KR101774173B1

KR101774173B1 - 공기 정화 장치

Info

Publication number: KR101774173B1
Application number: KR1020160149300A
Authority: KR
Inventors: 현기탁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2017-09-01
Also published as: KR20170000823A

Abstract

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것이다.
일 측면에 따른 공기 정화 장치는, 흡입구와 배출구를 구비하는 하우징; 상기 하우징 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 모터 어셈블리; 상기 흡입구를 통하여 상기 하우징 내로 흡입된 공기에서 먼지를 분리하기 위한 싸이클론 분리부; 상기 싸이클론 분리부에서 분리된 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부; 및 상기 싸이클론 분리부에서 배출된 공기를 정화하기 위한 필터 유닛을 포함하고,
상기 싸이클론 분리부는, 상기 하우징 내의 공기가 유입되는 공기 입구; 상기 공기 입구를 통하여 유입되는 공기가 나선 유동하도록 가이드하는 유동 가이드; 상기 공기 입구의 반대편에 위치되어, 먼지와 분리된 공기가 배출되는 공기 출구; 및 공기와 분리된 먼지가 배출되는 먼지 출구를 포함하고,
상기 먼지 저장부는, 상기 먼지 출구에서 배출된 먼지를 저장하는 먼지 저장 챔버; 상기 공기 출구에서 배출된 공기를 상기 필터 유닛으로 전달하는 연결 유로; 상기 연결 유로에 구비되어, 상기 연결 유로를 유동하는 공기를 필터링하며, 구동 장치에 의하여 회동하는 프리 필터; 및 상기 프리 필터의 표면에 접촉하며, 상기 프리 필터를 청소하기 위한 청소유닛을 포함할 수 있다.

Description

공기 정화 장치{Air purifying apparatus}

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것이다.

공기 정화 장치는, 공기를 흡입하여 공기 중의 먼지나 세균 등을 걸러내어 공기를 정화하는 장치이다.

일반적으로 공기 정화 장치는, 다수의 필터를 구비할 수 있으며, 공기가 다수의 필터를 순차적으로 통과하는 과정에서 먼지나 세균 등이 걸러질 수 있다.

이러한 공기 정화 장치의 경우, 공기의 정화 과정에서 먼지나 이물이 다수의 필터에 끼게 되어 다수의 필터를 주기적으로 청소하여야 하므로 사용자가 번거로운 문제가 있다.

그리고, 필터를 청소하기 위해서는 공기 정화 장치를 분해하여 필터를 공기 정화 장치에서 꺼낸 후에 필터 각각을 청소하여야 하므로 필터 청소가 어려운 문제가 있다.

한편, 위와 같은 문제점을 해소하기 위하여 공기 정화 장치에 사이클론 집진장치를 설치하는 기술이 제안되고 있다.

선행문헌인 한국등록특허공보 제0580300호(등록일 2006.05.09.)에는 공기청정기가 개시된다.

선행문헌의 공기청정기는 사이클론 집진장치와, 상기 사이클론 집진장치에서 배출된 공기를 정화하는 복수의 필터를 포함한다.

그런데, 사이클론 집진장치가 공기청정기에 구비되는 경우에도 사이클론 집진장치에서 미세먼지가 제대로 분리되지 않는 경우, 미세먼지가 필터 측으로 유동하게 되어 필터에 미세먼지가 끼는 문제가 있으며, 이 경우에도 필터를 청소해주어야 하는 문제가 있다.

선행문헌의 경우에도 필터를 청소하기 위해서는 공기청정기를 분해하여야 하는 문제가 있다.

또한, 하우징 내부로 유입된 공기가 사이클론 집진장치의 내부를 유동하여야 하므로, 사이클론 집진장치가 구비되지 않는 경우에 비하여 공기 정화 장치 내에서 공기의 압력 손실이 크고, 이 경우 공기의 유동량이 적게 되어 일정 실내 공간 내의 공기를 정화하기 위한 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 싸이클론 분리부를 이용하여 공기를 정화할 때 싸이클론 분리부의 유로 손실이 줄어들어 공기의 정화 성능이 향상되고, 필터의 청소 횟수가 줄어들 수 있는 공기 정화 장치를 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 공기 정화 장치는, 흡입구와 배출구를 구비하는 하우징; 상기 하우징 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 모터 어셈블리; 상기 흡입구를 통하여 상기 하우징 내로 흡입된 공기에서 먼지를 분리하기 위한 싸이클론 분리부; 상기 싸이클론 분리부에서 분리된 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부; 및 상기 싸이클론 분리부에서 배출된 공기를 정화하기 위한 필터 유닛을 포함하고, 상기 싸이클론 분리부는, 상기 하우징 내의 공기가 유입되는 공기 입구와, 상기 공기 입구를 통하여 유입되는 공기가 나선 유동하도록 가이드하는 유동 가이드; 상기 공기 입구의 반대편에 위치되어, 먼지와 분리된 공기가 배출되는 공기 출구; 및 공기와 분리된 먼지가 배출되는 먼지 출구를 포함하고, 상기 먼지 저장부는, 상기 먼지 출구에서 배출된 먼지를 저장하는 먼지 저장 챔버; 상기 공기 출구에서 배출된 공기를 상기 필터 유닛으로 전달하는 연결 유로; 상기 연결 유로에 구비되어, 상기 연결 유로를 유동하는 공기를 필터링하며, 구동 장치에 의하여 회동하는 프리 필터; 및 상기 프리 필터의 표면에 접촉하며, 상기 프리 필터를 청소하기 위한 청소유닛을 포함할 수 있다.

