JP4833929B2 - サイクロン式分離装置 - Google Patents

Description

本発明はサイクロン式分離装置(cyclonic separating apparatus)に関する。特に、しかし排他的ではなく、本発明は、真空掃除機に使用するサイクロン式分離装置に関する。

サイクロン式分離装置は周知でありかつ多種多様の応用への用途を備えている。過去１０年位に亘って、真空掃除機の空気流(airflow)から粒子を分離するサイクロン式分離装置の使用が開発されかつ市場に導入されてきた。真空掃除機における使用のためのサイクロン式分離装置の詳細な説明は、特に、３つの従来技術文献に開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

これらの及び他の従来技術文献から、空気流が少なくとも２つのサイクロンを順番に通過するように、２つのサイクロン式ユニットを並列に設けることが周知であることが分かる。これは、第２サイクロンが最適な状況の下でかなり効果的に作動して、効果的な態様で非常に細かい粒子を除去するようにしながら、第１サイクロンの空気流から大きな塵(dirt)及び漂積物(debris)を抜き取り可能にする。このタイプの装置は、幅広い粒子寸法分布を有する種々の物質を連行する空気流を取り扱う時、効果的であることが判明している。真空掃除機がそのようなケースに該当する。

真空掃除機はコンパクトでありエネルギー効率が良いことの両方が望まれる。更に望ましい特徴は、空にする頻度を減じるための、塵及び漂積物を収集するための大容量である。幾つかの知られた装置では、掃除機の寸法を最小化する試みとして、下流サイクロンは上流サイクロンの内部に配置されている（例えば、特許文献２及び３参照）。

しかしながら、これは、下流サイクロンが塵及び埃収集のために、さもなければ有用であろう空間を占有するため、掃除機の容積を減じる。従来技術文献に示されるタイプの装置では、下流サイクロンは上流サイクロンの外側に設置されるが、上流サイクロンから出る部分的に清浄化された空気は、この時、下流サイクロンの入口まで或る距離移動しなければならない。

これは、装置に亘る圧力降下を全体として増加させ、かくして装置のエネルギー効率を減じる。

さらにまた、部分的に清浄化された空気を導くための手段の容積は機械の総容積に加わる。退去する空気に第２の清浄作用を行うようにサイクロンの出口を形作るサイクロン式分離装置を提供することは従来技術文献からも周知である（例えば、特許文献４参照）。
米国特許第３，４２５，１９２号明細書 米国特許第４，３７３，２２８号明細書 欧州特許第００４２７２３号明細書 独国特許第６１５００４号明細書

分離された粒子を収集するための改善された容量、及び改善されたエネルギー効率を有するサイクロン式分離装置を提供することが本発明の目的である。真空掃除機に使用するに適しかつ従来技術と比べて改善された性能を達成するサイクロン式分離装置を提供することも本発明の別の目的である。従来技術の欠点を軽減することができるサイクロン式分離装置を提供することも本発明の更なる目的である。

本発明は、上流サイクロンユニットと下流サイクロンユニットを備えるサイクロン式分離装置であって、前記上流サイクロンユニットは、第１端部及び第２端部を具備する少なくとも１つのサイクロンを備え、前記下流サイクロンユニットは、第１端部及び第２端部を具備する少なくとも１つのサイクロンを備え、前記下流サイクロンユニットの前記少なくとも１つのサイクロンが前記上流サイクロンユニットの前記少なくとも１つのサイクロンに対して実質的に反転されるように、前記上流サイクロンユニット及び前記下流サイクロンユニットが互いに対して配置されている、サイクロン式分離装置において、前記上流サイクロンユニット及び前記下流サイクロンユニットの各々は塵及び埃のための収集器又は収集領域を有し、及び、前記下流サイクロンユニットの前記収集器又は収集領域は前記上流サイクロンユニットの内側に位置することを特徴とするサイクロン式分離装置を提供する。
本発明の一実施形態によれば、上流サイクロンユニット及び下流サイクロンユニットから成るサイクロン式分離装置であって、上流サイクロンユニットが第１端部及び第２端部を具備する少なくとも１つのサイクロンを備え、下流サイクロンユニットが第１端部及び第２端部を具備する少なくとも１つのサイクロンを備える、サイクロン式分離装置において、下流サイクロンユニットの少なくとも１つの前記サイクロンの配向が、上流サイクロンユニットの少なくとも１つの前記サイクロンの配向に対して実質的に逆にされるように、前記上流及び下流サイクロンユニットが互いに対して配置されていることを特徴とするサイクロン式分離装置が提供される。

