KR101472784B1 - 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 청소기 본체에 설치되어 흡입구체로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리한 후 배출하고, 공기와 분리된 먼지를 수거하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 있어서, 상기 흡입구체로부터 유입된 공기에 포함된 큰 먼지를 분리하기 위한 1차 사이클론부와, 상기 1차 사이클론부 내측에 배치되고 상광하협으로 형성된 2차 사이클론부를 구비한 먼지분리부; 상기 먼지분리부의 하측에 분리 가능하게 결합되며, 상기 1차 사이클론부에서 배출되는 큰 먼지를 수거하기 위한 제1 먼지수거실과, 상기 제1 먼지수거실 내에 배치되며 상기 2차 사이클론부에서 배출되는 미세먼지를 수거하기 위한 제2 먼지수거실을 구비한 먼지수거부;를 포함하며, 상기 제1 먼지수거실은 제2 먼지수거실보다 상대적으로 큰 용적을 갖는 것을 특징으로 한다.
청소기, 사이클론, 멀티, 2차 사이클론, 경사배치, 압력손실

Description

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치{Multi Cyclone Dust Collecting Apparatus for Vacuume Cleaner}
본 발명은 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것으로, 특히 진공청소기에 설치되어 진공청소기 내부로 유입된 공기로부터 먼지를 다단 분리하여 수거하고, 먼지와 분리된 공기를 배출하는 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
진공청소기는 흡입구조립체를 통해 피청소면의 먼지를 공기와 함께 흡입하고, 청소기 본체에 설치되는 집진장치를 통해 공기로부터 먼지를 분리하여 수거한다.
이러한 종래의 집진장치는 공기에 선회력을 부가함으로써 공기에 포함된 먼지가 원심력에 의해 먼지수거실로 수거되고, 먼지와 분리된 공기는 집진장치로부터 배출한다. 특히 이러한 집진장치는 집진장치로 유입된 공기로부터 미세먼지를 좀 더 효율적으로 분리하기 위해 다단계로 먼지를 필터링하기 위한 멀티 사이클론을 채택하였다.
본 발명은 집진장치의 전체적인 먼지수거효율을 증진시키고, 유지보수를 용이하게 행할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공한다.
본 발명은, 청소기 본체에 설치되어 흡입구체로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리한 후 배출하고, 공기와 분리된 먼지를 수거하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 있어서, 상기 흡입구체로부터 유입된 공기에 포함된 큰 먼지를 분리하기 위한 1차 사이클론부와, 상기 1차 사이클론부 내측에 배치되고 상광하협으로 형성된 2차 사이클론부를 구비한 먼지분리부; 상기 먼지분리부의 하측에 분리 가능하게 결합되며, 상기 1차 사이클론부에서 배출되는 큰 먼지를 수거하기 위한 제1 먼지수거실과, 상기 제1 먼지수거실 내에 배치되며 상기 2차 사이클론부에서 배출되는 미세먼지를 수거하기 위한 제2 먼지수거실을 구비한 먼지수거부;를 포함하며, 상기 제1 먼지수거실은 제2 먼지수거실보다 상대적으로 큰 용적을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치를 제공한다.
이 경우, 상기 2차 사이클론부는 원주방향으로 배치된 다수의 콘형 사이클론을 구비하며, 상기 다수의 콘형 사이클론은 하단이 각각 상기 2차 사이클론부의 중앙으로 모아지도록 경사지게 설정된다. 이에 따라 2차 사이클론부에 대응하는 제2 먼지수거실은 직경이 축소되고, 상대적으로 제1 먼지수거실은 수거용적이 증가되므로, 사용자는 먼지수거부에 수거된 먼지를 비우는 횟수를 줄일 수 있다.
더욱이, 상기 1차 사이클론부의 배출구와 상기 2차 사이클론부의 유입구가 동일하게 형성함으로써, 1차 및 2차 사이클론부를 연결하는 연결유로를 생략가능하여 연결유로에 의해 발생하는 압력손실을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 2차 사이클론부의 유입구는 상기 1차 사이클론부의 기류방향에 역방향으로 배치되며, 이는 큰 먼지가 2차 사이클론으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 2차 사이클론부는 상기 1차 사이클론부 내측에 분리 가능하게 배치된다. 이 경우, 상기 2차 사이클론부는 상기 2차 사이클론부로부터 배출되는 공기가 유입되는 다수의 배기관을 갖는 연결부재를 통해, 상기 1 사이클론부와 연결된다. 또한, 상기 다수의 배기관은 상기 다수의 콘형 사이클론 내측에 각각 동축으로 경사 배치된다.
