KR100556499B1 - 진공청소기용 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공청소기용 싸이클론 집진장치에 관한 것으로, 본 발명의 싸이클론 집진장치는, 중공의 원통형으로 형성된 1차싸이클론 몸체와; 상기 1차싸이클론 몸체의 상부면에서 1차싸이클론 몸체 내측으로 연장되게 형성되고, 그 외주면에 다수의 통공이 형성되어 있는 다공관과; 상기 1차싸이클론 몸체의 외부에서부터 1차싸이클론 몸체의 하부면 중앙부를 관통한 후 상기 다공관의 일측면부를 관통하도록 형성되어, 외부의 공기 및 오물을 1차싸이클론 몸체 내로 유도하는 공기흡입관과; 상기 공기흡입관의 공기 출구단에 삽입 설치되어 1차싸이클론 몸체 내로 유도되는 유동공기에 회전력을 부여하는 나선형의 회전가이드와; 상기 1차싸이클론 몸체의 하부에 형성되어 유입된 오물이 집진되게 되는 1차집진부와; 상기 1차싸이클론 몸체의 상부면 외부에서 상기 다공관과 연통되어 이 다공관을 통해 배출되는 공기 및 미세먼지가 유입되는, 중공의 수평한 원통체로 된 2차싸이클론 몸체와; 상기 2차싸이클론몸체 내에서 상기 다공관 바로 상측에 설치되어 다공관을 통과한 유동공기에 방향성을 부여하고, 2싸이클론 몸체 내에 유입된 공기가 배출되는 중공의 배출관과; 상기 2차싸이클론부의 일측 끝부분에 형성되어 미세먼지를 집진하는 2차집진부와; 상기 2차싸이클론부의 외측에서 일단이 상기 배출관에 연통되어 이 배출관을 통해 배출되는 공기를 안내하는 공기 배출유로와; 청소기 본체 내에서 상기 공기 배출유로의 타단에 연통되게 형성되어 흡입력을 발생시키는 팬/모터어셈블리를 포함하여 구성된다.

진공청소기, 싸이클론, 집진장치

Description

진공청소기용 싸이클론 집진장치{Cyclone type dust collector for vacuum cleaner}

도 1은 종래의 진공청소기용 싸이클론 집진장치의 구조를 나타내기 위하여 측면에서 바라본 요부단면도

도 2는 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치의 일 실시예의 구조를 나타기 위하여 측면에서 바라본 요부단면도

도 3은 각각 도 2의 싸이클론 집진장치에서 흡입되는 유동공기에 회전력을 부여하는 회전가이드의 사시도

도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명

11 - 1차싸이클론 몸체 12 - 공기흡입관

13 - 다공관 14 - 회전가이드

15 - 1차오물집진부 16 - 집진판

21 - 2차싸이클론 몸체 22 - 배출관

23 - 보조가이드 24 - 2차오물집진부

31 - 배출유로 32 - 팬/모터어셈블리

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 진공청소기 본체에 설치되어 싸이클론 원리로써 오염물을 여과하여 집진하는 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 진공청소기는 청소기 본체 내에서 강한 공기흡입력을 발생시켜 바닥의 먼지 등의 오염물을 강제 흡인함으로써 청소가 이루어지도록 된 가전기구로, 청소기 본체 내에는 흡인된 오염물을 걸러내어 집진하기 위한 집진수단이 설치되며, 이러한 집진수단으로서 통상적으로 종이필터가 사용되고 있으나, 최근에는 교체의 필요가 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 싸이클론 집진장치를 연장관 또는 청소기 본체에 장착한 진공청소기가 개발되어 사용되고 있다.

상기와 같은 싸이클론 집진장치는 여러 가지 형태가 있지만 그 중 1차 싸이클론 집진장치와 2차 싸이클론 집진장치를 연결하여 하나의 싸이클론 집진장치를 이루는 듀얼 싸이클론 집진장치(dual type cyclone dust collector)는 이물질의 집진을 재차적으로 수행하도록 함으로써 하나로만 구성된 단일 싸이클론 집진장치보다 더욱 우수한 집진성능을 발휘할 수 있도록 한 것이다.

