KR20030094874A - 싸이클론 집진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싸이클론 집진 장치에 관한 것으로서, 공기 배출관을 통해 배출되는 공기로부터 각종 이물질의 분리가 원활히 이루어질 수 있도록 하여 미세 먼지나 휴지 등이 원활히 집진될 수 있도록 한 싸이클론 집진 장치를 제공하고자 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 원통형의 싸이클론 몸체와; 상기 싸이클론 몸체의 둘레면 일단을 관통하여 연결된 공기 유입관과; 상기 싸이클론 몸체의 상면 혹은, 하면을 관통하여 형성된 공기 배출공과; 상기 싸이클론 몸체 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 공기 배출공을 통해 배출되는 공기로부터 이물질을 걸러주는 이물질 제거 수단:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치를 제공한다.

Description

싸이클론 집진 장치{cyclone dust collector}

본 발명은 싸이클론 원리를 이용하여 이물질을 집진할 수 있는 싸이클론 집진 장치에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진 장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기와 함께 회전하는 이물질 중 공기는 외부로 배출하고 이물질만을 공기로터 분리하여 수집하도록 한 것으로 최근에는 청소기 본체에 상기한 싸이클론 집진 장치를 적용한 형태가 개발되어 사용되고 있다.

도 1은 상기와 같이 청소기 본체에 적용된 싸이클론 집진 장치에 대한 일 예를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

이를 통해 알 수 있듯이, 싸이클론 집진 장치는 원통형의 싸이클론 몸체(10)와, 공기 및 각종 이물질이 흡입되는 공기 유입관(20)과, 상기 싸이클론 몸체 내로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출공(30) 그리고, 상기 배출되는 공기로부터 각종 이물질을 제거하기 위한 공기 배출관(40)으로 크게 구성된다.

이 때, 상기 사이클론 몸체(10)의 저부 공간은 격벽(11)에 의해 구획된 상태로 집진 공간(13)을 이루며, 상기 격벽(11)에는 상기 집진 공간(13)으로의 이물질 배출을 위한 이물질 배출공(12)이 형성된다.

또한, 상기한 구성에서 공기 유입관(20)은 상기 싸이클론 몸체(10)의 둘레면 상단에 연결된다.

그리고, 상기 공기 배출공(30)은 상기 싸이클론 몸체(10)의 상면을 관통하여상기 공기 배출관(40)의 내측 공간과 연통되며, 상기 공기 배출관(40)은 그 둘레면을 따라 다수의 통공(41)이 형성된 다공관으로 구성된다.

또한, 공기 배출공(30)은 공기 흡입력을 전달하는 흡입력 발생 수단(50)이 구비된 공간과 연결된다.

이 때, 상기 흡입력 발생 수단(50)은 모터(51)의 구동에 따른 팬(52)의 회전으로 흡입력을 발생하는 수단으로서, 이에 관한 구체적인 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

전술한 구성으로 이루어진 종래 싸이클론 집진 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 흡입력 발생 수단(50)의 구동이 이루어지면, 이물질이 포함된 외부 공기가 싸이클론 몸체(10) 내로 흡입된다.

이 때, 상기 이물질이 포함된 공기는 상기 싸이클론 몸체(10)의 공기 유입관(20)을 통해 싸이클론 몸체(10)에 대하여 접선 방향으로 흡입된 후, 상기 싸이클론 몸체(10)의 내벽면을 따라 선회하면서 하강한다.

이 과정에서, 공기와 이물질은 그 중량 차이에 의해 각기 다른 원심력을 받으면서 상호간의 분리가 이루어진다.

즉, 상대적으로 중량이 큰 이물질은 원심력을 적용받으면서 상기 싸이클론 몸체(10)의 내벽면을 타고 하측으로 흘러내려 이물질 배출공(12)을 통해 상기 싸이클론 몸체(10)의 저부인 집진 공간(13) 내로 배출된다. 이와 함께, 상대적으로 중량이 작은 공기는 공기 배출관(40)의 각 통공(41) 및 공기 배출공(30)을 순차적으로 통과하여 싸이클론 몸체(10) 외부로 배출된다.

