KR20010088843A - 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치, 유체 흐름으로부터미립자를 분리하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

공기중에 실린 먼지 등의 미립자 함유 유체를 분리하는 장치(10)는, 미립자를 순환 유체 흐름 안으로 흡입하는 코안다 송풍 홈(14)을 사용하고, 바람직하게는 와류 장치를 사용하여 미립자를 유체 흐름으로부터 분리실(13, 16) 안으로 보낸다. 상기 장치는 배출이 전혀 없는 장치이므로, 종래의 진공 청소기로는 부적당한 장소에서 적절하게 사용할 수 있다.

Description

미립자를 끌어올리고 수집하는 장치, 유체 흐름으로부터 미립자를 분리하는 장치 및 방법{AN APPARATUS FOR PICKING UP AND COLLECTING PARTICULATE MATERIAL}

진공 청소기는 케이싱의 후단부로부터 강력한 기류를 배출하는 팬에 의해 흡입을 실행한다. 이것은 흡입 노즐이 적용되는 카펫이나 마룻바닥으로부터 먼지 입자를 운반하는 강력한 유입 기류를 발생시킨다. 팬은 소정 각도로 설정된 다수의블레이드를 구비하며 그것의 회전은 축방향의 기류를 발생시킨다. 기류는 공기의 흐름을 상당히 방해함이 없이 먼지를 몰아 수집하는 백을 통해 흐른다.

진공 청소기의 한가지 단점은, 전체의 공기가 집진실(dust collecting chamber) 안에 유입되고 집진 백의 벽을 통과하여야 하는 것이다. 집진 백이 지나치게 채워지거나 막히게 되면, 진공 청소기의 효율이 감소되고 결국 진공 청소기 자체가 손상된다.

진공 청소기의 효율은 2가지 요인, 즉 기류의 속도 및 흡입력에 좌우된다. 흡입 성능은 이러한 2가지 요인에 좌우된다. 따라서, 기류의 속도가 최대일 때 흡입력은 낮은 반면에 흡입력이 높을 때는 기류의 속도가 낮다. 진공 청소기를 효율적으로 작동하게 하기 위해서는, 흡입력 및 기류의 속도 양자를 적당하게 할 필요가 있다.

종래의 진공 청소기의 다른 단점은, 기류의 속도 및 양이 비교적 낮다는 것이다. 카펫이나 지면을 따라 진공 청소기 헤드 안으로 유입되는 기류의 속도가 주로 진공 청소기의 효율을 결정한다. 따라서, 고속의 공기 및 다량의 공기가 바람직하다.

진공 청소기의 다른 단점은, 모터의 소비 전력이 통상적으로 1,000 kW 정도로 비교적 높기 때문에 진공 청소기에 배터리로 효과적인 동력을 공급하기가 곤란하고 또 팬의 효율이 낮은 것이다.

본 출원인의 종래의 국제 특허 공개 WO 97/09893 호는 유체를 순환시킬 수 있는 만곡체(curved body)를 구비한 진공 청소기를 개시하고 있는바, 이 만곡체는사용할 때 청소할 영역에 가까이 놓이기에 적합한 하부 부분을 가지며, 이 하부 부분은 저압 표면을 제공하는 크기로 되어 있고, 또 만곡체는 고압 표면을 제공하는 크기로 형성된 상부 부분을 구비하며, 유체를 만곡체의 주위에서 가속하는 유체 가속 수단과, 만곡체의 상부 부분에 제공되어 유체를 만곡체의 주위에서 지속적으로 이동하는 재순환 부분으로 분할하는 유체 흐름 분할기와, 먼지를 집진실에 유입하고 그로부터 배기하는 폐기부를 구비한다.

만곡체는 도넛이나 환상체의 형태를 취할 수도 있다. 만곡체의 단면은 대칭형일 필요는 없으며, 약간 타원형일 수도 있다. 만곡체는 완전히 곡선형일 필요는 없고, 만곡체의 일부분은 원하는 경우 직선형일 수도 있다. 이러한 진공 청소기에 의하면, 유체 흐름 분할기는 유체를 순환부 및 폐기부로 분할한다. 폐기부로 변환된 공기는 필터 스크린과 결합될 수 있는 상부 배기 덕트를 통해 배기되어야 한다.

이러한 진공 청소기의 단점은, 공기를 감속시켜 폐기 유체의 흐름으로부터 미립자를 제거하여 미립자를 집진 바스켓 내에 떨어뜨리는 것이다. 미세한 미립자는 분리하기가 항상 효과적이지 않았다. 또한, 소정량의 공기를 진공 청소기의 상부를 통해 더 배기할 필요가 있었다.

유체를 회전시켜 유체의 흐름으로부터 미립자를 분리하고 또 원심력을 이용하여 미립자를 제거하는 것이 공지되어 있다. 공업용 집진장치(cyclone)는 이러한 원리를 이용한다. 그러나, 이러한 유형의 공지된 분리기는 별로 효과적이지 않으며, 특히 분리기의 크기가 초소형일 필요가 있는 경우에는 초 미세 입자를 분리할킬 필요가 있다. 이 때문에, 그러한 분리기는 진공 청소기 등의 많은 적용에 있어서 현저한 상업적 성공을 거두지 못했다.

대부분의 공지된 진공 청소기 및 회전형 분리기의 다른 단점은, 청소된 가스 또는 액체의 유출물이 장치로부터 배출되는 것이다. 이것에 의해, 장치는 부적절한 상태로 되어 배출물을 최소화하거나 제거하여야 한다. 예컨대, 알러지가 있는 사람에게는 청소기로부터의 소정의 배출물이 알러지 반응을 일으킬 수 있다. 병원 및 청정실(clean room)에서는 청소기로부터의 배출물이 오염물을 공기중에 내뿜는 것으로 발견되었다.

발명의 요약

본 발명은 유체의 흐름으로부터 미립자를 분리할 수 있는 장치에 관한 것이다.

특정 형태에서, 본 발명은 진공 청소기로서 사용할 수 있고 개선된 효율로 미립자를 분리할 수 있는 미립자 포획 및 집진용 장치를 포함한다.

본 발명의 바람직한 형태에서, 본 장치는 배기 공기가 장치로부터 거의 또는 전혀 유출되지 않는 것을 의미하는 "배출물이 없는 장치"이다. 이러한 형태에서, 본 장치는 무균 환경 및 유해성 폐기물을 채집하고 안전하게 수집할 필요가 있는 환경에 특수하게 적용된다.

본 발명의 다른 형태는 진공 청소기나 다른 장치와 함께 사용할 수 있고 특유의 회전 운동을 이용하여 미립자를 유체의 흐름으로부터 분리하는 분리 장치에 관한 것이다.

