JP5764142B2 - 掃除装置及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、面から粒子を取り除くための掃除装置であって、動作流体の小滴を噴霧するための噴霧手段と、回転可能なブラシと、粒子を含む空気のような汚れた空気を受容するための取り入れ口と、洗浄ユニットと、を有する掃除装置に関する。本発明はまた、電気掃除機に関する。

斯かる掃除装置は、米国特許US7377009より知られている。米国特許US7377009は、ごみを吸い取るための真空掃除機能と水洗浄機能との両方を実装した複合型の掃除機を開示している。該掃除機は、容器装着部を含む掃除機本体を持つ。該容器装着部において、ごみを溜めるためのごみ収集容器か、又は汚れた水を溜めるための集水容器のいずれかが、選択的に装着されることができる。集水容器は、容器装着部に装着され且つ汚れた水を溜めるための空間を持つ容器と、該容器の側面に接続され該容器の下向きに延在し、水吸引管に接続された吸引管と、を含む。該容器の下側には排出路が形成され、該容器から空気を排出する。該排出路には排水防止ユニットが装着され、該容器に導かれた汚れた水が排水路を通して外に漏れることを防ぐ。該掃除機は、該掃除機が真空掃除を実行するときにごみを吸い込むごみ吸い込み開口を備えた吸い込みヘッドと、該掃除機が該掃除機の水洗浄モードで掃除を実行するときに汚れた水を吸い込むためのノズルを備えた吸い込みヘッドと、を持つ。該吸い込みノズルは、該掃除機の水洗浄モードにおいて洗浄水噴射ユニットから噴射された後に、カーペット又は床面をきれいにした汚れた水を吸い込むため、ごみ吸い込み開口を備えた吸い込みヘッドの前面に装着される。ごみ吸い込み開口には、ブラシが回転可能に装着される。該掃除機が真空掃除モードである場合には、床面上のごみ又は異物が、ごみ吸い込み開口の内側へとブラシでまき上げられる。水洗浄モードにおいては、洗浄水噴射ユニットから洗浄水が供給された場所でカーペットを擦り、カーペットを洗浄する。洗浄流体は、床面におけるごみ又は埃粒子により汚れる。洗浄動作の後、汚れた流体は、真空ファンにより生成される吸い込み力により床面から離され、集水容器に集められる。該既知の掃除装置によれば、全てのごみ粒子が濡れることを確実するためには、比較的大量の洗浄水が床面に供給される必要がある。比較的小さな粒子が濡れないと、これら小さな粒子は依然として、空気より集水容器へと運ばれることとなる。しかしながら、排水防止ユニットによって斯かる小さな乾いた粒子を空気から分離することは、比較的困難である。小さな粒子については、健康問題のリスクのため、床面から取り除かれ排気から分離されることが、より重要である。該掃除機は、床面上を２回動かされる必要がある点が欠点である。即ち、１回目は洗浄動作を実行するためのものであり、２回目は床面から汚れた流体を取り除くためのものである。大量の水を使用する別の欠点は、塵収集容器が比較的頻繁に空にされる必要がある点である。

本発明の目的は、比較的小さな粒子もが、比較的少量の流体によって容易に濡らされることができる掃除装置を提供することにある。

本目的は、前記洗浄ユニットは、前記空気から前記動作流体の小滴の少なくとも一部を分離するのに適し、前記噴霧手段は、柔軟なブラシ要素を備えた前記回転可能なブラシを有し、前記回転可能なブラシは、使用時に、前記動作流体によって濡れることができ、前記ブラシは、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から前記装置の融合空間へと小滴の噴霧として放出されるような回転速度で回転可能であり、且つ、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から前記装置の融合空間へと小滴の噴霧として放出されるような大きさのものであり、前記取り入れ口により受容される汚れた空気は、前記融合空間により受容され、前記ブラシ要素から放出された小滴と前記汚れた空気中の粒子との融合粒子を形成することが可能であり、前記融合粒子は、前記空気から前記融合粒子の少なくとも一部を分離するための洗浄ユニットへと、前記融合空間から運ばれることが可能であることにより、本発明による掃除装置により達成される。

