KR101551266B1 - 표면 처리 기기 - Google Patents

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KR101551266B1
KR101551266B1 KR1020137032672A KR20137032672A KR101551266B1 KR 101551266 B1 KR101551266 B1 KR 101551266B1 KR 1020137032672 A KR1020137032672 A KR 1020137032672A KR 20137032672 A KR20137032672 A KR 20137032672A KR 101551266 B1 KR101551266 B1 KR 101551266B1
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제임스 다이슨
토마스 제임스 더닝 팔로우즈
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

표면 처리기기는 적어도 하나의 제 1 사이클론을 포함하는 제 1 사이클론식 분리 유닛, 제 1 사이클론식 분리 유닛으로부터 하류에 위치되고 또 적어도 하나의 제 2 사이클론을 포함하는 제 2 사이클론식 분리 유닛, 및 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 하류에 위치되고 또 축선을 중심으로 평행하게 배치되는 복수의 제 3 사이클론을 포함하는 제 3 사이클론식 분리 유닛을 포함한다. 각각의 제 3 사이클론은 유체 유입구 및 유체 유출구를 갖는다. 복수의 제 3 사이클론은 적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론 및 제 2 세트의 제 3 사이클론으로 분할되고, 제 1 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 제 1 그룹 내에 배치되고, 제 2 세트의 제 3 사이클론은 제 1 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 2 그룹 내에 배치된다.

Description

표면 처리 기기{A SURFACE TREATING APPLIANCE}
본 발명은 표면 처리 기기에 관한 것이다. 바람직한 실시형태에서, 본 기기는 직립형 진공 청소기의 형태이다.
사이클론 분리 장치를 사용하는 진공 청소기는 주지되어 있다. 이와 같은 진공 청소기의 예는 US 4,373,228, US 3,425,192, US 6,607,572 및 EP 1268076에 설명되어 있다. 분리 장치는 유입 공기가 연속하여 통과하는 제 1 및 제 2 사이클론 분리 유닛을 포함한다. 이것에 의해 제 1 분리 유닛 내의 공기류로부터 더 큰 쓰레기 및 파편이 추출될 수 있고, 제 2 사이클론은 최적 조건 하에서 작동할 수 있고, 따라서 효과적인 방법으로 극미세 입자를 제거할 수 있다.
경우에 따라, 제 2 사이클론 분리 유닛은 평행하게 배치된 복수의 사이클론을 포함한다. 이러한 사이클론은 통상적으로 분리 장치의 종축선을 중심으로 연장하는 링 형상으로 배치된다. 단일의 비교적 대형 사이클론 대신 평행하게 배열된 복수의 비교적 소형 사이클론을 제공함으로써, 분리 유닛의 분리 효율, 즉, 공기류로부터 혼입된 입자를 분리하는 분리 유닛의 능력이 향상될 수 있다. 이것은 공기류로부터 먼지 입자의 방출을 유발하는 사이클론 내에서 발생되는 원심력의 증가에 기인한다.
평행한 사이클론의 수를 증가시키면 동일한 전체 압력 저항에 대한 분리 유닛의 분리 효율 또는 압력 효율을 더 증가시킬 수 있다. 그러나, 사이클론이 링 형상으로 배치되는 경우, 이것은 분리 유닛의 외경을 증가시킬 수 있고, 그 결과 분리 장치의 크기를 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다. 이러한 크기 증가는 개개의 사이클론의 크기를 감소시킴으로써 개선될 수 있으나, 사이클론의 크기를 감소시킬 수 있는 범위는 제한된다. 극소형 사이클론은 빠르게 폐색될 수 있고, 진공 청소기를 통과하는 공기의 유량 및 이에 따라 그 청소 효율에 해로울 수 있다.
제 1 양태에서, 본 발명은 표면 처리기기로서,
적어도 하나의 제 1 사이클론을 포함하는 제 1 사이클론 분리 유닛;
상기 제 1 사이클론식 분리 유닛로부터 하류에 위치되고, 적어도 하나의 제 2 사이클론을 포함하는 제 2 사이클론식 분리 유닛; 및
상기 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 하류에 위치되고, 또 축선의 주위에 평행하게 배치되는 복수의 제 3 사이클론을 포함하고, 각각의 제 3 사이클론은 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하고, 상기 복수의 제 3 사이클론은 적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론 및 제 2 세트의 제 3 사이클론으로 분할되고, 상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 제 1 그룹 내에 배치되고, 상기 제 2 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 상기 제 1 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격된 제 2 그룹 내에 배치되는, 표면 처리기기를 제공한다.
따라서, 본 발명은 적어도 3 단계의 사이클론식 분리를 포함하는 분리 장치를 갖고, 여기서 제 3 사이클론 분리 유닛의 사이클론은 세트들로 분리되는 표면 처리기기를 제공한다. 제 3 사이클론식 분리 유닛의 사이클론을 공통 축선을 중심으로 각각 배치되고 또 함께 그룹화된 유체 유입구를 갖는 제 1 및 제 2 세트로 분할함으로써 제 3 사이클론의 세트는 축선을 따라 이격될 수 있게 된다. 이것으로 인해 분리 장치의 치수 한계 내에서 최적의 분리 효율 및 청소 효율을 위한 제 3 사이클론의 개수 및 크기의 양자 모두를 선택할 수 있게 된다.
각각의 세트는 동일한 개수의 제 3 사이클론을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 3 사이클론식 분리 유닛을 위한 사이클론의 최적의 개수가 24 개인 경우, 분리 장치의 최대 직경 및/또는 분리 장치의 최대 높이에 따라, 이들 사이클론은 2 세트의 12 개의 사이클론, 3 세트의 8 개의 사이클론, 또는 4 세트의 6 개의 사이클론으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 각각의 세트는 각각 상이한 개수의 사이클론을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 3 사이클론식 분리 유닛을 위한 사이클론의 최적의 개수가 36 개인 경우, 이들 사이클론은 제 1 세트의 18 개의 사이클론, 제 2 세트의 12 개의 사이클론 및 제 3 세트의 6 개의 사이클론으로 배치치될 수 있다.
바람직하게 본 기기는 제 1 사이클론식 분리 유닛으로부터 먼지를 수용하기 위한 제 1 집진기, 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 먼지를 수용하기 위한 제 2 집진기, 및 제 3 사이클론식 분리 유닛으로부터 먼지를 수용하기 위한 제 3 집진기를 포함한다. 제 3 사이클론의 세트들의 각각을 위한 공통의 집진기를 제공하는 것에 의해 제 3 사이클론식 분리 유닛의 내용물 배출 및 세척이 용이해질 수 있다. 제 1 집진기는 제 2 집진기 및 제 3 집진기의 주위에 연장할 수 있다. 제 2 집진기는 제 3 집진기의 주위에 연장할 수 있다. 예를 들면, 제 3 집진기는 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있고, 제 1 및 제 2 집진기의 각각은 원통형의 제 1 집진기의 주위에 연장하는 환 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 제 3 집진기도 환 형상을 가질 수 있다. 집진기는 동시에 비워질 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
제 2 집진기는 각각의 제 1 및 제 3 집진기보다 큰 체적을 가지는 것이 바람직하다. 제 2 집진기의 체적은 제 1 및 제 3 집진기의 체적의 합보다 큰 것이 바람직하다.
제 3 사이클론의 세트의 유체 유입구는 다수의 상이한 배열 중의 하나의 배열로 배치될 수 있다. 예를 들면, 유입구는 축선의 주위에 연장하는 나선상 배열로 배치될 수 있고, 이에 따라 유체 유입구는 상기 축선을 따라 측정될 때 상이한 축선 방향의 위치에 위치하게 된다. 대안적으로, 유체 유입구의 제 1 그룹은 제 1 환형 배열로 배치될 수 있고, 유체 유입구의 제 2 그룹은 제 1 환형 배열로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 2 환형 배열로 배치될 수 있다. 환형 배열은 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있고, 또는 각각 상이한 크기를 가질 수 있다. 유체 유입구의 각각의 배열은 상기 축선에 대해 실질적으로 직각을 이룰 수 있다. 각각의 배열 내에서, 상기 축선에 대한 상기 사이클론의 경사의 각도에 따라, 유체 유입구가 상기 축선을 중심으로 연장하는 대체로 원추대형 배열을 이루도록, 또는 상기 축선에 대해 실질적으로 직각을 이루도록, 유체 유입구는 상기 축선에 대해 경사를 이룰 수 있다.
각각의 세트 내에서, 제 3 사이클론은 상기 축선으로부터 실질적으로 등거리에 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 제 3 사이클론은 상기 축선을 중심으로 실질적으로 등거리에 또는 등각도로 위치될 수 있다.
축선은 제 1 사이클론식 분리 유닛의 종축선인 것이 바람직하다. 제 1 사이클론 분리 유닛은 단일의 제 1 사이클론을 포함하는 것이 바람직하고, 이 것은 실질적으로 원통형인 것이 바람직하다. 제 1 사이클론 분리 유닛은 제 2 및 제 3 집진기를 적어도 부분적으로 둘러싸는 것이 바람직하다.
제 1 세트의 제 3 사이클론은 제 2 세트의 제 3 사이클론의 적어도 일부의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 제 1 세트의 제 3 사이클론은, 제 1 세트의 제 3 사이클론이 제 2 세트의 제 3 사이클론의 일 부분, 바람직하게는 상측 부분의 둘레에 중첩되도록, 제 2 세트의 제 3 사이클론의 일부의 주위에 배치될 수 있다. 이로 인해 제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론은 상호 더 접근됨으로써 분리 장치의 전체 높이를 감소시킨다. 제 1 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 각각의 외측벽의 적어도 일부는 표면 처리기기의 외면의 일부를 형성할 수 있다. 사이클론의 테이퍼형 본체의 외벽의 적어도 일부를 본 기기의 외면에 통합시킴으로써 본 기기의 총 체적은 최소로 유지될 수 있다.
유체 유입구의 제 1 그룹의 제 1 환형 배열의 반경은 유체 유입구의 제 2 그룹의 제 2 환형 배열의 반경보다 클 수 있다. 이 경우, 제 1 세트의 제 3 사이클론은 제 2 세트의 제 3 사이클론보다 많은 개수의 사이클론을 포함할 수 있다.
제 3 사이클론식 분리 유닛의 사이클론의 각각은 테이퍼형 본체를 가지는 것이 바람직하고, 이것은 원추대형 형상을 가지는 것이 바람직하다.
각각의 제 3 사이클론은 종축선을 갖고, 제 3 사이클론은, 적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선들이 상호 접근하도록 배치되는 것이 바람직하다. 유사하게, 제 2 세트의 제 3 사이클론은, 사이클론의 종축선이 상호 접근하도록 배치되는 것이 바람직하다. 어느 경우에서나, 제 3 사이클론의 종축선은 사이클론이 주위에 배치되는 축선과 교차하는 것이 바람직하고, 이 축선은 제 1 사이클론식 분리 유닛의 종축선인 것이 바람직하다.
