KR100628062B1 - 진공청소기의 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동저항을 줄여서 흡입효율이 높은 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부; 상기 1차 싸이클론부의 일측 둘레에 구비되고, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 복수 개의 2차 싸이클론부; 그리고, 상기 1차 싸이클론의 타측 둘레에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 나머지 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 필터부를 포함하여 구성되는 진공청소기의 집진장치를 제공한다.

상기의 구성에 의하여, 상기 집진용기를 통과하면서 생기는 유로저항을 최소화하여 집진장치의 효율을 높일 수 있다.

진공청소기, 집진장치, 필터부, 접선유입, 베인

Description

진공청소기의 집진장치{Dust Collector for Vacuum Cleaner}

도 1은 종래 진공청소기의 집진장치를 개략적으로 나타내는 종단면도;

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 개략적으로 나타내는 평면도;

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 개략적으로 나타내는 종단면도;

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 개략적으로 나타내는 평면도;

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 개략적으로 나타내는 종단면도;

도 6은 본 발명의 제2실시예의 구성요소인 베인을 나타내는 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110: 1차 싸이클론부 111: 1차 싸이클론 챔버

113: 제1유입구 114: 제1유출구

117: 1차 먼지 저장부 118: 비산방지부재

119: 필터부 120: 2차 싸이클론부

121: 2차 싸이클론 챔버 124: 제2유출구

127: 2차 먼지 저장부 220: 2차 싸이클론부

225: 베인

본 발명은 진공 청소기의 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이클론 원리로 이물질을 집진하는 집진장치에 관한 것이다.

싸이클론 집진장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기중에 포함된 먼지 등의 이물질을 집진하는 장치이다. 싸이클론 집진장치는 여러 분야에서 적용되는데 가정용으로는 주로 진공 청소기에 적용되고 있다.

근래에는 집진성능을 향상시키기 위하여 다수의 싸이클론부가 구비된 다중 싸이클론 집진장치가 사용된다.

이하, 도 1을 참조하여, 종래의 진공 청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

종래의 집진장치는, 오염공기를 외부에서 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 1차 싸이클론부(10), 상기 1차 싸이클론부(10)와 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 2차 싸이클론부(20)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 1차 싸이클론부(10)는 하단이 상기 집진장치의 바닥에 밀착된 원통 형상의 용기로서, 상부 측면에는 이물질이 포함된 오염공기를 접선 방향으로 유입하는 제1유입구(13)가 형성되고, 상단 중앙에는 1차적으로 정화된 공기가 배출 되는 제1유출구(14)가 형성된다.

이에 따라, 상기 1차 싸이클론부(10)의 상부 공간은 원심력에 의하여 이물질을 분리하는 1차 싸이클론 챔버(11)를 형성하고, 상기 1차 싸이클론부(10)의 하부 공간은 원심력에 의하여 분리된 이물질을 저장하는 1차 먼지 저장부(17)를 형성한다.

그리고, 상기 2차 싸이클론부(20)는 상기 1차 싸이클론부(10)의 상부 둘레에 원주 방향으로 배치되는 다수개의 소형 2차 싸이클론 챔버(21)들과 상기 2차 싸이클론 챔버(21)들에서 분리된 먼지를 저장하는 2차 먼지 저장부(27)를 포함하여 이루어진다.

상기 2차 먼지 저장부(27)는 상기 2차 싸이클론부(20)들의 하측에 제공된다. 그리고, 상기 1차 먼지 저장부(17)와 상기 2차 먼지 저장부(27)는 상기 1차 싸이클론부(10)의 측벽에 의해 구획된다.

따라서, 상기 제1유출구(14)에서 배출되는 공기는 상기 2차 싸이클론 챔버(21)로 유입되어 2차 먼지 분리과정을 거친 후, 상기 2차 싸이클론 챔버의 상부에 형성된 제2유출구(24)를 경유하여 상기 집진장치의 상방으로 배출된다.

그리고, 도시되지는 않았지만, 상술한 종래의 집진장치의 상부에는 상기 집진장치로 유입된 이물질이 싸이클론 방식에 의해 분리된 후, 분리되지 못한 미세 이물질이 최종적으로 분리되도록 하는 별도의 필터가 더 구비될 수 있다.

그러나, 상술한 종래의 싸이클론원리를 이용한 집진장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 공기가 1차 싸이클론부를 거친 후 다시 2차 싸이클론부를 경유하게 됨으로써, 싸이클론부를 거치는 공기유동에 따른 유로저항이 커서 결과적으로 집진성능이 좋지 않은 문제점이 있었다.

