(57)【要約】  本発明によるサイクロン式分離器は、少なくとも１つの第１のサイクロン（１０２；２０２；３１２；４１２；５１２）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）の下流に配置され、少なくとも１つの第２のサイクロン（１２０;２３０；３２２；４２２；５２２）を含んでいる第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）の下流に配置され、少なくとも１つの第３のサイクロン（１４８；２４８；３３２；４３２；５３２）を含んでいる第３のサイクロン式分離ユニット（３３０；４３０；５３０）と、を具備している。第２のサイクロン式分離ユニット（３２０；４２０；５２０）の分離効果は、第１のサイクロン式分離ユニット（３１０；４１０；５１０）、または第３のサイクロン式分離ユニット（３３０；４３０；５３０）のどちらかの分離効果とほぼ同等である。このことは、既存の分離器よりもより高い分離効果を達成した分離器を提供する。
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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のサイクロンを含んでいる第１のサイクロン式分離ユニットと；
該第１のサイクロン式分離ユニットの下流に配置され、少なくとも１つの第２のサイクロンを含んでいる第２のサイクロン式分離ユニットと；
該第２のサイクロン式分離ユニットの下流に配置され、少なくとも１つの第３のサイクロンを含んでいる第３のサイクロン式分離ユニットと；を具備しているサイクロン式分離器において、
前記第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、前記第１のサイクロン式分離ユニット、または前記第３のサイクロン式分離ユニットのどちらかの分離効果とほぼ同等であることを特徴とするサイクロン式分離器。
【請求項２】
前記第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、前記第１のサイクロン式分離ユニットの分離効果と同じであ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器。
【請求項３】
前記第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、前記第３のサイクロン式分離ユニットの分離効果と同じであ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器。
【請求項４】
前記第１のサイクロン式分離ユニットは、１つの第１のサイクロンを具備してい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器。
【請求項５】
前記１つまたはそれぞれの第１のサイクロンは略円筒形状であ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器。
【請求項６】
前記第２のサイクロン式分離ユニットは、平行に配置された複数の第２のサイクロンを具備し、前記第３のサイクロン式分離ユニットは、平行に配置された複数の第３のサイクロンを具備していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項７】
前記第２のサイクロンは互いにほぼ同一であり、前記第３のサイクロンは互いにほぼ同一であることを特徴とする、請求項６に記載のサイクロン式分離器。
【請求項８】
前記１つまたはそれぞれの第２のサイクロンおよび第３のサイクロンは、テーパが付けられた形状であ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器。
【請求項９】
前記１つまたはそれぞれの第２のサイクロンおよび第３のサイクロンは、円錐台形状であ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器。
【請求項１０】
前記１つまたはそれぞれの第２のサイクロンのテーパ角は、前記１つまたはそれぞれの第３のサイクロンのテーパ角よりも大きいことを特徴とする、請求項９に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１１】
前記１つまたはそれぞれの第２のサイクロンは、前記第１のサイクロン式分離ユニットにつながった少なくとも２つの流入口を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１２】
