KR101379054B1

KR101379054B1 - 집진 장치 및 진공 청소기

Info

Publication number: KR101379054B1
Application number: KR1020110075246A
Authority: KR
Inventors: 다까유끼 이찌노; 기요시 에베; 나오꼬 가와무라; 야스시 다까이; 마사또시 다나까
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 도시바 홈 어플라이언스 가부시키가이샤; 도시바 콘슈머 일렉트로닉스·홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2014-03-28
Also published as: RU2484756C2; CN102342800A; KR20120011828A; RU2011131592A; CN102342800B

Abstract

진공 청소기 및 집진 장치는, 원통 형상의 컨테이너를 갖고, 그 컨테이너의 내부에 선회류를 발생시켜서 진애 함유 공기의 원심 분리를 행함과 동시에 분리된 진애의 축적을 행하면서, 일단 축적된 진애의 밀도를 최대한 크게 하여 대량의 진애를 포집할 수 있으며, 진애의 재유출을 막아서 확실하게 포집할 수 있다. 집진 장치(7)는 바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너(35)와, 흡입관(36)과 토출관(37) 사이를 분할하며 개구(39a)를 갖는 분리벽(39)과, 상기 컨테이너(35)와 대략 동심의 원통 형상을 가지는 필터부(41)와, 상기 필터부(41)보다 상기 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)측에 가까이 위치하며, 상기 컨테이너(35)의 상기 타방의 저부(35b)의 내면을 향해서 개방된 바닥을 구비하는 원통 형상을 가지며, 상기 컨테이너(35)의 내주면 및 상기 타방의 저부(35b)의 내면과의 사이에 간극(51, 52)을 형성하는 측벽(53)과 개구(54a)를 갖는 저벽(54)을 갖는 컵 부재(42)와, 상기 개구(54a)에 배치된 필터부(45)를 포함한다.

Description

집진 장치 및 진공 청소기{DUST COLLECTOR AND VACUUM CLEANER}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 일본특허출원 제2010-179583호(2010년 8월 10일 출원) 및 일본특허출원 제2010-169057호(2010년 7월 28일 출원)에 기초한 것으로, 그에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로서 포함된다.

본 발명의 실시형태는 집진 장치 및 전공 청소기에 관한 것이다.

종래, 원통 형상의 컨테이너와, 컨테이너의 측면에 배치되고 컨테이너의 내주연을 따른 선회류를 발생시키는 흡입관을 포함하는 원심 분리 방식에 기초한 진공 청소기가 알려져 있다. 일본특허공개 평09-155239호 공보를 참조한다. 이 원심 분리 방식에 기초한 진공 청소기는, 공기와 진애를 빨아들이고, 컨테이너 내에 발생하는 선회류에 의해 공기로부터 진애를 원심 분리하고, 분리된 진애를 컨테이너 내에 축적한다.

또한, 분리된 공기는 선회류의 와류(vortex) 중심부, 즉, 컨테이너의 중심부로부터 그 중심선을 따른 어느 한쪽 방향으로 배기된다.

종래의 진공 청소기, 특히 원통 형상의 컨테이너를 구비하고, 이 내부에 선회류를 발생시켜서 진애 함유 공기의 원심 분리를 행함과 동시에 분리된 진애의 축적을 행하는 진공 청소기는, 진애 함유 공기의 원심 분리를 행하는 부분(공간)과 진애의 축적을 행하는 부분(공간)을 명확하게 구획하는 부재를 구비하지 않고 있다. 이러한 종래의 진공 청소기는, 진애 함유 공기의 원심 분리를 행하는 부분에서 발생하는 선회류를 진애와 함께 진애의 축적을 행하는 부분으로 안내하고, 이 부분에서 선회류에 의해 진애를 서서히 덩어리화 하여 축적한다.

그렇지만, 선회류에 의해 진애를 덩어리화 할 경우, 덩어리화된 진애의 밀도를 높이는 것은 매우 곤란하다. 보다 구체적으로는, 밀집되지 못한 솜털 같은 진애를 형성할 수 있는데 지나지 않아, 진애의 축적을 행하는 부분(공간)에 대량의 진애를 축적하는 것이 곤란하다.

또한, 종래의 진공 청소기는, 진애 함유 공기의 원심 분리를 행하는 부분(공간)과 진애의 축적을 행하는 부분(공간)을 명확하게 구획하는 부재를 구비하고 있지 않기 때문에, 컨테이너 내에 발생하는 선회류에 의해 진애의 축적을 행하는 부분에 축적된 진애를, 진애 함유 공기의 원심 분리를 행하는 부분으로 역류시켜버릴 우려가 있다. 여기에서, 종래의 진공 청소기는, 다른 지름을 갖는 2개의 동심의 원통 형상부 및 단차부를 갖는 컨테이너와, 단차부에 간극을 두고서 배치된 경계판을 포함하고, 진애 함유 공기의 분리를 행하는 분리부가 진애의 축적을 행하는 집진실로부터 분리되어 있다.

이 종래의 진공 청소기는, 진애를 분리부로부터 집진실로 운반한 공기를 집진실로부터 분리부로 되돌리기 위해, 분리부와 집진실을 유체 소통가능하게(fluidically) 접속시키는 벤트 홀을 경계판에 갖는다. 이 벤트 홀을 거쳐 흐르는 공기는, 원통 형상의 컨테이너의 중심부를 통해 집진실로부터 분리부까지 직선적으로 흘러서 컨테이너 밖으로 배기된다. 이때, 벤트 홀을 거쳐 흐르는 공기는, 집진실로부터 분리부까지 입상의 질량이 작은 미세한 진애 입자를 역류시켜서 컨테이너 밖으로 유출시켜 버릴 우려가 있다. 컨테이너 밖으로 유출된 미세한 진애는 하류측의 필터를 막히게 한다.

