KR101854681B1 - 집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 집진장치는, 중공 형상의 외부 케이스와 상기 외부 케이스의 내측에 배치되는 내부 케이스에 의해 형성되고, 외부로부터 유입되는 공기에서 먼지를 분리하도록 이루어지는 1차 사이클론부; 및 상기 1차 사이클론부를 통과한 공기에서 미세먼지를 분리하는 사이클론들의 집합으로 이루어지는 2차 사이클론부를 포함하며, 상기 2차 사이클론부는, 상기 내부 케이스에 안착되고, 중공부의 둘레를 따라 배열되는 각 사이클론들의 케이싱을 형성하는 케이싱 부재; 및 나선 방향을 따라 연장되어 회전 유동을 형성하는 가이드 베인을 외주면에 구비하며, 상기 케이싱의 내측에 배치되는 볼텍스 파인더들을 포함하고, 상기 케이싱 부재는 각 사이클론들의 입구 유로를 형성하고, 상기 입구 유로는 상기 볼텍스 파인더의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 상기 볼텍스 파인더의 중심을 향하는 방향에 대하여 경사진 방향을 따라 형성되며, 각각의 상기 사이클론들은 상기 케이싱의 내주면과 상기 볼텍스 파인더의 외주면 사이에 형성되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 편심된 방향에 위치하며, 상기 제2 영역은 상기 볼텍스 파인더를 중심으로 상기 제1 영역의 반대편에 위치하고, 상기 가이드 베인 중 상기 제1 영역에 배치되는 것은 상기 입구 유로로부터 멀어지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아지고, 상기 가이드 베인 중 상기 제2 영역에 배치되는 것은 상기 입구 유로에 가까워지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아진다.

Description

집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기{DUST COLLECTOR AND VACUUM CLEANER HAVING THE SAME}
본 발명은 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지와 미세먼지를 분리 집진하도록 이루어지는 진공 청소기용 집진장치에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들이고, 공기에 포함된 먼지나 미세먼지를 공기로부터 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치이다.
진공 청소기의 종류는 1) 캐니스터 타입(canister type), 2) 업라이트 타입(upright type), 3) 핸드 타입(hand type), 3) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분될 수 있다.
캐니스터 타입의 진공 청소기는 오늘날 가정에서 가장 많이 사용되는 진공 청소기로 흡입 노즐과 청소기 본체를 연결부재에 의해 연통시킨 방식의 진공 청소기다. 캐니스터 타입은 흡입력만으로 청소를 수행하기 때문에 딱딱한 바닥을 청소하기에 적합하다.
이에 반해 업라이트 타입의 진공 청소기는 흡입 노즐과 청소기 본체를 일체형으로 형상한 형태의 진공 청소기다. 업라이트 타입의 진공 청소기는 회전 브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다.
진공 청소기에 이용되는 사이클론은 공기의 유입 방향에 따라 접선 유입식 사이클론(vertical cyclone)과 축류식 사이클론(axial cyclone)으로 구분될 수 있다.
접선 유입식 사이클론의 구조는 대한민국 등록특허공보 제10-0673769(이하 특허문헌1)에서 알 수 있다. 특허문헌1에 개시된 바에 따르면 접선 유입식 사이클론에는 나선 유동의 형성을 위해 접선 가이드가 구비된다. 접선 유입식 사이클론의 경우 접선 가이드 등의 구조물을 통해 접선 방향으로 공기가 유입되며, 나선 유동은 접선 방향으로 공기를 유입시키는 구조에 의해 형성된다. 접선 유입식 사이클론은 구조가 단순하다는 장점과 원형 배치에 유리하여 진공 청소기와 같이 제한된 공간에 설치되기 적합하다는 장점을 갖는다. 이에 반해 접선 유입식 사이클론은 한쪽으로 편심된 고속의 유동으로 인해 큰 압력 손실이 발생한다는 단점을 갖는다.
축류식 사이클론의 구조는 대한민국 공개특허공보 10-2010-0051320(이하 특허문헌2)에서 알 수 있다. 특허문헌2에 개시된 바에 따르면 축류식 사이클론에는 나선 유동의 형성을 위한 나선 날개가 구비된다. 축류식 사이클론의 경우 축 방향으로 유동이 유입되며, 축류식 사이클론은 나선 날개 등을 이용하여 선회류를 일으키도록 이루어진다. 축류식 사이클론은 접선 유입식 사이클론에 비해 적정한 유속과 균일한 흡입의 장점을 가지며, 이로 인해 압력 손실이 적다는 장점을 갖는다. 이에 반해 축류식 사이클론은 가이드 베인의 제작이 어렵다는 단점을 갖는다.
접선 유입식 사이클론과 축류식 사이클론은 각각 장단점을 갖고 있기 때문에 접선 유입식 사이클론의 장점과 축류식 사이클론의 장점만을 취사 선별할 수 있는 구조에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 1차적으로 공기의 유입 유동을 가이드 하여 사이클론 내의 균일한 유동을 형성하고, 2차적으로 고속의 회전 유동을 형성할 수 있는 구조의 사이클론을 갖는 집진장치와 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 사이클론으로 유입되는 공기의 유입 유동을 사이클론의 중심으로부터 편심된 방향으로 가이드 하여 균일한 회전 유동을 유도할 수 있는 구조의 사이클론을 갖는 집진장치와 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 사이클론의 중심으로부터 편심된 방향으로 가이드된 공기의 유동에 고속의 회전을 일으킬 수 있도록, 편심 가이드 구조와 연계된 고속 회전 유도 구조를 갖는 사이클론과 상기 사이클론을 갖는 집진장치, 그리고 진공 청소기를 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 집진장치는, 1차 사이클론부와 2차 사이클론부로 이루어지는 멀티 사이클론 구조를 갖는다. 상기 1차 사이클론부는 공기에서 먼지를 분리하도록 이루어지고, 2차 사이클론부는 1차 사이클론부를 통과한 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어진다. 2차 사이클론부는 공기에서 미세먼지를 분리하는 사이클론들의 집합으로 이루어진다.
2차 사이클론부는 케이싱부재와 볼텍스 파인더의 결합에 의해 형성된다. 케이싱 부재는 각 사이클론들의 케이싱을 형성한다. 그리고 볼텍스 파인더는 케이싱의 내측에 배치되며, 나선 방향을 따라 연장되어 회전 유동을 형성하는 가이드 베인을 외주면에 구비한다.
케이싱 부재는 각 사이클론들의 입구 유로를 형성한다. 입구 유로는 볼텍스 파인더의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 볼텍스 파인더의 중심을 향하는 방향에 대하여 경사진 방향을 따라 형성된다.
케이싱 부재는 경계부와 유로 형성부를 포함한다.
경계부는 각 사이클론들의 경계를 형성하도록 각 사이클론들의 외주에서 케이싱 부재의 중심을 향해 연장된다. 경계부는 각 사이클론의 일측과 타측에 모두 형성될 수 수 있으며, 양측 경계부 사이의 거리는 케이싱 부재의 중심으로 갈수록 서로 가까워진다.
입구 유로 형성부는 상기 경사진 방향의 입구 유로를 형성하도록 양측 경계부 중 적어도 한 곳에서 반대편 경계부를 향해 돌출된다.
입구 유로 형성부는 입구 유로를 부분적으로 막아 입구 유로의 임의의 위치에서의 단면적을 입구 유로의 시작 위치보다 작아지게 만든다.
입구 유로 형성부는 양측 경계부 사이의 단면적을 1/3 내지 1/2만큼 작아지게 만든다.
입구 유로 형성부는 제1면과 제2면을 포함한다. 제1면은 볼텍스 파인더로부터 이격된 위치에서 케이싱과 함께 볼텍스 파인더의 일 부분을 감싼다. 제2면은 입구 유로의 시작 위치로부터 경사진 방향을 따라 연장되어 일 모서리에서 제1면과 만난다.
입구 유로는 케이싱 부재의 중공부의 둘레에서 시작되며, 입구 유로의 시작 위치에서의 접선과 입구 유로 형성부의 제2면은 예각을 형성한다.
2차 사이클론부의 각 사이클론들은 케이싱의 내주면과 볼텍스 파인더의 외주면 사이에 형성되는 제1 영역과 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 상기 편심된 방향 혹은 경사진 방향에 위치하면, 제2 영역은 볼텍스 파인더를 중심으로 제1 영역의 반대편에 위치한다. 입구 유로 형성부는 케이싱 부재의 중심으로부터 볼텍스 파인더의 제2 영역측 외주면을 향해 연장되는 가상의 직선과 만나거나 상기 가상의 직선을 넘는 위치까지 돌출된다.
경계부의 일 지점으로부터 일 모서리까지의 법선 길이는 상기 일 지점으로부터 상기 가상의 직선까지의 법선 길이와 같거나 그보다 더 길다.
입구 유로 형성부는 제1 형성부와 제2 형성부를 포함할 수 있다. 제1 형성부는 일측 경계부에서 돌출되고, 제2 형성부는 타측 경계부에서 돌출된다. 제1 형성부와 제2 형성부 각각은 일 모서리에서 만나는 제1면과 제2면을 포함한다.
가이드 베인 중 제1 영역에 배치되는 것은 입구 유로로부터 멀어지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아지고, 가이드 베인 중 제2 영역에 배치되는 것은 입구 유로에 가까워지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아진다.
또한 본 발명은 상기 집진장치를 포함하는 진공 청소기를 개시한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 케이싱 부재에 의해 형성되는 각 사이클론들의 입구 유로가 볼텍스 파인더의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 경사진 방향을 따라 형성되므로, 사이클론으로 유입되는 공기에 방향성을 부여할 수 있다.
특히 입구 유로 형성부가 케이싱 부재의 중심으로부터 볼텍스 파인더의 제2영역측 외주면을 향해 연장되는 가상의 직선을 넘는 위치까지 돌출되므로, 사이클론의 제1영역을 향해 공기 유동의 방향성을 부여할 수 있으며, 사이클론의 제2영역으로는 공기의 유동이 형성되지 않는다. 이과 같은 구조를 통해 사이클론 내의 균일한 유동을 형성할 수 있게 된다.
또한 본 발명은, 가이드 베인 중 제1영역에 배치되는 것은 입구 유로로부터 멀어지는 나선 방향 또는 회전 방향을 따라 점차 높이가 낮아지고, 가이드 베인 중 제2영역에 배치되는 것은 입구 유로에 가까워지는 나선 방향 또는 회전 방향을 따라 점차 높이가 낮아지는 구조를 갖는다. 이 구조는 입구 유로에 의해 형성된 공기의 방향성을 그대로 이어받아 고속의 회전 유동을 유도할 수 있게 한다.
따라서 본 발명은 입구 유로의 구조를 통해 1차적으로 공기의 유입 유동을 가이드 하여 사이클론 내의 균일한 유동을 형성할 수 있고, 가이드 베인을 통해 2차적으로 고속의 회전 유동을 형성할 수 있으므로 접선 유입식 사이클론의 장점과 축류식 사이클론의 장점을 모두 가질 수 있다.
도 1은 진공 청소기의 일 예를 보인 개념도다.
도 2는 도 1에 도시된 진공 청소기를 다른 방향에서 바라본 개념도다.
도 3은 본 발명의 집진장치 보인 측면도다.
도 4는 도 3에 도시된 집진장치의 단면도다.
도 5는 도 3에 도시된 집진장치의 부분 사시도다.
도 6은 케이싱 부재와 볼텍스 파인더의 평면도다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이싱 부재와 볼텍스 파인더의 사시도다.
도 8은 도 7에 도시된 케이싱 부재의 평면도다.
