KR102080013B1 - 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기 - Google Patents

멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기 Download PDF

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한정균
김시현
장윤수
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Abstract

본 개시에 따르는 멀티 사이클론 집진장치는, 인입된 오물 함유 공기에서 1차로 오물을 분리하도록 형성된 1차 사이클론; 및 상기 1차 사이클론의 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론에서 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성되며, 각각 복수의 유입구와 한 개의 배출구가 마련된 복수의 2차 사이클론;을 포함하며, 상기 복수의 2차 사이클론 각각에 마련된 상기 복수의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 몸체에서 외측으로 돌출되며, 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성된다.

Description

멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기{Multi-cyclone dust collecting apparatus and vaccum cleaner having the same}
본 개시는 진공청소기에 사용되는 사이클론 집진장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1차 사이클론과 복수의 2차 사이클론을 포함하는 멀티 사이클론 집진장치와 이를 구비한 진공청소기에 관한 것이다.
외부 전원에 전선을 연결하여 전기를 공급하는 유선 진공청소기 대신에 외부 전원에 전선을 연결하지 않고 내장된 배터리에서 출력되는 전기를 이용하여 작동하는 무선 진공청소기가 널리 사용되고 있다.
이러한 무선 진공청소기에는 먼지와 오물을 수거하는 집진장치로 원심력을 이용하는 멀티 사이클론 집진장치가 사용되고 있다.
멀티 사이클론 집진장치는 외부에서 유입된 오물을 포함하는 공기에서 오물과 먼지를 분리하여 집진하는 1차 사이클론과 1차 사이클론에서 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하는 복수의 2차 사이클론을 포함하고 있다.
2차 사이클론의 경우에는 유입구로 인입되는 공기와 배출구로 빠져나가는 공기 간의 압력 차이로 인해 압력 손실이 발생한다.
멀티 사이클론 집진장치의 압력 손실이 증가할수록 진공청소기 자체의 흡입력, 즉 청소 성능이 저하되므로 압력 손실을 최소화할 필요가 있다.
이때, 압력 손실을 줄이면, 멀티 사이클론 집진장치의 분리 효율이 감소할 수 있으므로, 멀티 사이클론 집진장치의 분리 효율은 거의 그대로 유지하면서 압력 손실을 최소화할 수 있는 멀티 사이클론 집진장치가 요구된다.
본 개시는 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 분리 효율은 종래 기술에 의한 멀티 사이클론 집진장치와 거의 동일하게 유지하면서 압력 손실을 줄일 수 있는 멀티 사이클론 집진장치와 이를 구비한 진공청소기와 관련된다.
본 개시의 일 측면에 따르는 멀티 사이클론 집진장치는, 인입된 오물 함유 공기에서 1차로 오물을 분리하도록 형성된 1차 사이클론; 및 상기 1차 사이클론의 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론에서 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성되며, 각각 복수의 유입구와 한 개의 배출구가 마련된 복수의 2차 사이클론;을 포함하며, 상기 복수의 2차 사이클론 각각에 마련된 상기 복수의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 몸체에서 외측으로 돌출되며, 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면의 상단에 마련될 수 있다.
또한, 상기 복수의 2차 사이클론 각각은, 상기 복수의 유입구가 마련되는 중공의 원통부; 상기 중공의 원통부의 하단에 마련되는 중공의 원뿔대부; 및 상기 원통부의 상단에 설치되며, 상기 배출구가 마련된 상판;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 원통부와 상기 원뿔대부는 일체로 형성되며, 상기 상판은 상기 원통부와 별개로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 유입구는 공기가 상기 원통부의 외주면에 대해 접선 방향으로 유입될 수 있도록 형성된 유입 덕트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 유입구는 각각의 단면적이 상기 배출구의 단면적 이하가 되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 유입구 각각은, 상기 복수의 2차 사이클론 각각에 형성된 개구; 및 상기 개구를 감싸도록 형성된 유입 덕트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유입 덕트는, 상기 2차 사이클론의 외주면에 대해 접선 방향으로 설치되는 유입 안내벽; 상기 유입 안내벽의 상단과 상기 2차 사이클론의 상단을 연결하는 상부벽; 및 상기 상부벽과 평행하게 설치되며, 상기 유입 안내벽의 하단과 상기 2차 사이클론의 외주면을 연결하는 하부벽;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 유입구 각각은 상기 유입 덕트의 시작단에 대응하는 상기 2차 사이클론의 외주면에서 상기 개구를 향해 연장된 조절부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 조절부는 상기 2차 사이클론의 외주면에 대응하는 가상원을 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 2차 사이클론의 배출구는 배출관을 포함하며, 상기 배출관의 하단은 상기 복수의 유입관 각각의 하단과 동일하거나 낮은 위치에 위치할 수 있다.
