KR101730767B1 - 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기에 관한 것으로, 먼지와 함께 유입된 공기가 외부로 빠져나가기 위하여 통과하는 필터의 외주면에 블레이드가 구비되어 상기 블레이드가 선회공기의 흐름에 대응하는 속도로 필터의 주변을 회전하면서 상기 필터로 인입되는 먼지의 양을 줄여주고 머리카락이나 실과 같은 긴 이물질이 필터의 주변에 감기는 것을 방지할 수 있는 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 공기유입부와, 상기 공기유입부로 유입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되는 사이클론 집진장치에 있어서, 상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방된 원통형으로 구성되어 개방부의 내측에 상기 공기배출부가 위치하도록 상기 사이클론챔버에 결합되며, 상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 사이클론 집진장치가 구비된 진공청소기는 본체와, 상기 본체에서 생성되는 흡입력에 의하여 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 외부흡입부 및 상기 본체에 장착되어 상기 외부흡입부를 통하여 흡입된 이물질이 포함된 공기를 원심분리하는 사이클론 집진장치를 포함하되, 상기 사이클론 집진장치는, 공기유입부와, 상기 공기유입부로 흡입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되고, 상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방되도록 구성되어 개방부가 상기 공기배출부와 연통되도록 구성되며, 상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하면서 상기 필터부에 이물질이 부착하는 것을 방지할 수 있다.

Description

사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기{CYCLONE DUST COLLECTORS AND CYCLONE VACUUM CLEANER USING THE SAME}

본 발명은 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기에 관한 것으로, 먼지와 함께 유입된 공기가 외부로 빠져나가기 위하여 통과하는 필터의 외주면에 블레이드가 구비되어 상기 블레이드가 선회공기의 흐름에 대응하는 속도로 필터의 주변을 회전하면서 상기 필터로 인입되는 먼지의 양을 줄여주고 머리카락이나 실과 같은 긴 이물질이 필터의 주변에 감기는 것을 방지할 수 있는 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기에 관한 것이다.

진공청소기는 진공펌프에 의하여 발생하는 강한 흡입력을 이용하여 공기와 함께 먼지를 빨아들여 청소를 하는 장치이다. 진공청소기 중에 사이클론 집진장치는 흡입된 공기 중의 먼지를 원심력을 이용하여 분리하는 것으로, 먼지봉투를 이용한 집진장치에 비하여 위생적이고 편리하기 때문에 최근에 널리 사용되고 있는 기술이다.

사이클론 집진장치는 기본적으로 원심력을 이용하여 공기보다 무거운 먼지나 이물질 등을 걸러낸 후에 공기는 외부로 방출하고, 이물질 등은 별도의 포집통에 수집하게 된다. 하지만, 사이클론 집진장치의 내부로 유입된 공기가 상기 사이클론 내부에서 머무르는 시간이 한정되어 있고, 유입되는 이물질 중에는 무게가 가벼워서 원심력의 영향을 적게 받는 것도 있기 때문에 모든 이물질이 깨끗하게 걸러지지는 않는다. 특히, 머리카락이라 실과 같이 가볍고 긴 이물질은 원심력에 의하여 분리되기도 전에 필터의 주변에 감겨서 상기 필터의 기능을 떨어뜨리는 요인이 되고 있다. 따라서 사이클론방식의 필터에서 이물질 등과 함께 유입된 공기가 원심력에 의하여 회전하는 동안 가볍고 작은 먼지나 머리카락 등과 같은 이물질이 필터의 주변에 접근하지 않도록 할 필요가 있다.

