KR100630952B1 - 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한진공청소기 - Google Patents

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한진공청소기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상승 선회기류에 의해 오물을 분리하는 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는, 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하는 1차 사이클론 유닛, 및 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며 1차 사이클론 유닛에서 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 2차 사이클론 유닛을 포함한다.
상승 선회기류, 공기충돌, 집진실, 2차 사이클론, 분배로

Description

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기{Multi-cyclone dust collecting apparatus for vacuum cleaner and vacuum cleaner having the same}
도 1은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 일 실시예를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 분리 사시도,
도 3은 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 Ⅲ-Ⅲ 단면도,
도 4는 도 3의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 Ⅳ-Ⅳ 단면도,
도 5는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치로부터 오물을 버리는 상태는 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,101; 멀티 사이클론 집진장치 10; 1차 사이클론 유닛
20; 1차 사이클론 몸체 21; 1차 사이클론 측벽
23; 1차 사이클론 몸체 격벽 24; 오물배출구
30; 1차 집진통 30a; 1차 집진실
32; 상부 커버 37; 역류방지턱
39; 오목 공간 40; 공기연통부재
43; 배기구 50; 2차 사이클론 유닛
60; 2차 사이클론 61; 2차 사이클론 몸체
64; 틈새 66; 공기배출관
70; 하부판 72; 분배로
74; 공기인입관 80; 2차 집진실
88; 오물 커버 90; 공기합류부재
100; 진공청소기 110; 흡입브러시
131; 진공발생장치
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공청소기에 사용되는 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공청소기는 진공발생장치로 흡입력을 발생시키고, 이 흡입력으로 오물과 공기를 함께 흡입한다. 흡입되는 오물과 공기는 진공청소기 본체에 설치된 집진장치를 통과하면서 공기로부터 오물이 분리되어 수거되고, 깨끗해진 공기만이 진공청소기의 외부로 배출되게 된다.
흡입되는 공기로부터 오물을 분리하여 수거하는 집진장치는 먼지봉투, 사이 클론 집진장치 등 여러 가지가 있으나, 요즈음은 반 영구적인 사이클론 집진장치가 널리 사용되고 있다.
이러한 종래 기술에 의한 사이클론 집진장치의 예가 공개번호 제2000-56658호, 제2000-56159호등에 기재되어 있다. 이와 같은 종래 기술에 의한 사이클론 집진장치는, 흡입된 공기가 선회하는 원통형의 사이클론 몸체와, 공기유입구와, 공기배출구를 구비한다. 공기유입구는 유입되는 공기의 하강 선회가 용이하게 이루어지도록 사이클론 몸체의 상단 측면에 사이클론 몸체의 접선방향을 따라 설치된다. 공기배출구는 사이클론 몸체 내부에서 하강 선회한 후 다시 재상승하는 공기를 사이클론 집진장치의 외부로 안내할 수 있도록 사이클론 몸체의 상단에 형성된다.
그러나, 이와 같은 종래의 사이클론 집진장치는, 공기유입구와 공기배출구가 모두 사이클론 몸체의 상부에 형성되어 있기 때문에 사이클론 몸체 내부에서 하강선회하는 공기와 상승하는 공기가 충돌하는 현상이 필연적으로 발생한다. 따라서, 종래의 사이클론 집진장치에서는, 상술한 상승공기와 하강공기의 충돌에 의해 사이클론 집진장치의 집진효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 사이클론 집진장치는 구조나 성능에 따라 미세 오물을 완전히 걸러내지 못하는 문제점이 있기 때문에, 최근에는 출원번호 10-2003-62520호와 같이 인입되는 공기에 포함된 미세 오물을 두 단계에 걸쳐 걸러낼 수 있도록 함으로써 집진효율이 향상된 멀티 사이클론 집진장치가 개발되어 있다. 그러나, 이러한 멀티 사이클론 집진장치의 경우에도 상술한 바와 같이 공기의 충돌이 발생하고 이에 의해 집진효율이 저하되는 문제점이 존재한다.
