KR20070088223A - 진공청소기용 사이클론 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세오물의 집진효율이 높은 진공청소기용 사이클론 집진장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는, 외부공기가 흡입되는 공기흡입구를 구비하며 외부공기를 공기흡입구보다 아래의 공간에서 하향 선회시켜 오물을 원심분리하는 제1사이클론과, 제1사이클론의 내측에 설치되며 제1사이클론으로부터 인입되는 공기를 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제2사이클론, 및 제1사이클론에서 배출되는 공기가 직접 제2사이클론으로 인입되어 선회기류를 형성하도록 하며 제2사이클론의 세로축을 중심으로 적어도 한 개의 원을 이루도록 배열된 복수의 안내날개를 갖는 공기안내부재를 포함하며, 복수의 안내날개는 제1사이클론의 공기배출구인 동시에 제2사이클론의 공기입구의 역할을 하는 복수의 슬롯을 형성한다.
집진효율, 공기안내부재, 임펠러, 안내날개, 필터부재, 실링부재

Description

진공청소기용 사이클론 집진장치{Cyclone dust collecting apparatus for vacuum cleaner}
도 1은 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치의 제1실시예를 나타낸 분리 사시도,
도 2는 도 1의 사이클론 집진장치의 단면도,
도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 단면도,
도 4a와 4b는 각각 도 1의 제1실시예에 의한 사이클론 집진장치에서 외부공기의 선회방향에 따른 복수 개의 안내날개의 배치를 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치의 제2실시예를 나타낸 분리 사시도,
도 6은 도 5의 사이클론 집진장치의 단면도,
도 7은 도 6의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절단한 단면도,
도 8a 내지 도 8d는 각각 도 5의 제2실시예에 의한 사이클론 집진장치에서 외부공기의 선회방향에 따른 복수 개의 제1 및 제2안내날개의 배치를 나타내는 개념도,
도 9는 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치의 제3실시예를 나타낸 분리 사시도,
도 10은 도 9의 사이클론 집진장치의 단면도,
도 11은 도 10의 실링부재를 나타낸 사시도,
도 12는 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치의 제4실시예를 나타낸 분리 사시도, 및
도 13은 도 12의 사이클론 집진장치의 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,2,3,4; 진공청소기용 사이클론 집진장치 10,110; 제1사이클론
11; 제1사이클론 몸체 12; 공기흡입관
16; 제1결합부 20,120; 제2사이클론
21; 제2사이클론 몸체 22; 공기배출관
30,60,130,160; 공기안내부재 31,61,62; 안내날개
32,64,65; 슬롯 33,63; 베이스
35,66; 경사면 40,140; 오물수거통
42; 격벽 43; 제1집진실
44; 제2집진실 50,150; 역류방지부재
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원심력으로 오물을 분리하여 수거하는 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로 진공청소기는 모터를 사용하여 흡입력을 발생시키고, 이 흡입력을 이용하여 피청소면으로부터 먼지 등의 오물을 포함하는 공기(이하, 오물함유공기)를 흡입한다. 흡입된 오물은 진공청소기의 본체에 설치된 집진장치를 통과하면서 오물이 분리되고 깨끗해진 공기만이 진공청소기 본체의 외부로 배출된다.
근래에는, 흡입된 오물함유공기로부터 오물을 분리하여 수거하는 집진장치로 원심력을 이용하는 사이클론 집진장치가 널리 사용되고 있다.
종래의 사이클론 집진장치는 오물함유공기를 흡입하는 공기흡입관과, 흡입된 오물함유공기가 선회하도록 하는 사이클론 몸체와, 오물이 분리된 공기가 배출되는 공기배출관을 포함한다.
따라서, 흡입력에 의해 공기흡입관으로 흡입된 오물함유공기는 사이클론 몸체 내에서 선회기류를 형성하게 된다. 그러면, 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 오물이 분리되어 수거되고, 깨끗해진 공기는 공기배출관을 통해 배출된다.
그러나, 이와 같은 종래의 사이클론 집진장치는 흡입되는 공기에 포함된 무거운 오물은 공기와의 원심력 차이가 커서 쉽게 분리할 수 있으나, 공기와의 중량 차이가 적은 미세오물은 잘 분리하지 못한다.
