KR100694624B1 - 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 - Google Patents

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 Download PDF

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KR100694624B1 KR1020060023914A KR20060023914A KR100694624B1 KR 100694624 B1 KR100694624 B1 KR 100694624B1 KR 1020060023914 A KR1020060023914 A KR 1020060023914A KR 20060023914 A KR20060023914 A KR 20060023914A KR 100694624 B1 KR100694624 B1 KR 100694624B1
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Abstract

본 발명은 오물캡과 복수의 사이클론에 대응되는 복수의 집진실을 갖는 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 외부공기를 흡입하여 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제1사이클론과, 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며 분리된 미세 오물을 배출하는 오물배출구를 갖는 적어도 한 개의 제2사이클론, 및 오물배출구에 설치되며 배출된 미세 오물이 제2사이클론으로 인입되는 것을 방지하는 오물캡을 포함한다.
멀티사이클론, 오물캡, 역류, 비산, 집진실, 격벽

Description

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치{Multi-cyclone dust collecting apparatus for a vacuum cleaner}
도 1은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 일 실시예를 나타내는 분해 사시도,
도 2는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 단면도,
도 3은 상부 커버가 열린 도 2의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 사시도,
도 4는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에서 오물캡의 다른 예를 나타낸 도면,
도 5는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에서 제2집진실의 다른 예를 나타내는 단면도,
도 6은 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에서 외통의 다른 예를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기의 일예를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,1'; 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치
3; 사이클론 조립체 5; 체결부
10; 제1사이클론 11; 공기흡입관
20; 제1사이클론 몸체 30; 제1집진실
31; 외통 32; 외통의 하면
40; 공기연통부재 41; 공기연통관
42; 공기안내부 44; 공기유로
50; 오물캡 51; 오물안내부
60; 제2사이클론 61; 제2사이클론 몸체
62; 오물배출구 70; 제2집진실
70a,70b; 오물방 80; 상부 커버
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공청소기용 사이클론 집진장치는 흡입한 외부공기를 선회시키고, 선회하는 외부공기에 작용하는 원심력에 의해 오물을 분리하여 수거하는 장치이다.
따라서, 이와 같은 진공청소기용 사이클론 집진장치는 외부공기를 선회시켜 오물을 원심 분리하는 사이클론과, 사이클론에서 분리된 오물을 수거하는 집진실을 구비한다.
또한, 요즈음은 집진효율을 높이기 위해, 복수 개의 사이클론을 직렬로 연결하여, 흡입된 외부공기가 두 단계 이상의 과정을 거치면서 오물이 제거되도록 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치가 사용되고 있다. 일반적인 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 비교적 큰 오물을 분리하는 제1사이클론과 미세 오물을 분리하는 제2사이클론을 포함한다. 이때, 제2사이클론은 복수 개의 사이클론을 사용한다. 또한, 종래의 멀티 사이클론 집진장치는 제1사이클론에서 배출되는 오물을 수거하는 제1집진실과 복수 개의 제2사이클론에서 배출되는 오물은 수거하는 한 개의 제2집진실을 구비한다. 따라서, 종래의 멀티 사이클론 집진장치는 미세 오물을 효과적으로 제거할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 멀티 사이클론 집진장치는 복수 개의 제2사이클론에서 배출되는 오물을 한 개의 제2집진실이 수거하기 때문에 복수 개의 제2사이클론 중의 어느 하나의 공기흐름이 제2집진실에 수거된 오물을 비산시켜 다른 제2사이클론의 공기흐름에 영향을 주는 문제가 있다.
또한, 멀티 사이클론 집진장치가 기울어지거나, 제2집진실에 수거된 오물이 재비산하면, 오물이 제2사이클론으로 역류하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 제2집진실에 수거된 오물이 제2사이클론으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 제2사이클론 중의 어느 하나의 제2사이클론의 공기흐름에 의해 다른 제2사이클론에 의해 분리되어 수거된 오물이 비산되는 것을 방지할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기를 흡입하여 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제1사이클론; 상기 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 배출하는 오물배출구를 갖는 적어도 한 개의 제2사이클론; 및 상기 오물배출구에 설치되며, 배출된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 인입되는 것을 방지하는 오물캡;을 포함하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 제2사이클론은, 상기 제1사이클론보다 지름이 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기 오물배출구는, 상기 제2사이클론의 상단에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 오물캡은, 상기 오물배출구의 내측에 설치되거나, 상기 오물배출구보다 돌출되도록 설치된다. 그리고, 상기 오물캡의 일면에는 오물안내부가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기를 흡입하여 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제1사이클론; 상기 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 배출하는 오물배출구를 갖는 복수 개의 제2사이클론; 상기 복수 개의 제2사이클론을 적어도 2개씩 둘러싸도록 설치되며, 둘러싸진 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 복수 개의 제2집진실; 및 둘러싸진 적어도 2개의 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물이 각각 별개의 공간에 수거되도록 상기 제2집진실을 구획하는 격벽;을 포함하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
이때, 상기 복수 개의 제2집진실은, 상기 제1사이클론의 외주면에 접하여 설치된다.
