KR100444553B1

KR100444553B1 - 진공청소기의 사이클론 집진장치

Info

Publication number: KR100444553B1
Application number: KR10-2001-0057086A
Authority: KR
Inventors: 오장근
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2004-08-16
Also published as: US20030051452A1; GB0219977D0; AU9732501A; KR20030024102A; GB2381222B; CA2388138C; US6616721B2; CA2388138A1; AU781851B2; GB2381222A

Abstract

외부로부터 공기유입관(47)을 통해 유입된 공기를 원심분리한 후, 청정공기를 공기배출관(45)을 통해 배출하는 통형의 사이클론 몸체(41)와, 사이클론 몸체(41)의 하부에 장착되어 외부공기로부터 원심분리된 오물이 적재되는 오물수거통(43,43')과, 오물수거통(43,43')의 바닥면(43b)으로부터 소정 길이로 돌출형성된 복수의 오물역류 및 회전방지부재(49)를 포함하는 진공청소기(100)의 사이클론 집진장치(40)가 개시된다. 이와 같이 구성된 진공청소기(100)의 사이클론 집진장치(40)에 의하면, 오물수거통(43,43')의 바닥면에 적재된 오물의 유동을 억제하여 공기배출관(45)을 통해 오물이 배출되는 오물 역류 현상이 방지됨으로써, 사이클론 집진장치(40)의 집진성능이 향상된다.

Description

진공청소기의 사이클론 집진장치 { Cyclone dust collector for vacuum cleaner }

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 피청소면의 오물과 함께 유입되는 흡입공기를 원심분리하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

통상적으로 사이클론 집진장치가 채용된 진공청소기는 청소기 본체와, 흡입부 및 사이클론 집진장치를 포함한다. 상기 사이클론 집진장치는 사이클론 몸체와, 공기유입관과, 공기배출관 및 오물수거통을 포함한다. 상기 사이클론 몸체는 상기 공기유입관을 통해 외부로부터 유입된 공기가 원심분리되는 공간을 제공하며, 상기 사이클론 몸체 내부에서 원심분리 된 후의 청정공기는 상기 공기배출관을 통해 사이클론 몸체의 외부로 배출된다. 상기 오물수거통은 상기 사이클론 몸체의 하단에 결합되어 상기 공기에서 분리된 오물이 적재된다.

도 1을 참조하여, 종래의 사이클론 집진장치(20)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

흡입부(미도시)를 통해 피청소면으로부터 흡입된 공기는 공기유입관(27)을 통해 사이클론 몸체(21) 내부로 유입된다. 사이클론 몸체(21)의 내부로 유도된 상기 공기는 사이클론 몸체(21)의 측벽을 따라 선회하면서 하강하게 된다. 이렇게 선회하는 공기 중에 사이클론 몸체(21)의 측벽측에서 선회하는 공기의 일부는 선회중에 상기 측벽과의 마찰에 의해 그 유속이 저하된다. 이에 따라, 선회하는 공기의 원심력에 의해 사이클론 몸체(21)의 측벽과 마찰되는 공기측에 함유된 오물은 사이클론 몸체(21)의 측벽을 따라 낙하하여 사이클론 몸체(21)의 하부에 결합된 오물수거통(23)에 적재된다.

한편, 상술한 바와 같이 하강하던 상기 공기는 오물수거통(23)의 바닥면(23a)에 도달한 후에, 다시 반전상승하게 된다. 여기서, 오물수거통(23)의 바닥면(23a)에 도달한 상기 공기는 그 유속이 사이클론 집진장치(20) 내에서 최소가 되도록 감소된다. 이에 따라, 상기 공기 내에 포함되어 있던 미세오물까지 분리되며, 상기 미세오물은 이전에 적재된 오물들과 함께 오물수거통(23)의 바닥면(23a) 상에 적재된다. 이렇게 오물들이 분리된 후의 청정공기는 공기배출관(25)을 통해 사이클론 몸체(21)의 외부로 배출된다.

그런데, 오물수거통(23)의 바닥면(23a)에서 상기 공기는 그 유속이 최저로 감속된 상태에서도, 상기 바닥면(23a)에 도달하기 전에 발생된 원심력의 영향에 의해 오물이 분리된 후에도 바닥면(23a) 상에서 계속해서 저속으로 회전된다. 이에 따라, 바닥면(23a)에 적재된 오물이 안정화되지 못하고 유동된다. 이렇게 유동되는 오물, 특히 머리카락 또는 애완동물의 털(28), 등에 의해 바닥면(23a)에 적재된 미세먼지가 다시 유동되기도 한다. 그리고, 오물수거통(23) 내부에 오물이 많이 쌓여있는 경우에는 상기 오물의 유동이 더 심해진다.