제 1 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 종축선은 동일한 각도로 상기 축선과 교차하는 것이 바람직하다. 그러나, 제 1 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 종축선은 2 이상의 상이한 각도로 상기 축선과 교차할 수 있다. 유사하게, 제 2 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 종축선은 동일한 각도로 상기 축선과 교차하는 것이 바람직하지만, 제 2 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 종축선은 또한 2 이상의 상아힌 각도로 상기 축선과 교차할 수 있다.
제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도는 제 2 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도와 실질적으로 동일할 수 있다. 대안적으로, 제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도는 제 2 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도와 다를 수 있다. 예를 들면, 제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도는 제 2 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도보다 클 수 있다. 사이클론 세트 중 하나의 세트가 축선에 대해 경사를 이루는 각도를 증가시키면 분리 장치의 전체 높이를 감소시킬 수 있다.
제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론 외에, 제 3 사이클론 분리 유닛은 제 3 세트의 제 3 사이클론을 포함할 수 있다. 제 3 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 제 1 그룹 및 제 2 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 3 그룹 내에 배치될 수 있다. 또한, 제 3 세트의 제 3 사이클론의 유입구는 축선을 중심으로 연장하는 나선상 배열로 배치될 수 있다. 그러나 바람직하게, 일반적으로 유체 유입구의 제 3 그룹은 제 1 및 제 2 환형 배열로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 3 환형 배열 내에 배치된다. 위와 같이, 유체 유입구의 배열은 상기 축선에 대해 직각인 것으로 간주될 수 있다. 이 제 3 배열 내에서, 상기 축선에 대한 사이클론의 경사 각도에 따라 유체 유입구가 상기 축선의 주위에 대체로 원추대형의 배열을 이루거나 상기 축선에 실질적으로 직각을 이루도록, 유체 유입구는 상기 축선에 대해 경사를 이룰 수 있다.
제 2 세트의 제 3 사이클론은 제 3 세트의 제 3 사이클론의 적어도 일부의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 분리 장치의 높이를 감소시키기 위해, 제 2 세트의 제 3 사이클론이 제 3 세트의 제 3 사이클론의 일부, 바람직하게는 상부의 둘레에 중첩하도록, 제 2 세트의 제 3 사이클론은 제 3 세트의 제 3 사이클론의 일부의 주위에 배치될 수 있다. 제 1 세트의 제 3 사이클론은, 제 1 세트의 제 3 사이클론이 제 2 및 제 3 세트의 사이클론의 각각의 적어도 일부의 둘레에 중첩하도록, 제 3 세트의 제 3 사이클론의 일부의 주위에 연장할 수도 있다. 이것에 의해 제 3 사이클론은 상호 더 접근될 수 있고, 분리 장치의 전체 높이는 감소될 수 있다.
유체 유입구의 제 2 그룹의 제 2 환형 배열의 반경은 유체 유입구의 제 3 그룹의 제 3 환형 배열의 바반경보다 클 수 있다. 이 경우, 제 2 세트의 제 3 사이클론은 제 3 세트의 제 3 사이클론보다 많은 개수의 사이클론을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 3 사이클론식 분리 유닛의 사이클론의 각각은 테이퍼형 본체를 가지는 것이 바람직하고, 이 것은 원추대형 형상인 것이 바람직하다. 제 3 세트의 제 3 사이클론의 사이클론은 그 종축선이 상호 접근하도록 배치될 수 있다. 대안적으로, 제 3 세트의 제 3 사이클론의 사이클론은 그 종축선이 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 이들 종축선은 제 3 사이클론이 주위에 배치되는 축선에 실질적으로 평행하도록 배치될 수 있다.
제 2 사이클론 분리 유닛은 단일의 제 2 사이클론을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제 2 사이클론 분리 유닛은 평행하게 배치되는 복수의 제 2 사이클론을 포함할 수 있다. 복수의 제 2 사이클론은 제 3 사이클론이 주위에 배치되는 축선의 주위에 배치될 수 있다.
복수의 제 2 사이클론은 제 1 사이클론식 분리 유닛의 적어도 하나의 제 1 사이클론의 상측에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 복수의 제 2 사이클론은 적어도 일부의 복수의 제 3 사이클론의 직하에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 복수의 제 2 사이클론은 제 3 사이클론의 적어도 일부의 주위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제 2 사이클론은 하나 이상의 세트의 제 3 사이클론의 일부의 주위에 배치될 수 있다. 복수의 제 2 사이클론은 제 1 세트의 제 3 사이클론의 주위에 연장할 수 있고, 제 1 세트의 제 3 사이클론은 제 2 세트의 제 3 사이클론의 주위에 연장할 수 있다. 복수의 제 2 사이클론은 또한 제 2 세트의 제 3 사이클론의 주위에 연장할 수 있고, 복수의 제 2 사이클론은 각각 상이한 양만큼 제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론과 중첩된다.
상기 축선을 중심으로 하는 제 2 사이클론의 배열은 상기 축선을 중심으로 하는 제 1 세트의 제 3 사이클론의 배열과 실질적으로 동일할 수 있다. 복수의 제 2 사이클론과 제 1 세트의 제 3 사이클론은 상기 축선으로부터 등거리에 위치할 수 있다. 각각의 제 2 사이클론은 제 1 세트의 제 3 사이클론의 각각의 사이클론의 직하측에 위치될 수 있다. 다시 말하면, 각각의 제 2 사이클론은 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하고, 제 2 사이클론의 유체 유입구는 적어도 제 1 그룹으로부터 축선을 따라 이격되는 제 2 사이클론 유입 그룹 내에 배치될 수 있다. 대안적으로, 복수의 제 2 사이클론은 제 1 세트의 제 3 사이클론에 대해 상기 축선을 중심으로 각도 방향으로 옵셋될 수 있다. 제 2 사이클론의 각각의 외측벽의 적어도 일부는 표면 처리기기의 외면의 일부를 형성할 수 있다.
제 3 사이클론의 개수는 제 2 사이클론의 개수보다 많을 수 있다. 제 2 사이클론 분리 유닛 및 1 세트의 제 3 사이클론은 동일한 개수의 사이클론을 포함할 수 있다.
각각의 제 2 사이클론은 각각의 제 3 사이클론과 실질적으로 동일할 수 있다. 대안적으로, 각각의 제 2 사이클론은 각각의 제 3 사이클론보다 크거나 또는 작을 수 있다. 제 2 사이클론 분리 유닛의 사이클론의 각각은 테이퍼형 본체를 가질 수 있고, 이것은 원추대형 형상인 것이 바람직하다. 각각의 제 2 사이클론은 종축선을 가질 수 있고, 제 2 사이클론은 제 2 사이클론의 종축선들이 상호 접근하도록 배치될 수 있다. 제 2 사이클론의 종축선은, 사이클론이 제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선과 동일한 각도로 주위에 배치되는 축선과 교차할 수 있다. 다시 말하면, 복수의 제 2 사이클론 및 제 1 세트의 제 3 사이클론은 축선에 대해 제 1 배향으로 배치될 수 있고, 제 2 세트의 제 3 사이클론은 축선에 대해 제 1 배향과 다른 제 2 배향으로 배치될 수 있다.
각각의 제 2 사이클론은 가요성 부분을 포함할 수 있다. 가요성 부분을 구비하는 각각의 제 2 사이클론을 제공하는 것은 표면 처리기기의 사용 중에 사이클론의 내측에 쓰레기가 축적되는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 각각의 제 2 사이클론은 비교적 넓은 부분 및 비교적 좁은 부분을 가지는 테이퍼형 본체를 포함할 수 있고, 각각의 제 2 사이클론의 비교적 좁은 부분은 가요성을 갖는다. 비교적 넓은 부분은 비교적 좁은 부분보다 큰 강성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 테이퍼형 본체의 비교적 넓은 부분은 테이퍼형 본체의 비교적 좁은 부분보다 큰 강성을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 비교적 넓은 부분은 플라스틱 또는 금속 재료, 예를 들면 폴리 프로필렌, ABS 또는 알루미늄으로 형성될 수 있고, 반면에 비교적 좁은 부분은 열가소성 탄성중합체, TPU, 실리콘 고무 또는 천연 고무로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 테이퍼형 본체의 비교적 넓은 부분은 테이퍼형 본체의 비교적 좁은 부분보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 비교적 좁은 부분은 사이클론의 팁(tip)일 수 있다. 팁은 본 기기의 사용 중에 진동할 수 있고, 이것은 먼지의 응집에 의해 사이클론이 폐색되기 전에 먼지의 퇴적물을 분쇄시키는 작용을 할 수 있다.
적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론도 이와 같은 가요성 부분을 포함할 수 있다.
본 기기는 제 1 사이클론식 분리 유닛로부터 유체를 수용하여 제 2 사이클론식 분리 유닛에 유체를 운반하기 위한 제 1 매니폴드를 포함할 수 있다. 이 경우, 제 2 사이클론의 각각의 유체 유입구는 제 1 매니폴드로부터 유체를 수용하도록 배치된다. 바람직하게 본 기기는 제 1 사이클론식 분리 유닛으로부터의 유출구를 형성하는 슈라우드를 포함하고, 슈라우드는 복수의 관통 구멍을 가지는 벽을 포함하고, 제 1 매니폴드는 슈라우드로부터 유체를 수용하도록 배치된다. 제 1 매니폴드는 슈라우드로부터 유체를 수용하기 위한 복수의 유입 덕트를 포함할 수 있다. 유입 덕트는 상기 축선을 중심으로 각도 방향으로 이격될 수 있다.
본 기기는 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 유체를 수용하여 제 3 사이클론식 분리 유닛의 제 3 사이클론에 유체를 운반하기 위한 제 2 매니폴드를 포함할 수 있다. 이 경우, 제 3 사이클론의 유체 유입구의 각각은 제 2 매니폴드로부터 유체를 수용하도록 배치된다. 제 2 매니폴드는 제 1 매니폴드의 상측에 위치되는 것이 바람직하다.
본 기기는 제 3 사이클론의 유체 유출구로부터 유체를 수용하기 위한 유출 체임버를 포함할 수 있다. 제 3 세트의 제 3 사이클론은 유출 체임버의 직하에 배치되는 것이 바람직하고, 반면에 제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론은 유출 체임버의 주위에 배치되는 것이 바람직하다. 유출 체임버의 직하에 제 3 세트의 제 3 사이클론을 설치하는 것에 의해 제 3 사이클론식 분리 유닛의 사이클론의 수가 최대화될 수 있다. 이 경우, 제 2 매니폴드는 제 3 사이클론식 분리 유닛의 사이클론에 유체 유동을 운반하도록 유출 체임버의 주위 및 직하에 연장할 수 있다.
