(57)【要約】  本発明のサイクロン式分離装置は、少なくとも１つの第１のサイクロン（１０２；２０２；３１２；４１２；５１２）を含む第１のサイクロン式分離ユニット（３１０；４１０；５１０）と、第１のサイクロン式分離ユニット（３１０；４１０；５１０）の下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第２のサイクロン（１３０；２３０；３２２；４２２；５２２）を含む第２のサイクロン式分離ユニット（３２０；４２０；５２０）と、第２のサイクロン式分離ユニット（３２０；４２０；５２０）の下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第３のサイクロン（１４８；２４８；３３２；４３２；５３２）を含む第３のサイクロン式分離ユニット（３３０；４３０；５３０）とを備えている。第２のサイクロン（１３０；２３０；３２２；４２２；５２２）は第１のサイクロン（１０２；２０２；３１２；４１２；５１２）よりも多く、第３のサイクロン（１４８；２４８；３３２；４３２；５３２）は第２のサイクロン（１３０；２３０；３２２；４２２；５２２）よりも多い。本発明は、この構成によって、従来の分離効率よりも高い分離効率を達成することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１のサイクロンを含む第１のサイクロン式分離ユニットと、
前記第１のサイクロン式分離ユニットの下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第２のサイクロンを含む第２のサイクロン式分離ユニットと、
前記第２のサイクロン式分離ユニットの下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第３のサイクロンを含む第３のサイクロン式分離ユニットと、
を備えているサイクロン式分離装置であって、
第２のサイクロンの数は第１のサイクロンの数よりも多く、第３のサイクロンの数は第２のサイクロンの数よりも多いことを特徴とするサイクロン式分離装置。
【請求項２】
前記第１のサイクロン式分離ユニットは、単一の第１のサイクロンを備えていることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項３】
前記第１のサイクロン又は前記第１のサイクロンのそれぞれは、略円筒状とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項４】
前記第２のサイクロンは、互いに略同一であり、
前記第３のサイクロンは互いに略同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項５】
前記第２のサイクロン及び前記第３のサイクロンは、それぞれテーパー状とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項６】
前記第２のサイクロン及び前記第３のサイクロンは、それぞれ円錐台状とされることを特徴とする請求項５に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項７】
前記第２のサイクロンそれぞれの縮径角度は、前記第３のサイクロンそれぞれの縮径角度よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項８】
前記第２のサイクロンは、それぞれ前記第１のサイクロン式分離ユニットと流通している少なくとも２つの吸気口を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項９】
前記第２のサイクロンそれぞれの前記吸気口は、関連する前記第２のサイクロンの軸線を中心として周状に離隔された状態で配置されていることを特徴とする請求項８に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項１０】
前記サイクロン式分離ユニットのそれぞれは、他の集塵部と同時に空にすることができる集塵部を有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項１１】
前記第３のサイクロン式分離ユニットの下流に付加的なサイクロン式分離ユニットをさらに備え、
