(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気掃除機であって、
使用の間に、空気中の粒子を含む浄化されるべき空気を受けるための取り入れ口と、
前記電気掃除機の外に空気を排出するための排出口と、
前記浄化されるべき空気を前記取り入れ口を通して前記電気掃除機に引き込み、前記排出口を通して空気を前記電気掃除機の外に排出することにより、前記電気掃除機を通る空気の流れを生成するためのファンと、
使用の間に、前記空気の流れから前記空気中の粒子の少なくとも一部を分離するために回転空気の柱を生成するための、回転軸のまわりに回転可能に構成された分離器であって、前記回転空気の柱の生成のための幾つかの羽根を含み、各前記羽根が前面と後面とを備えた分離器と、
を有する電気掃除機において、前記羽根の前記前面は、引き込み力に対する遠心力の比率が低減された領域へと少なくとも軸方向において前記空気中の粒子を運ぶため、前記回転軸に対して傾けられたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記前面は第１の部分と第２の部分とを持ち、前記第１の部分は正の方向に傾けられ、前記第２の部分は負の方向に逆向きに傾けられ、前記正の方向と前記負の方向とは反対方向であり、少なくとも対応する反対の軸方向に前記空気中の粒子を導く、請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記ファンは前記分離器と同軸に配置され、各前記羽根は近接端と遠位端とを持ち、前記近接端は前記ファンと前記遠位端との間にあり、前記前面は、前記遠位端に向けて前記空気中の粒子を導くための方向に前記回転軸に対して傾けられた、請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記分離器は、前記回転軸に垂直に延在する少なくとも１つのプレートを有し、前記羽根は、前記プレートの少なくとも一方の側面に配置され、前記羽根の前面は、前記プレートに向けて軸方向に前記空気中の粒子を運ぶために傾けられた、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記分離器は、前記回転軸に垂直に延在する２つのプレートを有し、前記プレートは前記羽根の反対の軸方向の端に接続され、反対の軸方向は反対の軸方向の端に向けて延在する、請求項２及び４に記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記プレートは、前記羽根の先端と前記回転軸との間の最大距離よりも大きな半径を持つ、請求項４又は５に記載の電気掃除機。
【請求項７】
前記回転軸に垂直な少なくとも１つの面において、各前記羽根は、回転の方向とは逆方向に内端から外端へと曲がっており、前記内端は前記外端よりも前記回転軸に近くに位置する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項８】
前記羽根は螺旋状に配置された部分を持つ、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項９】
前記傾けられた羽根は、前記回転軸に対して、前記傾けられた羽根により前記空気中の粒子が押される軸方向に前記羽根の長さに沿って増大する角度をなす、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機であって、
使用の間に、空気中の粒子を含む浄化されるべき空気を受けるための取り入れ口と、
前記電気掃除機の外に空気を排出するための排出口と、
前記浄化されるべき空気を前記取り入れ口を通して前記電気掃除機に引き込み、前記排出口を通して空気を前記電気掃除機の外に排出することにより、前記電気掃除機を通る空気の流れを生成するためのファンと、
使用の間に、前記空気の流れから前記空気中の粒子の少なくとも一部を分離するために回転空気の柱を生成するための、回転軸のまわりに回転可能に構成された分離器であって、前記回転空気の柱の生成のための幾つかの羽根を含み、各前記羽根が前面と後面とを備えた分離器と、