본 발명의 한 형태는, ① 하우징과, ② 이 하우징 내의 순환 기류 또는 유체 흐름 통로로서, 끌어올릴 미립자를 통과시키기에 적합한 환상 바닥 홈을 구비한 통로와, ③ 상기 홈에 위치설정되고 홈을 두 부분으로 분할하는 만곡체로서, 상기 홈 및 만곡체는 공기 또는 유체의 흐름이 홈의 일부분을 통해 흐르고 만곡체의 일부분의 주위를 지나 홈의 다른 부분 안으로 흐르고 그 과정에서 미립자를 골라내도록 배치되어 있는, 만곡체와, ④ 통로의 일부분과 연통하거나 그 일부분을 형성하고 또 미립자를 공기 또는 유체의 흐름으로부터 분리하는 분리실과, ⑤ 통로를 통해 공기 또는 유체의 흐름을 가속시키는 가속 수단을 구비하는, 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 형태는, 하나 이상의 외벽을 구비한 실(chamber)과, 상기 실의 외벽에 인접한 적어도 하나의 유체 입구와, 상기 유체 입구로부터 내부로 이격된 적어도 하나의 유체 출구를 구비하고, 유체에 함유된 미립자가 적어도 하나의 입구를 통해 실에 진입하고 또 대 직경의 제 1 회전 운동을 행하여 미립자를 실의 외벽쪽으로 회전시켜 배출한 후에, 유체가 소 직경의 제 2 회전 운동을 행하고 제 1 회전 운동을 행하는 유체의 중심을 역방향으로 통과하는, 유체의 흐름으로부터 미립자를 분리하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 형태는, 원심력에 의해 유체 흐름으로부터 미립자를 제거하기 위해 제 1 유체 흐름을 대 직경의 제 1 회전 운동시키는 단계와, 유체 흐름을 소 직경의 제 2 회전 운동시키고 제 1 유체 흐름의 중심에 역방향으로 통과시키는 단계를 포함하는, 제 1 유체 흐름을 미립자를 함유한 유체 흐름으로부터 미립자를분리하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 형태는, ① 기류가 순환하는 내부 순환 공기 통로를 구비한 하우징과, ② 하우징의 바닥에서 진공 청소할 영역에 인접한 환상 홈에 의해 연결되는 제 1 통로 및 제 2 통로를 구비한 통로를 통해 기류를 가속화하는 공기 가속 수단과, ③ 상기 홈 안에서 홈의 최하측 연부로부터 약간 내측에 위치설정되어, 홈을 내부 통로 부분을 형성하는 내부 부분과 외부 통로 부분을 형성하는 외부 부분으로 분할하는 환상의 만곡체로서, 상기 만곡체 및 홈은 가속화된 기류가 내부 환상 통로의 하부로 흐르고 홈의 내부 부분을 통과하고 만곡체의 주위를 지나 홈의 외부 부분으로 상부로 흐르며 외부 통로로 흐르고, 그 과정에서 상기 영역으로부터 미립자를 골라내도록 배치되는, 환상의 만곡체와, ④ 외부 통로와 연통하고 기류가 와류(spiral flow)로 변환되어 미립자를 집진 영역으로 보내는 분리실로서, 상기 내부 통로가 상기 분리실과 연통하여 미립자가 제거된 기류를 내부 통로를 통해 홈을 향하여 순환시키는 분리실을 포함하는, 진공 청소기에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 진공 장치로서의 용도에 관하여 설명할 예정이지만, "진공 청소기"라는 용어는 폭넓게 해석되어야 하고 카펫 및 바닥 등으로부터 미립자를 끌어올리는 장치를 포함할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 본 장치는 공업 지역 및 광산 지역에서 미립자를 끌어올리고 수집하기 위한 목적으로 사용될 수도 있다.

분리실은 분리실내의 기류를 와류로 변환하는 것에 의해 기류에 동반된 미립자를 개선된 방식으로 분리시킬 수 있다. 이런 방식으로, 미립자를 원심력을 이용하여 기류의 외부로 회전시켜 분리할 수 있다. 이것에 의해, 기류로부터 미립자의 분리를 양호하게 할 수 있다. 분리실은 개구가 형성된 주위 벽을 구비하며, 미립자가 기류의 일부와 함께 상기 개구를 통과할 수 있다. 주위 벽은 분리된 미립자가 집진될 수 있는 집진 영역과 연통할 수 있다. 집진 영역은 기류를 감속시켜 그로부터 미립자를 분리하는 수단을 구비할 수도 있다.

본 발명의 일 형태에 있어서, 진공 청소기는 방출물이 거의 또는 전혀 방출되지 않도록 형성된다. 이것은, 기류가 홈과 만곡체의 주위를 통과할 때, 외부 공기가 주위 영역으로부터 기류에 흡입되지 않도록 확실히 하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이것을 방지하기 위해서, 기류의 일부가 홈을 통과하기 전에 분할될 수 있고, 기류의 이러한 분할된 부분을 홈에 인접하게 지향시켜 분할된 부분이 홈을 통과하는 기류에 동반하도록 할 수 있다. 이런 방식으로, 추가의 공기가 기류에 걸리는 일이 적거나 전혀 없다. 따라서, 장치를 통해 순환하는 공기의 결과적인 축적(build up)이 없고, 미세한 입자를 실내에 분무할 수 있는 공기 출구가 필요 없다.

공기의 일부를 분할하는 다른 이점은, 이러한 공기의 일부가 먼지 해방 및 청소 작용을 돕기 위해 적절한 고속으로 청소할 영역을 향할 수 있는 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명은 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치에 관한 것으로, 한가지 형태에서 카펫 등에 사용하는 바닥 진공 청소기 등의 진공 청소기에 관한 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 진공 청소기에만 제한되지 않으며, 액체로부터 미립자를 제거하는 장치 및 기체, 액체 또는 기체/액체의 혼합물로부터 미립자를 제거하는 다른 장치까지 연장될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위는 반드시 진공 청소기에 의한 사용에만 제한되지 않으며 유체 흐름으로부터 미립자를 분리하기 위해 회전 모터를 사용하는 분리장치(separating system)까지 연장될 수 있다. 가정용, 산업용 또는 특수 청소기일 수 있는 진공 청소기를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기의 단면도,

도 2는 도 1의 진동 청소기의 저면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 청소기의 단면도,

도 4a 및 4b는 진공 청소기의 모서리 부착부의 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기류로부터 미립자를 분리하는 장치의 개략도,

도 6은 도 5의 장치의 변형예를 도시한 도면,

도 7은 직선형인 픽업 헤드의 저면도,

도 8은 도 7의 픽업 헤드의 일 측면도,

도 9는 환상인 픽업 헤드의 저면도,

도 10은 도 9의 픽업 헤드의 일 측면도,

도 11은 도 9의 픽업 헤드에 공기를 공급하는 장치의 평면도,

도 12는 도 11의 장치의 단면도,

도 13은 도 5의 장치의 변형예인 미립자 분리 장치에 연결된 도 11의 장치를 도시한 도면.