즉, 듀얼 싸이클론 집진장치는 1차 싸이클론 집진장치에서 비교적 부피가 큰 이물질의 집진을 행하도록 하고, 2차 싸이클론 집진장치에서 상기 1차 싸이클론 집진장치에서 미처 집진하지 못한 미세 이물질의 집진을 수행함으로써 집진성능을 향상시키게 된다.

첨부한 도면 중 도 1은 전술한 듀얼 싸이클론 집진장치의 구성을 나타내고 있는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼 싸이클론 집진장치는 진공 청소기의 본체 에 장착되는 1차싸이클론 집진부(1) 및 2차싸이클론 집진부(2)와, 상기 본체 내의 저부에 위치하여 상기 각 싸이클론 집진부로 흡입력을 전달하는 팬(3) 및 이 팬을 회전시키도록 구동력을 전달하는 팬모터(4)로 크게 구성된다.

여기서, 상기 1차 싸이클론 집진부(1)는 그 몸체를 이루면서 집진통의 역할을 수행하는 외부몸체(1a)와, 상기 외부몸체의 상부 일측편에 구비되어 실내 공기가 흡입되는 제1공기 흡입유로(1b)와, 상기 외부몸체 내에서 유동하는 공기가 배출되도록 안내하는 제1공기 배출유로(1c)로 구성되어 있다.

그리고, 2차 싸이클론 집진부(2)는 상기 1차 싸이클론 집진부의 외부몸체(1a) 내부와 소정 간격 이격된 상태로써 위치되는 내부몸체(2a)와, 상기 내부몸체 내로 공기의 흡입이 이루어지는 제2공기 흡입유로(2b)와, 상기 내부몸체 내에서 유동하는 공기가 배출되도록 안내하는 제2공기 배출유로(2c)로 구성되어 있다.

이 때, 상기 제2공기 흡입유로(2b)는 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1공기 배출유로(1c)와 연결되어 상기 1차 싸이클론 집진부(1)로부터 배출된 공기의 유입이 이루어지도록 안내하게 되고, 제2공기 배출유로(2c)는 팬(3) 및 모터(4)로 구성된 팬/모터어셈블리가 위치된 공간과 연결되어 상기 팬(3)의 회전에 의해 발생되는 흡입력을 전달받게 된다.

또한, 상기 내부몸체(2a)는 대략 그 저부로 갈수록 점차 축관되는 콘의 형상을 이루고 있고, 이 내부몸체(2a)의 하부측에는 공기로부터 분리된 미세 먼지의 집진을 위한 집진부(2d)가 위치 되어있다.

이 때, 상기 집진부(2d)는 별도의 구획판(2e)에 의해 1차 싸이클론 집진부(1)의 외부몸체(1a) 내의 저부와 상호 구획되어 있음으로써 상호간의 유동이 방지된다.

따라서, 팬모터(4)의 구동력에 의해 팬(3)이 회전하면서 흡입력을 발생시키게 되면 이 흡입력은 제 2공기배출유로(2c), 제 2공기흡입유로(2b), 제 1공기배출유로(1c) 등을 순차적으로 거치면서 제 1공기흡입유로(1b)로 전달된다.

이에 상기 제 1공기흡입유로(1b)를 통해 실내의 각종 이물질이 포함된 공기의 흡입이 이루어지게 됨은 이해 가능하다.

이와 같이 하여 외부몸체(1a) 내로 흡입된 공기 및 먼지는 상기 외부몸체(1a) 내부와 내부몸체(2a) 외부를 따라 유동하는 과정에서 공기는 제 1공기배출유로(1c)를 통해 흡입력을 전달받아 내부몸체(2a) 내로 흡입되고, 먼지는 그 자중에 의해 외부몸체(1a) 내의 저부에 집진된다.

이 때, 상기 먼지 중 미세 먼지는 상기 공기의 유동에 포함된 상태로써 제 1공기배출유로(1c)를 통해 내부몸체(2a) 내로 흡입되고, 이 흡입된 미세 먼지 및 공기는 상기 내부몸체(2a) 내를 선회하는 과정에서 상호간의 원심력 차이에 의해 서로 분리된다.