上流サイクロンユニットに対する下流サイクロンユニットの逆転は、特に下流サイクロンユニットが上流サイクロンユニットの外側に設置される際に、上流サイクロンユニットと下流サイクロンユニットとの間の空気流経路の長さを減じる態様で配置可能にする。これは、装置全体に亘る圧力降下を最小に維持することができ、これにより装置のエネルギー効率を向上させる一方で、装置の収集容量は可能な限り高く維持されることを意味する。

好ましい実施形態では、下流サイクロンユニットは上流サイクロンユニットの外側に設置されかつ上流サイクロンユニット最上部のサイクロン又は各サイクロンの第１端部と、下流サイクロンユニット最下部のサイクロン又は各サイクロンの第１端部と、実質的に直角に配置される。かくして、上流サイクロンユニットのサイクロン又は各サイクロンの出口は下流サイクロンユニットのサイクロン又は各サイクロンの入口の近くに設置される。これは、サイクロンユニット間の空気流経路の長さが、損失が最小に維持されるように最小化されることを保証する。下流サイクロンユニットのサイクロン又は各サイクロンの第２端部は、上流サイクロンユニットの内側に設置されるよりもむしろ上流サイクロンユニットから離れて突出する。これは、塵及び漂積物を収集するための上流サイクロンユニットの容量を最大にし、かくして、上流サイクロンユニットを空にすることを要する頻度を減じる。

上述した実施形態の好ましい特徴は、サイクロンが自身の第２端部で互いに接近するように、下流サイクロンユニットのサイクロンが互いに対して傾いていることである。この配置構成は、上流サイクロンユニットのサイクロンの外側表面上の分離された塵及び埃の沈積を阻止する。

本発明による装置は真空掃除機、好ましくは家庭用真空掃除機に組み込まれることが好ましい。これは、収集容量を増大させたこと及び圧力降下を減じたことの組み合わせた利点が真空掃除機に特に有用であるためである。使用者は、電力消費量が減じられ、空にする処理の頻度が少なくなる利点が分かる。

他の好ましい特徴は従属請求項に記載されている。

本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。

図１ａ及び図１ｂは、本発明によるサイクロン式分離装置を組み込んだ家庭用掃除機１０を示す。真空掃除機１０は直立した本体１２を備え、該本体１２の下端部にモーターケーシング１４が設置される。掃除機ヘッド１６は、モーターケーシング１４上に関節接合された態様で取り付けられる。吸引入口１８は、掃除機ヘッド１６に設けられる。また、真空掃除機１０を、掃除される表面上に亘って巧みに操作可能にするために、ホイール２０はモーターケーシング１４に回転自在に取り付けられる。

サイクロン式分離装置１００は、モーターケーシング１４より上の直立した本体１２に取り付けられる。サイクロン式分離装置１００は、フィルターカバー２２によって構成される実質的に水平な表面に着座される。フィルターカバー２２は、モーターケーシング１４より上に設置され、モーター後方のフィルター（図示せず）用カバーを形成する。サイクロン式分離装置１００は、サイクロン式分離装置１００の頂部に設置したクリップ２４によって直立した本体１２にも固定される。直立した本体１２は、サイクロン式分離装置１００の入口への汚れた空気を運ぶための上流管路（図示せず）及びサイクロン式分離装置１００から清浄化された空気を運び去るための下流管路２６を組み込んでいる。

直立した本体１２は、掃除される表面上に亘って真空掃除機１０を巧みに操作するためのハンドルとして機能するように図面中に示した形状構成に保持し得るホース及びワンド組立体２８を更に組み込んでいる。あるいは、ホース及びワンド組立体２８は、例えば、階段、室内装飾材料等を清掃する働きをする床ツール（図示せず）と共に、ワンドの遠位端２８ａを使用可能にするために解放し得る。ホース及びワンド組立体２８の構造及び動作は、本発明に重要ではないため、本明細書では更に詳しくは説明しない。図１ａ及び図１ｂに示したホース及びワンド組立体２８の全体構造及び動作は、参考文献として本明細書に援用される米国再発行特許第３２、２５７号に記載されたものに類似している。また、幾つかのツール及びアクセサリー３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、使用期間中に保管目的のために直立した本体１２に解放可能に取り付けられる。

