KR20020078590A - 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 본체 내측에 흡입력 발생수단과 집진통을 구비하여 흡입력 발생수단에 의해 흡입력을 발생시켜 공기와 오염물을 싸이클론 몸체 내측으로 흡입시키고 상기 싸이클론 몸체 내에서 원심력에 의해 공기와 분리된 오염물을 집진통에 포집하도록 한 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 집진통에는 도전성 재질로 된 손잡이가 구비되고; 상기 손잡이의 일단부와 본체는, 상기 손잡이에 통상 인체에 대하여 방전을 일으킬 수 있을 정도의 대전전압을 갖는 정전기가 축적될 경우 이 정전기가 본체 측으로 방전될 수 있는 이격거리를 유지함을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치를 제공하여, 합성수지 재질로 이루어져 투명하고 가벼운 종래 집진통의 장점을 그대로 유지함으로써 사용자가 집진통 내에 포집된 오염물의 양을 용이하게 측정하고 집진통의 청소작업을 간단히 할 수 있음은 물론, 금속재질로 집진통을 제작하는 것에 비해 단순한 제조공정과 적은 생산비용으로도 집진통 특히, 집진통의 손잡이 부위에 발생되는 정전기를 확실하게 제거할 수 있도록 한 것이다.

Description

싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치{device for removing static electricity in cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관한 것으로, 특히 싸이클론 집진장치의 집진통 손잡이에 발생된 정전기를 제거할 수 있도록 한 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 싸이클론 집진장치는 원심력을 이용하여 공기와 함께 회전하는 오염물 중 공기는 외부로 배출하고, 오염물만을 공기와 분리하여 수집하는 싸이클론(cyclone) 원리를 이용한 장치로서, 가정용으로는 주로 진공청소기에 채용되어 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 싸이클론 집진장치가 진공청소기에 적용된 일 예를 나타낸 종단면도로서, 상기 도면을 참조하여 종래 싸이클론 집진장치의 구조 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 진공 청소기의 본체(1) 내측에 원통 형상의 싸이클론 몸체(11)가 수직 방향으로 위치되고, 상기 싸이클론 몸체(11)의 둘레면 상부 일측에는 모터(2)의 작동으로 흡입력이 발생됨에 따라 진공 청소기의 연결호스(5)를 통해 본체(1) 내로 흡입되는 공기 및 오염물을 싸이클론 몸체(11) 내에 접선 방향으로 흡입시켜 주도록 흡입유로(12)가 형성되며, 상기 싸이클론 몸체(11)의 상단면 중심부에는 싸이클론 몸체(11) 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 공기를 상방으로 배출시켜 주도록 공기 배출유로(13)가 형성되고, 싸이클론 몸체(11)의 하부면 중심부에는 싸이클론 몸체(11) 내로 흡입된 공기 및 오염물 중 원심력에 의해 분리된 오염물을 하방으로 배출시켜 주도록 오염물 배출유로(14)가형성되며, 상기 오염물 배출유로(14)에는 싸이클론 몸체(11)의 직하방에 위치된 상태에서 오염물 배출유로(14)를 통해 배출되는 오염물을 수집하도록 집진통(15)이 분리 가능하게 결합된다.

이러한 구성으로 이루어진 상기 싸이클론 집진장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

싸이클론 집진장치가 작동하면, 모터(2)가 작동하여 싸이클론 몸체(11) 내측에 흡입력을 발생시키게 되고, 이러한 흡입력에 의해 오염물이 공기와 함께 흡입유로(12)를 통해서 상기 싸이클론 몸체(11) 내로 흡입된다.

이 때, 상기 흡입유로(12)를 통해 싸이클론 몸체(11)에 대하여 접선방향으로 흡입된 오염공기는 싸이클론 몸체(11)의 내벽을 따라 선회(선회류)하면서 원심력을 발생시키게 된다.

따라서, 무게가 비교적 가벼운 공기는 원심력을 적게 받으므로 싸이클론 몸체(11)의 중심부분으로 모여들어 회오리를 일으키면서 공기 배출유로(13) 방향의 유동(배출기류)을 형성하면서 공기는 공기 배출유로(13)를 통해 배출된다.

