(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空掃除機（70）の吸引群によって発生された空気流（F）によって搬送されるゴミの分離及び収集のための装置（50）であって、
前記ゴミ（28）の遠心分離のためのチャンバ（2,53）内に接線方向に開口する空気入口管（52）を備え、
前記チャンバ（2,53）の中心部に、複数の開口（14）を有する管（6,56,60）が配置され、前記管（6,56,60）が前記吸引群と連通され、
前記チャンバ（2,53）が、前記ゴミ（28）のための収集タンク（10,82）に接続され、
前記チャンバ（2,53）と前記管（6,56,60）の間に旋回空気流（F）が形成される装置（50）において、
前記管（6,56,60）が、前記空気の移動方向（F）に、前記チャンバ（2,53）に向かって傾斜された複数の壁（16）を有し、
前記壁（16）が、一方の側と他方の側とで側部（20）により管（6,56,60）上に支えられ、
それぞれの前記壁（16）と前記両側部（20）とが、前記管（6,56,60）の外壁に実質的に平行で且つ実質的に平坦な開口（18）を画成し、
前記管（6,56,60）の前記開口（14）が、前記壁（16）および前記両側部（20）の前記開口（18）と整列して配置されており、
前記管（6,56,60）の前記開口（14）が、前記壁（16）および前記両側部（20）を超えるよう、空気の旋回方向（F）に伸長されている
ことを特徴とする装置（50）。
【請求項２】
前記壁（16）が、前記管（6,56,60）の外壁に対し10°〜30°の角度で傾斜されていることを特徴とする請求項１記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【請求項３】
少なくとも500の前記傾斜壁（16）を有することを特徴とする請求項１または２に記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【請求項４】
前記チャンバ（53）が円環形状であり、その内側円筒面（55）が、前記吸引群に連通する前記管（56）を形成することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【請求項５】
前記チャンバの直径断面が、前記ゴミをノズルから導くための管の最小断面の1倍〜4倍であることを特徴とする請求項４に記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【請求項６】
前記チャンバ（53）の下方に位置されるハウジング（58）に配置されたフィルタの形態を有し、前記チャンバ（53）を前記ハウジング（58）に連通する第２のフィルタ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【請求項７】
前記第２のフィルタ手段がひだ状フィルタであることを特徴とする請求項６に記載のゴミの分離及び収集のための装置（50）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミを収拾するための真空掃除機タイプの機器に係り、特に、遠心作用によるゴミの分離を用いる機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的の一つは、略円筒状の分離チャンバを用いるゴミ分離装置の改良であり、これにおいて空気が旋回され、前記チャンバの中心で、管に設けられた開口を通じてチャンバから排出する。
【０００３】
特許文献１はこの種の機器を説明している。中心管は、その周縁部が多数の穴によって貫通され、これら穴の軸は実質的に半径方向である。ゴミを回収するためのタンクが、中心管の下に配置されると共に分離チャンバを閉鎖している。
【０００４】
主吸引群（main suction group）の作動中、清掃される床面のゴミは、通常、端部にノズルが備えられ分離チャンバに接続された管を用いて、吸引される。そしてゴミが混じった空気流は、分離チャンバの内部に、接線方向に進入する。
最重量のゴミ片が主空気流から分離される。この分離は遠心作用により行われるが、穴が設けられた管により構成される障害物によっても行われる。このゴミは回収タンクに落下する。
