KR101073503B1

KR101073503B1 - 진공청소기

Info

Publication number: KR101073503B1
Application number: KR1020040070604A
Authority: KR
Inventors: 홍승기; 주재만; 최수용; 이준화; 송화규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-09-04
Filing date: 2004-09-04
Publication date: 2011-10-17
Also published as: DE602005025438D1; CA2509111C; EP1632163A2; EP1632163A3; US7438737B2; CN1742668A; JP4167674B2; KR20060021735A; US20060048487A1; EP1632163B1; JP2006068500A; CA2509111A1; CN100350869C

Abstract

본 발명은 소음을 줄일 수 있는 사이클론 진공청소기를 개시한다. 개시한 진공청소기는 병렬로 배치된 복수의 사이클론챔버를 구비하는 진공청소기에 있어서, 각 사이클론챔버에서 생기는 소음의 주파수 특성이 달라 소음의 증폭이 방지되도록 상기 각 사이클론챔버의 형상이 다르게 된 것이다.

Description

진공청소기{VACUUM CLEANER}

도 1은 본 발명이 적용된 사이클론 진공청소기를 나타낸 측면도이다.

도 2는 본 발명이 적용된 사이클론 진공청소기의 사이클론 분리장치를 나타낸 측면도이다.

도 3은 본 발명이 적용된 사이클론 진공청소기의 사이클론 분리장치 내부구성을 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 3의 Ⅵ-Ⅵ’선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명이 적용된 사이클론 진공청소기의 사이클론 분리장치를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 사이클론 진공청소기의 제2사이클론챔버의 일 예를 나타낸 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 사이클론 진공청소기의 제2사이클론챔버의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 사이클론 진공청소기의 제2사이클론챔버의 또 다른 예를 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 제1사이클론유닛, 22: 제1사이클론챔버,

40: 제2사이클론유닛, 42: 제2사이클론챔버,

42a: 제1출구, 42b: 제2출구,

61a~61d: 연장관들, 62a~62d: 연장관들.

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기와 먼지를 분리하기 위한 다수의 사이클론챔버를 갖춘 진공청소기에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기는 송풍장치의 흡입력을 이용하여 공기와 함께 쓰레기나 먼지를 빨아들인 후, 흡입공기에 포함된 쓰레기와 먼지를 필터를 통해 분리해냄으로써 실내를 청결하게 하는 기구이다.

최근에는 진공청소기의 내부에 공기와 쓰레기를 분리하는 필터를 설치하는 대신에 사이클론챔버를 설치하여 흡입된 공기의 선회기류를 발생시키고, 이 선회기류의 원심력을 이용하여 쓰레기와 먼지를 공기로부터 분리할 수 있도록 하며, 집진된 쓰레기나 먼지를 간편하게 비울 수 있도록 하는 사이클론 진공청소기가 개발되고 있다. 또 이러한 사이클론 진공청소기 중에는 한국공개특허 2002-0036608호에 개시된 바와 같이, 다수의 사이클론챔버를 직렬 또는 병렬로 설치함으로써 먼지와 공기의 분리효율을 높일 수 있도록 한 것도 있다.

그러나 이러한 종래 사이클론 진공청소기는 그 내부에 설치되는 수개의 사이클론챔버가 서로 같은 크기와 형상으로 마련됨에 따라 각 사이클론챔버에서 발생하 는 소음이 중첩되는 현상으로 인해 동작소음이 큰 문제가 있었다. 즉 이러한 사이클론 진공청소기는 각 사이클론챔버의 크기와 형상이 같기 때문에 각 사이클론챔버에서 생기는 특정대역의 소음주파수가 상호 일치하는 현상(소음이 중첩되는 현상)으로 인해 소음이 큰 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 사이클론챔버에서 발생하는 소음의 주파수가 상호 다른 특성을 가지도록 하여 특정주파수 대역에서 소음이 중첩되는 현상을 방지함으로써 동작소음을 줄일 수 있도록 하는 진공청소기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공청소기는, 병렬로 배치된복수의 사이클론챔버를 포함하는 진공청소기에 있어서, 상기 각 사이클론챔버에서 생기는 소음의 주파수 특성이 달라 소음증폭이 방지되도록 상기 각 사이클론챔버의 형상이 다르게 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 사이클론챔버는 출구를 포함하며, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 각 사이클론챔버의 용적이 상호 다르게 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 사이클론챔버는 원뿔형으로 마련되고, 상기 각 사이클론챔버의 최대직경부분으로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징 으로 한다.

