウ
ジング78に嵌合した状態で係合し、これにより、ハウジ
ング78に追加の構造的なサポートを与えると共に、セパ
レータ76の中の空気に半径方向の加速度を与える。スパ
イダ82は、六角ナット83によって軸に固定されている。

ハウジング78は実際上、いかなる剛性材料からも形成
することができるが、デュポン社「DuPont Corporatio
n）から商業的に入手可能なガラス充填型のポリエステ
ル合成物である「ライナイト（Rynite）」から射出成形
するのが好ましい。この合成物は、比較的軽量でありか
つ高い強度特性をゆうするために特に望ましい。

ハウジング78は、フランジ付きの長手方向の上方部分
84;若干円錐形の側方部分86;六角形状の凹所90を有し一
体に形成されたボス部分89と、モータ軸38を収容するた
めの環状の開口91とを具備する長手方向の底部分88;吸
気及び排気の複合手段として作用するために、側方部分
86の周囲で円周方向において均一に配置され垂直方向に
向いた複数の細長いスロット92（以下においては「吸気
／排気スロット」と呼称する）とを備えている。また、
吸気／排気スロット92は、周方向に間隔をおいたリブ部
分93を画定している。吸気／排気スロット92は更に、上
方及び下方の部分94、96を有し、各スロット92の下方部
分96は吸気手段として作動可能であり、また各スロット
92の上方部分94は排気手段として作動可能である。上方
部分及び下方部分94、96の機能は、下の段落において更
に説明する。フランジ付きの上方部分84、垂直な側方部
分86、及び底部88は一緒になって、一体の一部品構造を
形成する。

ボス部分89の六角形の凹所90は、ハウジング78がスパ
イダ82に嵌合した状態で係合した時に、六角形のナット
83に被嵌するようになされている。この特徴は、ハウジ
ング78を清掃のために取り外さなければならない時に、
場合によっては腐食して軸38に固着する場合があるナッ
ト70の取り外しを容易にする助けをする。六角形の凹所
90を設けることにより、ナット70を回す時にハウジング
78を掴むことができ、また六角形の凹所90は、ナット70
を回す際に、六角形のナット83上に形態を適合させて接
続することによって軸38を保持する助けをする。ナット
83の形状を凹所90の形状と同様にする限りにおいて、凹
所90に対しては六角形状の代わりに種々の形状を用いる
ことができる。

ハウジング78はまた、フランジ付きの上方部分84の外
縁部100に取り付けられたサポートリング98を備えてい
る。サポートリング98は、アルミニウム等の剛性を有し
かつ軽量の材料から形成するのが好ましく、また、ハウ
ジング78をその垂直方向の軸線の周囲で360度回転させ
るに適した適宜な機械によって、サポートリング98の形
状をフランジ付きの上方部分84の外縁部100に適合させ
ながら、サポートリングを外縁部100に巻き付けること
ができる。サポートリング98は更に、ハウジング78に対
する追加の構造的なサポートを提供する役割を果たし、
セパレータ76が作動する間にハウジングに加えられる大
きな遠心力に該ハウジングが耐えるのを助ける。

ライナイト（Rynite）等の剛性材料から射出成形され
るのが好ましいスパイダ82は、環状の肩部102と、モー
タ軸38を収容するためのハウジング78の開口90と同軸状
の環状の開口106を有する隆起したボス部分104と、隆起
したボス部分104と同軸状に配設された内側の垂直な環
状部分108とを備えている。スパイダ82はまた、ボス部
分104を垂直な環状部分108に接続するためのほぼ平坦な
ベース部分110を備えている。スパイダ82は更に、環状
の肩部102の周囲で円周方向に配設された細長く、外方
かつ下方に突出する複数の羽根112も備えている。羽根1
12は、環状の肩部102を垂直な環状部分108に接続させ、
また各々の羽根112の一部は、肩部102の上面の上を肩部
102の外縁部まで伸長し、複数のリブ部分114を形成して
いる。リブ部分114は、セパレータ76から外方へ向かう
正圧の空気流を発生させて、肩部102の上面とブローワ1
8の下面との間に「ラビリンス・シール」を形成するよ
うに作用し、該ラビリンス・シールは、微粒子が上記点
においてセパレータに入りセパレータ76の作用を阻害す
るのを防止する。

羽根112は基本的には、コップ状のハウジング78の側
方部分86の中で入れ子式の状態で存在するようになされ
ており、スパイダ82をハウジング78に取り付けた時に
（図３に最も良く示すように）、ハウジング78の側方部
分86の内側部分に当接して接触する状態を維持する曲が
った縁部116を有している。また羽根112は、均一な状態
で相互に隔置されるのが好ましい。環状の肩部102、羽
根112、垂直な環状部分108、ベース部分110及びボス部
分89は一緒に、一体形成された単一部品の構造を備え
る。しかしながら、以降の図面において説明するよう
に、スパイダの羽根112をハウジング78と一体に形成す
ることができる。しかしながら、羽根112をスパイダ82
と一体に形成すると、ハウジング78及び羽根112の内側
面を、より容易かつ効果的に定期的に掃除することを可
能とする。また、羽根112を、ハウジング78とではな
く、スパイダ82と一体に形成することにより、ハウジン
グ78を容易に製造することができる。

図３においては、図２のセパレータ76が示されてお
り、この図においてはスパイダ82及びハウジング78が組
み立てられた状態で示されている。スパイダ82は、ハウ
ジング78の嵌合する肩部120の中に入れ子式に着座する
ようになされた下方の環状肩部118を備えている。肩部1
18および120は一緒に、比較的気密なシールを形成する
が、このシールの機能を以下に説明する。