도 1은 진공 청소기의 일 예를 보인 개념도다. 도 2는 도 1에 도시된 진공 청소기를 다른 방향에서 바라본 개념도다. 도 1과 도 2에 도시된 진공 청소기(1)는 업라이트 타입에 해당한다.
청소기 본체(10)는 집진장치(100)와 함께 진공 청소기(1)의 외관을 형성한다. 청소기 본체(10)는 집진장치(100)를 부분적으로 수용할 수 있도록 형성되며, 집진장치(100)와 결합 가능하도록 형성된다. 청소기 본체(10)의 내부에는 흡입력을 발생시키는 흡입 모터(미도시)가 구비된다. 그리고 상기 청소기 본체(10)의 하측에는 구동휠이 장착될 수 있다.
흡입부(20)는 청소기 본체(10)의 하측에 상기 청소기 본체(10)와 상대 회전 가능하게 연결되며, 청소기 본체(10)를 지지하도록 이루어진다. 흡입부(20)는 청소 대상 바닥면에 놓이며, 흡입부(20)의 저면에는 바닥면의 먼지나 공기 등을 흡입하기 위한 흡입구(미도시)가 형성된다.
흡입 모터에서 발생된 흡입력은 흡입부(20)로 전달되며, 흡입부(20)를 통해 공기가 진공 청소기(1)의 내부로 유입된다. 상기 흡입구의 내측에는 먼지나 이물질을 흡입구의 내측으로 유도하는 에지테이터(agitator)가 회전 가능하게 장착될 수 있다. 흡입부(20)로 유입된 공기와 이물질은 집진장치(100)의 내부로 유입되며, 집진장치(100)에서 서로 분리된다. 그리고 이물질로부터 분리된 공기는 집진장치의 출구를 통해 집진장치(100)를 빠져나가게 된다.
참고로 본 명세서에서는 공기에 포함된 이물질을 먼지, 미세먼지, 초미세먼지로 구분한다. 상대적으로 큰 먼지는 "먼지"로 지칭되고, 상대적으로 작은 먼지는 "미세먼지"로 지칭되며, "미세먼지"보다도 작은 먼지는 "초미세먼지"로 지칭된다.
집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 착탈 가능하게 구성된다. 집진장치(100)는 흡입된 공기로부터 이물질을 분리하여 집진하고, 이물질로부터 분리된 공기를 배출하도록 이루어진다.
상기 보조 흡입부(60, 70)는 상기 청소기 본체(10)의 뒷쪽에 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 보조 흡입부(60, 70)는 바닥면 이외의 부분을 청소하기 위해 구비될 수 있다. 진공 청소기(1)는 보조 흡입부(60, 70)가 청소기 본체(10)에 결합된 상태에서는 흡입부(20)를 통해 공기를 흡입하고, 보조 흡입부(60, 70)가 청소기 본체(10)에서 분리된 상태에서는 보조 흡입부(60, 70)를 통해 공기를 흡입하도록 구성될 수 있다.
상기 보조 흡입부(60, 70)는 흡입관(60)과 노즐(70)을 포함한다. 노즐(70)은 바닥면 이외의 부분에 존재하는 먼지를 흡입하도록 이루어지며, 흡입관은 상기 노즐(70)과 상기 손잡이(40)를 서로 연결하도록 이루어진다. 그리고, 상기 본체(10)의 후면에는 상기 흡입관(60)과 노즐(70)을 수용을 위한 수용부(11)가 형성된다. 상기 장착부(11)에는, 상기 흡입관(60)이 수용되는 흡입관 수용부(12)와, 상기 노즐(70)이 수용되는 노즐 수용부(13)가 형성된다. 이를 통해, 상기 노즐(70)을 별도로 보관하여야 하는 번거로움이 제거될 수 있다.
청소기 본체(10)의 상측에는 손잡이(40)가 구비되며, 연결 호스(50)는 손잡이(40)와 청소기 본체(10)에 연결될 수 있다. 연결 호스(50)는 보조 흡입부(60, 70)를 통해 유입된 먼지를 집진장치(100)로 유입되게 하는 유로를 형성할 수 있다. 상기 연결 호스(50)는, 길이 조절이 가능하며, 움직임이 자유로운 유연성 재질로 형성될 수 있다. 상기 손잡이(40)와 흡입관(60) 사이에는 상기 노즐(70)을 통하여 흡입된 공기의 유동을 위한 유로(42)가 형성된다. 따라서 보조 흡입부(60, 70)를 통해 유입된 공기는 순차적으로 상기 유로(42)와 연결 호스(50)를 통해 집진장치(100)로 유입된다.
도 1과 도 2에 설명된 업라이트 타입의 진공 청소기(1)는 본 발명의 집진장치가 적용될 수 있는 진공 청소기의 일 예를 보인 것이므로, 본 발명은 업라이트 타입을 제외한 다른 타입의 진공 청소기에도 적용될 수 있다.
이하에서는 다른 도면을 참조하여 본 발명의 집진장치(100)에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 집진장치(100) 보인 측면도다. 도 4는 도 3에 도시된 집진장치(100)의 단면도다. 도 5는 도 3에 도시된 집진장치(100)의 부분 사시도다.
이하에서는 집진장치(100)의 외관을 먼저 설명하고, 이어서 집진장치(100)의 내부 구성에 대하여 설명한다. 집진장치(100)의 외관을 보인 도면은 도 3이므로, 이하의 설명은 도 3을 참고하되, 도 3에 미도시된 부분은 도 4와 도 5를 참조한다.
집진장치(100)의 외관은 외부 케이스(110), 하부 커버(130), 케이싱 부재(150), 커버 부재(160), 및 상부 커버(140)에 의해 형성된다.
외부 케이스(110)는 집진장치(100)의 측면 외관을 형성한다. 또한 외부 케이스(110)는 중공 형상을 가지며, 후술하게 될 1차 사이클론부(101)의 외벽을 형성하게 된다. 1차 사이클론부(101)에서의 선회류 형성을 위해 외부 케이스(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만 1차 사이클론부(101)의 선회류는 외부 케이스(110)의 내부에서 형성되는 것이므로, 외부 케이스(110)의 내주면과 달리 외주면까지 원통형으로 형성되어야 하는 것은 아니다.
외부 케이스(110)의 일측에는 집진장치(100)의 입구(111)가 형성된다. 도 1과 도 2에서 설명된 흡입부(20)를 통해 진공 청소기의 내부오 유입된 공기와 이물질은 청소기 본체에 구비되는 유로를 따라 유동되며, 상기 입구(111)를 통해 외부 케이스(110)의 내측으로 유입되게 된다.
입구(111)는 외부 케이스(110)의 접선 방향을 따라 형성될 수 있으며, 외부 케이스(110)의 외부를 향해 돌출될 수 있다. 입구(111)가 이러한 구조를 갖는 것은 공기와 이물질의 선회 운동을 일으키기 위한 것이다. 입구(111)를 통해 접선 방향을 따라 외부 케이스(110)의 내측으로 유입된 공기와 이물질은 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120) 사이에서 선회 운동을 하게 된다.
외부 케이스(110)의 하단과 상단에는 각각 개구부가 형성될 수 있다. 외부 케이스(110)의 하단에는 하부 커버(130)가 결합되고, 상단에는 내측 케이스 또는 케이싱 부재(150)가 결합된다.
하부 커버(130)는 집진장치(100)의 바닥을 형성한다. 여기서 바닥이란 집진장치(100)의 외부 바닥면과 내부 바닥면을 모두 포함한다. 하부 커버(130)의 둘레는 외부 케이스(110)의 둘레와 대응되도록 형성되며, 하부 커버(130)는 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 덮도록 이루어진다.
하부 커버(130)는 외부 케이스(110)에 회전 가능하게 결합되어 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 실시예에서는 하부 커버(130)가 외부 케이스(110)에 힌지 결합(113, 131)되어, 회전에 따라 외부 케이스(110)의 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 하부 커버(130)는 외부 케이스(110)로부터 완전히 분리 가능하게 결합될 수도 있다.
하부 커버(130)는 힌지(131)와 후크 결합부(132)에 의해 외부 케이스(110)에 결합된 상태를 유지한다. 후크 결합부(132)는 하부 커버(130)의 중심을 기준으로 힌지(131)의 반대쪽에 형성된다. 후크 결합부(132)는 외부 케이스(110)의 외주면에 형성된 홈(115)에 삽입 가능하도록 이루어지며, 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전하기 위해서는 먼저 후크 결합부가(132) 상기 홈(115)으로부터 인출되어야 한다.
집진장치(100)의 내측에는 후술하게 될 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)가 형성되며, 하부 커버(130)는 제1 집진부(103) 및 제2 집진부(104)의 바닥면을 형성하도록 구성된다. 하부 커버(130)는 힌지(131)에 의해 회전됨에 따라 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)를 동시에 개방시킬 수 있다. 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)가 동시에 개방되면, 제1 집진부(103)에 집진된 먼지와 제2 집진부(104)에 집진된 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다. 이와 같이 하부 커버(130)를 개방하는 1회성 동작만으로 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되므로, 집진장치(100) 또는 진공 청소기 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
하부 커버(130)의 둘레에는 실링부재(133)가 결합될 수 있다. 실링부재(133)는 하부 커버(130)의 둘레를 감싸는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 외부 케이스(110)와 하부 커버(130) 사이를 실링하여 집진장치(100)의 내측에 집진된 먼지 또는 미세먼지의 누설을 방지하도록 이루어진다.
케이싱 부재(150)는 외부 케이스(110)의 상부에 배치된다. 외부 케이스(110)의 내측에는 내부 케이스(120)가 설치되고, 케이싱 부재(150)는 상기 내부 케이스(120)에 결합될 수 있다. 도 3 내지 도 5에서는 이러한 구성을 보이고 있다. 이와 달리 케이싱 부재(150)는 외부 케이스(110)에 직접 결합될 수도 있다.
케이싱 부재(150)는 부분적으로만 외부로 노출된다. 케이싱 부재(150)는, 2차 사이클론부(102)의 각 사이클론들을 구성하는 케이싱(151)들, 상기 케이싱(151)들 사이에 형성되는 제1 거치부(152), 및 상기 제1 거치부(152)에서 원주 방향으로 확장되는 제2 거치부(153)를 포함하며, 상기 케이싱(151)들, 상기 제1 거치부(152) 및 제2 거치부(153)만 집진장치(100)의 외부에 노출된다. 케이싱(151)들은 경사진 반원기둥 모양으로 돌출되며, 제1 거치부(152)는 케이싱(151)들의 외주면 사이로 공기가 누설되지 않도록 케이싱(151)들 사이를 막는다. 그리고 제2 거치부(153)는 외부 케이스(110)의 상단을 덮도록 형성된다. 케이싱 부재(150)는 본래 2차 사이클론부(102)를 형성하기 위한 구조물로, 상기 케이싱 부재(150)의 보다 세부적인 구조에 대하여는 후술한다.
커버 부재(160)는 케이싱 부재(150)의 상부에 배치된다. 커버 부재(160)는 본래 유로의 경계와 필터의 설치 공간을 형성하고, 2차 사이클론으로부터 배출된 공기를 집진장치(100)의 출구(141)로 안내하기 위한 구성이다.
집진장치(100)의 외관에는 커버 부재(160)의 테두리(163)와 상기 테두리(163)를 따라 형성되는 덮개부(161)가 노출된다. 덮개부(161)는 테두리(163)의 둘레를 따라 형성되며, 반원 형상만 집진 장치의 외부에 노출된다. 덮개부(161)는 각각 케이싱(151)들의 상부를 덮도록 이루어진다.
상부 커버(140)는 커버 부재(160)의 상부에 결합되며, 커버 부재(160)를 덮도록 형성된다. 상부 커버(140)의 둘레는 커버 부재(160)의 둘레와 대응되도록 형성된다.
