KR102069763B1 - 집진장치 및 이를 포함하는 진공청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 케이스의 내부에 정의되고, 외부로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제1 사이클론부; 제1 사이클론부를 지나 축방향으로 이동하는 공기로부터 먼지를 분리하도록, 복수개의 축류식 사이클론으로 이루어지는 제2 사이클론부; 및 제2 사이클론부의 상부에 장착되고, 제2 사이클론부를 거쳐 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제3 사이클론부를 포함하되, 제3 사이클론부는, 원통 형상으로 이루어지고, 제2 사이클론부의 중심부를 지나도록 위치되는 실린더; 및 실린더의 일단으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 플랜지를 구비하고, 상기 플랜지에는, 중심 내측면으로부터 반경 방향으로 가이드유로가 연장 형성되고, 제2 사이클론부를 거쳐 제3 사이클론부로 유입되는 공기는 가이드유로를 통해 제3 사이클론부로 이동하는 것을 특징으로 하는 집진장치와 이를 포함하는 진공청소기에 관한 것이다.

Description

집진장치 및 이를 포함하는 진공청소기{DUST COLLECTOR AND VACUUM CLEANER HAVING THE SAME}

본 발명은, 멀티 사이클론 구조를 통해, 공기로부터 먼지와 미세먼지를 분리하여 집진하는 진공 청소기용 집진장치에 관한 것이다.

진공 청소기는 흡입력을 이용하여 바닥, 벽, 틈새 등의 먼지나 이물질을 포함하는 공기를 빨아들이고, 흡입된 공기로부터 먼지나 이물질을 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치이다.

종래의 진공 청소기용 집진장치는 오염공기를 외부에서 흡입하여 먼지를 1차적으로 집진하는 제1 사이클론과, 제1사이클론과 연결되어 2차적으로 먼지를 집진하는 제2사이클론으로 구성된 2단(2-stage) 멀티 사이클론 구조로 이루어지는 것이 일반적이다.

다만, 종래의 멀티 사이클론 집진장치는, 공기의 유입구와 배출구가 각각 사이클론 몸체의 상부에 형성되므로, 사이클론 몸체 내부에서 하강 선회하는 공기와 상승하는 공기가 충돌하는 현상이 발생하여 집진효율이 저하될 가능성이 있다.

또한, 종래에는 먼지가 수거되는 먼지통에 각 챔버가 서로 공간을 공유하는 구조를 가져, 먼지통에 수거된 먼지가 공기 배출구로 역류할 수 있어 집진 효율이 저하될 수 있게 된다.