즉, 중량을 가지는 먼지 등은 상기 원심력의 적용을 비교적 크게 받으므로 내부몸체(2a) 내벽면을 따라 회전하면서 하향 이동하게 되고, 중량이 무시할만큼 작은 공기는 상기 원심력의 적용을 거의 받지 않으므로써 내부몸체(2a)의 내측 중앙부분에 위치된 상태로 유동하게 된다.

따라서, 상기와 같이 공기로부터 분리된 먼지는 그 자중에 의해 하향 이동하면서 집진부(2d) 내에 집진되고, 공기는 내부몸체(2a)의 중앙부분에서 발생하는 상승기류를 타고 상승하면서 제2공기 배출유로(2c)를 통해 팬(3) 및 팬모터(4)가 위치된 공간 상으로 배출된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 듀얼 싸이클론 집진장치는 그의 구조상 상기 2차 싸이클론 집진부(2)에서의 허용 집진용량이 작음에 따라 2차 싸이클론 집진부에서 걸러지지 않은 미세먼지가 후방의 팬(3) 및 팬모터(4) 쪽으로 유입됨과 더불어, 그의 집진부(2d)가 흡입력 방향과 일체하게 형성됨에 따라 집진부(2d) 내에 집진되어 있던 미세먼지가 공기 흡입력에 의해 후방의 팬(3) 및 팬모터(4) 쪽으로 흡입되어 이들을 손상시킬 우려가 컸다.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위해서는 1차 싸이클론 집진부의 외부몸체 크기를 크게할 수밖에 없고, 이에 따라 청소기 본체의 크기와 중량도 함께 커져 캐니스터형 진공청소기에 적용하기에는 부적합한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 싸이클론의 구조를 개선하여 구조를 단순화하면서 큰 오물과 미세 먼지의 집진이 완전하게 이루어질 수 있도록 한 진공청소기용 싸이클론 집진장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공의 원통형으로 형성된 1차싸이클론 몸체와; 상기 1차싸이클론 몸체의 상부면에서 1차싸이클론 몸체 내측으로 연장되게 형성되고, 그 외주면에 다수의 통공이 형성되어 있는 다공관과; 상기 1차싸이클론 몸체의 외부에서부터 1차싸이클론 몸체의 하부면 중앙부를 관통한 후 상기 다공관의 일측면부를 관통하도록 형성되어, 외부의 공기 및 오물을 1차싸이클론 몸체 내로 유도하는 공기흡입관과; 상기 공기흡입관의 공기 출구단에 삽입 설치되어 1차싸이클론 몸체 내로 유도되는 유동공기에 회전력을 부여하는 나선형의 회전가이드와; 상기 1차싸이클론 몸체의 하부에 형성되어 유입된 오물이 집진되게 되는 1차집진부와; 상기 1차싸이클론 몸체의 상부면 외부에서 상기 다공관과 연통되어 이 다공관을 통해 배출되는 공기 및 미세먼지가 유입되는, 중공의 수평한 원통체로 된 2차싸이클론 몸체와; 상기 2차싸이클론몸체 내에서 상기 다공관 바로 상측에 설치되어 다공관을 통과한 유동공기에 방향성을 부여하고, 2싸이클론 몸체 내에 유입된 공기가 배출되는 중공의 배출관과; 상기 2차싸이클론부의 일측 끝부분에 형성되어 미세먼지를 집진하는 2차집진부와; 상기 2차싸이클론부의 외측에서 일단이 상기 배출관에 연통되어 이 배출관을 통해 배출되는 공기를 안내하는 공기 배출유로와; 청소기 본체 내에서 상기 공기 배출유로의 타단에 연통되게 형성되어 흡입력을 발생시키는 팬/모터어셈블리를 포함하여 구성된 진공청소기용 싸이클론 집진장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 진공청소기용 싸이클론 집진장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 싸이클론 집진장치는 원통형으로 형성되어 오물이 1차적으로 집진되도록 된 1차싸이클론 몸체(11)와, 이 1차싸이클론 몸체(11)의 상부면 중앙부에서 몸체 내측으로 연장되게 형성되고 그 외주면에는 1차싸이클론 몸체(11) 내로 유입된 오물 중 입자가 작은 미세먼지와 공기만을 통과시키기 위한 작은 통공(13a)이 무수히 많이 형성되어 있는 다공관(13)과, 상기 1차싸이클론 몸체(11)의 상부면 외부에서 상기 다공관(13)의 공기출구측에 연통되어 1차싸이클론 몸체(11)를 통해 배출되는 공기 및 미세먼지가 유입되어 미세먼지가 2차적으로 집진되는 수평한 원통형의 2차싸이클론 몸체(21)와, 이 2차싸이클론 몸체(21)의 공기 배출측에 연통되어 2차싸이클론 몸체(21)를 통해 배출되는 공기를 안내하는 배출유로(31) 및, 상기 배출유로(31)의 타단측에 설치되어 흡입력을 발생시키는 팬/모터어셈블리(32)로 크게 구성된다.