상부 커버(140)는 커버 부재(160)에 안착되는 필터(170)와 필터 고정부(180)를 마주보도록 배치된다. 상부 커버(140)는 필터 고정부(180)로부터 이격되어 2차 사이클론부(102)로부터 배출되는 공기를 집진장치(100)의 외부로 배출시키기 위한 배출 유로를 형성한다. 상부 커버(140)에는 집진장치(100)의 출구(141)가 형성되며, 공기는 출구(141)를 통해 집진장치(100)의 외부로 배출된다.
출구(141)의 충분한 크기 확보를 위해 상부 커버(140)는 경사지게 형성될 수 있다. 상부 커버(140)에서 출구(141)가 형성되는 쪽은 필터(170)나 필터 고정부(180)로부터 상대적으로 멀리 이격되고, 출구(141)가 형성되는 쪽의 반대쪽은 필터(170)나 필터 고정부(180)로부터 상대적으로 덜 이격되어, 상부 커버(140)에 경사가 형성되게 된다.
상부 커버(140)는 커버 부재(160)에 회전 가능하게 결합되어 집진 장치의 상단을 개폐하도록 이루어진다. 본 실시예에서는 상부 커버(140)가 외부 케이스(110)에 힌지(142) 결합되어, 회전에 따라 집진 장치의 상단을 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 상부 커버(140)는 커버 부재(160)로부터 완전히 분리 가능하게 결합될 수도 있다.
상부 커버(140)는 힌지(142)와 후크 결합부(143)에 의해 외부 케이스(110)에 결합된 상태를 유지한다. 후크 결합부(143)는 상부 커버(140)의 중심을 기준으로 힌지(142)의 반대쪽에 형성된다. 후크 결합부(143)는 커버 부재(160)의 테두리(163)에 형성된 홈(미도시)에 삽입 가능하도록 이루어지며, 상부 커버(140)가 힌지(142)에 의해 회전하기 위해서는 먼저 후크 결합부(143)가 상기 홈으로부터 인출되어야 한다.
다음으로 집진장치(100)의 내부 구성에 대하여 설명한다. 집진장치(100)의 내부 구성은, 1차 사이클론부(101), 2차 사이클론부(102), 기타 구성 및 집진장치(100)의 유로 순으로 설명한다.
1차 사이클론부(101)는 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120) 사이에 의해 형성되고, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성된다. 사이클론(cyclone)이란 공기와 이물질에 선회류를 형성하고 원심력에 근거하여 공기로부터 이물질을 분리하는 장치를 가리킨다. 이물질은 먼지, 미세먼지 및 초미세먼지 등을 포함하는 개념으로, 공기의 무게와 이물질의 무게는 서로 다르기 때문에, 원심력에 의한 공기의 회전 반경과 이물질의 회전 반경은 서로 다르다. 사이클론은 원심력에 의한 회전 반경 차이를 이용하여 공기로부터 먼지, 미세먼지 등의 이물질을 분리하게 된다.
1차 사이클론부(101)는 외부 케이스(110), 내부 케이스(120) 및 메쉬 필터(mesh filter)(125)에 의해 형성된다.
외부 케이스(110)는 속이 빈 원통 형상 또는 중공 형상을 갖는다. 외부 케이스(110)의 내주면은 1차 사이클론부(101)의 외벽을 형성한다. 미세먼지보다 크기가 큰 먼지는, 공기나 미세먼지 등에 비해 무겁기 때문에 선회류 내에서 공기나 미세먼지보다 큰 회전 반경을 그리면서 회전하게 된다. 먼지는 외부 케이스(110)의 내주면에 의해 정의되는 영역 내에서 회전하므로, 먼지의 최대 회전 반경은 외부 케이스(110)의 내주면에 의해 결정된다.
내부 케이스(120)는 상기 외부 케이스(110)의 내측에 설치된다. 1차 사이클론부(101)는 내부 케이스(120)의 외측에 형성되고 1차 사이클론부(101)에 의해 먼지로부터 분리된 공기와 미세먼지는 내부 케이스(120)의 유로를 따라 2차 사이클론부(102)로 유입되므로, 내부 케이스(120)는 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)의 경계를 형성한다. 내부 케이스(120)는 케이싱 부재(150)의 바로 아래에 배치된다.
내부 케이스(120)는 제1 부재(121)와 상기 제1 부재(121)의 아래에 배치되는 제2 부재(122)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 제1 부재(121)는 1차 사이클론부(101)와 관련되며, 제2 부재(122)는 제1 집진부(103) 및 제2 집진부(104)와 관련되므로, 여기서는 먼저 제1 부재(121)에 대하여 설명한다. 이하에서는 내부 케이스(120)가 제1 부재(121)와 제2 부재(122)의 결합에 의해 형성되는 것을 기준으로 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 내부 케이스(120)는 하나의 부재만으로 형성될 수도 있다.
제1 부재(121)는 경사부(121a), 상측 지지부(121b), 상하 연장부(121c), 브리지(121d), 상측 경계부(121e), 제1 결합부(121f1) 및 제2 결합부(121f2)를 포함한다. 제1 부재(121)는 추가적으로 경사면(121g)과 경계벽(121h)을 포함할 수 있다. 경사면(121g)과 경계벽(121h)에 대하여는 후술한다.
경사부(121a)는 깔때기(funnel)와 유사한 모양을 갖는다. 경사부(121a)는 위로 갈수록 넓은 단면적을 갖고 아래로 갈수록 좁은 단면적을 갈수록 경사지게 형성된다. 경사부(121a)는 내부 케이스(120)의 내주면으로부터 이격된 위치에 배치되며, 위로 갈수록 외부 케이스(110)의 내주면에 가까워지고, 아래로 갈수록 내부 케이스(120)의 내주면으로부터 멀어지도록 형성된다.
경사부(121a)가 경사지게 형성되는 이유는, 내주면에 경사면(121g)을 형성하여 2차 사이클론부(102)에서 분리된 미세먼지의 자연스러운 낙하를 유도하기 위한 것이다. 경사면(121g)은 도 4와 도 5에 도시되어 있다.
상측 지지부(121b)는 경사부(121a)의 중간 부분에서 아래를 향해 돌출된다. 상측 지지부(121b)는 경사부(121a)의 둘레를 따라 형성되므로 원 형상의 단면을 갖는다.
상측 지지부(121b)는 제2 부재(122)의 하측 지지부(122a)와 마주보도록 배치된다. 상측 지지부(121b)와 하측 지지부(122a) 사이에는 먼지를 여과하기 위한 메쉬 필터(125)가 설치되며, 상측 지지부(121b)와 하측 지지부(122a)는 각각 메쉬 필터(125)의 상측과 하측에서 상기 메쉬 필터(125)를 지지하도록 이루어진다.
상하 연장부(121c)는 경사부(121a)의 하단에서 아래 방향으로 연장된다. 집진장치(100)를 평평한 곳에 세워 놓았을 때, 상하 연장부(121c)의 연장 방향이 상하 방향이라는 취지에서 상하 연장부(121c)로 명명되었다. 다만, 상하 연장부(121c)의 방향이 수직 방향에 한정되어야 하는 것은 아니다.
상하 연장부(121c)는 속이 빈 원기둥 형상을 갖는다. 그리고 상하 연장부(121c)는 제2 부재(122)에 의해 지지된다. 2차 사이클론부(102)에서 분리된 미세먼지는 상하 연장부(121c)에 의해 형성되는 영역을 통과하여 제2 집진부(104)에 집진되게 된다. 상하 연장부(121c)와 제2 부재(122) 사이에는 제2 집진부(104)에 집진된 미세먼지의 누설을 방지하기 위한 실링부재(129)가 추가될 수 있다.
브리지(121d)는 상하 연장부(121c)의 외주면에서 원주 방향으로 돌출되며, 상하 연장부(121c)와 마찬가지로 상하 방향으로 연장된다. 브리지(121d)는 메쉬 필터(125)에 접촉되어, 상측 지지부(121b)와 하측 지지부(122a) 사이에서 메쉬 필터(125)를 지지하도록 이루어진다.
브리지(121d)는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 브리지(121d)는 상하 연장부(121c)의 외주면을 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다. 이에 따라 브리지(121d)들 사이에는 1차 사이클론부(101)에 의해 먼지로부터 분리된 공기와 미세먼지가 2차 사이클론부(102)로 흘러갈 수 있는 연결 유로(124a)가 형성된다.
상측 경계부(121e)는 경사부(121a)의 위에 배치된다. 상측 경계부(121e)는 외부 케이스(110)의 내주면과 접촉되도록 외부 케이스(110)의 내주면을 따라 형성되므로, 원 형상의 단면을 갖는다.
상측 경계부(121e)의 외측면은 외부 케이스(110)의 내주면과 접촉된다. 상측 경계부(121e)에 의해 외부 케이스(110)의 내부와 외부가 서로 구분되므로, 상측 경계부(121e)는 외부 케이스(110)의 내부와 외부를 구분 짓는 경계를 형성한다.
상측 경계부(121e)의 외주면에는 실링부재(126)가 결합된다. 실링부재(126)는 오링의 형상을 가질 수 있다. 실링부재(126)는 외부 케이스(110)와 상측 경계부(121e) 사이로 공기나 이물질이 누설되는 것을 방지하도록 이루어진다. 상측 경계부(121e)는 실링부재(126)의 설치 영역을 형성하는 리세스부(미도시)를 구비할 수 있으며, 상기 리세스부는 상측 경계부(121e)의 외주면을 따라 형성된다.
상측 경계부(121e)는 외부 케이스(110) 및 케이싱 부재(150)와 결합된다. 외부 케이스(110)와 결합되기 위해 상측 경계부(121e)의 외주면에는 제1 결합부(121f1)가 형성되고, 케이싱 부재(150)와 결합되기 위해 상측 경계부(121e)의 외주면에는 제2 결합부(121f2)가 형성된다.
도 3과 도 5를 참조하면, 제1 결합부(121f1)는 복수로 구비되며 상측 경계부(121e)의 외주면을 따라 서로 이격되게 배치된다. 제1 결합부(121f1)는 디귿자(ㄷ) 형상으로 형성되며, 상기 디귿자 형상에 외부 케이스(110)의 상단이 삽입된다. 제1 결합부(121f1)에는 나사 체결홀이 형성되며, 외부 케이스(110)의 상단에는 상기 나사 체결홀에 대응되는 나사 체결홀이 형성된다. 이에 따라 나사가 상기 두 나사 체결홀에 삽입되면, 외부 케이스(110)와 제1 부재(121)의 결합이 이루어진다.
제2 결합부(121f2)도 복수로 구비되며, 상측 경계부(121e)의 외주면을 따라 서로 이격되게 배치된다. 제1 결합부(121f1)와 제2 결합부(121f2)는 서로 교호적으로 배치될 수 있다. 교호적으로 배치된다는 것은 어느 하나의 제1 결합부(121f1) 옆에 제2 결합부(121f2)가 배치되고, 그 제2 결합부(121f2) 옆에 다시 다른 제1 결합부(121f1)가 배치되는 구조가 반복되는 것을 의미한다. 제2 결합부(121f2)는 나사 체결홀만으로 이루어질 수 있다. 도 4를 참조하면 케이싱 부재(150)는 후술하게 될 제2 거치부(153)를 포함하며, 제2 거치부(153)에는 제2 결합부(121f2)의 나사 체결홀에 대응되는 나사 체결홀이 형성된다. 이에 따라 나사가 상기 두 나사 체결홀에 삽입되면, 케이싱 부재(150)와 제1 부재(121)의 결합이 이루어진다.
이하에서는 메쉬 필터(125)에 대해 설명한다.
