KR20010088849A - 진공 청소기 - Google Patents

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KR20010088849A
KR20010088849A KR1020017004382A KR20017004382A KR20010088849A KR 20010088849 A KR20010088849 A KR 20010088849A KR 1020017004382 A KR1020017004382 A KR 1020017004382A KR 20017004382 A KR20017004382 A KR 20017004382A KR 20010088849 A KR20010088849 A KR 20010088849A
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달리 데이비드 제임스 마이클
다이슨 리미티드
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Abstract

본 발명은 더러운 공기 입구, 깨끗한 공기 출구(42) 및 이들 사이의 기류 통로에 위치된 오물 및 먼지 분리 장치(14)를 갖는 진공 청소기(10)를 제공하는 것으로서, 상기 기류 통로는 더러운 공기 입구와 분리 장치(14) 사이 및 분리 장치(14)와 깨끗한 공기 출구(42) 사이에 실질적으로 균일한 단면적을 가진다. 단면적이 균일함으로써 마찰 손실이 감소되고 청소기(10) 내의 압력 강하가 감소된다. 기류 통로의 일부분(36, 44)은 유지 보수 및 차단물 제거를 위하여 접근이 용이하도록 청소기(10)로부터 제거가능하게 배열되는 것이 바람직하다.

Description

진공 청소기 {VACUUM CLEANER}
일반적으로, 직립형 진공 청소기는 먼지 분리 장치(dust separation apparatus)가 내장된 본체의 하측 말단 상에 회전가능하게 장착된 청소기 헤드를 가진다. 먼지 분리 장치는 종래의 백 필터(bag filter) 형태를 갖거나 또는 도면에 예시되어 있는, 예를 들어, 유럽특허 제 0 042 723호에 개시된 바와 같은, 하나 또는 두 개의 사이클론(cyclone)으로 구성되는 사이클론 분리기(cyclonic separator) 형태일 수 있다. 청소할 바닥 위를 가로질러 청소기를 이동시키는 핸들이 본체로부터 상측으로 또는 본체의 후측에 연장되도록 배열된다. 한 쌍의 지지 휠(supporting wheel)이 본체의 하측 말단 또는 청소기 헤드 상에 장착된다. 청소기 헤드는 전방으로 연장된다. 더러운 공기 입구(dirty-air inlet)는 청소기 헤드의 전방 말단에 위치되어, 사용 시, 더러운 공기 입구가 청소할 바닥을 향하여 하측방향으로 대면한다. 더러운 공기는 모터로 구동되는 팬에 의하여 더러운 공기 입구를 거쳐 먼지 분리 장치 내로 빨려 든다. 제1의 기류 통로에 의하여 먼지 분리 장치로 이송된다. 공기 속에 부유하고 있는 오물 및 먼지가 분리 장치에서 기류로부터 분리될 때, 깨끗한 공기가 제2의 기류 통로를 거쳐 깨끗한 공기 출구로 이송되어 대기 중으로 빨려 나간다.
직립형 진공 청소기는 일반적으로 실린더형 청소기로 전환가능하다. 실린더 모드에서, 더러운 공기는 청소기 헤드 내에 위치된 더러운 공기 입구 대신에 진공 청소기에 부착된 봉(wand) 또는 호스에 의하여 청소기 내로 빨려 들어간다. 이 실린더 모드는, 예를 들면, 가구 밑이나 계단과 같이 청소기 헤드가 용이하게 미칠 수 없는 영역 또는 바닥 위를 용이하게 청소할 수 있다. 직립형 모드에서 진공 청소기를 바닥 위를 가로질러 이동시키는데 사용되는 핸들은 이를 위하여 어떤 경우 봉 및 호스 배열로 전환가능하다. 어느 모드에서나, 청소기 내로 빨려 들어온 공기는 길이가 상당히 긴 기류 통로를 따라 이송된 후 대기 중으로 빨려 나간다.
