KR101852435B1 - 진공 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체에 배치되는 집진장치를 포함하며, 상기 집진장치는, 외부 케이스의 내부에 설치되며, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 메쉬 필터를 구비하는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 제1사이클론의 일부를 감싸도록 형성되며, 상기 제1사이클론에 대하여 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전 유닛을 포함하며, 상기 회전 유닛은, 상기 메쉬 필터를 덮도록 배치되고, 상기 메쉬 필터의 상하 방향을 따라 연장 형성되는 필러; 및 상기 메쉬 필터의 외면과 마주하는 상기 필러의 내면에 구비되어, 상기 회전 유닛의 회전시 상기 메쉬 필터에 쌓인 먼지와 이물을 쓸어내리도록 이루어지는 스크레이퍼를 포함하는 진공 청소기를 개시한다.

Description

진공 청소기{VACUUM CLEANER}
본 발명은 멀티 사이클론을 통해 이물과 먼지, 그리고 미세먼지를 분리하여 집진하도록 이루어지는 진공 청소기에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들여, 공기에 포함된 이물, 먼지, 미세먼지 등을 여과 및 집진하고, 깨끗한 공기를 다시 외부로 배출하는 장치이다.
진공 청소기의 종류는 ⅰ) 캐니스터 타입(canister type), ⅱ) 업라이트 타입(upright type), ⅲ) 핸드 타입(hand type), ⅳ) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분할 수 있다.
캐니스터 타입의 진공 청소기는 오늘날 가정에서 가장 널리 사용되는 진공 청소기로써, 흡입 유닛과 청소기 본체가 상호 분리된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 캐니스터 타입의 진공 청소기는, 흡입 유닛에 회전 브러시가 구비되지 않으며 흡입 유닛을 통한 공기의 흡입만으로 청소를 수행하기 때문에, 바닥을 청소하기에 적합하다.
이에 반하여, 업라이트 타입의 진공 청소기는 청소기 본체에 흡입 유닛이 일체로 형성된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 업라이트 타입의 진공 청소기는 회전 브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와는 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다는 장점이 있다.
종래의 진공 청소기들은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.
먼저, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0081443호(2003.10.17. 공개)에 개시된 구조와 같이, 멀티 사이클론 구조를 가진 진공 청소기들은 각 사이클론들이 상하로 배치되어 집진장치의 높이가 증가하는 문제가 있었다. 또한, 이에 따른 부피 증가 이슈를 해결하기 위해 집진장치를 슬림하게 설계함에 따라, 실제 먼지를 집진하는 공간의 부피가 줄어드는 단점이 발생하였다.
상기 문제를 개선하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)에 개시된 구조와 같이, 제1사이클론 내에 제2사이클론들을 배치시키는 구조도 제안되었으나, 각 제2사이클론에 구비되는 가이드 유로 간의 간섭으로 인하여 제1사이클론 내에 제2사이클론들을 효율적으로 배치시키기가 어려웠다. 제1사이클론 내에 제2사이클론들을 배치시키더라도, 제2사이클론들의 개수가 현저하게 줄어들어 흡입력이 떨어졌고, 이는 청소 성능의 저하로 이어졌다.
또한, 집진장치의 내부에는 팬 유닛의 흡입력에 의한 고속 회전 유동을 비롯한 다양한 유동이 혼재한다. 이러한 복잡한 유동은 이물과 먼지가 제1저장부로 유입되는 데에 장애가 되기로 하며, 제1저장부에 집진된 먼지가 부유하여 상측으로 역류하게 되는 문제를 발생시키기도 한다.
이는 먼지의 집진 성능뿐만 아니라, 진공 청소기의 청소 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 제1사이클론에 의해 걸러져 제1저장부로 유입되는 먼지 또는 제1저장부에 집진된 먼지의 역류를 방지할 수 있는 구조가 고려될 수 있다.
경우에 따라서는, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)에 개시된 구조와 같이, 제1사이클론의 아래에 제1저장부에 저장된 이물과 먼지의 비산을 방지하기 위하여 스커트가 구비되기도 한다. 스커트가 형성된 부분은 외부 케이스와 작은 틈을 형성하기 때문에, 상기 틈으로 이물이 끼이는 현상이 발생하기도 한다. 상기 틈에 이물이 끼이게 되면, 다른 이물과 먼지가 상기 틈을 통하여 제1저장부로 유입되는 데에 방해를 받게 된다.
아울러, 제1저장부에 집진된 이물과 먼지는 쌓여감에 따라 점차 제1사이클론 측에 가까워지게 된다. 특히나 부피가 큰 이물의 경우에는 제1저장부에 집진되었다고 하더라도 응집된 형태를 가지지 않고 제1저장부 내에서 퍼져 있기 때문에, 먼지가 많이 쌓인 쪽에서는 상측으로의 역류가 야기되기도 한다.
한편, 제1사이클론을 통과하지 못한 이물이나 먼지의 대부분은 낙하하여 제1저장부에 집진되지만, 경우에 따라서는 이물이나 먼지가 메쉬 필터에 걸리거나 쌓여 고착화되기도 한다. 이는 공기가 통과 가능한 메쉬 필터의 영역을 줄어들게 하여 흡입력을 제공하는 팬 유닛에 걸리는 부하를 증가시킬 뿐만 아니라, 시각적으로도 사용자에게 깔끔하지 못한 인상을 주게 된다.
이를 해결하기 위해서, 집진장치를 분해하여 청소하는 방법이 고려될 수 있으나, 이는 사용자에게 사용상의 불편을 안겨줄 뿐만 아니라, 제1사이클론이 배치되는 부분이 제1저장부와 구획되는 구조상 실제로 청소가 쉽지 않다는 문제가 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0009551호(2014.01.22. 공개)에 개시된 구조와 같이, 일반적으로 진공 청소기는 연결 유닛이 청소기 본체에 형성된 흡입부에 연결되고, 흡입부에서 집진장치로 이어지는 유동 가이드를 통하여 흡입된 공기가 집진장치로 유입되는 구조를 가진다. 흡입된 공기는 팬 유닛의 흡입력에 의해 집진 장치로 유입되는데, 청소기 본체의 유동 가이드를 거침에 따라 흡입력이 저하되는 문제가 발생하였다.
따라서, 배기 가이드가 형성된 상부 커버에 연결 유닛과 직접 연결되는 흡기 가이드가 형성된 구조가 고려될 수 있다. 다만, 이를 구현하기 위해서는 흡기 가이드와 배기 가이드가 서로 간에 영향을 미치지 않도록(예를 들어, 흡기 가이드를 통하여 흡입되는 공기가 배기 가이드를 통하여 누설되지 않도록) 설계되어야 하며, 양산성을 고려하여 간단한 사출 성형 구조를 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 종래의 청소기는 먼지 배출 과정에서도 사용자에게 편의성의 제공함에 있어 한계가 존재하였다. 먼지를 배출하는 과정에서 먼지가 흩날리는 진공 청소기가 있는가 하면, 먼지를 배출하기 위해 지나치게 복잡한 과정을 필요로 하는 진공 청소기도 존재하였다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0081443호(2003.10.17. 공개) 특허문헌2: 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개) 특허문헌3: 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0009551호(2014.01.22. 공개)
본 발명의 첫 번째 목적은, 멀티 사이클론 구조를 개선하여, 높이를 낮추면서도 청소 성능이 저하되지 않는 새로운 구조의 진공 청소기용 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 제1사이클론의 아래에 마련되는 제1저장부에 제1사이클론에 의해 걸러진 이물과 먼지의 유입이 가이드될 수 있으며, 이물과 먼지의 역류가 제한될 수 있는 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 제1사이클론의 아래에 구비되는 스커트와 외부 케이스 사이의 틈에 걸린 이물을 빼내어 스커트 아래에 마련되는 제1저장부로 유입시킬 수 있는 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 네 번째 목적은, 제1저장부에 저장된 이물과 먼지 상호 간의 응집과 압축을 유도하는 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다섯 번째 목적은, 제1사이클론을 통과하지 못하고 메쉬 필터에 걸리거나 쌓인 이물과 먼지를 제거할 수 있는 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 여섯 번째 목적은, 흡입 유닛을 통하여 외부로부터 유입된 공기를 집진장치의 내부로 가이드하기 위한 별도의 유동 가이드가 청소기 본체 내에 불필요하며, 압력 손실을 줄이고 흡입 효율을 향상시킬 수 있는 집진장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일곱 번째 목적은, 흡기 가이드와 배기 가이드를 모두 구비하면서도 한 번의 사출성형을 통하여 양산 가능한 집진장치의 상부 커버를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 여덟 번째 목적은, 먼지와 미세먼지를 구분하여 집진하고, 집진된 먼지와 미세먼지를 동시에 배출할 수 있는 집진장치를 제안하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 청소기용 집진장치는, 외부 케이스의 내부에 설치되며, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론; 복수 개로 구비되어 상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 제2사이클론의 유입구를 덮도록 배치되는 커버부재를 포함하며, 상기 제1사이클론의 내부에서 상기 제1 및 제2사이클론 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 제1공간을 한정하고, 상기 커버부재는 상기 유입구와의 사이에서 상기 제1공간과 연통되는 제2공간을 형성하며, 상기 제1 및 제2공간을 통하여 상기 제2사이클론의 내부로 유입되는 공기에 회전 유동을 유발시키도록 상기 유입구에는 내주를 따라 나선형으로 연장되는 가이드 베인이 구비된다.
본 발명의 두 번째 목적은, 상기 제1사이클론의 하측에 상기 제1사이클론에 의해 걸러진 이물과 먼지의 유입을 유도하도록 상기 외부 케이스의 내부로 유입되는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성되는 베인을 구비하는 가이드 유닛이 구비됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 상기 제1사이클론의 하측에 스커트를 구비하는 가이드 유닛(또는 회전 유닛)이 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 네 번째 목적은, 상기 가이드 유닛(또는 회전 유닛) 및 이와 함께 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛 중 적어도 하나에 하부 커버와 마주하는 리브들로 구성되는 굴림부가 구비됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 집진장치는, 외부 케이스의 내부에 설치되며, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 메쉬 필터를 구비하는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 제1사이클론의 일부를 감싸도록 형성되며, 상기 제1사이클론에 대하여 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전 유닛을 포함하며, 상기 회전 유닛은, 상기 메쉬 필터를 덮도록 배치되고, 상기 메쉬 필터의 상하 방향을 따라 연장 형성되는 필러; 및 상기 메쉬 필터의 외면과 마주하는 상기 필러의 내면에 구비되어, 상기 회전 유닛의 회전시 상기 메쉬 필터에 쌓인 먼지와 이물을 쓸어내리도록 이루어지는 스크레이퍼를 포함한다.
본 발명의 여섯 번째 목적은, 제1 및 제2사이클론을 덮도록 배치되는 상부 커버에 흡기 가이드와 배기 가이드가 함께 구비되고, 흡입 유닛과 연통되는 연결 유닛이 흡기 가이드의 입구에 장착됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 일곱 번째 목적은, 상기 흡기 가이드가 상기 흡기 가이드의 입구측 및 상기 상부 커버의 저부측에서 조립되는 두 금형에 의해 형성되고, 상기 배기 가이드가 상기 상부 커버의 저부측 및 상기 배기 가이드의 출구측에서 조립되는 두 금형에 의해 형성됨으로써, 달성될 수 있다.
본 발명의 여덟 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 외부 케이스에는 하부 커버가 힌지 결합되어 상기 먼지 저장부 및 상기 미세먼지 저장부의 바닥면을 형성하도록 구성된다. 상기 하부 커버는 상기 힌지에 의해 회전되면, 상기 먼지 저장부와 상기 미세먼지 저장부를 동시에 개방시키도록 구성된다.
한편, 상술한 진공 청소기는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 스크레이퍼는 상기 메쉬 필터에 접촉하도록 구성될 수 있다.
상기 스크레이퍼는 브러시로 구성될 수 있다.
상기 스크레이퍼는 탄성 재질로 형성되고, 이중 사출에 의해 합성수지 재질로 형성되는 상기 필러에 일체로 결합될 수 있다.
