KR20030081443A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 평행하게 배치된 복수의 사이클론(104)을 포함하는 사이클론 분리 장치(cyclone separating apparatus)(100)와 일체로 결합되며, 외측면을 갖는 진공 청소기(10)에 있어서, 상기 각 사이클론(104)은 외벽(104b)을 갖는 테이퍼 몸체(tapering body)(104a)를 구비하고, 상기 각 외벽(104b)의 적어도 일부분(104d)이 상기 진공 청소기(10)의 외측면의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기를 제공한다.The present invention relates to a vacuum cleaner (10) integrally coupled with a cyclone separating apparatus (100) including a plurality of cyclones (104) disposed in parallel with each other, wherein each of the cyclones ( 104 has a tapering body 104a having an outer wall 104b, wherein at least a portion 104d of each outer wall 104b forms part of an outer surface of the vacuum cleaner 10. It provides a vacuum cleaner characterized in.
Description
최근 10년 정도 이상, 진공 청소기의 기류에서 입자를 분리하기 위하여 사이클론 분리 장치의 사용이 개발되었고 시장에 소개되었다. 진공 청소기에서 사용을 위하여 사이클론 분리 장치의 상세한 설명이 특히, 미국특허 US 3,425,192, US 4,373,228 및 유럽 특허 EP 0 042 723에 기술된다. 이들 및 다른 종래 기술의 문헌으로부터, 기류가 적어도 두개의 사이클론(cyclones)을 연속적으로 통과하도록 두개의 사이클론 장치를 연속하여 제공하는 것이 알려져 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 제1 사이클론의 기류로부터 더 큰 먼지 및 부스러기가 추출될 수 있게 하고, 제2 사이클론이 최적의 상태에서 작동되고 효율적인 방식으로 매우 미세한 입자를 매우 효과적으로 제거할 수 있게 한다. 이 타입의 구조는 진공 청소기의 경우에서와 같이, 광폭 입자 크기 분포를 갖는 여러 가지 물질을 동반하는 기류를 취급할 때 효율적이라는 것이 발견되었다.Over the last decade or so, the use of cyclone separators has been developed and introduced to the market to separate particles from the air stream of vacuum cleaners. Details of cyclone separation devices for use in vacuum cleaners are described in particular in US Pat. No. 3,425,192, US 4,373,228 and European Patent EP 0 042 723. It can be seen from these and other prior art documents that it is known to provide two cyclone devices in series such that the air flow passes through at least two cyclones continuously. This allows larger dust and debris to be extracted from the air stream of the first cyclone and allows the second cyclone to operate in an optimal state and to remove very fine particles very effectively in an efficient manner. It has been found that this type of structure is efficient when handling airflows involving various materials with a wide particle size distribution, as in the case of vacuum cleaners.
하류의 사이클론이 평행하게 배치된 복수의 하류 사이클론에 의하여 대체된 구조가 제안되었다. 예를 들면 미국 특허 US 3,452,192 및 일본 특허 JP 52-14775에 제시되어 있다. 이들 양 구조에서, 하류 사이클론은 상기 사이클론에 의하여 차지하는 체적이 최소화되지 않도록 사이클론을 둘러싸는 케이스 내에 수용된다.A structure has been proposed in which downstream cyclones have been replaced by a plurality of downstream cyclones arranged in parallel. For example in US Pat. No. 3,452,192 and Japanese Patent JP 52-14775. In both of these structures, the downstream cyclone is housed in the case surrounding the cyclone such that the volume occupied by the cyclone is not minimized.
본 발명은 진공 청소기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사이클론 분리 장치와 일체로 결합되는 진공 청소기에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum cleaner. In particular, the present invention relates to a vacuum cleaner integrally coupled with a cyclone separation device.
도 1a 및 도 1b는 각각, 본 발명에 따른 진공 청소기의 정면도 및 측면도이다.1A and 1B are front and side views, respectively, of a vacuum cleaner according to the present invention.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 각각, 도 1a 및 도 1b의 진공 청소기의 일부를 형성하는 사이클론 분리 장치의 제1 실시예의 정면도, 측면도 및 평면도이다.2A, 2B and 2C are front, side and plan views, respectively, of a first embodiment of a cyclone separation apparatus forming part of the vacuum cleaner of FIGS. 1A and 1B, respectively.
도 3a 및 도 3b는 각각, 도 2a, 도 2b 및 도 2c의 사이클론의 정면도 및 측단면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 도면이다.3A and 3B are front and side cross-sectional views of the cyclone of FIGS. 2A, 2B and 2C, respectively, and FIG. 3B is a view along the III-III line of FIG. 3A.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각, 도 2a, 도 2b 및 도 2c의 사이클론 분리 장치의 일부분의 사시도, 평면도 및 측단면도이고, 도 4c는 도 4b의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 도면이다.4A, 4B and 4C are perspective, top and side cross-sectional views, respectively, of a portion of the cyclone separation apparatus of FIGS. 2A, 2B and 2C, and FIG. 4C is a view along the line IV-IV of FIG. 4B.