前記１つまたはそれぞれの第２のサイクロンへの前記流入口は、前記第２のサイクロンの軸に関して周上に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１３】
それぞれのサイクロン式分離ユニットは収集部を備え、該収集部は他の収集部と同時に空にされることが可能であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１４】
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更に含んでいることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１５】
添付図に示されたいずれかの実施形態を参照すると共に、これまでに概略記載されたサイクロン式分離器。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のサイクロン式分離器を組み込んだ電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサイクロン分離器に関する。特に、専用ではないが、本発明は電気掃除機に好適に使用されるサイクロン式分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン式分離器を利用した電気掃除機は、周知のものである。そのような電気掃除機の例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、および特許文献５に示されている。これらそれぞれの装置において、第１および第２のサイクロン式分離ユニットには、順番にそれぞれの分離ユニットを通った空気の流入路が設けられており、いくつかの場合には、第２のサイクロン式分離器は、互いに平行に配された複数のサイクロンを含んでいる。
【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４３７３２２８号明細書
【特許文献３】米国特許第３４２５１９２号明細書
【特許文献４】米国特許第６６０７５７２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】
【０００３】
どの先行技術の形態も、１００％の分離効果（すなわち混入した埃および塵を気流から確実に分離する能力）を達成しておらず、特に電気掃除機内での使用という状況では達成されていない。従って、本発明の目的は従来技術よりも高い分離効果を達成するサイクロン式分離器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、少なくとも１つの第１のサイクロンを含んでいる第１のサイクロン式分離ユニットと；該第１のサイクロン式分離ユニットの下流に配置され、少なくとも１つの第２のサイクロンを含んでいる第２のサイクロン式分離ユニットと；該第２のサイクロン式分離ユニットの下流に配置され、少なくとも１つの第３のサイクロンを含んでいる第３のサイクロン式分離ユニットと；を具備しているサイクロン式分離器において、前記第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果が、前記第１のサイクロン式分離ユニット、または前記第３のサイクロン式分離ユニットのどちらかの分離効果とほぼ同等であることを特徴とするサイクロン式分離器を提供する。
【０００５】
本発明によるサイクロン式分離器は、分離器が全体として考慮されるとき、既存のサイクロン式分離ユニットの既存の分離効果と比較して、改良された分離効果を有しているという利点を備えている。直列に並んだ、少なくとも３つのサイクロン式分離器の提供は、システムの堅牢性を増加させ、ユニットの下流へと送られる気流の任意のバリエーションは、分離効果を維持するためのそれらのユニットの能力にまったくといっていいほど影響がない。従って、分離効果は周知のサイクロン式分離器と比較して、より信頼できるものでもある。
【０００６】
“分離効果”との語句は、サイクロン式分離ユニットが混入した粒子を気流から分離する能力という意味であり、目的の比較のために、関係するサイクロン式分離ユニットは同一の気流に見舞われる。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果を有するために、第１のユニットは、第２のユニットよりも、双方が同一の環境下において実行された場合に、混入した粒子を気流からより高い割合で分離することが可能でなければならない。サイクロン式分離ユニットの分離効果に影響を与える因子は、流入口、流出口のサイズ、並びにサイクロンのテーパ角および長さ、並びにサイクロンの直径、並びにサイクロンの上端における円筒形流入部の深さを含んでいる。
【０００７】