또한, 상기 1차 사이클론은 중간 챔버로 공기를 배출하며, 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 복수의 유입구는 상기 중간 챔버를 향해 개방되도록 마련될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 상기 1차 사이클론을 형성하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되며, 상기 복수의 2차 사이클론과 상기 하우징을 구획하는 중간벽; 상기 복수의 2차 사이클론의 하부에 마련되며, 상기 복수의 2차 사이클론에서 분리되는 미세 먼지를 수거하는 집진실; 상기 복수의 2차 사이클론의 하단과 상기 집진실 사이를 구획하도록 상기 중간벽의 내부에 설치되는 하부판; 및 상기 복수의 2차 사이클론 사이의 공간을 막도록 상기 복수의 2차 사이클론의 상단에 설치되는 상부판;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 중간벽의 상기 상부판과 상기 하부판 사이에 대응하는 부분에는 전 둘레를 따라 다공성부재가 설치될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따르는 진공청소기는, 흡입 노즐; 상기 흡입 노즐에 연결되는 멀티 사이클론 집진장치; 및 상기 멀티 사이클론 집진장치에 연결되며, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터;를 포함하며, 상기 멀티 사이클론 집진장치는, 인입된 오물 함유 공기에서 1차로 오물을 분리하도록 형성된 1차 사이클론; 및 상기 1차 사이클론의 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론에서 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성되며, 각각 복수의 유입구와 한 개의 배출구가 마련된 복수의 2차 사이클론;을 포함하며, 상기 복수의 2차 사이클론 각각에 마련된 상기 복수의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 몸체에서 외측으로 돌출되며, 상기 몸체의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치에 의하면, 분리 효율은 종래 기술에 의한 멀티 사이클론 집진장치와 거의 동일하게 유지하면서 압력 손실을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 사시도;
도 2는 도 1의 멀티 사이클론 집진장치를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단하여 나타낸단면도;
도 3은 도 2의 멀티 사이클론 집진장치를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단하여 나타낸 단면도;
도 4는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 2차 사이클론을 나타내는 사시도;
도 5는 도 4의 2차 사이클론의 평면도;
도 6은 도 4의 2차 사이클론의 종단면도;
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 복수의 2차 사이클론의 일체로 된 몸체와 상판을 분리한 상태를 나타내는 분리 사시도;
도 8은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 복수의 2차 사이클론의 몸체를 형성하는 사출물을 성형하기 위한 금형을 개략적으로 나타낸 단면도;
도 9a 내지 도 9d는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 2차 사이클론에서 상판을 분리한 상태를 나타내는 평면도;
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 2차 사이클론의 다른 예를 나타내는 종단면도;
도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 무선 스틱 청소기를 나타내는 도면;
도 12는 도 11의 무선 스틱 청소기에 설치된 멀티 사이클론 집진장치를 나타내는 부분 단면도;
도 13은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 로봇청소기를 나타내는 도면;이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용한 '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
본 개시는 진공청소기에 설치되어 흡입 모터에 의해 발생하는 흡입력에 의해 흡입되는 오물과 먼지를 함유한 공기(이하, 오물 함유 공기라 함)에서 오물과 먼지를 분리하고 깨끗해진 공기를 외부로 배출하는 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 멀티 사이클론 집진장치를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단하여 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 멀티 사이클론 집진장치를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 1차 사이클론(10)과 복수의 2차 사이클론(20)을 포함할 수 있다.
1차 사이클론(10)은 인입된 오물 함유 공기가 선회하도록 함으로써 오물 함유 공기에 작용하는 원심력을 이용하여 1차로 크기가 큰 오물과 먼지를 분리하도록 형성된다. 1차 사이클론(10)에서 1차로 오물과 먼지가 분리된 공기는 복수의 2차 사이클론(20)으로 배출된다.
1차 사이클론(10)은 멀티 사이클론 집진장치(1)의 외관을 형성하는 하우징(11)과 하우징(11)의 내측에 설치되는 중간벽(12)에 의해 구현될 수 있다.
하우징(11)은 대략 중공의 원통 형상으로 형성되며, 일단에 형성된 바닥(11a)을 포함한다. 즉, 하우징(11)은 바닥(11a)이 있는 원통형의 용기 형상으로 형성된다. 하우징(11)의 외주면, 즉, 측벽 상부에는 외부의 오물 함유 공기가 인입되는 인입구(11b)가 마련된다. 하우징(11)의 인입구(11b)는 연장관(160)(도 11 및 도 12 참조)을 통해 진공 청소기(100)의 흡입 노즐(170)(도 11 참조)과 연통될 수 있다. 따라서, 흡입 노즐(170)을 통해 흡입되는 피청소면의 오물과 먼지는 인입구(11b)를 통해 1차 사이클론(10)으로 인입된다.
중간벽(12)은 중공의 원통 형상으로 형성되며 하우징(11)의 내측에 하우징(11)과 동심 상으로 설치된다. 중간벽(12)은 하우징(11)의 측벽과 일정 거리 이격되어 있으므로, 중간벽(12)과 하우징(11) 사이에는 도넛 형상의 공간이 형성된다. 하우징(11)의 인입구(11b)로 인입된 오물 함유 공기는 중간벽(12)과 하우징(11)의 측벽 사이의 공간을 선회하게 된다. 1차 사이클론(10)에서 원심력에 의해 분리된 오물과 먼지는 하우징(11)의 바닥(11a)에 수거된다.
중간벽(12)은 다공성 부재(13)를 포함할 수 있다. 다공성 부재(13)는 중간벽(12)의 길이 방향으로 대략 중간 부분에 중간벽(12)의 전 둘레를 따라 마련될 수 있다. 다공성 부재(13)는 그릴, 필터 등과 같이 공기는 통과시키고 크기가 큰 오물과 먼지는 통과시키지 않도록 다수의 구멍을 구비한 형상으로 형성될 수 있다. 다공성 부재(13)는 1차 사이클론(10)에서 오물과 먼지가 1차로 제거된 공기가 배출되는 배출구의 기능을 한다. 따라서, 중간벽(12)의 내부 공간은 1차 사이클론(10)에서 다공성 부재(13)를 통해 배출되는 공기가 모이는 중간 챔버(17)를 형성할 수 있다.
중간벽(12)의 내측, 즉 중간 챔버(17)에는 복수의 2차 사이클론(20)이 설치된다. 따라서, 중간벽(12)은 복수의 2차 사이클론(20)과 1차 사이클론(10)을 구획한다.
복수의 2차 사이클론(20)은 1차 사이클론(10)에서 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성된다. 1차 사이클론(10)에서 배출되는 공기는 크기가 큰 오물과 먼지는 제거되고 미세 먼지만 함유한 상태이다.
본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 9개의 2차 사이클론(20)이 원 형상으로 배치되어 있다. 구체적으로, 중앙에 한 개의 2차 사이클론(20)이 배치되고, 중앙의 2차 사이클론(20)의 주위에 8개의 2차 사이클론(20)이 원 형상으로 배치된 형태이다(도 7 참조). 이러한 구조는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)를 도 11에 도시한 바와 같은 무선 스틱 청소기(100)에 사용하는 경우에 적용할 수 있다.
그러나, 이러한 2차 사이클론(20)의 개수와 배치는 일 예일 뿐이며, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 적용되는 진공 청소기에 따라 2차 사이클론(20)은 다양한 개수로 다양한 형태로 배치될 수 있음은 당연하다.
복수의 2차 사이클론(20)은 각각 복수의 유입구(30)와 한 개의 배출구(25)를 포함할 수 있다. 즉, 한 개의 2차 사이클론(20)은 복수의 유입구(30)와 한 개의 배출구(25)를 포함할 수 있다.
