KR100445650B1 - checking method of pipe for vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 모터의 회전속도를 검지할 수 있는 SRM의 특성을 이용하여 흡입유로의 막힘 정도를 모터의 회전속도로 측정하여 파악함으로써, 모터의 작동을 제어하거나 사용자에게 인식시켜주어 모터의 과열 및 파손을 방지하므로 흡입유로 막힘을 감지하기 위한 센서 등의 구성부품이 불필요하여 흡입유로 막힘을 감지하는 방법 구현이 간단하면서도 비용이 저렴하다.In the vacuum cleaner clogging detection method of the vacuum cleaner according to the present invention by using the characteristics of the SRM that can detect the rotational speed of the motor by measuring the degree of blockage of the suction channel by the rotational speed of the motor to control the operation of the motor or It prevents overheating and damage of the motor by recognizing the user, so it is not necessary to use a component such as a sensor to detect clogging with suction oil.
Description
본 발명은 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법에 관한 것으로서, 특히 청소기의 흡입유로가 청소물 등에 의해 막힌 경우 팬에 걸리는 부하가 작아짐으로써 모터의 회전수가 상승하는 것을 이용한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting clogging with a suction oil of a cleaner, and more particularly, to a method for detecting clogging with a suction oil of a cleaner using an increase in the rotational speed of a motor when the load of the fan is reduced when the suction passage of the cleaner is blocked by a cleaning material or the like. will be.
일반적으로 진공청소기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(102)와 배출구(104)가 형성된 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 흡입구(102)를 통해 공기와 함께 청소물 등을 흡입시 이를 안내하고 청소 작업 방향을 자유롭게 할 수 있도록 신축성 있는 재료로 만들어진 흡입 호스(106)와, 상기 흡입 호스(106)의 단부와 연결되어 흡입된 청소물을 수거하는 집진 봉지(132)가 내장된 집진실(130)과, 상기 집진실(130)의 후방에 장착되어 청소물이 상기 집진 봉지(132)에 수거되도록 흡입력을 발생시키는 원심송풍기(120) 등으로 이루어진다.Generally, the vacuum cleaner inhales the cleaning material and the like together with the air through the casing 110 having the inlet 102 and the outlet 104 formed therein as shown in FIG. 1, and the inlet 102 of the casing 110. House having a built-in suction hose 106 made of a stretchable material to guide this and free the direction of cleaning work, and a dust bag 132 connected to the end of the suction hose 106 to collect the sucked cleaning material. The truth 130 and the centrifugal blower 120 is mounted to the rear of the dust collecting chamber 130 to generate a suction force so that cleaning matter is collected in the dust collecting bag 132.
상기 원심송풍기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 모터(140)와 회전축(142)으로 연결되어 모터(140) 작동시 회전하여 전방에 있는 공기를 흡입하는 원심형 임펠러(122)와, 상기 원심형 임펠러(122)에서 외측단으로 송출된 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저(124)와, 상기 모터(140)가 공냉되도록 상기 디퓨저(120)에서 토출된 공기를 상기 모터(140)로 안내하는 가이드 베인(126)을 포함하여 구성된다.The centrifugal blower 120 is connected to the motor 140 and the rotating shaft 142, as shown in Figure 2 is a centrifugal impeller 122 that rotates when the motor 140 operates to suck the air in front, and The diffuser 124 for increasing the pressure of the air sent to the outer end from the centrifugal impeller 122 and the air discharged from the diffuser 120 to guide the motor 140 to the air 140 to guide the air to the motor 140. It comprises a guide vane 126.
이와 같은 청소기는 모터(140)가 구동되어 원심형 임펠러(122)가 회전되면, 공기가 임펠러(122) 측으로 흡입되어 디퓨저(124)로 송출되고, 상기 디퓨저(124)에서 압력이 상승된 다음 가이드 베인(126)을 통해 모터(140)로 유입된다.Such a cleaner is a motor 140 is driven to rotate the centrifugal impeller 122, the air is sucked to the impeller 122 side is sent to the diffuser 124, the pressure is raised in the diffuser 124, then guide It is introduced into the motor 140 through the vane 126.
이 때, 상기 원심형 임펠러(122)와 집진실(130) 간에 압력차가 생겨 집진실(130)에 진공실이 형성됨으로써 청소물을 집진실(130) 측으로 흡입할 수 있는 강한 흡입력이 생긴다.At this time, a pressure difference occurs between the centrifugal impeller 122 and the dust collecting chamber 130, so that a vacuum chamber is formed in the dust collecting chamber 130, so that a strong suction force capable of sucking the cleaning material toward the dust collecting chamber 130 is generated.