먼저 도 1의 단면도를 참조하면, 외부 하우징(11)과, 내부 환상 통로(12) 및 외부 환상 통로(13)를 포함하는 내부 순환 공기 통로와, 환상 바닥 홈(14)과, 상기 홈의 내부에 위치된 만곡체(15)와, 상부 분리실(16)과, 팬(17) 형태의 공기 가속 수단과, 팬(17) 구동용 모터(18)를 주요 구성요소로 하는 진공 청소기(10)가 도시되어 있다.

진공 청소기(10)는 금속, 플라스틱, 복합물 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 진공 청소기는 실제로 소형이며 약 40㎝의 직경과 약 40㎝의 높이를 갖는다. 물론, 필요한 용도에 따라 대형 또는 소형의 진공 청소기를 상상할 수 있다. 진공 청소기는 외부 하우징(11)의 내부에 순환 공기 통로를 구비하며, 도 1에 도시된 화살표는 기류의 유동 방향을 개략적으로 도시한 것이다. 팬(17)은 국제 특허 출원 PCT/AU93/00581 호에 개시된 구조일 수 있다. 팬(17)은 허브(19) 및 다수의 연장 블레이드(20)를 구비한다. 팬(17)은 고속으로 회전하여 공기를 내부 환상 통로(12)의 아래로 홈(14)을 향해서 송출한다. 홈(14)은 폭이 5 내지 20㎜(이것은 적합하게 변경될 수 있음)이고, 진공 청소기의 바닥에서 청소할 바닥 표면(21)에 인접하게 위치된다. 환상 홈(14)은 외부 하우징(11)의 하측부(22)와 모터 하우징의 하측부(23)에 의해 규정된다. 물론, 하측부(23)는 모터 하우징의 일부분일 필요는 없으며, 그것과는 별도로 형성될 수 있다. 환상 홈(14)의 내부에 환상 만곡체(15)가 위치된다. 이 환상 만곡체(15)는 홈(14)을 내부 부분(24)(송풍 홈) 및 외부 부분(25)으로 이루어진 2개의 부속 홈(sub-slot)으로 분할한다. 만곡체(15)의 최하측의 만곡부는 홈으로부터 내부로 이격되어 있으므로, 진공 청소기가 바닥(21) 위에 배치될 때 만곡체(15)의 하부와 바닥(21)의 사이에 작은 틈새가 형성되어 공기를 만곡체의 주위로 통과시키는 것이 가능하다.

만곡체(15)는 상부 환상부(26)를 구비하는데, 이것은 분리실(16)의 하부를 향해 상향으로 연장되고 내부 환상 통로(12)를 외부 환상 통로(13)로부터 분리하는역할을 한다. 상부 환상부(26)는 팬 블레이드(20)에 인접하게 배치되어, 팬 블레이드(20)의 외부 연부와 상부 환상부(26)의 내벽 사이에 미세한 접촉을 이룬 상태로 팬 블레이드(20)가 상부 환상부(26) 내에서 회전할 수 있게 한다. 따라서, 상부 환상부(26)의 일부는 팬(17) 둘레에서 슈라우드(shroud)로서의 역할을 한다.

팬(17)이 고속으로 회전함에 따라, 공기가 팬을 통과하고 환상 송풍 홈으로 도시된 내부 부분(24)을 고속으로 통과한다. 공기가 송풍 홈을 통해 송풍되므로, 공기는 만곡체(15)에 닿고 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 만곡체의 표면을 따라 흐를 것이다. 공기가 송풍 홈을 고속으로 통과하고 만곡체(15)의 최하측부의 둘레를 지나감에 따라, 공기는 먼지 및 오물 등의 미립자를 바닥(21)으로부터 채집하여 만곡체(15)의 둘레를 지나 외부 환상 통로(13) 안으로 상부로 운반한다.

외부 환상 통로(13)는 홈(14)에 인접한 넓은 하부 직경으로부터 분리실(16)의 하부와 연통하는 좁은 상부 직경으로 점점 가늘게 테이퍼가 형성되어 있다. 이러한 테이퍼(taper)에 의해, 외부 환상 통로(13)를 따라 흐르는 기류는 그 환상 통로를 통해 분당 회전수가 증가한 상태로 와류를 형성하게 된다. 다시 말해서, 미립자를 동반한 공기가 통로(13)의 상부로 지나감에 따라, 분리실(16)을 향해 진행할수록 분당 회전수가 더욱 증가하여 환상 통로(13)를 통해 나선형으로 상승한다. 기류를 와류(spiral flow)로 편향시키는 홈, 핀 또는 베인 등의 굽은 부재 형태의 편향 수단(30)을 통로(13)에 제공하는 것에 의해 와류 작용이 촉진될 수 있다.

이 실시예의 외부 환상 통로(13)의 하부에는 제 1 집진 영역의 일부분을 형성하는 전구형 확대부(31)가 형성되어 있다. 이 집진 영역에서, 동반된 큰입자(32)는 질량이 크기 때문에 상부로 이동하는 기류로부터 분리되고 집진 영역(31)에 낙하한 후에 버린다.

외부 통로는 확대부(31)의 앞쪽에서 폭이 좁게 형성되어 외부 통로에 압력 강하가 발생한다. 압력 강하에 의해 기류의 속도가 증가한다. 편향 수단(30)은 기류를 와류로 편향시켜 속도를 증가시키는 것을 돕는다.

작은 입자(33)는 상측으로 이동하는 나선형의 기류에 동반된 채 남아 있다. 기류는 분리실(16)의 개방된 하부에 유입되고 이 지점에서 기류는 비교적 고속 및 높은 rpm으로 나선형으로 상승한다. 분리실(16)에서 작은 입자(33)는 기류의 외부로 나선형으로 상승하고 분리실(16)의 주변 벽의 구멍(34)을 통해 흐른다. 작은 입자는 구멍을 통과하고 제 2 집진 영역(35) 안으로 흘러 들어간다. 이 영역에서, 집진 영역에 배플(baffle)(도시 안됨)을 구비하는 것에 의해 기류의 속도가 낮아질 수 있고, 기류의 저속화에 의해 작은 입자(33)는 제 2 집진 영역(35)에 낙하하여 머무르게 된다. 입자가 분리된 나선형의 와류는 분리실(16)의 상부 벽(36)에 도달하고 내부 환상 통로(12)의 상부를 향하여 내측으로 나선형으로 하강한다. 참조 번호(37)는 나선형으로 하강하는 기류를 나타낸다. 내부 환상 통로(12)는, 분리실(16)의 개방된 하부와 연통하지만 외부 환상 통로(13)로부터 내측으로 이격되어 있는 개방된 상단부(38)를 구비한다.