ブラシの回転の間、数あるなかでも遠心力のような加速力が、ブラシ及び柔軟なブラシ要素にかかる。遠心力に加えて、柔軟なブラシ要素の変形による加速力のような、他の加速力が存在し得る。斯かる変形は、例えばブラシが掃除されるべき床面に接している場合に存在する。斯かる場合においては、柔軟なブラシ要素は、床面に接していないときには歪がなく、床面に接したときに曲げられることとなる。歪がない構成から曲げられた構成への、及びその逆の変形の当該過程は、柔軟なブラシ要素及びその一部の付加的な加速に帰着する。回転可能なブラシ及び柔軟なブラシ要素は動作流体により濡らすことができ、例えば掃除されるべき床面に接しているときに、ブラシの毛が水又は水と石鹸の混合物のような動作流体を拾い上げる。代替としては、動作流体は、例えば該流体をブラシに滲み出させることにより、又は該流体をブラシの中空の芯に射出することにより、柔軟なブラシ要素に直接に動作流体を導くことにより、該柔軟なブラシ要素に供給されても良い。斯かる場合には、ブラシは掃除されるべき床面に接触するよう構成される必要はない。意図的に選択された動作流体の付加の代わりに、こぼれたコーヒー、ミルク、紅茶等のような、（掃除されるべき床面に既に存在する）こぼれた流体を動作流体として使用することも可能である。柔軟なブラシ要素に保持された動作流体は、加速力により放出される。これら加速力は、ブラシの大きさ及び回転速度により影響を受けるが、上述したように、柔軟なブラシ要素の変形も該加速に影響を及ぼし得る。低い加速度においては動作流体は放出されないが、加速度を増大させると、幾分かのはね散り又は飛び散りが生じ得る。更に高い回転速度及び対応する加速度においては、小滴が形成され、特定の加速度以上では、動作流体の小滴が、柔軟なブラシ要素からの小滴の噴霧として放出される。該小滴の噴霧は、融合空間へと放出される。該小滴の噴霧は、該融合空間に存在する空気と混ざり、動作流体の空中小滴の噴霧を形成する。

該融合空間は、取り入れ口から汚れた空気を受容する。該汚れた空気には、埃粒子が存在する。埃粒子は固体のもの及び/又は液体性のものであり得、一般に多様なサイズ、形状及び重量のものである。特に、小さな粒子は健康上のリスクをもたらし得、それ故可能な限り捕捉されるべきである。融合空間は動作流体の空中小滴に加えて埃粒子、とりわけ小さな粒子を保持するため、動作流体の小滴と埃粒子との間で衝突が起こる。衝突により、小滴はこれら粒子と融合して、一般には小滴との衝突前の埃粒子より大きく重い融合された粒子が形成される。融合した粒子は洗浄ユニットに運ばれ、該洗浄ユニットにおいて含まれていた空気から分離される。これら融合した粒子は、含まれていた埃粒子に比べると比較的大きく重いため、洗浄ユニットにより容易に空気から分離されることができる。同様に、これら融合した粒子は該粒子の元となった動作流体の小滴、即ち埃粒子との融合前の小滴よりも、大きく重い。該融合した小滴は動作流体の小滴に起因する。これら動作流体の小滴は、少なくともその一部が分離ユニットにより分離可能であるようなサイズ及び重さのものである。この理由のため、動作流体の斯かる分離可能な小滴から構成された融合した粒子もまた、分離可能である。例えば、１マイクロメートルよりも小さな直径を持つようなＨＥＰＡ範囲である埃粒子は、融合によって、動作流体の小滴と融合していない小さな大きさの粒子を分離するのには適していない分離ユニットにおいても分離されることができる。

分離ユニットは、例えばフィルタ又は遠心ファンを有しても良い。一般に、粒子は重量及びサイズが増すほど容易に分離されるようになる。それ故、分離ユニットの具体的な種類は本発明の適用可能性を制限しない。

動作流体の小滴の噴霧は、埃粒子を捕らえるために生成される。小滴の噴霧は、例えば周囲に浮遊している埃粒子を含むひとかたまりの流体よりも、低い平均密度を持ち、少ない動作流体を含む。それ故、本発明によれば、動作流体の比較的適度な量しか必要とされない。