한편, 청소시 상기 흡입 호스(106)에는 청소물 등에 의해 막힐 수가 있는데, 이러한 경우 원심형 임펠러(122)로 원활하게 공기가 흡입되지 못해 청소기의 흡입력이 저하될 뿐만 아니라, 모터(140)로 유입되는 외부 공기의 양이 적거나 청소기 내부의 더운 공기가 모터(140)로 유입되어 모터(140)의 온도가 상승함으로써 모터(140)가 파손될 우려가 있다.On the other hand, when cleaning, the suction hose 106 may be blocked by a cleaning material, etc. In this case, the suction force of the cleaner is not only lowered as the centrifugal impeller 122 is not sucked smoothly, but also flows into the motor 140. There is a risk that the amount of the external air is small or the hot air inside the cleaner flows into the motor 140, the temperature of the motor 140 is raised, thereby damaging the motor 140.
따라서, 종래에는 이와 같이 흡입 호스(106)의 막힘으로 인한 청소기의 흡입력 저하 및 모터(140)의 과열을 방지하기 위해 상기 집진실(130)의 진공실에 압력센서(미도시)를 장착하였다.Therefore, in the related art, a pressure sensor (not shown) is installed in the vacuum chamber of the dust collecting chamber 130 to prevent the suction force of the cleaner and the overheating of the motor 140 due to the clogging of the suction hose 106.
상기 압력센서(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 흡입 호스(106)가 막힌 경우진공실의 압력이 급상승되는 바, 상기 진공실의 압력이 기준치를 초과하면 이를 감지하여 모터(140)의 작동을 제어하는 제어부(152)로 신호를 보낸다.As shown in FIG. 3, when the suction hose 106 is blocked, the pressure sensor 150 rapidly increases the pressure in the vacuum chamber. When the pressure in the vacuum chamber exceeds the reference value, the pressure sensor 150 controls the operation of the motor 140. Sends a signal to the controller 152.
상기 제어부(152)에서는 압력센서(150)의 신호를 입력받아 모터(140)의 작동을 중지시킴으로써 모터(140)의 과열을 방지하며 사용자에게 청소기의 작동 불능 상태를 인지시켜 준다.The control unit 152 stops the operation of the motor 140 by receiving a signal from the pressure sensor 150 to prevent overheating of the motor 140 and allows the user to recognize the inoperable state of the cleaner.
그러나, 종래 기술에 따른 흡입유로 막힘 감지방법은 진공실에 압력센서(150)를 장착하고 제어부(152)에 압력센서(150)의 신호를 입력받기 위한 포트가 추가되므로 청소기의 제어 구조가 복잡해지며, 상기 압력센서(150)를 장착하고 제어부(152)에 포트를 추가하는데 드는 비용이 큰 문제점이 있다.However, the method of detecting the clogging with the suction oil according to the related art is equipped with a pressure sensor 150 in a vacuum chamber and a port for receiving a signal from the pressure sensor 150 is added to the controller 152, which complicates the control structure of the cleaner. The cost of mounting the pressure sensor 150 and adding a port to the control unit 152 is a big problem.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입구가 막힌 경우 모터를 제동시키는 방법이 간단하면서도 이를 구현하기 위한 비용이 저렴한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a method for detecting clogging with a suction oil of a cleaner that is simple to implement the braking of the motor when the inlet is blocked, but inexpensive to implement the same. .
