KR101147750B1 - 다중 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차 사이클론의 형상을 개선하여 1차 먼지 저장부의 용량을 증대시킬 수 있도록 한 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 집진장치의 외관을 이루는 케이스; 상기 케이스 내부에 제공되며, 공기가 유입되는 제1유입부를 가지고, 상기 제1유입부를 통해 유입된 공기로부터 이물질을 분리하는 제1몸체를 가지며, 제1몸체의 저부로부터 직경이 확장된 상태로 연장 형성되어 제1몸체 내에서 분리된 이물질이 집진되는 1차 먼지 저장부를 가지며, 상기 제1몸체 내의 공기가 유출되는 제1유출부를 가지는 1차 사이클론 집진부; 그리고, 상기 1차 싸이클론 집진부의 외측에 제공되며, 상단부는 원통 형상을 이루고, 하단부는 그 저부로 갈수록 점차 축관되게 형성되되, 일측이 상기 케이스의 내벽면과 수평을 이루도록 형성된 수직부를 가지고, 그 타측이 상기 수직부의 끝단을 향해 경사지게 형성된 경사부을 가지도록 형성되어 상기 제1유출부를 통해 유입된 공기로부터 재차적으로 이물질을 분리하는 제2몸체를 가지는 2차 싸이클론 집진부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치를 제공한다.

1차 싸이클론, 2차 싸이클론, 1차 먼지저장부

Description

다중 싸이클론 집진장치{Multiplex Cyclone Collector}

도 1 은 종래의 다중 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 종단면도

도 2 은 본발명의 다중 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 케이스 100: 1차 싸이클론 집진부

120: 1차 유입부 140: 제1몸체

170: 1차 먼지 저장부 190: 제1유출부

300: 1차 싸이클론 집진부 320: 제2유입부

340: 제2몸체 341: 수직부

342: 경사부 390: 제2유출부

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 싸이클론을 연결하여 사용하는 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기 중에 포함된 먼지, 티끌 등(이하 “이물질”)을 집진하는 장치로써, 주로 진공 청소기에 적 용되고 있다.

근래에는 집진성능을 향상시키기 위하여 다수의 싸이클론 집진장치를 연결한 다중 싸이클론 집진장치(Multi Cyclone Collector)가 사용된다.

상기 다중 싸이클론 집진장치에서는 먼지 등을 포함한 공기(이하 “오염공기”)를 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 상류측 싸이클론(upstream cyclone)과, 상기 상류측 싸이클론과 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 하류측(downstream cyclone)를 포함하여 구성된다.

통상 다중 싸이클론 집진장치에서는 상류측 싸이클론과 하류측 싸이클론이 각각 1개씩 사용되지만, 하류측 싸이클론을 다수의 소형 싸이클론를 사용하는 경우도 있다. 이러한 다중 싸이클론 집진장치의 일례가 일본 실용신안 공개공보 소52-14775 등에 개시되어 있다.

도 1을 참조하여, 종래의 다중 싸이클론 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치는 오염공기를 외부에서 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 싸이클론(1)(이하, “1차 싸이클론 집진부”)과, 상기 1차 싸이클론 집진부(1)와 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 싸이클론(3)(이하, “2차 싸이클론 집진부”)으로 이루어진다. 다중 싸이클론에서의 2차 싸이클론 집진부(3)는 다수의 소형 싸이클론의 집합이다.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1차 싸이클론 집진부(1)의 외부 둘레에는 다수의 소형 싸이클론으로 이루어지는 2차 싸이클론 집진부(3)가 설치된다.

그리고, 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1몸체(12)의 상부에는 외부의 오염공기를 접선 방향으로 유입하는 제1유입부(11)가 형성되며, 내부의 대략 중앙에는 1차적으로 걸러진 공기를 2차 싸이클론 집진부(3)로 배출하는 제1유출부(14)가 형성된다.

상기 제1유출부(14)는 통상 원통형이며 하부(14b)는 개방되어 있고, 상부(14a)의 둘레는 막혀있는 구조이다. 경우에 따라서는 하부의 개구부(14b)에 필터(16)가 설치되기도 한다.

한편, 2차 싸이클론 집진부(3)는 1차 싸이클론 집진부(1)의 외부 둘레에 설치되는 다수개의 소형 싸이클론이다. 물론, 각각의 2차 싸이클론 집진부(3)도 제2유입부(미도시) 및 제2유출부(34)를 가진다.

