KR20030023242A - 진공청소기의 사이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

사이클론 몸체(51,61)와, 흡입부(30)를 통해 흡입된 흡입공기를 사이클론 몸체(51,61) 내부로 안내하도록 사이클론 몸체(51,61) 일측벽을 관통하여 사이클론 몸체(51,61)의 내부로 돌출되게 연장형성된 공기유입관(58,68)과, 사이클론 몸체(51,61) 내부에서 원심분리된 청정공기를 사이클론 몸체(51,61)로부터 청소기 본체(20)의 진공원으로 배출하는 공기배출관(57,67)을 포함하며, 공기유입관(58,68)을 통해 유입된 후에 사이클론 몸체(51,61)의 측벽(52,62)을 따라 선회하는 흡입공기를 공기유입관(58,68)의 하측으로 유도하는 가이드부재(59,69)를 더 포함하는 진공청소기의 사이클론 집진장치(50,60)가 개시된다. 이에 따르면, 사이클론 집진장치(50,60)의 공기흡입력 저하를 억제시켜, 사이클론 집진장치(50,60)의 집진성능이 향상된다.

Description

진공청소기의 사이클론 집진장치 {Cyclone dust collector for vacuum cleaner}

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 흡입부를 통해 흡입되는 공기에 포함된 피청소면의 오물을 원심분리하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

도 1은 사이클론 집진장치(40)가 채용된 진공청소기(10) 중에서 업라이트형 진공청소기를 일례로 도시한 것으로서, 통상적인 진공청소기(10)는 흡입부(20)와, 흡입부(30)에 흡입력을 발생시키기 위한 진공원(미도시)이 내장된 청소기 본체(20), 및 흡입부(30)와 청소기 본체(20)를 연결하는 유로(25)(26)를 포함한다. 그리고, 진공청소기(10)는 집진효율을 향상시키기 위하여 흡입된 공기를 원심분리한 후 분리된 오물을 적재하고, 오물이 분리된 청정공기를 배출하는 사이클론 집진장치(40)가 유로(25)(26)상에 설치된다.

그리고, 종래의 사이클론 집진장치(40)는 사이클론 몸체(41)와, 공기유입관(48)과, 공기배출관(47) 및 오물수거통(45)을 포함한다. 이렇게 구성된 사이클론 집진장치(40)의 공기유입관(48)을 통해 사이클론 몸체(41) 내부로 유입된공기는, 사이클론 몸체(41)의 측벽 내주면을 따라 선회하면서 원심분리된다. 이때, 원심분리된 오물은 사이클론 몸체(41)의 하부에 배치된 오물수거통(45)에 적재되고, 오물이 분리된 후의 청정공기는 공기배출관(47)을 통해 배출된다.

여기서, 공기유입관(48)을 통해 사이클론 몸체(41) 내부로 유입된 후 선회하는 공기는 선회시 발생되는 원심력이 클수록 오물의 분리성능이 향상된다. 이렇게 흡입공기의 원심력을 크게 하기 위해서는 원통형으로 형성된 측벽의 접선방향으로 공기를 안내하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 사이클론 몸체(41)의 측벽 일측에 공기유입관(48)과 연통된 공기유입구(48a)가 형성되고, 공기유입구(48a)는 흡입공기를 사이클론 몸체(41) 측벽의 접선방향으로 유도하기 위해 측벽을 따라 타원형으로 형성된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 사이클론 집진장치(40)는 다음과 같은 문제점이 있다.

공기유입구(48a)를 통해 사이클론 몸체(41)로 유입된 흡입공기는, 도 2에 화살표로 표시된 바와 같이, 측벽의 내주면을 따라 선회한다. 이렇게 선회하는 흡입공기는 측벽 내주면을 한 바퀴 선회한 후 다시 공기유입구(48a)에 도달하게 된다.