도 1은 종래 기술에 따른 청소기의 개략도,1 is a schematic view of a cleaner according to the prior art,
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도,FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 1;
도 3은 종래 기술에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도,3 is a block diagram of a method for detecting clogging with suction oil of a cleaner according to the prior art;
도 4는 본 발명에 따른 청소기의 개략도,4 is a schematic view of a cleaner according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도,5 is a block diagram of a method for detecting clogging with suction oil of a cleaner according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 순서도,6 is a flow chart of a method for detecting clogging with suction oil of a cleaner according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 SRM의 작동 상태도,7 is an operational state diagram of the SRM according to the present invention,
도 8는 본 발명에 따른 SRM의 운전 회전속도가 도시된 도면이다.8 is a view showing the driving rotation speed of the SRM according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
2 : 흡입호스 4 : 집진봉지2: suction hose 4: dust bag
6 :집진실 8 : 임펠러6: dust collection room 8: impeller
10 : SRM 12 : 고정자10: SRM 12: Stator
14 : 회전자 16 : 회전축14: rotor 16: axis of rotation
20 : 회전자 감지부 30 : 제어부20: rotor detection unit 30: control unit
35 : 타이머 40 : 경고수단35: timer 40: warning means
W1, W2, W3 : 계자코일 S1, S2, S3 : 스위치W1, W2, W3: Field coil S1, S2, S3: Switch
T : 토크곡선 L1, L2 : 임펠러 부하곡선T: Torque curve L1, L2: Impeller load curve
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 진공청소기의 흡입 유로 막힘 감지방법은 모터에 전원이 인가되면 상기 모터의 회전 속도를 검지하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 검지된 모터의 회전속도와 기 설정값을 비교하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 상기 모터의 회전 속도가 기 설정값 이상이면 청소물이 흡입되는 흡입 유로가 막힘되었다고 판단하는 제3단계를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a blockage of a suction flow path of a vacuum cleaner, the method including: detecting a rotation speed of the motor when power is applied to the motor; A second step of comparing the rotational speed of the motor detected in the first step with a preset value; And a third step of determining that the suction passage through which the cleaning material is sucked is blocked if the rotational speed of the motor is greater than or equal to a predetermined value in the second step.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 청소기의 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 SRM의 작동 상태도이고, 도 8는 본 발명에 따른 SRM의 운전 회전속도가 도시된 도면이다.4 is a schematic diagram of a cleaner according to the present invention, FIG. 5 is a block diagram of a method for detecting clogging with suction oil of the cleaner according to the present invention, FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for detecting clogging with a suction oil of the cleaner according to the present invention, and FIG. 8 is a view illustrating an operating state of the SRM according to the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating a driving rotation speed of the SRM according to the present invention.
본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법이 적용된 청소기는 도 4에 도시된 바와 같이 청소시 공기와 함께 청소물을 안내하는 흡입 호스(2)와, 상기 흡입 호스(2)의 단부와 연결되어 상기 청소물을 수거하는 집진봉지(4)가 내장된 집진실(6)과, 상기 집진실(6)의 후방에 장착되어 청소물이 집진봉지(4)에 수거되도록 흡입력을 발생시키는 임펠러(8)와, 상기 임펠러(8)를 회전시키는 SRM(Switched Reluctance Motor, 10) 등으로 이루어진다.The cleaner applied with the clogging detection method of the suction oil of the vacuum cleaner according to the present invention is connected to the suction hose (2) for guiding the cleaning material together with the air during cleaning as shown in Figure 4, the end of the suction hose (2) And a dust collecting chamber 6 having a dust collecting bag 4 for collecting the cleaning material therein, and an impeller mounted at a rear of the dust collecting chamber 6 to generate suction force so that the cleaning material is collected in the dust collecting bag 4. 8) and a switched reluctance motor (SRM) 10 for rotating the impeller 8 or the like.
여기서, 상기 SRM(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 내측면에 원주방향으로 등간격을 유지하며 배치된 6개의 권선부(12a)에 각각 계자 코일(W1, W2, W3)이 권선된 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내측에 삽입되어 상기 고정자(12)의 계자 코일(W1, W2, W3)에 전류가 공급되면 자기 회로의 저항을 최소로 하는 방향으로 회전되는 회전자(14)와, 상기 회전자(14)에 일체로 축설되고 상기 임펠러(8)가 연결된 회전축(16)으로 구성된다.Here, the SRM 10 is a stator in which the field coils W1, W2, and W3 are wound around the six windings 12a arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner side, as shown in FIG. (12) and a rotor inserted into the stator 12 and rotating in the direction of minimizing the resistance of the magnetic circuit when current is supplied to the field coils W1, W2, W3 of the stator 12 ( 14 and a rotating shaft 16 integrally constructed with the rotor 14 and to which the impeller 8 is connected.
상기 고정자(12)의 계자 코일(W1, W2, W3)은 2개가 한 조를 이루어 선택적으로 온(ON)/오프(OFF)되는 스위치(S1, S2, S3)가 연결된다.The field coils W1, W2, and W3 of the stator 12 are connected to a pair of switches S1, S2, and S3, which are selectively turned on / off.
이와 같은 SRM(10)은 상기 회전자(14)의 위`치를 검출하는 회전자 검지부(미도시)를 통해 SRM(10)의 회전속도 및 토크를 검출하고 이를 가변시킬 수 있는 특징을 갖고 있는 바, 상기 흡입 호스(2)가 청소물 등에 의해 막히게 되는 경우 정상적인 경우에 비해 임펠러(8)로 흡입되는 공기의 양이 적어지게 되어 임펠러(8)에 걸리는 부하가 작아지게 되므로 SRM(10)의 회전속도는 증가하게 된다.The SRM 10 has a feature that can detect and vary the rotational speed and torque of the SRM 10 through a rotor detector (not shown) that detects the position of the rotor 14. When the suction hose 2 is blocked by the cleaning material or the like, the amount of air sucked into the impeller 8 becomes smaller than in the normal case, so that the load on the impeller 8 becomes smaller, so that the rotation of the SRM 10 occurs. The speed will increase.
