KR100661341B1 - 사이클론 집진장치 및 이를 포함한 진공청소기 - Google Patents

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Abstract

사이클론 집진장치 및 이를 적용한 진공청소기가 개시된다. 개시된 사이클론집진장치는, 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하는 사이클론본체부 및, 상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 수용되는 오물수거통을 포함하며, 상기 사이클론본체부는 불일정한 외주면을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 작은 사이즈로 큰 용량의 집진능력을 갖을 수 있다.
사이클론, 집진장치, 오물수거통, 다중 사이클론, 멀티 사이클론

Description

사이클론 집진장치 및 이를 포함한 진공청소기{A Cyclone Separating Apparatus and a Vacuum Cleaner with the apparatus}
도 1은, 본 발명의 사이클론 집진장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는, 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 분해사시도,
도 3은, 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 바디유닛을 도시한 도면,
도 4는, 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 입구유로를 도시한 개략도,
도 5는, 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 필터유닛을 도시한 사시도,
도 6는, 도 2에 도시된 사이클론 집진장치의 입출구유닛을 도시한 분해 사시도,
도 7은, 도 6에 도시된 입출구유닛의 평면도,
도 8은, 도 6에 도시된 입출구유닛의 저면도,
도 9는, 도 2에 도시된 오물수거통의 평면도,
도 10은, 도 10에 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 절단한 단면도,
도 11은, 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 평면도,
도 12는, 도 1의 ⅩⅡ - ⅩⅡ선을 절단한 단면도,
도 13은, 본 발명의 진공청소기의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 14는, 도 13의 ⅩⅣ - ⅩⅣ선을 절단하여 도시한 도면,
도 15는, 도 13의 진공청소기에서 오물수거통의 분리동작을 설명하기 위한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:사이클론 집진장치 200:사이클론본체부
300:바디유닛 400:입출구유닛
500:커버 600:오물수거통
800:진공청소기 330:제 1 입구
310:1차 사이클론유닛 350:2차 사이클론유닛
510:커버출구 610:제 1 집진실
640;제 2 집진실 830;진공청소기본체
820:브러시조립체
본 발명은 사이클론 집진장치에 관한 것이며, 특히, 이에 한정되는 것은 아니지만, 진공청소기용 사이클론 집진장치 및 이를 적용한 진공청소기에 관한 것이다.
복수개의 사이클론을 이용하여 먼지나 오물 등을 분리하는 사이클론 집진장치는 오래 전부터 사용되어 왔으며, 널리 알려져 있다. 하나의 사이클론을 사용하여 오물 등을 분리하는 것 보다는 복수개의 사이클론을 이용하는 것이 분리효율 면 에서 유리하다는 것이 이미 알려져 있으며, 지난 수십년 동안 다양한 분야에서 복수개의 사이클론을 이용한 멀티사이클론 집진장치에 대한 연구가 진행되어 오고 있다.
1차 사이클론에서 비교적 큰 먼지나 오물 등을 분리한 후 2차 사이클론에서 미세먼지까지 분리하는 복수개의 사이클론을 구비한 사이클론 집진장치에 대한 자세한 구성은, US3,425,192, US4,373,228 등에 자세히 개시되어 있으며, 최근에는 GB2 360 719 및 WO 02/067755 등과 같은 형태의 다양한 사이클론 집진장치가 연구되고 있다.
일 예를 들어, 상술한 US3,425,192의 사이클론 집진장치의 경우, 1차 사이클론과 1차 사이클론의 상부에 5개의 2차 사이클론이 1차 사이클론과 평행하게 배치되어 있으며, 1차 사이클론에서 분리된 오물등을 수용하는 오물수거통과 상기 복수개의 2차 사이클론으로부터 분리되는 먼지등이 수용되는 곳은 별도로 분리되어 있다. 또한, 2차 사이클론 각각의 입구는 각각 별도로 구성되어 각각의 2차 사이클론으로 공기를 유도하도록 구성되어 있다. 이러한 사이클론 집진장치는, 대형이며 주로 산업용으로 사용될 수 있으며, 많은 제조비용 및 보수비용이 필요하다.
그 후, 멀티 사이클론 집진장치는, 가정용으로 사용될 수 있도록 소형화, 제조비용 및 보수유지 비용의 절감, 오물이나 먼지등의 제거를 용이함을 달성할 수 있도록 다양한 연구 및 시도 등이 이루어져 왔다.
예를 들어, 상술한 GB 2 360 719에서 개시하고 있는 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론챔버 내부로 복수개의 2차 사이클론들을 삽입시켜 구성하였다. 이러한 집진장치는, 장치의 높이는 어느 정도 줄이는 효과를 가져올 수 있으나, 1차 사이클론챔버의 공간이 작아지고 전체적인 집진공간의 협소함으로 집진용량이 대폭 줄어드는 단점이 있으며, 2차 사이클론의 입구 및 출구 등이 이물질 등에 의해 막히거나 할 경우 보수유지에 어려움이 있다.