上記した真空掃除機１０の特徴に関する正確な詳細は本発明に重要ではない。本発明は、真空掃除機１０の一部を構成する、サイクロン式分離装置１００の詳細に関する。サイクロン式分離装置１００を作動させるようにするために、モーターケーシング１４に設置されたモーターは、吸引入口１８、あるいはホース及びワンド組立体２８の遠位端２８ａの何れかを経由して空気が真空掃除機内に吸い込まれるように作動される。この汚ない空気（内部に塵と埃を連行した空気）は、上流管路を経由してサイクロン式分離装置１００に通される。空気がサイクロン式分離装置１００を通り抜けた後、この空気は、サイクロン式分離装置１００から管路で送られ、下流の管路２６を経由して直立した本体１２を下ってモーターケーシング１４まで到達する。清浄化された空気は、フィルターカバー２２を経由して真空掃除機１０から排出される前に、モーターケーシング１４に設置されたモーターを冷却するために使用される。

真空掃除機１０のこの動作原理は従来技術から周知である。この発明は、真空掃除機１０から分離された、図２ａ、図２ｂ及び図２ｃに示すサイクロン式分離装置１００に関する。

図２に示すサイクロン式分離装置１００は単一の上流サイクロン１０２から成る上流サイクロンユニット１０１と、複数の下流サイクロン１０４から成る下流サイクロンユニット１０３と、を備え。上流サイクロン１０２は、閉じた基部（上流サイクロンユニットの第２端部）１０８を具備する円筒状ビン１０６から実質的に成る。円筒状ビンの開放した上端部（上流サイクロンユニットの第１端部）１１０は、上流サイクロン１０２の上端部を画定する円筒状上部形成物１１２に対して当接する。入口１１４が汚ない空気を上流サイクロン１０２の内側に導入可能にするために円筒状ビン１０６に設けられる。入口１１４は、掃除機ヘッド１６からサイクロン式分離装置１００まで汚れを満載した空気を運ぶ上流管路と連通するような形状とされ、位置づけられ、及び形作られる。ハンドル１１６及びキャッチ１１８は、円筒状ビン１０６を空にする必要がある時に、上部形成物１１２から円筒状ビン１０６を開放するための手段を与えるために、円筒状のビン１０６及び上部成形物１１２にそれぞれ設けられる。シール（図示せず）は、所望により、円筒状ビン１０６と上部成形物１１２との間に設け得る。

円筒状ビンの基部１０８は、所望に応じて内部を空にする目的のために円筒状ビン１０６の内部への更なるアクセスを与えるために、円筒状ビンの残りの部分にヒンジ連結し得る。ここに図示した実施形態は、空にすることを可能にするために基部１０８をヒンジで開くことを可能にするための機構を含むが、そのような機構の詳細は、同時係属出願の主題を構成するのでここでは更に詳しく説明しない。

７つの等価な下流サイクロン１０４が、下流サイクロンユニット１０３に設けられる。下流サイクロン１０４は、下流サイクロンユニット１０３の中央の長手方向軸線１５０周りに等しい角度を隔てて配置される。この中央の長手方向軸線は上流サイクロンユニット１０１の長手方向軸線に一致する。その配置構成は図２ｃに示されている。下流サイクロン１０４はそれぞれ最下部に位置する大端部（下流サイクロンユニットの第１端部）及び最上部に位置する小端部（下流サイクロンユニットの第２端部）を具備する切頭円錐形状をしている。下流サイクロン１０４の各々は、下流サイクロンユニット１０３の長手方向軸線１５０に向けて僅かに傾斜した長手方向軸線１４８（図３ｂ参照）を備える。この特徴構成について更に詳細に説明する。また、各下流サイクロン１０４の最下部端（下流サイクロンユニットの第１端部）の最も外側の点は、下流サイクロンユニット１０３の長手方向軸線１５０から、円筒状ビン１０６の壁より更に半径方向に延在する。下流サイクロン１０４の最上部端（下流サイクロンユニットの第２端部）は、下流サイクロン１０４の表面から上向きに延在する収集形成物１２０内部に突出する。収集形成物１２０はハンドル１２２を支持する。このハンドルによってサイクロン式分離装置１００の全体を搬送し得る。サイクロン式分離装置１００をこの分離装置の上部端にある直立した本体１２に固定する目的のためにハンドル１２２にキャッチ１２４が設けられる。出口ポート１２６が、サイクロン式分離装置１００から清浄化された空気を導くために上部形成物１１２に設けられる。出口ポート１２６は、モーターケーシング１４に清浄化された空気を運ぶ下流管路２６と協働するように配置かつ形成される。