이러한 배치에 의해, 외부 환상 통로(13)를 통해 분리실(16) 내로 흐르는 공기는 분리실(16)의 주위를 선회하고, 팬(17)을 통해 내부 환상 통로(12) 안으로 하강함에 따라 강력한 와류로 가압된다. 공기가 강력한 와류로 변환됨에 따라, 공기는 높은 rpm으로 선회할 것이고, 그에 따라 후에 상측으로(주의: '상측으로'는 관찰 각도에 따른 것임) 선회하는 나머지의 공기에 동반될 미세한 입자를 분리실(16) 내에서 회전시키는 것을 돕는다. 이런 방식으로, 먼지가 팬 또는 유체의 질주를 통해 귀환하는 것이 억제된다. 매우 미세한 입자만이 팬을 통과하므로 팬의 기능이 상당한 정도로 손상되지 않는다.

청소 작용을 돕기 위해, 또 외부 공기의 걸림을 최소화하기 위해, 홈(14)에 근접한 위치에 개구(40)가 제공되어 있다. 개구(40)는 보어(bore)의 열의 형태이거나 환상 홈의 형태일 수 있다.

내부 환상 통로(12)의 하부로 흐르는 기류는 분할되고 공기의 일부가 개구(40)를 통과할 것이며, 이것은 고속의 공기를 바닥(21)에 송풍하여 미립자를 해방시키는 효과가 있다. 또한, 이러한 분할된 공기의 일부는 만곡체(15)의 주위를 흐르는 나머지 기류에 동반될 것이므로, 홈을 통과하는 추가의 공기가 적거나 전혀 없을 것이다. 따라서, 유체의 흐름에 걸리는 잔여의 공기에 의해 야기되는 임의의 압력 축적을 배출하기 위한 배출구가 집진 영역에 필요하지 않다. 약간의 공기가 유체의 흐름에 걸려서 배출구가 필요한 경우에, 이러한 배출구를 매우 작게 만들 수 있고, 또 다량의 공기를 배기하여야 하는 종래의 진공 청소기에서는 불가능한 극히 효과적인 필터로 배출구를 덮을 수 있다.

개구(40)를 통과하는 유체는 분출되면서 카펫, 바닥 또는 지면에 충돌하여 미립자를 해방시킨다. 그 다음, 공기는 그 속도가 실질적으로 정지하므로 잠시 정체한다. 이것에 의해 정압(static pressure)이 순간적으로 상승하고 홈(24)으로부터 분출되는 코나다 분출에 의해 형성되는 저압 영역을 향해 돌진한다. 홈(24)으로부터의 고속 분출은 임의의 분출에서와 같이 그것에 동반되어야 한다. 이 경우에, 고속 분출은 장치의 외부로부터의 상당량의 공기 대신에 개구(40)로부터 나오는 유체에 동반된다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에서, 팬(50)은 환상 홈(51)으로부터 떨어져 있다. 그 이외의 동작은 앞선 실시예와 유사하다. 예컨대, 도 3에 도시된 진공 청소기에 의하면, 팬(50)이 내부 관상 통로(52)를 통해 환상 홈(51)을 향하여 기류를 가속한다. 환상 홈(51)은 테이퍼진 원추형 삽입부(53) 및 외부 환상 통로(54)의 벽에 의해 형성된다. 환상 만곡체(55)가 홈(51) 안에 위치되고 내부로 약간 이격되어 있으므로, 공기가 송풍 홈(56)을 통해 만곡체(55)의 둘레를 지나 외부 환상 통로(54) 안으로 송풍될 수 있다.

도 1에 도시된 개구(40)가 도 3의 홈(56)에 인접하게 배치될 수 있지만 도시하지 않았다. 도 3의 픽업 헤드의 저면도는 개구(40)가 있는 도 2의 도면과 실질적으로 유사하다.

절단 선(57)은 환상 홈(51)이 팬(50)으로부터 어떤 편리한 거리만큼 이격될 수 있다는 것을 나타낸다. 외부 통로(54)는 무거운 입자를 수집하는 제 1 환상 집진 영역(62)과, 도 1을 참조하여 설명한 것과 유사한 방식으로 미세한 입자를 회전시켜 빼내는 분리실(58)을 구비한다. 집진 영역(62)의 앞쪽에서, 통로는 좁아져서 압력 강하를 발생시켜 기류의 속도를 높이게 된다. 공기가 통로를 통해 이동함에 따라 회전하는 것을 돕기 위해 편향기(deflector)를 사용할 수 있다.

분리실(58)의 측벽에 구멍(59)이 구비되어 있어서, 미립자가 이 구멍을 통과하여 제 2 집진실(60) 내로 흘러 들어갈 수 있다. 사용할 때, 공기가 팬(50)을 통해 흘러 가속되고 환상 송풍 홈(56)을 통해 고속으로 추진되며, 만곡체(55)의 둘레를 지나 외부 통로(54) 안으로 흐르고, 이 통로(54)를 통과한 다음 무거운 입자가 기류에서 이탈하는 제 1 집진 영역(62) 안으로 흐른다. 기류는 통로(54)를 계속 통과하여 분리실(58) 안으로 흐르고, 통로(54)는 내측으로 점점 가늘게 되어 있으므로 기류의 rpm을 증가시킨다. 기류는 분리실(58)내에서 회전하고, 기류가 외벽(61)에 도달할 때 기류는 내부 통로(52)의 입구 안으로 촘촘한 원을 그리며 나선형으로 하강하고 팬(50)을 통과한다.

도 4a 및 4b는 진공 청소기의 모서리 부착부를 도시하고 있다. 모서리 부착부(80)는 평면에서 볼 때(도 4b) 대략 3각형의 형상이고, 2개의 직선 외측 연부(81, 82)와, 진공 청소기의 외부 곡선을 부여하는 곡선 내측 연부(82A)를 갖는다. 한 쌍의 기류 관(83A, 83B)이 보어(95, 96)를 통해 연장하고, 상기 기류 관의 일단부(84, 85)는 내부 통로(12) 안으로 돌출하고, 또 기류의 일부분을 관을 통해 보내는 것을 돕기 위해 국자형상으로 되어 있다. 관의 타 단부(86, 87)는, 부착부이 도 4a 및 4b의 위치에 있을 때 폐쇄되는 하부 개구(88, 89)를 구비한다[물론, 관의 개수 및 크기는 변경될 수도 있다]. 부착부은 스프링(90)에 의해 탄성 편향(spring biassed)되며, 스프링(90)은 부착부을 진공 청소기의 외벽에 대고 누르는 것이 가능하다. 이렇게 되면, 관(83A, 83B)은 보어(95, 96) 안으로 더욱 눌려지고, 관의 개구(88, 89) 자체는 하부 오리피스(93)의 열을 구비한 실(92)과 연통하게 된다.