본 발명의 목적은 비교적 작은 체적을 차지하는 사이클론 분리 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 진공 청소기의 사용에 적합하고 진공 청소기의 크기가 종래 기술과 비교하여 가능한 한 작게 되는 것을 보장할 수 있는 사이클론 분리 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 불리한 점을 완화할 수 있는 사이클론 분리 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a cyclone separation device which occupies a relatively small volume. Another object of the present invention is to provide a cyclone separation apparatus which is suitable for the use of a vacuum cleaner and which can ensure that the size of the vacuum cleaner is as small as possible in comparison with the prior art. It is another object of the present invention to provide a cyclone separation apparatus that can alleviate the disadvantages of the prior art.
본 발명은 서로 평행하게 배치된 복수의 사이클론을 포함하는 사이클론 분리 장치(cyclone separating apparatus)와 일체로 결합되며, 외측면을 갖는 진공 청소기에 있어서, 상기 각 사이클론은 외벽을 갖는 테이퍼 몸체(tapering body)를 구비하고, 상기 각 외벽의 적어도 일부분이 상기 진공 청소기의 외측면의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기를 제공한다.The present invention is integrally coupled with a cyclone separating apparatus comprising a plurality of cyclones disposed in parallel with each other, in the vacuum cleaner having an outer surface, each cyclone has a tapering body having an outer wall And at least a portion of each outer wall forms a portion of an outer surface of the vacuum cleaner.
상기 사이클론의 테이퍼 몸체의 외벽의 적어도 일부분을 상기 진공 청소기의 외측면으로의 형성은 상기 진공 청소기의 전체 체적을 최소한으로 유지될 수 있게 한다. 그렇지 않으면 상기 진공 청소기의 외측면을 매끄럽게 하거나 유선형으로 만들기 위하여 간단하게 제공되었던 커버가 불필요하게 된다. 또한, 상기 사이클론 분리 장치의 기능 부품의 형상을 볼 수 있는 시각 효과는 소비자를 만족시키고 따라서 바람직하다. 이 효과는 상기 사이클론을 상기 사이클론 분리 장치의 축을 중심으로 등각으로 배치함으로써 및/또는 각 사이클론이 상기 사이클론 분리 장치의 축 쪽으로 경사진 축을 구비함으로서 향상될 수 있다.Forming at least a portion of the outer wall of the tapered body of the cyclone to the outer surface of the vacuum cleaner allows the overall volume of the vacuum cleaner to be kept to a minimum. Otherwise, a cover that has simply been provided to smooth or streamline the outer surface of the vacuum cleaner becomes unnecessary. In addition, the visual effect of viewing the shape of the functional part of the cyclone separation device satisfies the consumer and is therefore preferable. This effect can be enhanced by placing the cyclone at an isometric angle around the axis of the cyclone separation device and / or by having each axis inclined towards the axis of the cyclone separation device.
바람직한 실시예에서, 상기 사이클론 분리 장치는 상기 복수의 사이클론에 평행하게 배치되는 적어도 하나의 추가 사이클론을 포함하고, 상기 사이클론 또는 상기 추가 사이클론 각각은 상기 진공 청소기의 외측면의 일부분을 형성하지 않는 외벽을 갖는 테이퍼 몸체를 구비한다. 그러므로 서로 평행하게 배치되는 사이클론의 개수는 본 진공 청소기의 물리적인 제한에 의하여 제한되지 않는다. 상기 진공 청소기의 외측면의 일부분을 형성하지 않는 추가 사이클론은 상기 진공 청소기의 외측면의 일부를 형성하는 사이클론의 링 내부에 위치될 수 있다.In a preferred embodiment, the cyclone separation device comprises at least one additional cyclone disposed parallel to the plurality of cyclones, each of the cyclones or the additional cyclones having an outer wall which does not form part of the outer surface of the vacuum cleaner. Having a tapered body. Therefore, the number of cyclones arranged parallel to each other is not limited by the physical limitations of the present vacuum cleaner. An additional cyclone that does not form part of the outer side of the vacuum cleaner may be located inside the ring of the cyclone that forms part of the outer side of the vacuum cleaner.
다른 바람직한 특징이 종속항에 제시된다.Other preferred features are set out in the dependent claims.
본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명된다.Embodiments of the present invention are described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 다른 가정용 진공 청소기(10)를 도시한다. 상기 진공 청소기(10)는 직립형 몸체(upstanding body)(12)를 포함하고, 상기 직립형 몸체(12)의 하단부에는 모터 케이스(motor casing)(14)가 위치된다. 클리너 헤드(cleaner head)(16)가 상기 모터 케이스(14) 상에 관절 형식으로 장착된다. 흡입구(suction inlet)(18)가 상기 클리너 헤드(16)에 제공되고 휠(wheels)(20)이 진공 청소기(10)가 청소할 표면 위로 유도할 수 있도록 상기 모터 케이스(14)에 회전가능하게 장착된다.1A and 1B show another household vacuum cleaner 10 according to the present invention. The vacuum cleaner 10 includes an upstanding body 12, and a motor casing 14 is located at the lower end of the upright body 12. A cleaner head 16 is mounted in articulated form on the motor case 14. A suction inlet 18 is provided on the cleaner head 16 and rotatably mounted to the motor case 14 so that wheels 20 can be guided over the surface to be cleaned by the vacuum cleaner 10. do.