収集形成物１２０は、上述したように空にする目的のための円筒状ビン１０６の基部１０８を開放する機構を作動させるように構成された作動レバー１２８も担持する。

ここで、サイクロン式分離装置１００の内部構成を図３ｂを参照して説明する。図３ａは図２ａに対応するものでありかつ図３ｂの断面が切り取られる線ＩＩＩ−ＩＩＩを示す。

上流サイクロン１０２の内部形状構成は、その全長に亘って延在する内部壁１３２を含んでいる。内部壁１３２によって画成される内部空間は、以下に説明するように、収集形成物１２０の内部と連通する。内部壁１３２の目的は、細かい埃のための収集空間１３４を画成することである。内部壁１３２の内部かつ収集空間１３４内には、作動レバー１２８が作動した時に、基部１０８を開放可能にする複数の構成要素が設置されている。これらの構成要素の正確な詳細及び作用は本発明には重要でないので、ここでは更に詳しく説明しない。

内部壁１３２の外側には、内部壁１３２から円筒状ビン１０６に向けて半径方向に突出する、４つの等しく隔てて配置されたバッフル又はフィン１３６が取り付けられる。これらのバッフル１３６は、基部１０８に隣接する内部壁１３２と円筒状ビン１０６との間に画成された収集空間における大きな塵及び埃粒子の被着を支援する。バッフル１３６の特定の形状構成は、国際公開第００／０４８１６号パンフレットにより詳細に記述されている。

上流サイクロン１０２の上部にある内部壁１３２の外側にはシュラウド１４０が設置される。シュラウドは、バッフル１３６から上向きに延在し、かつ内部壁１３２と共に通路１４２を画成する。シュラウド１４０は、空気が、上流サイクロン１０２の内部から空気通路１４２まで通過可能にする、穿孔された部分１４４を備える。空気通路１４２は下流サイクロン１０４の各々の入口１４６と連通する。各下流サイクロン１０４に入る空気がそれぞれの下流サイクロン１０４内の螺旋経路に追従することを強いられるように、各入口１４６は渦巻き形ケーシングの態様に配置される。

前述したように、各下流サイクロン１０４の長手方向軸線１４８は、下流サイクロンユニット１０３の長手方向軸線１５０に向けて傾けられる。各下流サイクロン１０４の上端部は、自身の下端部より長手方向軸線１５０に接近している。この実施形態では、関連する複数の軸線１４８の傾斜角は実質的に７．５°である。

前述したように、下流サイクロン１０４の複数の上部端（下流サイクロンユニットの第２端部）は、収集形成物１２０内部に突出する。収集形成物１２０の内部は、下流サイクロン１０４の複数の上部端が連通するチャンバ１５２を画成する。チャンバ１５２内部では、複数の全体的に半径方向に延在するフィン１５３が、収集形成物１２０の上側表面から下向きに突出する（図５参照）。フィン１５３は、収集形成物１２０の外側壁１２３から、空にする目的のために円筒状ビン１０６の基部１０８を開放する機構を包囲する内壁１２９まで、内向きに延在する。フィン１５３は、サイクロン１０４の複数の上側端部（上流サイクロンユニットの第２端部）の水準より低い水準まで下向きに延在する。この配置構成は、サイクロン１０４の１つの上側端部を出る如何なる塵及び埃がこのサイクロンの上側端部を経由して隣接するサイクロンに移動し且つ内部に進むことを阻止する。もしこれが起きたならば、第１サイクロンによって空気流から以前に分離された塵及び埃が隣接するサイクロンを経由してこの空気流に戻される危険性がある。

収集形成物１２０及び下流サイクロン１０４の表面は共に、内部壁１３２によって画成される収集空間１３４と連通する、下流サイクロン１０４に位置する、軸線方向に延在する通路１５４を画成する。かくして、下流サイクロン１０４の小端部を出る塵及び埃がチャンバ１５２から通路１５４を経由して収集空間１３４まで通過可能である。

