KR101208492B1 - 진공청소기의 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입되는 공기의 유동저항을 줄여서 집진성능이 향상된 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부; 상기 1차 싸이클론의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기를 재차 정화하는 2차 싸이클론부; 그리고, 상기 1차 싸이클론부의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부를 거쳐 2차 싸이클론부로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 블레이드 유닛을 포함하여 구성되는 진공청소기의 집진장치를 제공한다.

상기의 구성에 의하여, 상기 집진용기를 통과하면서 생기는 유로저항을 최소화하여 집진장치의 효율을 높일 수 있다.

진공청소기, 집진장치, 블레이드, 접선유입, 베인

Description

진공청소기의 집진장치{Dust Collector for Vacuum Cleaner}

도 1은 종래의 집진장치를 개략적으로 나타내는 종단면도;

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 집진장치를 나타내는 종단면도;

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 블레이드 유닛을 나타내는 평면도;

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 2차 싸이클론부의 내부 구성을 나타내는 사시도;

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 집진장치를 나타내는 종단면도;

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 2차 싸이클론부의 유입구 형상을 나타내는 사시도;

도 7은 본 실시예에 따른 2차 싸이클론부의 유입구 형상을 나타내는 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110: 1차 싸이클론부 111: 1차 싸이클론 챔버

113: 제1유입구 114: 블레이드 유닛

114a: 블레이드 114b: 유닛 몸체

117: 1차 먼지 저장부 118: 비산방지부재

119: 필터부 120: 2차 싸이클론부

121: 2차 싸이클론 챔버 124: 제2유출구

125: 베인 127: 2차 먼지 저장부

220: 2차 싸이클론부 221: 2차 싸이클론 챔버

224: 제2유출부 225: 유입부

225a: 챔버 유입구 225b: 안내가이드

본 발명은 진공 청소기의 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이클론 원리로 이물질을 집진하는 집진장치에 관한 것이다.

싸이클론 집진장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기중에 포함된 먼지 등의 이물질을 집진하는 장치이다. 싸이클론 집진장치는 여러 분야에서 적용되는데 가정용으로는 주로 진공 청소기에 적용되고 있다.

근래에는 집진성능을 향상시키기 위하여 다수의 싸이클론부가 구비된 다중 싸이클론 집진장치가 사용된다.

이하, 도 1을 참조하여, 종래의 진공 청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

종래의 집진장치는, 오염공기를 외부에서 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 1차 싸이클론부(10), 상기 1차 싸이클론부(10)와 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 2차 싸이클론부(20)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 1차 싸이클론부(10)는 하단이 상기 집진장치의 바닥에 밀착된 원통 형상의 용기로서, 상부 측면에는 이물질이 포함된 오염공기를 접선 방향으로 유입하는 제1유입구(13)가 형성되고, 상단 중앙에는 1차적으로 정화된 공기가 배출되는 제1유출구(14)가 형성된다.

이에 따라, 상기 1차 싸이클론부(10)의 상부 공간은 원심력에 의하여 이물질을 분리하는 1차 싸이클론 챔버(11)를 형성하고, 상기 1차 싸이클론부(10)의 하부 공간은 원심력에 의하여 분리된 이물질을 저장하는 1차 먼지 저장부(17)를 형성한다.

그리고, 상기 2차 싸이클론부(20)는 상기 1차 싸이클론부(10)의 상부 둘레에 원주 방향으로 배치되는 다수개의 소형 2차 싸이클론 챔버(21)들과 상기 2차 싸이클론 챔버(21)들에서 분리된 먼지를 저장하는 2차 먼지 저장부(27)를 포함하여 이루어진다.

상기 2차 먼지 저장부(27)는 상기 2차 싸이클론부(20)들의 하측에 제공된다. 그리고, 상기 1차 먼지 저장부(17)와 상기 2차 먼지 저장부(27)는 상기 1차 싸이클론부(10)의 측벽에 의해 구획된다.

