KR100453018B1 - 방향성필터를구비한진공청소기 - Google Patents

Abstract

하우징과, 상기 하우징에 배열되고 작동 중 흡입측 개구부를 통해 공기를 흡입하며 하우징에서 개구되는 하나 이상의 출구를 통해 공기를 방출하는 흡입 모터와, 작동 중 흡입 공기에 의해 흡입된 실내 먼지를 수집하는 하우징 내의 집진실, 및 상기 하우징에서 집진실 하향으로 배열된 방향성 필터를 포함하는 진공 청소기는 작동 중 방향성 억제 사이클이 진행되는 동안 방향성 필터를 통해 흡입되는 공기가 방향성 필터에서 거류하는 시간을 일시적으로 연장시키기 위한 수단을 포함한다.

Description

방향성 필터를 구비한 진공 청소기

상기와 같은 진공 청소기는 실용적으로 공지되어 있다. 상기 방향성 필터는 배기 공기에 나타나는 악취성 가스를 흡수하는데 사용된다. 이러한 가스는 진공 흡수된 물질이 머리카락, 균류, 부스러기 등과 같은 부패성 물질을 포함할 때 발생된다. 지금까지는 진공 청소기에 있어서 공지된 방향성 필터는 충분한 효능을 발휘하고 있지 못했던 것이 사실이다. 특히, 방향성 필터를 포함하는 진공 청소기에 있어서 배기 공기는 진공 청소기가 가동되기 시작한 직후 불쾌한 냄새를 발생하였다. 이것은, 진공 청소기가 효과적으로 작동되지 않는다는 인상을 줌으로써, 사용자나 진공 청소기의 제조자에게 혐오감을 준다.

본 발명은 하우징과, 상기 하우징에 배열되고 작동 중 흡입측 개구부를 통해 공기를 흡입하며 하우징에서 개구되는 하나 이상의 출구를 통해 공기를 방출하는 흡입 모터와, 흡입 공기에 의해 흡입된 먼지를 수집하는 하우징 내의 집진실, 및 하우징에서 집진실 하향으로 배열된 방향성 필터를 포함하는 진공 청소기에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명을 구체화하는 진공 청소기를 도시한 개략적 절취 측면도.

도 2 는 본 발명에 따른 진공 청소기용 제어 회로의 일부를 개략적으로 예시한 도면.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 완화시키며, 일반적으로 공기로부터배기되는 악취 성분을 용이하고 효과적으로 제거하기 위한 진공 청소기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 서두에 설명된 형상의 진공 청소기는 작동 중 방향성 억제 사이클이 진행되는 동안 방향성 필터를 통해 흡입되는 공기가 방향성 필터에 거류하는 시간을 일시적으로 연장시키기 위한 수단에 의해 특수화 된다.

본 발명의 특정한 실시예는 청구범위 종속항들에 의해 한정된다.

본 발명은 첨부 도면 및 예시적 실시예를 참고하여 더욱 구체화 된다.

도 1 은 진공 청소기의 개략적 절취 단면도에 관한 것으로, 다음의 설명을 올바로 이해하기 위해 오직 관련 부위만을 도시하였다. 공지된 진공 청소기는 종래의 방식으로 휠 또는 롤러(4,5)와 함께 제공된 하우징(2)을 포함한다. 도시된 진공 청소기는 소위 "스위블-톱(swivel-top)" 형상이며, 여기서 공기는 노즐(도시되지 않음) 및 튜브(도시되지 않음)를 통해 흡입되며, 하우징(2)의 상부에 회전 가능하게 장착된 호오스(6) 및 유니온(7)을 통해 집진실(8)에 도달한다. 그러나, 본 발명은 어떠한 형상의 진공 청소기에도 적용될 수 있으며, 상기 도면은 단순히 비제한적 실예를 제공한다.

기류는 화살표(10)에 의해 개략적으로 나타내어진다. 본 예에 있어서, 집진실은 이미 부분적으로 수집된 분진(12)으로 채워진 분진백 또는 분진카트리지(11)를 수용한다.

집진실(8) 뒤에는 종래 방식으로 팬 또는 임팰러와 함께 제공되는 모터(14)를 수용하는 모터 구간(13)이 배열되며, 상기 임팰러는 작동시 화살표(9)가 지시하는 바와 같이 집진실(8)을 통해 공기를 흡입한다. 흡입 공기와 함께 운반된 분진 입자는 집진실(8)에, 본 발명의 경우 분진백(11)에 잔류되고, 분진 입자로부터 청결화된 공기는 하우징(2) 뒤에 적절하게 배열된 출구측 개구부(15)를 통해 배기된다. 상기 모터(14)는 플러그(17)가 꽂혀지는 코드(18)를 갖는 전기 단자 박스(16)와 함께 제공된다. 상기 단자 박스(16)는 흡입력의 제어 등을 위해 종래의 모터 제어 회로를 부가로 수용한다.

