(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流から粒子を分離する装置であって、
装置は、
入口及び出口を有するチャンバーであって、入口と出口の間でガス流が流れる、チャンバーと、
回転軸線を中心にして回転するためのチャンバーに取り付けられたローターであって、それに沿ってガス流がチャンバーの入口から出口まで動いて通過するローターを通じて延びる長手方向の通路を含むローターと、
通路を通過するガス流から粒子を収集する通路の半径方向外側に配置された複数のゲートと、
その中に粒子が複数のゲートから供給される空洞と、を備え、
各ゲートは、上流側ゲート部分及び下流側ゲート部分を含み、
上流側ゲート部分は、上流側ゲート部分で粒子を収集する開位置と、下流側ゲート部分への粒子の流れを提供する閉位置との間で動き、
下流側ゲート部分は、下流側ゲート部分で粒子を収集する開位置と、空洞への粒子の流れを提供する閉位置との間で動き、
上流側ゲート部分及び下流側ゲート部分の各々は、弾性フランジであり、弾性フランジによって閉位置に弾性的に付勢され、
上流側ゲート部分及び下流側ゲート部分の各々は、ローターの回転から生じる遠心力で
動作する収集された粒子によって開位置に移動する、装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
粒子は、閉位置の上流側ゲート部分と、閉位置の下流側ゲート部分との間で収集される、装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、
ローターは、ローターと共に回転可能であると共に、回転軸線の方向に沿ってガス流を軸方向に移動するために動作することができるファンブレードを含む、装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の装置において、
複数のゲートの各々は、形状が環状である、装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の装置において、
複数のゲートの各々は、ゲートを過ぎた粒子の通路を提供するために角度的に移動可能なゲート部材を含む、装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の装置において、
複数のゲートの各々は、上流側部分及び下流側部分を有する環状の弾性フランジ含み、上流側部分及び下流側部分の各々は、開位置と閉位置との間で弾性的に移動可能である、装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、予め決められた方向に粒子を付勢するためにガス流が弓状の通路を流させる入口ダクトを含み、
装置は、更に、粒子を収集する入口ゲートを含み、
入口ゲートは、開状態及び閉状態に動作可能であり、開状態の入口ゲートは、ガス流からの粒子の除去を提供する、装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、ガス流が通過する間にある通路上の複数のバーを含み、
複数のバーは、入口ゲートに供給するためにガス流からの粒子を除去するのを助けるために粒子と係合するようになっている、装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、上流側入口部分及び下流側入口部分を含み、
下流側入口部分は、ローターと連通すると共に、ローターに入らないように粒子を予め決められた方向に付勢するために弓状の通路に沿って粒子を通過させる、装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載の装置において、
空洞は、粒子を収容するための第１チャンバーであり、
装置は、第２チャンバーを含み、
第１チャンバーは、そこから粒子を収容するように下流側入口部分及び第２チャンバーと連通し、第２チャンバーは、そこから粒子を収容するように上流側入口部分と連通する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流からゴミなどの物質を分離するための装置に関し、特に、限定はしないが掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気流から粒子を除去するために使用される様々な装置が存在する。典型的には、工業用途において、装置は、中空本体内で空気流を回転させて、粒子を半径方向外方に移動させ中空本体の壁と係合させる“サイクロン”装置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