따라서, 오물의 분리효율을 높이기 위해 US 4,643,748, US 4,826,515, US 4,853,008에는, 2개의 사이클론을 구비하여, 공기를 2단계에 걸쳐 선회시키는 멀티 사이클론 집진장치가 개시되어 있다.
이와 같은 종래 기술에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 공기를 2단계에 걸쳐 선회시키므로 하나의 사이클론으로 오물을 분리하는 집진장치보다 미세오물의 집진 효율은 향상된다. 그러나, 종래의 멀티 사이클론 집진장치는 외부사이클론에서 내부사이클론으로 공기를 유입할 때 압력손실이 크다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 압력손실이 적으면서도 미세오물의 집진효율이 높은 사이클론 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기가 흡입되는 공기흡입구를 구비하며, 상기 외부공기를 상기 공기흡입구보다 아래의 공간에서 하향 선회시켜 오물을 원심분리하는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내측에 설치되며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기를 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제2사이클론; 및 상기 제1사이클론에서 배출되는 공기가 직접적으로 제2사이클론으로 인입되어 선회기류를 형성하도록 하며, 상기 제2사이클론의 세로축을 중심으로 적어도 한 개의 원을 이루도록 배열된 복수의 안내날개를 갖는 공기안내부재;를 포함하며, 상기 복수의 안내날개는 상기 제1사이클론의 공기배출구인 동시에 제2사이클론의 공기입구의 역할을 하는 복수의 슬롯을 형성하는 진공청소기용 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
또한, 진공청소기용 사이클론 집진장치는, 상기 제1사이클론의 상부에 접선방향으로 하향 경사지게 설치되는 공기흡입관을 더 포함하며, 상기 공기흡입관의 일단이 상기 공기흡입구를 이루는 것이 바람직하다.
이때, 상기 공기안내부재는, 적어도 4개의 안내날개가 상기 세로축을 중심으로 동일한 각도 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수 개의 안내날개는, 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향 또는 반대방향으로 설치된다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는, 상기 제2사이클론의 상단 중앙에 설치되며, 상기 공기안내부재의 하단과 동일하거나 더 아래로 연장된 공기배출관을 더 포함하며, 상기 공기배출관은 상기 제2사이클론의 내측에서 하강하였다가 상승하는 공기를 중력반대방향으로 배출한다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는, 상기 제1사이클론 및 제2사이클론의 아래에 착탈 가능하도록 설치되며, 상기 제1사이클론 및 제2사이클론에서 배출되는 오물을 수거하는 오물수거통을 더 포함한다.
이때, 상기 오물수거통은, 상기 제1사이클론에서 분리된 오물을 수거하는 제1집진실과 상기 제2사이클론에서 분리된 오물을 수거하는 제2집진실을 포함한다.
또한, 본 실시예에 의한 사이클론 집진장치는 상기 제2사이클론의 하단에 설치되며, 상기 오물수거통이 상기 제1사이클론에 장착되면 상기 제2집진실이 상기 제1집진실과 연통되지 않도록 상기 제2집진실을 실링하는 실링부재를 더 포함한다.
이때, 상기 실링부재는 상기 오물수거통에 의해 상측으로 말아 올려져서 상기 제2집진실을 실링하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2사이클론의 하부 외측에 설치되며, 상기 제1집진실에 수거된 오물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지부재를 더 포함하며, 상기 역류방지부재는 탄성재료로 형성된다.
또한, 본 실시예에 의한 사이클론 집진장치는, 상기 제2사이클론의 하단에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 오물이 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기가 흡입되는 공기흡입구를 구비하며, 상기 외부공기를 상기 공기흡입구보다 아래의 공간에서 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내측에 설치되며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기를 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제2사이클론; 및 상기 제1사이클론의 공기배출구와 제2사이클론의 공기입구를 형성하는 복수 개의 슬롯을 가지며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기가 하강 선회하도록 하는 공기안내부재;를 포함하며, 상기 공기안내부재의 복수 개의 슬롯은 상기 제2사이클론의 세로축을 중심으로 2개의 동심원을 이루도록 배열된 복수 개의 제1안내날개 및 제2안내날개로 형성된 진공청소기용 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
이때, 상기 복수 개의 제1안내날개의 개수는 상기 복수 개의 제2안내날개의 개수보다 적은 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수 개의 제1안내날개의 길이는 상기 복수 개의 제2안내날개의 길이보다 긴 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기안내부재는 상기 복수 개의 제1안내날개의 안쪽으로 하향 경사진 경사면을 더 포함한다.