또한 상기 각 사이클론챔버는 꼭지부분에 먼지의 배출을 위해 마련되는 출구를 포함하고, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 진공청소기는 상대적으로 큰 이물질을 공기로부터 분리하는 제1사이클론챔버와, 상기 제1사이클론챔버를 거친 공기 중의 미세먼지를 분리하도록 상기 제1사이클론챔버보다 작은크기로 마련되는 복수의 제2사이클론챔버를 포함하며, 상기 제2사이클론챔버들에서 생기는 소음의 주파수 특성이 상호 달라지도록 상기 제2사이클론챔버들의 형상이 상호 다르게 된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 사이클론 진공청소기는 도 1에 도시한 바와 같이, 하단에 이동바퀴(2)가 설치되고 상부에 손잡이부(3)가 마련된 직립형 몸체(1), 이 직립형 몸체(1)의 하부에 설치되는 송풍유닛(4), 청소면 쪽의 공기와 이물질(쓰레기나 먼지 등)의 흡입을 안내하는 흡입유닛(5), 그리고 송풍유닛(4)으로부터 송풍되는 공기 중의 쓰레기나 먼지를 분리하여 집진할 수 있도록 송풍유닛(4) 상부의 몸체(1)에 착탈 가능하게 장착되는 사이클론 분리장치(10)를 포함한다.

흡입유닛(5)은 실내공간의 청소면과 인접하는 단부에 입구(5a)을 구비하는 덕트형태로 구성되며 송풍유닛(4) 쪽에 관절형태로 결합된다. 또 이 흡입유닛(5)과 연계되는 유로는 도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 통상의 관이나 호스 등을 통 하여 후술할 사이클론 분리장치(10)의 입구(11, 도 3 및 도 5참조)와 연결된다. 이는 흡입되는 공기와 이물질이 사이클론 분리장치(10)의 입구(11) 쪽으로 안내될 수 있도록 한 것이다.

송풍유닛(4)은 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 흡입력을 발생시키는 송풍팬과, 이 송풍팬을 구동하는 모터로 이루어진다. 그리고 이 송풍유닛(4)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 사이클론 분리장치(10)의 출구(12)로부터 하부로 연장되는 배출안내부재(13)와 연결된다. 이는 사이클론 분리장치(10)를 거치면서 이물질이 걸러진 깨끗한 공기가 배출안내부재(13)를 통해 송풍유닛(4) 쪽으로 흡입되어 다시 실내공간으로 배출될 수 있도록 한 것이다. 이때 송풍유닛(4)을 거쳐 배출되는 공기는 송풍유닛(4)을 구동하는 모터를 냉각시킨 후 실내공간으로 배출된다.

송풍유닛(4)의 상부의 사이클론 분리장치(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 결속장치(14)를 통해 몸체(1)에 착탈 가능하게 장착된다. 또 사이클론 분리장치(10)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 흡입공기에 포함된 큰 먼지나 쓰레기를 집진하기 위한 하측의 제1사이클론유닛(20)과, 제1사이클론유닛(20)을 거친 공기 중의 미세먼지 등을 걸러주기 위해 제1사이클론유닛(20)의 상부에 장착되는 제2사이클론유닛(40)을 포함한다.

