KR20020072009A - 진공청소기용 사이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클론 집진기의 구조를 개선하여, 제2 집진기의 집진효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명의 제1 형태는, 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 외측으로 확대시키고, 상기 확대된 중심부와 상기 제1 집진기의 몸체인 관성집진 몸체를 상호 연통시켜, 사이클론 몸체로 유입된 오염물 중 일부가 사이클론 몸체의 중심부에서 관성집진 몸체로 우선 집진되도록 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치를 제공한다.

그리고, 본 발명의 제2 형태는, 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 내측으로 축소시켜, 사이클론 몸체로 유입된 미세 오염물 입자가 사이클론 몸체의 중심부에서 응집되도록 하여 오염물이 배출되는 제2 집진기의 오염물 배출구측에서 일어나는 비산현상을 미연에 차단시킴을 특징으로 하는 사이클론 집진장치를 제공한다.

Description

진공청소기용 사이클론 집진장치{cyclone collector for vacuum cleaner}

본 발명은 사이클론 집진장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 진공청소기에 사용이 적합한 진공청소기용 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사이클론 집진장치(cyclone collector)는 사이클론 원리를 이용하여 공기중에 포함된 오염물(먼지, 보푸라기, 휴지조각 등)을 집진하는 장치이다. 사이클론 집진장치는 여러 분야에서 사용되는데 가정용으로는 주로 진공청소기에 적용되고 있다.

이하, 종래기술에 따른 사이클론 집진장치의 구성을 언급하면 다음과 같다.

사이클론 집진장치는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기(10)와, 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기(20)로 크게 이루어진다.

여기서, 상기 제1 집진기(10)는, 제1 집진기의 몸체를 이루는 관성집진 몸체(11)와, 상기 관성집진 몸체로 외부의 오염공기(오염물이 포함된 공기)를 유입시키는 입구관(12)과, 상기 관성집진 몸체의 내부에 1차 집진부(13a)와 2차 집진부(13b)를 구획시키는 격벽(13)으로 이루어진다.

그리고, 상기 제2 집진기(20)는, 사이클론 몸체(21)와, 상기 사이클론 몸체(11)와 상기 관성집진 몸체를 연통시키고 상기 사이클론 몸체로 오염공기를 흡입하는 오염공기 흡입관(22)과, 상기 사이클론 몸체에서 정화된 공기를 배출하는 공기 배출관(23)과, 상기 사이클론 몸체에서 분리된 오염물을 배출하는 오염물 배출구(24)로 이루어진다.

이와 함께, 상기 제1 집진기(10)와 상기 제2 집진기(20)는 길이방향으로 병렬되게 위치된다.

이하, 도 2를 참조하여, 종래기술에 따른 사이클론 집진장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 집진기(20)의 공기 배출관(23)측에 구비된 공기흡입기(도시생략)를 가동시키면, 제1 집진기(10)의 입구관(12)으로 공기 또는 오염물질이 유입되고, 유입된 오염물질 중 거대입자는 관성력에 의해 계속 같은 방향인 길이방향으로 이동하다 어느 정도의 길이를 따라 이동되면 관성력보다 중력의 영향이 커져 관성집진 몸체(11)의 1차 집진부(13a) 하단으로 집진되게 된다.

이와 동시에, 공기 또는 집진되지 않은 오염물의 미세입자는 오염공기 흡입관(22)을 통해 제2 집진기(20)를 이루는 사이클론 몸체(21)의 접선방향을 따라 제2 집진기 내부로 유입되는데, 이때, 공기는 공기 배출관(23)을 통해 외부로 토출되고 미세입자는 접선방향을 따라 원심력을 받게 된다. 원심력을 받은 미세입자는 계속 원을 그리며 선회하다가 오염물 배출구(24)에 도달하면 오염물 배출구를 통해 제1 집진기(10)의 2차 집진부(13b)로 집진되게 된다.

하지만, 상기와 같이 이루어진 종래기술에 따른 사이클론 집진장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

제2 집진기(20)의 사이클론 몸체(21)로 유입된 미세 오염물 입자는 사이클론 몸체의 내벽을 따라 선회하면서 오염물 배출구(24)를 향해 빠른 속도로 유동하는데, 이때 오염물의 일부는 오염물 배출구를 통해 2차 집진부(13b)로 집진되지만, 나머지 비교적 크기가 작은 미세입자는 오염물 배출구(24)측에 위치한 사이클론 몸체의 단부(21a)에서 비산되어 난류부분을 형성시키게 된다. 결국, 오염물의 일부는 오염물 배출구(24)로 유입되지 못하고 이상 유동을 보이다가 공기와 함께 공기 배출관(23)으로 배출됨에 따라, 집진효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이클론 집진기의 구조를 개선하여, 제2 집진기의 집진효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 사이클론 집진장치를 나타낸 사시도.