또한, 종래의 사이클론 집진장치는 오물이 수거되는 오물수거통이 사이클론 몸체의 하측에 동일 공간을 공유하도록 설치되어 있기 때문에 하강하였다가 다시 상승하는 공기에 의해 오물수거통에 수거된 오물이 공기배출구로 역류하는 문제가 있다. 이와 같이 수거된 오물이 역류하면, 집진효율이 나빠지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 흡입되는 공기가 충돌하지 않기 때문에 집진효율이 높으며, 미세 오물을 분리 포집할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 컴팩트한 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하는 1차 사이클론 유닛; 및 상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 1차 사이클론 유닛에서 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 2차 사이클론 유닛;을 포함하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
이때, 상기 1차 사이클론 유닛은, 중공의 원통형으로 성형되며, 인입되는 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체; 중공의 원통형으로 성형되어 상기 1차 사이클론 몸체의 격벽 중앙에서 상측으로 돌설되며, 오물이 분리된 중간정화공기를 상기 2차 사이클론 유닛으로 배출하는 공기연통부재; 상기 1차 사이클론 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및 상기 1차 사이클론 몸체의 아래쪽에 설치되며, 인입되는 오물함유공기가 상향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 포함한다.
또한, 상기 공기흡입관은, 상기 1차 집진실을 관통하여 상기 1차 사이클론 몸체에 상향 경사되는 접선 방향으로 접하여 연통되도록 설치되는 것이 좋다.
그리고, 상기 1차 사이클론 몸체는, 그 측면의 윗부분에 형성되며, 오물함유공기로부터 분리된 오물이 상기 1차 집진실로 배출되는 오물배출구를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공기연통부재는, 그 상단을 상기 1차 사이클론 몸체의 상면까지 연장하고, 그 표면에 중간정화공기가 배출되는 복수의 배기공을 형성하는 것이 좋다.
또한, 상기 1차 사이클론 몸체와 공기연통부재는 일체로 사출 성형하여 하나의 부품으로 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 사이클론 유닛은, 상기 공기연통부재의 하단에 연통되며, 상기 공기연통부재를 통해 인입되는 중간정화공기를 복수 개의 상승 선회기류로 형성하여 오물을 분리하는 2차 사이클론; 및 상기 2차 사이클론을 둘러싸며, 상기 2차 사이클론에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 포함한다.
여기서, 상기 2차 사이클론은, 상기 공기연통부재와 연결되며, 하단에 복수 의 분배로가 형성된 공기인입관; 하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형되며, 아래쪽에서 상기 복수의 분배로와 각각 연결되는 복수의 2차 사이클론 몸체; 및 중공의 원통형으로 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각에서 정화된 공기가 배출되는 복수의 공기배출관;을 포함한다. 이때, 복수의 2차 사이클론 몸체는 공기인입관을 중심으로 원을 이루도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 사이클론 유닛은, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체의 하측에 설치되며, 상기 복수의 공기배출관으로부터 배출되는 공기를 하나로 모으는 공기합류부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 사이클론은 일체로 사출 성형하여 하나의 부품으로 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차 및 2차 집진실 각각은, 그 하단이 개방되며, 상기 개방된 하단에 결합 및 분리할 수 있는 오물 커버로 덮는 것이 좋다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 흡입력을 발생시키는 진공발생장치; 상기 흡입력에 의해 오물이 함유된 공기가 흡입되는 흡입브러시; 상기 흡입브러시로 인입되는 공기로부터 오물을 분리하여 수거하는 멀티 사이클론 집진장치;를 포함하며, 상기 멀티 사이클론 집진장치는, 상기 흡입브러시와 아래 측에서 연통되며, 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하는 1차 사이클론 유닛; 및 상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 1차 사이클론 유닛에서 배출되어 아래 측으로 인입되 는 중간정화공기를 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 2차 사이클론 유닛;을 포함하는 진공청소기를 제공함으로써 달성된다.