상기 싸이클론 분리부는, 공기와 먼지의 나선 유동을 위한 싸이클론 바디를 포함하고, 상기 공기 입구를 통하여 상기 싸이클론 바디로 공기가 유입되는 방향과, 상기 공기 출구를 통하여 공기가 상기 싸이클론 바디에서 배출되는 방향은 동일할 수 있다.

상기 싸이클론 분리부는, 공기가 상기 공기 출구로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 더 포함하고, 상기 공기 입구에서 상기 배출 가이드의 입구 까지의 거리보다 상기 공기 입구에서 상기 먼지 출구 까지의 거리가 클 수 있다.

상기 먼지 출구에서 먼지가 배출되는 방향과 상기 공기 출구에서 공기가 배출되는 방향은 교차될 수 있다.

상기 유동 가이드는, 가이드 바디와, 상기 가이드 바디의 둘레 배치되며, 공기와 먼지의 나선 유동을 야기하는 다수의 베인을 포함할 수 있다.

인접하는 두 베인 중 일 베인의 단부와 타 베인의 단부를 연결하는 가상선은 상기 싸이클론 분리부 내에서의 싸이클론 유동의 축과 나란할 수 있다.

인접하는 두 베인 중 일 베인의 단부와 타 베인의 단부는 상기 싸이클론 분리부 내에서의 싸이클론 유동의 축의 연장 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다.

상기 유동 가이드에는 먼지를 대전시키기 위한 방전극이 구비되고, 상기 싸이클론 분리부에는 대전된 먼지를 상기 먼지 저장부 측으로 이동시키기 위한 집진판이 구비될 수 있다.

*상기 유동 가이드는, 가이드 바디와, 상기 가이드 바디의 둘레 방향으로 구비되어 공기의 나선 유동을 야기하는 다수의 베인을 포함하고, 상기 방전극은 상기 가이드 바디에 설치될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부는, 공기와 먼지의 나선 유동을 위한 싸이클론 바디를 포함하고, 상기 집진판은 상기 싸이클론 바디의 내주면 둘레에 설치되어, 공기와 먼지의 통로를 제공할 수 있다.

상기 집진판의 일부는 상기 유동 가이드를 둘러쌀 수 있다.

상기 싸이클론 분리부는 상기 싸이클론 바디의 공기가 상기 공기 출구로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 더 포함하고, 상기 공기 입구에서 상기 집진판의 단부까지의 거리는 상기 공기 입구에서 상기 배출 가이드의 입구 까지의 거리 보다 클 수 있다.

상기 필터 유닛은 공기가 순차적으로 통과하는 다수의 필터를 포함하고, 상기 싸이클론 분리부에서 형성되는 싸이클론 유동의 축의 연장 방향은 상기 다수의 필터의 배열 방향과 교차될 수 있다.

제안되는 발명에 의하면, 공기 입구를 통하여 공기가 상기 싸이클론 바디로 축 방향으로 유입될 수 있게 되어, 공기가 상기 싸이클론 바디로 접선 방향으로 유입되는 경우에 비하여 공기 입구가 커지게 되어 공기의 유동 손실이 줄어들 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 상기 공기 출구가 상기 먼지 출구에 가깝게 위치됨에 따라서 공기와 먼지가 나선 유동하면서 상기 먼지 출구와 최대한 가깝게 유동할 수 있게 되어 먼지의 분리 성능이 향상되는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 상기 공기 출구에서 배출된 공기를 상기 필터 유닛으로 전달하는 연결 유로에 구비되고, 상기 연결 유로를 유동하는 공기를 필터링하는 프리 필터와, 상기 프리 필터의 표면에 접촉하여 상기 프리 필터를 청소하는 청소유닛이 제공됨으로써, 상기 프리 필터에 쌓이는 먼지를 용이하게 제거 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 공기 출구가 상기 먼지 출구와 인접하게 위치되고, 상기 집진판이 상기 공기 입구 측에서 상기 먼지 출구와 인접한 위치까지 연장됨에 따라서, 상기 싸이클론 분리부 내에서의 공기와 먼지의 유동 시간이 증가될 수 있다. 따라서, 방전극에 의해서 대전된 먼지가 상기 집진판을 따라 상기 먼지 출구로 원활히 이동될 수 있어 먼지의 분리 성능이 향상될 수 있다. 즉, 싸이클론 분리부 내에서 공기와 분리되지 않고 공기와 함께 배출되는 먼지의 양을 최소화될 수 있다.