따라서, 상기 제1유출구(14)에서 배출되는 공기는 상기 2차 싸이클론 챔버(21)로 유입되어 2차 먼지 분리과정을 거친 후, 상기 2차 싸이클론 챔버의 상부에 형성된 제2유출구(24)를 경유하여 상기 집진장치의 상방으로 배출된다.

그리고, 도시되지는 않았지만, 상술한 종래의 집진장치의 상부에는 상기 집진장치로 유입된 이물질이 싸이클론 방식에 의해 분리된 후, 분리되지 못한 미세 이물질이 최종적으로 분리되도록 하는 별도의 필터가 더 구비될 수 있다.

그러나, 상술한 종래의 싸이클론원리를 이용한 집진장치는, 공기가 1차 싸이클론부를 거친 후 다시 2차 싸이클론부로 유입되는 과정에서 공기유동에 따른 유로저항이 커서 결과적으로 집진성능이 좋지 않은 문제점이 있었다.

또한, 1차 싸이클론부의 외주면을 다수 개의 2차싸이클론부가 둘러싸고 있어, 비교적 큰 먼지가 쌓이는 1차 싸이클론부의 먼지통을 사용자가 육안으로 확인할 수 없었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 싸이클론부를 경유하면서 생기는 유로저항을 낮추어 집진성능이 향상된 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 1차 싸이클론부의 먼지를 저장하는 먼지통을 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 진공청소기의 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부; 상기 1차 싸이클론의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기를 재차 정화하는 2차 싸이클론부; 상기 1차 싸이클론부의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부를 거쳐 2차 싸이클론부로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 블레이드 유닛을 포함하여 구성되는 진공청소기의 집진장치를 제공한다.

그리고,상기 블레이드 유닛은, 유닛 몸체; 그리고, 상기 유닛 몸체의 외주면에 형성되어, 상기 2차 싸이클론부 내부의 공기 회전방향과 소정의 각도를 가지는 복수 개의 블레이드를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1실시형태에 따르면, 상기 2차 싸이클론부에는, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어져, 상기 2차 싸이클론부로 유입되는 공기에 회전력을 부여하는 베인이 구비된다.

그리고, 본 발명의 제2실시형태에 따르면, 상기 2차 싸이클론부에는, 상기 1차 싸이클론부를 거친 공기가 상기 2차 싸이클론부에 접선방향으로 유입되도록 하는 유로가이드가 구비된다.

한편, 상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 외부에서 집진장치의 내부를 볼수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 집진장치는, 상기 1차싸이클론의 유입구로 유입된 공기의 유속을 증가시킬 수 있도록, 1차 싸이클론부에서 싸이클론이 진행되는 방향으로 갈수록 점차 폭이 줄어드는 형태로 유로가 형성된 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 실시예를 나타내는 종단면도, 도 3은 본 실시예에서의 블레이드 유닛을 나타내는 평면도, 도 4는 2차 싸이클론부의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.

본 실시예는 기본적으로 종래와 같이 1차 싸이클론부(110)와 2차 싸이클론부(120)를 포함하여 구성된다. 하지만, 본 실시예에서는 상기 2차 싸이클론이 한 개로 이루어지며, 상기 1차 싸이클론부(110)의 내부에 구비된다. 그리고, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 2차 싸이클론으로 유입되는 경로에는, 상기 2차 싸이클론으로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부(120) 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 블레이드 유닛(114)가 구비된다.

상기 1차 싸이클론부(110)는 비교적 큰 먼지를 일차적으로 집진하는 역할을 수행하며, 대략 원통형상으로 이루어진다. 상기 1차 싸이클론의 상부 측면에는 공기가 접선방향으로 유입되도록 하는 제1유입구(113)가 형성되고, 상단 중앙에는 1차적으로 정화된 공기가 배출되는 블레이드 유닛(114)가 형성된다.