바람직하게 유출 체임버는 분리 장치로부터 유체 유동을 수용하기 위한 유출 덕트와 맞물리기 위해 사이클론 분리 유닛에 대해 이동 가능한 편향되는 또는 스프링 부하되는 커플링 부재를 포함하고, 커플링 부재는 분리 장치로부터 유체 유동을 배출하는 유체 유출구를 포함한다. 이것에 의해, 분리 장치의 일부만을, 즉 커플링 부재를 유출 덕트를 향해 편향시킴으로써, 분리 장치와 유출 덕트 사이에 기밀 시일이 유지될 수 있다.
바람직하게 사이클론 분리 유닛은 분리 장치의 일부를 형성하고, 바람직하게 이것은 본 기기의 본체 상에 착탈 가능하게 장착된다.
바람직하게 본 기기는 본 기기를 통해 공기류를 흡입하기 위한 모터 구동식 팬 유닛을 포함한다. 3 단계의 사이클론식 분리를 구비하고, 또 제 2 및 제 3 사이클론 분리 유닛의 각각이 평행하게 배치되는 복수의 사이클론을 포함하는 분리 장치를 제공하는 것에 의해, 유체 유동이 제 3 사이클론식 분리 유닛으로부터 팬 유닛으로 직접 유동할 수 있도록, 즉 팬 유닛으로부터 상류에 위치되는 필터 조립체를 통과하지 않도록, 분리 장치의 분리 효율이 충분히 높아질 수 있다.
바람직하게 본 표면 처리기기는 진공 청소기의 형태이다. "표면 처리기기"라는 용어는 광의의 의미를 가지도록 의도되고, 어떤 방식으로 표면을 청소하거나 처리하기 위해 표면 상에서 이동하기 위한 헤드를 갖는 광범위한 기계를 포함한다. 이것은 특히 진공 청소기(건식, 습식 및 습식/건식)와 같이 표면으로부터 물질을 흡입하도록 표면에 대해 흡인을 가하는 기계 뿐만 아니라 폴리싱/왁싱(polishing/waxing) 기계, 압력 세척 기계, 그라운드 마킹(ground marking) 기계 및 샴푸 기계와 같은 표면에 물질을 가하는 기계를 포함한다. 이것은 또한 잔디 깎기 기계 및 기타 절단 기계를 포함한다.
제 2 양태에서, 본 발명은 또한 사이클론 분리 장치로서,
적어도 하나의 제 1 사이클론을 포함하는 제 1 사이클론 분리 유닛;
상기 제 1 사이클론식 분리 유닛로부터 하류에 위치되고, 적어도 하나의 제 2 사이클론을 포함하는 제 2 사이클론식 분리 유닛; 및
상기 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 하류에 위치되고, 또 축선의 주위에 평행하게 배치되는 복수의 제 3 사이클론을 포함하고, 각각의 제 3 사이클론은 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하고, 상기 복수의 제 3 사이클론은 적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론 및 제 2 세트의 제 3 사이클론으로 분할되고, 상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 제 1 그룹 내에 배치되고, 상기 제 2 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 상기 제 1 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격된 제 2 그룹 내에 배치되는, 표면 처리기기를 제공한다.
발명의 제 1 양태와 관련하여 위에서 설명된 특징은 본 발명의 제 2 양태에 동일하게 적용될 수 있고, 반대의 경우도 동일하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 특징을 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시로서 설명한다.
도 1은 진공 청소기의 상측으로부터의 정면 사시도이고;
도 2a는 하강된 위치의 진공 청소기의 덕트를 가진 진공 청소기의 측면도이고, 도 2b는 상승된 위치의 덕트를 가진 진공 청소기의 측면도이고;
도 3는 진공 청소기의 분리 장치가 제거된 상태의 진공 청소기의 상측으로부터의 정면 사시도이고;
도 4는 분리 장치의 측면도이고;
도 5는 분리 장치의 평면도이고;
도 6a는 도 5의 A-A 선을 따라 취한 분리 장치의 수평 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B 선을 따라 취한 분리 장치의 수평 단면도이고, 도 6c는 도 5의 C-C 선을 따라 취한 분리 장치의 수평 단면도이고, 도 6d는 도 5의 D-D 선을 따라 취한 분리 장치의 수평 단면도이고, 도 6e는 도 5의 E-E 선을 따라 취한 분리 장치의 수평 단면도이고;
도 7a는 도 4의 F-F 선을 따라 취한 분리 장치의 측단면도이고, 도 7b는 배경 재료가 생략된 상태의 도 7와 동일한 측단면이고;
도 8a는 롤링 조립체의 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 G-G 선을 따라 취한 측단면도이다.
도 1 및 도 2a는 진공 청소기(10)의 형태의 표면 처리기기의 외관도를 도시한다. 진공 청소기(10)는 원통형 또는 캐니스터형이다. 개관하면, 진공 청소기(10)는 공기류로부터 쓰레기 및 먼지를 분리하기 위한 분리 장치(12)를 포함한다. 분리 장치(12)는 사이클론 분리 장치의 형태이고, 원통 형상인 외벽(16)을 가지는 외측 저장통(14)을 포함한다. 외측 저장통(14)의 하단부는 외벽(16)에 선회 가능하게 부착된 베이스(18)에 의해 폐쇄된다. 분리 장치(12) 내로 쓰레기를 함유한 공기를 흡입하기 위한 흡인을 발생시키기 위한 모터 구동식 팬 유닛은 분리 장치(12)의 후방에 위치되는 롤링 조립체(20) 내에 수용된다. 또한 도 3을 참조하면, 롤링 조립체(20)는 본체(22) 및 바닥면과 맞물리기 위해 본체(22)에 회전 가능하게 연결되는 2 개의 바퀴(24, 26)를 포함한다. 분리 장치(12)의 하측에 위치되는 유입 덕트(28)는 쓰레기를 포함하는 공기를 분리 장치(12) 내로 운반하고, 유출 덕트(30)는 분리 장치(12)로부터 배기되는 공기를 롤링 조립체(20) 내로 운반한다.
섀시(32)는 롤링 조립체(20)의 본체(22)에 연결된다. 섀시(32)는 대체로 화살표의 형상이고, 그 후방 단부에서 롤링 조립체(20)의 본체(22)에 연결되는 샤프트(34) 및 대체로 삼각형의 헤드(36)를 포함한다. 섀시(32)의 헤드(36)의 측벽의 경사는 구석부, 가구 또는 바닥면으로부터 직립하는 기타 물품의 주위에서 진공 청소기(10)를 조작하는 데 도움이 되는데, 이와 같은 물품과의 접촉시 이들 측벽은 직립하는 물품에 대해 슬라이딩하여 직립하는 물품의 주위에서 롤링 조립체(20)를 안내하는 경향이 있기 때문이다.
바닥면과 맞물리기 위한 한 쌍의 바퀴 조립체(38)는 섀시(32)의 헤드(36)에 연결된다. 각각의 바퀴 조립체(38)는, 바퀴 조립체(38)가 섀시(32)의 헤드(36)의 후방에 위치되도록, 그러나 롤링 조립체(20)의 바퀴(24, 26)의 전방에서 바닥면과 접촉하도록, 형성되는 조향 아암(40)에 의해 헤드(36)의 각각의 모서리에 연결된다. 따라서, 바퀴 조립체(38)는 롤링 조립체(20)가 바닥면 상에서 조작될 때 롤링 조립체(20)를 지지하고, 바퀴 조립체(38)의 회전 축선에 대해 직각이고 또 진공 청소기(10)가 조작되는 바닥면에 대해 실질적으로 평행한 축선을 중심으로 롤링 조립체(20)의 회전을 제한한다. 바닥면과 바퀴 조립체(38)의 접촉점 사이의 거리는 그 바닥면과 롤링 조립체(20)의 바퀴(24, 26)의 접촉점 사이의 거리보다 크다. 본 실시예에서, 각 조향 아암(40)은 각각의 허브 축선을 중심으로 하는 선회 운동을 위해 그 제 1 단부에서 섀시(32)에 연결된다. 각각의 허브 축선은 바퀴 조립체(38)의 회전 축선에 실질적으로 직각이다. 조향 아암(40)의 제 2 단부는 진공 청소기(10)가 바닥면 상에서 이동됨에 따라 바퀴 조립체(38)가 자유롭게 회전하도록 각각의 바퀴 조립체(38)에 연결된다.
섀시(32)에 대한 조향 아암(40)의 이동 및 이에 따른 바퀴 조립체(38)의 이동은 세장형 트랙 제어 아암(42)에 의해 제어된다. 트랙 제어 아암(42)의 각 단부는, 섀시(32)에 대한 트랙 제어 아암(42)의 이동에 의해 각각의 조향 아암(40)이 그 허브 축선을 중심으로 선회되도록, 각각의 조향 아암(40)의 제 2 단부에 연결된다. 이 것에 의해 각각의 바퀴 조립체(38)는 섀시(32)의 각각의 모서리를 중심으로 선회함으로써 바닥면 상에서 진공 청소기(10)의 이동 방향을 변화시킨다.
섀시(32)에 대한 트랙 제어 아암(42)의 이동은 섀시(32)에 대한 유입 덕트(28)의 이동에 의해 수행된다. 또한 도 3을 참조하면, 트랙 제어 아암(42)은 롤링 조립체(20)의 본체(22)로부터 전방으로 연장하는, 바람직하게는 롤링 조립체(20)의 본체(22)와 일체인 덕트 지지부(44)의 하측을 통과한다. 대안적으로, 덕트 지지부(44)는 섀시(32)에 연결될 수 있다. 유입 덕트(28)는 바퀴 조립체(38)의 회전 축선에 실질적으로 직각인 축선을 중심으로 하는 이동을 위해 덕트 지지부(44)에 선회 가능하게 연결된다. 유입 덕트(28)는, 아암(46)이 유입 덕트(28)와 함께 이동함에 따라 트랙 제어 아암(42)이 섀시(32)에 대해 상대 이동하도록, 트랙 제어 아암(42)과 맞물리도록 덕트 지지부(44)의 하측으로 통과하는 후방으로 연장하는 아암(46)을 포함한다.