各下流サイクロン１０４は、渦検出器１５６形態をした空気出口を備えている。各渦検出器１５６は、慣用のように、それぞれの下流サイクロン１０４の最下部端（下流サイクロンユニットの第２端部）の中央に位置する。この実施形態では、中央本体１５８は、各渦検出器１５６に位置する。各渦検出器は、環状チャンバ１６０と連通し、この環状チャンバは今度は出力ポート１２６と連通する（図２ｃ参照）。

図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、下流サイクロン１０４の配置構成を極めて詳細に示す。特に、これは、通路１５４の形状構成を示す支援をする。図４ｂは、下流サイクロンユニット１０３の長手方向軸線に最も近い下流サイクロン１０４の各々の側部がこの軸線に実質的に平行に位置するという事実を説明する支援もする。

上述した装置の動作モードは以下の様である。汚れた空気（塵及び埃が内部に連行される空気）は、入口ポート１１４を経由してサイクロン式分離装置１００に入る。入口ポート１１４の配置構成は、円筒状ビン１０６の壁に実質的に接するものである。この壁は入って来る空気を円筒状ビン１０６の内側回りで螺旋状経路に追従させる。漂積物及び他の大きな破片と共に、大きな塵及び埃粒子は、周知のように、粒子に作用する遠心力の働きによって基部１０８に隣接する収集空間１３８に沈積する。部分的に清浄化された空気は、シュラウド１４０の穿孔部分１４４を経由して上流サイクロン１０２を出て、基部１０８から内向き且つ上向きに離れて移動する。それから、部分的に清浄化された空気は、空気通路１４２に沿って動く。この通路内で空気は７つの部分に分配される。各部分は、それぞれの入口１４６を経由して下流サイクロン１０４の１つに入る。上述してきたように、各入口１４６は、入って来る空気を強制的に下流サイクロン１０４の内部の螺旋経路に追従させる旋回入口である。下流サイクロン１０４のテーパが付された形状は、非常に細かい塵及び埃粒子が主空気流から分離されるように、下流サイクロン１０４内部で発生する、更に強いサイクロン式分離を生じさせる。塵及び埃子は、下流サイクロン１０４の最上部（下流サイクロンユニットの第２端部）を出る一方で、清浄化された空気は下流サイクロン１０４の軸線１４８に沿って該下流サイクロン１０４の下端（下流サイクロンユニットの第１端部）に戻りかつ渦検出器１５６を経由して出る。渦検出器１５６からの清浄化された空気は、環状チャンバ１６０内に入り、そこから出口ポート１２６まで通過する。その間、下流サイクロン１０４の空気流から分離されてきた塵及び埃は、チャンバ１５２から通路１５４を通じて収集空間１３４まで落下する。フィン１５３によって、塵及び埃が、隣接するサイクロン１０４の開放した最上部端を通過するのが阻止される。

サイクロン式分離装置１００を空にすることが所望される時、収集空間１３４及び１３８に収集された塵及び漂積物が適切な容器内に落下することを許容し得るように、基部１０８は円筒状ビン１０６の側壁からヒンジ連結を解放し得る。上に説明したように、空にする機構の動作の詳細は本発明の部分を構成しないから、更に詳細には説明しない。

本発明は上述した実施形態の正確な詳細に限定されない。家庭用真空掃除機を使用するにあたって適切なサイクロン式分離装置２００の第２実施形態を図６に略示する。この実施形態では、装置２００は、単一の上流サイクロン２０２から成る上流サイクロンユニット２０１から成る。上流サイクロンユニット２０２は、自身の上部端（上流サイクロンユニットの第１端部）に配置される接線方向の入口２０６を具備する実質的に円筒状ビン２０４を備える。円筒状ビン２０４は、環状障壁２０８によってその上部端で部分的に閉ざされる。自身の下端２１４より上に穿孔部分２１２を具備するシュラウド２１０が環状障壁２０８から垂下している。環状障壁２０８は、シュラウド２１０から円筒状ビン２０４の外壁まで半径方向に延在する。単一の下流サイクロン２０６を備える下流サイクロンユニット２０３は、上流サイクロン２０２より上に配置される。下流サイクロン２１６は自身の最下端に配置された大端部（下流サイクロンユニットの第１端部）を具備する切頭円錐形状をしている。下流サイクロン２１６の最下端の直径は、上流サイクロ２０２の直径に概ね対応する。複数の接線方向入口ポート２１８は、シュラウド２１０の上部端と、下流サイクロン２１６の最下端（下流サイクロンユニットの第１端部）の内側との間に連通を与える。