吸い込みノズルにより吸い込まれたひとかたまりの流体及び該流体に含まれる埃粒子による水洗浄の場合には、ノズルのすぐ近くの、特にノズルの下にある粒子のみが、該ノズルに入り取り除かれる。本発明による掃除装置は汚れた空気が受容されることができる取り入れ口を持つため、ひとかたまりの流体中に浮遊していないが取り入れ口に入る空気流に沿って運ばれる埃粒子を、取り除くことも可能となる。実際に、粒子の大部分が、取り入れ口の直下から来るのみならず、取り入れ口の近く及び周囲から来るものであることが知られている。本発明による取り入れ口によれば、埃粒子が効果的に取り除かれる動作領域がかなり拡大される。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、前記ブラシは、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から放出されるような大きさであり、且つ、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から放出されるような回転速度で回転可能であり、前記放出は、前記柔軟なブラシ要素の先端の少なくとも３０００ｍ／ｓｅｃ^２、更に好適には少なくとも６０００ｍ／ｓｅｃ^２の加速度によるものである。

融合効果は典型的には、高い回転速度で駆動される軟らかいブラシ即ち柔軟なブラシ要素に関連するものである。前述したように、加速は単に回転に起因するか又は回転に加えてこれら要素の複雑な変形に起因する。斯かる複雑なパターンは、例えばブラシ要素が床面に触れている場合、又はスポイラのような掃除装置の他の要素に触れている場合に生じ得る。加速の原因にかかわらず、即ち単なる回転か又は回転と変形との組み合わせであるかにかかわらず、融合過程は少なくとも３０００ｍ／ｓｅｃ^２の加速度で効率的となり、少なくとも６０００ｍ／ｓｅｃ^２の加速度で非常に効率的となる。斯かる加速度においては、小滴が粒子と融合することが可能となるのに十分に大きく、同時に容易に分離可能とするサイズであるが、小滴と埃粒子との間の融合の高い可能性を保証する多量の小滴を伴う噴霧を生成するのに十分に小さいサイズで放出されることが実現される。単なる回転の場合のブラシの周囲における加速度は、当業者には簡単に決定されることができる。即ち、斯かる加速度は、ブラシの直径Ｄ及びブラシの角速度ωに依存する（ａ＝０．５＊Ｄ＊ω^２）。複雑なパターンの場合には、実験的な方法でブラシ要素の先端の経路を追跡するために高速度カメラが利用されても良い。

本発明による掃除装置の非常に有利な実施例においては、前記回転可能なブラシの前記柔軟なブラシ要素の少なくとも一部は、使用の間、掃除されるべき面と接触する。

小滴の噴霧を提供する機能に加えて、ブラシは洗浄されるべき床面に作用し、当該床面にくっついた埃の除去のために有利である。斯かる構成の更なる利点は、床面に既に存在し床面から取り除かれる必要がある流体が、融合が形成される動作流体として利用されることができる点である。

本発明による掃除装置の有利な実施例は、それぞれが使用の間、前記融合空間の共通の目標領域に向かう方向に小滴の噴霧を放出する、少なくとも２つのブラシを有し、前記目標領域は、前記汚れた空気の少なくとも一部により到達可能である。

斯くしてより多くの動作小滴の噴霧を同じ目標領域に向けることにより、汚れた空気は小滴に衝突させられ、それにより埃粒子の捕捉の可能性が著しく向上させられる。更に、融合効果が当該領域に集中させられ、融合の効果を維持しつつ該装置の小型化に寄与する。

本発明による掃除装置の有利な実施例は、それぞれが、使用の間に掃除されるべき面と接触する柔軟なブラシ要素の一部を持つ、少なくとも２つのブラシを有し、前記少なくとも２つのブラシは、掃除されるべき面において互いに向かう反対の方向に回転可能である。

斯かる構成において、取り入れ口と融合室とが、コスト効率の良い態様で一致する。放出される小滴はブラシ間の領域において集中させられ、該ブラシが取り入れ口と融合空間とを区切る。それ故、融合過程は、比較的少ない構造の負担しか伴わずに、非常に効果的に実行されることができる。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、前記回転可能なブラシは、少なくとも毎分３５００回転、好適には少なくとも毎分７０００回転、更に好適には少なくとも毎分８０００回転で回転可能である。

これら回転速度は、比較的大量の動作流体の小滴が、一般的に利用されている遠心ファン又はフィルタによる洗浄ユニットにおける分離に適したサイズを持つことに帰着する。回転ブラシのために好適な直径は、４０ｍｍと８０ｍｍとの間である。当該好適なブラシの直径範囲においては、これら回転速度が、消費者向け機器用に一般的に使用されている駆動ユニットと共に実施可能である。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、前記回転可能なブラシは、使用の間、少なくとも２０ｍｍの直径を持つ。