第２のサイクロン式分離ユニットが、第１のサイクロン式分離器と同等の分離効果を有している場合、このことは、流入してくる気流に、より高い効果を有する第３のサイクロン式分離ユニットが実行される前に、比較的効果の低いサイクロン式分離ユニットを通して２つの“掃除”を提供する効果を備えている。従って気流は、より大きな埃および塵が浄化され、第３のサイクロン式分離ユニットに流入する前に、かなりの割合の微細な埃も浄化されている。第３のサイクロン式分離ユニットは、これによって、良好な状態で操作することが可能であり、比較的高い分離効果を達成することが可能となる。このように、全体としての分離器は確実に且つ高度な基準で気流を浄化する。
【０００８】
第２の分離ユニットが第３の分離ユニットと同等の分離効果を有する場合、気流は分離器から排気される前に、比較的高い効果のサイクロン式分離ユニットを通って、２度の“掃除”を行う。気流から比較的大きい埃および屑が除去されるとき、気流はその後比較的高い効果のサイクロン式分離ユニットを通って第１の掃除が行われ、そこで大部分の残りの埃が分離される。その後第３のサイクロン式分離器は、有利な状態の下で操作されることが可能になり、高い分離効果が達成されることを可能にしている。
【０００９】
好適には、第１のサイクロン式分離ユニットは単一の第１のサイクロンを具備しており、より好適には、１つまたはそれぞれの第１のサイクロンは略円筒形である。この態様は、埃および屑のより大きな粒子が確実に収集され、再び気流に混入する危険性が比較的少なくなることを促進している。
【００１０】
好適には、第２のサイクロン式分離ユニットは、平行に配置された複数の第２のサイクロンを具備し、第３のサイクロン式分離ユニットは、平行に配置された複数の第３のサイクロンを具備しており、より好適には、第２のサイクロンの数は第３のサイクロンの数よりも少ない。それぞれ連続したサイクロン式分離ユニットにおいてサイクロンの数が増加することは、気流の流れる方向において、それぞれ個々のサイクロンのサイズが小さくなることを可能にしている。気流は多数の上流のサイクロン式の手段を通過しており、その手段では埃および塵のより大きな粒子が除去されており、それぞれのより小さいサイクロンが効果的に操作され、且つ閉塞する危険性をなくすことを可能にしている。
【００１１】
本発明の実施形態は、添付図を参照してここに記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は円筒型電気掃除機１０を示しており、その掃除機は、メインボディ１２と、清掃される面に渡ってで掃除機を操作するためにメインボディ１２に組み付けられた車輪１４と、メインボディ１２に組み付けられたサイクロン式分離器１００とを備えている。ホース１６はサイクロン式分離器１００と、メインボディ１２内に収容されたモータおよびファンのユニット（図示略）とをつないでおり、モータおよびファンのユニットは、ホース１６を通してサイクロン式分離器１００内に汚れた気流を引き込むためのものである。一般に、床に接触するクリーナヘッド（図示略）は、清掃される面上の汚れた空気の流入口の扱いを促進するための吸込管を通してホース１６の遠位端に連結されている。
【００１３】
使用時には、ホース１６を通してサイクロン式分離器１００に吸い込まれた空気は、サイクロン式分離器１００内に空気から分離された埃および塵を引き込む。埃および塵はサイクロン式分離器１００内で集められ、一方で浄化された空気はモータを通過するように導かれ、メインボディ１２内の出口を通って電気掃除機１０から排出される前にモータを冷却する。
【００１４】
図２に示された直立型電気掃除機２０もメインボディ２２を備え、モータおよびファンのユニット（図示略）が組みつけられて、清掃される面に渡って電気掃除機２０が操作されることを可能にするために、車輪２４が組みつけられている。クリーナヘッド２６はメインボディ２２の下端に回動可能に組み付けられ、汚れた空気の流入口２８は、床に面したクリーナヘッドの下面に設けられている。サイクロン式分離器１００はメインボディ２２上に設けられ、ダクト３０は、汚れた空気の流入口２８とサイクロン式分離器１００との間を結合している。ハンドル３２は、サイクロン式分離器１００の後方のメインボディ上に離脱可能に組み付けられ、ハンドル３２はハンドルとしても吸込管の態様としても使用される。そのような処置は周知であり、ここでさらに記載されることはない。
【００１５】
使用時には、モータおよびファンのユニットは、汚れた空気の流入口２８または（ハンドル３２が吸込管として使用されるために構成されている場合は）ハンドル３２を通して、汚れた空気を電気掃除機２０内に吸い込む。汚れた空気はダクト３０を通してサイクロン式分離器１００に運搬され、吸い込まれた埃と塵とは気流から分離されて、サイクロン式分離器１００内に留められる。浄化された空気は冷却の目的でモータを横切り、複数の排気口３４を通して電気掃除機２０から排出される。