사이클론 분리 장치(cyclonic separating apparatus)(100)가 상기 모터 케이스(14) 위쪽으로 상기 직립형 몸체(12)에 장착된다. 상기 사이클론 분리 장치(100)는 필터 커버(filter cover)(22)에 의하여 형성되는 대체로 수평면 상에 설치된다. 상기 필터 커버(22)는 모터 케이스(14) 위쪽에 위치되고 포스트 모터 필터(post-motor filter)(도시 않음)용 커버를 제공한다. 또한 사이클론 분리 장치(100)는 상기 사이클론 분리 장치(100)의 상단에 위치된 클립(clip)(24)에 의하여 직립형 몸체(12)에 고정된다. 상기 직립형 몸체(12)는 더러운 공기를 상기 사이클론 분리 장치(100)의 입구로 운송하기 위한 상류 덕트(도시 않음) 및 상기 사이클론 분리 장치(100)로부터 신선한 공기를 가져가기 위한 하류 덕트(26)를 결합한다.A cyclonic separating apparatus 100 is mounted to the upright body 12 above the motor case 14. The cyclone separation device 100 is installed on a generally horizontal surface formed by a filter cover 22. The filter cover 22 is located above the motor case 14 and provides a cover for a post-motor filter (not shown). In addition, the cyclone separation device 100 is fixed to the upright body 12 by a clip 24 located at the top of the cyclone separation device 100. The upright body 12 includes an upstream duct (not shown) for transporting dirty air to the inlet of the cyclone separation device 100 and a downstream duct 26 for taking fresh air from the cyclone separation device 100. To combine.
또한 상기 직립형 몸체(12)는 청소할 표면 위로 진공 청소기(10)를 유도하기 위한 핸들로서 작용하기 위하여 도면에 도시된 형상으로 유지될 수 있는 호스 및막대 어셈블리(hose and wand assembly)(28)를 결합한다. 대신에, 상기 호스 및 막대 어셈블리(28)는 막대의 말단부(28a)가 예를 들면, 계단, 실내 장식품(upholstery) 등에, 청소 기능을 수행하기 위하여 플로어 기구(floor tool)(도시 않음)와 함께 사용될 수 있도록 분리될 수 있다. 상기 호스 및 막대 어셈블리(28)의 구조 및 작동은 본 발명에 중요하지 않으며 여기서 더 이상 설명되지 않는다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 호스 및 막대 어셈블리(28)의 일반적인 구조 및 작동은 참고로 여기에 통합되는 미국 특허 번호 Re 32,257에 설명된 것과 유사하다. 또한, 복수의 기구 및 액세서리(30a, 30b, 30c)가 사용 기간에 보관 목적을 위하여 상기 직립형 몸체(12)에 분리가능하게 장착된다.The upright body 12 also incorporates a hose and wand assembly 28 that can be maintained in the shape shown in the figure to act as a handle for guiding the vacuum cleaner 10 over the surface to be cleaned. do. Instead, the hose and rod assembly 28 is provided with a floor tool (not shown) for the distal end 28a of the rod to perform a cleaning function, for example on a staircase, upholstery, or the like. It can be separated for use. The construction and operation of the hose and rod assembly 28 is not critical to the present invention and will no longer be described herein. The general structure and operation of the hose and rod assembly 28 illustrated in FIGS. 1A and 1B is similar to that described in US Pat. No. Re 32,257, which is incorporated herein by reference. In addition, a plurality of instruments and accessories 30a, 30b, 30c are detachably mounted to the upright body 12 for storage purposes during the period of use.
상기에 설명된 상기 진공 청소기(10)의 특징의 상세는 본 발명에 중요하지 않다. 본 발명은 상기 진공 청소기(10)의 일부를 형성하는 사이클론 분리 장치(100)의 상세에 관련된다. 상기 사이클론 분리 장치(100)가 작동될 수 있도록 하기 위하여, 상기 모터 케이스(14)에 위치된 모터가 활성화되어 공기가 흡입구(18)나 상기 호스 및 막대 어셈블리(28)의 말단부(28a)를 통하여 진공 청소기로 빨아 들여진다. 이 먼지 공기(그 내부에 동반되는 먼지 및 분진을 갖는 공기임)는 상류 덕트를 통하여 상기 사이클론 분리 장치(100)를 통과한다. 상기 공기는 상기 사이클론 분리 장치(100)를 통과한 후, 상기 사이클론 분리 장치(100)로부터 및 상기 직립형 몸체(12) 아래로 하류 덕트(26)를 통하여 상기 모터 케이스(14)로 수송된다. 상기 진공 청소기(10)로부터 필터 커버(22)를 거쳐 배출되기 전에 모터 케이스(14)에 위치된 모터를 냉각시키기 위하여 신선한 공기가 사용된다.The details of the features of the vacuum cleaner 10 described above are not critical to the invention. The present invention relates to the details of a cyclone separator 100 forming part of the vacuum cleaner 10. In order to allow the cyclone separation device 100 to operate, a motor located in the motor case 14 is activated such that air is drawn through the inlet 18 or the distal end 28a of the hose and rod assembly 28. Sucked In With A Vacuum Cleaner This dust air (which is dust and dust entrained therein) passes through the cyclone separator 100 through the upstream duct. The air passes through the cyclone separation device 100 and is then transported from the cyclone separation device 100 to the motor case 14 through the downstream duct 26 below the upright body 12. Fresh air is used to cool the motor located in the motor case 14 before being discharged from the vacuum cleaner 10 via the filter cover 22.
