KR100407949B1 - 사이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 청소기 등에 적용되는 사이클론 집진장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 사이클론 몸체 내의 이물질 이동경로 상에 이미 분리된 이물질이 역류되는 것을 방지할 수 있는 수단을 구비함으로써, 집진 성능을 향상시킬 수 있는 사이클론 집진장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치는 일측 외주면에 이물질이 포함된 공기가 흡입되는 공기 흡입구(32)와 타측 외주면에 이물질 배출구(33)가 형성되는 원통형의 사이클론 몸체(31)와, 상기 사이클론 몸체의 타측면을 관통하여 내부와 연통되며 일단에는 공기흡입수단이 구비되는 공기 배출관(35)과, 상기 사이클론 몸체의 일측과 타측 사이에 구비되어 이물질 배출구를 통해 역류되는 이물질의 유동을 막는 역류방지 부재(41∼43)와, 상기 사이클론 몸체의 이물질 배출구에 연결되어 이물질이 수집되는 집진부(34)를 포함한다.

Description

사이클론 집진장치{cyclone collector}

본 발명은 진공 청소기 등에 적용되는 사이클론 집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이클론 몸체 내에 이물질의 역류를 방지할 수 있는 수단을 구비함으로써 집진 성능을 향상시킬 수 있는 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 사이클론 집진장치는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 이물질을 포집하고 공기는 외부로 배출하는 장치로서, 진공 청소기 등에 많이 적용되고 있다.

이러한 사이클론 집진장치는 공기의 유동방향에 따라 순방향 사이클론 집진장치와 역방향 사이클론 집진장치로 구분할 수 있으며, 그 밖에 이물질의 집진을 여러 번 수행하도록 하여 집진 성능을 향상시키는 다중 사이클론 집진장치가 있다.

도 1은 일반적인 순방향 사이클론 집진장치를 나타낸 단면도로서, 상기 순방향 사이클론 집진장치(10)는 원통형 사이클론 몸체(11)와, 상기 사이클론 몸체의 일측부 외주면에 형성되는 공기 흡입관(12)과, 상기 사이클론 몸체의 타측부 외주면에 형성되는 이물질 배출관(13)과, 상기 이물질 배출관에 연통되어 이물질이 수집되는 이물질 집진부(14)와, 상기 사이클론 몸체(11)의 타측면에 그 일부가 삽입되어 공기가 토출되는 공기 배출관(15)으로 구성된다. 그리고, 상기 공기 배출관(15)의 일측에는 공기흡입수단으로 모터팬(도시 생략)이 구비되어 공기의 강제 순환을 유도한다. 이 때, 상기 사이클론 몸체(11)를 원통형으로 형성시킨 이유는 이물질이 포함된 공기에 원심력을 인가하기 위함이다.

이와 같이 구성되는 순방향 사이클론 집진장치(10)는 상기 공기 흡입관(12)을 통해 이물질을 포함한 공기가 흡입되고, 질량을 갖는 이물질은 원심력에 의해 사이클론 몸체의 내주면을 따라 회전하면서 이물질 집진부(14)에 최종 집진된다.

이 때, 상기 공기 흡입관(12)을 통해 흡입된 공기는 이물질의 유동방향과 같은 방향으로 이동하다가 공기 배출관(15)을 통해 토출된다.

한편, 역방향 사이클론 집진장치는 공기 배출관이 사이클론 몸체를 기준으로 이물질 배출관과 서로 대향하는 위치에 구비되는 것으로, 이 경우 이물질이 제거된 공기는 이물질의 유동방향과 반대방향으로 이동하다가 상기 공기 배출관을 통해 배출되는 것이다.

그러나, 상술한 바와 같은 사이클론 집진장치는 이물질이 분리된 공기가 공기 배출관(15)을 통해 외부로 배출될 때, 상기 공기 배출관의 입구측은 상대적으로 압력이 낮기 때문에 이물질 집진부(14)에 있던 이물질이 공기의 유동을 타고 상기 공기 배출관(15)으로 함께 배출되는 문제가 발생하게 된다. 특히, 질량이 작은 미세 이물질의 경우 이러한 역류현상은 현저하게 발생하며, 결국 집진율이 저하되는 주요한 원인이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사이클론 몸체 내의 이물질 이동경로 상에 이미 분리된 이물질이 역류되는 것을 방지할 수 있는 수단을 구비함으로써, 집진 성능을 향상시킬 수 있는 사이클론 집진장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 순방향 사이클론 집진장치를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 일부를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 절개 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 제1 사이클론 21 : 제1 사이클론 몸체

22 : 공기 흡입관 23 : 타공판

24 : 제1 집진부 30 : 제2 사이클론

31 : 제2 사이클론 몸체 32 : 공기 흡입구

33 : 이물질 배출구 34 : 제2 집진부

35 : 공기 배출관 38 : 가이드 부재

41,42,43 : 원형 디스크

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치는 일측 외주면에 이물질이 포함된 공기가 흡입되는 공기 흡입구와 타측 외주면에 이물질 배출구가 형성되는 원통형의 사이클론 몸체와, 상기 사이클론 몸체의 타측면을 관통하여 내부와 연통되며 일단에는 공기흡입수단이 구비되는 공기 배출관과, 상기 사이클론 몸체의 일측과 타측 사이에 구비되어 이물질 배출구를 통해 역류되는 이물질의 유동을 막는 역류방지 부재와, 상기 사이클론 몸체의 이물질 배출구에 연결되어 이물질이 수집되는 집진부를 포함한다.