이러한 사정을 감안하여, 본 발명은, 원통 형상의 컨테이너를 갖고, 이 컨테이너의 내부에 선회류를 발생시켜서 진애 함유 공기의 원심 분리를 행함과 동시에, 분리된 진애의 축적을 행하고, 일단 축적된 진애의 밀도를 최대한 크게 하여 대량의 진애를 포집하고, 확실한 진애 포집을 위해 진애의 재유출을 방지하는, 집진 장치 및 진공 청소기를 제안한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 집진 장치는 바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너와, 상기 컨테이너의 측벽에 접속되어 상기 컨테이너의 내주면을 따라 공기를 안내하는 흡입관과, 상기 흡입관보다 상기 컨테이너의 일방의 저부측에 가까우며 상기 컨테이너의 측벽에 접속되는 토출관과, 상기 흡입관과 상기 토출관 사이를 분할하며 상기 컨테이너와 대략 동심의 제1 개구를 갖는 분리벽과, 상기 컨테이너와 대략 동심의 원통 형상을 가지며, 상기 흡입관과 면하며, 상기 제1 개구에 배치된 제1 필터부와, 상기 제1 필터부보다 상기 컨테이너의 타방의 저부측에 가까이 위치하며, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면을 향해서 개방된 바닥을 구비하는 원통 형상을 가지며, 상기 컨테이너의 내주면과 상기 타방의 저부의 내면 사이에 간극을 형성하는 측벽과 제2 개구를 갖는 저벽을 갖는 컵(cup) 부재와, 상기 제2 개구에 배치된 제2 필터부를 포함한다.

상기 양태의 바람직한 실시형태에서는, 다음과 같은 형태가 제공될 수 있다.

상기 제1 필터부와 상기 제2 필터부 사이에 개재되며, 상기 컵 부재의 저벽과의 사이에 간극을 형성하는 원반을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 컨테이너의 내주면과 상기 컵 부재의 외주면 사이의 간극의 유로 단면적 S1과, 상기 컵 부재의 저벽과 상기 원반의 테두리 사이의 간극의 유로 단면적 S2는, 상기 유로 단면적 S1이 상기 유로 단면적 S2보다 큰 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

상기 원반은 상기 컨테이너의 중심선 방향에서 보았을 때 상기 제2 필터부를 덮는 것이 바람직하다.

상기 원반은 내주부로부터 외주부를 향해서 상기 컵 부재의 저벽에 접근하는 우산 형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 컨테이너의 내주면과 상기 컵 부재의 외주면 사이의 간극의 상기 유로 단면적 S1과, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면과 상기 컵 부재의 개방 단부 사이의 간극의 유로 단면적 S3은, 상기 유로 단면적 S3가 상기 유로 단면적 S1보다 큰 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태에서는, 진공 청소기는 진공 청소기 본체와, 상기 진공 청소기 본체에 착탈가능하게 결합되는 집진 장치를 포함하며, 상기 집진 장치는, 바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너와, 상기 컨테이너의 측벽에 접속되어 상기 컨테이너의 내주면을 따라 공기를 안내하는 흡입관과, 상기 흡입관보다 상기 컨테이너의 일방의 저부측에 가까우며 상기 컨테이너의 측벽에 접속되는 토출관과, 상기 흡입관과 상기 토출관 사이를 분할하며 상기 컨테이너와 대략 동심의 제1 개구를 갖는 분리벽과, 상기 컨테이너와 대략 동심의 원통 형상을 가지며, 상기 흡입관과 면하며, 상기 제1 개구에 배치된 제1 필터부와, 상기 제1 필터부보다 상기 컨테이너의 타방의 저부측에 가까이 위치하며, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면을 향해서 개방된 바닥을 구비하는 원통 형상을 가지며, 상기 컨테이너의 내주면과 상기 타방의 저부의 내면 사이에 간극을 형성하는 측벽과 제2 개구를 갖는 저벽을 갖는 컵(cup) 부재와, 상기 제2 개구에 배치된 제2 필터부를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 진공 청소기의 외관을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 단면도.

본 발명에 따른 집진 장치 및 진공 청소기의 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

[제1 실시형태]

본 발명에 따른 집진 장치 및 진공 청소기의 실시형태에 대해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 진공 청소기의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 진공 청소기(1)는, 소위 캐니스터형의 진공 청소기이다. 진공 청소기(1)는, 피청소면 위를 주행가능한 진공 청소기 본체(2)와, 진공 청소기 본체(2)에 착탈가능한 방식으로 결합가능한 관부(3)를 포함한다.

진공 청소기 본체(2)는, 본체 케이스(5)와, 본체 케이스(5)의 양측에 각각 위치되는 한 쌍의 차륜(6)과, 본체 케이스(5)에 착탈가능하게 결합된 집진 장치(7)와, 집진 장치(7)에 유체 소통가능하게 접속되는 전동 팬(8)과, 전동 팬(8)의 구동을 제어하는 본체 제어부(9)와, 전동 팬(8)에 전력을 공급하는 전원 코드(11)를 포함한다.

