KR100598599B1 - 진공청소기의 터빈브러쉬 - Google Patents

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KR100598599B1
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오장근
박진수
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삼성광주전자 주식회사
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Abstract

개시된 본 발명에 의한 진공청소기의 터빈브러쉬는, 진공청소기 본체로부터 발생된 흡입력에 의해 흡입되는 공기가 지나가도록 내부에 흡입유로가 형성되는 터빈브러쉬 본체; 피청소면과 마주하도록 터빈브러쉬 본체에 설치되어, 피청소면의 오물을 클리닝하는 클리닝부재; 및 클리닝부재를 구동시키기 위한 동력을 제공하도록 흡입유로 상에 회전 가능하게 설치되며, 적어도 하나의 블레이드를 가지는 터빈;을 포함하며, 블레이드는 회전축 방향에 대해 흡입유로 보다 작은 폭을 가지는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 클리닝부재를 회전시키는 터빈이 흡입유로를 간섭하지 않음과 동시에 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
진공청소기, 터빈, 물걸레, 흡입유로, 관성, 질량체, 블레이드.

Description

진공청소기의 터빈브러쉬{TURBINE BRUSH OF A VACUUM CLEANER}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 터빈브러쉬가 채용된 진공청소기를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 터빈브러쉬를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 터빈을 개략적으로 나타낸 분해사시도,
도 4는 도 3에 도시된 터빈의 조립된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선을 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터빈을 개략적으로 나타낸 분해사시도, 그리고,
도 7은 도 6의 Ⅱ- Ⅱ선을 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 진공청소기 본체 30: 연결관
200: 터빈브러쉬 210: 터빈브러쉬 본체
212: 흡입유로 220: 클리닝부재
230: 터빈 231: 제 1 터빈
232: 제 2 터빈 234, 334: 블레이드
235: 관성부재 236: 동력전달유닛
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 터빈에 의해 회전 구동되어 피청소면의 오물을 청소하는 진공청소기의 터빈브러쉬에 관한 것이다.
일반적인 진공청소기는 피청소면과 접하여 피청소면의 오물을 청소하는 클리닝부재를 구비한다. 이 클리닝부재는 피청소면을 따라 이동하면서, 회전력 또는 왕복이동력에 의해 피청소면을 클리닝하게 된다. 이러한 상기 클리닝부재는 일반적인 솔브러쉬 또는 걸레브러쉬가 채용된다.
이러한 상기 클리닝부재는 별도의 구동모터나 터빈에 의해 회전력을 제공받게 된다. 여기서, 상기 구동모터는 상기 클리닝부재와 연결가능하게 설치되어, 상기 클리닝부재에 선택적으로 회전력을 제공하게 된다. 이 경우, 상기 구동모터를 상기 클리닝부재와 연결시키기 위해서는, 구성이 복잡하고 비용이 상승되는 문제점이 수반된다. 따라서, 현재에는 상기 터빈의 회전력을 이용하여 상기 클리닝부재를 회전시키는 방식이 주로 채택되고 있다.
상기 터빈은 상기 진공청소기 본체에서 발생되는 흡입력에 의해 오물이 흡입되는 흡입유로 상에 설치된다. 이 흡입유로를 통해 유입되는 공기로 인해 터빈이 회전된다. 이 터빈의 회전력은 동력전달수단에 의해 상기 클리닝부재로 제공되어 클리닝부재를 구동시키게 된다.
그런데 상기와 같이 터빈으로 상기 클리닝부재를 구동시키는 경우, 흡입유로 상에 배치되는 상기 터빈으로 인해 상기 흡입유로가 상대적으로 좁아지게 된다. 그러면, 상기 피청소면으로부터 클리닝된 오물이 좁아진 상기 흡입유로를 지나가지 못해 상기 터빈에 걸려서 상기 터빈의 회전을 방해할 수 있다. 그리고, 상기 터빈에 걸린 오물과 흡입공기의 충돌로 인한 소음이 발생된다.
상기와 같은 문제점은 결국, 상기 터빈과 연결된 클리닝부재의 구동력에도 영향을 미치게 되어, 상기 클리닝부재로 인한 피청소면의 원활한 청소가 수행되지 못하는 문제점을 발생시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 클리닝부재를 회전시키는 터빈이 흡입유로를 간섭하지 않으면서도 회전력을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 진공청소기의 터빈브러쉬를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 진공청소기의 터빈브러쉬는, 진공청소기 본체로부터 발생된 흡입력에 의해 흡입된 공기가 지나가도록 내부에 흡입유로가 형성되는 터빈브러쉬 본체; 피청소면과 마주하도록 상기 터빈브러쉬 본체에 설치되어, 상기 피청소면의 오물을 클리닝하는 클리닝부재; 및 상기 클리닝부재를 구동시키기 위한 동력을 제공하도록 상기 흡입유로 상에 회전 가능하게 설치되며, 적어도 하나의 블레이드를 가지는 터빈;을 포함하며, 상기 블레이드는 회전축 방향에 대해 상기 흡입유로 보다 작은 폭을 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 터빈은, 상기 회전축 방향으로 서로 이격되어 회전되게 설치되는 복수의 터빈을 포함한다.