상기 먼지수거부는 내측에 형성된 원통형 격벽에 의해 상기 제1 및 제2 먼지수거실로 구획되며, 상기 원통형 격벽은 상단이 상기 2차 사이클론부의 하단에 삽입됨에 따라, 상기 1차 및 2차 사이클론부가 상호 격리된다.
상기 1차 사이클론부는 일측에 접선방향으로 유입관을 일체로 형성하고 하부가 개방된 몸체; 및, 상기 몸체 상측에 일측이 연통 가능하게 배치되는 배출관;을 포함한다.
이 경우, 상기 2차 사이클론부는 상기 2차 사이클론부로부터 배출되는 공기가 유입되는 다수의 배기관을 갖는 연결부재를 통해 상기 1 사이클론부와 분리 가능하게 연결되고, 상기 연결부재는 상기 몸체 및 상기 배출관에 함께 분리 가능하 게 연결된다. 이에 따라 사용자는 적은 개수로 이루어진 먼지분리부의 조립 및 해체를 용이하게 행할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 있어서는, 2차 사이클론부의 하단을 중앙으로 모아 2차 사이클론부로부터 낙하하는 미세먼지를 수거하기 위한 제2 먼지수거실을 축소함에 따라, 상대적으로 1차 사이클론부에 의해 분리되는 큰 먼지를 수거하기 위한 제1 먼지수거실을 확장시킬 수 있으며, 이에 따라, 먼지수거부의 먼지 비우는 횟수를 줄일 수 있다.
또한, 1차 사이클론부의 배출구와 2차 사이클론부의 유입구를 공통적으로 사용함에 따라, 1차 사이클론부로부터 2차 사이클론부로 이어지는 연결유로를 생략함에 따라, 이러한 연결유로에 의해 발생하는 압력손실을 최소화하여 집진장치의 전체적인 먼지수거효율을 증진시킬 수 있다.
아울러, 집진장치의 전체 부품 개수를 최소화하여 조립 및 해체가 용이하고, 이에 따라 유지보수를 효율적으로 행할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 구성을 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 실시예의 멀티 사이클론 집진장치(100)는 흡입구조립체(미도시)를 통해 청소기 본체(미도시)로 유입된 공기로부터 큰 먼지 및 작은 먼지를 순차적으로 분리하는 먼지분리부(110)와, 먼지분리부(110)에서 분리된 큰 먼 지 및 작은 먼지를 수거하는 먼지수거부(150)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 먼지분리부(110)는 1차 사이클론부(120), 연결부재(130) 및 2차 사이클론부(140)를 포함한다.
1차 사이클론부(120)는 몸체(121), 유입관(123) 및 배출관(125)을 포함한다.
몸체(121)는 대략 원통형으로 이루어지며, 하부가 개방되고 상부에는 상판(121a)이 형성된다. 상판(121a)은 대략 중앙에 연결부재(130)를 통해 배출되는 공기가 몸체(121)로부터 빠져나가도록 배출구(121b)가 형성되고, 배출구(121b) 주변으로 관통구멍(121c,121d)이 형성된다. 또한, 상판(121a)은 저면에 연결부재(130)의 상부가 삽입되는 원통형 돌기(121e)가 형성된다.
유입관(123)은 흡입구체(미도시)와 몸체(121)를 연결하는 흡입유로 상에 배치되어, 몸체(121)의 상부 일측에 접선방향으로 배치된다. 유입관(123)의 일측에는 흡입구체(미도시)와 연통되는 유입구(123a)가 형성되고, 유입관(123)의 타측에는 몸체(121)와 연통되는 배출구(123b)가 형성된다. 이와 같은 유입관(123)은 몸체(121)의 상부 일측에 접선방향으로 배치됨에 따라, 원심력에 의해 몸체(121) 내부에서 공기로부터 큰 먼지(201)를 분리시킬 수 있도록, 몸체(121) 내부로 유입되는 먼지 및 공기에 선회력을 부가한다.