を有する電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
斯かる電気掃除機は、米国特許出願公開US2004/0068826A1より知られている。米国特許出願公開US2004/0068826A1に開示された電気掃除機によれば、空気中粒子を伴う空気及び水滴が、空気取り入れ口から分離器へと移動させられる。該分離器は、底部及び壁部を持ち、底部から開いた上部まで上方に延在する複数の羽根により更に定義される、カップ型の部材を含む。該羽根は、粒子分離の増大及び空気力学的損失の低減のための、曲がった流面を有する。該羽根は、本体に対して長手方向に延在し、翼のように、該分離器の回転軸に対して径方向に全体として先細である。該曲がった流面は、該羽根のそれぞれの長さ方向に沿って延在する。該分離器は、空気及び空気中の粒子を、該分離器の回転軸のまわりに回転させるための羽根を有する。遠心力により、空気中の粒子は羽根から離れるように移動させられる。長手方向に延在する羽根は、該羽根間に形成された、複数の細長い間隙又は開口を定義する。流体及び粒子が、該間隙を介して、該分離器の外部へと引き入れられる。粒子が引き入れられると、比較的大きな角速度で回転させられている該分離器が、該粒子並びに空気及び水に遠心力を与える。該粒子は該分離器本体の外側へと動かされ、水槽へと戻される。このとき、浄化された空気が、排気口を通って該分離器から排気される。
【０００３】
欧州特許出願公開EP1219223A2は、高速で回転する分離器を備えた、液体により補助される吸い込み掃除機を開示しており、該分離器は、幾つかの径方向螺旋形の羽根から形成された先端の切り落とされた構造のものであり、外側に僅かに凸型で、幅及び厚さが、大きな基部を形成する厚い環から、平坦な底部を持つ小さな基部へと減少し、該羽根は内環により保持され、該分離器は好適には、成型に利用される型における厚い環において及び底部において生成された空洞の深さの調節により平衡化されたプラスチック材料の単一部材で構築され、エポキシ塗料の被覆が内側及び外側に塗布され、振動の原因となり得る大きさの変化に導き得る、湿った領域の形成を防ぐ。
【０００４】
欧州特許出願公開EP0890335A1は、導入された空気から水滴と共に吸い込まれた埃及び／又は塵の粒子を分離するために使用される、液体槽電気掃除機のための分離ユニットを開示しており、該分離ユニットは、該電気掃除機の取り入れアセンブリの駆動軸において組み立てられた先端の切り落とされた円錐のような形状とされた少なくとも１つの中空体を有し、該中空体は、導入された埃／塵及び／又は液滴を排出するための複数の細長いスリットを横方向に含み、該分離ユニットは、軸方向に穴を開けられ駆動軸に係合されたディスク型の支持要素を有し、該支持要素は、該中空体の上端と結合するため、歯を備えた周縁端部により該中空部と結合され、該支持要素は、吸い込まれた空気の通過のための複数の径方向の開口部と、該歯を定義する周縁端部の部分に径方向に形成された複数の排出スリットとを含む。
【０００５】
米国特許出願公開US2004/098958A1は、底部と該底部に接続された側壁とを持つ湿式電気掃除機のための分離器を開示している。該側壁は、スロットを区切る薄板を持ち、該スロットを通して、空気／ガスの流れが該底部及び該側壁により区切られた該分離器の内部に入り、ここで該空気／ガスの流れは、埃／塵粒子及び／又は水滴を含む。該薄板はそれぞれ、該分離器の回転方向に延在する少なくとも１つの径方向外側が広がった部分と、少なくとも１つの残余薄板部分とを持ち、該少なくとも１つの径方向外側が広がった部分及び該少なくとも１つの残余薄板部分は、共に乱気流室を区切る。持続可能性の分野における今日の要件に関し、低エネルギー又は省エネルギー装置に対する要求がある。その結果、電気掃除機のような家庭用機器のエネルギー消費の改善に対する継続的な熱望がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、改善された分離効率を持つ、上述した種類の電気掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、前記羽根の前記前面は、引き込み力に対する遠心力の比率が低減された領域へと少なくとも軸方向において前記空気中の粒子を運ぶため、前記回転軸に対して傾けられた、本発明による電気掃除機により達成される。