상기 1차 싸이클론부(110)의 상부 공간은 원심력에 의하여 이물질을 분리하는 1차 싸이클론 챔버(111)를 형성하고, 상기 1차 싸이클론부(110)의 하부 공간은 원심력에 의하여 분리된 이물질을 저장하는 1차 먼지 저장부(117)를 형성한다.

상기 2차 싸이클론부(120)는 종래와 달리, 한 개로 이루어지며 상기 1차 싸이클론부(110)의 내부에 구비된다. 그리고, 상기 2차 싸아클론부(120)는 상기 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기의 일부가 유입되어, 유입된 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 재차 분리하는 역할을 수행한다.

본 실시예에서는, 2차 싸이클론부(120) 내부에서 공기가 나선류를 형성하면서 회전할 수 있도록, 공기에 회전력을 부여하는 베인(125)이 구비된다. 구체적으로, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 접선방향으로 유입됨으로써 회전력을 얻지 않고, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어진 베인(125)을 통해 회전력을 얻도록 구성된다.

상기 베인(125)은 도 4에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어진다. 이러한 베인(125)에 의하여, 베인(125)의 상부에서 유입되는 공기는 원주 방향으로 배치된 복수개의 나선형 가이드에 따라 유동 방향이 변화하여 베인(125)의 축을 중심으로 회전하는 회전력을 얻게 된다.

나선형 가이드의 개수에는 제한이 없으며, 도 4에서는 총 6개의 나선형 가이드가 형성된 베인(125)를 예시하고 있다.

상기 베인(125)을 2차 싸이클론부(120)의 상부에 구비함으로써, 공기에 회전력을 부여하기 위해 2차 싸이클론부(120)에 접선 방향으로 유입되도록 하는 별도의 유로가이드가 필요하지 않게 된다.

상기 블레이드 유닛(114)은, 상기 1차 싸이클론부(110)의 내부에 구비되어 상기 1차 싸이클론부(110)를 거쳐 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부(120) 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 역할을 수행한다.

즉, 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기에, 미리 블레이드 유닛(114)을 통해 회전력을 부여함으로써, 2차 싸이클론부(120)의 내부에서 회전력을 부여하는 베 인(125)을 통한 유동저항이 감소하게 된다.

상기 블레이드 유닛(114)은, 블레이드 유닛(114) 몸체(114b)와 복수개의 블레이드(114a)를 포함하여 구성된다. 상기 블레이드는, 상기 블레이드 유닛(114) 몸체의 외주면에 형성되어 상기 2차 싸이클론부(120) 내부의 공기 회전방향과 소정의 각도를 가지도록 구성된다.

블레이드(114a)가 유닛 몸체와 이루는 각도에는 제한이 없으나, 1차 싸이클론 챔버(111)에서 공기가 회전하지 않고 곧바로 2차 싸이클론부(120)으로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 1차 싸이클론부(110) 내부의 공기 회전방향과 블레이드(114a)가 이루는 각도는 예각을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 효과적인 회전력을 얻기 위하여, 1차 싸이클론부(110)를 거친 공기가 블레이드 유닛(114)을 통해 회전력이 부여되는 방향과, 상기 2차 싸이클론부(120)의 내부에 구비된 베인(125)에 의해 공기가 회전하는 방향은 동일해야 한다.

도 4에 도시된 바에 따르면, 상기 블레이드 유닛(114)을 통해 유입되는 공기는 시계방향으로의 회전력이 부여되고, 상기 블래이드 유닛(114)의 내부에 형성된 베인(125)에 의해 다시 시계방향으로의 회전력을 얻게 된다.

따라서, 상기 블레이드 유닛(114)과 베인(125)이 모두 시계방향으로의 회전력을 부여함으로써, 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기는 보다 효율적으로 싸이클론이 일어날 수 있게된다.