하지만, 전술한 바와 같은 일반적인 싸이크론 집진 장치의 구성은 무게를 거의 가지지 않는 미세 먼지에 대한 제거가 불가능하다.

뿐만 아니라, 휴지 등과 같이 부피는 큰 반면 무게가 거의 없는 이물질이 상기 공기 배출관(40)의 각 통공(41)을 통해 전달되는 공기 흡입력에 영향을 받아 상기 공기 배출관(40)을 덮어버리는 문제점도 발생되었다.

특히, 상기와 같이 공기 배출관(40)이 휴지 등에 의해 덮히게 되는 문제점은 상기 공기 배출관(40)에 형성된 각 통공(41)을 막게 되어 유로의 폐쇄가 이루어짐으로써 원활한 흡입력의 전달이 이루어지지 못하였을 뿐만 아니라, 흡입력 발생 수단(50)에 손상을 유발하게 된 원인이 된다. 이로 인해 별도의 바이패스 유로를 구성하여야만 하는 문제점 역시 있다.

즉, 기존의 싸이클론 집진 장치는 미세한 이물질이나 휴지 등의 원활한 집진을 위한 구조가 이루어지지 않았기에 이에 대한 해결이 시급히 필요로하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 공기 배출관을 통해 배출되는 공기로부터 각종 이물질의 분리가 원활히 이루어질 수 있도록 하여 미세 먼지나 휴지 등이 원활히 집진될 수 있도록 한 싸이클론 집진 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 싸이클론 집진 장치의 일 예를 나타낸 개략적인 종단면도

도 2 는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 3 은 본 발명에 따른 싸이클론 집진 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 분해 사시도

도 4 는 본 발명 일 실시예에 따른 싸이클론 집진 장치를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 5 는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110. 싸이클론 몸체120. 공기 유입관

130. 공기 배출공140. 공기 배출관

150. 지지부160. 집진통

170. 이물질 배출공180. 덮개

200. 이물질 제거 수단211,212. 테두리

220. 블레이드300. 필터체

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 원통형의 싸이클론 몸체와; 상기 싸이클론 몸체의 둘레면 일단을 관통하여 연결된 공기 유입관과; 상기 싸이클론 몸체의 상면 혹은, 하면을 관통하여 형성된 공기 배출공과; 상기 싸이클론 몸체 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 공기 배출공을 통해 배출되는 공기로부터 이물질을 걸러주는 이물질 제거 수단:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

우선, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명에 따른 싸이클론 집진 장치의 실시예를 개략적으로 나타내고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 싸이클론 집진 장치는 크게 싸이클론 몸체(110)와, 공기 유입관(120)과, 공기 배출공(130) 그리고, 이물질 제거 수단(200)을 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 싸이클론 몸체(110)는 전체적으로 원통형상으로 형성됨이 실시예로 제시되나 반드시 원통형이어야만 할 필요는 없다.

그리고, 상기 공기 유입관(120)은 상기 싸이클론 몸체(110)의 상단 둘레면 일측을 관통하여 연결되며, 흡입된 외부 공기 및 각종 집진물을 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입되도록 안내하는 역할을 수행한다.

특히, 상기와 같은 공기 유입관(120)은 상기 싸이클론 몸체(110)에 대하여 접선방향을 향하여 그 연결이 이루어지도록 장착됨으로써 상기 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입되는 공기 및 이물질이 상기 싸이클론 몸체(110)의 내벽면을 타고 선회할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 공기 배출공(130)은 상기 싸이클론 몸체(110)의 상면 혹은, 하면을 관통하여 형성되는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 공기 배출공(130)이 상기 싸이클론 몸체(110)의 하면 중앙부위를 관통하여 연결됨을 제시한다.

이 때, 상기 공기 배출공(130)에는 흡입력 발생 수단(도시는 생략함)이 구비된 공간과 연통된 공기 배출관(140)의 일단이 연결된다.

그리고, 상기 이물질 제거 수단(200)은 전체적으로 원통형을 이루되 그 둘레면은 개구되어 이루어지도록 상면 및 하면을 이루는 링 형상의 테두리(211,212)를 가진다.