배출관(125)은 몸체(121)와 흡입모터(미도시)를 연결하는 배기유로 상에 배치되어, 몸체(121)의 배출구(121b)로부터 배출된 필터링 된 공기를 청소기 본체(미도시)의 흡입모터(미도시) 측으로 안내한다. 배출관(125)의 일측은 몸체(121)의 상판(121a)에 연결되고, 몸체(121)의 배출구(121b)와 연통되는 유입구(125a)가 형성 된다. 또한 배출관(125)의 타측은 흡입모터(미도시)와 연통되는 배출구(125b)가 형성된다. 이러한 배출관(125)은 일측의 일주변에 연장돌기(125c,125e)가 형성되며, 이 연장돌기(125c,125e)는 연결부재(130)의 연결돌기(133a,33b)의 상단을 연장돌기(125c,125e)에 체결하기 위한 체결나사(301,303)가 나사 결합되는 체결구멍(125d,125f)이 형성된다.
연결부재(130)는 2차 사이클론부(140)를 1차 사이클론부(120)의 내측에 설치하도록, 상판(121a)의 원통형 돌기(121e)에 삽입되는 대략 원통형상을 갖는다. 또한 연결부재(130)는 하측으로 원주방향을 따라 다수의 배기관(131)이 연장 형성된다. 이 다수의 배기관(131)은 하단이 연결부재(130)의 중심을 향하여 경사지게 배치된다. 더욱이 연결부재(130)는 상단에 상기 체결나사(301,303)가 각각 나사 결합되는 체결구멍(133c,133d)이 형성된 연결돌기(133a,133b)를 구비한다. 이러한 연결돌기(133a,133b)는 몸체(121)의 관통구멍(121c,121d)을 관통하여 배출관(125)의 연장돌기(125c,125e)에 삽입된다. 또한 연결부재(130)는 체결나사(305)를 통해 연결부재(130)의 하측에 2차 사이클론부(140)를 고정시킨다. 이 경우, 연결부재(130)는 중앙에 체결나사(305)가 나사 결합되는 체결구멍(135)이 형성된다. 아울러 연결부재(130)는 내측에 다수의 배기관(131)을 통해 다수의 콘형 사이클론(141)로부터 배출된 공기가 모이는 정체실(130a)이 형성된다.
2차 사이클론부(140)는 상단 중앙에 체결나사(305)가 나사 결합되는 체결구멍(140a)이 형성된다. 또한 2차 사이클론부(140)는 원주방향을 따라 배치되는 일체로 형성된 상광하협한 다수의 콘형 사이클론(141)을 구비한다. 다수의 콘형 사이클 론(141)은 하단이 2차 사이클론부(140)의 중심을 향해 모아지도록 소정 각도 경사진 상태로 배치된다. 이러한 다수의 콘형 사이클론(141)은, 체결나사(305)를 통해 연장부재(130)와 2차 사이클론부(140)를 상호 결합 시, 내측에 각각 연장부재(130)의 다수의 배기관(131)이 삽입된다. 이때, 다수의 콘형 사이클론(141)과 다수의 배기관(131)은 서로 동축으로 배치된다. 이와 같이 다수의 콘형 사이클론(141)의 하단이 중앙으로 모아짐에 따라, 미세먼지(203)를 수거하기 위한 먼지수거부(150)의 제2 먼지수거실(155)의 직경(D)이 축소되고, 상대적으로 제1 먼지수거실(151)은 확장된다. 따라서, 통상 청소 시 미세먼지(203)의 수거량 보다 큰 먼지(201)의 수거량이 더 많기 때문에, 큰 먼지(201)를 수거하기 위한 제1 먼지수거실(151)이 늘어나게 되면 종래에 비하여 먼지수거부(150)에 수거된 먼지의 배출횟수를 줄일 수 있다.