次にセパレータ76の特定の作用を説明すると、図３か
ら、吸入空気124の中に捕捉され、液体浴フィルタ34
（図１に示す）によっては捕捉されていない黒丸で示す
細かい塵及び汚れ粒子122が、最初は吸入手段として作
用する各々の吸入／排出スロット92の下方部分96を介し
てコップ状のハウジング78の中に吸入される。また、約
２−10ミクロンの直径を有する白丸126で示す液体粒子
すなわち液滴も、各々の吸入／排出スロット92の下方部
分96を介して液体浴フィルタ34から吸入される。このよ
うになる理由としては、（１）下に更に説明する吸入／
排出スロット92の独特の構造、（２）図１に示されるブ
ローワ18により生ずる真空的な力、及び（３）スパイダ
82の急速に軸方向に回転する羽根112が挙げられ、一般
的に上記羽根は総て、好ましくは約10,000−15,000rpm
で回転し約10,000−15,000Gの力を生ずる。大きな液体
並びに塵及び汚れた液滴、すなわち約10ミクロンよりも
大きな直径の液滴は、セパレータ76によってその内側領
域に入るのを制限されるが、その理由は、基本的には、
吸入／排出スロット92の寸法及び形状であり、また、吸
入／排出スロット92及びリブ93によってセパレータの近
傍付近の空気に与えられる大きな遠心力もその理由であ
る。

直径が約10ミクロンよりも大きな液滴の一部は、吸入
／排出スロット92を通過しようとしてハウジング78の急
速に回転するリブ93に衝突する際に破壊され、約２乃至
10の範囲内の直径を有する液滴となる。ハウジング78の
中に入ると、液滴126は細かい液滴126から成る「霧状」
の形態となる。液滴が、ハウジング78の軸方向の中心に
あるボス部分89に向かって移動するに従って、液滴126
同士の間隔は大幅に減少し、これにより液滴と塵及び汚
れ粒子122の間の衝突の確率が増大する。

塵及び汚れ粒子を含む空気124と液滴126がハウジング
78の内側領域の中で衝突すると、塵及び汚れ粒子と液滴
は、符号128で示すように合体する。このようになる大
きな理由は、ハウジング78の中で空気が急速に回転する
からである。塵及び汚れ粒子122並びに水滴126が合体す
ると、これらの体積の表面積に対する比が増大する。こ
れにより、ハウジング78の中に生ずる遠心力に応じて、
上記合体した水滴等はハウジング78の側方部分86に向か
って沈降する。この合体の過程において、幾つかの液滴
126が相互に結合し、これにより雨の形成の過程に類似
する。部分的な黒丸130によって示す合体した粒子が、
ブローワ18の吸引力によって上方に引き上げられ、かつ
ハウジング78の中に生ずる遠心力によって外方に押し付
けられると、粒子は、空気流の矢印132によって示した
吸入／排出スロット92の上方部分94を通過する。主とし
て、合体した粒子130がハウジング78のフランジ付きの
上方部分84に向かって上方に移動する際にこれら粒子が
受ける遠心力が増大するために、合体した粒子はハウジ
ングの側方部分86に向かって外方へ押圧される。ハウジ
ング78の直径はフランジ付きの上方部分84付近ではより
大きいために、ハウジング78の底部88とは反対側のフラ
ンジ付きの上方部分84付近には増大した遠心力が生ず
る。合体した液体並びに塵及び汚れ粒子130の一部は、
スパイダ82の回転する羽根112によって一時的に捕捉さ
れるが、最終的には、羽根112によって生ずる遠心力に
よって吸入／排出スロット92の上方部分94を通って排出
される。

ハウジング78から排出された後に、合体した液体並び
に塵及び汚れ粒子130のほとんどは、液体浴フィルタ34
（図１に示す）の中に下降し、その中に捕捉される。排
出された粒子の残りは、水受皿20の表面及び入口ポート
32を画成する表面の部分（共に図１に示す）に沿って下
降し、これら粒子もまた最終的には、液体浴フィルタ34
の中に捕捉されるか、あるいはセパレータ76の中に吸引
されて更に分離される。これにより清浄な空気134がセ
パレータ76の中に残り、その清浄な空気は次に、空気流
の矢印136で示すように、ブローワ18（図１に示す）に
よって、セパレータ76の内側領域から上方に吸引され、
最終的には周囲環境に排出される。

このように、セパレータ76は第１及び第２の分離段階
を実際に提供し、第１の段階は、大きな粒子の接近を制
限し、第２の段階は、吸入空気からセパレータの内側領
域に入るのを許されたより小さな粒子を分離する。

嵌合する肩部118及び120によって形成される比較的空
気密なシールもまた、セパレータ76の効率を向上させ
る。このシールは、排出された液体並びに塵及び汚れ粒
子130が、スパイダ82及びハウジング78が出合うセパレ
ータ76に入るのを防止し、これによりセパレータ76の空
気濾過作用の効率を上げる。また、スパイダ82のリブ部
分114は、セパレータ76から外方に導かれる二次的な空
気流を生成することによって、塵及び汚れ粒子を含んだ
空気がセパレータ76の中に入るのを防止する助けをす
る。

他の幾つかの要因が共に作用し、液体の粒子が吸入／
排出スロット92の下方部分96を通って吸引されること及
び上方部分94を通って粒子が排出されるのを許容する。
第１に、フランジ付きの部分84に直交する仮想的な垂直
線140からの側方部分86の角度138が、液滴126の吸引に
影響を及ぼす１つの要因であることが判明している。こ
の角度138が、約５゜乃至20゜の範囲内、好ましくは約1
0゜乃至12゜の範囲内にあれば、吸入／排出スロット92
の下方部分96は、約２乃至10ミクロンの直径を有する液
滴126の侵入を許容する吸引部の役割を果たす傾向があ
る。

他の要因は、吸入／排出スロット92の長さである。各
々の吸入／排出スロット92の長さを極力大きくし、これ
により各々のスロット92が垂直な側方部分86のほぼ全範
囲に沿って伸長するようにするのが好ましい。このよう
にすると、下方部分96が吸入手段として作用し、また上
方部分94が排出手段として作用することを更に助ける。