본체 케이스(5)는 집진 장치(7)에 접속가능한 접속구(12)를 갖는다. 접속구(12)는 진공 청소기 본체(2)의 유체 입구이다.

차륜(6)은 직경이 큰 주행륜이다.

집진 장치(7)는, 전동 팬(8)의 운전에 의해 발생되는 부압을 이용하여 진공 청소기(1)가 빨아들이는 진애를 포함한 공기(진애 함유 공기)로부터 진애를 분리하고 포집한다.

본체 제어부(9)는, 미리 설정된 복수의 운전 모드를 갖는다. 또한, 본체 제어부(9)는, 관부(3)로부터 조작 신호를 읽어내고, 미리 설정된 복수의 운전 모드 중에서 그 읽어낸 조작 신호에 대응하는 운전 모드를 택일적으로 선택하고, 그 선택된 운전 모드에 따라 전동 팬(8)을 구동시킨다. 각각의 운전 모드는, 관부(3)로부터 읽어내는 조작 신호에 관련지어지는 서로 다른 입력값(전동 팬(8)의 입력값)을 갖는다.

전원 코드(11)는 그 자유 단부에 플러그(14)가 형성되어 있다.

관부(3)는, 전동 팬(8)의 운전에 의해 생성되는 진공 청소기 본체(2) 내부로부터 작용하는 부압을 이용하여, 피청소면으로부터 진애 함유 공기를 빨아들이고 그 진애 함유 공기를 진공 청소기 본체(2)로 안내한다. 관부(3)는, 진공 청소기 본체(2)의 접속구(12)에 착탈가능한 방식으로 결합가능한 이음부로서의 접속관(19)과, 접속관(19)에 유체 소통가능하게 접속되는 집진 호스(21)와, 집진 호스(21)에 유체 소통가능하게 접속되는 손잡이 조작관(22)과, 손잡이 조작관(22)으로부터 돌출하는 파지부(23)와, 파지부(23)에 위치되는 조작부(24)와, 손잡이 조작관(22)에 착탈가능한 방식으로 결합가능한 연장관(25)과, 연장관(25)에 착탈가능한 방식으로 결합가능한 흡입구체(26)를 포함한다.

접속관(19)은, 접속구(12)를 거쳐서 집진 장치(7)에 유체 소통가능하게 접속된다.

집진 호스(21)는, 길고 가요성을 가지며 연장된 대략 원통 형상의 호스이다. 집진 호스(21)의 일방의 단부(여기서는, 그 후방의 단부)는 접속관(19)에 접속된다. 집진 호스(21)는 접속관(19)을 거쳐서 집진 장치(7)에 연통하도록 접속된다.

손잡이 조작관(22)은, 집진 호스(21)와 연장관(25) 사이에 개재된다. 손잡이 조작관(22)의 일방의 단부(여기서는, 그 후방의 단부)는, 집진 호스(21)의 타방의 단부(여기서는, 그 전방의 단부)에 접속된다. 손잡이 조작관(22)은, 접속관(19) 및 집진 호스(21)를 거쳐서 집진 장치(7)에 유체 소통가능하게 접속된다.

파지부(23)는, 진공 청소기(1)를 조작하기 위해 사용자가 손으로 파지하는 부분이다. 파지부(23)는, 사용자가 손으로 용이하게 파지할 수 있도록 손에 맞는 적절한 형상을 가지며, 손잡이 조작관(22)으로부터 돌출한다.

조작부(24)는, 각각의 운전 모드에 대응하는 스위치를 갖는다. 구체적으로는, 조작부(24)는, 사용자로부터 전동 팬(8)의 운전 정지 신호를 받는 정지 스위치(24a)와, 전동 팬(8)의 운전 개시 신호를 받아들이는 기동 스위치(24b)를 갖는다. 조작부(24)는, 기동 스위치(24b) 대신에, 저 출력 운전 스위치(도시 하지 않음), 중간 출력 운전 스위치(도시하지 않음) 및 고 출력 운전 스위치(도시하지 않음)를 별개로 포함하고 있어도 된다. 진공 청소기(1)의 사용자는, 조작부(24)를 조작해서 전동 팬(8)의 운전 모드를 택일적으로 선택한다.

연장관(25)은, 신축가능하며 기다란 대략 원통 형상의 관이다. 연장관(25)은, 복수의 원통 형상체를 적층하여 이루어지는 텔레스코픽 구조를 갖는다. 연장관(25)의 일방의 단부(여기서는, 그 후방의 단부)는, 손잡이 조작관(22)의 타방의 단부(여기서는, 그 전방의 단부)에 착탈가능한 방식으로 결합된다. 연장관(25)은, 접속관(19), 손잡이 조작관(22) 및 집진 호스(21)를 거쳐서 집진 장치(7)에 유체 소통가능하게 접속된다.

흡입구체(26)는, 연장관(25)의 타방의 단부(여기서는, 그 전방의 단부)에 착탈가능한 방식으로 결합된다. 또한, 흡입구체(26)는, 나무 바닥과 카페트 등의 피청소면 상을 주행가능 또는 활주가능하다. 또한, 흡입구체(26)는, 주행 상태 또는 활주 상태에서 피청소면에 면하는 그 저면에 흡입구(28)를 갖는다. 또한, 흡입구체(26)는, 흡입구(28)에 위치하며 회전가능한 회전 청소체(29)와, 회전 청소체(29)를 회전구동하는 모터(31)를 갖는다. 흡입구체(26)는, 연장관(25), 손잡이 조작관(22), 집진 호스(21) 및 접속관(19)을 거쳐서 집진 장치(7)에 유체 소통가능하게 접속된다.