예를 들어, 활성 탄소 필터와 같은 방향성 필터(19)가 분진백(11) 및 모터 (14) 사이에 배열된다. 상기 집진실(8)을 벗어나는 공기는 방향성 필터(19)를 통과해야만 하며, 따라서 어떠한 악취 성분이라도 청결해진다.

이미 상술된 바와 같이, 상기와 같은 방향성 필터(19)로는 여전히 집진실(8)을 벗어나는 공기로부터 악취 성분의 만족할만한 청결화를 기대할 수 없다.

방향성 필터에도 불구하고 특히 진공 청소기가 작동할 때 많은 악취가 방출된다는 사실이 실험 결과로 나타났다. 이는 악취 성분이 자유로이 성장하고 진공청소기가 사용되지 않는 동안 집진실에 수용된다는 사실에 기인한다. 그 결과, 집진실을 벗어나는 공기는 비교적 고농축의 악취 성분을 포함하며, 진공 청소기가 작동될 때와 그 직후 방향성 필터에 의해 완전히 흡수될 수 없게 된다.

이론적으로는, 이와 같은 문제점은 필터(19)에서의 배기 공기 거류 시간을 연장하여 악취 성분을 더욱 완전히 흡수하도록 두꺼운 필터(19)를 사용함으로써 해소된다. 이와 같은 해결책이 갖는 결점은, 악취 성분의 개량된 흡수와는 별도로 두꺼운 필터(19)가 비교적 높은 공기 저항을 유발한다는 사실에 있다. 이것은 모터의 과열을 발생시키거나 및/또는 더욱 높은 모터 동력을 필요로 하게 된다. 또한, 두꺼운 필터(19)로 인한 비교적 높은 공기 저항은, 예를 들어 진공 청소기(1)가 작동 개시된 후 일정 기간과 같은, 악취 성분의 농축이 낮은 작동 기간 동안 존재한다.

또한, 두꺼운 필터(19)는 진공 청소기 하우징(2)에 있어서 더욱 많은 공간을 필요로 한다. 기존 진공 청소기를 설계함에 있어서는 일반적으로 부가의 공간이 없으며, 새로운 진공 청소기의 설계에 있어서는 가능한 한 소형화를 지향하는 경향을 갖는다.

본 발명은, 진공 청소기(1)가 작동되고, 작동 직후 연속적으로 농축이 감소될 때, 일반적으로 악취 성분의 고 농축이 발생된다는 사실에 근거한다.

따라서, 상기 진공 청소기(1)가 작동될 때 시동되는 짧은 시간 동안 방향성 필터(19)의 집진실(8)로부터 방출되는 공기의 거류 시간을 연장하는 것이 좋다. 본 발명에 따르면, 작동 직후 방향성 필터(19)에 있어서 악취 성분 거류 시간의 연장은, 진공 청소기 모터(14)가 작동 직후 전 속력으로 작동되지 않도록, 작동하에서 감소된 공기 이동을 가지며, 작동 후 진공 청소기(1)의 작동 시간을 짧게 함으로써 가능해진다.

이와 같은 방식에 있어서, 유휴 시간 동안 축적되고, 처음 배기될 공기에 있어서 비교적 고 농축으로 나타나는 악취 성분은 여전히 예정된 두꺼운 방향성 필터 (19) 없이도 효과적으로 흡수될 수 있다.

작동 직후 공기 이동의 감소는, 예를 들면 작동 후 짧은 시간 동안 최대 모터 동력 이하의 값으로 모터 동력을 한정하는, 적절한 제어 회로에 의해 성취될 수 있다. 그와 같은 제어 회로에 대하여는 도 1 에 도면 부호 20으로 도시되어 있다.

상기 회로(20)의 작동은 사용자에 의해 작동될 수 있는 종래의 흡입력 제어 회로와는 어떠한 관련도 갖지 않으며, 또한 공급 전류에 있어서 작동 과도 전류를 배제하기 위해 공지된 시동 회로 그 자체와도 어떠한 관련도 갖지 않는다. 그와 같은 시동 회로의 예로서는 일본 특허 제 63-159850호(마쓰시타 전기)에 공지되어 있다.