ゴミ分離チャンバ内に接線方向に沿って開口する空気流入管を備えたゴミ分離装置が、本出願人による特許文献２から同様に知られている。ここでゴミ分離チャンバは、円筒状の形状を実質的に有する内部容量を規定する。
【０００５】
この発明の一つの特徴は、この円筒状分離チャンバに関係し、これは特に、中心部における同じく円筒状の分離スクリーンを有する。このスクリーンは、吸引群に接続される管からチャンバを分離している。前記管は、特にろ過群を有している。
【０００６】
さらに、チャンバは、半径方向にゴミを排出するための管を有し、この管は、遠心作用を受けたゴミを収集するための密閉タンクに接続されている。この管は接線方向にも配置され得る。
【０００７】
前記文献と類似の方法で、主吸引群が作動状態とされたとき、ゴミが混じった空気流は分離チャンバの内部に高速で進入する。この高速は、装置の様々な部品の寸法形状と、特に、分離チャンバのレベルでの小さい通路断面とによって得られる。
最重量のゴミ粒子が主空気流から分離される。この分離は遠心作用により行われるが、円筒状スクリーンによっても同様に行われる。そしてゴミ粒子は、排出管を介して密閉タンクに進入する。
分離チャンバ内の高速空気と、吸引された空気（これは円筒状スクリーンに対し接線方向にチャンバ内に進入する）が、前記スクリーンに設けられた開口を通過しなければならないという事実（これは平均して約1/4回転の方向変化を意味する）とに鑑みれば、この種の装置は比較的良好なゴミの分離を生じさせる。
【０００８】
ここで述べた分離装置における改良が、特許文献３に開示されている。これにおいて、一実施形態によれば、中心管の穴が四半分の球の形状を有する壁により覆われている。添付の図１、図２ａ及び図２ｂは、技術の現状の推移を描いている。図１は遠心作用による分離のためのチャンバの原理を示し、これにおいて、空気は、分離チャンバ2に接線方向に進入し、中心管6に形成された多数の開口を通過するように押しやられる。分離されたゴミ粒子8はタンク10に落下する。
【０００９】
図２ａは、図１に示された分離器（セパレータ）の開口4のレベル（位置）における、空気の軌跡を実線で示し、ある粒子の軌跡を破線で示す。この図に示されるように、空気は、その軌跡を約90°曲げることにより、開口4に進入する。最重量の粒子群は、それらの速度の結果、それらの軌跡を曲げることができない。また、遠心作用により、これら粒子は円筒状分離チャンバの周縁部に向かって移動され、そこでタンク10に回収される。
【００１０】
ある粒子、特に最軽量のものは、図２ａに破線で示されるように、開口4付近に維持され、それらの軌跡を僅かに曲げることにより開口を通過することができる。
【００１１】
このように、この種の分離器は、この現象によって制限を受け、最軽量の粒子があまり分離されない。
図２ｂは、特許文献３に示された分離装置の構成の一変形例において説明されるこの装置の改良を示す。この単純化された図によれば、装置は、空気の旋回方向に開口41を覆う、四半球形状の壁12を有する。結局、これら壁の存在により、破線で表されるように、最微粒子が分離チャンバの周縁部に向けて方向付けられ、それらを開口から離間させるような軌跡に沿わせる。全体的にみて、装置の分離能力は向上される。
【００１２】
【特許文献１】仏国特許出願公開第2,786,682号明細書
【特許文献２】国際公開第03/047412号パンフレット
【特許文献３】特開平11-290724号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、開口41に入るための空気の軌跡はより曲がっている。なぜなら、管6に進入するために空気はその軌跡を約180°変更しなければならないからである。これは、追加的圧力降下に帰し、より強力で高価なモータ・ベンチレータを必要とする。
【００１４】
また、壁12の形状（その基端部で管6となす直角を含む）は、粒子の分離を変える乱流現象ｔを発生させる。これは、望まれないバクテリアの発生源となり得るほこりの蓄積領域を作る虞がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、装置のサイズを増大すること無く、また圧力損失を増加すること無く、安価な手段を用いて、遠心分離装置におけるゴミの分離を著しく向上させることを狙いとする。