복수의 유입구(30)는 2차 사이클론(20)의 외주면에서 외측으로 돌출되도록 형성되며, 중간 챔버(17)를 향해 개방되어 있다. 구체적으로, 복수의 유입구(30) 각각은 2차 사이클론(20)의 몸체(21)의 외주면에서 외측으로 돌출되도록 형성된다. 또한, 복수의 유입구(30) 각각은 2차 사이클론(20)에 대해 접선 방향으로 형성된다. 즉, 각 유입구(30)는 2차 사이클론(20)의 몸체(21)의 외주면에 대해 접선 방향으로 외측으로 돌출되도록 형성된다. 따라서, 중간 챔버(17)의 공기는 접선 방향으로 2차 사이클론(20)으로 인입된다.
배출구(25)는 2차 사이클론(20)의 상단에 형성된다. 구체적으로 배출구(25)는 2차 사이클론(20)의 몸체(21)의 상단의 중심에 형성된다. 복수의 2차 사이클론(20)의 각각의 구체적인 형상에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다.
복수의 2차 사이클론(20)의 하단에는 중간벽(12)의 하부를 막는 하부판(15)이 설치된다. 즉, 하부판(15)은 중간벽(12)의 내부에 설치되며, 복수의 2차 사이클론(20)의 아래에 마련되는 집진실(40)과 복수의 2차 사이클론(20)이 설치되는 중간 챔버(17) 사이를 구획한다. 하부판(15)에는 복수의 2차 사이클론(20)의 하단부가 삽입될 수 있는 복수의 구멍이 형성된다.
집진실(40)은 복수의 2차 사이클론(20)의 아래에 마련되며, 복수의 2차 사이클론(20)에서 분리되는 미세 먼지를 수거할 수 있도록 형성된다. 집진실(40)은 하우징(11)의 바닥(11a)의 중심부분에서 상측으로 대략 깔때기 형상으로 연장되는 집진통(41)으로 형성될 수 있다. 집진통(41)은 하부판(15)을 넘어 아래로 일정 길이 연장된 중간벽(12)에 의해 둘러싸일 수 있다.
또한, 하우징(11)의 바닥(11a)의 집진통(41)의 외측 둘레의 공간은 1차 사이클론(10)에 의해 분리된 오물이 수거되는 오물 수거실(44)을 형성한다. 집진실(40)은 오물 수거실(44)과 연통되지 않도록 집진통(41)으로 차폐되어 있다.
복수의 2차 사이클론(20)의 상단에는 중간벽(12)의 상부를 막는 상부판(14)이 설치된다. 상부판(14)은 복수의 2차 사이클론(20)의 상단을 막는다. 또한, 상부판(14)은 복수의 2차 사이클론(20) 사이의 틈을 막아 복수의 2차 사이클론(20)이 설치된 중간 챔버(17)가 외부와 연통되지 않도록 한다. 따라서, 중간벽(12), 상부판(14), 및 하부판(15)으로 둘러싸인 공간이 복수의 2차 사이클론(20)이 설치되는 중간 챔버(17)를 형성한다.
상부판(14)에는 복수의 2차 사이클론(20)에 대응하는 복수의 배출구(25)가 형성된다. 복수의 배출구(25)는 원형 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상부판(14)을 복수의 2차 사이클론(20)의 상단을 덮으면, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 2차 사이클론(20) 각각의 상단에 배출구(25)가 위치하게 된다. 따라서, 중간 챔버(17)로 인입된 공기는 복수의 2차 사이클론(20)의 유입구(30)로 인입되어 2차 사이클론(30)의 내부에서 선회한 후 배출구(25)를 통해 외부로 배출된다.
복수의 2차 사이클론(20)의 상측에는 복수의 2차 사이클론(20)에서 배출되는 공기의 통로로서 기능하며, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 진공청소기에 고정될 수 있도록 하는 베이스(50)가 마련된다. 베이스(50)는 흡입력을 발생하는 흡입 모터와 연통된다. 본 실시예의 멀티 사이클론 집진장치(1)는 도 11과 같은 스틱 무선 청소기(100)와 도 13의 로봇 청소기(200)에 설치될 수 있다.
베이스(50)는 대략 중공의 원통 형상으로 형성되며, 베이스(50)의 하단에는 상부판(14)이 설치되며, 베이스(50)의 상단은 개방된다. 따라서, 복수의 2차 사이클론(20) 각각의 배출구(25)에서 배출되는 공기는 베이스(50)의 내부를 통과하여 베이스(50)의 상단으로 배출된다.
상술한 중간벽(12)은 베이스(50)의 하단에서 연장되도록 형성된다. 또한, 하우징(11)은 중간벽(12)의 외측으로 베이스(50)의 상부에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 복수의 2차 사이클론 각각에 대해 상세하게 설명한다. 참고로, 복수의 2차 사이클론(20)은 모두 동일하게 형성되므로 이하에서는 한 개의 2차 사이클론(20)을 기준으로 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 2차 사이클론을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 2차 사이클론의 평면도이고, 도 6은 도 4의 2차 사이클론의 종단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 2차 사이클론(20)은 원통부(22), 원뿔대부(23), 및 상판(24)을 포함할 수 있다.
원통부(22)는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 원통부(22)의 외주면에는 복수의 유입구(30)가 마련된다. 복수의 유입구(30)는 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 외주면에서 외측으로 돌출되도록 형성된다. 또한, 복수의 유입구(30) 각각은 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성된다. 즉, 복수의 유입구(30) 각각은 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 외주면에서 외측으로 돌출되며, 원통부(22)의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성된다.
복수의 유입구(30)는 최대 지름을 갖는 원통부(22)의 외주면에 접하도록 형성된다. 이와 같이 복수의 유입구(30)를 2차 사이클론(20)의 최대 지름을 갖는 원통부(22)의 외주면에 형성하면 분리 효율을 유지할 수 있다. 또한, 2차 사이클론(20)에 복수의 유입구(30)를 형성하면 2차 사이클론(20)에서 발생하는 압력 손실을 한 개의 유입구를 갖는 종래 기술에 의한 2차 사이클론보다 줄일 수 있다. 또한, 복수의 유입구(30)를 2차 사이클론(20)의 외주면에서 돌출되도록 형성하면, 공기의 유로가 형성되어 중간 챔버(17)의 공기가 복수의 유입구(30)를 통해 2차 사이클론(20)의 내부로 원할하게 인입될 수 있다. 또한, 복수의 유입구(30)가 2차 사이클론(20)의 외주면에 접선 방향으로 형성되므로, 공기가 복수의 유입구(30)를 통해 2차 사이클론(20)의 내부로 접선방향으로 인입되므로 2차 사이클론(20)의 내부에서 선회하는 공기에 작용하는 원심력을 최대로 할 수 있다.
