分離装置
【課題】流体流れから粒子を分離するための分離装置、特に、ほこり含有空気流からほこり粒子を除去するためにそのような分離装置を有する真空掃除機を提供する。
【解決手段】本発明は、流体流れから粒子を分離するための分離装置に関する。特に、以下に限定するものではないが、本発明は、ほこり含有空気流からほこり粒子を除去するためにそのような分離装置を有する家庭用真空掃除機に関する。分離装置は、少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と、静電フィルタとを含み、静電フィルタは、空気経路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成され、第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同心に配置される。
【解決手段】本発明は、流体流れから粒子を分離するための分離装置に関する。特に、以下に限定するものではないが、本発明は、ほこり含有空気流からほこり粒子を除去するためにそのような分離装置を有する家庭用真空掃除機に関する。分離装置は、少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と、静電フィルタとを含み、静電フィルタは、空気経路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成され、第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同心に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流れから粒子を分離するための分離装置に関する。特に、以下に限定するものではないが、本発明は、ほこり含有空気流からほこり粒子を除去するためにそのような分離装置を有する真空掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
メッシュフィルタ及びフォームフィルタのような機械的フィルタ、サイクロン分離器、及び静電分離器を用いて流体流れから汚れ及びほこり粒子のような粒子を分離することは公知である。
公知の分離装置は、真空掃除機に用いるもの、例えば、サイクロン分離装置を含む。そのようなサイクロン分離装置は、比較的大きな粒子を分離するための低効率サイクロンと、空気流内に同伴されたままの微粒子を分離するために低効率サイクロンの下流に位置する高効率サイクロンとを含むことは公知である（例えば、ＥＰ第０、０４２、７２３号Ｂ参照）。
【０００３】
公知の静電フィルタは、摩擦静電フィルタ及びエレクトレット媒体フィルタを含む。そのようなフィルタの例は、ＥＰ第０８１５７８８号、ＵＳ第７１７９３１４号、及びＵＳ第６４８２２５２号に説明されている。
そのような静電フィルタは、生産するのに比較的廉価であるが、それらの電荷が時間と共に消散してそれらの静電特性の低減をもたらすという欠点を抱えている。これは、次に、静電フィルタが収集することができるほこりの量を低減し、これは、静電フィルタ自体及びあらゆる更に下流のフィルタの両方の寿命を短縮する場合がある。
【０００４】
公知の静電フィルタはまた、空気流のほこり粒子が何らかの方法で荷電され、次に、収集のために荷電集電極の上又は周囲を通されるようなフィルタを含む。そのような静電フィルタの例は、特開２００７−２９６３０５号公報に説明されており、そこでは、空気流のほこり粒子は、これらが「コロナ放電」ワイヤを通過する時に荷電され、次に、コロナ放電ワイヤの下流に位置する導電性フィルタ媒体上に捕捉される。この配置による欠点は、これらが、比較的非効率的であり、比較的高価な材料から作られ、集電極が、収集されたほこりが付かないように一定の保守を必要とする点である。集電極がほこりの層で被覆された状態では、これらは、効率がはるかに低下する。
【０００５】
静電フィルタの別の例は、ＧＢ第２４１８１６３号に示されており、そこでは、空気流のほこり粒子は、これらがサイクロンの内側に位置するコロナ放電ワイヤを通過する時に荷電される。荷電ほこり粒子は、次に、導電性塗料で被覆したサイクロンの壁上に捕捉される。この配置は、小型であるが、これは、ほこりがサイクロンの内側に集まるという欠点を抱えている。これは、サイクロンの壁からほこりを除去する一定の困難な保守を必要とするだけでなく、サイクロンの内側に捕捉されたあらゆるほこりは、サイクロン空気流に干渉してサイクロン自体の分離効率を低下させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ第０、０４２、７２３Ｂ号
【特許文献２】ＥＰ第０８１５７８８号
【特許文献３】ＵＳ第７１７９３１４号
【特許文献４】ＵＳ第６４８２２５２号
【特許文献５】特開２００７−２９６３０５号公報
【特許文献６】ＧＢ第２４１８１６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
真空掃除機用途では、特に、家庭用真空掃除機用途では、その電気器具が、性能を損なうことなくできるだけ小型に作られることが望ましい。また、ほこり分離効率が、適切なフィルタ寿命を維持しながらできるだけ高いことも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明は、少なくとも１つのサイクロンと静電フィルタとを含む分離装置を提供し、静電フィルタは、空気通路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成される。
好ましい実施形態では、本発明は、少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と静電フィルタとを含む分離装置を提供し、静電フィルタは、空気通路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成され、第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同心に配置される。
【０００９】
本発明の配置は、サイクロン式ほこり分離及び静電ほこり分離の組合せを用いて達成可能であることが見出されている高分離効率及び長いフィルタ寿命を利用する。分離装置を通って縦方向に位置する空気通路を有する配置は、例えば、家庭用真空掃除機用途では非常に有用であると考えられる小型の構造をもたらすことが見出されている。更に、同心に配置された第１のサイクロン段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路を有する配置は、小型の構造をもたらすことが見出されている。更に、ほこり粒子が、使用中に空気通路を通過すると、これらは、空気通路の壁との摩擦により荷電される。ほこり粒子のこの予備荷電も、静電フィルタのほこり収集効率を改良するのに役立つと考えられる。
【００１０】
好ましい実施形態では、空気通路の全て又は実質的に全ては、分離装置を通って縦方向に形成することができる。好ましい実施形態では、静電フィルタは、分離装置を通って縦方向に位置することができる。
最も好ましくは、空気通路は、第１のサイクロン掃除段と静電フィルタの間に同心に位置することができる。空気通路は、環状とすることができる。
代替的な実施形態では、静電フィルタは、第１のサイクロン掃除段と空気通路の間に同心に位置することができる。特定的な実施形態では、空気通路は、分離装置の中心軸の周りに配置することができる。空気通路は、あらゆる適切な形状のものとすることができる。特定的な実施形態では、空気通路は、管状、例えば、円筒形とすることができるが、それは、断面が適切なあらゆる形状のものとすることができる。
【００１１】
空気通路、第１のサイクロン掃除段、及び／又は静電フィルタの間に同心に位置する付加的な構成要素が存在する場合がある。
好ましい実施形態では、空気通路は、第１のサイクロン掃除段又はその一部分、例えば、少なくとも１つのサイクロンが空気流通路を取り囲むように、分離装置を通って縦方向に形成することができる。そのような実施形態では、少なくとも１つのサイクロン又はその一部分は、環状とすることができる。
【００１２】
静電フィルタは、少なくとも１つのサイクロンの上流又は下流のいずれかに位置することができる。好ましい実施形態では、静電フィルタは、少なくとも１つのサイクロンの下流に位置することができる。
好ましくは、少なくとも１つのサイクロンの少なくとも一部分は、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置される。特定的な実施形態では、静電フィルタの少なくとも一部分は、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置される。好ましい実施形態では、空気通路は、静電フィルタの表面から形成される。特定的な実施形態では、静電フィルタは、その形状を環状とすることができる。
【００１３】
理想的には、少なくとも１つのサイクロン又は第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同じ縦軸線の周りに同心に配置される。
理想的には、第１のサイクロン掃除段は、単一円筒サイクロン及びほこり収集容器を含む。ほこり収集容器は、円筒サイクロン自体の下側区画から形成することができ、又はそれは、円筒サイクロンの基部に取外し可能に取り付けられた別のほこり収集容器の形態にすることができる。
【００１４】
分離装置はまた、第２のサイクロン掃除段を更に含むことができる。第２のサイクロン掃除段は、平行に配置された複数の２次サイクロンを含むことができる。好ましくは、２次サイクロンより下に配置されたほこり収集容器を更に含むことができる。
好ましい実施形態では、空気通路は、第１及び／又は第２のサイクロン掃除段から分離されているが、これらと流体連通している。本明細書で用いられる場合、用語「から分離した」は、空気通路が、第１のサイクロン掃除段又は第２のサイクロン掃除段内に物理的に位置しておらず、すなわち、空気通路の壁は、使用中にサイクロン掃除段の内側に設定されたサイクロン空気流を受けないという意味を取るものとする。
【００１５】
静電フィルタは、第１のサイクロン掃除段の上流、第１及び第２のサイクロン掃除段の間、又は第２のサイクロン掃除段の下流に位置することができる。特に好ましい実施形態では、静電フィルタは、第２のサイクロン掃除段の下流に位置することができる。この実施形態では、静電フィルタは、空気通路を通じて第２のサイクロン掃除段と流体連通することができる。
この配置は、静電フィルタが、小さなほこり粒子、例えば、１ミクロンよりも小さなほこり粒子にチャレンジされる時により効率的であることが見出されているので特に有利である。静電フィルタを第２のサイクロン掃除段の下流に置くことは、従って、静電フィルタにとって第１及び第２のサイクロン掃除段をかろうじて通過する非常に小さな粒子にチャレンジされるに過ぎないことを保証する。更に、ほこり粒子が、使用中に第１及び第２のサイクロン掃除段を通過すると、これらは、サイクロン掃除段の壁との摩擦により荷電される。ほこり粒子のこの予備荷電はまた、静電フィルタのほこり収集効率を改良するのに役立つ。
【００１６】
特定的な実施形態では、第２のサイクロン掃除段の２次サイクロンは、第１のサイクロン掃除段の上方、好ましくは、第１のサイクロン掃除段の中心軸の周りにリング構成に配置される。理想的には、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、２次サイクロンより下に配置される。第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、その形状を環状とすることができる。
好ましい実施形態では、第１のサイクロン掃除段は、少なくとも部分的に及び好ましくは全体的に第２のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、例えば、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲むように配置することができる。言い換えると、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、第１のサイクロン掃除段の内側に同心に位置する。この配置は、それが小型の構造をもたらすので有利であると考えられる。好ましい実施形態では、第２のサイクロン掃除段の一部分又は全体は、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置することができ、それは、次に、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置することができる。そのような実施形態では、第１のサイクロン掃除段、第２のサイクロン掃除段、静電フィルタ、及び空気通路は、第１のサイクロン掃除段及び静電フィルタの間に同心に位置する第２のサイクロン掃除段と、第２のサイクロン掃除段及び空気通路の間に同心に位置する静電フィルタとの少なくとも一部分と全て同心に配置される。
【００１７】
特定的な実施形態では、静電フィルタは、空気通路を取り囲み、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、静電フィルタの下側部分を取り囲み、２次サイクロンは、静電フィルタの上側部分を取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲む。