또한, 2차 사이클론부(140)는 다수의 콘형 사이클론(141)으로 1차 사이클론부(120)를 경유한 공기를 유입시키기 위한 유입구(143)를 형성하기 위한 다수의 가이드부(145)가 형성된다. 이 가이드부(145)는 1차 사이클론부(120)의 몸체(121) 내부의 기류 흐름에 대한 역방향을 따라 형성된다. 이에 따라 상기 1차 사이클론부(120)로 유입된 큰 먼지는 2차 사이클론부(140)의 유입구(143)로 직접 유입되지 않고, 원심력에 의해 먼지수거부(150)의 제1 먼지수거실(151)로 수거된다. 아울러, 2차 사이클론부(140)의 다수의 유입구(143)는 1차 사이클론부(120)로부터 배출되는 공기의 배출구 역할을 함께 수행하며, 이에 따라 1차 사이클론부(120)의 배출구와 2차 사이클론부(140)의 유입구(143)가 길어 짐에 따른 압력손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한 2차 사이클론부(140)는 하단(147)을 따라 먼지수거부(150)의 원통형 격벽(153)의 상단(153a)이 삽입되는 삽입홈(149)이 형성된다. 이와 같이 2차 사이클론부(140)의 삽입홈(149)에 원통형 격벽(153)의 상단(153a)이 삽입된 상태에서 1차 및 2차 사이클론부(120,140)에서 동시에 먼지 분리가 행해질 경우, 2차 사이클론부(140)는 1차 사이클론부(120)와 완전 격리된 상태이므로 1차 사이클론부(120)에서 형성되는 기류에 영향을 받지 않는다.
상기한 바와 같은 먼지분리부(110)는 4개의 부품으로 이루어지면서 동시에 3개의 체결나사(301,303,305) 만으로 몸체(121), 배출관(125), 연결부재(130) 및 2차 사이클론부(140)를 체결할 수 있으므로, 먼지분리부(110)의 조립 및 해체가 용이하므로 유지보수를 효율적으로 행할 수 있다. 이 경우, 배출관(125)은 몸체(121)와 일체로 형성하는 것도 물론 가능하며, 이에 따라 먼지분리부(110)를 이루는 부품을 3개로 줄일 수 있다.
도 2 및 도 4를 참고하면, 먼지수거부(150)는 내측 중앙에 수직 상방향으로 연장 형성된 원통형 격벽(153)이 형성되며, 이 격벽(153)에 의해 제1 및 제2 먼지수거실(151,155)이 구획된다. 즉, 격벽(153) 외측과 몸체(121) 내측 사이에는 큰먼지(201)가 수거되는 제1 먼지수거실(151)이 배치되고, 격벽(153) 내측으로는 미세먼지(203)가 수거되는 제2 먼지수거실(155)이 배치된다.
또한, 먼지수거부(150)는 상단(150a)이 몸체(121)의 하단(121f)을 따라 형성된 삽입홈(121g)에 삽입 고정되며, 먼지수거부(150)의 일주면에 먼지수거부(150)를 청소기 본체(미도시)로부터 인출 시 파지하기 위한 파지부(157)가 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 사이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
개략적으로, 흡입구체(미도시)로 유입된 먼지를 포함한 공기는 흡입유로를 따라 멀티 사이클론 집진장치(100)으로 유입되어 큰 먼지(201)와 미세먼지(203)가 순차적으로 분리된 후, 배기유로를 따라 멀티 사이클론 집진장치(100) 외부로 배출된다. 이하, 공기와 큰 먼지(201) 및 미세먼지(203)의 분리과정을 도 2를 참고하여 순차적으로 설명한다.
유입관(123)의 유입구(123a)로 유입된 먼지를 포함한 공기는 유입관(123)의 배출구(123b)로 배출되면서 소정의 선회력으로 1차 사이클론부(120)의 몸체(121) 내부를 나선방향으로 선회한다. 이에 따라 공기에 포함된 큰 먼지(201)는 원심력에 의해 공기와 분리된 후 중력에 의해 먼지분리부(150)의 제1 먼지수거실(151)로 낙하하여 수거된다.