KR 10-2012-0126763 A KR 10-0555321 B1 KR 10-0662641 B1 KR 10-2015-0056487 A

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 사이클론 집진기의 필터 주변에 회전 블레이드를 구비하여 상기 블레이드가 필터 주변을 회전하는 선회기류를 따라 함께 회전하면서 상기 필터에 이물질이 유입되거나 머리카락 등과 같이 길이가 길고 가벼운 이물질이 감기는 것을 최소화하여 필터의 여과 성능을 유지시킬 수 있는 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 공기유입부와, 상기 공기유입부로 유입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되는 사이클론 집진장치에 있어서, 상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방된 원통형으로 구성되어 개방부의 내측에 상기 공기배출부가 위치하도록 상기 사이클론챔버에 결합되며, 상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 블레이드는 상기 필터부의 타측에 회동할 수 있도록 결합되는 회동유닛과, 일단은 지지링으로 연결되고 타단은 상기 회동유닛의 가장자리에 결합되어 상기 필터부의 외주면에 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 복수개가 구비되는 날개부로 구성되어 상기 날개부가 상기 필터부의 외주면에 대면하여 회전하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 필터부는 일측에서 타측으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되며, 상기 블레이드는 상기 필터부의 외주면에 대응하는 형상으로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 날개부는 판상으로 구성되어 상기 필터부의 외주면에 대하여 수직방향으로 구비되고, 내측면은 상기 필터부의 외주면에 대면하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 필터부의 타측면에는 수직방향으로 고정축이 돌출되도록 구비되어 상기 회동유닛의 중심부에 상기 고정축이 관통하면서 회동가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 필터부와 상기 공기배출부 사이에는 상기 필터부를 통과하여 상기 공기배출부로 빠져나가는 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 내부필터가 더 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 사이클론 집진장치가 구비된 진공청소기는 본체와, 상기 본체에서 생성되는 흡입력에 의하여 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 외부흡입부 및 상기 본체에 장착되어 상기 외부흡입부를 통하여 흡입된 이물질이 포함된 공기를 원심분리하는 사이클론 집진장치를 포함하되, 상기 사이클론 집진장치는, 공기유입부와, 상기 공기유입부로 흡입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되고, 상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방되도록 구성되어 개방부가 상기 공기배출부와 연통되도록 구성되며, 상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하면서 상기 필터부에 이물질이 부착하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 사이클론챔버의 타측에는 상기 사이클론챔버와 탈부착 가능하게 결합하는 포집통이 구비되되, 상기 사이클론챔버와 상기 포집통의 사이에는 먼지유입부가 구비되며, 상기 먼지유입구는 밀폐된 구조를 가지는 기둥부와, 상기 기둥부의 둘레방향으로 따라 최소한 2개 이상의 유입안내부로 구성되며 상기 유입안내부는 일측은 높고 타측방향으로 갈수록 낮아지는 구조가 연속적으로 구성되어 일측 하부에 유입구멍이 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기는 필터의 주변에 작은 먼지나 이물질이 유입되거나 머리카락 등이 감기는 것을 방지하기 때문에 집진장치 및 이를 이용한 진공청소기의 성능을 장시간 고효율로 유지시켜주며, 필터의 청소주기를 현저히 늘려주어 사용상 편리하다는 이점이 있다. 또한, 필터와 블레이드를 하부로갈수록 직경이 작아지도록 하여 블레이드에 의하여 필터로 유입되는 것이 차단된 이물질이 상기 필터의 주변에 머무르지 않고 포집통 쪽으로 흘러가도록 하는 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사이클론 진공청소기의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 구성을 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 분해도.
도 4는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 필터부와 블레이드의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 A-A부 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치 내의 공기 흐름 및 이물질 분리과정을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 사이클론 진공청소기의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 사이클론 진공청소기는 본체(10)와 상기 본체(10)에서 생성되는 흡입력에 의하여 이물질을 포함한 공기를 흡입하는 외부흡입부(30) 및 상기 본체(10)의 내부에 장착되어 상기 외부흡입부(30)를 통하여 흡입된 이물질이 포함된 공기를 원심분리하는 사이클론 집진장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 사이클론 집진장치(100)는 본 발명의 주요구성으로 이에 대한 설명은 후술하여 상세하게 설명한다.

본체(10)는 청소기를 조작하는 각종 스위치와 청소기에 전원을 공급하는 전원코드 및 외부전원 또는 충전전원에 의하여 회전하면서 흡입력을 생성하는 진공펌프(50) 등을 포함하여 구성된다. 그리고 외부흡입부(30)는 연결관(33)을 통하여 본체(10)의 집진장치와 연통되어 있으며, 끝단에는 흡입판(35)이 구비되어 있다.

진공청소기는 공지의 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 도 1에 도시된 사이클론 진공청소기 및 상술하여 설명한 사이클론 진공청소기에 관한 구성은 본 발명의 이해를 위한 하나의 예시일 뿐 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다. 본 발명에 따른 사이클론 집진기는 다양한 형상의 진공청소기뿐만 아니라 사이클론 집진기가 필요한 공지의 다양한 장치에도 적용 가능하다. 또한, 외부흡입부(30)와 본체(10)가 별도로 구비되어 플렉시블 호스에 의하여 연결된 통상적인 형태의 가정용 진공청소기에도 적용 가능함은 물론이다.

