KR20000067038A - 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공청소기에 적용되는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물중 미세먼지와 같은 작은 입자의 오염물이 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없이 큰 입자의 오염물과 함께 오염물배출유로를 통해 원활히 배출되도록 하여 집진효율을 향상시키고자 한 것이다.

원통형상의 싸이클론몸체(11)와, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 상단 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 싸이클론몸체(11) 내에 접선방향으로 흡입시켜 주는 흡입유로(12)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 상부면 중심부에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주는 공기배출유로(13)와, 상기 싸이클론몸체(11)의 둘레면 하단 적소에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 일측방향으로 배출시켜 주는 오염물배출유로(14)와, 상기 오염물배출유로에 분리가능하게 결합되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함(15)으로 구성된 것에 있어서, 상기 공기배출유로(13)의 하단에 접지전극인 싸이클론몸체(11)와 함께 포집부를 구성하도록 포집대응극(16)을 구비하여 하전된 오염물중 입자가 작은 미세먼지가 상기 포집대응극에 의해 바깥측으로 밀려나가도록 함에 따라 배출되는 공기의 상승기류에는 혼합되지 않도록 한 싸이클론 집진장치가 제공된다.

Description

싸이클론 집진장치{cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론(cyclone) 원리를 이용하여 먼지와 같은 각종 오염물을 집진할 수 있는 싸이클론 집진장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 싸이클론몸체 내에 접선방향으로 흡입된 공기 및 오염물이 분리되어 배출될 때 상기 배출공기의 상승기류에 미세먼지와 같은 오염물이 혼합되지 않도록 한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 가정용으로는 주로 진공청소기에 적용되고 있는데, 그 원리는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 오염물(먼지, 보푸라기, 종이조각, 과자부수러기 등)중 상기 공기는 외부로 배출하고 오염물만을 공기에서 분리하여 수집하는 것으로서, 수년전부터 이미 알려져 오고 있다.

상기한 싸이클론 집진장치의 종래 기술을 도 1 내지 도 2를 참고로 하여 살펴보면 다음과 같다.

원통형상의 싸이클론몸체(1)가 구비되고, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 상단 적소에는 공기 및 오염물을 싸이클론몸체(1)에 접선방향으로 흡입시켜 주도록 흡입유로(2)가 형성되며, 상기 싸이클론몸체(1)의 상부면 중심부에는 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주도록 공기배출유로(3)가 형성되고, 상기 싸이클론몸체(1)의 둘레면 하단 적소에는 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 일측방향으로 배출시켜 주도록 오염물배출유로(4)가 형성되며, 상기 오염물배출유로에는 배출되는 오염물을 수집하도록 오염물수집함(5)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 둘레면 상단 적소에 형성된 흡입유로(2) 만이 청소기 본체의 연결호스 결합부분인 입구부에 결합되고, 연장관과 연결호스 사이에 설치한 상태에서는 싸이클론몸체(1)의 둘레면 상단 적소에 형성된 흡입유로(2)가 연장관에 결합됨과 함께 상기 싸이클론몸체(1)의 상부면 중심부분에 형성된 공기배출유로(3)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 계속해서 싸이클론몸체(1)의 둘레면 상단 적소에 형성되어 있는 흡입유로(2)를 통해 상기 싸이클론몸체(1) 내에 접선방향으로 흡입된다.

이와같이 공기 및 오염물이 싸이클론몸체(1) 내에 접선방향으로 흡입되면, 이 흡입된 공기 및 오염물은 상기 공간부가 원통형상임에 따라 원심회전하면서 하부로 이동을 하게 되는데, 이때 공기와 오염물은 밀도차이에 의하여 각기 서로 다른 원심력을 받으므로 비교적 가벼운 공기는 싸이클론몸체(1) 내의 중심부분으로 모여들면서 회오리를 일으키다가 어느순간 역방향으로 상승기류를 형성하여 상기 싸이클론몸체(1)의 상부면 중심부분에 형성되어 있는 공기배출유로(3)를 통해 상방으로 배출됨과 동시에 비교적 공기보다 무거운 오염물은 싸이클론몸체(1)의 내측 둘레를 따라 계속 하강하다가 상기 싸이클론몸체의 둘레면 하단 적소에 형성되어 있는 오염물배출유로(4)를 통해 일측방향으로 배출된다.