次に図４を参照すると、セパレータ76の性能に影響を
与える他の要因、すなわち吸入／排出スロットの深さ対
幅の比を説明する。吸入／排出スロット92が吸入手段及
び排出手段の両方として適正に機能するためには、各々
のスロット92の深さ142は、幅144の２倍から３倍程度大
きくなければならない。各々の吸入／排出スロット92の
深さ142は、約3.05乃至4.57mm（約0.120乃至0.180イン
チ）であり、一方各々のスロット92の幅は、約1.02乃至
1.52mm（約0.040乃至0.060インチ）であるのが好まし
い。この２対１乃至３対１の比を維持すると、吸入／排
出スロット92は、液体並びに塵及び汚れ粒子を含む空気
の侵入及び排出を許容すると同時に、ブローワ18により
提供される真空的な力の損失及び真空装置10を通る空気
流の低下を極力少なくする。

液体並びに塵及び汚れ粒子を含む空気を除去するセパ
レータ76の全体的な能力は、ハウジング78に形成する吸
入／排出スロット92の数にも依存する。吸入／排出スロ
ット92の数は極力多いのが好ましい。しかしながら、吸
入／排出スロット92の全数を、約40と110の間の数、好
ましくは70から80の間の数とし、かつスロットの幅対深
さを好ましくは上述のように約２対１乃至は３対１とす
ると、セパレータ76の分離能力を極力大きくすることと
ハウジング78の構造的な強度を維持することの間の所望
のバランスが得られる。

液滴をセパレータ76の中に吸引し、かつこれら液滴を
吸入空気の中に含まれる塵及び汚れ粒子と合体させるこ
とにより、吸入空気からの塵及び汚れ粒子の遠心分離を
大幅に向上させる役割を果たす。この働きは更に、ある
タイプの粒子物質に対しては、セパレータ76による吸入
空気124からの塵及び汚れ粒子の除去率を最大50％とす
ることが判明している。より詳細には、30秒の時間にわ
たって吸入空気から除去された細かい塵粒子（すなわち
0.3乃至10.0ミクロンの直径を有する粒子）の除去率
は、約19％から57％である。約0.3乃至10.0ミクロンの
直径を有する融解アルミナの除去における改善は、30秒
間にわたって種々の粒子計に対して実験した結果、約16
％乃至79％であることも判明している。か焼した酸化ア
ルミニウム粒子及び同様の直径の周囲空気の粒子を同様
の時間にわたって除去した場合の改善も、あるか焼した
酸化アルミニウム粒子に対しては最大85％であり、か焼
した酸化アルミニウム粒子及び周囲空気粒子に対する平
均の増加は、それぞれ約40％及び15％であることも判明
している。

セパレータ76は、液滴が内側領域に入るのを許容する
ように作動可能であり、また、液滴と組み合わせて用い
た時に最も効率的に稼働するが、液体の薬剤を用いなく
ても機能することを理解する必要がある。しかしなが
ら、液滴を提供する液体の薬剤を用いると、液体の薬剤
を用いずに塵及び汚れ粒子の分離の同程度の改善（すな
わち50％）を得ようとする場合に恐らく生ずるであろう
幾つかの問題を解消する。例えば、乾燥した装置（すな
わち、液滴を提供する液体源を用いることができない装
置）においてセパレータ76を用い、例えば50％の分離効
率における顕著な向上を得るためには、セパレータ76の
直径を増大させるか、あるいはセパレータ76をより大き
な角速度で駆動してセパレータの発生する遠心力を増大
させるか、又は直径及び角速度の両方を増大させる必要
があろう。

直径をかなり増大させることにより、装置を通過する
空気流が顕著に低下する。かなり大きな直径のセパレー
タはまた、追加の振動の問題を誘発する。角速度をかな
り大きくすると、セパレータの種々の要素に作用する応
力を許容値よりも大きくする。従って、液滴を提供する
液体の薬剤を用い、液滴をセパレータの中に導入するこ
とにより、より小さな直径のセパレータを用いることが
可能となる。これはまた、セパレータを低い角速度で駆
動することを可能とし、これにより、装置に液滴を用い
ない場合に生ずるであろう構造強度の問題を排除する。

次に図５を参照すると、本発明の第２の実施例が示さ
れている。この実施例は一般に、取り外し可能に取り付
け可能な環状のスパイダ148を有するセパレータアセン
ブリ146と、環状のハウジング150と、下方の環状のサポ
ートカバー152とを備えている。スパイダ148及びハウジ
ング150は共に、射出成形により形成されるのが好まし
く、ライナイト（Rynite）等の剛性の最終的な形態を有
する材料から形成されるのが好ましい。

スパイダ148は、その軸方向の中心から半径方向外方
に導かれる複数のリブ156を有する環状の肩部154を備え
ている。リブ156は、セパレータ146の外方へ向かう正の
空気流を提供し、これにより、肩部154付近の粒子が侵
入するのを阻止するラビリンスシールを形成するのを助
ける機能を果たす。

スパイダ148はまた、モータ軸38を収容するための環
状の開口162を有する細長くかつ環状のボス部分160を具
備した環状の中央部分158を備えている。また、中央部
分158から肩部154に向かって半径方向外方に伸長し、か
つスパイダ148をハウジング150に取り付けた時に該ハウ
ジングの内側領域166の中に部分的に存在するように下
方に向かって十分に曲がっている、複数の羽根164も設
けられている。羽根164は、吸入空気124の中に含まれて
いる合体した液体並びに塵及び汚れ粒子を分離するに必
要な遠心力を発生することを助けるように作用するが、
その過程は以下に詳細に説明する。

ハウジング150は、環状の上部フランジ部分168と、若
干曲がった側方部分170と、丸みの付いた環状の底部172
とを備えている。側方部分170は、垂直に配向された細
長い複数のスロット174（以下においては吸入スロット
と呼称する）を備え、これらスロットは、液体並びに塵
及び汚れ粒子がセパレータ146の領域166に入るのを許容
する吸入手段の役割を果たす。図面の表示を簡単にする
ために、セパレータ76のサポートリング98を図５及び図
６には示していないが、ハウジング150により以上の構
造的な強度を与えるためにリング98を設けることができ
ることは理解する必要がある。