이런 경우에, 공기유입구(48a)를 통해 사이클론 몸체(41) 내부로 새로 유입되는 흡입공기가, 보다 먼저 사이클론 몸체(41) 내부로 유입되어 선회한 후에 공기유입구(48a)에 도달한 이전의 흡입공기에 의해 간섭되는 현상이 발생된다. 이에 따라, 사이클론 몸체(41) 내부로 새로 유입되는 흡입공기의 유속이 감소되어, 사이클론 집진장치(40)의 흡입효율이 저하될 뿐 아니라, 사이클론 몸체(41)의 내주를 따라 선회하는 흡입공기의 원심력이 감소됨으로써 오물이 역류되는 등 오물분리성능이 동반하여 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 사이클론 몸체 내부에 유입되는 공기의 유속 저하를 억제하여 집진성능을 향상시키기 위해 공기유입구조가 개선된 진공청소기의 사이클론 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 사이클론 집진장치가 장착되는 일반적인 진공청소기를 도시한 분리 사시도.

도 2는 도 1의 사이클론 집진장치를 발췌하여 도시한 분리 사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치를 도시한 분리사시도.

도 4는 도 3의 사이클론 집진장치를 도시한 평단면도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치의 작동상태를 도시한 측단면도.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치의 분리 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 진공청소기 20 : 청소기 본체

30 : 흡입부50,60 : 사이클론 집진장치

51,61 : 사이클론 몸체52, 62: 측벽

53,63 : 상부벽57, 67 : 공기배출관

58, 68 : 공기유입관58a, 68a : 공기유입구

58b, 68b : 커버부59, 69 : 가이드 부재

59a : 상면 59b,69b : 경사면

69c : 홈

상기와 같은 본 발명의 목적은, 사이클론 몸체와, 사이클론 몸체의 일측에 연결되며, 흡입부를 통해 흡입된 흡입공기를 사이클론 몸체 내부로 안내하는 공기유입관 및 사이클론 몸체 내부에서 원심분리된 청정공기를 사이클론 몸체 외부로 배출하는 공기배출관을 포함하며, 공기유입관은 사이클론 몸체 내부로 돌출되게 연장형성되는 진공청소기의 사이클론 집진장치가 제공됨으로써 달성된다.

여기서, 사이클론 몸체는, 공기유입관이 연결되며 원통형상으로 형성된 측벽과, 측벽의 상단을 덮도록 결합되는 상부벽을 가지며, 공기유입관으로 유입된 후 사이클론 몸체의 측벽 내주면을 따라 선회하는 흡입공기를 공기유입관의 하측으로 유도하는 가이드 부재가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 가이드 부재는, 공기유입관의 상부에 위치한 상부벽으로부터 공기유입관의 하측을 경사지게 연결하는 경사면을 가지며, 경사면은 흡입공기가 진행되는 방향으로 하향경사지는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상부벽은 상기 측벽의 상부에 착탈가능하게 장착되며, 가이드 부재는 상기 상부벽의 하면에 돌출형성될 수도 있을 것이다.

이와 같은 구성을 따르는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 따르면, 사이클론 집진장치의 공기흡입력 저하를 억제시켜, 집진성능이 향상된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치(50)는 사이클론 몸체(51)와, 공기유입관(58)과, 공기배출관(57)을 포함한다.

상기 사이클론 몸체(51)는 흡입부(30;도1참조)로부터 흡입되는 오물을 포함한 공기를 원심분리하기 위한 것이며, 원심분리에 의해 분리된 오물은 사이클론 몸체(51) 하부에 위치하는 오물수거통(55)에 적재된다. 사이클론 몸체(51)는, 내부로 유입된 공기가 내주면을 따라 선회하는 것이 용이하도록 원통형으로 형성된 측벽(52)과, 측벽(52)의 상단을 덮도록 결합되는 상부벽(53)을 포함한다. 이때, 상부벽(53)은 측벽(52)의 상단에 분리가능하게 장착될 수 있으며, 오물수거통(55)도 측벽(52)의 하부에 분리가능하게 장착되도록 형성될 수 있을 것이다. 이렇게 형성된 상부벽(53)과 오물수거통(55)이 측벽(52)에 분리가능하게 장착됨에 따라 사용자는 진공청소기(10;도 1 참조)를 사용한 후에 사이클론 집진장치(50) 내부에 적재된 오물을 용이하게 비울 수 있다.