그리고, 통상 1차 싸이클론 집진부(1)와 2차 싸이클론 집진부(3)의 사이에는 완충공간(56)이 정의되어, 상기 완충공간(56)을 경유하여 1차 싸이클론 집진부(1)에서 나온 공기가 2차 싸이클론 집진부(3)로 유입된다.

또한, 2차 싸이클론 집진부(3)의 상부에는 다수의 2차 싸이클론 집진부(3)의 제2유출부(34)와 연통되는 배출공간(52)이 위치하며, 상기 배출공간(52)을 경유하여 배출관(54)을 통하여 공기는 외부로 배출된다. 미설명된 도면 부호 5는 1차 싸이클론 집진부(1) 및 2차 싸이클론 집진부(3) 등을 수용하는 케이스이다.

상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치가 작동되어, 흡입력 발생수단, 예를 들어 진공청소기의 흡입팬(미도시)이 구동되면, 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1유입부(11)를 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론 집진부(1)의 내부로 유입된다. 이때, 흡입되는 오염공기는 접선방향을 따라 흡입되어, 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1몸체(12)의 내벽면을 타고 선회하게 되며, 이 과정에서 원심력에 의하여 먼지가 분리된다.

이때, 비교적 무겁고 큰 먼지들은 1차 싸이클론 집진부(1)의 하부에 집진되며, 분리되지 않은 작은 먼지는 1차 싸이클론 집진부(1) 내부를 선회하다가 상승하여 제1유출부(14)를 통하여 배출된다.

한편, 1차 싸이클론 집진부(1)에서 배출되는 작은 먼지를 포함하는 공기(이하 "일부 오염공기")는 제2유입부(31)를 통해 2차 싸이클론 집진부(3)의 제2몸체(32) 내부로 유입된다.

따라서, 2차 싸이클론 집진부(3)에서 다시 한 번 미세 먼지가 분리되고 정화된 공기는 제2유출부(34), 배출공간(52) 및 배출관(54)을 통하여 외부로 배출된다.

그러나, 상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 집진장치는 1차 먼지 저장부(7)에서 다소 큰 먼지가 쌓이게 되고, 2차 먼지 저장부(8)에서 다소 작은 먼지가 쌓이게 되는 바, 1차 먼지 저장부(7)의 크기가 한정되어 많은 양의 이물질을 집진 시킬 수가 없어 사용자는 1차 먼지 저장부(7)를 자주 비워야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 사이클론의 형상을 개선하여 1차 먼지 저장부의 용량을 증대시킬 수 있도록 한 다중 싸이클론 집진장치를 제공하고자 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 집진장치의 외관을 이루는 케이스; 상기 케이스 내부에 제공되며, 공기가 유입되는 제1유입부를 가지고, 상기 제1유입부를 통해 유입된 공기로부터 이물질을 분리하는 제1몸체를 가지며, 제1몸체의 저부로부터 직경이 확장된 상태로 연장 형성되어 제1몸체 내에서 분리된 이물질이 집진되는 1차 먼지 저장부를 가지며, 상기 제1몸체 내의 공기가 유출되는 제1유출부를 가지는 1차 사이클론 집진부; 그리고, 상기 1차 싸이클론 집진부의 외측에 제공되며, 상단부는 원통 형상을 이루고, 하단부는 그 저부로 갈수록 점차 축관되게 형성되되, 일측이 상기 케이스의 내벽면과 수평을 이루도록 형성된 수직부를 가지고, 그 타측이 상기 수직부의 끝단을 향해 경사지게 형성된 경사부를 가지도록 형성되어 상기 제1유출부를 통해 유입된 공기로부터 재차적으로 이물질을 분리하는 제2몸체를 가지는 2차 싸이클론 집진부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치를 제공한다.

여기서, 상기 1차 먼지 저장부는 제1몸체의 저면으로부터 그 저부로 갈수록 점차 확관되게 형성됨이 바람직하다.

특히, 상기 제2몸체의 하단부 수직부는 상기 케이스의 내벽면에 밀착되도록 형성됨을 바람직하다.

한편, 상기 제1유출부는 그 저부로 갈수록 점차 축관되는 콘의 형상으로 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1유출부는 다수의 구멍이 형성된 통공부와, 상기 통공부의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 상기 2차 싸이클론 집진부의 제2몸체의 구조를 개선한 것에 의해 2차 싸이클론의 1차 먼지 저장부의 용량을 확장시킬 수가 있다.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 은 본발명의 다중 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치는 외관을 이루는 케이스(10)와, 상기 케이스 내에 제공되는 1차 싸이클론 집진부(100)와, 상기 1차 싸이클론 집진부(100)에 연결되는 2차 싸이클론 집진부(300)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 1차 싸이클론 집진부(100)는 제1유입부(120)와, 제1몸체(140)와, 제1먼지 저장부(170)와, 그리고 제1유출부(190)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1유입부(120)는 외부로부터 공기의 유입이 이루어지는 부위로써, 도시하지는 않았지만 진공 청소기를 이루는 흡입호스와 연결된다.