또한, 상기 2차 싸이클론부(120)의 외측 하부에는 상기 1차 먼지 저장부(117)에서 저장된 먼지가 비산하는 것을 방지하는 비산방지부재(118)가 구비되는 것이 좋다. 상기 비산방지부재(118)는 상기 1차 싸이클론부(110)에 포집된 먼지가 상부로 비산되어, 상기 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다.

한편, 상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 사용자가 외부에서 집진되는 먼지의 양을 육안으로 확인할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 종래의 집진장치는 1차 싸이클론부(110)의 외주면을 2차 싸이클론이 원주방향으로 둘러싸는 형상으로 이루어져 있었다. 따라서, 집진장치를 투명한 재질로 구성하더라도 사용자가 외부에서 집진장치의 내부의 먼지량을 용이하게 확인할 수 없었다.

본 실시예에서, 1차 싸이클론부(110)의 내부에 2차 싸이클론부(120)가 형성되어 있으므로, 상기 집진장치를 투명한 재질로 구성함으로써, 비교적 큰 먼지가 쌓이는 1차 먼지 저장부(117)의 먼지통을 쉽게 확인할 수 있어, 먼지를 비우는 시기를 쉽고 정확하게 정할 수 있게 된다.

삭제

상술한 본 발명에 따른 집진장치의 일 실시예를 가지는 진공 청소기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 진공 청소기가 동작되면, 흡입 노즐(미도시)과 연결관(미도시)을 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론부(110)로 유입된다.

제1유입구(113)을 통해 유입된 공기는 상기 1차 싸이클론부(110)의 내벽에 접선방향으로 안내되어 나선류를 형성하게 된다. 이에 따라, 무게가 비교적 무겁고 큰 먼지들이 싸이클론 원리에 의하여 분리되어 하강하면서 상기 1차 먼지 저장부(117)에 저장되고, 상기 1차 먼지 저장부(117)에 저장되는 먼지는 상기 비산방지부재(118)에 의해 비산이 방지된다.

그리고, 상기 1차 싸이클론부(110)를 거쳐 비교적 큰 먼지들이 분리된 공기는 상기 블레이드 유닛(114)을 통과하면서, 일차적으로 회전력을 얻게된다. 유입되는 공기는 상기 블레이드 유닛(114)을 거친 후 2차 싸이클론부(120)의 내부에 구비된 베인(125)에 의해 이차적으로 상기 블레이드 유닛(114)에 의해 얻은 회전력의 방향과 동일한 방향으로 다시 회전력을 얻게된다. 따라서, 2차 싸이클론부(120)로 유입되는 공기는 재차 싸이클론 원리에 의한 이물질 분리과정을 거친다.

상기 집진장치 배출구에서 배출된 공기는 청소기 본체 배기구를 경유하여 청소기 본체의 팬-모터 어셈블리(미도시)로 흡입되고, 상기 팬-모터 어셈블리를 경유한 공기는 소정의 유로를 지나 상기 청소기 본체의 측면으로 배출된다.

도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 실시예에 따른 진공청소기의 집진장치를 나타내는 종단면도, 도 6은 본 실시예에 따른 2차 싸이클론부의 유입구 형상을 나타내는 사시도, 도 7은 본 실시예에 따른 2차 싸이클론부의 유입구 형상을 나타내는 평면도이다.

본 실시예의 기본적인 구성은, 제1실시예와 동일하다. 즉, 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부(110), 1차 싸이클론부(110)의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부(110)에서 배출되는 공기를 재차 정화하는 2차 싸이클론부(220), 상기 1차 싸이클론부(110)를 거쳐 2차 싸이클론부(220)로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부(220) 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 블레이드 유닛(114)을 포함하여 구성된다.

다만, 본 실시예에서는 2차 싸이클론부(220)의 구조에 있어, 1차 싸이클론부(110)를 거친 베인을 통해 회전력을 얻지 않고, 공기가 접선방향으로 유입됨으로써 회전력을 얻도록 구성된다.