代替的な実施形態では、第２のサイクロン掃除段の一部分又は全体は、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置することができ、それは、次に、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置することができる。そのような実施形態では、空気通路は、第２のサイクロン掃除段と静電フィルタの間に同心に位置する。第２のサイクロン掃除段又はその一部分は、次に、第１のサイクロン掃除段及び空気通路の間に同心に位置する。好ましくは、静電フィルタは、空気通路によって取り囲むことができ、空気通路は、ほこり収集容器及び／又は第２のサイクロン掃除段の２次サイクロンによって取り囲むことができる。最も好ましい実施形態では、空気通路は、静電フィルタを取り囲み、第２のサイクロン掃除段は、空気通路を取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段の少なくとも一部分を取り囲む。
【００１８】
特定的な実施形態では、空気通路は、第２のサイクロン掃除段の上縁から分離装置の基部及び／又は静電フィルタの基部又はその近くまで延びることができる。好ましくは、空気通路は、第２のサイクロン掃除段の上縁と基部の間の距離の４０、又は４５、又は５０、又は５５、又は６０、又は６５、から７０、又は７５、から８０、又は８５、又は９０、又は９５、又は１００パーセントまで延びることができる。代替的に又は追加的に、空気通路は、分離装置の長さの５０、又は５５、又は６０、から６５、又は７０又は、７５、から８０、又は８５、又は９０、又は９５、又は１００パーセントまで延びることができる。
【００１９】
静電フィルタは、あらゆるタイプの静電フィルタ、例えば、摩擦又はエレクトレット媒体フィルタとすることができるが、好ましくは、それは、第１及び第２の電極の間に位置するフィルタ媒体を含み、電極の各々は、電位差がフィルタ媒体にわたって形成されるように使用中に異なる電圧である。第１及び第２の電極は、好ましくは、使用時に空気がフィルタ媒体を貫流するように、フィルタ媒体が位置する空気通路の少なくとも一部分を形成する。
好ましい実施形態では、電極は、無孔性とすることができる。好ましくは、フィルタ媒体は、ある一定の長さを有し、第１及び第２の電極は、フィルタ媒体の長さに沿って無孔である。最も好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、これらの全長に沿って無孔である。
【００２０】
本明細書で用いられる場合、用語「無孔性」は、第１及び第２の電極が穿孔、開口、又は間隙なしに連続中実表面を有するという意味を取るものとする。好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、使用中に、空気流がフィルタ媒体を通って電極の長さに沿って移動するように無孔性である。理想的には、空気流は、第１又は第２の電極を通過しない。
空気が使用中に電極を貫流する必要がないそのような配置は、それが、静電フィルタにわたる圧力低下を低減することができるので有利であると考えられる。更に、電極は、無孔性であるので、これらは、電極が多孔性であったとした場合よりも大きな表面積を有する。これは、静電フィルタの全体の性能を改良することができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、電気抵抗フィルタ媒体とすることができる。本明細書で用いられる場合、用語「電気抵抗フィルタ媒体」は、フィルタ媒体が２２℃で１ｘ１０7から１ｘ１０13オームメートルの抵抗性を有するという意味を取るものとする。最も好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、２２℃で２ｘ１０9から２ｘ１０11オームメートルの抵抗性を有することができる。フィルタ媒体の電気抵抗は、フィルタ媒体の長さに沿って変化する場合がある。特定的な実施形態では、電気抵抗は、下流方向に低下すると考えられる。
【００２２】
静電フィルタは、フィルタ媒体にわたって形成された電位差を用いて、集電極上ではなくてフィルタ媒体自体にほこりを収集する。この配置は、清浄化する集電極がないので、以前の静電フィルタにも勝って有利である。これは、フィルタ媒体のほこり保持機能により保守の必要性を低減し、フィルタの寿命を増大させることができる。
この電位差は、電気抵抗フィルタ媒体が負荷をもたらし、従って、僅かな電流のみがそれを貫流するので起こる。しかし、この電界は、電気抵抗フィルタ媒体の繊維におけるあらゆる正及び負電荷の分布を乱すことになり、それらをそのそれぞれの電極と整列させる。この工程は、フィルタを貫流する空気流のほこり粒子が、フィルタ媒体のそれぞれの正及び負端部に引き付けられることになるので、ほこりをフィルタ媒体の繊維に結合させるか又はこの上に定着させる。これは、ほこり粒子を荷電電極上に捕捉する必要なく、ほこり粒子をフィルタ媒体自体に捕捉させるのに役立つと考えられる。
【００２３】
静電フィルタはまた、少なくとも１つのコロナ放電手段を更に含むことができ、フィルタ媒体は、コロナ放電手段の下流に配置される。コロナ放電手段を加えることで、有利な態様では、静電フィルタの効率を増大させることができる。この理由は、コロナ放電手段が、空気流のあらゆるほこり粒子をこれらがフィルタ媒体を通過する前に荷電するのに役立ち、従って、フィルタ媒体に対するほこり粒子吸引力を増大させるのを助けるからである。
【００２４】
好ましい実施形態では、コロナ放電手段は、高曲率の少なくとも１つのコロナ放電電極と、低曲率の少なくとも１つの電極とを含むことができる。この配置は、それが、空気流のあらゆるほこり粒子を荷電するための大きなイオン源を発生させることができるので有利と考えられる。これらの荷電ほこり粒子は、次に、使用中にフィルタ媒体にわたる電位差を有するフィルタ媒体によって濾過して取り除かれる可能性が高い。
【００２５】
低曲率の電極は、平面又は曲面とすることができる。コロナ放電電極は、それが、低曲率の電極よりも高い曲率のものである限りあらゆる適切な形態にすることができる。言い換えると、コロナ放電電極は、好ましくは、その表面における電界が低曲率の電極の表面における電界よりも大きくなるようにする形状のものである。適切な配置の例は、コロナ放電電極が、１つ又はそれよりも多くのワイヤ、ポイント、針、又は鋸歯である場合であると考えられ、低曲率の電極は、これらを取り囲むチューブである。代替的に、低曲率の電極は、平板にすることができる。
特定的な実施形態では、コロナ放電電極は、第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。好ましい実施形態では、コロナ放電電極は、第１又は第２の電極の下縁又は上縁から又はこの上に形成された１つ又はそれよりも多くのポイントの形態である。理想的には、第２の電極の下縁又は上縁は、鋸歯状にされてコロナ放電電極を形成する。
【００２６】
低曲率の電極も、第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。特定的な実施形態では、第２の電極の上側又は下縁は、鋸歯状にされてコロナ放電電極を形成し、第１の電極の対応する上側又は下側部分は、低曲率の電極を形成する。低曲率の電極及び／又はコロナ放電電極の位置は、静電フィルタの配向及び空気が使用中にそれに入る方向に依存する。例えば、静電フィルタが空気が上端から入るように配置される場合、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、好ましくは、第１及び第２の電極の上側部分上に位置する。代替的に、静電フィルタが空気が下端から入るように配置される場合、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、好ましくは、第１及び第２の電極の下側部分上に位置する。
この配置は、コロナ放電電極又は低曲率の電極を形成する別々の構成要素の要件がないので有利である。
【００２７】
好ましい実施形態では、低曲率の電極は、コロナ放電電極の下面から上流側及び下流側の両方に突出する。これは、イオン化電界が発生する容積を最大にし、従って、ほこり粒子がイオン化電界を通過する時にほこり粒子を荷電するための機会を最大にするのに役立つと考えられる。
代替的な実施形態では、コロナ放電電極は、第１及び第２の電極から取り除くことができる。そのような実施形態では、コロナ放電電極は、１つ又はそれよりも多くのワイヤ、針、ポイント、又は鋸歯の形態にすることができる。そのような実施形態では、低曲率の電極は、依然として第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。特定的な実施形態では、第２の電極の一部分は、低曲率の電極を形成することができる。好ましい実施形態では、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、ほこり粒子がイオン化電界を通過する時にほこり粒子を荷電する機会を最大にするイオン化電界が発生される容積を最大にするように配置される。
別の代替的な実施形態では、コロナ放電電極及び低曲率の電極の両方は、第１及び第２の電極から遠隔に位置することができる。
【００２８】
第１及び第２の電極は、あらゆる適切な形状のものとすることができ、例えば、これらは、平面とすることができ、電気抵抗フィルタ媒体は、層間に挟むことができる。そのような平面層は、あらゆる適切な形状、例えば、四角形、矩形、円形、又は三角形のものとすることができる。代替的に、第１及び／又は第２の電極は、管状とすることができ、例えば、これらは、電気抵抗フィルタ媒体が電極チューブ間に位置する円筒形とすることができる。好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、同心に位置し、電気抵抗フィルタ媒体は、これらの間に同心に位置する。好ましくは、第２の電極は、第１の電極の内側に同心に位置し、従って、第１の電極よりも小さな直径を有する。特定的な実施形態では、第２の電極の表面又は第２の電極を取り囲むか又は支持する壁は、空気通路を形成することができる。
【００２９】
静電フィルタはまた、第３の電極を更に含むことができる。そのような実施形態では、第２の電極は、第１と第３の電極の間に位置することができる。第３の電極も、あらゆる適切な形状のものとすることができるが、好ましくは、円筒形であり、そのような実施形態では、第２の電極は、好ましくは、第１の電極と第３の電極の間に同心に位置することができる。そのような実施形態では、別の電気抵抗フィルタ媒体が、第２の電極と第３の電極の間に位置することができる。好ましくは、第３の電極は、第２の電極の内側に同心に位置し、従って、第２の電極よりも小さな直径を有する。更に、この配置は、それが非常に小型の構造を考慮するので有利である。この実施形態では、第３の電極の表面又は第３の電極を取り囲むか又は支持する壁は、空気通路を形成することができる。
【００３０】
特定的な実施形態では、第１及び第２の電極、並びに電気抵抗フィルタ媒体は、空気通路を取り囲み、第３の電極は、空気通路の壁を形成し、第２のサイクロン掃除段は、静電フィルタを取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲む。この同心配置は、非常に小型の構造を提供する。この配置はまた、第１のサイクロン掃除段と第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器との両方が、高電圧供給源に接続した静電フィルタとユーザの間に位置するので、電気器具の安全性を増大させる。
【００３１】
ここでもまた、第２の電極及び第３の電極は、好ましくは、電位差が更に別の電気抵抗フィルタ媒体にわたって形成されるように、使用中に各々異なる電圧である。
そのような実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、使用中に同じ電圧とすることができる。第２の電極は、正又は負のいずれかに荷電することができる。理想的には、第２の電極は、負に荷電される。第１の電極及び第３の電極は、第２の電極よりも高いか又は低い電圧のいずれかを有することができる。好ましい実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、第２の電極よりも高い電圧を有することができる。特に好ましい実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、±２ｋＶ又は０ボルトとすることができ、第２の電極は、±２、又は４、又は５、又は６、又は７、又は８、又は９、又は１０から１１、又は１２、又は１３、又は１４、又は１５ｋＶまでとすることができる。最も好ましい実施形態では、第２の電極は、−２又は−４から−１０ｋＶとすることができる。電極は、規則正しく離間させることができ、例えば、第１、第２、及び第３の電極は、１ｍｍ、又は３ｍｍ、又は５ｍｍ、又は７ｍｍから９ｍｍ、又は１０ｍｍ、又は１２ｍｍ、又は１５ｍｍ、又は２０ｍｍ、又は４０ｍｍまで離して配置することができる。
【００３２】
実施形態の全てに関して上述した電極は、あらゆる適切な導電材料から形成することができる。好ましくは、第１及び／又は第２及び／又は第３の電極は、２ミクロン、又は１０ミクロン、又は５０ミクロン、又は０．１ｍｍ、又は０．２５ｍｍ、又は０．５ｍｍ、又は１ｍｍ、又は１．５ｍｍ、又は２ｍｍから２．５ｍｍ、又は３ｍｍ、又は４ｍｍまでの厚みの導電性金属シート、箔、又はコーティングから形成される。追加的に又は代替的に、フィルタ媒体は、電極の１つ又はそれよりも多くで被覆することができる。例えば、フィルタ媒体の１つ又はそれよりも多くの表面は、導電材料で被覆することができる。
【００３３】
フィルタ媒体は、あらゆる適切な材料、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリウレタン、又はあらゆる他の適切なプラスチック材料のものとすることができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、開放セル網状発泡体、例えば、ポリウレタン発泡体である。網状発泡体は、発泡体内のセルウィンドウが取り除かれて完全に開放セル網状組織を作り出す時に形成される。このタイプのフィルタ媒体は、発泡体がその構造を空気流内で保持することができるので特に有利である。ポリウレタン発泡体は、ポリエステル又はポリエーテルのいずれかから導出することができる。