【００１６】
本発明は以下に記載されているように、サイクロン式分離器１００のみに関するものであり、電気掃除機１０および２０の残りの特徴の詳細事項には、比較的無関係である。
【００１７】
それぞれの電気掃除機１０および２０の一部を形成しているサイクロン式分離器１００が、図３および４に示されている。サイクロン式分離器１００の特定の楕円形状は、分離器１００が使用される電気掃除機のタイプに応じて変形可能である。例えば、分離器の全長は、分離器の直径に関して増加する、または減少することが可能であり、基本となる形状が例えば円錐台となるようにすっかり変えてしまうことも可能である。
【００１８】
図３および４に示されているサイクロン式分離器１００は外部容器１０２を具備し、その外部容器１０２は略円筒形状の外壁１０４を備えている。外部容器１０２の下端はベース１０６で閉じられており、ベース１０６は回動軸１０８を利用して外壁に取り付けられ、（図３に示されているように）受け１１０によって閉位置に保持されている。閉位置において、ベースは外壁１０４の下端に接触して密閉されている。受け１１０を開放すると、以下に説明する目的のために、ベース１０６が回動して外壁１０４から離隔する。第２の円筒壁１１２は外壁１０４の半径方向内側に配置され、外壁１０４との間に環状チャンバ１１４を形成するように離間されている。第２の円筒壁１１２は（ベースが閉位置にある場合に）ベース１０６と交わり、ベース１０６と接触して密閉される。環状チャンバ１１４は外壁１０４、第２の円筒壁１１２、ベース１０６および外部容器１０２の上端に配置された上壁１１６によって全体的に区切られている。
【００１９】
汚れた空気の流入口１１８は、上壁１１６の下の、外部容器１０２の上端に設けられている。汚れた空気の流入口１１８は、（図４に見られるように）外部容器１０２に対して接線方向に配置され、流入してくる空気が、環状チャンバ１１４の周囲を螺旋状に強制的に流すことを確実にしている。流れの排出口はシュラウド１２０の形状の外部容器１０２内に設けられている。シュラウド１２０は円筒壁１２２を具備し、その内部には多数の打抜き穴１２４が形成されている。唯一の外部容器１０２からの流れの排出口はシュラウド内に形成された打抜き穴１２４によって形成されている。通路１２６はシュラウド１２０と第２の円筒壁１１２との間に形成され、通路１２６は環状チャンバ１２８とつながっている。
【００２０】
環状チャンバ１２８はテーパサイクロン１３０の上端の半径方向外側に配置され、テーパサイクロン１３０は外部容器１０２と同一軸上にある。サイクロン１３０は上側流入部１３２を備え、上側流入部１３２は全体的に円筒形状で２つの空気流入口１３４が形成されている。流入口１３４は上側流入部１３２の外周と離間している。流入口１３４はスロット状の形状であり、環状チャンバ１２８と直接つながっている。サイクロン１３０は上側流入部１３２から伸びたテーパ部１３６を備えている。テーパ部１３６は円錐台形状であり、下端において円錐開口部１３８の形状で終結している。
【００２１】
第３の円筒壁１４０は、ベース１０６と円錐開口部１３８の上のサイクロン１３０のテーパ部１３６の外壁部との間に延在している。ベース１０６が閉位置にあるとき、第３の円筒壁１４０はその壁に接触して密閉されている。従って円錐開口部１３８は、他の閉じられた円筒チャンバ１４２内で開口している。渦検出器１４４はサイクロン１３０の上端に設けられ、空気がサイクロン１３０から流出することを可能にしている。
【００２２】
渦検出器１４４は、サイクロン１３０の上に配置されたプレナムチャンバ（plenum chamber）１４６とつながっている。プレナムチャンバ１４６の周りに配置されているものは、互いに平行に配置された複数のサイクロン１４８である。それぞれのサイクロン１４８は、プレナムチャンバ１４６とつながった接線方向の流入部１５０を備えている。それぞれのサイクロン１４８は他のサイクロン１４８と同一のものであり、円筒形の上部１５２とそこから伸びるテーパ部１５４とを具備している。それぞれのサイクロン１４８のテーパ部１５４は、第２の円筒壁１１２と第３の円筒壁１４０との間に形成されたチャンバ１５６内に伸びてチャンバ１５６とつながっている。渦検出器１５８は、分離器１００から排出される浄化された空気のダクトのための排気口１６２を備えた排気チャンバ１６０とつながっている。
【００２３】
上述のように、サイクロン１３０は外部容器１０２と同一軸上にある。８つのサイクロン１４８は、外部容器１０２の軸１６４上に中心のあるリング内に配置されている。それぞれのサイクロン１４８は、下方に傾斜して且つ軸１６４に向かう軸１６６を備えている。軸１６６は全て同一の角度で軸１６４のほうに傾斜している。サイクロン１３０のテーパ角はサイクロン１４８のテーパ角よりも大きく、同様にサイクロン１３０の同様に上側流入部１３２の直径は、それぞれのサイクロン１４８の円筒形の上部１５２の直径よりも大きい。
