(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器であって、
空気回転面を形成する外壁と、内壁と、気流から分離した塵あるいはゴミを堆積させる、前記外壁と前記内壁との間に設けられた集塵領域と、前記外壁に対して実質的に接線方向で前記気流を案内する気流入口と、前記分離器から空気を排出する気流出口と、前記分離器内に配置された少なくとも１枚のフィンすなわちバッフルとを備え、
前記気流入口および前記気流出口が前記集塵領域から離間した位置に設けられた、気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器において、
前記少なくとも１枚のフィンすなわちバッフルは、前記分離器の内壁であって前記集塵領域に少なくとも部分的に設けられるとともに、前記内壁から外側方向に突出して設けられていることを特徴とする気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器。
【請求項２】
複数枚のフィンすなわちバッフルが設けられ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器。
【請求項３】
２枚から６枚のフィンすなわちバッフルが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のサイクロン式分離器。
【請求項４】
４枚のフィンすなわちバッフルが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のサイクロン式分離器。
【請求項５】
前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁から半径方向外側に延設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項６】
前記各フィンすなわちバッフルは、前記分離器の長手方向軸線に対して傾斜した上側エッジを有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項７】
前記長手方向軸線に対する前記上側エッジの傾斜角度は、３０°〜６０゜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】
前記長手方向軸線に対する前記上側エッジの傾斜角度は、４５°〜５０゜であることを特徴とする請求項７に記載のサイクロン式分離器。
【請求項９】
前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁と前記外壁との間の距離の、１／４〜３／４のところにまで延在していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１０】
前記各フィンすなわちバッフルは、前記内壁と前記外壁との間の距離の、実質的に１／２のところにまで延在している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】
前記外壁は、実質的に円筒形状を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１２】
前記内壁は、実質的に円筒形状を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１３】
前記内壁は、第２サイクロン式分離器の一部として構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１４】
前記第２サイクロン式分離器は、前記第１サイクロン式分離器よりも高い分離能力を有していることを特徴とする請求項１３に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１５】
前記第２サイクロン式分離器は、前記第１サイクロン式分離器内に実質的にその全体が包含されるように配置されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１６】
前記外壁には、追加のフィンすなわちバッフルが、前記フィンすなわちバッフルの半径方向外側に設けられていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１７】
前記追加のフィンすなわちバッフルは、前記フィンすなわちバッフルと実質的に同じ形状を有していることを特徴とする請求項１６に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１８】