반면에, 공기 보다 무거운 오염물은 원심력을 상대적으로 많이 받게 되어 싸이클론 몸체(11)의 내벽면을 따라 유동하고, 결국은 오염물 배출유로(14) 측에 설치된 집진통(15)에 포집되며, 집진통(15)에 오염물이 소정 한도 이상 포집되면 상기 집진함(15)을 오염물 배출유로(14)에서 분리하여 오염물을 버린 다음 다시 결합시켜 사용하게 된다.

그러나, 일반적인 싸이클론 집진장치는, 싸이클론 집진장치의 작동에 의해싸이클론 몸체 내로 오염물이 흡입될 경우, 상기 싸이클론 몸체 내에서 작용하는 선회류 및 배출기류 등과 같은 고속 회전기류에 의한 오염물간의 접촉 및 마찰로 인해 집진통에 정전기가 발생하게 된다.

이로 인해, 작업현장에 설치된 싸이클론 집진장치의 경우, 그 규모가 비교적 크기 때문에 강한 정전기가 발생되며, 이러한 집진장치의 집진통에 작업자의 신체 일부가 접촉할 경우 정전기가 집진통으로부터 인체로 방전되는 전격현상이 일어나게 되며, 이러한 전격현상은 대부분이 전격사로 이어질 만큼 강한 것은 아니지만 전격 시에 받는 충격으로 인해 고소에서의 추락 등과 같은 2차적 재해를 일으키는 요인으로 작용하기도 하며, 가연성 물질을 취급하는 작업현장에서는 정전기에 의한 불꽃 방전으로 인해 폭발 또는 화재 발생의 우려가 있다.

또한, 도 1과 같이, 싸이클론 집진장치를 채용한 가정용 진공 청소기의 경우, 특히 건조한 상태에서 사용자가 집진통(15)을 본체(1)로부터 분리하여 청소하기 위해 집진통 손잡이(15a)를 잡게 되면 집진통(15)과 손잡이(15a)에 축적되어 있던 정전기로 인해 전기적 쇼크를 받게 되며, 이러한 현상이 반복되면서 사용자로 하여금 정전기로 인한 불쾌감이나 공포감을 유발하게 된다.

한편, 이러한 정전기는 집진통(15)을 전기 전도성이 우수한 금속재질로 형성함에 의해 집진통(15)에 발생되는 정전기를 접지 등과 같은 방법에 의해 외부로 용이하게 방출시킬 수 있으나, 집진통(15)을 금속재질로 형성하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 전기 전도성이 우수한 금속재질로 집진통을 제조할 경우, 합성수지로제조하는 것과 비교하여 집진통의 제조에 소요되는 생산비용이 상승되고 제조공정 및 가공작업이 상대적으로 복잡하여 생산성이 떨어진다.

둘째, 사용자가 집진통 내에 포집된 오염물의 양을 용이하게 측정하고 집진통의 청소작업을 간단히 하기 위해서는 집진통을 가볍고 투명한 재질로서 형성하는 것이 바람직한데, 금속재질의 경우 이러한 조건을 만족할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 종래의 합성수지 재질로 이루어진 집진통이 갖는 장점을 그대로 유지하면서도, 특히 사용자의 접촉이 많은 집진통의 손잡이에 발생되는 정전기를 확실히 제거할 수 있도록 한 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 싸이클론 집진장치가 진공청소기에 적용된 일 예를 나타낸 종단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 집진장치의 집진통 및 그 설치상태를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클론 집진장치의 집진통 손잡이 구조 및 설치상태를 나타낸 종단면도,

도 4는 싸이클론 집진장치의 작동 시간에 따라 본 발명과 종래기술에 따른 집진통 손잡이에 축적되는 정전기의 대전전압을 비교하여 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1....본체, 2....모터,