【００２４】
使用時には、埃を伴った空気は、汚れた空気の流入口１００を通って分離器に入り、流入口１１８の接線方向の配置によって、気流は外壁１０４の周囲を螺旋状に流れる。より大きな埃およびごみの粒子は、環状チャンバ１１４内でサイクロン作用によって堆積し、その中に収集される。部分的に浄化された気流は、シュラウド１２２の打抜き穴１２４を通って環状チャンバ１１４に流出し、通路１２６に流入する。従って、気流は環状チャンバ１２８を通過してそこからサイクロン１３０の流入口１３４へと流れていく。サイクロン式分離はサイクロン１３０の内部で実行され、その時点で気流に混入しているいくらかの埃および塵の分離が行われる。サイクロン１３０内で気流から分離された埃および塵は、円筒チャンバ１４２内に堆積され、一方でさらに浄化された気流は、渦検出器１４４を通ってサイクロン１３０から排出される。従って、空気はプレナムチャンバ１４６内に流入し、そこから８つのサイクロン１４８のうちの１つに流入し、さらなるサイクロン式分離が、その時点で混入している埃および塵を除去する。この埃および塵は環状チャンバ１５６内に堆積し、一方で浄化された空気は渦検出器１５８を通ってサイクロン１４８から流出し、排気チャンバ１６０に流入する。そこで浄化された空気は排気口１６２を通って分離器から排出される。
【００２５】
気流から分離された埃および塵は、３つ全てのチャンバ１１４，１４２，および１５６に収集される。これらのチャンバを空にするために、受け１１０は開放され、ベース１０６がヒンジ１０８について回動可能となり、ベースは円筒壁１０４，１１２，および１４０から離隔される。チャンバ１１４，１４２，および１５６内に収集された埃および塵は、そこで分離器１００から容易に空にされることが可能である。
【００２６】
分離器１００がサイクロン式分離の３つの異なったステージを含んでいるということは、上述の通り好ましいことである。外部容器１０２は１つの第１のサイクロンからなる第１のサイクロン式分離ユニットを構成し、その第１のサイクロンは全体的に円筒形状である。この第１のサイクロン式分離ユニットにおいて、外壁１０４の比較的大きな直径は、埃および屑の比較的大きな粒子が初期的に気流から分離されるであろうということを意味しており、なぜならば、埃および屑にかけられる遠心分離力は比較的小さいからである。いくらかの微細な塵埃が同様に分離される。より大きな屑の大部分は、環状チャンバ１１４内に確実に堆積されるであろう。
【００２７】
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している。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の半径よりも小さい。第２のサイクロン１３０の長さは比較的小さく、円錐開口部１３８は比較的大きい。流入口１３４と渦検出器１４４とは、細かく調整されたサイクロンと比較して大きくなっており、第２のサイクロン１３０内の気流の速度は比較的遅い。第２のサイクロン１３０の寸法を適当に選択することは、第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果を、第１のサイクロン式分離ユニットの分離効果と同じにすることを可能にする。しかしながら、第２のサイクロン式分離ユニットの性能は、第１のサイクロン式分離ユニットの性能と比較して強化されており、なぜならば、第１のサイクロン式分離ユニットの第１のサイクロン内で除去されたより大きな粒子よりも、より小さい範囲のサイズの粒子が混入した気流を分離する必要があるからである。
【００２８】
第３のサイクロン式分離ユニットは、より小さい８つのサイクロン１４８によって形成されている。この第３のサイクロン式分離ユニットにおいて、それぞれの第３のサイクロン１４８は、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の直径以下の直径を備えており、第２のサイクロン式分離ユニットよりも微細な埃および塵の粒子を分離することが可能である。第１および第２のサイクロン式分離ユニットによってすでに浄化された気流を分離することは、付加的な長所であり、混入した粒子の量および平均サイズは他の場合よりも小さい。第３のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、第１および第２のサイクロン式分離ユニットよりも大幅に高い。
【００２９】
