KR100759918B1 - 수분 및 먼지가 다단 분리되는 진공청소기 - Google Patents

Abstract

수분과 오물을 함께 분리할 수 있는 진공청소기가 개시된다. 개시된 진공청소기는, 진공청소기 본체; 상기 진공청소기와 연통된 흡입구조립체; 상기 진공청소기 본체에 설치되어 흡입력을 발생시키는 모터; 상기 모터의 흡입력에 의해 유입되는 외부공기에 포함된 수분과 오물을 동시에 분리하는 1차 분리방; 및, 상기 1차 분리방으로부터 배출되는 공기에 포함된 먼지를 분리시키는 2차 분리방;을 포함한다.

수분 및 먼지, 분리방, 2단 분리, 관성, 물감지스위치

Description

수분 및 먼지가 다단 분리되는 진공청소기{a vacuum cleaner separating water and dust more than one time}

도 1은, 본 발명의 진공청소기에 대한 일 실시 예를 도시한 사시도,

도 2는, 도 1에 도시된 진공청소기를 구성요소별로 분해하여 도시한 분해 사시도,

도 3은, 도 1에 도시된 진공청소기의 평면도,

도 4는, 도 3에 도시된 4-4라인으로 절단하여 도시한 단면도,

도 5는, 도 3에 도시된 5-5라인으로 절단하여 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30:진공청소기 본체 32;1차 분리방

34:2차 분리방 36;사이클론실

38:먼지수집실 40:수용공간

42:본체유입구 60:물감지스위치

70;모터 80:커버

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 특히 수분과 먼지를 다단계로 분리시키는 진공청소기에 관한 것이다.

PCT 국제특허 공개 WO95/10972에서는 수분(물)과 먼지를 분리하는 장치가 공개되어 있다. 이 장치는 산업용으로 사용되는 규모가 큰 청소기로서, 수분이 함유된 오물을 흡입하여 먼저 수분만을 제거하여 별도의 큰 통에 저장하고, 수분이 제거된 오물 등은 배관을 따라 이동하다가 바이패스 모터를 거쳐 사이클론 집진장치의 상부로 유입되어 분리되는 것이다. 이러한 종래의 집진장치는 부피가 방대하여 가정용 청소기나 소형 업소용 청소기로 사용하기는 어려웠다.

또한, 최근에는 국내특허공개 2000-0074149호에서 1차에서 중력을 이용하여 먼지를 분리하고 2차 사이클론에서 원심력을 이용하여 먼지를 분리하는 2단 분리구조를 갖는 집진장치를 개시하였다. 개시된 집진장치는 1차 집진챔버와 2차 집진챔버 사이에 설치된 필터가 자주 막히는 현상이 발생하고, 1차 및 2차 집진챔버 모두 상부로 공기가 유입되어 하강한 후 다시 180도 역전하여 상부로 배출되는 구조이기 때문에 공기의 반전진행에 따른 유로손실이 많다. 특히 수분이 섞여있는 오물을 흡입시킬 경우 중간 필터가 쉽게 막히기 때문에 이러한 집진장치로는 수분을 분리할 수 없으며, 또한 1차 유입구와 2차배출구가 동일선 상에 위치하므로 필터가 없이는 적정한 먼지분리효율을 기대할 수 없는 단점이 있다. 게다기 이러한 종래의 집진장치는 먼지통을 제거하여 포집된 먼지를 쉽게 버리기 어려운 구조로 되어있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발 명의 목적은, 수분과 오물이 포함된 공기를 유입하여 수분 및 큰 오물을 동시에 1차적으로 분리하고 2차적으로 미세먼지를 분리할 수 있는 진공청소기를 제공하는데 있다.

또한, 포집된 오물이나 먼지 등이 다시 공기에 편승되어 배출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 진공청소기를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 진공청소기는, 진공청소기 본체; 상기 진공청소기와 연통된 흡입구조립체; 상기 진공청소기 본체에 설치되어 흡입력을 발생시키는 모터; 상기 모터의 흡입력에 의해 유입되는 외부공기에 포함된 수분과 오물을 동시에 분리하는 1차 분리방; 및, 상기 1차 분리방으로부터 배출되는 공기에 포함된 먼지를 분리시키는 2차 분리방;을 포함한다. 따라서, 수분이 포함된 먼지를 흡입하여 효과적으로 분리시킬 수 있다.

여기서, 상기 1차 분리방은 유입되는 수분과 오물의 중력 및 관성을 이용하여 분리시키는 중력분리방이며, 상기 2차 분리방은 공기을 선회시켜 원심력을 이용하여 먼지를 분리하는 사이클론 분리방으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 2차 분리방은, 병렬로 나란히 설치된 사이클론실과 먼지수집실을 포함하며, 상기 사이클론실의 하부로 공기가 유입되고, 상기 사이클론실에서 분리된 오물은 상기 사이클론실의 상단을 넘어 상기 먼지수집실로 포집되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성함으로써, 포집된 먼지가 배출공기에 편승하여 역류되는 것을 충분히 억제할 수 있다.