또한, 상술한 PCT 특허출원공보 WO 02/067755에서 개시하고 있는 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론의 상부에 복수개의 2차 사이클론이 설치되어 있으며, 1차 사이클론 및 복수개의 2차 사이클론 사이에는 별도의 부재로 구성된 입출구유닛이 설치되어 있다. 사이클론 집진장치의 하단 플레이트가 개폐 가능하여 상단부의 손잡이에 있는 레버를 누르면 상기 하단 플레이트를 오픈하여 집진된 먼지를 버릴 수 있도록 되어 있다. 그러나, 이러한 집진장치는, 보수유지는 다소 용이할 수 있으나, 1차 사이클론의 상부에 2차 사이클론이 장착되기 때문에 장치전체의 높이가 높고, 2차 사이클론이 기울어져 있으며, 집진된 먼지를 버리기 위해서는 무거운 집진장치 전체를 들고 버리고자 하는 장소까지 이동해야 하는 불편함이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 작은 사이즈를 갖으면서 집진용량은 큰 사이클론 집진장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 보수유지가 용이하고 조립성이 좋은 사이클론 집진장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 사이클론에서 제거된 오물이나 먼지 등을 동시에 용이하게 버릴 수 있는 사이클론 집진장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 사이즈에 비하여 집진용량이 크고 보수유지가 용이한 진공청소기를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 사이클론 집진장치는, 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론유닛을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하는 사이클론본체부 및, 상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 수용되는 오물수거통을 포함하며, 상기 사이클론본체부는 불일정한 반경을 갖는 외주면을 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 집진장치를 컴팩트하고 1차 사이클론의 챔버를 크게 구성할 수 있다.
상기 사이클론본체부 상단에 설치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 일측에 커버출구 및 상기 2차 사이클론유닛으로부터 배출된 공기가 모일 수 있는 커버챔버로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 2차 사이클론유닛은 상기 1차 사이클론유닛 외주면의 대략 1/2를 감싸도록 구성하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 2차 사이클론유닛은 9개로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 1차 사이클론유닛은, 공기가 유입되는 제 1입구, 공기가 유출되는 제 1출구, 상기 제 1입구와 상기 제 1출구 사이의 공기유로 상에 설치된 필터유닛 및, 상기 필터유닛을 수용하며 상기 제 1입구로부터 유입되는 공기가 회전되는 제 1챔버;를 포함하며, 상기 제 1챔버의 원주방향으로 상기 제 2사이클론유닛이 구비되도 록 구성할 수 있다.
상기 제 2사이클론 유닛은, 공기가 유입되며, 회오리 유로를 유도하는 적어도 하나 이상의 제 2입구, 상기 제 2입구를 통해 유입된 공기가 회전되는 제 2사이클론몸체부 및, 먼지가 제거된 공기가 배출되는 제 2출구를 포함하며, 상기 제 2입구 및 상기 제 2출구는 일체형으로 구성되 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 2사이클론몸체부를 수용하는 제 2챔버를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 목적은, 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하는 사이클론본체부 및, 상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통;을 포함하며, 상기 사이클론본체부의 외주면은, 제 1벽과 상기 제 1벽보다 큰 반경을 갖는 제 2벽을 포함하도록 구성된 사이클론 집진장치에 의하여 달성될 수 있다.
상기 제 1벽은 상기 1차 사이클론으로 유입되는 공기가 회전되는 공간인 제 1챔버 외벽의 적어도 일부를 구성하고, 상기 제 2벽은 상기 제 2차 사이클론의 적어도 일 부분을 수용하는 제 2챔버 외벽의 적어도 일부를 구성하는 것이 바람직하다. 상기 제 1벽은 진공청소기본체에 삽입되며, 상기 제 2벽은 상기 진공청소기본체의 외관을 구성하게 할 수 있다.
여기서, 상기 오물수거통은, 제 1집진실과 제 2집진실로 구획되어, 상기 제 1집진실은 상기 제 1챔버와 연통되어 상기 제 1사이클론에서 분리되는 먼지를 수용하며, 상기 제 2집진실은 상기 제 2사이클론에서 분리되는 먼지를 수용하는 것이 바람직하다.