前記追加のフィンすなわちバッフルと前記フィンすなわちバッフルとの間のそれぞれの距離は、前記内壁と前記外壁との間の距離の１／８から１／２であることを特徴とする請求項１６または１７に記載のサイクロン式分離器。
【請求項１９】
前記追加のフィンすなわちバッフルと前記フィンすなわちバッフルとの間のそれぞれの距離は、前記内壁と前記外壁との間の距離の実質的に１／４であることを特徴とする請求項１８に記載のサイクロン式分離器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流から塵あるいはゴミを分離する装置、特に、真空掃除機に使用するそのような装置に関するものである（しかし、本発明による装置は真空掃除機だけに適用されるものではなく、それ以外のものにも適用することができるものである）。
【０００２】
【従来の技術】
気流から塵およびゴミを分離するために、サイクロン作用を利用した真空掃除機は公知である。本質的に、気流は接線方向で円筒状の表面すなわちフラスコ型円錐表面に導かれ、これによりこの気流は円筒状の表面すなわちフラスコ型円錐表面を渦巻き運動すなわち螺旋運動をしながら下方向に移動させられる。遠心力は、塵およびゴミがサイクロンの静止した壁部と接触するまで、これら塵およびゴミを半径方向外側に押しやる。そして、これら塵およびゴミは気流から分離されるとともにチャンバ内にたまる。気流から分離した塵およびゴミが容器内にたまるのを助長するために、チャンバの外壁すなわちチャンバの表面にフィン、バッフル、リブを設けたものが以前に提案されたことがある。このフィンすなわちバッフルはまた、特に集塵チャンバ内に何もない最初の空の状態で真空掃除機のスイッチが入れられた場合に、分離した塵およびゴミが気流に再度引きずられるということも邪魔するものである。この種の構成は、英国特許第2 298 598 号公開公報、米国特許第 2 171 248 号明細書、独国特許文献 DE 754339 に開示されている。
【０００３】
従来技術におけるすべての構成において、塵およびゴミの堆積を促進させるとともに塵およびゴミが気流に再度引きずられるのを妨げることを目的としたフィン、バッフル、リブは、分離装置の外壁内側に設けられていた。この位置は考え得る当然の位置である。というのは、気流内に混在したあるいはチャンバ内にたまった塵およびゴミの大半が外壁に隣接して存在しているからである。一方、外壁に設けたフィンすなわちバッフルの構成は、この種の真空掃除機の製造あるいは組立段階、特に複数の構成部品を集塵チャンバの内側に案内することが望まれるとともに、これらの構成部品が集塵チャンバと同じ径からなる場合にいくつかの困難を生じる。すなわち、外壁から内側に突出するフィンすなわちバッフルが、所望の組立の実現を困難あるいは不可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、現存する塵およびゴミ分離装置の構成から上記構造上の欠点を除いた、上述したタイプの塵およびゴミ分離装置を提供することである。本発明の他の目的は、製造するのに容易でかつ経済的であるとともに、現存の構成を有するものと同等あるいはそれ以上の分離能力を有する塵およびゴミ分離装置を提供することである。本発明の別の目的は、分離装置内において以前に気流から分離された塵およびゴミが気流に再度引きずられないように構成された塵およびゴミ分離装置を提供することである。
【０００５】
本発明による気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器は、空気回転面を形成する外壁と、内壁と、気流から分離した塵あるいはゴミを堆積させる、前記外壁と前記内壁との間に設けられた集塵領域と、前記外壁に対して実質的に接線方向で前記気流を案内する気流入口と、前記分離器から空気を排出する気流出口と、前記分離器内に配置された少なくとも１枚のフィンすなわちバッフルとを備え、前記気流入口および前記気流出口が前記集塵領域から離間した位置に設けられた、気流から塵あるいはゴミを分離するサイクロン式分離器において、前記少なくとも１枚のフィンすなわちバッフルは、前記分離器の内壁であって前記集塵領域に少なくとも部分的に設けられるとともに、前記内壁から外側方向に突出して設けられていることを特徴とする。
【０００６】
その他の特徴および有利な特徴は、従属項に記載している。
【０００７】
