KR20000067036A - 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공청소기에 사용되는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 공기에 포함된 오염물을 1,2차에 걸쳐 원심회전시키면서 상기 공기와 오염물을 분리하도록 구조를 달리하여 미세먼지와 같은 오염물이 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없도록 함에 따라 집진효율이 향상되도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 싸이클론몸체(11)와, 상기 싸이클론몸체의 일측에 하부가 개방된 상태로 형성된 원통형상의 제1공간부(12)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 제1공간부(12) 둘레면 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 상기 제1공간부에 접선방향으로 흡입시켜 주는 제1흡입유로(13)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 타측에 형성되어 하부로 갈수록 직경이 점점더 좁아지는 원추부(14a)가 하단에 일체화된 원통형상의 제2공간부(14)와, 상기 싸이클론몸체(11)에 형성된 제1공간부(12)의 직상방 중심부와 제2공간부(14)의 둘레면 적소를 연결하여 제1공간부(12) 내로 흡입된 공기 및 오염물을 제2공간부(14)에 접선방향으로 재흡입시켜 주는 제2흡입유로(15)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 제2공간부(14) 직상방 중심부에 형성되어 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 공기를 상방으로 수직배출시켜 주는 공기배출유로(17)와, 상기 제2공간부(14)의 원추부(14a) 하단에 형성되어 제2공간부(14) 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 오염물을 배출시켜 주는 오염물배출유로(18)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 하단에 분리가능하게 결합되어 제1공간부(12)에서 1차 분리되어 배출되는 오염물 및 제2공간부(14)에서 2차 분리되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함(19)으로 구성하여서 된 것이다.

Description

싸이클론 집진장치{cyclone dust collector}

본 발명은 진공청소기에 적용되는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조를 달리하여 공기중에 포함된 오염물이 1,2차에 걸쳐 원심회전되면서 공기와 분리되도록 함에 따라 집진효율이 향상되도록 한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 가정용으로는 주로 진공청소기에 적용되고 있는데, 그 원리는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 오염물중 상기 공기는 외부로 배출하고 오염물만을 공기에서 분리하여 수집하는 것으로서, 수년전부터 이미 알려져 오고 있다.

상기한 싸이클론 집진장치의 종래 기술을 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 살펴보면 다음과 같다.

싸이클론몸체(1)가 구비되고, 상기 싸이클론몸체의 일측에는 하부가 개방된 상태의 제1공간부(2)가 형성되며, 상기 싸이클론몸체(1)의 제1공간부(2) 직상방 적소에는 공기 및 오염물을 상기 제1공간부(2)에 수직방향으로 흡입시켜 주도록 제1흡입유로(3)가 형성되고, 상기 제1공간부(2) 내에는 제1흡입유로(3)를 통해 제1공간부(2) 내로 흡입되는 오염물 중 비교적 큰 오염물을 걸러내도록 걸름망(4)이 분리가능하게 결합되고, 상기 싸이클론몸체(1)의 타측에는 하부로 갈수록 직경이 점점더 좁아지는 원추부(5a)가 하단에 일체화된 원통형상의 제2공간부(5)가 형성되며, 상기 제1공간부(2) 내로 흡입된 공기 및 오염물을 제2공간부(5)에 접선방향으로 재흡입시켜 주도록 상기 제1공간부(2)의 직상방 적소와 제2공간부(5)의 둘레면 적소가 제2흡입유로(6)로서 연결되고, 상기 제2공간부(5)의 직상방 중심부에는 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 공기를 상방으로 수직배출시켜 주도록 공기배출유로(7)가 형성되며, 상기 제2공간부(5)의 원추부(5a) 하단 중심부에는 제2공간부(5) 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물중 오염물을 하방으로 수직배출시켜 주도록 오염물배출유로(8)가 형성되고, 상기 싸이클론몸체(1)의 하단에는 제1공간부(2)의 하단 개방부를 폐쇄시켜 줌과 함께 상기 제2공간부(5) 내로 재흡입된 공기 및 오염물 중 오염물배출유로(8)를 통해 배출되는 오염물을 수집하도록 오염물수집함(9)이 분리가능하게 결합된 구조이다.

