KR100375625B1 - 진공 청소기의 유로 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템은 모터에서 배출되는 일정량의 유체가 재활용될 수 있도록 하기 위하여 모터 케이스의 외주에 일단이 연결된 이젝터 흡입 유로와, 상기 이젝터 흡입 유로의 타단에 연결되어 상기 이젝터 흡입 유로를 통과한 유체가 모이도록 하기 위한 이젝터와, 상기 이젝터의 일단에 마련되어 유체가 고속 저압으로 분사되기 위한 이젝터 노즐과, 상기 이젝터 노즐과 일정 간극을 두고 마련되어 분사된 유체와 이젝터 내의 유체가 흡입되어 상기 모터로 되돌아가도록 하기 위한 제 2 흡입 유로와, 상기 이젝터 노즐이 내부에 포함되며 상기 이젝터 노즐 외부의 일정 공간이 외계 분리되도록 형성되어 내부가 저압으로 유지되기 위한 이젝터 챔버와, 상기 이젝터 챔버의 일정 위치에 형성되어 외부 유체가 고속으로 흡입되도록 하기 위한 제 2 흡입 노즐이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 전기 청소기의 유로 시스템은 유로 시스템은 종래와 달리, 동일한 모터의 출력 하에서 한층 더 강한 외부 유체의 흡입력을 발휘하게 되어 오물을 신속하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있고 특히, 동일한 입력 조건하에서 높은 흡입력을 만들어 낼 수 있으므로 보다 효율적인 장점이 있다.

Description

진공 청소기의 유로 시스템{The flow system of vacuum cleaner}

본 발명은 진공 청소기에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 구조상의 문제나조작상의 문제로 인하여 사양이 제한되어 흡입력이 약한 진공 청소기에 있어서 유체의 유로를 개선하여 흡입력을 증강시킴으로써 동일한 모터를 통하여 흡입되는 유체의 양은 물론 유속을 늘려 진공 청소기의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

진공 청소기를 그 사용 용도와 형태상으로 구분하여 볼 때, 일반 가정에서 사용하고 있는 실린더 형과, 영업장과 같이 사용규모가 큰 곳에 고 출력으로 사용하게 되는 포트형(일명, 캐니스터 : Canister)과, 휴대가 간편하여 낮은 출력으로도 원하는 목적을 달성할 수 있어 차량 내부를 청소할 때 등에 사용되는 포터블 형이 있다.

이러한 여러 종류 중에서 상기 포터블형과 같이 충전기가 구비되어 충전하여 사용되는 충전식 전기 청소기는, 배터리의 용량이나 전압 등의 제한으로 인하여 전기 청소기를 사용하는데 충분한 정도의 출력을 낼 수 없는 경우가 많다.

이와 같은 경우에 유로 시스템을 개선하여 전기 청소기에서 요구되는 정도로 출력을 높일 수 있도록 구성된 본 발명이 적용됨은 가히 바람직하다 할 것이다.

다만, 본 발명에 따른 유로 시스템의 사용처가 충전식 전기 청소기에 제한된다고 할 수는 없다.

도 1은 종래 전기 청소기의 유로 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도 이다.

도 1을 참조하면, 종래 유로 시스템은 외부 유체를 흡입하는 동력을 제공하기 위하여 진공 청소기의 최 상단에 마련되는 흡입 모터(10)와, 상기 흡입모터(10)의 하단에 마련되어 블레이드가 상기 흡입 모터(10)의 동력을 제공받아 외부 유체를 흡입하는 흡입 팬(20)과, 상기 흡입 팬(20)의 하단에 마련되어 상기 흡입 팬(20)에 의해서 흡입된 외부 유체 중에 포함된 먼지 등의 오물을 걸러내기 위한 오물 필터(30)와, 상기 오물 필터(30)의 하단에 설치되어 상기 오물 필터(30)에 의해서 걸러진 먼지를 저장하게 되는 오물 저장 버켓(40)과, 상기 오물 저장 버켓(40)의 하단에 설치되어 상기 흡입 팬(20)에 의해서 흡입되는 외부 유체에 흡입 속도를 일정한 수준으로 높여 오물이 병행되어 흡입될 수 있는 속도를 부여하기 위한 흡입 노즐(50)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래 유로 시스템의 동작을 순차적으로 설명하면, 사용자가 청소를 하기 위하여 파워를 온(ON)시키면, 상기 흡입 모터(10)가 회전하게 되고, 상기 흡입 모터(10)가 회전하게 되면 흡입 모터(10)의 하단에 체결되어 있는 흡입 팬(20)도 동시에 회전하게 되어 유체에 압력을 제공하게 된다.