前記付加的なサイクロン式分離ユニット又は前記付加的なサイクロン式分離ユニットのそれぞれは、並行に配置された複数のさらなるサイクロンを含み、
前記さらなるサイクロンの数は、前記付加的なサイクロン式分離ユニットの上流に配置されたサイクロン式分離ユニット内に設けられたサイクロンの数よりも多いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のサイクロン式分離装置。
【請求項１２】
添付する図面に表わす本明細書中の実施例のうちいずれか１つの実施例に関連して実質的に説明されるサイクロン式分離装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちいずれか一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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロン式分離装置に関する。特に、本発明は、真空掃除機での利用に適したサイクロン式分離装置に関するが、これに限定される訳ではない。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン式分離装置を利用した真空掃除機はよく知られている。例えば、このような真空掃除機は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５に開示されている。幾つかの実施形態では、第２のサイクロン式分離ユニットが互いに並行に配置された複数のサイクロンを含んでいる。幾つかの場合では、第２のサイクロン式分離ユニットは、互いに対して並行に配置された複数のサイクロンを含んでいる。
【０００３】
いずれの従来技術も、特に真空掃除機での利用において１００％の分離効率（すなわち空気流から取り込まれた埃や塵を確実に分離する能力）を達成可能な構成を有していない。従って、本発明の目的は、従来技術よりも高い分離効率を達成するサイクロン式分離装置を提供することにある。
【特許文献１】欧州特許第００４２４７３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３７３，３３８号明細書
【特許文献３】米国特許第３，４２５，１９２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６０７，５７２号明細書
【特許文献５】欧州特許第１２６８０７６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、少なくとも１つの第１のサイクロンを含む第１のサイクロン式分離ユニットと、第１のサイクロン式分離ユニットの下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第２のサイクロンを含む第２のサイクロン式分離ユニットと、第２のサイクロン式分離ユニットの下流に位置し、且つ並行に配置された複数の第３のサイクロンを含む第３のサイクロン式分離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、第２のサイクロンは第１のサイクロンよりも多く、第３のサイクロンは第２のサイクロンよりも多いことを特徴とするサイクロン式分離装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明におけるサイクロン式分離装置は、全体的に考慮すると、個々のサイクロン式分離ユニットの分離効率と比較して改善された分離効率を有しているという利点を有している。少なくとも３つのサイクロン式分離ユニットを設けることによって、下流側のサイクロン式分離ユニットの空気流の如何なる変化にも前記ユニットの分離効率が影響を受けないようにシステムの堅牢性を高めることができる。従って、分離効率の信頼性は従来のサイクロン式分離装置と比較して高められる。
【０００６】
“分離効率（separation efficiency）”という用語は、取り込まれた粒子を空気流から分離するサイクロン式分離ユニットの性能を示し、さらには比較のために、関連するサイクロン式分離ユニットが同一の空気流に対して実施されていることを表わす。従って、第１のサイクロン式分離ユニットが第２のサイクロン式分離ユニットよりも高い分離効率を有することを示すためには、両方のユニットが同一条件で実行される場合に、第１のサイクロン式分離ユニットは空気流から取り込まれた粒子を第２のサイクロン式分離ユニットよりも高い割合で分離可能である必要がある。サイクロン式分離ユニットの分離効率に影響を及ぼす要因としては、吸気口の大きさ、排気口の大きさ、縮径角度、サイクロンの長さ、サイクロンの直径、サイクロンの上端における円筒状の吸入部の深さが挙げられる。