본 발명에 따른 진공 청소기(1)에서 사용하기 적합한 제어 회로(20)의 예에 관하여는 도 2 에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 제어 회로(20)는 마이크로프로세서(21) 및 동력 공급 회로(22)와 같은 신호 프로세서를 포함한다. 상기 진공 청소기가 작동될 때, 동력 공급 회로(22)는 마이크로프로세서(21)에 동력을 공급하기 시작한다. 계속해서, 상기 마이크로프로세서(21)는 모터 제어 회로에 직접 또는 간접으로 연결되는 제어 라인(23)을 통해 제어 신호를 공급하며, 여기서 제어 회로는 모터(14)에 제공된 전력이 자동적으로 작동 후 예정 시간 동안 예정 값으로 제한되도록 한다.

상기 예정된 한계값은 수동 또는 자동으로 설정될 수 있으며, 필요에 따라선택적으로 예정 시간 동안 미리 설정된 패턴에 따라 일정하게 되거나 또는 변화된다. 상기 예정 시간도 또한 수동 또는 자동으로 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 진공 청소기의 실용적 실시예에 있어서, 모터 동력은 예를 들어 작동 후 2 내지 3 초 동안 약 10%의 최대 모터 동력의 초기값으로부터 25 내지 30%의 최대 모터 동력값으로 약간 증가될 수 있다. 이어서, 모터 동력은 예를 들어 최대값 또는 (예를 들어 흡입력 제어용으로서의) 수동 선정값 또는 (예를 들어 과도 전류를 배제하기 위한) 자동 선정값으로 5% 증가될 수 있다. 이와 같은 단계는 몇초 후 이미 도달되는 최종값의 결과 100ms 또는 200ms 마다 발생된다.

상기 마이크로프로세서는 단순히 예정된 방식으로 프로그램화 될 수 있다.

사용자에게 진공 청소기가 올바로 작동되지 않는다는 인상을 주지 않도록, 방향성 억제 사이클이 시동될 때를 지시하기 위한 지시계가 제공될 수 있다.

본 발명에 있어서, 모터 초기 동력상의 더욱 정교한 제어는 다른 매체를 위한 허용 오차를 제공한다는 사실로 인해 성취될 수 있다. 이를 위해 마이크로프로세서(21)는 기타 매체에 대응하는 입력 제어 신호가 제공될 수 있는 하나 이상의 입력을 갖는 입력 제어 게이트(24)를 포함한다.

이와 같은 관점에서, 무엇보다도 방향성 억제를 위한 시동 프로그램이 만약 작동 기간 후 진공 청소기가 유휴 시간 동안만 유휴를 가질 경우 거의 또는 전혀 필요하지 않는다는 사실을 주목할 필요가 있다. 이와 같은 상황은 예를 들어 사용자가 진공 청소기를 룸의 한 위치에서 다른 위치로 이동시키거나 또는 한 룸에서 다른 룸으로 이동시킬 경우 발생하며, 이를 위해 다른 소켓 출구에 플러그를 끼워야 한다. 다음에 상기 유휴 시간은 악취 성분을 발생시키는 공정이 짧아서 여전히 악취 성분의 성장을 억제할 수 있다. 모터에 제공되는 동력이 한정되는 동안의 상술된 예정 시간은 매우 짧거나 제로가 된다.

도 2 에서 실예로 주어진 다이아그램에 있어서, 이와 같은 상황은 다음과 같이 허용된다. 입력 중 하나, 즉 입력 제어 게이트(24)의 입력부(25)는 기억 커패시터(26)의 한 단자에 접속되고, 다른 단자는 동력 공급 회로(22)의 중성선(27)에 접속된다. 저항기(28)는 커패시터(26)와 평행하게 접속된다. 실질 예에 있어서 상기 커패시터(26)는 470μM의 용량을 가지며, 상기 저항기는 2.2MΩ의 값을 갖는다.

또한, 마이크로프로세서(21)의 출력(30)은 커패시터가 다이오드(29)를 통해 직접 또는 간접으로 방전되게 한다. 실제 예에 있어서, 출력(30)은 출력상의 전압이 높을 경우 {다이오드(29))를 통해} 직접 커패시터(26)를 방전할 수 있다. 상기 마이크로프로세서(21)는, 진공 청소기(1)가 작동된 후 개시되는 방향성 억제 사이클이 종결될 때, 출력(30)상의 전압이 높아지는 방식으로 프로그램화 된다. 그 결과, 예를 들어 전해 커패시터인 기억 커패시터(26)는 예비 설정 가능한 전압으로 충전된다. 일단 상기 기억 커패시터(26)가 충전되면 높은 수준의 입력 신호가 입력부(25)에 발생한다. 상기와 같은 높은 수준은 마이크로프로세서(21)를 방향성 억제 사이클을 개시하는 출력 제어 신호를 공급하는 것으로부터 보호한다.