상기 진공 청소기(10)의 작동의 이 원리는 종래 기술에 알려져 있다. 본 발명은 상기 진공 청소기(10)로부터 분리하여 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 예시된 사이클론 분리 장치(100)와 관련된다.This principle of operation of the vacuum cleaner 10 is known in the art. The present invention relates to the cyclone separation device 100 illustrated in FIGS. 2A, 2B and 2C apart from the vacuum cleaner 10.
도 2에 예시된 사이클론 분리 장치(100)는 하나의 상류 사이클론(102)으로 이루어진 상류 사이클론 유닛(101) 및 복수의 하류 사이클론(104)으로 이루어진 하류 사이클론 유닛(102)을 포함한다. 상기 상류 사이클론(102)은 본래 밀폐된 베이스(108)를 갖는 원통형 용기(bin)(106)로 이루어진다. 상기 원통형 용기의 개방된 상단부(110)는 상기 상류 사이클론(102)의 상단부를 형성하는 원형 상부 몰딩(112)에 접촉된다. 더러운 공기가 상기 상류 사이클론(102)의 내부에 도입될 수 있도록 하기 위하여 입구 포트(inlet port)(114)가 상기 원통형 용기(106)에 제공된다. 상기 입구 포트(114)는 먼지를 많이 가진 공기를 클리너 헤드(16)로부터 상기 사이클론 분리 장치(100)로 이송하는 상류 덕트와 연통되도록 형상을 갖고, 위치되고, 형성된다. 핸들(116) 및 캐치(catch)(118)는 원통형 용기(106)가 비워질 것을 요구할 때 상기 상부 몰딩(112)으로부터 원통형 용기(106)를 분리하기 위한 수단을 제공하기 위하여 상기 원통형 용기(106) 및 상부 몰딩(112)에 각각 제공된다. 필요하면 상기 원통형 용기(106)와 상기 상부 몰딩(112) 사이에 밀봉재(seal)(도시 않음)가 제공될 수 있다.The cyclone separation device 100 illustrated in FIG. 2 includes an upstream cyclone unit 101 consisting of one upstream cyclone 102 and a downstream cyclone unit 102 consisting of a plurality of downstream cyclones 104. The upstream cyclone 102 consists essentially of a cylindrical bin 106 with an enclosed base 108. The open top end 110 of the cylindrical container is in contact with a circular top molding 112 which forms the top end of the upstream cyclone 102. An inlet port 114 is provided in the cylindrical vessel 106 to allow dirty air to be introduced into the upstream cyclone 102. The inlet port 114 is shaped, positioned and formed to communicate with an upstream duct that transports a lot of dusty air from the cleaner head 16 to the cyclone separator 100. Handle 116 and catch 118 the cylindrical container 106 to provide a means for separating the cylindrical container 106 from the upper molding 112 when the cylindrical container 106 needs to be emptied. ) And top molding 112, respectively. If necessary, a seal (not shown) may be provided between the cylindrical container 106 and the upper molding 112.
상기 원통형 용기의 베이스(108)는 필요하다면 비울 목적으로 상기 원통형 용기(106)의 내부로 더 접근하기 위하여 상기 원통형 용기의 나머지 부분에 힌지 결합될 수 있다. 여기에 예시된 실시예는 베이스(108)가 비울수 있도록 하기 위하여 힌지로 열릴 수 있도록 하는 장치를 포함하지만, 상기한 장치의 상세는 공동 출원중인 출원의 주제를 형성하고 여기서 더 이상 설명되지 않는다.The base 108 of the cylindrical container can be hinged to the rest of the cylindrical container for further access into the cylindrical container 106 for emptying if necessary. While the embodiment illustrated herein includes an apparatus that can be hinged to allow the base 108 to be emptied, the details of such apparatus form the subject of a co-pending application and are no longer described herein.