본 발명의 일 목적은, 3단 멀티 사이클론 구조를 갖는 집진장치를 통해, 입자가 작은 먼지까지 용이하게 집진하는 것이 가능하며, 유입되는 공기와 배출되는 공기의 충돌을 제한함으로써 집진효율을 높일 수 있는 진공청소기의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 멀티 사이클론 구조를 갖는 집진장치의 유로의 구조를 개선하여, 집진 효율을 향상시킬 수 있는 진공청소기의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 먼지가 수거되는 먼지통에 형성되는 각 챔버가 서로 차단되며, 수거된 먼지가 공기 배출구로 역류하는 것을 제한할 수 있는 진공청소기의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 케이스의 내부에 정의되고, 외부로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제1 사이클론부; 상기 제1 사이클론부를 지나 축방향으로 이동하는 공기로부터 먼지를 분리하도록, 복수개의 축류식 사이클론으로 이루어지는 제2 사이클론부; 및 상기 제2 사이클론부의 상부에 장착되고, 상기 제2 사이클론부를 거쳐 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제3 사이클론부를 포함하되, 상기 제3 사이클론부는, 원통 형상으로 이루어지며 상기 제2 사이클론부의 중심부를 지나도록 위치되는 실린더; 및 상기 실린더의 일단으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 플랜지;를 구비하고, 상기 플랜지에는 중심 내측면으로부터 상기 반경 방향으로 가이드유로가 연장 형성되고, 상기 제2 사이클론부를 거쳐 상기 제3 사이클론부로 유입되는 공기는 상기 가이드유로를 통해 제3 사이클론부로 이동하는 것이 가능할 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 실린더는 상기 케이스의 하부면까지 연장되도록 이루어져, 상기 각 축류식 사이클론으로부터 유입되는 공기에 포함된 먼지를 분리할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 플랜지의 일 면에는, 일정한 직경을 갖는 복수개의 제2 사이클론부 흡입부가 형성되고, 상기 각 제2 사이클론부 흡입부는, 상기 각 축류식 사이클론에 삽입되도록 위치되어 상방향으로 공기가 이동할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 제3 사이클론부는, 상기 플랜지의 일 면을 덮도록 설치되고, 상기 가이드유로를 따라 공기의 이동을 형성하는 제3 사이클론부 커버를 포함할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 제3 사이클론부 커버의 일면에는, 상기 가이드유로를 향해 돌출되도록 가이드돌부가 형성될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 가이드돌부는, 일정한 경사면을 가지도록 이루어져, 상기 가이드유로를 따라 이동하는 공기의 유로의 길이를 연장시킬 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 제2 사이클론부의 외측부에는 일정한 각도로 공기가 유입되도록 제2 사이클론부 유입부가 형성될 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 제2 사이클론부는, 양단이 개구된 원통형의 형상으로 이루어지고, 외주면을 따라 상기 각 축류식 사이클론이 결합되는 제2 사이클론부 지지부재를 포함할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 각 축류식 사이클론은, 상기 제2 사이클론부 지지부재의 원주를 따라 배치될 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 케이스는, 양단이 개구된 원통 형상으로 이루어지는 몸체; 및 상기 몸체의 일단에 설치되어 내부 공간을 개폐하는 덮개를 포함하며, 상기 제1 사이클론부는, 상기 몸체의 내부에 정의되고, 외부로부터 유입되는 공기로부터 먼지를 여과하도록 이루어지는 필터부재를 포함할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 필터부재는, 외주면에 일정한 크기의 홀이 형성되는 그릴부; 및 상기 그릴부의 상하단을 각각 지지하도록 이루어지는 그릴지지부를 포함할 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 그릴지지부의 하단에는 상기 덮개의 일면까지 먼지방안내구가 연장 형성될 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 케이스의 내부에는, 상기 케이스와 상기 필터부재의 사이에 형성되는 공간부로 이루어지는 제1 먼지방; 상기 제1 먼지방보다 중심부에 위치되고, 상기 제1 먼지방과 격리되며, 상기 제1 사이클론부와 상기 제2 사이클론부의 사이에 형성되어 상기 제2 사이클론부에 의해 집진되는 먼지를 수용하는 제2 먼지방; 및 상기 제2 먼지방보다 내측에 위치되고, 상기 제3 사이클론부에 의해 집진되는 먼지를 수용하는 제3 먼지방이 형성될 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 제2 사이클론부는 상기 케이스의 하부면까지 연장 형성되고, 상기 제2 사이클론부의 내측에는 수용된 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하도록 제1차단부재가 설치될 수 있을 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 실린더의 내측에는 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하도록 제2 차단부재가 설치될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 집진장치 및 이를 포함하는 진공청소기에 의하면, 흡입부를 통해 유입된 공기에 포함된 먼지는, 제1, 2, 3 사이클론부를 거치면서 분리될 수 있게 된다. 또한, 각 사이클론부를 서로 격리시켜, 각 유로를 따라 이동하는 공기의 충돌을 최소화함으로써 집진효율의 확보가 가능한 구조를 가진다.

또한, 제3 사이클론부의 플랜지에 형성된 가이드유로와 제3 사이클론부 커버에 의해, 제3 사이클론부를 향해 이동하는 공기의 유로의 형상을 변경시킬 수 있으며, 유로의 길이 연장, 경사도 변경을 통해 공기의 간섭을 최소화함으로써 집진 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 제2 사이클론부와 제3 사이클론부에는 차단부재가 설치되어, 각 먼지방에 수용된 먼지가 공기 배출구 쪽으로 역류하는 것을 막을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명과 관련된 진공 청소기의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 집진장치의 분해 사시도이다.
도 3은, 집진장치의 종방향 단면도이다.
도 4는, 집진장치의 횡방향 단면도이다.
도 5는, 제3 사이클론부의 변형된 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 5의 집진장치의 내부 모습을 나타내는 종단면도이다.
도 7a는, 차단부재가 설치되는 집진장치의 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7b는, 도 7a의 집진장치의 덮개가 개방될 때의 모습을 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명과 관련된 진공 청소기(100)의 모습을 나타내는 사시도이다.

진공 청소기(100)는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들이고 공기로부터 먼지나 이물질을 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치를 의미한다. 특히, 최근에는 사용자의 편의를 위해, 선이 없이 배터리를 충전하는 방식으로 청소기를 작동할 수 있는 무선 청소기를 많이 사용하고 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 도 1에서와 같은 무선 청소기를 예로 들어 설명하나, 이는 하나의 예이며, 다양한 방식의 청소기에 적용되는 것이 가능할 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 진공 청소기(100)는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터(112)와 흡입팬(111)을 구비하는 청소기 본체(110)와, 청소기 본체(110)와 연결되어 흡입력을 전달하기 위한 연장관(130) 및 상기 연장관(130)의 단부에 설치되어, 바닥면 또는 바닥면 이외의 부분을 청소하기 위한 흡입부(미도시)를 포함하는 구조를 가질 수 있다.

또한, 청소기 본체(110)의 일 측에는 사용자가 파지하여 진공청소기를 조작하기 위한 손잡이부(120)가 설치될 수 있다. 손잡이부(120)는, 반원형 또는 아치형으로 형성될 수 있다. 손잡이부(120)의 일 측에는 진공청소기(100)를 작동시키기 위한 조작버튼(미도시)과, 진공청소기(100)의 흡입력을 형성하기 위한 배터리(121)가 설치될 수 있다.