메쉬 필터(125)는 제1 부재(121)의 상측 지지부(121b)와 제2 부재(122)의 하측 지지부(122a) 사이에 설치된다. 메쉬 필터(125)의 상부는 상기 상측 지지부(121b)에 의해 지지되고, 메쉬 필터(125)의 하부는 상기 하측 지지부(122a)에 지지되며, 메쉬 필터(125)의 내측부는 앞서 설명된 브리지(121d)에 의해 지지된다.
메쉬 필터(125)는 전체적으로 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있다. 메쉬 필터(125)의 외측부는 외부 케이스(110)의 내주면으로부터 이격된 위치에서 외부 케이스(110)의 내주면을 마주본다.
메쉬 필터(125)는 공기로부터 먼지를 분리하도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 공기는 메쉬 필터(125)의 외측부에서 내측부를 향해 유동하게 되며, 메쉬 필터(125)의 구멍보다 작은 이물질은 메쉬 필터(125)에 의해 공기로부터 분리된다. 원심력에 근거하여 공기와 이물질을 분리하는 사이클론 성질로 인해, 이론적으로 가벼운 이물질은 1차 사이클론부(101)에서 공기로부터 분리되지 않을 것이다. 그러나 설령 가벼운 이물질이라도 메쉬 필터(125)의 구멍보다 크다면 메쉬 필터(125)에 의해 공기로부터 분리되게 된다.
여기까지 1차 사이클론부(101)의 구성에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 제1 집진부(103)에 대하여 설명한다.
제1 집진부(103)는 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지를 집진하도록 형성된다. 제1 집진부(103)는 외부 케이스(110), 내부 케이스(120)의 제2 부재(122), 스커트(123) 및 하부 커버(130)에 의해 정의되는 공간을 가리킨다. 이하에서 각 구성에 대하여 설명한다.
외부 케이스(110)의 내주면에는 유동 방지부(112)가 형성될 수 있다. 유동 방지부(112)는 제1 집진부(103)에 집진된 먼지의 임의적인 유동을 방지하도록 외부 케이스(110)의 내주면으로부터 돌출된다.
제2 부재(122)는 제1 부재(121)의 아래에 배치된다. 제2 부재(122)는 하측 지지부(122a), 단차부(122b), 집진부 바운더리(122d) 및 경사부(122c)를 포함한다. 이 중 하측 지지부(122a)는 제2 부재(122)의 상단에 형성되는 구성으로 제1 부재(121)의 상측 지지부(121b)와 함께 메쉬 필터(125)를 지지하기 위한 것이라고 앞서 설명된 바 있다. 이하에서는 나머지 구성에 대하여 설명한다.
단차부(122b)는 도 4에 도시되어 있다. 단차부(122b)는 제1 부재(121)의 상하 연장부(121c)의 하단과 접촉되도록 배치되며, 상기 상하 연장부(121c)의 하단을 지지하도록 이루어진다. 이에 따라 제1 부재(121)는 제2 부재(122)에 의해 지지될 수 있다.
단차부(122b)는 제1 부재(121)의 위치를 고정하도록 단차를 형성할 수 있다. 상기 단차는 하측 지지부(122a)와 연결되는 제1 수직 방향-상하 연장부(121c)를 지지하는 수평 방향-경사부(122c)와 연결되는 제2 수직 방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다. 이에 단차부(122b)에 의해 형성되는 단차 구조에 의해 제1 부재(121)는 수평 방향으로 움직이지 않고 정해진 위치에 고정되어 있을 수 있다.
제1 부재(121)의 상하 연장부(121c)와 제2 부재(122)의 단차부(122b) 사이에는 제1 부재(121)와 제2 부재(122)의 경계가 형성되기 때문에, 상기 경계를 통해 제2 집진부(104)에 집진된 미세먼지가 누설될 수 있다. 미세먼지의 누설을 방지하기 위해 상하 연장부(121c)의 외주면에는 실링부재(129)가 설치될 수 있다. 실링부재(129)는 오링의 형상을 가지며, 상기 제1 수직 방향 부분과 상기 상하 연장부(121c) 사이에 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 실링부재(129)의 결합을 위해 상하 연장부(121c)의 하단에도 단차 구조가 형성될 수 있다.
경사부(122c)는 제2 수직 방향 부분의 아래에 형성된다. 경사부(122c)는 제1 부재(121)의 경사부(121a)와 마찬가지로 깔대기와 유사한 형상을 갖는다. 경사부((122c)는 위로 갈수록 넓은 단면적을 갖고 아래로 갈수록 좁은 단면적을 갈수록 경사지게 형성된다. 경사부(122c)는 내부 케이스(120)의 내주면으로부터 이격된 위치에 배치되며, 위로 갈수록 외부 케이스(110)의 내주면에 가까워지고, 아래로 갈수록 내부 케이스(120)의 내주면으로부터 멀어지도록 형성된다.
경사부(122c)가 경사지게 형성되는 이유는, 내주면에 경사면(121g)을 형성하여 2차 사이클론부(102)에서 분리된 미세먼지의 자연스러운 낙하를 유도하기 위한 것이다. 경사면(121g)은 도 4에 도시되어 있다.
집진부 바운더리(122d)는 속이 빈 원통형 또는 속이 빈 다각 기둥형으로 형성되며, 경사부(122c)의 하단에서 하부 커버(130)를 향하여 연장된다. 집진부 바운더리(122d)는 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)의 경계를 형성한다. 집진부 바운더리(122d)의 외측은 제1 집진부(103)에 해당하고, 내측은 제2 집진부(104)에 해당한다. 제1 집진부(103)에는 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지가 집진되고, 제2 집진부(104)에는 2차 사이클론부(102)에 의해 공기로부터 분리된 미세먼지가 집진된다.
스커트(123)는 제2 부재(122)의 테두리에 결합된다. 도 4를 참조하면, 제2 부재(122)가 하측 지지부(122a)와 연결된 구성 또는 상기 제1 수직 방향 부분에 연결된 구성을 보이고 있다.
스커트(123)는 제1 집진부(103)에 집진된 먼지의 비산을 방지하도록 이루어진다. 여기서 비산이란 먼지가 제1 집진부(103)에서 다시 1차 사이클론부(101)로 올라오는 현상 등을 의미한다. 스커트(123)는 제2 부재(122)의 외주면에서 내부 케이스(120)의 내주면을 향해 원주 방향으로 확장되며, 이어서 하부 커버(130)를 향해 연장되는 구조를 가질 수 있다. 또한 스커트(123)는 원주 방향으로 확장되는 과정에서 경사를 가질 수 있다.
하부 커버(130)에도 유동 방지부(134)가 형성될 수 있다. 유동 방지부(112)는 제1 집진부(103)에 집진된 먼지의 임의적인 유동을 방지하도록 내측 바닥면으로부터 돌출된다. 특히 하부 커버(130)의 유동 방지부(134)는 도 5에 도시된 바와 같이 외부 케이스(110)의 유동 방지부(112)와 짝을 이루도록 배치되어 제1 집진부(103)를 다수의 영역으로 구분시킬 수 있다. 이에 따라 제1 집진부(103)에 집진된 먼지가 두 유동 방지부(112, 134)에 의해 형성된 벽에 가로막혀 인접 영역으로 넘어가기 어려워진다.
이상에서 설명된 바와 같이 제1 집진부(103)는 상측벽을 형성하는 스커트(123), 외벽을 형성하는 외부 케이스(110), 내벽을 형성하는 집진부 바운더리(122d), 그리고 바닥을 형성하는 하부 커버(130)에 의해 정의 및 형성될 수 있다.
여기까지 제1 집진부(103)에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 2차 사이클론부(102)에 대하여 설명한다. 다만, 1차 사이클론부(101)를 통과한 공기는 연결 유로(124a, 124b)를 통과하여 2차 사이클론부(102)로 유입되므로, 연결 유로(124a, 124b)에 대하여 먼저 설명한다. 연결 유로(124a, 124b)란 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)를 연결하는 유로를 의미한다.
1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 먼지가 분리되고 나면, 공기와 미세먼지는 연결 유로(124a, 124b)를 따라 2차 사이클론부(102)로 유입된다. 연결 유로(124a 124b) 중 일부(124a)는 앞서 설명된 바와 같이 브리지(121d)들끼리 서로 이격되어 그 사이에 형성된다. 또한 도 5를 참조하면, 제1 부재(121)는 각 경사면(121g)들을 구획하는 경계벽(121h)을 포함하고, 인접한 두 경계벽(121h) 사이에는 연결 유로(124b)가 형성되어 앞서 설명된 연결 유로(124a)와 통하게 된다.
도 5를 참조하면, 경계벽(121h)은 부분적으로 미세먼지 배출구(154)를 감싸도록 이루어질 수 있으며, 케이싱(151)들 사이에서 상기 연결 유로를 형성하도록 톱니 바퀴와 유사한 단면을 가질 수 있다. 이를테면 수평 방향을 기준으로 경계벽(121h)은 요철을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
연결 유로(124b)를 통과하는 공기와 미세먼지 배출구(154)에서 배출되는 미세먼지가 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해 제1 부재(121)의 상측에는 구획 플레이트(126)가 설치될 수 있다. 구획 플레이트(126)는 도 4에 도시되어 있으나, 자세한 형상은 도 5의 구조로부터 유추될 수 있다.
구획 플레이트(126)는 케이싱(151)들의 미세먼지 배출구(154)를 수용하도록 이루어지는 복수의 홀을 포함하며, 상기 홀에는 케이싱(151)들이 거치된다. 그리고 구획 플레이트(126)는 경계벽(121h)에 대응되는 형상을 갖는다. 이를테면 구획 플레이트(126)는 수평 방향을 기준으로 외곽에 요철을 가지며, 톱니 바퀴와 유사한 단면을 갖는다. 따라서 구획 플레이트(126)는 경계벽(121h) 사이의 연결 유로(124b)는 막지 않고, 나머지 영역은 막게 된다.
구획 플레이트(126)가 설치되면 미세먼지 배출구(154)에서 배출된 미세먼지는 경사면(121g)을 따라 낙하하여 제2 집진부(104)로 집진되며, 다시 위로 올라오지 않는다. 미세먼지가 올라올 수 있는 영역이 구획 플레이트(126)에 의해 막혀 있기 때문이다. 이와 달리 경계벽(121h) 사이의 연결 유로(124b)는 막혀 있지 않으므로, 1차 사이클론부(101)를 통과한 공기와 미세먼지는 연결 유로(124b)를 통과하여 상승하게 되고, 2차 사이클론으로 유입된다. 따라서 구획 플레이트(126) 위에서는 케이싱 부재(150)의 중공부(150')가 모두 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)를 연결하는 연결 유로에 해당한다.
2차 사이클론부(102)는 1차 사이클론부(101)를 통과한 공기에서 미세먼지를 분리하는 사이클론들의 집합으로 이루어진다. 본 발명에서 2차 사이클론부(102)는 1차 사이클론부(101)의 상측에 배치된다. 또한 2차 사이클론부(102)는 1차 사이클론부(101)의 외측에 배치된다.
2차 사이클론부(102)는 케이싱 부재(150)와 볼텍스 파인더(vortex finder)(190)에 의해 형성된다. 2차 사이클론부(102)를 형성하는 구성에 추가로 커버 부재(160)가 포함될 수도 있다. 이하에서는 각 구성에 대해 순차적으로 설명하되, 케이싱 부재(150)의 입구 유로(150")에 대하여는 도 6을 참조하여 후술한다.
도 5를 참조하면 케이싱 부재(150)는 중공부(150')를 구비한다. 그리고 2차 사이클론부(102)의 각 사이클론들은 중공부(150')의 둘레를 따라 배열된다. 특히 도 5에서는 각 사이클론들이 중공부(150')의 둘레를 따라 순차적으로 접하도록 배열된 구성을 보이고 있다.