도 2는 종래기술에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도 3은 본 발명의 제1 형태에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도 4는 본 발명의 제2 형태에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 제1 집진기 11: 관성집진 몸체

14: 보조 격벽 20: 제2 집진기

21: 사이클론 몸체 21b: 사이클론 몸체의 중심부

24: 오염물 배출구

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 형태는, 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 외측으로 확대시키고, 상기 확대된 중심부와 상기 제1 집진기의 몸체인 관성집진 몸체를 상호 연통시켜, 사이클론 몸체로 유입된 오염물 중 일부가 사이클론 몸체의 중심부에서 관성집진 몸체로 우선 집진되도록 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치를 제공한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 형태는, 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 내측으로 축소시켜, 사이클론 몸체로 유입된 미세 오염물 입자가 사이클론 몸체의 중심부에서 응집되도록 하여 오염물이 배출되는 제2 집진기의 오염물 배출구측에서 일어나는 비산현상을 미연에 차단시킴을 특징으로 하는 사이클론 집진장치를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 제1 형태 및 제2 형태에 따른 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1 형태에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 형태에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도이다.

도면 설명에 앞서, 사이클론 집진장치는 종래기술에 언급된 바 있으므로, 그 설명을 생략하고, 종래기술과 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

본 발명의 제1 형태에 따른 사이클론 집진장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 관성집진 몸체(11)를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기(10)와, 사이클론 몸체(21)를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기(20)로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기(20)의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부(21b)를 외측으로 확대시키고, 상기 확대된 사이클론 집진장치의 중심부(21b)와 상기 제1 집진기의 몸체인 관성집진 몸체(11)를 상호 연통시켜, 사이클론 몸체로 유입된 오염물 중 일부가 사이클론 몸체의 중심부(21b)에서 관성집진 몸체(11)로 우선 집진되도록 한 것이다.

이 때, 상기 사이클론 몸체의 중심부(21b) 둘레면은, 오염물의 유동을 원활하게 진행시키기 위해 라운드 타입의 볼록형상을 취함이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 관성집진 몸체(11) 중 상기 사이클론 몸체의 중심부와 연통된 부분을 별도의 공간(13c)으로 구획시키는 보조 격벽(14)이 더 포함되어 이루어짐이 바람직하다.

그 이유는, 관성집진 몸체의 1차 집진부(13a)와 사이클론 몸체의 중심부(21b)가 직접 연통되면, 사이클론 몸체의 중심부(21b)에 도달한 오염물이 관성집진 몸체(11)의 1차 집진부(13a)로 집진되지 못하고, 오히려 입구관(12)을 통해 유입된 오염공기의 일부가 사이클론 몸체의 중심부(21b)로 유입되는 역류현상이 초래될 수 있으므로, 상기 보조 격벽(14)을 통한 별도의 공간(13c)을 구획시킴이 더 효과적이기 때문이다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 형태에 따른 사이클론 집진장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 집진기(20)의 공기 배출관(23)측에 구비된 공기흡입기(도시생략)를 가동시키면, 제1 집진기(10)의 입구관(12)으로 공기 또는 오염물질이 유입되고, 유입된 오염물질 중 거대입자는 관성력에 의해 계속 같은 방향인 길이방향으로 이동하다 어느 정도의 길이를 따라 이동되면 관성력보다 중력의 영향이 커져 관성집진 몸체(11)의 1차 집진부(13a) 하단으로 집진되게 된다.

이와 동시에, 공기 또는 집진되지 않은 오염물의 미세입자는 오염공기 흡입관(22)을 통해 제2 집진기(20)를 이루는 사이클론 몸체(21)의 접선방향을 따라 제2 집진기 내부로 유입되는데, 이때, 공기는 공기 배출관(23)을 통해 외부로 토출되고 미세입자는 접선방향을 따라 원심력을 받게 된다. 원심력을 받은 미세입자는 계속 원을 그리며 선회하다가, 일부는 사이클론 몸체의 중심부(21b)에 형성된 연통구(21c)를 통해 관성집진 몸체(11)에 구비된 별도의 공간(13c)으로 우선 집진되고, 나머지는 오염물 배출구(24)에 도달되어 오염물 배출구를 통해 제1 집진기(10)의 2차 집진부(13b)로 집진되게 된다. 이에 따라, 제2 집진기(20)에서 두 번의 집진과정을 수행하게 되므로, 제2 집진기의 집진성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 형태에 따른 사이클론 집진장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 관성집진 몸체(11)를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기(10)와, 사이클론 몸체(21)를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기(20)로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부(21b)를 내측으로 축소시켜, 사이클론 몸체(21)로 유입된 미세 오염물 입자가 사이클론 몸체의 중심부(21b)에서 응집되도록 하여 오염물이 배출되는 제2 집진기의 오염물 배출구(24)측에서 일어나는 비산현상을 미연에 차단시킬 수 있게 한 것이다.