유입 덕트(28)는 비교적 강성의 유입부(48), 비교적 강성의 유출부(50) 및 유입부(48)와 유출부(50) 사이에서 연장하는 비교적 가요성 호스(52)를 포함한다. 유입부(48)는 쓰레기를 포함한 공기류를 유입 덕트(28)에 운반하기 위한 청소봉 및 호스 조립체(도시되지 않음)에 연결하기 위한 커플링(54)을 포함한다. 청소봉 및 호스 조립체는 쓰레기를 포함한 공기류를 진공 청소기(10) 내에 흡입시키는 흡인 개구를 포함하는 청소기 헤드(도시되지 않음)에 연결된다. 유입부(48)는 요크(56)에 연결되고, 또 요크(56)에 의해 지지된다. 요크(56)는 바닥면 상에 요크(56)를 지지하기 위한 바닥 맞물림 롤링 요소(58)를 포함한다. 요크(56)의 후방 부분은 유입 덕트(28)의 선회 축선으로부터 이격되고 또 유입 덕트(28)의 선회 축선에 실질적으로 평행한 요크 선회 축선을 중심으로 선회 운동을 위해 섀시(32)에 연결된다. 섀시(32)는 약 ±65°의 범위 내에서 섀시(32)에 대한 요크(56)의 상대 선회 운동을 제한하는 형상을 갖는다.
유입 덕트(28)의 유출부(50)는 덕트 지지부(44)에 선회 가능하게 연결되고, 분리 장치(12)의 외면을 따라 연장한다. 바닥면 상에서 진공 청소기(10)를 조작하기 위해, 사용자가 바닥면 상에서 진공 청소기(10)를 끌기 위해 커플링(54)에 연결된 호스 및 청소봉 조립체의 호스를 당기면, 이것에 의해 롤링 조립체(20)의 바퀴(24, 26), 바퀴 조립체(38) 및 롤링 요소(58)는 바닥면 상에서 진공 청소기(10)를 회전 및 이동시킨다. 예를 들면, 진공 청소기(10)를 좌측으로 조종하려면 사용자는 호스 및 청소봉 조립체으 호스를 왼쪽으로 당겨서 유출 덕트(30)의 유입부(48) 및 이것에 연결되는 요크(56)가 요크 선회 축선을 중심으로 좌측으로 선회되도록 한다. 유입부(48)의 이러한 선회 운동에 의해 호스(52)는 굴곡되고, 유입 덕트(28)의 유출부(50)에 힘을 가한다. 이 힘에 의해 유출부(50)는 덕트 선회 축선을 중심으로 선회하게 된다. 호스(52)의 유연성으로 인해, 요크 선회 축선을 중심으로 하는 유입부(48)의 선회 정도는 요크 선회 축선을 중심으로 하는 유출부(50)의 선회 정도보다 크다. 예를 들면, 유입부(48)가 65°의 각도 만큼 선회되면, 유출부(50)는 약 20°의 각도 만큼 선회된다. 유출부(50)가 덕트 선회 축선을 중심으로 선회됨에 따라, 아암(46)은 섀시(32)에 대해 트랙 제어 아암(42)을 이동시킨다. 트랙 제어 아암(42)의 이동으로 인해 각각의 조향 아암(40)이 선회되고, 이것에 의해 바퀴 조립체(38)는 왼쪽으로 선회되어 바닥면 상에서 진공 청소기(10)가 이동하는 방향을 변화시킨다.
유입 덕트(28)는 또한 분리 장치(12)가 착탈 가능하게 장착되는 지지부(60)를 포함한다. 지지부(60)는 유출부(50)가 덕트 선회 축선을 중심으로 선회될 때 유입 덕트(28)의 유출부(50)와 함께 이동하도록 유입 덕트(28)의 유출부(50)에 연결된다. 지지부(60)는 유입 덕트(28)의 호스(52) 상으로 연장하도록 유출부(50)로부터 전방으로, 그리고 대체로 수평하게 연장한다. 지지부(60)는, 분리 장치(12)가 지지부(60) 상에 장착되었을 때, 지지부(60)가 호스(52)를 찌그러뜨리지 않도록, 비교적 강성의 재료로, 바람직하게는 플라스틱 재료로 형성된다. 지지부(60)는 스피곳(spigot; 64)을 가지는 전방 부분(62)을 포함하고, 이 스피곳(64)은 외측 저장통(14)의 베이스(18)에 형성되는 리세스(66) 내에 위치하도록 전방 부분(62)으로부터 상방으로 연장한다. 분리 장치(12)는 지지부(60) 상에 장착되고, 외측 저장통(14)의 종축선은 본 실시예에서 30 내지 40° 범위의 각도 만큼 덕트 선회 축선에 대해 경사를 이룬다. 그 결과, 진공 청소기(10)가 바닥면 상에서 조작될 때, 덕트 선회 축선을 중심으로 하는 유출 덕트(30)의 선회 운동으로 인해, 분리 장치(12)는 섀시(32), 롤링 조립체(20) 및 유출 덕트(30)에 대해 덕트 선회 축선을 중심으로 선회되거나 요동하게 된다.
유출 덕트(30)의 유출부(50)는 쓰레기를 포함한 공기류가 분리 장치(12) 내로 유입하는 공기 유출구(68)를 포함한다. 분리 장치(12)는 도 4 내지 도 7에 도시되어 있다. 분리 장치(12)의 특별한 전체적인 형상은 분리 장치(12)가 사용될 진공 청소기의 크기 및 유형에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 분리 장치(12)의 총 길이는 본 장치의 직경에 대해 증가되거나 감소될 수 있고, 또는 베이스(18)의 형상이 변경될 수 있다.
전술한 바와 같이, 분리 장치(12)는 실질적으로 원통 형상인 외벽(16)을 갖는 외측 저장통(14)을 포함한다. 외측 저장통(14)의 하단부는 피봇(70)에 의해 외벽(16)에 선회 가능하게 부착되는 만곡된 베이스(18)에 의해 폐쇄되고, 또 외벽(16)에 위치되는 그루브와 맞물리는 캐치(72)에 의해 폐쇄된 위치에 유지된다. 폐쇄된 위치에서, 베이스(18)는 외벽(16)의 하단부에 대해 시일링된다. 캐치(72)는, 캐치(72)의 최상측 부분에 하향 압력이 가해지는 경우에 캐치(72)가 그루브로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 그것으로부터 분리되도록, 탄성적으로 변형 가능하다. 이 경우, 베이스(18)는 외벽(16)으로부터 분리될 수 있다.
특히 도 7a를 참조하면, 분리 장치(12)는 3 단계의 사이클론 분리를 포함한다. 분리 장치(12)는 제 1 사이클론 분리 유닛(74), 이 제 1 사이클론 분리 유닛(74)로부터 하류에 위치되는 제 2 사이클론 분리 유닛(76), 및 이 제 2 사이클론 분리 유닛(76)로부터 하류에 위치되는 제 3 사이클론 분리 유닛(78)을 포함한다.
제 1 사이클론 분리 유닛(74)은 단일의 제 1 사이클론(80)을 포함한다. 제 1 사이클론(80)은 대체로 환형의 형상을 갖고, 종축선(L1)을 갖는다. 제 1 사이클론(80)은 외측 저장통(14)의 외벽(16)과 분리 장치(12)의 제 1 내벽(82) 사이에 위치된다. 제 1 내벽(82)은 종축선(L1)의 주위에 연장한다. 제 1 내벽(82)은 대체로 원통형인 하부(84) 및 환형 상부를 갖는다. 상부는 내벽부(88) 및 이 내벽부(88)의 상부의 주위에 연장하는 대체로 원추대형인 외벽부(90)를 포함한다. 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 내벽부(88)는 대체로 부채꼴(scalloped) 프로파일을 갖는다.
플랜지(92)는 외벽부(90)의 상단부로부터 반경방향 외측으로 연장한다. 환형 시일(도시되지 않음)은 외벽(16)의 내면과 맞물리도록 플랜지(92) 상에 위치될 수 있고, 이것에 의해 외벽(16)과 제 1 내벽(82) 사이에 시일을 형성할 수 있다.
외벽(16)의 상단부의 부근에 유입 덕트(28)의 공기 유출구(68)로부터의 공기류를 수용하기 위해 오염 공기 유입구(96)가 제공된다. 오염 공기 유입구(96)는 지지부(60) 상에 분리 장치(12)를 장착한 경우에 유입 덕트(28)의 공기 유출구(68) 상에 위치된다. 오염 공기 유입구(96)는 유입하는 오염 공기가 분리 장치(12) 내에 유입될 때 나선형 경로를 따르는 것을 보장하도록 외측 저장통(14)에 접선 방향으로 배치된다.
제 1 사이클론 분리 유닛(74)로부터의 유체 유출구는 천공된 슈라우드(98)의 형태로 제공된다. 슈라우드(98)는 제 1 내벽(82)의 상부의 외벽부(90)의 외면에 연결되는 환형 상벽(100), 제 1 내벽(82)의 원통형 하부(84)로부터 반경 방향으로 이격되도록 상벽(100)으로부터 하방으로 연장하는 대체로 원통형인 측벽(102), 및 제 1 내벽(82)의 하부(84)의 외면에 맞물리도록 측벽(102)의 하단부로부터 반경 방향 내측으로 연장하는 환형 하벽(104)을 갖는다. 이 실시형태에서, 측벽(102)은 상벽(100)과 하벽(104) 사이에 연장하는 망을 포함한다. 도 6a를 참조하면, 망은 제 1 내벽(82)의 외면의 주위에 각도 방향으로 이격되는 복수의 축방향으로 연장하는 리브(105)에 의해 반경 방향으로 지지된다. 하벽(104)은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 실질적으로 원통형인 외벽을 가질 수 있거나, 또는 측벽(102)의 하단부로부터 외측으로 멀어지는 방향으로 테이퍼를 형성하는 외벽을 가질 수 있다.
분리 장치(12)는 제 1 사이클론(80)에 의해 공기류로부터 분리되는 먼지를 수용하기 위한 제 1 집진기(106)를 포함한다. 제 1 집진기(106)는 대체로 환형의 형상을 갖고, 슈라우드(18)의 하벽(104)의 하단부로부터 베이스(18)까지, 그리고 외벽(16)으로부터 제 1 내벽(82)의 하부(84)까지 연장한다. 베이스(18)가 폐쇄된 위치에 있는 경우, 하부(84)의 하단부는 베이스(18)에 의해 지지되는 제 1 환형 시일링 부재(108)에 대해 시일링된다.
분리 장치(12)는 제 2 내벽(110)을 포함한다. 제 1 내벽(82)은 제 2 내벽(110)의 주위에 연장하고, 제 2 내벽(110)과 실질적으로 동축으로 정렬된다. 제 2 내벽(110)은 대체로 깔때기 형상을 갖고, 내벽(82)의 원통형 하부(84)로부터 반경 방향으로 이격되는 원통형 하부(112)를 갖고, 이들 원통형 하부 사이에 환형 체임버가 형성된다. 제 2 내벽(110)은 또한 제 2 내벽(110)의 하부(112)의 상단부로부터 반경 방향 외측으로 확개(flare)되는, 그리고 제 1 내벽(82)의 내벽부(88)로부터 반경 방향으로 이격되는 원추대형 상부(114)를 갖는다.