20,30....집진통, 21,31....손잡이,

22....체결부재, 31a....합성수지,

31b....도전성 코팅막.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체 내측에 흡입력 발생수단과 집진통을 구비하여 흡입력 발생수단에 의해 흡입력을 발생시켜 공기와 오염물을 싸이클론 몸체 내측으로 흡입시키고 상기 싸이클론 몸체 내에서 원심력에 의해 공기와 분리된 오염물을 집진통에 포집하도록 한 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 집진통에는 도전성 재질로 된 손잡이가 구비되고; 상기 손잡이의 일단부와 본체는, 상기 손잡이에 통상 인체에 대하여 방전을 일으킬 수 있을 정도의 대전전압을 갖는 정전기가 축적될 경우 이 정전기가 본체 측으로 방전될 수 있는 이격거리를 유지함을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 싸이클론 집진장치의 주요 구성요소에 대해서는 도 1을 참조하여 전술한 종래의 기술을 참조하며, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 집진장치의 집진통 및 그 설치상태를 개략적으로 나타낸 종단면도로서, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가장 큰 특징은 싸이클론 집진장치의 본체(100) 내측에 설치되는 집진통(20)의 손잡이(21)를 전기 전도성을 갖도록 형성하고, 상기 손잡이(21)에 축적된 정전기가 본체(1)와 방전을 일으켜 소멸될 수 있도록 상기 손잡이(21)의 일단부와 본체(1) 간의 이격 거리가 소정 거리(L) 이내를 유지하도록 구성함으로써, 집진통(20)의 손잡이(21)에 발생되는 정전기를 제거할 수 있도록 한 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 집진통(20)은 종래와 마찬가지로 사출 등에 의해 투명성을 갖는 합성수지 재질로 형성하고, 손잡이(21)는 구리 등과 같이 전기 전도성이 있는 금속 재질로 별도 제작한다.

그리고, 별도 제작된 금속 재질의 상기 손잡이(21)를 볼트 또는 리벳 등과 같은 통상의 체결수단으로 체결하되, 금속 재질로 된 체결수단을 사용하여 상기 집진통(20)에 체결함이 바람직하다.

이 때, 손잡이(21)를 전도성 재질로 형성하는 이유는 손잡이(21)를 전도성 재질로 형성함으로써, 통상 합성수지 재질로 이루어져 10¹⁰Ω/m²이상의 표면전기저항을 갖는 상기 손잡이(21)의 표면전기저항을 10⁶∼10⁸Ω/m²의 상태로 유지할 수 있게 되며, 이와 같이 손잡이(21)의 표면전기저항을 10⁶∼10⁸Ω/m²의 상태로 유지함에 의해 집진통(20)에 정전기가 발생될 경우 상기 손잡이(21) 주변에 축적되어 있던 정전기가 손잡이(21) 측으로 신속히 이동되고, 또한 손잡이(21) 측으로 이동된 정전기를 본체(1) 측으로 방전시키기 용이하게 되기 때문이다.

또한, 상기 손잡이(21)의 주변의 집진통(20) 상에 축적되었던 정전기는 손잡이(21) 측으로 이동는 바, 신속한 정전기의 이동을 위해 손잡이(21)의 재질은 구리(Cu) 또는 은(Ag)과 같은 전기 전도성이 우수한 재질로 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 손잡이(21)의 일단부는 소정 대전전압 이상의 정전기 축적시 본체(1)와의 방전이 가능하도록 상기 본체(1)의 일부분과 소정 거리(L) 이내의 이격 거리를 유지하도록 설치해야 하는데, 이는 상기 손잡이(21)를 집진통(21)의 일측면에 결합시키되, 상기 집진통(21)이 위치되는 본체(1) 저면과 상기 손잡이(21)의 하단부가 방전이 일어날 수 있는 소정 거리(L) 이내의 이격 거리를 유지할 수 있도록 구성함으로써 가능하다.

이 때, 상기 본체(1)와 손잡이(21)의 이격 거리는 2mm 이내의 이격 거리를 유지하도록 함이 바람직 하다.

그 이유는 통상 50∼60%의 상대습도 환경에서 정전기가 대전된 상태의 물체에 인체가 접촉할 경우, 인체에 정전기로 인한 전기적인 쇼크를 발생시킬 수 있는 정전기의 대전전압은 3∼5[㎸]로서, 예컨대 상기 금속 재질의 손잡이(21)에 대전된정전기의 대전전압이 3∼5[㎸]에 다다를 경우, 상기 손잡이(21)와 본체(1) 간의 이격 거리가 2mm 이하일 때 손잡이(21)와 본체(1) 간의 방전이 활발하게 일어날 수 있기 때문이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클론 집진장치의 집진통 손잡이 구조 및 설치상태를 나타낸 종단면도로서, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 종래와 마찬가지로 투명한 합성수지 재질(31a)로 이루어진 집진통(30)의 손잡이(31) 외면에 구리(Cu) 또는 은(Ag)과 같은 전기 전도성이 우수한 재질로서, 코팅 등과 같은 방법으로 얇은 도전성 코팅막(31b)을 형성할 수도 있다.