하측의 제1사이클론유닛(20)은 상부가 개방된 원통형의 외부용기(21)와, 외부용기(21)의 내측 중앙부에 설치되는 원통형의 내부용기(22)를 포함한다. 이때 외부용기(21)와 내부용기(22) 사이의 공간이 큰 먼지나 쓰레기를 집진하는 제1사이클 론챔버(23)를 이룬다. 또 외부용기(21)는 제1사이클론챔버(23)의 내부에 쌓이는 이물질을 배출시킬 수 있도록 하부가 개폐 가능한 밑판(21a)을 통해 폐쇄되고, 외부용기(21)의 상부 측면에는 흡입유닛(5)의 유로와 연계되는 입구(11)가 형성된다. 또한 제1사이클론챔버(23)의 상측에는 내부공간을 구획하여 상승유로(25)를 형성하기 위한 원통형의 구획부재(24)가 설치되고, 내부용기(22)의 하측 외면에는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1사이클론챔버(23) 내에서 선회하는 공기 중의 큰 이물들이 걸러질 수 있도록 내부용기(22)의 외면으로부터 반경방향으로 연장되는 다수의 배플(26)이 형성된다. 이때 배플(26)은 구획부재(24)의 하단부분으로부터 내부용기(22)의 하부까지 연장된다.

이러한 제1사이클론유닛(20)은 외부용기(21)의 입구(11)를 통하여 제1사이클론챔버(23)의 상측 공간으로 유입되는 공기가 외부용기(21)의 내벽을 따라 선회하며 하강한 후 내부용기(22)의 외면과 구획부재(24) 사이의 상승유로(25)를 통해 상부의 제2사이클론유닛(40) 쪽으로 유동하도록 한 것이다. 그리고 선회하면서 유동하는 공기의 원심력에 의해 비교적 큰 먼지나 쓰레기가 공기로부터 분리되면서 제1사이클론챔버(23)의 하측 공간(23a)에 집진될 수 있도록 한 것이다. 이때 내부용기(22)의 외면에 마련된 다수의 배플들(26)은 공기와 함께 선회하는 큰 먼지나 쓰레기가 공기로부터 분리되도록 하는데 기여한다.

상측의 제2사이클론유닛(40)은 도 2, 도 3, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1사이클론유닛(20)의 외부용기(21) 상단과 연결되는 원통형 연결부재(41)와, 이 연결부재(41)의 상측에 결합되며 원뿔형 내부공간을 구비하는 다수의 제2사이클론챔버 들(42)을 포함한다. 이때 다수의 제2사이클론챔버들(42)은 먼지의 배출통로를 이루는 원통부재(43)에 다수개가 병렬을 이루도록 방사형으로 배치되며 통상의 플라스틱 사출성형을 통해 원통부재(43)와 일체로 성형됨으로써 상호 연결된다.

또 제2사이클론챔버들(42)은 하단 중앙에 깨끗한 공기의 배출을 위한 제1출구(42a)가 형성되고, 상단에 미세먼지의 배출을 위해 제2출구(42b)가 형성된다. 제1출구(42a)는 하단 중심부분으로부터 내측 상부로 소정길이 연장되는 연장관(42c)을 통해 이루어진다. 또 제2사이클론챔버(42)의 하단부 외곽 쪽에는 제1사이클론유닛(20)의 상승유로(25)와 연계되는 유입구(44)가 형성되고, 연결부재(41)에는 상승유로(25)와 제2사이클론챔버(42)의 각 유입구들(44)이 연통되도록 하는 연통유로들(45)이 형성된다.

또한 각 제2사이클론챔버들(42)은 직경이 큰 하부가 원통부재(43)의 외부에 돌출하는 형태가 되고 상부의 제2출구(42b)가 원통부재(43)의 내부에 위치하는 형태가 되도록 그 중심선(42d)이 경사지게 배치된다. 이는 제2출구(42b)를 통해 배출되는 미세먼지가 원통부재(43) 내부의 통로(46)를 통해 하부로 낙하하여 제1사이클론유닛(20)의 내부용기(22) 내측공간(28)에 집진될 수 있도록 한 것이다. 이를 위해 연결부재(41)의 중심부에는 원통부재(43)의 내부 통로(46)와 제1사이클론유닛(20)의 내부용기 내측공간(28) 사이를 연통시키는 연통공(47)이 형성된다.