상기 복수의 터빈은 서로 커플링결합되어 함께 회전되도록 설치되거나, 서로 독립적으로 회전 가능하도록 연결된 것이 좋다.
여기서, 상기 복수의 터빈은 서로 대칭되는 형상을 가지는 것이 좋으며, 한 쌍으로 설치되는 것이 좋다.
여기서, 상기 터빈의 블레이드는 동일한 폭을 가지고 복수개 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 터빈은 상기 터빈의 구동력에 관성력을 부가하는 관성부재를 포함하고, 적어도 하나의 블레이드는 그 끝단에서 다른 부위보다 작은 두께를 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 블레이드의 끝단은 곡면으로 형성된 것이 좋다.
여기서, 상기 관성부재는 상기 터빈과 함께 회전하도록 상기 터빈의 측단에 지지되는 도넛형상의 질량체인 것이 좋다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 블레이드는 회전반경 방향으로 비균일한 두께를 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 블레이드는 흡입공기의 저항을 받지 않는 면에 비균일한 원호를 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 블레이드는 끝단의 두께가 더 두꺼운 것이 좋다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 진공청소기의 터빈브러쉬를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 터빈브러쉬가 채용된 진공청소기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 진공청소기(1)는 진공청소기 본체(10), 터빈브러쉬(200) 및 연결관(30)을 포함한다.
상기 진공청소기 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 구동모터와 같은 미도시된 흡입력발생부와, 흡입력에 의해 흡입된 오물이 수거되는 미도시된 집진실을 가진다. 또한, 상기 연결관(30)은 상기 진공청소기 본체(10)와 터빈브러쉬(200)를 연결하며, 진공청소기(1)의 동작을 온/오프(ON/OFF)하는 조작스위치(31)가 마련된다.
상기 터빈브러쉬(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 터빈브러쉬 본체(210), 클리닝부재(220) 및 터빈(230)을 포함한다.
상기 터빈브러쉬 본체(210)는 진공청소기 본체(10)와 연결관(30)에 의해 연결되어 흡입력발생부(미도시)로부터 발생된 흡입력을 전달받는다. 또한, 상기 터빈브러쉬 본체(210)는 미도시된 상부프레임과 이 상부프레임과 맞대어 결합되는 하부프레임(211)에 의해 외관이 형성된다. 여기서, 상기 하부프레임(211)은 피청소면과 마주하도록 배치되어, 흡입력에 의해 흡입되는 공기가 유입되는 흡입구(미도시)가 마련된다. 이 흡입구(미도시)는 상기 하부프레임(211)의 일측이 개방되어 형성되며, 보다 바람직하게는, 상기 클리닝부재(220)의 설치위치에 대응하는 위치에 형성된다.
상기 터빈브러쉬 본체(210)의 내부에는 흡입유로(212)가 형성된다. 여기서, 상기 흡입유로(212)는 상기 흡입력발생부(미도시)에 의한 흡입력에 의해 피청소면 의 오물이 흡입되어 연결관(30)까지 이동할 수 있도록 마련된 통로이다. 이를 위해, 상기 흡입유로(212)는 흡입된 오물이 클리닝부재(220)와 터빈(230)을 차례로 거쳐 연결관(30)을 통해 진공청소기 본체(10)의 집진실(미도시)로 유입되도록 형성된다.
상기 클리닝부재(220)는 피청소면과 마주하도록 상기 터빈브러쉬 본체(210)에 설치된다. 여기서, 상기 클리닝부재(220)는 상기 흡입구(미도시)를 통해 외부로 노출되어, 피청소면과 접촉한다.
상기 클리닝부재(220)는 일정간격으로 솔이 식모되어 피청소면을 스크래칭하거나 타격하여 오물을 피청소면으로부터 분리시키는 솔브러쉬나 피청소면을 물걸레질하여 클리닝하는 걸레브러쉬가 채용될 수 있다. 한편, 본 실시예에서의 클리닝부재(220)는 상기 제 1 및 제 2 걸레브러쉬(221)(222)가 채용된 상태를 도시하였다. 이러한 상기 클리닝부재(220)의 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 터빈(230)은 상기 클리닝부재(220)를 구동시키는 동력을 제공하도록 상기 흡입유로(212) 상에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 터빈(230)은 회전중심에 설치되는 회전축(233) 방향으로 서로 이격되어 회전하는 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)은 흡입유로(212)를 소정간격 개방시킬 수 있는 간격(G2)으로 이격되는 것이 좋다. 좀더 구체적으로, 상기 터빈(230)이 설치되는 위치에 형성되는 흡입유로(212)의 폭(G1)이 대략 10cm일 경우, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 서로 이격되는 간격(G2)은 대략 9~30mm인 것이 좋다.