또한, 상기 복수 개의 제2집진실은, 각각 인접한 제2집진실과 떨어지도록 설치되며, 상기 제1사이클론에서 분리된 오물은 상기 복수 개의 제2집진실 사이의 공간으로 배출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수 개의 제2사이클론은, 각각 상기 오물배출구에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 복수 개의 제2집진실은, 각각 상기 둘러싸인 적어도 2개의 제2사이클론의 하부가 상기 제2집진실의 외측으로 돌출되도록 설치된다.
또한, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 상기 제1사이클론에서 배출되는 오물을 수거하며, 상기 제1사이클론과 복수 개의 제2집진실을 둘러싸는 제1집진실을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기로부터 오물을 분리하여 중력반대방향으로 배출하는 제1사이클론; 상기 제1사이클론에 서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 중력반대방향으로 배출하는 오물배출구를 갖는 복수 개의 제2사이클론; 상기 복수 개의 제2사이클론을 적어도 2개씩 둘러싸도록 설치되며, 둘러싸진 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 복수 개의 제2집진실; 및 둘러싸진 적어도 2개의 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물이 각각 별개의 공간에 수거되도록 상기 제2집진실을 구획하는 격벽;을 포함하며, 상기 복수 개의 제2집진실은 각각 인접한 제2집진실과 떨어지도록 설치되며, 상기 제1사이클론에서 분리된 미세 오물은 상기 복수 개의 제2집진실 사이의 공간으로 배출되는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
이때, 상기 복수 개의 제2집진실은, 상기 제1사이클론의 외주면에 접하여 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수 개의 제2사이클론은, 각각 상기 오물배출구에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 오물캡의 일면에는 오물안내부를 설치하는 것이 좋다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3을를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 제1사이클론(10), 제1집진실(30), 복수 개의 제2사이클론(60), 및 복수 개의 제2집진실(70)을 포함한다.
제1사이클론(10)은 먼지와 같은 오물을 포함하는 외부공기(이하, 오물함유공기라 한다)를 흡입한 후 선회시킴으로써, 선회하는 오물함유공기에 작용하는 원심력에 의해 오물을 분리한다.
이와 같은 제1사이클론(10)은 제1사이클론 몸체(20), 공기연통부재(40), 공기흡입관(11)을 포함한다.
제1사이클론 몸체(20)는 상단이 개방되고, 하단이 막힌 대략 중공의 원통형으로 성형된다. 공기흡입관(11)을 통해 제1사이클론 몸체(20)의 하부로 인입되는 오물함유공기는 제1사이클론 몸체(20)의 내측(23)에서 선회하여 상승 선회기류를 형성한다. 그러면, 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기에 포함된 오물이 분리되어, 중력반대방향(도 3의 화살표 K의 반대방향)으로 배출된다. 즉, 분리된 오물은 제1사이클론 몸체(20)의 상단을 넘어 제1집진실(30)로 배출된다.
공기연통부재(40)는 제1사이클론 몸체(20)에서 원심력에 의해 오물함유공기에서 오물이 제거된 공기(이하, 중간정화공기라 한다)를 복수 개의 제2사이클론(60)으로 배출한다. 이때, 중간정화공기는 제1사이클론(10)에서 제거되지 않은 미세 오물을 포함한다.
공기연통부재(40)는 공기연통관(41)과 복수 개의 공기안내부(42)를 포함한다, 공기연통관(41)은 대략 중공의 원통형으로 성형되며, 제1사이클론 몸체(20)의 하면(22) 중앙에서 제1사이클론 몸체(20)의 내측 공간(23)으로 돌설되도록 설치된다. 이때, 공기연통관(40)의 상단은 상부 커버(80)로부터 이격되어 있으며, 상단과 하단은 개방되어 있다. 복수 개의 공기안내부(42)는 제1사이클론 몸체(20)의 하면 (22)의 아래에 공기연통관(41)을 중심으로 방사상으로 설치된다. 따라서, 제1사이클론 몸체(20)의 하면(22)과 복수 개의 공기안내부(42)와 외통(31)의 하면(32)은 복수 개의 공기유로(44)를 형성한다. 공기연통관(41)의 하단은 복수 개의 공기유로(44)와 연통된다. 또한, 복수 개의 공기안내부(42)의 중앙에는 공기연통관(41)에서 배출되는 중간정화공기를 복수 개의 공기유로(44)로 분배하는 공기분산부(43)가 설치된다. 따라서, 공기연통관(41)의 상단을 통해 중력방향(도 3의 화살표 K 방향)으로 배출되는 중간정화공기는 공기분산부(43)에 충돌하여 분산된 후, 복수 개의 공기유로(44)를 통해 복수 개의 제2사이클론(60) 각각으로 인입된다.