【０００８】
空気を再び該電気掃除機の外に排気する前に、空気の流れが分離器の動作にさらされ、該空気の流れのなかの空気中の粒子を、該空気から可能な限り分離し、該空気を浄化する。比重の小さな空気は、タービン又はファンにより生成される真空により該分離器へと引き込まれる。該空気中の粒子もまた、該粒子が含まれる該空気と共に該分離器に向かって引き込まれる。該分離器の近くにおいて、該空気中の粒子は、該分離器の高速回転により引き起こされた回転空気の柱に入る。該粒子を該分離器に向けて及び回転空気の柱へと運ぶ引き込み力に加え、該空気中の粒子は、回転空気の柱の作用による遠心力を受ける。それ故、該回転空気の柱のなかでは、該空気中の粒子は、一方では該粒子を該分離器から放出させようとする遠心力を受け、他方では該空気中の粒子を該分離器へと運ぼうとする引き込み力を受ける。該引き込み力と遠心力との平衡が存在し、それにより分離工程が機能し、該工程の効率が具体的に決定される。
【０００９】
空気中の粒子に対する引き込み力が該粒子に対する遠心力を上回る場合、該粒子は該分離器に入り、全体的な分離効率に悪影響を及ぼす。逆に、該遠心力が該引き込み力を上回る場合、該空気中の粒子は該分離器を流れることなく回転空気の柱から投げ出され、適切な分離及び分離効率の向上に帰着する。
【００１０】
該分離器は、空気が分離器に入るときに該空気を運ぶ幾つかの羽根を備える。該分離器に流入する空気分子の軌道、即ち流線が考慮される場合には、該羽根のいわゆる前面と後面との区別が為され得る。このことは、該分離器が回転しているときに流線に沿って流れる空気に最初に接近する羽根の側面又は部分に導き、該側面は該羽根の前面と呼ばれる。空気は該羽根のまわりの経路を進み続けるため、該空気は続いて該羽根の逆の面に到達するが、該面は該羽根の後面と呼ばれる。羽根の前面は、該分離器及び該羽根に向かって流れる空気に面する該羽根の端部又は側面であり、羽根の後面は、空気の流れの方向で見て動く羽根の後端又は後側の面である。該分離器の回転軸に平行な方向は、「軸方向」と呼ばれる。
【００１１】
以上に説明したように、空気中の粒子に対する引き込み力と遠心力との間の平衡は、分離効率を決定する。軸方向においては、当該引き込み力と遠心力との間の平衡は一般に変化する。例えば、該分離器は、ファンに近い近接側と、ファンから離れた遠位側とを持ち得る。斯かる構成においては、該ファン及び該分離器から生じる、起こり得る流れパターンは、いわゆるフローシンク（flow sink）として知られる。斯かるフローシンクにおいては、ファンに近い引き込み力は、ファンの遠位端における引き込み力に比べて比較的大きいが、遠心力は軸方向に殆ど変化を呈さない。斯かるフローシンクの状況において重要な現象は、ファンに近い空気の塊の速度が、ファンから比較的大きな距離における空気の塊の速度に比べて、比較的大きいことである。その結果、引き込み力は、ファンからの大きな距離における引き込み力に比べて、ファンの近くで比較的大きい。引き込み力の大きさは、おおよそ空気の速度の２乗の逆数のスケールである。それ故、遠心力に対する引き込み力の比率が低い領域においては、引き込み力と遠心力との間の平衡が、遠心力の方が大きくなったものとなり、分離効率に関して有利である。該改善された分離効率に鑑み、本発明は、空気中の粒子を、遠心力に対する引き込み力の比率が低い領域へと導くことが有利であることを認識している。このことは、前面が空気及び該空気中の粒子を、回転軸の方向と平行な軸方向に、好適には引き込み力が該粒子に対する遠心力により容易に打ち消される遠心力に対して引き込み力が低い領域へと導く、本発明による電気掃除機により達成される。このようにして、比較的小さく軽量な粒子もが、空気の流れから分離されることができる。該改善された分離効率は、分離器の回転速度の増大なく実現され得る。
【００１２】