도 2는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 구성을 나타내는 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 분해도이고, 도 4는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 필터부와 블레이드의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 A-A부 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(100)는 공기유입부(110)와, 상기 공기유입부(110)로 유입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버(130)와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부(115) 및 상기 사이클론챔버(130)와 공기배출부(115) 사이에 구비되어 배출되는 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(100)는 전술하여 설명한 바와 같이 진공청소기 외에도 집진이나 이물질을 걸러내는 기능이 필요한 다양한 장치에 적용될 수 있다. 이하에서는 사이클론 집진장치(100)가 진공청소기에 적용된 것을 예시로 하여 설명한다.

사이클론챔버(130)는 내부가 중공인 원통형상 또는 이와 유사한 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 후술하여 설명하는 바와 같이 외부에서 유입된 공기가 사이클론챔버(130) 내부에서 회전하면서 선회기류를 형성하여야 하기 때문이다. 다만, 본 발명의 목적을 달성할 수 없을 정도로 공기의 선회운동을 방해하지 않는 범위 내에서 사이클론챔버(130)의 세부적인 형상이나 구조는 다양하게 설계될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 사이클론챔버(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 일면에 공기배출구(115)가 구비된 밀폐된 구조의 상부 사이클론챔버(130)와 상기 상부 사이클론챔버(130)에 탈부착할 수 있도록 구성되는 하부 사이클론챔버(130)로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 구성은 사이클론챔버(130)의 청소와 유지관리 등의 편의를 위한 것으로, 상기 상부 사이클론챔버와 하부 사이클론챔버는 일체로 구성될 수도 있음은 물론이다.

공기유입부(110)는 외부의 공기가 사이클론챔버(130)의 내부로 유입되는 통로 역할을 한다. 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(100)는 진공펌프(50)에 의하여 사이클론챔버(130) 내부의 공기가 빠져나가면 그 빈 공간을 채우기 위하여 외부의 공기가 공기유입부(110)로 유입된다. 이때, 공기유입부(110)로 유입된 공기가 사이클론챔버(130) 내부에서 선회기류를 형성하여야 하기 때문에 상기 공기유입부(110)는 선회기류를 형성하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예로, 상기 공기유입부(110)는 사이클론챔버(130)의 일측에 구비되되, 상기 공기유입부(110)를 통하여 유입되는 공기가 사이클론챔버(130)의 내주면 가장자리를 향하도록 구성할 수 있다(도 5 참조). 그리하여 사이클론챔버(130)의 내부로 유입된 공기가 상기 사이클론챔버(130)의 내주면을 따라 이동하면서 회전하여 선회기류를 형성하도록 할 수 있다. 이 외에도 공기유입부(110)를 통하여 유입된 공기가 사이클론챔버(130) 내부에서 선회기류를 형성할 수 있도록 하는 공지의 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 공기유입부(110)와 사이클론챔버(130)가 만나는 위치에 유입되는 공기의 방향을 내측면 방향으로 틀어주는 별도의 구조가 적용될 수도 있음은 물론이다.

공기배출부(115)는 사이클론챔버(130)의 내부로 유입된 공기가 상기 사이클론챔버(130)의 내부에서 일정시간 선회운동을 한 후에 외부로 빠져나가는 통로가 된다. 따라서 공기배출부(115)는 진공펌프(50)와 연통되도록 구비되어 상기 진공펌프(50)가 구동하면 사이클론챔버(130) 내부의 공기가 진공펌프(50) 방향으로 배출되도록 한다. 본 발명의 일 실시예로 공기배출부(115)는 사이클론챔버(130)의 일측에 구비될 수 있다.

필터부(150)는 내부가 중공이고 일측이 개방되고 타측이 밀폐된 원통형 또는 이와 유사한 형상으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 개방부가 구비된 일측에서 타측방향으로 갈수록 지름이 작아지도록 경사지게 구성되어 컵 모양 또는 이와 유사한 형상으로 구성될 수 있다. 필터부(150)의 형상을 컵 모양 또는 이와 유사한 모양으로 하는 이유에 관해서는 후술하여 설명한다.