상기 흡입 팬(20)에 설치된 블레이드의 회전으로 인하여 외부 유체가 빨려 올라오게 되는데, 이러한 외부 유체의 유동은 결과적으로 상기 흡입 노즐(50)을 통하여 외부 유체가 흡입 되도록 만든다.

이렇게 흡입된 외부유체는 곧장 상기 오물 필터(30)로 향하게 되고, 상기 오물 필터(30)에서는 유체의 통과는 자유로우나 필터의 일정 간격을 넘어서는 오물 등은 통과되지 못하고 걸러지게 된다.

이와 같이 오물 필터(30)를 통과하지 못한 오물은 낙하되어 오물 저장 버켓(40)에 저장됨으로써 청소기의 동작은 완료되는 것이다.

또한, 상기 오물 필터(30)를 거친 외부 유체는 흡입 팬(20)과, 흡입 모터(10)를 차례대로 통과하여 외부로 배출되는데, 이 때 상기 흡입 모터(10)를 통과하면서 흡입 모터(10)에 발생되는 고열을 식히게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같은 시계열적인 순서를 거치면서 외부 유체에 포함되어 있던 오물은 걸러지게 되고, 전기 청소기의 사용자는 상기 오물 저장 버켓(40)에 일정 수준이상으로 오물이 쌓임으로써 공기의 유동이 차단되어 전기 청소기의 출력이 감소되었다는 생각이 들면 이를 비우기만 하면 되는 것이다.

그러나, 이러한 종래 전기 청소기의 유로 시스템에 있어서 상기 흡입 모터(10)를 통하여 배출되는 외부 유체는 일정 속도를 유지하여 여전히 쓸 수 있는 에너지가 포함되는데, 이러한 가용한 에너지가 외부로 소산되는 것으로 에너지 낭비라고 할 것이다.

특히, 충전식 진공 청소기와 같이 자체적인 사양 상의 제한으로 그 출력이 제한되는 경우에는 외부 유체가 활용되지 못하고 폐기됨은 더욱 큰 문제점이 된다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 본 발명은, 폐기되는 외부 유체가 다시 활용되도록 함으로써 진공 청소기의 효율을 한층 높일 수 있고, 특히 충전식 진공 청소기와 같이 사양 상의 제한으로 인하여 출력을 일정정도 이상 높일 수 없는 경우에는 전원 공급원을 동일하게 유지하면서도 출력을 높일 수 있음으로써, 보다 더 깨끗하게 청소를 할 수 있도록 하는 진공 청소기의 유로 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 전기 청소기의 유로 시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템의 개략적인 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10..............흡입 모터 11..............모터 케이스

11a.............토출구 20..............흡입 팬

30, 31..........오물 필터 40, 41..........오물 저장 버켓

42..............팬 흡입 유로 50..............흡입 노즐

60..............이젝터 61..............이젝터 노즐

62..............이젝터 흡입 유로 63..............이젝터 챔버

64..............제 2 흡입 노즐 65..............제 2 흡입 유로

70..............외부 유체 유로 71..............제 1 흡입 노즐

72..............제 1 흡입 유로

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템은 모터에서 배출되는 일정량의 유체가 재활용될 수 있도록 하기 위하여 모터 케이스의 외주에 일단이 연결된 이젝터 흡입 유로와, 상기 이젝터 흡입 유로의 타단에 연결되어 상기 이젝터 흡입 유로를 통과한 유체가 모이도록 하기 위한 이젝터와, 상기 이젝터의 일단에 마련되어 유체가 고속 저압으로 분사되기 위한 이젝터 노즐과, 상기 이젝터 노즐과 일정 간극을 두고 마련되어 분사된 유체와 이젝터 내의 유체가 흡입되어 상기 모터로 되돌아가도록 하기 위한 제 2 흡입 유로와, 상기 이젝터 노즐이 내부에 포함되며 상기 이젝터 노즐 외부의 일정 공간이 외계 분리되도록 형성되어 내부가 저압으로 유지되기 위한 이젝터 챔버와, 상기 이젝터 챔버의 일정 위치에 형성되어 외부 유체가 고속으로 흡입되도록 하기 위한 제 2 흡입 노즐이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