7개의 동일한 하류 사이클론(104)이 하류 사이클론 유닛(103)에 제공된다. 상기 하류 사이클론(104)은 상기 상류 사이클론 유닛(101)의 세로축과 일치하는, 상기 하류 사이클론 유닛(103)의 중앙 세로축(150)에 대하여 동일한 각도로 이격되어 있다. 상기 구조는 도 2c에 예시된다. 각 하류 사이클론(104)은 그 최하부에 위치한 대 단부 및 그 최상부의 소 상단부를 갖는 원뿔형(frusto-conical) 형상이다. 각 하류 사이클론(104)은 상기 하류 사이클론 유닛(103)의 세로축(150) 쪽으로 약간 경사진 세로축(148)(도 3b 참조)을 가지고 있다. 이 특징은 아래에서 더욱 상세하게 설명된다. 또한, 각 하류 사이클론(104)의 최하단부의 최외측점은 상기 원통형 용기(106)의 벽보다 상기 하류 사이클론 유닛(103)의 세로축(150)으로부터 방사상으로 더 뻗어 있다. 상기 하류 사이클론(104)의 최상단부는 이 하류 사이클론(104)의 표면으로부터 상부로 뻗어 있는 수집 몰딩(collection moulding)(120) 내부로 돌출한다. 상기 수집 몰딩(120)은 전체 사이클론 분리 장치(100)를 수송할 수 있는 핸들(122)을 지지한다. 상기 사이클론 분리 장치(100)를 그 상단부에서 직립형 몸체(12)에 고정시키기 위한 목적으로 상기 핸들(122)에 캐치(124)가 제공된다. 출구 포트(128)가 상기 사이클론 분리 장치(100)로부터 신선한 공기를 안내하기 위하여 상부 몰딩(112)에 제공된다. 상기 출구 포트(126)는 상기 신선한 공기를 상기 모터 케이스(14)로 이송하기 위하여 하류 덕트(26)와 협동하도록 배치되고 구성된다.Seven identical downstream cyclones 104 are provided in the downstream cyclone unit 103. The downstream cyclone 104 is spaced at the same angle with respect to the central longitudinal axis 150 of the downstream cyclone unit 103, which coincides with the longitudinal axis of the upstream cyclone unit 101. The structure is illustrated in Figure 2c. Each downstream cyclone 104 is in a frusto-conical shape with a large end located at its bottom and a small top end at the top thereof. Each downstream cyclone 104 has a longitudinal axis 148 (see FIG. 3B) that is slightly inclined toward the longitudinal axis 150 of the downstream cyclone unit 103. This feature is described in more detail below. In addition, the outermost point of the lowest end of each downstream cyclone 104 extends radially further from the longitudinal axis 150 of the downstream cyclone unit 103 than the wall of the cylindrical vessel 106. The top end of the downstream cyclone 104 protrudes into a collection molding 120 extending upward from the surface of the downstream cyclone 104. The collection molding 120 supports a handle 122 that can carry the entire cyclone separation device 100. A catch 124 is provided on the handle 122 for the purpose of securing the cyclone separation device 100 to the upright body 12 at its upper end. An outlet port 128 is provided on the upper molding 112 to direct fresh air from the cyclone separation device 100. The outlet port 126 is arranged and configured to cooperate with the downstream duct 26 to deliver the fresh air to the motor case 14.
도 4a 및 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 사이클론(104)은 원뿔형 형상인 테이퍼 몸체(tapering body)104a)를 갖고 있다. 각 사이클론(104)은 외벽(104b)을 가지고 있다. 상기 외벽(104b)의 제1 부분(104c)은 수집 몰딩(120) 내부에 위치되고 추가 부분(104d)은 수집 몰딩(120) 외측에 위치된다. 상기 수집 몰딩(12)의 외측에 위치되는 각 외벽(104b)의 상기 부분(104d)은 도 1a 및 도 1b로부터 명백히 할 수 있는 바와 같이, 진공 청소기의 외측면의 일부를 형성한다.As can be seen from FIGS. 4A and 4B, each cyclone 104 has a tapering body 104a that is conical in shape. Each cyclone 104 has an outer wall 104b. The first portion 104c of the outer wall 104b is located inside the collection molding 120 and the additional portion 104d is located outside the collection molding 120. The portion 104d of each outer wall 104b located outside of the collecting molding 12 forms part of the outer surface of the vacuum cleaner, as can be evident from FIGS. 1A and 1B.
또한 상기 수집 몰딩(120)은 상기에 언급된 바와 같이 비울 목적으로 상기 원통형 용기(106)의 베이스(108)를 개방하는 장치를 활성화시키도록 구성되는 작동 레버(actuating lever)(128)를 지지한다.The collecting molding 120 also supports an actuating lever 128 which is configured to activate a device for opening the base 108 of the cylindrical container 106 for emptying as mentioned above. .
상기 사이클론 분리 장치(100)의 내부 특징은 도 3b를 참조하여 설명된다. 도 3a는 도 2a에 대응하고 도 3b의 단면이 취해진 선Ⅲ-Ⅲ을 나타낸다.Internal features of the cyclone separation device 100 are described with reference to FIG. 3B. FIG. 3A shows lines III-III corresponding to FIG. 2A and the cross section of FIG. 3B taken.
상기 상류 사이클론(102)의 내부 특징은 그 전체 길이를 따라 뻗어 있는 내벽(132)을 포함한다. 상기 내벽(132)에 의하여 형성된 내부 공간은 이하에서 설명되는 바와 같이 수집 몰딩(120)의 내부와 연통된다. 상기 내벽(132)의 목적은 미세한 먼지용 수집 공간(134)을 형성하는데 있다. 상기 내벽(132)의 내부 및 상기 수집 공간(134) 내에 작동 레버(128)가 작동될 때 상기 베이스(108)가 열릴 수 있도록 하기 위한 구성요소가 위치된다. 이들 구성 요소의 정확한 상세 및 작동은 본 발명에 중요하지 않고 여기서 더 이상 설명되지 않는다.The interior feature of the upstream cyclone 102 includes an inner wall 132 extending along its entire length. The interior space defined by the inner wall 132 is in communication with the interior of the collection molding 120 as described below. The purpose of the inner wall 132 is to form a fine dust collecting space 134. A component is located within the inner wall 132 and within the collection space 134 to allow the base 108 to open when the actuation lever 128 is actuated. The precise details and operation of these components are not critical to the invention and are not described herein any further.