상기 스크레이퍼는 상기 필러와 동일한 합성수지 재질로 형성되어 사출에 의해 상기 필러와 일체로 형성될 수 있다.
상기 필러는 복수 개로 구비되어 상기 제1사이클론의 외주를 따라 기설정된 간격을 두고 이격 배치될 수 있다.
상기 회전 유닛은, 상기 필러의 하단에 연결되어 상기 제1사이클론의 하단을 감싸도록 형성되는 하부 프레임; 및 상기 필러의 상단에 연결되어 상기 제1사이클론의 상단을 감싸도록 형성되는 상부 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 유닛 하부의 먼지 저장부로 집진된 먼지의 비산을 방지하도록, 상기 하부 프레임에는 외측으로 경사지게 하방향으로 연장되는 스커트가 돌출 형성될 수 있다.
상기 하부 프레임에는, 상기 제1사이클론에 의해 걸러진 먼지와 이물의 유입을 유도하도록, 상기 외부 케이스의 내부로 유입되는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성되는 베인이 구비될 수 있다.
상기 베인으로 유입된 이물이 상기 회전 유닛의 회전에 의해 상부로 역류시 걸림되도록, 상기 베인과 마주하는 상기 외부 케이스의 내주면에는 상기 베인에 대하여 교차하는 방향으로 경사진 역류제한 리브가 돌출 형성될 수 있다.
상기 진공 청소기용 집진장치는, 상기 회전 유닛의 아래에 형성되는 먼저 저장부로 집진된 먼지와 이물을 가압하여 부피를 감소시키도록 상기 먼지 저장부 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛을 더 포함하며, 상기 회전 유닛은 상기 가압 유닛에 결합되어 상기 가압 유닛과 함께 회전될 수 있다.
상기 회전 유닛 및 상기 가압 유닛에는, 기설정된 간격을 두고 각각의 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 제1 이물 굴림부와 제2 이물 굴림부가 각각 구비될 수 있다.
상기 제1 이물 굴림부는 상기 제2 이물 굴림부를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 제1 이물 굴림부는 상기 제2 이물 굴림부보다 상측에 위치할 수 있다.
상기 제2사이클론의 배출구는 상기 제1사이클론의 바닥면을 관통하도록 설치되고, 상기 제1사이클론의 하부에는 상기 배출구를 수용하는 내부 케이스가 설치되어 상기 배출구를 통하여 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 형성할 수 있다.
상기 진공 청소기용 집진장치는, 상기 외부 케이스에 힌지 결합되어 상기 내부 케이스의 외부와 내부에 각각 구비되는 먼지 저장부 및 상기 미세먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 힌지에 의해 상기 외부 케이스에 대하여 상대 회전시 상기 먼지 저장부와 상기 미세먼지 저장부를 동시에 개방시키도록 구성되는 하부 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 커버에는, 청소기 본체에 구비되는 구동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 회전되고, 상기 회전부의 내주면에 구비되는 체결홈에 체결 가능하게 구성되는 체결부재를 구비하는 구동력 전달 유닛; 및 상기 체결부재 상에 장착되어, 상기 구동력 전달 유닛이 상기 체결홈에 체결시 상기 내부 케이스의 하측 개구를 덮도록 배치되는 실링 유닛이 구비될 수 있다.
아울러, 본 발명은, 외부 케이스의 내부에 설치되며, 외주를 따라 복수의 개소에 개구부가 형성된 하우징과 상기 개구부를 덮도록 상기 하우징에 장착되는 메쉬 필터를 구비하는 제1사이클론; 상기 메쉬 필터를 통과하여 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 먼지와 이물이 분리된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 제1사이클론에 대하여 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 회전시 상기 메쉬 필터와 접촉된 상태로 상기 제1사이클론의 외주를 따라 이동되는 스크레이퍼를 구비하는 회전 유닛을 포함하는 진공 청소기용 집진장치를 개시한다.
상기 진공 청소기용 집진장치는, 상기 회전 유닛의 아래에 형성되는 먼저 저장부로 집진된 먼지와 이물을 가압하여 부피를 감소시키도록 상기 먼지 저장부 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛을 더 포함하며, 상기 회전 유닛은 상기 가압 유닛에 결합되어 상기 가압 유닛과 함께 회전될 수 있다.
상기 회전 유닛 및 상기 가압 유닛 중 적어도 하나에는, 기설정된 간격을 두고 각각의 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 이물 굴림부가 구비될 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 제1사이클론의 내부에 제2사이클론이 완전히 수용되어 집진장치의 높이가 낮아질 수 있다. 이러한 배치에서, 제2사이클론의 유입구에는 가이드 베인이 설치되어, 제2사이클론의 내부로 유입되는 공기에 회전 유동을 유발시키도록 이루어지므로, 제2사이클론의 일측에서 연장되는 별도의 가이드 유로가 불필요하여, 제1사이클론의 내부에 보다 많은 제2사이클론을 배치시킬 수 있다. 따라서, 제2사이클론이 제1사이클론의 내부에 수용되는 구조를 가지더라도, 기존 대비 제2사이클론의 개수가 줄어들지 않아 청소 성능의 저하가 방지될 수 있다.
둘째, 제1사이클론에 의해 걸러진 이물과 먼지가 제1사이클론의 하측에 구비되는 가이드 유닛의 베인에 의해 가이드되어 가이드 유닛 아래의 제1저장부로 유입될 수 있다. 여기서, 베인이 외부 케이스의 내부로 유입되는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 형성되고, 어느 하나의 베인이 다른 하나의 베인과 가이드 유닛의 상하 방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치됨으로써, 이물과 먼지의 역류가 제한될 수 있다.
셋째, 제1사이클론의 하측에 스커트를 구비하는 가이드 유닛(또는 회전 유닛)이 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성됨으로써, 스커트와 외부 케이스 사이의 틈에 이물이 걸리더라도 회전 유닛의 회전에 의해 빠질 수 있다. 상기 틈에서 빠진 이물은 진공 청소기의 구동에 의한 회전 유동에 의해 스커트 아래의 제1저장부로 유입될 수 있다.
넷째, 가이드 유닛(또는 회전 유닛) 및 이와 함께 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛 중 적어도 하나에 하부 커버와 마주하는 리브들로 구성되는 굴림부가 구비되어, 상기 회전시 굴림부에 의해 이물과 먼지 상호 간의 응집이 유도될 수 있다. 가이드 유닛과 가압 유닛 각각에 굴림부가 구비되고, 각각의 굴림부가 하부 커버에 대하여 서로 다른 높이로 배치되는 경우, 이물과 먼지의 적층 높이에 대응되는 굴림부가 이물과 먼지 상호 간의 응집 유도에 이용될 수 있다. 또한, 굴림부가 가압 유닛의 구동과 조합되어 이물과 먼지의 상호 응집 뿐만 아니라 압축이 이루어질 수 있다.
다섯째, 회전 유닛이 제1사이클론에 대하여 회전시, 회전 유닛의 필러에 구비되는 스크레이퍼가 메쉬 필터와 접촉된 상태로 제1사이클론의 외주를 따라 이동되도록 구성되므로, 메쉬 필터에 걸리거나 쌓인 이물과 먼지가 진공 청소기의 구동시 지속적으로 제거될 수 있다. 따라서, 집진장치의 성능 및 유지 관리 편의성이 향상될 수 있다.
여섯째, 제1 및 제2사이클론을 덮도록 배치되는 상부 커버에 흡기 가이드와 배기 가이드가 함께 구비되고, 연결 유닛이 흡기 가이드의 입구에 직접 연결된다. 이에 따르면, 기존의 측면 유입 구조에서 청소기 본체에 구비되었던 유동 가이드가 불필요하여 흡입 유로를 단순화시킬 수 있으며, 측면 유입 구조에 비하여 유입구의 면적을 넓힐 수 있다. 따라서, 압력 손실이 줄어들어 흡입 효율이 향상될 수 있다.
일곱째, 흡기 가이드가 단일 유로로 형성되고, 배기 가이드가 흡기 가이드의 빈 공간을 활용하여 구성되는 경우, 흡입 효율이 확보된 상부 커버가 제공될 수 있다. 또한, 흡기 가이드의 입구측, 배기 가이드의 출구측 및 상부 커버의 저부측 세 방향으로 조립, 분리되는 세 개의 금형에 의해 상부 커버가 한 번에 사출 성형될 수 있다는 장점이 있다.
여덟째, 하부 커버의 분리시 제1저장부와 제2저장부가 모두 개방되도록 구성되므로, 제1저장부에 집진된 먼지와 제2저장부에 집진된 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 청소기의 일 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 집진장치의 일 예를 보인 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 라인 A-A를 따라 취한 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 집진장치를 정면에서 바라본 도면.
도 5는 도 2에 도시된 집진장치를 외부 케이스를 제거하고 아래에서 바라본 도면.
도 6은 도 4에 도시된 집진장치의 단면도.
도 7은 굴림부 유무에 따라 제1저장부에 저장된 이물과 먼지의 형태가 달라짐을 개념적으로 비교한 도면.
도 8은 가이드 유닛의 변형예를 보인 개념도.
도 9는 도 8에 도시된 집진장치의 단면도.
도 10은 도 1에 도시된 집진장치의 다른 일 예를 보인 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 B 부분의 내측을 보인 확대도.
도 12는 도 10에 도시된 B 부분의 단면도.
도 13은 도 10에 도시된 회전 유닛의 변형예를 보인 개념도.
도 14는 도 13에 도시된 집진장치를 아래에서 바라본 도면.
도 15는 구동력 전달 유닛에 의해 구동 유닛의 구동력이 회전 유닛으로 전달되는 구조를 설명하기 위한 개념도.
도 16은 도 15에 도시된 집진장치의 단면도.
도 17은 도 2에 도시된 집진장치에서 상부 커버를 분리하여 보인 도면.
도 18은 도 17에 도시된 상부 커버의 입구측을 바라본 도면.
도 19는 도 17에 도시된 상부 커버의 출구측을 바라본 도면.
도 20은 도 17에 도시된 상부 커버의 저부측를 바라본 도면.
도 21은 도 17에 도시된 상부 커버에서의 유동 흐름을 보인 개념도.
도 22는 도 17에 도시된 상부 커버의 변형예를 보인 개념도.
도 23은 도 22에 도시된 상부 커버의 입구측을 바라본 도면.
도 24는 도 22에 도시된 상부 커버의 출구측을 바라본 도면.
도 25는 도 22에 도시된 상부 커버의 저부측를 바라본 도면.
도 26은 도 22에 도시된 상부 커버에서의 유동 흐름을 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 진공 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예 및 변형예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
변형예는 실시예와 구조적 차이가 있는 부분을 제외하고는 실시예와 동일한 구조를 가진다. 따라서, 구조적으로 모순이 되지 않는 한, 실시예에서 설명한 구조, 기능 등은 변형예에도 그대로 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 청소기(1)의 일 예를 보인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 진공 청소기(1)는 청소기 본체(10), 흡입 유닛(20), 연결 유닛(30), 휠 유닛(40), 그리고 집진장치(100)를 포함한다.
청소기 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 팬 유닛(미도시)을 구비한다. 상기 팬 유닛은 흡입 모터 및 상기 흡입 모터에 의해 회전되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬을 포함한다.
흡입 유닛(20)은 흡입 유닛(20)에 인접한 공기를 흡입하도록 구성된다. 흡입 유닛(20)에 의해 흡입된 공기에는 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함되어 있을 수 있다.
연결 유닛(30)은 흡입 유닛(20)과 집진장치(100)에 각각 연결되어, 흡입 유닛(20)을 통하여 흡입된 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함된 공기를 집진장치(100)에 전달하도록 이루어진다. 연결 유닛(30)은 호스, 파이프 형태로 구성될 수 있다.
휠 유닛(40)은 청소기 본체(10)에 회전 가능하게 결합되어, 회전에 의해 청소기 본체(10)를 전후좌우로 이동시키거나 회전 가능하게 한다.
일 예로, 휠 유닛(40)은 주 바퀴 및 보조 바퀴를 포함할 수 있다. 주 바퀴는 청소기 본체(10)의 양측에 각각 구비되고, 보조 바퀴는 주 바퀴와 함께 청소기 본체(10)를 지지하며, 주 바퀴에 의한 청소기 본체(10)의 이동을 보조하도록 이루어진다.