공지된 종래 기술에 있어서, 기류 통로는 단면 크기 및 형상이 변하는 반면, 공기는 더러운 공기 입구로부터 오물 및 먼지 분리 장치로 이송된 다음 진공 청소기의 깨끗한 공기 출구로 이송된다. 또한 기류 통로는 이 기류 통로를 억지로 갑작스럽게 방향을 변경시키거나 또는 단면적을 확대시키는 루트를 따라간다. 이것은 기류 통로의 상이한 부분의 형상 및 단면적이 진공 청소기의 상이한 부분의 상대적인 비율에 의하여 결정되는 경우가 종종 있기 때문이다. 예를 들면, 직립형 청소기 또는 실린더형 청소기에 적합한 더러운 공기 입구를 선택하는 전환 밸브(changeover valve) 바로 하류의 기류 통로 부분은 어느쪽 입구로부터 유입되는 공기라도 하류 흐름 통로 내에 수용될 수 있도록 기류 통로의 다른 부분보다 단면적이 상당히 큰 경우가 종종 있다. 이와 같은 기류 통로의 단면적 변경으로 인하여 마찰 손실이 발생하여 기류 내의 압력이 강하하여 진공 청소기의 성능이 감소된다. 종래 기술의 진공 청소기의 기류 통로도 또한 가파른 만곡부(bend) 및 모서리를 포함함으로써 마찰 손실 및 압력 강하가 발생한다.
본 발명은 진공 청소기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전적은 아니지만 직립형 진공 청소기(upright vacuum cleaner)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 청소기를 한쪽에서 바라 본 도면.
도 2는 본 발명에 따른 진공 청소기를 다른 쪽에서 바라 본 보면.
도 3은 본 발명에 따른 진공 청소기의 배면도.
도 4는 제거가능한 두개의 기류 통로 부분을 떼어 낸, 도 1에 도시된 진공 청소기의 다른 배면도.
본 발명의 목적은 마찰 손실 및 압력 강하를 최소화시키는 진공 청소기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 공지의 진공 청소기보다 오물 및 먼지가 차단되거나 쌓이지 않는 기류 통로를 가진 진공 청소기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 차단되기 쉬운 기류 부분이 공지의 진공 청소기보다 더 용이하게 접근가능한 진공 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명은 청구항 제1항에서와 같은 유체 흐름을 이송하는 장치를 제공한다. 다른 특징 및 장점은 종속항에 개시되어 있다.
기류 통로의 단면적을 균일하게 함으로써 마찰 손실 및 압력 강하가 확실하게 최소로 유지되어 먼지 분리 장치가 최대의 효율로 기능할 수 있다. 원형 단면적이 실질적으로 800mm2인 진공 청소기가 사이클론 분리기로 구성되는 먼지 분리 장치를 포함할 때 특히 효과적인 것으로 판명 되었다.
기류 통로의 만곡부가 내장된 제거가능한 부분을 제공함으로써, 임의의 차단물이 상기 만곡부에 쌓이는 경우, 장치의 사용자가 제거가능한 부분을 떼어낼 수 있다. 제거가능한 부분을 떼어내어 장치의 사용자가 기류 통로에 용이하게 접근하여 차단물을 신속하고 용이하게 제거할 수 있다. 제거가능한 부분은, 예를 들면,탄성 탭(resilient tab)과 같은 고정구(fastening)를 신속하게 분리함으로써 장치의 비숙련자가 기본적인 유지 보수 및 차단물을 제거할 수 있도록 장치의 나머지 부분에 대하여 동작 위치에 유지되는 것이 바람직하다. 이로써 장치의 유지 보수에 필요한 숙련 시간이 감소되고 장치의 장기간 동작이 가능하도록 유지되어 사용자의 만족도를 증가시키고 유지 보수 및 관리에 필요한 시간을 감소시킨다.