본 실시예의 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 공기안내부(42)가 제1사이클론 몸체(20)의 하면(22)과 일체로 형성되어 있으나, 도시하지는 않았으나 복수 개의 공기안내부(42)를 외통(31)의 하면(32)과 일체로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 복수 개의 공기안내부(42)가 외통(31)의 하면(32)과 분리되도록 하면, 복수 개의 공기유로(44)가 막힌 경우 이를 제거하는 것이 편리하다.
공기흡입관(11)은 흡입브러시(110, 도 7 참조)와 연통되며, 제1사이클론 몸체(20)로 흡입된 오물함유공기가 상승 선회기류를 형성하도록 제1사이클론 몸체(20)의 하부에 형성된다. 본 실시예에서는, 공기흡입관(11)은 제1사이클론 몸체(20)의 하면(22)을 관통하여 상향 경사 되어 있다. 따라서, 흡입브러시(110)로부터 인입되는 오물함유공기는 제1사이클론 몸체(20) 내에서 상승 선회기류를 형성하게 된다.
제2사이클론(60)은 상술한 제1사이클론(10)으로부터 배출된 중간정화공기가 인입되어 선회하도록 함으로써, 선회하는 중간정화공기에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기에 잔류하는 미세 오물을 분리하여 배출한다. 제2사이클론(60)은 적어도 한 개의 사이클론을 포함하며, 미세 오물을 분리하기 위해 그 지름이 제1사이클론(10)의 지름보다 작다. 본 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 복수 개의 제2사이클론(60)을 포함한다.
복수 개의 제2사이클론(60)은 제1사이클론(10)을 둘러싸도록 설치되며, 제1사이클론(10)에서 중력방향으로 배출된 중간정화공기를 아래쪽으로 흡입하여 상승 선회기류로 만든다. 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기에 잔류하는 미세 오물은 원심분리되어 중력반대방향(도 3의 화살표 K의 반대방향)으로 배출되고, 정화된 공기는 제2사이클론(60)에서 중력방향(도 3의 화살표 K 방향)으로 배출된다. 본 실시예의 경우에는 6개의 제2사이클론(60)이 제1사이클론 몸체(20)의 외주면을 따라 배치되어 있다.
복수 개의 제2사이클론(60) 각각은 제2사이클론 몸체(61)와 공기배출관(66)을 포함한다. 제2사이클론 몸체(61)는 하부(61b)는 대략 중공의 원통 형상이며 상부(61a)는 대략 중공의 원추형으로 형성되며, 상단과 하단은 개방되어 있다. 제2사이클론 몸체(61)의 상부(61a)의 원추형은 지름이 하단에서 상단으로 갈수록 작아진다. 또한, 제2사이클론 몸체(61)의 상단은 분리된 미세 오물이 배출되는 오물배출구(62)를 형성하며, 이 오물배출구(62)에는 오물캡(50)이 설치된다. 오물캡(50)과 오물배출구(62) 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 틈(63)이 형성되어 있다. 따라서, 제2사이클론 몸체(61)에서 분리된 오물은 오물캡(50)과 오물배출구(62) 사이의 틈(63)을 통해 제2집진실(70)로 배출된다. 오물캡(50)은 2개의 연결부(53)에 의해 제2사이클론(61) 상단(64)에 고정된다. 오물캡(50)은 제2사이클론(60)의 상단(64)에서 돌출되도록 설치된다. 즉, 오물캡(50)은 그 상면(51)이 제2사이클론 몸체(61)의 상단(64)보다 높은 위치에 있도록 설치된다. 그러나, 오물캡(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 오물캡(50)의 상면(51)이 제2사이클론 몸체(61)의 상단(64)과 동일한 높이에 위치하도록 설치할 수도 있다. 또한, 오물캡(50)은 오물캡(50)의 하면에 설치되며, 대략 원추형인 오물안내부(52)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 오물안내부(52)는 제2사이클론 몸체(61)에서 분리된 미세 오물이 오물캡(50)과 오물배출구(62) 사이의 틈(63)으로 배출되는 것을 안내한다. 이와 같이 제2사이클론(60)의 오물배출구(62)에 오물캡(50)을 설치하면, 제2집진실(70)에 수거된 미세 오물이 제2사이클론 몸체(61) 내로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 기울어지거나 뒤집어 진 경우에 제2집진실(70)에 수거된 오물이 제2사이클론 몸체(61)로 역류하여 공기배출관(66)을 통해 배출되는 것을 감소시킬 수 있다. 또한, 오물캡(50)은 제2집진실(70)을 형성하는 내벽(71)의 안쪽 측면에 부착된 미세 오물이 제2사이클론 몸체(61)로 들어가는 것을 차단한다.