따라서, 이와같은 구조의 종래 싸이클론 집진장치를 진공청소기를 구성하는 청소기 본체 내부에 설치하여 사용하거나 아니면 상기 청소기 본체와 흡입구체를 연결하는 연장관과 연결호스 사이에 설치하여 사용하거나 하면 되는데, 상기 청소기 본체 내부에 설치한 상태에서는 싸이클론몸체(1)의 제1공간부(2) 직상방 적소에 형성된 제1흡입유로(3)만이 청소기 본체의 연결호스 결합부분인 입구부에 결합되고, 연장관과 연결호스 사이에 설치한 상태에서는 싸이클론몸체(1)의 제1공간부(2) 직상방 적소에 형성된 제1흡입유로(3)가 연장관에 결합됨과 함께 제2공간부(5)의 직상방 중심부에 형성된 공기배출유로(7)가 연결호스에 결합된다.

이하 진공청소기의 사용에 따라 공기와 함께 흡입되는 각종 오염물이 수집되는 집진과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

사용자가 청소작업을 수행하기 위해 전원을 인가시킨 다음 청소시작모드를 선택하면, 상기 진공청소기를 구성하는 본체 내의 흡입력 발생수단이 작용하여 흡입력을 발생시키므로 실내의 오염물이 공기와 함께 진공청소기의 흡입구체를 통해 흡입되고, 이 흡입되는 공기 및 오염물은 결국 싸이클론몸체(1)의 제1공간부(2) 직상방 적소에 형성되어 있는 제1흡입유로(3)를 통해 상기 제1공간부(2)에 수직방향으로 흡입된다.

이와 같이하여 오염물과 함께 싸이클론몸체(1)의 제1공간부(2) 내로 공기가 흡입될 때 상기 오염물 중 종이조각과 같은 비교적 큰 입자의 오염물은 제1공간부(2) 내에 분리가능하게 설치되어 걸름망(4)에 의해 걸러지므로 작은 입자의 오염물이 포함된 공기만이 계속해서 제2흡입유로(6)을 통해 제2공간부(5) 내에 접선방향으로 재흡입되고, 이 재흡입된 공기 및 오염물은 상기 제2공간부가 원통형상임에 따라 원심회전하면서 하부로 이동을 하게 되는데, 이때 공기와 오염물은 밀도차이에 의하여 각기 서로 다른 원심력을 받으므로 비교적 가벼운 공기는 제2공간부(5)의 중심부분으로 모여들면서 회오리를 일으키다가 어느순간 역방향으로 상승기류를 형성하여 상기 싸이클론몸체(1)의 제2공간부(5) 직상방 중심부에 형성된 공기배출유로(7)를 통해 상방으로 수직 배출됨과 동시에 비교적 공기보다 무거운 오염물은 제2공간부(5)의 둘레면을 따라 계속 하강하다가 상기 제2공간부의 원추부(5a)에 형성된 오염물배출유로(8)를 통해 하방으로 수직배출된다.

상기에서 제2공간부(5)의 하단에는 하부로 갈수록 직경이 점점 더 좁아지는 원추부(5a)가 형성되어 있는데, 이는 제2공간부(5) 내에 접선방향으로 흡입된 공기 및 오염물이 원심회전할 때 하부에서의 원심력이 더욱 커지도록 하여 공기와 오염물의 분리가 더욱 완벽하게 이루어지도록 하면서 공기배출유로(7)을 통한 공기의 배출과 오염물배출유로(8)을 통한 오염물의 배출이 더욱 원활하게 이루어지도록 하기 위함에 있다.