다음에, 본 발명에 따른 바람직한 실시예 및 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 진공 청소기(10)는 먼지 분리 장치(14)가 위치된 본체(12)를 가진다. 예시된 실시예에서, 먼지 분리 장치는 직렬로 배열된 두 개의 사이클론을 포함한다. 그러나, 먼지 분리 장치(14) 자체는 본 발명의 주제가 아니며, 먼지는 종래의 백-형태 필터와 같은 다른 수단을 사용하여 기류로부터 동일하게 분리될 수 있다. 모터 하우징(16)이 본체(12)의 하측 말단에 위치되고 청소기 헤드(18)가 모터 하우징(16) 상에 회전가능하게 장착된다.청소기 헤드(18)는, 직립 형태로 하여 청소하는 도중에 사용하기 위한 회전가능한 브러시 바(brush bar)가 내장된 브러시 하우징(20)을 가진다. 브러시 바는 청소기 헤드(18) 내 제1의 더러운 공기 입구 마우스에 장착된다. 모터 및 팬(도시되지 않음)이 모터 하우징 내에 내장되며 이 위에 지지 휠(22)이 장착된다. 모터 하우징(16)으로부터 상측으로 본체(12)를 따라, 소켓(26)으로부터 분리되어 호스/봉 구조체로서 사용될 수 있는 핸들(24)이 연장된다. 핸들(24)은 호스(24b)로 둘러싸인 봉(24a)으로 구성된다. 일반적으로 캡(28)에 의하여 폐쇄되어 있는 제2의 공기 입구는 핸들 그립(handle grip)(30)을 또한 지지하는 봉(24a)의 먼쪽 말단에 위치된다. 핸들(24) 및 본체(12)의 상측 말단 상에는 바닥 위를 청소하는 도중에 사용하기 위한 추가적인 도구(32)가 분리가능하게 지지된다. 이러한 유형의 진공 청소기, 및 다른 유사한 장치는 청소기 시장에서 잘 알려져 있다.
진공 청소기(10)는, 상기 간략한 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 하나는 청소기 헤드(19)에 위치되고 다른 하나는 봉(24a)의 먼쪽 말단에 위치된 두 개의 선택적인 더러운 공기 입구를 가진다. 더러운 공기 입구 어느 것을 사용할 것인가는 청소기(10)를 사용하는 동작 모드에 따라 다르다. 청소기(10)를 직립 모드로 사용할 때는 청소기 헤드(18)에 위치된 공기 입구가 동작한다. 청소기(10)로 바닥 위를 청소할 때는 봉(24a)의 먼쪽 말단에 위치된 공기 입구가 동작한다. 청소기(10)는 핸들(24)의 수직에 대한 경사각에 따라 적절한 공기 입구를 자동적으로 선택하는 전환 밸브(도시되지 않음)와 결합된다. 청소기(10)를 직립 모드로 사용할 때 핸들(24)은 수직으로 경사지고, 청소기(10)를 실린더 모드로 사용할 때핸들(24)은 도 1 및 도 2에 도시된 수직 위치로 된다는 점을 이해할 것이다.
청소기(10)를 직립 모드로 사용할 때, 청소기 헤드(18)의 공기 입구가 동작하기 시작한다. 더러운 공기가 이 입구를 통해 브러시 하우징(20) 내로 빨려 든다. 가요성 파이프(34)가 더러운 공기를 브러시 하우징(20)으로부터 전환 밸브(도시되지 않음)를 통해 제1 덕트(36)로 이송한다. 제1 덕트(36)는 오물 및 먼지 분리 장치(14)의 상측 말단으로 핸들(24)을 따라 본체(12)의 후방까지 연장되는 제2 덕트(38)와 연통한다. 오물 및 먼지 분리 장치(14)는 직렬로 배열된 두 개의 사이클론 분리기를 포함하지만, 분리 장치 자체가 본 발명의 주제가 아니기 때문에 사이클론 분리기의 정확한 동작에 대하여는 여기서 상세하게 설명하지 않는다. 오물 및 먼지 분리 장치(14)의 입구는 이 장치의 상측 말단에 근접하여 위치되고, 오물 및 먼지 분리 장치의 출구는 이 장치의 입구 바로 상측에 위치된다고 할 수 있다. 제3 덕트(40)는 오물 및 먼지 분리 장치로부터 빠져 나오는 공기를 모터 및 팬이 내장된 모터 케이싱(16)으로 이송한다. 공기 출구(42)는 본체(12)의 하측 말단 하측에 위치되고, 내부 덕트(도시되지 않음)가 본체로부터 공기를 출구(42)로 이송한다.