즉, SRM(10)의 작동시 회전속도(RPM)는 도 8에 도시된 바와 같이 토크 곡선(T)과 임펠러 부하곡선(L1, L2)이 만나는 점(A, B)이 되는 바, 상기 흡입 호스(2) 내의 유로가 정상적인 경우 SRM(10)의 회전속도는 토크 곡선(T)과 정상적인 상태에서의 임펠러 부하곡선(L1)이 만나는 점인 'A'가 되고, 상기 흡입 호스(2) 내의 유로가 청소물 등에 의해 점차적으로 좁아지면 임펠러 부하곡선(L1)이 점차적으로 오른쪽으로 이동되어 SRM(10)의 회전속도가 커지게 된다.That is, the rotational speed (RPM) during the operation of the SRM 10 is a point (A, B) where the torque curve (T) and the impeller load curve (L1, L2) as shown in Figure 8, the suction When the flow path in the hose 2 is normal, the rotational speed of the SRM 10 becomes 'A' at which the torque curve T meets the impeller load curve L1 in the normal state, and the flow path in the suction hose 2 If gradually narrowed by the cleaning material, the impeller load curve (L1) is gradually moved to the right to increase the rotational speed of the SRM (10).
여기서, 상기 흡입 호스(2)가 청소물 등에 막힘되어 청소기의 흡입력 및 모터의 냉각효율이 현저하게 저하됨으로써 청소기의 파손이 우려되는 SRM(10)의 회전속도는 토크 곡선(T)이 임펠러 부하 곡선(L2)과 만나는 점인 'B'가 된다.Here, the suction hose 2 is blocked by the cleaning material, etc., the suction power of the vacuum cleaner and the cooling efficiency of the motor is significantly lowered, so that the rotational speed of the SRM 10, which may cause damage to the vacuum cleaner, the torque curve T is the impeller load curve. It becomes 'B' where it meets (L2).
따라서, 이와 같은 SRM(10)의 특성을 이용한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 먼저, 제 1 단계에서 청소를 위해 외부 전원이 청소기에 공급되면(S10), 제어부(30)에 의해 도 7에 도시된 상기 3개의 스위치(S1, S2, S3) 중 어느 하나의 스위치(S1)가 온(ON)되어 상기 스위치(S1)와 연결된 계자 코일(W1)에 전류가 흐르게 되고, 상기 회전자(14)는 자기 회로의 저항을 최소로 하는 방향(CCW)으로 회전되면서 회전축(16) 및 도 4의 임펠러(8)를 회전시킨다.Therefore, the method of detecting the clogging with the suction oil of the cleaner using the characteristics of the SRM 10 is as shown in FIGS. 5 and 6. First, when external power is supplied to the cleaner for cleaning in the first step (S10), One of the three switches S1, S2, and S3 shown in FIG. 7 is turned on by the controller 30 so that a current is transmitted to the field coil W1 connected to the switch S1. The rotor 14 rotates the rotating shaft 16 and the impeller 8 of FIG. 4 while rotating in the direction CCW that minimizes the resistance of the magnetic circuit.
이 때, 회전자 검지부(20)가 SRM(10)의 회전속도(RPM)를 검지하여 제어부(30)에 신호를 보낸다(S20).At this time, the rotor detecting unit 20 detects the rotational speed RPM of the SRM 10 and sends a signal to the control unit 30 (S20).
다음, 상기 제어부(30)에는 미리 도 4의 흡입 호스(2)가 막힌 경우의 위험 회전속도인 도 8의 기설정값(B)이 세팅되어 있는 바, 제2 단계에서는 상기 제어부(30)에서 상기 1단계에서 검지된 SRM(10)의 회전속도를 입력받아 상기 기설정값(B)과 비교하고(S30), 제3 단계에서는 상기 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 이상이면 흡입 호스(2)내 유로가 막힘되었다가 판단하며(S50), 제4 단계에서는 상기 제2 단계에서 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 미만이면 SRM(10)의 회전속도가 안전 운전범위 내에 있다고 판단한다(S70).Next, the controller 30 is set in advance to the preset value B of FIG. 8, which is a dangerous rotational speed when the suction hose 2 of FIG. 4 is blocked. The rotation speed of the SRM 10 detected in the first step is received and compared with the preset value B (S30), and in the third step, the rotation speed of the SRM 10 is greater than or equal to the preset value B. If it is determined that the flow path in the suction hose 2 is blocked (S50), in the fourth step, if the rotational speed of the SRM (10) is less than the preset value (B) in the second step, the rotational speed of the SRM (10) It is determined that is within the safe driving range (S70).