下方のサポートカバー152はまた、モータ軸38を収容
するための環状の開口178を有する隆起したボス部分178
を備えている。液体又は固体の粒子に対して不透過性と
するために、下方のサポートカバー152は、中実で剛性
の構造とされ、また、アルミニウムあるいは構造的に強
くかつ軽量である同様の材料から形成される鋳造品から
鍛造されるのが好ましい。図２及び図３のボス89、六角
形の凹所90及びスパイダナット83は、図面を不必要に複
雑にしないように、図５あるいは残りの図には図示して
いない。しかしながら、図５の実施例及びそれ以降の実
施例も、これら各々の実施例をハウジングから取り除く
際の便宜をより向上させるために、ボス89、凹所部分90
及びナット83を備えるのが好ましいことを理解する必要
がある。

次に図６を参照すると、ハウジング150の上方のフラ
ンジ部分168はまた、スパイダ148の嵌合する環状の肩部
182（図５には示していない）の内側に着座しかつ該肩
部に当接する環状の肩部180を備えている。ハウジング1
50もまた、下方のサポートカバー152の環状の溝186の内
側に着座しかつ該溝に当接するための同様の肩部184を
備えている。スパイダ148の肩部及び溝部分182、186、
並びに下方のサポートカバー152はハウジング150に対す
るサポートを提供し、これにより、ハウジングの構造的
な堅固さを増大させ、セパレータ146が作動して大きな
角速度で回転する時に、該ハウジングがこのハウジング
に与えられる遠心力に耐えるのを更に補助する。肩部18
2及び溝186によりもたらされるサポートはまた、ハウジ
ング150の構造において、より薄くかつより軽い材料を
使用することを可能とし、これによりスペース及び重量
が節約される。

最初に、図６は、この図６に示すようにブローワ18又
はスパイダ148の頂部付近の適宜な部材取り付け可能で
あるのが好ましい、環状の空気偏向フランジ188（図２
乃至図４の実施例においては用いられていない）を示し
ていることを注記する。空気偏向フランジ188は、スパ
イダ148の肩部154の少なくとも一部を覆うように作用可
能であり、肩部154を越えて外方に伸長するように十分
に大きな直径とするのが好ましい。空気偏向フランジ18
8は種々の材料から形成することができるが、金属等の
剛性の材料の鋳造品から鍛造するか、あるいはプラスチ
ック又は他の類似の化合物から射出成形するのが好まし
い。

図６のセパレータ146の作用に関しては、塵及び汚れ
粒子を含む空気が、空気流の矢印124の中の小さな黒丸1
22で示すように、下方室の領域33（図１に示す）から吸
入スロット174に入る。吸入スロット174の形状、ブロー
ワ18により発生される吸引力、軸方向に急速に回転する
環状のハウジング150及びスパイダ148によって、液体浴
フィルタ34（図１に示す）からの液滴も小さな白丸126
で示すように吸入スロット174を介して吸引される。環
状のハウジング150の内側領域166に入ると、液滴126
は、符号128で示すように、塵及び汚れ粒子122と合体し
て比較的均質な粒子の混合体130を形成する。セパレー
タ146の中に発生する大きな遠心力が、セパレータ146の
中で急速に回転する空気から液体並びに塵及び汚れ粒子
を分離（すなわち遠心分離）するように作用する。

合体されかつ分離された液体並びに塵及び汚れ粒子13
0は次に、上方に吸引され、スパイダ148の肩部154と空
気偏向フランジ188の下側の間に形成され排出手段とし
て作用する通路183を介して、方向を示す矢印132で示す
ように強制的に排出される。合体した粒子130の排出
は、ブローワ18により形成される吸引力、ハウジング15
0により発生される遠心力、及びスパイダ148の羽根164
の組み合わせによって達成される。分離された液体並び
に塵及び汚れ粒子130は次に、これら液体並びに塵及び
汚れ粒子が捕捉される液体浴フィルタ34（図１に示す）
の中に下降する。合体した液体並びに塵及び汚れ粒子13
0が排出された後にセパレータ146の中に残る清浄な空気
134は次に、空気流の矢印136で示すように、ブローワ18
によって上方へ吸引されて真空装置10を通過して排出さ
れ、最終的には周囲環境に戻される。

図２、図３及び図４に関連して説明した実施例と同様
に、図５及び図６のセパレータ146の吸入スロット174の
深さ対幅の比は、適正な量の液滴をセパレータ146の中
に入れ、これにより液滴126がセパレータ146の中に入っ
た時のブローワ18及びモータ16に対する負荷を極力小さ
くする要因である。しかしながら、深さ対幅の比は、図
２及び図４の議論において説明した図２乃至図４のセパ
レータの深さ対幅の比（すなわち約２対１乃至３対１が
好ましい）にほぼ等しいのが好ましい。

セパレータ146の性能に影響を与える更に別の要因
は、ブローワ18のファンアセンブリ19、スパイダ148の
フランジ付きの肩部154及びハウジング150の間の相対的
な外径である。次に図７を参照すると、最適な性能すな
わち液滴が吸入スロット174の中に丁度入り始める点に
関しては、スパイダ148の肩部154の外側半径185は、環
状のハウジング150の垂直な側方部分170の平均外側半径
187よりも、約20％乃至60％好ましくは約40％大きくす
る。またブローワ18のファンアセンブリ19の外側半径18
9は、スパイダ148のフランジ付きの部分154の外側半径
よりも、約20％乃至60％好ましくは約40％大きくなけれ
ばならない。ブローワ18は、毎分約２立方メートル（毎
分約70cfmすなわち１分間当たりの空気量が約70立法フ
ィート）の負圧状態の空気流を提供するように作動可能
でなければならない。上述の範囲に合致すると、強力な
吸引力を提供する真空装置10の能力に対する悪影響は最
少となり、真空装置10を通過する空気流に何等悪影響を
及ぼさない。また、上記比が、本明細書に開示する各々
のセパレータの性能に影響を与えることに注意する必要
があり、最適な性能を達成するためには本発明の他の実
施例に関して上記比に合致させるのが好ましい。