가요성 파이프(34), 제1 덕트(36), 제2 덕트(38) 및 제3 덕트(40)는 모두 단면이 원형이다. 이들 모두는, 600mm2~ 1400mm2사이의 단면적이 효과가 균일할 것으로 생각되지만, 특히 상이한 유형의 기계용으로는 실질적으로 800mm2의 균일한 단면적을 갖는다. 예시된 실시예에서, 기류 통로의 직경은 단면적이 균일한 부분에서는 32mm가 필연적이다. 또한, 가요성 파이프(34)와 제1, 제2 및 제3 덕트(36, 38, 40)는 기류 통로 전체 내의 결합된 방향이 급속히 변하지 않도록 구성되어 배열된다. 방향 변경은 모두 기류 통로 내의 마찰 손실이 최소로 유지되고 압력 강하가 감소되도록 완만하게 구부러진다. 이것은 공기가 통과할 때 전술한 기류 통로를 일정하고 완만하게 유지시키는 전환 밸브에도 마찬가지이다.
제3 덕트(40)는 공기를 모터 케이싱(16)으로 이송하여 이 공기가 모터를 냉각시킬 수 있다. 공기는 모터 둘레에 균일한 단면적을 유지할 수 없다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 목적을 위하여, 모터 및 팬 배열은 기류 통로의 출구에 위치시키고, 본 발명은 모터 둘레의 단면적을 균일하게 유지시키지 않는 반면 공기가 냉각 용도로 사용되도록 하는 것이 바람직하다.
청소기(10)가 실린더 모드로 사용될 때, 핸들(24)이 소켓(26)으로부터 분리되고 봉(24a)은 호스(25b)의 상측 말단이 봉(24a)의 하측 말단과 연통되도록 연장된다. 전환 밸브가 청소기 헤드(18)의 입구를 차단하고 핸들(24)의 먼쪽 말단의 입구를 동작시킨다. 이 모드에서, 상기 입구로 빨려 들어와서 봉(24a) 및 호스(24b)로 이송된 더러운 공기가 이 더러운 공기를 전술한 전환 밸브로 이송하는 제4 덕트로 이송된다. 전환 밸브로부터 깨끗한 공기 출구로 공기가 통과하는 통로는 전술한 바와 같다. 봉(24a), 호스(24b) 및 제4 덕트(44)는 모두 일정한 단면적 800mm2을 갖거나, 또는 제1, 제2 및 제3 덕트(36, 38, 40)의 단면적과 필연적으로 동일한 면적을 갖는다. 봉(24a) 또는 제4 덕트(44)에 의한 임의의 방향 변경은 완만하고 방향이 급속하게 변하지 않는다. 봉(24a)과 호스(24b)는, 호스의 가요성 성질로 보아 불가피하게 방향이 약간 변할 수 있지만, 호스가 접합부에서 갑작스럽게 구부러지지 않고 연결되도록 설계된다.
도 4는 핸들(24)이 반쯤 연장된 위치, 혹은 청소기(10)로 바닥 위를 청소하기 위하여 준비된 상태라고 할 수 있는, 본 발명의 청소기(10) 도면이다. 봉(24a)의 하측 말단은 호스(24b)의 상측 말단이 봉(24a)의 하측 말단으로 슬라이드할 수 있도록 소켓(26)으로부터 분리된다. 이것은 호스 자체의 신장성과 결합되어 사용자가 청소기(10)의 본체(12)로부터 상당히 떨어진 영역으로 접근할 수 있다. 또한 도 4에는 기류 통로의 제거가능한 특성을 가진 두 부분이 도시되어 있다. 제1 덕트(36) 및 제4 덕트(44)는 각각 청소기(10)로부터 제거할 수 있도록 제조되어 차단물에 용이하게 접근하여 제거할 수 있다. 이 제거가능한 부분 양자 모두는 차단물이 먼지 분리 장치(14)의 하류에 쌓일 가능성이 거의 없는 점으로 보아 먼지 분리 장치(14)의 상류에 위치된다.