부착부(80)이 스프링(90)의 편향에 대항하여 진공 청소기에 대해 눌려질 때, 고압 공기가 관(83, 84)을 따라 흘러 보어(91)를 통해 실(92) 내로 흐르고, 또 오리피스(93)를 통과하고 지면에 충돌하여 먼지 및 오물 입자를 집진한다. 먼지 입자는 보어(98) 내에서 활주하는 송환 관(97) 내에 유입된다. 부착부(80)이 진공 청소기에 대해 눌려질 때만 송환 관(97)이 외부 통로(13)와 연통한다.

픽업 헤드는 평면도에서 환상일 필요는 없으며 평면도에서 임의의 편리한 형상으로 될 수 있다는 것을 주의하여야 한다.

진공 청소기는 다수의 이점이 있다. 진공 청소기를 배출물이 적거나 전혀 없게 하여 병원 등의 무균 환경에 적용할 수 있다. 진공 청소기를 사용하여 진공 청소기로부터 임의의 미립자가 배출될 가능성이 적거나 전혀 없이 유해성 미립자를 흡입하고 수집할 수 있다. 모터(18)는 진공 청소기를 관통하는 배출구(도시 안됨)에 의해 냉각될 수 있지만, 배출구를 통과하는 공기는 순환 공기와 전혀 혼합되지 않는다. 기류가 도 1의 만곡체(15)의 주위를 통과한 후에, 단면이 증가된 기류 통로에 유입되어 공기의 rpm이 낮아짐으로써 큰 입자(32)의 제거가 용이하게 된다. 그 다음, 통로는 위쪽으로 점차 가늘어져 단면이 좁아짐으로써 공기의 rpm을 증가시킨다.

모터가 시스템으로부터 분리되어 있는 한, 이러한 진공 청소기로 미립자와 같은 방식으로 액체를 흡입하고 수집할 수도 있고, 시스템이 손상되지 않는다.

앞서 언급한 바와 같은 가정에서만 사용되는 진공 청소기에 한정되지 않는이러한 진공 청소기의 기본적인 특징은 공기 또는 임의의 다른 유체가 미소량만 방출되거나 전혀 방출되지 않는다는 것이다. 어떤 변형된 진공 청소기는 물 등의 임의의 액체에 담가서 유체로부터 미립자를 제거하는 기능을 행할 수 있다. 유체는 진공 청소기 내에서 실질적으로 재 순환하므로 주변으로부터 주위의 유체를 흡인할 필요가 없다. 따라서, 진공 청소기로부터 유체가 전혀 또는 거의 방출되지 않으며, 실질적으로 폐쇄회로 장치로서 설명된다.

이러한 장치의 어떤 변형에 의해 미립자가 함유된 물 또는 임의의 액체를 처리할 수 있다. 코안다 픽업 헤드가 모터 및 팬 또는 이러한 폐쇄 회로를 작동 가능하게 하는 다른 유체 가속 수단으로부터 일정 거리에 배치되거나 근접하게 배치되거나 간에, 대부분의 먼지 및 기타 미립자를 임의의 수단, 바람직하게는 본 명세서에서 언급한 바와 같은 와류에 의해 제거할 수 있다. 미립자가 순환하고 주변과 다시 연통하지 않으므로, 처음 순회하는 동안 마지막 미립자를 매번 제거할 필요가 없다.

본 발명의 진공 청소기의 변형예는 수영장에 담가서 수중의 미립자를 수집하고 분리할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 청소기를 도시한 것이다. 이러한 변형 실시예에서, 진공 청소기의 하부 부분은 도 1을 참조하여 설명한 것과 유사하므로, 유사한 부재를 나타내기 위해 동일한 참조번호를 사용하였다. 예컨대, 도 5의 진공형 청소기는 외부 하우징(11)과, 내부 환상 통로(12) 및 외부 환상 통로(13)를 포함하는 내부 순환 공기 통로와, 환상 바닥 홈(14) 및 이 홈 내부에 위치된 환상 만곡체(15)를 구비한다. 모터(18)에 의해 구동되는 팬(17)이 하우징(11)의 내부에 설치되어 있다. 환상 만곡체(15)는 홈(14)을 2개의 부속 홈, 즉 내부 송풍 홈(24) 및 외부 송풍 홈(25)으로 분할한다. 공기 등의 유체가 팬(17)에 의해 가속되어 내부 홈(12)을 통해 하방으로 흐르고 만곡체(15) 주위를 지나 외부 홈(13)을 통해 상방으로 흐른다. 팬(17)의 상부에는 U자 형상의 와류실(vortex chamber)(110)이 배치되어 있다. 먼지 등의 미립자를 함유한 공기가 통로(13)를 통해 솟아오르고, 도 1을 참조하여 설명한 이유로 나선형의 운동으로 변환된다. 공기가 와류실(110)의 벽에 인접한 입구(111)를 거쳐 와류실(110) 안으로 흐른다. 공기는 와류실(110) 내에 와류(112)를 형성하고 와류실(110)의 벽에 인접한 큰 직경의 와류의 형태로 된다. 와류는 와류실(110)의 만곡 통로를 따라 집진 영역(13) 안으로 흐른다. 그 다음, 와류는 외부 와류(12)의 대략 중앙으로 역류하여 팬(17)을 통해 송환되는 작은 제 2 와류(114)(내부 와류라고도 함)로 변환된다. 중력에 의해 먼지 및 미립자가 집진 영역(113)의 바닥에 남게된다. 집진 영역(113)은 그것을 분리하고 비울 수 있도록 분리 가능한 칼라(collar)(115)를 거쳐 고정될 수 있는 제거가능한 실 또는 컵의 형태로 구성될 수 있다. 칼라(115)는 2 부분을 일제히 고정시키기 위한 나사 등의 임의의 편리한 방법에 의해 또는 체결 가능한 베이어닛(bayonet)을 구비하는 것에 의해 부착될 수 있다.

큰 입자를 집진 영역(1130)에 수집하기 위해서, 전구형 확대부(31)는 도 1의 확대부 보다 작은 단면을 갖는다. 이것은, 크고 무거운 입자를 통로(13)를 통해 와류실(110)을 따라 집진 영역(113) 안으로 올려 보내는 것을 촉진한다. 따라서,와류를 보다 강하게 하여 이것을 보다 용이하게 달성할 수 있다. 도 5 및 6에 도시된 실시예에서, 통로(13)는 내부로 경사질 필요는 없지만, 어느 지점에서, 특히 와류실(110)의 상부 부분의 입구에서는 외부로 경사지거나 어떤 다른 구성으로 되어, 와류와 함께 나선형으로 회전하는 무거운 입자의 상향 이동을 돕게 된다.

와류실(110)은 정확히 U자 형상으로 되거나 대략 180°로 만곡될 필요는 없다. 예컨대, 와류실은 편의성, 외형 및 실용성을 고려하여 더 작`거나 큰 각도로 만곡될 수도 있다. 2개의 와류, 즉 외부 와류와 그것에 반대 방향으로 이동하는 내부 와류가 형성되기만 하면, 어떠한 구성이라도 달성 가능하다.