진공 청소기(100)에 설치된 흡입 모터(112)와 흡입팬(111)의 작동이 이루어지면, 흡입부(미도시)를 통해, 공기와 상기 공기에 포함된 이물질이 유입될 수 있으며, 흡입부(미도시)로 유입된 공기와 이물질은 집진장치(200)의 먼지흡입구(212, 도 2 참조)를 통해 집진장치(200)의 내부로 유입된 후 분리되게 된다.

집진장치(200)는 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 구성될 수 있으며, 집진장치(200)는 흡입된 공기로부터 이물질을 분리하여 집진한 후, 이물질로부터 분리된 공기를 배출하는 역할을 한다. 이물질로부터 분리된 공기는 필터(113)를 거쳐 집진장치(200)의 출구(미도시)를 통해 외부로 빠져나갈 수 잇게 된다.

참고로 본 명세서에서는 공기에 포함된 이물질을 이하 먼지로 지칭하기로 한다. 또한, 먼지는, 입자의 크기에 따라 미세먼지, 초미세먼지로 구분될 수 있을 것이나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 먼지로 통칭하기로 한다.

도 2는, 본 발명에 따른 집진장치(200)의 분해 사시도이다.

집진장치(200)는, 복수개의 사이클론부(201, 202, 203)를 포함하는 구조를 갖는다.

사이클론(cyclone)이란 공기와 이물질에 선회류를 형성하여 원심력에 의해 공기로부터 이물질(이하, 먼지)을 분리하는 장치를 가리킨다. 공기의 무게와 먼지의 무게는 서로 다르기 때문에, 원심력에 의한 공기의 회전 반경과 먼지의 회전 반경은 서로 다르며, 사이클론은 이와 같은 원심력에 의한 회전 반경 차이를 이용하여 공기로부터 먼지를 분리하는 것이 가능하게 된다.

도 2에서 보는 바와 같이, 집진장치(200)는, 제1 사이클론부(201), 제2 사이클론부(202)와 제3 사이클론부(203)를 구성으로 하여 이루어질 수 있다.

제1 사이클론부(201)는 원통 형상으로 이루어지는 케이스의 내부에 정의되어, 외부로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 역할을 한다. 제2 사이클론부(202)는 제1 사이클론부(201)를 지나 축방향으로 유입되는 공기로부터 먼지를 분리하도록, 복수개의 축류식 사이클론(231)으로 구성된다. 또한, 제3 사이클론부(203)는 제2 사이클론부(202)의 상측에 장착되고, 제2 사이클론부(202)를 거쳐 유입된 공기로부터 미세 먼지를 분리하도록 이루어진다.

이하, 각 사이클론부(201, 202, 203)에 대해 구체적으로 살펴본다.

제1 사이클론부(201)는 몸체(211)와 덮개(213)로 구성되는 케이스(210)와, 상기 케이스(210)의 내부에 설치되어 외부로부터 유입되는 공기로부터 먼지를 여과하도록 이루어지는 필터부재(220)를 포함하도록 구성될 수 있다.

케이스(210)는 집진장치(200)의 외관을 형성하는 것으로, 제1 사이클론부(201)의 외벽을 형성하게 된다. 케이스(210)는 제1 사이클론부(201)의 선회류 형성을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 케이스(210)의 내주면과 달리 외주면까지 반드시 원통형으로 형성되어야 하는 것은 아니다.

몸체(211)는 양단이 개구된 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 몸체(211)의 일단에는 내부 공간을 개폐하도록 덮개(213)가 설치될 수 있다. 덮개(213)는 후술할 힌지부(214)에 의해, 몸체(211)로부터 회동 가능하도록 설치되어, 몸체(211)의 내부 공간을 개폐할 수 있게 된다.

몸체(211)의 일 측에는, 집진장치(200)의 먼지유입구(212)가 형성될 수 있다. 도 1에서 설명된 흡입부(미도시)를 통해, 유입된 공기와 이물질은 먼지유입구(212)를 통해 집진장치(200)의 케이스(210)의 내측으로 유입될 수 있게 된다.

먼지유입구(212)는 케이스(210)의 접선 방향을 따라 형성될 수 있으며, 케이스(210)의 내주를 향해 연장되도록 이루어질 수 있을 것이다. 먼지유입구(212)가 이러한 구조를 갖는 것은 공기와 이물질의 선회 운동을 일으키기 위함이다. 먼지유입구(212)를 통해서 접선 방향을 따라 케이스(210)의 내측으로 이동하는 공기와 이물질은, 케이스(210)의 내부를 따라 선회 운동하게 된다.

몸체(211)의 일 단에는 케이스(210)의 내부공간을 개폐하도록 덮개(213)가 설치될 수 있다. 덮개(213)는 케이스(210)의 하단 개구부를 덮도록 이루어질 수 있으며, 덮개(213)는 집진장치(200)의 바닥면을 형성할 수 있다. 덮개(213)의 둘레는 케이스(210)의 둘레와 대응되도록 형성될 수 있다.