상기 내벽(132)으로부터 상기 원통형 용기(106)로 방사상 외측으로 돌출되는 4개의 등간격 배플(baffles) 또는 핀(fins)(136)이 상기 내벽(132)의 외부에 장착된다. 상기 배플(136)은 상기 내벽(132)과 상기 베이스(108)에 인접한 상기 원통형 용기(106) 사이에 형성된 수집 공간(138)에 큰 먼지 및 먼지 입자의 침전(deposition)을 돕는다. 상기 배플(136)의 특유한 특징은 WO 00/04816에서 더욱 상세하게 설명된다.Four equally spaced baffles or fins 136 projecting radially outwardly from the inner wall 132 to the cylindrical vessel 106 are mounted to the outside of the inner wall 132. The baffle 136 assists in the deposition of large dust and dust particles in the collection space 138 formed between the inner wall 132 and the cylindrical container 106 adjacent to the base 108. The unique features of the baffle 136 are described in more detail in WO 00/04816.
상기 상류 사이클론(102)의 상부에서 상기 내벽(132)의 외측에는 슈라우드(shroud)(140)가 위치된다. 상기 슈라우드는 상기 배플(136)로부터 상부로 연장되고, 상기 내벽(132)과 함께, 공기 통로(142)를 형성한다. 상기 슈라우드(140)는 공기가 상기 상류 사이클론의 내부로부터 상기 공기 통로(142)로 통과시킬 수 있는 관통부(perforated portion)(144)를 갖고 있다. 상기 공기 통로(142)는 상기 하류 사이클론(104) 각각의 입구(146)와 연통된다. 각 입구(146)는 스크롤(scroll)의 방식으로 배치되어 각 하류 사이클론(104)에 들어가는 공기가 각 하류 사이클론(104) 내에 나선형 통로를 따르도록 강제된다.A shroud 140 is located outside the inner wall 132 at the top of the upstream cyclone 102. The shroud extends upwardly from the baffle 136 and, together with the inner wall 132, forms an air passage 142. The shroud 140 has a perforated portion 144 through which air can pass from the interior of the upstream cyclone to the air passage 142. The air passage 142 is in communication with the inlet 146 of each of the downstream cyclones 104. Each inlet 146 is arranged in a scrolling manner such that air entering each downstream cyclone 104 is forced to follow a spiral passage within each downstream cyclone 104.
상기에 언급된 바와 같이, 각 하류 사이클론(104)의 세로축(148)은 상기 하류 사이클론 유닛(103)의 세로축(150) 쪽으로 경사져 있다. 상기 각 하류 사이클론(104)의 상단부는 그 하단부보다 세로축(150)에 더 근접되어 있다. 이 실시예에서, 관련축(148)의 경사각은 대체로 7.5°이다.As mentioned above, the longitudinal axis 148 of each downstream cyclone 104 is inclined toward the longitudinal axis 150 of the downstream cyclone unit 103. The upper end of each downstream cyclone 104 is closer to the longitudinal axis 150 than the lower end thereof. In this embodiment, the inclination angle of the associated axis 148 is approximately 7.5 degrees.
상기 하류 사이클론(104)의 상단부는 상기에서 언급된 바와 같이, 수집 몰딩(120) 내부로 돌출된다. 상기 수집 몰딩(120)의 내부는 상기 하류 사이클론(104)의 상단부가 연통되는 챔버(152)를 형성한다. 상기 수집 몰딩(120) 및 하류 사이클론(104)의 표면은 함께, 상기 내벽(132)에 의하여 형성되는 수집 공간(134)과 연통되는, 하류 사이클론(104) 사이에 위치되는, 축방향으로 뻗어 있는 통로(154)를 형성한다. 따라서 상기 하류 사이클론(104)의 최소 단부로 배출되는 먼지 및 분진이 상기 챔버(152)로부터 상기 통로(154)를 통하여 수집 공간(134)으로 통과될 수 있다.The upper end of the downstream cyclone 104 protrudes into the collection molding 120, as mentioned above. The interior of the collection molding 120 defines a chamber 152 in which the upper end of the downstream cyclone 104 communicates. The surfaces of the collection molding 120 and the downstream cyclone 104 together extend axially, located between the downstream cyclones 104, in communication with the collection space 134 formed by the inner wall 132. The passage 154 is formed. Thus, dust and dust discharged to the minimum end of the downstream cyclone 104 may pass from the chamber 152 through the passage 154 into the collection space 134.