【０００７】
連続するサイクロン式分離ユニットそれぞれのサイクロンの数を増やすことによって、空気流の流れる方向において個々のサイクロンの大きさを低減することができる。空気流が多くの上流サイクロンを通過することは、小さなサイクロンそれぞれが遮断の危険性を有さずに効率的に動作し、これにより大きな粒子の塵や埃が除去されることを意味する。
【０００８】
第１のサイクロン式分離ユニットは、単一の第１のサイクロンを備えていることが望ましい。第１のサイクロン又は第１のサイクロンそれぞれが略円筒状であるとさらに望ましい。このような配置によって、大きな粒子の塵や破片を確実に集めて、空気中に再び混入する危険性を比較的低く抑制した状態で格納することが可能となる。
【０００９】
本発明の実施例は、添付する図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本体１２と、清掃面に亘って真空掃除機１０を移動させるために本体１２に取り付けられたホイール１４と、本体１２に取り付けられたサイクロン式分離装置１００とを有している円筒形真空掃除機１０を表わす。ホース１６は、サイクロン式分離装置１００と、ホース１６自身を介してサイクロン式分離装置１００内部に汚れた空気流を引き込むために、本体１２内部に格納されたモータ及びファンから構成されるユニット（図示しない）と連通している。一般に、床に接触する掃除機ヘッド（図示しない）は、清掃面の上方に位置する汚れた空気の吸気口を容易に操作するために、ワンドを介してホース１６の遠位端に結合されている。
【００１１】
利用時には、ホース１６を介してサイクロン式分離装置１００内部に引き込まれた空気には、前記ホースからサイクロン式分離装置１００内で分離された塵や埃が混在している。塵や埃は、サイクロン式分離装置１００内部に集められる。その一方で、清浄された空気は、真空掃除機１０から本体１２の排気口を介して排出される前に、冷却するためにモータを通過する。
【００１２】
図２に表わす直立形真空掃除機２０は、モータ及びファンから構成されるユニット（図示しない）、及び真空掃除機２０が清掃面に沿って移動可能とされるように取り付けられたホイール２４を備えている本体２２を有している。掃除機ヘッド２６は本体２２の下端に回動可能に取り付けられ、汚れた空気の吸気口２８は床に面した掃除機ヘッド２６の下面に設けられている。サイクロン式分離装置１００は本体２２に設けられている。ダクト３０は、汚れた空気の吸気口２８とサイクロン式分離装置１００との間を流通させている。ハンドル３２は、ハンドル３２がハンドル又はワンドとして利用可能なように、サイクロン式分離装置１００の後方で本体２２に取り外し可能に取り付けられている。このような構成は、よく知られており、本明細書ではこれ以上詳細には説明しない。
【００１３】
利用時には、モータ及びファンから構成されるユニットは、汚れた空気の吸気口２８又はハンドル３２（ハンドル３２がワンドとして利用されるように構成されている場合）を介して、真空掃除機２０内部に汚れた空気を引き込む。汚れた空気は、ダクト３０を介してサイクロン式分離装置１００に運ばれ、取り込まれた塵や埃は、空気流から分離され、サイクロン式分離装置１００内に残留する。清浄された空気は、冷却するためにモータを通過し、その後に複数の排気口３４を介して真空掃除機２０から排出される。
【００１４】
本発明は、以下に説明するようにサイクロン式分離装置１００に関するものである。従って、本発明においては、真空掃除機１０，２０の他の特徴の詳細はそれ程重要ではない。
【００１５】
図３及び図４は、各真空掃除機１０，２０の一部を形成するサイクロン式分離装置１００を表わす。サイクロン式分離装置１００の全体形状は、該サイクロン式分離装置が利用される真空掃除機のタイプに応じて変化する場合がある。例えば、前記サイクロン式分離装置の全長は、前記サイクロン式分離装置の直径に対して大きい場合も小さい場合もある。さもなければ、ベースの形状は、例えば円錐台状に変更することもできる。
【００１６】