복수 개의 제2사이클론 몸체(61)의 각각의 하부는 복수 개의 공기유로(44)를 통해 제1사이클론(10)과 연통된다. 따라서, 상기 공기연통관(41)으로 배출된 중간정화공기는 공기유로(44)를 통해 제2사이클론 몸체(61)의 내부로 인입되어 상승 선회기류를 형성하게 된다. 따라서, 중간정화공기의 미세 오물은 원심력에 의해 분리되어 중력반대방향으로 이동하여 제2사이클론 몸체(61)의 오물배출구(62)를 통해 배출된다.
공기배출관(66)은 대략 중공의 원통형으로 제2사이클론 몸체(61)의 하면 중앙에서 제2사이클론 몸체(61)의 내측으로 돌출되도록 설치된다. 공기배출관(66)은 배관부재(132, 도 7 참조)를 통해 진공발생장치(131)와 연통된다. 공기배출관(66)의 상단 및 하단은 개방되어 있으며, 공기배출관(66)은 대략 제2사이클론 몸체(61)의 하부(61b)와 동일한 높이로 형성된다. 따라서, 제2사이클론 몸체(61)의 내측에서 원심력에 의해 미세 오물이 제거되어 정화된 공기는 공기배출관(66)을 통해 중력방향으로 배출된다.
제2집진실(70)은 복수 개의 제2사이클론(60) 각각에서 배출되는 미세 오물을 수거할 수 있도록 제2사이클론(60)에 대응하여 복수 개가 설치된다. 본 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 한 개의 제2집진실(70)이 2개의 제2사이클론(60)을 감싸도록 설치되므로, 총 3개의 제2집진실(70)을 포함한다. 각각의 제2집진실(70)은 2개의 제2사이클론(60-1,60-2)을 둘러싸는 내벽(71)과 2개의 제2사이클론(60-1,60-2)의 외주면 사이의 공간으로 형성된다. 또한, 제2집진실(70)은 격벽(72)에 의해 각각의 제2사이클론(60-1.60-2)으로부터 배출되는 미세 오물을 수거하는 2개의 오물방(70a, 70b)으로 구획된다. 즉, 도 2에서 상측의 제2집진실(70)은 격벽(72)에 의해 좌측의 제2사이클론(60-1)에서 배출된 미세 오물을 수거하는 제1오물방(70a)과 우측의 제2사이클론(60-2)에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 제2오물방(70b)으로 구획된다. 따라서, 좌측 및 우측의 제2사이클론(60-1,60-2)에서 배출된 미세 오물은 각각 제1오물방(70a) 및 제2오물방(70b)에 수거된다. 그 결과, 제1 및 제2오물방(70a,70b)에 수거된 오물이 그 옆의 제2 및 제1오물방(70b,70a)에 설치된 제2사이클론(60-2,60-1)의 선회기류에 의해 비산되지 않는다.
제2집진실(70)의 내벽(71)은 제2사이클론 몸체(61)보다 높게 형성되므로, 제2사이클론 몸체(61)에서 배출되는 미세 오물을 수거할 수 있다. 또한, 내벽(71)의 일부는 제1사이클론 몸체(20)와 중첩되도록 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제1사이클론 몸체(20)의 일부(20a)가 내벽(71)의 일부를 형성하여, 멀티 사이클론 집진장치(1)의 부피를 최소화한다. 또한, 내벽(71)은 제2사이클론 몸체(61)의 상단(64)과 일측에서 접하도록 형성된다. 따라서, 제2사이클론 몸체(61)의 일측면(61c)이 제1집진실(30)로 돌출된 형태가 된다. 이에 의해 제2집진실(70)의 부피를 줄이고 제1집진실(30)의 부피를 크게 할 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예일 뿐이고, 내벽(71)을 여러 가지 다른 형태로 형성할 수 있음은 당연하다.
또한, 복수 개의 제2집진실(70)은 각각 그 사이가 떨어지도록 설치된다. 따라서, 복수 개의 제2집진실(70) 사이의 공간(25)을 통해 제1사이클론(10)의 상단에서 배출되는 오물이 제1집진실(30)로 수거된다.