진공 청소기(1)는, 기동 스위치(24b)가 운전 개시 신호를 받으면 전동 팬(8)의 운전을 시작하여 진공 청소기 본체(2) 내부에 부압(흡입 부압)을 발생시킨다. 이 부압은, 접속구(12)로부터 집진 호스(21)와 손잡이 조작관(22)과 연장관(25)을 거쳐 통과하고 흡입구체(26)의 흡입구(28)에 작용한다. 흡입구(28)에 작용하는 부압에 의해, 진공 청소기(1)는 피청소면의 진애를 공기와 함께 흡입구(28)를 통해 빨아들여서 피청소면을 청소한다. 진공 청소기(1)는, 흡입구(28)로 빨아들인 진애 함유 공기를 공기와 진애로 분리하는 집진 장치(7)로 안내한다. 진공 청소기(1)는, 진애 함유 공기로부터 분리한 진애를 집진 장치(7)에 포집하고 축적한다. 한편, 진공 청소기(1)는, 진애 함유 공기로부터 분리한 공기를 집진 장치(7)로부터 전동 팬(8)으로 안내하고, 공기는 이 전동 팬을 거쳐 진공 청소기 본체(2)로부터 배기된다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 집진 장치(7)는 컨테이너(35)와, 흡입관(36)과, 토출관(37)과, 분리벽(39)과, 여과부(41)(제1 필터부)와, 컵 부재(42)와, 기둥 형상 부재(43)와, 여과부(45)(제2 필터부)와, 주름진(pleated) 필터부(48)를 포함한다.

또한, 진공 청소기 본체(2)에 설치된 집진 장치(7)는, 원통 형상의 컨테이너(35)의 중심선 C이 수직 방향으로 배치되도록 배향되어 있지만, 수평 방향으로 배치되어도 되고, 임의의 각도로 기울어져 있어도 된다.

컨테이너(35)는, 바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너이며, 일방의 저부(35a)와 분리벽(39)이 협동해서 구획하는 배기 풍로(55)와, 타방의 저부(35b)와 컵 부재(42)가 협동해서 구획하는 집진실(56)과, 분리벽(39)과 컵 부재(42)가 협동해서 구획하는 분리부(57)를 포함한다. 컨테이너(35)는, 집진실(56)을 형성하는 타방의 저부(35b)에 위치된 개폐 가능한 뚜껑(58)을 갖는다. 뚜껑(58)은, 집진실(56)을 개폐하는 도어이다. 힌지 기구(61)는, 컨테이너(35)의 측벽(35c)에 위치되며 집진실(56)을 개폐 가능하게 축 지지한다. 컨테이너(35)의 뚜껑(58)을 개방하면, 집진실(56)에 축적된 진애를 컨테이너(35) 밖으로 폐기할 수 있다.

흡입관(36)은, 컨테이너(35)의 측벽(35c)에 접속되며 컨테이너(35)의 내주면을 따라 공기를 안내하는 입구관이다. 흡입관(36)은, 진공 청소기 본체(2)의 접속구(12)와 컨테이너(35) 내부의 분리부(57)를 유체 소통가능하게 접속한다. 흡입관(36)은, 컨테이너(35)의 중심선 C 둘레의 동심원의 접선 방향을 향하는 유로를 갖는다. 전동 팬(8)이 구동되어 컨테이너(35)에 부압이 작용하면 컨테이너(35) 내에 선회류 F가 발생한다.

토출관(37)은, 흡입관(36)보다 일방의 저부(35a) 가까이에 위치되며 컨테이너(35)에 접속된 출구관이다. 토출관(37)은, 컨테이너(35) 내의 배기 풍로(55)와 전동 팬(8)의 흡입구(도시하지 않음)를 유체 소통가능하게 접속한다.

또한, 흡입관(36), 토출관(37) 및 측벽(35c)은 컨테이너(35)와 일체로 성형된다.

분리벽(39)은, 흡입관(36)과 토출관(37) 사이를 분리하는 벽이며, 컨테이너(35)와 대략 동심의 개구(39a)(제1 개구)를 갖는다. 분리벽(39)은, 컨테이너(35)에 의해 보유되며, 분리부(57)로 유입하는 진애 함유 공기가 선회류 F를 발생시키는 것을 방지하며, 양쪽 공간을 구획함으로써 진애 함유 공기가 직접적으로 배기 풍로(55)에 유입하는 것을 방지한다. 개구(39a)는, 컨테이너(35)의 중심선 C에 직교하는 면을 개구하는 원형의 개구이며, 분리벽(39)의 대략 중심에 위치된다. 또한, 분리벽(39)은 컨테이너(35)의 중심선 C을 따라 분리부(57) 내에서 연장하는 내측 원통(62)을 갖는다. 내측 원통(62)은 컨테이너(35) 내부에 컵 부재(42)를 보유한다. 내측 원통(62)은, 격자형의 측면을 갖고, 원통 내외의 공간을 유체 소통가능하게 접속하는 대형의 개구(62a)를 갖는다.