상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 커플링결합되는 커플러(231a)(232a)를 가진다. 각 커플러(231a)(232a)가 결합됨으로써, 두 터빈(231)(232)은 함께 회전하도록 설치된다. 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)는 커플러(231a)(232a)의 결합위치를 중심으로 대칭되는 형상을 가지는 것이 좋다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 서로 커플링결합됨으로써, 상기 회전축(233)이 형성된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 하나의 회전축(233)을 공유하여 함께 회전하는 것으로 도시하였으나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 서로 독립적으로 회전 가능하도록 연결되는 변형 실시예도 가능하다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 블레이드(234), 관성부재(235) 및 동력전달유닛(236)을 각각 가진다.
상기 복수의 블레이드(234)는 흡입유로(212)를 간섭하지 않도록 상기 흡입유로(212)의 폭(G1)보다 작은 폭(D)을 가진다. 여기서, 두개의 두 개의 블레이드(234)의 폭(D)을 합한 값(2×D)은 G1보다 작다. 또한, 상기 블레이드(234)의 끝단(234a)은 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 부위보다 작은 두께를 가지고 곡면으로 형성된다.
이와 같은, 상기 블레이드(234)의 끝단(234a) 형상은 유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘인 양력을 받는 비행기의 날개와 유사하다. 이에, 상기 복수의 블레이드(234)도 양력을 받을 수 있게 되어 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 블레이드(234)는, 일면(234b)이 상기 흡입력발생부(미도시)로부터 발생된 흡입력에 의해 흡입되는 공기에 의해 회전된다.
상기 관성부재(235)는 도 3과 같이, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 측단에 각각 삽입되어, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 구동력에 관성력을 부가한다. 이를 위해, 상기 관성부재(235)는 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)과 함께 회전하는 도넛형상의 질량체이다.
상기 관성부재(235)는 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)과 함께 회전하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232) 각각의 측단에 형성되는 복수의 고정돌기(237)에 삽입되어 지지되는 고정홀(235a)이 형성된다.
또한, 상기 관성부재(235)의 외면은 덮개부재(238)에 의해 지지되어 보호된다. 이 덮개부재(238)도 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 측단에 마련된 고정돌기(237)에 삽입되는 지지홀(238a)이 마련된다.
상기 동력전달유닛(236)은 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 회전력을 상기 클리닝부재(220)에 전달한다. 이를 위해, 상기 동력전달유닛(236)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)으로부터 각각 연장되는 회전축(233)과 연결되는 웜(236a)과 이 웜과 연결된 웜휠(236b)을 구비한다.
상기 웜과 웜휠(236b)이 각각 제 1 및 제 2 걸레브러쉬(221)(222)와 연결되 어, 상기 제 1 및 제 2 걸레브러쉬(221)(222)를 구동시키게 된다. 여기서, 상기 구동되는 제 1 및 제 2 걸레브러쉬(221)(222)의 회전방향은 서로 상이하도록 연결되는 것이 바람직하나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 이와 같은, 상기 웜(236a)과 웜휠(236b)로 인한 동력전달원리는 공지된 기술로부터 이해 가능하므로, 자세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 동력전달유닛(236)으로 웜(236a)과 웜휠(236b)을 구비하는 것으로 도시하였으나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니며, 타이밍벨트와 같은 동력전달수단이 채용될 수 있음은 당연하다.
상기와 같은 구성을 가지는 진공청소기(1)의 터빈브러쉬(200)의 작동관계를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 터빈브러쉬(200)를 피청소면에 마주하도록 위치시키고 연결관(30)의 조작스위치(31)를 온(ON)시키면, 진공청소기 본체(10) 내부에 마련된 흡입모터(미도시)에서 흡입력이 발생된다. 이 발생된 흡입력으로 인해, 상기 터빈브러쉬 본체(210) 내부로 외부의 공기가 유입되어 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 구동된다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)은 관성부재(235)와 함께 회전하고, 이 회전력은 상기 동력전달유닛(236)에 의해 클리닝부재(220)로 전달된다. 이로 인해, 상기 클리닝부재(220)가 회전되어, 피청소면의 오물을 제 1 및 제 2 걸레브러쉬(221)(222)에 의해 클리닝하게 된다.