상기 제 2집진실은, 상기 제 1집진실 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 구성되고, 상기 제 2 집진실의 외주면은 불일정하게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 오물수거통의 외주면은 제 3벽과, 상기 제 3벽 보다 큰 반경을 갖는 제 4벽을 갖게 구성할 수 있다. 여기서, 상기 제 4벽은 사용자가 손으로 편리하게 잡을 수 있도록 한 뼘 보다 작은 넓이를 갖는 볼록부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제 2집진실 내부에는 중심축 및 상기 중심축과 연결된 분리막이 구비하고, 상기 제 1 집진실을 형성하는 제 3벽과 상기 제 2 집진실을 형성하는 제 4벽을 포함하며, 상기 제 4벽은 상기 제 3벽의 일측에 연결되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 오물수거통의 상단에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에는 실링부재가 장착되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은, 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 복수개의 2차 사이클론유닛을 포함하며, 불일정한 외주면을 갖는 사이클론본체부 및,상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통을 포함하며, 상기 사이클론본체부는, 상기 1차 사이클론 및 상기 2차 사이클론의 적어도 일부분을 포함하는 바디유닛, 상기 바디유닛의 상부에 설치되며, 상기 1차 사이클론으로부터 배출되는 공기를 상기 2차 사이클론으로 분배하고 2차 사이클론에서 유입된 공기를 배출하는 입출구유닛을 포함하도록 구성된 사이클론 집진장치에 의하여 달성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 조립이 단순해지고, 보수유지가 용이하게 된다.
상기 1차 사이클론유닛은, 공기가 유입되는 제 1입구, 공기가 유출되는 제 1출구, 상기 제 1입구와 상기 제 1출구 사이의 공기유로 상에 설치된 필터유닛 및, 상기 제 1입구로부터 유입되는 공기가 회전되는 제 1챔버를 포함하고, 상기 제 2사이클론 유닛은, 공기가 유입되는 적어도 하나 이상의 제 2입구, 상기 제 2입구를 통해 유입된 공기가 회전되는 제 2사이클론몸체부 및, 먼지가 제거된 공기가 배출되는 제 2출구를 포함하며, 상기 바디유닛은, 상기 1차 사이클론유닛 및 상기 제 2사이클론몸체부를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 바디유닛을 일체형으로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 입출구유닛은, 상기 2차 사이클론의 입구유로와 출구유로가 형성되어 있는 입출구몸체 및, 상기 입출구부재와 상기 바디유닛 사이에 설치되는 가스켓부재를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 2차 사이클론은, 상기 제 1입구와 반대방향에 구비되도록 상기 1차 사이클론과 평행하게 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 사이클론 집진장치는, 제 1입구 및 제 1출구를 포함하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하며, 불일정한 외주면을 갖는 사이클론본체부 및, 상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통;을 포함하며, 상기 제 1입구는 상기 1차 사이클론의 내벽을 따라 굴곡되면서 단면의 면적이 점점 작아지도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제 1입구 선단의 단면이 상부가 돔형 형상을 갖는 직사각형형태로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은, 진공원을 포함하는 진공청소기본체, 상기 진공청소기본체와 연통되며, 공기가 흡입되는 흡입구를 구비한 브러시조립체 및, 상기 진공청소기 본체에 장착되며, 상기 브러시조립체로부터 흡입되는 공기로부터 먼지 등을 제거하는 사이클론 집진장치;를 포함하며, 상기 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하는 사이클론본체부 및,상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통을 포함하며, 상기 사이클론본체부는 불일정한 외주면을 갖는 진공청소기에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 사이클론본체부의 외주면은, 제 1벽과, 상기 제 1벽보다 큰 반경을 갖는 제 2벽을 포함하고, 상기 제 1벽은 상기 진공청소기본체에 삽입되고, 상기 제 2벽은 상기 진공청소기본체의 외부로 돌출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 사이클론 집진장치는 제 1챔버 및 상기 2차 사이클론을 수용하는 제 2챔버를 구비하며, 상기 제 1벽은 상기 제 1챔버의 외주면 중 적어도 일부분을 구성하고, 상기 제 2벽은 상기 제 2챔버의 외주면 중 적어도 일 부분을 구성하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 오물수거통은, 상기 1차 사이클론으로부터 분리되는 먼지 등을 수용하는 제 1집진실과, 상기 2차 사이클론으로부터 분리되는 먼지등을 수용하는 제 2집 진실로 구성되며, 상기 제 2 집진실은 상기 제 1집진실의 적어도 일부분을 감싸고 사용자가 손으로 오물수거통을 잡을 수 있도록 돌출된 외주면을 포함하도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 사이클론 집진장치에 대한 실시예를 자세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 사이클론 집진장치에 대한 일 실시예를 도시한 사시도 및 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 사이클론 집진장치(100)는 사이클론본체부(200), 오물수거통(600) 및 커버(500)로 구성된다.