従って、本発明の各々の実施例の吸入スロットの下方
部分が液滴をセパレータに入れるように機能すること
は、本発明の重要な観点である。理解され得るように、
この機能は、種々の要因の組み合わせ、すなわち、スロ
ットの幅対深さの比、モータアセンブリ16の回転速度、
及びブローワ18の空気搬送量に依存するものであり、こ
れら要因はここで議論する各々の実施例に関して考慮し
なければならない。

次に図８を参照すると、本発明の代替実施例が全体的
に示されており、この実施例は、環状のスパイダ192及
び環状でコップ形状のハウジング194を有するセパレー
タアセンブリ190を備えている。スパイダ92は、長手方
向のベース部分198及び垂直な環状の内側壁部200と一体
に形成された、隆起した環状のボス中央部196を有して
いる。モータ軸38を収容するための環状の開口202が中
央部分196に設けられている。スパイダ192はまた、環状
の内側壁部200から環状のフランジ部分206まで半径方向
外方に伸長する複数の羽根204を有している。羽根204は
また、フランジ部分206から下方に向けて若干曲がって
おり、これにより、セパレータ190を組み立てた時に、
羽根204はハウジング194の中に部分的に入ることができ
る。スパイダ192は一般に、ハウジング194に対する追加
の構造的なサポートを提供すると共に、ハウジング194
の中に遠心力を発生する助けをするように作用する。ス
パイダ192は適宜な剛性材料から製造することができる
が、ライナイト（Rynite）等のプラスチックあるいは類
似の材料から射出成形されるのが好ましい。

ハウジング194は、外側壁部210及び内側壁部212を有
する側方部分208を備えており、また環状のベース部分2
14及び内側の垂直な側壁216を更に備えている。ベース
部分214は、モータ軸38を収容するための環状の開口218
を有している。側方部分208、中央部分214及び内側の側
壁216は一緒になって一体の構造を形成する。ハウジン
グ194はスパイダ192と同様に、ライナイト（Rynite）等
の剛性材料から射出成形するのが好ましい。

ハウジング194はまた、上方のフランジ付きの部分220
と、底部222（図10に最も明瞭に示す）と、複数の羽根2
24とを備えており、これら羽根は、側方部分208の内側
壁部212と内側の垂直な側壁216とに繋がり、セパレータ
190の中の空気の半径方向の加速度を高める。しかしな
がら、羽根224は、図２のスパイダ82において一般的に
示すように、必要に応じてスパイダ192と共に容易に形
成することができることを理解する必要がある。実際に
は、上述の理由により、羽根224はスパイダ192と共に形
成するのが好ましく、この代替的な形状を単に例示する
目的で、ハウジング208と共に形成した羽根224を図８及
び図９に示してある。

ハウジング194は更に、底部222に設けられた複数のス
ロット226（以下においては「吸入スロット」と呼称す
る）と、フランジ付きの上方部分220付近でセパレータ1
90の側方部分208において円周方向に隔置されかつ長手
方向に配列された複数の細長い開口228とを備えてい
る。図10において最も明瞭に示すように、吸入スロット
226は、環状の開口218から半径方向外方に向かって長手
方向に伸長し、この吸入スロットは基本的には、液体並
びに塵及び汚れ粒子がハウジング194の内側領域230に入
るのを許容する吸入手段の役割を果たす。吸入スロット
226の部分227も側方部分208に開放し、極僅かの量の粒
子が通過して排出されるのを許容するように作用する。
長手方向の排出開口228は、セパレータ190の中の合体し
た液体並びに塵及び汚れ粒子が遠心力によりセパレータ
から排出されるのを許容する排出手段として作用する。
図８及び図９には一列のみの排出開口228を示している
が、ハウジング194の側方部分208は、１列よりも多い列
の排出開口228適宜含むことができ、これにより微粒子
を排出するセパレータ194の能力を更に高めることがで
きることを注記しておく。更に、排出スロットは長手方
向に配向する必要はなく、ハウジング194の周囲で垂直
方向にかつ円周方向に配設することができる。排出開口
228を垂直方向に設けた場合の利点は、セパレータ194に
より発生される遠心力が、羽根224がなくても、粒子を
排出するに十分であることである。

また図８に示すのは、ハウジング194の外方縁部231に
取り付けられた環状のサポートリング229である。この
サポートリング229は、ハウジング194に対する追加の構
造的なサポートを提供するものであり、セパレータ76の
サポートリングとほぼ同様である。

次に図９を参照すると、フランジ付きの上方部分220
の内方縁部234に当接して係合するスパイダ192の環状の
下方の肩部232が示されている。肩部232及び縁部234
は、スパイダ192及びハウジング194が合致し、セパレー
タ190の作用を発揮するセパレータ190の中に塵及び汚れ
粒子122を含む空気が入るのを防止する、比較的空気密
なシールを提供する役割を果たす。

空気流の矢印124の中の黒丸122で示すように、吸入空
気124の中に捕捉された塵及び汚れ粒子は、液体浴フィ
ルタ34（図１に示す）から液滴126と共に吸入スロット2
26を通過する。急速に回転するハウジング194の中に入
ると、液滴126及び吸入空気の中に捕捉された塵及び汚
れ粒子122は、符号128で示すように合体する。ハウジン
グ194及び羽根204、224により提供される遠心力は、空
気流の矢印132で示すように、合体した液体並びに塵及
び汚れ粒子130の大部分を、空気から分離して排出開口2
28を介して上方かつ外方に押しやるように作用する。排
出された塵及び汚れ粒子130は次に、液体浴フィルタ34
に向かって下降し該液体浴フィルタの中に捕捉される。
分離された液体並びに塵及び汚れ粒子130の一部は、羽
根204、224に接して一時的に捕捉されるが、ハウジング
194の中で羽根204、224によって生ずる遠心力のため
に、最終的には排出開口228を介して排出される。セパ
レータ190の中に残った清浄な空気134は次に、空気流の
矢印136で示すようにセパレータ190から上方に吸引さ
れ、最終的には周囲環境に戻される。