分離器は、ガラス充填されたポリスチレン材料等のような剛性の材料から形成されても良く、射出成型されても良い。通常、成型された要素を型から引き離す可能性を提供するため、分離器の成型された要素に抜き勾配が与えられる。該抜き勾配は、軸方向において羽根の厚さを減少させることにより形成される。羽根の厚さは、該羽根の前面における第１の点と後面における第２の点との間の距離であり、ここで該第１及び第２の点は回転軸から同じ径方向距離にある。抜き勾配は、前面と後面との間の傾きの差により決定される。斯かる抜き勾配は、軸方向において空気中の粒子を運ぶ又は押す予期される効果を生成するには十分ではない。これに対し、粒子を軸方向に押すために必要とされ、本発明による分離効率を著しく増大させるために必要とされる前面の傾きは、抜き勾配を超える。代替としては、前面の傾斜角の正接が、材料の厚さと軸方向における羽根の長さとの間の比よりも大きく、これにより予期される分離効率を得る。
【００１３】
「羽根の前面が傾けられる」という記載は、羽根の前面における傾けられていない点の存在を除外するものではなく、それ故「羽根の前面の少なくとも一部が傾けられている」ことを意味する。
【００１４】
本発明による電気掃除機の一実施例においては、前記前面は第１の部分と第２の部分とを持ち、前記第１の部分は正の方向に傾けられ、前記第２の部分は負の方向に逆向きに傾けられ、前記正の方向と前記負の方向とは反対方向であり、少なくとも対応する反対の軸方向に前記空気中の粒子を導く。
【００１５】
軸方向に粒子を押す目的は、引き込み力と遠心力との間の比率が好適である領域、即ち分離効率が改善された領域に、空気中の粒子を運ぶことである。それぞれ異なる方向に傾けられた第１及び第２の部分を備えることにより、前面に接近する空気の流れが、分割されて２つの効率的な領域へと向けられるか、又は集中させられて１つの効率的な領域へと向けられる。このことは、空気中の粒子が効率的な分離領域に到着するために短縮しなくてはならない軸方向における経路の長さを短くする。効率的な領域が羽根の中央部に軸方向に近い場合には、空気中の粒子は該中央部に向けて押されるべきである。効率的な領域が羽根の端部に軸方向に近い場合には、流れが分割され、羽根の両端に近い効率的な領域へと運ばれるべきである。
【００１６】
本発明による電気掃除機の非常に有利な実施例においては、前記ファンは前記分離器と同軸に配置され、各前記羽根は近接端と遠位端とを持ち、前記近接端は前記ファンと前記遠位端との間にあり、前記前面は、前記遠位端に向けて前記空気中の粒子を導くための方向に前記回転軸に対して傾けられる。
【００１７】
ファンから軸方向に離れた位置においては、引き込み力と遠心力との間の比が、ファンに軸方向に近い位置よりもかなり小さい。前面の傾斜により、反対の空気流が生成され、塵及び埃のような空気中の粒子が分離器を通過し、電気掃除機の他の区画及び構成要素に入ること、汚すこと又は損傷させることを防ぐことを支援する。
【００１８】
本発明による電気掃除機の別の実施例においては、前記分離器は、前記回転軸に垂直に延在する少なくとも１つのプレートを有し、前記羽根は、前記プレートの少なくとも一方の側面に配置され、前記羽根の前面は、前記プレートに向けて軸方向に前記空気中の粒子を運ぶために傾けられる。
【００１９】
斯かるプレートにおいては、空気の面により、引き込み力及び遠心力に加えて付加的な力が空気にかけられる。斯くして、該プレートの表面及び該表面に近い空気の境界層は、引き込み力の反対向きに働く更なるポンピング効果又はポンピング力をもたらし、遠心力が回転空気の柱から発することを支援する。空気は、該プレートの表面において動かない。引き込み力と遠心力との組み合わせ、即ち該更なるポンピング効果により引き起こされる力は、単独の遠心力よりも、引き込み力を容易に上回ることができ、そのため空気中の粒子は、より効果的に回転空気の柱から投げ出されることとなり、更に好適な分離に帰着する。該プレートは２つの側面を持つため、両側に羽根が配置されても良く、軸方向において該羽根の上にある羽根と、軸方向において該羽根の下にある羽根との両方に、ポンピング効果が提供されても良い。ここで、該プレートの上の羽根の傾きは、空気中の粒子を該プレートの上面へと押し下げるようなものであり、該プレートの下の羽根の傾きは、空気中の粒子を該プレートの底面へと押し上げるようなものであっても良い。
【００２０】