図３及び図４に表わすサイクロン式分離装置１００は、略円筒状の外壁１０４を有した外部容器１０２を備えている。外部容器１０２の下端は、ピボット１０８によって回動可能に前記外壁に取り付けられ、且つキャッチ１１０によって閉位置（図３に示す）に保持されているベース１０６によって閉じられている。閉位置では、前記ベースは外壁１０４の下端を密閉している。ベース１０６は、キャッチ１１０を解放することによって、以下に説明する目的のために外壁１０４から離間するように回動可能とされる。第２の円筒状壁１１２は、外壁１０４の径方向内方に位置し、前記第２の円筒状壁と前記外壁との間に環状のチャンバー１１４を形成するように前記外壁から離隔されている。第２の円筒状壁１１２は、（前記ベースが閉位置に位置している場合に）ベース１０６に接触し、前記ベースを密閉している。環状のチャンバー１１４は、外壁１０４、第２の円筒状壁１１２、ベース１０６、及び外部容器１０２の上端に位置決めされた上壁１１６によって仕切られている。
【００１７】
汚れた空気の吸気口１１８は、上壁１１６の下方で外部容器１０２の上端に設けられている。汚れた空気の吸気口１１８は、流入する汚れた空気を環状のチャンバー１１４を中心として螺旋状経路に確実に従わせるように外部容器１０２（図４を参照）に対して接線方向に配置されている。流体出口は、シュラウド１２０の形態をした外部容器１０２内に設けられている。シュラウド１２０は、多くの穿孔１２４が形成された円筒状壁１２２を備えている。外部容器１０２の流体出口のみが前記シュラウドの穿孔１２４によって形成されている。流路１２６は、シュラウド１２０と第２の円筒状壁１１２との間に形成されているので、環状のチャンバー１２８と流通している。
【００１８】
環状のチャンバー１２８は、外部容器１０２と同軸に配置されたテーパー状のサイクロン１３０の上端の径方向外方に配置されている。サイクロン１３０は、２つの吸気口１３４が形成された略円筒状の上方吸気部１３２を有している。吸気口１３４は、上方吸気部１３２の外周部の周囲に離隔配置されている。吸気口１３４は、その形状がスロット状とされ、環状のチャンバー１２８と直接流通している。サイクロン１３０は、上方吸気部１３２に続くテーパー状部分１３６を有している。テーパー状部分１３６は、その形状が円錐台状であり、開口部１３８（cone opening）の下端で終端している。
【００１９】
第３の円筒状壁１４０は、ベース１０６と、開口部１３８の上方のサイクロン１３０のテーパー状部分１３６の外壁の一部との間で延在している。ベース１０６が閉位置に位置している場合には、第３の円筒状壁１４０は前記ベースを密閉している。従って、開口部１３８は、他方の閉じた円筒状のチャンバー１４２内部に通じている。渦検知部１４４（vortex finder）は、空気をサイクロン１３０から排出するためにサイクロン１３０の上端に設けられている。
【００２０】
渦検知部１４４は、サイクロン１３０の上方に位置したプレナムチャンバー１４６と流通している。互いに並行に配置された複数のサイクロン１４８は、プレナムチャンバー１４６の周囲に周状に配置されている。各サイクロン１４８は、プレナムチャンバー１４６と流通している接線方向の吸気口１５０を有している。各サイクロン１４８は、他のサイクロン１４８と同一であり、円筒状の上部１５２及び該上部に続くテーパー状部分１５４を備えている。各サイクロン１４８のテーパー状部分１５４は、第２の円筒状壁１１２と第３の円筒状壁１４０との間に形成された環状のチャンバー１５６内部に延在し、且つ流通している。渦探知部１５８は、各サイクロン１４８の上端に設けられている。各渦探知部１５８は、サイクロン式分離装置１００から清浄された空気を排出するために排気口１６２を有した排気チャンバー１６０と流通している。
【００２１】
上述のように、サイクロン１３０は外部容器１０２と同軸に配置されている。８つのサイクロン１４８は、外部容器１０２の軸線１６４を中心としてリング状に配置されている。各サイクロン１４８は、軸線１６４に向かって下方に傾斜した軸線１６６を有している。すべての軸線１６６は、同じ角度で軸線１６４に対して傾斜している。また、サイクロン１３０の縮径角度はサイクロン１４８の縮径角度よりも大きく、サイクロン１３０の上方吸気部１３２の直径は各サイクロン１４８の円筒状の上部１５２の直径よりも大きい。
【００２２】