둘째, 1차 싸이클론부의 외주면을 다수개의 2차싸이클론부가 둘러싸고 있어, 비교적 큰 먼지가 쌓이는 1차 먼지 저장부를 사용자가 육안으로 확인할 수 없었다.

셋째, 2차 싸이크론의 배치로 인해, 1차 싸이클론에서 분리된 이물질을 저장하는 먼지통이 상대적으로 작은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 싸이클론부를 경유하면서 생기는 유로저항을 낮추어 집진성능이 향상된 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 1차 싸이클론부의 먼지를 저장하는 먼지통을 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 비교적 큰 먼지를 집진하는 1차 싸이클론부의 먼지통의 용량을 증가시킨 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부; 상기 1차 싸이클론부의 일측 둘레에 구비되고, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 복수 개의 2차 싸이클론부; 그리고, 상기 1차 싸이클론의 타측 둘레에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 나머지 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 필터부를 포함하여 구성되는 진공청소기의 집진장치를 제공한다.

그리고, 상기 2차 싸이클론부는 상기 1차 싸이클론부의 외주면에 접하고, 외주면을 따라 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 필터부는 상기 1차 싸이클론부의 외주면에 접하고, 외주면을 따라 원주방향으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 외부에서 집진장치의 내부를 볼 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1실시 형태에 따르면, 상기 2차 싸이클론부는, 상기 1차 싸이클론부를 거친 공기가 상기 2차 싸이클론부에 접선방향으로 유입되도록 하는 유로가이드를 포함하여 구성된다.

본 발명의 제2실시형태에 따르면, 상기 2차 싸이클론부는, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어져, 상기 2차 싸이클론으로 유입되는 공기에 회전력을 부여하는 베인을 포함하여 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 집진장치는, 상기 1차싸이클론의 유입구로 유입된 공기의 유속을 증가시킬 수 있도록, 싸이클론이 일어나는 방향으로 갈수록 점차 폭이 줄어드는 형태로 유로가 형성된 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성 에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 본 실시예에 따른 집진장치를 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 집진장치를 나타내는 측면도이다.

본 실시예의 기본적인 구성은, 종래와 같이 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부(110)와 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기에서 재차 이물질을 분리하는 복수 개의 2차 싸이클론부(120)를 포함하여 구성된다. 다만, 본 실시예에서는 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 모두 2차 싸이클론부(120)로 유입되지 않고, 일부만 2차 싸이클론부(120)로 유입되어 싸이클론 원리로 이물질이 분리되고, 나머지 일부는 1차 싸이클론부(110)의 외주면에 형성된 필터부(119)를 거치게 된다.

상기 1차 싸이클론부(110)는 비교적 큰 먼지를 일차적으로 집진하는 역할을 수행하며, 대략 원통 형상으로 이루어진다. 상기 1차 싸이클론의 상부 측면에는 공기가 접선방향으로 유입되도록 하는 제1유입구(113)가 형성되고, 상단 중앙에는 1차적으로 정화된 공기가 배출되는 제1유출구(114)가 형성된다.

그리고, 상기 1차 싸이클론부(110)는 종래와 달리 하부의 일측이 2차 싸이클론부(120)와 연통되어 있어, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 상기 연통된 공간으로 유동하도록 구성된다.

상기 1차 싸이클론부(110)의 상부 공간은 원심력에 의하여 이물질을 분리하는 1차 싸이클론 챔버(111)를 형성하고, 상기 1차 싸이클론부(110)의 하부 공간은 원심력에 의하여 분리된 이물질을 저장하는 1차 먼지 저장부(117)를 형성한다.

상기 2차 싸이클론부(120)는 상기 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 재차 분리하며, 복수 개로 구성된다.

그리고, 상기 2차 싸이클론부(120)는 상기 1차 싸이클론부(110)의 외주면에 접하고, 외주면을 따라 복개 개의 2차 싸이클론부(120)가 서로 인접하게 배치된다. 다만, 종래와 달리 외주면의 일부분은 필터부(119)가 구성되기 때문에, 2차 싸이클론부(120)가 1차 싸이클론부(110)의 외주면 전체를 감싸는 형태가 아닌, 일정 부분에 대해서 외주면을 접하도록 구성된다.

한편, 2차 싸이클론부(120)에는 상기 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 상기 2차 싸이클론부(120)에 접선방향으로 유입되도록 하는 유로가이드(125)가 구비된다. 이를 통해, 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기에도 회전력이 생겨 나선류를 형성함으로써, 싸이클론 원리에 의해 이물질이 분리된다.