그리고, 상기 1차싸이클론 몸체(11)는 청소기 본체(미도시)의 전방부에 형성된 공기흡입구(미도시)와 연결되어 외부의 공기 및 오물이 유입되게 되는 공기흡입관(12)을 구비하는데, 이 공기흡입관(12)은 상기 1차싸이클론 몸체(11)의 하부면 중앙부를 관통하여 상기 다공관(13)의 일측면부를 관통하도록 형성되어 유입되는 공기 및 오물을 상기 1차싸이클론 몸체(11)의 중앙부 상부를 통해 토출시킨다.

여기서, 상기 공기흡입관(12)의 공기 출구단 내에는 상기 1차싸이클론 몸체(11)내로 유입되는 유동공기에 회전력을 제공하기 위한 회전가이드(14)가 삽입 설치되어, 공기흡입관(12)을 통해 토출되는 공기와 오물이 몸체 내주면을 따라 원활히 회전 유동할 수 있도록 되어 있다.

상기 회전가이드(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기흡입관(12)의 축방향을 따라 나선형으로 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 1차싸이클론 몸체(11)의 하부에는 외주부에 통공(16a)이 형성된 집진판(16)에 의해 1차오물집진부(15)가 구획되어 있는데, 이 1차오물집진부(15)에서는 원심력에 의해 몸체 내주면을 따라 나선 회전하며 하강한 비교적 큰 오물들이 1차적으로 집진된다.

한편, 상기 2차싸이클론 몸체(21)는 상기 1차싸이클론 몸체(11)의 상부에서 수평한 원통형으로 형성되고, 2차싸이클론 몸체(21)의 끝단부에는 상기 1차싸이클론 몸체(11)와 나란하게 아래쪽으로 연장되게 형성된 2차오물집진부(24)가 설치되어 있다.

또한, 상기 2차싸이클론 몸체(21) 내에는 상기 다공관(13)의 공기출구측 바로 위쪽에 유입되는 공기에 방향성을 부여함과 더불어 2차싸이클론 몸체(21) 내의 공기들이 외부로 배출되도록 하기 위한 배출관(22)이 동축상으로 형성되어 있으며, 이 배출관(22)의 반대편에는 몸체 내주면을 따라 나선회전하는 미세먼지를 상기 2차오물집진부(24)로 유도하기 위한 보조가이드(23)가 설치되어 있다.

한편, 상기 2차싸이클론 몸체(21)의 배출관(22)은 상기 배출유로(31)의 일단과 연통되어 배출관(22)을 통과한 공기가 배출유로(31)를 통해 배출유로(31)의 타단측에 설치된 팬/모터어셈블리(32)로 배출되게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 싸이클론 집진장치의 작동에 대해 설명한다.

청소기의 운전이 개시되어 팬/모터어셈블리(32)가 동작하면 배출유로(31)와 1,2차싸이클론(11, 21) 및 공기흡입관(12)을 통하여 흡입력이 발생하게 되고, 이에 따라 외부의 공기와 오물이 청소기 본체(미도시)의 흡입구(미도시)를 통해 본체 내로 유입되어 공기흡입관(12)을 통하여 1차싸이클론 몸체(11) 내로 유입된다.