図８、図９及び図10に示すセパレータ190の実施例
は、液体並びに塵及び汚れ粒子126、122に、合体するた
めの長い時間を与え、これら液体並びに塵及び汚れ粒子
が排出開口228に到達する前に分離させるという追加の
効果を有する。その理由は、液体並びに塵及び汚れ粒子
126、122がハウジング194の底部222を通って侵入するこ
とから、これら液体並びに塵及び汚れ粒子126がハウジ
ング194の側方部分208に入って移動しなければならない
場合に必要とされる距離よりも、液体並びに塵及び汚れ
粒子126、122は、より長い距離を移動しなければならな
いからである。従って、排出開口228に到達する前に粒
子が移動するこの増大された距離は、より大きな顕微鏡
的な液体粒子がハウジング194に入るのを許容し、粒子
が大きな遠心力を受ける時間を増大させ、これにより、
粒子が排出開口228に到達するまでにこれら粒子の分離
を促進する。

次に図11及び図12を簡単に参照すると、セパレータ19
0のハウジング194の２つの変形例を見ることができる。
最初に図11を参照すると、本発明の第４の実施例による
変更されたコップ形状のハウジング236が示されてい
る。この実施例においては、コップ形状のハウジング23
6は、複数の細長いスロット（以下においては「吸入ス
ロット」と称する）240を有する角度の付いた底部238を
備えている。各々の吸入スロット240の一部242は更に、
ハウジング236の側方部分244まで伸長しており、各々の
部分242は、合体した液体並びに塵及び汚れ粒子130（図
９に示す）を排出するのを補助する小さな排出機能を果
たす傾向がある。ハウジング194を構成する好ましい方
法は、好ましくはライナイト（Rynite）を射出成形する
方法である。

図12には、本発明の第５の実施例による変更されたコ
ップ形状のハウジング246が示されている。このハウジ
ング246は、複数の細長い吸入スロット250を有する湾曲
した底部248を備えている。各々の吸入スロット250の一
部252は更に、ハウジング246の側方部分254まで伸長
し、小さな排出機能を果たす傾向がある。ハウジング24
6も、好ましくはライナイト（Rynite）から射出成形に
よって形成するのが好ましい。ハウジング236および246
の曲がったすなわち湾曲した底部238および248を用い
て、液体粒子126（図９に示す）及び塵及び汚れ粒子122
がセパレータ190に入る量を少なくするような特別仕様
の吸入特性にすることができる。このようにすると、モ
ータ16に対するセパレータの抵抗を減少する役割を果た
し、これによりより小さな容量のモータを用いることが
可能となる。

図11及び図12の２つの底部238、248から、本発明の各
実施例のハウジング246及びここに議論する各好ましい
実施例の他の要素部品に他の種々の変形を容易に加え、
これにより各々の実施例により提供される空気流の特性
及び遠心力を調節することができることは明らかであろ
う。

次に図13を参照すると、本発明の第６の好ましい実施
例に従って変更されたコップ形状のハウジング260が示
されている。このハウジング260は、複数の細長い吸入
／排出スロット264を有するほぼ平坦な底部262を備えて
いる。図２、図３及び図４に示す第１の好ましい実施例
と同様に、各々のスロット264の下方部分266は吸入機能
を実行し、一方各々のスロット264の上方部分268は、ほ
ぼ図２に関して説明した態様で排出機能を実行する。

隣接するスロット264の間には、リブ付きの部分270が
設けられている。各々のリブ部分270の最内方の部分272
は更に曲げられ、全体的に曲がった縁部274を形成して
いる。曲がった縁部274は、リブ付きの部分270の内側の
部分272に塵及び他の異物が堆積するのを防止する役割
を果たす。これにより、ハウジング260を清掃しなけれ
ばならない頻度が減少する。

次に図14を参照すると、リブ付きの部分270の曲がっ
た縁部274をより明瞭に見ることができる。各々の曲が
った縁部274の側部274aおよび274bによって形成される
角度276を幅広く変えることができるが、約60゜の角度
が好ましい。

図15においては、図５の切断線15−15に関するものと
考えることができる、本発明の他の好ましい実施例278
の部分断面図が示されている。図13のセパレータと同様
に、この実施例の隣接するスロット279はリブ部分280を
形成し、これら各々のリブ部分は、最内方の角度付きの
縁部282を有している。角度付きの縁部282も同様に、各
々のリブ部分280の内側面に塵及び汚れ粒子122が堆積す
るのを減少させる役割を果たす。各々の角度付きの部分
282の角度も約60゜であるのが好ましい。

図16は、図10の切断線16−16に沿うものと考えること
のできる、本発明の他の好ましい実施例284の部分断面
図を示している。好ましい実施例284においては、リブ
部分286は、隣接する吸入スロット287の間に形成されて
いる。リブ部分286は各々、これらリブ部分の最内方の
表面上に角度付きの縁部288を有しており、これら縁部
も同様に、上記表面に塵及び汚れ粒子が堆積するのを減
少させる助けをする。各々の角度付きの部分288の角度
の程度も約60゜であるのが好ましい。

図17においては、図11の切断線17−17に関するものと
考えることのできる、本発明の他の好ましい実施例290
の部分断面図が示されている。隣接するスロット292の
間には、リブ部分294が形成されている。各々のリブ部
分294の最内方の部分は、好ましくは約60゜の角度を有
する角度付きの縁部296を備えている。