下流サイクロン２１６の最上端（下流サイクロンユニットの第２端部）は、下流サイクロン２１６の最上端の周りに密封された収集チャンバ２２０内に開放する。収集チャンバ２２０は、好ましくは円筒状であるが、任意の他の好都合な形状も取り得る。下流サイクロン２１６の上部端（下流サイクロンユニットの第２端部）の真上にある収集チャンバ２２０の直径は、下流サイクロン２１６の最上部端（下流サイクロンユニットの第２端部）の直径の少なくとも３倍である。渦検出器２２２は、下流サイクロンの最下端（下流サイクロンユニットの第１端部）の中央に設置されている。渦検出器２２２は、円筒状ビン２０４の軸線に沿いかつこの円筒状ビンの基部（上流サイクロンユニットの第２端部）を貫通する細長い出口管２２４と連通する。

装置は以下のように作動する。塵を満載した空気は、接線方向入口２０６を経由して装置２００に入り、かつサイクロン式動作が上流サイクロン２０２内に生じる。塵及び漂積物から成る大きな粒子は、円筒状ビン２０４の基部（上流サイクロンユニットの第２端部）に隣接するこの円筒状ビンに集められる一方で、部分的に清浄化された空気はシュラウド２１０の穿孔部分２１２を経由して上流サイクロン２０２出る。この時、部分的に清浄化された空気は、接線方向入口２１８を経由して下流サイクロン２１６内を通過する。細かい塵及び埃は、下流サイクロン２１６で分離され、そして塵及び埃粒子は下流サイクロンの上部端（下流サイクロンユニットの第２端部）を出て収集チャンバ２２０の内部に集まる。きれいな空気は、渦検出器２２２を経由して下流サイクロン２１６を通過して出口管２２４を介してサイクロン式分離装置２００を出る。

更なる実施形態を図７に示す。この実施形態に示す装置３００は、単一の上流サイクロン３０２を具備する上流サイクロンユニット３０１と、単一の下流サイクロン３０４を具備する下流サイクロンユニット３０３と、を備える。上流サイクロン３０２は、円筒状ビン３０６の上部端（上流サイクロンユニットの第１端部）に位置する接線方向入口３０８を具備するこの円筒状ビンを備える。下流サイクロン３０４は、前述したように、その大端部（下流サイクロンユニットの第２端部）を最下端に具備し、その小端部（下流サイクロンユニットの第１端部）を最上端に具備する切頭円錐形状をしているが、上流サイクロン３０２の内側に配置されている。かくして、下流サイクロン３０４の大端部は入口３０８から離れた円筒状ビン３０６の基部（上流サイクロンユニットの第２端部）に隣接して位置し、下流サイクロン３０４の小端部は、円筒状ビンの入口３０８に向けて円筒状ビン３０６内で突出する。

シュラウド３１０は、上流サイクロン３０２内に位置づけられ、かつ下流サイクロン３０４の大部分を包囲する。シュラウド３１０は、部分的に清浄化された空気が上流サイクロン３０２から抜け出すための出口を形成する、穿孔部分３１２を備える。通路３１４が、シュラウド３１０と、下流サイクロン３０４の表面との間に形成され、この通路に沿って抜け出す空気が通過し得る。通路３１４は、環状チャンバ３１６と連通し、この環状チャンバから複数の接線方向入口３１８が下流サイクロン３０４の最下端（下流サイクロンユニットの第１端部）に通じる。

下流サイクロン３０４の上端（下流サイクロンユニットの第２端部）は、下流サイクロン３０４の上端を包囲する収集チャンバ３２０内に開放する。収集チャンバ３２０は、収集チャンバ３２０内に放出された塵及び埃が内部に含まれるように、下流サイクロン３０４の外面に対して密封される。収集した塵及び埃を空にする目的のために除去可能にする何れか適切な形態の収集チャンバ３２０へのアクセスが設けられる。例えば、収集チャンバ３２０を逆さまにして空にすることを可能にするために、収集チャンバ３２０の端部に着脱自在な部分を設け得る。下流サイクロン３０４からの清浄化された空気のための出口を形成するために、下流サイクロン３０４の最下端（下流サイクロンユニットの第１端部）の中央に渦検出器３２２が設けられる。