케이싱 부재(150)는 각 사이클론들의 케이싱(151)을 형성한다. 앞서 1차 사이클론부(101)가 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120)에 의해 형성되어 상기 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120) 사이의 영역에서 선회류를 일으키는 것으로 설명된 바 있다. 마찬가지로 2차 사이클론부(102)의 각 사이클론들도 케이싱(151)과 후술하게 될 볼텍스 파인더(190) 사이의 영역에서 선회류를 일으키게 된다. 케이싱(151)은 외부 케이스(110)에 대응되고, 볼텍스 파인더(190)는 내부 케이스(120)에 대응된다.
각 케이싱(151)들은 원주를 그리면서 순차적으로 접하도록 배열된다. 따라서 케이싱(151)들이 모여 하나의 케이싱 부재(150)를 이루는 것으로 이해될 수 있다. 상기 원주의 내측 공간이 앞서 설명된 케이싱 부재(150)의 중공부(150')에 해당한다.
1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)의 방향을 정의하는 기준은 여러 가지가 있을 수 있으며, 그 중 하나는 선회류의 회전 중심축이 향하는 방향으로 설정하는 것이다. 예를 들어 도 3과 도 4에서 1차 사이클론부(101)의 선회류는 수직 방향(혹은 상하 방향)을 향하는 회전 중심축을 기준으로 회전하게 된다. 따라서 1차 사이클론부(101)의 회전 방향은 수직 방향이 된다. 이와 같은 본 발명에 기준을 적용하게 되면, 본 발명에서 2차 사이클론부(102)의 방향은 1차 사이클론부(101)의 방향과 완전히 평행하지는 않고, 경사진 방향으로 정의된다. 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 2차 사이클론부(102)에서 형성되는 선회류의 회전 중심축이 1차 사이클론부(101)에서 형성되는 선회류의 회전 중심축과 예각을 형성하게 때문이다.
또한, 위와 같은 기준을 케이싱(151)에 적용하게 되면, 케이싱(151)도 1차 사이클론부(101)의 방향에 대하여 경사진 방향을 향한다. 케이싱(151)이 경사진 방향을 향하는 것은 도 4에서 알 수 있다.
케이싱(151)은 중공부 둘레의 외벽을 형성한다. 케이싱(151)에 의해 형성되는 중공부 둘레의 외벽은 각 사이클론들의 외벽에 해당한다. 다만, 여기서의 중공부란 케이싱 부재(150)의 중공부와는 구분되어야 한다.
공기보다 무거운 미세먼지는 선회로 내에서 공기보다 큰 회전 반경을 그리면서 회전하게 된다. 미세먼지는 케이싱(151)에 의해 정의되는 영역 내에서 회전하므로, 미세먼지의 최대 회전 반경은 케이싱(151)에 의해 정의된다.
케이싱(151)의 하부는 아래로 갈수록 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 이를테면 케이싱(151)의 단면이 아래로 갈수록 작아진다. 케이싱(151)의 하부가 아래로 갈수록 좁아지는 형상을 갖는 것은 공기로부터 분리된 미세먼지의 낙하를 유도하기 위함이고, 또한 미세먼지가 공기를 따라 볼텍스 파인더(190)로 배출되는 것을 막기 위함이다.
케이싱 부재(150)는 내부 케이스(120)에 안착된다. 도 4를 참조하면 케이싱 부재(150)가 제1 부재(121)에 안착된 구성을 보이고 있다. 케이싱(151)부재는 내부 케이스(120)에 안착되기 위해 제1 거치부(152)를 구비한다.
제1 거치부(152)는 각 케이싱(151)들 사이에 형성된다. 케이싱(151)들끼리 순차적으로 접하도록 배열되더라도, 케이싱(151)들 사이는 부분적으로 이격된다. 케이싱(151)이 아래로 갈수록 작아지는 형상을 갖기 때문이다. 제1 거치부(152)는 케이싱(151)들 사이의 영역을 막도록 형성된다. 제1 거치부(152)는 케이싱(151)들 사이의 영역을 막도록 아래로 갈수록 넓어지는 형상을 갖는다. 이러한 형상은 도 3과 도 5에서 알 수 있다.
제1 거치부(152)는 부분적으로 집진장치(100)의 외부로 노출되고, 부분적으로 제1 부재(121)에 의해 가려진다. 도 3과 도 5에는 집진장치(100)의 외부에 시각적으로 노출되는 제1 거치부(152)의 일 부분이 도시되어 있고, 도 4에는 제1 부재(121)의 내측에 수용되는 다른 일 부분이 도시되어 있다.
제1 거치부(152)는 상하 방향으로 연장되며, 도 4를 참조할 때 케이싱(151)의 외주면에서 돌출되는 것으로 이해될 수 있다. 제1 부재(121)는 상측 경계부(121e)와 경사부(121a) 사이에 원주를 따라 단차를 형성하며, 제1 거치부(152)도 원주를 따라 상기 단차에 안착된다. 공기나 이물질의 누설을 방지하도록 제1 거치부(152)와 제1 부재(121) 사이에 실링부재(127)가 설치될 수 있다. 실링부재(127)는 제1 거치부(152)의 원주에 대응되는 오링의 형상을 가질 수 있다.
케이싱 부재(150)는 구획 플레이트(126)에도 안착된다. 앞서 설명된 바와 같이 구획 플레이트(126)는 각 사이클론들의 미세먼지 배출구(154)에 대응되는 여러 홀을 구비한다. 미세먼지 배출구(154)는 케이싱(151)의 하단에 형성되며, 케이싱(151)의 하단은 상기 홀에 삽입된다. 이에 따라 각 케이싱(151)의 외주면은 구획 플레이트(126)에 의해 지지되며, 미세먼지 배출구(154)는 구획 플레이트(126)의 아래로 배치된다. 미세먼지 배출구(154)가 구획 플레이트(126)의 아래에 배치되므로, 미세먼지 배출구(154)를 통해 배출된 먼지가 다시 각 사이클론들의 입구로 올라오는 현상을 차단할 수 있게 된다.
케이싱 부재(150)는 외부 케이스(110)에도 안착된다. 케이싱 부재(150)는 제2 거치부(153)를 포함하며, 제2 거치부(153)는 제2 거치부(153)에서 원주 방향으로 돌출 또는 확장되어 형성된다. 제2 거치부(153)는 외부 케이스(110)의 원주와 오차 범위 내에서 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 제2 거치부(153)는 외부 케이스(110)의 상단을 덮도록 형성된다. 제2 거치부(153)가 외부 케이스(110)의 상단에 안착됨에 따라 케이싱 부재(150)가 외부 케이스(110)에 안착되는 거이다.
제2 거치부(153)와 외부 케이스(110) 사이에도 실링부재(미도시)가 설치될 수 있으나 필수적인 것은 아니다. 이미 상측 경계부(121e)와 외부 케이스(110) 사이에 실링부재(126)가 설치되어 있기 때문이다.
볼텍스 파인더(190)는 케이싱(151)과 동일한 수로 구비되며, 각 볼텍스 파인더(190)는 각 케이싱(151)의 내측에 배치된다. 각 볼텍스 파인더(190)는 각 케이싱(151)에 의해 감싸이나, 각 케이싱(151)의 내주면으로부터 이격된다. 하나의 볼텍스 파인더(190)는 하나의 케이싱(151)과 함께 하나의 사이클론을 형성하고, 이 사이클론이 복수로 모여 집합을 이루면 2차 사이클론부(102)가 형성되는 것이다.
볼텍스 파인더(190)의 직경은 위에서 아래로 갈수록 작아지도록 형성될 수 있다. 볼텍스 파인더(190)의 상부가 상대적으로 큰 직경을 가지면, 볼텍스 파인더(190)의 내주면과 케이싱(151)의 내주면 사이의 공간이 좁아지므로 유동의 유입 속도를 증가시킬 수 있다. 또한 볼텍스 파인더(190)의 상부가 상대적으로 큰 직경을 가지면, 유로의 손실을 줄일 수 있다. 볼텍스 파인더(190)의 하부가 상대적으로 작은 직경을 가지면, 미세먼지 배출구(154)로 배출되어야 할 미세먼지가 볼텍스 파인더(190)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 원심력의 범위가 좁아지기 때문이다.
볼텍스 파인더(190)는 회전 유동(선회류)을 형성하는 가이드 베인(195)을 구비한다. 가이드 베인(195)은 각 볼텍스 파인더(190)의 외주면에 복수로 구비될 수 있으며, 나선 방향을 따라 연장된다. 가이드 베인(195)이 나선 방향을 따라 연장되므로, 회전 유동도 가이드 베인(195)을 따라 나선 방향으로 형성되게 된다. 도 4에는 선회류가 화살표로 도시되어 있다.
케이싱(151)의 내주면과 볼텍스 파인더(190)의 외주면 사이에서 가이드 베인(195)에 의해 선회류가 형성되면, 공기로부터 미세먼지가 분리된다. 볼텍스 파인더(190)는 미세먼지로부터 분리된 공기를 배출시키도록 이루어진다. 볼텍스 파인더(190)는 중공부(194) 둘레의 외벽을 형성하는 구조를 가지며, 여기서 설명되는 중공부(194)란 미세먼지로부터 분리된 공기가 배출되는 유로에 해당하는 것으로 앞서 설명된 여러 중공부와 구분되어야 한다. 도 4에는 공기의 배출이 점선으로 표시되어 있다.
커버 부재(160)는 덮개부(161), 공기 배출부(162), 테두리(163)를 포함한다. 테두리(163)는 집진장치(100)의 외관에 노출되는 영역으로 앞서 설명된 바 있다.
덮개부(161)는 케이싱 부재(150)와 볼텍스 파인더(190)를 덮도록 형성된다. 이에 따라 덮개부(161)는 유로의 경계를 형성한다. 덮개부(161)가가 없으면 1차 사이클론부(101)를 통과한 공기와 미세먼지가 그대로 집진장치(100)의 출구(141)를 향하게 될 것이다. 그러나 덮개부(161)가 케이싱 부재(150)와 볼텍스 파인더(190)를 덮도록 이루어지므로, 공기와 미세먼지는 사이클론들의 입구 유로(150")로 유입될 수 있다.
덮개부(161)는 케이싱(151)의 상단을 덮는 부분 중 반원 모양 부분만 집진장치(100)의 외부로 노출되며, 나머지 부분은 집진장치(100)의 내부에 형성된다. 상기 나머지 부분에는 공기 배출부(162)가 형성된다. 덮개부(161)에 의해 나머지 영역은 막혀 있으나, 공기 배출부(162)가 형성되는 영역만은 공기의 배출을 위해 개방되어 있다.
공기 배출부(162)는 덮개부(161)에서 돌출되어 볼텍스 파인더(190)의 내측으로 삽입되며, 각 사이클론에서 미세먼지로부터 배출된 공기를 배출시키도록 이루어진다. 공기 배출부(162)를 중공부의 둘레를 형성하는 형상을 가지며, 상기 중공부를 통해 공기의 배출이 이루어진다.
다음으로는 제2 집진부(104)에 대하여 설명한다.
제2 집진부(104)는 구획 플레이트(126), 내부 케이스(120) 및 하부 커버(130)에 의해 형성된다. 구획 플레이트(126)는 제2 집진부(104)의 상측벽을 형성한다. 내부 케이스(120)는 제2 집진부(104)의 측벽을 형성한다. 그리고 하부 커버(130)는 제2 집진부(104)의 바닥을 형성한다.