図18においては、図12の切断線18−18に関するものと
考えることのできる、本発明の他の好ましい実施例298
の断面図が示されている。リブ部分300が、隣接する吸
入スロット302の間に形成されている。各々のリブ部分3
00の最内方の部分は更に、約60゜であるのが好ましい角
度を有する角度付きの縁部304を備えている。図15及び
図16の角度付きの部分282および288と同様に、図17及び
図18の角度付きの部分296および304は、リブ部分294、3
00の最内方の表面に塵及び汚れ粒子が堆積するのを減少
させる役割を果たす。

このように本発明は、液体粒子を吸入空気124の中に
含まれる塵及び汚れ粒子122と合体させ、これにより真
空装置のセパレータの遠心分離能力を改善する、低コス
トで容易に製造される手段を提供するようにうまく設計
されている。結果的には、他の真空掃除装置では周囲環
境に戻って蓄積してしまうであろう粒子の汚染物を、汚
染された吸入空気から大量に除去することができる。

真空掃除装置及び特定の例並びに図面に関して本発明
を説明したが、当業者は、本発明をほとんどあるいは全
く変形することなく、広範な濾過装置に使用できるよう
にすることが可能であり、また真性かつ公正な以下の請
求の範囲から逸脱することなく種々の変形例を加えるこ
とができることは理解されなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローン，ディーン・アール アメリカ合衆国ミシガン州49601，キャ ディラック，ティンバリッジ・コート 4794 (72)発明者 セレウスキ，スティーヴン・アール アメリカ合衆国ミシガン州49601，キャ ディラック，イースト・ベンソン 4189 (72)発明者 カミンズ，クレイグ・アール アメリカ合衆国ミシガン州49601，キャ ディラック，ファラー・ストリート 854 (56)参考文献 実開 平１−66258（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−64352（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−12839（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 7/00 B01D 45/12 B01D 50/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入された空気に遠心力を与えることによ
   って、前記吸入された空気の中に捕捉された塵及び汚れ
   粒子と合体した液滴を分離するための、液浴型の空気濾
   過装置用のセパレータにおいて、 前記吸入された空気に付与されるべき遠心力を発生する
   ために、垂直な軸線を中心として回転するように作動可
   能な環状のハウジング手段と、 前記環状のハウジング手段と関連して作動可能であり、
   吸入された空気の中に捕捉された塵及び汚れ粒子を前記
   環状のハウジング手段の内側領域に吸引し、また、前記
   吸入された空気の中に捕捉された液体源からの液滴を前
   記環状のハウジング手段の前記内側領域に吸引し、前記
   塵及び汚れ粒子と前記液滴を前記内側領域の中で合体さ
   せ、これにより、前記合体した液滴並びに塵及び汚れ粒
   子に遠心力を与えて前記吸入空気から分離させる吸入手
   段と、 前記環状のハウジング手段に関連して作動する排出手段
   とを備え、該排出手段は、前記合体した液滴並びに塵及
   び汚れ粒子が、前記環状のハウジング手段の軸線を中心
   とした急速な回転によって、前記排出手段に向かってか
   つ該排出手段を通って遠心力により半径方向外方に押圧
   される際に、前記環状のハウジング手段の前記内側領域
   内にある前記合体した液滴並びに塵及び汚れ粒子をそこ
   から排出し、 前記吸入手段及び前記排出手段は、前記環状のハウジン
   グ手段の若干円錐形の側方部分の周囲で円周方向に配設
   されたスロット形状の複数の切欠部を備え、該各々のス
   ロット形状の切欠部の一部が、前記吸入された空気の中
   に捕捉された前記液滴並びに塵及び汚れ粒子が吸入され
   るのを許容するように作用し、また、前記各々のスロッ
   ト形状の切欠部の別の一部が、前記吸入空気の中に捕捉
   された前記液滴並びに塵及び汚れ粒子が排出されるのを
   許容するように作用しており、 前記スロット形状の複数の切欠部のうち隣接する切欠部
   が、それらの間にリブ付きの部分を画成することを特徴
   とするセパレータ。
2. 【請求項２】請求項１のセパレータにおいて、前記各リ
   ブ付きの部分が曲がった縁部を有することを特徴とする
   セパレータ。
3. 【請求項３】請求項２のセパレータにおいて、前記曲が
   った縁部の各々が、約60゜の角度を画成することを特徴
   とするセパレータ。
4. 【請求項４】吸入された空気の中に捕捉された塵粒子並
   びに汚れ及び他の類似の物質と合体した液滴を分離する
   ための、真空清掃装置用のセパレータにおいて、 遠心力を発生するように垂直な軸線を中心として回転す
   るように作動可能であり、略平坦な底部、幾分円錐形で
   環状の側方部分、及び前記略垂直な側方部分と一体に形
   成されたフランジ付きの上方部分を有する環状でコップ
   型のハウジング手段と、 前記環状のハウジング手段と関連して作動可能であり、
   前記ハウジング手段の前記略平坦な底部に配設され、液
   体源からの液滴並びに吸入された空気の中に捕捉された
   塵及び汚れ粒子を前記ハウジング手段の内側領域に吸引
   し、これにより、該内側領域内で前記液滴を前記塵及び
   汚れ粒子と合体させる吸入手段と、 前記ハウジング手段の前記側方部分に配設された排出手
   段とを備え、該排出手段は、前記合体した液滴並びに塵
   及び汚れ粒子が、前記ハウジング手段の軸線を中心とし
   た急速な回転によって、前記排出手段に向かって前記遠
   心力により半径方向外方に押圧される際に、前記ハウジ
   ング手段の前記内側領域からの前記合体した液滴並びに
   塵及び汚れ粒子を通過させて排出することを特徴とする