원뿔대부(23)는 상기 원통부(22)의 하단에 마련되며, 중공으로 형성된다. 원뿔대부(23)의 하단은 개방되어 있어 분리된 먼지가 배출되는 먼지 출구(26)를 형성한다. 또한, 원뿔대부(23)는 원통부(22)와 일체로 형성되어 2차 사이클론(20)의 몸체(21)를 형성한다.
상판(24)은 상기 원통부(22)의 상단에 설치되며, 복수의 유입구(30)를 통해 2차 사이클론(20)으로 유입된 공기가 배출되는 배출구(25)가 마련된다. 상판(24)은 원통부(22)의 상단을 막을 수 있도록 원통부(22)에 대응하는 원판 형상으로 형성된다. 배출구(25)는 상판(24)의 중심에 설치될 수 있다. 배출구(25)는 일정한 길이의 원형 파이프 형상을 갖는 배출관(25a)으로 형성될 수 있다.
2차 사이클론(20)의 성형을 용이하게 할 수 있도록 2차 사이클론(20)의 상판(24)은 원통부(22)와 별개로 형성할 수 있다. 또한, 복수의 유입구(30)를 포함하는 원통부(22)는 원뿔대부(23)와 일체로 형성할 수 있다. 즉, 2차 사이클론(20)은 배출구(25)를 포함하는 상판(24)을 원뿔대부(23)와 원통부(22)로 구성된 몸체(21)와 별개로 성형하여 형성할 수 있다.
본 실시예와 같이 복수의 2차 사이클론(20)을 사용하는 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 원통부(22)와 원뿔대부(23)를 1개의 사출물(M1)로 성형하고, 복수의 상판(24)을 원판 형상이며 복수의 배출관(25a)이 형성된 1개의 사출물(M2), 즉 상부판(14)으로 성형하여 복수의 2차 사이클론(20)의 몸체(21)를 형성하는 사출물(M1)의 상단에 결합할 수 있다. 이와 같이 복수의 2차 사이클론(20)의 상단을 상부판(14)으로 덮으면, 복수의 2차 사이클론(20) 각각의 상단에 대응하는 상부판(14)의 부분이 상술한 2차 사이클론(20)의 상판(24)을 형성한다. 여기서, 도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 복수의 2차 사이클론의 일체로 된 몸체와 상판을 분리한 상태를 나타내는 분리 사시도이다.
도 8은 복수의 2차 사이클론의 몸체를 형성하는 사출물을 성형하기 위한 금형을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상부 금형(301)의 코어(302)를 쉽게 분리할 수 있도록 2차 사이클론 몸체(21)의 내면(21a)은 하단에서 상단을 향해 걸림부가 없는 형상이다. 또한, 하부 금형(302)에서 사출물(M1)을 쉽게 취출할 수 있도록 2차 사이클론 몸체(21)의 외면(21b)은 상단에서 하단을 향해 걸림부가 없는 형상으로 형성된다. 따라서, 복수의 2차 사이클론(20)의 몸체(21)는 한 개의 금형(300)을 사용하여 한 개의 사출물(M1)로 형성할 수 있다.
이와 같이 복수의 2차 사이클론(20)의 몸체(21)를 한 개의 사출물(M1)로 형성하면, 2차 사이클론의 몸체를 2개의 사출물로 형성하는 종래 기술에 비해 부품수가 감소되며, 부품 사이의 실링의 문제도 해결할 수 있다.
복수의 유입구(30)는 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 외주면에 일정 간격으로 마련된다. 본 실시예의 경우에는 2차 사이클론(20)에 3개의 유입구(30)가 마련되어 있으나, 이는 일 예일 뿐이며, 유입구(30)는 2개, 또는 4개 이상 형성될 수도 있다.
이때, 복수의 유입구(30)는 각각의 단면적이 2차 사이클론(20)의 배출구(25)의 단면적 이하가 되도록 형성할 수 있다. 즉, 한 개의 유입구(30)의 단면적이 2차 사이클론(20)의 배출구(25)의 단면적보다 크지않도록 형성할 수 있다.
또한, 복수의 유입구(30)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 유입구(30)의 하단(34)이 배출구(25)를 형성하는 배출관(25a)의 하단(25b)과 동일하거나 높은 위치에 설치될 수 있다. 다시 말하면, 배출관(25a)의 하단(25b)은 복수의 유입구(30) 각각의 하단(34)과 동일하거나 낮은 위치에 위치하도록 설치된다.
복수의 유입구(30)는 2차 사이클론(20)의 외주면에 형성된 복수의 개구(35)와 2차 사이클론(20)의 외주면에서 돌출되며 복수의 개구(35)를 감싸도록 형성된 복수의 유입 덕트(31)를 포함할 수 있다. 즉, 2차 사이클론(20)의 각 유입구(30)는 원통부(22)의 외주면의 상단에 형성된 개구(35)와 이 개구(35)를 감싸는 유입 덕트(31)를 포함할 수 있다.
유입 덕트(31)는 대략 3각 기둥 형상으로 형성되며, 2차 사이클론(20)의 외주면에 대해 접선 방향으로 공기를 유입시킬 수 있도록 형성된다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 덕트(31)는 2차 사이클론(20)의 몸체(21)에 대해 접선 방향으로 설치되는 유입 안내벽(32), 상기 유입 안내벽(32)의 상단과 2차 사이클론(20)의 상단을 연결하는 상부벽(33), 및 상기 상부벽(33)과 평행하게 설치되며, 유입 안내벽(32)의 하단과 2차 사이클론(20)의 몸체(21)의 외주면을 연결하는 하부벽(34)을 포함할 수 있다. 따라서, 유입 안내벽(32), 상부벽(33), 및 하부벽(34)으로 형성되는 유입 덕트(31)의 입구는 대략 직사각형 형상으로 형성된다. 이 유입 덕트(31)의 입구의 직사각형의 면적을 유입구(30)의 단면적이라고 할 수 있다. 따라서, 유입 덕트(31)의 입구의 직사각형의 면적을 2차 사이클론(20)의 배출구(25)의 단면적 이하로 형성할 수 있다.