한편 싸이클론몸체(1) 내에서 오염물배출유로(4)를 통해 배출되는 오염물은 상기 오염물배출유로에 분리가능하게 결합되어 있는 오염물수집함(5)에 수집되므로 결국 오염물이 집진되고, 상기 오염물이 오염물수집함(5)에 수집되어 필요이상 쌓이게 되면 상기 오염물수집함을 오염물배출유로(4)에서 분리하여 수집되어 있던 오염물을 버린 다음 다시 재결합시켜 사용하면 된다.

그러나 종래 이와같은 싸이클론 집진장치는 싸이클론몸체 내에서 배출되는 공기의 상승기류에 미세먼지와 같은 매우 작은 오염물이 혼합되지 않도록 하는 별다른 구조를 갖지 못하고 있으므로 오염물중 미세먼지와 같이 가벼운 오염물이 원심력을 작게 받으면서 배출공기의 상승기류에 쉽게 혼합되고, 이에따라 집진효율이 저하되어 상기 배출되는 공기에 미세먼지가 상당량 포함되는 문제점이 있고, 상기 배출공기에 미세먼지와 같은 오염물이 상당량 포함됨을 감안하여 진공청소기의 본체 내부로 미세먼지를 추가로 집진하기 위한 별도의 필터를 부가적으로 설치하여야 함에 따라 상기 진공청소기의 본체가 대형화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물중 미세먼지와 같은 작은 입자의 오염물이 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없이 큰 입자의 오염물과 함께 오염물배출유로를 통해 원활히 배출되도록 하여 집진효율을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 형태에 따르면, 원통형상의 싸이클론몸체와, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 상단 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 싸이클론몸체 내에 접선방향으로 흡입시켜 주는 흡입유로와, 상기 싸이클론몸체의 상부면 중심부에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주는 공기배출유로와, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 하단 적소에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 일측방향으로 배출시켜 주는 오염물배출유로와, 상기 오염물배출유로에 분리가능하게 결합되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함으로 구성된 것에 있어서, 상기 공기배출유로의 하단에 접지전극인 싸이클론몸체와 함께 포집부를 구성하도록 포집대응극을 구비하여 하전된 오염물중 입자가 작은 미세먼지가 상기 포집대응극에 의해 바깥측으로 밀려나가도록 함에 따라 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없도록 한 싸이클론 집진장치가 제공된다.

도 1은 종래 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도 2는 종래 사이클론 집진장치를 나타낸 요부 횡단면도

도 3은 본 발명 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도

도 4는 본 발명 사이클론 집진장치를 나타낸 요부 횡단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 싸이클론몸체 12. 흡입유로