作動に際して、汚れた空気は、接線方向入口３０８を経由して上流サイクロン３０２に入り、かつ螺旋状経路に従って円筒状ビン３０６を降下し、かくして、ビン３０６の底部に集められた大きな塵及び漂積物の遠心分離を行う。部分的に清浄化された空気はシュラウド３１０の穿孔部分３１２を通じて上流サイクロンから出て、通路３２４に沿って環状チャンバ３１６まで通過する。そこから、部分的に清浄化された空気は、接線方向入口３１８に沿って且つ下流サイクロン３０４内を通る。ここで、空気は再び強制的に螺旋経路に追従する。空気がサイクロン３０４を該サイクロンの小端部（下流サイクロンユニットの第２端部）に向けて上昇して通過する時、強い遠心力が生じる。分離された塵及び埃粒子は、サイクロン３０４の小端部から放出されかつ収容チャンバ３２０に集められる一方で、清浄化された空気は渦検出器を経由してサイクロン３０４から出る。渦検出器から、清浄化された空気は、サイクロン式分離装置３００から冷却目的のためのモータまで遠くに導かれる。

本発明は上述した実施形態の正確な詳細に限定されない。サイクロン式清掃装置が使用されるべき真空掃除機の特徴は本発明には重要でないことを強調しなければならない。実際、上述したタイプのサイクロン式分離装置は、低圧力降下と組み合わせた良好な効率が要求される他の分野で使用し得ると考えられる。所望により、上流及び下流サイクロンユニットの何れか又は両方が単一のサイクロン又は平行に配置される複数のサイクロンで構成し得ることが分かる。さらにまた、サイクロンユニットの軸線が鉛直でありかつこれらの軸線が、所望により、鉛直又は水平にさえ傾け得るように装置を配置する必要は特にない。サイクロンユニットの収集領域が効果的な分離に必要な空気流経路に干渉することなく、漂積物を集めるように配置される限り、遠心分離が重力によって強く影響されないという事実がこれを可能にする。上に詳細に説明した実施形態に対する更なる変更形態では、図１〜図５までに示した下流サイクロンは、自身のそれぞれの軸線が図面に示されるように下流サイクロンユニットの軸線に向けて傾けられる代わりに互いに平行に配置されるように配置し得る。他の変更及び修正は当業者には自明である。

本発明によるサイクロン式分離装置を組み込んだ真空掃除機の正面図である。 本発明によるサイクロン式分離装置を組み込んだ真空掃除機の側面図である。 図１ａ及び図１ｂの真空掃除機の一部を構成するサイクロン式分離装置の第１実施形態の正面図である。 図１ａ及び図１ｂの真空掃除機の一部を構成するサイクロン式分離装置の第１実施形態の側面図である。 図１ａ及び図１ｂの真空掃除機の一部を構成するサイクロン式分離装置の第１実施形態の平面図である。 図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の正面図である。 図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の、図３ａのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した、側断面図である。 図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の斜視図である。 図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の平面図である。 図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の、図３ｂのＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した、側断面図である。 図２ｂのＶ−Ｖ線に沿って切断した、図２ａ、図２ｂ及び図２ｃのサイクロン式分離装置の一部の断面図である。 本発明によりかつ真空掃除機に使用するのに適したサイクロン式分離装置の第２実施形態の概略側面図である。 本発明によりかつ真空掃除機に使用するのに適したサイクロン式分離装置の第３実施形態の概略側面図である。