이 때, 상기 공기흡입관(12)을 통해 1차싸이클론 몸체(11) 내로 토출되는 공기 및 오물은 공기흡입관(12) 끝단에 설치된 회전가이드(14)에 의해 회전력이 부여되면서 1차싸이클론 몸체(11) 내주면을 따라 나선 회전하며 하강하게 되는데, 중량이 큰 오물은 원심력에 의해 계속 나선 회전하며 하강하여 1차싸이클론 몸체(11) 하부의 1차오물집진부(15)에 집진되고, 중량이 작은 공기와 미세먼지는 다공관(13)의 통공(13a)들을 통해 배출되어 2차싸이클론 몸체(21) 내로 유입된다.

이와 같이 2차싸이클론 몸체(21) 내로 유입되는 미세먼지를 포함한 유동공기는 2차싸이클론 몸체(21) 내주면을 따라 나선 회전하며 유동하게 되는데, 여기서 미세먼지는 원심력에 의해 계속 회전하여 끝단부에 연통되게 형성되어 있는 2차오물집진부(24)에 집진되고, 공기만이 배출관(22)을 통해 배출된 후 배출유로(31)를 거쳐 팬/모터어셈블리(32)로 유입된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 외부로부터 유입된 오물이 1,2차에 걸쳐 집진됨으로써 오물이 거의 완전히 제거되고 공기만이 팬/모터어셈블리(32)를 거쳐 청소기 본체 외부로 재배출된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 2차싸이클론 몸체(21)의 2차오물집진부(24)를 흡입력 발생방향과 상이하게 형성함으로써 상기 2차오물집진부(24)에 집진되어 있던 미세먼지가 딸려 올라가는 현상이 없어지게 됨과 더불어, 2차싸이클론 몸체(21)의 허용 집진량을 증대시킬 수 있게 되어 1차싸이클론 몸체(11)의 크기를 크게 할 필요가 없어지게 되고, 이에 따라 콤팩트한 디자인의 싸이클론 집진장치의 구현이 가능하게 되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 중공의 원통형으로 형성된 1차싸이클론 몸체와;

   상기 1차싸이클론 몸체의 상부면에서 1차싸이클론 몸체 내측으로 연장되게 형성되고, 그 외주면에 다수의 통공이 형성되어 있는 다공관과;

   상기 1차싸이클론 몸체의 외부에서부터 1차싸이클론 몸체의 하부면 중앙부를 관통한 후 상기 다공관의 일측면부를 관통하도록 형성되어, 외부의 공기 및 오물을 1차싸이클론 몸체 내로 유도하는 공기흡입관과;

   상기 공기흡입관의 공기 출구단에 삽입 설치되어 1차싸이클론 몸체 내로 유도되는 유동공기에 회전력을 부여하는 회전가이드와;

   상기 1차싸이클론 몸체의 하부에 형성되어 유입된 오물이 집진되게 되는 1차집진부와;

   상기 1차싸이클론 몸체의 상부면 외부에서 상기 다공관과 연통되어 이 다공관을 통해 배출되는 공기 및 미세먼지가 유입되는, 중공의 수평한 원통체로 된 2차싸이클론 몸체와;

   상기 2차싸이클론몸체 내에서 상기 다공관 바로 상측에 설치되어 다공관을 통과한 유동공기에 방향성을 부여하고, 2싸이클론 몸체 내에 유입된 공기가 배출되는 중공의 배출관과;

   상기 2차싸이클론부의 일측 끝부분에 형성되어 미세먼지를 집진하는 2차집진부와;

   상기 2차싸이클론부의 외측에서 일단이 상기 배출관에 연통되어 이 배출관을 통해 배출되는 공기를 안내하는 공기 배출유로와;

   청소기 본체 내에서 상기 공기 배출유로의 타단에 연통되게 형성되어 흡입력을 발생시키는 팬/모터어셈블리를 포함하여 구성된 진공청소기용 싸이클론 집진장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전가이드는 공기흡입관의 축방향을 따라 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 싸이클론 집진장치.

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