상기 진공 청소기(1)가 정지될 때, 상기 기억 커패시터(26)는 저항기(28)를 통해 방전된다. 상기 진공 청소기(1)의 짧은 유휴 시간 후에, 기억 커패시터(26)를 지나는 전압은 여전히 조절 가능한 한계값을 초과하며, 이와 같은 전압은 입력부(25)에서 높은 수준으로 검출된다. 그러나, 긴 유휴 시간 이후에 상기 기억 커패시터(26)는 낮은 수준을 갖는 신호가 입력부(25)에 나타나므로써 한계값 이하의 값으로 방전될 수 있다. 따라서 상기와 같이 낮은 수준은 긴 유휴 시간을 나타내며, 진공 청소기가 작동될 때 요구되는 방향성 억제를 충족시키기 위해 집진실(8)에서는 많은 악취 성분이 성장한다. 따라서, 만약 진공 청소기(1)가 작동될 때 상기 마이크로프로세서(21)의 입력부(25)에서의 신호가 낮다면, 상기 마이크로프로세서(21)는 방향성 억제 사이클을 개시한다. 진공 청소기(1)가 작동될 때 출력부(30)를 기억 커패시터(26)의 충전 상태에 영향을 미치는 것으로부터 보호하기 위해, 상기 마이크로프로세서(21)는 상기 출력부(30)를 작동시의 낮은 수준으로 설정한다. 상기 출력부(30)는 방향성 억제 사이클이 완료될 때까지 높은 수준으로 설정되지 않는다.

커패시터 대신에 시간 의존 제어 신호를 생성할 수 있는 다른 기억 요소가 사용될 수 있음을 주목할 필요가 있다. 이와 같은 예로서 디지탈 시간 측정 회로, 카운터 또는 모터 온도에 관한 신호를 발생시킬 수 있는 온도 의존 요소 등이 있다. 그러나 디지탈 시간 측정 회로가 사용될 때, 배터리 또는 커패시터 등에 의한 전력 공급이 요구된다.

유휴 시간 관련 제어 신호 대신 또는 그와 결합하여, 다른 제어 신호가 게이트(24)의 입력 중 하나, 예를 들어 입력부(31)에 공급될 수 있다. 따라서, 집진실 (8)의 충만 정도와 관련된 신호를 발생시킬 수 있다. 명백히 거의 충만된 집진실 (8)에 있어서의 방향성 정보는 거의 빈 상태의 집진실(8)에 있어서보다 크게 되며,반면 완전히 빈 집진실(8)의 경우에 있어서는 방향성 억제 사이클의 시동이 필요치 않게 된다. 분진백(11)의 충만 정도와 관련된 신호는, 예를 들어 진공 청소기(1)의 기류 통로나 또는 집진실(8)의 일부를 교차하는 압력차를 측정함으로써, 적절한 센서에 의해, 또는 분진백 또는 분진 카트리지(8)의 중량을 측정함으로써 얻을 수 있다. 상기 집진실의 충만 정도를 위한 센서는 도 1 의 도면 부호 33에 개략적으로 도시되어 있다.

선택적으로, 방향성 센서 또는 광학 센서가 사용될 수 있으며, 여기서 예정된 악취 성분 농도의 경우 마이크로프로세서(21) 게이트(24)의 입력부 중의 하나, 예를 들어 입력부(32)로 제어 신호를 공급한다. 상기와 같은 방향성 센서 또는 광센서는 도 1 의 도면 부호 34에 개략적으로 도시되어 있다.

상기 마이크로프로세서(21)의 입력 게이트(24)는, 만약 입력 신호 중 하나가 높은 수준을 가지나 선택적으로 상기 마이크로프로세서(21)가 입력 신호를 조작하도록 적응되고 상기 조작 결과에 의존하여 방향성 억제 사이클을 시동 또는 미시동시킨다면, 높은 신호를 공급하는 단순 게이트가 될 수 있다. 또한, 상기 마이크로프로세서(21)는 조작 결과에 의존한 다양한 형태의 방향성 억제 사이클을 선정하도록 적응될 수 있다. 예를 들어, 상기 방향성 억제 사이클의 지속 기간은 방향성 억제 사이클이 진행되는 동안 모터 동력의 증가율 및/또는 조작 결과에 의존하여 변화될 수 있다.