제거가능한 덕트(36, 44) 각각은 본체(12)(또는 청소기(10)의 제거가능하지 않은 다른 부분) 내부 혹은 그 위의 그루브 또는 개구와 협동하여 제거가능한 덕트(36, 44)를 이 그루브 또는 개구에 부착시킬 수 있는 탄성 탭(resilient tab) 또는 텅(tongue)(50)을 가진다. 각각의 제거가능한 덕트(36, 44) 내에 내장된 기류 통로 부분의 각 말단 둘레에 밀봉(seal)이 또한 제공되어 제거가능한 덕트 내의 부분과 기류 통로의 나머지 부분이 반드시 기밀적으로 밀봉되도록 확실하게 연결해 준다. 제거가능한 부분(36, 44)은 먼지 분리 장치(14) 상류의 가장 접근하기 쉬운만곡부를 포함하는 기류 통로 부분, 또는 가장 차단되기 쉬운 기류 통로의 만곡부 부분이다. 이들 부분을 제거가능하게 제조함으로써, 이들에게 용이하게 접근할 수 있고 차단을 크게 줄일 수 있다. 제거가능한 부분(36, 44)을 청소기(10)에 스냅-피팅(snap-fitting)으로 연결한다는 것은 제거가능한 부분(36, 44)을 비숙련 사용자가 용이하고 신속하게 제거하여 청소기(10)의 정상적인 사용이 중단되는 것을 최소화 시킬 수 있다는 의미이다. 스냅-핏 연결구 대신에 용이하게 동작되는 다른 연결구가 제공될 수 있고, 예를 들면 퀵-분리 1/4 턴 파스너(quick-release quarter-turn fastener)가 똑같은 적절한 연결구로 제공될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
먼지 분리 장치(14)는 청소기(10)의 본체(12)로부터 또한 분리가능하다. 이렇게 하는 주 목적은 먼지 분리 장치(14)를 주기적으로 비울 수 있도록 하기 위한 것이다. 그러나, 먼지 분리 장치(14)를 제거함으로써 사용자가 제2 덕트(38)의 상측 말단에 접근할 수 있어서 쌓여 있는 임의의 차단물을 용이하게 제거할 수 있다. 이것은, 제1 덕트(36)의 제거가능성과 조합되어, 제2 덕트(38) 전체가 임의의 방해물이 쌓이는 경우 이 방해물을 청소할 수 있다는 의미이다. 또한, 먼지 분리 장치(14)의 하류에 쌓이는 차단물이 그 상류에 쌓이는 차단물보다 적을 수도 있지만, 먼지 분리 장치(14)를 제거함으로써 제3 덕트(40)의 상측 말단에도 접근할 수 있다.
사용자가 필요로 하는 경우 호스(24b)를 소켓(26)으로부터 용이하게 제거가능 하도록 설계할 수 있으므로 호스로부터 차단물을 용이하게 청소할 수 있다. 호스(24b)가 차단되기 시작하는 경우, 호스(24b)를 소켓(26)으로부터 제거하여 일반적으로 소켓(26) 내에 위치되는 말단으로부터 접근함으로써 임의의 차단물을 제거할 수 있다. 호스의 하측 말단은 상측 말단보다 더 차단되기 쉽다.