【００１６】
本発明は、真空掃除機の吸引群（suction group）によって発生された空気流によって搬送されるゴミを分離及び収集するための装置を提供することによって達成される。前記装置は、ゴミ分離チャンバ内に接線方向に開口する空気入口管を備える。前記チャンバの中心部には、複数の開口を有する管が配置される。前記管は吸引群と連通される。前記チャンバはゴミを収集するためのタンクに接続される。この装置は、管が、空気の移動方向に、分離チャンバに向かって傾斜された複数の壁を有することによって特徴付けられ、またそれぞれの壁の端部が、下方にて近接した管に平行で且つ実質的に平坦な開口を有することによって特徴付けられ、また管の開口が、壁の開口と整列されていることによって特徴付けられる。
【００１７】
管の開口のレベル（位置）における傾斜壁の存在は、粒子を管から離間させるようにする。しかしながら、これら壁の端部における開口の存在は、管内への空気の流入を容易にすることにより、圧力損失を最少化する。このような解決策は、結局、壁によって生じる粒子に対する踏切り板効果を、空気が管内に進入することを容易にすることに関連付けることを許容する。
【００１８】
効果において、それぞれの開口は、粒子の軌跡を空気から分離するその容量のため、小さい独立した分離器（セパレータ）のように機能する。開口の多数化は、それぞれの開口のレベルにおける空気の速度を減少することを許容し、これは、遠心作用を減ずること無く圧力損失を制限する。ここで遠心作用は、一方では空気の速度に関係するが、空気の軌跡の曲率半径にも同様に関係する。曲率半径を著しく減じることにより、ここでの場合のように、圧力降下を制限しつつ良好な遠心性能を確保することができる。
【００１９】
好ましくは、壁が、一方の側と他方の側とで側部により境界を定められ、これら両側部が管上にて支えるようになる。これら側部の存在は、傾斜壁の側方を粒子が通過するのを防止すると共に、ある意味、気流のショートサーキットを作ることにより管の開口に粒子が進入することを防止する。このように粒子の分離は向上される。
【００２０】
傾斜壁のジオメトリは、ほこりが到達して蓄積するデッドゾーンを作らぬため、傾斜壁が互いにオーバーラップしないように、規定される。結局、僅かな旋回空気流が前記壁の両側に維持され側部の存在により開口に直接入ることがない。
【００２１】
好ましくは、穴は、管の全高をより好適にカバーするため千鳥状に配置されると共に、空気の移動の方向Ｆに垂直な方向に配置される。
【００２２】
他の一形態によれば、管のレベルにおける開口は、傾斜壁を超えて伸長するように空気の旋回方向に伸長される。この構成は、主に空気の速度を局所的に減じる空気通路表面を増加することにより、圧力損失のさらなる制限を許容する。
【００２３】
試験は、管に対する壁の傾斜が10°〜30°のとき最良の結果が得られることを示した。
【００２４】
本発明の好ましい一実施形態によれば、ゴミを分離及び収集するための装置は、多数の粒子分離器として機能する少なくとも500の傾斜壁を有する。
【００２５】
開口のサイズに関する他の試験は、壁における開口が2.5mm未満、好ましくは1.5mmに等しい直径を有するとき、最良の結果が得られることを示した。
【００２６】
本発明の好適一実施形態は、円環形状の円筒状分離チャンバを設けることからなり、その内側円筒面は、吸引群に接続される管を形成する。この構成は、分離チャンバが容易に形成され、ゴミが、あらかじめ取り付けられた容器に排出されることを許容する。
【００２７】
好ましくは、円環の直径断面が、ゴミをノズルから導く管の最小断面の1倍〜4倍である。これにより、実質的な空気速度が維持されることが許容され、システムにとってコンパクトな形態が確保される。
この構成によれば、ゴミを分離及び収集するための装置は第２のフィルタ手段を有する。第２のフィルタ手段は、分離チャンバの下方に位置されたハウジングに配置されたフィルタの形態を有し、分離チャンバをハウジングに連通する。この種の装置は、機器の構造を単純化するのを許容する一方、フィルタの設計に関してより高い自由度を提供する。このようなアッセンブリは、そのろ過実効（filtration effectiveness）が、ひだ状フィルタのろ過性能に依存する「HEPA」と称されるレベルを達成し得る、コンパクトなシステムを可能にする。