덮개(213)는 케이스(210)에 회전 가능하게 결합되어 케이스(210)의 하단 개구부를 개폐하도록 이루어질 수 있다.

구체적으로, 덮개(213)는, 케이스(210)에 힌지 결합되어, 힌지부(214, 도 7a 및 도 7b 참조)의 회전에 따라 케이스(210)의 하단 개구부를 개폐할 수 있게 된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 덮개(213)는 케이스(210)에 완전히 착탈 가능하게 결합되는 것도 가능할 것이다.

덮개(213)는 제1 먼지방(S1), 제2 먼지방(S2) 및 제3 먼지방(S3)의 바닥면을 형성하도록 구성된다. 이에, 덮개(213)가 힌지부(214)에 의해 회전되면 제1 먼지방(S1), 제2 먼지방(S2) 및 제3 먼지방(S3)을 동시에 개방시킬 수 있게 된다. 덮개(213)가 힌지(214)에 의해 회전되어 각 먼지방을 동시에 개방하는 경우, 각 먼지방에 수용된 먼지와 미세먼지는 동시에 배출될 수 있게 될 것이다. 이 경우, 덮개(213)를 개방하는 1회성 동작만으로 각 먼지방에 수용된 먼지와 미세먼지의 동시 배출이 가능하므로, 집진장치(200)의 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 덮개(213)의 둘레에는 실링부재(미도시)가 결합될 수 있다. 실링부재(미도시)는 덮개(213)의 둘레를 감싸는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 몸체(211)와의 사이를 실링하여 집진장치(200)의 내측에 집진된 먼지 또는 미세먼지의 누설을 방지할 수 있을 것이다.

케이스(210)의 내부에는 원통형의 형상으로 이루어지는 필터부재(220)가 설치될 수 있다.

필터부재(220)는, 외주면에 일정한 크기의 홀이 형성되는 그릴부(221)와,

그릴부(221)의 상하 양단을 지지하도록 이루어지는 그릴지지부(223)로 이루어질 수 있다. 또한, 그릴지지부(223)의 하단에는 덮개의 일면까지 먼지방안내구(224)가 연장 형성되도록 이루어질 수 있다. 먼지방안내구(224)의 내측은 후술할 제2 사이클론부(202)에 의해 집진된 먼지의 이동을 안내하는 역할을 하게 된다.

필터부재(220)의 그릴부(221)는 케이스(210)의 내측으로 유입된 공기로부터 먼지를 분리하도록 그물망 또는 다공성 형태를 가지도록 이루어질 수 있다. 이 경우, 걸러지는 먼지의 크기의 기준은 그릴부(221)에 형성된 복수개의 홀의 크기에 의해 결정될 수 있으며, 예를 들어, 그릴부(221)를 통과하는 크기의 이물질은 미세먼지로 구분되고, 그릴부(221)를 통과하지 못하는 크기의 이물질은 먼지로 구분될 수 있을 것이다.

제2 사이클론부(202)는, 제1 사이클론부(201)를 지나 축방향으로 이동하는 공기로부터 먼지를 분리하도록 복수개의 축류식 사이클론(231)을 포함하여 이루어질 수 있다.

각 축류식 사이클론(231)은, 원형의 관 형상으로 이루어질 수 있다. 각 축류식 사이클론(231)은 서로 동일한 형상을 가지도록 이루어질 수 있다.

각 축류식 사이클론(231)은, 양 단이 개구된 원통 형상으로 이루어지는 제2 사이클론부 지지부재(232)의 외주면을 따라 결합 설치될 수 있을 것이다. 이에, 도 2에서 보는 바와 같이, 각 축류식 사이클론(231)은, 케이스(210)의 중심부를 따라 제2 사이클론부 지지부재(232)의 원주 상에 배치될 수 있다.

각 축류식 사이클론(231)의 일 측에는, 유입된 공기의 나선 유동의 형성을 위한 제2 사이클론 유입부(233)가 형성되도록 이루어질 수 있다. 제2 사이클론 유입부(233)는 축류식 사이클론(231)의 측면부를 절개하도록 형성되어,

각 축류식 사이클론(231)의 외측부를 통해 일정한 각도로 공기가 유입될 수 있게 한다.

제2 사이클론 유입부(233)를 통해 유입되는 공기는 각 축류식 사이클론(231)의 내부에서 선회류를 형성할 수 있으며, 도 3에서 보는 바와 같이, 집진된 먼지는 각 축류식 사이클론(231)의 하부로 자중에 의해 이동하게 되며, 각 축류식 사이클론(231)의 상부를 향해 삽입 설치되는 제2 사이클론부 흡입부를 통해 제3 사이클론부로 공기가 이동될 것이다.

제3 사이클론부(203)는 제2 사이클론부(202)를 거쳐 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 역할을 한다.

제3 사이클론부(203)는 제2 사이클론부(202)를 향해 테이퍼진 원통 형상으로 이루어지고, 하방향으로 연장 형성되는 실린더(241)를 포함할 수 있다.