본 실시예에서는 블레이드 유닛(114)을 통해 2차 싸이클론부(220)로 유입된 공기가 2차 싸이클론 챔버에 접선방향으로 유입되도록 하는 유입부(225)가 구비되며, 상기 유입부(225)는 2차 싸이크론 챔버(221)로 유입될 수 있도록 하는 챔버 유입구(225a)와, 상기 챔버 유입구(225a)를 통해 내부로 들어온 공기가 회전할 수 있도록 유도하는 안내가이드(225b)로 구성된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 2차 싸이클론 챔버(221)의 상부에는 2개의 챔버 유입구(225)가 서로 대향하는 측면에 구비되고, 상기 2차 싸이클론 챔버(221)의 내부에는 유입구를 통해 챔버내로 유입되는 공기를 안내하며 회전력을 부여하는 안내가이드가 각각의 챔버 유입구(225a) 측에서 시계방향으로 다른 챔버 유입구(225a)의 위치까지 연장형성된다.

상기와 같이 챔버 유입구(225a)와 안내가이드(225b)에 의해, 블레이드 유닛 (114)에 의해 일정 방향으로 회전력을 얻은 공기에 재차 회전력을 부여함으로써, 상기 2차 싸이클론 챔버(221) 내에서 공기가 효과적으로 이물질을 분리할 수 있게 된다.

도 6 및 도 7에서는 챔버 유입구(225a)의 개수가 2개인 경우를 예시하여 도시하였지만, 챔버 유입구(225a)의 개수에는 제한이 없다. 또한, 본 실시예에서는 챔버 유입구(225a)와 안내가이드(225b)가 블레이드 유닛(114)에 의해 회전되는 방향와 동일하게 2차 싸이클론 챔버 내부에서 회전력을 얻을 수 있도록 시계방향으로 구성되어 있으나, 챔버 유입구(225a)와 안내가이드(225b)의 형상은 반시계방향으로 공기가 유동하도록 형성될 수 있음은 당연하다.

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.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 집진장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 1차 싸이클론을 거친 공기가 2차 싸이클론부로 유입되는 과정에서 블레이드 유닛을 통해 회전력을 부여받음으로써, 2차 싸이클론부에서 효과적으로 이 물질을 분리할 수 있고, 공기의 유동에 의해 발생하는 유로저항을 최소화하여 집진성능을 향상시킬 수 있다.

둘째, 1차 싸이클론의 내부에 2차 싸이클론부를 배치하고, 집진장치를 투명한 재질로 구성함으로써, 사용자가 1차 싸이클론부의 먼지의 양을 육안으로 확인할 수 있어, 먼지통을 비우는 시기를 용이하게 결정할 수 있다.

Claims (6)

1. 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 원리로 분리하는 1차 싸이클론부;

   상기 1차 싸이클론의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부에서 배출되는 공기를 재차 정화하는 2차 싸이클론부;

   상기 1차 싸이클론부의 내부에 구비되어, 상기 1차 싸이클론부를 거쳐 2차 싸이클론부로 유입되는 공기를 상기 2차 싸이클론부 내부의 공기 회전방향과 동일한 방향으로 회전시키는 블레이드 유닛을 포함하여 구성되며,

   상기 2차 싸이클론부에는,

   원주 방향으로 배치된 복수 개의 나선형 가이드로 이루어져, 상기 2차 싸이클론부로 유입되는 공기에 회전력을 부여하는 베인이 구비되는 진공청소기의 집진장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 블레이드 유닛은,

   유닛 몸체; 그리고,

   상기 유닛 몸체의 외주면에 형성되어, 상기 2차 싸이클론부 내부의 공기 회전방향과 소정의 각도를 가지는 복수 개의 블레이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 2차 싸이클론부에는,

   상기 1차 싸이클론부를 거친 공기가 상기 2차 싸이클론부에 접선방향으로 유입되도록 하는 유로가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 집진장치의 외벽은 투명한 재질로 이루어져, 외부에서 집진장치의 내부를 볼수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진장치.
6. 삭제

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