本発明による電気掃除機の更なる実施例においては、前記分離器は、前記回転軸に垂直に延在する２つのプレートを有し、前記プレートは前記羽根の反対の軸方向の端に接続され、反対の軸方向は反対の軸方向の端に向けて延在する。
【００２１】
斯かる実施例によれば、それぞれの羽根の軸方向端部の近くにおいて、比較的小さな粒子は、分離器から容易に離されることができる。２枚のプレート及び該プレート間の羽根は、１つのセグメントである合成物を形成する。２つ以上の斯かるセグメントが軸方向に合わせて構成される場合、分離効率が増大した多数の対応する領域を持つセグメント化された分離器が得られる。分離器の斯かるセグメント化された設定においては、流路の軸方向の長さ、即ち分離効率が改善された領域に粒子を引き入れるために必要とされる経路の長さは、かなり低減され得る。
【００２２】
本発明による電気掃除機の更に他の実施例においては、前記プレートは、前記羽根の先端と前記回転軸との間の最大距離よりも大きな半径を持つ。
【００２３】
分離器の回転の間、空気流が該空気流に逆らって作用するプレートに亘って生成され、回転軸から離れる方向に延在する力を生成し、該力は遠心力に対して補助的な力となる。該プレートが大きいほど、該回転軸から離れる方向に延在する力が大きくなる。
【００２４】
本発明による電気掃除機の別の実施例においては、前記回転軸に垂直な少なくとも１つの面において、各前記羽根は、回転の方向とは逆方向に内端から外端へと曲がっており、前記内端は前記外端よりも前記回転軸に近くに位置する。
【００２５】
斯様に曲げられた羽根により、該羽根の前側における粒子は、該回転軸から離れる方向に該羽根により押されることとなる。
【００２６】
本発明による電気掃除機の別の実施例においては、前記羽根は螺旋状に配置された部分を持つ。
【００２７】
斯かる羽根は、前面が回転軸に対して傾けられた角度が、軸方向において該羽根の長さ、即ち該羽根の軸方向の長さに亘って一定であるため、容易に製造されることができる。
【００２８】
本発明による電気掃除機の別の実施例においては、前記傾けられた羽根は、前記回転軸に対して、前記傾けられた羽根により前記空気中の粒子が押される軸方向に前記羽根の長さに沿って増大する角度をなす。
【００２９】
変化する傾斜角を適用することにより、空気中の粒子が軸方向に移動する傾向が、該粒子が分離器に接近する軸方向の位置に適合させられることができる。効率的な分離の領域に既に近い粒子は、該効率的な分離の領域から比較的離れている粒子ほど、軸方向の変位を必要としない。それ故、変化する傾斜角を適用することにより、全体の分離効率が調整され、更に改善され得る。
【００３０】
本発明は、図面を参照しながら更に詳細に説明される。
【００３１】
図面において、同様の部分は同一の参照番号により示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による電気掃除機の模式的な断面図である。
【図２】図１に示された電気掃除機の分離器の模式的な斜視図である。
【図３】図２に示された分離器の一部の拡大側面図である。
【図４（Ａ）】図２に示された分離器の一部の拡大底面図である。
【図４（Ｂ）】図２に示された分離器の一部の拡大底面図である。
【図５】本発明による電気掃除機の別の実施例の分離器の一部の拡大側面図である。
【図６】羽根の模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図６において、分離器１５の羽根２５の断面図が模式的に示されている。羽根２５は、分離器１５の回転軸２１のまわりに時計回りに回転している。回転の方向は、曲がった矢印Ｒにより示されている。分離器１５の実用的な実施例は一般的に幾つかの斯かる羽根を備えるが、図６においては１枚の羽根のみが示されている。分離器に流入する空気分子の軌道３２即ち流線が考慮される場合には、羽根２５のいわゆる前面２６と後面２７との間の区別が為され得る。このことは、分離器が回転しているときに、流線３２に沿って流れる空気に最初に近づく羽根の側又は部分に導き、当該側は該羽根の前面と呼ばれる。空気は該羽根のまわりの経路を進み続けるため、該空気は続いて該羽根の逆の面に到達するが、該面は該羽根の後面２７と呼ばれる。羽根の前面２６は、該分離器及び該羽根に向かって流れる空気に面する該羽根の側面であり、羽根の後面２７は、空気の流れの方向で見て動く羽根の後側の面である。