여과부(41)는, 컨테이너(35) 내부(보다 상세하게는, 분리부(57)의 내부)에 위치되며, 컨테이너(35)와 대략 동심의 원통 형상을 갖는 메쉬 형상의 필터이다. 여과부(41)는 흡입관(36)과 면하는 개구(39a)에 위치된다. 보다 상세하게는, 여과부(41)는, 격자형의 내측 원통(62)의 측벽을 둘러싸도록 원통 형상을 보유한다. 전동 팬(8)의 구동 개시 직후 및 전동 팬(8)의 구동 정지 직후 등 분리부(57) 내부에 선회류 F가 충분하게 발달되어 있지 않은 기간에 있어서 뿐만 아니라, 선회류 F가 발달한 후에도 당연하게, 여과부(41)는 분리부(57)로부터 배기 풍로(55)로 진애가 흘러들어 오는 것을 방지한다.

컵 부재(42)는, 컨테이너(35) 내에서 여과부(41)보다 타방의 저부(35b)에 가까이 위치된다. 컵 부재(42)는, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)의 내면을 향해서 개방하는 바닥을 구비하는 원통 형상을 갖는다. 컵 부재(42)는 컨테이너(35)의 내주면과 타방의 저부(35b)의 내면 사이에 간극(51, 52)을 갖는 측벽(53)과, 개구(54a)(제2 개구)를 갖는 저벽(54)을 포함한다. 컵 부재(42)의 내부는, 컨테이너(35)의 저부(35b)(즉, 뚜껑(58))와 함께 집진실(56)을 형성한다. 컵 부재(42)는, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)(즉, 뚜껑(58))를 향해서 확대 개방하는 내주면을 갖는다.

또한 컵 부재(42)는, 컨테이너(35)와 당해 컵 부재(42) 사이의 간극(51, 52)을 통해 분리부(57)와 집진실(56)을 유체 소통가능하게 접속한다. 간극(51)은, 컨테이너(35)의 내주면 및 컵 부재(42)의 외주면의 전체 면에 걸쳐 형성된다. 한편, 컵 부재(42)의 개구(54a)는, 간극(51)보다 컨테이너(35)의 중심선 C에 보다 가까이 위치되는 개구이다. 개구(54a)는 집진실(56)과 분리부(57)를 유체 소통가능하게 접속한다. 간극(51, 52) 및 개구(54a)는, 분리부(57)와 집진실(56)을 유체 소통가능하게 접속한다. 간극(51, 52)은, 분리부(57)에서 발생한 선회류 F를 진애와 함께 집진실(56)로 안내한다. 한편, 개구(54a)는 집진실(56) 안으로 안내된 선회류 F를 분리부(57)로 되돌린다.

기둥 형상 부재(43)는, 집진실(56) 내에서 컵 부재(42)의 저벽(54)으로부터 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)(즉, 뚜껑(58))까지 컨테이너(35)의 중심선 C을 따라 연장되는 중공의 원형 실린더이다. 기둥 형상 부재(43)는, 뚜껑(58)에 접촉하여 중공부와 집진실(56) 사이의 공기의 유통을 차단한다. 기둥 형상 부재(43)는 내측 원통(62)과 함께 일체로 성형된 것이어도 되고, 그 중공부가 내측 원통(62)의 내부에 유체 소통가능하게 접속되어 있어도 된다.

여과부(45)는, 컵 부재(42)의 개구(54a)에 위치된 메쉬 형상의 필터이다. 여과부(45)는, 집진실(56)로 흘러들어 온 실 보푸라기나 솜 먼지 등의 섬유질의 진애가 분리부(57)로 되돌아오는 것을 방지할 수 있을 정도로 눈이 거친 것이면 된다.

주름진 필터부(48)는, 분리벽(39)의 개구(39a)와 토출관(37) 사이의 유로 (즉, 배기 풍로(55))에 배치된다. 주름진 필터부(48)는, 전동 팬(8)의 구동 개시 직후 및 전동 팬(8)의 구동 정지 직후 등 분리부(57)에서 선회류 F가 충분하게 발달되어 있지 않은 기간 중에, 여과부(41)를 투과가능한 미세한 진애 입자를 포착하여, 이 미세 진애가 전동 팬(8)에 빨려들어가는 것을 방지한다.

또한, 개구(54a)는, 컨테이너(35)의 중심과 동심이고 동일한 간극으로 위치되는 복수의 개구를 포함하는 개구군이어도 된다. 또한 개구(54a)는, 여과부(45)를 구비하지 않고, 그 대신에 집진실(56)로 흘러들어온 실 보푸라기나 솜 먼지 등의 섬유질의 진애가 분리부(57)로 되돌아오지 않을 정도로 적절히 작은 지름(예를 들면, 지름 5㎜ 이하)을 갖는 복수의 개구를 포함하는 개구군(여과부)이어도 된다.

또한 간극(51) 및 개구(54a)는 컨테이너(35)의 중심 주변 전체 둘레에 걸쳐서 환상인 것으로 한정되지 않는다. 구체적으로는, 간극(51)은, 컨테이너(35)의 내주를 따른 아크 형상으로 형성되어도 된다. 또한 개구(54a)는, 간극(51)보다 컨테이너(35)의 중심에 보다 가까이 위치되고 그 둘레의 일부가 아크 형상으로 개방된 것이어도 된다.