이와 같이, 집진통(30)의 손잡이(31) 외면에 도전성 코팅막(31b)을 형성할 경우, 도 2에서 설명된 도전성 재질로 이루어진 손잡이(21) 보다 생산단가의 측면에서 볼 때, 더욱 저렴하게 생산할 수 있는 것이다.

또한, 별도 제작된 손잡이(21)를 집진통(20)에 체결부재(22)를 이용해 체결해야 하는 작업공수도 줄일 수 있는 것이다.

도 4는 싸이클론 집진장치의 작동 시간에 따라 본 발명과 종래기술에 따른 집진통 손잡이에 축적되는 정전기의 대전전압을 비교하여 나타낸 도면으로서, 상기 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전기 제거장치에 의한 정전기 제거작용 및 효과를 종래기술과 비교하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 싸이클론 집진장치가 작동하게 되면, 싸이클론 몸체(11) 내로 오염물이 흡입되면서 상기 싸이클론 몸체(11) 내에서 작용하는 고속 회전기류에 의한 오염물간의 접촉 및 마찰로 인해 집진통(20)에 정전기가 발생하게 된다.

이와 같이, 상기 집진통(20)에 발생된 정전기 중 손잡이(21) 주위에 축적된 정전기는 전도성 재질로 이루어진 체결부재(22)를 통해 손잡이(21)에 축적된다.

그리고, 손잡이(21)에 일정시간(t1) 동안 축적된 정전기의 대전전압이 약 5[㎸]에 다다를 경우, 상기 손잡이(21)의 하단부와 소정 거리(L)를 이루고 있는 본체(1) 저면 사이에서 방전 불꽃과 소리로서 방전이 일어나면서 순간적으로 손잡이(21)에 축적된 정전기의 대전전압이 제로 상태로 된다.

또한, 지속적인 싸이클론 집진장치의 작동에 의해 손잡이(21) 주위에 발생되는 정전기는 일정시간(t1) 동안 축적된 후 방전되는 작용을 반복하게 되고, 이러한 과정에서 손잡이(21)는 인체에 정전기에 의한 전기적 쇼크를 발생시키지 않는 낮은 대전전압 상태를 유지하게 된다.

한편, 도 4의 도면번호 50으로 나태낸 바와 같이, 종래의 집진통 손잡이에는 일정 시간 동안 싸이클론 집진장치가 작동함에 의해 손잡이에 50[㎸]의 대전전압이 축적되며, 그 이후로 정전기의 방전이나 이동이 거의 일어나지 않고 계속 높은 대전전압을 유지하고 있음을 알 수 있다.

반면에, 도 4의 도면번호 60으로 나타낸 본 발명에 따른 집진통 손잡이에 발생되는 정전기의 대전전압은 일정 시간(t1) 동안 5[㎸]로 상승하였다가 방전에 의해 제로 상태로 낮아지는 현상이 반복적으로 일어나고 있음을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치에 따르면 합성수지 재질로 이루어져 투명하고 가벼운 종래 집진통의 장점을그대로 유지함으로써 사용자가 집진통 내에 포집된 오염물의 양을 용이하게 측정하고 집진통의 청소작업을 간단히 할 수 있음은 물론, 적은 생산비용 및 단순한 제작공정으로도 집진통 손잡이 부위에 발생되는 정전기를 확실하게 제거할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 본체 내측에 흡입력 발생수단과 집진통을 구비하여 흡입력 발생수단에 의해 흡입력을 발생시켜 공기와 오염물을 싸이클론 몸체 내측으로 흡입시키고 상기 싸이클론 몸체 내에서 원심력에 의해 공기와 분리된 오염물을 집진통에 포집하도록 한 싸이클론 집진장치에 있어서,

   상기 집진통에는 도전성 재질로 된 손잡이가 구비되고;

   상기 손잡이의 일단부와 본체는, 상기 손잡이에 통상 인체에 대하여 방전을 일으킬 수 있을 정도의 대전전압을 갖는 정전기가 축적될 경우 이 정전기가 본체 측으로 방전될 수 있는 이격거리를 유지함을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 집진통에 구비되는 손잡이는 그 표면에 도전성 재질로 된 도전성 코팅막을 코팅하여서 된 것을 특징으로하는 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 손잡이의 일단부와 본체 사이의 이격거리는 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치의 정전기 제거장치.