상기 사이클론본체부(200)는, 제 1사이클론유닛(310) 및 제 2사이클론유닛(350)을 포함하며, 상부에 커버(500)가 조립되고, 하부에는 오물수거통(600)이 장착된다. 또한, 사이클론본체부(200)는 외벽(외주면)이 공기받이부(420)(또는 중심)으로부터 작은 반경을 갖는 제 1벽(311)과 큰 반경을 갖는 제 2벽(340)으로 구성되어 외벽이 일정한 반경을 갖지 않고 불일정하다. 또한, 바디유닛(300)과 입출구유닛(400)을 별도로 구비하고 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 사이클론유닛(310)은, 상기 바디유닛(300)에 포함되어 있으며, 제 1입구(330), 제 1출구(320), 필터유닛(314) 및 제 1챔버(312)를 포함한다. 제 1입구(330)는 외부공기가 흡입되는 개구이며, 1차 사이클론유닛(310)의 제 1벽(311)의 내면을 따라 헬리컬모양으로 굽어져 있다. 또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1입구(330) 선단의 단면은 상부가 돔형 형상을 갖는 대략 직사각형 형태를 하고 있고, 단면의 면적은 점점 작아지면서 원형(334)에 가까운 형태를 갖도록 구성되어 있다. 제 1출구(320)는 제 1벽(311)으로 이루어진 공간인 제 1챔버(312)의 중앙부분에 형성되어 있다. 도 4 및 도5를 참조하면,제 1출구(320)에 하부에는 필터유닛(314)이 설치되어, 제 1입구(330)로 유입된 공기가 회오리 바람을 일으키며 상기 제 1챔버(312) 내부에서 원심력을 이용하여 오물 등을 분리한 후 상기 필터유(314)닛을 거쳐 제 1출구(320)로 배출되도록 한다. 필터유닛(314)은 필터본체(319)와 필터본체(319) 하부에 설치된 역류방지부재(316)가 설치된다. 필터유닛(314)은, 도 5에서 자세히 볼 수 있는 바와 같이, 미세한 구멍(h)들이 다수개 원주방향으로 형성되어 있으며, 상기 제 1출구(320)에 원주방향으로 설치된 록킹돌기(미도시)에 록킹될 수 있도록 록킹홈(315)이 형성되어 있다. 역류방지부재(316)는 상기 필터본체(319)와 일체로 몰딩되거나 별도의 부재로 결합되어 있을 수 있으며, 본 실시예에서는 일체형으로 구성되어 있다. 역류방지부재(316)의 일부는 하 방향으로 경사진 경사부(317)가 있으며, 경사부 끝단부에는 컷팅부(318)이 있어 상부에서 내려다 볼 경우 C자 형상을 갖는다. 1차 사이클론유닛(310)의 제 1챔버(312)에서 원심력에 의해 분리된 후 공기는 상기 필터본체(319)의 구멍(h)들을 통과하면서 잔류한 먼지등을 제거한다.
제 2 사이클론유닛(350)은, 도 2를 참조하면, 1차 사이클론유닛(310)(도 3참조)의 외벽을 약 1/2 정도 둘러싸도록 설치되어 있으며, 제 2 입구(410), 제 2 출구(416) 및 제 2 사이클론몸체부(354)를 포함한다. 제 2 입구(410)는 유입되는 공기가 회전할 수 있도록 직선부(412)와 굴곡부(414)를 가지며, 굴곡부(414)는 제 2 사이클론몸체부(354) 방향으로 하향 곡선을 이룬다. 직선부(412)는, 도 2에 도시되 어 있듯이, 입출구유닛(400)의 상방향으로 돌출되도록 형성되어 있다. 제 2 출구(416)는 제 2 입구(410)의 굴곡부(414) 중심에 형성되어 있으며, 제 2 출구(416)의 중심에는 플레이트(418)가 설치되어 배출되는 공기의 안정을 도모한다. 제 2 사이클론몸체부(354)는 상술한 바디유닛(300)에 구비되어 있으며, 1차 사이클론유닛(310)과 일체로 구성되어 있다. 또한 제 2 사이클론몸체부(354)는 하방향으로 갈수록 단면이 작아지는 콘 형상으로 구성되어 있다. 제 2 입구(410) 및 제 2 출구(416)는 입출구유닛(400)에 일체로 형성되어 있으며, 상기 입출구유닛(400)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 입출구몸체(430)와 가스켓부재(470)로 구성되어 있다.
이와 같이, 1차 사이클론유닛(310)의 외주면으로 일정부분 2차 사이클론유닛(350)을 설치함으로써 사이클론 집진장치의 높이를 줄일 수 있고, 사이클론본체부(200)의 외관을 반경이 작은 제 1벽(311)과 반경이 큰 제 2벽(340)으로 불일정하게 구성함으로써 집진효율을 향상시키고 청소기에 장착시 전체 부피를 절감할 수 있는 효과가 있다.
사이클론본체부는, 도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 물리적으로 바디유닛(300)과 입출구유닛(400)으로 구분된다.