【００３４】
図１は、２つのブラシ３、４が軸５、６に回転可能に装着された筺体２を有する電気掃除機１を示す。ブラシ３、４は、モータ（図示されていない）により駆動される。ブラシ３は、矢印Ｐ３により示された時計回りの方向に回転可能であり、ブラシ４は、矢印Ｐ４により示された反時計回りの方向に回転可能であり、それぞれ水平軸５、６のまわりに回転可能である。ブラシ３、４は、底部を除き、筺体２により完全に囲まれている。筺体２は、軸５、６を掃除されるべき面から所定の距離に保つ車輪（図示されていない）を備える。筺体２は、ブラシ３、４とは逆側にハンドル７を備える。ハンドル７とブラシ３、４との間において、電気掃除機１は、水のような洗浄流体のための槽８と、掃除されるべき面１１から拾い上げられた流体及び粒子１０のための屑収集容器９とを備える。屑収集容器９は、ブラシ３、４間の空気取り入れ開口１３から屑収集容器９へと延在する中空管１２を備える。屑収集容器９の管１２とは逆側には、真空ファン１４及び回転可能な分離器１５が備えられる。
【００３５】
使用時には、電気掃除機１は、掃除されるべき面１１の上を矢印Ｐ１により示される方向に移動させられる。該移動の間、ブラシ３、４は、掃除されるべき面１１の近くで互いに対して向く、反対の方向Ｐ３、Ｐ４で回転させられる。槽８からの洗浄流体は、ブラシ３を介して面１１に供給される。掃除されるべき面１１の上をブラシ３、４を移動させることにより、埃及びその他の物質のような粒子が、面１１から離される。同時に、床１１は洗浄流体により洗浄される。電気掃除機１を矢印Ｐ１により示される方向に更に移動させることにより、ブラシ３、４の回転運動により、該離された粒子１０及び該面上の洗浄流体が空気取り入れ開口１３へと上に移動させられる。即ち、掃除されるべき面１１から拾い上げられた該流体及び粒子１０は、空気中に含まれるようになる。更に、空気中の粒子１０及び洗浄流体を伴う空気は、真空ファン１４により、掃除されるべき面１１から、屑収集容器９に向かって、管１２へと移動させられる。屑収集容器９において、殆どの粒子が、屑収集容器９の底部に向かって、既に拾い上げられている又は容器９に既に存在する汚れた流体１６へと直接に降下する。容器９の底部に直接に降下する代わりに、真空ファン１４に向かって移動する傾向がある粒子もある。これらファン１４へと上方に移動する傾向のある粒子はここでは、真空ファン１４に対して逆の効果を作用させる分離器１５により防止される。比較的重い粒子は、分離器１５から離れるように移動させられ、汚れた流体１６へと降下する。比較的軽い空気は、分離器１５を通過して、真空ファン１４を通って移動させられ、洗浄された空気が空気排出開口を介して該電気掃除機から出ることとなる。
【００３６】
図２乃至４Ｂは、回転軸２１のまわりに回転可能な分離器１５の種々の図を示す。分離器１５は、異なる直径を持つ２つの円形のプレート２２、２３を有する。プレート２２、２３の中心軸は、回転軸２１を形成する。プレート２２は、プレート２３よりも小さな直径のものであり、中央に配された穴２４を備える。当該プレート２２は、プレート２３よりも、真空ファン１４の近くに位置する。プレート２２、２３は、互いから或る距離をおいて位置し、羽根２５によって互いに接続されている。各羽根２５は、回転方向Ｒ（図２、４Ａ、４Ｂ）で見て前面２６及び後面２７を持つ。図３に示されるように、羽根２５は回転軸２１に対して傾けられており、前面２６はプレート２３に対して角度Ａをなす。各羽根２５は、回転方向Ｒとは逆の方向に内端２８から外端２９に向けて曲がっており、内端２８は外端２９よりも回転軸２１の近くに位置する。羽根２５間には、屑収集容器９から真空ファン１４に向けて矢印Ｐ１（図２）により示される方向に空気が通る通路３０が存在する。
【００３７】
回転軸２１のまわりに回転方向Ｒに分離器１５を回転させると、分離器１５の高速回転により回転空気の柱が生成される。空気に含まれる埃及び粒子に比べて小さな比重を持つ空気は、真空ファン１４により生成される真空により引き起こされる引き込み力により、分離器１５に引き込まれる。該空気中の粒子もまた、該粒子が含まれる空気と共に、分離器１５の方に引き込まれる。分離器１５の近傍において、該空気中の粒子は該回転空気の柱へと入る。該粒子を分離器１５へと及び該回転空気の柱へと運ぶ引き込み力に加えて、該空気中の粒子は、該回転空気の柱の作用による遠心力にもさらされる。