전술한 바와 같이, 제 2 사이클론 분리 유닛(76)은 제 1 사이클론 분리 유닛(74)으로부터 하류에 위치된다. 제 2 사이클론 분리 유닛(76)은 제 1 사이클론 분리 유닛(74)로부터 배출되는 공기류를 수용하기 위한 적어도 하나의 제 2 사이클론을 포함한다. 이 실시형태에서, 제 2 사이클론 분리 유닛(76)은 평행하게 배치되는 복수의 제 2 사이클론(120)을 포함한다. 제 2 사이클론(120)은 종축선(L1)의 주위에 연장되고, 또 종축선(L1) 상에 집중되는 대체로 원추대형 배열로 배치된다. 이러한 배열 내에서, 제 2 사이클론(120)들은 종축선(L1)으로부터 등거리로 이격되고, 종축선(L1)을 중심으로 대체로 등각도로 이격된다. 각각의 제 2 사이클론(120)은 다른 제 2 사이클론(120)과 동일하다. 이 실시형태에서, 제 2 사이클론 분리 유닛(76)은 18 개의 제 2 사이클론(120)을 포함한다. 이러한 배열 내에서, 제 2 사이클론(120)은 2 개의 제 2 사이클론(120) 사이에 간극(191)을 가질 수 있고, 이 간극(191) 내에 버튼(121) 또는 기타 장치, 캐치 또는 메커니즘이 위치된다.
각각의 제 2 사이클론(120)은 원통형 상부(122) 및 바람직하게 원추대형의 형상을 갖는 테이퍼형 본체 부분을 갖는다. 본체 부분은 상부(124) 및 하부(126)로 분할된다. 각각의 제 2 사이클론(120)의 본체의 상부(124)는 상부(122)와 일체이고, 또 분리 장치(12)의 제 1 주조성형된 콘 팩(cone pack; 128)의 일부를 형성한다. 본체의 하부(126)는 상부(124)보다 더 큰 유연성을 가지는 재료로 형성된다. 이 실시형태에서, 각각의 제 2 사이클론(120)의 본체는 바람직하게 그 상부(124)에 오버몰딩(overmould)되는 하부(126)를 갖는다. 대안적으로, 하부(126)는 임의의 적절한 방법에 의해 또는 임의의 적절한 고정 수단에 의해 상부(124)에 접착, 고정, 또는 클램핑된다. 하부(126)를 상부(124)에 연결하기 위해 어떤 기술이 사용되든, 연결은 상부(124)와 하부(126) 사이의 접합부에서 본체 부분의 내면 상에 상당한 단차 또는 기타 불연속이 존재하지 않는 연결인 것이 바람직하다. 바람직하게 하부(126)는 약 20 내지 50, 바람직하게는 48의 쇼어 A 값을 가질 수 있는 고무 재료로 형성되고, 반면에 상부(124)는 폴리프로필렌 또는 약 60의 쇼어 D 값을 가질 수 있는 ABS로 형성되는 것이 바람직하다.
제 1 콘 팩(128)은 한 쌍의 외부 지지벽(130a, 130b)을 갖는다. 제 1 외부 지지벽(130a)은 제 1 내벽(82)의 플랜지(92) 상에 장착되고, 제 2 외부 지지벽(130b)는 제 1 내벽(82)의 내벽부(88) 상에 장착된다. 제 1 콘 팩(128)은 또한 제 2 내벽(110)의 상부(114)를 지지하는 한 쌍의 내부 지지벽(132a, 132b)을 갖는다.
제 1 콘 팩(128)은, 각각의 제 2 사이클론(120)의 본체의 상부(124)가 내벽(82, 110) 사이에 위치되는 체임버 내로 연장하도록, 내벽(82, 110)에 대해 각도 방향으로 정렬된다. 제 2 사이클론(120)의 하부(126)는 제 2 사이클론(120)으로부터 쓰레기 및 먼지가 배출되는 콘 개구(cone opening; 134) 내에서 종료된다. 콘 개구(134)는 내벽(82, 110) 사이에 위치되고, 따라서 내벽(82, 110) 사이에 위치되는 환형 체임버는 제 2 사이클론(120)에 의해 공기류로부터 분리되는 먼지를 수용하기 위한 제 2 집진기(136)를 제공한다. 따라서, 제 2 집진기(136)는 대체로 환형 형상이고, 베이스(18)로부터, 본 실시형태에서, 제 2 사이클론(120)의 팁의 최하측 선단부인 제 2 사이클론(120)의 최하측 선단부의 직하의 10 mm에 위치되는 상측 선단부까지 연장한다. 베이스(18)가 폐쇄된 위치에 있는 경우, 제 2 내벽(110)의 하부(112)의 하단부는 베이스(18)에 의해 지지되는 제 2 환형 시일링 부재(138) 에 대해 시일링된다. 제 1 집진기(106)는 제 2 집진기(136)의 주위에 연장된다.
제 2 사이클론(120)은 종축선(L1)의 제 1 배향에 배치된다. 각각의 제 2 사이클론(120)은 종축선(L2)을 갖고, 제 2 사이클론(120)은, 제 2 사이클론(120)의 종축선(L2)들이 상호 접근하도록 배치된다. 이 실시형태에서, 제 2 사이클론(120)의 종축선(L2)은, 본 실시형태에서 약 33°인, 제 1 각도(α)로 제 1 사이클론(80)의 종축선(L1)에 교차한다. 종축선(L1)에 대한 제 2 사이클론(120)의 배향은, 제 1 사이클론(80)이 제 2 사이클론(120)의 각각의 하부의 주위에 연장하는 배향인 반면, 제 2 사이클론(120)의 각각의 상부는 제 1 사이클론(80)의 상측에 위치된다. 도 4로부터 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 콘 팩(128)의 외면은 각각의 제 2 사이클론(120)의 본체 부분의 상부(122)의 일부 및 상부(124)의 일부를 포함한다. 제 1 콘 팩(128)의 외면은 또한 분리 장치(12)의 외면의 일부를 형성하고, 다음에 이것은 진공 청소기(10)의 외면의 일부를 형성한다.
각각의 제 2 사이클론(120)은 유체 유입구(140) 및 유체 유출구(142)를 갖는다. 각각의 제 2 사이클론(120)의 경우, 유체 유입구(140)는 제 2 사이클론(120)의 원통형 상부(122) 내에 위치되고, 공기를 제 2 사이클론(120) 내에 접선 방향으로 유입시키도록 배치된다. 일반적으로 유체 유입구(140)는 종축선(L1)의 주위에 환형 배열로 배치된다. 환형 배열은, 물론 이 환형 배열 내에서 유체 유입구(140)가 종축선(L1)에 대한 제 2 사이클론(120)의 경사로 인해 종축선(L1)에 대해 경사를 이룸에도 불구하고, 종축선(L1)에 대해 실질적으로 직각이다. 도 6b는 제 2 사이클론(120)의 유체 유입구(140)를 통과하는 평면(Pi)를 따라 취한 분리 장치(12)의 수평 단면도이다. 평면(Pi)는 도 4에 표시되어 있고, 실질적으로 종축선(L1)에 직교한다. 유체 유출구(142)는 각각의 제 2 사이클론(120)의 상단부에 제공되는 와류 파인더(vortex finder)의 형태이다. 와류 파인더는 제 2 사이클론(120)의 개방된 상단부를 차폐하는 제 1 환형 와류 파인더 플레이트(144) 내에 위치된다. 환형 시일링 부재(145)는 제 1 콘 팩(128)과 제 1 환형 와류 파인더 플레이트(144) 사이에서 공기의 누설을 방지하기 위한 기밀 시일을 형성한다.
공기는 제 1 매니폴드(146)에 의해 제 1 사이클론 분리 유닛(74)으로부터 제 2 사이클론 분리 유닛(76)의 제 2 사이클론(120)의 유체 유입구(140)까지 운반된다. 제 1 매니폴드(146)는 종축선(L1)의 주위에 연장되고, 슈라우드(18)의 측벽(102) 과 제 1 내벽(82)의 하부(84) 사이로부터 공기를 수용하는 일련의 유입 통로(148)를 포함한다. 통로(148)는 제 1 내벽(82)의 상부의 내벽부(82)와 외벽부(90) 사이에 한정되고, 따라서 제 2 집진기(136)의 상부 선단부의 주위에 배치된다. 각각의 통로(148)는 제 2 사이클론(120)의 인접하는 하부(126)들 사이에 연장한다. 제 2 사이클론(120)의 유체 유입구(140)는 유입 통로(148)로부터 공기를 수용하기 위해 제 1 매니폴드(146)와 연통한다. 제 1 매니폴드(146)는 제 1 콘 팩(128) 및 제 2 내벽(110)의 상부에 의해 포위된다. 그러므로, 제 2 사이클론(120)은 제 1 매니폴드(146)를 통해 연장되는 것이 고려될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 제 2 사이클론 분리 유닛(76)으로부터 하류에 위치된다. 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 평행하게 배치되는 복수의 제 3 사이클론을 포함한다. 이 실시형태에서, 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 36 개의 제 3 사이클론을 포함한다. 각각의 제 3 사이클론은 다른 제 3 사이클론과 동일하다. 이 실시형태에서, 각각의 제 3 사이클론은 또한 제 2 사이클론(120)의 각각과 실질적으로 동일하다. 그러나, 제 3 사이클론은 제 2 사이클론(120)과 상이한 크기를 가질 수 있다.
제 3 사이클론은 제 2 사이클론(120)과 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 갖는다. 제 2 사이클론(120)과 마찬가지로, 각각의 제 3 사이클론은 원통형 상부(152) 및 바람직하게 원추대형의 형상을 가지는 테이퍼형 본체 부분을 갖는다. 본체 부분은 상부(154) 및 하부(156)로 분할된다. 각각의 제 3 사이클론(150)의 상부(154)는 상부(152)와 일체이다. 제 3 사이클론의 본체의 상부(154) 및 하부(156)는 각각 제 2 사이클론(120)의 상부(124) 및 하부(126)와 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 하부(156)는, 제 2 사이클론(120)의 하부(126)가 제 2 사이클론(120)의 상부(124)에 접합되는 것과 유사한 방식으로, 상부(154)에 접합된다. 각각의 제 3 사이클론은 유체 유입구(158) 및 유체 유출구(160)를 갖는다. 각각의 제 3 사이클론의 경우, 유체 유입구(158)는 제 3 사이클론의 원통형 상부(152) 내에 위치되고, 제 3 사이클론 내에 접선 방향으로 공기를 유입시키도록 배치된다. 유체 유출구(160)는 각각의 제 3 사이클론(150)의 상단부에 제공되는 와류 파인더의 형태이다.