바디유닛은(300), 도 3을 참조하면, 1차 사이클론유닛(310) 및 제 2 사이클론몸체부(354)을 일체형으로 구성하고 있다. 바디유닛(300)은, 본 실시예에서 하나의 사출물로 구성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 별도의 사출물을 조립할 수도 있다. 또한, 바디유닛(300)은 제 1벽(311)의 내부로 둘러싸인 제 1챔버(312) 및 제 2벽(340)으로 둘러싸인 제 2챔버(342)를 포함하며, 제 2 챔버(342)는 상기 제 2 사이클론몸체부(354)를 수용하고 있다. 제 1챔버(312)와 제 2챔버(342)는 제 1벽(311)에 의해 별도의 공간으로 분리되어 있다. 이렇게 구성함으로써 2차 사이클론유닛(350)에서 분리된 미세먼지가 1차 사이클론유닛(310)의 제 1챔버(312)로 유입되어 다시 2 차사이클론유닛(350)으로 유입되는 것을 막을 수 있다.
입출구유닛(400)은, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 입출구몸체(430)와 가스켓부재(470)의 두가지 별도부재가 결합되어 구성된다. 입출구몸체(430)는 2차 사이클론유닛(350)의 제 2 입구(410) 및 제 2출구(416)가 형성되어 있다. 제 2입구(410)는, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 입출구몸체(430)의 하단면에 상기 가스켓부재(470)가 결합됨으로써 입구유로가 완성된다. 즉, 도 8을 참조하면, 1 차 사이클론유닛(310)의 제 1출구(320)를 빠져나온 공기는 공기받이부(420)에 충돌한 후 제 2 입구(410)의 직선부(412) 중 개방섹션(411)을 지나 상기 가스켓부재(470)이 결합된 부위인 밀폐섹션(415)을 따라 회전된 후 제 2 사이클론몸체부(354)(도 2 참조)로 진입하게 된다. 제 2출구(416)는, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제 2입구(410)의 굴곡부(414) 중심에 구비되어 있으며, 원통형상의 파이프부재가 입출구몸체(430)의 상부 및 하부로 일정길이 돌출되도록 설치되어 있다. 상기 가스켓부재(470)는 상기 입출구몸체(430)와 바디유닛(300) 사이에 장착됨으로써, 상술한 바와 같은 제 2 입구(416)의 유로형상을 완성하는 기능외에 입출구몸체(430)와 바디유닛(300) 사이를 밀봉하는 역할을 병행한다.
오물수거통(600)은, 도 2, 도 9 및 도 10을 참조하면, 제 1 집진실(610)과 제 2 집진실(640)을 포함한다. 제 1 집진실(610)은 원통형상으로 구성되어 있으며, 제 2 집진실(640)은 제 1 집진실(610)의 외주면의 일부를 감싸는 형태로 제 1 집진실(610)의 일측에 연결되어 있다. 제 2 집진실(640)의 외주면은 반경이 작은 제 3 벽(615)과, 제 3 벽(615) 보다 직경이 큰 제 4 벽(664)으로 분류된다. 또한 제 4벽(664)의 일부분은 사용자가 손잡이부분으로 사용할 수 있도록 볼록부(662)를 구비하고 있으며, 이 볼록부(662)의 폭 L은 보통 성인 손의 한 뼘 보다 작게 구성되어 있다. 제 1 집진실(640)은 상기 제 1 챔버(312)(도 3 참조) 크기와 동일하게 구성하고, 제 2 집진실(640)의 크기 및 반경은 상기 제 2 챔버(342)(도 3 참조)의 반경과 동일하게 구성되어 있다.
따라서, 오물수거통(600)이 바디유닛(300)의 하단에 설치되어 제 1 집진실(610)은 제 1 챔버(312)와 연통되고, 제 2 집진실(640)은 제 2 챔버(342)와 연통된다(도 12 참조). 오물수거통(600)의 상단에는, 도 11에서 확인 할 수 있듯이, 홈(622)이 형성되어 있으며, 이 홈(622)에는 실링부재(625)(도 9 참조)가 삽입되어 상기 바디유닛(300)과 밀착되어 기밀성을 유지할 수 있다(도 12 참조). 제 1 챔버(610)의 내부에는 중심축(614) 및 분리막(617)이 구비되어 있다. 중심축(614)은 회오리 공기의 중심을 잡아주는 역할을 하며, 분리막(617)은 수거된 오물 등이 회오리공기에 의해 다시 상승하는 부작용을 방지하기 위하여 제 1 집진실(610)의 하단에서 회오리공기의 회전을 억제하는 역할을 한다.
커버(500)는, 도 2 및 도 11를 참조하면, 상기 사이클론본체부(200)의 상부 에 장착되며, 상기 입출구유닛(400)의 상단에 설치된다. 일측에는 커버출구(510)가 파이프형상으로 돌출형성되어 있다. 따라서, 제 2 출구(416)에서 빠져나온 깨끗한 공기는 커버(500)의 커버챔버(550)에 모인 후 커버출구(510)로 배출된다. 커버(500)의 외주면도 작은 반경을 갖는 제 5벽(520)과 큰 반경을 갖는 제 6 벽(530)으로 구분된다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 사이클론 집진장치에 대한 동작관계를 자세히 설명한다.