ブラシの小さな直径においては、最小の加速度に到達するのに必要とされる回転速度が高くなり過ぎ、ブラシを駆動するための過度の要件及び軸受損失に導く。柔軟なブラシ要素の長さは、掃除されるべき床面における不規則性を吸収するのに短くなり過ぎる。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、２つの隣接する前記柔軟なブラシ要素間の平均距離は、１０ミクロンと１００ミクロンとの間であり、更に好適には２０ミクロンと４０ミクロンとの間である。

斯かる距離においては、洗浄流体の小滴が形成され、例えば毛細管力によりブラシ要素間に保持されることができる。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、前記ブラシ要素はポリエステルを有し、Ｄｔｅｘ値が０．０１と５０との間、好適には０．１と１０との間、更に好適には０．１と２との間である。

斯かる薄いブラシ要素は、歪がない位置自体を維持するのに十分な剛性を持たず、加速力によってのみ歪みをなくされることとなる。ブラシが高速で回転させられると、ブラシ要素は床面に衝突し、同時にエネルギーを放出する。該薄いブラシ要素は、床面に対して垂直な力をあまりかけず、そのためブラシ要素と床面との間に摩擦力が起きにくい。摩擦力が殆どないため、ブラシ要素及び床面に対する損傷又は摩耗は限られたものとなる。更に、比較的低いＤｔｅｘ値を持つブラシ要素は比較的高い耐摩耗性を持ち、長い寿命を確実にする。幾つかの物質は他のものよりも優れた耐摩耗性を持ち及び／又は高価であるが、ブラシ要素は綿、リンネル、羊毛、絹、ビスコース、アセテート／トリアセテート（ＣＡ／ＣＴ）、ポリアミド（ＰＡ６／ＰＡ６６）、ポリアミド（ＰＡ１１）、ポリエステル／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＳ／ＰＥＴ）、ポリエステル／ポリブチレンテレフタレート（ＰＥＳ／ＰＢＴ）、メタアラミド（ｍ−ＡＲ）、パラアラミド（ｐ−Ａｒ）、エラスタイン／ポリウレタン（ＥＬ／ＰＵＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、モダクリル（ＭＡＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、フッ素系繊維（ＰＴＦＥ）、炭素繊維（ＣＦ）のような物質を有しても良い。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、前記ブラシ要素のＤｔｅｘ値は、０．０１と５０との間、好適には０．１と１０との間、更に好適には０．１と２との間である。

斯かる軽量なブラシ要素は、歪のない位置自体を維持するのに十分な剛性を持たず、加速力によってのみ歪みをなくされることとなる。ブラシが高速で回転させられると、ブラシ要素は床面に衝突し、同時にエネルギーを放出する。該薄いブラシ要素は、床面に対して垂直な力をあまりかけず、そのためブラシ要素と床面との間に摩擦力が起きにくい。摩擦力が殆どないため、ブラシ要素及び床面に対する損傷又は摩耗は限られたものとなる。更に、比較的低いＤｔｅｘ値を持つブラシ要素は比較的高い耐摩耗性を持ち、長い寿命を確実にする。

本発明による掃除装置の有利な実施例においては、房密度が１平方センチメートル当たり少なくとも３０個の房である。

多くのブラシ要素により、平方センチメートル当たりで比較的大量の動作流体が拾い上げられることができ、それにより比較的高密度な噴霧が生成される。

本発明は、図面を参照しながら、より詳細に説明される。

図面において、同様の部分は同じ参照番号で示される。

本発明による掃除装置の模式的な断面図である。 図１に示された掃除装置の斜視図の一部の拡大断面図である。 図１に示された掃除装置のブラシの断面図である。 幾つかのブラシ要素を有する房の断面図である。 図１に示された掃除装置の２つのブラシの斜視図である。 図１に示された掃除装置の２つのブラシの模式的な断面図を、ごみ粒子、流体の小滴、及び融合した粒子と共に示す図である。 図５の拡大図である。 本発明による掃除装置の模式的な断面図である。 本発明による掃除装置の模式的な断面図である。