이 때, 상기 개구되는 둘레면에는 다수의 블레이드(220)가 일체로 형성되며, 상기 각 블레이드(220)는 상기 상면 테두리(211) 및 하면 테두리(212)에 그 양단이 각각 연결되어 상기 이물질 제거 수단(200)의 둘레면을 이루게 된다.

상기 각 블레이드(220)는 필요에 따라 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 특히 본 발명에서는 싸이클론 몸체(110) 내에서 선회하는 공기 및 이물질의 유동 방향(혹은, 상기 유동 방향과는 반대 방향)을 향하여 절곡 형성되어 장착됨을 제시한다.

물론, 도시하지는 않았지만 상기 블레이드(220)를 경사지게 장착하거나, 라운드지게 형성하여 장착할 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 이물질 제거 수단(200)은 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입된 공기 및 각종 이물질 중 상기 공기는 공기 배출공(130)을 통해 배출될 수있도록 하되, 상기 각종 이물질은 그 배출이 차단하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기한 이물질 제거 수단(200)이 싸이클론 몸체(110) 내에서 안정적으로 회전할 수 있도록 상기 싸이클론 몸체(110) 내의 상면 및 하면에 지지부(150)를 형성함을 추가로 제시한다.

이 때, 상기 지지부(150)는 상기 이물질 제거 수단(200)의 상부 둘레면 및 하부 둘레면(혹은, 상부 테두리 및 하부 테두리)을 감싸도록 돌출 형성되어 상기 이물질 제거 수단(200)의 회전에 대한 가이드 역할을 수행하게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 싸이클론 몸체(110)와는 별도로 이루어지는 집진통(160)을 추가로 구비하고, 이 집진통(160)은 상기 싸이클론 몸체(110)의 저부에 장착하되 상기 싸이클론 몸체(110)의 저면 둘레부위에 관통 형성한 이물질 배출공(170)을 통해 상호간의 공간이 연통되도록 구성함을 제시한다.

이 때, 상기 집진통(160)의 내부에는 공기 배출공(130)과 연통된 공기 배출관(140)이 일체로 형성된다.

특히, 상기 집진통(160)은 상기 싸이클론 몸체(110)로부터 착탈 가능하게 구성함으로써 집진된 이물질의 배출이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

뿐만 아니라, 상기 싸이클론 몸체(110)는 그 상면이 개폐 가능하도록 구성하여 상기 싸이클론 몸체(110) 내부의 청소가 가능하도록 한다.

이의 경우 상기 싸이클론 몸체(110)의 상면은 상기 싸이클론 몸체(110)의 덮개(180)가 되며, 이물질 제거 수단(200)을 지지하는 지지부(150)는 상기 덮개(180)의 내측면 중앙 부위에 형성된다.

그리고, 본 발명에서는 전술한 각 구성 중 이물질 제거 수단(200)의 내부에 상기 공기 배출공(130) 및 싸이클론 몸체(110) 내부와 연통된 필터체(300)를 더 포함하여 구성함을 제시한다.

이 때, 상기 필터체(300)는 이물질 제거 수단(200)에 의해 미처 제거되지 못한 미세 먼지가 공기 배출공(130)을 통해 배출됨을 방지하게 되며, 통상의 그물망 등과 같은 망사형 필터나 종이필터 등이 될 수 있다.

특히, 상기한 필터체(300)는 이물질 제거 수단(200)의 회전에 의한 유동 발생이 방지될 수 있도록 그 양단이 싸이클론 몸체(110) 내의 상면 및 하면에 각각 고정하되, 그 착탈이 가능하도록 결합 고정한다.

하지만, 상기한 이물질 제거 수단(200)의 내측에는 반드시 상기 필터체(300)만이 구비될 수 있는 것은 아니며, 도시하지는 않았지만 공기 배출관(140)을 상기 싸이클론 몸체(110) 내부의 소정 위치에까지 이르도록 관통 연결하여 구성할 수도 있다.

이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명 싸이클론 집진 장치의 동작 과정을 개략적으로 설명하면 후술하는 바와 같다.