유입 안내벽(32)은 대략 직사각형의 평판으로 형성되며, 2차 사이클론(20)의 원통부(22)에 대해 접선 방향으로 설치된다. 즉, 유입 안내벽(32)은 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 개구(35)의 일단에 접선 방향으로 설치된다.
하부벽(34)은 대략 삼각형 형상의 평판으로 형성되며, 유입 안내벽(32)의 하단과 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 측면을 연결한다. 따라서, 원통부(22)의 측면과 접하는 하부벽(34)의 측변은 2차 사이클론(20)의 원통부(22)에 대응하는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 하부벽(34)이 유입구(30)의 하단을 형성한다. 따라서, 하부벽(34)은 배출구(25)를 형성하는 배출관(25a)의 하단(25b)과 동일하거나 높은 위치에 설치될 수 있다.
상부벽(33)은 하부벽(34)에 대응하는 형상으로 형성된다. 즉 상부벽(33)은 대략 삼각형 형상의 평판으로 형성되며, 유입 안내벽(32)의 상단과 2차 사이클론(20)의 상단, 즉 상판(24)을 연결한다. 따라서, 상판(24)과 접하는 상부벽(33)의 측변은 2차 사이클론(20)의 상판(24)에 대응하는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 유입 덕트(31)의 상부벽(33)은 2차 사이클론(20)의 상판(24)과 일체로 형성할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 원판 형상의 상판(24)에서 대략 3각형 형상의 상부벽(33)이 돌출되는 형태로 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 3개의 유입구(30)가 마련되므로, 상판(24)에는 3개의 상부벽(33)이 일체로 형성된다. 본 실시예와 같이 2차 사이클론(20)의 상판(24)이 도 7에 도시된 바와 같이 한 개의 사출물(M2), 즉 상부판(14)으로 형성되는 경우에는 유입 덕트(31)의 상부벽(33)은 상부판(14)의 일부로 형성된다.
본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)를 도 11에 도시된 스틱 무선 청소기(100)나 도 13에 도시된 로봇 청소기(200)에 사용하는 경우에는 멀티 사이클론 집진장치(1)의 크기를 가능한 작게 하면서도 흡입력은 크게 하는 것이 필요하다.
이를 위해서는 멀티 사이클론 집진장치(1)의 외경(D1)은 약 100 ~ 110 mm로 할 수 있고, 복수의 2차 사이클론(20)이 설치되는 중간 챔버(17)의 외경(D2)는 약 75 ~ 85 mm로 할 수 있다. 이와 같은 경우, 복수의 2차 사이클론(20)을 도 3에 도시한 바와 같이 9개를 배치할 수 있다. 이때, 2차 사이클론(20)에 형성되는 복수의 유입구(30)는 3개가 적절하다. 이 경우, 2차 사이클론(20)이 2개 또는 4개 이상의 유입구(30)를 갖도록 형성할 수도 있으나, 3개의 유입구(30)를 갖는 경우보다 압력 손실이 더 크게 된다. 만일, 멀티 사이클론 집진장치(1)의 외경(D1)과 중간 챔버(17)의 외경(D2)을 더 크게 하는 경우에는, 2차 사이클론(20)은 4개의 유입구(30)를 갖도록 형성할 수 있다. 그러나, 본 실시예와 같이 크기의 제한을 갖는 스틱 무선 청소기나 로봇 청소기에 사용하는 멀티 사이클론 집진장치(1)는 복수의 2차 사이클론(20) 각각이 3개의 유입구(30)를 갖도록 형성하는 것이 좋다.
도 9a 내지 도 9d는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 2차 사이클론에서 상판을 분리한 상태를 나타내는 평면도이다.
개구(35)는 도 9a에 도시된 바와 같이, 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 측면과 접하는 유입 덕트(31)의 하부벽(34)의 측변과 동일하게 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 측면을 절개하여 형성할 수 있다.
그러나 다른 예로는 도 9b 내지 도 9d에 도시된 바와 같이 개구(35)에 조절부(39, 39', 39")를 마련할 수 있다. 조절부(39, 39', 39")는 유입 덕트(31)의 시작단에 대응하는 2차 사이클론(20)의 원통부(22)의 측면에서 개구(35)를 향해 연장되도록 형성된다. 조절부(39, 39', 39")는 유입 덕트(31)로 인입되는 공기가 통과하는 유입 덕트(31)의 중간 부분의 단면적을 조절할 수 있다.
조절부(39)는 도 9b에 도시된 바와 같이 2차 사이클론(20)의 측면, 즉 원통부(22)에 대응하는 가상원(22a)을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 조절부(39)는 도 9a에 도시된 2차 사이클론(20)의 개구(35)에 비해 개구(35)의 면적을 줄일 수 있다.
또는, 도 9c에 도시된 바와 같이 조절부(39')는 일단이 유입 덕트(31)의 유입 안내벽(32)을 향하도록 경사지게 설치할 수 있다. 즉, 조절부(39')는 원통부(22)에 대응하는 가상원(22a)에서 외측을 향하도록 경사지게 마련할 수 있다. 이와 같은 경우는 도 9b의 조절부(39)에 비해 유입 안내벽(32)과 조절부(39') 일단 사이의 간격(G)이 좁아지므로 유입 덕트(31)로 인입되는 공기가 통과하는 통로의 단면적이 좁아지게 된다.
또는, 도 9d에 도시된 바와 같이 조절부(39")는 일단이 2차 사이클론(20)의 내부를 향하도록 경사지게 설치할 수 있다. 즉, 조절부(39")는 원통부(22)에 대응하는 가상원(22a)에서 내측을 향하도록 경사지게 마련할 수 있다. 이와 같은 경우는 도 9b의 조절부(39')에 비해 유입 안내벽(32)과 조절부(39") 일단 사이의 간격(G)이 넓어지므로 유입 덕트(31)로 인입되는 공기가 통과하는 통로의 단면적이 넓어지게 된다. 상기에서, 유입 안내벽(32)과 조절부(39, 39', 39") 일단 사이의 간격(G)은 조절부(39, 39', 39")의 일단에서 유입 안내벽(32)으로 수직하게 그은 직선의 길이를 말한다.