제1 부재(121)의 내측면에는 경사면(121g)이 형성된다. 경사면(121g)은 경사부(121a)와 대응되는 높이에 배치되며, 제1 부재(121)의 외측은 경사부(121a), 내측은 경사면(121g)으로 이해될 수 있다. 경사면(121g)은 각 사이클론의 수와 동일하게 구비되며, 각각의 경사면(121g)은 각각의 미세먼지 배출구(154)의 아래에 배치된다. 미세먼지 배출구(154)를 통해 배출된 미세먼지는 경사면(121g)을 따라 낙하하여 제2 집진부(104)에 집진되게 된다.
경사면(121g)들 사이에 벽이 형성되어 각 경사면(121g)들 간의 경계를 형성하는 것에 대하여는 앞서 설명한 바 있다.
제1 부재(121)의 상하 연장부(121c), 그리고 제2 부재(122)의 단차부(122b), 경사부(121a) 및 집진부 바운더리(122d)는 제2 집진부(104)의 측벽을 형성한다. 이중 집진부 바운더리(122d)는 속이 빈 원통 형상을 가지며, 집진바 바운더리의 하단은 하부 커버(130)에 밀착된다. 이에 따라 집진부 바운더리(122d)는 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)의 경게를 형성한다. 집진부 바운더리(122d)의 외측에는 환형의 단면을 갖는 제1 집진부(103)가 형성되고, 집진부 바운더리(122d)의 내측에는 원형의 단면을 갖는 제2 집진부(104)가 형성된다.
하부 커버(130)는 힌지(131)에 의해 회전됨에 따라 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)를 동시에 개방시킬 수 있다. 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1 집진부(103)와 제2 집진부(104)가 동시에 개방되면, 제1 집진부(103)에 집진된 먼지와 제2 집진부(104)에 집진된 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다. 이와 같이 하부 커버(130)를 개방하는 1회성 동작만으로 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되므로, 집진장치(100) 또는 진공 청소기 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
이어서 집진장치(100)의 미설명된 나머지 구성에 대하여 설명한다.
커버 부재(160)의 위에는 필터(170)가 설치된다. 필터(170)는 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)에 의해 여과되지 않은 초미세먼지를 여과하도록 이루어진다. 필터(170)는 블록 형태로 이루어질 수 있으며, 필터 고정부(180)에 의해 고정된다. 필터 고정부(180)는 필터(170)를 덮도록 이루어지며, 필터 고정부(180)에는 공기 통과홀(181)이 형성되어 공기를 통과시키도록 이루어진다.
다음으로 집진장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
진공 청소기(10)의 흡입 모터에서 발생하는 흡입력에 의해 공기와 이물질은 흡입부(20, 도 1 참조)를 통하여 집진장치(100)의 입구(111)로 유입된다. 집진장치(100)의 입구(111)로 유입된 공기는 유로를 따라 유동하면서 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)에서 순차적으로 여과되고 출구(141)를 통해 빠져나간다. 공기로부터 분리된 먼지와 미세먼지는 집진장치(100)에 집진된다.
1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 먼지가 분리되는 과정부터 구체적으로 살펴보면, 공기와 이물질은 집진장치(100)의 입구(111)를 통해 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120) 사이의 환형 공간으로 유입되어, 상기 환형 공간을 선회 운동하게 된다.
이 과정에서, 상대적으로 무거운 먼지는 원심력에 의해 외부 케이스(110)와 내부 케이스(120) 사이의 공간에서 나선형으로 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여, 제1 집진부(103)에 집진된다.
한편, 공기와 미세먼지는 먼지보다 가볍기 때문에 흡입력에 의해 메쉬 필터(125)를 통과하게 된다. 계속해서 공기와 미세먼지는 연결 유로(124a, 124b)와 케이싱 부재(150)의 중공부(150')를 통과한다. 공기와 미세먼지는 입구 유로(150")를 통해 2차 사이클론부(102)의 각 사이클론으로 유입된다.
입구 유로(150")에 의해 경사진 방향을 따라 저속으로 가이드된 공기와 미세먼지는 가이드 베인(195)을 따라 고속으로 선회 운동하게 된다. 공기보다 무거운 미세먼지는 케이싱(151)과 볼텍스 파인더(190) 사이에서 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여 미세먼지 배출구(154)로 배출되고, 제2 집진부(104)에 집진된다. 미세먼지보다 가벼운 공기는 볼텍스 파인더(190)의 내측을 통해 배출되고, 필터(160)를 통과해 출구(141)로 배출된다. 필터(160)에서 초미세먼지가 여과된다.
이하에서는 2차 사이클론부(102)를 구성하는 각 사이클론들의 입구 유로(150")에 대하여 설명한다. 입구 유로(150")에 대한 설명은 다시 한번 도 5를 참조하며, 또한 도 6을 참조한다. 도 5는 도 3에 도시된 집진장치(100)의 부분 사시도다. 도 6은 케이싱 부재(150)와 볼텍스 파인더(190)의 평면도다.
입구 유로(150")는 케이싱 부재(150)에 의해 형성된다. 각 사이클론들의 입구 유로(150")는 케이싱 부재(150)의 중공부(150') 둘레를 따라 배열된다. 입구 유로(150")는 1차 사이클론부(101)를 통과하고 이어서 연결 유로(124a, 124b)를 통과한 공기와 미세먼지가 2차 사이클론부(102)의 각 사이클론들로 유입되는 유로에 해당한다.
본 발명에서 입구 유로(150")는 사이클론으로 유입되는 유동의 방향성을 형성하도록 이루어진다. 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 볼텍스 파인더(190)는 각 케이싱(151)의 중심에 배치되는데, 입구 유로(150")는 볼텍스 파인더(190)의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 이루어진다. 이를 위해 입구 유로(150")는 볼텍스 파인더(190)의 중심을 향하는 방향(D1)에 대하여 경사진 방향(D2)을 따라 형성된다.
케이싱 부재(150)는 경사진 방향을 향하는 입구 유로(150")를 형성하기 위해 입구 유로 형성부(156, 157)를 포함한다. 입구 유로 형성부(156, 157)는 케이싱 부재(150)의 경계부(155)를 기준으로 설명될 수 있다.
경계부(155)는 각 사이클론들의 경계를 형성하도록 각 사이클론들의 외주에서 케이싱 부재(150)의 중심(O)을 향해 연장된다. 사이클론들은 원을 이루며 배열되어 있기 때문에, 경계부(155)는 각 사이클론의 일측과 타측에 모두 형성된다. 또한 경계부(155)는 케이싱 부재(150)의 중심(O)을 향해 연장되므로, 양측 경계부(155a, 155b) 사이의 거리는 케이싱 부재(150)의 중심(O) 방향으로 갈수록 점점 가까워진다. 반대로 양측 경계부(155a, 155b) 사이의 거리는 볼텍스 파인더(190)에 가까워질수록 점점 멀어진다.
경계부(155)는 케이싱(151)의 상단 테두리(158)에 연결된다. 케이싱(151)의 상단 테두리(158)는 볼텍스 파인더(190)로부터 이격된 위치에서 볼텍스 파인더(190)의 상단을 부분적으로 감싸도록 이루어진다. 케이싱(151)의 상단 테두리(158)는 집진장치(100)의 외관으로 노출되는 부분에 해당한다. 볼텍스 파인더(190)는 케이싱(151)의 상단 테두리(158), 양측 경계부(155a, 155b), 그리고 입구 유로 형성부(156, 157)에 의해 둘러싸인다.
입구 유로 형성부(156, 157)는 경사진 방향의 입구 유로(150")를 형성하도록 양측 경계부(155a, 155b) 중 적어도 한 곳에서 돌출된다. 이를테면 입구 유로 형성부(156, 157)는 일측 경계부(155a)에서 돌출될 수도 있고, 타측 경계부(155b)에서 돌출될 수도 있으며, 일측과 타측 경계부(155b)에서 각각 돌출될 수도 있다.
입구 유로 형성부(156, 157)는 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적을 상기 입구 유로(150")의 시작 위치보다 작아지게 만든다. 입구 유로(150")의 시작 위치에서의 단면적은 도 5에 도면부호 A로 표시되었다. 그리고 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적은 도 5에 도면부호 B로 표시되었다.
면적이 가로와 높이의 곱으로 표시되는 것과 같이, 입구 유로(150")의 단면적은 거리와 높이의 곱으로 나타내어질 수 있다. 입구 유로(150")의 높이는 위치에 관계없이 일정하다. 따라서 단면적의 크기는 거리를 비교하면 된다.
도 6을 참조하면, 입구 유로(150")의 시작위치에서의 단면적은 A-A로 표시된 거리와 높이의 곱에 해당한다. 그리고 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적은 B-B로 표시된 거리와 높이의 곱에 해당한다. 여기서 높이란 입구 유로(150")의 높이를 의미한다. A-A로 표시된 거리는 양측 경계부(155a, 155b)의 끝점(케이싱(151)의 중심에 가장 가까운 지점)을 연결한 선에 평행한 것을 기준으로 측정되었고, B-B로 표시된 거리는 A-A로 표시된 거리에 평행한 것을 기준으로 측정되었다.
입구 유로(150")의 높이는 일정하고, A-A로 표시된 거리보다 B-B로 표시된 거리가 짧기 때문에 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적은 입구 유로(150")의 시작 위치보다 작다. 본래 양측 경계부(155a, 155b) 사이의 거리는 케이싱(151)의 중심으로 갈수록 가까워지기 때문에 단면적은 케이싱(151)의 중심에서 멀어질수록 커져야 할 것이다. 그러나 입구 유로 형성부(156, 157)가 입구 유동의 방향성을 설정하기 위해 경계부(155)에서 돌출되어 있기 때문에 단면적이 케이싱(151)의 중심애서 멀어질수록 작아지게 된다. 그 결과 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적이 입구 유로(150")의 시작 위치보다 좁다.
입구 유로 형성부(156, 157)는 제1 형성부(156)와 제2 형성부(157)를 포함한다.
제1 형성부(156)는 양측 경계부(155a, 155b) 중 일측 경계부(155a)에서 돌출되며, 제1면(156a)과 제2면(156b)을 포함한다.
제1면(156a)은 볼텍스 파인더(190)로부터 이격된 위치에서 케이싱(151)과 함께 볼텍스 파인더(190)를 감싸도록 이루어진다. 제1면(156a)은 케이싱 부재(150)의 상단 테두리(158)와 마찬가지로 케이싱(151)의 상단에 형성된다. 그리고 제1면(156a)은 볼텍스 파인더(190)를 감싸도록 곡면으로 형성될 수 있다.
도 5에는 케이싱(151)의 상단 테두리(158)와 제1면(156a)의 경계가 도시되어 있으나, 상단 테두리(158)와 제1면(156a) 사이에 반드시 경계가 존재해야 하는 것은 아니다. 예를 들어 도 6을 참조하면 상단 테두리(158)와 제1면(156a)이 서로 동일한 곡률을 가짐에 따라 상단 테두리(158)와 제1면(156a) 사이에 경계가 존재하지 않는다.
제2면(156b)은 입구 유로(150")의 시작 위치로부터 경사진 방향(D2)을 따라 연장되어 일 모서리(156c)에서 제1면(156a)과 만난다. 볼텍스 파인더(190)의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키기 위해 상기 일 모서리(156c)는 케이싱(151)의 내주면 위에 배치되는 것이 바람직하다. 도 6을 참조하면 케이싱(151)의 내주면 위에 일 모서리(156c)가 배치되는 것으로 도시되어 있다.
제2 형성부(157)는 양측 경계부(155a, 155b) 중 타측 경계부(155b)에서 돌출되며, 제1면(157a)과 제2면(157b)을 포함한다. 제1 형성부(156)의 제1면(156a)과 제2면(156b)에 대한 설명은 제2 형성부(157)의 제1면(157a)과 제2면(157b)에도 동일하게 적용될 수 있다.