이 때, 상기 사이클론 몸체의 중심부(21b) 둘레면은, 오염물의 유동을 원활하게 진행시키기 위해 라운드 타입의 오목형상을 취함이 바람직하다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 형태에 따른 사이클론 집진장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 집진기(20)의 공기 배출관(23)측에 구비된 공기흡입기(도시생략)를 가동시키면, 제1 집진기(10)의 입구관(12)으로 공기 또는 오염물질이 유입되고, 유입된 오염물질 중 거대입자는 관성력에 의해 계속 같은 방향인 길이방향으로 이동하다 어느 정도의 길이를 따라 이동되면 관성력보다 중력의 영향이 커져 관성집진 몸체(11)의 1차 집진부(13a) 하단으로 집진되게 된다.

이와 동시에, 공기 또는 집진되지 않은 오염물의 미세입자는 오염공기 흡입관(22)을 통해 제2 집진기(20)를 이루는 사이클론 몸체(21)의 접선방향을 따라 제2 집진기 내부로 유입되는데, 이때, 공기는 공기 배출관(23)을 통해 외부로 토출되고 미세입자는 접선방향을 따라 원심력을 받게 된다. 원심력을 받은 미세입자는 계속 원을 그리며 선회하다가, 사이클론 몸체의 중심부(21b)인 축소부를 통과하면서 오염물 입자들이 응집된 후 오염물 배출구(24)에 도달하게 되고, 오염물 배출구에 도달하면 오염물 배출구를 통해 제1 집진기(10)의 2차 집진부(13b)로 집진되게 된다.

다시 말해, 원심력을 받은 미세입자는 처음에 큰 원을 그리며 사이클론 몸체(21)의 내벽을 따라 선회하므로, 오염물 입자 중 비교적 크기가 작은 미세입자는 그대로 그 상태를 유지하면서 유동하는데, 사이클론 몸체의 중심부(21b)인 축소부를 거치면서 선회 반경이 축소되어 오염물간의 응집이 발생된다. 즉, 비교적 크기가 작은 미세입자들이 서로 엉키면서 거대입자화된 후 오염물 배출구(24)에 도달하게 되고, 오염물 배출구에 도달하면 오염물 배출구를 통해 제1 집진기(10)의 2차 집진부(13b)로 집진되게 된다. 이에 따라, 오염물 입자가 응집되면서 거대화됨에 따라, 종래기술의 문제점이였던 사이클론 몸체(21) 중 오염물 배출구(24)측에 위치한 단부(21a)에서 일어나던 미세입자의 비산현상을 미연에 막을 수 있게 되어, 제2 집진기(20)의 집진성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 사이클론 몸체의 중심부의 구조를 개선한 것으로서, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제1 형태에 따른 본 발명은, 사이클론 몸체에서 두 번의 집진과정이 이루어지도록 한 것으로서, 제2 집진기의 집진성능이 향상되는 효과가 있다.

둘째, 제2 형태에 따른 본 발명은, 사이클론 몸체에서 비교적 크기가 작은 미세입자들을 거대입자화시킨 것으로서, 오염물 배출구측에 위치한 사이클론 몸체의 단부에서 일어나던 미세입자의 비산현상을 미연에 막을 수 있게 되어, 제2 집진기의 집진성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (5)

1. 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서,

   상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 외측으로 확대시키고, 상기 확대된 사이클론 몸체의 중심부와 상기 제1 집진기의 몸체인 관성집진 몸체를 상호 연통시켜, 사이클론 몸체로 유입된 오염물 중 일부가 사이클론 몸체의 중심부에서 관성집진 몸체로 우선 집진되도록 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 사이클론 몸체의 중심부 둘레면은, 오염물의 유동을 원활하게 진행시키기 위해 라운드 타입의 볼록형상을 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 관성집진 몸체 중 상기 사이클론 몸체의 중심부와 연통된 부분을 별도의 공간으로 구획시키는 격벽이 더 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
4. 관성집진 몸체를 가지며 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 사이클론 몸체를 가지며 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서,

   상기 제2 집진기의 몸체인 사이클론 몸체의 중심부를 내측으로 축소시켜, 사이클론 몸체로 유입된 미세 오염물 입자가 사이클론 몸체의 중심부에서 응집되도록 하여 오염물이 배출되는 제2 집진기의 오염물 배출구측에서 일어나는 비산현상을 미연에 차단시킴을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 사이클론 몸체의 중심부 둘레면은, 오염물의 유동을 원활하게 진행시키기 위해 라운드 타입의 오목형상을 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.