또한, 상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방의 먼지수집실은 하나의 몸체로 구성되어, 상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방의 먼지수집실에 포집된 수분이나 오물을 동시에 버릴 수 있도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성은 사용자가 포집된 물과 오물을 용이하게 버릴 수 있도록 해 준다.

또한, 본 발명은, 상기 1차 분리방에는 포집된 물의 양을 확인할 수 있는 물감지스위치를 더 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 포집된 물의 양을 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 1차 분리방은 상기 진공청소기 본체의 수용공간에 설치되며, 상기 2차 분리방은 상기 1차 분리방의 일 측에 상기 1차 분리방과 병렬로 설치된다. 병렬로 배치함으로써 공기가 흐르는 유로를 짧게할 수 있고 유로손실을 줄일 수 있으며, 진공청소기의 전체 높이를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 사이클론실과 상기 먼지수집실은 병렬로 구획설치되어 있으며, 상기 사이클론실은 하부에 설치된 2차 유입구와, 저면에 설치된 2차 배출파이프와, 유입되는 공기를 가이드하는 선회가이드부재를 포함하며, 상기 2차 유입구로 유입된 공기는 상기 선회가이드부재를 따라 상승하면서 회전하며 먼지를 상기 먼지수집실로 배출한 후 상기 2차 배출파이프를 통해 배출되도록 구성된다.

또한, 본 발명이 일 실시 예에 의하면, 상기 1차 분리방의 일 측벽에는 외부공기가 유입되는 1차 유입구가 형성되고, 다른 측벽에는 공기가 배출되는 1차 배출구가 형성되어 있으며, 상기 1차분리방의 일 측벽에는 상기 유입구를 통해 들어오 는 수분과 오물이 섞인 공기가 상기 배출구와 반대방향으로 유입되도록 유도하는 관성유도부재를 더 포함된다. 이로 인하여 오물이나 수분이 2차 분리방으로 바로 유입되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 진공청소기 본체는 원통형으로 구성되며, 상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방은 격벽에 의해 구획되어 있으며, 상기 진공청소기 본체 상단에 개폐 가능하게 결합되는 커버를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예인 진공청소기에 대하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 진공청소기에 대한 일 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 진공청소기의 각 구성요소를 분해하여 도시한 분해사시도이며, 도 3은 뚜껑을 제외한 도 1에 도시된 진공청소기의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 의한 진공청소기는, 흡입구조립체(20), 연결튜브(21), 진공청소기 본체(30), 뚜껑(80), 지지프레임(82), 모터(70)(도 5 참조), 1차 분리방(32) 및 2차 분리방(34)을 포함한다.

흡입구조립체(20)는 공기흡입구(미도시)가 형성되어 있고, 피청소면과 접촉되어 수분 및/또는 오물을 흡입한다. 연결튜브(21)는 연장관(22)과 플렉서블 호스(26)로 구성되어 있으며, 연장관(22)의 일 측 끝에 손잡이(24)가 구비되어 있다. 흡입구조립체(20) 및 연결튜브(21)는 일반적인 캐니스터 타입 청소기에 공통적인 공지구성요소이므로 자세한 설명을 생략한다.

진공청소기 본체(30)는, 원통형으로 구성되며 1차 분리방(32)과 2차 분리 방(34)의 먼지수집실(38)이 장착되는 수용공간(40)이 구비되어 있고, 수용공간(40)과 연통되도록 일 측벽에는 본체유입구(42)가 형성되어 있다. 수용공간(40)의 상부에는 지지리브(35)가 구비되어 있으며, 이 지지리브(35)는 1차 분리방(32)과 2차 분리방(34)의 먼지수집실(38)을 구획하는 격벽(52)을 지지한다. 본체유입구(42)에는 플렉서블호스(26)(도 1 참조)의 일 측 끝단이 결합되어 외부공기가 이를 통해 유입된다. 진공청소기 본체(30) 상단에는 커버(80)의 힌지축(86)이 결합되는 힌지돌기(33)가 구비되어 있으며, 하부에는 흡입력을 발생시키는 모터(70)가 설치되어 있다(도 5 참조). 모터(70)의 상부에는 2차 분리방(34)의 원통형 사이클론실(36)이 형성되어 있으며, 사이클론실(36)의 하부에는 공기가 유입될 수 있는 2차 유입구(54)가 형성되어 있다. 사이클론실(36)에 대한 자세한 구성은 후술한다.