또 연결부재(41)의 외곽 쪽 내부에는 제2사이클론챔버들(42)의 각 제1출구(42a)들과 연통하도록 하는 유로(48)가 형성되며, 이 유로(48)는 도 1과 도 2에 도시한 바과 같이, 배출안내부재(13)와 연결될 수 있도록 연결부재(41)의 외면 쪽으 로 형성된 출구(12)와 연통된다. 이는 제2사이클론챔버들(42)을 거쳐 배출되는 깨끗한 공기가 배출안내부재(13)를 통해 송풍유닛(4) 쪽으로 안내되도록 한 것이다. 또 제2사이클론유닛(40)의 원통부재(43) 상측 개방부에는 손잡이(49a)를 갖춘 커버부재(49)가 결합됨으로써 폐쇄된다. 그리고 제2사이클론유닛(40)과 하부의 제1사이클론유닛(20)은 각 중심부에 배치되는 길이가 긴 고정나사(50) 양단이 커버부재(49)와 내부용기(22) 하측에 각각 체결되고, 연결부재(41)의 하단과 외부용기(21)의 상부가 분리 가능한 결속장치(51)를 통해 결합됨으로써 상호 결속된다.

이러한 제2사이클론유닛(40)은 제1사이클론유닛(20)을 거치면서 1차로 정화된 공기가 연결부재(41)의 연통유로(45)를 통해 제2사이클론챔버들(42)을 재차 거쳐 배출되도록 함으로써 공기 중에 포함된 미세먼지를 집진할 수 있도록 한다. 즉 도 3에 도시한 바와 같이, 연통유로(45)와 유입구(44)를 통해 각 제2사이클론챔버(42)의 내부로 유입된 공기는 원뿔형태인 제2사이클론챔버(42) 내부로 유입되면서 강한 선회기류가 되고, 이 선회기류의 원심력에 의해 공기로부터 미세먼지들이 분리된다. 이때 정화된 중심부의 공기는 하부의 제1출구(42a)를 통해 배출되고, 분리된 미세먼지들은 상부의 제2출구(42b)를 통해 원통부재(43)의 내부로 배출된다. 따라서 분리된 미세먼지들은 통로(46)를 통해 하강하여 제1사이클론유닛(20)의 내부용기(22) 내측공간(28)에 집진된다. 그리고 제1출구(42a)를 통해 배출된 깨끗한 공기는 연결부재(41)의 유로(48), 배출안내부재(13), 송풍유닛(4)을 거쳐 다시 실내공간으로 공급된다.

한편, 이처럼 진공청소기의 동작이 이루어질 때는 제2사이클론챔버들(42)을 통과하는 공기가 빠른 속도로 선회하면서 유동하기 때문에 공기의 유동에 따른 소음이 생긴다. 이때 기존의 진공청소기에 있어서 각 제2사이클론챔버들은 그 크기와 형상이 유사하고 그 내부를 통과하는 공기의 유동조건 또한 유사하여 각 사이클론챔버에서 생기는 소음 주파수도 대략 비슷하기 때문에 각 사이클론챔버에서 생기는 소음이 중첩되어 소음이 증폭될 수 있었다. 그러나 본 발명은 각 제2사이클론챔버들(42)의 형상을 다르게 하여 각 챔버(42)에서 생기는 소음주파수의 특성이 달라지도록 함으로써 소음이 증폭되는 현상을 방지할 수 있도록 하였다.

도 6은 각각의 제2사이클론챔버들(42)에서 생기는 소음의 특성이 달라질 수 있도록 하는 일 예를 보인 것으로, 제2사이클론챔버들(42)의 제2출구(42b) 쪽에 각기 길이(A1,A2,A3,A4…)가 다른 연장관들(61a,61b,61c,61d…)을 마련한 것이다. 이는 각 제2출구(42b) 쪽에 상호 길이가 다른 연장관들(61a,61b,61c,61d…)을 마련하여 각 사이클론챔버(42)로부터 제2출구(42b)를 통해 배출되는 소음의 주파수의 특성이 상호 달라지도록 함으로써 소음의 중첩을 방지할 수 있도록 한 것이다. 이때 제2출구(42b)에 마련되는 각 연장관들(61a,61b,61c,61d…)은 좁고 긴 유로를 형성하게 되므로 소음저항요소로 작용하여 각 챔버(42)로부터 배출되는 소음을 감쇄시키는 기능을 함으로써 동작소음을 줄이는 효과를 발휘한다. 또한 각 연장관(61a,61b,61c,61d…)의 길이가 다르기 때문에 각 제2출구(42b)를 통하여 배출되는 소음이 상호 다른 주파수 특성을 가지게 됨으로써 소음의 중첩에 따른 증폭을 방지하는 기능을 한다.