따라서, 종래의 사이클론 집진장치(20)는, 상기한 바와 같이, 유동하는 오물들이 상기 청정공기에 편승하여 공기배출관(25)을 통해 외부로 배출되는 오물역류현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 사이클론 몸체 내에서 원심분리되는 흡입공기로부터 분리된 후 적재되는 오물이 다시 유동하는 것을 억제하기 위해 오물수거통의 구조가 개선된 진공청소기의 사이클론 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 사이클론 집진장치의 작동상태를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치가 채용된 진공청소기를 도시한 분리사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 사이클론 집진장치의 오물수거통을 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 사이클론 집진장치의 작동상태를 도시한 측단면도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 사이클론 집진장치의 오물수거통을 도시한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 진공청소기 40 : 사이클론 집진장치

41 : 사이클론 몸체 43, 43' : 오물수거통

43b,43b' : 바닥면 45 : 공기배출관

47 : 공기유입관 49 : 오물 역류 및 회전방지부재

상기와 같은 본 발명의 목적은, 청소기 본체 및 공기유입관 각각과 연결되며, 상기 공기유입관을 통해 유입된 공기가 원심분리된 후 일측에 연결된 공기배출관을 통해 배출되는 사이클론 몸체; 및 상단이 개방되어 상기 사이클론 몸체의 하단에 분리가능하게 장착되며, 상기 유입공기로부터 원심분리된 오물이 적재되는 바닥면을 구비하는 오물수거통; 및 상기 오물수거통의 바닥면으로부터 소정 길이로 돌출형성되어 상기 바닥면에 적재된 오물의 유동을 억제하는 적어도 하나의 오물역류 및 회전방지부재;를 포함하며, 상기 적어도 하나의 오물역류 및 회전방지부재 각각은, 상기 오물수거통과 일체로 형성되는 진공청소기의 사이클론 집진장치의 제공에 의해 해결된다.

또한, 오물역류 및 회전방지부재는, 사이클론 몸체 바닥면에 바닥면의 중심으로 부터 소정 간격 이격되도록 방사상으로 배치되고, 상호 대칭되는 자세를 이루며 소정 각도로 등간격을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 오물역류 및 회전방지부재는, 상기 오물수거통의 높이에 대하여 ¼ ~ ½의 높이로 상기 오물수거통의 바닥면으로부터 돌출형성되는 것이 더욱 바람직하다.그리고, 상기 오물 역류 및 회전방지부재는, 상기 바닥면의 반경방향을 그 길이방향으로 하는 직사각형 단면을 가지는 기둥형상으로 형성되어, 오물수거통의 바닥면에서 선회하는 공기와 오물 역류 및 회전방지부재의 접촉면적을 증대시키는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 사이클론 집진장치에 따르면 오물수거통의 바닥면에 쌓여있는 오물이 회전되는 청정공기의 영향으로 청정공기와 같이 유동되는 것을 방지하여 오물의 역류를 방지하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 사이클론 집진장치(40)를 채용한 업라이트 진공청소기(100)를 도시한 것으로서, 도 2를 참조하면, 진공청소기(100)는 피청소면으로부터 오물과 함께 주변 공기를 흡입하는 흡입부(30)와, 상기 흡입부(30)에 흡입력을 제공하는 진공원(미도시)이 내장된 청소기 본체(10)를 포함한다. 그리고, 진공청소기(100)는 그 집진성능의 향상을 위해 사이클론 집진장치(40)를 더 구비하며, 사이클론 집진장치(40)는 사이클론 몸체(41)와, 오물수거통(43)과, 공기유입관(47)과, 공기배출관(45)을 포함한다. 미설명 부호 16은 상기 사이클론 집진장치(40)을 청소기 본체(10)에 착탈가능하게 결합시키기 위한 착탈레버이다.

상기 사이클론 몸체(41)는 외부로부터 공기유입관(47)을 통해 유입된 공기를 원심분리하기 위한 것이며, 상기 공기배출관(45)은 사이클론 몸체(41) 내부에서 원심분리된 청정공기를 사이클론 몸체(41)의 외부로 배출하기 위한 것이다.

여기서, 오물수거통(43)은 사이클론 몸체(41) 내부에서 선회하는 상기 공기로부터 분리된 오물이 적재 보관되는 곳으로서, 사이클론 몸체(41)의 하부에 사이클론 몸체(41)와 연통되도록 결합된다. 본 실시예에서의 오물수거통(43)은 사이클론 몸체(41)에 착탈가능하게 결합된다. 이와 같이 오물수거통(43)이 사이클론 몸체(41)에 착탈가능하게 결합되는 사이클론 집진장치(40)를 사용하는 경우에는, 사용자가 진공청소기(100)를 사용한 후에 사이클론 몸체(41)로부터 오물수거통(43)을 분리시킨 후, 오물수거통(43) 내부에 보관되는 오물을 간편하게 비울수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 오물수거통(43)은 원통형의 측벽(43a)과, 그 측벽(43a)의 하단을 폐쇄시키는 바닥면(43b)을 포함한다. 측벽(43a)의 개방단은 사이클론 몸체(41)의 하단에 장착된다. 그리고, 오물수거통(43)은 오물수거통(43) 내부로 유입된 후에도 선회하는 상기 공기에 편승하여 적재된 오물이 유동되는 것을 방지하는 오물역류 및 회전방지부재(49)를 더 포함한다. 미설명 부호 43c는 상기 착탈레버(16)에 의해 오물수거통(43)의 착탈되도록 형성된 착탈홈이다.