도 1은 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치의 내부 구성을 보여주는 사시도.
도 3은 제1실시 예에 따른 싸이클론 분리부의 사시도.
도 4는 도 3의 싸이클론 분리부의 종단면도.
도 5는 제1실시 예에 따른 유동 가이드를 보여주는 도면. 도 6은 제1실시 예에 따른 유동 가이드가 싸이클론 바디에 위치된 모습을 보여주는 도면.
도 7은 제1실시 예에 따른 먼지 저장부의 사시도.
도 8은 도 7의 먼지 저장부의 종단면도.
도 9는 제1실시 예에 따른 프리 필터를 회전시키기 위한 구동장치를 보여주는 도면.
도 10은 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치에서의 공기 유동을 보여주는 도면.
도 11은 제2실시 예에 따른 싸이클론 분리부를 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치의 내부 구성을 보여주는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 공기 정화 장치(1)는, 정화가 필요한 공기가 흡입되는 흡입구(11)와, 정화된 공기가 배출되는 배출구(12)를 구비하는 하우징(10)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(10)은 다수의 부재의 결합에 의해서 제조될 수 있으며, 다수의 부재 중 일 부재에 흡입구(11)가 형성되고, 다른 부재에 배출구(12)가 형성될 수 있다. 또는, 다수의 부재 중 일 부재에 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되는 것도 가능하다. 본 발명에서 상기 하우징(10)의 형상 및 흡입구(11)와 배출구(12)의 위치에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 하우징(10) 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 모터 어셈블리(13)를 더 포함할 수 있다.

상기 팬 모터 어셈블리(13)는, 팬 모터(14)와, 상기 팬 모터(14)에 의해서 회전되는 팬(15)과, 상기 팬(15)을 수용하는 팬 하우징(16)을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 상기 팬 모터 어셈블리(13)의 구조는 제한이 없으며, 공기를 송풍하는 형태로 사용하거나 공기를 흡입하여 배출하는 형태로 사용될 수 있다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 흡입구(11)를 통하여 상기 하우징(10) 내로 흡입된 공기에서 먼지를 분리하기 위한 먼지 분리부(20)와, 상기 먼지 분리부(20)에서 분리된 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부(30)를 더 포함할 수 있다.

상기 먼지 분리부(20)는, 싸이클론 유동을 발생시켜 공기에서 먼지를 분리시키는 싸이클론 분리부(210)를 포함할 수 있다.

일 예로 상기 공기 정화 장치(1)는, 병렬로 배치되는 다수의 싸이클론 분리부(210)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 흡입구(11)를 통하여 상기 하우징(10)으로 흡입된 공기는 상기 다수의 싸이클론 분리부(210)로 나뉘어 유동하게 된다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 공기를 정화하기 위한 필터 유닛(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 필터 유닛(40)을 통과한 공기는 상기 배출구(12)를 통하여 상기 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다.

상기 팬 모터 어셈블리(13)는 상기 하우징(10) 내에서 공기의 유동을 기준으로 상기 먼지 분리부(20)의 상류, 상기 먼지 분리부(20)와 상기 필터 유닛(40) 사이 또는 상기 필터 유닛(40)의 하류에 배치될 수 있다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 공기를 상기 필터 유닛(40)으로 안내하기 위한 연결부(250)를 더 포함할 수 있다.

상기 필터 유닛(40)은, 필터 케이스(410)와, 상기 필터 케이스(410)에 수용되는 하나 이상의 필터(430, 440, 450)를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 필터 케이스(410)에는 다수의 필터(430, 440, 450)가 수용될 수 있다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 공기가 상기 필터 유닛(40)으로 유동하기 전에 공기를 필터링하기 위한 프리필터(420)를 더 포함할 수 있다. 상기 프리 필터(420)는 일 예로 상기 먼지 저장부(30) 내에 배치될 수 있다.

도 3은 제1실시 예에 따른 싸이클론 분리부의 사시도이고, 도 4는 도 3의 싸이클론 분리부의 종단면도이며, 도 5는 제1실시 예에 따른 유동 가이드를 보여주는 도면이고, 도 6은 제1실시 예에 따른 유동 가이드가 싸이클론 바디에 위치된 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 싸이클론 분리부(210)는, 싸이클론 바디(212)를 포함할 수 있다. 상기 싸이클론 바디(212)는 공기의 나선 유동이 가능하도록 원통 형상 또는 원추 형상 또는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부(210)는, 상기 하우징(10) 내의 공기가 유입되는 공기 입구(213)와, 먼지와 분리된 공기가 배출되는 공기 출구(216)와, 공기와 분리된 먼지가 배출되는 먼지 출구(214)를 더 포함할 수 있다.

상기 공기 입구(213), 먼지 출구(214), 및 공기 출구(216)는 상기 싸이클론 바디(212)에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 먼지 출구(214)는 상기 공기 입구(213) 보다 상기 공기 출구(216)에 가깝게 배치될 수 있다.

상기 공기 출구(216)는 상기 싸이클론 바디(212)에서 상기 공기 입구(213)의 반대편에 위치될 수 있다. 일 예로 상기 공기 입구(213)와 상기 공기 출구(216)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 먼지 출구(214)에서 먼지가 배출되는 방향과 상기 공기 출구(216)에서 공기가 배출되는 방향은 교차될 수 있다.