【００２８】
本発明は、添付図面の参照のもと、以下の説明の助けにより一層理解されるであろう。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、装置のサイズを増大すること無く、また圧力損失を増加すること無く、安価な手段を用いて、遠心分離装置におけるゴミの分離を著しく向上させることができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
前述の図１、図２ａ及び図２ｂと比較しつつ図２ｃを参照して、本発明は、空気排出管6に設けられると共にその排出管の開口14のレベルに設けられた傾斜壁16の存在によって特徴付けられ、傾斜壁16は、前記管に支持されると共にこの管に対し角度をなして延在されている。これら壁は、チャンバ内に導入された空気の旋回方向に傾斜されている。
【００３１】
また、これら壁は、それらの自由端に、実質的に平坦な開口18を形成し、開口18は、その位置で、実質的に管に平行である。この開口18は開口14と連通し、これら開口は互いに整列されている。
【００３２】
この構成により、最小粒子の軌跡は、破線で示されるように、傾斜壁に沿い、管を離れて通過する。粒子は、ある意味、傾斜壁16によって形成される踏切り板によって放出される。
【００３３】
しかしながら、空気は、それぞれの壁に形成され下方に延在する管に実質的に平行な開口18を通じて、その軌跡を大きく変えずに排出管に進入することができる。空気の軌跡を示す実線は、管内への空気の進入が、開口18の存在により、粒子の分離を実質的に悪化させることなく、助長されることを示す。
【００３４】
この実施形態によれば、管のレベルにおける開口のサイズを大きくすることにより、圧力損失が最小化される。よって、図２ｃ及び図３にも同様に示されるように、開口14は傾斜壁の前で延在され、これにより空気がその軌跡の曲がりを最小にしつつこれら開口に到達することが許容され、これは圧力損失が減少されることを意味する。
【００３５】
しかしながら、この開口の増大は、ゴミ粒子を容易に通過させぬため、小さく止められなければならない。このことは結局、圧力損失の減少と分離効率の減少との間の妥協に帰結する。
【００３６】
図３は、以上の原則に基づくゴミ分離のための実際の装置の一部を示す。結局、管6は、円筒形状を有すると共に、空気の通過のための多数の開口14を実質的にその全高に亘って有する。
【００３７】
空気の流れの方向Ｆにおいて、壁16はそれぞれの開口14の前に配置されている。これら傾斜壁はそれら自由端の位置に開口18を有し、開口18は、自由前端縁15の位置で、開口14と連通する。有利な点として、壁16は、管6に支持された両方の側部20を有し、側部20は、粒子が壁16の周囲に流れて開口14に進入することを阻止する。側部は従って傾斜壁の縦エッジを構成する。このように、開口14を保護し、傾斜壁を複数化することにより、粒子が、開口14から離れて突出された前記壁の上に押しやられる。
【００３８】
開口14、壁16及び側部20の接近した配置が、真の完全なる粒子分離器をなすことが把握されるであろう。
【００３９】
図１と同様の図である図４は、本発明に従う分離装置を有する遠心分離器の単純化された図を示す。
【００４０】
この装置は、分離チャンバ2を備え、分離チャンバ2の中心に、真空掃除機のモータ・ベンチレータ群に接続された管60が配置される。チャンバはさらに、装置によって分離されたゴミを収集するためのタンク10に接続されている。本発明によれば、管60は前述されたように複数の分離器40を有し、それぞれの分離器は、二つの側部20に関連付けられる傾斜壁16と、管60の壁に、壁16の端部に対向して設けられた開口14との組み合わせによって形成されている。
【００４１】
このように、掃除される床面から収集されたゴミが混じった空気は、分離チャンバ２を接線状に通過する。この空気は管60を通過しなければならない。それは分離器40の壁16に沿い、そこで微粒子を含むゴミ28が、図２ｃで説明されたように分離される。そして分離されたゴミ28は空気によって導かれ、重力の作用によってタンク10内に落下する。