【００３８】
図４Ｂにおいて、一方の羽根２５の後面２７と他方の羽根２５の前面２６との間の通路３０における空気及び空気中の粒子の相対速度プロファイルｖａｉｒが、羽根２５に対して示されている。当業者には理解されるように、これら羽根は大きな角速度で回転しているため、当該速度は後面に対する速度である。図示されるように、前面２６における速度は、後面２７における速度よりもかなり小さい。
【００３９】
図４Ａ及び４Ｂにおいて、分離器１５に流入する空気分子３１の軌道３２が示されている。前面２６に導かれた後、空気分子３１は、外端２９のまわりを後面２７に向かって流れる。該分子は次いで、真空ファン１４に向かって、通路３０及び穴２４（図２）を通って流れる。より重い空気中の粒子１０は、引き込み力及び遠心力を受ける。遠心力が引き込み力を上回ると、空気中の粒子１０は、分離器１５を通って流れることなく、該回転空気の柱から投げ出される。より重い粒子１０は、前面２６に向かいそこから離れる軌道３２を辿る。
【００４０】
回転方向Ｒとは反対の方向における内端２８から外端２９への羽根２５の湾曲により、前面２６は、回転軸２１から離れる方向に粒子１０に対して押し付け力をかける。この効果を持つ羽根は、いわゆる「無捕捉羽根（non-catching vane）」として知られる。
【００４１】
図３に示されるように、粒子１０は、軸方向に羽根２５の傾斜した前面２６により、プレート２２よりも真空ファン１４から遠くに位置するプレート２３へと向けられる。プレート２３の近傍では、プレート２２の近傍におけるよりも引き込み力が小さい。更に、大きい直径を持つ回転プレート２３は、回転軸２１から離れる方向にプレート２３の近傍で空気に対するポンピング効果を生成する。該ポンピング効果により、空気及び空気中の粒子１０に、ポンピング力がかけられる。該ポンピング効果は引き込み力とは逆に作用し、遠心力が回転空気の柱から発することを支援する。プレート２３の近傍では、遠心力とポンピング力との組み合わせが容易に引き込み力を上回ることができ、そのため比較的軽い空気中の粒子もが、該回転空気の柱から投げ出されて容器９中の汚れた水へと落ちることとなり、好適な分離に帰着する。
【００４２】
図５は、本発明による電気掃除機の別の実施例の分離器４１の側面図を示す。分離器４１は、２つのプレート４２、４３と、プレート４２、４３間に延在する羽根４４とを有する。プレート４２及び４３はいずれも、羽根４４の半径よりも大きな半径を持つ。羽根４４は、回転軸に垂直な面において曲がっており、前述の実施例による上述した無捕捉効果をもたらす。羽根４４はまた、図５に示されるように、回転軸に平行な面においても曲がっている。回転軸に平行な面における湾曲は、前面４５がそれぞれが正の方向及び負の方向に傾いた第１の部分４６と第２の部分４７とを持つようなものである。該正の方向と負の方向とは、逆の方向である。粒子１０は、プレート４２、４３に向けて、反対の軸方向に、羽根４４の前面４５の第１の部分か又は第２の部分によって導かれる。
【００４３】
円形ではない形状を持つプレートを利用することも可能である。しかしながら、分離器が大きな角速度で分離を提供する必要があることを鑑みると、これらプレートは好適には過度の不平衡をもたらすべきではない。
【００４４】
幾つかの分離器１５を互いの上に備え、中央に位置する穴２４が、屑収集容器９の方へ向けられたプレートを除く全てのプレートを通って延在するようにして、空気及び空気中の粒子が穴２４に直接に入るようにすることも可能である。
【００４５】
図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。請求項において、「有する（comprising）」及び「持つ（having）」のような語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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