여기서, 상기 복수 개의 제1 및 제2안내날개는 각각 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치된다.
또는, 상기 복수 개의 제1안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치되며, 상기 복수 개의 제2안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 반대 방향으로 설치된다.
또는, 상기 복수 개의 제1안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 반대방향으로 설치되며, 상기 복수 개의 제2안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치된다.
또는, 상기 복수 개의 제1 및 제2안내날개는 각각 상기 외부공기의 선회방향과 반대방향으로 설치된다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는, 상기 공기안내부재의 상측에 설치되며, 상기 제2사이클론에서 배출되는 공기를 여과하는 필터부재를 더 포함한다.
이때, 상기 필터부재는, 상기 제1사이클론에 착탈 가능하도록 설치되며, 상기 공기안내부재는, 상기 필터부재의 하측에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 사이클론 집진장치의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 진공청소기용 사이클 론 집진장치(1)는, 제1사이클론(10)과, 제2사이클론(20), 및 오물수거통(40)을 포함한다.
제1사이클론(10)은 오물을 포함하는 외부공기(이하, 오물함유공기)를 흡입하여 제1사이클론(10)의 내측에서 하강 선회하도록 함으로써, 원심력에 의해 오물함유공기에 포함된 오물을 분리한다. 그리고, 제1사이클론(10)은 오물이 제거된 공기를 제2사이클론(20)으로 배출한다.
이와 같은 제1사이클론(10)은 제1사이클론 몸체(11)와 공기흡입관(12)을 포함한다.
제1사이클론 몸체(11)는 대략 중공의 원통 형상으로 성형 되며, 상단은 상부 벽(15)으로 막혀있고, 하단은 개방되어 있다. 제1사이클론 몸체(11)의 상부에는 오물함유공기가 흡입되는 공기흡입구(13)가 마련된다. 공기흡입구(13)는 후술하는 공기안내부재(30)보다 높은 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 제1사이클론 몸체(11)의 하단은 오물수거통(40)에 연통되어 있다. 제1사이클론 몸체(11)는 인입된 외부공기가 하강 선회할 수 있는 선회공간(17)을 확보할 수 있는 길이를 갖는다. 즉, 제1사이클론 몸체(11)는 후술하는 공기안내부재(30)와 역류방지부재(50) 사이에 외부공기의 선회공간(17)을 갖는다.
공기흡입관(12)은 제1사이클론(10)의 상부, 즉 제1사이클론 몸체(11)의 상부에 공기흡입구(13)에 대응되는 곳에 제1사이클론 몸체(11)에 대해 접선방향으로 설치된다. 또한, 공기흡입관(12)은 제1사이클론 몸체(11)의 내측으로 흡입되는 오물함유공기가 하강하면서 선회하는 하강 선회기류를 형성하도록 하기 위해 제1사이클 론 몸체(11)에 대해 하향으로 경사져 있다. 즉, 오물함유공기가 인입되는 공기흡입관(12)의 입구 쪽(14)이 출구 쪽보다 높도록 제1사이클론 몸체(11)의 상부에 설치된다. 공기흡입관(12)의 출구 쪽은 제1사이클론 몸체(11)의 공기흡입구(13)에 대응된다.
제2사이클론(20)은 제1사이클론(10)의 내측에 설치되며, 제1사이클론(10)에서 배출되는 공기를 흡입하여 선회기류를 형성한다. 그러면, 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 제1사이클론(10)에서 배출된 공기에 잔류하는 미세오물이 분리된다. 이때, 제2사이클론(20)은 제1사이클론(10)보다 크기가 작으므로 제1사이클론(10)에서 분리되지 않은 미세오물을 제거할 수 있다.
이와 같은 제2사이클론(20)은 제2사이클론 몸체(21)와, 공기안내부재(30), 및 공기배출관(22)을 포함한다.