이때, 상기 1차 사이클론 유닛은, 중공의 원통형으로 성형되며, 흡입된 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체; 상기 1차 사이클론 몸체의 중앙에 설치되며, 오물이 제거된 중간정화공기를 상기 2차 사이클론 유닛으로 배출하는 공기연통부재; 상기 1차 사이클론의 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및 상기 1차 사이클론 몸체의 아래에 설치되며, 오물함유공기가 인입되어 상향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 포함하며, 상기 2차 사이클론 유닛은, 상기 공기연통부재와 연결되며, 하단에 복수의 분배로가 형성된 공기인입관; 하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형되며, 아래쪽에서 상기 복수의 분배로와 각각 연결되는 복수의 2차 사이클론 몸체; 중공의 원통형으로 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각에서 정화된 공기가 배출되는 복수의 공기배출관; 및 상기 복수의 2차 사이클론 몸체를 둘러싸며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 일 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 1차 사이클론 유닛(10)과, 2차 사이클론 유닛(50)을 포함한다.
1차 사이클론 유닛(10)은 흡입브러시(110, 도 6 참조)로부터 흡입되는 오물을 포함하는 공기(이하, 오물함유공기라 함)가 아래 측으로 인입되어 상승하면서 선회하도록 함으로써, 선회하는 오물함유공기에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기에 포함된 오물을 분리한다. 즉, 1차 사이클론 유닛(10)은 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리한다.
이와 같은 1차 사이클론 유닛(10)은, 1차 사이클론 몸체(20)와, 공기연통부재(40)와, 1차 집진통(30)과, 공기흡입관(45)을 포함한다.
1차 사이클론 몸체(20)는 격벽(23)으로 구획된 중공의 원통형으로 성형되며, 공기흡입관(45)을 통해 인입되는 오물함유공기가 1차 사이클론 몸체(20)의 내측에서 선회하여 상승 선회기류를 형성한다. 1차 사이클론 몸체(20)의 상단은 상부 커버(32)로 덮여 있다. 따라서, 상부 커버(32)가 1차 사이클론 몸체(20)의 상면을 형성한다. 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21) 상단과 상부 커버(32) 사이에는 오물함유공기로부터 원심력에 의해 분리된 오물이 1차 집진실(30a)로 배출되는 오물배출구(24)가 형성된다. 또한, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 뒤집히는 경우에 1차 집진실(30a)에 수거된 오물이 오물배출구(24)를 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 역류하는 것을 방지하기 위해 상부 커버(32)의 하면에 역류방지턱(37)을 설치하는 것이 바람직하다. 역류방지턱(37)은 1차 사이클론 몸체(20)의 지름보다 큰 원통형으로 성형하는 것이 바람직하다. 그리고, 공기흡입관(45)과 연결된 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)의 상면에는 상향의 경사면(27)이 형성된다.
공기연통부재(40)는 1차 사이클론 몸체(20)에서 원심력에 의해 오물함유공기에서 오물이 제거된 공기(이하, 중간정화공기가 한다)를 2차 사이클론 유닛(50)으로 배출한다. 공기연통부재(40)는 중공의 원통형으로 성형되며, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23) 중앙에서 상측으로 돌설되도록 설치된다. 이때, 공기연통부재(40)는 상부 커버(32)에 닿도록 연장되어 있다. 따라서, 공기연통부재(40)의 상단(41)은 상부 커버(32)에 의해 막혀 있고, 그 하단(42)은 개방되어 있다. 또한, 공기연통부재(40)의 표면에는 중간정화공기가 배출되는 복수의 배기공(43)이 형성되어 있다. 복수의 배기공(43)은 중간정화공기를 따라 배출되려고 하는 큰 오물을 걸러 낼 수 있도록 작은 구멍으로 형성된다. 이때, 본 실시예와 같이 공기연통부재(40)의 상단(41)이 상부 커버(32)에 닿도록 설치하는 것은 일 예일 뿐이며, 도시하지는 않았으나 공기연통부재(40)의 상단(41)은 상부 커버(32)로부터 소정 거리 떨어지며, 개방되도록 형성할 수도 있다.