제1면(157a)은 볼텍스 파인더(190)로부터 이격된 위치에서 케이싱(151)과 함께 볼텍스 파인더(190)를 감싸도록 이루어진다. 제1면(157a)은 케이싱 부재(150)의 상단 테두리(158)와 마찬가지로 케이싱(151)의 상단에 형성된다. 그리고 제1면(157a)은 볼텍스 파인더(190)를 감싸도록 곡면으로 형성될 수 있다.
도 5에는 케이싱(151)의 상단 테두리(158)와 제1면(157a)의 경계가 도시되어 있으나, 상단 테두리(158)와 제1면(157a) 사이에 반드시 경계가 존재해야 하는 것은 아니다. 예를 들어 도 6을 참조하면 상단 테두리(158)와 제1면(157a)이 서로 동일한 곡률을 가짐에 따라 상단 테두리(158)와 제1면(157a) 사이에 경계가 존재하지 않는다. 제1 형성부(156)의 제1면(156a)과 제2 형성부(157)의 제1면(157a)은 서로 다른 위치에서 볼텍스 파인더(190)의 서로 다른 부분을 감싼다.
제2면(157b)은 입구 유로(150")의 시작 위치로부터 경사진 방향(D2)을 따라 연장되어 일 모서리(157c)에서 제1면(157a)과 만난다. 볼텍스 파인더(190)의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키기 위해 상기 일 모서리(157c)는 케이싱(151)의 내주면 위에 배치되는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하면 케이싱(151)의 내주면 위에 일 모서리(157c)가 배치되는 것으로 도시되어 있다. 제1 형성부(156)의 제2면(156b)과 제2 형성부(157)의 제2면(157b)은 평행하지 않을 수 있으나, 경사진 방향의 입구 유로(150")를 형성하기 위해 서로를 마주보도록 배치된다.
입구 유로(150")의 시작 위치에서의 접선과 제1 형성부(156)의 제2면(156b)은 예각(θ1)을 갖는다. 그리고 입구 유로(150")의 시작 위치에서의 다른 접선과 제2 형성부(157)의 제2면(157b)은 둔각(θ2)을 갖는다. 이과 같이 제1 형성부(156)의 제2면(156b)과 제2 형성부(157)의 제2면(157b)이 각각 예각(θ1)과 둔각(θ2)을 갖는 것은 경사진 방향의 입구 유로(150")를 형성하기 위한 것이다.
경사진 방향의 입구 유로(150")를 형성하기 위해 제1 형성부(156)는 반드시 필요하나, 제2 형성부(157)가 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어 일측 경계부(155a)에서 제1 형성부(156)가 돌출되고, 타측 경계부(155b)에서는 제2 형성부(157)가 없는 구조라 하더라도 제1 형성부(156)와 타측 경계부(155b)에 의해 경사진 방향의 입구 유로(150")가 형성될 수 있다. 타측 경계부(155b)가 경사진 방향을 따라 연장되어 있기 때문이다. 따라서 입구 유로 형성부(156, 157)가 경사진 입구 유로(150")를 형성한다는 것은 제1 형성부(156)만으로 경사진 입구 유로(150")를 형성한다는 것을 포함하는 개념이다.
각각의 사이클론들은 케이싱(151)의 내주면과 볼텍스 파인더(190)의 외주면 사이에 형성되는 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 포함한다. 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)은 가이드 베인(195)이 배치되는 영역이다.
제1 영역(R1)은 볼텍스 파인더(190)의 중심으로부터 편심된 방향에 위치한다. 여기서 편심된 방향이란 공기와 미세먼지의 유동이 유입되는 방향인 것으로 앞서 설명된 바 있다.
제2 영역(R2)은 볼텍스 파인더(190)를 중심으로 제1 영역(R1)의 반대편에 위치한다. 제2 영역(R2)도 볼텍스 파인더(190)의 중심으로부터 편심되어 있기는 하나, 공기와 미세먼지의 유동이 유입되지 않는 방향이다.
입구 유로 형성부(156, 157)는 상기 제1 영역(R1)으로 공기로 유입시키고, 상기 제2 영역(R2)으로는 공기의 유입을 차단할 수 있는 위치까지 돌출된다. 케이싱 부재(150)의 중심(O)으로부터 볼텍스 파인더(190)의 제2 영역(R2)측 외주면(191')을 향해 연장되는 가상의 직선은 도면부호 S로 나타낼 수 있다. 입구 유로 형성부(156, 157)의 제1 형성부(156)는 상기 가상의 직선(S)과 만나거나 상기 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출된다. 도 6에는 제1 형성부(156)의 모서리(156c)가 가상의 직선(S)과 만나는 구성이 도시되어 있다.
공기의 대표 유동 방향은 케이싱 부재(150)의 중심(O)으로부터 연장되는 가상의 직선(S)을 기준으로 설명될 수 있다. 만일 제1 형성부(156)가 가상의 직선(S)에 미치지 못하는 위치까지만 돌출되어 있다면, 공기는 제2 영역(R2)으로 유입되게 된다. 상기 가상의 직선(S)과 제1 형성부(156) 사이로 공기의 유동이 유입될 수 있기 때문이다.
그러나 제1 형성부(156)가 가상의 직선(S)과 만나거나 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출되면 공기는 제1 영역(R1)으로만 유입되게 된다. 가상의 직선(S)과 제1 형성부(156) 사이로 공기의 유동이 유입되지 않거나 극히 미미한 유동만이 제2 영역(R2)으로 유입되기 때문이다.
또한 제1 형성부(156)의 돌출 위치는 제1 형성부(156)의 모서리(156c)를 기준으로 설명될 수 있다. 경계부(155)의 일 지점으로부터 제1 형성부(156)의 모서리(156c)까지의 법선 길이가 상기 경계부(155)의 일 지점으로부터 가상의 직선(S)까지의 법선 길이와 같거나 그보다 더 길면, 제1 형성부(156)는 가상의 직선(S)과 만나거나 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출되는 것이다. 도 6에는 경계부(155)의 일 지점으로부터 제1 형성부(156)의 모서리(156c)까지의 법선 길이(l)가 상기 경계부(155)의 일 지점으로부터 가상의 직선(S)까지의 법선 길이(l)와 같은 것으로 도시되어 있다.
앞서 설명했던 입구 유로(150")의 시작 위치에서의 단면적은 제1 단면적(A)이라고 명명될 수 있다. 그리고 제1 형성부(156)의 모서리(156c)와 제2 형성부(157) 사이의 단면적 중 가장 작은 단면적은 제2 단면적(B')이라고 명명될 수 있다. 제2 단면적은 입구 유로(150")의 임의의 위치에서의 단면적(B) 중 하나에 해당한다.
이때 제2 단면적은 제1 단면적의 1/2 내지 1/3의 크기를 가질 수 있다. 이것은 입구 유로 형성부(156, 157)가 양측 경계부(155a, 155b) 사이의 단면적을 1/3 내지 1/2만큼 작아지게 만든다는 것을 의미한다.
제2 단면적의 크기가 작아진다는 것은 입구 유로 형성부(156, 157)가 경계부(155)의 일측 또는 타측에서 더 많이 돌출된다는 것을 의미한다. 제2 단면적이 제1 단면적의 1/2 내지 1/3의 크기를 가질 때까지, 입구 유로 형성부(156, 157)가 경계부(155)에서 돌출된다면, 경사진 방향을 향하는 입구 유로(150")를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 입구 유로(150")의 구조에 의해 각 사이클론으로 유입되는 공기와 미세먼지의 유동은 제1 영역(R1)측으로만 유입되고, 제2 영역(R2)측으로는 유입되지 않는다. 경사진 방향의 입구 유로(150")는 가이드 베인(195)에서 선회류가 형성되기 전에 미리 공기의 회전 방향을 가이드 하도록 이루어진다. 따라서 각 사이클론으로 유입되는 공기와 미세먼지에는 가이드 베인(195)에 도달하기 전에 저속의 회전성이 부여된다.
가이드 베인(195)은 회전성이 부여된 공기와 미세먼지에 선회류를 일으킨다. 가이드 베인(195) 중 제1 영역(R1)에 배치되는 것(195a)은 입구 유로(150")로부터 멀어지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아진다. 또한 가이드 베인(195) 중 제2 영역(R2)에 배치되는 것(195b)은 입구 유로(150")에 가까워지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아진다. 이와 같이 가이드 베인(195)의 구조는 회전성을 부여하는 입구 유로(150")의 구조와 연동되는 구조를 갖는다.
가이드 베인(195)은 고속의 회전 유동을 유발한다. 경사진 입구 유로(150") 없이 가이드 베인(195)만 구비된 사이클론이나 접선 방향으로 유동이 유입되는 사이클론에서는 균일하지 못한 고속의 회전 유동이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명과 같이 입구 유로(150")의 경사진 구조에 의해 제1 영역(R1)측으로부터 유동이 가이드 되면, 가이드 베인(195)에서도 균일한 회전 유동이 발생할 수 있으며, 유동의 손실이 줄어들게 된다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이싱 부재(250)와 볼텍스 파인더(290)의 사시도다. 도 8은 도 7에 도시된 케이싱 부재(250)의 평면도다.
케이싱 부재(250)와 볼텍스 파인더(290)의 구성은 앞서 설명된 실시예와 본질적으로 유사하다. 다만, 제1 형성부(256)와 제2 형성부(257)의 돌출된 정도에 다소 차이가 있다. 따라서 여기서 중복되는 설명은 앞서 설명된 것으로 갈음한다.
볼텍스 파인더(290)는 중공부 둘레의 외벽을 형성하도록 이루어진다. 볼텍스 파인더(290)는 상부와 하부로 구분될 수 있다. 볼텍스 파인더(290)의 상부는 일정한 외경을 갖거나 위로 갈수록 커지는 외경을 가질 수 있다. 그리고 볼텍스 파인더(290)의 하부는 아래로 갈수록 좁아지는 외경을 가질 수 있다.
볼텍스 파인더(290)의 상부가 하부에 비해 큰 외경을 가짐에 따라 각 사이클론으로 유입되는 유동의 속도를 증가시킬 수 있다. 또한 볼텍스 파인더(290)의 하부가 아래로 갈수록 좁아지는 외경을 가짐에 따라 미세먼지가 공기를 따라 볼텍스 파인더(290)로 배출되는 것을 차단할 수 있다.
가이드 베인(295)은 볼텍스 파인더(290)의 외주면에서 돌출되어 형성된다. 가이드 베인(295)은 나선 방향을 따라 연장되며, 가이드 베인(295)의 연장 방향은 모두 동일하다. 가이드 베인(295)이 배치되는 위치에 따라 연장 방향이 다르게 설명될 수 있다. 제1 영역(R1)에 배치되는 가이드 베인(295)은 입구 유로(250")에서 멀어지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아지고, 제2 영역(R2)에 배치되는 가이드 베인(295)은 입구 유로(250")에 가까워지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아진다.
입구 유로(250")는 볼텍스 파인더(290)의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 이루어진다. 이를 위해 입구 유로(250")는 볼텍스 파인더(290)의 중심을 향하는 방향(D3)에 대하여 경사진 방향(D4)을 따라 형성된다.
입구 유로 형성부(256, 257)는 입구 유로(250")의 임의의 위치에서의 단면적을 상기 입구 유로(250")의 시작 위치보다 작아지게 만든다. 면적이 가로와 높이의 곱으로 표시되는 것과 같이, 입구 유로(250")의 단면적은 거리와 높이의 곱으로 나타내어질 수 있다. 입구 유로(250")의 높이는 위치에 관계없이 일정하다. 따라서 단면적의 크기는 거리를 비교하면 된다.