한편 제2공간부(5)에서 오염물배출유로(8)을 통해 배출되는 오염물은 싸이클론몸체(1)의 하단에 분리가능하게 결합되어 있는 오염물수집함(9)에 수집되므로 결국 오염물이 집진되고, 상기 오염물이 오염물수집함(9)에 수집되어 필요이상 쌓이게 되면 상기 오염물수집함을 오염물배출유로(8)에서 분리하여 수집되어 있는 오염물을 버린 다음 다시 재결합시켜 사용하면 된다.

그러나 종래 이와같은 싸이클론 집진장치는 공기에 포함된 오염물 중 종이조각과 같이 비교적 큰 입자의 오염물만을 1차적으로 걸른 다음 나머지의 오염물을 공기와 함께 원심회전시켜 상기 공기에서 분리하므로 결국 오염물의 분리가 한번의 원심회전에 의해서만 행하여 짐에 따라 오염물중 미세먼지의 일부가 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되면서 공기배출유로를 통해 함께 배출되고, 이로인해 집진효율이 그만큼 떨어져 결국 진공청소기의 본체 내부로 별도의 필터를 부가적으로 사용하여야 만 하여 상기 진공청소기의 본체가 대형화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 공기에 포함된 오염물을 1,2차에 걸쳐 원심회전시키면서 상기 공기와 오염물을 분리하도록 구조를 달리하여 오염물의 집진효율이 향상되도록 함에 따라 미세먼지와 같은 오염물의 일부가 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 형태에 따르면, 싸이클론몸체와, 상기 싸이클론몸체의 일측에 하부가 개방된 상태로 형성된 원통형상의 제1공간부와, 상기 싸이클론몸체의 제1공간부 둘레면 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 상기 제1공간부에 접선방향으로 흡입시켜 주는 제1흡입유로와, 상기 싸이클론몸체의 타측에 형성되어 하부로 갈수록 직경이 점점더 좁아지는 원추부가 하단에 일체화된 원통형상의 제2공간부와, 상기 싸이클론몸체에 형성된 제1공간부의 직상방 중심부와 제2공간부의 둘레면 적소를 연결하여 제1공간부 내로 흡입된 공기 및 오염물을 제2공간부에 접선방향으로 재흡입시켜 주는 제2흡입유로와, 상기 싸이클론몸체의 제2공간부 직상방 중심부에 형성되어 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 공기를 상방으로 수직배출시켜 주는 공기배출유로와, 상기 제2공간부의 원추부 하단에 형성되어 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 오염물을 배출시켜 주는 오염물배출유로와, 상기 싸이클론몸체의 하단에 분리가능하게 결합되어 제1공간부에서 1차 분리되어 배출되는 오염물 및 제2공간부에서 2차 분리되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함으로 구성하여서 된 싸이클론 집진장치가 제공된다.

도 1은 종래 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 4는 본 발명 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도 6은 도 4의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 싸이클론몸체 12. 제1공간부