계속해서 큰 먼지와 분리된 공기는 2차 사이클론부(140)의 다수의 유입구(143)를 통해 다수의 콘형 사이클론(141)으로 진입하는데, 이때 다수의 콘형 사이클론(141)의 상측에 접선방향으로 설치된 다수의 가이드부(145)에 의해 소정의 선회력을 얻는다.
다수의 콘형 사이클론(141)으로 유입된 공기는 선회하면서, 원심력에 의해 큰먼지에 비해 상대적으로 가벼운 미세먼지(203)가 공기로부터 분리되어 중력에 의해 낙하된다. 이에 따라 다수의 콘형 사이클론(141)에서 배출되는 미세먼지(203)는 먼지분리부(150)의 제2 먼지수거실(155)로 수거된다.
이어서, 미세먼지(203)와 분리된 공기는 연결부재(130)의 다수의 배기구(131)를 통해 정체실(130a)로 모아진 후, 몸체(121)의 배출구(121b)와 연결된 배출관(125)의 유입구(125a)로 유입된다. 그 후, 상기와 같이 필터링 된 공기는 배출관(125)의 배출구(125b)를 통해 배기유로를 거쳐 흡입모터(미도시)로 유입된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 사이클론 집진장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 사이클론 집진장치 중 배기관을 생략한 상태의 종단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 사이클론 집진장치의 먼지분리부를 나타내는 분해사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 사이클론 집진장치의 먼지수거부를 나타내는 사시도이다.
*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*
100: 멀티 사이클론 집진장치 110: 먼지분리부
120: 1차 사이클론부 130: 연결부재
140: 2차 사이클론부 150: 먼지수거부
151: 제1 먼지수거실 155: 제2 먼지수거실

Claims (14)

  1. 청소기 본체에 설치되어 흡입구체로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리한 후 배출하고, 공기와 분리된 먼지를 수거하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 있어서,
    상기 흡입구체로부터 유입된 공기에 포함된 큰 먼지를 분리하기 위한 1차 사이클론부와, 상기 1차 사이클론부를 통과한 공기로부터 미세먼지를 분리하기 위한 2차 사이클론부를 구비한 먼지분리부; 및
    상기 1차 사이클론부에서 배출되는 큰 먼지를 수거하기 위한 제1 먼지수거실과, 상기 제1 먼지수거실 내에 배치되며 상기 2차 사이클론부에서 배출되는 미세먼지를 수거하기 위한 제2 먼지수거실을 구비한 먼지수거부;를 포함하며,
    상기 2차 사이클론부에서 미세먼지가 분리된 공기가 배기되는 다수의 배기관을 더 포함하고, 공기가 상기 배기관을 통과하면서 상기 먼지분리부의 중심으로부터 멀어지도록 상기 배기관이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 원주방향으로 배치된 다수의 콘형 사이클론을 구비하며, 상기 다수의 콘형 사이클론은 하단이 각각 상기 2차 사이클론부의 중앙으로 모아지도록 경사지게 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 상기 1차 사이클론부 내측에 분리 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 상기 2차 사이클론부로부터 배출되는 공기가 유입되는 상기 다수의 배기관을 갖는 연결부재를 통해, 상기 1 사이클론부와 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 배기관은 상기 다수의 콘형 사이클론 내측에 각각 동축으로 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 먼지수거부는 내측에 형성된 원통형 격벽에 의해 상기 제1 및 제2 먼지수거실로 구획되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원통형 격벽은 상단이 상기 2차 사이클론부의 하단에 삽입됨에 따라, 상기 1차 및 2차 사이클론부가 상호 격리되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 사이클론부는,
    일측에 접선방향으로 유입관을 일체로 형성하고 하부가 개방된 몸체; 및,
    상기 몸체 상측에 일측이 연통 가능하게 배치되는 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 상기 2차 사이클론부로부터 배출되는 공기가 유입되는 상기 다수의 배기관을 갖는 연결부재를 통해 상기 1 사이클론부와 분리 가능하게 연결되고,
    상기 연결부재는 상기 몸체 및 상기 배출관에 함께 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 상기 1차 사이클론부 내측에 배치되고 상광하협으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 먼지수거부는 상기 먼지분리부의 하측에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 먼지수거실은 상기 제2 먼지수거실보다 상대적으로 큰 용적을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
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