본 발명에서 흡입 유닛(20), 연결 유닛(30), 휠 유닛(40)은 기존의 진공 청소기에 구비되는 해당 구성들이 그대로 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
청소기 본체(10)에는 집진장치(100)가 착탈 가능하게 결합된다. 집진장치(100)는 흡입된 공기로부터 이물과 먼지, 그리고 미세먼지를 분리하여 집진하고, 여과된 공기를 배출하도록 이루어진다.
일반적으로, 기존의 진공 청소기는 연결 유닛이 청소기 본체에 형성된 흡입부에 연결되고, 흡입부에서 집진장치로 이어지는 유동 가이드를 통하여 흡입된 공기가 집진장치로 유입되는 구조를 가진다. 흡입된 공기는 팬 유닛의 흡입력에 의해 집진장치(100)로 유입되는데, 청소기 본체의 유동 가이드를 거침에 따라 흡입력이 저하되는 문제가 발생하였다.
이에 반하여, 본 발명의 진공 청소기(1)는 도시된 바와 같이, 연결 유닛(30)이 집진장치(100)에 직접 연결된다. 이러한 연결 구조에 따르면, 흡입 유닛(20)을 통해 흡입된 공기가 집진장치(100)로 바로 유입되므로 기존보다 흡입력이 향상될 수 있다. 또한, 청소기 본체(10) 내부에 유동 가이드의 형성이 불필요하다는 장점이 있다. 이와 관련하여서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.
참고로, 본 도면에서는 캐니스터 타입의 진공 청소기(1)에 적용된 집진장치(100)를 보이고 있으나, 본 발명의 집진장치(100)가 반드시 캐니스터 타입의 진공 청소기(1)에만 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 집진장치(100)는 업라이트 타입의 진공 청소기에도 적용될 수 있다.
이하에서는, 새로운 구조를 가지는 집진장치(100)의 다양한 예들을, 집진장치(100)의 전체적인 구성과 집진장치(100) 내에서의 유동을 중심으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 집진장치(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 라인 A-A를 따라 취한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 진공 청소기(1)의 팬 유닛에서 발생하는 흡입력에 의해 흡입된 외부 공기는 집진장치(100)의 입구(100a)를 통하여 집진장치(100)의 내부로 유입된다. 집진장치(100)의 내부로 유입된 공기는 제1사이클론(110)과 제2사이클론(120)에서 순차적으로 여과되고 출구(100b)를 통해 집진장치(100)의 외부로 배출된다. 제1 및 제2사이클론(110, 120)에 의해 공기로부터 분리된 이물과 먼지, 그리고 미세먼지는 집진장치(100)에 포집된다.
사이클론(cyclone)이란 입자가 부유하는 유체에 선회 흐름을 주어 입자를 원심력에 의해 유체에서 분리하는 장치를 가리킨다. 사이클론은 흡입력에 의해 청소기 본체(10)의 내부로 유입된 공기로부터 이물, 먼지 및 미세먼지를 분리한다. 본 명세서에서는 상대적으로 큰 먼지를 "먼지"라고 지칭하고, 상대적으로 작은 먼지를 "미세먼지"로 지칭하며, "미세먼지"보다도 작은 먼지를 "초미세먼지"로 지칭한다.
집진장치(100)는 외부 케이스(101), 제1사이클론(110) 및 제2사이클론(120)을 포함한다.
외부 케이스(101)는 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 수용하도록 구성되며, 집진장치(100)의 측면 외관을 형성한다. 외부 케이스(101)는 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
외부 케이스(101)에는 상부 커버(140)가 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 덮도록 장착된다. 상부 커버(140)에는 집진장치(100)의 흡기 가이드(140a)와 배기 가이드(140b)가 각각 형성된다. 흡기 가이드(140a)는 흡입된 공기가 외부 케이스(101)의 내부로 접선 유입되어 외부 케이스(101)의 내주를 따라 선회할 수 있도록, 외부 케이스(101)의 내주를 향하여 연장되게 형성될 수 있다.
외부 케이스(101)의 내부에는 제1사이클론(110)이 설치된다. 제1사이클론(110)은 외부 케이스(101) 내의 상부에 배치될 수 있다. 제1사이클론(110)은 유입된 공기에서 이물과 먼지를 걸러내고, 이물과 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어진다.
제1사이클론(110)은 하우징(111) 및 메쉬 필터(mesh filter, 112)를 포함할 수 있다.
하우징(111)은 제1사이클론(110)의 외관을 형성하며, 외부 케이스(101)와 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(111)에는 외부 케이스(101)와의 결합을 위한 지지부(111a)가 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 일 예로, 하우징(111)의 상부에 외주를 따라 지지부(111a)가 돌출되게 형성되고, 외부 케이스(101)의 상부에 지지부(111a)가 결합될 수 있다.
하우징(111)은 제2사이클론(120)을 수용하도록 내부가 비어있는 형태로 형성된다. 하우징(111)의 외주에는 내부와 연통되는 개구부가 형성된다. 상기 개구부는 하우징(111)의 외주를 따라 복수의 개소에 각각 형성될 수 있다.
메쉬 필터(112)는 상기 개구부를 덮도록 하우징(111)에 설치되며, 공기가 통과할 수 있도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 메쉬 필터(112)는 하우징(111)의 내부로 유입된 공기로부터 이물과 먼지를 분리하도록 형성된다.
먼지와 미세먼지를 구분하는 크기의 기준은 메쉬 필터(112)에 의해 결정될 수 있다. 메쉬 필터(112)를 통과하는 작은 먼지는 "미세먼지"로 분류되고, 메쉬 필터(112)를 통과하지 못하는 큰 먼지는 "먼지"로 분류될 수 있다.
제1사이클론(110)에 의해 이물과 먼지가 분리되는 과정을 구체적으로 살펴보면, 이물, 먼지 및 미세먼지가 포함된 공기는 흡기 가이드(140a)의 출구(140a", 도 20 참조)를 통해 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간으로 유입되어, 상기 환형 공간을 선회운동하게 된다.
이 과정에서, 상대적으로 무거운 이물과 먼지는 원심력에 의해 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 공간에서 나선형으로 선회운동하면서 점차 아래로 유동하여, 후술하는 제1저장부(D1)에 집진된다.
한편, 이물 및 먼지와 달리 공기는 흡입력에 의해 메쉬 필터(112)를 통하여 하우징(111) 내부로 유입된다. 이때, 먼지보다 상대적으로 가벼운 미세먼지도 공기와 함께 하우징(111)의 내부로 유입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 집진장치(100)의 내부 구조와 집진장치(100) 내에서의 공기의 유동을 확인할 수 있다.
제1사이클론(110)의 내부에는 제2사이클론(120)이 배치되어, 유입구(120a)를 통하여 내부로 유입된 공기와 미세먼지를 분리하도록 이루어진다. 도시된 바와 같이, 제2사이클론(120)은 복수 개로 구비될 수 있다. 제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)과 중심축이 나란하게 배치될 수 있다.
제1사이클론 상에 제2사이클론이 배치되는 기존의 상하 배치와 달리, 본원발명의 제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)의 내부에 수용되므로, 집진장치(100)의 높이가 낮아질 수 있다. 제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)의 상측으로 돌출되지 않게 형성될 수 있다.
아울러, 기존의 제2사이클론은 공기와 미세먼지가 내부로 접선 유입되어 제2사이클론의 내주를 따라 선회할 수 있도록 일측에서 연장되는 가이드 유로를 구비하였으나, 본 발명의 제2사이클론(120)은 이러한 가이드 유로를 구비하지 않는다. 따라서, 상부에서 바라보았을 때 제2사이클론(120)은 원형 형태를 가진다.
도 2를 참조하면, 제1 및 제2사이클론(110, 120) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 제1공간(S1)을 한정한다. 즉, 제1사이클론(110) 내부의 제2사이클론(120)이 배치되는 영역에서, 제2사이클론(120)을 제외한 빈공간은 제1공간(S1)으로 이해될 수 있다. 제1공간(S1)은 제1사이클론(110)의 내부로 유입된 공기와 미세먼지가 제2사이클론(120)의 상부로 유입될 수 있는 유로를 형성한다.
각각의 제2사이클론(120)은 상하 방향을 따라 배치되며, 복수의 제2사이클론(120)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따르면, 제1공간(S1)은 제1사이클론(110)의 내부에서 상하 방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
제2사이클론(120) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 서로 접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 어느 하나의 제2사이클론(120)의 외관을 형성하는 (원)뿔형의 케이싱(121)은 인접한 제2사이클론(120)의 케이싱(121)과 접촉되게 배치되어, 케이싱(121)에 의해 둘러싸이는 제1공간(S1)을 형성할 수 있다.
어느 하나의 제2사이클론(120)의 케이싱(121)은 인접한 제2사이클론(120)의 케이싱(121)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 복수의 제2사이클론(120)이 모듈화되어 제1사이클론(110) 내에 설치될 수 있다.
또한, 제2사이클론(120) 중 제1사이클론(110)의 내주를 따라 배열되는 사이클론들은 제1사이클론(110)의 내주면에 접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 서로 인접한 하우징(111)의 내주면과 케이싱(121)의 원통형 부분에 해당하는 외주면이 서로 접촉되게 배치될 수 있다.
상기 배치에 따르면, 제1사이클론(110) 내부에 제2사이클론(120)이 효율적으로 배치될 수 있다. 특히, 본 발명의 제2사이클론(120)은 기존의 제2사이클론의 일측에서 연장되는 가이드 유로를 구비하지 않아, 제1사이클론(110)의 내부에 보다 많은 제2사이클론(120)이 배치될 수 있다. 따라서, 제2사이클론(120)이 제1사이클론(110) 내부에 수용되는 구조를 가지더라도, 기존 대비 제2사이클론(120)의 개수가 줄어들지 않아 청소 성능의 저하가 방지될 수 있다.
제2사이클론(120)의 상부에는 커버부재(130)가 배치된다. 커버부재(130)는 제2사이클론(120)의 유입구(120a)를 소정 간격을 두고 덮도록 배치되어, 유입구(120a)와의 사이에서 제1공간(S1)과 연통되는 제2공간(S2)을 형성한다. 제2공간(S2)은 제2사이클론(120) 상에서 수평 방향으로 연장되게 형성되며, 제2사이클론(120)의 유입구(120a)와 연통되도록 이루어진다.
이러한 연통 관계에 따라, 제1사이클론(110)의 내부로 유입된 공기는 제1공간(S1)과 제2공간(S2)을 거쳐 제2사이클론(120) 상부의 유입구(120a)로 유입된다.
제2사이클론(120)의 상부 중심에는 미세먼지가 분리된 공기를 배출시키는 볼텍스 파인더(122)가 구비된다. 이러한 상부 구조에 의해, 유입구(120a)는 제2사이클론(120)의 내주와 볼텍스 파인더(122)의 외주 사이의 환상 공간으로 정의될 수 있다.
제2사이클론(120)의 유입구(120a)에는 내주를 따라 나선형으로 연장되는 가이드 베인(123)이 구비된다. 가이드 베인(123)은 볼텍스 파인더(122)의 외주에 설치되거나, 볼텍스 파인더(122)와 일체로 형성될 수 있다. 가이드 베인(123)에 의해, 유입구(120a)를 통하여 제2사이클론(120)의 내부로 유입되는 공기에는 회전 유동이 발생된다.
유입구(120a)로 유입된 공기와 미세먼지의 유동을 구체적으로 살펴보면, 미세먼지는 제2사이클론(120)의 내주를 따라 나선형으로 선회하면서 점차 아래로 유동하고, 최종적으로 배출구(120b)를 통해 배출되어 제2저장부(D2)에 집진된다. 그리고, 미세먼지에 비해 상대적으로 가벼운 공기는 팬 유닛의 흡입력에 의해 상부의 볼텍스 파인더(122)로 배출된다.
상기 구조에 따르면, 제2사이클론의 일측에서 연장되는 가이드 유로에 의해 일영역에 치우쳐 고속 회전 유동이 발생하던 기존과는 달리, 유입구(120a)의 거의 전영역에 걸쳐 상대적으로 균일한 회전 유동이 발생하게 된다. 따라서, 기존의 제2사이클론 구조보다 국부적인 고속 유동이 발생하지 않아서 이로 인한 유동 손실이 줄어들 수 있다.