이상에서는 한 개의 제2집진실(70)이 2개의 제2사이클론(60)을 둘러싸도록 설치된 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이는 일 예일 뿐이며, 한 개의 제2집진실이 3개 이상의 제2사이클론을 둘러싸도록 설치할 수도 있다. 도 5는 한 개의 제2집진실(70')이 3개의 제2사이클론(60)을 둘러싸도록 설치된 멀티 사이클론 집진장치(1')를 나타낸다.
제1집진실(30)은 제1사이클론(10)에서 배출되는 오물을 수거할 수 있도록 형 성된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1집진실(30)은 복수 개의 제2집진실(70)의 외주면과 제1사이클론(10)의 외주면 일부를 감싸도록 형성된다. 즉, 제1집진실(30)은 복수 개의 제2집진실(70)에 의해 둘러싸이지 않은 제1사이클론 몸체(20)의 부분과, 복수의 제2집진실(70)의 외주면과, 외통(31)의 내면 사이의 공간으로 형성된다. 따라서, 제1집진실(30)은 복수 개의 제2집진실(70) 사이의 복수 개의 공간(25)을 통해 제1사이클론 몸체(20)와 연통 되어 있기 때문에 제1사이클론 몸체(20)의 상단에서 배출되는 오물을 수거할 수 있다. 외통(31)은 제1사이클론(10)과 복수 개의 제2집진실(70)을 전부 둘러싸며 대략 원통형으로 형성되며, 상단은 개방되고, 하단은 하면(32)에 의해 막혀 있다. 외통(31)의 형상은 대략 원통형의 형상으로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 도 6에는 다른 형상을 갖는 외통(31')의 일예가 도시되어 있다. 외통(31)의 하면(32)은 제1집진실(30)의 하면을 형성한다. 또한, 외통(31)의 하면(32)은 공기연통부재(40)의 하단을 덮어 복수 개의 공기안내부(42)와 함께 복수의 공기유로(44)를 형성한다. 외통(31)의 하면(32)은 복수 개의 제2사이클론(60)의 하면과 제2집진실(70)의 하면을 형성한다. 또한, 사용자가 외부에서 제1집진실(30)에 수거된 오물의 양을 확인할 수 있도록 외통(31)의 적어도 일부분은 투명재질로 형성하는 것이 바람직하다.
제1집진실(30)의 상단은 상부 커버(80)에 의해 막혀 있다. 상부 커버(80)는 제1사이클론 몸체(20), 복수의 제2집진실(70), 외통(31)의 상측에 조립되어, 제1사이클론(10), 제1집진실(30), 제2집진실(70)의 상면을 이룬다. 제1사이클론 몸체(20)의 상단과 상부 커버(80)의 하면 사이의 간격(24)은 오물함유공기로부터 원심 력에 의해 분리된 오물이 제1집진실(30)로 배출되는 통로를 형성한다. 상부 커버(80)는 외통(31)에 대해 분리 및 결합할 수 있도록 형성되므로, 사용자는 상부 커버(80)를 열어 제1집진실(30) 및 복수 개의 제2집진실(70)에 수거된 오물을 버릴 수 있다.
상부 커버(80)의 하면에는 실링부재(81)가 마련된다. 실링부재(81)는 복수 개의 제2집진실(70)이 제1사이클론(10) 및 제1집진실(30)과 분리되도록 한다. 실링부재(81)는 복수 개의 제2집진실(70)에 대응되는 형상으로 형성된다. 따라서, 상부 커버(80)가 외통(31)의 상단에 조립되면, 복수 개의 제2집진실(70)은 제1사이클론(10) 및 제1집진실(30)과 차단된 독립된 공간을 형성한다.
또한, 상부 커버(80)의 하면 중앙에는 대략 반구형의 돌출부(83)가 설치된다. 돌출부(83)는 오물함유공기로부터 분리된 오물이 제1사이클론 몸체(20)의 상단을 통해 제1집진실(30)로 배출되고, 오물이 분리된 중간정화공기가 공기연통관(41)으로 인입되는 것을 돕는다. 또한, 상부 커버(80)의 상면의 돌출부(63) 내측에는 사용자가 상부 커버(80)를 열고 닫을 수 있도록 손잡이(84)가 설치된다.
본 발명의 제조 측면에서, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 크게 3개의 부품으로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 사이클론 조립체(3), 외통(31), 상부 커버(80)를 포함한다.