サイクロン式分離器の集塵領域の外壁から内壁へフィンすなわちバッフルを移動させても、分離器の分離能力は減少されず、かつさらに上述した従来構成のものと少なくとも同程度に、塵およびゴミが気流に再度引きずられないようになっていることがわかった。これは驚くべきことである。なぜならば、遠心力が分離器内の塵およびゴミに作用したとすれば、外壁に配置されたフィンすなわちバッフルの方がより著しい効果をもたらすことが考えられるからである。一方、内壁へのフィンすなわちバッフルの移動は、外壁の直径と同等の直径を有する構成部品が、支障なく容器内に案内され得るようにするものである。これらフィンすなわちバッフルは、内壁と一体に成形することもできるし、また別途成形して組み立て段階で内壁に取り付けることもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明の３つの実施形態を説明する。
【０００９】
図１ａおよび図１ｂは、主として上部ケーシング１２、ワンド（wand）の形態で使用するときには解放できる直立したハンドル１４、下部モータケーシング１６、およびこのモータケーシング１６に回転可能に取り付けられたクリーナヘッド１８を備えるサイクロニック（cyclonic）真空掃除機１０を示している。掃除しようとする領域を横切る、真空掃除機１０の移動を容易にするため、ホイール２０がモータケーシング１６に取り付けられている。
【００１０】
上部ケーシング１２は塵およびゴミ分離装置２２を収容するとともに、本発明はこの塵およびゴミ分離装置内に存在している。このため、掃除機１０のその他の部分を一点鎖線で示すとともに、塵およびゴミ分離装置２２を実線で示す。
【００１１】
主として、塵およびゴミ分離装置２２は、その内部に内側・高効率サイクロン２６が取り付けられた外側・低効率サイクロン２４を具備するものである。これら外側サイクロン２４と内側サイクロン２６との間には、シュラウド２８が取り付けられている。シュラウド２８は外側サイクロン２４からの出口を形成するとともに、内側サイクロン２６の入口に導くものである。使用時、空気はクリーナヘッド１８、あるいはワンドとして使用するため解放されかつその形態となっているときにはハンドル１４を介して真空掃除機１０内に吸い込まれる。適切な形状を有したダクト（図示せず）が、汚れた空気を外側サイクロン２４の接線方向にある入口に導く。この空気は外側サイクロン２４の内部まわりに位置する渦巻き型・らせん経路に従って通過し、これにより外側サイクロン２４の底に毛羽、破片、大きな粒子などが堆積することになる。つぎに、空気は上方に移動するとともに、シュラウド２８を通って外側サイクロン２４を出る。そして空気は内側サイクロン２６の内側に導かれ、そこで超高速に加速される。内側サイクロン２６の気流の上流内に混在する塵およびゴミは、この気流から分離されるとともに内側サイクロン２６の底に集められる。空気は内側サイクロン２６の上端に配置されたボルテックスファインダを通って内側サイクロンを出るとともに、適切な形状を有したダクトはきれいな空気を真空掃除機の清浄空気出口に導く。
【００１２】
上述した特徴を有する真空掃除機は既に公知のものである。さらに言えば、上述した分離装置の特徴もまた公知である。しかしながら、図１に示す実施形態には、外側サイクロン２４の内壁となる内側サイクロン２６の外壁に複数のフィンすなわちバッフル３０が設けられている。これらフィンすなわちバッフル３０は本発明の必須部材となるものである。
【００１３】
図２ａおよび図２ｂに、フィンすなわちバッフル３０の本質および構造をより詳細に示す。図２ａは、分離装置２２下部の縦断面図であって、外側サイクロン２４の壁部および内側サイクロン２６の集塵チャンバのみを示す図である。図２ｂは図２ａのｂ−ｂ線矢視断面図である。
【００１４】
図２ａにおいて、分離装置２２は外側サイクロン２４の外壁３２によって規定されている。外壁３２は直立した円筒状の壁部３２ａおよび円形ベース３２ｂを有するものである。この外壁３２は透明なプラスチックから成形されているとともに、図１に示した主ケーシング１２の上部と密封的かつ公知の方法で係合されるものである。シリンダ３２のベース３２ｂにはリセス３２ｃが形成されている。このリセス３２ｃは、堆積した内容物を空にするために分離装置２２を主ケーシングから取り外した後、この分離装置２２を元の正しい位置に容易に戻すことができるよう主ハウジング１２に直立して形成された突起と係合するように構成されている。
【００１５】