가이드 베인(123)은 복수 개로 구비되어, 볼텍스 파인더(122)의 외주를 따라 일정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 각각의 가이드 베인(123)은 볼텍스 파인더(122) 상부의 동일한 위치에서 시작하여, 하부의 동일한 위치까지 연장되도록 구성될 수 있다.
일 예로, 가이드 베인(123)은 네 개로 구성되어, 각각 볼텍스 파인더(122)의 외주를 따라 90° 간격으로 배치될 수 있다. 설계 변경에 따라, 가이드 베인(123)이 더 많이 혹은 더 적게 구비될 수도 있음은 물론이며, 어느 하나의 가이드 베인(123)은 볼텍스 파인더(122)의 상하 방향으로 다른 하나의 가이드 베인(123)과 적어도 일부가 중첩되게 배치될 수 있다.
또한, 가이드 베인(123)은 제1사이클론(110)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따르면, 제2사이클론(120) 내부의 유동은 제1사이클론(110)의 내부에서 일어나게 된다. 따라서, 제2사이클론(120) 내부의 유동에 의한 소음이 줄어들 수 있다.
한편, 볼텍스 파인더(122)의 하부 직경은 상부 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 형상에 따르면, 유입구(120a)의 면적이 좁아져서 제2사이클론(120) 내부로의 유입 속도가 증가할 수 있으며, 제2사이클론(120)의 내부로 유입된 미세먼지가 공기와 함께 볼텍스 파인더(122)를 통하여 배출되는 것이 제한될 수 있다.
도 3에서는, 볼텍스 파인더(122)의 하부에 단부로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼부(122a)가 형성된 것을 예시하고 있다. 이와 달리, 볼텍스 파인더(122)는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점차 작아지도록 형성될 수도 있다.
한편, 커버부재(130)에는 볼텍스 파인더(122)에 대응되는 연통홀(130a)이 형성된다. 커버부재(130)는 볼텍스 파인더(122)를 제외한 제1사이클론(110)의 내부 공간을 덮도록 배치될 수 있다. 본 도면에는 도시되지 않았으나, 커버부재(130)에는 볼텍스 파인더(122)에 삽입되고, 내부에 연통홀(130a)이 형성되는 돌출부가 구비될 수 있다.
커버부재(130) 상에는 상부 커버(140)가 배치된다. 상부 커버(140)는 집진장치(100)의 상부 외관을 형성할 수 있다.
상부 커버(140)는 외부에서 흡입된 공기를 집진장치(100)의 내부로 유입시키기 위한 흡기 가이드(140a), 그리고 연통홀(130a)을 통해 배출되는 공기를 집진장치(100)의 외부로 배출시키기 위한 배기 가이드(140b)를 구비한다. 이러한 공기의 유입과 배출을 위하여, 상부 커버(140)에는 입구(140a')와 출구(140b")가 각각 형성된다. 본 도면에서는, 입구(140a')가 전방을 향하도록 형성되고, 출구(140b")가 후방을 향하도록 형성된 것을 보이고 있다.
집진장치(100)의 출구(140b")를 통하여 배출된 공기는 청소기 본체(10)의 배기구(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 집진장치(100)의 출구로부터 청소기 본체(10)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 프리필터(미도시)가 설치될 수 있다.
한편, 제2사이클론(120)의 배출구(120b)는 제1사이클론(110)의 바닥면(111b)을 관통하도록 설치된다. 제1사이클론(110)의 바닥면(111b)에는 제2사이클론(120)의 삽입을 위한 관통홀이 형성된다.
제1사이클론(110)의 하부에는 배출구(120b)를 수용하는 내부 케이스(150)가 구비되어, 배출구(120b)를 통하여 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 제2저장부(D2)를 형성한다. 제2저장부(D2)는 미세먼지의 저장 공간을 형성한다는 점에서 미세먼지 저장부로도 명명될 수 있다. 후술하는 하부 커버(160)는 제2저장부(D2)의 바닥면을 형성한다.
내부 케이스(150)는 제1사이클론(110)의 바닥면(111b)을 덮도록 배치되어, 내부에 제2사이클론(120)의 배출구(120b)를 수용하도록 이루어진다. 내부 케이스(150)는 외부 케이스(101) 하부를 향하여 연장된다. 내부 케이스(150)는 상단보다 하단의 단면적이 좁고, 아래로 갈수록 점차 단면적이 줄어드는 테이퍼진 부분을 구비하는 볼(bowl) 형태를 가질 수 있다.
내부 케이스(150)는 체결수단(예를 들어, 볼트, 후크 , 접착제 등)에 의해 제1사이클론(110)의 하우징(111)에 결합될 수 있다. 또는, 내부 케이스(150)는 하우징(111)과 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 제1사이클론(110)을 통해 걸러진 이물과 먼지는 제1사이클론(110)의 아래에 위치하는 제1저장부(D1)로 집진된다. 제1저장부(D1)는 이물과 먼지가 저장되는 공간을 형성한다는 점에서 이물-먼지 저장부로도 명명될 수 있다.
본 도면에서는, 외부 케이스(101)와 가압 유닛(170)에 의해 한정되는 제1저장부(D1)가 제2저장부(D2)를 감싸도록 구성된 것을 보이고 있다. 제1저장부(D1)의 바닥면은 후술하는 하부 커버(160)에 의해 형성될 수 있다.
집진장치(100)의 내부에는 팬 유닛의 흡입력에 의한 고속 회전 유동을 비롯한 다양한 유동[예를 들어, 가압 유닛(170)에 구비되는 가압부(172)의 회전에 의한 상승 유동]이 혼재한다.
이러한 복잡한 유동은 이물과 먼지가 제1저장부(D1)로 유입되는 데에 장애가 되기도 한다. 또한, 제1저장부(D1)에 먼지가 집진되더라도 와류 등에 의해 먼지가 제1저장부(D1) 내에서 부유할 수 있다. 이물과 먼지의 집진을 위하여, 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간과 제1저장부(D1) 사이의 공간이 연통되어야 하는 구조상, 제1저장부(D1)에서 부유하는 먼지는 경우에 따라 상기 환형 공간으로 역류하게 되는 경우가 발생하기도 한다.
이는 먼지의 집진 성능뿐만 아니라, 진공 청소기(1)의 청소 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다.
이하에서는, 제1사이클론(110)에 의해 걸러진 이물과 먼지의 제1저장부(D1)로의 유입을 가이드하며, 제1저장부(D1)에 집진된 먼지의 역류를 방지할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 제1사이클론(110)의 하측에 가이드 유닛(180)이 구비된 것을 보이고 있다. 가이드 유닛(180)은, 제1사이클론(110)에 의해 걸러진 이물과 먼지의 제1저장부(D1)로의 유입을 가이드하고, 제1저장부(D1)에 집진된 먼지의 제1사이클론(110) 측으로의 이동(즉, 역류)을 방지하도록 이루어진다.
가이드 유닛(180)은 베이스(181) 및 베인(182)을 포함한다. 베이스(181) 및 베인(182)은 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다.
베이스(181)는 하우징(111)과 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 베이스(181)의 외주면은 외부 케이스(101)의 축방향을 따라 평행하게 형성될 수 있다.
베인(182)은 베이스(181)의 외주로부터 외부 케이스(101)의 내주면을 향하여 돌출 형성되며, 상측에서 하측을 향하여 나선형으로 연장된다. 베인(182)은 집진장치(100)의 내부로 유입되어 외부 케이스(100)의 내주를 따라 선회하는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성될 수 있다.
이를 구현하기 위하여, 베인(182)은 후술하는 상부 커버(140)에 구비되는 흡기 가이드(140a)의 출구(140a") 측에 대응되는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 대응되는 방향이라 함은 흡기 가이드(140a)의 출구(140a") 측이 음의 기울기를 가질 때, 베인(182)도 음의 기울기를 가지는 것을 의미한다.
베인(182)이 이러한 방향성을 가지도록 형성되는 경우, 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간에서 나선형으로 선회하며 점차 아래로 유동하는 공기 중에 포함된 이물과 먼지가 베인(182)을 따라 자연스럽게 가이드 유닛(180) 하측의 제1저장부(D1)로 유입될 수 있다. 즉, 베인(182)은 이물과 먼지의 제1저장부(D1)로의 유입을 가이드하도록 이루어진다.
가이드 유닛(180)으로 유입된 공기는 베인(182)을 따라 나선형으로 선회하며 점차 아래로 유동하게 된다. 이러한 유동에 의해, 베인(182)으로 유입되는 먼지 또는 제1저장부(D1)에 집진된 먼지는 상기 유동에 의해 제1사이클론(110) 측으로 역류하지 못하게 된다.
베인(182)은 제1사이클론(110)의 외주면보다 돌출 형성되어 외부 케이스(101)의 내주면에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 배치에 의해, 가이드 유닛(180)의 상측에 구비되는 공간[외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간]과 하측에 구비되는 공간[제1저장부(D1)]이 구획될 수 있다.
베인(182)은 복수 개로 구비되어 가이드 유닛(180)의 외주를 따라 일정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 각각의 베인(182)은 가이드 유닛(180) 상부의 동일한 위치에서 시작하여, 하부의 동일한 위치까지 연장되도록 형성될 수 있다. 이에 따르면, 외부 케이스(101)와 가이드 유닛(180) 사이의 환형 공간 전 영역에 걸쳐 거의 균일한 회전 유동이 발생할 수 있다. 따라서, 유동 손실이 줄어들 수 있다.
복수의 베인(182) 중 어느 하나의 베인(182)은 가이드 유닛(180)의 상하 방향으로 다른 하나의 베인(182)과 적어도 일부가 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 베인(182) 또는 제1저장부(D1)에 순간적으로 제1사이클론(110)을 향하는 수직 방향의 유동이 형성된다고 하더라도, 중첩된 상측의 베인(182)에 의해 가로막혀 제1사이클론(110) 측으로의 유입이 제한될 수 있다.
물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 베인(182) 중 어느 하나의 베인(182)의 하단은 가이드 유닛(180)의 외주를 따라 다른 하나의 가이드 베인(182)의 상단과 이격되게 형성될 수 있다. 즉, 이들은 가이드 유닛(180)의 상하 방향으로 미중첩되게 형성된다.
도 3을 참조하면, 제1저장부(D1)와 제2저장부(D2)는 모두 외부 케이스(101)의 하측을 향하여 개구되도록 형성된다. 하부 커버(160)는 제1저장부(D1) 및 제2저장부(D2)의 개구부를 덮도록 외부 케이스(101)에 결합되어, 제1저장부(D1) 및 제2저장부(D2)의 바닥면을 형성하도록 구성된다.
이처럼 하부 커버(160)는 외부 케이스(101)에 결합되어 하부를 개폐하도록 이루어진다. 본 실시예에서는, 하부 커버(160)가 외부 케이스(101)에 힌지(161) 결합되어, 회전에 따라 외부 케이스(101)의 하부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 하부 커버(160)는 외부 케이스(101)에 완전히 착탈 가능하게 결합될 수도 있다.
하부 커버(160)는 외부 케이스(101)에 결합되어 제1저장부(D1) 및 제2저장부(D2)의 바닥면을 형성한다. 하부 커버(160)는 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되도록 힌지(161)에 의해 회전되어 제1저장부(D1)와 제2저장부(D2)를 동시에 개방시킨다. 하부 커버(160)가 힌지(161)에 의해 회전되어 제1저장부(D1)와 제2저장부(D2)가 동시에 개방되면, 먼지와 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다.
한편, 만일 제1저장부(D1)에 쌓인 먼지가 한곳에 모여 있지 않고 분산되어 있으면, 먼지를 배출하는 과정에서 먼지가 흩날리거나 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성이 있다. 본 발명은 이러한 문제를 극복하고자, 가압유닛(170)을 이용하여 제1저장부(D1)에 집진된 먼지를 가압하여 부피를 감소시키도록 이루어진다.
가압유닛(170)은 제1저장부(D1) 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성된다. 가압유닛(170)은 회전부(171) 및 가압부(172)를 포함한다.