符号の説明

１０ 真空掃除機
１２ 本体
１４ モーターケーシング
１６ 掃除機ヘッド
１８ 吸引入口
２０ ホイール
２２ フィルターカバー
２４ クリップ
２６ 下流管路
２８ ホース及びワンド組立体
２８ａ ワンドの遠位端
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 幾つかのツール及びアクセサリー
１００ サイクロン式分離装置
１０１ 上流サイクロンユニット
１０２ 上流サイクロン
１０３ 下流サイクロンユニット
１０４ 下流サイクロン
１０６ 円筒状ビン
１０８ 基部（上流サイクロンユニットの第２端部）
１１０ 上端部（上流サイクロンユニットの第１端部）
１１２ 上部形成物
１１４ 入口
１１６ ハンドル
１１８ キャッチ
１２０ 収集形成物
１２２ ハンドル
１２６ 出口ポート
１２８ 作動レバー
１３２ 内部壁
１３４ 収集空間
１３６ バッフル又はフィン
１４０ シュラウド
１４２ 通路
１４４ 穿孔部分
１４６ 入口
１４８ 長手方向軸線
１５０ 長手方向軸線
１５２ チャンバ
１５３ フィン
１５６ 渦検出器
１５８ 中央本体
１６０ 環状チャンバ
２００ サイクロン式分離装置
２０２ 上流サイクロン
２０４ 円筒状ビン
２０６ 入口
２０８ 環状障壁
２１０ シュラウド
２１２ 穿孔された部分
２１４ 下端
２１６ 下流サイクロン
２１８ 接線方向入口ポート
２２０ 収集チャンバ
２２２ 渦検出器
２２４ 出口管
３００ 装置
３０２ 上流サイクロン
３０４ 下流サイクロン
３０６ 円筒状ビン
３０８ 接線方向入口
３１０ シュラウド
３１２ 穿孔された部分
３１４ 通路
３１６ 環状チャンバ
３１８ 接線方向入口
３２０ 収集チャンバ

Claims (16)

1. 上流サイクロンユニットと下流サイクロンユニットとを備えているサイクロン式分離装置であって、
   前記上流サイクロンユニットが、第１端部及び第２端部を有している円筒状の単一の上流サイクロンと、前記上流サイクロンによって分離された塵及び埃を収集するための上流収集器又は上流収集空間とを備えており、
   前記下流サイクロンユニットが、第１端部及び第２端部を有しているテーパ状の複数の下流サイクロンと、前記下流サイクロンによって分離された塵及び埃を収集するための下流収集器又は下流収集空間とを備えており、
   前記下流サイクロンが、前記上流サイクロンの上方に配置されていると共に、前記上流サイクロンに対して反転しており、
   前記上流収集器又は前記上流収集空間が、前記上流サイクロンの前記第２の端部に配置されており、
   前記下流収集器又は前記下流収集空間が、前記上流収集器又は前記上流収集空間の内側に配置されており、
   前記下流サイクロンユニットが、前記下流サイクロンと前記下流収集器又は前記下流収集空間との間に延在する通路を備えており、これにより前記下流サイクロンによって分離された塵及び埃が、前記通路を通じて前記下流収集器又は前記下流収集空間内に落下することを特徴とするサイクロン式分離装置。
2. 前記上流サイクロンユニットの前記上流サイクロンが自身の前記第１の端部に位置する入口を備える、請求項１に記載のサイクロン式分離装置。
3. 前記上流サイクロンユニットの前記上流サイクロンが自身の前記第１の端部に位置する出口を備える、請求項１または請求項２に記載のサイクロン式分離装置。
4. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンが自身の前記第１の端部に位置する入口を備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
5. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンが自身の前記第１の端部に位置する出口を備える、請求項４に記載のサイクロン式分離装置。
6. 前記下流サイクロンユニットは平行に配置された複数の前記下流サイクロンを備える、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
7. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの第１の端部が互いに隣接して配置される、請求項６に記載のサイクロン式分離装置。
8. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの長手方向軸線が互いに対して平行である、請求項６または請求項７に記載のサイクロン式分離装置。
9. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの長手方向軸線が互いに対して傾いており、これにより、前記下流サイクロンが自身の前記第２の端部で互いに対して接近する、請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
10. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの第２の端部が前記下流収集器又は前記下流収集領域内に突出し、かつ隣接する前記サイクロンの前記第２の端部間にフィンが設けられている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
11. 前記フィンが前記下流収集器又は前記下流収集領域の閉じた上部表面から、前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの第２の端部の水準より下の水準まで下向きに突出する、請求項１０に記載のサイクロン式分離装置。
12. 前記上流サイクロンユニット及び前記下流サイクロンユニットの前記長手方向軸線が互いに対して一致するか又は平行である、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
13. 前記下流サイクロンの前記下流サイクロンが前記上流サイクロンユニットの内側に全て位置する、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
14. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンが前記上流サイクロンユニットの外側に位置する、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置。
15. 前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンの前記第１の端部が前記上流サイクロンユニットに隣接して位置しており、かつ前記下流サイクロンユニットの前記下流サイクロンが前記上流サイクロンユニットから離れて突出する、請求項１４に記載のサイクロン式分離装置。
16. 請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載のサイクロン式分離装置を組み込んだ真空掃除機。