13. 제1흡입유로 14. 제2공간부

14a. 원추부 15. 제2흡입유로

16. 걸름망 17. 공기배출유로

18. 오염물배출유로 19. 오염물수집함

이하 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 발명 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이며, 도 6은 도 4의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도로서, 본 발명은 싸이클론몸체(11)가 구비되고, 상기 싸이클론몸체의 일측에는 하부가 개방된 상태로 원통형상의 제1공간부(12)가 형성되며, 상기 싸이클론몸체(11)의 제1공간부(12) 둘레면 적소에는 공기 및 오염물을 상기 제1공간부에 접선방향으로 흡입시켜 주도록 제1흡입유로(13)가 형성되고, 상기 싸이클론몸체(11)의 타측에는 하단에 하부로 갈수록 직경이 점점더 좁아지는 원추부(14a)를 갖는 원통형상의 제2공간부(14)가 형성되며, 상기 제1공간부(12) 내로 흡입된 공기 및 오염물을 제2공간부(14)에 접선방향으로 재흡입시켜 주도록 상기 제1공간부(12)의 직상방 중심부와 제2공간부(14)의 둘레면 적소가 제2흡입유로(15)로서 연결되고, 상기 제1공간부(12) 내의 제2흡입유로(15) 연결부분에는 제2흡입유로를 통해 제1공간부(12) 내의 오염물이 공기와 함께 빠져나갈 때 상기 오염물 중 비교적 큰 입자의 오염물이 걸러지도록 걸름망(16)이 설치되며, 상기 싸이클론몸체(11)의 제2공간부(14) 직상방 중심부에는 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 공기를 상방으로 수직배출시켜 주도록 공기배출유로(17)가 형성되고, 상기 제2공간부(14)의 원추부(14a) 하단 둘레면 적소에는 제2공간부(14) 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 오염물을 접선방향으로 수평배출시켜 주도록 오염물배출유로(18)가 형성되며, 상기 싸이클론몸체(11)의 하단에는 제1공간부(12)에서 공기와 1차 분리되어 배출되는 오염물 및 제2공간부(14)에서 공기와 2차 분리되어 배출되는 오염물을 수집하도록 오염물수집함(19)이 분리가능하게 결합된 구조이다.

이와같은 구조의 본 발명 싸이클론 집진장치를 진공청소기를 구성하는 청소기 본체 내부에 설치하거나 상기 청소기 본체와 흡입구체를 연결하는 연장관과 연결호스 사이에 설치하는 과정은 종래에서 기 설명된 바와 동일하므로 생략하고, 이하에서는 진공청소기의 사용에 따라 공기와 함께 흡입되는 각종 오염물이 본 발명 집진장치에 의해 수집되면서 집진되는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

사용자가 청소작업을 수행하기 위해 전원을 인가시킨 다음 청소시작모드를 선택하면, 상기 진공청소기를 구성하는 본체 내의 흡입력 발생수단이 작용하여 흡입력을 발생시키므로 실내의 오염물이 공기와 함께 진공청소기의 흡입구체를 통해 흡입되고, 이 흡입되는 공기 및 오염물은 결국 싸이클론몸체(11)의 제1공간부(12) 둘레면 적소에 형성되어 있는 제1흡입유로(13)를 통해 상기 제1공간부(12)에 접선방향으로 흡입된다.

이와 같이하여 싸이클론몸체(11)의 제1공간부(12) 내에 접선방향으로 흡입된 공기 및 오염물은 상기 제1공간부가 원통형상임에 따라 원심회전하면서 하부로 이동을 하게 되는데, 이때 공기와 오염물은 밀도차이에 의하여 각기 서로 다른 원심력을 받으므로 비교적 가벼운 공기는 제1공간부(12)의 중심부분으로 모여들면서 회오리를 일으키다가 어느순간 역방향으로 상승기류를 형성하여 상기 제1공간부(12)의 직상방 중심부와 제2공간부(14)의 둘레면 적소를 연결하고 있는 제2흡입유로(15)를 통해 상기 제2공간부(14) 내에 접선방향으로 재흡입됨과 함께 공기보다 무거운 오염물은 제1공간부(12)의 둘레면을 따라 계속 하강하다가 상기 싸이클론몸체(11)의 하단에 결합되어 있는 오염물수집함(19)에 1차 수집된다.

상기한 작용에서 제1공간부(12) 내로 흡입되어 원심회전하는 공기가 중심부분으로 모여들면서 상승기류를 형성할 때 오염물수집함(19)에 기 수집되어 있는 오염물이나 상기 오염물수집함에 수집되기 위해 하방으로 이동하는 오염물의 일부가 상승기류의 영향을 받아 서로 혼합되면서 제2흡입유로(15)를 통해 상기 제1공간부(12)를 함께 빠져나가는데, 상기 제1공간부 내의 제2흡입유로(15) 연결부분에는 걸름망(16)이 설치되어 있으므로 상기 제1공간부(12)를 빠져나가는 공기중의 오염물중 비교적 큰 입자의 오염물이 상기 걸름망(16)에서 걸러짐에 따라 결국 제2흡입유로(15)를 통해 제1공간부(12)를 빠져나가 제2공간부(14) 내에 접선방향으로 재흡입되는 오염물은 대부분 미세먼지와 같은 가벼운 오염물에 한정됨은 이해 가능하다.