뚜껑(80)은 진공청소기 본체(30)의 상단에 개폐 가능하게 결합되며, 일 측에 돌출된 힌지축(86)을 중심으로 회동된다. 상면에는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(84)가 구비되어 있다. 지지프레임(82)은 진공청소기 본체(30)의 하단에 결합되며 진공청소기 본체(30)를 지지하는 역할을 한다.

1차 분리방(32)은 모터(70)의 흡입력에 의해 유입되는 외부공기에 포함된 수분과 오물이 동시에 분리되어 저장되는 공간이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 분리방(34)의 먼지수집실(38)과 하나의 몸체로 구성되어 진공청소기 본체(30)의 수용공간(40)에 장착되거나 분리될 수 있다. 1차 분리방(32)의 일 측벽 본체 유입구(42)와 대응되는 곳에는 1차 유입구(44) 및 1차 유입구(44)에서 돌출된 관성유도부재(48)가 설치되어 있다. 관성유도부재(48)는 엘보우관 형태로 구성되며 진공청 소기 본체(30)에 형성된 2차 유입구(54)와 반대되는 방향으로 굽어져 있다. 이러한 관성유도부재(48)로 인해 1차 유입구(44)를 통해 1차 분리방(32)으로 유입되는 수분이나 오물이 바로 사이클론실(36)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한 1차 분리방(32)의 다른 측벽인 격벽(52)의 상술한 2차 유입구(54)와 대응되는 위치에 1차 배출구(46)가 형성되어 있다. 모터실(71)의 상면(51)에는 물감지스위치(60)가 설치되어(도 5 참조), 물의 양이 도 5에 도시된 것과 같이 물감지스위치(60)의 위치(74)까지 채워질 경우 두 개의 단자가 서로 전기적으로 연결되어 물을 비우라는 메세지를 사용자에게 알려준다.

2차 분리방(34)은, 사이클론실(36)과 먼지수집실(38)로 구획되어 있다. 사이클론실(36)은 진공청소기 본체(30)에 구비되어 있으며, 먼지수집실(38)은 상술한 1차 분리방(32)과 한 몸체로 사출성형된다. 사이클론실(36)은, 도 4를 참조하면, 1차 분리방(32)에서 중력 및 관성력에 의해 수분과 큰 오물 등이 분리된 공기가 2차 유입구(54)를 통해 유입된 후 선회하면서 상승되도록 선회가이드부재(64) 및 2차 배출파이프(62)가 구비되어 있다. 선회가이드부재(64)는 2차 배출파이프(62)의 둘레를 감으면서 나선형으로 상승되도록 설치된 부재이고, 2차 배출파이프(62)는 선회공기의 회전 중심 역할을 한다. 2차 배출파이프(62)의 상단에는 필터부재(66)가 설치되어 있고, 2차 배출파이프(62)를 통해 먼지와 분리된 공기가 사이클론실(36)의 하부로 배출되어 모터실(71)(도 5 참조)로 배출된다. 다시 도 2를 참조하면, 먼지수집실(38)은 사이클론실(36)의 일 측에 사이클론실(36)과 병렬로 배치된다. 사이클론실(36)에서 원심력에 의해 분리된 미세먼지는 사이클론실(36)의 상단을 넘어 먼지수집실(38)로 포집된다. 도 2에서 미설명부호 54는 물과 오물을 버릴 때 사용자가 파지할 수 있는 손잡이를 나타낸다. 본 실시 예에서 손잡이(54)는 1차 분리방(32)의 일 측 외벽에 구비되어 있으나, 사용자가 1차 분리방(32)과 먼지수집실(38)을 상방향으로 들어올릴 수 있도록 1차 분리방(32)의 상벽을 만들어 상벽 상면에 설치할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 작동관계를 자세히 설명한다. 도 4는 도 3의 4-4라인으로 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3의 5-5라인으로 절단한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 피청소면에 수분이 함유된 오물 등이 흡입구조립체(20)를 통해 유입되면, 연장관(22) 및 플렉서블호스(26)를 경유하여 진공청소기 본체(30)의 본체유입구(42)(도 2 참조)를 통해 1차 분리방(32)으로 유입된다.

도 3을 참조하면, 1차 분리방(32)으로 유입되는 수분과 오물이 포함된 공기는 엘보우관 형태의 관성유도부재(48)에 의해 격벽(52)과 반대방향으로 휘어지면서 화살표 A와 같은 방향으로 1차 분리방(32)으로 유입된다. 가벼운 공기는 화살표 B와 같이 유동방향이 반전되어 1차 배출구(46)(도 2 참조) 방향으로 꺽어지지만, 공기에 편승되어 유입된 수분과 큰 오물은 공기보다 무겁기 때문에 유입되는 속도관성 및 중력에 의해 1차 분리방(32)의 하단으로 낙하된다.