필터부(150)의 벽면에는 외주면에서 내측면까지 관통하는 복수의 통공홀(151)이 형성될 수 있다. 통공홀(151)을 진공펌프(50)의 용량에 대응하는 공기가 원활하게 배출하는 동시에 일정크기 이상의 먼지나 이물질은 통과하지 못하도록 구성되어 필터부(150)의 외주면 전체 또는 특정구간에 조밀하게 골고루 분포되도록 한다. 다만, 필터부(150)의 구성은 사이클론챔버(130)의 내부에 유입된 공기가 통과하여 빠져나갈 수 있는 구조라면 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터부(150)는 미세한 구멍이 형성된 망구조로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서는 필터부(150)의 외주면이 톱니모양으로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 구성의 필터부(150)는 전술하여 설명한 공기배출부(115)가 개방부의 내측에 위치하도록 사이클론챔버(130)의 일측면에 탈부착할 수 있도록 결합될 수 있다. 그리하여 공기배출부(115)로 배출되는 공기는 모두 필터부(150)를 통과하여 빠져나가도록 한다. 이때, 필터부(150)와 공기배출부(115) 사이에는 내부필터(153)가 더 구비되어 상기 필터부(150)를 통하여 공기배출부(115)로 빠져나가는 미세먼지나 이물질 등이 상기 내부필터(153)에 의하여 다시 한번 걸러지도록 할 수 있다. 내부필터(153)는 필터부(150)의 일측 또는 공기배출부(115) 중 어느 한 부분에 구비되어 상기 필터부(150)를 통과한 공기가 상기 내부필터(153)를 통과하여야만 상기 공기배출부(115)로 빠져나갈 수 있도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 내부필터(153)는 도면에 도시된 바와 같이 필터부(150)의 일측에 필터장착부(154)를 형성하여 상기 필터장착부(154)에 상기 내부필터(153)를 탈부착할 수 있도록 장착할 수 있도록 한다. 그리하여 일정기간 동안 사용한 내부필터(153)는 주기적으로 교체하거나 세척하여 사용할 수 있도록 한다. 내부필터(153)는 전술하여 설명한 필터부(150)를 빠져나갈 수 있는 크기의 미세먼지를 걸러낼 수 있는 공지의 다양한 재질이나 구조가 적용될 수 있다.

필터부(150)의 외측면에는 블레이드(170)가 구비된다. 블레이드(170)는 필터부(150)의 외주면에 둘레방향을 따라 구비되는 복수의 날개부(173)와 상기 날개부(173)의 일단을 연결 및 지지하는 지지링(172)과 상기 날개부(173)의 타단을 고정 및 지지하는 회동유닛(175)으로 구성될 수 있으며, 상기 날개부(173)들 사이의 공간으로 공기가 통과할 수 있다.

날개부(173)는 필터부(150)의 길이방향(도면을 기준으로 상하방향을 말함)에 대응하는 길이로 상기 필터부(150)의 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 구비될 수 있다. 날개부(173)는 얇은 판상의 구조로 형성되어 폭 방향이 상기 필터부(150)의 외주면에 대하여 수직으로 구비되며, 내측면이 상기 필터부(150)의 외주면에 대면하도록 구성된다. 이때, 날개부(173)의 구조가 판상의 구조로 형성되는 것은 선회기류가 상기 날개부(173)에 부딪혀서 회전력을 유발하도록 하기 위함이다. 따라서 상기와 같은 기능을 구현할 수 있는 구조라면 날개부의 구체적인 형상은 다양하게 설계될 수 있다. 날개부(173)의 내측면은 필터부(150)의 외주면으로부터 일정간격 이격되도록 구비되는 것이 바람직하다. 그리하여 날개부(173)가 필터부(150)의 외주면에서 이격된 상태로 선회기류의 흐름에 따라 회전하도록 한다.

삭제

날개부(173)는 필요에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시되지는 않았지만 날개부(173)의 외측면이 사이클론챔버(130) 내에서 바람이 회전하는 반대방향으로 기울어지도록 하여 필터부(150)에 이물질이 접근하는 것을 방지하는 동시에 상기 날개부(173)의 회전운동은 원활하게 할 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 날개부(173)는 나선형으로 구성할 수도 있음은 물론이다.