또한, 상기 마이크로프로세서(21)는, 하나 이상의 게이트(24) 입력부에서의 높은 신호의 출현에 부가하여, 실제 진폭 또는 주파수 또는 입력 신호 등과 같은변수들을 검출하도록 적응될 수 있다. 이와 같은 정보들에 기초하여, 방향성 억제 사이클이 시동될 것인가의 여부 및 이 경우 어떻게 사이클이 진행될 것인가에 대해 다시 결정하게 된다.

다양한 변경이 상술된 기술에 부가될 수 있음은 명백한 사실이다. 그와 같은 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것임을 명백히 하는 바이다.

Claims (18)

1. 하우징과; 상기 하우징에 배열되고, 작동 중 흡입측 개구부를 통해 공기를 흡입하며, 하우징에서 개구되는 하나 이상의 출구를 통해 공기를 방출하는 흡입 모터와; 작동 중 흡입 공기에 의해 흡입된 실내 먼지를 수집하는 하우징내의 집진실; 및 상기 하우징에서 집진실의 하류측에 배열된 방향성 필터를 포함하는 진공 청소기에 있어서,

   방향성 억제 사이클이 진행되는 동안 방향성 필터를 통해 흡입되는 공기가 방향성 필터에서 거류하는 시간을 작동 중 일시적으로 연장시키기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 거류 시간을 연장시키기 위한 수단은 모터 동력을 일시적으로 제한하기에 적합하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 거류 시간을 연장시키기 위한 수단은 모터 동력을 제한하기 위해 진공 청소기를 작동시킨 직후 제어 신호를 모터 제어 회로로 공급할 수 있는 전자 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전자 제어 회로는 입력 제어 신호에 대한 하나 이상의 입력부를 갖는 신호 프로세서를 포함하며, 상기 제어 회로는 입력 제어 신호에의존한 출력 제어 신호를 모터 제어 회로에 공급하기에 접합하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 입력 제어 신호에 대한 입력부 중 하나는 진공 청소기가 작동 중지된 마지막 시간 이후 종료된 시간의 길이를 지시하는 출력 신호를 공급할 수 있는 유휴 시간 검출기에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 유휴시간 검출기는 진공 청소기가 작동 정지될 때 활성화되는 디지탈 시간 측정 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 유휴 시간 검출기는 진공 청소기가 정상 작동되는 동안 충전되고 진공 청소기가 유휴될 때 방전 회로를 통해 방전될 수 있는 기억 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 집진실의 충만 정도를 검출하기 위한 검출 수단을 추가로 구비하고, 이 검출 수단은 신호 프로세서를 위한 입력 제어 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 검출 수단은 작동 중 압력차에 의존한 신호를 공급하는 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 집진실 또는 집진실 근방에 배열된 하나 이상의 방향성 센서를 추가로 구비하고, 상기 센서는 신호 프로세서를 위한 입력 제어 신호를 공급하고, 상기 입력 제어 신호는 악취 성분의 농도에 의존하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 집진실 또는 집진실 근방에 배열된 하나 이상의 광학 센서를 추가로 구비하고, 상기 광학 센서는 신호 프로세서를 위한 입력 제어 신호를 공급하고, 상기 입력 제어 신호는 악취 성분의 농도에 의존하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
12. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 프로세서를 위한 전기 입력 제어 신호를 공급하는 온도 의존 요소를 포함하며, 상기 입력 제어 신호는 모터 온도에 관련되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
13. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 방향성 억제 사이클이 진행되는 동안 다수의 예정 프로그램 중 하나와 관련된 모터 동력을 제어하는 모터 제어 회로를 위한 제어 신호를 공급하기에 적합하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
14. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 입력 제어 신호를 공급하는 수단에 연결된 2개 이상의 입력부를 가지며, 상기 신호 프로세서는 입력 제어 신호를 평가하고 그 평가 결과에 기초하여 모터 제어 회로를 위한 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
15. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 입력 제어 신호의 현 상태 및 변화 상태 모두를 검출하기에 적합하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 방향성 억제 사이클의 길이 및 성질은 과거 진공 청소기의 작동과 관련된 하나 이상의 매체에 의존하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 방향성 억제 사이클의 길이는 진공 청소기가 작동 정지된 마지막 시간이 최근일 경우 제로가 되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 방향성 억제 사이클의 길이는 집진실이 실제로 어떠한 분진도 포함하고 있지 않을 경우 제로가 되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.

Images