이렇게 구성된 집진 장치(7)는, 전동 팬(8)을 구동시키면 토출관(37)을 거쳐서 배기 풍로(55) 내부에 부압이 작용한다. 배기 풍로(55)의 부압은, 개구(39a)를 거쳐 분리부(57)에 작용한다. 또한, 분리부(57)의 부압은, 흡입관(36)을 거쳐 관부(3)에 작용한다. 그러면, 관부(3)에 빨아들여진 진애 함유 공기는, 관부(3)로부터 다시 집진 장치(7)로의 동일한 경로를 따른다.

집진 장치(7)에 흘러들어온 진애 함유 공기는, 흡입관(36)으로부터 컨테이너(35)의 내주면을 따라 흐르고, 분리부(57)에 선회류 F를 발생시킨다. 선회류 F는 진애 함유 공기로부터 진애를 원심 분리한다. 분리된 공기의 일부는, 선회류 F의 와류 중심 근방에 위치되는 여과부(41)와 개구(39a)를 경과해서 배기 풍로(55)에 도달한다(도 2의 화살표 Fr). 분리된 공기의 잔부 및 분리된 진애는, 컨테이너(35)의 내주면을 따라 선회하면서, 간극(51, 52)을 경과하여 집진실(56)에 흘러들어온다.

집진실(56)에 흘러들어온 진애는, 컵 부재(42) 내부를 선회하는 동안에 뭉쳐지고, 기둥 형상 부재(43)의 주위를 둘러싸도록 축적된다. 한편, 집진실(56)에 흘러들어온 공기는, 컵 부재(42)의 개구(54a)를 경과하여 집진실(56)로부터 분리부(57)로 되돌아온다. 이때, 컵 부재(42) 내부로부터 개구(54a)를 거쳐 분리부(57)로 유출되는 공기 흐름 Fc은, 컵 부재(42)의 저벽(54) 또는 여과 부재(45)에 대해 기둥 형상 부재(43)를 둘러싸도록 해서 축적된 진애를 압착한다.

이러한 공기 흐름을 생성하는 집진 장치(7)는, 집진실(56)로부터 분리부(57)로 되돌아오는 공기의 공기 흐름 Fc을 이용하여, 집진실(56)(환언하면, 컵 부재(42) 내부의 공간)에 축적된 진애를 컵 부재(42)의 저벽(54) 또는 여과 부재(45)에 대해 압착하여 고착시켜서, 진애 밀도를 높이고 체적을 작게 하고, 따라서 집진실(56)에 대량의 진애를 축적한다.

또한, 집진 장치(7)는, 섬유질의 진애가 컵 부재(42)의 내부에 축적되므로, 선회류 F에 의해 섬유질의 진애가 분리부(57)로 되돌아가는 것을 확실하게 방지한다.

또한, 집진 장치(7)는, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)(즉, 뚜껑(58))를 향해서 컵 부재(42) 내주면이 확대 개방하도록 구성된다. 그러므로, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)를 아래쪽으로 배향하면, 집진실(56) 내부의 진애가 뚜껑(58)으로 용이하게 이동한다. 뚜껑(58)을 개방할 때, 진애를 컨테이너(35) 밖으로 폐기하기가 용이하다.

[제2 실시형태]

본 발명에 따른 집진 장치 및 진공 청소기의 제2 실시형태에 대해 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

또한, 제2 실시형태에 따른 집진 장치(7A)에 있어서 제1 실시형태의 집진 장치(7)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호나 문자를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 사시 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 집진 장치를 나타내는 단면도이다.

도 6 내지 도 9에 도시하는 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 집진 장치(7A)는, 제1 실시형태의 집진 장치(7)와는 달리, 진공 청소기(1)의 본체 케이스(5)에 착탈가능한 방식으로 설치된다.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 집진 장치(7A)는, 컨테이너(35)와, 흡입관(36)과, 토출관(37)과, 분리벽(39A)과, 여과부(41)(제1 필터부)와, 컵 부재(42)와, 기둥 형상 부재(43)와, 여과부(45)(제2 필터부)와, 원반(46)과, 주름진 필터부(48)를 포함한다.

또한, 진공 청소기 본체(2)에 설치된 집진 장치(7A)는, 원통 형상의 컨테이너(35)의 중심선 C가 수직 방향으로 배치되어도 되고, 수평 방향으로 배치되어도 되고, 또는 임의의 각도로 기울어져도 되도록 배향된다.

분리벽(39A)은, 흡입관(36)과 토출관(37) 사이를 분리하는 벽이며, 컨테이너(35)와 대략 동심의 개구(39a)(제1 개구)를 갖는다. 분리벽(39A)은, 컨테이너(35)에 보유되어서, 분리부(57)에 유입하는 진애 함유 공기가 선회류 F를 발생시키지 않기 위해, 그리고 진애 함유 공기가 직접적으로 배기 풍로(55)에 유입하는 것을 방지하기 위해 분리부(57)와 배기 풍로(55)를 구획한다. 개구(39a)는, 컨테이너(35)의 중심선 C에 직교하는 면을 개방하는 원형의 개구이며, 분리벽(39A)의 대략 중심에 위치된다. 또한 분리벽(39A)은, 컨테이너(35)의 중심선 C를 따라 분리부(57) 내부에서 연장되는 내측 원통(62A)을 갖는다. 내측 원통(62A)은, 컨테이너(35) 내부에 컵 부재(42) 및 원반(46)을 보유한다. 내측 원통(62A)은, 격자형의 측면을 갖고, 원통 내외의 공간을 유체 소통가능하게 접속하는 대형의 개구(62a)를 갖는다.