이 때, 상기 역류방지 부재는 공기 배출관의 외주면에 삽입되는 적어도 하나 이상의 원형 디스크로 이루어지며, 상기 원형 디스크는 이물질 배출구 측으로 갈수록 그 직경이 작아지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 역류방지 부재는 소정 간격을 두고 이격 설치된 3개의 원형 디스크로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이클론 집진장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 일부를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 절개 사시도이다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치는 원통형 사이클론 몸체(31)의 일측 외주면에 이물질이 포함된 공기가 흡입되는 공기 흡입구(32)가 형성되고, 타측 외주면에는 이물질 배출구(33)가 형성된다. 그리고, 상기 이물질 배출구(33)의 일단에는 이물질이 수집되는 집진부(34)가 구비되며, 상기 사이클론 몸체(31)의 타측면에는 이를 관통하여 내부와 연통되는 공기 배출관(35)이 구비된다. 또한, 상기 공기 배출관(35)의 사이클론 몸체의 외부에 위치하는 일단에는 공기흡입수단으로서 모터팬(도시 생략)이 구비되어 공기를 흡입할수 있는 원동력을 제공한다.

이 때, 상기 공기 흡입구(32)는 이물질을 포함한 공기의 유동을 위해 사이클론 몸체(31)의 내주면에 접선방향을 따라 구비되며, 상기 이물질 배출구(33) 역시 상기 사이클론 몸체(31)의 내주면을 회전 이동한 이물질이 상기 집진부(34)로 원활히 배출되도록 사이클론 몸체 내주면의 접선방향을 따라 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 사이클론 집진장치(30)는 이물질을 포함한 공기의 유동방향과 이물질이 제거된 공기의 배출방향이 같은 순방향 사이클론이다.

한편, 상기 사이클론 몸체(31)의 일측과 타측 사이, 구체적으로 공기 흡입구(32)와 이물질 배출구(33) 사이에, 상기 집진부(34)의 이물질이 역류되는 것을 방지하기 위해 다수의 원형 디스크(41∼43)가 구비된다. 즉, 상기 원형 디스크(41∼43)는 공기 배출관(35)의 외주면에 삽입 설치되는 역류방지 부재이다. 이 때, 상기 원형 디스크의 끝단이 사이클론 몸체(31)와 적정 간격을 유지하여야 함은 물론이다.

이러한 원형 디스크(41∼43)는 집진부(34)로부터 이물질이 역류될 경우에만 그 유동을 방해하게 된다. 즉, 상기 사이클론 몸체(31) 내로 흡입된 이물질은 공기의 유동에 따라 상기 사이클론 몸체의 내주면을 따라 회전 이동하기 때문에, 상기 집진부(34)로의 이동시에는 원형 디스크(41∼43)에 의해 방해를 받지 않는다. 그러나, 상기 이물질이 집진부(34)로부터 사이클론 몸체(31) 측으로 역류되는 경우에는 공기 배출관(35)의 외주면과 사이클론 몸체(31)의 내주면 사이를 불규칙적으로 유동하기 때문에, 상기 원형 디스크(41∼43)에 의해 그 유동에 방해를 받게 된다.

따라서, 상기 원형 디스크(41∼43)는 서로 적정 간격을 두고 다수개가 구비됨과 더불어 이물질 배출구(33) 측으로 갈수록 직경이 작은 원형 디스크가 구비됨이 공기의 유동과 이물질의 역류방지 측면에서 바람직하다.

이를 위해, 상기 사이클론 집진장치(30)에는 크기가 다른 3개의 원형 디스크가 구비됨과 더불어, 이물질 배출구(33)에서 거리가 먼 위치에서부터, 도면상 좌측에서부터, 가장 큰 직경의 제1 원형 디스크(41)와 중간 직경의 제2 원형 디스크(42) 및 가장 작은 직경의 제3 원형 디스크(43)가 순차적으로 구비된다.

이하, 상술한 사이클론 집진장치가 적용되는 본 발명에 따른 다중 사이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바에 따르면, 상기 사이클론 집진장치는 질량이 작은 미세 이물질까지 포집하기 위해 2개의 사이클론(20,30)으로 이루어지는 다중 사이클론 집진장치이다. 즉, 상기 사이클론 집진장치는 관성 집진에 의해 질량이 큰 이물질을 먼저 분리시키는 제1 사이클론(20)과, 상기 제1 사이클론을 통과한 공기가 원심력에 의해 회전하면서 상기 공기 중의 미세한 이물질까지도 분리시키는 제2 사이클론(30)으로 이루어진다. 즉, 상기 제2 사이클론(30)은 도 2에 도시된 것과 같다.