제2사이클론 몸체(21)는 대략 중공의 원뿔 형상이며, 상단(21a)과 하단(21b)은 개방되어 있다. 개방된 상단(21a)과 하단(21b)은 각각 공기안내부재(30)와 오물수거통(40)과 연통되어 있다. 공기안내부재(30)를 통해 인입된 공기는 제2사이클론 몸체(21)의 내측 공간(23)에서 하강 선회기류를 형성한다. 도 2를 참조하면, 제2사이클론 몸체(21)는 상단(21a)에서 하단(21b)으로 갈수록 지름이 작아지는 원뿔 형상을 이룬다. 즉, 제2사이클론 몸체(21)의 상단(21a)의 지름이 하단(21b)의 지름보다 크다. 도시하지는 않았지만, 제2사이클론 몸체(21)의 형상은 대략 중공의 원통 형상으로 형성할 수 있다.
공기안내부재(30)는 제1사이클론 몸체(11)의 상부 벽(15)의 하면에 설치되 며, 공기안내부재(30)의 하단에는 제2사이클론 몸체(21)가 연결된다. 공기안내부재(30)는 제1사이클론(10)의 공기배출구 및 제2사이클론(20)의 공기입구의 역할을 동시에 한다. 즉, 제1사이클론(10)에서 배출되는 공기는 공기안내부재(30)를 통해 바로 제2사이클론(20)의 내측으로 인입되게 된다.
이러한 공기안내부재(30)는 베이스(33)와 복수 개의 안내날개(31)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 안내날개(31)는 제2사이클론(20)의 세로축(25)을 중심으로 방사상으로 원을 이루도록 배열되며, 복수 개의 안내날개(31)의 사이는 공기가 흡입되는 복수 개의 슬롯(32)을 형성한다. 복수 개의 슬롯(32)의 입구(32a)는 제1사이클론(10)의 공기배출구에 해당하고, 복수 개의 슬롯(32)의 출구(32b)는 제2사이클론(20)의 공기입구에 해당한다. 따라서, 제1사이클론(10)에서 공기가 배출되는 공기배출구와 제2사이클론(20)으로 공기가 인입되는 공기입구는 복수 개이며, 동일한 높이에 설치되어 있다. 또한, 복수 개의 안내날개(31)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기안내부재(30)의 중심, 즉 제2사이클론의 세로축(25)을 연결하는 직선(26)에 대해 경사지도록 설치되며, 각각의 안내날개(31)의 단면은 유선형으로 형성되어 있다. 즉, 공기안내부재(30)는 일반적인 임펠러와 유사한 구조 및 형상을 갖는다. 따라서, 복수 개의 안내날개(31)를 지나 제2사이클론(20)의 내측으로 인입된 공기는 선회기류를 형성하게 된다.
복수 개의 안내날개(31)의 개수는 다양하게 정할 수 있으나, 안내날개(31)는 4개 이상 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 복수 개의 안내날개(31)는 다양한 방법으로 배치할 수 있으나, 복수 개의 안내날개(31)를 제2사이클론(20)의 세로축(25) 에 대해 방사상으로 동일한 각도 간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우에는 8개의 안내날개(31)가 방사상으로 동일한 각도 간격으로 배열되어 있다. 또한, 복수 개의 안내날개(31)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 제1사이클론(10)으로 인입되어 선회하는 외부공기의 선회방향에 대해 동일한 방향 또는 반대방향으로 경사지도록 설치할 수도 있다. 도 4a는 복수 개의 안내날개(31)가 외부공기의 선회방향(A)과 동일한 방향으로 설치된 경우를 나타내며, 도 4b는 복수 개의 안내날개(31)가 외부공기의 선회방향(A)에 대해 반대방향으로 설치된 경우를 나타낸다. 본 발명의 제1실시예에 의한 사이클론 집진장치(1)는 상기와 같은 복수 개의 안내날개(31)의 개수, 형상 및 설치방향에 따라 집진효율 및 압력손실이 변화하므로 사이클론 집진장치(1)를 사용할 용도 및 목적에 따라 안내날개(31)의 개수, 형상, 설치방향 등을 선택하는 것이 바람직하다.
복수 개의 안내날개(31)는 베이스(33)에 고정되며, 복수 개의 안내날개(31)로 둘러싸인 베이스(33)의 안쪽 면에는 경사면(35)이 형성된다. 이 경사면(35)은 복수 개의 안내날개(31) 사이의 복수 개의 슬롯(32)을 통해 인입되는 공기가 하강 선회기류를 형성하도록 하향 경사를 갖는다.
