KR100767123B1 - 진공청소기의 집진장치 - Google Patents

Abstract

진공청소기의 집진장치가 게시된다. 게시된 집진장치는 수분과 먼지를 함께 분리하는 집진장치에 있어서, 흡입된 수분이 함유된 공기로부터 수분 및 먼지를 함께 분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비한 제1사이클론유닛; 및, 상기 제1사이클론유닛으로부터 배출된 공기로부터 잔여 먼지를 원심분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비한 제2사이클론유닛 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

진공청소기, 집진장치, 수공분리, 응집, 차폐관

Description

진공청소기의 집진장치{A Dust Collecting Apparatus of a Vacuum Cleaner}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 분리 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 결합 단면도,

도 3은 도 2에 표시된 배기관을 X방향에서 바라본 일부 단면도,

도 4는 도 2에 표시된 배기관의 다른 실시예를 나타내는 평단면도이다.

*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*

10: 제1사이클론유닛 11,11a: 수거통

13,13a: 유입관 15: 차폐판

20: 제2사이클론유닛 21: 몸체부

22a: 역류방지턱 25: 나선형통로

27: 먼지수거챔버 29: 배기관

본 발명은 진공청소기의 집진장치에 있어서, 수분과 먼지를 분리하는 진공청 소기의 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기의 집진장치는 종이백을 이용하여 먼지 등을 분리하는 집진장치와 유입되는 공기를 회전시켜 오물 등을 분리하는 집진장치 등이 알려져 있다.

종이백을 이용하여 분리하는 집진장치는, 사용자가 종이백을 갈아 주어야 하는 불편이 있어 요즘에는 반 영구적으로 사용할 수 있는 소위 사이클론 집진장치가 널리 사용되어 지고 있는 실정이다.

그러나, 이러한 집진장치는, 공기 중에 수분이 포함된 오물이나 먼지 등이 유입될 경우 먼지통에 수분이 제거되지 않은 오물이 먼지통에 저장되어 곰팡이나 세균등이 번식하고 악취를 발생시키는 원인이 되어 왔다.

또한, 미분리 수분과 역류된 수분이 배기필터와 같은 각종 필터에 들어가 필터를 막는 것을 방지할 수 없었다. 이로 인해 청소기의 흡입력이 떨어지고 흡입모터에 과부하가 걸려 흡입모터가 고장나는 문제점이 있었다.

특히, 수분과 먼지가 포함된 외부공기는 미처 분리되지 못한 수분으로 인해 먼지와 필터에 부착될 경우, 점성이 발생하여 필터가 더욱 심하게 막히는 문제점이 있었으며, 따라서 필터에 점착된 수분이 결합된 먼지의 제거가 용이하지 못하고, 특히 필터가 종이재질로 이루어진 경우에는 재사용이 어려운 문제점이 있었다.

한편, 이와 같이 수분과 먼지를 분리하기 위한 진공청소기의 집진장치가 국내특허공개 제2005-40240호에 게재되어 있다. 게재된 종래의 집진장치는 사이클론 방식의 단일 분리통을 구비하고 있다.

이와 같은 단일 분리통을 갖는 집진장치는 단일 분리통으로 유입되는 수분 및 먼지를 분리시킨 후, 공기는 필터를 거쳐 배기구로 배출하였다. 그런데, 이와 같이 단일 분리통 구조에서는 수분과 먼지가 단일 분리통에서 함께 집진되므로, 집진 시 재비산되는 잔여 먼지는 미처 집진되지 못하고, 공기와 함께 배기구측으로 이동하게 된다.

이에 따라, 배기구 전에 배치된 필터는 배출공기에 섞여 이동된 먼지에 의해 막히게 되고, 이로 인해 진공청소기의 흡입력이 저하되는 문제점이 있었다. 더욱이 이 경우 수분의 분리가 1회에 그치게 되므로 수분의 분리가 양호하지 못하게 되고 분리되지 못한 수분과 먼지가 혼합된 채로 필터에 점착되는 문제점를 여전히 해결하지 못하였으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 계속 진행되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 수분 및 먼지의 분리 효율이 향상된 집진장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수분과 먼지를 다단 분리하는 집진장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 수분과 먼지를 함께 분리하는 집진장치에 있어서, 흡입된 수분이 함유된 공기로부터 수분 및 먼지를 함께 분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비한 제1사이클론유닛; 및, 상기 제1사이클론유닛으로부터 배출된 공기로부터 잔여 먼지를 원심분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비 한 제2사이클론유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치를 제공한다.

상기 제 2 사이클론유닛은, 상기 제 1 사이클론유닛의 상단에 배치될 수 있다.