분리 장치(12)의 직경을 감소시키기 위해, 제 3 사이클론(150)은 복수의 세트(set)로 배치된다. 이 실시형태에서, 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 제 1 세트의 제 3 사이클론(162), 제 2 세트의 제 3 사이클론(164), 및 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)을 포함한다. 각각의 세트는 각각 상이한 개수의 제 3 사이클론을 포함한다. 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)는 18 개의 제 3 사이클론, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)은 12 개의 사이클론, 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)은 6 개의 제 3 사이클론을 포함한다.
제 1 세트의 제 3 사이클론(162)은 제 2 사이클론(120)의 상측에 위치된다. 본 실시예에서, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162) 내의 제 3 사이클론의 배열은 제 2 사이클론(120)의 배열과 실질적으로 동일하다. 제 3 사이클론은 종축선(L1)의 주위에 연장하는, 그리고 종축선(L1) 상에 집중되는 대체로 원추대형 배열로 배치된다. 이러한 배열 내에서, 제 3 사이클론은 종축선(L1)으로부터 등간격으로 이격되고, 종축선(L1)의 주위에 대체로 등각도로 이격된다. 제 3 사이클론의 종축선(L1)으로부터 반경 방향의 간격은 제 2 사이클론(120)의 종축선(L1)으로부터 반경 방향의 간격과 실질적으로 동일하다. 또한 2 개의 제 3 사이클론(162) 사이에는 버튼(151) 또는 몇 개의 기타 장치, 캐치 또는 메커니즘이 위치되는 간극(131)이 존재할 수 있다.
제 1 세트의 제 3 사이클론(162)은 또한 제 2 사이클론(120)과 동일한 종축선(L1)에 대한 배향으로 배치된다. 다시 말하면, 이 세트 내에서 제 3 사이클론은 종축선(L1)에 대한 제 1 배향으로 배치된다. 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 각각의 사이클론은 종축선(L3a)을 갖고, 이 사이클론은, 그 종축선(L3a)들이 상호 접근하도록, 그리고 제 1 각도(α)로 종축선(L1)에 교차하도록 배치된다.
제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 각각의 사이클론은 제 2 사이클론(120)의 각각의 하나의 직상측에 배치된다. 분리 장치(12)의 높이의 증가를 최소화하기 위해, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)은, 제 2 사이클론(120)의 상부가 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 하부의 주위에서 연장하도록 또는 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 하부에 중첩되도록 배치된다.
제 1 세트의 제 3 사이클론(162)은 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 주위에 연장한다. 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 사이클론은 또한 종축선(L1)의 주위에 연장하는, 그리고 종축선(L1) 상에 집중되는 대체로 원추대형 배열로 배치된다. 이러한 배열 내에서, 제 3 사이클론은 종축선(L1)으로부터 등간격으로 이격되고, 또 종축선(L1)을 중심으로 등각도로 이격되고, 그러나 종축선(L1)으로부터 사이클론의 반경 방향 간격은 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 사이클론의 반경 방향 간격보다 작다.
제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론이 제 3 사이클론 분리 유닛(78) 내에서 콤팩트한 배열을 가지도록 하기 위해, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)은 종축선(L1)에 대해 상이한 배향으로 배치된다. 이 제 2 세트 내에서, 사이클론은 종축선(L1)에 대해 제 2 배향으로 배치된다. 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 각각의 사이클론은 종축선(L3b)을 갖고, 이 사이클론은, 그 종축선(L3b)들이 상호 접근하도록, 그리고 각도(α)보다 작은 제 2 각도(β)로 종축선(L1)과 교차하도록 배치된다. 이 실시형태에서, 각도(β)는 약 20°이다.
분리 장치(12)의 높이를 감소시키기 위해, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)은, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 하부가 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 상부의 주위에 연장하도록, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 직하에 부분적으로 위치된다. 그 결과, 제 2 사이클론(120)은 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)과 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 양자 모두의 주위에 연장하고, 각각의 세트를 각각의 상이한 양만큼 중첩한다.
제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론(162, 164)의 배열은, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 유체 유입구(158)가 제 1 그룹 내에 배치되고, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 유체 유입구(158)가 제 1 그룹으로부터 종축선(L1)을 따라 이격되는 제 2 그룹 내에 배치되는 배열을 갖는다. 각각의 그룹 내에서, 유체 유입구(158)는 종축선(L1)의 주위에 환형 배열로 대체로 배치되고, 이 환형 배열은 종축선(L1)에 실질적으로 직각이다. 또한, 각각의 환형 배열 내에서, 유체 유입구(158)는 종축선(L1)에 대한 제 3 사이클론의 경사로 인해 종축선(L1)에 대해 경사를 이룬다. 도 6e는 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 유체 유입구를 통과하는 평면(P1)을 따라 취한 분리 장치(12)의 수평 단면도이고, 도 6d는 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 유체 유입구를 통과하는 평면(P2)을 따라 취한 분리 장치(12)의 수평 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이들 평면(P1, P2)은 종축선(L1)에 실질적으로 직교한다. 평면(P1, P2)은 종축선(L1)을 따라 이격되고, 평면(P1)은 평면(P2)의 상측에 위치된다.
제 2 세트의 제 3 사이클론(164)은 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 주위에 연장한다. 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 사이클론은 또한 종축선(L1)의 주위에 연장하고, 종축선(L1) 상에 집중되는 대체로 환영 배열로 배치된다. 이러한 배열 내에서, 제 3 사이클론은 종축선(L1)으로부터 등거리로 이격되고, 종축선(L1)의 주위에 등각도로 이격되고, 그러나 종축선(L1)으로부터 제 3 사이클론의 반경 방향 간격은 제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론(162, 164)의 사이클론의 반경 방향 간격보다 작다.
제 3 세트의 제 3 사이클론(166) 내에서 사이클론의 수를 최대화하기 위해, 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)은 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)에 대해 상이한 배향으로 배치된다. 이 제 3 세트 내에서, 사이클론은 종축선(L1)에 대해 제 3 배향으로 배치된다. 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 각각의 사이클론은 종축선(L3c)을 갖고, 이 사이클론은, 그 종축선(L3c)들이 상호 접근하도록, 그리고 각도(β)보다 작은 제 3 각도(γ)로 종축선과 교차한다. 이 실시형태에서, 각도(γ)는 약 10°이다.
제 3 세트의 제 3 사이클론(166)은 또한, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 하부가 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 상부의 주위에 연장하도록, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)의 직하에 부분적으로 위치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 사이클론(120)은 제 3 사이클론의 세트의 각각의 주위에 연장하고, 각각의 상이한 양 만큼 각각의 세트를 중첩한다.
제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 배열은, 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 유체 유입구(158)가 제 1 및 제 2 그룹으로부터 종축선(L1)을 따라 이격되는 제 3 그룹 내에 배치되는 배열이다. 이 제 3 그룹 내에서, 유체 유입구(158)은 종축선(L1)의 주위에 대체로 환영 배열로 배치되고, 환영 배열은 실질적으로 종축선(L1)에 대해 직각을 이룬다. 또한, 각각의 환형 배열 내에서, 유체 유입구(158)는 종축선(L1)에 대한 제 3 사이클론의 경사로 인해 종축선(L1)에 대해 경사를 이룬다. 도 6c는 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 유체 유입구를 통과하는 평면(P3)을 따라 취한 분리 장치(12)의 수평 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 평면(P3)은 종축선(L1)에 대해 실질적으로 직교한다. 평면(P1, P2)은 평면(P3)의 상측에 위치된다.
공기는 제 2 매니폴드(168)에 의해 제 2 사이클론 분리 유닛(76)으로부터 제 3 사이클론 분리 유닛(78)까지 운반된다. 제 2 매니폴드(168)는 각각의 제 2 사이클론(120)의 유체 유출구(140)로부터 각각이 공기를 수용하는 일련의 유입 통로(170)를 포함한다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 각각의 사이클론의 본체의 상부(154)는 각각의 사이클론의 상부(152)와 일체이고, 분리 장치(12)의 제 2 주조성형된 콘 팩(172)의 일부를 형성한다. 제 2 콘 팩(172)은 제 1 콘 팩(128) 상에 장착되는 하부의 환형 지지벽을 갖는다. 지지벽(174)은 제 1 와류 파인더 플레이트(144) 상에 연장하여 이들 사이에 유입 통로를 한정한다. 도 4로부터 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 콘 팩(172)의 외면은 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 각각의 사이클론의 본체 부분의 상부(152)의 일부 및 상부(154)의 일부를 포함한다. 제 2 콘 팩(172)의 외면은 분리 장치(12)의 외면의 일부를 형성하고, 다음에 이것은 진공 청소기(10)의 외면의 일부를 형성한다. 전술한 바와 같이, 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 각각의 사이클론의 유체 유출구(160)는 각각의 사이클론의 상단부에 제공되는 와류 파인더의 형태이다. 이들 와류 파인더는 제 1 세트의 제 3 사이클론(162)의 사이클론의 개방된 상단부를 차폐하는 제 2 와류 파인더 플레이트(176) 내에 위치된다. 환형 시일링 부재(179)는 제 2 콘 팩(172)과 제 2 와류 파인더 플레이트(176) 사이에서 공기가 누설되는 것을 방지하기 위한 기밀 시일을 형성한다.
제 2 매니폴드(168)는 부분적으로 제 2 콘 팩(172)에 의해, 그리고 또한 부분적으로 주조 성형된 제 3 콘 팩(177)에 의해 한정된다. 제 2 콘 팩(172)은 제 3 콘 팩(177)의 주위에 연장한다. 제 2 콘 팩(172)은 제 3 콘 팩(177)과 별개의 부품일 수 있고, 또는 제 3 콘 팩(177)과 일체일 수 있다. 제 3 콘 팩(177)은 제 2 및 제 3 세트의 제 3 사이클론(164, 166)의 각각의 사이클론의 본체의 상부(152) 및 상부(154)를 한정한다. 그러므로, 제 3 사이클론은 제 2 매니폴드(168)를 통해 연장하도록 고려될 수 있다. 제 3 콘 팩(177)은 제 3 콘 팩(177)의 외면의 주위에 연장하고 또 제 1 콘 팩(128) 상에 장착되는 지지부(178)를 갖는다. 제 2 및 제 3 세트의 제 3 사이클론(164, 166)의 각각의 사이클론의 유체 유출구(160)를 제공하는 와류 파인더는 또한 제 2 와류 파인더 플레이트(176) 내에 위치되고, 이것은 또한 제 2 및 제 3 세트의 제 3 사이클론(164, 166)의 사이클론의 개방된 상단부를 차폐한다. 시일링 부재(180, 182)는 제 3 콘 팩(177)과 제 2 와류 파인더 플레이트(176) 사이에서 공기가 누설되는 것을 방지하기 위한 기밀 시일을 형성한다.