사이클론 조립체(3)는 제1사이클론(10)과 제1사이클론(10)을 둘러싸도록 설치된 3개의 제2집진실(70), 3개의 제2집진실(70) 각각의 내측에 2개씩 형성된 6개 의 제2사이클론 몸체(61)가 일체로 된 것으로서, 사출성형에 의해 하나의 부품으로 성형된다. 또한, 사이클론 조립체(3)의 하단에는 복수 개의 체결부(5)가 형성된다.
외통(31)은 하면(32)을 갖는 원통 형상으로 형성되며, 상단은 개방된다. 외통(31)의 하면(32)에는 복수 개의 제2사이클론 몸체(61)에 대응되는 복수 개의 공기배출관(66)과, 공기분산부(43)가 일체로 형성된다. 외통(31)의 하면(32)에는 공기흡입관(11)에 대응되는 위치에 공기구멍(12)이 형성된다. 또한, 외통(31)의 하면(32)에는 사이클론 조립체(3)를 고정할 수 있도록 사이클론 조립체(3)의 복수 개의 체결부(5)에 대응되는 위치에 복수 개의 고정구멍(33)이 형성된다. 따라서, 사이클론 조립체(3)를 외통(31)에 삽입한 후, 고정구멍(33)을 통해 나사와 같은 체결부재(미도시)를 체결부(5)에 체결함으로써 사이클론 조립체(3)를 외통(31)의 하면(32)에 고정할 수 있다. 이와 같이 사이클론 조립체(3)와 외통(31)을 분리 및 조립할 수 있도록 설치하면, 청소가 필요한 경우에 사이클론 조립체(3)를 분리하는 것이 용이하다.
상부 커버(80)는 돌출부(83)와 실링부재(81)가 일체로 된 하나의 사출성형품으로 형성된다.
이와 같이 멀티 사이클론 집진장치(1)를 3개의 사출성형품(3,31,80)으로 형성하면, 부품수가 절감되고, 조립시간이 단축되므로 멀티 사이클론 집진장치(1)의 제조비용을 절감할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)의 동작 및 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
진공청소기를 작동시키면, 진공발생장치(131, 도 7 참조)가 동작하여 흡입력이 발생한다. 이 흡입력에 의해 피 청소면으로부터 오물함유공기가 흡입브러시(110, 도 7 참조)로 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물함유공기는 연장관(121, 도 7 참조)과 플렉시블 호스(122, 도 7 참조)을 통해 흡입브러시(110)와 연통된 멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동한다.
멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동한 오물함유공기는 공기흡입관(11)을 통해 제1사이클론 몸체(20)의 아래쪽으로 인입된다(화살표 A). 제1사이클론 몸체(20)로 인입된 오물함유공기는 제1사이클론 몸체(20)의 내측에서 선회하며 상승하는 상승 선회기류(B)를 형성한다. 그러면, 상승 선회기류(B)에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기로부터 오물이 분리된다. 분리된 오물은 중력반대방향(화살표 K의 반대방향)으로 이동하여 제1사이클론 몸체(20)의 상단을 통해 제1집진실(30)로 배출된다. 즉, 분리된 오물은 화살표 E와 같이 제1사이클론 몸체(20) 상단과 상부 커버(80) 사이를 통해 제1집진실(30)로 배출되어 쌓이게 된다. 이때, 제1집진실(30)은 복수 개의 제2사이클론(60) 사이에 형성된 복수 개의 공간(25)을 통해 제1사이클론(10)과 연통되어 있기 때문에 제1사이클론(10)에서 분리된 오물이 원활하게 제1집진실(30)로 배출된다. 그리고, 제1집진실(30)은 제1사이클론 몸체(20)에 의해 선회기류가 형성되는 공간(23)과 격리되어 있으므로, 제1사이클론 몸체(20)의 상승 선회기류에 의해 제1집진실(30)에 수거된 오물이 비산되지 않는다. 또한, 제1사이클론 몸체(20)로 인입되어 상승 선회기류를 형성한 공기는 바로 공기연통관(41)을 통해 중력방향(화살표 K 방향)으로 빠져나가기 때문에 제1사이클론 몸체(20) 내에서 공기의 충돌이 발생하지 않는다.
제1사이클론 몸체(20)에서 오물이 제거된 중간정화공기는 공기연통관을 통해 중력방향으로 배출된다(화살표 C). 따라서, 공기연통관(40)을 통과한 중간정화공기는 공기분산부(43)에 충돌한 후, 공기분산부(43)을 둘러싸고 방사상으로 형성된 복수 개의 공기유로(44)로 분산된다. 그러면, 중간정화공기는 복수 개의 공기유로(44)를 통해 각각의 제2사이클론 몸체(61)의 아래쪽으로 인입된다(화살표 D).