상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛은 서로 분리 가능하게 구성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛의 상단들은 오픈되게 형성할 수 있다. 더욱이, 상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛은 각각 동일한 외경을 갖는 원통형으로 형성할 수 있다.

상기 제 1 사이클론유닛은 수분이 함유된 외부공기가 측벽으로 유입되어 상부로 배출되고, 상기 제 2 사이클론유닛은 하단으로 유입되어 측벽으로 배출되는 것이 가능하다.

상기 제1사이클론유닛은 상부가 개구되고 하부가 폐쇄되며, 내측에 수분 및 먼지를 수거하기 위한 수거통; 상기 수거통 일측 상단에 수거통의 중심을 향해 연통된 유입관; 및, 상기 유입관을 통해 유입된 수분이 응집되도록 유입관의 선단에 절곡배치된 차폐판을 포함할 수 있다.

상기 수거통은 유입된 먼지의 재 비산을 방지하기 위한 격자판을 더 포함하는 것도 물론 가능하다.

상기 제2사이클론유닛은, 상부가 개구되고 중앙에 상기 제1사이클론유닛과 연통되어 상방향으로 유입되는 공기에 원심력을 부여하기 위한 나선형통로를 구비하고, 상기 나선형통로와 격리형성된 먼지수거챔버를 구비한 몸체부; 상기 나선형통로를 통해 먼지와 분리된 공기를 상기 몸체부의 외부로 배출하기 위해, 상기 나 선형통로 및 몸체부의 외부를 상호 연통하는 배기관; 및 상기 몸체부 상부에 결합되어 개구를 개폐하기 위한 커버를 포함할 수 있다.

상기 커버는 하면에 상기 나선형통로로부터 분리 배출된 먼지가 나선형통로로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지턱이 형성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 집진장치는 수분 및 먼지의 분리효율이 향상되도록 수분이 포함된 외부공기를 2번이상(예 3번, 4번 등) 분리하도록 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명에 있어서는 흡입공기로부터 수분 및 먼지를 1차적으로 분리하고, 이어서 수분이 제거된 공기로 부터 2차적으로 먼지를 분리함에 따라 필터가 수분 및 먼지에 의해 막히는 것을 방지하고, 이를 통해 흡입력이 저하되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 흡입공기에 포함된 수분은 흡입관에 절곡 연장된 차폐판에 의해 응집되면서, 공기로 부터 1차 분리가 이루어지고, 수거통 내부에서 원심력에 의해 2차 분리가 이루어짐에 따라 수공분리 효율을 극대화 시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 분리 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 결합 단면도이고, 도 3은 도 2에 표시된 배기관을 X방향에서 바라본 일부 단면도이고, 도 4는 도 2에 표시된 배기관의 다른 실시예를 나타내는 평단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치는 도 1과 같이, 일측으로 흡입되는 공기로부터 수분 및 먼지를 분리하기 위한 제1사이클론유닛(10)과, 상기 제1사이클론유닛(10) 상측에 착탈 가능하게 결합되며, 제1사이클론유닛(10)으로부터 유입된 공기 중의 잔여 먼지를 수거하기 위한 제2사이클론유닛(20)을 포함한다.

상기 제1사이클론유닛(10)은 수분 및 먼지를 수거하기 위한 원통형상의 수거통(11)을 구비한다, 상기 수거통(11)은 수거된 수분 및 먼지를 비우기 위해 상부가 개구된다.

상기 수거통(11)의 일측 상부에는 피청소면의 수분 및 먼지를 포함한 공기가 유입되는 유입관(13)이 연통된다. 상기 유입관(13)은 수거통(11)의 외부로부터 중심을 향해 수거통(11)의 접선방향에 대하여 직각으로 수평 결합된다.

또한, 상기 수거통(11) 내측에는 유입관(13)의 일단에 연장 형성된 차폐판(15)이 배치되며, 상기 차폐판(15)은 상기 유입관(13)을 통해 유입된 공기에 포함된 미스트(mist) 형태의 수분을 응집시키도록 상기 유입관(13)의 선단에 절곡배치되는 것이 바람직하다(도 3 참조).

상기 유입관(13)에 대한 차폐판(15)의 절곡 각도는 한정되지 않으며, 유입관(13)을 통해 유입되는 공기를 수거통(11) 내에서 원심력을 갖을 수 있도록 수거통(11)에 대하여 대략 접선방향으로 유도할 정도의 절곡 각도면 족하다.

이에 따라 상기 유입관(13)을 통해 수거통(11)으로 유입된 수분은 차폐판(13)에 의해 응집되어 1차 수공분리가 이루어진다. 즉, 미스트 형태의 물입자가 서 로 친화되면서 물방울형태(D)로 차폐판(13)에 맺히게되고(도 3 참조), 이 물방울은 유입관(13)을 통해 지속적으로 유입되는 공기에 의해 수거통(11) 내측으로 수거된다.