회동유닛(175)은 필터부(150)의 타측에 회동할 수 있도록 결합된다. 회동유닛(175)은 전술하여 설명한 바와 같이 날개부(173)가 필터부(150)의 외주면에서 일정한 간격으로 이격되어 회전할 수 있는 구조라면 공지의 다양한 형상이나 구조가 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부(150)는 전술하여 설명한 바와 같이 원통형 또는 컵형으로 구성되는 것이 바람직하며, 이 경우 회동유닛(175)은 필터부(150)의 타면에 대응하는 원판 또는 이와 유사한 구조가 적용될 수 있다. 회동유닛(175)은 필터부(150)의 타측에서 수평방향이 견고하게 지지 되면서 원활하게 회동할 수 있는 구조라면 공지의 다양한 구조가 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 회동유닛(175)은 필터부(150)의 타측면에 수직방향으로 고정축(180)이 돌출되도록 구비되고, 상기 회동유닛(175)의 중심부에 형성된 결합홀(177)에 상기 고정축(180)이 관통하면서 회동 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 고정축(180)에 대하여 회동유닛(175)이 견고하게 유지되면서 안정적으로 회전하도록 하기 위하여 상기 고정축(180)과 결합하는 결합홀(177)에는 베어링(178)이 구비될 수 있으며, 고정축(180)의 타측에는 회동유닛(175)을 탈부착할 수 있도록 고정하는 클램프(185)가 더 구비될 수 있다.

사이클론챔버(130)의 타측에는 상기 사이클론챔버(130)와 탈부착 가능하게 결합하는 포집통(190)이 구비될 수 있다. 포집통(190)은 내부가 중공이고 타측이 밀폐된 구조로 구성되어 전술하여 설명한 사이클론챔버(130)의 타측에 탈착 가능하게 구비될 수 있다. 포집통(190)은 사이클론챔버(130)에서 원심분리된 이물질이 유입되어 저장되는 곳이며, 상기 포집통(190)은 사이클론챔버(130)로부터 분리하여 이물질을 비우고 청소할 수 있다.

사이클론챔버(130)와 포집통(190) 사이에는 먼지유입부(193)가 구비될 수 있다. 먼지유입부(193)는 사이클론챔버(130)의 하부 또는 포집통(190)의 상부에 탈착 가능하게 구비되거나 상기 사이클론챔버(130)의 하부에 일체로 구성될 수 있다. 그리하여 사이클론챔버(130)의 내부에서 원심력에 의하여 분리된 먼지 등과 같은 이물질이 상기 먼지유입부(193)를 통하여 포집통(190)으로 유입되어 저장되며, 상기 포집통(190)이 어느 정도 채워지면 분리하여 먼지를 제거할 수 있다.

먼지유입부(193)는 사이클론챔버(130)와 포집통(190) 사이를 차단하는 구조로 이루어진 기둥부(195)와 상기 기둥부(195)의 둘레방향을 따라 구비되는 최소한 2개 이상의 유입안내부(197)로 구성된다. 기둥부(195)는 도면에 도시된 바와 같이 사이클론챔버(130) 내에서의 공기흐름을 방해하지 않는 원통형상으로 구성되어 내측에 차단막(194)이 형성되도록 구성될 수 있다. 다만, 상기와 같은 구성은 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로, 일측과 타측이 밀폐된 구조를 가지는 다각형 기둥 등 공지의 다양한 형상이 적용될 수 있다. 유입안내부(197)는 기둥부(195)의 둘레방향을 따라 형성되며, 일측은 높고 타측방향으로 갈수록 낮아지는 판상의 구조로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 형상의 유입안내부(197)는 최소한 2개 이상이 연속적으로 구비되어 어느 하나의 유입안내부(197)의 타측(낮은부분)과 연속적으로 구비되는 다른 유입안내부(197)의 일측(높은 부분) 사이에 유입구멍(198)이 형성된다. 즉, 유입안내부(197)의 타측과 인접한 다른 유입안내부(197)의 일측 사이의 높이 차에 해당하는 부분이 관통되어 포집통(190)과 연통되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치 내의 공기 흐름 및 이물질 분리과정을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 사이클론 집진장치 및 이를 이용한 사이클론 진공청소기의 구동방법을 살펴보면, 먼저 전원이 공급되면 진공펌프(50)가 작동하여 사이클론챔버(130) 내의 공기를 외부로 배출된다. 그러면 사이클론챔버(130)의 내부에 비워진 공간을 채우기 위하여 외부흡입부(30)로 공기가 유입되고, 유입된 공기는 공기유입부(110)를 통하여 사이클론챔버(130)의 내부로 유입된다. 이때, 외부흡입부(30)에서 공기가 빠르게 유입되면서 주변의 먼지나 이물질이 함께 빨려 들어오게 된다. 한편, 전술하여 설명한 바와 같이 사이클론챔버(130)의 공기유입부(110)는 상기 사이클론챔버(130)의 내주면 가장자리를 향하도록 구성되어 있기 때문에 상기 공기유입부(110)로 유입된 공기는 상기 사이클론챔버(130) 내부에서 회전하면서 선회기류를 형성한다. 그리하여 원심력에 의하여 무거운 먼지나 이물질은 사이클론챔버(130)의 가장자리로 몰리면서 하부로 이동하여 먼지유입부(193)를 통하여 포집통(190)으로 들어가서 쌓이게 된다. 이때, 먼지유입부(193)의 유입안내부(197)는 일측이 높고 타측방향으로 갈수록 낮아지면서 일측 하부에 유입구멍(198)이 형성되어 있기 때문에, 상기 유입구멍(198)의 입구 전방을 통과하는 공기는 공기의 흐름이 느려지게 되므로, 먼지 등이 유입구멍(198)의 내부로 안정적으로 유입된다. 즉, 사이클론챔버(130) 내부의 강한 선회기류에 의하여 포집통(190) 내부의 공기나 유입구멍(198) 전방의 공기가 크게 영향을 받지 않으면서 먼지 등과 같은 이물질이 상기 포집통(190)에 안정적으로 유입되어 쌓이며, 유입된 이물질은 선회기류에 의하여 유동하지 않게 된다.