1차 배출구(46) 및 2차 유입구(54)(도 2 참조)를 통과한 공기는 2차 분리방(34)의 사이클론론실(36)의 하부로 유입되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 선회가이드부재(64)를 따라 화살표 D와 같이 회전하면서 상승한다. 상승된 공기 중에 포 함된 미세먼지는 원심력에 의해 사이클론실(36) 상단을 넘어 먼지수집실(38)로 떨어지고 공기는, 화살표 E와 같이, 사이클론실(36)의 중앙부에 설치된 필터(66)와 2차 배출파이프(62)를 통해, 도 5에 도시된 모터실(71)로 배출된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1차 분리방(32)에 포집된 물의 양이 물감지스위치(60)의 위치(74)까지 도달한 경우, 물감지스위치(60)가 물에 의해 서로 전기적으로 연결되고 사용자에게 포집된 물(72)을 버리라는 메시지 또는 알람경고를 띄우며 모터에 공급된 전원을 차단하도록 구성된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 진공청소기는, 수분과 오물이 포함된 공기를 유입하여 수분 및 큰 오물을 동시에 1차적으로 분리하고 2차적으로 미세먼지를 분리함으로써, 수분과 오물을 동시에 효율적으로 분리할 수 있다.

또한, 사이클론실과 먼지수집실을 분리되고, 사이클론실의 하부로 유입되어 저면에 설치된 배출파이프로 배출됨으로써, 먼지수집실에 포집된 오물이나 먼지 등이 사이클론실의 공기에 편승되어 배출되는 것을 효과적으로 억제된다.

또한, 1차 중력 및 관성에 의해 분리하고, 2차적으로 사이클론에 의해 먼지의 원심력을 이용하여 미세먼지를 분히하므로 먼지 및 수분의 분리효율이 향상된다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함 이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 진공청소기 본체;

   상기 진공청소기와 연통된 흡입구조립체;

   상기 진공청소기 본체에 설치되어 흡입력을 발생시키는 모터;

   상기 모터의 흡입력에 의해 유입되는 외부공기에 포함된 수분과 오물을 동시에 분리하는 1차 분리방; 및,

   상기 1차 분리방으로부터 배출되는 공기에 포함된 먼지를 분리시키는 2차 분리방;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1차 분리방은 유입되는 수분과 오물의 중력 및 관성을 이용하여 분리시키는 중력분리방이며, 상기 2차 분리방은 공기을 선회시켜 원심력을 이용하여 먼지를 분리하는 사이클론 분리방인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 2차 분리방은,

   병렬로 나란히 설치된 사이클론실과 먼지수집실을 포함하며, 상기 사이클론실의 하부로 공기가 유입되고, 상기 사이클론실에서 분리된 오물은 상기 사이클론실의 상단을 넘어 상기 먼지수집실로 포집되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방의 먼지수집실은 하나의 몸체로 구성되어, 상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방의 먼지수집실에 포집된 수분이나 오물을 동시에 버릴 수 있는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 1차 분리방은, 상기 진공청소기 본체의 수용공간에 설치되며, 상기 2차 분리방은 상기 1차 분리방의 일 측에 상기 1차 분리방과 병렬로 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 2 차분리방은,

   공기가 회전되는 사이클론실과 먼지가 포집되는 먼지수집실을 포함하며, 상기 먼지수집실과 상기 1차분리방은 상기 진공청소기 본체로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 진공청소기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 사이클론실과 상기 먼지수집실은 병렬로 구획설치되어 있으며, 상기 사이클론실은 하부에 설치된 2차 유입구와, 저면에 설치된 2차 배출파이프와, 유입되는 공기를 가이드하는 선회가이드부재를 포함하며, 상기 2차 유입구로 유입된 공기는 상기 선회가이드부재를 따라 상승하면서 회전하며 먼지를 상기 먼지수집실로 배 출한 후 상기 2차 배출파이프를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 1차 분리방과 상기 먼지수집실은 하나의 몸체로 구성되어 상기 진공청소기 본체에 동시에 장착되고 분리되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 1차 분리방에는 포집된 물의 양을 확인할 수 있는 물감지스위치가 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 1차 분리방의 일 측벽에는 외부공기가 유입되는 1차 유입구가 형성되고, 다른 측벽에는 공기가 배출되는 1차 배출구가 형성되어 있으며,

    상기 1차분리방의 일 측벽에는 상기 유입구를 통해 들어오는 수분과 오물이 섞인 공기가 상기 배출구와 반대방향으로 유입되도록 유도하는 관성유도부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 진공청소기 본체는 원통형으로 구성되며, 상기 1차 분리방과 상기 2차 분리방은 격벽에 의해 구획된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 진공청소기 본체 상단에 개폐 가능하게 결합되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.

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