도 8을 참조하면, 입구 유로(250")의 시작위치에서의 단면적은 C-C로 표시된 거리와 높이의 곱에 해당한다. 그리고 입구 유로(250")의 임의의 위치에서의 단면적은 D-D로 표시된 거리와 높이의 곱에 해당한다. 여기서 거리란 입구 유로(250")의 높이에 해당한다. C-C로 표시된 거리는 양측 경계부(255a, 255b)의 끝점(케이싱(251)의 중심에 가장 가까운 지점)을 연결한 선에 평행한 것을 기준으로 측정되었고, D-D로 표시된 거리는 C-C로 표시된 거리에 평행한 것을 기준으로 측정되었다.
입구 유로(250")의 높이는 일정하고, C-C로 표시된 거리보다 D-D로 표시된 거리가 짧기 때문에 입구 유로(250")의 임의의 위치에서의 단면적은 입구 유로(250")의 시작 위치보다 작다. 본래 양측 경계부(255a, 255b) 사이의 거리는 케이싱(251)의 중심으로 갈수록 가까워지기 때문에 단면적은 케이싱(251)의 중심에서 멀어질수록 커져야 할 것이다. 그러나 입구 유로 형성부(256, 257)가 입구 유동의 방향성을 설정하기 위해 경계부(255)에서 돌출되어 있기 때문에 단면적이 케이싱(251)의 중심애서 멀어질수록 작아지게 된다. 그 결과 입구 유로(250")의 임의의 위치에서의 단면적이 입구 유로(250")의 시작 위치보다 좁다.
입구 유로 형성부(256, 257)는 제1 형성부(256)와 제2 형성부(257)를 포함한다.
제1 형성부(256)는 양측 경계부(255a, 255b) 중 일측 경계부(255a)에서 돌출되며, 제1면(256a)과 제2면(256b)을 포함한다. 제2 형성부(257)는 양측 경계부(255a, 255b) 중 타측 경계부(255b)에서 돌출되며, 제1면(257a)과 제2면(257b)을 포함한다.
도 8을 참조하면 케이싱(251)의 내주면 위에 제1 형성부(256)의 모서리(256c)와 제2 형성부(257)의 모서리(257c)가 배치되는 것으로 도시되어 있다. 제1 형성부(256)의 제2면(256b)과 제2 형성부(257)의 제2면(257b)은 평행하지 않을 수 있으나, 경사진 방향의 입구 유로(250")를 형성하기 위해 서로를 마주보도록 배치된다.
입구 유로(250")의 시작 위치에서의 접선과 제1 형성부(256)의 제2면(256b)은 예각(θ1)을 갖는다. 그리고 입구 유로(250")의 시작 위치에서의 다른 접선과 제2 형성부(257)의 제2면(257b)은 둔각(θ2)을 갖는다. 이과 같이 제1 형성부(256)의 제2면(256b)과 제2 형성부(257)의 제2면(257b)이 각각 예각(θ1)과 둔각(θ2)을 갖는 것은 경사진 방향의 입구 유로(250")를 형성하기 위한 것이다.
도 8에 도시된 예각(θ1)은 도 6에 도시된 예각(θ1)보다 작다. 이것은 도 8에 도시된 제1 형성부(256)가 도 6에 도시된 제1 형성부(256)보다 일측 경계부(255a)로부터 더 많이 돌출되어 있기 때문이다.
도 8에 도시된 둔각(θ2)은 도 6에 도시된 둔각(θ2)보다 크다. 이것은 도 8에 도시된 제2 형성부(257)가 도 6에 도시된 제2 형성부(257)보다 타측 경계부(255b)로부터 더 많이 돌출되어 있기 때문이다.
입구 유로 형성부(256, 257)는 상기 제1 영역(R1)으로 공기로 유입시키고, 상기 제2 영역(R2)으로는 공기의 유입을 차단할 수 있는 위치까지 돌출된다. 케이싱 부재(250)의 중심(O)으로부터 볼텍스 파인더(290)의 제2 영역(R2)측 외주면을 향해 연장되는 가상의 직선(S)은 도면부호 S로 나타낼 수 있다. 입구 유로 형성부(256, 257)의 제1 형성부(256)는 상기 가상의 직선(S)과 만나거나 상기 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출된다. 도 8에는 제1 형성부(256)의 모서리(256c)가 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출된 구성이 도시되어 있다.
제1 형성부(256)가 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출되는 구조에 의해, 공기가 제2 영역(R2)으로 유입될 가능성은 도 6의 구조보다 더욱 낮아진다. 따라서 제1 형성부(256)의 돌출 정도를 조절하면 공기의 유동을 제1 영역(R1)쪽으로만 가이드 할 수 있다.
공기의 대표 유동 방향은 케이싱 부재(250)의 중심(O)으로부터 연장되는 가상의 직선(S)을 기준으로 설명될 수 있다. 만일 제1 형성부(256)가 가상의 직선(S)에 미치지 못하는 위치까지만 돌출되어 있다면, 공기는 제2 영역(R2)으로 유입되게 된다. 상기 가상의 직선(S)과 제1 형성부(256) 사이로 공기의 유동이 유입될 수 있기 때문이다.
경계부(255)의 일 지점으로부터 제1 형성부(256)의 모서리(256c)까지의 법선 길이가 상기 경계부(255)의 일 지점으로부터 가상의 직선(S)까지의 법선 길이와 같거나 그보다 더 길면, 제1 형성부(256)는 가상의 직선(S)과 만나거나 가상의 직선(S)을 넘는 위치까지 돌출되는 것이다. 도 8에는 경계부(255)의 일 지점으로부터 제1 형성부(256)의 모서리(256c)까지의 법선 길이(l1+l2)가 상기 경계부(255)의 일 지점으로부터 가상의 직선(S)까지의 법선 길이(l2)보다 긴 것으로 도시되어 있다.
이상에서 설명된 집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 중공 형상의 외부 케이스와 상기 외부 케이스의 내측에 배치되는 내부 케이스에 의해 형성되고, 외부로부터 유입되는 공기에서 먼지를 분리하도록 이루어지는 1차 사이클론부; 및
    상기 1차 사이클론부를 통과한 공기에서 미세먼지를 분리하는 사이클론들의 집합으로 이루어지는 2차 사이클론부를 포함하며,
    상기 2차 사이클론부는,
    상기 내부 케이스에 안착되고, 중공부의 둘레를 따라 배열되는 각 사이클론들의 케이싱을 형성하는 케이싱 부재; 및
    나선 방향을 따라 연장되어 회전 유동을 형성하는 가이드 베인을 외주면에 구비하며, 상기 케이싱의 내측에 배치되는 볼텍스 파인더들을 포함하고,
    상기 케이싱 부재는 각 사이클론들의 입구 유로를 형성하고, 상기 입구 유로는 상기 볼텍스 파인더의 중심으로부터 편심된 방향으로 공기를 유입시키도록 상기 볼텍스 파인더의 중심을 향하는 방향에 대하여 경사진 방향을 따라 형성되며,
    각각의 상기 사이클론들은 상기 케이싱의 내주면과 상기 볼텍스 파인더의 외주면 사이에 형성되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 경사진 방향에 위치하며,
    상기 제2 영역은 상기 볼텍스 파인더를 중심으로 상기 제1 영역의 반대편에 위치하고,
    상기 가이드 베인 중 상기 제1 영역에 배치되는 것은 상기 입구 유로로부터 멀어지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아지고,
    상기 가이드 베인 중 상기 제2 영역에 배치되는 것은 상기 입구 유로에 가까워지는 나선 방향을 따라 점차 높이가 낮아지며,
    상기 사이클론들은 상기 중공부의 둘레를 따라 서로 밀착되어 순차적으로 접하도록 배열되고,
    상기 케이싱 부재는,
    각 사이클론들의 경계를 형성하도록 각 사이클론들의 외주에서 상기 케이싱 부재의 중심을 향해 연장되는 경계부; 및
    상기 경사진 방향의 입구 유로를 형성하도록 양측 경계부에서 반대편 경계부를 향해 돌출되는 입구 유로 형성부를 포함하며,
    상기 케이싱은 상기 볼텍스 파인더로부터 이격된 위치에서 상기 볼텍스 파인더를 감싸는 중공 형상을 갖고,
    상기 입구 유로 형성부는,
    일측 경계부에서 돌출되는 제1 형성부; 및
    타측 경계부에서 돌출되는 제2 형성부를 포함하고,
    상기 제1 형성부와 상기 제2 형성부 각각은,
    상기 볼텍스 파인더로부터 이격된 위치에서 상기 케이싱과 함께 상기 볼텍스 파인더를 감싸는 제1면; 및
    상기 입구 유로의 사작 위치로부터 상기 경사진 방향을 따라 연장되어 일 모서리에서 상기 제1면과 만나는 제2면을 포함하며,
    상기 케이싱 부재의 중공부는 상기 케이싱 부재의 중심에 형성되고,
    상기 입구 유로는 상기 중공부의 둘레에서 시작되며,
    상기 입구 유로의 시작 위치에서의 접선과 상기 제1 형성부의 제2면은 예각을 형성하고,
    상기 입구 유로의 시작 위치에서의 접선과 상기 제2 형성부의 제2면은 둔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    양측 경계부 사이의 거리는 상기 볼텍스 파인더에 가까워질수록 점점 멀어지도록 형성되고,
    상기 입구 유로 형성부는 상기 입구 유로의 임의의 위치에서의 단면적을 상기 입구 유로의 시작 위치보다 작아지게 만드는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입구 유로 형성부는 양측 경계부 사이의 단면적을 1/3 내지 1/2만큼 작아지게 만드는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입구 유로 형성부는 상기 케이싱 부재의 중심으로부터 상기 볼텍스 파인더의 제2 영역측 외주면을 향해 연장되는 가상의 직선과 만나거나 상기 가상의 직선을 넘는 위치까지 돌출되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 볼텍스 파인더로부터 이격된 위치에서 상기 볼텍스 파인더를 감싸는 중공 형상을 갖고,
    상기 입구 유로 형성부는,
    상기 볼텍스 파인더로부터 이격된 위치에서 상기 케이싱과 함께 상기 볼텍스 파인더를 감싸는 제1면; 및
    상기 입구 유로의 시작 위치로부터 상기 경사진 방향을 따라 연장되어 일 모서리에서 상기 제1면과 만나는 제2면을 포함하고,
    상기 경계부의 일 지점으로부터 상기 일 모서리까지의 법선 길이는 상기 일 지점으로부터 상기 가상의 직선까지의 법선 길이와 같거나 그보다 더 긴 것을 특징으로 하는 집진장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    양측 경계부 사이의 거리는 상기 볼텍스 파인더에 가까워질수록 점점 멀어지도록 형성되고,
    상기 제1 형성부와 상기 제2 형성부는 상기 입구 유로의 임의의 위치에서 양측 경계부 사이의 면적을 상기 입구 유로의 시작 위치보다 작아지게 만드는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형성부와 상기 제2 형성부는 양측 경계부 사이의 단면적을 1/3 내지 1/2만큼 작아지게 만드는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형성부는 상기 케이싱 부재의 중심으로부터 상기 볼텍스 파인더의 제2영역측 외주면을 향해 연장되는 가상의 직선과 만나거나 상기 가상의 직선을 넘는 위치까지 돌출되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 일측 경계부의 일 지점으로부터 상기 제1 형성부의 모서리까지의 법선 길이는 상기 일 지점으로터 상기 가상의 직선까지의 법선 길이와 같거나 그보다 더 긴 것을 특징으로 하는 집진장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 2차 사이클론부는 상기 1차 사이클론부의 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  16. 제1항, 제3항 내지 제4항, 제7항 내지 제8항, 제10항 내지 제11항, 및 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 집진장치를 포함하는 진공 청소기.
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