【００３４】
フィルタ媒体の孔隙サイズ／直径、ＰＰＩ、又はタイプは、フィルタ媒体の長さに沿って変更することができる。例えば、孔隙サイズは、下流方向に減少するか又は増加する場合がある。本明細書で用いられる場合、用語「孔隙サイズ」及び「孔隙直径」は、互換性がある。平均孔隙サイズ／直径を測定して１インチ当たりの孔隙数を計算する方法は、具体的な説明に示されている。
孔隙サイズのそのような変化は、単一フィルタ媒体で起こる段階的変化とすることができ、又はフィルタ媒体の複数の区画を一緒にして、その長さにわたって様々な孔隙サイズを有するフィルタ媒体を形成することができる。ＰＰＩはまた、下流方向に減少するか又は増加する場合があり、又は代替的に、それは、別のランダム又は非ランダム方式で変化する場合がある。
【００３５】
フィルタ媒体又はその区画は、０．４、又は０．５、又は１、又は１．５、又は２、又は２．５、又は３、又は３．５から４、又は４．５、又は５、又は５．５、又は６、又は６．５、又は７、又は７．５、又は８、８．５ｍｍまで（又は４００ミクロンから８５００ミクロン）の平均孔隙直径と共に、３、又は５、又は６、又は８、又は１０、又は１５、又は２０、又は２５、又は３０から３５、又は４０、又は４５、又は５０、又は５５、又は６０の１インチ当たりの孔隙数（ＰＰＩ）を有することができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体又はその区画は、１．５ｍｍから５ｍｍまでの平均孔隙直径と共に８から３０までのＰＰＩを有することができる。別の好ましい実施形態では、フィルタ媒体又はその区画は、１．５ｍｍから８ｍｍまでの平均孔隙直径と共に３から３０までのＰＰＩを有することができる。最も好ましくは、ＰＰＩは、３から１０までのＰＰＩとすることができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体の上流部分／区画は、３つのＰＰＩのうちの１つのＰＰＩを有することができ、下流部分／区画は、６つのＰＰＩのうちの１つのＰＰＩを有することができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体の上流部分／区画は、７２００ミクロン（７．２ｍｍ）の平均孔隙直径を有することができ、下流部分／区画は、４５００ミクロン（４．５ｍｍ）の平均孔隙直径を有することができる。
好ましくは、分離装置は、表面処理電気器具、例えば、真空掃除機の一部を形成する。好ましい実施形態では、分離装置は、表面処理電気器具の本体上に取外し可能に装着することができる。
ここで、添付図面を参照して一例として本発明を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による分離装置を組み込むキャニスタ真空掃除機の図である。
【図２】本発明による分離装置を組み込む直立真空掃除機の図である。
【図３ａ】図１及び２に示す分離装置を通る縦方向断面図である。
【図３ｂ】図１及び２に示す分離装置を通る水平断面図である。
【図４】図３に示す静電フィルタを通る概略断面図である。
【図５】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【図６ａ】分離装置の代替的な実施形態を通る縦方向断面図である。
【図６ｂ】図６ａに示す実施形態を通る水平断面図である。
【図７】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【図８】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
同じ参照番号は、本明細書を通して同じ部分を意味する。
図１及び２を参照すると、真空掃除機が示されて全体が参照番号１によって表示されている。
図１では、真空掃除機１は、本体２、掃除する表面を横切る真空掃除機１を操作するための本体２に装着されたホイール４、及び本体２上に取外し可能に装着された分離装置６を含む。ホース８は、分離装置６と連通し、モータ及びファンユニット（図示せず）は、ほこり含有空気をホース８を通じて分離装置６に引き込むための本体２内に収容される。通常、床係合掃除機ヘッド（図示せず）は、ワンドを通じてホース８の遠位端に連結され、掃除する表面にわたって汚れ空気入口１０の操作を容易にする。
使用時には、ホース８を通じて分離装置６に引き込まれたほこり含有空気は、分離装置６のホース８から分離されたほこり粒子を有する。汚れ及びほこりは、分離装置６内に収集され、一方、清浄化された空気は、真空掃除機１から取り出される前に冷却目的のためにモータを越して送られる。
【００３８】
図２に示す直立真空掃除機１は、モータ及びファンユニット（図示せず）が装着され、かつホイール４が装着されて、真空掃除機１が掃除する表面を横切って操作されることを可能にする本体２を有する。掃除機ヘッド１４は、本体２の下端上にピボット回転可能に装着され、汚れ空気入口１０は、掃除する表面に向いている掃除機ヘッド１４の下側に設けられる。分離装置６は、本体２上に取外し可能に設けられ、ダクト系統１６は、汚れ空気入口１０と分離装置６の間に連通を提供する。ワンド及びハンドルアセンブリ１８は、分離装置６の後方の本体２上に解除可能に装着される。
【００３９】
使用時には、モータ及びファンユニットは、ほこり含有空気を汚れ空気入口１０又はワンド１８を通じて真空掃除機１に引き込む。汚れ含有空気は、ダクト系統１６を通じて分離装置６まで運ばれ、同伴ほこり粒子は、空気から分離されて分離装置６に保持される。清浄化空気は、冷却目的のためにモータを横切って通り、次に、真空掃除機１から取り出される。
真空掃除機１の各々の一部を形成する分離装置６は、図３ａ、図３ｂ、図５、図６ａ、図６ｂ、図７、及び図８により詳細に示されている。分離装置６の具体的な全体の形状は、分離装置６を用いるべき真空掃除機１のタイプにより変更することができる。例えば、分離装置６の全体の長さは、分離装置６の直径に対して増加するか又は減少する場合がある。
【００４０】
分離装置６は、分離装置６を通って縦方向に位置する第１のサイクロン掃除段２０、第２のサイクロン掃除段２２、及び静電フィルタ７０を含む。静電フィルタの実施形態は、図４でより詳細に見ることができる。
第１のサイクロン掃除段２０は、実質的にその形状が円筒形である外壁２４と、外壁２４から半径方向内向きに位置して外壁２４から離間した第２の円筒壁３６との間に位置する環状チャンバ３８であることが分る。第１のサイクロン掃除段２０の下端は、ピボット２８により外壁２４にピボット回転可能に取り付けられた基部２６によって閉鎖され、キャッチ３０によって閉鎖位置に保持される。閉鎖位置では、基部２６は、壁２４、３６の下端に対して密封される。キャッチ３０の解除は、基部２６が、第１のサイクロン掃除段２０及び第２のサイクロン掃除段２２を空にするために外壁２４及び第２の円筒壁３６から離れてピボット回転することを可能にする。
【００４１】
この実施形態では、環状チャンバ３８の上部部分は、第１のサイクロン掃除段２２の円筒サイクロン３２を形成し、下側部分は、ほこり収集容器３４を形成する。第２のサイクロン掃除段２２は、平行に配置された２次サイクロン５２及び第２のほこり収集容器６４を含む。
ほこり含有空気入口４０は、第１の段のサイクロン２０の外壁２４に設けられる。ほこり含有空気入口４０は、流入ほこり含有空気が、環状チャンバ３８の周囲の螺旋経路に従わざるを得ないことを保証するために外壁２４に対して接線方向に配置される。第１のサイクロン掃除段２０からの流体出口は、シュラウド４２の形態で設けられる。シュラウド４２は、多数の穿孔４６が形成される円筒壁４４を含む。第１のサイクロン掃除段２０からの流体出口のみが、シュラウド４２の穿孔４６によって形成される。
【００４２】
通路４８は、シュラウド４２の下流に形成される。通路４８は、第２のサイクロン掃除段２２と連通する。通路４８は、２次サイクロン５０の入口５２をもたらす環状チャンバの形態にすることができ、又は各々が別々の２次サイクロン５０をもたらす複数の別個の空気通路の形態にすることができる。
第３の円筒壁５４は、基部２６の方向に２次サイクロン５０の各々の上面を形成する渦ファインダプレート５６から下向きに延びている。第３の円筒壁５４は、第２の円筒壁３６の半径方向内向きに位置し、これらの間に第２の環状チャンバ５８を形成するためにそれから離間している。
【００４３】
基部２６が閉鎖位置にある時に、第３の円筒壁５４は、図５及び６ａに示すように基部２６に至るまで到達し、これに対して密封することができる。代替的に、図３ａ及び７に示すように、第３の円筒壁５４は、基部２６の寸前で止まることができ、かつ静電フィルタ底板６０によって密封することができる。
２次サイクロン５０は、実質的に又は全体的に第１のサイクロン掃除段２０の上方に円形に配置される。２次サイクロン５０の一部分は、第１のサイクロン掃除段２０の上部に突出することができる。２次サイクロン５０は、第１のサイクロン掃除段２０の軸に中心が置かれた輪になって配置される。各２次サイクロン５０は、第１のサイクロン掃除段２０の軸の下向きに及びこれの方向に傾斜している軸を有する。
【００４４】
各２次サイクロン５０は、その形状が円錐台状であり、第２の環状チャンバ５８の上部に開放する円錐開口部６２を含む。使用時には、２次サイクロン５０によって分離されたほこりは、円錐開口部６２を通って出ることになり、第２の環状チャンバ５８に収集されることになる。第２の環状チャンバ５８は、従って、２次サイクロン掃除段２２のほこり収集容器６４を形成する。渦ファインダ６６は、各２次サイクロン５０の上端に設けられる。渦ファインダ６６は、渦ファインダプレート５６の一体化部分とすることができ、又はこれらは、渦ファインダプレート５６を通過することができる。図示の実施形態の全てにおいて、渦ファインダは、静電フィルタ７０と流体的に接続する。
【００４５】
図３ａ、５、７、及び８に示す実施形態では、渦ファインダ６６は、渦フィンガ６８内に通じており、これは、図３ａ、５、及び８では、静電フィルタ７０の下端に通じる空気通路７４と連通し、かつ図７では、直接静電フィルタ７０の上端と直接に連通している。しかし、渦ファインダ６６は、次に、空気通路又は直接に静電フィルタ７０と連通するプレナム又はマニホルド９８と連通することができる。図６ａでは、渦ファインダ６６は、直接に静電フィルタ７０の上端と連通するプレナム９８と連通することが分る。
【００４６】
図３ａ及び３ｂでは、空気通路７４は、分離装置６の中心の縦方向下方に配置される。静電フィルタ７０は、空気通路７４が、静電フィルタ７０によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、空気通路７４の周囲に配置される。静電フィルタ７０の上端は、排出マニホルド９４を通じて分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。排出マニホルド９４は、少なくとも部分的に渦フィンガ６８を囲み、第１が排出マニホルド９４自体であって第２が渦フィンガ６８である２つの流体的に別個の空気通路を収容する排出マニホルドを形成する。
【００４７】
図５では、空気通路７４は、その形状が環状であり、少なくとも部分的に静電フィルタ７０によって取り囲まれることが分る。空気通路７４は、流体通路又は個々の流体通路を静電フィルタ７０の下端に設けるように配置される。排出通路１００は、静電フィルタ７０の上端と分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６の間に流体通路を提供する。排出通路１００は、分離装置６の中心の縦方向下方に配置される。空気通路７４は、排出通路１００が空気通路７４によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、排出通路１００の周囲に配置される。
図６ａでは、プレナム９８は、渦ファインダ６６及び静電フィルタ７０を流体的に接続することが分る。静電フィルタ７０の下端は、分離装置６の下端に位置する分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。この実施形態では、空気通路又は排出通路はない。
【００４８】
図７では、渦フィンガ６８は、直接に静電フィルタ７０に通じることが分る。環状排出通路１００は、静電フィルタ７０が、分離装置６の中心の縦方向下方に配置され、環状排出通路１００によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、静電フィルタ７０の周囲に配置される。環状排出通路１００の上端は、分離装置６の上端に位置する排出マニホルド９４を通じて分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。更に、排出マニホルド９４は、少なくとも部分的に渦フィンガ６８を囲み、第１が排出マニホルド９４自体であって第２が渦フィンガ６８である２つの流体的に別個の空気通路を収容する排出マニホルド９４を形成する。
図８では、空気通路７４は、その形状が環状であり、静電フィルタ７０を取り囲むことが分る。空気通路７４は、次に、第２のサイクロン掃除段２２によって取り囲まれる。第２のサイクロン掃除段２２はまた、少なくとも部分的に第１のサイクロン掃除段２０によって取り囲まれる。空気通路７４は、２次サイクロン５０から静電フィルタ７０の下端までの流体通路をもたらすように配置される。
【００４９】
上述の実施形態の全てにおいて、静電フィルタ７０は、２次サイクロン５０及びほこり収集容器６４の少なくとも一部分が静電フィルタ７０を取り囲むように分離装置６の縦方向下方に配置される。２次サイクロン５０が、静電フィルタ７０の上部を囲み、ほこり収集容器６４が、静電フィルタ７０の下側部分を取り囲むことが分る。静電フィルタ７０が、渦ファインダプレート５６から基部２６の近くまで延びることも見ることができる。