2차 싸이클론부(120)의 개수는 제한이 없으며, 도 2에서는 총 5개의 2차 싸이클론부(120)가 구성된 형태를 도시하고 있다. 그리고, 상기 2차 싸이클론에서 분리된 먼지를 저장하는 2차 먼지 저장부(127)이 구비된다.

한편, 상기 1차 먼지 저장부(117)와 상기 2차 먼지 저장부(127)는 상기 1차 싸이클론부(110)의 측벽에 의해 구획된다.

상기 필터부(119)는 상기 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기의 일부를 유입하여 이물질을 분리하도록 구성된다. 그리고, 상기 필터부(119)는 외부면의 타측에서 외주면과 접하면서, 외주면을 따라 원주방향으로 형성된다.

상기 필터부(119)는 집진필터와 이를 수용하는 필터하우징을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 집진필터는 스폰지 또는 부직포 등으로 구성된다. 그리고, 상기 집진필터에 의해 유입되는 공기에서 미세 이물질을 분리하여 공기를 정화하는 역할을 하게된다. 그리고, 상기 집진필터는 주기적으로 교환 내지는 세척이 필요하므로, 상기 필터하우징에 착탈가능하게 결합될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 필터부(119)가 구비되어, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기의 일부가 필터부(119)를 경유하게 함으로써, 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기의 양은 줄어들게 된다. 따라서, 2차 싸이클론부(120)를 경유하면서 생기는 유로저항도 상대적으로 작아지게 된다. 결과적으로, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기의 일부는 2차 싸이클론부(120)을 경유하고, 나머지 일부는 필터부(119)를 경유하게 함으로써, 진공청소기의 집진성능을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 제1유출구(114)에는 1차 싸이클론부(110)의 내부에 대략 수직하게 설치되며, 2차 싸이클론부(120)의 유입구와 연통되도록 하는 다수 개의 통공들이 형성된다.

또한, 상기 유출부의 하부에는 상기 1차 먼지 저장부에서 저장된 먼지가 비산하는 것을 방지하는 비산방지부재(118)가 구비되는 것이 좋다. 상기 비산방지부 재(118)는 상기 1차 싸이클론부(110)에 포집된 먼지가 상부로 비산되어, 상기 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다.

한편, 상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 사용자가 외부에서 집진되는 먼지의 양을 육안으로 확인할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 종래의 집진장치는 1차 싸이클론부(110)의 외주면을 2차 싸이클론이 원주방향으로 둘러싸는 형상으로 이루어져 있었다. 따라서, 집진장치를 투명한 재질로 구성하더라도 사용자가 외부에서 집진장치의 내부의 먼지량을 용이하게 확인할 수 없었다.

본 실시예에서, 1차 싸이클론부(110)의 일측면은 2차 싸이클론부(120)가 형성되지 않기 때문에, 상기 집진장치를 투명한 재질로 구성함으로써, 비교적 큰 먼지가 쌓이는 1차 먼지 저장부(117)를 육안으로 확인할 수 있어, 먼지를 비우는 시기를 쉽고 정확하게 정할 수 있게 된다.

그리고, 상기 집진장치는 1차 싸이클론부에서 싸이클론이 진행되는 방향으로 점차 폭이 줄어드는 형태로 유로가 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 단면적과 공기의 유속의 곱으로 나타나는 공기의 유량은 일정하기 때문에, 단면적을 감소시킴으로써 공기의 유속을 증가시킬 수 있어, 결과적으로 원심력이 증가하여 집진성능이 향상되는 이점이 있기 때문이다.

상술한 본 발명에 따른 집진장치의 일 실시예를 가지는 진공 청소기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 진공 청소기가 동작되면, 흡입 노즐(미도시)과 연결관(미도시)을 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론부(110)로 유입된다.

제1유입구(113)을 통해 유입된 공기는 상기 1차 싸이클론부(110)의 내벽에 접선방향으로 안내되어 나선류를 형성하게 된다. 이에 따라, 무게가 비교적 무겁고 큰 먼지들이 싸이클론 원리에 의하여 분리되어 하강하면서 상기 1차 먼지 저장부(117)에 저장되고, 상기 1차 먼지 저장부(117)에 저장되는 먼지는 상기 비산방지부재(118)에 의해 비산이 방지된다.