또한, 차폐판(15)을 통과하면서 1차 수공분리가 이루어진 공기는, 원심력에 의해 수거통(11)의 내주면을 따라 회전하면서 공기에 포함된 수분이 공기로부터 분리되는 2차 수공분리가 이루어진다. 따라서, 2차례에 걸친 수공분리과정을 통하여 수분이 필터측으로 이동하는 것을 사전에 차단할 수 있다.

상기와 같이 수공분리가 이루어지는 과정에서 큰 먼지나 오물은 수분과 함께 공기로부터 분리되어 수거통(11)에 수거된다. 이 경우, 수거통(11)의 내측 저면에먼지의 재비산을 방지하기 위한 격자판(17)이 소정높이로 배치된다.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 도 3과 같이 유입관(13)을 수거통(11)의 중심을 향해 직각방향으로 설치하였으나, 이에 제한되지 않고, 도 4와 같이, 유입관(13)은 수거통(11)의 접선방향으로 연통 설치하는 것도 물론 가능하다.

한편, 제2사이클론유닛(20)은 중앙이 상기 제1사이클론유닛(10)과 연통된 나선형통로(25) 및 잔여 먼지를 수거하기 위한 먼지수거챔버(27)를 갖는 몸체부(21)를 구비한다.

상기 몸체부(21)는 먼지수거챔버(27)에 수거된 먼지를 비우기 위해 상부가 개구되며, 상기 개구부는 커버(22)에 의해 개폐된다.

상기 나선형통로(25)는 제1사이클론유닛(10)으로부터 상방향으로 유입되는 공기에 원심력을 부여하여 공기에 포함된 잔여 먼지를 공기로부터 분리하기 위한 것으로, 대략 원통형상의 격벽(23)에 의해 먼지수거챔버(27)와 격리된다.

상기 먼지수거챔버(27)는 나선형통로(25) 주변에 배치되며, 하측이 폐쇄됨에 따라 제2사이클론유닛(10)의 수거통(12)의 상측 개구부와 격리된다.

상기 나선형통로(25)를 통해 잔여 먼지와 분리된 공기를 몸체부(22)의 일측으로 배출하기 위한 배기관(29)은, 상기 나선형통로(25)의 중심에 수직으로 배치된 수직부(29a) 및 수직부(29a)에 수평으로 연장 절곡되어 몸체부(22)의 외부와 연통하는 수평부(29b)로 이루어진다.

이 경우, 상기 수직부(29a)는 잔여 먼지와 분리된 공기를 배기관(29)으로 유도하기 위해 격벽(23)의 높이 보다 다소 낮게 배치하는 것이 바람직하다.

상기 커버(22)는 하면에 나선형통로(25)로 부터 분리 배출된 먼지가 나선형통로(25)로 역류되는 것을 방지하도록 역류방지턱(22a)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 역류방지턱(22a)을 격벽(23)의 지름보다 다소 크게 형성하는 것이 먼지의 역류를 방지하는데 유리하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2사이클론유닛(10,20)이 단일로 이루어진 것을 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 제1사이클론유닛은 흡입된 수분이 함유된 공기로부터 수분 및 먼지를 함께 분리하는 하나 이상의 사이클론을 구비할 수 있으며, 또한, 제2사이클론유닛은 상기 제1사이클론유닛으로부터 배출된 공기로부터 잔여 먼지를 원심분리하는 하나 이상의 사이클론을 구비하는 것도 가능하다.

이와 같이 제1 및 제2사이클론유닛에 다수의 사이클론을 구비함에 따라 수분 및 먼지의 분리효율을 증대시킬 수 있다.

아울러, 제1 및 제2사이클론유닛은 상하로 배치된 2단구성으로 이루어져 있으나, 이에 제한되지 않고, 2단 이상의 구성이 가능하다. 예를 들면, 2개의 제1사이클론유닛을 상하로 연통되도록 연속적으로 2단배치하고 그 상부에 적어도 하나의 제2사이클론유닛을 배치할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치의 작용 및 효과를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 흡입노즐(도시하지 않음)을 통해 피청소면으로부터 수분 및 먼지와 함께 흡입된 공기는 유입관(13)을 통과하여 수거통(11)으로 유입된다.

이 때, 유입관(13)을 지나는 공기중에 포함된 수분은 차폐판(15) 내주면에 점착되면서 응집되어 1차 수공분리가 이루어지며, 상기 차폐판(15)에 응집되어 무거워진 물방울(D)은 수거통(11)의 내주면을 따라 회전하면서 자유 낙하하여 수거통(11)으로 수거된다(도 3 참조).