원반(46)은, 여과부(41)와 여과부(45) 사이에 개재되며, 당해 원반(46)과 컵 부재(42)의 저벽(54) 사이에 간극을 형성한다. 또한 원반(46)은, 내주부로부터 외주부를 향해서 컵 부재(42)의 저벽(54)으로 접근하는 우산 형상으로 형성된다. 원반(46)은, 컨테이너(35)의 중심선 C의 방향에서 볼 때, 적어도 여과부(41)의 일부에 겹치고, 여과부(45)를 덮을 정도로 큰 것이 바람직하다.

여기서, S1을 컨테이너(35)의 내주면과 컵 부재(42)의 외주면 사이의 간극(51)에 있어서의 유로 단면적으로서 규정하고, S2를 컵 부재(42)의 저벽(54)과 원반(46)의 테두리 사이의 간극(63)에 있어서의 유로 단면적으로서 규정한다. 그러면, 유로 단면적 S1과 유로 단면적 S2 사이의 관계는 S1이 S2보다 큰 관계에 있다.

여기서, S3을 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)의 내면과 컵 부재(42)의 개방 단부 사이의 간극(52)에 있어서의 유로 단면적으로서 규정한다. 그러면, 유로 단면적 S3과 유로 단면적 S1 사이의 관계는 S3이 S1보다 큰 관계에 있다.

즉, 집진 장치(7A)는, 분리부(57)로부터 집진실(56)을 경과해서 다시 분리부(57)로 돌아가는 공기의 경로에 있어서 보다 하류로 갈수록 유로 단면적이 작아져서(유로 단면적 S3 > 유로 단면적 S1 > 유로 단면적 S2), 집진실(56)로 흘러들어오는 선회류 F의 유속을 급격하게 저감시키도록 구성된다.

이렇게 구성된 집진 장치(7A)에서는, 전동 팬(8)을 구동시키면, 토출관(37)을 거쳐 배기 풍로(55) 내부에 부압이 작용한다. 배기 풍로(55)의 부압은, 개구(39a)를 거쳐 분리부(57)에 작용한다. 또한, 분리부(57)의 부압은, 흡입관(36)을 거쳐 관부(3)에 작용한다. 그러면, 관부(3)로 빨아들여진 진애 함유 공기는, 다시 관부(3)로부터 집진 장치(7A)로의 동일한 경로를 따른다.

집진 장치(7A)로 흘러들어온 진애 함유 공기는, 흡입관(36)으로부터 컨테이너(35)의 내주면을 따라 흐르고, 분리부(57)에 선회류 F를 발생시킨다. 이 선회류 F는, 진애 함유 공기로부터 진애를 원심 분리한다. 분리된 공기의 일부는, 선회류 F의 와류 중심의 근방에 위치된 여과부(41) 및 개구(39a)를 경과해서 배기 풍로(55)에 도달한다(도 6의 실선 화살표 Fr). 분리된 공기의 잔부 및 분리된 진애는, 컨테이너 35의 내주면을 선회하면서 간극(51, 52)을 통과해서 집진실(56)에 흘러들어온다.

집진실(56)로 흘러들어오는 진애는, 섬유질의 진애 뿐만 아니라, 개구(54a) 및 여과부(45)를 투과가능한 미세한 진애 입자를 포함하고 있다. 섬유질의 진애는, 컵 부재(42) 내부를 선회하는 사이에 뭉쳐지고, 기둥 형상 부재(43)를 둘러싸도록 해서 축적된다.

한편, 집진실(56)로 흘러들어오는 공기는, 컵 부재(42)의 개구(54a)를 거쳐 집진실(56)로부터 분리부(57)로 되돌아오려 한다. 그러나, 컵 부재(42) 내부로부터 개구(54a)를 거쳐 유출되는 공기는, 집진실(56)과 분리부(57) 사이에 위치되는 원반(46)에 의해 가로막혀 있기 때문에 유속이 저하된다. 또한 이 공기의 일부는 분리부(57)로 되돌아오지만, 다른 부분은 간극(51)을 흐르는 선회류 F에 합류해서 집진실(56)로 흐르는 환류 Fc를 발생시킨다.

이러한 공기 흐름을 생성하는 집진 장치(7A)는, 집진실(56)로부터 분리부(57)로 되돌아오는 공기의 유속을 저하시키고, 또한 이 공기의 일부를 집진실(56)로 환류시킨다. 이렇게 하여, 여과부(45)에 의해서는 포착할 수 없는 미세 진애는 집진실(56)에 머무르며, 분리부(57)로 돌아오기가 어렵다. 따라서, 주름진 필터부(48)에 미세 진애가 도달하는 것을 방지한다.

또한 집진 장치(7A)는, 섬유질의 진애를 컵 부재(42)의 내부에 축적하므로, 선회류 F와 환류 Fc에 의해 섬유질의 진애가 분리부(57)로 역류하는 것을 확실하게 방지한다.

또한, 집진 장치(7A)는, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)(즉, 뚜껑(58))을 향해서 컵 부재(42)의 내주면이 확대 개방되도록 구성되어 있다. 따라서, 컨테이너(35)의 타방의 저부(35b)를 아래쪽으로 배향하면, 집진실(56) 내부의 진애가 뚜껑(58)측으로 용이하게 이동한다. 뚜껑(58)을 개방하면, 진애를 컨테이너(35) 밖으로 폐기하기가 용이하다.