【００５０】
図３ａ、３ｂ、４、及び５に示す実施形態では、静電フィルタ７０は、中心に配置された円筒形の第１、第２、及び第３の電極７６、７８、８０を含む。フィルタ媒体８２は、第１及び第２の電極７６、７８と第２及び第３の電極７８、８０との両方の間に位置する。
静電フィルタ７０はまた、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の２つの電極の形態のコロナ放電手段を含む。静電フィルタ７０は、しかし、コロナ放電手段なしに機能すると考えられる。
【００５１】
低曲率８６の第１の電極は、フィルタ媒体８２の下面８８より下の第１の電極７６の延長部であり、低曲率８６の第２の電極は、フィルタ媒体８２の下面８８より下の第３の電極８０の延長部である。
コロナ放電電極８４は、フィルタ媒体８２の下面８８より下に延びる第２の電極７８の鋸歯状下縁９０の形態である。低曲率８６の電極は、コロナ放電電極８４の鋸歯状下縁９０の上流及び下流の両方に突出することを見ることができる。
【００５２】
第１及び第３の電極７６、８０は、０ボルトであり、第２の電極７８は、−２又は−４から−１０ｋＶである。電極７６、７８、８０は、高電圧電源に接続される。高電圧電源は、好ましくは、排出マニホルド９４に位置するＰＣＢ９３によって発生する。
電極７６、７８、８０は、あらゆる適切な導電材料、例えば、アルミニウムから形成することができる。
【００５３】
図６ａ及び６ｂに示す実施形態では、静電フィルタ７０は、平行に配置された複数の第１及び第２の平板電極７６、７８を含む。フィルタ媒体８２は、各隣接する第１及び第２の電極７６、７８の間に位置し、層状静電フィルタ７０を形成する。静電フィルタ７０は、断面をあらゆる形状とすることができるが、好ましくは、円筒形である。第１及び第２の電極７６、７８は、静電フィルタ７０の外面を形成する管状通路を提供する第３の円筒壁５４の内側に配置される。第１及び第２の電極７６、７８は、縦方向に配置され、縦方向に静電フィルタ７０を通過する複数の平行空気通路を提供する。
【００５４】
静電フィルタ７０はまた、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極の形態のコロナ放電手段を含む。静電フィルタ７０は、しかし、コロナ放電手段なしに機能すると考えられる。低曲率８６の各電極は、フィルタ媒体８２の上面１０２の上方の第１の電極７６の延長部である。コロナ放電電極８４は、フィルタ媒体８２の上面１０２の上方に延びる第２の電極７８の鋸歯状上縁９１の形態である。低曲率８６の電極は、コロナ放電電極８４の鋸歯状上縁９１の上流及び下流の両方に突出することを見ることができる。
第１の電極７６は、−２又は０ボルトであり、第２の電極７８は、±２又は４から±１０ｋＶである。電極７６、７８は、高電圧電源に接続される。
【００５５】
図７では、上述の静電フィルタ７０は、代替のタイプの静電フィルタ７０で置換されていることを見ることができる。この実施形態では、静電フィルタ７０は、摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体静電フィルタ７０とすることができる。
静電フィルタ７０は、勿論、図３ａ、３ｂ、４、５、６ａ、及び６ｂに関して上述したように静電フィルタ７０によって置換することができる。同様に、図３ａ、３ｂ、４、５、６ａ、及び６ｂに説明した静電フィルタ７０は、異なるタイプの静電フィルタ７０、例えば、摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体フィルタで置換することができる。
【００５６】
図８に示す実施形態では、静電フィルタ７０の詳細は、示されていない。この実施形態における静電フィルタは、前の実施形態のいずれでも図示して説明することができると考えられ、例えば、静電フィルタ７０は、例えば、図３ａに示すような円筒電極を有することができ、又はそれは、例えば、図６ａに示すような平板電極を有することができる。代替的に、静電フィルタ７０は、図７に示すように摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体静電フィルタ７０とすることができる。
【００５７】
上述の実施形態の使用中に、ほこり含有空気は、ほこり含有空気入口４０を通じて分離装置６に入り、入口４０の接線方向配置のために、ほこり含有空気は、外壁２４の周囲の螺旋経路に従って進む。より大きな汚れ及びほこり粒子は、環状チャンバ３８におけるサイクロン作用によって堆積され、ほこり収集容器３４に収集される。部分清浄化されたほこり含有空気は、シュラウド４２の穿孔４６を通じて環状チャンバ３８を出て通路４８に入る。部分清浄化ほこり含有空気は、次に、２次サイクロン５０の接線方向入口５２に貫流する。サイクロン分離は、依然として空気流内に同伴されたほこり粒子の一部の分離が起こるように、２次サイクロン５０の内側に設定される。２次サイクロン５０の空気流から分離されたほこり粒子は、２次サイクロン掃除段２２のほこり収集容器６４の少なくとも一部を形成する２次環状チャンバ５８に堆積される。別の清浄化ほこり含有空気は、次に、渦ファインダ６６を通じて２次サイクロン５０を出る。別の清浄化ほこり含有空気は、次に、静電フィルタ７０に貫流する。
【００５８】
図３ａ及び３ｂに示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の下端の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って上向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、渦ファインダプレート５６の開口９２を通じて静電フィルタ７０の上部を離れ、排出マニホルド９４に入る。清浄化空気は、次に、出口ポート９６を通じて分離装置６から排出される。
【００５９】
図５に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の底端部の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って上向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の上部を離れ、空気を分離装置６の中心を通って分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６に対して下に向ける排出通路１００に入る。
【００６０】
図６ａ及び６ｂに示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、渦ファインダ６６から流れ出て、プレナム９８に入る。空気は、プレナム９８を通過し、静電フィルタ７０の上部に入る。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って下向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の下端を離れ、分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６を通じて分離装置６から排出される。
【００６１】
図７に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び静電フィルタ７０に流れていく。別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０を通って下向きに移動する。清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の下端を離れ、排出通路１００に移動し、分離装置６の上端上に位置する出口ポート９６を通じて分離装置６を出る。
【００６２】
図８に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の底端部の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、静電フィルタ７０を通って上向きに移動する。清浄化空気は、次に、分離装置６の上端上に位置する出口ポート９６を通じて静電フィルタ７０の上端を離れる。
【００６３】
分離装置６は、サイクロン分離の２つの別個の段及び静電濾過の別個の段を含むことはこの説明から認められるであろう。第１のサイクロン掃除段２０は、単一円筒サイクロン３２を含む。その外壁２４の相対的に大きな直径は、汚れ及びデブリの比較的大きな粒子が、汚れ及びほこりに印加された遠心力が比較的小さいので空気から分離されることになることを意味する。一部の細かいほこりも同様に分離されることになる。より大きなデブリの大部分は、確実にほこり収集容器３４に堆積されることになる。
【００６４】
１２個の２次サイクロン５０があり、これらの各々は、円筒サイクロン３２よりも小さな直径を有し、従って、円筒サイクロン３２よりも細かい汚れ及びほこり粒子を分離することができる。これらはまた、既に円筒サイクロン３２によって清浄化されている空気によってチャレンジされるという付加的な利点を有し、従って、同伴ほこり粒子の量及び平均サイズは、そうでなかった場合よりも小さい。２次サイクロン５０の分離効率は、円筒サイクロン３２のそれよりもかなり高いが、一部の小さな粒子は、依然として２次サイクロン５０を通って静電フィルタ７０まで移動する。
【００６５】
上述の実施形態の全てにおいて、フィルタ媒体８２は、あらゆる適切な材料、例えば、ポリエステルから導出された開放セル網状ポリウレタン発泡体から形成することができる。
フィルタ媒体８２は、３から１２のＰＰＩ、好ましくは、８から１０のＰＰＩ、及び最も好ましくは、３から６のＰＰＩの範囲のＰＰＩを有する。図３ａに示すフィルタ媒体８２の孔隙サイズ及びＰＰＩは、それが、異なる孔隙サイズ及びＰＰＩを有する２つの断面の各々から形成されるので、その長さに沿って変化する。図３ａに示す実施形態では、上流部分は、３又は８のＰＰＩを有し、下流部分は、６又は１０のＰＰＩを有する。
【００６６】
孔隙サイズ／直径は、以下の方法を用いて測定することができる。
１）孔隙一貫性を保証する発泡体構造の顕微鏡写真を水平断面を通して取るべきである。
２）５つの個々の孔隙を選択すべきである。
３）各孔隙直径は、１００ミクロンよりも小さくない精度で測定すべきであり、平均は、５つの孔隙にわたって取るべきである。
４）この平均孔隙サイズ（孔隙直径）は、ミクロン又はミリメートルで測定される。
１インチ当たりの孔隙数は、２５４００（１インチ＝２５４００ミクロン）をミクロンの孔隙直径で割って計算される。
図示の実施形態の全てにおいて、電極の全ては無孔性であることが好ましい。しかし、第１及び第２の電極が無孔性である限り、存在するいずれの他の電極も、必要に応じて多孔性とすることができることが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 真空掃除機
２ 本体
４ ホイール
６ 分離装置
１０ 汚れ空気入口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流れから粒子を分離するための分離装置に関する。特に、以下に限定するものではないが、本発明は、ほこり含有空気流からほこり粒子を除去するためにそのような分離装置を有する真空掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
メッシュフィルタ及びフォームフィルタのような機械的フィルタ、サイクロン分離器、及び静電分離器を用いて流体流れから汚れ及びほこり粒子のような粒子を分離することは公知である。
公知の分離装置は、真空掃除機に用いるもの、例えば、サイクロン分離装置を含む。そのようなサイクロン分離装置は、比較的大きな粒子を分離するための低効率サイクロンと、空気流内に同伴されたままの微粒子を分離するために低効率サイクロンの下流に位置する高効率サイクロンとを含むことは公知である（例えば、ＥＰ第０、０４２、７２３号Ｂ参照）。
【０００３】
公知の静電フィルタは、摩擦静電フィルタ及びエレクトレット媒体フィルタを含む。そのようなフィルタの例は、ＥＰ第０８１５７８８号、ＵＳ第７１７９３１４号、及びＵＳ第６４８２２５２号に説明されている。
そのような静電フィルタは、生産するのに比較的廉価であるが、それらの電荷が時間と共に消散してそれらの静電特性の低減をもたらすという欠点を抱えている。これは、次に、静電フィルタが収集することができるほこりの量を低減し、これは、静電フィルタ自体及びあらゆる更に下流のフィルタの両方の寿命を短縮する場合がある。
【０００４】
公知の静電フィルタはまた、空気流のほこり粒子が何らかの方法で荷電され、次に、収集のために荷電集電極の上又は周囲を通されるようなフィルタを含む。そのような静電フィルタの例は、特開２００７−２９６３０５号公報に説明されており、そこでは、空気流のほこり粒子は、これらが「コロナ放電」ワイヤを通過する時に荷電され、次に、コロナ放電ワイヤの下流に位置する導電性フィルタ媒体上に捕捉される。この配置による欠点は、これらが、比較的非効率的であり、比較的高価な材料から作られ、集電極が、収集されたほこりが付かないように一定の保守を必要とする点である。集電極がほこりの層で被覆された状態では、これらは、効率がはるかに低下する。
【０００５】
静電フィルタの別の例は、ＧＢ第２４１８１６３号に示されており、そこでは、空気流のほこり粒子は、これらがサイクロンの内側に位置するコロナ放電ワイヤを通過する時に荷電される。荷電ほこり粒子は、次に、導電性塗料で被覆したサイクロンの壁上に捕捉される。この配置は、小型であるが、これは、ほこりがサイクロンの内側に集まるという欠点を抱えている。これは、サイクロンの壁からほこりを除去する一定の困難な保守を必要とするだけでなく、サイクロンの内側に捕捉されたあらゆるほこりは、サイクロン空気流に干渉してサイクロン自体の分離効率を低下させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ第０、０４２、７２３Ｂ号