우선, 흡입력 발생 수단(도시는 생략함)의 구동에 의한 공기 흡입력이 발생되면 이물질이 포함된 외부 공기는 공기 유입관(120)을 통해 싸이클론 몸체(110) 내로 흡입된다.

이의 경우, 싸이클론 몸체(110) 내부에 구비된 이물질 제거 수단(200)은 각 블레이드(220) 사이를 통과하여 공기 배출공(130)으로 배출되는 공기와의 접촉으로인해 상기 공기가 상기 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입되는 방향을 향하여 회전하게 된다.

즉, 공기 유입관(120)이 향하는 방향을 향하여 이물질 제거 수단(200)의 회전이 이루어지는 것이다.

이 때, 상기 이물질 제거 수단(200)은 상기 싸이클론 몸체(110) 내에 형성된 각 지지부(150)의 지지를 받게 됨으로써 안정적으로 지지된 상태에서의 원활한 회전이 가능하다.

또한, 상기 과정에서 공기 유입관(120)을 통해 싸이클론 몸체(110) 내부로 유입된 각종 이물질은 그 무게에 의해 원심력을 적용받아 상기 싸이클론 몸체(110)의 내측 둘레면을 따라 선회하면서 하강하게 된다.

이후, 상기 싸이클론 몸체(110)의 저면 둘레에 관통 형성된 이물질 배출공(170)을 통해 집진통(160) 내부로 유입되어 집진된다.

그리고, 상기 이물질이 분리된 공기 및 미처 상기 공기로부터 분리되지 못한 미세 먼지는 이물질 제거 수단(200)을 통해 전달되는 공기 흡입력의 영향을 받아 상기 이물질 제거 수단(200)의 각 블레이드(220) 사이에 형성된 공간을 통과하게 된다.

이때에는 상기 이물질 제거 수단(200)이 공기의 유동 방향과 동일방향으로 회전하고 있음을 고려한다면 도시한 도 4와 같이 공기는 상기 이물질 제거 수단(200)을 원활히 통과한다.

하지만, 미세 먼지 등은 상기 이물질 제거 수단(200)의 각 블레이드(220)에부딪혀 싸이클론 몸체(110) 내의 둘레면 측으로 튀겨나가게 된다.

특히, 상기 각 블레이드(220)의 형상이 공기 및 이물질의 선회 방향과 동일한 방향으로 절곡되어 있기 때문에 상기한 작용은 더욱 원활히 이루어지게 된다.

특히, 휴지 등과 같이 무게는 작지만 부피가 큰 이물질 역시 상기 이물질 제거 수단(200)의 회전에 의해 상기 이물질 제거 수단(200)에 붙지 못하고 외측으로 튀겨나가기 때문에 유로의 막힘이 방지될 수 있게 된다.

이 때, 상기 싸이클론 몸체 내의 둘레면 측으로 튕겨나간 이물질은 상기 싸이클론 몸체(110) 내의 벽면을 타고 선회하는 각종 이물질의 유동에 휩쓸려 선회하면서 원심력을 적용받게 됨과 더불어 점차 하강하면서 이물질 배출공(170)을 통과하여 집진통(160)으로 배출된다.

전술한 일련의 과정이 수행되는 도중 이물질 제거 수단(200)을 통과한 공기는 공기 배출공(130)을 통해 배출되기 전에 상기 이물질 제거 수단(200)의 내부에 구비된 필터체(300)를 통과하는 과정에서 재차적인 이물질의 제거가 이루어지게 된다.

이때에는, 상기 공기 내에 포함된 극히 미세한 먼지 등의 제거가 이루어지게 된다. 이로 인해 순수한 공기만이 공기 배출공(130)을 통해 배출될 수 있음으로써 각종 먼지로 인한 흡입력 발생 수단(도시는 생략함)의 손상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기한 과정에 의해 청소가 완료되면 사용자는 집진통(160) 내부에 집진된 각종 이물질의 배출 및 싸이클론 몸체(110)의 내부 청소를 행하여야만 한다.