제3 사이클론부(203)는 실린더(241)를 덮는 제3 사이클론부 커버(243)를 더 포함할 수 있다.

실린더(241)는 제2 사이클론부(202)의 중심부에 삽입되도록 위치될 수 있다. 실린더(241)는, 제2 사이클론부 지지부재(232)의 중심부를 향해 삽입되도록 설치될 수 있다. 실린더(241)는 케이스(210)의 하부면까지 연장되도록 이루어져, 각 축류식 사이클론(231)으로부터 유입되는 공기에 포함된 먼지를 분리하여, 제3 먼지방(S3)에 수용할 수 있게 된다.

실린더(241)의 일단에는, 반경 방향으로 돌출되게 형성되는 플랜지(242)가 형성될 수 있다. 플랜지(242)의 일 면에는, 일정한 직경을 갖는 복수개의 제2 사이클론부 흡입부가 형성될 수 있다.

각 제2 사이클론부 흡입부(244)는, 각 축류식 사이클론(231)에 삽입되도록 위치되어, 제2 사이클론부(202)로부터 공기가 유출될 수 있게 한다.

이때, 플랜지(242)에는 중심 내측면으로부터 반경 방향으로 일정한 깊이의 홈으로 이루어지는 가이드유로(246)가 형성되어, 제2 사이클론부(202)로부터 유입된 공기가 제3 사이클론부(203)를 향해 이동할 수 있게 된다.

제3 사이클론부 커버(243)는 플랜지(242)의 상면을 덮도록 설치되어 가이드유로(246)를 따라 공기의 유동이 이루어질 수 있도록 한다.

제3 사이클론부 커버(243)는 원형의 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 제3 사이클론부 커버(243)의 중심부에는 하방향으로 연장되고 일정한 직경을 갖는 제3 사이클론부 흡입부(245)가 형성될 수 있다.

제3 사이클론부 흡입부(245)는 실린더(241)의 내부를 향해 삽입되도록 위치될 수 있다. 실린더(241)로 유입된 공기는 먼지 분리 후 제3 사이클론부 흡입부(245)를 따라 상부로 이동할 수 있게 된다.

가이드유로(246)는 플랜지(242)의 내측면으로부터 반경 방향으로 연장되는 홈으로 구성될 수 있으며, 가이드유로(246)는 플랜지(242)의 복수개의 개소에 형성될 수 있다.

이때, 각 가이드유로(246)는 동일한 깊이의 홈으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수개의 가이드유로(246)는 상이한 깊이의 홈으로 구성될 수도 있다. 구현예에 따라서, 복수개의 가이드유로(246)의 홈은 각각 원주방향을 따라 깊이가 하방향으로 점차 깊어질 수 있다.

각 가이드유로(246)는 일정한 간격으로 형성될 수 있으며, 제3 사이클론부(203)의 실린더(241)의 내부에서 사이클론 운동이 형성되도록 중심부에서 반경 방향을 향하는 가상의 선과 접선 방향으로 일정한 각도를 갖는 선을 따라 형성될 수 있다.

도 3은, 집진장치(200)의 종방향 단면도를 나타내며, 도 4는, 집진장치(200)의 횡방향 단면도를 나타낸다.

앞서 살펴본 바와 같이, 케이스(210)의 내부에는 복수개의 사이클론부(201, 202, 203)가 설치되도록 이루어질 수 있으며, 도 3에서 보는 바와 같이, 양 측에서 중심부를 향해, 제1, 2, 3 사이클론부(201, 202, 203)의 순서로 위치되는 구조를 가진다.

이하, 각 사이클론부에 의한 공기의 유동을 살펴보기로 한다.

우선, 제1 사이클론부(201)의 케이스(210)의 몸체(211)에 형성된 먼지유입구(212)를 통해 유입되는 공기는, 케이스(210)의 내부에 설치되는 필터부재(220)에 의해 1차적으로 먼지가 걸러지게 된다. 걸러진 먼지는 낙하하여 제1 먼지방(S1)에 수용되고, 케이스(210)의 내부로 유입된 공기는 필터부재(220)의 그릴부(221)에 형성되는 홀을 통해 내측으로 유출될 수 있게 된다.

제2 사이클론부(202)는, 제1 사이클론부(201)를 지나 이동하는 공기로부터 먼지를 분리하도록, 복수개의 축류식 사이클론(231)으로 구성된다.

필터부재(220)의 내측에 설치된 각 축류식 사이클론(231)에 형성되는 제2 사이클론부 유입부(233)를 통해, 공기는 접선 방향을 따라 내측으로 이동할 수 있게 된다. 유입된 공기는 사이클론 운동을 하면서, 입자가 상대적으로 큰 먼지는 집진되어 자중에 의해 하방으로 낙하하여 제2 먼지방(S2)에 수용될 수 있게 된다.

이때, 먼지가 제거된 공기는 각 축류식 사이클론(231)에 연통되도록 설치되는 제2 사이클론부 흡입부(244)를 통해 이동할 수 있게 된다.