도 12를 참조하면, 제 1 입구(330)로 유입되는 오물이나 먼지 등을 함유한 외부공기는, 반원형의 유로를 따라 회전되면서 1차 사이클론유닛(310)의 제 1 챔버(312) 내부로 유입된다(도 3 및 도 4 참조). 유입된 공기로부터 원심력에 의해 무거운 오물이나 큰 먼지 등은 하 방향으로 떨어져 제 1 챔버(312)와 연통된 제 1 집진실(610) 바닥으로 떨어진다. 어느 정도 먼지가 제거된 공기는 필터유닛(314)의 미세구멍(h)을 통과하면서 이 미세구멍(h) 보다 큰 먼지나 오물등을 다시 한번 걸러낸다.
필터유닛(314)의 역류방지부재(316)는, 제 1챔버(312)의 바닥에 있는 오물 등이 공기 흐름에 의해 다시 상 방향으로 올라가는 것을 차단해 주는 역할을 하며, 만약 큰 오물등이 공기를 따라 올라온 경우라면 필터유닛(314)에 의해 걸러져서, 도 5에 도시된 바와 같은, 커팅부(318)로 미끄러져 떨어지게 된다.
이와 같이 필터유닛(314)을 통과한 1차 정제된 공기는, 도 12에 도시된 바와 같은, 공기받이부(420)에 붙딪혀 사방으로 분산된 후 2차 사이클론유닛(350)의 제 2 입구(410)들로 유입된다. 유입되는 공기는 직선부(412)와 굴곡부(414)를 거치면서 다시 회오리 유동을 하며, 미세먼지를 제 2 집진실(640)로 떨어지게 한다. 이와 같이 2차 정제된 공기는 2차 사이클론유닛(350)의 제 2출구(416)를 빠져나가 커버챔버(550)로 유입된 후 커버출구(510)로 배출되게 된다.
이와 같이 구성되며 동작되는 사이클론 집진장치(100)는, 2차 사이클론유닛(350)이 1차 사이클론유닛(310)의 외주면(외벽)을 감싸는 구성이므로, 집진장치 전체적인 높이가 줄어들고, 1차 사이클론유닛(310)의 제 1 챔버(312) 내부로 2차 사이클론유닛(350)이 삽입되는 구성 보다 제 1 챔버(312)의 공간이 많이 확보되어 대다수의 양을 차지하는 큰 먼지나 오물 등을 많이 분리할 수 있다.
도 13은 본 발명의 진공청소기에 관한 일 실시예를 도시한 사시도로서, 상술한 본 발명의 사이클론 집진장치의 실시예가 적용된 예를 도시한 것이다. 도 14는 도 13의 ⅩⅣ - ⅩⅣ 라인으로 절단하여 내려다 본 도면이며, 도 15 는 진공청소기로부터 오물수거통이 분리되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 진공청소기는 업라이트 청소기를 예를 들어 설명한다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며 캐니스터 청소기 등 다른 타입의 청소기에도 적용할 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 진공청소기(800)는 브러시조립체(820), 진공청소기본체(830), 사이클론 집진장치(100) 및 청소기프레임(810)을 포함한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 사이클론 집진장치(100)는 진공청소기본체(830)에 설치된다. 즉, 도 14에서 볼 수 있듯이, 진공청소기본체(830)에 집진장치 커버(500)의 제 5 벽(520)(도 2 참조), 사이클론본체부(200)의 제 1 벽(311)(도 3 참조) 및 오물수거통(600)의 제 1 집진실 제 3 벽(615) 일부분이 삽입되고(도 9참조), 커버(500)의 제 6벽(530), 사이클론본체부(200)의 제 2 벽(340(도 3 참조), 오물수거통(600) 제 2 집진실(640) 제 4 벽(664)(도 9 참조)들이 외부로 돌출된다.
또한, 도 14를 참조하면, 집진장치(100)의 바디유닛(300) 하단에 돌출된 돌출부(355)가 상기 진공청소기본체(830)의 외주면과 대략 일치한다. 따라서, 사이클론 집진장치(100)의 용량은 크게 하면서, 진공청소기본체(830)의 크기는 작게 가져갈 수 있다. 사이클론 집진장치(100)의 제 1 입구(330)는 진공청소기본체(830)의 제 1구멍(837)에 삽입되어 브러시조립체(820)에 형성되어 있으며 외부공기가 흡입되는 흡입구(미도시)와 연통된다. 또한 커버출구(510)는 진공청소기본체(830)의 제 2구멍(835)에 삽입되어 청소기 진공원(미도시)과 연결되며 배출구(미도시)와 연통된다. 기타 다른 구성들은 일반적으로 알려진 청소기의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다.