상기 공기배출관(57)은 사이클론 몸체(51)의 내부에서 오물이 원심분리된 청정공기를 사이클론 몸체(51) 외부로 배출하기 위한 것이다. 배출된 공기는 청소기본체(20;도1참조)의 진공원(미도시)에 유입된 후 진공청소기(10) 외부로 배출된다. 여기서, 공기배출관(57)은 상부벽(53)을 관통하도록 형성되며, 공기배출관(57)이 측벽(52)에 착탈가능하게 결합되는 상부벽(53)에 일체로 형성되는 경우, 측벽(52)으로부터 분리가 가능하다. 그리고, 사이클론 몸체(51) 내부에 위치하는 공기배출관(57)의 끝단에는 그릴(57a)과 같은 필터링 수단이 추가적으로 설치될 수 있으며, 이에 따라, 사이클론 집진장치(50)의 집진성능은 더욱 향상될 수 있다.

상기 공기유입관(58)은 흡입부(30)와 연통되며, 사이클론 몸체(51)의 측벽(52) 일측에 연결된다. 공기유입관(58)은 흡입부(30)를 통해 피청소면의 오물들과 함께 흡입된 흡입공기를 사이클론 몸체(51) 내부로 안내하기 위해 공기유입구(58a)가 사이클론 몸체(51) 내부에 위치한 선단에 형성된다. 상기 공기유입구(58a)는 사이클론 몸체(51) 상단부에 형성되어, 공기유입관(58)을 통해 흡입부(30)로부터 유입되는 흡입공기가 사이클론 몸체(51)의 내주를 따라 선회하면서 하강될 수 있는 충분한 공간을 사이클론 몸체(51) 내에 확보할 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 종래와는 다르게 본 실시예에서의 공기유입구(58a)는 사이클론 몸체(51)의 측벽(52)상에 형성되지 아니하고, 사이클론 몸체(51) 내부로 소정 길이 연장된 공기유입관(58)의 선단에 형성된다. 이에 따라, 사이클론 몸체(51) 내부에 위치하게 되는 공기유입관(58)의 일부는 공기유입구(58a)를 덮는 커버부(58b)의 기능을 수행하게 된다. 상기 커버부(58b)에 의해서, 공기유입구(58a)를 출발하여 측벽(52) 내주면을 따라 선회한 후에 공기유입구(58a)에 도달한 공기가 새로 공기유입구(58a)를 통해 사이클론 몸체(51)로 유입되는 흡입공기의 흐름을 간섭하는 것을 억제시킬 수 있을 것이다.

여기서, 공기유입관(58)은 다양한 길이로 사이클론 몸체(51) 내부로 연장될 수 있으며, 본 실시예의 경우보다 더 길게 연장되는 경우에, 공기유입관(58)은 곡면으로 형성된 측벽(52)의 내주면과 나란하게 연장되도록 곡선형상으로 연장될 것이다. 이와 같이 연장된 공기유입관(58)에 의하면, 사이클론 몸체(51) 내부로 유입되는 흡입공기의 원심력을 증가시킬 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 사이클론 몸체(51)에는 측벽(52)을 따라 선회하는 흡입공기를 커버부(58b)의 하부로 유도하는 가이드 부재(59)가 더 구비된다. 상기 가이드 부재(59)는 커버부(58b)의 측면에 근접한 측벽(52) 상단 일부를 덮도록, 측벽(52)으로부터 공기배출관(57) 방향으로 소정 길이로 돌출형성된 상면(59a)과, 상기 커버부(58b)의 측면으로로부터 먼쪽에 위치한 상면(59a)의 일단으로부터 커버부(58b)의 하측으로 경사지게 연장되는 경사면(59b)을 포함한다.