이상에서는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 2차 사이클론(20)의 몸체(21)가 원통부(22)와 원뿔대부(23)로 형성된 경우에 대해 설명하였으나, 2차 사이클론(20)의 몸체(21)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
2차 사이클론(20)의 몸체(21')는 도 10에 도시한 바와 같이 원통부 없이 원뿔대부로만 형성할 수 있다. 이 경우에는 복수의 유입구(30)는 원뿔대부(21')의 측면의 상단에 형성되고, 배출구(25)는 원뿔대부(21')의 상단에 설치되는 상판(24)에 마련된다. 유입구(30)를 형성하는 유입 덕트(31)의 형상과 배출구(25)는 상술한 2차 사이클론(20)의 유입 덕트(31) 및 배출구(25)와 유사하거나 동일하게 형성할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치의 동작에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
오물 함유 공기는 인입구(11b)를 통해 1차 사이클론(10)으로 인입된다(화살표 A). 인입구(11b)로 인입된 오물 함유 공기는 1차 사이클론(10)의 내부에서 선회한다. 오물 함유 공기가 1차 사이클론(10)의 내부에서 선회하는 동안, 원심력에 의해 오물이 분리된다. 구체적으로, 오물 함유 공기는 하우징(11)의 일측에 마련된 인입구(11b)를 통해 하우징(11)의 내부로 인입되어 1차 사이클론(10)을 형성하는 하우징(11)의 측벽과 중간벽(12) 사이의 공간을 선회하게 된다. 이때, 원심력에 의해 오물 함유 공기에 함유된 오물과 먼지가 분리되어 하우징(11)의 바닥(11a)에 형성된 오물 수거실(44)로 낙하하여 모이게 된다.
오물이 제거된 공기는 중간벽(12)에 마련된 다공성 부재(13)를 통해 중간 챔버(17)로 인입된다(화살표 B).
중간 챔버(17)에는 복수의 2차 사이클론(20)의 복수의 유입구(30)가 개방되어 있다. 따라서, 중간 챔버(17)로 인입된 공기는 복수의 2차 사이클론(20)의 복수의 유입구(30)를 통해 복수의 2차 사이클론(20)의 몸체(21)로 유입되게 된다(화살표 C). 이때, 한 개의 2차 사이클론(20)에는 복수의 유입구(30), 본 실시예의 경우에는 3개의 유입구(30)가 마련되어 있으므로, 한 개의 2차 사이클론(20)에는 3개의 유입구(30)를 통해 공기가 인입된다. 이와 같이 복수의 유입구(30)를 통해 공기가 2차 사이클론(20)으로 인입되므로 압력 손실이 줄어들게 된다.
2차 사이클론(20)의 복수의 유입구(30)를 통해 인입된 공기는 2차 사이클론(20)의 내부에서 선회하게 된다. 따라서, 2차 사이클론(20)의 내부에서 선회하는 공기에 작용하는 원심력에 의해 미세 먼지가 분리된다. 분리된 미세 먼지는 2차 사이클론(20)의 몸체(21)를 따라 하강하여 먼지 출구(26)를 통해 집진실(40)로 낙하한다.
복수의 2차 사이클론(20)에서 미세 먼지가 제거된 공기는 복수의 2차 사이클론(20) 각각의 배출구(25)를 통해 베이스(50)로 배출된다(화살표 D).
베이스(50)로 배출된 공기는 베이스(50)의 상단을 통해 멀티 사이클론 집진장치(1)의 외부로 배출된다(화살표 E).
하우징(11)의 오물 수거실(44)에 수거된 오물과 집진통(41)에 수거된 미세 먼지는 하우징(11)을 베이스(50)에서 분리하여 버릴 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 복수의 유입구(30)를 통해 공기가 복수의 2차 사이클론(20) 각각으로 인입되므로, 분리 효율은 유지하면서 압력 손실을 줄일 수 있다.
발명자는 복수의 2차 사이클론 각각이 한 개의 유입구와 한 개의 배출구를 갖는 종래 기술에 의한 멀티 사이클론 집진장치와 복수의 2차 사이클론(20) 각각이 3개의 유입구(30)와 한 개의 배출구(25)를 갖는 상술한 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)의 분리 효율과 압력 손실을 비교하는 실험을 하였다. 그 실험 결과가 아래의 표 1에 기재되어 있다.
구분 모터 용량(W) 분리 효율 압력 손실
종래기술 550 99% 175 mmH2O
본 개시 550 99% 90 mmH2O
상기의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)는 동일한 용량의 모터를 사용하는 진공청소기에서 분리 효율은 99%로 종래 기술에 의한 멀티 사이클론 집진장치와 동일하게 유지하면서, 압력 손실은 175 mmH2O에서 90 mmH2O로 감소되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 개시에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)와 같이 2차 사이클론(20)의 유입구(30)의 개수를 늘리면 압력 손실을 감소시켜 진공청소기의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 갖는 진공청소기에 대해 설명한다.
먼저, 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치가 무선 스틱 청소기에 적용된 경우에 대해 설명한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 무선 스틱 청소기를 나타내는 도면이고, 도 12는 도 11의 무선 스틱 청소기에 설치된 멀티 사이클론 집진장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 무선 스틱 청소기(100)는 본체(110), 멀티 사이클론 집진장치(1), 연장관(160)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 흡입력을 발생하는 흡입 모터(120), 무선 스틱 청소기(100)를 파지할 수 있는 손잡이(130), 흡입 모터(120)에 전원을 공급하는 배터리(140), 연장관(160)이 연결될 수 있는 연결부(150)를 포함할 수 있다.
흡입 모터(120)의 일측에는 멀티 사이클론 집진장치(1)의 베이스(50)가 장착되는 장착부(121)가 마련된다. 따라서, 멀티 사이클론 집진장치(1)를 통과하면서 오물과 먼지가 제거된 공기는 흡입 모터(120)를 통과하여 무선 스틱 청소기(100)의 외부로 배출된다.