利用時には、汚れきった空気は汚れた空気の吸気口１１８を介してサイクロン式分離装置１００に流入し、吸気口１１８が接線方向に配置されているので、空気流は外壁１０４の周囲の螺旋状経路に従う。大きな塵や埃の粒子は、サイクロン作用によって環状のチャンバー１１４内に堆積され、集められる。部分的に清浄された空気流は、シュラウド１２２の穿孔１２４を介して環状のチャンバー１１４から流出し、流路１２６に流入する。その後に、空気流は、環状のチャンバー１２８に流入し、該環状のチャンバーからサイクロン１３０の吸気口１３４に至る。サイクロン分離が、空気流に未だ残された埃や塵の一部が分離されるようにサイクロン１３０の内部で生じる。サイクロン１３０内で空気流から分離された塵や埃は、円筒状のチャンバー１４２内に堆積される。その一方で、さらに清浄された空気流が渦検知部１４４を介してサイクロン１３０から流出する。その後に、空気は、プレナムチャンバー１４６内に流入し、該プレナムチャンバーから８つのサイクロン１４８のそれぞれに至る。これにより前記未だ残された塵や埃の一部が、さらなるサイクロン分離によって除去される。前記塵や埃は、環状のチャンバー１５６内に堆積され、清浄された空気は渦検知部１５８を介してサイクロン１４８から流出し、排気チャンバー１６０に流入する。その後に、清浄された空気は、排気口１６２を介してサイクロン式分離装置１００から除去される。
【００２３】
空気流から分離された塵や埃は、３つのチャンバー１１４，１４２，１５６のすべてで集められる。これらのチャンバーを空にするために、キャッチ１１０は解放され、ヒンジ１０８を中心としたベース１０６の回動が可能となって、これにより前記ベースは下がり、円筒状壁１０４，１１２，１４０の下端から離間する。チャンバー１１４，１４２，１５６内に集められた塵や埃は、容易にサイクロン式分離装置１００から取り除かれる。
【００２４】
サイクロン式分離装置１００が異なる三段階のサイクロン分離機能を含んでいることは言うまでもない。外部容器１０２は、略円筒状の単一の第１のサイクロンから成る第１のサイクロン式分離ユニットを構成している。この第１のサイクロン式分離ユニットにおいて、外壁１０４の直径が比較的大きいことは、主に比較的大きな粒子の汚れた破片（debris）が空気流から分離されることを意味する。汚れた破片に作用する遠心力が比較的小さいからである。幾つかの小さな埃も同様に分離される。大部分の大きな破片は、環状のチャンバー１１４内に確実に堆積される。
【００２５】
サイクロン１３０は、第２のサイクロン式分離ユニットを形成する。この第２のサイクロン式分離ユニットにおいて、第２のサイクロン１３０の半径は外壁１０４の半径よりも相当小さいので、残りの取り込まれた塵や埃に作用する遠心力が第１のサイクロン式分離ユニットにおいて作用する遠心力よりも相当大きい。その上、第２のサイクロン式分離ユニットの分離効率は、第１のサイクロン式分離ユニットの分離効率よりも高い。大きな粒子は第１のサイクロン式分離ユニットの第１のサイクロンで既に実施されたサイクロン分離によって除去されているので、第２のサイクロン式分離ユニットの性能が向上する。第２のサイクロン分離が、小さな粒子を含む空気流に対して実施されるためである。
【００２６】
第３のサイクロン式分離ユニットは、８つの小さなサイクロン１４８によって形成されている。第３のサイクロン式分離ユニットにおいて、第３のサイクロン１４８は、それぞれ第２のサイクロン式分離ユニットの第２のサイクロン１３０よりも小さな直径を有しているので、第２のサイクロン式分離ユニットよりもさらに小さな塵や埃の粒子を分離することができる。第３のサイクロン式分離ユニットは、第１のサイクロン式分離ユニット及び第２のサイクロン式分離ユニットによって既に清浄された空気流に対して実施されるというさらなる利点を有している。従って、第３のサイクロン式分離ユニットに取り込まれた粒子の量及び平均的な大きさは、他のサイクロン式分離ユニットに取り込まれた粒子よりも小さい。これにより、サイクロン１４８の吸気口及び排気口が遮断される危険性が低減される。
【００２７】
従って、第１のサイクロン式分離ユニットの分離効率は第２のサイクロン式分離ユニットの分離効率よりも低く、第２のサイクロン式分離ユニットの分離効率は第３のサイクロン式分離ユニットの分離効率よりも低い。これにより、第１のサイクロンの分離効率は、第２のサイクロンの分離効率よりも低く、第２のサイクロンの分離効率は、同時に実行される８つの第３のサイクロンすべての分離効率よりも低いことがわかる。その上、連続するサイクロン式分離ユニットそれぞれの分離効率が高くなっていくこともわかる。