また、掃除機は、粒子及び／又は繊維を除去するためにサイクロン装置及び／又はフィルターを使用する。しかしながら、一般的に、家庭掃除機及びプロのクリーニングスタッフによって利用される掃除機は、空気が掃除機の排気を介して出る前に通過する少なくとも一つのフィルターを含む。
【０００４】
“サイクロン”分離機の欠点は、必要なすべての物質を除去しないことである。この問題に対処するために、頻繁に、フィルターが“サイクロン”分離機の下流側の位置で付加される。しかしながら、この組み合わせは、フィルターが遮断され装置の効率が低下するという欠点をこうむる。
【０００５】
また、遠心力によるシステムは、システムの主要な遠心部の概ね下流側に配置されたフィルターを利用する。また、これらのフィルターは遮断され、従って、これは、システムを介する流量が減少するので欠点である。
【０００６】
上述の“サイクロン”分離機は、動作条件の比較的狭い範囲内だけで効率的に動作するという更なる欠点を有する。例えば、空気流量が減少する場合、分離機は非効率になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（本発明の目的）
本発明の目的は、上記欠点の少なくとも一つを克服する又は実質的に改善することである。
【０００８】
（本発明の概要）
ガス流から粒子を分離するための装置が本明細書に開示されており、
装置は、
入口及び出口を有するチャンバーであって、入口と出口の間でガス流がチャンバーを通じて予め決められた方向に流れる、チャンバーと、
回転軸線を中心にして回転するためのチャンバーに取り付けられたローターと、を備え、
ローターは、
ローターを通じて延びる長手方向の通路であって、その通路に沿って空気がチャンバーの入口から出口まで動いて通過する、通路と、
通路の半径方向外側に配置された複数のゲートと、を含み、
複数のゲートは、粒子を収集する閉位置と、通路の外部の位置からの収集された粒子の供給を提供する開位置との間で動くように動作可能であり、
ローターは、更に、
その中に粒子がゲートから供給される空洞を含む。
【０００９】
好ましくは、各ゲートは、上流側ゲート部分及び下流側ゲート部分を含み、
上流側ゲート部分は、開位置及び閉位置に動作可能であり、
上流側ゲート部分は、開位置において、下流側ゲート部分への粒子の流れを提供し、
下流側ゲート部分は、開位置及び閉位置に動作可能であり、
下流側ゲート部分は、開位置において、空洞への粒子の流れを提供する。
【００１０】
好ましくは、各ゲートは、形状が環状である。
【００１１】
好ましくは、各ゲートは、閉位置に弾性的に付勢された弾性フランジを含む。
【００１２】
代替的な好適形態では、各ゲートは、ゲートを過ぎた粒子の通路を提供するために角度的に移動可能なゲート部材を含む。
【００１３】
さらに代替的な好適形態では、各ゲートは、上流側部分及び下流側部分を有する環状の弾性フランジ含み、上流側部分及び下流側部分の各々は、開位置と閉位置との間で弾性的に移動可能である。
【００１４】
好ましくは、入口は、予め決められた方向に粒子を付勢するためにガス流が弓状の通路を流させる入口ダクトを含み、
装置は、更に、粒子を収集する入口ゲートを含み、
入口ゲートは、開状態及び閉状態に動作可能であり、開状態の入口ゲートは、ガス流からの粒子の除去を提供する。
【００１５】
好ましくは、入口は、ガス流が通過する間にある通路上の複数のバーを含み、
複数のバーは、入口ゲートに供給するためにガス流からの粒子を除去するのを助けるために粒子と係合するようになっている。
【００１６】
好ましくは、入口は、上流側入口部分及び下流側入口部分を含み、
下流側入口部分は、ローターと連通すると共に、ローターに入らないように粒子を予め決められた方向に付勢するために弓状の通路に沿って粒子を通過させる。
【００１７】
好ましくは、空洞は、粒子を収容するための第１チャンバーであり、
装置は、第２チャンバーを含み、
第１チャンバーは、そこから粒子を収容するように下流側入口部分及び第２チャンバーと連通し、第２チャンバーは、そこから粒子を収容するように上流側入口部分と連通する。
【００１８】