外側サイクロン２４の内側には、内側サイクロン２６の一部を形成する集塵チャンバ３４が設けられている。この集塵チャンバ３４は上側円筒部３４ａおよび外側チャンバ３２のベース３２ｂと密封的に係合する下側フラスコ型（frusto）円錐部３４ｂを有している。また、この集塵チャンバ３４は外側サイクロン２４の内壁を形成するものでもある。大きな粒子を集める領域３６ａは、円筒状の壁部３２ａと集塵チャンバ３４の下部３４ｂに形成されている傾斜した壁部とで規定されている。外側サイクロン２４内で分離された毛羽、破片、大きな汚れた粒子などがこの領域に集められる。集塵チャンバ３４の下部３４ｂは、内側サイクロン２６の集塵領域３６ｂを形成している。使用時、集塵チャンバ３４の上側エッジ３４ｃは、内側サイクロン２６の一部を形成するフラスコ型円錐部の円錐部分（図示せず）と密封的に係合する。
【００１６】
フィンすなわちバッフル３０は、集塵チャンバ３４の円筒部３４ａの外側に設けられているとともに、下部３４ｂの傾斜した壁部と合致するまで下方向に延設されている。図２ｂからわかるように、等間隔に配置された４枚のフィンすなわちバッフル３０が設けられている。各フィンすなわちバッフル３０は、円筒部３４ａから円筒状の壁部３２ａに向けて半径方向外側に延在している。好ましい実施形態において、各フィンすなわちバッフル３０は、円筒部３４ａから外側に、２０〜２５mm、好ましくは２１．６mmの長さで突出している。円筒部３４ａと円筒状の壁部３２ａとの間の距離は、３８〜４０mm、好ましくは３８．１５mmである。各フィンすなわちバッフル３０の上側エッジは、内側サイクロン２６の長手方向軸線に対してある角度をもって下方向に傾けられている。好ましい実施形態において、この長手方向軸線に対する各フィンすなわちバッフル３０の上側エッジ傾斜角度は、４５゜である。しかしながら、この傾斜角度は好ましくは３０゜〜６０゜の間に変更することができる。
【００１７】
内側サイクロン集塵チャンバ３４の円筒部３４ａによって形成された内壁に設けられているフィンすなわちバッフル３０の構成は、分離装置全体としての分離能力を損ねるものではなく、かつさらに集塵領域３６ａ内に集められた塵や汚れた粉塵粒子が、特に集塵領域３６ａ内に何もない最初の空の状態で真空掃除機１０のスイッチを入れた場合において、気流に再度引きずられるという可能性を極力邪魔するものであるということが試験を行ってわかった。
【００１８】
本発明はシリンダ型掃除機にも同様に適用することができる。また、本発明を取り入れたシリンダ型掃除機を図３ａおよび図３ｂに示す。真空掃除機５０は、ホイール５４を備えたシャシ５２と、モータを収容するモータケーシング５６と、掃除機内に汚れた空気を案内するために適切なフロアツールを取り付けることのできるホース５８と、塵およびゴミ分離装置６０とを必須要素として構成されている。従来のように、汚れた空気はモータにより駆動されたファンによって作り出されたサクションの影響を受けて、ホース５８を介して分離装置６０に案内される。
【００１９】
分離装置６０は、図１および図２に示すとともにこれらの図面に基づいて説明した部材と本質的に全く同じ部材を有している。しかしながら、この実施形態において、装置６０の全体寸法は前述した図に示すものとは異なるとともに、内側サイクロンはまた下部にもフラスコ型円錐部を有している。とはいえ、これらの差違はどのような場合においても分離装置６０の作動に影響を及ぼすものではない。上述したように、空気は接線方向にある入口６４を通って外側サイクロン６２に入るとともに、第１集塵領域６６に毛羽、破片、および大きな粉塵粒子などを堆積させるよう外壁のまわりを螺旋状に移動する。つぎに、空気はシュラウド６８を通って外側サイクロン６２を出るとともに、内側サイクロン７０の内側を通過してそこで加速される。これにより、細かい塵およびゴミが気流から分離されるとともに集塵チャンバ７２内に集められる。きれいな空気は内側サイクロン７０の頂部に設けられているボルテックスファインダ７４を通過するとともに、適切な形状を有したダクトを通って掃除機の外に導かれる。
【００２０】
塵およびゴミ分離装置６０の縦断面および横断面を、それぞれ図４ａおよび図４ｂに示す。この横断面図は図４ａのＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。円筒状の外壁６２ａは下側でフラスコ型円錐壁６２ｂに接続されている。また、円筒状の壁部６２ａおよび下側壁部６２ｂは、透明なプラスチック材料から製造されている。内側サイクロンの集塵チャンバ７２には、円筒部７２ａと、フラスコ型円錐底部６２ｂに向けて延在するとともにこのフラスコ型円錐底部６２ｂと密閉的に接するフラスコ型円錐部７２ｂとが設けられている。前述したように、円筒部７２ａの上方に位置する舌片部７２ｃは、気流から細かい塵およびゴミを分離することのできるフラスコ型円錐形状サイクロン７０と密封的に係合されるように配置されている。