각각의 제 3 사이클론의 본체의 하부(156)는 제 3 사이클론으로부터 쓰레기 및 먼지를 배출하는 콘 개구(184) 내에서 종료된다. 제 2 내벽(110)의 내면은 제 3 사이클론에 의해 공기류로부터 분리되는 먼지를 수용하기 위한 제 3 집진기(185)를 한정한다. 제 3 집진기(185)는 대체로 원통형 형상이고, 베이스(18)로부터 본 실시형태에서 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 사이클론의 팁의 최하측 선단부인 제 3 사이클론의 최하측 선단부의 직하의 10 mm에 위치되는 상측 선단부까지 연장한다. 그 결과, 종축선(L1)을 따라 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)의 위치에 따라, 제 3 집진기(185)는 대체로 원추대형인 상부를 가질 수 있다. 제 1 집진기(106) 및 제 2 집진기(136)의 각각은 제 3 집진기(185)의 주위에 연장한다.
제 2 집진기(136)의 체적은 제 1 집진기(106) 및 제 3 집진기(185)의 각각의 체적보다 크다. 이 실시형태에서, 제 2 집진기(136)의 체적은 제 1 및 제 2 집진기(106, 185)의 체적의 합보다 크다.
제 3 사이클론 분리 유닛(78)의 사이클론으로부터 배출되는 공기는 유체 유출 체임버(186) 내로 유입된다. 제 1 및 제 2 세트의 제 3 사이클론(162, 164)의 상부는 유체 유출 체임버(186)의 주위에 연장하고, 반면에 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)은 유체 유출 체임버(186)의 직하에 위치된다. 유체 유출 체임버(186)는 제 2 콘 팩(172), 제 3 와류 파인더 플레이트(180) 및 분리 장치(12)의 상벽을 한정하는 커버(188)에 의해 한정된다. 커버(188)는 제 2 콘 팩(172) 상에 장착된다.
커버(188)는 분리 장치(12)를 진공 청소기(10)의 유출 덕트(30)에 결합하기 위한 커플링 부재(190)를 포함한다. 커플링 부재(190)는 커플링 지지 부재(192)에 의해 지지된다. 지지 부재(192)는 커버(188)에 의해 유지된다. 바람직하게 지지 부재(192)는 플라스틱 재료로부터 주조 성형된 단일체 물품이고, 대안적으로 지지 부재(192)는 상호 연결된 복수의 부품으로 형성될 수 있다. 지지 부재(192)는 대체로 튜브 형상이고, 유출 체임버(186)로부터 공기를 수용하기 위한 중심 보어를 포함한다. 도 5 및 도 6e를 참조하면, 지지 부재(192)는 이것의 일단부에 위치된 중심 허브(194) 및 복수의 스포크(196), 본 실시예에서는 4 개의 스포크를 포함하고, 이들 스포크는 인접하는 스포크(196)들 사이에 4분원(quadrant)의 형상의 복수의 개구를 한정하도록 허브(194)로부터 지지 부재(192)까지 반경 방향 외측으로 연장한다. 허브(194)는 종축선(L1)을 따라 연장한다. 도 7a로 돌아가서, 환형 플랜지(198)는 지지 부재(192)의 외면으로부터 반경 방향 외측으로 연장하고, 커버(188)의 내벽(200)에 의해 지지된다.
커플링 부재(190)는 분리 장치(12)로부터 공기류를 배출시키는 공기 유출구(202)를 포함한다. 커플링 부재(190)는 지지 부재(192)와 실질적으로 동축이다. 특히 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 커플링 부재(190)는 대체로 컵 형상이고, 베이스(204) 및 이 베이스(204)의 에지(edge)로부터 상방으로 연장하는 내벽(206)을 포함한다. 지지 부재(192)와 유사하게, 베이스(204)는 중심 허브(210)로부터 반경 방향 외측으로 연장하는 복수의 스포크(208)를 포함한다. 커플링 부재(190)의 허브(210)는 또한 종축선(L1)을 따라 연장하고, 지지 부재(192)의 허브(194)를 둘러싼다. 커플링 부재(190)는 지지 부재(192)와 동일한 개수의 스포크(208)를 포함한다. 본 실시예에서, 커플링 부재(190)의 각각의 스포크(208)는 지지 부재(192)의 각각의 스포크(196)와 일치하고; 지지 부재(192)의 스포크(196)는, 도 5에서, 커플링 부재(190)의 스포크(208) 내에 형성되는 윈도를 통해 볼 수 있다. 따라서, 커플링 부재(190)의 베이스(204)는 또한 인접하는 스포크(208)들 사이의 4분원의 형상 내에 유출 체임버(186)로부터 공기를 수용하는 복수의 개구를 한정한다.
커플링 부재(190)는 지지 부재(192)에 대해 이동 가능하다. 커플링 부재(190)를 종축선(L1)을 따라 연장하는 방향으로 압박하여 진공 청소기(10)의 유출 덕트와 맞물리게 하는 편향력이 커플링 부재(190)에 가해진다. 이 실시예에서, 편향력은 지지 부재(192)와 커플링 부재(190) 사이에 위치되는 탄성 요소(212), 바람직하게는 나선 스프링에 의해 가해진다. 탄성 요소(212)는 종축선(L1) 상에 위치된다. 이 실시예에서, 허브(194, 210)는 중공이고, 탄성 요소(212)는 허브(194, 210) 내에 위치된다. 탄성 요소(212)의 일단부는 지지 부재(192)의 허브(194) 내에 위치되는 스프링 시트(214)와 맞물리고, 반면에 탄성 요소(212)의 타단부는 커플링 부재(190)의 허브(210)의 상단부(216)와 맞물린다.
커플링 부재(190)의 내벽(206)은 진공 청소기(10)의 유출 덕트(30)와 맞물리는 오목하거나 보울 형상(bowl-shaped)의 내면을 갖는다. 도 2b, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 유출 덕트(30)는 종축선(L1)을 중심으로 연속적으로 커플링 부재(190)의 오목한 내면에의 맞물림을 위한 유출 덕트(30)의 공기 유입구(302)에 연결되는 환형 시일링 부재(300)를 포함한다. 유출 덕트(30)의 공기 유입구(302)는 대체로 돔 형상이다. 전술한 바와 같이, 청소 작업 중에 덕트 선회 축선을 중심으로 하는 유입 덕트(28)의 유출부(50)의 이동에 의해, 분리 장치(12)는 유출 덕트(30)에 대해 덕트 선회 축선을 중심으로 요동하게 된다. 커플링 부재(190)의 유출 덕트(30)를 향한 편향에 의해 결합되는, 커플링 부재(190)의 내면과 유출 덕트(30)의 시일링 부재(300) 사이의 연속적인 맞물림에 의해, 분리 장치(12)가 바닥면을 가로지르는 진공 청소기(10)의 이동 중에 유출 덕트(30)에 대해 이동할 때, 분리 장치(12)와 유출 덕트(30) 사이에 연속적인 기밀 연결이 유지될 수 있게 된다.
유출 덕트(30)는 분리 장치(12)와 롤링 조립체(20) 사이에 연장하는 대체로 만곡된 아암의 형태이다. 세장형 튜브(304)는 공기 유입구(302)로부터 롤링 조립체(20)까지 공기를 운반하기 위한 통로(306)를 제공한다.
유출 덕트(30)는 진공 청소기(10)로부터 분리 장치(12)를 제거할 수 있도록 분리 장치(12)에 대해 이동 가능하다. 유출 덕트(30)의 공기 유입구(302)로부터 이격되어 있는 튜브(304)의 단부는 롤링 조립체(20)의 본체(22)에 선회 가능하게 연결됨으로써, 유출 덕트(30)는, 유출 덕트(30)가 분리 장치(12)와 유체 연통하는 도 2a에 도시된 하강된 위치와 분리 장치(12)가 진공 청소기(10)로부터 제거될 수 있게 되는 도 2b에 도시된 상승된 위치 사이에서 이동 가능하게 된다.
도 8b를 참조하면, 유출 덕트(30)는 본체(22) 내에 위치되는 비틀림 스프링(도시되지 않음)에 의해 상승된 위치를 향해 편향된다. 본체(22)는 또한 비틀림 스프링의 힘에 대항하여 하강된 위치 내에서 유출 덕트(30)를 유지하기 위한 편향된 캐치(312) 및 캐치 해제 버튼(314)을 포함한다. 유출 덕트(30)는 유출 덕트(30)가 그 하강된 위치에 유지되어 있을 때 사용자가 진공 청소기(10)를 운반할 수 있는 손잡이(316)를 포함한다. 캐치(312)는 유출 덕트를 그 하강된 위치에 유지하기 위해 유출 덕트(30)에 연결되는 핑거(318)와 협력하도록 배치된다. 캐치 해제 버튼(314)을 누르면, 캐치(312)는 캐치(312)에 가해지는 편향력에 대항하여 핑거(318)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 됨으로써, 비틀림 스프링은 유출 덕트(30)를 그 상승된 위치로 이동시킬 수 있게 된다.
이하에서 도 8a 및 도 8b를 참조하여 롤링 조립체(20)를 설명한다. 전술한 바와 같이, 롤링 조립체(20)는 본체(22) 및 바닥면과 맞물리기 위해 본체(22)에 회전 가능하게 연결되는 2 개의 만곡된 바퀴(24, 26)를 포함한다. 본 실시형태에서,본체(22) 및 바퀴(24, 26)는 실질적으로 구형 롤링 조립체(20)를 한정한다. 바퀴(24, 26)의 회전 축선은, 바퀴(24, 26)의 림(rim)이 바닥면과 맞물도록, 진공 청소기(10)가 위치되는 바닥면에 대해 본체(22)를 향해 상방으로 경사를 이룬다. 바퀴(24, 26)의 회전 축선의 경사의 각도는 바람직하게 4 내지 15°의 범위, 더 바람직하게 5 내지 10°의 범위, 그리고 본 실시형태에서는 약 6°이다. 롤링 조립체(20)의 바퀴(24, 26)의 각각은 돔 형상이고, 실질적으로 구면 곡률의 외면을 가지므로 각각의 바퀴(24, 26)는 대체로 반구 형상을 갖는다.