도 7은 각각의 제2사이클론챔버들(42)에서 생기는 소음의 특성이 달라질 수 있도록 하는 다른 예를 보인 것이다. 이는 상술한 경우와 달리 각 제2사이크론챔버(42)의 직경이 큰 하부 쪽에 각기 길이(B1,B2,B3,B4…)가 다른 연장관들(62a,62b,62c,62d…)을 마련한 것이다. 이는 상호 길이가 다른 연장관들(62a,62b,62c,62d…)을 통해 각 사이클론챔버들(42)의 내부용적이 달라지고 각 사이클론챔버(42)의 내부를 선회하는 기류의 유동특성이 달라지도록 함으로써 각 사이클론챔버(42)에서 생기는 소음주파수의 특성이 달라질 수 있도록 한 것이다. 그리고 이를 통해 소음의 중첩에 따른 소음의 증폭현상을 방지할 수 있게 한 것이다.

도 8은 각각의 제2사이클론챔버들(42)에서 생기는 소음의 특성이 달라질 수 있도록 하는 또 다른 예를 보인 것으로, 각 사이클론챔버(42)의 최대직경들(D1~D7)과 제2출구(42b)의 크기들이 상호 다르게 형성되도록 한 것이다. 이는 각 사이클론챔버(42)의 직경과 출구크기들이 다르게 형성됨으로써 상술한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 도 6, 도 7, 도 8에 나타낸 예들 중 어느 하나를 제2사이클론유닛(40)에 채용하여 소음발생을 줄일 수 있고, 이러한 예들을 복합적으로 채용하여 보다 우수한 소음저감효과가 발휘되도록 할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공청소기는 각 사이클론챔버의 출구길이나 크기, 내부용적, 형상이 달라 각 사이클론챔버에서 발생하는 소음의 주파수의 특성이 상호 다르기 때문에 특정주파수 대역에서 소음이 중첩되는 현상을 방지할 수 있고, 이를 통해 동작소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

병렬로 배치된 복수의 사이클론챔버를 포함하는 진공청소기에 있어서,

상기 각 사이클론챔버에서 생기는 소음의 주파수 특성이 달라지도록 상기 각 사이클론챔버의 형상이 다르게 된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,

상기 각 사이클론챔버는 출구를 포함하며, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,

상기 각 사이클론챔버의 용적이 상호 다르게 된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,

상기 각 사이클론챔버는 원뿔형으로 마련되고, 상기 각 사이클론챔버의 최대직경부분으로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제4항에 있어서,

상기 각 사이클론챔버는 꼭지부분에 먼지의 배출을 위해 마련되는 출구를 포함하고, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
상대적으로 큰 이물질을 공기로부터 분리하는 제1사이클론챔버와, 상기 제1사이클론챔버를 거친 공기 중의 미세먼지를 분리하도록 상기 제1사이클론챔버보다 작은크기로 마련되는 복수의 제2사이클론챔버를 포함하며,

상기 제2사이클론챔버들에서 생기는 소음의 주파수 특성이 상호 달라지도록 상기 제2사이클론챔버들의 형상이 상호 다르게 된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제6항에 있어서,

상기 각 제2사이클론챔버는 출구를 포함하며, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제6항에 있어서,

상기 각 제2사이클론챔버의 용적이 상호 다르게 된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제6항에 있어서,

상기 각 제2사이클론챔버는 원뿔형으로 마련되고, 상기 각 사이클론챔버의 최대직경부분으로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제9항에 있어서,

상기 각 제2사이클론챔버는 꼭지부분에 먼지의 배출을 위해 마련되는 출구를 포함하고, 상기 각 출구로부터 상호 다른 길이로 연장되는 연장관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.