1차 집진통(30)은 1차 사이클론 몸체(20)를 감싸도록 형성되며, 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)과 1차 집진통(30) 사이의 공간은 1차 집진실(30a)로서 1차 사이클론 몸체(20)에서 원심력에 의해 배출되는 오물을 수납한다. 즉, 1차 집진통(30)은 1차 사이클론 몸체(20)의 지름보다 큰 지름의 원통형으로 형성된다. 1차 집진통(30)의 상단과 1차 사이클론 몸체(20)의 상단은 각각 별개의 덮개로 덮을 수 있도록 형성할 수 있으나, 본 실시예와 같이 1차 집진통(30)의 상단과 1차 사이클 론 몸체(20)의 상단을 한 개의 상부 커버(32)로 덮는 것이 바람직하다. 또한, 1차 집진통(30)의 하단은 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)보다 돌출되도록 형성된다. 따라서, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23) 아래로는 원형의 오목한 공간(39)이 형성되어, 2차 사이클론 유닛(50)이 설치된다. 1차 집진실(30a)에 수거된 오물을 버릴 수 있도록 1차 집진실(30a)의 하면은 1차 집진통(30)에 대해 분리 및 결합할 수 있는 오물 커버(88)로 형성된다.
공기흡입관(45)은 흡입브러시(110, 도 6 참조)와 연통되며, 1차 사이클론 몸체(20)로 인입되는 오물함유공기가 상승 선회기류를 형성하도록 1차 사이클론 몸체(20)의 아래 쪽에 설치된다. 즉, 공기흡입관(45)은, 흡입브러시(110)로부터 인입되는 오물함유공기가 1차 사이클론 몸체(20) 내에서 상승 선회기류를 형성하도록, 1차 사이클론 몸체(20)에 대해 상향 경사되는 접선방향으로 접하여 1차 사이클론 몸체(20)와 연통되도록 설치된다. 또한, 공기흡입관(45)이 연결된 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)에는 상향으로 경사진 경사면(27)이 형성되어 있다. 이 경사면(27)은 공기흡입관(45)으로 인입되는 공기가 쉽게 상승 선회기류를 형성할 수 있도록 한다. 이때, 공기흡입관(45)은 1차 집진통(30)을 관통하여 1차 사이클론 몸체(20)와 연결되게 된다.
2차 사이클론 유닛(50)은 상술한 1차 사이클론 유닛(10)으로부터 배출된 중간정화공기가 아래쪽으로 인입되어 상승하면서 선회하도록 함으로써, 선회하는 중간정화공기에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기에 포함된 미세 오물을 분리한 후, 정화된 공기를 진공발생장치(131, 도 6 참조)로 배출한다. 여기서, 중간정화공 기는 1차 사이클론 유닛(10)에서 제거되지 않은 미세 오물을 포함하고 있으며, 2차 사이클론 유닛(50)은 중간정화공기에 잔류하는 미세 오물을 제거한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 이와 같은 2차 사이클론 유닛(50)은 2차 사이클론(60), 하부판(70), 2차 집진실(80)을 포함한다.
2차 사이클론(60)은 1차 사이클론 유닛(10)의 아래에 설치되며, 1차 사이클론 유닛(10)에서 배출된 중간정화공기를 아래쪽으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하고, 정화된 공기는 진공발생장치(131)로 배출한다.
2차 사이클론(60)은 복수의 2차 사이클론 몸체(61)와, 복수의 공기배출관(66)과, 공기인입관(74)과, 복수의 분배로(72)를 포함한다.
복수의 2차 사이클론 몸체(61) 각각은 하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형되며, 아래쪽에는 분배로(72)와 연통되는 2차 공기흡입구(67)가 마련된다. 공기인입관(74)과 분배로(72)를 통해 2차 사이클론 몸체(61)로 인입된 중간정화공기가 2차 사이클론 몸체(61) 내에서 상승 선회기류를 형성하게 된다. 2차 사이클론 몸체(61)의 하면(63)에는 2차 공기흡입구(67)로부터 상향으로 경사진 경사부(68)가 마련되어 있다. 따라서, 2차 공기흡입구(67)로 인입된 중간정화공기가 상승 선회기류를 형성하게 된다.