회전부(171)는 내부 케이스(150)의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 구동력 전달 유닛(163)을 통하여 청소기 본체(10)의 구동 유닛(50, 도 16 참조)으로부터 구동력을 전달받아 내부 케이스(150)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성된다. 회전부(171)는 시계 방향 또는 반시계 방향, 즉 양방향으로 회전 가능하게 이루어진다.
내부 케이스(150)를 감싸는 회전부(171)의 내형은 내부 케이스(150)의 외형에 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 가압 유닛(170)이 회전될 때, 내부 케이스(150)가 회전 중심을 잡아주도록 이루어진다. 따라서, 회전부(171)의 회전 중심을 잡아주기 위한 별도의 부재 없이도, 가압 유닛(170)의 회전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
회전부(171)는 내부 케이스(150)에 걸림된 상태로 회전 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위하여, 내부 케이스(150)의 외주에는 중력 방향에 대하여 회전부(171)가 지지되는 걸림부(미도시)가 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 걸림부는 돌기, 후크 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 구조에 의하면, 회전부(171)가 내부 케이스(150)에 걸림된 상태에 있으므로, 하부 커버(160)가 힌지(161)에 의해 회전되어 제1저장부(D1)가 개방되더라도 가압 유닛(170)은 제자리에 고정될 수 있다.
회전부(171)의 하측 내주에는 후술하는 구동력 전달 유닛(163)의 체결부재(163b)와의 형합을 위한 체결홈(171b)이 형성될 수 있다.
가압부(172)는 회전부(171)에서 반경 방향으로 돌출되게 형성되어, 회전부(171)의 회전에 따라 제1저장부(D1) 내에서 회전하도록 구성된다. 가압부(172)는 판상 형태로 형성될 수 있다. 제1저장부(D1) 내에 집진된 먼지는 가압부(172)의 회전에 의해 제1저장부(D1)의 일측으로 이동되어 집진되게 되며, 먼지가 많이 쌓였을 경우 먼지는 가압부(172)에 의해 가압되어 압축되게 된다.
가압부(172)에는 공기의 연통을 위한 통기구(172a)가 형성될 수 있다. 가압부(172)에 통기구(172a)가 형성됨으로써, 가압부(172)가 제1저장부(D1) 내에서 회전되더라도 가압부(172)에 의해 구획되는 가압부(172) 양측 영역의 압력 균형이 맞추어질 수 있으며, 가압부(172)의 회전에 의한 상승 유동이 억제될 수 있다.
제1저장부(D1) 내에는 가압부(172)의 회전에 의해 일측으로 이동된 먼지를 집진시키기 위한 내부벽(101b)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부벽(101b)이 외부 케이스(101)의 하부 내주에서 반경 방향으로 연장되게 형성된 것을 보이고 있다. 제1저장부(D1)로 유입된 먼지는 가압부(172)의 회전에 의해 내부벽(101b) 양측에 각각 집진된다.
하부 커버(160)에는, 집진장치(100)가 청소기 본체(10)에 장착시 청소기 본체(10)에 구비되는 구동 유닛(50)과 연결되고, 하부 커버(160)가 외부 케이스(101)의 하측 개구를 덮도록 장착시 가압 유닛(170)과 연결되는 구동력 전달 유닛(163)이 구비된다.
구동 유닛(50)은 구동 모터(51) 및 상기 구동 모터(51)에 연결되어 회전 가능하게 구성되는 구동 기어(52)를 포함한다. 구동 기어(52)는 청소기 본체(10)에서 적어도 일부가 노출되어, 집진장치(100)가 청소기 본체(10)에 장착시 후술하는 구동력 전달 유닛(163)의 종동 기어(163a)와 형합되도록 구성된다.
구동력 전달 유닛(163)은 청소기 본체(10)에 구비되는 구동 유닛(50)으로부터 구동력을 전달받아 회전되며, 종동 기어(163a) 및 체결부재(163b)를 포함한다.
종동 기어(163a)는 하부 커버(160)의 하부로 노출되어, 하부 커버(160)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성된다. 종동 기어(163a)는 집진장치(100)가 청소기 본체(10)에 결합되었을 때, 구동 기어(52)와 형합되어 구동 모터(51)의 구동력을 전달받도록 구성된다.
체결부재(163b)는 종동 기어(163a)와 결합되어, 종동 기어(163a)와 함께 회전 가능하게 구성된다. 체결부재(163b)는 하부 커버(160)의 상부로 노출되어, 하부 커버(160)가 외부 케이스(101)에 결합되면, 회전부(171)의 내주에 구비되는 체결홈(171b)에 체결되도록 이루어진다. 본 도면에서는, 체결홈(171b)이 복수 개로 구비되어 회전부(171)의 내주에 일정 간격을 두고 이격되게 형성되고, 체결부재(163b)가 상기 체결홈(171b)에 삽입되는 복수의 돌출부를 구비하는 기어 형태로 구성된 것을 보이고 있다. 이러한 형상을 고려하면, 체결부재(163b)는 체결 기어로 명명될 수도 있다.
체결부재(163b) 상에는 실링 유닛(164)이 장착될 수 있다. 실링 유닛(164)은, 하부 커버(160)가 외부 케이스(101)에 결합되면, 내부 케이스(150)의 하측 개구를 덮도록 배치된다. 즉, 실링 유닛(164)은 제2저장부(D2)의 바닥면을 형성함으로써, 집진된 미세먼지가 구동력 전달 유닛(163) 측으로 유입되는 것을 방지하도록 이루어진다.
실링 유닛(164)은 구동력 전달 유닛(163)의 회전시 회전되지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 구동력 전달 유닛(163)이 회전되더라도 실링 유닛(164)은 내부 케이스(150)의 하측 개구를 덮도록 배치된 상태로 고정될 수 있다. 실링 유닛(164) 중 내부 케이스(150)의 하측 개구와 접촉되는 부분은 실링을 위하여 탄성 재질로 형성될 수 있다.
상기 구조에 따라, 하부 커버(160)가 외부 케이스(101)에 결합되면 구동력 전달 유닛(163)은 집진장치(100)의 가압 유닛(170)과 연결되고, 집진장치(100)가 청소기 본체(10)에 결합되면 구동력 전달 유닛(163)은 청소기 본체(10)의 구동 유닛(50)과 연결된다. 즉, 구동 유닛(50)에서 발생된 구동력은 구동력 전달 유닛(163)을 통하여 가압 유닛(170)에 전달된다.
이때, 구동 모터(51)는 가압부(172)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 그 회전이 제어될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(51)는 회전 방향에 반대 방향으로 반발력이 가해지면, 반대 방향으로 회전하도록 이루어질 수 있다. 즉, 구동 모터(51)는 가압부(172)가 일방향으로 회전하여 일측에 집진된 먼지를 일정 수준으로 압축하면, 타방향으로 회전하여 타측에 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다.
먼지가 (거의) 없을 경우에는, 가압부(172)가 내부벽(101b)에 부딪혀 이에 따른 반발력을 받거나, 가압부(172)의 회전 경로상에 구비되는 스토퍼 구조(미도시)에 의해 반발력을 받아, 반대 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
이와 달리, 청소기 본체(10) 내의 제어부는 일정 시간마다 가압부(172)의 회전 방향을 바꿔주도록 구동 모터에 제어 신호를 인가하여, 가압부(172)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 할 수도 있다.
이러한 가압 유닛(170)에 의해, 제1저장부(D1)에 집진된 먼지가 일정 영역에 모이거나 압축된다. 따라서, 먼지를 버리는 과정에서 먼지의 흩날림이 억제될 수 있고, 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.
이하에서는, 가이드 유닛(180)이 가압 유닛(170)과 연결되어 회전 가능하게 구성되는 구조에 대하여 설명한다.
도 4는 도 2에 도시된 집진장치(100)를 정면에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 집진장치(100)를 외부 케이스(101)를 제거하고 아래에서 바라본 도면이며, 도 6은 도 2에 도시된 집진장치(100)의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 앞선 도면들과 함께 참조하면, 가이드 유닛(180)은 가압 유닛(170)과 연결되어, 가압 유닛(170)과 함께 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성된다. 가이드 유닛(180)이 회전 가능하게 구성된다는 점에서, 가이드 유닛(180)은 회전 유닛으로도 명명될 수 있다.
도 4를 기준으로 보았을 때, 가이드 유닛(180)이 베인(182)의 하측으로의 연장 방향에 대응되는 반시계 방향으로(오른쪽으로) 회전한다면, 베인(182)으로 유입된 공기 중의 이물과 먼지는 베인(182)의 회전에 의해 하측으로 이동되게 된다. 따라서, 베인(182)으로 유입된 이물과 먼지가 보다 용이하게 제1저장부(D1)로 집진될 수 있다. 또한, 제1저장부(D1)에 집진된 이물이 베인(182)으로 유입되더라도 베인(182)의 회전에 의해 다시 밀려나게 된다.
베인(182)에 나선형으로 선회하며 점차 아래로 향하는 유동이 생성된다는 점까지 고려하면, 이물과 먼지의 역류는 더더욱 어려울 것으로 예상할 수 있다.
반대로, 가이드 유닛(180)이 베인(182)의 상측으로의 연장 방향에 대응되는 시계 방향으로(왼쪽으로) 회전한다면, 베인(182)으로 유입된 공기 중의 이물과 먼지는 베인(182)의 회전에 의해 상측으로 이동될 수 있다. 그러나 베인(182)에 나선형으로 선회하며 점차 아래로 향하는 유동이 생성되므로, 이러한 이동 및 그에 따른 이물과 먼지의 역류는 일어나기가 어렵다.
다만, 가이드 유닛(180)이 베인(182)의 상측으로의 연장 방향에 대응되는 방향으로 회전하는 경우, 이물의 역류 가능성이 있음을 고려하여 다음과 같은 구조가 추가될 수 있다.
도시된 바와 같이, 베인(182)과 마주하는 외부 케이스(101)의 내주면에는 베인(182)에 대하여 교차하는 방향으로 경사진 역류제한 리브(101a)가 돌출 형성된다. 역류제한 리브(101a)는 복수 개로 형성되어, 외부 케이스(101)의 내주면을 따라 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
역류제한 리브(101a)는 사출성형에 의해 외부 케이스(101)와 일체로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 역류제한 리브(101a)는 외부 케이스(101)와는 별도의 부재로 형성되어, 외부 케이스(101)의 내주면에 부착될 수 있다.
역류제한 리브(101a)가 형성됨으로써, 제1저장부(D1)에서 역류하여 베인(182)으로 유입되는 이물은 베인(182)의 회전에 의해 상측으로 이동되더라도, 역류제한 리브(101a)에 의해 걸림될 수 있다. 따라서, 이물은 가이드 유닛(180)의 상측으로 완전히 역류되지 못하고 다시 제1저장부(D1)로 집진되게 된다.
베인(182) 및 역류제한 리브(101a) 중 어느 하나가 가이드 유닛(180)의 회전축에 대하여 양의 기울기를 가질 때, 다른 하나는 음의 기울기를 가질 수 있다. 도 4에서는 도면상 베인(182)이 음의 기울기를 가지고 역류제한 리브(101a)가 양의 기울기를 가지도록 형성된 것을 보이고 있다. 상기 구조에 의하면, 가이드 유닛(180)이 베인(182)의 상측으로의 연장 방향에 대응되는 시계 방향으로(왼쪽으로) 회전하여, 제1저장부(D1)의 이물이 베인(182)을 타고 상승하더라도 역류제한 리브(101a)에 지속적으로 걸림되어 낙하하게 된다.
물론 베인(182) 및 역류제한 리브(101a)의 기울기 관계가 위의 예에만 한정되는 것은 아니다. 역류제한 리브(101a)는 가이드 유닛(180)의 회전축에 평행하게 배치될 수도 있다. 즉, 역류제한 리브(101a)는 하부 커버(160)에 대하여 수직하게 배치될 수도 있다. 또는, 역류제한 리브(101a)는 베인(182)과 마찬가지로 외부 케이스(101)의 내부로 유입되는 공기의 유동 방향을 따라 경사지게 형성될 수도 있다.