사이클론챔버(130)의 내부에서 선회기류를 형성하던 공기는 필터부(150)를 통하여 외부로 빠져나가게 되는데, 이때 비교적 가볍고 작은 먼지는 원심력에 의하여 미처 분리되지 못하고 공기와 함께 빠져나가다가 필터부(150)에 걸려서 공기의 흐름을 방해할 수 있다. 본 발명에 따른 사이클론집진장치는 필터부(150)의 외주면에 블레이드(170)가 구비되어 필터부(150)에 미세먼지가 접근하는 것을 차단하거나 상기 필터부(150)에 머리카락이나 실과 같은 가늘고 긴 이물질이 감기는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전술하여 설명한 바와 같이, 블레이드(170)의 날개부(173)는 필터부(150)의 외주면에 대하여 수직으로 구비되어 선회기류에 의한 공기저항을 받게 되며, 블레이드(170)의 타측에 구비된 회동유닛(175)은 필터부(150)에 대하여 수평방향을 유지하면서 용이하게 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 블레이드(170)가 선회기류에 의하여 필터부(150)의 외주면에서 회전하면 필터부(150)의 외주면과 대면하도록 구성된 날개부(173)가 선회기류의 속도에 대응하는 속도로 회전하면서 상기 필터부(150)의 외주면에 일종의 차단막을 형성하여 먼지가 접근하거나 머리카락 등이 감기는 것을 방지한다.

한편, 전술하여 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(100)의 필터부(150)와 상기 필터부(150)에 대응하는 형상으로 구성된 블레이드(170)는 일측이 지름이 크고 타측으로 갈수록 지름이 작아지도록 경사지게 형성되어 있다. 따라서 블레이드(170)의 날개부(173)에 의하여 차단된 먼지나 이물질 등은 타측(도면에서 하부)으로 용이하게 이탈되어 포집통(190)으로 들어갈 수 있다. 그리고 사이클론챔버(130)의 중심부로 갈수록 선회기류의 흐름이 약해지기 때문에 필터부(150)와 블레이드(170)를 타측(하부)으로 갈수록 좁아지게 하면 상기 블레이드(170)에 의하여 차단된 이물질이 하부로 내려가면서 중심부 쪽으로 이동하여 가벼운 미세먼지가 선회기류에 의하여 영향을 적게 받도록 할 수 있다. 이를 위하여 전술하여 설명한 바와 같이 날개부(173)의 형상은 나선형으로 구성되어 이물질이 필터부(150)의 상부에서 하부로 이동하도록 할 수도 있다. 필터부(150)를 통과한 미세먼지는 공기배출구를 통하여 빠져나가기 전에 내부필터(153)에 의하여 다시 한번 걸러진 후에 외부로 배출된다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 사이클론 집진장치
110: 공기유입부
115: 공기배출부
130: 사이클론챔버
150: 필터부
151: 통공홀
153: 내부필터
154: 필터장착부
170: 블레이드
172: 지지링
173: 날개부
175: 회동유닛
177: 결합홀
180: 고정축
185: 클램프
190: 포집통
193: 먼지유입부
195: 기둥부
197: 유입안내부
198: 유입구멍