이와 같이 구성된 진공청소기(800)는, 진공청소기본체(830)에 구비된 진공원(미도시)이 구동되면, 브러시조립체(820)의 흡입공(미도시)를 통해 외부공기를 유입한 후, 진공청소기본체(830)의 제 1구멍(837)과 연결되어 있는 제 1 입구(330)로 유입된다. 유입된 공기는 1차 사이클론유닛(310)(도 3 참조)을 거치면서 큰 먼지나 오물 등이 제거되고, 제 1 출구(320)를 통해 2 차 사이클론유닛(350)으로 유입된다. 2차 사이클론유닛(350)에서 미세먼지 등을 제거한 후 제 2 출구(416) 및 커버출구(510)를 통해 진공청소기의 배출구(미도시)로 정제된 공기를 배출하게 된다. 이렇게 분리된 오물이나 먼지 등은 오물수거통(600)의 제 1 집진실 및 제 2 집진실(610, 640)에 쌓이게 되여, 도 15에 도시된 바와 같이, 사용자는 오물수거통(600)의 볼록부(662)을 손으로 잡아 간단히 분리하여 제 1 집진실(610)의 오물 및 제 2 집진실(640)의 먼지 등을 동시에 간단히 버릴 수 있다.
이상 설명한 실시예에 의하면, 사이클론 집진장치 및 진공청소기는, 2차 사이클론이 1차 사이클론의 외주면을 감싸는 구성을 갖고 있으므로 전체적인 높이 등 사이즈는 컴팩트하게 구성하면서, 집진용량은 크게 가져갈 수 있다. 또한, 사이클론본체부의 외관이 불일정하게 구성되어 있으므로, 용량은 크고 청소기 전체의 크기는 작게 할 수 있다.
또한, 제 2 사이클론본체부,오물수거통 및 커버로 단순하게 구성되어 있으며, 사이클론본체부는 다시 입출입유닛, 가스켓부재 및 바디유닛으로 간단히 분해 및 조립할 수 있는 구성이므로, 보수유지가 용이하고 조립성이 좋은 장점을 갖고 있다.
또한, 별도의 손잡이를 두지 않더라도 사용자가 오물수거통을 용이하게 핸들링할 수 있으며, 복수의 사이클론에서 제거된 오물등을 동시에 용이하게 버릴 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (44)

  1. 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 일부를 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하는 사이클론본체부 및,
    상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 수용되는 오물수거통;을 포함하며,
    상기 사이클론본체부는, 반경이 작은 제 1 벽과, 상기 제 1 벽의 외주면 일부만을 감싸고 상기 제 1 벽보다 더 큰 반경을 갖는 제 2 벽을 포함하여 불일정한 외주면을 갖는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사이클론본체부 상단에 설치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 일측에 커버출구 및 상기 2차 사이클론유닛으로부터 배출된 공기가 모일 수 있는 커버챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 사이클론유닛은 상기 1차 사이클론유닛의 외주면의 1/2을 감싸는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 1차 사이클론유닛은,
    공기가 유입되는 제 1입구;
    공기가 유출되는 제 1출구;
    상기 제 1입구와 상기 제 1출구 사이의 공기유로 상에 설치된 필터유닛; 및,
    상기 필터유닛을 수용하며, 상기 제 1입구로부터 유입되는 공기가 회전되는 제 1챔버;를 포함하며,
    상기 제 2사이클론 유닛은,
    공기가 유입되며, 회오리 유로를 유도하는 적어도 하나 이상의 제 2입구;
    상기 제 2입구를 통해 유입된 공기가 회전되는 제 2사이클론몸체부;
    상기 제 2사이클론몸체부를 수용하는 제 2챔버; 및,
    먼지가 제거된 공기가 배출되는 제 2출구;를 포함하며,
    상기 제 2입구 및 상기 제 2출구는 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1벽은 상기 1차 사이클론유닛으로 유입되는 공기가 회전되는 공간인 상기 제 1챔버의 외벽을 구성하고, 상기 제 2 벽은 상기 제 2 사이클론몸체부를 수용하는 상기 제 2챔버의 외벽을 구성하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 오물수거통은, 상기 제 1챔버와 연통되어 상기 제 1사이클론유닛에서 분리되는 먼지를 수용하는 제 1집진실과, 상기 제 2사이클론유닛에서 분리되는 먼지를 수용하는 제 2집진실로 구획되어 있으며,
    상기 제 2집진실은 상기 제 1집진실 외주면의 일부를 감싸도록 구성되어 상기 오물수거통의 외주면은 불일정 반경을 갖는 것 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
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  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 오물수거통의 외주면은, 제 1 벽과 반경이 동일한 제 3 벽과 상기 제 2 벽과 반경이 동일한 제 4 벽을 구비하며, 상기 제 4 벽은 먼지를 포집할 수 있는 먼지포집공간을 제공함과 동시에 사용자가 손으로 편리하게 잡을 수 있도록 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  18. 삭제
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  20. 제 17항에 있어서,