제2사이클론 몸체(61)의 아래쪽으로 인입된 중간정화공기는 제2사이클론 몸체(61)의 내측에서 상승 선회기류(F)를 형성한다. 그러면 상승 선회기류(F)에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기로부터 미세 오물이 분리되어 중력반대방향(화살표 K의 반대방향)으로 배출된다. 분리된 미세 오물은 제2사이클론 몸체(61)의 오물배출구(62)와 오물캡(50) 사이의 틈(63)으로 배출되어 제2집진실(70)에 쌓이게 된다(화살표 H 참조). 이때, 제2집진실(70)은 격벽(72)에 의해 제1오물방(70a)과 제2오물방(70b)으로 구획되어 있기 때문에, 제1오물방(70a)과 제2오물방(70b) 각각에 수거된 미세 오물이 제2오물방(70b)과 제1오물방(70a)에 설치된 제2사이클론(60-2,60-1)에서 생성되는 상승 선회기류에 의해 비산되지 않는다. 그리고, 제2사이클론(60)의 상단(64)의 오물배출구(62)에는 오물캡(50)이 설치되어 있기 때문에 내벽(71)의 안쪽 측면에 부착된 미세 오물이 오물배출구(62)를 통해 제2사이클론 몸체(61)로 들어가는 것을 차단한다. 또한, 오물캡(50)은, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 기울어지거나 뒤집어 진 경우에, 제2집진실(70)의 각 오물방(70a,70b)에 수거된 미세 오물이 제2사이클론 몸체(61)로 역류하는 것을 차단한다.
제2사이클론 몸체(61)에서 상승 선회하면서 미세 오물이 제거된 정화된 공기는 공기배출관(66)을 통해 중력방향으로 배출된다(화살표 G). 복수 개의 제2사이클론(60) 각각에서 상기와 동일한 작용에 의해 중간정화공기로부터 미세 오물이 제거되고, 정화된 공기는 복수 개의 공기배출관(66)을 통해 배출되게 된다. 복수 개의 공기배출관(66)으로 배출된 정화된 공기는 진공발생장치(131)를 통과하여 진공청소기 본체(130) 외부로 배출된다.
제1집진실(30)과 복수 개의 제2집진실(70)에 수거된 오물을 비우고자 할 경우에, 사용자는 먼저 외통(31)을 덮고 있는 상부 커버(80)를 연다. 이때, 상부 커버(80)의 손잡이(84)를 잡고 열면 편리하다. 다음에, 멀티 사이클론 집진장치(1)를 뒤집으면, 제1집진실(30)과 복수 개의 제2집진실(70)에 수거된 오물이 배출된다. 이와 같이 상부 커버(80)를 열어 제1집진실(30) 및 제2집진실(70)에 수거된 오물을 버릴 수 있는 사이클론 구조는, 사용자가 배출되는 오물을 보면서 버릴 수 있기 때문에 하단을 열어 오물을 배출하는 멀티 사이클론 집진장치에 비해 오물을 버리는 것이 편리하다.
이하, 본 발명의 다른 측면으로서, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기(100)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공청소기(100)는 흡입브러시(110), 연장관(121), 플렉시블 호스(122), 청소기 본체(130)를 포함한다.
흡입브러시(110)는 피청소면과 마주하며, 오물함유공기를 흡입하는 오물흡입구를 구비한다.
연장관(121)과 플렉시블 호스(122)는 흡입브러시(110)와 청소기 본체(130)를 연통하며, 연장관(121)의 상단에는 사용자가 손으로 잡고 청소를 하는 손잡이(120)가 마련된다. 손잡이(120)에는 통상 진공청소기(100)의 전원을 온(ON)/오프(OFF)시키는 전원스위치(123)가 설치된다.
청소기 본체(130)에는 진공발생장치(131)와 멀티 사이클론 집진장치(101)가 설치된다. 진공발생장치(131)는 흡입브러시(110)를 통해 오물함유공기를 흡입하는 흡입력을 발생시키며, 배관부재(132)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(101)와 연통되어 있다. 멀티 사이클론 집진장치(101)는 흡입브러시(110)로부터 흡입되는 오물함유공기로부터 오물을 분리하여 수거한다. 멀티 사이클론 집진장치(101)는 외부공기를 선회기류로 만들어 비교적 큰 오물을 분리하는 제1사이클론과, 제1사이클론에서 분리된 오물을 수거하는 제1집진실과, 제1사이클론에서 배출되는 공기를 선회기류로 만들어 미세 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제2사이클론, 및 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 적어도 한 개의 제2집진실로 구성된다. 이러한 멀티 사이클론 집진장치(101)의 구조 및 작용은 상술한 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 진공청소기(100)의 전원스위치(123)를 온 시킨 후 흡입브러시(110)를 피 청소면에서 이동시키면, 진공발생장치(131)의 흡입력에 의해 흡입브러시(110)의 오물흡입구로 피 청소면의 오물이 외부공기와 함께 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물함유공기는 연장관(121)과 플렉시블 호스(122)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된다. 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된 오물은 제1사이클론 및 제2사이클론(10,60, 도 2 참조)에 의해 분리되고, 깨끗해진 공기는 청소기 본체(130) 외부로 배출된다.