   セパレータ。
5. 【請求項５】請求項４のセパレータにおいて、前記吸入
   手段は、前記底部に設けられる複数のスロット部分を備
   え、該スロット部分は、前記ハウジング手段の前記垂直
   な軸線から半径方向外方に伸長することを特徴とするセ
   パレータ。
6. 【請求項６】請求項５のセパレータにおいて、前記スロ
   ット部分の隣接する部分が、リブ付きの複数の部分を画
   成し、該各々のリブ付きの部分は、曲がった縁部を有す
   ることを特徴とするセパレータ。
7. 【請求項７】請求項６のセパレータにおいて、前記各々
   の曲がった縁部が、約60゜の角度を画成することを特徴
   とするセパレータ。
8. 【請求項８】垂直な軸線を中心として回転し、塵及び汚
   れを含んだ空気を遠心分離することによって、吸入した
   前記塵及び汚れを含んだ空気から塵及び汚れ粒子を除去
   するように作動可能な、真空清掃装置用のセパレータに
   おいて、 垂直な軸線を有する環状でコップ形状のハウジング手段
   であって、該ハウジング手段が前記垂直な軸線を中心と
   して回転する時に、該ハウジング手段の中の吸入された
   空気に作用する遠心力を与える、前記ハウジング手段
   と、 前記ハウジング手段に形成され、液体源からの液滴並び
   に吸入された空気に捕捉された塵及び汚れ粒子を通過さ
   せて前記ハウジング手段の内側領域へ入れ、これによ
   り、前記液滴を前記塵及び汚れ粒子と合体させるための
   吸入部の役割を果たすように作用可能な第１の複数のス
   ロットと、 前記ハウジング手段に形成され、前記合体した液滴並び
   に塵及び汚れ粒子を前記遠心力によって前記ハウジング
   手段の前記内側領域から押し出すように作動可能であ
   り、前記液滴を前記塵及び汚れ粒子の排出を促進するよ
   うに作用させる、排出部の役割を果たす第２の複数のス
   ロットと、 前記ハウジング手段と同心円状に位置するように作動可
   能で取り外し可能なスパイダ部材とを備え、該スパイダ
   部材はさらに複数の羽根を有し、これら羽根は、前記ハ
   ウジング手段の中に部分的に位置しかつ該ハウジング手
   段の中で更に遠心力を発生するのを助けるようになされ
   ていることを特徴とするセパレータ。
9. 【請求項９】請求項８のセパレータにおいて、前記ハウ
   ジング手段は、長手方向の頂部及び底部と、該底部と相
   対的に外方に曲がった側方部分とを有しており、前記第
   １の複数のスロットは、半径方向外方に向かう態様で前
   記底部に設けられており、前記第２の複数のスロット
   は、前記側方部分において長手方向に配設されているこ
   とを特徴とするセパレータ。
10. 【請求項１０】請求項９のセパレータにおいて、前記第
    １のスロットの隣接する部分が、リブ付きの複数の部分
    を形成し、前記各複数のリブ付きの部分が曲がった縁部
    を有していることを特徴とするセパレータ。
11. 【請求項１１】請求項10のセパレータにおいて、各々の
    前記曲がった縁部が、約60゜の角度を画成することを特
    徴とするセパレータ。
12. 【請求項１２】空気濾過装置において、周囲環境からの
    吸入空気の中に捕捉された細かい塵及び汚れ粒子をより
    効果的に除去するための方法であって、 液体源と、軸線を中心として急速に回転するセパレータ
    であって、該セパレータの中に入る吸入空気の中に捕捉
    された液体、塵及び汚れ粒子に遠心力を与えるように作
    動可能なセパレータとを提供する段階と、 前記塵及び汚れ粒子を含む空気を前記セパレータの中に
    吸入する段階と、 液体粒子並びに前記塵及び汚れ粒子を含んだ空気を前記
    セパレータに入れ該セパレータの内部で合体させる段階
    と、 前記合体した液体、塵及び汚れ粒子に前記遠心力を与え
    ることによって、前記塵及び汚れ粒子を含む空気から、
    前記合体した液体、塵及び汚れ粒子を分離する段階と、 前記セパレータにより発生される前記遠心力を用いて、
    前記合体した液体粒子並びに前記塵及び汚れ粒子を前記
    セパレータから排出し、これにより、前記セパレータの
    中に比較的清浄な残留空気を残す段階と、 前記比較的清浄な残留空気を前記セパレータから排出す
    る段階とを備える、細かい塵及び汚れ粒子を除去する方
    法。
13. 【請求項１３】真空清掃装置において、吸入空気の中に
    捕捉された大きな及び細かい塵及び汚れ粒子をより効果
    的に除去するための方法であって、 前記吸入空気の中に捕捉された大きな塵及び汚れ粒子を
    捕らえるように作用可能なリザーバを提供する段階と、 軸線を中心として回転し、細かい塵及び汚れ粒子を含ん
    だ内部の空気に遠心力を与えるように作動可能なセパレ
    ータを更に提供する段階と、 液体源上の周囲環境から、前記大きな及び細かい塵及び
    汚れ粒子を吸入する段階とを備え、前記液体源は、前記
    大きな塵及び汚れ粒子の大部分をその内部に捕捉可能で
    あり、 前記方法は、また、 前記セパレータを用い、前記大きな塵及び汚れ粒子が前
    記セパレータに入るのを阻止する段階と、 前記吸入空気の中に捕捉された前記細かい塵及び汚れ粒
    子を前記セパレータの中に入れる段階と、 前記液体源から液体粒子を引き出し、前記細かい塵及び
    汚れ粒子と共に前記セパレータに入れる段階と、 前記液体粒子並びに前記細かい塵及び汚れ粒子を前記セ
    パレータの中で合体させる段階と、 前記合体した液体粒子並びに前記細かい塵及び汚れ粒子
    に遠心力を与え、これにより、前記合体した液体粒子並
    びに前記細かい塵及び汚れ粒子を、前記細かい塵及び汚
    れ粒子を含んだ吸入空気から分離する段階と、 前記合体し分離された液体粒子並びに前記細かい塵及び
    汚れ粒子を排出して前記リザーバの中に戻し、これによ
    り前記セパレータの中に比較的清浄な空気を残す段階
    と、 前記残存する比較的清浄な空気を前記セパレータから排
    出する段階とを備える大きな及び細かい塵及び汚れ粒子
    をより効果的に除去するための方法。