또한, 본 실시예에서의 공기유입관(58)의 공기유입구(58a)는 상단 일부가 상부벽(53)의 상부에 노출되도록 배치된다. 이에 따라, 공기유입관(58)을 통해 사이클론 몸체(51) 내부로 유입되어야 할 공기의 일부가 사이클론 몸체(51)의 외부, 즉 상부벽(53)의 상부로 유입된다. 이와 같이 사이클론 몸체(51)의 외부로 유입되는 공기를 사이클론 몸체(51)의 내부로 안내하기 위하여, 사이클론 몸체(51)는 만곡부(53a)를 더 포함하며, 만곡부(53a)는 공기유입구(58a)측의 상부벽(53)의 일부가 상방으로 볼록한 곡면을 형성시킴으로써 형성된다. 이때, 만곡부(53a)는 공기유입구(58a)의 상단과 상부벽(53)을 연결하기 위해 경사지게 형성되며, 공기유입구(53)의 상단부를 완전히 감싸도록 형성됨으로써, 상기 만곡부(53a)에 의해 공기유입구(58a)는 사이클론 몸체(51)의 외부와 완전히 차단되게 된다. 이에 따라, 상기 흡입공기는 측벽(52)의 하방향으로 경사지게 안내되면서 사이클론 몸체(51)의 내부로 공기유입관(58)을 통해 유입된다. 그리고, 사이클론 몸체(51)의 측벽(52)의 사출성형시 상부벽(53)과, 만곡부(53a)와, 공기유입관(58)을 측벽(52)과 일체로 형성되도록 사출성형할 수 있을 것이다. 이외에도, 사이클론 몸체(51)의 내부로 유입되는 흡입공기를 하향경사지게 유입시키는 방법은, 직접 공기유입구(58a)를 측벽(52)의 하방향을 향하도록, 공기유입관(58)이 소정 경사각으로 경사지게 측벽(52)을 관통하도록 연결되는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.

한편, 본 실시예에서의 사이클론 몸체(51)는 사용자가 오물의 적재여부를 용이하게 관찰할 수 있도록 투명한 합성 수지재로 형성되는 것이 바람직하며, 가이드 부재(59)는 측벽(52)과 같이 일체로 사출성형됨에 따라 경사면(59b)과 상면(59a) 사이의 공간도 합성 수지재로 가득차게 형성하여 사출성형을 용이하게 할 수 있다. 이외에도, 원활한 공기흐름을 위해 경사면(59b)이 곡면으로 형성되는 등 상기 가이드 부재(59)는 다양한 형태로 형성 될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치(50)의 작동을 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 청소기 본체(20)의 진공원이 구동되면, 흡입부(30)에는 흡입력이 발생되며, 이렇게 발생된 흡입력에 의해 피청소면의 오물이 주변의 공기와 함께흡입부(30)를 통해 흡입된다.

이렇게 흡입된 흡입공기는 흡입부(30)의 하류측에 위치한 사이클론 몸체(51) 내부로 공기유입관(58)을 통해 유입된다. 이때, 공기유입관(58)의 공기유입구(58a)가 사이클론 몸체(51)의 측벽(52) 내주에 근접되게 형성됨에 따라, 흡입공기는 측벽(52) 내주면과 나란한 방향, 즉 측벽(52)의 접선방향으로 유입된다. 또한, 흡입공기는 상부벽(53)의 만곡부(53a)에 의해 하향경사지게 사이클론 몸체(51) 내부로 유입된다.

이렇게 사이클론 몸체(51) 내부로 유입된 공기는 측벽(52)을 따라 선회하며 하강하게 되며, 사이클론 몸체(51)의 하방부에 결합된 오물수거통(55) 부분에서 공기의 유체속도가 감소된다. 이에 따라, 흡입공기 중에 함유되었던 오물이 자신의 자중에 의해 흡입공기로부터 분리된 후, 오물수거통(55)의 바닥면에 쌓이게 된다.

그리고, 오물이 분리된 청정공기는 상기 바닥면으로부터 반전 상승하여 공기배출관(57)을 통해 사이클론 몸체(51) 외부로 배출된다.

한편, 공기유입구(58a)로부터 유입된 공기가 선회하는 도중 가이드 부재(59)와 만나게 되면, 도 5에 표시된 화살표 a와 같이, 가이드 부재(59)의 경사면(59b)에 의해 공기유입관(58) 하부로 유도되며, 이에 따라, 선회하는 흡입공기의 유속 감소가 최소화된다. 이렇게, 흡입공기의 유속이 보존됨에 따라, 사이클론 집진장치(50)의 흡입력의 저하를 억제할 수 있고, 사이클론 몸체(51) 내부에서 선회하는 흡입공기의 원심력을 보존할 수 있어, 사이클론 집진장치(50)의 집진성능이 향상되는 효과가 발생된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(50)의 효과는, 다음에 도시된 표 1에 의해 더욱 상세하게 알 수 있다. 표 1은 종래의 사이클론 집진장치(40;도1참조)와 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(50)를 동일한 조건하에서 구동시킨 후 흡입공률과 소비전류를 여러번 측정한 결과를 비교한 것으로서, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치(50)는 종래에 비해서 흡입공률, 즉 집진성능이 종래에 비해 평균적으로 대략 26%가 향상되는 것을 알 수 있다.