한편, 가이드 유닛(180)의 회전은 가이드 유닛(180)이 가압 유닛(170)에 결합됨에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 가압 유닛(170)이 구동력 전달 유닛(163)을 통해 구동 유닛(50)으로부터 구동력을 전달받아 회전되므로, 가압 유닛(170)에 결합된 가이드 유닛(180)도 가압 유닛(170)의 회전시 함께 회전될 수 있다.
구체적으로, 가이드 유닛(180)의 베이스(181)는 가압 유닛(170)의 회전부(171)에 결합될 수 있다. 베이스(181)와 회전부(171) 간의 결합은 본딩에 의한 결합, 체결부재에 의한 결합, 후크 구조를 이용한 결합 등 다양한 방식에 의해 이루어질 수 있다.
도 7은 굴림부(171a) 유무에 따라 제1저장부(D1)에 저장된 이물과 먼지(D)의 형태가 달라짐을 개념적으로 비교한 도면이다. 도 7의 (a)는 굴림부(171a)가 구비되지 않은 구조에서 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지(D)의 형태를 나타낸 그림이고, 도 7의 (b)는 가압 유닛(170)에 굴림부(171a)가 구비된 구조에서 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지(D)의 형태를 나타낸 그림이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지(D)는 쌓여감에 따라 점차 제1사이클론(110) 측에 가까워지게 된다. 특히나 부피가 큰 이물의 경우에는 제1저장부(D1)에 집진되었다고 하더라도 응집된 형태를 가지지 않고 제1저장부(D1) 내에서 퍼져 있기 때문에, 이물과 먼지(D)가 많이 쌓인 쪽에서는 상측으로의 역류가 야기되기도 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 가이드 유닛(180) 및 가압 유닛(170) 중 적어도 하나에는, 기설정된 간격을 두고 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 굴림부(171a)가 외부 케이스(101)의 하측을 향하도록 구비될 수 있다. 굴림부(171a)는 가이드 유닛(180) 및 가압 유닛(170) 중 적어도 하나의 회전시 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지(D)에 회전력을 제공하도록 이루어진다.
도 7의 (b)를 포함하여 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예에서는, 하부 커버(160)와 마주하는 회전부(171)에 굴림부(171a)를 구성하는 복수의 리브가 기설정된 간격을 두고 반경 방향으로 각각 연장된 것을 보이고 있다. 상기 구성에 따르면, 회전부(171)의 회전시 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지(D)의 상부가 복수의 리브에 반복적으로 부딪히게 된다. 이로 인하여, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 이물과 먼지(D)는 회전되게 되며, 결국에는 집진된 이물과 먼지(D)가 구 형태에 가깝게 뭉쳐진 상태로 굴려지게 된다.
이처럼, 굴림부(171a)에 의해 이물과 먼지(D)가 구형 형태로 응집되게 되므로, 이물과 먼지(D)의 적층에 의한 역류가 일정 수준 방지될 수 있다. 굴림부(171a)에 가압부(172)가 추가로 조합되면, 이물과 먼지(D)의 응집 및 압축이 함께 이루어져 이물과 먼지(D)의 집진 성능이 향상될 수 있으며, 그에 따라 역류 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 가이드 유닛(180)의 변형예를 보인 개념도이고, 도 9는 도 8에 도시된 집진장치(200)의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 가이드 유닛(280)은 상부에서 외측으로 경사지게 하방향으로 연장되는 스커트(283)를 구비할 수 있다. 스커트(283)와 외부 케이스(201) 간의 간격은 상부에서 하부로 갈수록 점차 좁아지게 된다.
스커트(283)가 형성됨에 따라, 제1사이클론(210)의 메쉬 필터(212)를 통과하지 못하고 낙하하는 이물과 먼지는 스커트(283)에 의해 가이드되어 제1저장부(D1)로 유입되지만, 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지는 스커트(283)에 의해 상측으로의 유동이 제한된다. 즉, 스커트(283)에 의해 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지의 역류가 제한된다.
베인(282)을 구비하는 가이드 유닛(280)에 스커트(283)가 구비된 구조를 보다 구체적으로 살펴보면, 가이드 유닛(280)은 베이스(281), 스커트(283) 및 베인(282)을 포함한다. 베이스(281), 스커트(283) 및 베인(282)은 사출성형에 의해 일체로 형성될 수 있다.
베이스(281)는 가압 유닛(270)의 회전부(271)에 결합된다. 베이스(281)는 외부 케이스(201)의 축방향을 따라 평행하게 형성될 수 있다.
스커트(283)는 베이스(281)의 상부에서 외측으로 경사지게 하방향으로 연장된다. 이에 따라 스커트(283)와 베이스(281) 간의 간격은 상부에서 하부로 갈수록 점차 넓어지게 된다.
본 도면에는 도시되지 않았으나, 베이스(281)와 스커트(283) 사이의 틈에는 상술한 굴림부를 형성하는 복수의 리브가 반경 방향으로 연장 형성될 수도 있다.
베인(282)은 스커트(283)로부터 외부 케이스(201)의 내주면을 향하여 돌출 형성되며, 상측에서 하측을 향하여 나선형으로 연장된다. 베인(282)은 집진장치(200)의 내부로 유입되어 외부 케이스(201)의 내주를 따라 선회하는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성될 수 있다.
본 도면에서는, 형태상 베이스(281)와 스커트(283)가 상호 구별된 구조를 보이고 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 변형예로서, 베이스(281)와 스커트(283)는 상호 구분되지 않는 하나의 부분[본 도면에서, 베이스(281)와 스커트 사이의 틈이 메워진 형태]으로 구성될 수 있으며, 이는 스커트부로 명명될 수 있다. 스커트부는, 내측은 회전부(271)에 결합되고, 외측은 하방향으로 경사지게 형성된다.
한편, 제1사이클론(110)을 통과하지 못한 이물이나 먼지의 대부분은 낙하하여 제1저장부(D1)에 집진되지만, 경우에 따라서는 이물이나 먼지가 메쉬 필터(112)에 걸리거나 쌓여 고착화되기도 한다. 이는 공기가 통과 가능한 메쉬 필터(112)의 영역을 줄어들게 하여 흡입력을 제공하는 팬 유닛에 걸리는 부하를 증가시킬 뿐만 아니라, 시각적으로도 사용자에게 깔끔하지 못한 인상을 주게 된다.
이를 해결하기 위해서, 집진장치(100)를 분해하여 청소하는 방법을 고려해볼 수도 있겠으나, 이는 사용자에게 사용상의 불편을 안겨줄 뿐만 아니라, 제1사이클론(110)이 배치되는 부분이 제1저장부(D1)와 구획된 구조를 가지기 때문에[예를 들어, 상술한 가이드 유닛(180)의 베인(182) 또는 후술하는 스커트에 의해 구획됨] 실제로 청소가 쉽지 않다는 문제가 있다.
이하에서는, 진공 청소기(1)의 작동시 메쉬 필터(112)에 걸리거나 쌓인 이물과 먼지를 지속적으로 제거할 수 있는 구조에 대하여 설명하기로 한다.
도 10은 도 1에 도시된 집진장치(300)의 다른 일 예를 보인 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 B 부분의 내측을 보인 확대도이며, 도 12는 도 10에 도시된 B 부분의 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 가압 유닛(370)에는 회전 유닛(380)이 결합되어, 가압 유닛(370)과 함께 회전하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 회전 유닛(380)은 제1사이클론(310)의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며, 제1사이클론(310)에 대하여 적어도 일방향으로 상대 회전 가능하게 구성된다.
회전 유닛(380)은 회전시 제1사이클론(310)의 메쉬 필터(312)에 걸리거나 쌓인 이물과 먼지를 긁거나 쓸어내어 제거하도록 구성된다. 이를 구현하기 위하여, 회전 유닛(380)은 하부 프레임(381), 상부 프레임(385) 및 필러(pillar, 383)를 포함한다.
하부 프레임(381)은 가압 유닛(370)의 회전부(371)와 결합되며, 제1사이클론(310)의 하부 또는 하측에 원통형으로 형성된다. 일 예로, 하부 프레임(381)은 제1사이클론(310)의 하단을 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명에서, 하부 프레임(381)은 상술한 가이드 유닛(380)의 베이스(381)와 유사한 구성으로 이해될 수 있다. 하부 프레임(381)은 외부 케이스(301)의 축방향을 따라 평행하게 형성될 수 있다.
하부 프레임(381)에는 베인(382)이 외부 케이스(301)의 내주면을 향하여 돌출 형성될 수 있다. 베인(382)은 상측에서 하측을 향하여 나선형으로 연장된다. 베인(382)은 집진장치(300)의 내부로 유입되어 외부 케이스(301)의 내주를 따라 선회하는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성될 수 있다.
상부 프레임(385)은 하부 프레임(381)과 기설정된 간격을 두고 상측으로 이격되게 위치하며, 제1사이클론(310)의 상단을 감싸도록 형성된다.
필러(383)는 메쉬 필터(312)를 덮도록 배치되고, 메쉬 필터(312)의 상하 방향을 따라 연장 형성되어 하부 프레임(381)과 상부 프레임(385)에 각각 연결된다. 즉, 하부 프레임(381)은 필러(383)의 하단과 연결되고 상부 프레임(385)은 필러(383)의 상단과 연결되어, 전체적으로 제1사이클론(310)의 일부를 감싸도록 형성된다.
필러(383)는 복수 개로 구비되어, 제1사이클론(310)의 외주를 따라 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 이에 따르면, 인접한 두 필러(383) 사이에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 메쉬 필터(312)가 노출된다. 따라서, 외부 케이스(301)와 제1사이클론(310) 사이의 환형 공간을 나선형으로 유동하는 공기는, 상기 개구를 통하여 노출되는 메쉬 필터(312)를 통과하여 제1사이클론(310) 내부로 유입되게 된다.
가압 유닛(370)이 구동력 전달 유닛(363)으로부터 구동 유닛(50)의 구동력을 전달받아 회전되면, 가압 유닛(370)과 연결된 회전 유닛(380)도 함께 회전되며, 이때 필러(383)는 메쉬 필터(312)의 외주를 따라 이동하게 된다.
메쉬 필터(312)의 외면과 마주하는 필러(383)의 내면에는 스크레이퍼(384, scraper)가 구비된다. 스크레이퍼(384)는 필러(383)의 길이 방향을 따라 연장된 형태를 가져, 메쉬 필터(312) 상에서 메쉬 필터(312)를 상하 방향으로 가로지르도록 배치된다.
스크레이퍼(384)는 회전 유닛(380)의 회전시 메쉬 필터(312)에 쌓인 이물과 먼지를 긁어내거나 쓸어내어, 제거하도록 구성된다. 이를 위하여, 스크레이퍼(384)는 메쉬 필터(312)에 접촉하도록 구성될 수 있다.
스크레이퍼(384)는 브러시(brush)로 구성되거나, 탄성 재질로 형성되거나, 필러(383)와 동일한 합성수지 재질로 형성되는 등 다양하게 구성될 수 있다.
스크레이퍼(384)가 브러시로 구성되는 경우, 메쉬 필터(312)의 틈에 브러시가 삽입되어 상기 틈에 쌓인 이물이나 먼지를 효과적으로 제거할 수 있다는 점에서 장점이 있다. 스크레이퍼(384)가 브러시로 구성되는 경우, 스크레이퍼(384)는 필러(383)의 연장 방향을 따라 형성된 슬롯에 삽입되어 필러(383)에 고정될 수 있다.
스크레이퍼(384)는 탄성 재질(예를 들어, 고무, 실리콘 등)로 형성되고, 이중 사출에 의해 필러(383)에 일체로 결합될 수 있다. 스크레이퍼(384)가 탄성 재질로 형성되는 경우, 스크레이퍼(384)가 메쉬 필터(312)에 밀착되어 메쉬 필터(312)에 쌓인 이물을 효과적으로 쓸어내릴 수 있다는 점에서 장점이 있다.
스크레이퍼(384)는 필러(383)와 동일한 합성수지 재질로 형성되어 사출에 의해 필러(383)와 일체로 형성될 수 있다. 스크레이퍼(384)는 필러(383)의 연장 방향을 따라 길게 돌출될 수 있다. 이 경우, 한 번의 사출 성형을 통하여 스크레이퍼(384)가 구비된 단일 재질의 회전 유닛(380)을 제조할 수 있다는 점에서 장점이 있다.