제2 사이클론부 흡입부(244)를 따라 이동하는 공기는 제3 사이클론부(203)를 향해 상방향으로 유출될 수 있을 것이다.

제2 사이클론부 흡입부(244)를 통해 유출되는 공기는, 플랜지(242)에 일정한 깊이의 홈으로 형성된 가이드유로(246)를 따라 이동할 수 있게 된다. 가이드유로(246)는 플랜지(242)의 상부면에 형성되는 홈과, 제3 사이클론부 커버(243)의 저면에 의해 형성될 수 있다.

가이드유로(246)를 따라 이동하는 공기는 실린더(241)로 유입될 수 있으며, 사이클론 운동을 하면서 먼지의 집진이 이루어질 수 있게 된다. 집진된 먼지는 하방향으로 연장되는 제3 사이클론부(203)의 실린더(241)를 따라 하방으로 이동하여, 제3 먼지방(S3)에 수용될 수 있게 될 것이다.

즉, 앞서 살펴본 바와 같이, 케이스(210)의 내부로 유입된 공기는 유로를 따라 유동하면서 제1 사이클론부(201), 제2 사이클론부(202) 및 제3 사이클론부(203)을 지나면서 순차적으로 여과될 수 있으며, 제3 사이클론부 흡입부(245)를 통해 상부로 이동, 즉, 배출될 것이다. 이에, 공기로부터 먼지와 이보다 입자가 작은 미세먼지의 효율적인 집진이 가능하게 될 것이다.

도 5는, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 변형된 구조의 제3 사이클론부(243)의 모습을 나타내는 사시도이다. 도 6은, 도 5의 집진장치의 내부 모습을 나타내는 종단면도이다.

앞서 도 1 내지 도 4에서 살펴본 바와 같이, 제3 사이클론부(203)는 제2 사이클론부(202)를 거쳐 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 역할을 한다. 제3 사이클론부(203)는 제2 사이클론부(202)를 향하는 방향으로 테이퍼진 형상의 원통으로 이루어지고, 하방향으로 연장 형성되는 실린더(241)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 사이클론부(203)는 실린더(241)를 덮는 제3 사이클론부 커버(243)를 더 포함할 수 있다.

실린더(241)의 일단에는, 반경 방향으로 돌출되게 형성되는 플랜지(242)가 형성될 수 있다. 플랜지(242)의 일 면에는, 일정한 직경을 갖는 복수개의 제2 사이클론부 흡입부(244)가 형성될 수 있다. 이때, 각각의 제2 사이클론부 흡입부(244)는, 각 축류식 사이클론(231)에 삽입되도록 위치되어 제2 사이클론부(202)로부터 공기가 흡입될 수 있게 된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 플랜지(242)에는 중심 내측면으로부터 반경 방향으로 일정한 깊이의 홈으로 이루어지는 가이드유로(246)가 형성되어, 제2 사이클론부(202)로부터 유입된 공기가 제3 사이클론부(203)를 향해 이동할 수 있게 된다.

가이드유로(246)는 플랜지(242)의 복수개의 개소에 형성될 수 있다. 각 가이드유로(246)는 일정한 간격으로 형성될 수 있으며, 제3 사이클론부(203)의 실린더(241)의 내부에서 사이클론 운동이 형성되도록 중심부에서 반경 방향을 향하는 가상의 선과 접선 방향으로 일정한 각도를 갖는 선을 따라 형성될 수 있음은 앞서 설명한 바와 동일하다.

이때, 제3 사이클론부 커버(243)는 플랜지(242)의 상면을 덮도록 설치되어 가이드유로(246)를 따라 공기의 유동이 이루어질 수 있도록 한다.

제3 사이클론부 커버(243)는 원형의 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 제3 사이클론부 커버(243)의 중심부에는 하방향으로 연장되고 일정한 직경을 갖는 제3 사이클론부 흡입부(245)가 형성될 수 있다.

제3 사이클론부 흡입부(245)는 실린더(241)의 내부를 향해 삽입되도록 위치될 수 있다. 실린더(241)로 유입된 공기에 포함된 먼지는 집진된 후, 제3 사이클론부 흡입부(245)를 따라 공기가 이동할 수 있게 된다.

이때, 본 실시예에 따른 집진장치(200)는, 제3 사이클론부 커버(243)의 일면에 플랜지(242)에 형성되는 가이드유로(246)를 향하도록 가이드돌부(250)가 더 형성될 수 있다.

가이드돌부(250)는, 플랜지(242)의 저면으로부터 일정한 경사면을 가지면서 돌출되도록 형성될 수 있다. 가이드돌부(250)는 플랜지(242)에 형성되는 복수개의 가이드유로(246)에 대응하도록 복수개로 이루어질 수 있다. 이때 각 가이드유로(246)에 대응하는 가이드돌부(250)가 서로 동일한 각도의 경사를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가이드돌부(250)는 각기 상이한 각도의 경사를 가질 수도 있다.