【特許文献２】ＥＰ第０８１５７８８号
【特許文献３】ＵＳ第７１７９３１４号
【特許文献４】ＵＳ第６４８２２５２号
【特許文献５】特開２００７−２９６３０５号公報
【特許文献６】ＧＢ第２４１８１６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
真空掃除機用途では、特に、家庭用真空掃除機用途では、その電気器具が、性能を損なうことなくできるだけ小型に作られることが望ましい。また、ほこり分離効率が、適切なフィルタ寿命を維持しながらできるだけ高いことも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明は、少なくとも１つのサイクロンと静電フィルタとを含む分離装置を提供し、静電フィルタは、空気通路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成される。
好ましい実施形態では、本発明は、少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と静電フィルタとを含む分離装置を提供し、静電フィルタは、空気通路を通じて少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、空気通路の少なくとも一部分は、分離装置を通って縦方向に形成され、第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同心に配置される。
【０００９】
本発明の配置は、サイクロン式ほこり分離及び静電ほこり分離の組合せを用いて達成可能であることが見出されている高分離効率及び長いフィルタ寿命を利用する。分離装置を通って縦方向に位置する空気通路を有する配置は、例えば、家庭用真空掃除機用途では非常に有用であると考えられる小型の構造をもたらすことが見出されている。更に、同心に配置された第１のサイクロン段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路を有する配置は、小型の構造をもたらすことが見出されている。更に、ほこり粒子が、使用中に空気通路を通過すると、これらは、空気通路の壁との摩擦により荷電される。ほこり粒子のこの予備荷電も、静電フィルタのほこり収集効率を改良するのに役立つと考えられる。
【００１０】
好ましい実施形態では、空気通路の全て又は実質的に全ては、分離装置を通って縦方向に形成することができる。好ましい実施形態では、静電フィルタは、分離装置を通って縦方向に位置することができる。
最も好ましくは、空気通路は、第１のサイクロン掃除段と静電フィルタの間に同心に位置することができる。空気通路は、環状とすることができる。
代替的な実施形態では、静電フィルタは、第１のサイクロン掃除段と空気通路の間に同心に位置することができる。特定的な実施形態では、空気通路は、分離装置の中心軸の周りに配置することができる。空気通路は、あらゆる適切な形状のものとすることができる。特定的な実施形態では、空気通路は、管状、例えば、円筒形とすることができるが、それは、断面が適切なあらゆる形状のものとすることができる。
【００１１】
空気通路、第１のサイクロン掃除段、及び／又は静電フィルタの間に同心に位置する付加的な構成要素が存在する場合がある。
好ましい実施形態では、空気通路は、第１のサイクロン掃除段又はその一部分、例えば、少なくとも１つのサイクロンが空気流通路を取り囲むように、分離装置を通って縦方向に形成することができる。そのような実施形態では、少なくとも１つのサイクロン又はその一部分は、環状とすることができる。
【００１２】
静電フィルタは、少なくとも１つのサイクロンの上流又は下流のいずれかに位置することができる。好ましい実施形態では、静電フィルタは、少なくとも１つのサイクロンの下流に位置することができる。
好ましくは、少なくとも１つのサイクロンの少なくとも一部分は、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置される。特定的な実施形態では、静電フィルタの少なくとも一部分は、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置される。好ましい実施形態では、空気通路は、静電フィルタの表面から形成される。特定的な実施形態では、静電フィルタは、その形状を環状とすることができる。
【００１３】
理想的には、少なくとも１つのサイクロン又は第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、静電フィルタ、及び空気通路は、同じ縦軸線の周りに同心に配置される。
理想的には、第１のサイクロン掃除段は、単一円筒サイクロン及びほこり収集容器を含む。ほこり収集容器は、円筒サイクロン自体の下側区画から形成することができ、又はそれは、円筒サイクロンの基部に取外し可能に取り付けられた別のほこり収集容器の形態にすることができる。
【００１４】
分離装置はまた、第２のサイクロン掃除段を更に含むことができる。第２のサイクロン掃除段は、平行に配置された複数の２次サイクロンを含むことができる。好ましくは、２次サイクロンより下に配置されたほこり収集容器を更に含むことができる。
好ましい実施形態では、空気通路は、第１及び／又は第２のサイクロン掃除段から分離されているが、これらと流体連通している。本明細書で用いられる場合、用語「から分離した」は、空気通路が、第１のサイクロン掃除段又は第２のサイクロン掃除段内に物理的に位置しておらず、すなわち、空気通路の壁は、使用中にサイクロン掃除段の内側に設定されたサイクロン空気流を受けないという意味を取るものとする。
【００１５】
静電フィルタは、第１のサイクロン掃除段の上流、第１及び第２のサイクロン掃除段の間、又は第２のサイクロン掃除段の下流に位置することができる。特に好ましい実施形態では、静電フィルタは、第２のサイクロン掃除段の下流に位置することができる。この実施形態では、静電フィルタは、空気通路を通じて第２のサイクロン掃除段と流体連通することができる。
この配置は、静電フィルタが、小さなほこり粒子、例えば、１ミクロンよりも小さなほこり粒子にチャレンジされる時により効率的であることが見出されているので特に有利である。静電フィルタを第２のサイクロン掃除段の下流に置くことは、従って、静電フィルタにとって第１及び第２のサイクロン掃除段をかろうじて通過する非常に小さな粒子にチャレンジされるに過ぎないことを保証する。更に、ほこり粒子が、使用中に第１及び第２のサイクロン掃除段を通過すると、これらは、サイクロン掃除段の壁との摩擦により荷電される。ほこり粒子のこの予備荷電はまた、静電フィルタのほこり収集効率を改良するのに役立つ。
【００１６】
特定的な実施形態では、第２のサイクロン掃除段の２次サイクロンは、第１のサイクロン掃除段の上方、好ましくは、第１のサイクロン掃除段の中心軸の周りにリング構成に配置される。理想的には、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、２次サイクロンより下に配置される。第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、その形状を環状とすることができる。
好ましい実施形態では、第１のサイクロン掃除段は、少なくとも部分的に及び好ましくは全体的に第２のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、例えば、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲むように配置することができる。言い換えると、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、第１のサイクロン掃除段の内側に同心に位置する。この配置は、それが小型の構造をもたらすので有利であると考えられる。好ましい実施形態では、第２のサイクロン掃除段の一部分又は全体は、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置することができ、それは、次に、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置することができる。そのような実施形態では、第１のサイクロン掃除段、第２のサイクロン掃除段、静電フィルタ、及び空気通路は、第１のサイクロン掃除段及び静電フィルタの間に同心に位置する第２のサイクロン掃除段と、第２のサイクロン掃除段及び空気通路の間に同心に位置する静電フィルタとの少なくとも一部分と全て同心に配置される。
【００１７】
特定的な実施形態では、静電フィルタは、空気通路を取り囲み、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器は、静電フィルタの下側部分を取り囲み、２次サイクロンは、静電フィルタの上側部分を取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲む。
代替的な実施形態では、第２のサイクロン掃除段の一部分又は全体は、少なくとも部分的に空気通路を取り囲むように配置することができ、それは、次に、少なくとも部分的に静電フィルタを取り囲むように配置することができる。そのような実施形態では、空気通路は、第２のサイクロン掃除段と静電フィルタの間に同心に位置する。第２のサイクロン掃除段又はその一部分は、次に、第１のサイクロン掃除段及び空気通路の間に同心に位置する。好ましくは、静電フィルタは、空気通路によって取り囲むことができ、空気通路は、ほこり収集容器及び／又は第２のサイクロン掃除段の２次サイクロンによって取り囲むことができる。最も好ましい実施形態では、空気通路は、静電フィルタを取り囲み、第２のサイクロン掃除段は、空気通路を取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段の少なくとも一部分を取り囲む。
【００１８】
特定的な実施形態では、空気通路は、第２のサイクロン掃除段の上縁から分離装置の基部及び／又は静電フィルタの基部又はその近くまで延びることができる。好ましくは、空気通路は、第２のサイクロン掃除段の上縁と基部の間の距離の４０、又は４５、又は５０、又は５５、又は６０、又は６５、から７０、又は７５、から８０、又は８５、又は９０、又は９５、又は１００パーセントまで延びることができる。代替的に又は追加的に、空気通路は、分離装置の長さの５０、又は５５、又は６０、から６５、又は７０又は、７５、から８０、又は８５、又は９０、又は９５、又は１００パーセントまで延びることができる。
【００１９】
静電フィルタは、あらゆるタイプの静電フィルタ、例えば、摩擦又はエレクトレット媒体フィルタとすることができるが、好ましくは、それは、第１及び第２の電極の間に位置するフィルタ媒体を含み、電極の各々は、電位差がフィルタ媒体にわたって形成されるように使用中に異なる電圧である。第１及び第２の電極は、好ましくは、使用時に空気がフィルタ媒体を貫流するように、フィルタ媒体が位置する空気通路の少なくとも一部分を形成する。
好ましい実施形態では、電極は、無孔性とすることができる。好ましくは、フィルタ媒体は、ある一定の長さを有し、第１及び第２の電極は、フィルタ媒体の長さに沿って無孔である。最も好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、これらの全長に沿って無孔である。
【００２０】
本明細書で用いられる場合、用語「無孔性」は、第１及び第２の電極が穿孔、開口、又は間隙なしに連続中実表面を有するという意味を取るものとする。好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、使用中に、空気流がフィルタ媒体を通って電極の長さに沿って移動するように無孔性である。理想的には、空気流は、第１又は第２の電極を通過しない。
空気が使用中に電極を貫流する必要がないそのような配置は、それが、静電フィルタにわたる圧力低下を低減することができるので有利であると考えられる。更に、電極は、無孔性であるので、これらは、電極が多孔性であったとした場合よりも大きな表面積を有する。これは、静電フィルタの全体の性能を改良することができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、電気抵抗フィルタ媒体とすることができる。本明細書で用いられる場合、用語「電気抵抗フィルタ媒体」は、フィルタ媒体が２２℃で１ｘ１０7から１ｘ１０13オームメートルの抵抗性を有するという意味を取るものとする。最も好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、２２℃で２ｘ１０9から２ｘ１０11オームメートルの抵抗性を有することができる。フィルタ媒体の電気抵抗は、フィルタ媒体の長さに沿って変化する場合がある。特定的な実施形態では、電気抵抗は、下流方向に低下すると考えられる。
【００２２】
静電フィルタは、フィルタ媒体にわたって形成された電位差を用いて、集電極上ではなくてフィルタ媒体自体にほこりを収集する。この配置は、清浄化する集電極がないので、以前の静電フィルタにも勝って有利である。これは、フィルタ媒体のほこり保持機能により保守の必要性を低減し、フィルタの寿命を増大させることができる。
この電位差は、電気抵抗フィルタ媒体が負荷をもたらし、従って、僅かな電流のみがそれを貫流するので起こる。しかし、この電界は、電気抵抗フィルタ媒体の繊維におけるあらゆる正及び負電荷の分布を乱すことになり、それらをそのそれぞれの電極と整列させる。この工程は、フィルタを貫流する空気流のほこり粒子が、フィルタ媒体のそれぞれの正及び負端部に引き付けられることになるので、ほこりをフィルタ媒体の繊維に結合させるか又はこの上に定着させる。これは、ほこり粒子を荷電電極上に捕捉する必要なく、ほこり粒子をフィルタ媒体自体に捕捉させるのに役立つと考えられる。