각 하류 사이클론(104)은 소용돌이 파인더(vortex finder)(156)의 형태로 공기 배출구를 갖고 있다. 각 소용돌이 파인더(156)는 일반적으로, 각 하류 사이클론(104)의 최하단부의 중심으로 위치된다. 이 실시예에서, 중앙 몸체(158)가 각 소용돌이 파인더(156)에 위치된다. 각 소용돌이 파인더는 번갈아, 출구 포트(126)와 연통되는 환형의 챔버(160)와 연통된다(도 2c 참조).Each downstream cyclone 104 has an air outlet in the form of a vortex finder 156. Each vortex finder 156 is generally located at the center of the lowest end of each downstream cyclone 104. In this embodiment, a central body 158 is located in each vortex finder 156. Each vortex finder alternately communicates with an annular chamber 160 in communication with the outlet port 126 (see FIG. 2C).
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 더욱 상세하게 상기 하류 사이클론(104)의 구조를 예시한다. 특히, 이것은 상기 통로(154)의 구성을 예시하는데 도움이 된다. 또한 도 4b는 상기 하류 사이클론 유닛(103)의 세로축에 가장 근접한 상기 하류 사이클론(104) 각각의 측면이 그에 실질적으로 평행하게 위치한다는 사실을 예시하는데 도움이 된다.4A, 4B and 4C illustrate the structure of the downstream cyclone 104 in more detail. In particular, this helps to illustrate the configuration of the passage 154. 4B also helps to illustrate the fact that the sides of each of the downstream cyclones 104 closest to the longitudinal axis of the downstream cyclone unit 103 are positioned substantially parallel thereto.
또한 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 7개의 하류 사이클론(104) 각각이 나머지 6개의 사이클론(104)과 완전히 일체로 형성된다는 사실을 예시한다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 예시된 몰딩은 일체로 제조될 수 있고 일체로 제조되고 이것은 제조 및 조립의 관점에서 이점을 갖는다. 특히, 일체로 이 구조를 제조하는 비용은 사이클론들을 개별로 제조하고 이들을 요구하는 형상으로 조립하는 비용보다 더 싸다. 또한, 조립 공정에서 발생되는 에러의 위험은 사이클론을 일체로 제조함으로서 제거된다. 상기 사이클론이 개별적으로 제조된 후 조립된다면, 시스템에서 발생되는 압력이 같지 않을 위험이 증가되고 이것은 전체로서 사이클론 조립의 분리 성능에 영향을 미칠 수 있다.4A, 4B and 4C also illustrate the fact that each of the seven downstream cyclones 104 is formed integrally with the remaining six cyclones 104. The moldings illustrated in FIGS. 4A, 4B and 4C can be made integrally and made integrally, which has advantages in terms of fabrication and assembly. In particular, the cost of manufacturing these structures in one piece is cheaper than the cost of manufacturing the cyclones individually and assembling them into the required shape. In addition, the risk of errors occurring in the assembly process is eliminated by making the cyclone integrally. If the cyclones are manufactured separately and then assembled, the risk that the pressures generated in the system are not equal is increased and this may affect the separation performance of the cyclone assembly as a whole.
상기에서 설명된 상기 장치의 모드는 다음과 같다. 더러운 공기(먼지 및 분진이 동반된 공기)가 입구 포트(114)를 통하여 상기 사이클론 분리 장치(100)로 유입된다. 상기 입구 포트(114)의 배치는 유입되는 공기가 상기 원통형 용기(106)의 내부 주변에 나선형 통로를 따라 가도록 하는 상기 원통형 용기(106)의 벽에 본래 접한다. 보다 큰 먼지 및 분진 입자는 잘 알려진 바와 같이, 보풀(fluff) 및 다른 큰 부스러기와 함께, 상기 입자에 작용하는 원심력의 효과에 의하여 상기 베이스(108)에 인접한 수집 공간(138)에 침전된다. 부분적으로 신선한 공기가 상기 베이스(108)로부터 내측 상부로 이동되어, 상기 슈라우드(140)의 관통부(144)를 통하여 상기 상류 사이클론(102)으로 배출된다. 또한 부분적으로 신선한 공기는 7개의 부분으로 분리되는 공기 통로(142)를 따라 이동된다. 각 부분은 각 입구(146)를 통하여 상기 하류 사이클론(104) 중 하나의 하류 사이클론으로 유입된다. 상기에서 설명되었던 바와 같이, 각 입구(146)는 상기 유입되는 공기를 상기 하류 사이클론(104)의 내부로 나선형 통로를 따르도록 강제하는 스크롤 입구이다. 상기 하류 사이클론(104)의 테이퍼 형상은 또한 강한 사이클론 분리가 상기 하류 사이클론(104)의 내부에 발생될 수 있도록 하여 매우 미세한 먼지 및 분진 입자가 주 기류로부터 분리된다. 상기 먼지 및 분진 입자는 상기 하류 사이클론(104)의 최상단부로 배출되고 신선한 공기는 그 축(148)을 따라 상기 하류 사이클론(104)의하단부로 복귀되고 소용돌이 파인더(156)를 통하여 배출된다. 상기 신선한 공기는 상기 소용돌이 파인더(156)로부터 환형 챔버(162)로 통과되고 그로부터 상기 출구 포트(126)로 통과된다. 이에 반하여, 상기 하류 사이클론(104)에서 기류로부터 분리되었던 상기 먼지 및 분진은 상기 챔버(152)로부터 상기 통로(154)를 통하여 수집 공간(134)으로 떨어진다.The mode of the device described above is as follows. Dirty air (air accompanied by dust and dust) is introduced into the cyclone separator 100 through the inlet port 114. The placement of the inlet port 114 inherently abuts a wall of the cylindrical vessel 106 that allows incoming air to follow a spiral passage around the interior of the cylindrical vessel 106. Larger dust and dust particles, as is well known, settle in the collection space 138 adjacent to the base 108 by the effect of centrifugal forces acting on the particles, along with fluff and other large debris. Partially fresh air is moved upwardly from the base 108 to the upstream cyclone 102 through the penetrating portion 144 of the shroud 140. Partially fresh air is also moved along the air passage 142, which is divided into seven parts. Each portion enters a downstream cyclone of one of the downstream cyclones 104 through each inlet 146. As described above, each inlet 146 is a scroll inlet forcing the incoming air along a spiral passage into the downstream cyclone 104. The tapered shape of the downstream cyclone 104 also allows strong cyclone separation to occur inside the downstream cyclone 104 so that very fine dust and dust particles are separated from the main air stream. The dust and dust particles are discharged to the top of the downstream cyclone 104 and fresh air is returned along the axis 148 to the bottom of the downstream cyclone 104 and discharged through the vortex finder 156. The fresh air is passed from the vortex finder 156 to the annular chamber 162 and from there to the outlet port 126. In contrast, the dust and dust that had been separated from the airflow in the downstream cyclone 104 fall from the chamber 152 through the passage 154 into the collection space 134.