次いで、本発明の動作原理が図８を参照しながら説明される。図８においては、本発明による掃除装置の断面図が模式的に示されている。掃除装置１は、掃除されるべき床面上に配置される取り入れ口１３を持つ。粒子１０又は２０２は、床面１１上にくっついているか又は該床面上を浮遊している。該装置はこれら粒子２０２及びこれら粒子を含む空気を、取り入れ口１３へと吸い込む。例えば真空によって斯かる空気流を引き起こすための手段は当業者には知られており、ここでは説明されない。装置１は、噴霧手段２２５を持つ。該噴霧手段は、回転可能なブラシ３を有する。該ブラシが回転すると、動作流体２０１がブラシの毛３を濡らし、動作流体２０１の小滴が柔軟なブラシの毛又は要素１８から放出される。ブラシ３の回転速度及び大きさに依存して、放出される小滴の構成は変わり得る。特定の回転速度以上においては、これら小滴は、装置１の融合空間又は室２１３へと、小滴の噴霧１９として放出される。取り入れ口１３により受容される空気は、粒子２０２により汚れている。流路を介して、該汚れた空気は融合空間２１３に輸送され、続いて融合空間２１３を通って運ばれる。融合空間２１３において、該汚れた空気は、噴霧手段２２５により生成された噴霧１９と混ざる。小滴２００の一部は粒子２０２の一部と衝突してくっつき、融合粒子２２を形成する。融合粒子２２のサイズ及び重量は、少なくとも１つのごみ粒子１０又は２０２と少なくとも１つの小滴２０２との融合の結果であり、それ故、該融合粒子のサイズ及び重量は、該融合粒子がつくられる元となった粒子２０２及び小滴２００のサイズ及び重量よりも大きい。多量の小滴２００により、大量の又は全てのごみ粒子１０又は２０２が小滴２００と融合する。融合粒子２２は次いで、融合空間２１３と集塵容器９との間にある、流路１２に類似する更なる流路を介して、真空又は遠心ファン集合体１５を持つ洗浄ユニットへと運ばれる。集塵容器９は、融合粒子２２の殆どを集める。一般に、大きく重い粒子２２が、集塵容器９の底部に向かって落ちる。小さな融合粒子２２は遠心ファン１５に向かって進み、該ファンにおいて空気から分離される。遠心ファン集合体１５は、２つのファンアセンブリを有する。即ち、真空ファンアセンブリと分離ファンアセンブリとである。真空ファンアセンブリは該装置を通る空気流を引き起こし、分離ファンアセンブリは容器９内に配置されて粒子２２を空気から遠心分離させる。遠心ファンアセンブリ及び真空ファンアセンブリは、該装置を通る空気流に対して逆効果的に作用する。融合粒子２２の廃棄の後、比較的きれいな空気２５０が、該装置のグリップ又はハンドル７の近くにある該グリップ又はハンドル７から離れるように向けられた格子を介して装置１から離れ、それにより床面１１上で該装置をハンドル７によって操作しているユーザは、装置１から離れていく空気流２５０に悩まされない。

図１乃至７は、本発明による掃除装置１の種々の図を示す。掃除装置１は筺体２を有し、該筺体２の中に２つのブラシ３、４が軸５、６のまわりに回転可能に装着されている。ブラシ３、４は、モータ（図示されていない）により駆動される。該モータはいずれの適切な位置に配置されていても良く、これにより、歯車又はベルトを介して、ブラシ３、４が毎分３０００乃至１００００回転の速度で回転させられる。該モータの軸はブラシの軸に直接接続されていても良く、これにより該モータが例えばブラシの内部に配置されても良い。該ブラシの直径は、例えば４０ｍｍと８０ｍｍとの間であっても良い。該ブラシの長さは、例えば約２５ｃｍであっても良い。図１乃至３に示されるように、ブラシ３は矢印Ｐ３に示される時計回りの方向に、ブラシ４は矢印Ｐ４により示される反時計回りの方向に、それぞれ水平軸５、６のまわりに回転可能である。ブラシ３、４は、底部を除いて、筺体２によって完全に囲まれている。筺体２は、掃除されるべき床面から所定の距離に軸５、６を保つための車輪（図示されていない）を備える。筺体２は、ブラシ３、４とは逆の側にハンドル７を備える。ハンドル７とブラシ３、４との間において、掃除装置１は、水のような洗浄流体のための槽８と、掃除されるべき床面から拾い上げられた流体及び粒子１０のための集塵容器９とを備える。集塵容器９は、例えばブラシ３、４間の開口部１３から集塵容器９まで延在する中空の管１２の形をとる、流路を備える。集塵容器９の管１２とは反対の側において、集塵容器９は真空ファン集合体１４及び回転可能な分離器としての遠心ファン１４'を有する洗浄ユニットを備える。回転ブラシの構成により、取り入れ口１３は、掃除されるべき床面１１及びブラシ３、４により囲まれる空間である。融合空間２１３及び取り入れ口１３は、当該構成においては合流している。図２及び３において明らかに示されるように、ブラシ３、４は中空の芯１５を有し、該中空の芯１５は、芯１５の壁から延在する幾つかの流路１６を備えた管の形をとる。管１５の外側には、房１７が備えられる。各房１７は、ブラシ素子である数百の個々の繊維からできている。ブラシ要素１８は例えば、直径が約１０ミクロンであり、Ｄｔｅｘが０．０１と５０との間の範囲内である、１平方センチメートル当たり少なくとも３０個の房の房密度を持つ、ポリエステルからできたものである。