【００２３】
静電フィルタはまた、少なくとも１つのコロナ放電手段を更に含むことができ、フィルタ媒体は、コロナ放電手段の下流に配置される。コロナ放電手段を加えることで、有利な態様では、静電フィルタの効率を増大させることができる。この理由は、コロナ放電手段が、空気流のあらゆるほこり粒子をこれらがフィルタ媒体を通過する前に荷電するのに役立ち、従って、フィルタ媒体に対するほこり粒子吸引力を増大させるのを助けるからである。
【００２４】
好ましい実施形態では、コロナ放電手段は、高曲率の少なくとも１つのコロナ放電電極と、低曲率の少なくとも１つの電極とを含むことができる。この配置は、それが、空気流のあらゆるほこり粒子を荷電するための大きなイオン源を発生させることができるので有利と考えられる。これらの荷電ほこり粒子は、次に、使用中にフィルタ媒体にわたる電位差を有するフィルタ媒体によって濾過して取り除かれる可能性が高い。
【００２５】
低曲率の電極は、平面又は曲面とすることができる。コロナ放電電極は、それが、低曲率の電極よりも高い曲率のものである限りあらゆる適切な形態にすることができる。言い換えると、コロナ放電電極は、好ましくは、その表面における電界が低曲率の電極の表面における電界よりも大きくなるようにする形状のものである。適切な配置の例は、コロナ放電電極が、１つ又はそれよりも多くのワイヤ、ポイント、針、又は鋸歯である場合であると考えられ、低曲率の電極は、これらを取り囲むチューブである。代替的に、低曲率の電極は、平板にすることができる。
特定的な実施形態では、コロナ放電電極は、第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。好ましい実施形態では、コロナ放電電極は、第１又は第２の電極の下縁又は上縁から又はこの上に形成された１つ又はそれよりも多くのポイントの形態である。理想的には、第２の電極の下縁又は上縁は、鋸歯状にされてコロナ放電電極を形成する。
【００２６】
低曲率の電極も、第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。特定的な実施形態では、第２の電極の上側又は下縁は、鋸歯状にされてコロナ放電電極を形成し、第１の電極の対応する上側又は下側部分は、低曲率の電極を形成する。低曲率の電極及び／又はコロナ放電電極の位置は、静電フィルタの配向及び空気が使用中にそれに入る方向に依存する。例えば、静電フィルタが空気が上端から入るように配置される場合、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、好ましくは、第１及び第２の電極の上側部分上に位置する。代替的に、静電フィルタが空気が下端から入るように配置される場合、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、好ましくは、第１及び第２の電極の下側部分上に位置する。
この配置は、コロナ放電電極又は低曲率の電極を形成する別々の構成要素の要件がないので有利である。
【００２７】
好ましい実施形態では、低曲率の電極は、コロナ放電電極の下面から上流側及び下流側の両方に突出する。これは、イオン化電界が発生する容積を最大にし、従って、ほこり粒子がイオン化電界を通過する時にほこり粒子を荷電するための機会を最大にするのに役立つと考えられる。
代替的な実施形態では、コロナ放電電極は、第１及び第２の電極から取り除くことができる。そのような実施形態では、コロナ放電電極は、１つ又はそれよりも多くのワイヤ、針、ポイント、又は鋸歯の形態にすることができる。そのような実施形態では、低曲率の電極は、依然として第１又は第２の電極の一部分から形成することができる。特定的な実施形態では、第２の電極の一部分は、低曲率の電極を形成することができる。好ましい実施形態では、低曲率の電極及びコロナ放電電極は、ほこり粒子がイオン化電界を通過する時にほこり粒子を荷電する機会を最大にするイオン化電界が発生される容積を最大にするように配置される。
別の代替的な実施形態では、コロナ放電電極及び低曲率の電極の両方は、第１及び第２の電極から遠隔に位置することができる。
【００２８】
第１及び第２の電極は、あらゆる適切な形状のものとすることができ、例えば、これらは、平面とすることができ、電気抵抗フィルタ媒体は、層間に挟むことができる。そのような平面層は、あらゆる適切な形状、例えば、四角形、矩形、円形、又は三角形のものとすることができる。代替的に、第１及び／又は第２の電極は、管状とすることができ、例えば、これらは、電気抵抗フィルタ媒体が電極チューブ間に位置する円筒形とすることができる。好ましい実施形態では、第１及び第２の電極は、同心に位置し、電気抵抗フィルタ媒体は、これらの間に同心に位置する。好ましくは、第２の電極は、第１の電極の内側に同心に位置し、従って、第１の電極よりも小さな直径を有する。特定的な実施形態では、第２の電極の表面又は第２の電極を取り囲むか又は支持する壁は、空気通路を形成することができる。
【００２９】
静電フィルタはまた、第３の電極を更に含むことができる。そのような実施形態では、第２の電極は、第１と第３の電極の間に位置することができる。第３の電極も、あらゆる適切な形状のものとすることができるが、好ましくは、円筒形であり、そのような実施形態では、第２の電極は、好ましくは、第１の電極と第３の電極の間に同心に位置することができる。そのような実施形態では、別の電気抵抗フィルタ媒体が、第２の電極と第３の電極の間に位置することができる。好ましくは、第３の電極は、第２の電極の内側に同心に位置し、従って、第２の電極よりも小さな直径を有する。更に、この配置は、それが非常に小型の構造を考慮するので有利である。この実施形態では、第３の電極の表面又は第３の電極を取り囲むか又は支持する壁は、空気通路を形成することができる。
【００３０】
特定的な実施形態では、第１及び第２の電極、並びに電気抵抗フィルタ媒体は、空気通路を取り囲み、第３の電極は、空気通路の壁を形成し、第２のサイクロン掃除段は、静電フィルタを取り囲み、第１のサイクロン掃除段は、第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を取り囲む。この同心配置は、非常に小型の構造を提供する。この配置はまた、第１のサイクロン掃除段と第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器との両方が、高電圧供給源に接続した静電フィルタとユーザの間に位置するので、電気器具の安全性を増大させる。
【００３１】
ここでもまた、第２の電極及び第３の電極は、好ましくは、電位差が更に別の電気抵抗フィルタ媒体にわたって形成されるように、使用中に各々異なる電圧である。
そのような実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、使用中に同じ電圧とすることができる。第２の電極は、正又は負のいずれかに荷電することができる。理想的には、第２の電極は、負に荷電される。第１の電極及び第３の電極は、第２の電極よりも高いか又は低い電圧のいずれかを有することができる。好ましい実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、第２の電極よりも高い電圧を有することができる。特に好ましい実施形態では、第１の電極及び第３の電極は、±２ｋＶ又は０ボルトとすることができ、第２の電極は、±２、又は４、又は５、又は６、又は７、又は８、又は９、又は１０から１１、又は１２、又は１３、又は１４、又は１５ｋＶまでとすることができる。最も好ましい実施形態では、第２の電極は、−２又は−４から−１０ｋＶとすることができる。電極は、規則正しく離間させることができ、例えば、第１、第２、及び第３の電極は、１ｍｍ、又は３ｍｍ、又は５ｍｍ、又は７ｍｍから９ｍｍ、又は１０ｍｍ、又は１２ｍｍ、又は１５ｍｍ、又は２０ｍｍ、又は４０ｍｍまで離して配置することができる。
【００３２】
実施形態の全てに関して上述した電極は、あらゆる適切な導電材料から形成することができる。好ましくは、第１及び／又は第２及び／又は第３の電極は、２ミクロン、又は１０ミクロン、又は５０ミクロン、又は０．１ｍｍ、又は０．２５ｍｍ、又は０．５ｍｍ、又は１ｍｍ、又は１．５ｍｍ、又は２ｍｍから２．５ｍｍ、又は３ｍｍ、又は４ｍｍまでの厚みの導電性金属シート、箔、又はコーティングから形成される。追加的に又は代替的に、フィルタ媒体は、電極の１つ又はそれよりも多くで被覆することができる。例えば、フィルタ媒体の１つ又はそれよりも多くの表面は、導電材料で被覆することができる。
【００３３】
フィルタ媒体は、あらゆる適切な材料、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリウレタン、又はあらゆる他の適切なプラスチック材料のものとすることができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体は、開放セル網状発泡体、例えば、ポリウレタン発泡体である。網状発泡体は、発泡体内のセルウィンドウが取り除かれて完全に開放セル網状組織を作り出す時に形成される。このタイプのフィルタ媒体は、発泡体がその構造を空気流内で保持することができるので特に有利である。ポリウレタン発泡体は、ポリエステル又はポリエーテルのいずれかから導出することができる。
【００３４】
フィルタ媒体の孔隙サイズ／直径、ＰＰＩ、又はタイプは、フィルタ媒体の長さに沿って変更することができる。例えば、孔隙サイズは、下流方向に減少するか又は増加する場合がある。本明細書で用いられる場合、用語「孔隙サイズ」及び「孔隙直径」は、互換性がある。平均孔隙サイズ／直径を測定して１インチ当たりの孔隙数を計算する方法は、具体的な説明に示されている。
孔隙サイズのそのような変化は、単一フィルタ媒体で起こる段階的変化とすることができ、又はフィルタ媒体の複数の区画を一緒にして、その長さにわたって様々な孔隙サイズを有するフィルタ媒体を形成することができる。ＰＰＩはまた、下流方向に減少するか又は増加する場合があり、又は代替的に、それは、別のランダム又は非ランダム方式で変化する場合がある。
【００３５】
フィルタ媒体又はその区画は、０．４、又は０．５、又は１、又は１．５、又は２、又は２．５、又は３、又は３．５から４、又は４．５、又は５、又は５．５、又は６、又は６．５、又は７、又は７．５、又は８、８．５ｍｍまで（又は４００ミクロンから８５００ミクロン）の平均孔隙直径と共に、３、又は５、又は６、又は８、又は１０、又は１５、又は２０、又は２５、又は３０から３５、又は４０、又は４５、又は５０、又は５５、又は６０の１インチ当たりの孔隙数（ＰＰＩ）を有することができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体又はその区画は、１．５ｍｍから５ｍｍまでの平均孔隙直径と共に８から３０までのＰＰＩを有することができる。別の好ましい実施形態では、フィルタ媒体又はその区画は、１．５ｍｍから８ｍｍまでの平均孔隙直径と共に３から３０までのＰＰＩを有することができる。最も好ましくは、ＰＰＩは、３から１０までのＰＰＩとすることができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体の上流部分／区画は、３つのＰＰＩのうちの１つのＰＰＩを有することができ、下流部分／区画は、６つのＰＰＩのうちの１つのＰＰＩを有することができる。好ましい実施形態では、フィルタ媒体の上流部分／区画は、７２００ミクロン（７．２ｍｍ）の平均孔隙直径を有することができ、下流部分／区画は、４５００ミクロン（４．５ｍｍ）の平均孔隙直径を有することができる。
好ましくは、分離装置は、表面処理電気器具、例えば、真空掃除機の一部を形成する。好ましい実施形態では、分離装置は、表面処理電気器具の本体上に取外し可能に装着することができる。
ここで、添付図面を参照して一例として本発明を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による分離装置を組み込むキャニスタ真空掃除機の図である。
【図２】本発明による分離装置を組み込む直立真空掃除機の図である。
【図３ａ】図１及び２に示す分離装置を通る縦方向断面図である。
【図３ｂ】図１及び２に示す分離装置を通る水平断面図である。
【図４】図３に示す静電フィルタを通る概略断面図である。
【図５】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【図６ａ】分離装置の代替的な実施形態を通る縦方向断面図である。
【図６ｂ】図６ａに示す実施形態を通る水平断面図である。
【図７】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【図８】分離装置の代替的な実施形態を通る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
同じ参照番号は、本明細書を通して同じ部分を意味する。
図１及び２を参照すると、真空掃除機が示されて全体が参照番号１によって表示されている。
図１では、真空掃除機１は、本体２、掃除する表面を横切る真空掃除機１を操作するための本体２に装着されたホイール４、及び本体２上に取外し可能に装着された分離装置６を含む。ホース８は、分離装置６と連通し、モータ及びファンユニット（図示せず）は、ほこり含有空気をホース８を通じて分離装置６に引き込むための本体２内に収容される。通常、床係合掃除機ヘッド（図示せず）は、ワンドを通じてホース８の遠位端に連結され、掃除する表面にわたって汚れ空気入口１０の操作を容易にする。
使用時には、ホース８を通じて分離装置６に引き込まれたほこり含有空気は、分離装置６のホース８から分離されたほこり粒子を有する。汚れ及びほこりは、分離装置６内に収集され、一方、清浄化された空気は、真空掃除機１から取り出される前に冷却目的のためにモータを越して送られる。
【００３８】