가이드돌부(250)는 가이드유로(246)를 따라 이동하는 공기를 하방향으로 안내하고, 결과적으로 가이드유로(246)가 일정한 경사를 가지면서 길이가 연장되도록 하여, 각 가이드유로(246)를 통해 실린더(241)의 내부로 유입되는 공기의 간섭현상을 완화시킬 수 있다. 이에 따라, 제3 사이클론부의 실린더(241)의 내부에서 공기가 보다 원활한 나선운동을 할 수 있어, 집진효율이 향상된다.

또한, 도 6에서 보는 바와 같이, 플랜지(242)에 형성되는 가이드유로(246 ')는 상기 가이드돌부(250)의 형상에 대응되도록, 일정한 경사면을 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 가이드유로(246')와 가이드돌부(250)의 경사 방향은 서로 나란하도록 형성되어, 유로 자체를 경사지면서 그 길이가 연장되도록 형성시킴으로써, 가이드유로(246')를 따라 이동하는 공기의 유동이 보다 원활하게 이루어지고, 또 각 가이드유로(246')를 통해 이동하는 공기의 간섭을 최소화할 수 있게 될 것이다.

이러한 구조를 통해, 각 축류식 사이클론(231)에 형성된 제2 사이클론부 유입부(233)를 통해 유입되는 공기로부터 먼지가 집진된 후, 공기는 보다 원활하게 제3 사이클론부(203)를 향해 이동될 수 있게 된다.

도 7a는, 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로, 차단부재가 설치되는 집진장치(200)의 모습을 나타내는 단면도이다.

케이스(210)의 내부로 유입된 공기는 제1 사이클론부(201), 제2 사이클론부(202) 및 제3 사이클론부(203)을 지나면서 순차적으로 여과될 수 있으며, 제3 사이클론부 흡입부(245)를 통해 상부로 이동, 즉 외부로 배출될 것이다. 이에, 공기로부터 먼지와 이보다 입자가 작은 미세먼지의 효율적인 집진이 가능하게 될 것이다.

케이스(210)의 내부에는, 입자의 크기에 따라 먼지가 수용되기 위한 먼지방(S1, S2, S3)이 형성된다. 먼지방(S1, S2, S3)은 제1 먼지방(S1), 제2 먼지방(S2) 및 제3 먼지방(S3)으로 구성될 수 있다.

제1 먼지방(S1)은, 케이스(210)와 필터부재(220) 사이에 형성되는 공간에 형성되는 것으로, 제1 먼지방(S1)은, 제1 사이클론부(201)에 의해, 공기로부터 분리된 먼지를 집진하게 된다.

제1 먼지방(S1)에는, 케이스(210)로 유입된 공기에 포함된 먼지로서, 필터부재(220)를 통과하지 못하는 상대적으로 큰 입자의 먼지가 집진된다.

제2 먼지방(S2)은, 제1 먼지방(S1)과 격리되도록 형성되며, 제1 먼지방(S1)보다 중심부에 위치된다. 제2 먼지방(S2)은 제1 사이클론부(201)와 제2 사이클론부(202) 사이에 형성된다. 제2 먼지방(S2)은 제2 사이클론부(202)의 각 축류식 사이클론(231)에 의해 분리되는 먼지를 수용하는 역할을 한다. 제2 먼지방(S2)에 집진되는 먼지의 입자 크기는 제1 먼지방(S1)에 수용된 먼지의 크기보다는 작도록 이루어질 것이다.

제3 먼지방(S3)은, 제2 먼지방(S2)보다 중심부에 위치되고, 제3 사이클론부(203)에 의해 분리되는 먼지를 수용하는 역할을 한다. 제3 먼지방(S3)에는 제3 사이클론부의 실린더(241)가 연통되므로, 실린더(241)에서 집진된 먼지는 제3 먼지방(S3)에 수용되게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 집진장치(200)의 내부에는, 각 먼지방(S1, S2, S3)에 집진된 먼지가, 케이스(210)의 움직임으로 인해, 배출구를 향해 이동하는 것을 제한하는 차단부재(261, 262)가 설치될 수 있다.

차단부재(261, 262)는, 제1 차단부재(261)와 제2 차단부재(262)로 이루어질 수 있다.

제1 차단부재(261)는, 제2 사이클론부(202)의 각 축류식 사이클론(231)의 내측에 설치되는 것으로, 제2 먼지방(S2)에 수용된 먼지가 상부로 유입되는 것을 제한하도록, 하방향으로 테이퍼진 형상으로 이루어질 수 있다.

제1 차단부재(261)는 집진장치(200)가 기울어지거나 뒤집히도록 위치되는 경우, 제2 먼지방(S2)에 수용된 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하는 역할을 하게 된다.

또한, 제3 사이클론부(203)의 실린더(241)의 내측에는, 제3 먼지방(S3)에 수용된 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하도록, 제2 차단부재(262)가 설치될 수 있다. 제2 차단부재(262)는 제1 차단부재와 마찬가지로, 하방향으로 입구가 좁아지는 테이퍼진 형상으로 이루어질 수 있을 것이다.