상기 클리닝부재(220)에 의해 클리닝 오물은 흡입력에 의해 흡입되어 흡입유 로(212)와 연결관(30)을 거쳐 진공청소기 본체(10) 내부의 집진실(미도시)로 수거된다.
상기 오물이 흡입유로(212)를 경유할 때 서로 이격되어 설치되는 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)으로 인해, 소정 폭(G2)의 개방된 유로가 있기 때문에, 큰 저항이나 간섭없이 통과할 수 있게 된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)의 폭이 좁아져 흡입공기의 저항을 적게 받음으로써 발생되는 회전력이 저하되는 정도는 블레이드(234)의 형상과 관성부재(235)로 인한 회전력 증가로 보상될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 진공청소기(1)의 터빈브러쉬(200)는 제 1 및 제 2 터빈(231)(232)이 흡입유로를 간섭하지 않음과 동시에 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 진공청소기의 터빈브러쉬는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 터빈(330)을 포함하는데 특징이 있다.
다른 실시예에서 상기 터빈(330)은 제 1 및 제 2 터빈(331)(332)을 구비한다. 상기 각각의 터빈(331)(332)은 복수의 블레이드(334)를 가진다. 각 블레이드(334)는 회전반경(Rb) 방향으로 비균일한 두께를 가진다. 이를 위해, 상기 블레이드(334)는 흡입공기의 저항을 받지 않는 일면(334b)에 비균일한 원호를 가지며, 보다 자세하게는 상기 블레이드(334)의 끝단(334a)의 두께(Tm)가 더 두껍도록 비균일한 원호가 형성된다. 이에, 상기 블레이드(334)의 끝단(334a)의 두께(Tm)가 블레이드(334)의 나머지 부분의 두께(Tb)보다 두꺼워짐으로써, 블레이드(334)의 질량을 부가할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 도 2에 의한 관성부재(235)를 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 터빈(331)(332) 각각의 측단은 소정 두께를 가진다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 터빈(331)(332)의 측단의 두께는 도 4에 의한 제 1 및 제 2 터빈(231)(232) 측단의 두께(T1)에 T2만큼의 두께를 부가하는 것이다.
이로 인해, 서로 이격되도록 설치되는 제 1 및 제 2 터빈(331)(332)이 블레이드(334)의 형상과 제 1 및 제 2 터빈(331)(332)의 측단의 부가된 두께로 인해, 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
이에 의하면, 상기 피청소면으로부터 머리카락과 같은 작은 오물이 흡입되더라도, 상기 터빈(230)(330)이 이에 간섭되지 않고도 회전력을 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 진공청소기의 터빈브러쉬에 의하면, 클리닝부재를 구동시키는 터빈이 흡입유로를 간섭하지 않도록 설치됨으로써, 머리카락이나 미세먼지와 같은 작은 오물에도 상기 터빈이 구속되지 않게 된다. 이에, 오물이 직접적으로 상기 터빈에 접촉하지 않게 되어, 상기 터빈의 파손과 소음 발생을 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 터빈을 구성하는 복수의 블레이드의 형상과 관성부재 또는 측단의 두께를 변형함으로써, 상기 터빈의 원심력에 의한 토크를 증가시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 상기 터빈의 회전력이 증가되어, 터빈브러쉬의 청소효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 진공청소기 본체로부터 발생된 흡입력에 의해 흡입되는 공기가 지나가도록 내부에 흡입유로가 형성되는 터빈브러쉬 본체;
    피청소면과 마주하도록 상기 터빈브러쉬 본체에 설치되어, 상기 피청소면의 오물을 클리닝하는 클리닝부재; 및
    상기 클리닝부재를 구동시키기 위한 동력을 제공하도록 상기 흡입유로 상에 회전 가능하게 설치되며, 적어도 하나의 블레이드를 가지는 터빈;을 포함하며,
    상기 블레이드는 회전축 방향에 대해 상기 흡입유로 보다 작은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 터빈은,
    상기 회전축 방향으로 서로 이격되어 회전되게 설치되는 복수의 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 터빈은 서로 커플링결합되어 함께 회전되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 터빈은 서로 독립적으로 회전 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 터빈은 서로 대칭되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 터빈은 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 터빈의 블레이드는 동일한 폭을 가지고 복수개 마련되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈은 상기 터빈의 구동력에 관성력을 부가하는 관성부재를 포함하고,
    적어도 하나의 블레이드는 그 끝단에서 다른 부위보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 블레이드의 끝단은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 관성부재는 상기 터빈과 함께 회전하도록 상기 터빈의 측단에 지지되는 도넛형상의 질량체인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블레이드는 회전반경 방향으로 비균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 블레이드는 흡입공기의 저항을 받지 않는 면에 비균일한 원호를 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 블레이드는 끝단의 두께가 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러쉬.
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