図４は、ブラシ要素１７を備えた房１７の断面図を示す。図４においては、９個のブラシ要素１８のみが示されている。ブラシ要素１８の直径Ｄｂは、約１０ミクロンである。２つの隣接するブラシ要素１８間の平均距離Ｄは、約２８ミクロンである。ここで、ブラシ要素は一般的に無秩序的に配置されても良いことは言及されるべきである。ブラシ要素１８間に、流体の小滴１９が形成され得る。これら小滴は、かなり大きな範囲の直径を持つ。このことは、数あるなかでも、房内のブラシ要素１８のかなり無秩序的な構成による。小滴のサイズ又は直径は、数あるなかでも、ブラシ要素１８間の毛細管現象により決定される。非常に小さい、即ち１ミクロンの大きさのオーダーの小滴は、小滴の表面積と体積との大きな比に起因する高い表面張力のため、非常に迅速に消滅又は破裂する。これら非常に小さな小滴は、融合過程に関与しない場合がある。小滴サイズは、ブラシの回転速度によって調節され得る。該サイズは洗浄ユニットの特性に同調されるべきであり、即ち洗浄ユニットに到達する最も小さな融合小滴は、最も分離しにくい。

動作流体のための槽８（図１参照）からは、柔軟な管２０が延在している。柔軟な管２０の端は、それぞれブラシ３、４の側面を介して、ブラシ３又は４の中空の芯１５の内部まで延在する。槽８及び管２０は、ブラシ３、４と共に、噴霧手段を形成する。

動作流体は開口部１６を介して中空のブラシから離れ、ブラシ要素間に形成された流路によってブラシまで輸送され得るが、動作流体の別の一部は、掃除されるべき面即ち床面１１に降る又は落ちる比較的大きな小滴として、ブラシの中空の芯を最初に離れ得る。床面１１は斯くして、動作流体によって濡れる。続いて、床面に降った動作流体は、ブラシ要素が床面に接触したときに、合わせて毛細管現象の経路を形成し得るブラシ要素により引き起こされる毛細管現象により、再びブラシへと送られる。床面から離された後、動作流体は、遠心力及びブラシ要素の変形により引き起こされるブラシ要素の先端の加速により、動作流体の小滴の噴霧として、ブラシ要素間から放出される。

電源コード２１はハンドル７に入り、筺体２を通ってブラシ３、４を回転させるためのモータへと導かれ、更に槽８からブラシ３へと洗浄流体を供給するための装置、及び真空ファン集合体１４及び遠心ファン１４'へと導かれる。供給の機能は、別の実施例においては、重量により提供されても良く、即ち流体の流れが重力により駆動されても良い。

使用時には、掃除装置１は、掃除されるべき床面１１の上を矢印Ｐ１により示される方向に動かされる。当該動きの間、ブラシ３、４は、角速度ω（ｒａｄ／秒）で反対の方向Ｐ３、Ｐ４に回転させられる。方向Ｐ３、Ｐ４は、掃除されるべき床面１１の近くにおいて、互いに向かうような向きである。洗浄流体は、ブラシ３又は４の管１５内に挿入される。加速力により、動作流体は流路１６を通って流れ、次いで房１７間を通って床面１１に輸送される。ブラシ３、４上の房１７のブラシ要素１８は掃除されるべき床面１１上を動かされ、埃及びその他の物質が床面１１から離される。同時に、該床面は、埃の動作流体への溶解及び浸入により、動作流体によって洗浄される。矢印Ｐ１により示される方向に掃除装置１を更に動かすことにより、ブラシ３、４の回転運動によって、離された粒子１０及び床面上の洗浄流体即ち動作流体が、取り入れ口１３へと上向きに移動させられる。