롤링 조립체(20)는 모터 구동식 팬 유닛(320), 특히 팬 유닛(220)의 모터에 전력을 제공하는 플러그(323)를 단부에 가지는 전기 케이블(도시되지 않음)의 일부를 본체(22) 내에 격납 및 보관하기 위한 케이블 되감기 조립체(322), 및 필터(324)를 수용한다. 팬 유닛(220)은 모터 및 쓰레기를 포함한 공기류를 진공 청소기(10) 내로 그리고 진공 청소기(10)를 통해 흡입하도록 모터에 의해 구동되는 임펠러를 포함한다. 팬 유닛(320)은 모터 버킷(326) 내에 수용된다. 진공 청소기(10)가 바닥면 상에서 조작될 때 팬 유닛(320)이 회전하지 않도록, 모터 버킷(326)은 본체(22)에 연결된다. 필터(324)는 팬 유닛(320)의 하류에 위치된다. 필터(324)는 튜브형이고, 모터 버킷(326)의 일부의 주위에 위치된다.
본체(22)는 진공 청소기(10)로부터 청정 공기를 배출하기 위한 공기 배출 포트를 더 포함한다. 배출 포트는 본체(22)의 후방을 향해 형성된다. 바람직한 실시형태에서, 배출 포트는 본체(22)의 하부에 위치된 다수의 유출 구멍(328)을 포함하고, 이 것은 진공 청소기(10)의 외측의 최소의 환경적 난류를 제공하도록 위치된다.
사용자가 작동할 수 있는 제 1 스위치(330)는 본체 상에 제공되고, 이것을 누르면 팬 유닛(320)에 전압이 인가되도록 배치된다. 팬 유닛(320)은 또한 이 제 1 스위치(330)를 누름으로써 단전될 수 있다. 사용자가 작동할 수 있는 제 2 스위치(332)는 제 1 스위치(330)에 근접하여 제공된다. 제 2 스위치(332)에 의해 사용자는 케이블 되감기 조립체(22)를 작동시킬 수 있다. 팬 유닛(320)과 케이블 되감기 조립체(22)를 구동하기 위한 회로부도 롤링 조립체(20) 내에 수용된다.
사용 시, 팬 유닛(320)은 사용자에 의해 작동되고, 쓰레기를 포함한 공기류는 청소기 헤드 내의 흡인 개구를 통해 진공 청소기(10) 내로 흡입된다. 쓰레기를 포함한 공기는 호스 및 청소봉 조립체를 통과하여 유입 덕트(28) 내로 유입된다. 쓰레기를 포함한 공기는 유입 덕트(28)를 통과하고, 오염 공기 유입구(96)를 통해 분리 장치(12)의 제 1 사이클론 분리 유닛(74) 내에 유입된다. 오염 공기 유입구(96)의 접선 방향의 배열로 인해, 공기류는 이것이 제 1 사이클론 분리 유닛(74)을 통과할 때 외벽(16)에 대해 나선형 경로를 따른다. 더 큰 쓰레기 및 먼지 입자는 사이클론 작용에 의해 제 1 집진기(106) 내에 퇴적되고, 그 곳에서 포집된다.
부분적으로 청정된 공기류는 슈라우드(98)의 측벽(102)의 망 내의 천공을 통해 제 1 사이클론 분리 유닛(74)으로부터 배출되어, 제 1 매니폴드(146) 내에 유입된다. 제 1 매니폴드(146)로부터, 공기류는 제 2 사이클론(120) 내에 유입되고, 이곳에서 추가의 사이클론 분리에 의해 공기류 내에 여전히 혼입되어 있는 쓰레기 및 먼지의 일부가 제거된다. 이 쓰레기 및 먼지는 제 2 집진기(136) 내에 퇴적되고, 동시에 청정된 공기는 유체 유출구(142)를 통해 제 2 사이클론(120)으로부터 배출되어 제 2 매니폴드(168) 내에 유입된다. 제 2 매니폴드(168)로부터, 공기류는 제 3 사이클론 내에 유입되고, 이곳에서 추가의 사이클론 분리에 의해 공기류 내에 여전히 혼입되어 있는 쓰레기 및 먼지가 제거된다. 이 쓰레기 및 먼지는 제 3 집진기(185) 내에 퇴적되고, 동시에 청정된 공기는 유체 유출구(160)를 통해 제 3 사이클론으로부터 배출되어 유체 유체 유출 체임버(186) 내에 유입된다. 공기류는 지지 부재(192)의 보어 내에 유입되고, 보어를 따라 축방향으로, 그리고 지지 부재(192)의 스포크(196, 208)와 커플링 부재(190) 사이를 유동하여, 커플링 부재(190)의 공기 유출구(202)를 통해 유출 덕트(30)의 돔 형상의 공기 유입구(302) 내로 배출된다.
공기류는 유출 덕트(30) 내의 통로(306)를 따라 유동하여 롤링 조립체(20)의 본체(22) 내에 유입된다. 롤링 조립체(20) 내에서, 공기류는 팬 유닛(320) 내로 안내된다. 다음에, 공기류는 모터 버킷(326)으로부터, 예를 들면, 모터 버킷(326)의 측벽에 형성된 개구를 통해 배출되어 필터(324)를 통과한다. 마지막으로, 공기류는 본체(22) 내의 유출 구멍(328)을 통해 배출된다.
유출 덕트(30)가 그 상승된 위치에 있을 때, 분리 장치(12)는 내용물 배출 및 세척을 위해 진공 청소기(10)로부터 제거될 수 있다. 분리 장치(12)는 진공 청소기(10)로부터 분리 장치(12)의 제거를 용이하게 하는 손잡이(340)를 포함한다. 손잡이(340)는, 예를 들면, 스냅-핏(snap-fit) 연결에 의해 커버(188)에 연결된다. 분리 장치(12)를 비우기 위해, 사용자가 캐치(72)의 최상측 부분에 하향 압력을 가하기 위한 메커니즘을 작동시키기 위한 버튼을 누르면, 캐치(72)는 변형되어 외측 저장통(14)의 외벽(16) 상에 위치된 그루브로부터 분리된다. 이로 인해 분리 장치(12)의 집진기 내에 포집된 쓰레기 및 먼지를 쓰레기통 또는 기타 용기 내에 배출시킬 수 있도록 베이스(18)는 외벽(16)으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 작동 메커니즘은 푸시 로드 메커니즘(342)을 포함하고, 이 푸시 로드 메커니즘(342)은 분리 장치(12)의 외면 상에 슬라이딩 가능하게 위치되고, 또 캐치(72)에 대해 압박되어 캐치(72)를 그루브로부터 멀어지는 방향으로 이동시키고, 이것에 의해 베이스(18)는 외벽(16)으로부터 멀어지지는 방향으로 낙하될 수 있으므로 분리 장치(12) 내에 포집된 쓰레기 및 먼지가 제거될 수 있게 된다.
이 실시형태에서, 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 3 세트의 제 3 사이클론을 포함한다. 물론, 제 3 사이클론 분리 유닛(78)은 3 세트를 초과하는 제 3 사이클론을 포함하거나 3 세트 미만의 제 3 사이클론을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)이 제 2 세트의 제 3 사이클론을 제공하도록제 2 세트의 제 3 사이클론(164)은 생략될 수 있다. 다른 대안으로서, 제 2 세트의 제 3 사이클론(164)이 제 1 세트의 제 3 사이클론을 제공하도록, 그리고 제 3 세트의 제 3 사이클론(166)이 제 2 세트의 제 3 사이클론을 제공하도록, 제 1 세트의 제 2 사이클론(162)은 생략될 수 있다.

Claims (17)

  1. 표면 처리기기로서,
    적어도 하나의 제 1 사이클론을 포함하는 제 1 사이클론 분리 유닛;
    상기 제 1 사이클론식 분리 유닛로부터 하류에 위치되고, 또한 적어도 하나의 제 2 사이클론을 포함하는 제 2 사이클론식 분리 유닛; 및
    상기 제 2 사이클론식 분리 유닛으로부터 하류에 위치되고, 또한 축선의 주위에 평행하게 배치되는 복수의 제 3 사이클론을 포함하는 제 3 사이클론 분리 유닛
    을 포함하고,
    각각의 제 3 사이클론은 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하고, 상기 복수의 제 3 사이클론은 적어도 제 1 세트의 제 3 사이클론 및 제 2 세트의 제 3 사이클론으로 분할되고, 상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 제 1 그룹으로 배치되고, 상기 제 2 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 상기 제 1 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격된 제 2 그룹으로 배치되는, 표면 처리기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 유입구의 제 1 그룹은 대체로 제 1 환형 배열로 배치되고, 상기 유체 유입구의 제 2 그룹은 대체로 상기 제 1 환형 배열로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 2 환형 배열로 배치되는, 표면 처리기기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 세트 내에서, 상기 제 3 사이클론은 상기 축선으로부터 실질적으로 등거리에 위치하는, 표면 처리기기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 제 3 사이클론은 종축선을 갖고, 상기 제 1 및/또는 제 2 세트의 제 3 사이클론의 사이클론의 종축선은 상호 접근하는, 표면 처리기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도는 상기 제 2 세트의 제 3 사이클론의 종축선이 상기 축선과 교차하는 각도와 다른, 표면 처리기기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 제 3 사이클론은 제 2 세트의 제 3 사이클론의 일부의 주위에 연장하는, 표면 처리기기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 제 3 사이클론은 상기 제 2 세트의 제 3 사이클론의 적어도 일부의 상측에 위치되는, 표면 처리기기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 사이클론 분리 유닛은 제 3 세트의 제 3 사이클론을 포함하고, 상기 제 3 세트의 제 3 사이클론의 유체 유입구는 상기 제 1 그룹 및 상기 제 2 그룹으로부터 상기 축선을 따라 이격되는 제 3 그룹으로 배치되는, 표면 처리기기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체 유입구의 제 3 그룹은 대체로 제 3 환형 배열로 배치되는, 표면 처리기기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 세트의 제 3 사이클론은 상기 제 3 세트의 제 3 사이클론의 적어도 일부의 주위에 연장하는, 표면 처리기기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 세트의 제 3 사이클론은 상기 제 3 세트의 제 3 사이클론의 적어도 일부의 상측에 위치되는, 표면 처리기기.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 세트의 제 3 사이클론은 각각 상이한 개수의 사이클론을 포함하는, 표면 처리기기.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 사이클론 분리 유닛은 평행하게 배치되는 복수의 제 2 사이클론을 포함하고, 상기 축선 주위의 상기 제 2 사이클론의 배열은 상기 축선 주위의 상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 배열과 실질적으로 동일한, 표면 처리기기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 사이클론은 상기 제 3 사이클론의 적어도 일부의 주위에 배치되는, 표면 처리기기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    각각의 제 2 사이클론은 가요성 부분을 포함하는, 표면 처리기기.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 세트의 제 3 사이클론의 각각의 사이클론은 가요성 부분을 포함하는, 표면 처리기기.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    진공 청소기의 형태인 표면 처리기기.
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