KR20020079158A - 진공청소기용 사이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

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

이를 위해, 본 발명은 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체를 이루며, 일단측 둘레면에는 상기 제1 집진기와 연통되도록 연통구가 형성되고, 타단부에는 공기가 배출되도록 공기배출관이 구비된 원통형의 외부사이클론과; 상기 외부사이클론 내부에 구비되고, 외부사이클론 내부의 선회력이 향상되도록 외부사이클론의 축을 기준으로 소정의 반경을 갖는 내부사이클론이 포함되어 이루어진 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 진공청소기에적용되고 있다.

이하, 종래기술에 따른 사이클로 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 일측에 공기 및 오염물을 흡입하는 흡입구(11)가 형성되고, 내측에 집진부를 구획시키는 격벽(12)이 구비되어 이루어진다.

그리고, 상기 제2 집진기(20)는 일단측 둘레면에 상기 제1 집진기(10)와 연통되는 제1 연통구(21)가 형성되고, 타단부에는 공기가 배출되도록 공기배출관(22)이 구비되며, 타단측 둘레부에는 상기 제1 집진기의 격벽(12)에 의해 구획된 집진부로 오염물이 유입되도록 제2 연통구(23)가 형성되어 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 공기배출관(22)측에 구비된 공기흡입기(도시생략)를 가동시키면, 제1 집진기(10)의 흡입구(11)로 공기 또는 오염물질이 유입되고, 유입된 오염물질 중 거대입자는 관성력에 의해 계속 같은 방향인 길이방향으로 이동하다 어느 정도의 길이를 따라 이동되면 관성력보다 중력의 영향이 커져 제1 집진기의 하단부로 집진되게 된다.

이와 동시에, 공기 또는 집진되지 않은 오염물의 미세입자는 제1 연통구(21)를 통해 제2 집진기(20)의 접선방향을 따라 제2 집진기 내부로 유입되는데, 이때, 공기는 공기배출관을 통해 외부로 토출되고 미세입자는 접선방향을 따라 원심력을 받게 된다. 원심력을 받은 미세입자는 계속 원을 그리며 선회하다가 제2 연통구(23)에 도달하면 제2 연통구를 통해 제1 집진기(10)의 집진부로 집진되게 된다.

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

제2 집진기(20)로 흡입되는 오염공기가 원심력을 충분히 받지 못하여 오염물이 효과적으로 집진되지 않고 배출공기에 편승되어 공기배출관(22)을 통해 외부로 배출되어 집진효율이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이클론 집진장치의 구조를 개선하여, 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 발명에 따른 사이클론 집진장치를 나타낸 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 제1 집진기 20: 제2 집진기

21: 연통구 22: 공기배출관

30: 외부사이클론 40: 내부사이클론

41: 돌출부 42: 내부사이클론의 단부

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기와, 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기의 몸체를 이루며, 일단측 둘레면에는 상기 제1 집진기와 연통되도록 연통구가 형성되고, 타단부에는 공기가 배출되도록 공기배출관이 구비된 원통형의 외부사이클론과; 상기 외부사이클론 내부에 구비되고, 외부사이클론 내부의 선회력이 향상되도록 외부사이클론의 축을 기준으로 소정의 반경을 갖는 내부사이클론이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 사이클론 집진장치를 제공한다.

상기한 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 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 발명에 따른 사이클론 집진장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 관성력을 이용하여 1차 집진을 수행하는 제1 집진기(10)와, 원심력을 이용하여 2차 집진을 수행하는 제2 집진기(20)로 이루어진 사이클론 집진장치에 있어서; 상기 제2 집진기(20)의 몸체를 이루며, 일단측 둘레면에는 상기 제1 집진기와 연통되도록 연통구(21)가 형성되고, 타단부에는 공기가 배출되도록 공기배출관(22)이 구비된 원통형의 외부사이클론(30)과; 상기 외부사이클론 내부에 구비되고, 외부사이클론 내부의 선회력이 향상되도록 외부사이클론의 축을 기준으로 소정의 반경을 갖는 내부사이클론(40)이 포함되어 이루어진다.

이 때, 상기 내부사이클론(40)은, 상기 공기배출관(22)측으로 갈수록 직경이 커지는 형상을 함이 바람직하다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치는, 상기 내부사이클론(40) 내측에 압력손실을 최소화하기 위해 상기 내부사이클론 내측에 압손저감수단을 더 구비하여서 이루어짐이 바람직하다.

이 때, 상기 압손저감수단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출관(22)으로 배출되는 공기의 와형 흐름을 선형 흐름으로 전환시켜주도록 상기 내부사이클론 내측에 돌출부(41)가 형성된 것일 수 있다.