손잡이(130)는 무선 스틱 청소기(100)의 상단에 설치되며, 사용자가 손으로 파지하여 무선 스틱 청소기(100)를 조작할 수 있도록 형성된다. 손잡이(130)에는 무선 스틱 청소기(100)의 전원을 온/오프할 수 있는 스위치(미도시)가 마련될 수 있다.
배터리(140)는 외부 전원을 이용하여 충전할 수 있는 충전 배터리가 사용될 수 있다.
연결부(150)의 일단(151)은 연장관(160)을 착탈할 수 있도록 형성되며, 타단(152)은 멀티 사이클론 집진장치(1)의 1차 사이클론(10)의 인입구(11b)와 연통되도록 형성된다. 연결부(150)의 일단(151)과 타단(152) 사이에는 외부에서 흡입되는 오물 함유 공기가 통과할 수 있는 연결 통로(153)가 마련된다. 따라서, 연결부(150)의 일단(151)에 연장관(160)을 설치하면, 외부의 공기가 연장관(160)과 연결 통로(153)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(1)로 인입된다.
연장관(160)의 일단은 본체(110)의 연결부(150)에 연결될 수 있도록 형성되며, 타단에는 피청소면을 따라 이동하며, 피청소면의 오물을 흡입하는 흡입 노즐(170)이 마련될 수 있다.
무선 스틱 청소기(100)의 전원을 온 하면, 흡입 모터(120)가 회전하여 흡입력이 발생한다. 흡입력이 발생하면, 흡입 노즐(170)을 통해 피청소면의 오물과 먼지를 포함하는 오물 함유 공기가 연장관(160)으로 인입된다.
연장관(160)으로 인입된 오물 함유 공기는 본체(110)의 연결부(150)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(1)의 인입구(11b)로 인입된다.
멀티 사이클론 집진장치(1)의 인입구(11b)로 인입된 오물 함유 공기는 1차 사이클론(10)에서 선회하게 된다. 오물 함유 공기가 1차 사이클론(10)에서 선회하는 동안 원심력에 의해 오물이 분리되어 하우징(11)의 바닥(11a)에 모이게 된다.
오물이 분리된 공기는 중간벽(12)에 마련된 다공성 부재(13)를 통해 중간 챔버(17)에 마련된 복수의 2차 사이클론(20)으로 인입된다. 이때, 공기는 복수의 2차 사이클론(20) 각각에 마련된 복수의 유입구(30)를 통해 2차 사이클론(20) 내부로 인입된다.
복수의 유입구(30)를 통해 인입된 공기가 복수의 2차 사이클론(20)의 내부에서 선회하는 동안, 미세 먼지가 원심력에 의해 분리되어 2차 사이클론(20)의 몸체를 따라 낙하한다. 2차 사이클론(20)에서 분리된 미세 먼지는 먼지 출구를 통해 집진실(40)로 수거된다.
미세 먼지가 분리되어 깨끗해진 공기는 복수의 2차 사이클론(20)의 복수의 배출구(25)를 통해 베이스(50)로 배출된다. 베이스(50)는 흡입 모터(120)와 연결되어 있으므로, 베이스(50)로 배출된 공기는 흡입 모터(120)를 통해 무선 스틱 청소기(100)의 외부로 배출된다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 로봇청소기를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 로봇 청소기(200)는 청소기 본체(210)와 흡입 노즐(240)을 포함할 수 있다.
청소기 본체(210)는 인입된 오물을 수거하는 멀티 사이클론 집진장치(1)와 오물을 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시키는 흡입 모터(230)를 포함할 수 있다. 또한, 청소기 본체(210)는 로봇 청소기(200)가 이동할 수 있도록 하는 복수의 바퀴(211), 복수의 바퀴를 구동하는 구동부(미도시), 로봇 청소기(200)의 위치를 인식할 수 있는 위치검출센서(미도시), 구동부와 흡입 모터(230)를 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부는 로봇 청소기(200)가 자율 주행하도록 제어하며, 흡입 모터(230)와 멀티 사이클론 집진장치(1)를 이용하여 피청소면을 청소할 수 있다.
멀티 사이클론 집진장치(1)는 흡입 모터(230)에 의해 발생하는 흡입력에 의해 흡입되는 오물을 포함하는 공기로부터 오물을 분리하여 수거하고 오물이 제거된 공기를 배출구를 통해 흡입 모터(230) 쪽으로 배출한다. 멀티 사이클론 집진장치(1)는상술한 바와 같이 1차 사이클론(10)과 복수의 2차 사이클론(20)을 포함한다.
멀티 사이클론 집진장치(1)의 인입구(11b)(도 2 참조)에는 흡입 노즐(240)이 연결된다. 흡입 노즐(240)은 청소기 본체(210)에 대해 회동 가능하도록 설치될 수 있다.
흡입 모터(230)는 멀티 사이클론 집진장치(1)에 연결되며, 멀티 사이클론 집진장치(1)로 오물과 함께 공기가 흡입되도록 하는 흡입력을 발생시킨다. 흡입 모터(230)의 흡입구(231)는 멀티 사이클론 집진장치(1)의 베이스(50)(도 1 참조)에 연결된다.
청소기 본체(210)에는 흡입 모터(230)가 설치될 수 있는 고정부(220)가 마련되며, 고정부(220)의 일 측면에는 흡입 모터(230)를 통과한 공기가 배출될 수 있는 배출구(221)가 마련된다.
따라서, 로봇 청소기(200)의 제어부가 흡입 모터(230)를 온 시키면, 흡입 모터(230)의 임펠러가 회전하여 흡입력을 발생시킨다. 그러면, 피청소면의 오물과 먼지가 공기와 함께 흡입 노즐(240)을 통해 흡입되어 멀티 사이클론 집진장치(1)에 의해 분리되어 수거된다. 오물이 제거된 공기는 멀티 사이클론 집진장치(1)에서 배출되어, 흡입 모터(230)를 거쳐 청소기 본체(210)의 배출구(221)를 통해 청소기 본체(210)의 외부로 배출된다.