상기 사이클론 분리 장치(100)를 비우고 싶으면, 상기 베이스(108)가 상기 원통형 용기(106)의 측벽으로부터 힌지식으로 분리될 수 있어 상기 수집 공간(134 및 138)에 수집된 상기 먼지 및 부스러기가 적당한 용기로 떨어질 수 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 비움 장치(emptying mechanism)의 상세한 작동은 본 발명의 중요부분을 형성하지 않아 여기서 더 이상 설명되지 않는다.If the cyclone separation device 100 is to be emptied, the base 108 can be hingedly separated from the sidewall of the cylindrical container 106 such that the dust and debris collected in the collection spaces 134 and 138 are suitable. May fall into the container. As explained above, the detailed operation of the emptying mechanism does not form an important part of the present invention and will not be described herein any further.
본 발명은 상기에서 설명된 실시예의 상세한 설명에 한정되지 않는다. 상기 사이클론 청소 장치 외부의 진공 청소기의 특징은 본 발명에 중요하지 않다는 것이 강조되어야 한다. 상기 장치가 배치되어야 할 특별한 필요가 없어 상기 사이클론 유닛의 축은 수직이고 상기 축은 원한다면 실제로 수직이거나 심지어 수평으로 경사질 수 있다는 것이 인식될 것이다. 원심 분리가 중력에 의하여 크게 영향을 받지 않는다는 사실은 상기 사이클론 유닛의 수집 영역이 분리를 달성하기 위하여 필요한 기류 통로와 간섭되지 않고 부스러기를 수집하도록 배치되는 한 이것을 가능하게 만든다. 상기에서 상세하게 설명된 실시예의 다른 변형에서, 상기에서 예시된 하류 사이클론은 그들의 각 축이 도면에 도시된 바와 같이 하류 사이클론 유닛의 축 쪽으로 경사지는 대신에 서로 평행하게 배치되도록 배치될 수 있다. 또한,상기에서 설명된 바와 같이, 추가의 하류 사이클론이 상기에서 설명된 실시예에 예시된 것과 평행하게 제공될 수 있다. 이것은 사이클론 분리 장치의 축을 중심으로 등각으로 이격된 복수의 사이클론을 증가시킴으로써, 이미 제공된 사이클론의 링 내부에 추가 사이클론을 추가함으로써, 또는 이들의 양자를 조합함으로써 달성될 수 있다. 다른 변형 및 수정이 당업자에게 명백하다.The invention is not limited to the details of the embodiments described above. It should be emphasized that the features of the vacuum cleaner outside the cyclone cleaning device are not critical to the invention. It will be appreciated that there is no particular need for the device to be placed so that the axis of the cyclone unit is vertical and the axis can actually be vertically or even horizontally tilted if desired. The fact that centrifugal separation is not greatly affected by gravity makes this possible as long as the collection area of the cyclone unit is arranged to collect debris without interfering with the airflow passages necessary to achieve separation. In other variations of the embodiments described in detail above, the downstream cyclones illustrated above may be arranged such that their respective axes are disposed parallel to each other instead of being inclined toward the axis of the downstream cyclone unit as shown in the figure. In addition, as described above, further downstream cyclones may be provided in parallel with those illustrated in the embodiments described above. This can be accomplished by increasing a plurality of cyclones equidistantly spaced about the axis of the cyclone separation device, by adding additional cyclones inside the ring of already provided cyclones, or by combining both. Other variations and modifications will be apparent to those skilled in the art.
본 발명은 진공 청소기, 특히, 사이클론 분리 장치와 일체로 결합되는 진공 청소기에 이용될 수 있다.The invention can be used in vacuum cleaners, in particular vacuum cleaners which are integrally integrated with cyclone separation devices.
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