상기 하우징(10)으로 유입된 공기는, 상기 싸이클론 바디(212)의 길이 방향(이하에서는 "축 방향"이라 함)으로 상기 공기 입구(213)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212)로 유입될 수 있다.

본 발명에서 상기 싸이클론 바디(212)의 길이 방향은 상기 싸이클론 바디(212) 내에서 발생되는 싸이클론 유동의 축의 연장 방향과 동일한 방향이다.

상기 공기 입구(213)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212)의 길이 방향으로 유입되는 공기가 나선 유동할 수 있도록, 상기 싸이클론 분리부(210)는 유동 가이드(220)를 더 포함할 수 있다.

상기 유동 가이드(220)의 적어도 일부는 상기 싸이클론 바디(212) 내에 수용될 수 있다.

상기 유동 가이드(220)는, 가이드 바디(guide body: 222)와, 상기 가이드 바디(222)의 외주면에 구비되며, 공기의 나선 유동을 야기하는 다수의 베인(vane: 224, 225)을 포함할 수 있다.

상기 가이드 바디(222)는 일 부분이 원통 형상으로 형성될 수 있고, 다른 부분은 직경이 상기 공기 출구(216) 측으로 갈수록 줄어들 수 있다. 일 예로 상기 가이드 바디(222)의 다른 부분은 원추 또는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다.

상기 다수의 베인(224, 225)은 상기 가이드 바디(222)의 원주 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 다수의 베인(224, 225)는 공기의 나선 유동을 위하여 나선형으로 라운드질 수 있다. 이때, 상기 싸이클론 바디(212)의 길이 방향 축(싸이클론 유동의 축과 동일함)에 대한 다수의 베인(224, 225)의 각은 제한적이지는 않으나 5도 내지 20도일 수 있다.

상기 다수의 베인(224, 225)이 5도 보다 작은 각도로 배치되는 경우에는 상기 다수의 베인(224, 225)이 공기의 저항으로 작용하게 되어 공기의 유로 손실이 현저히 커지게 되는 문제가 있으며, 공기가 나선 유동하지 못하게 된다.

또한, 상기 다수의 베인(224, 225)이 20도 보다 큰 각도로 배치되는 경우에는 상기 다수의 베인(224, 225)에 의해서 공기가 충분히 가이드되지 못하게 되어 상기 싸이클론 바디(212) 내에서 나선 유동하는 공기의 회전 횟수가 줄어드는 문제가 있고, 다수의 베인(224, 225) 간의 간격이 커져, 가이드되지 않은 공기의 양이 줄어드는 문제가 있다.

상기 다수의 베인(224, 225)에서 공기의 유동을 최초로 가이드하는 최초 지점(225a)은 상기 싸이클론 바디(212) 내에 위치하되, 상기 공기 입구(213)와 일정 거리 이격되어 위치될 수 있다.

따라서, 상기 공기 입구(213)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212) 내로 유입된 공기는 상기 싸이클론 바디(212)의 길이 방향으로 일정 거리 유동한 후에 상기 가이드 베인(224, 225)에 의해서 가이드되어 나선 유동할 수 있게 된다.

인접하는 두 베인 중 일 베인(225)의 최초 지점(225a)과 타 베인(224)에서 공기의 유동 가이드가 종료되는 최종 지점(224a)을 연결하는 가상선(L)은 싸이클론 유동의 축과 나란할 수 있다.

또는, 인접하는 두 베인 중 일 베인(225)의 최초 지점(225a)과 타 베인(224)의 최종 지점(224a)은 싸이클론 유동의 축과 나란한 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 이러한 배치에 의하면, 인접하는 두 베인(224, 225) 사이 공간에서 베인(224, 225)에 의해서 가이드되지 않은 상태에서 공기가 두 베인(224, 225) 사이 공간을 통과하는 것이 방지될 수 있다.

한편, 제한적이지는 않으나, 상기 싸이클론 바디(212) 내에서 발생한 상기 싸이클론 유동의 축이 상하 방향으로 연장되도록 상기 싸이클론 분리부(210)가 상기 하우징(10) 내에 배치될 수 있다.

또한, 상기 싸이클론 유동의 축의 연장 방향은 상기 다수의 필터(430, 440, 450)의 배열 방향과 교차될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부(210)는 상기 공기 출구(216)로의 공기 배출을 가이드하는 배출 가이드(218)를 더 포함할 수 있다.

상기 배출 가이드(218)는 상기 공기 출구(216)에서 상기 공기 입구(213)를 향하여 연장될 수 있다.

상기 배출 가이드(218)의 입구(218a)는 상기 공기 입구(213)와 상기 먼지 출구(214) 사이에 위치될 수 있다. 즉, 상기 공기 입구(213)에서 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a)까지의 거리 보다 상기 공기 입구(213)에서 상기 먼지 출구(214) 까지의 거리 보다 크다. 일 예로 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a)는 상기 먼지 출구(214) 보다 높게 위치될 수 있다.