第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、第１のサイクロン式分離ユニットの分離効果と同じであり、第３のサイクロン式分離ユニットの分離効果は、第１および第２のサイクロン式分離ユニットの分離効果よりも高い。このことによって、第１および第２のサイクロンのそれぞれの分離効果は、８つ全てのサイクロンを総合した分離効果よりも低いということを意味している。
【００３０】
第２の実施形態であるサイクロン式分離器２００が、図５および６に示されている。分離器２００は、図３および４に示され、上記に詳細に記載された実施形態と構造的に類似しており、その実施形態は図１および２に示された両方の電気掃除機１０および２０に使用されるのに好適であり、３つの連続しているサイクロン式分離ユニットを含んでいる。
【００３１】
先に記載された実施形態では、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２０２からなり、そのサイクロンは外側円筒壁２０４、ベース２０６および第２の円筒壁２１２によって区切られている。汚れた空気の流入口２１８は外壁２０４の接線方向に設けられ、サイクロン式分離が第１のサイクロン２０２内で実行され、埃および屑のより大きな粒子がサイクロン２０２の下端において環状チャンバ２１４内に収集されることを確実にしている。前述のように、第１のサイクロン２０２からの唯一の流出口は、シュラウド２２２内の打抜き穴２２４を通って、シュラウド２２２と第２の円筒壁２１２との間に配置された通路２２６内に通じるもののみである。
【００３２】
この実施形態において、第２のサイクロン式分離ユニットは互いに平行に配置された２つの第２のテーパ状サイクロン２３０からなる。第２のサイクロン２３０は、図６に見られるように、分離機２００の外壁の内側に並んで配置されている。それぞれの第２のサイクロン２３０は上側流入部２３２を備え、その流入部には少なくとも１つの流入口２３４が設けられている。それぞれの流入口２３４は、上側流入部２３２内に空気を接線方向に誘導する方向を向いており、チャンバ２２８とつながって、順に通路２２６へとつながっている。それぞれの第２のサイクロン２３０は上側流入部２３２から延在している円錐台部２３６を備え、円錐開口部２３８で終結している。第２のサイクロン２３０は閉塞チャンバ２４２内に突出している。それぞれの第２のサイクロン２３０は上端部に配置された渦検出器２４４を備え、チャンバ２４６とつながっている。
【００３３】
第３のサイクロン式分離ユニットは、平行に配置された４つの第３のサイクロン２４８からなる。それぞれの第３のサイクロン２４８は、チャンバ２４６とつながっている流入口２５０を含んだ上側流入部２５２を備えている。それぞれの第３のサイクロン２４８も、流入部２５２から延在している円錐台部２５４を備え、円錐開口部を通して閉塞チャンバ２５６とつながっている。チャンバ２５６は、（図６に見られるように）一組の壁２７０によってチャンバ２４２に関して閉じられている。それぞれの第３のサイクロン２４８は上端部に配置された渦検出器２５８を備え、排気口２６２を備えた排気チャンバ２６０とつながっている。
【００３４】
第１のサイクロン２０２は軸２６４を備え、それぞれの第２のサイクロン２３０は軸２６５を備え、それぞれの第３のサイクロンは軸２６６を備えている。この実施形態において、軸２６４、２６５および２６６は互いに平行に配置されている。しかしながら、第２のサイクロン２０２、第２のサイクロン２３０および第３のサイクロン２４８の直径は、サイズが減少している。
【００３５】
分離器２００は、図３および４に示されている分離器１００の操作方法と類似の方法で操作される。埃を伴った汚れた空気は、流入口２１８を通って第１のサイクロン分離ユニットの第１のサイクロン２０２に入り、チャンバ２１４の周りを循環して、より大きい埃および屑がサイクロン作用によって分離される。埃および塵はチャンバ２１４の下部に収集され、一方で浄化された空気はシュラウド２２２の打抜き穴２２４を通ってチャンバ２１４に出て行く。空気は通路２２６を通過してチャンバ２２８に入り、その後第２のサイクロン２３０の流入口に到達する。さらなるサイクロン式分離が第２のサイクロン２３０内で起こり、それは並行して操作を行う。気流から分離された埃および塵はチャンバ２４２内に堆積され、一方で更に浄化された空気は渦検出器２４４を通って第２のサイクロン２３０を出て行く。その後、空気は流入口２５０を通って第３のサイクロン２４８に入り、さらなるサイクロン式分離がそこで行われ、分離された埃および塵がチャンバ２５６内に堆積される。浄化された気流はチャンバ２６０を通って分離器２００を出て行き、排気口２６２から排出される。
【００３６】