도 6을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명한 것과 유사하지만, 관(116)을 구비하고 있는 장치가 도시되어 있다. 이 관은 일단부가 와류실의 거의 중앙에 위치되는 한편 타단부가 집진 영역(113)에서 와류실[이 와류실은 집진 영역(113)의 바닥까지 완전히 연장되는 것으로 간주한다]의 단부 벽에 인접하게 위치하도록 배치된다. 와류의 중앙의 압력은 와류의 외주 부근의 압력보다 약간 낮다. 도 6에서, 집진 백(117), 예컨대 얇은 반투명 백이 집진 영역(113)에 배치된다. 관(116)은 집진 영역(113)의 벽의 바로 내부에 저압을 발생시킨다. 이런 방법으로, 전체의 장치 내부의 압력이 대기압 보다 낮더라도, 관(116)은 저압에 의해 백을 집진 영역(113)의 벽에 대해 흡입한다. 유속이 가장 높은 내벽에 인접한 저압 영역이 존재할 수 있으므로 관(116)은 불필요할 수도 있다. 이것에 의해, 백은 와류가 백 안에서 회전할 수 있도록 개방 상태로 유지된다. 나중에, 집진 영역(113)을 분리하고 백을 제거하여 버리거나 세척할 수 있다.

플라스틱 또는 다른 유형의 백(117)은 O링 또는 다른 장치에 의해 칼라(115) 내부에서 마찰이 억제될 수 있고, 또 먼지의 무게에 의해, 벽(119)이 있는 와류실 내부의 백의 잔여부가 특히 어떤 구성의 홈 또는 리브(rib)가 있을 수도 있는 바닥에 붙고, 그 다음 칼라(115)에 인접한 백의 상부는 백의 하부 부분이 회전 분리가능한 집진 영역과 함께 회전하는 동안 비교적 정지된 상태로 유지된다.

이런 방법으로, 플라스틱 등의 백의 상부 부분은 실질적으로 집진 영역(113)을 회전시키고 분해시키는데 필요한 만큼 여러 번 회전한다. 이런 방법으로, 집진 백을 완전히 분해한 후에, 집진 영역에서 들어 올리고 묶어 먼지를 대기로부터 완전히 봉쇄할 수 있다. 집진 백이 생물 분해성 재료로 제조되어 있으면, 매립지에 버리거나 소각할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 집진 영역을 회전 분리할 때 관(116)을 통한 공기 경로도 분해되고, 더 회전시키면 대기에 통하는 구멍 또는 통로가 개방된다. 이 경우에, 분리하는 동안 진공 청소기가 작동하게 되면, 집진 영역(113)의 내부에 있는 집진 백의 외부와 집진 백의 내부 사이에 상당한 압력차가 생길 것이다. 이런 방식으로, 집진 백은 담긴 먼지 위로 접혀지고 그것을 압축할 것이며, 그 다음, 더 회전시켜 분리할 때 집진 백 내부의 먼지는 휠씬 더 압축된 형태로 되며 앞서 언급한 것과 같이 제거 가능한 백의 상부 부분을 묶을 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 도 3에 도시된 변형예는 마지막으로 언급한 특징들을 지닐 수 있으며 제 1 집진 영역(62)을 없애고 홈(59) 및 와류실(58)의 외벽이 임의의 거리 및 임의의 방향으로 연장될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 마지막으로언급한 것과 동일한 방식으로 작동하도록 하기 위해 와류실을 180°정도로 굽힐 필요는 없지만 90°정도 또는 어떤 다른 각도로 굽힐 수도 있다. 즉, 그것은 나사 결합형 칼라를 구비하거나 베이어닛을 구비할 수도 있으며 회전 분리가능하고, 집진 백을 수용할 수도 있고 중력에 의해 먼지를 집진실의 바닥에 유지할 수도 있다.

도 3에 도시된 실시예에서 도면의 상부에 도시된 핸들이 제거될 수도 있고 또 상자형(canister) 진공 청소기로서 바닥에서 사용할 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 통로(52, 54)는 가요성 관 내부에 가요성 관 등의 가요성 벽을 구비할 수도 있다. 전구형 영역(62)은 단면 감소 영역을 구비할 수도 있다. 집진실(60) 및 홈(59)은 제거되고, 도 5 및 6에서와 같이 와류실(110)이 하방을 향해 있기 때문에 와류실은 전술한 바와 같이 만곡될 필요가 없다. 실제로, 와류실은 도시된 바와 같이 직선 상태로 남아 있으면서도 동일한 특징이 적용될 수도 있다. 실제로, 한 부분을 다른 부분으로부터 회전 분리하기 위한 나사 또는 베이어닛형 칼라와 집진 백이 추가되고 도 6에 도시된 관(116)과 같은 특징부가 추가된다.

본 발명의 추가의 실시예에서는 코안다 픽업 헤드가 하부로부터 평면도에서 볼 때 원형, 환형 또는 다른 형상이 아니고 도 7 및 8과 같이 구성될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 유체 구동원으로부터 운반되는 유체의 일부분이 통과하는 노즐(또는 홈)(120)을 구비한 픽업 헤드를 도시한 것이다. 유체의 나머지 부분이 통과하는 코안다 송풍 홈(121)이 제공되고 만곡된 코안다 표면이 제공된다. 이들 통로는 반대로 될 수도 있다. 참조 번호(123)는 흡입 홈이고, (124)는 유체 반송 통로이며, (125)는 유체를 와류실로 송환한 다음 유체 구동원(도시 안됨)으로 송환하기 위한 통로이다. (126)은 양단부에서 대기로부터 공정을 격리시키는 사이드 펜스(side fence)이다.

도 7 및 8에서, 화살표는 기류를 나타낸다. 노즐의 열은 코안다 송풍 홈에서와 같이 직선이거나 곡선 경로를 따를 수도 있다. 흡입 헤드는 평면도에서 볼 때 직선형이거나 만곡형일 수도 있다.

하부로부터 볼 때 환형으로 도시된 노즐 및 코안다 홈은 직선형으로 될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 하부로부터 볼 때 실질적으로 원형 뿐만아니라 장방형, 정방형, 타원형 또는 임의의 형상일 수도 있는 픽업 헤드가 제공된다. 노즐은 어떠한 각도로도 지향될 수 있다.

픽업 헤드가 불규칙 표면 위를 지날 때 표면에 합치하도록 픽업 헤드의 주변에 강모(bristles)를 배치할 수도 있다. 불규칙 표면에 합치하는 다른 가요성 수단을 사용할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 다른 유형의 집진실이 와류실에 실질적으로 평행하게 배치될 수도 있고, 먼지가 돌진하는 통로는 와류실의 상부 근처에 배치될 수도 있으며, 상기 통로 또는 구멍의 사이즈는 어떠한 것이라도 가능하다.