그리고, 상기 배출 가이드(218)에 의해서, 상기 공기 입구(213)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212)로 공기가 유입되는 방향과, 상기 공기 출구(216)를 통하여 공기가 상기 싸이클론 바디(212)에서 배출되는 방향은 동일하게 된다.

본 실시 예에 의하면, 상기 공기 입구를 통하여 공기가 상기 싸이클론 바디(212)로 축 방향으로 유입될 수 있게 되어, 공기가 상기 싸이클론 바디로 접선 방향으로 유입되는 경우에 비하여 공기 입구가 커지게 되어 공기의 유동 손실이 줄어들 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 상기 공기 출구(216)가 상기 먼지 출구(214)에 가깝게 위치됨에 따라서 공기와 먼지가 나선 유동하면서 상기 먼지 출구(214)와 최대한 가깝게 유동할 수 있게 되어 먼지의 분리 성능이 향상되는 장점이 있다.

일반적으로 공기와 먼지가 나선 유동하는 거리가 증가될수록 분리 성능이 증가될수 있다. 본 실시 예에서는 공기와 먼지가 함께 나선 유동하면서 먼지 출구(214)와 인접한 위치까지 유동하므로, 분리 성능이 향상될 수 있다.

또한, 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a)가 상기 공기 입구(213)와 상기 먼지 출구(214) 사이에 위치됨에 따라서, 상기 싸이클론 바디(212)의 내주면을 따라서 나선 유동하는 먼지가 상기 먼지 출구(214)로 배출되기 전에 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a)로 빠져나가는 것이 최소화될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부(210)는, 공기 중의 먼지를 대전시키기 위한 방전극(230)을 더 포함할 수 있다. 상기 방전극(230)은 도시되지 않았으나 전압 인가부에 연결될 수 있다.

상기 방전극(230)에 의해서 대전되는 먼지량이 증가되도록, 상기 방전극(230)은 상기 공기 입구(213)와 인접하게 배치될 수 있다.

상기 방전극(230)은 일 예로 상기 유동 가이드(220)에 배치될 수 있다. 상기 방전극(230)은 상기 가이드 바디(222)의 상측에 안착될 수 있다. 그리고, 상기 방전극(230)의 일부는 커버(236)에 의해서 커버될 수 있다. 상기 커버(236)는 공기가 상기 방전극(230) 측으로 유동할 수 있도록 원추 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 방전극(230)의 일부는 상기 유동 가이드(220)의 하측을 관통하여 상기 싸이클론 바디(212) 내로 노출될 수 있다. 따라서, 상기 유동 가이드(220)를 지난 먼지가 추가로 대전될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부(210)는 상기 방전극(230)에 의해서 대전된 먼지가 효과적으로 상기 먼지 저장부(30)로 이동되도록 하기 위한 집진판(232)을 더 포함할 수 있다.

상기 집진판(232)은 상기 싸이클론 바디(212)의 내주면 둘레를 따라 설치될 수 있다. 상기 집진판(232)은 일 예로 원통 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 실질적으로 공기와 먼지는 상기 집진판(232)의 내주면을 따라 유동하게 된다. 즉, 상기 집진판(232)이 공기와 먼지의 유동 경로를 형성할 수 있다.

상기 집진판(232)의 일단은 상기 공기 입구(213)와 인접하게 위치될 수 있다. 상기 집진판(232)의 타단은 상기 먼지 출구(214)와 인접하게 위치될 수 있다.

일 예로, 상기 집진판(232)의 일부는 상기 유동 가이드(220)의 가이드 베인(224, 225)을 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 상기 유동 가이드(220)는 상기 집진판(232)에 고정될 수 있다. 또는 상기 유동 가이드(220)의 가이드 베인(224, 225)이 상기 집진판(232)과 이격될 수 있으며, 이 경우 상기 유동 가이드(220)는 도시되지 않은 별도의 고정기구에 의해서 상기 싸이클론 바디(212)에 고정될 수 있다.

또한, 상기 집진판(232)의 일부는 상기 방전극(230)을 둘러쌀 수 있다.

상기 공기 입구(213)에서 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a) 까지의 거리 보다 상기 공기 입구(213)에서 상기 집진판(232)의 타단 까지의 거리가 길 수 있다.

일 예로 상기 집진판(232)의 적어도 일부는 상기 먼지 출구(214)와 상기 배출 가이드(218)의 입구(218a) 사이에 위치될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 상기 공기 출구(220)가 상기 먼지 출구(214)와 인접하게 위치되고, 상기 집진판(232)이 상기 공기 입구(213)와 인접한 위치에서 상기 먼지 출구(214)와 인접한 위치까지 연장됨에 따라서, 상기 싸이클론 분리부(210) 내에서의 공기와 먼지의 유동 시간이 증가되어, 대전된 먼지가 상기 집진판을 따라 상기 먼지 출구(214)로 원활히 이동될 수 있다. 즉, 싸이클론 분리부(210) 내에서 공기와 분리되지 않고 공기와 함께 배출되는 먼지의 양이 최소화될 수 있다.

대전된 먼지의 일부는 상기 집진판(232)에 부착될 수 있고, 다른 일부는 상기 먼지 출구(214)에서 배출되어 상기 먼지 저장부(30)에 저장될 수 있다.