또한, 차폐판(15)에 의해 접선방향으로 유입되는 공기는 수거통(11) 내부에서 원심력에 의해 회전하면서 2차 수공분리가 이루어지며, 이 경우, 수분과 함께 비교적 입자가 큰 먼지도 분리된다.

공기는 상기 제1사이클론유닛(10)에서 수분 및 먼지와 분리되고, 비교적 입자가 작은 잔여 먼지를 포함한 상태로 나선형통로(25)를 통해 상방향으로 회전 이동한다.

상기 공기는 나선형통로(25)를 통과하면서 발생한 원심력에 의해 잔여 먼지 와 분리된 후, 배기관(29)을 통해 몸체부(21)의 외부로 배출된다.

이 경우, 나선형통로(25) 내에서 공기로 부터 분리된 잔여 먼지는 격벽(23)의 내주면을 타고 상방향으로 회전 이동하여 격벽(23)의 상단에서 먼지수거챔버(27) 측으로 배출된다.

이와 같이 본 발명에 따른 집진장치는 흡입 공기에 포함된 수분은 제1사이클론유닛(10)에서 2차에 결쳐 분리되며, 먼지는 제1 및 제2 사이클론유닛(10, 20)에서 각각 2차에 걸쳐 분리된다.

이에 따라 집진장치로 흡입된 공기에 포함되어 있는 수분과 먼지를 각각 2차례에 걸쳐 분리함에 따라 분리 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 이로써, 수분 및먼지에 의해 필터가 막히는 것을 방지하여 진공청소기의 흡입력이 저하되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

상기한 본 발명에 있어서는, 흡입공기로부터 수분 및 먼지를 1차적으로 분리하고, 이어서 수분이 제거된 공기로 부터 2차적으로 먼지를 분리함에 따라 필터가 수분 및 먼지에 의해 막히는 것을 방지하고, 이를 통해 흡입력이 저하되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 흡입공기에 포함된 수분은 흡입관에 절곡 연장된 차폐판에 의해 응집되면서, 공기로 부터 1차 분리가 이루어지고, 수거통 내부에서 원심력에 의해 2차 분리가 이루어짐에 따라 수공분리 효율을 극대화 시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (11)

1. 수분과 먼지를 함께 분리하는 집진장치에 있어서,

   흡입된 수분이 함유된 공기로부터 수분 및 먼지를 함께 분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비한 제1사이클론유닛; 및,

   상기 제1사이클론유닛으로부터 배출된 공기로부터 잔여 먼지를 원심분리하는 적어도 하나의 사이클론을 구비한 제2사이클론유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 사이클론유닛은, 상기 제 1 사이클론유닛의 상단에 배치된 것을 특징으로 하는 집진장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛은 서로 분리 가능한 것을 특징으로 하는 집진장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛의 상단들은 오픈된 것을 특징으로 하는 집진장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 사이클론유닛 및 상기 제 2 사이클론유닛은 각각 동일한 외경을 갖는 원통형인 것을 특징으로 하는 집진장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 사이클론유닛은 수분이 함유된 외부공기가 측벽으로 유입되어 상부로 배출되고, 상기 제 2 사이클론유닛은 하단으로 유입되어 측벽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
7. 제1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1사이클론유닛은

   상부가 개구되고 하부가 폐쇄되며, 내측에 수분 및 먼지를 수거하기 위한 수거통;

   상기 수거통 일측 상단에 수거통의 중심을 향해 연통된 유입관; 및,

   상기 유입관을 통해 유입된 수분이 응집되도록 유입관의 선단에 절곡배치된 차폐판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 수거통은 유입된 먼지의 재 비산을 방지하기 위한 격자판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제2사이클론유닛은, 상부가 개구되고 중앙에 상기 제1사이클론유닛과 연통되어 상방향으로 유입되는 공기에 원심력을 부여하기 위한 나선형통로를 구비하고, 상기 나선형통로와 격리형성된 먼지수거챔버를 구비한 몸체부;

   상기 나선형통로를 통해 먼지와 분리된 공기를 상기 몸체부의 외부로 배출하기 위해, 상기 나선형통로 및 몸체부의 외부를 상호 연통하는 배기관; 및

   상기 몸체부 상부에 결합되어 개구를 개폐하기 위한 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 커버는 하면에 상기 나선형통로로부터 분리 배출된 먼지가 나선형통로로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
11. 수분과 먼지가 포함된 외부공기를 분리하는 집진장치에 있어서,

    수분 및 먼지의 분리가 향상되도록, 상기 외부공기를 적어도 두 번 이상 분리하기 위한 적어도 2이상의 사이클론유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.

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