복수의 공기배출관(66) 각각은 중공의 원통형으로 형성되며, 2차 사이클론 몸체(61)의 하면(63) 중앙에서 상측으로 돌설되도록 설치된다. 복수의 공기배출관(66)은 진공발생장치(131)와 연통된다. 따라서, 공기배출관(66)의 상하단은 개방되 어 있으며, 2차 사이클론 몸체(61)의 내측에서 원심력에 의해 미세 오물이 제거되어 정화된 공기가 진공발생장치(131)로 배출된다.
2차 사이클론(60)의 아래에는 복수의 공기배출관(66)을 통해 배출되는 공기를 하나로 모을 수 있도록 공기합류부재(90)를 더 설치하는 것이 바람직하다. 공기합류부재(90)의 하단은 진공발생장치(131)와 연통된다.
공기인입관(74)은 상술한 공기연통부재(40)를 통해 배출되는 중간정화공기를 복수의 2차 사이클론 몸체(61) 각각으로 분배하는 것으로서, 일단(71)은 공기연통부재(40)의 하단(42)에 연결되고, 타단은 복수의 2차 사이클론 몸체(61) 각각에 연통된다. 이때, 공기인입관(74)의 타단은 도 4와 같이 복수의 2차 사이클론 몸체(61)에 대응되는 개수의 분배로(72)로 분기되며, 각각의 분배로(72)는 복수의 2차 사이클론 몸체(61)의 2차 공기흡입구(67)에 연결된다.
본 실시예의 경우에는 8개의 2차 사이클론 몸체(61)가 설치되어 있으며, 8개의 2차 사이클론 몸체(61) 각각의 일부분이 공기인입관(74)을 이루고 있다. 또한, 공기인입관(74)의 하부는 2차 사이클론 몸체(61)의 개수에 대응하여 8개의 분배로(72)로 분기되어 있다. 공기인입관(74) 하부의 각 분배로(72)는 공기인입관(74)을 흐르는 중간정화공기가 8개의 2차 사이클론 몸체(61)로 인입되어 상승 선회기류를 형성할 수 있도록 안내한다.
또한, 상기와 같은 2차 사이클론(60)은 도 4와 같이 복수의 2차 사이클론 몸체(61)가 공기인입관(74)을 중심으로 원을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 2차 사이클론(60)은 일체로 사출성형이 가능하도록 형성하는 것이 바람직하다.
하부판(70)은 2차 사이클론(60) 및 공기인입관(74)의 하단을 덮도록 설치되며, 하부판(70)에는 복수의 공기배출관(66)에 대응되는 관통공(70a)이 형성되어 있다. 하부판(70)은 공기인입관(74)을 따라 아래로 흐르는 중간정화공기가 하부판(70)의 상면에 충돌한 후 복수의 분배로(72)로 분기되어 복수의 2차 사이클론 몸체(61)로 인입되도록 한다.
2차 집진실(80)은 상술한 2차 사이클론(60)을 전체적으로 둘러싸며, 복수의 2차 사이클론 몸체(61)에서 배출되는 오물을 수거한다. 본 실시예의 경우에는 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)과 격벽(23) 아래로 연장된 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)이 이루는 원형의 오목한 공간(39, 도 2 참조)과 이 오목 공간(39)을 덮는 오물 커버(88)가 2차 집진실(80)을 형성한다. 이때, 2차 사이클론(60)에서 분리되는 오물이 2차 집진실(80)로 배출되도록 2차 집진실(80)의 상면을 이루는 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)은 2차 사이클론 몸체(61)의 상단과 이격되어 틈새(64)를 형성하고 있다. 또한, 2차 집진실(80)의 측벽을 이루는 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)은 2차 사이클론 몸체(61)와 이격되어 있다. 따라서, 복수의 2차 사이클론 몸체(61)로부터 틈새(64)를 통해 배출된 오물은 복수의 2차 사이클론 몸체(61)와 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21) 사이의 공간인 2차 집진실(80)에 수거된다. 2차 집진실(80)의 하단은 1차 집진통(30)에 대해 분리 및 결합할 수 있도록 형성된 오물 커버(88)에 의해 막혀 있다. 따라서, 오물 커버(88)를 분리하면, 2차 집진실(80)에 수거된 오물을 버릴 수 있다. 이때, 본 실시예와 같이 2차 사이클론(60)과 하부판(70)의 아래에 공기합류부재(90)가 설치된 경우에는 오물 커버(88)가 공기합 류부재(90)의 아래에 설치된다.