도 7은 제1실시 예에 따른 먼지 저장부의 사시도이고, 도 8은 도 7의 먼지 저장부의 종단면도이고, 도 9는 제1실시 예에 따른 프리 필터를 회전시키기 위한 구동장치를 보여주는 도면이다.

도 1, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 먼지 저장부(30)는 상기 공기 정화 장치(1)의 외부로 분리될 수 있다. 즉, 상기 먼지 저장부(30)는 상기 하우징(10)에 분리 가능하게 장착될 수 있다.

상기 먼지 저장부(30)는, 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 먼지를 저장하는 먼지 저장 챔버(321)를 형성하는 집진 바디(310)를 포함할 수 있다.

상기 집진 바디(310)는 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 먼지가 유입되는 먼지 입구(312)를 포함할 수 있다. 다수의 싸이클론 분리부(210)가 구비되는 경우에는 다수의 먼지 입구(312)가 상기 집진 바디(310)에 구비될 수 있다.

상기 먼지 저장부(30)는 상기 먼지 저장 챔버(321)를 개폐하는 개폐부(311)를 더 포함할 수 있다. 상기 개폐부(311)는 일 예로 상기 집진 바디(310)의 하측에 결합될 수 있다.

상기 집진 바디(310)는, 상기 싸이클론 분리부(210)의 제2공기 출구(220)에서 배출된 공기가 유입되는 제1개구(315)와, 상기 제1개구(315)를 통하여 유입된 공기가 배출되는 제2개구(317)와, 상기 제1개구(315)와 상기 제2개구(317)를 연결하는 연결 유로(323)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 집진 바디(310)에서 상기 먼지 저장 챔버(321)와 상기 연결 유로(323)가 구획되어 형성될 수 있다.

상기 연결 유로(323)에는 상기 프리 필터(420)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 싸이클론 분리부(210)의 공기 출구(216)를 통하여 배출된 공기는 상기 먼지 저장부(30) 내를 유동하면서 상기 프리 필터(420)에 의해서 필터링될 수 있다.

상기 프리 필터(420)는 중공(422)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1개구(315)를 통하여 유입된 공기가 상기 프리 필터(420)의 일 부분을 통과하여 상기 중공(422)으로 유입되고, 상기 중공(422)으로 유입된 공기가 상기 프리 필터(420)의 다른 부분을 통과하여 상기 연결 유로(323)로 배출되도록, 상기 프리 필터(420)가 배치될 수 있다.

일 예로 상기 제1개구(315)와 상기 제2개구(317)를 통과하는 공기의 유동 방향과 상기 프리 필터(420)의 길이 방향이 교차되도록 상기 프리 필터(420)가 배치될 수 있다.

상기 집진 바디(310)에는 상기 연결 유로(323)에서 공기가 상기 프리 필터(420)를 미통과한 상태에서 상기 제2개구(317)를 통과하는 것을 방지하기 위한 공기 누설 방지 리브(325)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 집진 바디(310)에는 상기 프리 필터(420)를 청소하기 위한 청소 유닛(324)이 구비될 수 있다. 상기 청소 유닛(324)은 상기 프리 필터(420)의 표면에 접촉할 수 있다.

상기 공기 정화 장치(1)는, 상기 프리 필터(420)를 회전시키기 위한 구동장치(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 구동장치(50)는, 모터(510)와, 상기 모터(510)의 회전력을 상기 프리 필터(420)로 전달하기 위한 동력 전달부를 포함할 수 있다.

상기 동력 전달부는 일 예로 하나 이상의 기어를 포함할 수 있다. 도 9에는 동력 전달부가 다수의 기어를 포함하는 것이 도시된다.

상기 동력 전달부는 상기 모터(510)에 연결되는 구동 기어(520)와, 상기 구동 기어(520)로부터 동력을 전달받을 수 있으며, 상기 프리 필터(420)에 연결되는 종동 기어(530)를 포함할 수 있다. 상기 구동 기어(520)는 상기 종동 기어(530)에 직접 연결될 수도 있고, 하나 이상의 중간 기어에 의해서 상기 종동 기어(530)에 연결될 수 있다.

상기 프리 필터(420)는 필터 프레임(424)을 포함할 수 있다. 상기 필터 프레임(424)에는 상기 종동 기어(530)가 연결되는 기어 연결부(426)가 구비될 수 있다.

상기 종동 기어(530)의 기어 축(532)은 상기 집진 바디(310)를 관통하여 상기 필터 프레임(424)의 기어 연결부(426)에 연결될 수 있다.

상기 모터(510)는 상기 하우징(10) 내에서 위치가 고정될 수 있다. 따라서, 상기 모터(510)와 상기 구동 기어(520)가 상기 하우징(10) 내에 위치된 상태에서 상기 먼지 저장부(30)를 상기 하우징(10) 외부로 인출시킬 수 있다.