상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
1; 멀티 사이클론 집진장치 10; 1차 사이클론
11; 하우징 12; 중간벽
13; 다공성 부재 14; 상부벽
15; 하부벽 17; 중간 챔버
20; 2차 사이클론 21; 몸체
22; 원통부 23; 원뿔대부
24; 상판 25; 배출구
26; 먼지 출구 30; 유입구
31; 유입 덕트 32; 유입 안내벽
33; 상부벽 34; 하부벽
35; 개구 39,39',39"; 조절부
40; 집진실 41; 집진통
50; 베이스 100; 무선 스틱 청소기
110; 본체 120; 흡입 모터
130; 손잡이 140; 배터리
150; 연결부 160; 연장관
170; 흡입 브러시 200; 로봇 청소기
210; 청소기 본체 220; 고정부
230; 흡입 모터 240; 흡입 노즐
301; 상부 금형 302; 하부 금형

Claims (20)

  1. 인입된 오물 함유 공기에서 1차로 오물을 분리하도록 형성된 1차 사이클론;
    상기 1차 사이클론의 내부에 원통 형상으로 설치되며, 다공성 부재를 포함하는 중간벽; 및
    상기 중간벽의 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론에서 상기 중간벽의 다공성 부재를 통해 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성되며, 각각 적어도 3개의 유입구와 한 개의 배출구가 마련된 복수의 2차 사이클론;을 포함하며,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각에 마련된 상기 적어도 3개의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 몸체에서 외측으로 돌출되며, 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성되는 유입 덕트를 포함하며,
    상기 유입 덕트의 입구는 상기 중간벽의 다공성 부재의 상단보다 낮은 위치에 위치하고,
    상기 2차 사이클론의 배출구는 배출관을 포함하며,
    상기 배출관의 하단은 상기 적어도 3개의 유입구 각각에 마련된 상기 유입 덕트의 하단과 동일하거나 낮은 위치에 위치하는, 멀티 사이클론 집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면의 상단에 마련되는, 멀티 사이클론 집진장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각은,
    상기 적어도 3개의 유입구가 마련되는 중공의 원통부;
    상기 중공의 원통부의 하단에 마련되는 중공의 원뿔대부; 및
    상기 원통부의 상단에 설치되며, 상기 배출구가 마련된 상판;을 포함하는, 멀티 사이클론 집진장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 원통부와 상기 원뿔대부는 일체로 형성되며,
    상기 상판은 상기 원통부와 별개로 형성되는, 멀티 사이클론 집진장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구는 각각의 단면적이 상기 배출구의 단면적 이하가 되도록 형성되는, 멀티 사이클론 집진장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구 각각은,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각에 형성된 개구를 포함하며,
    상기 유입 덕트는 상기 개구를 감싸도록 형성된, 멀티 사이클론 집진장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유입 덕트는,
    상기 2차 사이클론의 외주면에 대해 접선 방향으로 설치되는 유입 안내벽;
    상기 유입 안내벽의 상단과 상기 2차 사이클론의 상단을 연결하는 상부벽; 및
    상기 상부벽과 평행하게 설치되며, 상기 유입 안내벽의 하단과 상기 2차 사이클론의 외주면을 연결하는 하부벽;을 포함하는, 멀티 사이클론 집진장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구 각각은 상기 유입 덕트의 시작단에 대응하는 상기 2차 사이클론의 외주면에서 상기 개구를 향해 연장된 조절부;를 더 포함하는, 멀티 사이클론 집진장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 2차 사이클론의 외주면에 대응하는 가상원을 따라 연장되는, 멀티 사이클론 집진장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 사이클론은 중간 챔버로 공기를 배출하며,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각의 상기 적어도 3개의 유입구는 상기 중간 챔버를 향해 개방되도록 마련된, 멀티 사이클론 집진장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 사이클론을 형성하는 하우징;
    상기 복수의 2차 사이클론의 하부에 마련되며, 상기 복수의 2차 사이클론에서 분리되는 미세 먼지를 수거하는 집진실;
    상기 복수의 2차 사이클론의 하단과 상기 집진실 사이를 구획하도록 상기 중간벽의 내부에 설치되는 하부판; 및
    상기 복수의 2차 사이클론 사이의 공간을 막도록 상기 복수의 2차 사이클론의 상단에 설치되는 상부판;을 포함하는, 멀티 사이클론 집진장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 상기 중간벽의 상기 상부판과 상기 하부판 사이에 대응하는 부분에 전 둘레를 따라 설치되는, 멀티 사이클론 집진장치.
  15. 흡입 노즐;
    상기 흡입 노즐에 연결되는 멀티 사이클론 집진장치; 및
    상기 멀티 사이클론 집진장치에 연결되며, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터;를 포함하며,
    상기 멀티 사이클론 집진장치는,
    인입된 오물 함유 공기에서 1차로 오물을 분리하도록 형성된 1차 사이클론;
    상기 1차 사이클론의 내부에 원통 형상으로 설치되며, 다공성 부재를 포함하는 중간벽; 및
    상기 중간벽의 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론에서 상기 중간벽의 다공성 부재를 통해 배출된 공기에서 미세 먼지를 분리하도록 형성되며, 각각 적어도 3개의 유입구와 한 개의 배출구가 마련된 복수의 2차 사이클론;을 포함하며,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각에 마련된 상기 적어도 3개의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 몸체에서 외측으로 돌출되며, 상기 몸체의 외주면에 대해 접선 방향으로 형성되는 유입 덕트를 포함하며,
    상기 유입 덕트의 입구는 상기 중간벽의 다공성 부재의 상단보다 낮은 위치에 위치하고,
    상기 2차 사이클론의 배출구는 배출관을 포함하며,
    상기 배출관의 하단은 상기 적어도 3개의 유입구 각각에 마련된 상기 유입 덕트의 하단과 동일하거나 낮은 위치에 위치하는, 진공청소기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구는 상기 복수의 2차 사이클론 각각의 외주면의 상단에 마련되는, 진공청소기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구는 각각의 단면적이 상기 배출구의 단면적 이하가 되도록 형성되는, 진공청소기.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유입구 각각은,
    상기 복수의 2차 사이클론 각각에 형성된 개구를 포함하며,
    상기 유입 덕트는 상기 개구를 감싸도록 형성되는, 진공청소기.
  19. 삭제
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 진공청소기는 무선 스틱 청소기와 로봇 청소기를 포함하는, 진공청소기.
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