위에서 살핀 바와 같이 본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템은, 폐기 되는 외부 유체가 다시 활용되도록 함으로써 보다 효율적으로 에너지를 활용하며 전기 청소기를 동작시킬 수 있는데, 이하 이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 그 구성을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 구성은 전체적으로 외부 유체를 흡입되도록 하기 위한 두 가지의 흡입 경로를 구비하고 있는데, 먼저 본 발명에 특징적으로 구비된 외부 유체 흡입 경로를 설명하면, 외부 유체를 흡입하는 동력을 제공하기 위하여 진공 청소기의 상측에 마련되는 흡입 모터(10)와, 상기 흡입 모터(10)의 상단에 마련되어 블레이드가 상기 흡입 모터(10)의 동력을 제공받아 외부 유체를 흡입하는 흡입 팬(20)과, 상기 흡입 팬(20)의 상측에 도우넛 형상으로 마련되어 상기 흡입 팬(20)에 의해서 흡입된 외부 유체 중에 포함된 먼지 등의 오물을 걸러내기 위한 오물 필터(31)와, 상기 오물 필터(31)의 하측에 함몰 마련되어 상기 오물 필터(31)에 의해서 걸러진 먼지를 저장하게 되는 오물 저장 버켓(41)과, 상기 오물 저장 버켓(41)의 중앙에 원기둥 형상으로 마련되어 상기 오물 필터(31)를 통하며 걸러진 외부 유체가 상기 흡입 팬(20)으로 흡입 되도록 하기 위하여 마련된 팬 흡입 유로(42), 상기 흡입 모터(10)가 수납되기 위하여 원형으로 마련되는 모터 케이스(11)와, 상기 모터 케이스(11)의 일정 외주에 마련되어 팬을 통과하여 가압된 외부 유체 즉, 팬을 통과한 유체의 일부가 외부로 배출되도록 하는 토출구(11a)와, 상기 모터 케이스(11)의 일정 외주에 일단이 연결됨으로써 팬 통과 유체의 일부가 또 다른 작동 유체로 사용되도록 하기 위한 배출 관로인 이젝터 흡입 유로(62)와, 상기 이젝터 흡입 유로(62)의 타단이 연결되어 가압된 팬 통과 유체가 배출되는 이젝터(60)와, 상기 이젝터(60)의 끝단에 놓여 가압된 팬 통과 유체의 압력을 한층 더 높이는 동시에 이를 고속으로 분사하기 위하여 마련된 이젝터 노즐(61)과, 상기 이젝터 노즐(61)에서 분사된 고속의 팬 통과 유체에 의해서 내부가 낮은 압력으로 유지되도록 하기 위하여 마련된 이젝터 챔버(63)와, 상기 이젝터 챔버(63)의 하단에 가공되어 외부 유체를 흡입하기 위한 제 2 흡입 노즐(64)로 구성된다.

또한, 일반적인 전기 청소기와 동일한 작용을 하도록 구비되어 외부 유체가 흡입되는 구성을 설명하면, 상기 오물 저장 버켓(41)에 일단이 연결되어 상기 오물 필터(31)를 통하여 걸러지는 외부 유체의 흐름 경로로서의 역할을 하게 되는 외부 유체 유로(70)와, 상기 외부 유체 유로(70)로 흡입되는 외부 유체를 강한 압력과 속도로 흡입하게 되는 제 1 흡입 노즐(71)로 구성된다.