直径４４ｍｍのブラシ３、４が毎分８０００回転で回転させられる場合、当該回転速度によるブラシ要素の先端にかかる求心力は、
ａ＝０．５＊Ｄ_{ｂｒｕｓｈ}＊ω^２＝０．５＊０．０４４＊（２＊π＊８０００／６０）^２＝１５４２４ｍ／ｓｅｃ^２
と計算されることができる。

ブラシが床面１１と接触していない場合、当該計算はブラシ要素の先端の実際の加速度の良い近似となり得る。しかしながら、ブラシ先端が接触面に当たる場合、ブラシ要素は接触面の近くで変形し、接触が失われたときに元の形状へと戻って歪みがなくなる。柔軟なブラシ要素は非常に薄く、曲げに対して殆ど抵抗を持たないため、当該歪をなくす過程は非常に高速な過程である。従って、ブラシ要素と接触面即ち床面との間の接触が失われるとき、ブラシ要素は迅速に、曲げられた状態又は構成から歪のない状態又は構成へと形状を変化させる。このことは、ブラシ要素の先端の鞭を打つような動作に帰着し、ブラシの回転による加速度に加えた、該先端の更なる加速を与える。この加速力は、小滴とブラシ要素１８との間の毛細管力を克服する。

多量の房とあわせて、斯かる加速力により、動作流体が多量の小滴１９へと分割される。小滴１９のサイズは、好適には１０ミクロンと１００ミクロンとの間であり、更に好適には２８ミクロンと５７ミクロンとの間であり、即ち先行技術の洗浄ユニットの仕様と適切に調和する。図８を参照しながら既に説明された技術的効果及び原理により、小滴１９は、粒子１０と当たってくっつく。

図９において、本発明による掃除装置１の実施例の断面図が示されている。取り入れ口１３は、矢印２２０により示されるように、汚れた空気を受ける。埃粒子２０２は、汚れた空気２２０中で運ばれる。反時計回りに回転する第１のブラシ３又は４は、動作流体の小滴の噴霧２００を、融合空間２１３へと放出する。時計回りの方向に回転する第２のブラシ４又は３もまた、動作流体の噴霧を放出する。２つ噴霧は、融合空間２１３における共通の目標領域２１７へと向けられ、該領域をカバーする。該領域２１３において、該噴霧の小滴密度は、１つのブラシだけの状況に比べ、又は生成される噴霧の重なりのない１つよりも多いブラシの状況に比べ、著しく増大させられる。更に、ブラシ３により放出される小滴は、ブラシ４により放出される小滴と当たり得る。なぜなら、これら小滴の速度は、ブラシ３及び４の回転方向のため、反対向きであるからである。このことは、ブラシ４の小滴とブラシ４の小滴との間の融合に導く。特に、洗浄ユニット（図示されていない）において問題を生じ得る小さな小滴については、このことは有利である。なぜなら、これら小さな小滴は、他方のブラシからの小滴と融合して、洗浄ユニットにおける空気から分離され、問題を引き起こさない、より大きく重い粒子を形成し得るからである。汚れた空気は共通の目標領域２１７に向かって運ばれ、領域２１７に到達した後、空気中の埃粒子が、動作流体小滴によって当てられるべき目標を形成する。図面から、全ての汚れた空気が目標領域２１７に到達するわけではなく、ブラシに近い領域を迂回し得ることが推察される。ブラシの近くにおいて、噴霧中の小滴の密度は比較的高く、迂回による捕捉損失を補償し得る。

本発明は図面及び以上の記述において説明され記載されたが、斯かる説明及び記載は説明するもの又は例示的なものとみなされるべきであり、本発明は開示された実施例に限定されるものではない。

例えば、ブラシのブラシ要素が別の種類の繊維、毛、線状要素又はその他の種類の要素である実施例で、本発明を動作させることも可能である。

また、ブラシの回転軸が床面に対して或る角度で、例えば垂直に、延在しても良い。このようにして、ブラシは依然として流体の小滴の噴霧を生成し得る。

また、両方のブラシの中に洗浄液を塗布することも可能である。また、噴霧ノズルを有する噴霧手段により、ブラシの外側に洗浄液を塗布することも可能である。

また、融合粒子２２が、回転ブラシ３、４によってのみ、管１２の中へと及び集塵室へと移動させられることも可能である。

また、掃除装置（１）が、埃、ごみ及び流体のような塵を集めておくための収集容器を有することも可能である。

動作流体は洗浄特性を持っていても良いが、こぼれた液体のような不要な流体であっても良く、動作流体が埃粒子を捕捉する小滴として放出されることができる限り、本発明の利点は利用されることができる。この点において、動作流体は代替としては、捕捉流体として示され又は呼ばれ得る。