그리고, 상기 제1몸체(140)는 상기 제1유입부(120)를 통해 유입된 공기가 싸이클론 원리에 의해 이물질이 분리되는 공간을 형성하도록 이루어진다.

이 때, 상기 제1유입부(120)는 상기 제1몸체(140)에 대하여 접선방향으로 공기의 유동이 이루어지도록 연결된다.

상기한 제1몸체(140)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 내벽면이 곡면으 로 형성된 원통형으로 이루어짐이 가장 바람직하다.

그리고, 상기 1차 먼지 저장부(170)는 제1몸체(140)의 저부로부터 직경이 확장된 상태로 연장 형성되어 제1몸체(140) 내에서 분리된 이물질이 집진되는 공간을 형성한다. 예를 들어, 상기 1차 먼지 저장부(170)는 제1몸체(140)의 저면으로부터 그 하부로 갈수록 점차 확관되게 형성될 수 있다.

상기 1차 먼지 저장부(170)는 상기 제1몸체(140)의 하부측으로 확장되게 형성함으로써 상대적으로 큰 이물질이 집진되는 공간을 최대화시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 제1유출부(190)는 상기 제1몸체(140) 내의 중앙 측 공간상에 구비되며, 상기 제1몸체(140) 내를 유동한 공기가 2차 싸이클론 집진부(300)로 유출되도록 그 유출 유동을 안내하는 역할을 수행한다.

이러한 제1유출부(190)는, 그 저부로 갈수록 점차 축관되는 콘의 형상을 이루도록 형성됨이 바람직하며, 이는, 제1몸체(140) 내의 하부 공간에서도 이물질의 회전 유동이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

물론, 상기 제1유출부(190)는 도시하지는 않았지만, 상부 공간 및 하부 공간의 내경이 동일한 원통형으로 형성될 수도 있음은 당연하다.

특히, 제1유출부(190)는 다수의 구멍이 형성된 통공부(192)와, 상기 통공부(192)의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부(194)를 포함하여 구성된다. 상기 통공부(192)의 하부는 밀폐부(194)에 의하여 막혀 있다. 본 발명에서 제1유출부(190)의 형상은 한정되지 않지만, 원통형인 것이 바람직하다.

이러한 제1유출부(190)의 형상은, 집진 성능은 유지하되 압력 손실을 저감할 수 있도록 한 구조이다. 즉, 제1유입부(120)를 통하여 제1몸체(140) 내로 유입된 공기가 상기 제1유출부(190)의 하부까지 내려오지 않더라도 그 유출이 가능하도록 함으로써 압력 손실을 저감할 수 있도록 한 것이다.

그리고, 상기 2차 사이클론 집진부(300)는 상기 1차 시이클론 집진부(100)의 외측에 구비되어, 상기 제1유출부(190)를 통해 유입된 공기로부터 재차적으로 이물질을 분리하는 역할을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 2차 사이클론 집진부(300)는 제2유입부(320)와, 제2몸체(340) 그리고, 제2유출부(390)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제2유입부(320)는 상기 제1유출부(190)의 공기 유출측에 대응되게 구비되어 상기 제1유출부(190)를 통해 유출된 공기가 유입되도록 하는 역할을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제2몸체(340)는 상단부는 원통 형상을 이루고, 하단부는 그 저부로 갈수록 점차 축관되게 형성되되, 일측이 상기 케이스(10)의 내벽면과 수평을 이루도록 형성된 수직부(341)를 가지고, 그 타측이 상기 수직부(341)의 끝단을 향해 경사지게 형성된 경사부(342)을 가지도록 형성되어 상기 제1유출부(190)를 통해 유입된 공기로부터 재차적으로 이물질을 분리하는 역할을 수행한다.

이때, 상기 제2몸체(340)의 하단부 일측이 수직부(341)을 갖고, 타측이 경사부(342)을 갖도록 형성한 것에 의하여 상기 1차 먼지 저장부(170)를 확장시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 제2몸체(340)의 수직부(341)을 상기 케이스(10)의 내벽면에 밀착되게 형성할 수도 있다. 이 경우, 상기 1차 먼지 저장부(170)를 더욱 확장시킬 수가 있게 된다.