픽업 헤드를 바닥으로부터 천장까지 또 그 반대로 옮길 때 공기를 노즐에서 분리하는 수단을 사용할 수도 있다. 이것은 자동 또는 수동으로 작동될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 흡입 또는 입구 홈이 코안다 송풍 홈 또는 노즐보다 더 중앙에 위치할 수도 있다.

이 경우에는, 픽업 헤드가 하부로부터 볼 때 원형, 직사각형 또는 임의의 형상이든 간에 픽업 헤드의 주변 가까이에 노즐 또는 그 대신에 홈이 배치될 수도 있다.

코안다 송풍 홈은 노즐에 비해 내부에 배치될 수도 있고, 하부로부터 볼 때 중심을 향하여 분출물을 배출한다. 노즐은 제거되거나 제거되지 않을 수도 있다.

마지막의 경우에, 중앙 흡입 홈을 제거하고 실질적으로 중앙에 배치된 홈으로 대체하여 공기 및 기타 유체를 유체 구동원 또는 와류실에 송환할 수도 있다.

이 경우에, 관을 통한 유체 경로는 공기를 노즐 또는 송풍 홈에 이끄는 통로의 벽을 통과할 수도 있다.

다른 방법으로는, 앞서 언급한 수단에 의해 먼지가 제거된다.

도 9는 본 발명의 상기 다른 실시예에 따른 픽업 헤드(130)의 저면도를 도시한 것이고, 도 10은 픽업 헤드(130)의 측면도를 도시한 것이다. 픽업 헤드는 실내의 모서리에 들어가는 부분(131)을 갖는 환상의 형태이다. 픽업 헤드(130)는 헤드(130)의 외주 주위에 이격된 노즐(132)의 고리를 갖는다. 코안다 홈(133)은 헤드(130)의 외측 연부쪽에 배치된다. 노즐(132)의 고리는 공기를 카펫 안으로 내려 보내 전술한 바와 같이 먼지를 해방시킨다. 공기는 중앙 공기 입구(134)를 통해 카펫 표면으로부터 제거된다. 헤드(130)는 3개의 원형 스페이서(135)를 더 구비한다. 이들 스페이서는 부드러운 표면을 가지며, 헤드를 카펫의 표면 위에서 용이하게 활주하게 하고 또 헤드를 부드러운 마루 위로 약간 상승시킨다.

픽업 헤드 주위의 공기의 흐름은 화살표로 도시되어 있다[노즐(132)을 통과하는 공기의 흐름은 도시하지 않았다].

픽업 헤드(130)로의 공기 공급은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 팬(136)에 의해 제공된다. 도 11은 팬(136)의 평면도이고, 도 12는 팬의 단면도이다. 팬(136)은 공기 입구(138) 및 공기 출구(139)를 갖는 하우징(137)의 내부에 장착된다.

공기 입구(138)는 강관 또는 가요성 관에 의해 헤드(130)의 공기 입구(134)에 연결된다. 강관 또는 가요성 관으로 연결되는 것의 여부는 진공 청소기의 종류에 따른다. 사용할 때 바닥에 놓이는 팬에는 가요성 관이 사용될 수도 있다. 팬이 헤드(130)의 바로 위에 장착된 경우에는 강관이 사용될 수도 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 공기 입구(138)는 내벽에 실질적으로 접하는 공기를 공급하여 도 1을 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 공기를 강풍 또는 와류로 만드는 것을 돕는다.

공기 입구(138)는 공기를 공기 통로(140)에 공급한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 공기 외부 통로는 공기 입구(138)에 의해 공급된 통로(140)를 가로지른다. 이것에 의해, 공기 통로를 가로질러 픽업 헤드(130)의 공기 입구(134)를 실질적으로 중앙에 배치하는 것이 가능하다.

도 13은 와류실(141)과 연통한 도 12의 팬(136)을 도시한 것이다. 이 와류실은 도 5 및 6을 참조하여 앞서 설명한 것과 유사한 방식으로 작동한다. 그러나, 와류실(141)을 장치에 부착하는 수단은 전술한 것과는 다르다. 와류실(141)은 집진 볼(collecting bowl)(142) 및 그 내부에 배치되는 전술한 바와 같은 집진 백(도시 안됨)을 구비한다. 4각형 부재(trapeze)(143)가 볼(142) 위의 지점에서 장치에 회전 자재로 부착된다. 4각형 부재는 볼로부터 멀리 회전하여 볼에서 분리될 수 있고 볼 쪽으로 회전하여 볼에 결합될 수 있다. 볼이 도 13에 도시된 바와 같이 결합될 때, 볼은 판과 같은 부재(143)에 대해 지지되고 상향 압력에 의해 적소에 지지된다. 이 경우에는, 볼(142)을 전술한 바와 같이 결합하기 위한 회전 작용이 필요치 않다. 또한, 4각형 부재를 볼(142)로부터 멀리 회전시키는 것에 의해, 볼(142)을 신속히 빼내서 비울 수 있다.

와류실(142)은 볼의 바닥을 통해 4각형 부재까지 뻗은 작은 구멍 또는 통로(144)를 구비한다. 4각형 부재는 중공형으로 되어 기류가 통로를 통해 볼과 4각형 부재 사이에서 연통하는 것을 가능하게 한다.

공기 통로(144)는 와류가 백 내에서 회전하는 동안 볼(142) 내부의 백을 팽창된 상태로 유지하는 기압차(air pressure differential)를 전달한다. 이런 방식으로, 통로(144)는 도 6을 참조하여 설명한 관(116)과 유사한 방식으로 기능한다.

4각형 부재는 중공형이므로, 부착 지점에서 회전하는 4각형 부재를 통해 기압차가 전달된다. 이런 방식으로, 하부 횡단면 영역의 영역 및 저압이 4각형 부재를 통해 볼의 하부의 내측과 다시 연통할 수 있다. 이 기압은 4각형 부재의 결합 지점에 인접하지 않고, 통로가 시스템 내의 보다 적절한 저압 영역으로부터 이들 지점까지 통할 수도 있다.

이러한 배치에 의해, 팽창 가능한 백을 내부에 구비한 집진 볼(142)의 결합 및 분리가 매우 신속하고 용이하게 된다. 이러한 개량된 볼 및 부착 방법의 다른특징은, 삽입된 손 사이에서 볼을 단순히 회전시켜, 전술한 바와 같이 집진 백을 먼지 위에서 회전 가능하게 밀폐하고 또 쉽게 분리하여 버릴 수도 있다는 것이다.

본 발명은 다른 진공 장치를 능가하는 추가의 이점을 제공한다. 그것은 대다수의 다른 진공 장치보다 잠재적으로 작고 가벼우며 단순하다.