이 때, 상기 제1 사이클론(20)은 타원형의 제1 사이클론 몸체(21) 상단에 이물질을 포함한 공기가 흡입되는 공기 흡입관(22)이 구비되고, 상기 제1 사이클론 몸체 하부에 질량이 큰 이물질이 수집되는 제1 집진부(24)가 구비된다. 그리고, 상기 제1 사이클론 몸체(21)의 내부에는 부피가 큰 이물질의 역류를 방지하는타공판(24)이 구비됨과 더불어, 상단 외주면에는 제2 사이클론(30)과 연통되는 공기 배출구가 형성된다.

그리고, 상기 제2 사이클론(30)은 원통형의 제2 사이클론 몸체(31)의 상단 외주면에 제1 사이클론 몸체(20)의 공기 배출구와 연결되는 공기 흡입구(32)가 형성되고, 하단 외주면에 이물질 배출구(33)가 형성된다. 그리고, 공기 배출관(35)이 상기 제2 사이클론 몸체(31)의 하단을 관통하여 구비됨과 더불어, 상기 몸체(31)의 측면에 이물질 배출구(33)와 연통되는 제2 집진부(34)가 구비된다.

그리고, 상기 공기 배출관(35)의 외주면에는 제1 원형 디스크(41) 내지 제3 원형 디스크(43)가 순서대로 구비된다.

이와 같이 구성된 사이클론 집진장치는 공기 배출관(35)의 일단에 구비된 모터팬이 가동됨에 따라 제1 사이클론(20)의 공기 흡입관(22)을 통해 이물질이 포함된 공기가 흡입된다. 이 때, 비교적 질량과 부피가 큰 이물질은 중력에 의해 제1 사이클론 몸체(21) 하부의 제1 집진부(24)로 수집되고, 나머지 이물질이 포함된 공기는 타공판(23)을 통해 상승하여 제2 사이클론 몸체(31)의 공기 흡입구(32)로 이동된다. 이 경우, 상기 제1 집진부(24)에 있는 이물질은 타공판(23)을 통과할 수 없음에 따라 그대로 남게 된다.

다음, 상기 제2 사이클론 몸체(31)의 공기 흡입구(32)를 통해 유입된 공기는 제2 사이클론 몸체의 내주면을 따라 회전하면서 아래로 이동된다. 이 때, 상기 제2 사이클론 몸체(31)의 상단 내부에 공기의 유동 경로를 안내하는 가이드 부재(38)가 구비됨이 바람직하다.

계속해서, 상기 공기는 원형 디스크(41∼43)를 지나 이물질 배출구(33)를 통해 제2 집진부(34)로 이동된다.

다음, 상기 제2 집진부(34) 내의 공기는 이물질이 분리된 상태에서 모터팬의 흡입력에 따라 이물질 배출구(33)를 통해 제2 사이클론 몸체(31) 내부로 상승하다가 공기 배출관(35)으로 흡입되어 최종 배출된다. 이 때, 상기 제2 집진부(34) 내의 이물질은 상승하는 공기를 따라 역류될 수 있으나, 다수의 원형 디스크(41∼43)에 의해 순차적으로 유동에 구속을 받게 되어 역류되는 현상은 발생하지 않게 된다.

한편, 본 발명에 따른 역류방지 부재는 사이클론 몸체 내에 구비되어 이물질의 역류를 방지하기 위한 것으로, 그 형태 및 개수가 상술한 3개의 원형 디스크에 한정되는 것은 아니며, 사이클론 몸체의 형태 및 크기에 따라 얼마든지 변형 가능하다.

본 발명에 따른 사이클론 집진장치는 이물질의 역류방지 부재로서 공기 배출관의 외주면에 크기가 다른 다수의 원형 디스크를 구비함에 따라, 집진부에 있는 이물질의 역류 경로를 차단할 수 있다.

따라서, 분리된 이물질이 역류되어 재비산되는 것을 방지할 수 있으며, 이것은 집진 성능의 향상을 의미한다.

Claims (4)

1. 일측 외주면에 이물질이 포함된 공기가 흡입되는 공기 흡입구와, 타측 외주면에 이물질 배출구가 형성되는 원통형의 사이클론 몸체와;

   상기 사이클론 몸체의 타측면을 관통하여 내부와 연통되며, 일단에는 공기흡입수단이 구비되는 공기 배출관과;

   상기 공기 배출관의 외주면에 장착되는 적어도 하나 이상의 원형 디스크를 가지는 역류방지 부재; 그리고,

   상기 사이클론 몸체의 이물질 배출구에 연결되어 이물질이 수집되는 집진부:를 포함하는 사이클론 집진장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 원형 디스크는 이물질 배출구 측으로 갈수록 그 직경이 작아지도록 형성됨을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각 원형 디스크는 3개로 구성되며, 서로 소정 간격을 두고 이격 설치됨을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.