한편, 상기 외부 유체 유로(70)의 타단은 상기 제 1 흡입 노즐(71)로부터 인입된 외부 유체가 통과되는 제 1 흡입 유로(72)와, 상기 이젝터(60)와 이젝터 챔버(63)로 부터 인입된 유체가 함께 통과되는 제 2 흡입 유로(65)를 통과한 유체가 합하여 흐르도록 구성되어 있다.

이상과 같이 상술된 본 발명의 구성을 참조하여 그 동작을 순차적으로 설명하면, 사용자가 청소기를 사용하기 원하여 파워를 온 시키면 상기 흡입 모터(10)가 회전하게 되고, 이와 동시에 흡입 모터(10)에 견고하게 체결되어 있는 흡입 팬(20)도 회전된다.

상기 흡입 팬(20)이 회전되면, 제 1 흡입 노즐(71)과, 제 1 흡입 유로(72)와, 상기 외부 유체 유로(70)와, 상기 오물 저장 버켓(41)과, 상기 오물 필터(31)와, 상기 팬 흡입 유로(42)를 순차적으로 통과하여 외부 유체가 흡입된다.

이와 같은 흡입 과정 중에 상기 오물 필터(31)에는 외부 유체에 포함된 오물이 걸러지게 되고, 걸러진 오물은 상기 오물 저장 버켓(41)에 쌓이게 된다.

한편, 상기 팬 흡입 유로(42)를 통과하여 상기 흡입 팬(20)과 상기 흡입 모터(10)에 이른 외부 유체는 흡입 모터(10)를 식히는 동시에 흡입 모터(10)에 의해서 가압된다.

또한, 상기 흡입 모터(10)를 수납하고 있는 상기 모터 케이스(11)에는 작은 토출구(11a)가 가공되어 있어 고압의 팬 통과 유체가 일부는 상기 토출구(11)를 통하여 외부로 배출되고, 일부는 상기 이젝터 흡입 유로(62)를 통하여 이젝터(60)로 유입되는데, 상기 토출구(11a)를 통하여 외부로 토출되는 팬 통과 유체의 양과, 상기 이젝터 흡입 유로(62)를 통하여 유출되는 유체의 양의 상대적인 비율은 필요에 의해서 조절된다.

상기 이젝터(60)에 유입된 팬 통과 유체는 이젝터(60)의 일단에 마련되어 있는 상기 이젝터 노즐(61)을 통하여 분사되는데, 분사된 유체는 고압을 가지게 되므로 주위는 상당한 저압에 이르게 되어 상기 이젝터 챔버(63)또한 저압으로 된다.

그러므로, 상기 이젝터 챔버(63) 내부의 일정 위치에 가공되어 있는 제 2 흡입 노즐(64)을 통해서는 제 1 흡입 노즐(71)과 마찬가지로 외부 유체가 흡입되는 것이다.

이러한 작용을 베르누이의 정리를 이용하여 좀더 상세히 설명하도록 한다.

베르누이 정리라 함은 하기 되는 수학식 1과 같고, 베르누이 정리는 비압축성 유체에 적용되는 것으로서 유체의 자체적인 압력으로 인한 압력수두(P/γ)와, 유체의 유속으로 인한 속도수두(V²/2g)와, 유체의 높이에 따른 위치수두(Z)로 구분되며 흐르는 연속적인 유체에서 세 가지 수두를 합한 값은 흐르는 유체의 어디에서나 같게 된다는 것을 이르는 말이다.

H=P/γ+V²/2g+Z=일정, (H=전수두, P=각 지점의 압력, γ=유체의 비중량, V=유속, g=중력 가속도, Z=기준면에서의 유체의 높이)

위에서 살펴 본 베르누이 정리를 바탕으로 본 발명의 동작을 다시 한번 설명하면, 상기 이젝터(60)에서의 유체는 낮은 속도와 높은 압력과 일정한 높이를 가지는데, 상기 이젝터 노즐(61)에서의 유체는 일정한 높이에서 높은 속도를 가지므로 베르누이 정리에 의해서 낮은 압력을 가지게 된다.

그러므로, 상기 이젝터 노즐(61)과, 제 2 흡입 유로(65) 사이에 있는 일정한 간극에는 상당한 저압이 만들어지고, 이 간극이 포함되어 있는 상기 이젝터 챔버(63)에도 동일하게 저압의 환경이 만들어지는 것이다.