本発明の好適な形態は、添付の図面を参照して例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、掃除機の概略的な断面側面図である。
【図２】図２は、図１の掃除機の一部分の概略斜視図である。
【図３】図３は、図１の掃除機に利用されるローターアッセンブリの概略的な断面側面図である。
【図４】図４は、図３のローターアッセンブリの端部分の概略斜視図である。
【図５】図５は、図３のローターアッセンブリの中間部分の概略斜視図である。
【図６】図６は、図３のローターアッセンブリに利用されるゲートの動作を図示する概略側面図のシーケンスである。
【図７】図７は、図６のゲートに対して代替的なゲートアッセンブリを図示する概略側面図のシーケンスである。
【図８】図８は、図６のゲートに対して代替的なゲートアッセンブリを図示する概略側面図のシーケンスである。
【図９】図９は、図１の掃除機の上流部分の概略部分断面斜視図である。
【図１０】図１０は、図１の掃除機の変形例の概略側面図である。
【図１１】図１１は、図１の掃除機部分のさらなる概略斜視図である。
【図１２】図１２は、図４、５及び６に利用されるゲートの変形例の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（好適実施形態の詳細な説明）
添付の図面において、掃除機（真空クリーナー）１０が概略的に示される。掃除機１０は、粒子１２を含む空気が供給される入口１１を含む。入口１１は、重い粒子が供給される第１粒子チャンバー１３と連通する。空気は、方向１４に入口１１に進入し、重い粒子が１２はチャンバー１３の方に導かれ、その中に収集される。チャンバー１３は、チャンバー１３を空にすることを提供するために、取り外し可能な壁を有する及び／又はその全体を取り外し可能である。
【００２１】
入口１１の中に入る空気は、（図９により完全に示された）出口１６を有する第１ダクト１５に沿って通過する。出口１６を出る空気は、第２ダクト１７の中に角度的に移動する。空気が方向７０に方向を変えるために加速するため、再び粒子は、入口ゲート１９と係合して移動させられる。一例として、ゲート１９は、閉じた（収集）位置から粒子がチャンバー１３に供給される開位置まで角度的に移動可能である。ゲート１９は、ゲート１９で係合された粒子の重量の結果として開かれ、又は、機械的に開かれることができる。好ましくは、ゲート１９は、閉じた位置に付勢される。
【００２２】
ダクト５８は、入口２１を有するローターアッセンブリ２０まで延在する。入口２１は、図２に最もよく示される。入口２１から空気は、チャンバー２３にローター２２に供給される。チャンバー２３は、それを介して空気が出る出口２４と連通する。
【００２３】
入口２１は、駆動シャフト２６のための端部取り付け部２５を提供する。壁２７が取り付け部２５を取り囲む。壁２７は、弧状であり、長手軸線２７を中心にして角度的に延びる。軸線６７は、シャフト２６及びチャンバー２３の長手軸線である。
【００２４】
チャンバー２３は、壁２７から延びる壁２８によって取り囲まれる。壁２７は、空気がダクト１８から供給される空洞２９を取り囲む。しかしながら、ダクト１８からチャンバー２９に入る空気は、方向を変えて、（概ね重い）粒子を、ゴミ収容チャンバー３１に導かれるように粒子出口３０に入らせる。
【００２５】
空気はチャンバー２９に入り、全ての空気が環状開口部３２を通って導かれて軸線６７を中心にして循環される。環状開口部３２は、シャフト２６の隣接する一端に固定されたフランジ３３を取り囲む。フランジ３３は、空気と係合すると共に軸線２７を中心とした空気の角度的に動きをさらに高める放射状のフィン３４を有する。また、フィン３４は、空気を、軸線６７に対して軸方向に移動させる。
【００２６】
環状開口部３２は、ローター２２を通って延びる環状通路３５に空気を供給する。
【００２７】
ローター２２は、プーリー３８によって駆動される、軸受け３７に支持されたシャフト２６を含む。ローター２２は、空気を通路３５の長手方向に移動させると共に軸線６７を中心に角度的に移動させる。また、ローター２２は、軸線６７の長手方向に延びると共に軸線６７を中心として角度的に延び、そして複数の環状隆起部４０を提供する内部スリーブ３９を含む。スリーブ３９は、シャフト２６に取り付けられ、従って、ブレード５０と共にシャフト２６と回転する。
【００２８】