図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 面から粒子を取り除くための掃除装置であって、前記掃除装置は、
   動作流体の小滴を噴霧するための噴霧手段と、
   回転可能なブラシと、
   粒子を含む空気のような汚れた空気を受容するための取り入れ口と、
   洗浄ユニットと、
   を有し、前記洗浄ユニットは、前記空気から前記動作流体の小滴の少なくとも一部を分離するのに適し、前記噴霧手段は、柔軟なブラシ要素を備えた前記回転可能なブラシを有し、前記回転可能なブラシは、使用時に、前記動作流体によって濡れることができ、前記ブラシは、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から前記装置の融合空間へと小滴の噴霧として放出されるような回転速度で回転可能であり、且つ、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から前記装置の融合空間へと小滴の噴霧として放出されるような大きさのものであり、前記取り入れ口により受容される汚れた空気は、前記融合空間により受容され、前記ブラシ要素から放出された小滴と前記汚れた空気中の粒子との融合粒子を形成することが可能であり、前記融合粒子は、前記空気から前記融合粒子の少なくとも一部を分離するための洗浄ユニットへと、前記融合空間から運ばれることが可能である、掃除装置。
2. 前記ブラシは、使用時に、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から放出されるような大きさであり、且つ、前記動作流体の小滴が、前記柔軟なブラシ要素から放出されるような回転速度で回転可能であり、前記放出は、前記柔軟なブラシ要素の先端の少なくとも３０００ｍ／ｓｅｃ^２、更に好適には少なくとも６０００ｍ／ｓｅｃ^２の加速度によるものである、請求項１に記載の掃除装置。
3. 前記回転可能なブラシの前記柔軟なブラシ要素の少なくとも一部は、使用の間、掃除されるべき面と接触する、請求項１又は２に記載の掃除装置。
4. それぞれが使用の間、前記融合空間の共通の目標領域に向かう方向に小滴の噴霧を放出する、少なくとも２つのブラシを有し、前記目標領域は、前記汚れた空気の少なくとも一部により到達可能である、請求項１又は２に記載の掃除装置。
5. それぞれが、使用の間に掃除されるべき面と接触する柔軟なブラシ要素の一部を持つ、少なくとも２つのブラシを有し、前記少なくとも２つのブラシは、掃除されるべき面において互いに向かう反対の方向に回転可能である、請求項４に記載の掃除装置。
6. 前記回転可能なブラシは、少なくとも毎分３５００回転、好適には少なくとも毎分７０００回転、更に好適には少なくとも毎分８０００回転で回転可能である、請求項２に記載の掃除装置。
7. 前記回転可能なブラシは、使用の間、少なくとも２０ｍｍの直径を持つ、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の掃除装置。
8. 前記回転可能なブラシの前記柔軟なブラシ要素は、掃除されるべき面に対して自由に移動するよう構成され、前記回転可能なブラシは、使用の間、少なくとも４０ｍｍの直径を持つ、請求項２に記載の掃除装置。
9. 前記回転可能なブラシは、前記管の外側にブラシ要素を備えた中空の芯と、前記中空の芯の内部から前記ブラシ要素へと延在する１つ以上の流路と、を有し、前記噴霧手段は更に、前記中空の芯の内部に前記動作流体を塗布するための手段を備え、前記装置は、前記動作流体を溜めるための槽を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の掃除装置。
10. 前記洗浄ユニットは、使用時に、前記空気から前記融合粒子の少なくとも一部を、遠心力により放出するための、遠心ファンのような回転可能な分離器を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の掃除装置。
11. ２つの隣接する前記柔軟なブラシ要素間の平均距離は、１０ミクロンと１００ミクロンとの間であり、更に好適には２０ミクロンと４０ミクロンとの間である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の掃除装置。
12. 前記ブラシ要素はポリエステルを有し、Ｄｔｅｘ値が０．０１と５０との間、好適には０．１と１０との間、更に好適には０．１と２との間である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の掃除装置。
13. 房密度が１平方センチメートル当たり少なくとも３０個の房である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の掃除装置。
14. 前記ブラシ要素のＤｔｅｘ値は、０．０１と５０との間、好適には０．１と１０との間、更に好適には０．１と２との間である、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の掃除装置。
15. 少なくとも１つの真空源と請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の掃除装置とを有する、電気掃除機。

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