한편, 본 도면에는 도시되지 않았으나, 도 2 내지 도 7의 실시예 및 도 8의 변형예와 관련하여 설명한 역류제한 리브(101a)가 본 실시예의 베인(382)과 조합될 수 있다.
이에 대하여 간략히 설명하면, 베인(382)과 마주하는 외부 케이스(301)의 내주면에는 베인(382)에 대하여 교차하는 방향으로 경사진 역류제한 리브(101a)가 돌출 형성될 수 있다. 역류제한 리브(101a)는 복수 개로 형성되어, 외부 케이스(301)의 내주면을 따라 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
역류제한 리브(101a)가 형성됨으로써, 제1저장부(D1)에서 역류하여 베인(382)으로 유입되는 이물은 베인(382)의 회전에 의해 상측으로 이동되더라도, 역류제한 리브(101a)에 의해 걸림될 수 있다. 따라서, 이물은 가이드 유닛(380)의 상측으로 완전히 역류되지 못하고 다시 제1저장부(D1)로 집진되게 된다.
이하에서는, 도 13 내지 도 16을 참조하여 회전 유닛(480)의 변형예에 대하여 설명한다.
도 13은 도 10에 도시된 회전 유닛(480)의 변형예를 보인 개념도이고, 도 14는 도 13에 도시된 집진장치(400)를 아래에서 바라본 도면이며, 도 15는 구동력 전달 유닛(463)에 의해 구동 유닛(50)의 구동력이 회전 유닛(480)으로 전달되는 구조를 설명하기 위한 개념도이고, 도 16은 도 15에 도시된 집진장치(400)의 단면도이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 회전 유닛(480)은 하부 프레임(481), 상부 프레임(485), 필러(483), 스크레이퍼(484) 및 스커트(486)를 포함한다. 본 변형예는 스커트(486) 및 굴림부(481a)를 제외하고는 앞선 실시예에서 설명한 회전 유닛(480)과 동일한 구조를 가진다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
하부 프레임(481)에는 외측으로 경사지게 하방향으로 연장되는 스커트(486)가 돌출 형성된다. 이에 따라 스커트(486)와 베이스(481) 간의 간격은 상부에서 하부로 갈수록 점차 넓어지게 된다.
스커트(486)가 형성됨에 따라, 제1사이클론(410)의 메쉬 필터(412)를 통과하지 못하고 낙하하는 이물과 먼지는 스커트(486)에 의해 가이드되어 제1저장부(D1)로 유입되지만, 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지는 스커트(486)에 의해 상측으로의 유동이 제한된다. 즉, 스커트(486)에 의해 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지의 역류가 제한된다.
다만, 외부 케이스(401)와 스커트(486) 사이의 틈이 하측으로 갈수록 좁아지기 때문에, 이물의 크기가 큰 경우에는 상기 틈에 이물이 걸리는 문제가 발생할 수 있다. 이는 상기 틈을 통한 다른 이물과 먼지의 제1저장부(D1)로의 유입을 방해하게 된다.
그러나 본 변형예에서는, 회전 유닛(480)이 가압 유닛(470)과 결합되어, 가압 유닛(470)과 함께 회전 가능하게 구성되므로, 스커트(486)와 외부 케이스(401) 사이의 틈에 이물이 걸리더라도 회전 유닛(480)의 회전에 의해 빠질 수 있다. 상기 틈에서 빠진 이물은 진공 청소기(1)의 구동에 의한 회전 유동에 의해 제1저장부(D1)로 유입될 수 있다.
한편, 회전 유닛(480) 및 가압 유닛(470) 중 적어도 하나에는, 기설정된 간격을 두고 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 굴림부(481a, 471a)가 구비될 수 있다. 본 도면에서는, 회전 유닛(480) 및 가압 유닛(470)에 제1 굴림부(481a)와 제2 굴림부(471a)가 각각 구비된 것을 보이고 있다.
제1 굴림부(481a)에 대하여 먼저 설명하면, 하부 프레임(481)과 스커트(486) 사이의 틈에는 제1 굴림부(481a)를 형성하는 복수의 리브가 반경 방향으로 연장 형성될 수 있다. 상기 복수의 리브는 하부 커버(미도시)와 마주하도록 배치된다.
제2 굴림부(471a)를 구성하는 복수의 리브는 하부 커버와 마주하는 회전부(471)에 기설정된 간격을 두고 반경 방향으로 각각 연장될 수 있다.
회전 유닛(480)이 가압 유닛(470)의 적어도 일부를 감싸도록 이루어짐에 따라, 제1 굴림부(481a)는 제2 굴림부(471a)를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 구성에 따르면, 가압 유닛(470) 및 이와 결합된 회전 유닛(480)의 회전시 제1저장부(D1)에 집진된 이물과 먼지의 상부가 제1 및 제2 굴림부(481a, 471a)를 구성하는 복수의 리브에 의해 반복적으로 부딪히게 된다. 이로 인하여, 이물과 먼지는 회전되게 되며, 결국에는 집진된 이물과 먼지가 구 형태에 가깝게 뭉쳐진 상태로 굴려지게 된다.
제1 및 제2 굴림부(481a, 471a)는 하부 커버(460)에 대하여 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 굴림부(481a)가 제2 굴림부(471a)보다 상측에 위치하는 것을 보이고 있다. 상기 구조에 의하면, 이물과 먼지의 적층 높이에 대응되는 제1 또는 제2 굴림부(481a, 471a)가 이물과 먼지를 구형 형태로 응집시키는 데에 적절하게 이용될 수 있다. 즉, 제1 굴림부(481a)는 제2 굴림부(471a)에 보다는 상대적으로 더 큰 부피의 이물과 먼지를 구형 형태로 응집시키는 데에 이용될 수 있다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2 굴림부(481a, 471a)는 하부 커버(460)에 대하여 서로 동일한 높이를 가질 수도 있다. 이 경우, 제1 굴림부(481a)를 구성하는 복수의 리브와 제2 굴림부(471a)를 구성하는 복수의 리브는 회전 방향을 따라 서로 엇갈리게 구비될 수 있다.
앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 진공 청소기(1)는 흡입 유닛(20)을 통하여 흡입된 이물, 먼지, 미세먼지 및 초미세먼지를 포함하는 공기가 청소기 본체(10)를 거치지 않고 집진장치(100)로 바로 유입되도록 구성된다. 이를 위하여, 집진장치(100)의 상부 커버(140)에는 공기의 유입 및 배출을 위한 입구와 출구가 각각 구비되며, 입구는 흡입 유닛(20)과 연결되는 연결 유닛(30)과 직접 연결된다.
이하에서는, 입구와 출구가 모두 구비된 상부 커버(140)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 17은 도 2에 도시된 집진장치(100)에서 상부 커버(140)를 분리하여 보인 도면이다. 그리고, 도 18은 도 17에 도시된 상부 커버(140)의 입구측을 바라본 도면이고, 도 19는 도 17에 도시된 상부 커버(140)의 출구측을 바라본 도면이며, 도 20은 도 17에 도시된 상부 커버(140)의 저부측를 바라본 도면이고, 도 21은 도 17에 도시된 상부 커버(140)에서의 유동 흐름을 보인 개념도이다.
도 17 내지 도 21을 앞선 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 상부 커버(140)는 외부 케이스(101)의 상측에 커버부재(130)를 덮도록 장착된다. 이에 따라, 상부 커버(140)는 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 모두 덮도록 배치된다. 상부 커버(140)는 집진장치(100)의 상부 외관을 형성할 수 있다.
상부 커버(140)에는 상호 분리된 유로를 형성하는 흡기 가이드(140a)와 배기 가이드(140b)가 구비된다. 흡기 가이드(140a)는 외부 케이스(101)의 내부로 공기를 유입시키는 유로를 형성하며, 배기 가이드(140b)는 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 거치면서 이물, 먼지 및 미세먼지가 분리된 공기를 배출시키는 유로를 형성한다.
흡기 가이드(140a) 및 배기 가이드(140b)는 각각 입구(140a', 140b') 및 출구(140a", 140b")를 구비한다. 본 도면에서는, 흡기 가이드(140a)의 입구(140a')가 배기 가이드(140b)의 출구(140b")와 반대 방향으로 개구된 형태를 가지는 것을 보이고 있다.
흡기 가이드(140a)의 입구에는 이물, 먼지 및 미세먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입 유닛(20)과 연결된 연결 유닛(30)이 직접 연결된다. 흡기 가이드(140a)의 출구는 상부 커버(140)의 바닥면에 형성되고, 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간과 연통된다.
흡기 가이드(140a)는 상기 입구(140a')를 통하여 유입된 공기가 상기 환형 공간으로 유입시 나선형으로 선회운동할 수 있도록, 적어도 일부분에서 벤딩되어 외부 케이스(101)의 내주를 향하여 연장 형성된다.
본 실시예에서는, 흡기 가이드(140a)가 단일 유로로 형성된 것을 보이고 있다. 즉, 흡기 가이드(140a)는 하나의 입구(140a')와 하나의 출구(140a")를 구비한다. 이에 따르면, 후술하는 변형예과 비교하였을 때, 흡기 가이드(140a)의 단면적을 넓힐 수 있어서 내부에 큰 이물이 걸리는 현상이 보다 줄어들게 되며, 흡기 가이드(140a)의 구조 단순화로 상부 커버(140)에 인접한 구조물이나 전자 부품 간의 간섭 문제가 일정 수준 해소될 수 있다.
배기 가이드(140b)의 입구는 상부 커버(140)의 바닥면에 형성되고, 제2사이클론(120) 내에 위치하는 볼텍스 파인더(122)의 내부 공간과 연통된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 커버부재(130)에는 볼텍스 파인더(122)에 대응되는 연통홀(130a)이 형성되므로, 배기 가이드(140b)의 입구는 상기 연통홀(130a)과 연통되도록 구성된다.
배기 가이드(140b)의 입구(140b')는 단일 유로를 형성하는 흡기 가이드(140a)를 사이에 두고 양측에 각각 형성될 수 있다. 배기 가이드(140b)의 출구(140b")는 흡기 가이드(140a) 양측에 각각 형성된 배기 가이드(140b)의 입구(140b')와 연통되도록 구성된다.
배기 가이드(140b)의 출구(140b")를 통하여 배출된 공기는 바로 외부로 배출될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이 청소기 본체(10)의 배기구를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 후자의 경우, 집진장치(100)의 출구(140b")로부터 청소기 본체(10)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 프리필터(미도시)가 설치될 수 있다.
이처럼, 흡기 가이드(140a)가 단일 유로로 형성되고, 배기 가이드(140b)가 흡기 가이드(140a)의 빈 공간을 활용하여 구성되는 경우, 흡입 효율이 확보된 상부 커버(140)가 제공될 수 있다.
상기 구성의 상부 커버(140)는 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 상부 커버(140)는 흡기 가이드(140a)의 입구측(M1), 배기 가이드(140b)의 출구측(M2), 상부 커버(140)의 저부측(M3) 세 방향으로 조립, 분리되는 세 개의 금형에 의해 사출 성형될 수 있다.
상부 커버(140)에는 상기 세 방향으로의 사출 성형에 의한 파팅 라인이 각각 형성된다. 따라서, 상기 파팅 라인을 근거로 상부 커버(140)가 어떠한 방식으로 제작된 것인지(즉, 상부 커버(140)가 본 실시예와 동일한 방식의 사출 성형에 의해 제작된 것인지) 여부를 확인할 수 있다.
상부 커버(140)의 사출 성형시 문제가 되는 것은 흡기 가이드(140a)와 배기 가이드(140b)를 어떻게 형성하느냐에 있다. 특히, 흡기 가이드(140a)와 배기 가이드(140b) 각각이 3차원으로 구성되는 경우, 적어도 두 개의 금형에 의해 유로가 형성되고, 상기 두 금형이 서로 만날 수 있어야 한다.