그리고, 상기 1차 싸이클론부(110)를 거쳐 비교적 큰 먼지들이 분리된 공기의 일부는 상기 제1유출구(114)의 측면에 형성된 다수 개의 통공을 거친 후, 다수 개의 2차 싸이클론부(120)에 접선방향으로 유입되어 재차 싸이클론 원리에 의한 이물질 분리과정을 거친다.

한편, 상기 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기의 나머지 일부는 1차 싸이클론부(110)의 하부의 연통된 공간을 통과하여, 1차 싸이클론부(110)의 외주면에 형성된 필터부(119)를 통과하여 이물질이 재차 분리된다.

이렇게, 2차 싸이클론부(120)나 필터부(119)를 거친 공기는 집진장치의 상부에서 합쳐지게 되고, 집진장치의 상부에 별도로 미세필터를 재차 통과하여 최종적을 이물질을 분리되어 집진장치에서 배출된다.

상기 집진장치 배출구에서 배출된 공기는 청소기 본체 배기구를 경유하여 청소기 본체의 팬-모터 어셈블리(미도시)로 흡입되고, 상기 팬-모터 어셈블리를 경유한 공기는 소정의 유로를 지나 상기 청소기 본체의 측면으로 배출된다.

도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 평면도, 도 5는 본 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 종단면도, 도 6은 본 실시예의 구성요소인 베인을 나타내는 사시도이다.

본 실시예의 기본적인 구성은, 제1실시예와 동일하다. 즉, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부(110), 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어 재차 이물질을 분리하는 복수 개의 2차 싸이클론부(220), 상기 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어 이물질을 분리하는 필터부(119)를 포함하여 구성된다.

다만, 본 실시예에서는 2차 싸이클론부(220)의 구조에 있어, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 접선방향으로 유입됨으로써 회전력을 얻지 않고, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어진 베인(225)을 통해 회전력을 얻도록 구성된다.

상기 베인(225)은 도 6에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어진다. 이러한 베인(225)에 의하여, 베인(225)의 상부에서 유입되는 공기는 원주 방향으로 배치된 복수개의 나선형 가이드에 따라 유동 방향이 변화하여 베인(225)의 축을 중심으로 회전하는 회전력을 얻게 된다.

나선형 가이드의 개수에는 제한이 없으며, 도 6에서는 총 6개의 나선형 가이드가 형성된 베인(225)를 예시하고 있다.

상기 베인(225)을 2차 싸이클론부(220)의 상부에 구비함으로써, 공기에 회전력을 부여하기 위해 2차 싸이클론부(220)에 접선 방향으로 유입되도록 하는 별도의 유로가이드가 필요하지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 집진장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 1차 싸이클론을 거친 공기의 일부를 2차 싸이클론을 거치지 않고, 별도록 구비된 필터부를 통과하게 함으로써, 싸이클론부를 경유하면서 생기는 유로저항을 최소화하여 집진성능을 향상시킬 수 있다.

둘째, 1차 싸이클론의 외주면 일부에는 2차 싸이클론부가 배치되지 않고, 집진장치를 투명한 재질로 구성함으로써, 사용자가 1차 싸이클론부의 먼지의 양을 육안으로 확인할 수 있어, 먼지통을 비우는 시기를 용이하게 결정할 수 있다.

셋째, 비교적 큰 먼지를 집진하는 1차 싸이클론부의 먼지통의 용량을 상대적으로 증가시켜, 1차 싸이클론부의 먼지통을 비우는 횟수를 줄일 수 있다.

Claims (7)

1. 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부;

   상기 1차 싸이클론부의 일측 둘레에 구비되고, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 복수 개의 2차 싸이클론부; 그리고,

   상기 1차 싸이클론의 타측 둘레에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기의 나머지 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 분리하는 필터부를 포함하여 구성되는 진공청소기의 집진장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2차 싸이클론부는,

   상기 1차 싸이클론부의 외주면에 접하고, 외주면을 따라 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 필터부는,

   상기 1차 싸이클론부의 외주면에 접하고, 외주면을 따라 원주 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 외부에서 집진장치의 내부를 볼 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 2차 싸이클론부에는,

   상기 1차 싸이클론부를 거친 공기가 상기 2차 싸이클론부에 접선방향으로 유입되도록 하는 유로가이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 2차 싸이클론부에는,

   원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어져, 상기 2차 싸이클론부로 유입되는 공기에 회전력을 부여하는 베인이 구비되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 집진장치의 유로는 상기 1차싸이클론의 유입구로 유입된 공기의 유속을 증가시킬 수 있도록, 1차 싸이클론부에서 싸이클론이 진행되는 방향으로 갈수록 점차 폭이 줄어드는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.

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