【００２１】
４枚のバッフル８０は、集塵チャンバ７２の円筒部７２ａ外表面まわりに等間隔で設けられている。前述したように、これらフィンすなわちバッフル８０は、フラスコ型円錐部６２ｂと合致するまで下方向に延設されている。これらフィンすなわちバッフル８０は、円筒部７２ａから外側に、約２１．５mmの長さで立設されているとともに、円筒部７２ａと外壁６２ａとの間の距離は、約３８〜４０mmである。各フィンすなわちバッフル８０の上側エッジは、内側サイクロン７０の長手方向軸線に対して約５０゜で傾斜している。
【００２２】
上述したように、これらフィンすなわちバッフル８０は、外側サイクロン６６内に集められた塵や粉塵粒子が気流に再度引きずられるのを防止するとともに、真空掃除機のスイッチが切られた後に、塵や粉塵粒子が外側サイクロン６６内にとどまるように作用するものである。
【００２３】
本発明の第３実施形態を図５ａおよび図５ｂに示す。これらの図面はそれぞれ図４ａおよび図４ｂに対応するものであるとともに、追加のフィンすなわちバッフル９０を、前述したフィンすなわちバッフル８０の半径方向外側でかつ外壁６２ａの内側に設けることもできることを示している。したがって、外側サイクロン６６を取り囲む場所において、これら対向するフィンすなわちバッフル８０，９０間に間隙が生じることになる。この構成による効果は、真空掃除機のスイッチが切られた後に、塵や粉塵粒子が気流に再度引きずられるのをさらに防止できることである。
【００２４】
図５に示した好ましい実施形態において、追加のバッフル９０は円筒状の外壁６２ａに設けられているとともに、内壁７２ａに設けられたフィンすなわちバッフル８０の上側エッジ同様、上方向に延設されている。また、追加のフィンすなわちバッフル９０の上側エッジはそれぞれ、内側サイクロン７０の長手方向軸線に対して、フィンすなわちバッフル８０の上面と同じ角度でしかも対向するようにして傾けられている。これら追加のフィンすなわちバッフル９０は、フラスコ型円錐底部６２ｂと合致するまで下方向に延設されている。これらフィンすなわちバッフル８０と追加のフィンすなわちバッフル９０との間を離間する間隙は、５〜１０mm、好適には８．６mmである。これら追加のフィンすなわちバッフル９０は、外側サイクロン６６内に約８．４mmの長さで突出している。
【００２５】
本発明の種々の変更実施および変形実施は、当業者には明らかである。これら変更実施および変形実施は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による分離装置を備える直立型真空掃除機の図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】  図１の分離装置を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図３】  本発明による分離装置を備えるシリンダ型真空掃除機の図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】  図３の分離装置を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】  図３に示すようなシリンダ型掃除機に適用することのできる分離装置の他の実施形態を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【符号の説明】
１０    直立型真空掃除機
２２    塵およびゴミ分離装置
２４    外側・低効率サイクロン
２６    内側・高効率サイクロン
３０    フィンすなわちバッフル
３２    外壁
３２ａ  円筒状の壁部（外壁）
３４    集塵チャンバ
３４ａ  上側円筒部（内壁）
３４ｂ  下部
３４ｃ  上側エッジ
３６ａ  集塵領域
３６ｂ  集塵領域
５０    シリンダ型真空掃除機
６０    塵およびゴミ分離装置
６２    外側サイクロン
６２ａ  円筒状の外壁
６４    入口
６６    外側サイクロン
７０    内側サイクロン
７２    集塵チャンバ
７２ａ  円筒部（内壁）
８０    フィンすなわちバッフル
９０    追加のフィンすなわちバッフル
【図１】
0004316808.tif 000002
【図２】
0004316808.tif 000003
【図３】
0004316808.tif 000004
【図４】
0004316808.tif 000005
【図５】
0004316808.tif 000006