図２に示す直立真空掃除機１は、モータ及びファンユニット（図示せず）が装着され、かつホイール４が装着されて、真空掃除機１が掃除する表面を横切って操作されることを可能にする本体２を有する。掃除機ヘッド１４は、本体２の下端上にピボット回転可能に装着され、汚れ空気入口１０は、掃除する表面に向いている掃除機ヘッド１４の下側に設けられる。分離装置６は、本体２上に取外し可能に設けられ、ダクト系統１６は、汚れ空気入口１０と分離装置６の間に連通を提供する。ワンド及びハンドルアセンブリ１８は、分離装置６の後方の本体２上に解除可能に装着される。
【００３９】
使用時には、モータ及びファンユニットは、ほこり含有空気を汚れ空気入口１０又はワンド１８を通じて真空掃除機１に引き込む。汚れ含有空気は、ダクト系統１６を通じて分離装置６まで運ばれ、同伴ほこり粒子は、空気から分離されて分離装置６に保持される。清浄化空気は、冷却目的のためにモータを横切って通り、次に、真空掃除機１から取り出される。
真空掃除機１の各々の一部を形成する分離装置６は、図３ａ、図３ｂ、図５、図６ａ、図６ｂ、図７、及び図８により詳細に示されている。分離装置６の具体的な全体の形状は、分離装置６を用いるべき真空掃除機１のタイプにより変更することができる。例えば、分離装置６の全体の長さは、分離装置６の直径に対して増加するか又は減少する場合がある。
【００４０】
分離装置６は、分離装置６を通って縦方向に位置する第１のサイクロン掃除段２０、第２のサイクロン掃除段２２、及び静電フィルタ７０を含む。静電フィルタの実施形態は、図４でより詳細に見ることができる。
第１のサイクロン掃除段２０は、実質的にその形状が円筒形である外壁２４と、外壁２４から半径方向内向きに位置して外壁２４から離間した第２の円筒壁３６との間に位置する環状チャンバ３８であることが分る。第１のサイクロン掃除段２０の下端は、ピボット２８により外壁２４にピボット回転可能に取り付けられた基部２６によって閉鎖され、キャッチ３０によって閉鎖位置に保持される。閉鎖位置では、基部２６は、壁２４、３６の下端に対して密封される。キャッチ３０の解除は、基部２６が、第１のサイクロン掃除段２０及び第２のサイクロン掃除段２２を空にするために外壁２４及び第２の円筒壁３６から離れてピボット回転することを可能にする。
【００４１】
この実施形態では、環状チャンバ３８の上部部分は、第１のサイクロン掃除段２２の円筒サイクロン３２を形成し、下側部分は、ほこり収集容器３４を形成する。第２のサイクロン掃除段２２は、平行に配置された２次サイクロン５２及び第２のほこり収集容器６４を含む。
ほこり含有空気入口４０は、第１の段のサイクロン２０の外壁２４に設けられる。ほこり含有空気入口４０は、流入ほこり含有空気が、環状チャンバ３８の周囲の螺旋経路に従わざるを得ないことを保証するために外壁２４に対して接線方向に配置される。第１のサイクロン掃除段２０からの流体出口は、シュラウド４２の形態で設けられる。シュラウド４２は、多数の穿孔４６が形成される円筒壁４４を含む。第１のサイクロン掃除段２０からの流体出口のみが、シュラウド４２の穿孔４６によって形成される。
【００４２】
通路４８は、シュラウド４２の下流に形成される。通路４８は、第２のサイクロン掃除段２２と連通する。通路４８は、２次サイクロン５０の入口５２をもたらす環状チャンバの形態にすることができ、又は各々が別々の２次サイクロン５０をもたらす複数の別個の空気通路の形態にすることができる。
第３の円筒壁５４は、基部２６の方向に２次サイクロン５０の各々の上面を形成する渦ファインダプレート５６から下向きに延びている。第３の円筒壁５４は、第２の円筒壁３６の半径方向内向きに位置し、これらの間に第２の環状チャンバ５８を形成するためにそれから離間している。
【００４３】
基部２６が閉鎖位置にある時に、第３の円筒壁５４は、図５及び６ａに示すように基部２６に至るまで到達し、これに対して密封することができる。代替的に、図３ａ及び７に示すように、第３の円筒壁５４は、基部２６の寸前で止まることができ、かつ静電フィルタ底板６０によって密封することができる。
２次サイクロン５０は、実質的に又は全体的に第１のサイクロン掃除段２０の上方に円形に配置される。２次サイクロン５０の一部分は、第１のサイクロン掃除段２０の上部に突出することができる。２次サイクロン５０は、第１のサイクロン掃除段２０の軸に中心が置かれた輪になって配置される。各２次サイクロン５０は、第１のサイクロン掃除段２０の軸の下向きに及びこれの方向に傾斜している軸を有する。
【００４４】
各２次サイクロン５０は、その形状が円錐台状であり、第２の環状チャンバ５８の上部に開放する円錐開口部６２を含む。使用時には、２次サイクロン５０によって分離されたほこりは、円錐開口部６２を通って出ることになり、第２の環状チャンバ５８に収集されることになる。第２の環状チャンバ５８は、従って、２次サイクロン掃除段２２のほこり収集容器６４を形成する。渦ファインダ６６は、各２次サイクロン５０の上端に設けられる。渦ファインダ６６は、渦ファインダプレート５６の一体化部分とすることができ、又はこれらは、渦ファインダプレート５６を通過することができる。図示の実施形態の全てにおいて、渦ファインダは、静電フィルタ７０と流体的に接続する。
【００４５】
図３ａ、５、７、及び８に示す実施形態では、渦ファインダ６６は、渦フィンガ６８内に通じており、これは、図３ａ、５、及び８では、静電フィルタ７０の下端に通じる空気通路７４と連通し、かつ図７では、直接静電フィルタ７０の上端と直接に連通している。しかし、渦ファインダ６６は、次に、空気通路又は直接に静電フィルタ７０と連通するプレナム又はマニホルド９８と連通することができる。図６ａでは、渦ファインダ６６は、直接に静電フィルタ７０の上端と連通するプレナム９８と連通することが分る。
【００４６】
図３ａ及び３ｂでは、空気通路７４は、分離装置６の中心の縦方向下方に配置される。静電フィルタ７０は、空気通路７４が、静電フィルタ７０によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、空気通路７４の周囲に配置される。静電フィルタ７０の上端は、排出マニホルド９４を通じて分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。排出マニホルド９４は、少なくとも部分的に渦フィンガ６８を囲み、第１が排出マニホルド９４自体であって第２が渦フィンガ６８である２つの流体的に別個の空気通路を収容する排出マニホルドを形成する。
【００４７】
図５では、空気通路７４は、その形状が環状であり、少なくとも部分的に静電フィルタ７０によって取り囲まれることが分る。空気通路７４は、流体通路又は個々の流体通路を静電フィルタ７０の下端に設けるように配置される。排出通路１００は、静電フィルタ７０の上端と分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６の間に流体通路を提供する。排出通路１００は、分離装置６の中心の縦方向下方に配置される。空気通路７４は、排出通路１００が空気通路７４によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、排出通路１００の周囲に配置される。
図６ａでは、プレナム９８は、渦ファインダ６６及び静電フィルタ７０を流体的に接続することが分る。静電フィルタ７０の下端は、分離装置６の下端に位置する分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。この実施形態では、空気通路又は排出通路はない。
【００４８】
図７では、渦フィンガ６８は、直接に静電フィルタ７０に通じることが分る。環状排出通路１００は、静電フィルタ７０が、分離装置６の中心の縦方向下方に配置され、環状排出通路１００によって部分的に又は全体的に取り囲まれるように、静電フィルタ７０の周囲に配置される。環状排出通路１００の上端は、分離装置６の上端に位置する排出マニホルド９４を通じて分離装置６の出口ポート９６に流体的に接続される。更に、排出マニホルド９４は、少なくとも部分的に渦フィンガ６８を囲み、第１が排出マニホルド９４自体であって第２が渦フィンガ６８である２つの流体的に別個の空気通路を収容する排出マニホルド９４を形成する。
図８では、空気通路７４は、その形状が環状であり、静電フィルタ７０を取り囲むことが分る。空気通路７４は、次に、第２のサイクロン掃除段２２によって取り囲まれる。第２のサイクロン掃除段２２はまた、少なくとも部分的に第１のサイクロン掃除段２０によって取り囲まれる。空気通路７４は、２次サイクロン５０から静電フィルタ７０の下端までの流体通路をもたらすように配置される。
【００４９】
上述の実施形態の全てにおいて、静電フィルタ７０は、２次サイクロン５０及びほこり収集容器６４の少なくとも一部分が静電フィルタ７０を取り囲むように分離装置６の縦方向下方に配置される。２次サイクロン５０が、静電フィルタ７０の上部を囲み、ほこり収集容器６４が、静電フィルタ７０の下側部分を取り囲むことが分る。静電フィルタ７０が、渦ファインダプレート５６から基部２６の近くまで延びることも見ることができる。
【００５０】
図３ａ、３ｂ、４、及び５に示す実施形態では、静電フィルタ７０は、中心に配置された円筒形の第１、第２、及び第３の電極７６、７８、８０を含む。フィルタ媒体８２は、第１及び第２の電極７６、７８と第２及び第３の電極７８、８０との両方の間に位置する。
静電フィルタ７０はまた、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の２つの電極の形態のコロナ放電手段を含む。静電フィルタ７０は、しかし、コロナ放電手段なしに機能すると考えられる。
【００５１】
低曲率８６の第１の電極は、フィルタ媒体８２の下面８８より下の第１の電極７６の延長部であり、低曲率８６の第２の電極は、フィルタ媒体８２の下面８８より下の第３の電極８０の延長部である。
コロナ放電電極８４は、フィルタ媒体８２の下面８８より下に延びる第２の電極７８の鋸歯状下縁９０の形態である。低曲率８６の電極は、コロナ放電電極８４の鋸歯状下縁９０の上流及び下流の両方に突出することを見ることができる。
【００５２】
第１及び第３の電極７６、８０は、０ボルトであり、第２の電極７８は、−２又は−４から−１０ｋＶである。電極７６、７８、８０は、高電圧電源に接続される。高電圧電源は、好ましくは、排出マニホルド９４に位置するＰＣＢ９３によって発生する。
電極７６、７８、８０は、あらゆる適切な導電材料、例えば、アルミニウムから形成することができる。
【００５３】
図６ａ及び６ｂに示す実施形態では、静電フィルタ７０は、平行に配置された複数の第１及び第２の平板電極７６、７８を含む。フィルタ媒体８２は、各隣接する第１及び第２の電極７６、７８の間に位置し、層状静電フィルタ７０を形成する。静電フィルタ７０は、断面をあらゆる形状とすることができるが、好ましくは、円筒形である。第１及び第２の電極７６、７８は、静電フィルタ７０の外面を形成する管状通路を提供する第３の円筒壁５４の内側に配置される。第１及び第２の電極７６、７８は、縦方向に配置され、縦方向に静電フィルタ７０を通過する複数の平行空気通路を提供する。
【００５４】
静電フィルタ７０はまた、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極の形態のコロナ放電手段を含む。静電フィルタ７０は、しかし、コロナ放電手段なしに機能すると考えられる。低曲率８６の各電極は、フィルタ媒体８２の上面１０２の上方の第１の電極７６の延長部である。コロナ放電電極８４は、フィルタ媒体８２の上面１０２の上方に延びる第２の電極７８の鋸歯状上縁９１の形態である。低曲率８６の電極は、コロナ放電電極８４の鋸歯状上縁９１の上流及び下流の両方に突出することを見ることができる。
第１の電極７６は、−２又は０ボルトであり、第２の電極７８は、±２又は４から±１０ｋＶである。電極７６、７８は、高電圧電源に接続される。
【００５５】
図７では、上述の静電フィルタ７０は、代替のタイプの静電フィルタ７０で置換されていることを見ることができる。この実施形態では、静電フィルタ７０は、摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体静電フィルタ７０とすることができる。
静電フィルタ７０は、勿論、図３ａ、３ｂ、４、５、６ａ、及び６ｂに関して上述したように静電フィルタ７０によって置換することができる。同様に、図３ａ、３ｂ、４、５、６ａ、及び６ｂに説明した静電フィルタ７０は、異なるタイプの静電フィルタ７０、例えば、摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体フィルタで置換することができる。
【００５６】
図８に示す実施形態では、静電フィルタ７０の詳細は、示されていない。この実施形態における静電フィルタは、前の実施形態のいずれでも図示して説明することができると考えられ、例えば、静電フィルタ７０は、例えば、図３ａに示すような円筒電極を有することができ、又はそれは、例えば、図６ａに示すような平板電極を有することができる。代替的に、静電フィルタ７０は、図７に示すように摩擦静電フィルタ又はエレクトレット媒体静電フィルタ７０とすることができる。
【００５７】
上述の実施形態の使用中に、ほこり含有空気は、ほこり含有空気入口４０を通じて分離装置６に入り、入口４０の接線方向配置のために、ほこり含有空気は、外壁２４の周囲の螺旋経路に従って進む。より大きな汚れ及びほこり粒子は、環状チャンバ３８におけるサイクロン作用によって堆積され、ほこり収集容器３４に収集される。部分清浄化されたほこり含有空気は、シュラウド４２の穿孔４６を通じて環状チャンバ３８を出て通路４８に入る。部分清浄化ほこり含有空気は、次に、２次サイクロン５０の接線方向入口５２に貫流する。サイクロン分離は、依然として空気流内に同伴されたほこり粒子の一部の分離が起こるように、２次サイクロン５０の内側に設定される。２次サイクロン５０の空気流から分離されたほこり粒子は、２次サイクロン掃除段２２のほこり収集容器６４の少なくとも一部を形成する２次環状チャンバ５８に堆積される。別の清浄化ほこり含有空気は、次に、渦ファインダ６６を通じて２次サイクロン５０を出る。別の清浄化ほこり含有空気は、次に、静電フィルタ７０に貫流する。