【００４２】
図５以降は本発明の第２実施形態を示す。図５は、本発明に従う分離装置を有する真空掃除機を概略的に示す。
【００４３】
この真空掃除機70は、複数の車輪（特に二つの後輪72を含む）上に載ったケース71を有している。導気接続具（aeraulic connection）74が、掃除機のケースを、被掃除面に接触するノズルに接続し、掃除機の本体の内部にゴミを導入することを可能にする。この掃除機の本体は、図示しないモータ・ベンチレータ群が設けられ、被掃除面を汚しているゴミの収集を可能にする空気流の生成を可能にする。真空掃除機をオン及びオフするためのボタン76が設けられる。
【００４４】
本発明に従う分離装置を収容する分離チャンバは、保護蓋78を通じてアクセス可能である。装置によって分離されたゴミはタンク82に向けて排出される。タンク82は、ユーザに容易にアクセス可能であると共に、把持ハンドル80を有している。このハンドルは、装置を運ぶためのハンドルとしても機能し、掃除機の全体的な傾きと、頂部におけるこのハンドルの存在とは、その把持を容易にする一方、掃除機の重心の高さにおける掃除機の揺動を防止する。タンク82を開錠するためのボタン84が、装置の側部に設けられている。この種の開錠ボタン84は装置のそれぞれの側部にあるのが有利である。
【００４５】
図６に詳細に示されるように、ゴミ分離装置50は、環に類似の分離チャンバ53内に開口し四角断面を有する空気入口管52を含む。空気入口管52は、ゴミ粒子が中心管に直接当たる可能性を減少するのを可能にするエルボー152を有するのが有利である。
【００４６】
チャンバ内の空気流路断面は、外側環状壁54と、内側環状壁55と、蓋78によって構成される上壁と、底壁57とによって区画される。
【００４７】
内側環状壁は空気排出管56を区画する。この管はその上部が閉じられ、フィルタ（好ましくはひだ状フィルタ）が設けられた室58と連通する。この室は、同様に、モータ・ベンチレータ群と連通する。このような構成は、フィルタの寸法決定に関して大きな自由を与える。
【００４８】
本発明の実施形態は、ゴミ入口管52に対して分離チャンバが小さい高さを有するということを明らかに示すという利点も有する。例えば特許文献２に開示されているように、分離チャンバの断面は、ゴミをノズルから案内する通路の最小断面の１〜４倍の比に維持される。当然ながら、分離チャンバのレベルでのいかなる空気漏れをも防止するため、シール手段が設けられる。
【００４９】
本発明によれば、また図７に明瞭に示されているように、管56は、前述のごとく多数の分離器40を有する。これら分離器は、実質的に等しい６つの領域に区分され、それぞれの領域は、提案された例によれば、136個の分離器を有する（結局、合計で816個の粒子分離器が設けられる）。このことは、小サイズの装置が考慮されたとき無視できない。
【００５０】
提案された例によれば、傾斜壁16のレベルでの開口のサイズは1.5mmのオーダーであり、管に対する壁の角度は約30°であり、各壁の長さは約18mmである。管56の直径は約106mmである。
【００５１】
図７は、管56と底壁57とがワンピースユニットを形成することを示し、これはこのレベルでのシールの問題を回避する。
【００５２】
また、管56の閉鎖される上端は、二つの円弧状の対称な窪み領域62を有し、これは、ほこりが接触する領域（管の壁及び底壁57である）に触れること無く、ユーザにより分離装置がつかまれることを許容する。
【００５３】
分離装置53で分離されたゴミの除去は、分離チャンバの環状壁54に形成された実質的に半径方向に沿う開口によって保証される。この開口は短管59を通じて回収タンク82へと連通する。このタンクは分離チャンバから取り外し可能で、様々な異なる形態を有し得る。提案された例によれば、タンクは、その一方又は他方の側部を通じて空とされ得る。これらの側部はそれぞれ取り外し可能なカバー81によって閉じられる。この構成は、あらゆるユーザが、右利きであっても左利きであっても、タンクを容易に空にすることを許容する。
【００５４】