따라서, 본 실시형태에 따른 진공 청소기(1) 및 집진 장치(7, 7A)는, 원통 형상의 컨테이너(35)를 갖고, 그 컨테이너의 내부에 선회류 F를 발생시켜서 진애 함유 공기의 원심 분리를 행함과 동시에 분리된 진애의 축적을 행하면서, 일단 축적된 진애의 밀도를 최대한 크게 하여 대량의 진애를 포집할 수 있으며, 진애의 재유출을 막아서 확실하게 포집할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 진공 청소기(1)는, 캐니스터형의 것으로 한정되지 않으며, 직립(upright)형, 스틱형 또는 핸디형 등이어도 된다.

본 발명의 몇 개의 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않고 있다. 실제로, 이들 신규한 실시형태는, 그 밖의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 첨부하는 특허청구범위 및 그 균등물은 본 발명의 범위 및 요지에 포함되는 이들 실시형태나 그 변형을 포함하려는 것이다.

Claims

집진 장치로서,
바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너와,
상기 컨테이너의 측벽에 접속되어 상기 컨테이너의 내주면을 따라 공기를 안내하는 흡입관과,
상기 흡입관보다 상기 컨테이너의 일방의 저부측에 가까우며 상기 컨테이너의 측벽에 접속되는 토출관과,
상기 흡입관과 상기 토출관 사이를 분할하며 상기 컨테이너와 동심의 제1 개구를 갖는 분리벽과,
상기 컨테이너와 동심의 원통 형상을 가지며, 상기 흡입관과 면하며, 상기 제1 개구에 배치된 제1 필터부와,
상기 제1 필터부보다 상기 컨테이너의 타방의 저부측에 가까이 위치하며, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면을 향해서 개방된 바닥을 구비하는 원통 형상을 가지며, 상기 컨테이너의 내주면과 상기 타방의 저부의 내면 사이에 간극을 형성하는 측벽과 제2 개구를 갖는 저벽을 갖는 컵(cup) 부재와,
상기 제2 개구에 배치된 제2 필터부와,
상기 타방의 저부와 상기 컵 부재가 협동해서 구획하는 집진실과,
상기 분리벽과 상기 컵 부재가 협동해서 구획하는 분리부를 포함하고,
상기 제2 개구는 상기 집진실과 상기 분리부를 유체 소통가능하게 접속하는, 집진 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 필터부와 상기 제2 필터부 사이에 개재되며, 상기 컵 부재의 저벽과의 사이에 간극을 형성하는 원반을 더 포함하는, 집진 장치.
제2항에 있어서,
상기 컨테이너의 내주면과 상기 컵 부재의 외주면 사이의 간극의 유로(flow passage) 단면적 S1과, 상기 컵 부재의 저벽과 상기 원반의 테두리 사이의 간극의 유로 단면적 S2는, 상기 유로 단면적 S1이 상기 유로 단면적 S2보다 큰 관계를 충족시키는, 집진 장치.
제2항에 있어서,
상기 원반은 상기 컨테이너의 중심선 방향에서 보았을 때 상기 제2 필터부를 덮는, 집진 장치.
제2항에 있어서,
상기 원반은 내주부로부터 외주부를 향해서 상기 컵 부재의 저벽에 접근하는 우산 형상을 갖는, 집진 장치.
제2항에 있어서,
상기 컨테이너의 내주면과 상기 컵 부재의 외주면 사이의 간극의 유로 단면적 S1과, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면과 상기 컵 부재의 개방 단부 사이의 간극의 유로 단면적 S3은, 상기 유로 단면적 S3가 상기 유로 단면적 S1보다 큰 관계를 충족시키는, 집진 장치.
제1항에 있어서,
상기 컵 부재는 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부를 향해서 확대 개방되는 내주면을 갖는, 집진 장치.
진공 청소기로서,
진공 청소기 본체와,
상기 진공 청소기 본체에 착탈가능하게 결합되는 집진 장치를 포함하며,
상기 집진 장치는,
바닥을 구비하는 원통 형상의 컨테이너와,
상기 컨테이너의 측벽에 접속되어 상기 컨테이너의 내주면을 따라 공기를 안내하는 흡입관과,
상기 흡입관보다 상기 컨테이너의 일방의 저부측에 가까우며 상기 컨테이너의 측벽에 접속되는 토출관과,
상기 흡입관과 상기 토출관 사이를 분할하며 상기 컨테이너와 동심의 제1 개구를 갖는 분리벽과,
상기 컨테이너와 동심의 원통 형상을 가지며, 상기 흡입관과 면하며, 상기 제1 개구에 배치된 제1 필터부와,
상기 제1 필터부보다 상기 컨테이너의 타방의 저부측에 가까이 위치하며, 상기 컨테이너의 상기 타방의 저부의 내면을 향해서 개방된 바닥을 구비하는 원통 형상을 가지며, 상기 컨테이너의 내주면과 상기 타방의 저부의 내면 사이에 간극을 형성하는 측벽과 제2 개구를 갖는 저벽을 갖는 컵(cup) 부재와,
상기 제2 개구에 배치된 제2 필터부와,
상기 타방의 저부와 상기 컵 부재가 협동해서 구획하는 집진실과,
상기 분리벽과 상기 컵 부재가 협동해서 구획하는 분리부를 포함하고,
상기 제2 개구는 상기 집진실과 상기 분리부를 유체 소통가능하게 접속하는, 진공 청소기.