본 실시예에서의 오물역류 및 회전방지부재(49)는 오물수거통(43)의 바닥면(43b)과 수직한 방향으로 바닥면(43b)으로부터 돌출형성된 복수의 돌편(49)을 포함한다. 상기 돌편(49)은 단면이 직사각형으로 형성된 기둥형상으로 형성되며, 이외에도 돌편(49)의 단면 형상은 비원형 단면 중에서 다양하게 채택될 수 있다. 그리고, 각각의 돌편(49)은 오물수거통(43) 바닥면(43b)의 중심으로부터 소정 거리 이격되어, 방사상으로 배치된다. 또한, 각각의 돌편(49)은 바닥면(43b)과 나란한 길이방향 축상에 있는 일단이 바닥면(43b)의 중심방향을 향하고, 타단이 바닥면(43b)의 중심으로부터 가장 먼곳에 위치되는 자세로 배치된다. 즉, 각각의 돌편(49)은 바닥면(43b)의 중심을 지나는 직선축상에 단면의 양단이 위치되도록 배치되며, 이와 같은 돌편(49)은 상호 배치되는 자세로 배치된다. 상기한 바와 같이 돌편(49)들이 배치됨에 따라, 바닥면(43b) 상에서 회전하려는 상기 공기 또는 청정공기와 접촉되는 돌편(49)의 표면적을 최대로 할 수 있다.

한편, 돌편(49)은 바닥면(43b)으로부터 소정 길이로 돌출되며, 오물수거통(43)의 높이와 소정 비율을 이루는 높이를 가진다. 여기서,오물수거통(43)의 높이에 대한 돌편(49)의 높이의 비율은 대략 ¼~½ 범위내에 있는 것이 바람직하다. 바닥면(43b)으로부터 돌편(49)의 상단까지의 범위내에서 오물이 유동되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 바닥면(43b)에 오물이 돌편(49)의 상단보다 아래의 높이까지 적재된 후에도 그 기능을 보장할 수 있다. 일례로, 도 3에 도시된 오물수거통(43)에 의하면, 오물수거통(43)은 125mm의 높이(H)로 형성되고, 돌편(49)들은 51mm의 높이(h)로 형성되어, 돌편(49)들이 상기 범위내에 속하는 길이를 가지고 바닥면(43b)으로부터 돌출형성된 것을 확인할 수 있다. 또한, 돌편(49)들은 상호 등간격을 이루며 배치되는 것이 바람직하며, 돌편(49)들간의 간격은 돌편(49)의 갯수에 따라 달라진다. 본 실시예에서의 돌편(49)은 3개가 돌출되고, 이에 따라 돌편(49)들은 상호 120°의 간격을 이루게 된다.

한편, 돌편(49)들은 오물수거통(43)과 일체로 사출성형이 가능하기 때문에, 오물의 역류 및 회전을 억제하기 위해 돌편(49)들이 추가로 더 설치되는 경우에도 저렴한 비용으로 사이클론 집진장치(40)의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 돌편(49)이외에도 오물역류 및 회전방지부재는 다양하게 변형실시가 가능할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공청소기(100)의 사이클론 집진장치(40)의 작동을 설명한다.

도 4에 의하면, 피청소면으로부터 흡입부(30;도1참조)를 통해 흡입되어 유로(15;도1참조)를 흐르는 공기는, 공기유입관(47)을 통해 사이클론 몸체(41) 내부로 유입된다. 사이클론 몸체(41) 내부로 유입된 상기 공기는 사이클론 몸체(41)의 측벽을 따라 오물수거통(43)의 바닥면(43b)에 이르기까지 선회하면서 하강된 후, 상기 바닥면(43b)에서 반전상승된다.

여기서, 사이클론 몸체(41)의 측벽을 따라 선회하는 상기 공기의 원심력에 의해 오물들이 선회하는 공기로부터 원심분리되며, 오물수거통(43)의 바닥면(43b)에서는 상기 공기의 유속이 최저로 감속되기 때문에 미세한 오물까지 상기 공기로부터 분리되어 오물수거통(43)의 바닥면(43b)에 적재된다. 이와 같이 오물이 분리된 후의, 청정공기는 바닥면(43b)으로부터 다시 상승한 후 공기배출관(45)을 통해 사이클론 몸체(41) 외부로 배출된다.