본 실시예에서는 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)과 측벽(21)으로 2차 집진실(80)의 상면과 측면을 형성하였으나, 별도의 부재로 2차 집진실(80)의 상면과 측면을 형성하는 것도 가능하다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)의 동작 및 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
진공청소기를 작동시키면, 진공발생장치(131, 도 6 참조)가 동작하여 흡입력이 발생한다. 이 흡입력에 의해 오물을 포함한 공기(이하, 오물함유공기)가 흡입브러시(110, 도 6 참조)로 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물함유공기는 연결수단(121,122, 도 6 참조)을 통해 흡입브러시(110)와 연통된 멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동한다.
멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동하는 오물함유공기는 1차 사이클론 유닛(10)의 공기흡입관(45)을 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 인입된다. 공기흡입관(45)으로 인입된 오물함유공기는 1차 사이클론 몸체(20)의 내측에서 선회하며 상승하는 상승 선회기류를 형성한다. 이때, 사이클론 몸체(20)의 내측에 공기흡입관(45)의 앞에는 경사면(27)이 마련되어 있어 중간정화공기가 상승 선회기류를 형성하는 것이 용이하다. 그러면, 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기로부터 오물이 분리된다. 분리된 오물은 도 3의 화살표 A와 같이 1차 사이클론 몸체(20)와 상부 커버(32) 사이에 마련된 오물배출구(24)를 통해 1차 집진실(30a)로 배출되어 쌓이게 된다. 따라서, 분리된 오물이 1차 사이클론 몸체(20) 내의 상승 선 회기류에 영향을 끼치지 않는다. 또한, 1차 사이클론 몸체(20)로 인입되는 공기는 공기연통부재(40)의 배기구(43)를 통해 빠져나가는 공기와 충돌하지 않으므로 집진효율이 향상된다.
1차 사이클론 몸체(20)에서 오물이 제거된 공기(중간정화공기)는 공기연통부재(40)에 형성된 복수의 배기구(43)를 통해 2차 사이클론의 공기인입관(74)으로 인입되게 된다. 공기인입관(74)으로 인입된 중간정화공기는 하부판(70)에 충돌한 후 복수의 분배로(72)를 따라 복수의 2차 사이클론 몸체(61) 각각의 2차 공기흡입구(67)로 인입된다. 2차 공기흡입구(67)로 인입된 중간정화공기는 2차 사이클론 몸체(61)의 내측에서 상승 선회기류를 형성한다. 이때, 2차 공기흡입구(67)의 앞에는 경사부(68)가 마련되어 있어 중간정화공기가 상승 선회기류를 형성하는 것이 용이하다. 그러면 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기로부터 미세 오물이 분리된다. 분리된 미세 오물은 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(23)과 2차 사이클론 몸체(61)의 상단 사이의 틈새(64)를 통해 2차 집진실(80)로 배출되어 쌓이게 된다(도 3의 화살표 B 참조). 따라서, 분리된 오물이 2차 사이클론 몸체(61) 내의 상승 선회기류에 영향을 미치지 않는다.
2차 사이클론 몸체(61)에서 상승하면서 미세 오물이 제거된 정화된 공기는 공기배출관(66)을 통해 배출된다. 이때, 공기배출관(66)을 통해 배출되는 공기는 2차 공기흡입구(67)로 인입되어 선회기류를 형성하는 공기와 충돌하지 않으므로, 집진효율이 향상된다.