Claims (8)

1. 공기유입부와, 상기 공기유입부로 유입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되는 사이클론 집진장치에 있어서,
   상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방된 원통형으로 구성되어 개방부의 내측에 상기 공기배출부가 위치하도록 상기 사이클론챔버에 결합되며,
   상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하도록 구성되며,
   상기 블레이드는 상기 필터부의 타측에 회동할 수 있도록 결합되는 회동유닛과, 일단은 지지링으로 연결되고 타단은 상기 회동유닛의 가장자리에 결합되어 상기 필터부의 외주면에 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 복수개가 구비되는 날개부로 구성되어 상기 날개부가 상기 필터부의 외주면에 대면하여 회전하면서 이격되도록 구비되며,
   상기 필터부는 일측에서 타측으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되며, 상기 블레이드는 상기 필터부의 외주면에 대응하는 형상으로 구성되고,
   상기 필터부의 타측면에는 수직방향으로 고정축이 돌출되도록 구비되어 상기 회동유닛의 중심부에 상기 고정축이 관통하면서 회동가능하게 결합되며,
   상기 사이클론챔버의 타측에는 상기 사이클론챔버와 탈부착 가능하게 결합하는 포집통이 구비되되,
   상기 사이클론챔버와 상기 포집통의 사이에는 먼지유입부가 구비되며, 상기 먼지유입부는 밀폐된 구조를 가지는 기둥부와, 상기 기둥부의 둘레방향으로 따라 최소한 2개 이상의 유입안내부가 연속적으로 구비되되, 상기 유입안내부는 일측은 높고 타측방향으로 갈수록 낮아지는 구조가 연속적으로 구성되어 상기 유입안내부의 일측 하부에 유입구멍이 형성되도록 구성되며,
   상기 필터부와 상기 공기배출부 사이에는 상기 필터부를 통과하여 상기 공기배출부로 빠져나가는 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 내부필터가 더 구비되어 있는 사이클론 집진장치.
   
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7. 본체와, 상기 본체에서 생성되는 흡입력에 의하여 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 외부흡입부 및 상기 본체에 장착되어 상기 외부흡입부를 통하여 흡입된 이물질이 포함된 공기를 원심분리하는 사이클론 집진장치를 포함하는 진공청소기에 있어서,
   상기 사이클론 집진장치는,
   공기유입부와, 상기 공기유입부로 유입된 공기가 선회하면서 상기 공기에 포함된 이물질을 원심분리하는 사이클론챔버와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출부 및 상기 사이클론챔버와 공기배출부 사이에 구비되어 배출되는 공기 중에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부를 포함하여 구성되고,
   상기 필터부는 내부가 중공이고 일측이 개방된 원통형으로 구성되어 개방부의 내측에 상기 공기배출부가 위치하도록 상기 사이클론챔버에 결합되고,
   상기 필터부의 외측면에는 블레이드가 구비되며 상기 블레이드는 상기 사이클론챔버의 내부에서 선회하는 공기에 의하여 회전하도록 구성되고,
   상기 블레이드는 상기 필터부의 타측에 회동할 수 있도록 결합되는 회동유닛과, 일단은 지지링으로 연결되고 타단은 상기 회동유닛의 가장자리에 결합되어 상기 필터부의 외주면에 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 복수개가 구비되는 날개부로 구성되어 상기 날개부가 상기 필터부의 외주면에 대면하여 회전하면서 이격되도록 구비되고,
   상기 필터부는 일측에서 타측으로 갈수록 지름이 작아지도록 구성되며, 상기 블레이드는 상기 필터부의 외주면에 대응하는 형상으로 구성되며,
   상기 필터부의 타측면에는 수직방향으로 고정축이 돌출되도록 구비되어 상기 회동유닛의 중심부에 상기 고정축이 관통하면서 회동가능하게 결합되는 사이클론 집진장치를 포함하는 진공청소기.
   
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