ローター２２は、外側スリーブ３６をさらに含む。スリーブ３６は、通路３５を取り囲むゲートアッセンブリ４１を有し、通路３５は、アッセンブリ４１とスリーブ３９との間に配置される。ゲートアッセンブリ４１は、複数のゲート４２を含む。この実施形態では、ゲート４２は、環状の弾性フランジ４３及び４４を含む。フランジ４３及び４４は、環状の取り付け部４５及び４６によって支持される。フランジ４３及び４４は、弾性の可撓性材料で形成され、（図５に示された）閉位置から、収集された粒子がスリーブ３６を取り囲む環状空洞２３に入るのを許容する開位置まで移動可能である。収集された物質は、空気を介して空洞２３から出口３０まで移動される。フランジ４３及び４４は、閉位置に弾性的に付勢される。
【００２９】
開口部３２は、空洞２３から出口３１への空気及び収集された物質を提供する環状通路４９が提供された先端で環状フランジ４８によって取り囲まれる。フランジ４８は、ローターアッセンブリ２０の部分である。
【００３０】
フランジ４３及び４４の各々は、隣接する半径方向の内側縁に取り付けられ、図６に含まれた図のシーケンスに最もよく見られるように角度的に移動可能である。最初に、フランジ４３及び４４は、物質を十分に収集するまで閉位置にある。ローター２２の回転から生じる遠心力が物質に適用され、一つ又は双方のフランジ４３を開位置に偏向させる。次に、収集された物質は、流れてフランジ４４と係合する。物質は、再び、空洞４７への収集された物質の供給を提供するために遠心力がフランジ４４を開くまで蓄積する。フランジ４３及び４４は、閉位置に弾性的に付勢される。
【００３１】
隆起部４０は、ゲート４２の方に粒子物質を導く。
【００３２】
通路３５の下流側端部には、空洞４７を閉じる、壁２８に固定された環状壁６５が提供される。
【００３３】
取り付け部４５は、頂部を提供するように軸線２７の方に互いに近寄る面５１及び５２を有する。面５１及び５２は、環状である。取り付け部４６は、半径方向外方に互いに近寄る環状の面５３及び５４を有する。
【００３４】
ダクト１７の内部では、その間に空気が出口１６からダクト１８まで流れるために通過する複数の形状付けられたバー５５が提供される。バー５５は、粒子と係合して収集のためにゲート１９に粒子を導くのを助ける。空気は、ゲート１９に供給するために空気流から取り除かれるようにバー５５と係合する少なくともいくつかの粒子と共にバー５５間を通過する。
【００３５】
図７において、ゲートアッセンブリ４１のための代替的な構成が概略的に示される。図７の実施形態において、取り付け部４６は、単一の弾性的に形成されたゲートフランジ５８と協働する二つの環状部分５６及び５７を有する。部分５６及び５７は、傾斜され、フランジ５８は、第２部分６０に接合された第１部分５９を有する。部分５９及び６０は、前述の実施形態の二つのフランジ４３及び４４を本質的に交換するために弾性的に変形する。フランジ５８は、最初に、部分５６に隣接するゴミ粒子を収集する。十分な物質が蓄積されると、その物質に適用される遠心力は、フランジ５８を変形させ、その結果、物質は、隣接する部分５７を通過する。再び十分な物質が収集されると、物質は、フランジ５８の弾性変形によって排出される。
【００３６】
図８の実施形態では、フランジ４３及び４４は、回転可能なゲート部材６１に置換される。ゲート部材６１は、中央シャフト６２を有し、そこから線６３が半径方向に延びる。線６３は、物質を収集すると共に空洞４７への供給を提供する仕切り６４を提供する。好ましくは、抵抗がシャフト６２に適用され、部材６１は、単に、収集された物質に適用される遠心力の結果として回転する。
【００３７】
図１０の実施形態では、空洞４７は、収集チャンバー６２と置き換えられる。
【００３８】
図１１では、図２の入口２１が概略的に示される。壁２７は、粒子を出口３０に向けるのを助ける面６６が提供される。面６６は、面６７で終端する傾斜部分、あるいは、粒子を出口３０に向けるのを助けるために隆起部又はフィン（図示せず）を含む。また、面６６は、収集された物質を収容すると共にそれらを出口３０に導くスロット６８を含む。スロット６８は、上述の隆起部又はフィンに隣接して配置されることができる。
【００３９】