또한, 내부 표면을 쉽게 비우고 청소하는 것을 가능하게 하거나 수리 또는 보수유지를 위해 즉시 접근할 수 있도록 하는 자체의 내부 저압에 의해 외부 케이스 또는 셸(shell)을 적소에 단순히 유지할 수도 있다.

본 발명의 정신 및 관념의 범위로부터 벗어나지 않는 다수의 기하학적 구성이 가능하다.

본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 전술한 실시예를 다양하게 변화 및 수정할 수 있다.

Claims (12)

1. 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치에 있어서,

   하우징과,

   끌어 올릴 미립자를 통과시키기에 적합한 바닥 홈을 갖는, 상기 하우징내의 순환 기류 통로와,

   상기 홈 내에 위치되고 상기 홈을 두 부분으로 분할하는 만곡체와,

   상기 통로의 일부와 연통하거나 상기 통로의 일부를 형성하는 것으로, 미립자를 기류로부터 분리하는 분리실과,

   상기 통로를 통해 기류를 가속하는 가속 수단을 구비하며,

   상기 홈 및 상기 만곡체는, 기류가 상기 홈의 일 부분을 통해 흐르고 상기 만곡체의 일부분의 주위를 지나 상기 홈의 다른 부분 안으로 흐르며 그 과정에서 미립자를 끌어올리도록 배치되는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분리실 내로 흐르는 공기는 와류(spiral flow)로 변환되어, 바닥 홈을 향해 거꾸로 흐르기 전에 집진 영역 안으로 미립자를 회전시켜 배출하는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 홈은 환상으로 형성되어 있는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 장치는 진공 청소기의 형태이며,

   기류가 순환하는 내부 순환 공기 통로를 구비한 하우징과,

   상기 통로를 통해 공기를 가속하는 공기 가속 수단과,

   상기 홈의 최하측 연부로부터 약간 내측에서 상기 홈 안에 위치되어, 내부 통로 부분을 형성하는 내부 부분과, 외부 통로 부분을 형성하는 외부 부분으로 상기 홈을 분할하는 만곡체와,

   상기 외부 통로와 연통하는 것으로서, 상기 기류가 와류로 변환되어 미립자를 집진 영역 안으로 회전시켜 배출하는 분리실을 구비하며,

   상기 통로는 제 1 내부 통로 및 제 2 외부 통로를 구비하고, 상기 통로는 상기 하우징의 바닥에서 진공 청소될 영역에 인접한 환상 홈에 의해 연결되고,

   상기 만곡체 및 상기 홈은, 가속된 기류를 상기 내부 환상 통로의 하부로 보내고 상기 홈의 내부 부분을 통과하고 상기 만곡체의 주위를 지나 상기 홈의 외부 부분 안으로 보내고, 그 과정에서 상기 영역으로부터 미립자를 끌어올리도록 배치되며,

   상기 내부 통로는 상기 분리실과 연통하여, 미립자가 제거된 기류가 상기 내부 통로를 통해 홈쪽으로 재 순환하는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 분리실은 실질적으로 뒤집힌 U자 형상으로 되어 있고, 상기 집진 영역은 상기 U자형 분리실의 한쪽 다리의 하단부에 있는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
6. 미립자를 함유한 유체 흐름으로부터 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치에 있어서,

   하우징과,

   미립자를 함유한 유체 흐름에 접촉하기에 적합한 바닥 홈을 갖는 상기 하우징내의 유체 순환 통로와,

   상기 홈 내에 위치되고 상기 홈을 2 부분으로 분할하는 만곡체와,

   상기 통로의 일부분과 연통하거나 그 일부분을 형성하는 것으로서, 유체 흐름으로부터 미립자를 분리하는 분리실과,

   상기 통로를 통해 유체 흐름을 가속하는 가속 수단을 구비하며,

   상기 홈 및 상기 만곡체는, 유체 흐름이 상기 홈의 일부분을 통해 흐르고 상기 만곡체의 일부분의 주위를 지나 상기 홈의 다른 부분 안으로 흐르며 그 과정에서 미립자를 끌어올리도록 배치되는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
7. 유체 흐름으로부터 미립자를 분리하는 장치에 있어서,

   하나 이상의 외벽을 구비한 실(chamber)과,

   상기 실의 외벽에 인접한 적어도 하나의 유체 입구와,

   상기 유체 입구로부터 내부로 이격된 적어도 하나의 유체 출구를 포함하고,

   미립자를 함유한 유체가 상기 적어도 하나의 입구를 통해 실에 진입하고 큰 제 1 직경의 회전 운동을 행하여, 미립자를 실의 외벽 쪽으로 회전시켜 배출한 다음, 유체는 작은 제 2 직경의 회전 운동을 행하고 제 1 회전 운동을 행하는 유체의 중앙을 통해 거꾸로 흐르도록 구성되고 배치되는

   유체 흐름으로부터 미립자를 분리하는 장치.
8. 미립자를 함유한 유체로부터 미립자를 분리하는 방법에 있어서,

   제 1 유체의 흐름이 큰 직경의 제 1 회전 운동을 행하게 하여 원심력에 의해 유체 흐름으로부터 미립자를 제거하는 단계와,

   유체의 흐름이 작은 직경의 제 2 회전 운동을 행하게 하고 유체를 상기 제 1 유체 흐름의 중앙을 통해 거꾸로 흐르게 하는 단계를 포함하는

   미립자를 함유한 유체로부터 미립자를 분리하는 방법.
9. 미립자를 끌어올리고 수집하는 장치에 있어서,

   통로와,

   상기 통로를 통해 유체 흐름을 가속하는 유체 가속 수단과,

   상기 통로와 연통하여, 유체에 동반된 입자를 장치 안으로 흘려보낼 수 있는 유체 입구를 구비하며,

   상기 장치는 미립자 분리 수단을 더 포함하고, 상기 미립자 분리 수단은,

   하나 이상의 외벽을 구비한 실(chamber)과,

   상기 실의 외벽에 인접한 적어도 하나의 유체 입구와,

   상기 유체 입구로부터 내부로 이격된 적어도 하나의 유체 출구를 포함하고,

   미립자를 함유한 유체가 상기 적어도 하나의 입구를 통해 실 내로 흘러 들어가고 큰 제 1 직경의 회전 운동을 행하여, 미립자를 실의 외벽을 향해 회전시켜 배출한 다음, 유체는 작은 제 2 직경의 회전 운동을 행하고 제 1 회전 운동을 행하는 유체의 중앙을 통해 거꾸로 흐르도록 구성되고 배치되는

   미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 장치는 진공 청소기의 형태로 되어 있는

    미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 장치는 하우징을 구비하며, 상기 실은 상기 하우징에 분리 가능하게 부착되는

    미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 실을 지지하는 프레임 부재를 구비하고, 상기 프레임 부재는 상기 하우징에 선회 가능하게 부착되는

    미립자를 끌어올리고 수집하는 장치.