한편, 오물수거통(43)의 바닥면(43b)에 위치한 청정공기는 이전에 선회하던 관성과 공기배출관(45)에 작용되는 흡입력에 의해 계속해서 저속으로 선회하며, 이때, 바닥면(43b)에 적재된 오물들, 예를 들어, 머리카락, 애완동물의 털(48) 등이 상술한 바와 같이 바닥면(43b)에서 유동되는 청정공기의 영향을 받아 유동된다.

그러나, 상술한 바와 같이 바닥면(43b)에서 선회하는 청정공기는 바닥면(43b)으로부터 소정 길이로 돌출형성된 돌편(49)들에 의해 그 유동이 억제된다. 또한, 상기 청정공기가 바닥면(43b)에서 돌편(49)의 간섭에도 불구하고 회전될 경우에도, 도 4에 도시된 오물(48)과 같이, 선회하는 청정공기와 같이 유동하려는 바닥면(43b)의 오물(48)들이 돌편(49)에 걸려서 그 유동이 억제된다. 이에 따라, 공기배출관(45)을 통해 사이클론 집진장치(40)의 외부로 배출되는 청정공기에 오물이 포함되어 배출되는 오물역류현상이 억제된다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 사이클론 집진장치(40)의오물수거통(43')을 도시한 것으로서, 본 실시예에서의 오물수거통(43')은 앞서 설명한 제 1 실시예와는 다르게 오물수거통(43')의 하부에 착탈홈(43c; 도3참조)가 생략된 형태로 형성된다. 이때, 오물수거통의 높이(H')는 오물수거통(43')의 하단부터 상단에 이르는 거리를 나타낸다. 이와 같이 구성된 오물수거통(43')을 가지는 사이클론 집진장치(40')의 작동은 앞서 설명된 제 1 실시예의 경우와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에서는 비록 업라이트 진공청소기(100)에 채용된 사이클론 집진장치(40)만을 설명하였으나, 이와 같은 사이클론 집진장치(40)는 캐니스터 진공청소기에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치(40)에 따르면, 오물역류 및 회전방지부재(49)가 오물수거통(43,43')의 바닥면(43b)에 형성됨에 따라, 사이클론 몸체(41) 내부에서 원심분리된 후의 청정공기가 오물수거통(43,43')의 바닥면(43b)에서 선회되는 것이 억제되고, 바닥면(43b)에 적재된 오물이 다시 선회하려는 청정공기에 편승하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 사이클론 집진장치(40)로부터 배출되는 공기를 청정한 상태로 유지할 수 있어 사이클론 집진장치(40)의 집진성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 오물역류 및 회전방지부재(49)가 오물수거통(43,43')과 일체로 사출성형됨에 따라, 오물역류 및 회전방지부재(49)의 설치, 미설치 또는 형태변경이나 갯수의 증감에 따른 제조비용의 증감이 미미하기 때문에, 비교적 저렴한 제조비용으로 사이클론 집진장치(40)의 집진성능을 향상시킬 수 있는 효과도 발생된다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims

청소기 본체 및 공기유입관 각각과 연결되며, 상기 공기유입관을 통해 유입된 공기가 원심분리된 후 일측에 연결된 공기배출관을 통해 배출되는 사이클론 몸체; 및 상단이 개방되어 상기 사이클론 몸체의 하단에 분리가능하게 장착되며, 상기 유입공기로부터 원심분리된 오물이 적재되는 바닥면을 구비하는 오물수거통;을 포함하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 있어서,

상기 오물수거통의 바닥면으로부터 소정 길이로 돌출형성되어 상기 바닥면에 적재된 오물의 유동을 억제하는 적어도 하나의 오물역류 및 회전방지부재;를 포함하며,

상기 적어도 하나의 오물역류 및 회전방지부재 각각은, 상기 오물수거통과 일체로 형성되며, 상기 바닥면의 반경방향이 그 길이방향인 비원형 단면을 가지는 기둥형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 오물역류 및 회전방지부재는,

상기 오물수거통의 바닥면에 상기 바닥면의 중심으로 부터 소정 간격 이격되도록 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
제 3 항에 있어서, 상기 오물역류 및 회전방지부재는,

상호 대칭되는 자세를 이루며 소정 각도로 등간격을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
제 4 항에 있어서, 상기 오물역류 및 회전방지부재는,

상기 오물수거통의 높이에 대하여 ¼ ~ ½의 높이로 상기 오물수거통의 바닥면으로부터 돌출형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
제 3 항에 있어서,

상기 오물역류 및 회전방지부재의 단면형상은 직사각형인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.