【００５８】
図３ａ及び３ｂに示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の下端の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って上向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、渦ファインダプレート５６の開口９２を通じて静電フィルタ７０の上部を離れ、排出マニホルド９４に入る。清浄化空気は、次に、出口ポート９６を通じて分離装置６から排出される。
【００５９】
図５に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の底端部の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って上向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の上部を離れ、空気を分離装置６の中心を通って分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６に対して下に向ける排出通路１００に入る。
【００６０】
図６ａ及び６ｂに示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、渦ファインダ６６から流れ出て、プレナム９８に入る。空気は、プレナム９８を通過し、静電フィルタ７０の上部に入る。空気は、次に、更に別の清浄化ほこり含有空気に残っているあらゆるほこり粒子が荷電されるように、コロナ放電電極８４及び低曲率８６の電極から形成されたコロナ放電手段を越して移動する。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、フィルタ媒体８２を通って下向きに移動する。電位差が、フィルタ媒体８２にわたって発生し、荷電ほこり粒子がフィルタ媒体８２のそれぞれの正及び負の端部に吸引され、従って、これらをフィルタ媒体８２内に捕捉する。
清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の下端を離れ、分離装置６の下端上に位置する出口ポート９６を通じて分離装置６から排出される。
【００６１】
図７に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び静電フィルタ７０に流れていく。別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０を通って下向きに移動する。清浄化空気は、次に、静電フィルタ７０の下端を離れ、排出通路１００に移動し、分離装置６の上端上に位置する出口ポート９６を通じて分離装置６を出る。
【００６２】
図８に示す実施形態では、更に別の清浄化ほこり含有空気は、静電フィルタ７０の底端部の方向に渦ファインダ６６から渦フィンガ６８に沿って及び空気通路７４の下方に流れていく。荷電ほこりを含有する更に別の清浄化ほこり含有空気は、次に、静電フィルタ７０を通って上向きに移動する。清浄化空気は、次に、分離装置６の上端上に位置する出口ポート９６を通じて静電フィルタ７０の上端を離れる。
【００６３】
分離装置６は、サイクロン分離の２つの別個の段及び静電濾過の別個の段を含むことはこの説明から認められるであろう。第１のサイクロン掃除段２０は、単一円筒サイクロン３２を含む。その外壁２４の相対的に大きな直径は、汚れ及びデブリの比較的大きな粒子が、汚れ及びほこりに印加された遠心力が比較的小さいので空気から分離されることになることを意味する。一部の細かいほこりも同様に分離されることになる。より大きなデブリの大部分は、確実にほこり収集容器３４に堆積されることになる。
【００６４】
１２個の２次サイクロン５０があり、これらの各々は、円筒サイクロン３２よりも小さな直径を有し、従って、円筒サイクロン３２よりも細かい汚れ及びほこり粒子を分離することができる。これらはまた、既に円筒サイクロン３２によって清浄化されている空気によってチャレンジされるという付加的な利点を有し、従って、同伴ほこり粒子の量及び平均サイズは、そうでなかった場合よりも小さい。２次サイクロン５０の分離効率は、円筒サイクロン３２のそれよりもかなり高いが、一部の小さな粒子は、依然として２次サイクロン５０を通って静電フィルタ７０まで移動する。
【００６５】
上述の実施形態の全てにおいて、フィルタ媒体８２は、あらゆる適切な材料、例えば、ポリエステルから導出された開放セル網状ポリウレタン発泡体から形成することができる。
フィルタ媒体８２は、３から１２のＰＰＩ、好ましくは、８から１０のＰＰＩ、及び最も好ましくは、３から６のＰＰＩの範囲のＰＰＩを有する。図３ａに示すフィルタ媒体８２の孔隙サイズ及びＰＰＩは、それが、異なる孔隙サイズ及びＰＰＩを有する２つの断面の各々から形成されるので、その長さに沿って変化する。図３ａに示す実施形態では、上流部分は、３又は８のＰＰＩを有し、下流部分は、６又は１０のＰＰＩを有する。
【００６６】
孔隙サイズ／直径は、以下の方法を用いて測定することができる。
１）孔隙一貫性を保証する発泡体構造の顕微鏡写真を水平断面を通して取るべきである。
２）５つの個々の孔隙を選択すべきである。
３）各孔隙直径は、１００ミクロンよりも小さくない精度で測定すべきであり、平均は、５つの孔隙にわたって取るべきである。
４）この平均孔隙サイズ（孔隙直径）は、ミクロン又はミリメートルで測定される。
１インチ当たりの孔隙数は、２５４００（１インチ＝２５４００ミクロン）をミクロンの孔隙直径で割って計算される。
図示の実施形態の全てにおいて、電極の全ては無孔性であることが好ましい。しかし、第１及び第２の電極が無孔性である限り、存在するいずれの他の電極も、必要に応じて多孔性とすることができることが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 真空掃除機
２ 本体
４ ホイール
６ 分離装置
１０ 汚れ空気入口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離装置であって、
少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と、
静電フィルタと、
を含み、
前記静電フィルタは、空気通路を通じて前記少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、該空気通路の少なくとも一部分が、分離装置を通って縦方向に形成され、
前記第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、前記静電フィルタ、及び前記空気通路は、同心に配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記静電フィルタは、分離装置を通って縦方向に位置することを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記空気通路は、前記第１のサイクロン掃除段と前記静電フィルタの間に同心に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記空気通路は、環状であることを特徴とする請求項３に記載の分離装置。
【請求項５】
前記静電フィルタは、前記第１のサイクロン掃除段と前記空気通路の間に同心に位置することを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項６】
前記空気通路は、分離装置の中心軸の周りに配置されることを特徴とする請求項５に記載の分離装置。
【請求項７】
第２のサイクロン掃除段を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項８】
前記静電フィルタは、前記第２のサイクロン掃除段の下流に位置することを特徴とする請求項７に記載の分離装置。
【請求項９】
前記静電フィルタは、前記空気通路を通じて前記第２のサイクロン掃除段と流体連通していることを特徴とする請求項８に記載の分離装置。
【請求項１０】
前記第１のサイクロン掃除段は、前記第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を少なくとも部分的に取り囲むように配置されることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１１】
前記第２のサイクロン掃除段の前記ほこり収集容器は、前記空気通路を少なくとも部分的に取り囲むように配置され、該空気通路は、次に、前記静電フィルタを少なくとも部分的に取り囲むように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の分離装置。
【請求項１２】
前記空気通路は、分離装置の長さの５０から１００パーセントまで延びることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１３】
前記静電フィルタは、第１及び第２の電極の間に位置するフィルタ媒体を含み、該電極の各々は、電位差が該フィルタ媒体にわたって形成されるように使用中に異なる電圧であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の電極は、実質的に無孔性であることを特徴とする請求項１３に記載の分離装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の分離装置、
を含むことを特徴とする真空掃除機。
【請求項１】
分離装置であって、
少なくとも１つのサイクロンを含む第１のサイクロン掃除段と、
静電フィルタと、
を含み、
前記静電フィルタは、空気通路を通じて前記少なくとも１つのサイクロンと流体連通しており、該空気通路の少なくとも一部分が、分離装置を通って縦方向に形成され、
前記第１のサイクロン掃除段の少なくとも一部分、前記静電フィルタ、及び前記空気通路は、同心に配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記静電フィルタは、分離装置を通って縦方向に位置することを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記空気通路は、前記第１のサイクロン掃除段と前記静電フィルタの間に同心に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記空気通路は、環状であることを特徴とする請求項３に記載の分離装置。
【請求項５】
前記静電フィルタは、前記第１のサイクロン掃除段と前記空気通路の間に同心に位置することを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項６】
前記空気通路は、分離装置の中心軸の周りに配置されることを特徴とする請求項５に記載の分離装置。
【請求項７】
第２のサイクロン掃除段を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項８】
前記静電フィルタは、前記第２のサイクロン掃除段の下流に位置することを特徴とする請求項７に記載の分離装置。
【請求項９】
前記静電フィルタは、前記空気通路を通じて前記第２のサイクロン掃除段と流体連通していることを特徴とする請求項８に記載の分離装置。
【請求項１０】
前記第１のサイクロン掃除段は、前記第２のサイクロン掃除段のほこり収集容器を少なくとも部分的に取り囲むように配置されることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１１】
前記第２のサイクロン掃除段の前記ほこり収集容器は、前記空気通路を少なくとも部分的に取り囲むように配置され、該空気通路は、次に、前記静電フィルタを少なくとも部分的に取り囲むように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の分離装置。
【請求項１２】
前記空気通路は、分離装置の長さの５０から１００パーセントまで延びることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１３】
前記静電フィルタは、第１及び第２の電極の間に位置するフィルタ媒体を含み、該電極の各々は、電位差が該フィルタ媒体にわたって形成されるように使用中に異なる電圧であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の電極は、実質的に無孔性であることを特徴とする請求項１３に記載の分離装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の分離装置、
を含むことを特徴とする真空掃除機。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５０５０（Ｐ２０１１−２５０５０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１７９７９４（Ｐ２０１０−１７９７９４）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５０８０３２３１０）ダイソン テクノロジー リミテッド (286)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９７９４（Ｐ２０１０−１７９７９４）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５０８０３２３１０）ダイソン テクノロジー リミテッド (286)
【Ｆターム（参考）】
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