상기 모터(510)가 회전되면, 상기 모터(510)의 회전력이 상기 동력 전달부에 의해서 상기 프리 필터(420)로 전달되어 상기 프리 필터(420)가 회전될 수 있다. 상기 프리 필터(420)가 회전되면, 상기 프리 필터(420)의 표면이 상기 청소 유닛(324)에 의해서 긁히게 되어 상기 프리 필터(420)의 표면에 존재하는 먼지가 상기 프리 필터(420)에서 제거될 수 있다. 그리고, 상기 프리 필터(420)에서 제거된 먼지는 상기 연결 유로(323)의 하측에 저장될 수 있다.

상기 개폐부(311)는 상기 먼지 저장 챔버(321) 뿐만 아니라 상기 연결 유로(323)도 개폐할 수 있다. 따라서, 상기 개폐부(311)가 상기 집진 바디(310)에서 분리되면, 상기 먼지 저장 챔버(321)의 먼지 및 상기 연결 유로(323)의 먼지가 상기 집진 바디(310)에서 배출될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 상기 프리 필터(420)에 의해서 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 공기에서 먼지가 제거될 수 있으므로, 상기 필터 유닛(40) 측으로 유동하는 먼지의 양이 최소화되어 상기 필터 유닛(40)의 청소가 불필요해지거나, 청소 횟수가 최소화되는 장점이 있다.

또한, 상기 프리 필터(420)의 먼지는 청소 유닛에 의해서 자동으로 제거될 수 있으므로, 사용자가 프리 필터(420)를 수동으로 청소하여야 하는 번거로움이 제거되는 장점이 있다.

또한, 상기 프리 필터(420)의 먼지가 제거될 수 있으므로, 상기 프리 필터(420)에 존재하는 먼지가 유로 저항으로 작용함에 따른 공기 유동량 감소 현상이 방지될 수 있다.

도 10은 제1실시 예에 따른 공기 정화 장치에서의 공기 유동을 보여주는 도면이다.

도 10에서 실선은 공기를 나타내고 점선은 먼지를 나타낸다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 팬 모터(14)가 작동하면, 상기 팬(15)의 회전에 의해서 상기 하우징(10)의 흡입구(11)를 통하여 공기가 흡입될 수 있다. 상기 하우징(10)의 흡입구(11)을 통하여 흡입된 공기는, 공기 입구(213)를 통하여 상기 싸이클론 분리부(210)로 유입될 수 있다.

이때, 상기 방전극(230)으로 전압이 인가되어 상기 공기 입구(213)를 통하여 유입되는 먼지가 대전될 수 있다.

상기 싸이클론 분리부(210)로 유입된 공기는 상기 유동 가이드(230)에 의해서 유동이 가이드되어 상기 싸이클론 바디(212)의 내주면을 따라 나선 유동하게 되고, 이 과정에서 공기와 먼지가 분리될 수 있다. 상술한 바와 같이 대전된 먼지는 상기 집진판(232)에 의해서 효과적으로 상기 먼지 출구(214)로 이동될 수 있다.

상기 싸이클론 바디(212) 내에서 먼지와 분리된 공기는 상기 배출 가이드(218)를 지나 상기 공기 출구(216)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212)에서 배출될 수 있다.

반면, 공기와 분리된 먼지는 상기 먼지 출구(214)를 통하여 상기 싸이클론 바디(212)에서 배출될 수 있다.

상기 먼지 출구(214)를 통하여 배출되는 먼지는 상기 먼지 저장부(30)로 유입되어 상기 먼지 저장부(30)에 저장된다.

상기 공기 출구(216)를 통하여 상기 싸이클론 분리부(210)에서 배출된 공기는 상기 먼지 저장부(30) 내의 연결 유로(323)를 지나면서 상기 프리 필터(420)에 의해서 필터링된 후에 상기 연결부(250)에 의해서 상기 필터 유닛(40) 측으로 유동할 수 있다.

상기 필터 유닛(40) 측으로 유동한 공기는 상기 다수의 필터(420, 430, 440)를 통과하면서 재차 필터링되고, 최종적으로 상기 하우징(10)의 배출구(12)를 통하여 상기 하우징(10)의 외부로 배출된다.

한편, 상기 공기 정화 장치의 작동 시간이 기준 시간에 도달하거나 상기 공기 정화 장치의 작동 횟수가 기준 횟수에 도달하면 상기 모터(510)가 작동할 수 있다. 상기 모터(510)가 작동하면 상기 프리 필터(420)가 회전하게 되어 상기 프리 필터(420)의 먼지가 청소 유닛(424)에 의해서 제거될 수 있다.

도 11은 제2실시 예에 따른 싸이클론 분리부를 보여주는 도면이다.

본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예와 동일하고 다만, 방전극의 위치에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 11을 참조하면, 본 실시 예의 방전극(230a)은 유동 가이드(220)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 방전극(230a)의 적어도 일부는 싸이클론 바디(212)의 외측에 배치될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 먼지가 상기 싸이클론 바디(212)의 공기 입구(213)를 통하여 유입되기 전에 대전될 수 있고, 상기 싸이클론 바디(212)로 유입되는 과정에서도 먼지가 대전될 수 있어 대전되는 먼지량이 증가될 수 있다.