【００２８】
図５及び図６は、本発明におけるサイクロン式分離装置２００を表わす。サイクロン式分離装置２００の構造は、図１及び図２に表わす真空掃除機１０，２０のうち一方の真空掃除機での利用に適し、且つ、３つの連続するサイクロン式分離ユニットを備えている点において、図３及び図４に表わす上記実施例の構造に類似している。
【００２９】
上記説明のように、第１のサイクロン式分離ユニットは、円筒状の外壁２０４、ベース２０６、及び第２の円筒状壁２１２によって仕切られた単一の円筒状の第１のサイクロン２０２から成る。汚れた空気の吸気口２１８は、サイクロン分離が第１のサイクロン２０２内で確実に発生し、これにより大きな粒子の塵や埃がサイクロン２０２の下端で環状のチャンバー２１４内に集められるように、外壁２０４に対して接線方向に設けられている。従来と同様に、第１のサイクロン２０２からの唯一の排気口は、シュラウド２２２の穿孔２２４を介してシュラウド２２２と第２の円筒状壁２１２との間に位置する流路２２６内部に通じている。
【００３０】
この実施例では、第２のサイクロン式分離ユニットは、互いに対して並行に配置された２つのテーパー状の第２のサイクロン２３０から成る。第２のサイクロン２３０は、図６に表わすようにサイクロン式分離装置２００の外壁の内側に並列した状態で位置している。第２のサイクロン２３０は、それぞれ少なくとも１つの吸気口２３４を備えた上方吸気部２３２を有している。吸気口２３４は、それぞれ空気を上方吸気部２３２内部に接線方向に導入するように向いており、順にチャンバー２２８及び流路２２６と流通している。第２のサイクロン２３０は、ぞれぞれ上方吸気部２３２に続き、開口部２３８で終端している円錐台状部分２３６を有している。第２のサイクロン２３０は、閉じたチャンバー２４２内部に突出している。第２のサイクロン２３０は、それぞれ上端に位置し、チャンバー２４６と流通している渦探知部２４４を有している。
【００３１】
第３のサイクロン式分離ユニットは、並行に配置された４つの第３のサイクロン２４８から成る。第３のサイクロン２４８は、それぞれチャンバー２４６と流通している吸気口２５０を含む上方吸気部２５２を有している。第３のサイクロン２４８は、それぞれ吸気部２５２に続き、開口部を介して閉じたチャンバー２５６と流通している円錐台状部分２５４も有している。チャンバー２５６は、一組の壁２７０によってチャンバー２４２を密閉している（図６を参照）。第３のサイクロン２４８は、それぞれ自身の上端に位置し、排気口２６２を備えた排気チャンバー２６０と流通している渦検知部２５８を有している。
【００３２】
第１のサイクロン２０２は軸線２６４を有し、第２のサイクロン２３０はそれぞれ軸線２６５を有し、第３のサイクロンはそれぞれ軸線２６６を有している。この実施例では、軸線２６４，２６５，２６６は互いに対して平行とされる。しかしながら、第１のサイクロン２０２、第２のサイクロン２３０、及び第３のサイクロン２４８の直径は、連続するサイクロン式分離ユニットの分離効率を高めるために順に小さくなっている。
【００３３】
サイクロン式分離装置２００は、図３及び図４に表わすサイクロン式分離装置１００の動作に類する方法で動作する。塵を含んだ空気が、吸気口２１８を介して第１のサイクロン式分離装置の第１のサイクロン２０２に流入し、大きな塵の粒子及び破片がサイクロン作用によって分離されるようにチャンバー２１４の周囲を循環する。塵や埃がチャンバー２１４の下部に集まる一方で、清浄された空気はシュラウド２２２の穿孔２２４を介してチャンバー２１４から流出する。空気は、流路２２６を通過してチャンバー２２８に至り、その後に第２のサイクロン２３０の吸入口２３４に到達する。さらなるサイクロン分離が第２のサイクロン２３０のそれぞれで同時に実施される。空気流から分離された塵や埃はチャンバー２４２内に堆積される一方で、さらに清浄された空気は渦探知部２４４を介して第２のサイクロン２３０から流出する。その後に、空気は、吸入口２５０を介して第３のサイクロン２４８に流入し、さらなるサイクロン分離が第３のサイクロン内で実施され、その結果として、分離された塵や埃がチャンバー２５６内に堆積される。清浄された空気流は、チャンバー２６０及び排気口２６２を介してサイクロン式分離装置２００から流出する。