이상에서는 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)를 구비한 진공청소기로서 캐니스터형 진공청소기를 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 업라이트형 진공청소기 등 다양한 종류의 진공청소기에 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 적용할 수 있음은 당연하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 의하면, 복수 개의 제2사이클론 각각의 오물배출구에 오물캡이 설치되어 있으므로, 제2집진실에 수거된 오물이 역류되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 제2집진실이 격벽에 의해 각각의 제2사이클론에 대응되는 오물방으로 구획되어 있으므로, 대응되지 않는 주변의 다른 제2사이클론의 선회기류에 의해 각 오물방에 수거된 오물이 비산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 제1사이클론에서 분리된 공기가 복수 개의 제2사이클론 사이에 형성된 복수 개의 공간으로 배출되므로 오물이 원활하고 고르게 제1집진실로 배출된다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 제1사이클론, 복수 개의 제2사이클론 몸체, 및 복수 개의 제2집진실을 일체로 사출성형하여 만들 수 있기 때문에 부품수 및 조립공수를 줄일 수 있다. 따라서, 제조비용을 종래에 비해 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 제1집진실이 복수 개의 제2집진실을 둘러싸도록 설치되기 때문에 제1집진실의 부피를 제2집진실에 비해 가능한 한 크게 할 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 (15)

  1. 외부공기를 흡입하여 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제1사이클론;
    상기 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 배출하는 오물배출구를 갖는 적어도 한 개의 제2사이클론; 및
    상기 오물배출구에 설치되며, 배출된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 인입되는 것을 방지하는 오물캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2사이클론은,
    상기 제1사이클론보다 지름이 작은 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오물배출구는,
    상기 제2사이클론의 상단에 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 오물캡은,
    상기 오물배출구의 내측에 설치되거나, 상기 오물배출구보다 돌출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 오물캡의 일면에는 오물안내부가 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  6. 외부공기를 흡입하여 오물을 분리하는 적어도 한 개의 제1사이클론;
    상기 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 배출하는 오물배출구를 갖는 복수 개의 제2사이클론;
    상기 복수 개의 제2사이클론을 적어도 2개씩 둘러싸도록 설치되며, 둘러싸진 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 복수 개의 제2집진실; 및
    둘러싸진 적어도 2개의 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물이 각각 별개의 공간에 수거되도록 상기 제2집진실을 구획하는 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2집진실은,
    상기 제1사이클론의 외주면에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2집진실은,
    각각 인접한 제2집진실과 떨어지도록 설치되며, 상기 제1사이클론에서 분리된 오물은 상기 복수 개의 제2집진실 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하 는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2사이클론은,
    각각 상기 오물배출구에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2집진실은,
    각각 상기 둘러싸인 적어도 2개의 제2사이클론의 하부가 상기 제2집진실의 외측으로 돌출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 제1사이클론에서 배출되는 오물을 수거하며, 상기 제1사이클론과 복수 개의 제2집진실을 둘러싸는 제1집진실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  12. 외부공기로부터 오물을 분리하여 중력반대방향으로 배출하는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론에서 배출되는 공기로부터 미세 오물을 분리하며, 분리된 미세 오물을 중력반대방향으로 배출하는 오물배출구를 갖는 복수 개의 제2사이클론;
    상기 복수 개의 제2사이클론을 적어도 2개씩 둘러싸도록 설치되며, 둘러싸인 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물을 수거하는 복수 개의 제2집진실; 및
    둘러싸인 적어도 2개의 제2사이클론에서 배출되는 미세 오물이 각각 별개의 공간에 수거되도록 상기 제2집진실을 구획하는 격벽;을 포함하며,
    상기 복수 개의 제2집진실은 각각 인접한 제2집진실과 떨어지도록 설치되며, 상기 제1사이클론에서 분리된 미세 오물은 상기 복수 개의 제2집진실 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2집진실은,
    상기 제1사이클론의 외주면에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 복수 개의 제2사이클론은,
    각각 상기 오물배출구에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 미세 오물이 상기 제2사이클론으로 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 오물캡의 일면에는 오물안내부가 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
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