그리고, 상기 제2유출부(390)는 상기 제2몸체(340)로 유입된 공기를 외부로 제2몸체(340)의 외측으로 내보내기 위해 형성된 것이다.

한편, 상기 제2몸체의 하부측에는 2차 사이큰론 집진부를 통해 집진 된 먼지를 저장하는 2차 먼지 저장부(370)가 구비된다.

상술한 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치의 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 다중 싸이클론 집진장치가 동작되면 외부의 오염공기가 1차 싸이클론 집진부(100)의 제1유입부(120)를 통하여 제1몸체(140) 내부로 흡입된다.

이 때, 오염공기는 제1몸체(140)의 접선방향으로 흡입되므로 일정한 선회력을 가지면서 상기 제1몸체(140)에서 선회되며, 상기 선회력에 의해 무게가 비교적 무겁고 큰 먼지들은 공기로부터 분리되어 상기 제1몸체(140)의 내벽면을 타고 하강하게 된다.

상기 분리된 먼지는 제1몸체(140)의 저부에 연장된 1차 먼지 저장부(170)의 내부 공간에 집진되고, 집진되지 않은 미세 먼지를 함유한 공기 즉, 일부 오염공기는 제1유출부(140)를 통해 배출된다.

그리고, 1차 싸이클론 집진부(100)의 제1유출부(140)을 통해 완충공간(560) 으로 유출된 일부 오염 공기는 2차 싸이클론 집진부(300)의 제2몸체(340) 내로 유입되어 재차적인 이물질의 분리가 이루어진 후 깨끗한 공기만이 배출공간(520) 및 배출관(540)을 순차적으로 통과하면서 외부로 배출된다.

본 발명에 따르면, 상기 1차 먼지 저장부(170)가 종래에 비해 확장된 상태이기 때문에 비교적 무겁고 큰 먼지들을 많이 집진 시킬 수가 있다.

한편, 상술한 실시예에서는 2차 싸이클론 집진부(300)가 다수의 소형 싸이클론으로 구성되는 멀티 싸이클론 집진장치를 도시 및 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명을 2개의 싸이클론 집진부가 연결되는 일반적인 2중 싸이클론 집진장치에 적용하는 것도 물론 가능하다. 또한, 싸이클론 집진부가 1개인 싱글 싸이클론 집진장치에 적용하는 것도 물론 가능하다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 캐니스터 형식의 진공청소기 및 직립형 청소기에 설치하여 사용하는 것이 모두 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치는 각 2차싸이클론 부의 제2몸체부의 형상을 개선함과 더불어 1차 먼지 저장부를 확장시킨 것에 의해 많은 량의 이물질을 집진 시킬 수 있는 효과를 가진다.

따라서, 1차 먼지 저장부가 확장되어 많은 량의 이물질을 저장할 수 있는 것에 의해 1차 먼지 저장부를 자주 비우지 않아도 되는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 집진장치의 외관을 이루는 케이스;

   상기 케이스 내부에 제공되며, 공기가 유입되는 제1유입부를 가지고, 상기 제1유입부를 통해 유입된 공기로부터 이물질을 분리하는 제1몸체를 가지며, 제1몸체의 저부로부터 직경이 확장된 상태로 연장 형성되어 제1몸체 내에서 분리된 이물질이 집진되는 1차 먼지 저장부를 가지며, 상기 제1몸체 내의 공기가 유출되는 제1유출부를 가지는 1차 사이클론 집진부; 그리고,

   상기 1차 싸이클론 집진부의 외측에 제공되며, 상단부는 원통 형상을 이루고, 하단부는 그 저부로 갈수록 점차 축관되게 형성되되, 일측이 상기 케이스의 내벽면과 수평을 이루도록 형성된 수직부를 가지고, 그 타측이 상기 수직부의 끝단을 향해 경사지게 형성된 경사부을 가지도록 형성되어 상기 제1유출부를 통해 유입된 공기로부터 재차적으로 이물질을 분리하는 제2몸체를 가지는 2차 싸이클론 집진부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 1차 먼지 저장부는 제1몸체의 저면으로부터 그 저부로 갈수록 점차 확관되게 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제2몸체의 하단부 수직부는 상기 케이스의 내벽면에 밀착되도록 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제1유출부는, 그 저부로 갈수록 점차 축관되는 콘의 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제1유출부는 다수의 구멍이 형성된 통공부와, 상기 통공부의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.

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