상기 제3 단계는 흡입 호스(2)가 막힘되었다고 판단된 경우, 제어부(30)로 이 판단 결과를 보내 도 7에 도시된 SRM(10)의 스위치(S1, S2, S3)로의 전원 공급을 차단하여 SRM(10)의 작동을 중지시킴으로써 과열을 방지하거나, 사용자가 이와 같은 상황을 인식하고 대처할 수 있도록 하는 경고수단(40)을 작동시키는 과정을 포함한다(60).In the third step, when it is determined that the suction hose 2 is blocked, the controller 30 sends the determination result to cut off the power supply to the switches S1, S2, and S3 of the SRM 10 shown in FIG. By stopping the operation of the SRM (10) to prevent overheating, or operating a warning means 40 to enable the user to recognize and respond to such a situation (60).
한편, 상기 제3 단계는 상기 흡입 호스(2)의 일시적인 유로 막힘으로 인해 SRM(10)의 구동이 구속되거나 경고수단(40)이 작동되어 사용자가 불편을 겪지 않도록, SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 이상으로 일정시간(t) 지속되면(S40), 흡입호스(2)가 막힘되었다고 판단하는 것이 바람직하다(S50).On the other hand, the third step is the rotational speed of the SRM (10) so that the driving of the SRM (10) is constrained or the warning means 40 is activated due to the temporary blockage of the suction hose (2) so that the user does not experience inconvenience If the predetermined time (t) is maintained for a predetermined time (t) (S40), it is preferable to determine that the suction hose 2 is blocked (S50).
따라서, 상기 제어부(30)에서는 SRM(10)의 회전속도가 기 설정값(B) 이상이면 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B)과 동일한 순간부터 내장된 타이머(35)를 카운팅 작동시키고, 상기 타이머(35)의 작동 시간이 일정 시간(t) 이상이 되면 흡입 호스(2) 내 유로 막힘으로 인한 위험 상태에 직면했다고 판단하여 SRM(10)의 작동을 중지시키거나 경고수단(40)을 작동시킨다.Therefore, the controller 30 counts the built-in timer 35 from the moment when the rotational speed of the SRM 10 is equal to the preset value B when the rotational speed of the SRM 10 is greater than or equal to the preset value B. When the operation time of the timer 35 exceeds a predetermined time (t), it is determined that a dangerous state due to blockage of the flow path in the suction hose 2 is encountered and the operation of the SRM 10 is stopped or a warning means ( Activate 40).
여기서, 상기 타이머(35)가 작동된 다음 상기 일정 시간(t)이 되기 전에 SRM(10)의 회전속도가 다시 기설정값(B) 미만이 되면 상기 타이머(35)의 작동이 중지되므로, 상기 타이머(35)의 작동이 일정 시간(t)이 되기 전에 멈추게 되면 흡입 호스(2) 내 유로 막힘을 일시적인 현상으로 간주하여 SRM(10)의 작동을 유지시킨다(S70).Here, since the operation of the timer 35 is stopped when the rotational speed of the SRM 10 is again less than a preset value B before the predetermined time (t) after the timer 35 is operated, the If the operation of the timer 35 is stopped before the predetermined time (t), the blockage of the flow path in the suction hose 2 is regarded as a temporary phenomenon and the operation of the SRM 10 is maintained (S70).
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 모터의 회전속도를 검지할 수 있는 SRM의 특성을 이용하여 흡입유로의 막힘 정도를 모터의 회전속도로 측정하여 파악함으로써 모터의 작동을 제어하거나 사용자에게 인식시켜주어 모터의 과열 및 파손을 방지하므로 흡입유로 막힘을 감지하기 위한 센서 등의 구성부품이 불필요하여 흡입유로 막힘을 감지하는 방법 구현이 간단하면서도 비용이 저렴한 효과가 있다.The suction flow path clogging detection method of the vacuum cleaner according to the present invention configured as described above by using the characteristics of the SRM that can detect the rotational speed of the motor by measuring the degree of blockage of the suction flow path by measuring the rotational speed of the motor It prevents overheating and damage of the motor by controlling the operation or notifying the user. Therefore, it is simple and inexpensive to implement a method of detecting the blockage with the suction oil because components such as a sensor for detecting the blockage with the suction oil are unnecessary.
Claims (5)
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