図５および６で示された実施形態において、第２のサイクロン２３０は、第２のサイクロン式分離ユニットが第３のサイクロン式ユニットの分離効果と同等の分離効果を有するように設計されている。このことは、比較的小さい流入口２３４と渦検出器２４４とを備えた第２のサイクロン２３０が設けられることによって、および比較的長く且つ比較的細身の円錐台部２３６を備えたそれぞれの第２のサイクロン２３０が設けられることによって、達成されている。
【００３７】
それぞれのサイクロン式分離ユニットは、ある割合の混入した埃および塵を気流から除去する。このことは、第２および第３のサイクロン式分離ユニットがより効果的に操作されることを可能にしており、なぜならば、それらはより小さい範囲の粒子が混入した気流を分離する必要があるためである。
【００３８】
それぞれのサイクロン式分離ユニットは、異なった数および異なった形状のサイクロンからなる。図７〜９は、本発明に範囲内に含まれる、３つのさらなる代替的な形態を概略的に示している。これらの図において、すべての詳細は参照符号、およびそれぞれのサイクロン式分離器を形成する一般的なサイクロンの形状以外は省略されている。
【００３９】
第１に図７において、分離器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、および第３のサイクロン式分離ユニット３３０を具備している。第１のサイクロン式分離ユニット３１０は、円筒形状の単一の第１のサイクロン３１２を具備している。第２のサイクロン式分離ユニット３２０は、平行に配置された２つの円錐台形状の第２のサイクロン３２２を具備し、第３のサイクロン式分離ユニット３３０は、同様に平行に配置された８つの円錐台形状の第３のサイクロン３３２を具備している。この実施形態において、第３のサイクロン３３２の寸法は、第２のサイクロン３２２の寸法よりもより小さく、第３のサイクロン３３２の分離効果は第２のサイクロン式分離ユニット３２０の分離効果よりも高い。第２のサイクロン式分離ユニット３２０の分離効果は、第１のサイクロン式分離ユニット３１０の分離効果とほぼ同等に調整されている。
【００４０】
図８に示された変化した形態において、分離器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、および第３のサイクロン式分離ユニット４３０を具備している。第１のサイクロン式分離ユニット４１０は、円筒形状の単一の第１のサイクロン４１２を具備している。第２のサイクロン式分離ユニット４２０は３つの円筒形の第２のサイクロン４２２を具備し、それらは平行に配置されて、第１のサイクロン４１０の直径よりも明らかに小さい直径を有している。第３のサイクロン式分離ユニット４３０は２１の円錐台形状の第３のサイクロン４３２を具備し、それらも平行に配置されている。第３のサイクロン４３２の直径は第２のサイクロン４２２の直径よりもはるかに小さく、第３のサイクロン式分離ユニット４３０の分離効果は、第２のサイクロン式分離ユニット４２０の分離効果よりも高い。第２のサイクロン式分離ユニット４２０の分離効果は、第１のサイクロン式分離ユニット４１０の分離効果とほぼ同等に調整されている。
【００４１】
図９に示された変化した形態において、分離器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、および第３のサイクロン式分離ユニット５３０を具備している。第１のサイクロン式分離ユニット５１０は、円錐台形状の２つの比較的大きな第１のサイクロン５１２を具備している。第２のサイクロン式分離ユニット５２０は、平行に配置された３つの第２のサイクロン５２２を具備しているが、第２のサイクロンは、第１のサイクロンの５１０の直径よりも明らかに小さい直径を有している。第３のサイクロン式分離ユニット５３０は、同様に平行に配置された円錐台形状の４つの第３のサイクロン５３２を具備している。第３のサイクロン５３２の直径は第２のサイクロン５２２の直径よりも小さいが、第２のサイクロン式分離ユニット５２０の分離効果は、第３のサイクロン式分離ユニット５３０の分離効果とほぼ同等に調整されている。これらの分離効果は、第１のサイクロン式分離ユニット５１０の分離効果よりも高い。
【００４２】
図７〜９に示された変化した形態は、それぞれのサイクロン機器分離ユニットを形成しているサイクロンの数と形状とが、変化することが可能であるということを示しているものである。他の変化した形態も可能であるということが理解されるであろう。例えば、第１および第２のサイクロン式分離ユニットが、それぞれ単一のサイクロンを含んでいてもよく、第３のサイクロン式分離ユニットが、平行に配置された１４のサイクロンを具備していてもよい。さらに、他の好適な変化した形態が、単一のサイクロンを具備している第１のサイクロン式分離ユニット、平行に配置された２つのサイクロンを具備している第２のサイクロン式分離ユニット、および平行に配置された１８のサイクロンを具備した第３のサイクロン式分離ユニットに適用される。