    상기 오물수거통의 상단에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에는 실링부재가 장착된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  21. 먼지를 포함하는 공기로부터 먼지를 분리하는 1차 사이클론유닛과 상기 1차 사이클론유닛의 일부를 둘러싸도록 설치되며 복수 개의 2차 사이클론유닛을 포함하며, 제 1 벽 및 상기 제 1 벽의 외주면 일부만을 감싸는 제 2 벽을 구비하여 불일정한 외주면을 갖는 사이클론본체부 및,
    상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통;을 포함하며,
    상기 1차 사이클론유닛은, 공기가 유입되는 제 1입구, 공기가 유출되는 제 1출구, 상기 제 1입구와 상기 제 1출구 사이의 공기유로 상에 설치된 필터유닛 및, 상기 제 1입구로부터 유입되는 공기가 회전되는 제 1챔버를 포함하고,
    상기 제 2사이클론 유닛은, 공기가 유입되는 적어도 하나 이상의 제 2입구, 상기 제 2입구를 통해 유입된 공기가 회전되는 제 2사이클론몸체부 및, 먼지가 제거된 공기가 배출되는 제 2출구를 포함하고,
    상기 사이클론본체부는, 상기 1차 사이클론유닛 및 상기 제 2사이클론몸체부를 포함하는 바디유닛, 상기 바디유닛의 상부에 설치되며 상기 1차 사이클론유닛으로부터 배출되는 공기를 상기 복수 개의 2차 사이클론유닛으로 분배하는 입출구유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  22. 삭제
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 바디유닛은 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 입출구유닛은, 상기 2차 사이클론의 입구유로와 출구유로가 형성되어 있는 입출구몸체 및, 상기 입출구부재와 상기 바디유닛 사이에 설치되는 가스켓부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수개의 2차 사이클론은, 상기 제 1입구와 반대방향에 구비된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1벽은 상기 1차 사이클론으로 유입되는 공기가 회전되는 공간인 제 1챔버의 외벽을 구성하고, 상기 제 2벽은 상기 복수 개의 2차 사이클론을 수용하는 제 2챔버의 외벽을 구성하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 제 1 벽은 진공청소기본체에 삽입되며, 상기 제 2 벽은 상기 진공청소기본체의 외관을 구성한 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제 1입구 및 제 1출구를 포함하는 1차 사이클론유닛과, 상기 1차 사이클론유닛의 일부만을 둘러싸도록 설치되며 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 먼지를 분리하는 2차 사이클론유닛을 포함하며, 불일정한 반경을 갖는 외주면을 갖는 사이클론본체부; 및,
    상기 사이클론본체부에서 분리된 먼지 등이 집진되는 오물수거통;을 포함하며,
    상기 제 1입구는 상기 1차 사이클론의 내벽을 따라 굴곡되면서 단면의 면적이 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 제 1입구는 선단의 단면이 상부가 돔형 형상을 갖는 직사각형형태인 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  34. 제 32항에 있어서,
    상기 사이클론본체부 상단에 장착되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  35. 진공원을 포함하는 진공청소기본체;
    상기 진공청소기본체와 연통되며, 공기가 흡입되는 흡입구를 구비한 브러시조립체; 및,
    상기 진공청소기 본체에 장착되며, 상기 브러시조립체로부터 흡입되는 공기로부터 먼지 등을 제거하는 사이클론 집진장치;를 포함하며,
    상기 사이클론 집진장치는, 상기 진공청소기본체 내부에 장착되는 제 1 벽과, 상기 제 1 벽의 외주면 일부만을 감싸며 상기 진공청소기본체의 외부로 돌출된 제 2 벽을 포함한 사이클론본체부 및; 상기 진공청소기본체 내부에 장착되는 제 3벽과, 상기 제 3 벽의 일부만을 감싸며 상기 진공청소기본체의 외부로 돌출된 제 4 벽을 포함하며, 상기 사이클론본체부의 하단에 결합되는 오물수거통을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 사이클론본체부 상단에 설치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 상기 제 1 벽의 상단에 결합되는 제 5 벽과, 상기 제 5 벽 보다 반경이 큰 제 6 벽으로 구성된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 커버는 일측에 커버출구 및 상기 2차 사이클론유닛으로부터 배출된 공기가 모일 수 있는 커버챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론유닛 및 2 차 사이클론유닛을 포함하며, 상기 2차 사이클론 유닛은 상기 제 1 벽과 상기 제 2 벽 사이에 설치되어 상기 진공청소기 본체의 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 사이클론본체부 중심으로부터 상기 제 2 벽까지의 반경은 상기 진공청소기본체 폭의 1/2인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 제 35항에 있어서,
    상기 제 4 벽은, 사용자가 손으로 오물수거통을 잡을 수 있도록 돌출된 외주면을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
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