한편, 상기 이젝터 챔버(63)의 하측에는 제 2 흡입 노즐(64)이 마련되는데, 이와 같은 제 2 흡입 노즐(64)을 통하여 외부 유체가 흡입되고, 이러한 외부 유체는 상기 이젝터 노즐(61)에서 분사된 팬 통과 유체와 섞여 상기 제 2 흡입 유로(65)를 통과하게 된다.

위에서 살핀 바와 같은 순서로 외부 유체는 흐르게 되고, 최종적으로는 상기 제 1 흡입 유로(72)와 제 1 흡입 유로(65)가 합하여져 상기 외부 유체 유로(70)로 유입되어 하나의 사이클을 형성하여 동작이 완결되는 것이다.

이상에서 살핀 바와 같이 본 발명에 따른 진공 청소기의 유로 시스템은 흡입노즐이 두개 마련됨으로써, 외부 유체를 흡입할 수 있는 흡입력이 배가되었으며, 또한 이러한 흡입력의 증가는 또 다른 입력 에너지가 부가적으로 사용되지 않고 유로 시스템의 구성만을 변화시킴으로서 달성되는 것이다.

그러나, 본 발명에 따른 전기 청소기의 유로 시스템의 사상은 상술된 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 당업자가 그 형태의 부가 또는 변화를 가함으로써 동일한 발명을 창출해 내는 것은 쉬운 일이다.

이상에서 살핀 바와 같이 본 발명에 따른 전기 청소기의 유로 시스템은 유로 시스템의 구성이 종래와 달리 형성됨으로써, 동일한 모터의 출력 하에서 한층 더 강한 외부 유체의 흡입력을 발휘하게 되어 오물을 신속하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 충전식 전기 청소기와 같이 모터의 출력이 그 사양으로 인하여 제한되는 경우에 동일한 조건하에서 높은 흡입력을 만들어 낼 수 있으므로 보다 효율적인 장점이 있다.

Claims (7)

1. 모터에서 배출되는 일정량의 유체가 재활용될 수 있도록 하기 위하여 모터 케이스의 외주에 일단이 연결된 이젝터 흡입 유로와,

   상기 이젝터 흡입 유로의 타단에 연결되어 상기 이젝터 흡입 유로를 통과한 유체가 모이도록 하기 위한 이젝터와,

   상기 이젝터의 일단에 마련되어 유체가 고속 저압으로 분사되기 위한 이젝터 노즐과,

   상기 이젝터 노즐과 일정 간극을 두고 마련되어 분사된 유체와 이젝터 내의 유체가 흡입되어 상기 모터로 되돌아가도록 하기 위한 제 2 흡입 유로와,

   상기 이젝터 노즐이 내부에 포함되며 상기 이젝터 노즐 외부의 일정 공간이 외계 분리되도록 형성되어 내부가 저압으로 유지되기 위한 이젝터 챔버와,

   상기 이젝터 챔버의 일정 위치에 형성되어 외부 유체가 고속으로 흡입되도록 하기 위한 제 2 흡입 노즐이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 모터 케이스의 외주에는 일정량의 유체가 외부로 배출되도록 하기 위한 토출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 모터의 상측에 외부 유체를 흡입하는 흡입 팬이 마련되고, 상기 흡입 팬의 상측에 오물 저장 버켓이 마련되고, 상기 오물 저장 버켓의 상단에 오물 필터가 마련되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 오물 저장 버켓의 가운데에는 오물 필터를 통과한 유체가 상측에서 상기 흡입 팬으로 유입되기 위한 팬 흡입 유로가 마련되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시0스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 오물 필터는 도우넛 형상으로 마련되어 상기 팬 흡입 유로의 외주에 마련되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 모터에는 모터에 외부 유체가 흡입되는 방향에 연결되어 외부 유체가 빠른 속도로 흡입되도록 하기 위한 제 1 흡입 노즐이 포함되어 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.
7. 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 오물 저장 버켓의 외주면에 일단이 체결되어 외부 유체 등이 흡입될 수 있도록 하는 외부 유체 유로가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 유로 시스템.