【００４３】
さらなるサイクロン式分離ユニットが、もし必要とされるならば、第３のサイクロン式分離ユニットの加硫に追加されることが可能であるということは理解されるであろう。サイクロン式分離ユニットが、関連したアプリケーションに都合よく物理的に適用されることが可能であるということも理解されるであろう。例えば、第２および／または第３のサイクロン式分離ユニットは、もしスペースが限られているならば、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ことが可能である。同様に、いずれかのサイクロン式分離ユニットが多数のサイクロンを含んでいた場合、サイクロンは２つ以上のグループに、または異なった寸法のサイクロンを含むように配置されることが可能である。さらに、マルチサイクロン式分離ユニットに含まれたサイクロンは、それぞれの軸が分離器の中心軸に対して異なった角度の傾斜を有して配置されてもよい。このことは、コンパクトなパッケージの解決方法の補助となることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるサイクロン式分離器を組み込んだ円筒型電気掃除機を示している。
【図２】本発明によるサイクロン式分離器を組み込んだ直立型電気掃除機を示している。
【図３】図１および２に示された電気掃除機の一部を形成しているサイクロン式分離器の側面の断面図を示している。
【図４】サイクロン式分離ユニットのレイアウトを示している図３のサイクロン式分離ユニットの、平面の断面図を示している。
【図５】本発明によるサイクロン式分離器の代替的な実施形態の側面の断面図を示している。
【図６】サイクロン式分離ユニットのレイアウトを示している図５のサイクロン式分離ユニットの、平面の断面図を示している。
【図７】図１および２に示されたそれぞれの電気掃除機を形成するのに好適な、第１の代替的なサイクロン式分離器の概略図を示している。
【図８】図１および２に示されたそれぞれの電気掃除機を形成するのに好適な、第２の代替的なサイクロン式分離器の概略図を示している。
【図９】図１および２に示されたそれぞれの電気掃除機を形成するのに好適な、第３の代替的なサイクロン式分離器の概略図を示している。
【符号の説明】
【００４５】
１０          円筒型電気掃除機
１２          メインボディ
１４          車輪
１６          ホース
２０          直立型電気掃除機
２２          メインボディ
２４          車輪
２８          流入口
３０          ダクト
３２          ハンドル
１００，２００，３００，４００，５００    サイクロン式分離器
１０２        外部容器
１０４        外壁
１０６，２０６      ベース
１１０        受け
１１２，２１２      第２の円筒壁
１２４，２２４      打抜き穴
１３０        テーパサイクロン
１３２，２３２      上側流入部
１３６        テーパ部
１３８        円錐開口部
１４０        第３のチャンバ
１４４，２４４      渦検出器
１６０，２６０      排気チャンバ
１６２，２６２      排気口
【図１】
2008541816.tif 000003
【図２】
2008541816.tif 000004
【図３】
2008541816.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008541816.tif 000007
【図６】
2008541816.tif 000008
【図７】
2008541816.tif 000009
【図８】
2008541816.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
汚れた空気の流入口１１８は、上壁１１６の下の、外部容器１０２の上端に設けられている。汚れた空気の流入口１１８は、（図４に見られるように）外部容器１０２に対して接線方向に配置され、流入してくる空気が、環状チャンバ１１４の周囲を螺旋状に強制的に流すことを確実にしている。流れの排出口はシュラウドの形状の外部容器１０２内に設けられている。シュラウドは円筒壁１２２を具備し、その内部には多数の打抜き穴１２４が形成されている。唯一の外部容器１０２からの流れの排出口はシュラウド内に形成された打抜き穴１２４によって形成されている。通路１２６はシュラウドと第２の円筒壁１１２との間に形成され、通路１２６は環状チャンバ１２８とつながっている。
【国際調査報告】
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