図８、図９及び図１０は、管56と分離器40との詳細を示す。図８には、特に、室58を定位置に保持するための保持要素64が示されている。この室は、室に収納されたフィルタを容易に清掃するのを可能にするため、管から実質的に取り外すことができる。
【００５５】
管56のＡ-Ａ断面のＢ詳細において明らかに認識されるように、それぞれの分離器は傾斜壁16を有し、傾斜壁16の端部に開口18が設けられる。管56はさらに、分離チャンバ内の空気流の排出の通常方向Ｆに沿った壁16の下流に延在する開口14を有している。
【００５６】
運転時、ユーザは主吸引群をオンすると共に、端部にノズルが備えられ管52を介して分離チャンバ53に接続される（或いは、そうでなくてもよい）管を用いて、清掃されるべき床面からゴミを吸引する。その後、ゴミが混じった空気流は、分離チャンバの内部に進入し、方向Ｆに沿って速度ａをもって流れる。速度ａは、60m/s付近であってもよく、100m/sに達することができる。装置の様々な部品の寸法形状により高い流速が得られる。
【００５７】
そして、最重量のゴミが、遠心作用により、主空気流から分離される。加えて、管55の分離器40により、最微粒子が同様に主流から分離される。このゴミは、管59を通じて収集タンク82に進入し、そこに蓄積される。
【００５８】
空気は、開口18を通過した後開口14を通過し、管56の内部に入り、そこで、室58に収納されたフィルタによりゴミが分離される。このフィルタは、最も細かいほこり粒子を止まらせるため、より優れたろ過作用を提供する。浄化された空気は吸引群に向かって導かれる。
【００５９】
本発明に対し他の構成上の変形がなされ得る。特に、開口14を、空気の旋回方向に伸長させず、流れに垂直な方向に伸長させることにより、形成することができる。これは、粒子が開口に進入するためにその軌跡を変えることができない可能性が増大することを回避すると共に、空気流路開口のサイズを増加することを回避する。
【００６０】
以上のように、本発明は、高い空気速度を要求するフィルタ分離性能を変えること無く、非常にコンパクトなシステムと、分離チャンバにおける実質速度を維持することにより基本的に達成される品質とを提供できる一方、高効率なゴミ分離装置と、シンプルな穴を有する装置に関し「マイクロセパレータ」40の存在により改良された装置とを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来技術を示す図である。
【図２ａ】従来技術を示す図である。
【図２ｂ】従来技術を示す図である。
【図２ｃ】本発明の説明のための図である。
【図３】本発明に従う主分離装置の拡大詳細図である。
【図４】本発明の第１実施形態の図である。
【図５】第２実施形態に従う、本発明が適用された真空掃除機を示す。
【図６】第２実施形態に従う装置の部分分解図である。
【図７】真空掃除機の一部品の詳細斜視図である。
【図８】図７と同一の要素を示し、正面図である。
【図９】図８に示された要素を示し、同図のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図９のＢ詳細図である。
【符号の説明】
【００６２】
2,53  分離チャンバ
6,56,60  管
10,82  収集タンク
14  開口
16  壁
18  開口
20  側部
28  ゴミ
50  装置
52  空気入口管
55  内側円筒面
58  ハウジング
70  真空掃除機
F  空気の流れ方向
【図１】
0004621008.tif 000002
【図２ａ】
0004621008.tif 000003
【図２ｂ】
0004621008.tif 000004
【図２ｃ】
0004621008.tif 000005
【図３】
0004621008.tif 000006
【図４】
0004621008.tif 000007
【図５】
0004621008.tif 000008
【図６】
0004621008.tif 000009
【図７】
0004621008.tif 000010
【図８】
0004621008.tif 000011
【図９】
0004621008.tif 000012
【図１０】
0004621008.tif 000013