복수의 2차 사이클론 몸체(61) 모두에서 상기와 동일한 작용에 의해 중간정 화공기로부터 미세 오물이 제거되고, 정화된 공기는 복수의 공기배출관(66)을 통해 배출되게 된다. 이때, 2차 사이클론(60)의 복수의 공기배출관(66)의 하단은 공기합류부재(90)를 통해 진공발생장치(131)와 연통되어 있으므로 정화된 공기는 진공발생장치(131)를 지나 진공청소기 본체(130)의 외부로 배출된다.
1차 집진실(30a)과 2차 집진실(80)에 오물이 가득 차면, 도 5와 같이 사용자는 1차 집진실(30a) 및 2차 집진실(80)의 하단을 덮고 있는 오물 커버(88)를 열어 1차 집진실(30a)과 2차 집진실(80)에 쌓인 오물을 버릴 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 상부 커버(32)에 역류방지턱(37)이 설치되어 있기 때문에, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 뒤집힌 경우에 1차 집진실(30a)에 수거된 오물이 오물배출구(24)를 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)를 구비한 진공청소기(100)의 실시예에 대하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공청소기(100)는 흡입브러시(110), 연장관(121), 플렉시블 호스(122), 청소기 본체(130)를 포함한다.
흡입브러시(110)는 바닥면에 피청소면으로부터 오물을 포함한 공기를 흡입하는 오물흡입구가 형성된다.
연장관(121)과 플렉시블 호스(122)는 흡입브러시(110)와 청소기 본체(130)를 연통하며, 연장관(121)의 상단에는 손잡이(120)가 마련된다.
청소기 본체(130)는 진공발생장치(131)와 멀티 사이클론 집진장치(101)를 포 함한다. 진공발생장치(131)는 흡입브러시(110)로 오물함유공기를 흡입하는 흡입력을 발생시키며 멀티 사이클론 집진장치(101)와 연통되어 있다. 멀티 사이클론 집진장치(101)는 흡입브러시(110)로부터 흡입된 오물함유공기로부터 오물을 분리하여 수거한다. 멀티 사이클론 집진장치(101)는 비교적 큰 오물을 분리수거하는 1차 사이클론 유닛과 미세한 오물을 분리수거하는 2차 사이클론 유닛으로 구성된다. 이러한 멀티 사이클론 집진장치(101)의 구조 및 작용은 상술한 멀티 사이클론 집진장치(1)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 진공청소기(100)를 작동시킨 후 흡입브러시(110)를 이동시키면, 진공발생장치(131)의 흡입력에 의해 흡입브러시(110)의 오물흡입구로 피청소면의 오물이 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물은 연장관(121)과 플렉시블 호스(122)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된다. 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된 오물은 1차 및 2차 사이클론 유닛(10,50, 도 3 참조)에 의해 분리수거된 후 청소기 본체(130) 외부로 배출된다.
이상에서는 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기로서 캐니스터형 진공청소기를 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 업라이트형 진공청소기등 다양한 종류의 진공청소기에 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기에 의하면, 1차 사이클론 유닛 및 2차 사이클론 유닛에서 흡입되는 공기와 배출되는 공기가 충돌하지 않기 때문에 집진효율이 높다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 흡입되는 오물함유공기는 1차 사이클론 유닛을 통과한 후 2차 사이클론 유닛을 지나면서 다시 오물이 분리되도록 구성되어 있기 때문에 미세오물을 분리 포집할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 2차 사이클론 유닛에서 상승 선회기류가 형성되는 공간과 오물이 수거되는 공간이 분리되어 있기 때문에 오물을 분리/수거하는 집진효율이 높다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 1차 사이클론 유닛의 아래에 2차 사이클론 유닛을 배치함으로써 전체적인 외경을 줄일 수 있기 때문에 컴팩트한 구성이 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 1차 사이클론 유닛과 2차 사이클론을 일체로 사출성형할 수 있는 구조로 할 수 있기 때문에 부품수 및 조립공수를 줄일 수 있다. 따라서, 제조비용을 낮출 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.