図１２の実施形態では、前述のゲート４２が変更される。この実施形態では、環状の取り付けフランジ４５及び４６は、半径方向外方に互いに近寄り、取り付けフランジ４６は、半径方向に延びる環状プレート４８を有する。変形可能な環状フランジ６９は、取り付けフランジ４５から半径方向に延びる。環状フランジ６９は、ゲート４２を過ぎた収集されたゴミ７２の流れを提供するために方向７０において角度的に偏向可能である。必要である場合には、環状のシールリング７１がフランジ６８とフランジ６９との間に提供されて、バルブ４２が開くまでゴミを保持するのを助けることができる。図１２は、ゲート４２の動作のシーケンスを示す。
[形態１]  ガス流から粒子を分離する装置であって、
装置は、
入口及び出口を有するチャンバーであって、入口と出口の間でガス流がチャンバーを通じて予め決められた方向に流れる、チャンバーと、
回転軸線を中心にして回転するためのチャンバーに取り付けられたローターと、を備え、
ローターは、
ローターを通じて延びる長手方向の通路であって、その通路に沿って空気がチャンバーの入口から出口まで動いて通過する、通路と、
通路の半径方向外側に配置された複数のゲートと、を含み、
複数のゲートは、粒子を収集する閉位置と、通路の外部の位置からの収集された粒子の供給を提供する開位置との間で動くように動作可能であり、
ローターは、更に、
その中に粒子がゲートから供給される空洞を含む、装置。
[形態２]  形態１記載の装置において、
各ゲートは、上流側ゲート部分及び下流側ゲート部分を含み、
上流側ゲート部分は、開位置及び閉位置に動作可能であり、
上流側ゲート部分は、開位置において、下流側ゲート部分への粒子の流れを提供し、
下流側ゲート部分は、開位置及び閉位置に動作可能であり、
下流側ゲート部分は、開位置において、空洞への粒子の流れを提供する、装置。
[形態３]  形態１又は２記載の装置において、
各ゲートは、形状が環状である、装置。
[形態４]  形態１乃至３のうちのいずれか一つに記載の装置において、
各ゲートは、閉位置に弾性的に付勢された弾性フランジを含む、装置。
[形態５]  形態１乃至３のうちのいずれか一つに記載の装置において、
各ゲートは、ゲートを過ぎた粒子の通路を提供するために角度的に移動可能なゲート部材を含む、装置。
[形態６]  形態１乃至３のうちのいずれか一つに記載の装置において、
各ゲートは、上流側部分及び下流側部分を有する環状の弾性フランジ含み、上流側部分及び下流側部分の各々は、開位置と閉位置との間で弾性的に移動可能である、装置。
[形態７]  形態１乃至６のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、予め決められた方向に粒子を付勢するためにガス流が弓状の通路を流させる入口ダクトを含み、
装置は、更に、粒子を収集する入口ゲートを含み、
入口ゲートは、開状態及び閉状態に動作可能であり、開状態の入口ゲートは、ガス流からの粒子の除去を提供する、装置。
[形態８]  形態１乃至７のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、ガス流が通過する間にある通路上の複数のバーを含み、
複数のバーは、入口ゲートに供給するためにガス流からの粒子を除去するのを助けるために粒子と係合するようになっている、装置。
[形態９]  形態１乃至８のうちのいずれか一つに記載の装置において、
入口は、上流側入口部分及び下流側入口部分を含み、
下流側入口部分は、ローターと連通すると共に、ローターに入らないように粒子を予め決められた方向に付勢するために弓状の通路に沿って粒子を通過させる、装置。
[形態１０]  形態１乃至９のうちのいずれか一つに記載の装置において、
空洞は、粒子を収容するための第１チャンバーであり、
装置は、第２チャンバーを含み、
第１チャンバーは、そこから粒子を収容するように下流側入口部分及び第２チャンバーと連通し、第２チャンバーは、そこから粒子を収容するように上流側入口部分と連通する、装置。
【図１】
0005897008.tif 000002
【図２】
0005897008.tif 000003
【図３】
0005897008.tif 000004
【図４】
0005897008.tif 000005
【図５】
0005897008.tif 000006
【図６】
0005897008.tif 000007
【図７】
0005897008.tif 000008
【図８】
0005897008.tif 000009
【図９】
0005897008.tif 000010
【図１０】
0005897008.tif 000011
【図１１】
0005897008.tif 000012
【図１２】
0005897008.tif 000013