한편, 제2공간부(14) 내에 접선방향으로 재흡입된 공기 및 오염물은 상기 제2공간부가 원통형상임에 따라 2차적으로 원심회전하면서 하부로 이동을 하게 되는데, 이때 공기와 오염물은 밀도차이에 의하여 각기 서로 다른 원심력을 받으므로 가벼운 공기는 제2공간부(14)의 중심부분으로 모여들면서 회오리를 일으키다가 어느순간 역방향으로 상승기류를 형성하여 상기 싸이클론몸체(11)의 제2공간부(12) 직상방 중심부에 형성된 공기배출유로(17)를 통해 상방으로 수직 배출됨과 동시에 공기보다 무거운 오염물은 제2공간부(12)의 둘레면을 따라 계속 하강하다가 상기 제2공간부의 원추부(12a) 하단 둘레면 적소에 형성된 오염물배출유로(18)를 통해 접선방향으로 수평 배출되고, 이 배출되는 오염물은 싸이클론몸체(11)의 하단에 분리가능하게 결합되어 있는 오염물수집함(19)에 2차적으로 수집되므로 결국 오염물이 완벽하게 집진된다.

상기에서 오염물배출유로(18)는 제2공간부(12)의 원추부(12a) 하단 둘레면 적소에 형성되어 있으므로 상기 제2공간부(12) 내의 오염물이 오염물배출유로(18)을 통해 접선방향으로 수평배출되도록 하고 있는데, 이는 제2공간부(14) 내에서 공기 및 오염물이 원심회전할 때 하부의 원추부(12a)에 의해 그 원심력이 커지더라도 공기를 배출하기 위한 상승기류가 오염물수집함(19) 내에까지는 미치지 않도록 하여 상기 오염물수집함에 기 수집되어 있던 오염물이 공기배출유로(18)를 통해 배출될 때 배출기류에 영향을 받는 일이 없도록 하기 위함에 있다.

그러므로 본 발명은 공기에 포함된 오염물이 1차와 2차에 걸쳐 원심회전되면서 상기 공기와 완벽하게 분리되므로 오염물중 미세먼지라 할지라도 공기와 함께 배출되는 일이 없어 집진효율이 향상되고, 이에따라 진공청소기의 본체 내부로 별도의 필터를 부가적으로 사용하지 않아도 되어 상기 진공청소기의 본체를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 싸이클론몸체와,

   상기 싸이클론몸체의 일측에 하부가 개방된 상태로 형성된 원통형상의 제1공간부와,

   상기 싸이클론몸체의 제1공간부 둘레면 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 상기 제1공간부에 접선방향으로 흡입시켜 주는 제1흡입유로와,

   상기 싸이클론몸체의 타측에 형성되어 하부로 갈수록 직경이 점점더 좁아지는 원추부가 하단에 일체화된 원통형상의 제2공간부와,

   상기 싸이클론몸체에 형성된 제1공간부의 직상방 중심부와 제2공간부의 둘레면 적소를 연결하여 제1공간부 내로 흡입된 공기 및 오염물을 제2공간부에 접선방향으로 재흡입시켜 주는 제2흡입유로와,

   상기 싸이클론몸체의 제2공간부 직상방 중심부에 형성되어 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 공기를 상방으로 수직배출시켜 주는 공기배출유로와,

   상기 제2공간부의 원추부 하단에 형성되어 제2공간부 내로 재흡입된 상태에서 원심회전하는 공기 및 오염물 중 오염물을 배출시켜 주는 오염물배출유로와,

   상기 싸이클론몸체의 하단에 분리가능하게 결합되어 제1공간부에서 1차 분리되어 배출되는 오염물 및 제2공간부에서 2차 분리되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함으로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.