13. 공기배출유로 14. 오염물배출유로

15. 오염물수집함 16. 포집대응극

17. 기류차단판 18. 전리부

이하 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 3 내지 도 4를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 발명 싸이클론 집진장치를 나타낸 종단면도이고, 도 4는 본 발명 사이클론 집진장치를 나타낸 요부 횡단면도로서, 본 발명은 원통형상의 싸이클론몸체(11)가 구비되고, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 상단 적소에는 공기 및 오염물을 싸이클론몸체(11)에 접선방향으로 흡입시켜 주도록 흡입유로(12)가 형성되며, 상기 싸이클론몸체(11)의 상부면 중심부에는 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주도록 공기배출유로(13)가 형성되고, 상기 싸이클론몸체(11)의 둘레면 하단 적소에는 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 일측방향으로 배출시켜 주도록 오염물배출유로(14)가 형성되며, 상기 오염물배출유로에는 배출되는 오염물을 수집하도록 오염물수집함(15)이 분리가능하게 결합된 것에 있어서, 상기 공기배출유로(13)의 하단에는 포집극(접지전극으로서 -극을 인가받는다)을 싸이클론몸체(11)로 하면서 상기 싸이클론몸체와 함께 하전된 미세먼지가 포집되도록 +전압을 인가받는 메쉬(mesh)형태의 포집대응극(16)이 설치되며, 상기 싸이클론몸체(11)의 하부면 내측에는 배출공기의 상승기류가 상기 싸이클론몸체의 하단부까지 미치지 않게 차단하여 주도록 일정높이를 갖는 기류차단판(17)이 형성된다.

또한 상기 싸이클론몸체(11) 내의 흡입유로(12) 상에는 공기와 함께 접선방향으로 흡입되는 오염물을 강제로 전리시켜 주도록 전리부(18)가 설치되는데, 이는 전리부에 의해 공기의 하전력을 강화시켜 하전된 미세먼지가 포집극인 싸이클론몸체(11) 쪽으로 원활하게 이동하도록 하기 위함에 있다.

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 싸이클론 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 계속해서 싸이클론몸체(11)의 둘레면 상단 적소에 형성되어 있는 흡입유로(12)를 통해 상기 싸이클론몸체(11) 내에 접선방향으로 흡입되어 상기 싸이클론몸체의 내측둘레면을 따라 원심회전하게 되는데, 이때 오염물은 싸이클론몸체(11)에 접촉되는 과정에서 자동으로 하전되어 +극을 띠게된다.

이와같이 공기 및 하전된 오염물은 싸이클론몸체(11) 내에서 원심회전하는 동안 하부로 이동을 하게 되는데, 이 과정에서 공기와 오염물은 밀도차이에 의하여 각기 서로 다른 원심력을 받으므로 비교적 가벼운 공기는 싸이클론몸체(11) 내의 중심부분으로 모여들면서 회오리를 일으키다가 어느순간 역방향으로 상승기류를 형성하여 상기 싸이클론몸체(11)의 상부면 중심부분에 형성되어 있는 공기배출유로(13)를 통해 상방으로 배출됨과 동시에 비교적 공기보다 무거운 오염물은 싸이클론몸체(11)의 내측 둘레를 따라 계속 하강하다가 상기 싸이클론몸체의 둘레면 하단 적소에 형성되어 있는 오염물배출유로(14)를 통해 일측방향으로 배출된다.

한편 상기한 작용에서 공기가 중심부분으로 모여들면서 상승기류를 형성하여 공기배출유로(13)을 통해 상방으로 배출될 때 미세먼지와 같은 가벼운 오염물은 원심력을 적게받음에 따라 상기 배출되는 공기의 상승기류에 쉽게 영향을 받아 상기 상승기류에 혼합될려고 하지만 상기 공개배출유로(13)의 하단에는 싸이클론몸체(11)를 접지전극(-전압인가)인 포집극으로 하면서 상기 싸이클론몸체와 함께 포집부를 이루도록 +전압을 인가받는 메쉬형태의 포집대응극(16)이 설치되어 있음을 감안할 때 상기 +전압을 인가받는 포집대응극에 의해 -전압을 인가받는 싸이클론몸체(11)쪽인 바깥측으로 밀려나므로 실제 미세먼지가 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일은 없게된다.

상기에서 포집대응극(16)을 메쉬형태로 한 것은, 공기가 배출기류를 형성하기 위해서 공기배출유로의 직하방인 중심부분으로 원활히 모여들 수 있도록 하기 위함에 있다.