공기배출관(22)은 공기안내부재(30)의 베이스(33)의 중앙에 설치되며, 대략 중공의 원통 형상으로 형성된다. 공기배출관(22)의 상단과 하단은 개방되어 있으며, 상단은 진공발생장치(미도시)와 연통되며, 하단은 제2사이클론 몸체(21)의 내측 공간(23), 즉 하강 선회기류가 형성되는 공간과 연통되어 있다. 이때, 공기배출관(22)의 하단은 공기안내부재(30)의 하단과 동일하거나 낮은 높이에 위치하는 것 이 바람직하다.
이때, 제2사이클론(20)을 구성하는 제2사이클론 몸체(21), 공기안내부재(30), 공기배출관(22)은 하나의 몸체로 성형하는 것이 바람직하다. 그러면, 사이클론 집진장치(1)의 부품수 및 제조원가를 줄일 수 있다. 또한, 제2사이클론(20)은 제1사이클론(10)에 대해 착탈이 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.
오물수거통(40)은 제1사이클론 몸체(11)의 하측에 설치되며, 제1사이클론(10) 및 제2사이클론(20)에서 배출된 오물을 수거한다. 오물수거통(40)은 대략 중공의 원통 형상으로 성형되며, 상단은 개방되고, 하단은 하부 벽(41)에 의해 막혀 있다. 오물수거통(40)의 하부 벽(41) 중앙에는 격벽(42)이 설치된다. 격벽(42)은 중공의 원통 형상이며, 제2사이클론 몸체(21)의 하단(21b)에 대응되는 지름을 갖는다. 따라서, 오물수거통(40)은 격벽(42)에 의해 2개의 공간(43,44)으로 구획되며, 격벽(42)의 외측 공간은 제1집진실(43)을 형성하고, 격벽(42)의 내측 공간은 제2집진실(44)을 형성한다. 제1집진실(43)은 제1사이클론(10)에서 배출되는 오물을 수거하고, 제2집진실(44)은 제2사이클론(20)에서 배출되는 오물을 수거한다. 제1사이클론 몸체(11)의 하단에는 오물수거통(40)의 상단이 삽입되는 요홈 형상의 제1결합부(16)가 마련된다. 제1집진실(43)이 외부와 기밀을 유지하도록 제1결합부(16)의 내부에는 고무재질의 환형의 실링이 설치될 수 있다. 제2사이클론 몸체(21)의 하단(21b)은 격벽(42)의 상단에 삽입되도록 형성된다. 따라서, 오물수거통(40)의 상단이 제1결합부(16)에 삽입되면, 제2사이클론 몸체(21)의 하단(21b)이 격벽(42)의 상단에 삽입된다. 오물수거통(40)이 제1결합부(16)에 삽입되고 제2사이클론 몸 체(21)의 하단(21b)이 격벽(42)의 상단에 삽입되면, 제1집진실(43)은 외부와 연통되지 않고, 제2집진실(44)은 제1집진실(43)과 연통되지 않는다.
또한, 제1사이클론 몸체(11)와 오물수거통(40)의 사이에는 제1집진실(43)에 수거된 오물이 재비산하여 제1사이클론 몸체(11)로 역류하는 것을 방지하기 위해 역류방지부재(50)를 설치하는 것이 바람직하다. 역류방지부재(50)는 제2사이클론(21)의 하부에 설치된다. 역류방지부재(50)의 설치 높이에 따라, 외부공기가 선회하는 공간(17)의 크기와 오물수거통(40)의 용량을 적절하게 조절할 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 실시예의 경우에는 역류방지부재(50)가 제2사이클론 몸체(21)의 하부에 설치되어 있다. 또한, 역류방지부재(50)는 대략 원뿔 형상을 가지며, 제1사이클론(10)에서 분리된 오물이 오물수거통(40)으로 낙하할 수 있도록 역류방지부재(50)의 지름은 제1사이클론 몸체(11) 하단의 내측 지름보다 작다. 이때, 역류방지부재(50)는 고무와 같은 탄성재료로 만드는 것이 바람직하다. 그러면, 병뚜껑이나 담배꽁초와 같이 크고 무거운 오물은 역류방지부재(50)와 제1사이클론 몸체(11)의 내면의 사이를 통과하여 오물수거통(40)으로 낙하할 수 있고, 오물수거통(40)에 수거된 오물이 재비산하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(1)의 동작 및 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
진공청소기를 동작시키면, 진공발생장치(미도시)에 의해 흡입력이 발생한다. 이 흡입력에 의해 오물함유공기가 제1사이클론(10)의 공기흡입관(12)으로 인입된다. 공기흡입관(12)은 제1사이클론 몸체(11)의 상측에 접선방향으로 하향 경사져 있으므로, 공기흡입관(12)을 지나온 오물함유공기는 제1사이클론 몸체(11) 내의 공간(17)에서 하강 선회기류(A)를 형성하게 된다. 그러면, 하강 선회기류(A)에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기로부터 오물이 분리된다. 분리된 오물(F)은 제1사이클론 몸체(11)의 내면을 따라 하강하여, 제1사이클론 몸체(11)의 내면과 역류방지부재(50) 사이의 간격을 통해 오물수거통(40)의 제1집진실(43)에 수거된다. 이때, 역류방지부재(50)는 탄성이 있기 때문에 병뚜껑이나 담배꽁초와 같이 역류방지부재(50)와 제1사이클론 몸체(11) 사이의 간격보다 크고 무게가 무거운 오물도 역류방지부재(50)를 지나 오물수거통(40)으로 수거될 수 있다.