Claims (14)

  1. 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하는 1차 사이클론 유닛; 및
    상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 1차 사이클론 유닛에서 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 2차 사이클론 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 유닛은,
    중공의 원통형으로 성형되며, 인입되는 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체;
    중공의 원통형으로 성형되어 상기 1차 사이클론 몸체의 격벽 중앙에서 상측으로 돌설되며, 오물이 분리된 중간정화공기를 상기 2차 사이클론 유닛으로 배출하는 공기연통부재;
    상기 1차 사이클론 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및
    상기 1차 사이클론 몸체의 아래쪽에 설치되며, 인입되는 오물함유공기가 상향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기흡입관은,
    상기 1차 집진실을 관통하여 상기 1차 사이클론 몸체에 상향 경사되는 접선 방향으로 접하여 연통되도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 몸체는,
    그 측면의 윗부분에 형성되며, 오물함유공기로부터 분리된 오물이 상기 1차 집진실로 배출되는 오물배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 공기연통부재는,
    그 상단이 상기 1차 사이클론 몸체의 상면까지 연장되며, 그 표면에 중간정화공기가 배출되는 복수의 배기공이 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 몸체와 공기연통부재는 일체로 사출성형되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 2차 사이클론 유닛은,
    상기 공기연통부재의 하단에 연통되며, 상기 공기연통부재를 통해 인입되는 중간정화공기를 복수 개의 상승 선회기류로 형성하여 오물을 분리하는 2차 사이클론; 및
    상기 2차 사이클론을 둘러싸며, 상기 2차 사이클론에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 2차 사이클론은,
    상기 공기연통부재와 연결되며, 하단에 복수의 분배로가 형성된 공기인입관;
    하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형되며, 아래쪽에서 상기 복수의 분배로와 각각 연결되는 복수의 2차 사이클론 몸체; 및
    중공의 원통형으로 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각에서 정화된 공기가 배출되는 복수의 공기배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 2차 사이클론 유닛은,
    상기 복수의 2차 사이클론 몸체의 하측에 설치되며, 상기 복수의 공기배출관으로부터 배출되는 공기를 하나로 모으는 공기합류부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체는,
    상기 공기인입관을 중심으로 원을 이루도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 2차 사이클론은 일체로 사출 성형된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 1차 및 2차 집진실 각각은,
    그 하단이 개방되며, 상기 개방된 하단에 결합 및 분리할 수 있는 오물 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  13. 흡입력을 발생시키는 진공발생장치;
    상기 흡입력에 의해 오물이 함유된 공기가 흡입되는 흡입브러시;
    상기 흡입브러시로 인입되는 공기로부터 오물을 분리하여 수거하는 멀티 사이클론 집진장치;를 포함하며,
    상기 멀티 사이클론 집진장치는,
    상기 흡입브러시와 아래 측에서 연통되며, 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하는 1차 사이클론 유닛; 및
    상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 1차 사이클론 유닛에서 배출되어 아래 측으로 인입되는 중간정화공기를 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 2차 사이클론 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 유닛은,
    중공의 원통형으로 성형되며, 흡입된 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체;
    상기 1차 사이클론 몸체의 중앙에 설치되며, 오물이 제거된 중간정화공기를 상기 2차 사이클론 유닛으로 배출하는 공기연통부재;
    상기 1차 사이클론의 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및
    상기 1차 사이클론 몸체의 아래에 설치되며, 오물함유공기가 인입되어 상향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 포함하며,
    상기 2차 사이클론 유닛은,
    상기 공기연통부재와 연결되며, 하단에 복수의 분배로가 형성된 공기인입관;
    하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형되며, 아래쪽에서 상기 복수의 분배로와 각각 연결되는 복수의 2차 사이클론 몸체;
    중공의 원통형으로 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체 각각에서 정화된 공기가 배출되 는 복수의 공기배출관; 및
    상기 복수의 2차 사이클론 몸체를 둘러싸며, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
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