상기한 작용에서 포집대응극(16)에 의해 접지전극인 싸이클론몸체(11)의 내측둘레면 쪽인 바깥측으로 밀려나가는 오염물은 오염물배출유로(14)를 통해 배출되는 다른 오염물에 섞이면서 함께 배출되므로 실제로 하전된 미세먼지가 상기 싸이클론몸체(11)의 내측둘레면에 달라붙거나 하지는 않게 되는데, 이는 싸이클론몸체 내에서의 원심력 분포를 볼 때 중심부분에서 바깥쪽으로 갈수록 원심력을 더 크게 받고 있기 때문이다.

이상에서 설명된 바와같은 본 발명에서 공기 및 오염물이 싸이클론몸체(11) 내에 접선방향으로 흡입될 때 상기 공기 및 오염물이 흡입되는 흡입유로(12)상에 전압을 안가받아 오염물을 전리시켜 주는 별도의 전리부(18)가 설치되었다면, 상기 공기와 함께 흡입되는 오염물이 전리부를 통과하는 과정에서 전리되면서 강제로 하전되므로 결국 별도의 전리부(18)가 설치되지 않았을 때 보다 오염물의 하전력이 더 커지게 되고, 이에따라 미세먼지가 포집대응극(16)에 의해 싸이클론몸체(11)의 내측둘레면 쪽인 바깥측으로 밀려나감이 더욱 원활해짐은 이해 가능하다.

이하 오염물배출유로(14)를 통해 배출되는 오염물이 오염물수집함(15)에 수집되는 일련의 과정은 종래와 동일하다.

또한 본 발명에서 싸이클론몸체(11) 내로 흡입되어 원심회전하는 공기가 중심부분으로 모여들면서 상승기류를 형성하여 배출될 때 상기 배출공기의 상승기류는 싸이클론몸체(11)의 하부면 내측에 일정높이를 유지한 상태로 형성되어 있는 기류차단판(17)에 의해 차단되므로 상기 배출공기의 상승기류가 싸이클론몸체(11)의 하단부까지는 미치지 않게되고, 이에따라 오염물이 상기 싸이클론몸체의 둘레면 하단 적소에 형성되어 있는 오염물배출유로(14)를 통해 배출되는 과정에서 상기 배출공기의 상승기류에 혼합되거나 하는 일도 없게된다.

그러므로 본 발명은 싸이클론몸체 내에 흡입된 공기 및 오염물이 원심회전할 때 상기 오염물중 원심력을 작게 받는 미세먼지가 배출되는 공기의 상승기류에 포함되는 일이 없이 큰 입자의 오염물과 함께 오염물배출유로를 통해 원활히 배출되므로 집진효율이 향상되는 효과가 있음은 물론 상기 집진효율의 향상으로 인해 배출되는 공기에는 먼지가 전혀 포함되어 있지 않으므로 실제로 진공청소기에 적용시 상기 진공청소기의 본체 내부로 별도의 미세먼지 집진을 위한 필터를 설치하지 않아도 됨에 따라 진공청소기의 본체를 소형화할 수 있는 효과도 있다.

Claims (1)

1. 원통형상의 싸이클론몸체와, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 상단 적소에 형성되어 공기 및 오염물을 싸이클론몸체 내에 접선방향으로 흡입시켜 주는 흡입유로와, 상기 싸이클론몸체의 상부면 중심부에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주는 공기배출유로와, 상기 싸이클론몸체의 둘레면 하단 적소에 형성되어 싸이클론몸체 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 일측방향으로 배출시켜 주는 오염물배출유로와, 상기 오염물배출유로에 분리가능하게 결합되어 배출되는 오염물을 수집하는 오염물수집함으로 구성된 것에 있어서, 상기 공기배출유로의 하단에 접지전극인 싸이클론몸체와 함께 포집부를 구성하도록 포집대응극을 구비하여 하전된 오염물중 입자가 작은 미세먼지가 상기 포집대응극에 의해 바깥측으로 밀려나가도록 함에 따라 배출되는 공기의 상승기류에 혼합되는 일이 없도록 함을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.