또한, 방전극(230a)은 유동 가이드(220)의 둘레를 감싸도록 배치됨에 따라서 방전극(230a)이 공기와 먼지의 유동을 가이드하는 역할도 하게 되어, 대전되는 먼지량이 더욱 증가될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 공기 정화 장치 10: 하우징
11: 흡입구 12: 배출구
13: 팬 모터 어셈블리 20: 싸이클론 분리부
212: 싸이클론 바디 213: 공기 입구
214: 먼지 출구 216: 공기 출구
218: 배출 가이드 220: 유동 가이드
230: 방전극 232: 집진판
250: 연결부 30: 먼지 저장부
40: 필터 유닛

Claims

흡입구와 배출구를 구비하는 하우징;
상기 하우징 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 모터 어셈블리;
상기 흡입구를 통하여 상기 하우징 내로 흡입된 공기에서 먼지를 분리하기 위한 싸이클론 분리부;
상기 싸이클론 분리부에서 분리된 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부; 및
상기 싸이클론 분리부에서 배출된 공기를 정화하기 위한 필터 유닛을 포함하고,
상기 싸이클론 분리부는,
상기 하우징 내의 공기가 유입되는 공기 입구;
상기 공기 입구를 통하여 유입되는 공기가 나선 유동하도록 가이드하는 유동 가이드;
상기 공기 입구의 반대편에 위치되어, 먼지와 분리된 공기가 배출되는 공기 출구; 및
공기와 분리된 먼지가 배출되는 먼지 출구를 포함하고,
상기 먼지 저장부는,
상기 먼지 출구에서 배출된 먼지를 저장하는 먼지 저장 챔버;
상기 먼지 저장 챔버와 구획되는 공간을 형성하며, 상기 공기 출구에서 배출된 공기를 상기 필터 유닛으로 전달하는 연결 유로;
상기 연결 유로에 구비되고, 상기 연결 유로를 유동하는 공기를 필터링하기 위하여 상기 연결 유로를 유동하는 공기가 통과하는 중공을 내부에 가지며, 구동 장치에 의하여 회동하는 프리 필터; 및
상기 프리 필터의 표면에 접촉하며, 상기 프리 필터의 표면에 존재하는 먼지를 긁어서 제거하는 청소유닛을 포함하고,
상기 청소 유닛에 의하여 제거된 먼지는 상기 연결 유로에 저장되고, 상기 프리 필터를 통과한 공기는 상기 필터 유닛으로 전달되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 싸이클론 분리부는, 공기와 먼지의 나선 유동을 위한 싸이클론 바디를 포함하고,
상기 공기 입구를 통하여 상기 싸이클론 바디로 공기가 유입되는 방향과, 상기 공기 출구를 통하여 공기가 상기 싸이클론 바디에서 배출되는 방향은 동일한 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 싸이클론 분리부는, 공기가 상기 공기 출구로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 더 포함하고,
상기 공기 입구에서 상기 배출 가이드의 입구 까지의 거리보다 상기 공기 입구에서 상기 먼지 출구 까지의 거리가 큰 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 먼지 출구에서 먼지가 배출되는 방향과 상기 공기 출구에서 공기가 배출되는 방향은 교차되는 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유동 가이드는, 가이드 바디와,
상기 가이드 바디의 둘레 배치되며, 공기와 먼지의 나선 유동을 야기하는 다수의 베인을 포함하는 공기 정화 장치.
제 5 항에 있어서,
인접하는 두 베인 중 일 베인의 단부와 타 베인의 단부를 연결하는 가상선은 상기 싸이클론 분리부 내에서의 싸이클론 유동의 축과 나란한 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 유로에는, 상기 공기 출구로 배출된 공기가 상기 프리 필터를 미통과하는 것을 방지하기 위한 공기 누설 방지 리브가 구비되는 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유동 가이드에는 먼지를 대전시키기 위한 방전극이 구비되고,
상기 싸이클론 분리부에는 대전된 먼지를 상기 먼지 저장부 측으로 이동시키기 위한 집진판이 구비되는 공기 정화 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 유동 가이드는, 가이드 바디와,
상기 가이드 바디의 둘레 방향으로 구비되어 공기의 나선 유동을 야기하는 다수의 베인을 포함하고,
상기 방전극은 상기 가이드 바디에 설치되는 공기 정화 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 싸이클론 분리부는, 공기와 먼지의 나선 유동을 위한 싸이클론 바디를 포함하고,
상기 집진판은 상기 싸이클론 바디의 내주면 둘레에 설치되어 공기와 먼지의 통로를 제공하는 공기 정화 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 집진판의 일부는 상기 유동 가이드를 둘러싸는 공기 정화 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 싸이클론 분리부는 상기 싸이클론 바디의 공기가 상기 공기 출구로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 더 포함하고,
상기 공기 입구에서 상기 집진판의 단부까지의 거리는 상기 공기 입구에서 상기 배출 가이드의 입구 까지의 거리 보다 큰 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 필터 유닛은 공기가 순차적으로 통과하는 다수의 필터를 포함하고,
상기 싸이클론 분리부에서 형성되는 싸이클론 유동의 축의 연장 방향은 상기 다수의 필터의 배열 방향과 교차되는 공기 정화 장치.