【００３４】
各サイクロン式分離ユニットは、前段階のサイクロン式分離ユニットの分離効率よりも高い分離効率を有している。これにより、第２のサイクロン式分離ユニット及び第３のサイクロン式分離ユニットは、小さな粒子が取り込まれた空気流に対して実施されるので、より効率的に動作することができる。
【００３５】
サイクロン式分離ユニットは、それぞれ異なる数及び異なる形状のサイクロンから成る場合がある。図７〜図９は、本発明の技術的範囲に属する３つのさらなる代替的な構成の概略図である。これらの概略図において、各サイクロン式分離ユニットを構成するサイクロンの数及び概略的な形状以外については、詳細には説明しない。
【００３６】
図７では、サイクロン式分離装置３００は、第１のサイクロン式分離ユニット３１０、第２のサイクロン式分離ユニット３２０、及び第３のサイクロン式分離ユニット３３０を備えている。第１のサイクロン式分離ユニット３１０は、略円筒状の単一の第１のサイクロン３１２を備えている。第２のサイクロン式分離ユニット３２０は、並行に配置された２つの円錐台状の第２のサイクロン３２２を備えている。第３のサイクロン式分離ユニット３３０も、並行に配置された８つの円錐台状の第３のサイクロン３２２を備えている。この実施例では、第３のサイクロン３３２の大きさは、第２のサイクロン３２２の大きさよりも相当小さく、第３のサイクロン式分離ユニット３３０の分離効率は、第２のサイクロン式分離ユニット３２０の分離効率よりも高い。
【００３７】
図８に表わす構成では、サイクロン式分離装置４００は、第１のサイクロン式分離ユニット４１０、第２のサイクロン式分離ユニット４２０、及び第３のサイクロン式分離ユニット４３０を備えている。第１のサイクロン式分離ユニット４１０は、略円筒状の単一の第１のサイクロン４１２を備えている。第２のサイクロン式分離ユニット４２０は、並行に配置され、第１のサイクロン４１０の大きさよりも相当小さな大きさとされる３つの円筒状の第２のサイクロン４２２を備えている。第３のサイクロン式分離ユニット４３０は、並行に配置された２１個の円錐台状の第３のサイクロン４３２を備えている。第３のサイクロン４３２の大きさは第２のサイクロン４２２よりも遙かに小さいので、第３のサイクロン式分離ユニット４３０の分離効率は第２のサイクロン式分離ユニット４２０の分離効率よりも高い。
【００３８】
図９に表わす構成では、サイクロン式分離装置５００は、第１のサイクロン式分離ユニット５１０、第２のサイクロン式分離ユニット５２０、及び第３のサイクロン式分離ユニット５３０を備えている。第１のサイクロン式分離ユニット５１０は、円錐台状の２つの比較的大きな第１のサイクロン５１２を備えている。第２のサイクロン式分離ユニット５２０は、並行に配置されるが、第１のサイクロン５１０の直径よりも相当小さな直径を有する３つの円錐台状の第２のサイクロン５２２を備えている。第３のサイクロン式分離ユニット５３０は、並行に配置された４つの円錐台状の第３のサイクロン５３２を備えている。第３のサイクロン５３２の大きさは第２のサイクロン５２２よりも小さいので、第３のサイクロン式分離ユニット５３０の分離効率は第２のサイクロン式分離ユニット５２０の分離効率よりも高い。
【００３９】
図７〜図９に表わす構成は、各サイクロン式分離ユニットを形成するサイクロンの数及び形状が多様であることを示すことを意図している。他の構成も実施可能であることは言うまでもない。例えば、他の適切な構成では、単一のサイクロンを備えた第１のサイクロン式分離ユニット、２つのサイクロンを並行に備えた第２のサイクロン式分離ユニット、及び８つのサイクロンを並行に備えた第３のサイクロン式分離ユニットが利用される。
【００４０】
必要であれば、さらなるサイクロン式分離ユニットを第３のサイクロン式分離ユニットの下流に追加可能であることは言うまでもない。サイクロン式分離ユニットは、関連する用途に適合するように物理的に配置可能であることに留意すべきである。例えば第２のサイクロン式分離ユニット及び／又は第３のサイクロン式分離ユニットは、設置スペースの問題で第１のサイクロン式分離ユニットの外側に物理的に配置される場合もある。同様に、いずれか１つのサイクロン式分離ユニットが多数のサイクロンを含む場合には、サイクロンが２つ以上のグループに分かれて配置されるか、又は異なる大きさのサイクロンを含んでいる場合がある。さらに、多数のサイクロン式分離ユニットに内蔵されるサイクロンは、自身の軸線がサイクロン式分離装置の中心軸線に対して異なる角度で傾斜した状態で配置されている場合がある。これにより、容易に小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】サイクロン式分離装置を組み込んだ円筒形真空掃除機である。