이의 경우, 사용자는 단순히 싸이클론 몸체(110)로부터 집진통(160)을 분리한 후 상기 집진통(160) 내에 집진된 각종 이물질을 배출하면 됨과 더불어 상기 싸이클론 몸체(110)로부터 덮개(180)를 분리한 후 상기 싸이클론 몸체(110) 내부를 청소하면 된다.

이 때, 상기 싸이클론 몸체(110) 내부에 구비되는 이물질 제거 수단(200)은 상기 덮개(180)의 탈거로 인해 상기 싸이클론 몸체(110) 내부로부터 분리되어 별도의 청소가 가능하며, 상기 이물질 제거 수단(200)의 내측에 구비되는 필터체(300) 역시 상기 싸이클론 몸체(110)와 착탈 가능하게 결합되어 있기 때문에 별도의 청소가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구조에 따른 싸이클론 집진 장치에 의하면 최대한 각종 미세 먼지나 이물질 등이 공기 배출공을 통해 배출됨을 방지함으로써, 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생 수단의 손상을 미연에 방지할 수 있게 되는 효과를 가진다.

또한, 공기로부터 각종 미세 먼지를 분리하는 이물질 제거 수단의 동작이 그 회전에 의한 이물질과의 부딪힘을 통해 이루어짐으로써 휴지 등과 같이 부피가 큰 이물질에 의한 유로의 막힘 현상을 방지할 수 있게 되는 효과를 가진다.

Claims (12)

1. 싸이클론 몸체와;

   상기 싸이클론 몸체의 둘레면 일단을 관통하여 연결된 공기 유입관과;

   상기 싸이클론 몸체의 상면 혹은, 하면을 관통하여 형성된 공기 배출공과;

   상기 싸이클론 몸체 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 공기 배출공을 통해 배출되는 공기로부터 이물질을 걸러주는 이물질 제거 수단:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   이물질 제거 수단은

   전체적으로 둘레면이 개구된 원통형상을 이루고, 상면 및 하면을 이루는 링 형상의 테두리와, 상기 상면 테두리 및 하면 테두리에 양단이 각각 연결되어 이물질 제거 수단의 둘레면을 이루는 다수의 블레이드가 일체로 형성되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   각 블레이드는

   싸이클론 몸체 내에서 선회하는 공기 및 이물질의 유동 방향 혹은, 상기 유동 방향과는 반대 방향을 따라 경사지게 장착됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   각 블레이드는

   싸이클론 몸체 내에서 선회하는 공기 및 이물질의 유동 방향 혹은, 상기 유동 방향과는 반대 방향을 따라 라운드지게 형성되어 장착됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   각 블레이드는

   싸이클론 몸체 내에서 선회하는 공기 및 이물질의 유동 방향 혹은, 상기 유동 방향과는 반대 방향을 따라 절곡 형성되어 장착됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
6. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,

   싸이클론 몸체 내부의 상면 및 하면에는

   이물질 제거 수단의 상부 둘레면 및 하부 둘레면을 감싸도록 돌출 형성되어 상기 이물질 제거 수단의 회전을 지지하는 지지부가 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   이물질 제거 수단의 내부에는

   상기 공기 배출공 및 싸이클론 몸체 내부와 연통된 필터체가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   싸이클론 몸체의 상면은

   개폐 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   싸이클론 몸체에는

   그 내부를 유동하는 각종 이물질의 배출을 위한 이물질 배출공이 형성되고, 상기 이물질 배출공은 별개의 집진통과 연통되도록 연결됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    이물질 배출공은 싸이클론 몸체의 저면 둘레부위에 형성되고,

    집진통은 상기 싸이클론 몸체의 저부를 이루면서 상기 이물질 배출공과 연통되어 이루어짐을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    집진통은

    싸이클론 몸체의 저부에 착탈 가능하여 결합됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    집진통의 내부에는

    일단이 싸이클론 몸체 저면에 형성한 공기 배출공과 연통되고, 타단은 공기 흡입력을 발생시키는 흡입력 발생 수단이 구비된 공간과 연통되는 공기 배출관이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 싸이클론 집진 장치.