도 20을 참조하면, 흡기 가이드(140a)의 입구측(M1)과 상부 커버(140)의 저부측(M3) 두 방향에서 조립되는 두 개의 금형에 의해 흡기 가이드(140a)가 형성될 수 있다. 상기 두 금형이 서로 만나게 되는 영역은 M13로써, 상기 영역 내에 파팅 라인이 형성될 수 있다.
아울러, 배기 가이드(140b)의 출구측(M2)과 상부 커버(140)의 저부측(M3) 두 방향에서 조립되는 두 개의 금형에 의해 배기 가이드(140b)가 형성될 수 있다. 상기 두 금형이 서로 만나게 되는 영역은 흡기 가이드(140a)의 양측에 각각 구비되는 M23로써, 상기 영역 내에 파팅 라인이 형성될 수 있다.
이처럼, 세 개의 금형을 이용하여 흡기 가이드(140a)와 배기 가이드(140b)가 형성된 상부 커버(140)를 한 번에 사출 성형할 수 있다. 따라서, 상부 커버(140)의 양산성이 증가할 수 있다.
이하에서는, 흡기 가이드(540a)가 한 개의 입구(540a')와 두 개의 출구(540a1", 540a2")로 구성되는 상부 커버(540)의 변형예에 대하여 설명한다.
도 22는 도 17에 도시된 상부 커버(140)의 변형예를 보인 개념도이다. 그리고, 도 23은 도 22에 도시된 상부 커버(540)의 입구측을 바라본 도면이고, 도 24는 도 22에 도시된 상부 커버(540)의 출구측을 바라본 도면이며, 도 25는 도 22에 도시된 상부 커버(540)의 저부측를 바라본 도면이고, 도 26은 도 22에 도시된 상부 커버(540)에서의 유동 흐름을 보인 개념도이다.
앞선 실시예와 마찬가지로, 본 변형예의 상부 커버(540)는 외부 케이스(101)의 상측에 커버부재(130)를 덮도록 장착된다. 이에 따라, 상부 커버(540)는 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 모두 덮도록 배치된다. 상부 커버(540)는 집진장치(100)의 상부 외관을 형성할 수 있다.
도 22 내지 도 26을 참조하면, 상부 커버(540)에는 상호 분리된 유로를 형성하는 흡기 가이드(540a)와 배기 가이드(540b)가 구비된다. 흡기 가이드(540a)는 외부 케이스(101)의 내부로 공기를 유입시키는 유로를 형성하며, 배기 가이드(540b)는 제1 및 제2사이클론(110, 120)을 거치면서 이물, 먼지 및 미세먼지가 분리된 공기를 배출시키는 유로를 형성한다.
흡기 가이드(540a)와 배기 가이드(540b)는 각각 입구(540a', 540b') 및 출구(540a1",540a2"/540b")를 구비한다. 본 도면에서는, 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')가 배기 가이드(540b)의 출구(540b")와 반대 방향으로 개구된 형태를 가지는 것을 보이고 있다.
본 변형예는 흡기 가이드(540a)가 한 개의 입구(540a')와 두 개의 출구(540a1",540a2")를 구비한다는 점에서 앞선 실시예와 차이가 있다. 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')에는 이물, 먼지 및 미세먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입 유닛(20)과 연결된 연결 유닛(30)이 직접 연결된다. 흡기 가이드(540a)의 두 출구(540a1",540a2")는 상부 커버(540)의 바닥면에 형성되고, 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간과 연통된다.
흡기 가이드(540a)는 분지벽(540a3), 그리고 제1 및 제2 분지 유로(540a, 540b)를 포함한다.
분지벽(540a3)은 흡기 가이드(540a)의 입구와 마주하는 위치에 형성된다. 따라서, 흡기 가이드(540a)의 입구를 통하여 유입되는 공기는 분지벽(540a3)에 부딪혀 분지벽(540a3)의 양측으로 분산될 수 있다.
분지벽(540a3)은 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')에 대하여 수직하게 형성될 수 있다. 이 경우, 분지벽(540a3)에 부딪힌 공기는 분지벽(540a3)의 좌우 양측으로 고르게 분산될 수 있다. 다만, 이 경우에는 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')로 유입되는 유동에 의해, 이물이 상기 입구(540a')와 마주하는 분지벽(540a3)에 부착되어 정체되는 현상이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 도시된 바와 같이, 분지벽(540a3)은 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')에 대하여 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 분지벽(540a3)은 좌측 또는 우측이 입구에 보다 가깝게 경사진 형태로 형성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 이물이 경사진 분지벽(540a3)을 따라 이동 가능하게 구성되므로, 분지벽(540a3)이 흡기 가이드(540a)의 입구(540a')에 대하여 수직하게 형성되는 구조에서의 이물 정체 현상이 해소될 수 있다.
제1 및 제2 분지 유로(540a, 540b)는 분지벽(540a3)의 좌우 양측에 각각 구비되고, 공기가 외부 케이스(101)와 제1사이클론(110) 사이의 환형 공간으로 유입시 나선형으로 선회운동할 수 있도록, 적어도 일부분에서 벤딩되어 외부 케이스(101)의 내주를 향하여 연장 형성된다.
제1 및 제2 분지 유로(540a, 540b)는 상호 동일한 회전 방향으로 연장 형성될 수 있다. 이를 구현하기 위하여, 제1 및 제2 분지 유로(540a, 540b) 중 어느 하나는 분지벽(540a3)의 후방을 향하는 유로를 형성하고, 다른 하나는 분지벽(540a3)의 전방을 향하는 유로를 형성한다.
배기 가이드(540b)의 입구(540b')는 상부 커버(540)의 바닥면에 형성되고, 제2사이클론(120) 내에 위치하는 볼텍스 파인더(122)의 내부 공간과 연통된다. 앞서 설명한 바와 같이, 커버부재(130)에 볼텍스 파인더(122)에 대응되는 연통홀(130a)이 형성되는 경우, 배기 가이드(540b)의 입구(140b')는 상기 연통홀(130a)과 연통되도록 구성된다.
배기 가이드(540b)의 출구(540b")는 배기 가이드(540b)의 입구(540b')와 연통되도록 구성된다. 배기 가이드(540b)의 출구(540b")를 통하여 배출된 공기는 바로 외부로 배출될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이 청소기 본체(10)의 배기구를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 후자의 경우, 집진장치(100)의 출구로부터 청소기 본체(10)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 프리필터(미도시)가 설치될 수 있다.

Claims (20)

  1. 청소기 본체; 및
    상기 청소기 본체에 배치되는 집진장치를 포함하며,
    상기 집진장치는,
    외부 케이스의 내부에 설치되며, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 메쉬 필터를 구비하는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론;
    상기 제1사이클론의 일부를 감싸도록 형성되며, 상기 제1사이클론에 대하여 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전 유닛;
    상기 회전 유닛의 아래에 형성되는 먼지 저장부로 집진된 먼지와 이물을 가압하여 부피를 감소시키도록, 상기 먼지 저장부 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛; 및
    상기 먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 외부 케이스에 결합되어 상기 외부 케이스의 하측 개구를 개폐하도록 이루어지는 하부 커버를 포함하며,
    상기 회전 유닛은,
    상기 메쉬 필터를 덮도록 배치되고, 상기 메쉬 필터의 상하 방향을 따라 연장 형성되는 필러; 및
    상기 메쉬 필터의 외면과 마주하는 상기 필러의 내면에 구비되어, 상기 회전 유닛의 회전시 상기 메쉬 필터에 쌓인 먼지와 이물을 쓸어내리도록 이루어지는 스크레이퍼를 포함하며,
    상기 하부 커버에는, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스의 하측 개구를 덮도록 배치시 상기 가압 유닛과 연결되고, 상기 집진장치가 상기 청소기 본체에 장착시 상기 청소기 본체에 구비되는 구동 유닛과 연결되는 구동력 전달 유닛이 구비되며,
    상기 회전 유닛은 상기 가압 유닛에 결합되어 상기 가압 유닛과 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크레이퍼는 상기 메쉬 필터에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스크레이퍼는 브러시인 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스크레이퍼는 탄성 재질로 형성되고, 이중 사출에 의해 합성수지 재질로 형성되는 상기 필러에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스크레이퍼는 상기 필러와 동일한 합성수지 재질로 형성되어 사출에 의해 상기 필러와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필러는 복수 개로 구비되어 상기 제1사이클론의 외주를 따라 기설정된 간격을 두고 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상기 필러의 하단에 연결되어 상기 제1사이클론의 하단을 감싸도록 형성되는 하부 프레임; 및
    상기 필러의 상단에 연결되어 상기 제1사이클론의 상단을 감싸도록 형성되는 상부 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 유닛 하부의 먼지 저장부로 집진된 먼지의 비산을 방지하도록, 상기 하부 프레임에는 외측으로 경사지게 하방향으로 연장되는 스커트가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하부 프레임에는, 상기 제1사이클론에 의해 걸러진 먼지와 이물의 유입을 유도하도록, 상기 외부 케이스의 내부로 유입되는 공기의 유동 방향을 따라 나선형으로 연장 형성되는 베인이 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 베인으로 유입된 이물이 상기 회전 유닛의 회전에 의해 상부로 역류시 걸림되도록, 상기 베인과 마주하는 상기 외부 케이스의 내주면에는 상기 베인에 대하여 교차하는 방향으로 경사진 역류제한 리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전 유닛 및 상기 가압 유닛에는, 기설정된 간격을 두고 각각의 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 제1 이물 굴림부와 제2 이물 굴림부가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이물 굴림부는 상기 제2 이물 굴림부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 이물 굴림부는 상기 제2 이물 굴림부보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2사이클론의 배출구는 상기 제1사이클론의 바닥면을 관통하도록 설치되고,
    상기 제1사이클론의 하부에는 상기 배출구를 수용하는 내부 케이스가 설치되어, 상기 배출구를 통하여 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하부 커버는, 상기 외부 케이스에 힌지 결합되어 상기 내부 케이스의 외부와 내부에 각각 구비되는 상기 먼지 저장부 및 상기 미세먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 힌지에 의해 상기 외부 케이스에 대하여 상대 회전시 상기 먼지 저장부와 상기 미세먼지 저장부를 동시에 개방시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 하부 커버에는,
    상기 구동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 회전되고, 상기 가압 유닛의 내주면에 구비되는 체결홈에 체결 가능하게 구성되는 체결부재를 구비하는 상기 구동력 전달 유닛; 및
    상기 체결부재 상에 장착되어, 상기 구동력 전달 유닛이 상기 체결홈에 체결시 상기 내부 케이스의 하측 개구를 덮도록 배치되는 실링 유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  18. 청소기 본체; 및
    상기 청소기 본체에 배치되는 집진장치를 포함하며,
    상기 집진장치는,
    외부 케이스의 내부에 설치되며, 외주를 따라 복수의 개소에 개구부가 형성된 하우징과 상기 개구부를 덮도록 상기 하우징에 장착되는 메쉬 필터를 구비하는 제1사이클론;
    상기 메쉬 필터를 통과하여 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 먼지와 이물이 분리된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 및
    상기 제1사이클론에 대하여 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 회전시 상기 메쉬 필터와 접촉된 상태로 상기 제1사이클론의 외주를 따라 이동되는 스크레이퍼를 구비하는 회전 유닛;
    상기 회전 유닛의 아래에 형성되는 먼지 저장부로 집진된 먼지와 이물을 가압하여 부피를 감소시키도록, 상기 먼지 저장부 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성되는 가압 유닛; 및
    상기 먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 외부 케이스에 결합되어 상기 외부 케이스의 하측 개구를 개폐하도록 이루어지는 하부 커버를 포함하며,
    상기 하부 커버에는, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스의 하측 개구를 덮도록 장착시 상기 가압 유닛과 연결되고, 상기 집진장치가 상기 청소기 본체에 장착시 상기 청소기 본체에 구비되는 구동 유닛과 연결되는 구동력 전달 유닛이 구비되며,
    상기 회전 유닛은 상기 가압 유닛에 결합되어 상기 가압 유닛과 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  19. 삭제
  20. 제18항에 있어서,
    상기 회전 유닛 및 상기 가압 유닛 중 적어도 하나에는, 기설정된 간격을 두고 각각의 반경 방향으로 연장되는 복수의 리브로 구성되는 이물 굴림부가 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
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