【図２】サイクロン式分離装置を組み込んだ直立形真空掃除機である。
【図３】図１及び図２に表わす真空掃除機のうち一方の真空掃除機の一部を形成するサイクロン式分離装置の断面側面図である。
【図４】サイクロン式分離ユニットの配置を表わす、図３のサイクロン式分離装置の断面平面図である。
【図５】本発明におけるサイクロン式分離装置の断面側面図である。
【図６】サイクロン式分離ユニットの配置を表わす、図５のサイクロン式分離装置の断面平面図である。
【図７】図１及び図２に表わす真空掃除機のうち一方の真空掃除機の一部を形成するように適合された、本発明における第１の代替的なサイクロン式分離装置の概略図である。
【図８】図１及び図２に表わす真空掃除機のうち一方の真空掃除機の一部を形成するように適合された、本発明における第２の代替的なサイクロン式分離装置の概略図である。
【図９】図１及び図２に表わす真空掃除機のうち一方の真空掃除機の一部を形成するように適合された、本発明における第３の代替的なサイクロン式分離装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  円筒形真空掃除機
１２  本体
１４  ホイール
１６  ホース
２０  直立形真空掃除機
２２  本体
２４  ホイール
２６  掃除機ヘッド
２８  汚れた空気の吸気口
３０  ダクト
３２  ハンドル
３４  排気口
１００  サイクロン式分離装置
１０２  外部容器
１０４  外壁
１０６  ベース
１０８  ピボット
１１０  キャッチ
１１２  円筒状壁
１１４  環状のチャンバー
１１６  上壁
１１８  汚れた空気の吸気口
１２０  シュラウド
１２２  円筒状壁
１２４  穿孔
１２６  流路
１２８  環状のチャンバー
１３０  サイクロン
１３２  上方吸気部
１３４  吸気口
１３６  テーパー状部分
１３８  開口部
１４０  第３の円筒状壁
１４２  円筒状のチャンバー
１４４  渦検知部
１４６  プレナムチャンバー
１４８  サイクロン
１５０  吸気口
１５２  上部
１５４  テーパー状部分
１５６  環状のチャンバー
１５８  渦探知部
１６０  排気チャンバー
１６２  排気口
１６４  軸線
１６６  軸線
２００  サイクロン式分離装置
２０２  第１のサイクロン
２０４  外壁
２０６  ベース
２１２  第２の円筒状壁
２１４  環状のチャンバー
２２２  シュラウド
２２４  穿孔
２２６  流路
２２８  チャンバー
２３０  第２のサイクロン
２３２  上方吸気部
２３４  吸気口
２３６  円錐台状部分
２３８  開口部
２４２  チャンバー
２４４  渦探知部
２４６  チャンバー
２４８  第３のサイクロン
２５０  吸気口
２５２  上方吸気部
２５４  円錐台状部分
２５６  チャンバー
２５８  渦検知部
２６０  排気チャンバー
２６２  排気口
２６４  軸線
２６５  軸線
２６６  軸線
３００  サイクロン式分離装置
３１０  第１のサイクロン式分離ユニット
３１２  第１のサイクロン
３２０  第２のサイクロン式分離ユニット
３２２  第２のサイクロン
３３０  第３のサイクロン式分離ユニット
３３２  第３のサイクロン
４００  サイクロン式分離装置
４１０  第１のサイクロン式分離ユニット
４１２  第１のサイクロン
４２０  第２のサイクロン式分離ユニット
４２２  第２のサイクロン
４３０  第３のサイクロン式分離ユニット
４３２  第３のサイクロン
５００  サイクロン式分離装置
５１０  第１のサイクロン式分離ユニット
５１２  第１のサイクロン
５２０  第２のサイクロン式分離ユニット
５２２  第２のサイクロン
５３０  第３のサイクロン式分離ユニット
５３２  第３のサイクロン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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