본 발명은 예시된 실시예를 들어 개시된 바로 이 상세에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 여러 가지로 변형 및 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 본질은 더러운 공기 입구와 먼지 분리 장치 사이, 및 먼지 분리 장치와 기구의 출구 사이의 단면적을 필연적으로 균일하게 유지시키는 기류 통로를 제공한다는 점을 이해할 것이다. 모터 및 팬이 깨끗한 공기 출구 바로 앞에 위치되는가의 여부는 그렇게 중요하지 않다. 본 발명은 기류 통로의 단면적이 모터 및 팬 유닛의 상류에서 필연적으로 균일하지만 모터에 필요로 하는 냉각 효과를 달성하는데 필요한 경우 변경될 수 있다는 점을 고려한 것이다. 또한, 다수의 공지된 진공 청소기에서와 같이, 모터 전방 필터(pre-motor filter)를 모터 바로 상류에 위치시켜 먼지 분리 장치에 의하여 포집되지 않은 임의의 입자가 모터 내로 들어 가서 모터를 손상시키는 것을 방지할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 기류 통로가 모터 전방 필터를 관통하는 단면이 일정하고 균일하지만 기류 통로의 균일한 부분이 모터 전방 필터 바로 전방에서 중단된다는 점은 고려하지 않았다. 다른 배열에서, 모터 전방 필터는 먼지 분리 장치의 바로 하류에 배열되어 이 먼지 분리 장치와 효과적으로 일체로 구성된다.

Claims (16)

  1. 제1의 더러운 공기 입구,
    깨끗한 공기 출구,
    상기 제1의 더러운 공기 입구와 깨끗한 공기 출구 사이에 연장되는 기류 통로,
    상기 기류 통로에 위치된 오물 및 먼지 분리 장치,
    제2의 더러운 공기 입구,
    상기 제2의 더러운 공기 입구와 상기 오물 및 먼지 분리 장치 상류의 기류 통로 부분 사이에 연장되는 도관, 및
    더러운 공기가 상기 제1 및 제2의 더러운 공기 입구로부터 오물 및 먼지 분리 장치로 선택적으로 통과할 수 있도록 위치된 전환 밸브
    를 포함하고,
    상기 기류 통로 및 도관이 상기 제1 및 제2의 더러운 공기 입구와 상기 분리 장치 사이 및 상기 분리 장치와 상기 깨긋한 공기 출구 사이의 모든 위치에서 상기 전환 밸브를 관통하는 부분을 포함하여 실질적으로 균일한 단면적을 갖는
    것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기류 통로 및 도관의 균일한 단면적이 실질적으로 원형인 진공 청소기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기류 통로 및 도관의 균일한 단면적이 600mm2~ 1400mm2사이인 진공 청소기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기류 통로 및 도관의 균일한 단면적이 실질적으로 800mm2인 진공 청소기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기류 통로 각각이 복수의 부드러운 만곡부 및 복수의 직선부를 포함하는 진공 청소기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 기류 통로의 적어도 일부가 상기 장치의 제거가능한 부분 내에 내장되어 용이하게 유지 보수될 수 있는 진공 청소기.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 분리 장치 상류의 기류 통로 및 도관 부분 각각을 형성하는 임의의 부드러운 만곡부가 상기 장치의 제거가능한 부분에 내장되는 진공 청소기.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 장치의 상기 또는 각각의 제거가능한 부분이 스냅-핏 체결에 의하여 상기 장치의 제거가능하지 않은 하우징에 분리가능하게 부착되는 진공 청소기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스냅-핏 체결은 상기 하우징 내의 협동하는 개구와 결합될 수 있는 제거가능한 부분 상에 위치된 탄성 부재를 포함하는 진공 청소기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 모터가 상기 깨끗한 공기 출구 바로 상류의 기류 통로에 배열되는 진공 청소기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 모터 전방 필터가 상기 모터 바로 상류, 또는 상기 오물 및 먼지 분리 장치 바로 하류에 배열되는 진공 청소기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 청소기가 직립형 진공 청소기인 진공 청소기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1의 더러운 공기 입구는 청소기 헤드에 의하여 형성되고, 상기 제2의 더러운 공기 입구는 호스 또는 봉 형태로 제공되는 진공 청소기.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오물 및 먼지 분리 장치가사이클론 분리기를 포함하는 진공 청소기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 사이클론 분리기는 직렬로 배열된 두 개의 사이클론을 포함하는 진공 청소기.
  16. 첨부 도면을 참조하여 개시된 바와 실질적으로 같은 진공 청소기.
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