제2 차단부재(262)는 집진장치(200)가 기울어지거나 뒤집히도록 위치되는 경우, 제3 먼지방(S3)에 수용된 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하는 역할을 하게 된다.

도 7b는 도 7a의 집진장치(200)의 덮개(213)가 개방될 때의 모습을 나타내는 개념도이다.

앞서 살펴본 바와 같이, 집진장치(200)의 외관을 형성하는 케이스(201)의 몸체(211)는 양단이 개구된 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 몸체(211)의 일단에는 내부 공간을 개폐하도록 덮개(213)가 설치될 수 있다.

덮개(213)는 케이스(210)의 하단 개구부를 덮도록 이루어질 수 있으며, 덮개(213)는 집진장치(200)의 바닥면을 형성할 수 있다. 덮개(213)의 둘레는 케이스(210)의 둘레와 대응되도록 형성될 수 있다.

덮개(213)는 케이스(210)에 회전 가능하게 결합되어 케이스(210)의 하단 개구부를 개폐하도록 이루어질 수 있다. 이때, 덮개(213)의 일 측에는, 힌지부(214)가 설치되어, 몸체(211)로부터 회동 가능하여, 몸체(211)의 내부 공간을 개폐를 형성할 수 있게 된다. 즉, 덮개(213)는, 사용자에 위해, 힌지부(214)를 기준으로 회전함에 따라 케이스(210)의 하단 개구부를 개폐할 수 있게 된다.

사용자에 의해, 덮개(213)가 힌지부(214)를 기준으로 회전되는 경우, 제1 먼지방(S1), 제2 먼지방(S2) 및 제3 먼지방(S3)을 동시에 개방하는 것이 가능하게 될 것이다.

덮개(213)가 힌지(214)에 의해 회전되어 각 먼지방을 동시에 개방하는 경우, 각 먼지방에 수용된 먼지와 미세먼지는 동시에 배출될 수 있게 될 것이다. 이 경우, 덮개(213)를 개방하는 1회성 동작만으로 각 먼지방에 수용된 먼지와 미세먼지의 동시 배출이 가능하므로, 집진장치(200)의 사용자의 편의성이 더욱 향상될 수 있게 될 것이다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 진공 청소기;
200: 집진장치;
201: 제1 사이클론부;
202: 제2 사이클론부;
203: 제3 사이클론부;
210: 케이스;
220: 필터부재;
221: 그릴부;
224: 먼지방 안내구;
231: 축류식 사이클론;
243: 제3 사이클론부 커버;
250: 가이드돌부;
261: 제1 차단부재;
262: 제2 차단부재;
S1, S2, S3: 제1, 2, 3 먼지방;

Claims (8)

1. 케이스의 내부에 정의되고, 외부로부터 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제1 사이클론부;
   상기 제1 사이클론부를 지나 축방향으로 이동하는 공기로부터 먼지를 분리하도록, 복수개의 축류식 사이클론으로 이루어지는 제2 사이클론부; 및
   상기 제2 사이클론부의 상부에 장착되고, 상기 제2 사이클론부를 거쳐 유입된 공기로부터 먼지를 분리하는 제3 사이클론부;를 포함하되,
   상기 제3 사이클론부는,
   원통 형상으로 이루어지고, 상기 제2 사이클론부의 중심부를 지나도록 위치되는 실린더; 및
   상기 실린더의 일단으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 플랜지;를 구비하고,
   상기 플랜지에는 중심 내측면으로부터 상기 반경 방향으로 가이드유로가 연장 형성되고, 상기 제2 사이클론부를 거쳐 상기 제3 사이클론부로 유입되는 공기는 상기 가이드유로를 통해 상기 제3 사이클론부로 이동하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 실린더는, 상기 케이스의 하부면까지 연장되도록 이루어져, 상기 각 축류식 사이클론으로부터 유입되는 공기에 포함된 먼지를 분리하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지의 일 면에는, 일정한 직경을 갖는 복수개의 제2 사이클론부 흡입부가 형성되고,
   상기 각 제2 사이클론부 흡입부는, 상기 각 축류식 사이클론에 삽입되도록 위치되어 상방향으로 공기를 유출시키는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3 사이클론부는, 상기 플랜지의 일 면을 덮도록 설치되고 상기 가이드유로를 따라 공기의 이동을 형성하는 제3 사이클론부 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제3 사이클론부 커버의 일면에는, 상기 가이드유로를 향해 돌출되도록 가이드돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 가이드돌부는, 일정한 경사면을 가지도록 이루어져 상기 가이드유로를 따라 이동하는 공기의 유로의 길이를 연장시키는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 사이클론부는 상기 케이스의 하부면까지 연장 형성되고,
   상기 제2 사이클론부의 내측에는 수용된 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하도록 제1차단부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 실린더의 내측에는 먼지가 상부로 이동하는 것을 제한하도록 제2 차단부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.

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