	종래	본 발명
실험횟수	흡입공률	소비전류	흡입공률	소비전류
1	76.8	9.81	86.7	10.07
2	92.3	10.03	110	9.93
3	81.3	9.84	97.7	10.18
4	69.1	9.69	90.3	10.17
5	56.8	9.65	95.2	10.13
평균	75.26	9.804	95.98	10.096

한편, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 사이클론 집진장치(60)를 도시한 것으로서, 가이드 부재(69)가 사이클론 몸체(61)의 상부벽(63)의 하면에 돌출형성된 것에 특징이 있다. 여기서, 상부벽(63)은 측벽(62)의 개방된 상부에 착탈가능하게 장착된다.

한편, 가이드 부재(69)는 상부벽(63)과 측벽(62)의 결합시 커버부(68b)와 마주하는 일면에, 커버부(68b)의 외면형상에 대응되는 홈(69c)이 형성된다. 이에 따라, 상부벽(63)과 측벽(62)이 결합되면, 측벽(62) 내주방향으로 연장형성된 공기유입관(68)의 커버부(68b) 외측을 홈(69c)이 덮을 수 있다.

그리고, 가이드 부재(69)는 상부벽(63)과 측벽(62)의 결합시, 상부벽(63)으로부터 공기유입관(68) 하측으로 연장되는 경사면(69b)을 더 포함하며, 이경사면(69b)의 기능 및 구조는 앞서 설명된 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 살명은 생략한다.

한편, 본 발명은 업라이트형 진공청소기에 적용되는 사이클론 집진장치(50,60)를 실시예로 들어 설명하였으나, 이와 같은 사이클론 집진장치(50,60)는 케니스터형 진공청소기에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 진공청소기의 사이클론 집진장치(50,60)에 따르면, 공기유입관(58,68)을 포함하는 공기유입구조가 개선됨으로써, 사이클론 몸체(51,61) 내부로 새로 유입되는 흡입공기가 이전에 유입되었던 흡입공기에 의해 간섭되는 현상을 억제할 수 있다. 이에 따라, 사이클론 집진장치(50,60)의 흡입력의 저하를 억제하여, 집진성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 공기유입관(58,68)을 통해 사이클론 몸체(51,61) 내부로 유입된 후 선회하는 공기를 공기유입관(58,68)의 하측으로 유도하는 가이드 부재(59,69)를 더 포함함으로써, 선회하는 흡입공기가 공기유입관(58,68)과의 충돌에 의한 유속 저하가 최소화 되고, 사이클론 집진장치(50,60)의 오물분리성능이 향상되는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 사이클론 몸체;

   상기 사이클론 몸체의 일측에 연결되며, 흡입부를 통해 흡입된 흡입공기를 상기 사이클론 몸체 내부로 안내하는 공기유입관;

   상기 사이클론 몸체 내부에서 원심분리된 청정공기를 상기 사이클론 몸체 외부로 배출하는 공기배출관을 포함하며,

   상기 공기유입관은 상기 사이클론 몸체 내부로 돌출되게 상기 사이클론 몸체 내부로 연장형성되며, 상기 사이클론 몸체 내부로 돌출된 선단부에 의해 상기 흡입공기는 상기 사이클론 몸체의 접선방향으로 안내되는 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사이클론 몸체는,

   상기 공기유입관이 연결되며 원통형상으로 형성된 측벽과, 상기 측벽의 상단을 덮도록 결합되는 상부벽을 가지며, 상기 공기유입관으로 유입된 후 상기 사이클론 몸체의 측벽 내주면을 따라 선회하는 상기 흡입공기를 상기 공기유입관의 하측으로 유도하는 가이드 부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 부재는,

   상기 공기유입관의 상부에 위치한 상기 상부벽으로부터 상기 공기유입관의 하측을 경사지게 연결하는 경사면을 가지며,

   상기 경사면은 상기 흡입공기가 진행되는 방향으로 하향경사진 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 상부벽은 상기 측벽의 상부에 착탈가능하게 장착되며, 상기 가이드 부재는 상기 상부벽의 하면에 돌출형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.