여기서, 상기 돌출부(41)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출관(22)에 대향하는 상기 내부사이클론의 단부(42)에서 공기배출관측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 내부사이클론의 소직경측 단부(42)가 상기 공기배출관(22)측을 향해 음푹 들어가도록 하여 상대면에 돌출형성될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제2 집진기(20)의 공기배출관(22)측에 구비된 공기흡입기(도시생략)를 가동시키면, 제1 집진기(10)의 흡입구(11)로 공기 또는 오염물질이 유입되고, 유입된 오염물질 중 거대입자는 관성력에 의해 계속 같은 방향인 길이방향으로 이동하다 어느 정도의 길이를 따라 이동되면 관성력보다 중력의 영향이 커져 제1 집진기(10)의 하단부로 집진된다. 이와 동시에, 공기 또는 집진되지 않은 오염물의 미세입자는 제1 연통구(21)를 통해 제2 집진기(20)의 몸체를 이루는 외부사이클론(30)의 접선방향을 따라 제2 집진기 내부로 유입되는데, 이때, 미세입자와 공기는 다음과 같이 유동을 하게 된다.

먼저, 공기와 같이 제2 집진기(20)로 유입된 오염물은 원통형상을 한 외부사이클론(30)의 내벽을 따라 선회운동을 시작하고, 내부사이클론(40)이 구비됨에 따라 자연히 형성된 외부사이클론의 내벽과 내부사이클론의 외벽 사이의 유로를 통해 선회운동을 계속하게 된다. 이때, 오염물을 포함한 공기의 유속은 종래 보다 더 빨라지게 된다. 그 이유는, 동일한 단면적을 가진 유관 중 어느 한 부분에 단면적이 작은 수축부를 가진다면 그 수축부의 유속은 타부위보다 빨라진다는 오리피스원리에서 찾아볼 수 있기 때문이다. 즉, 본 발명은 내부사이클론(40)을 외부사이클론(30) 내에 구비시켜 오염물을 포함한 공기의 유동공간체적이 수축되도록 한 것으로서, 상기한 오리피스원리가 적용되었기 때문이다.

또한, 내부사이클론(40)이 공기배출관(22)측으로 갈수록 직경이 커짐에 따라, 외부사이클론(30)의 내벽과 내부사이클론의 외벽 사이의 유로 폭이 점점 줄어들게 되므로, 오염물을 포함한 공기의 유속은 계속 증가하는 경향을 보이게 된다.

따라서, 오염물은 강한 선회력에 의해, 배출공기에 편승되어 공기배출관(22)으로 빠져나가지 않고, 효과적으로 제1 집진기(10)의 집진부로 집진되게 된다.

그리고, 내부사이클론(40)의 내벽과 공기배출관(22)의 외벽 사이에 형성되는 유로로 유입되는 정화공기(미세입자를 포함하지 않은 공기)는 강한 선회력의 영향을 받아 와형을 그리며 유입되는데, 이때, 공기는 압력저감수단의 일실시예인 돌출부(41)에 부딪힌 후, 선형으로 전환되어 공기배출관(22)으로 빠져나가게 된다. 이에 따라, 내부사이클론(40) 내측의 압력손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

결국, 본 발명은 오염물에 강한 선회력을 인가시킬 수 있게 됨에 따라, 오염물이 배출공기에 편승되지 않게 되므로 효과적인 집진이 가능하게된다. 그리고, 내부사이클론(40) 내측의 압력손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 사이클론 집진장치에 내부사이클론과 압손저감수단을 구비시킨 것으로, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 오염물에 강한 선회력을 인가시킬 수 있게 됨에 따라, 오염물이 배출공기에 편승되지 않게 되므로 효과적인 집진이 가능하게된다.

둘째, 내부사이클론 내측의 압력손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

셋째, 압력저감수단의 일실시예인 돌출부를 별도의 부재로 형성시키지 않고 내부사이클론 자체를 함몰시켜 형성시킴에 따라 비용저감의 효과가 있다.

Claims (2)

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

   상기 제2 집진기의 몸체를 이루며, 일단측 둘레면에는 상기 제1 집진기와 연통되도록 연통구가 형성되고, 타단부에는 공기가 배출되도록 공기배출관이 구비된 원통형의 외부사이클론과,

   상기 외부사이클론 내부에 구비되고, 외부사이클론 내부의 선회력이 향상되도록 외부사이클론의 축을 기준으로 소정의 반경을 갖는 내부사이클론이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부사이클론은;

   상기 공기배출관측으로 갈수록 직경이 커지는 형상을 함을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.