오물이 분리된 공기(B)는 상승하여 공기안내부재(30)의 복수의 슬롯(32)으로 인입된다. 복수의 슬롯(32)을 통과한 공기(C)는 제2사이클론(20)으로 인입된다. 이때, 복수의 슬롯(32)은 경사진 복수의 안내날개(31)로 형성되어 있고, 공기안내부재(30)의 베이스(33)에는 경사면(35)이 형성되어 있으므로, 복수의 슬롯(32)을 통과한 공기는 제2사이클론 몸체(21)의 내측 공간(23)에서 하강 선회기류(D)를 형성하게 된다. 그러면, 하강 선회기류(D)에 작용하는 원심력에 의해 공기에 잔류하는 미세오물이 분리된다. 분리된 미세오물(G)은 하강하여 제2집진실(44)에 수거된다. 미세오물이 분리되어 깨끗해진 공기(E)는 재상승하여 공기안내부재(30)의 중앙에 설치된 공기배출관(22)으로 인입된다. 공기배출관(22)으로 배출된 깨끗한 공기(E)는 진공발생장치(미도시)를 통과하여 진공청소기 본체(미도시)의 외부로 배출된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(2)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(2)는 제1사이클론(10)과, 제2사이클론(20'), 및 오물수거통(40)을 포함한다.
제2실시예에 의한 사이클론 집진장치(2)는 제2사이클론(20') 외에 제1사이클론(10) 및 오물수거통(40)은 상술한 제1실시예와 동일하다. 따라서, 여기서는 제2사이클론(20')에 대해서만 설명한다.
제2사이클론(20')은 제1사이클론(10)의 내측에 설치되며, 제1사이클론(10)에서 배출되는 공기(C)가 인입되어 선회기류(D)를 형성한다. 그러면, 선회기류(D)에 작용하는 원심력에 의해 제1사이클론(10)에서 배출된 공기(C)에 잔류하는 미세오물이 분리된다.
이와 같은 제2사이클론(20')은 제2사이클론 몸체(21)와, 공기안내부재(60), 및 공기배출관(22)을 포함한다.
공기안내부재(60)는 제1사이클론 몸체(11)의 상부 벽(15) 하측에 설치되며, 공기안내부재(60)의 하단에는 제2사이클론 몸체(21)가 연결된다. 공기안내부재(60)는 제1사이클론(10)의 공기배출구 및 제2사이클론(20')의 공기입구의 역할을 동시에 한다. 즉, 제1사이클론(10)에서 배출되는 공기는 공기안내부재(60)를 통해 바로 제2사이클론(20')의 내측으로 인입되게 된다. 이러한 공기안내부재(60)는 베이스(63)와 복수 개의 안내날개(61,62)를 포함한다.
복수 개의 안내날개(61,62)는 제2사이클론(20')의 세로축(25)을 중심으로 방사상으로 원을 이루도록 배열된다. 본 실시예의 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개의 안내날개(61,62)가 제2사이클론의 세로축(25)을 중심으로 하는 2개의 동심원을 이루도록 배치되어 있다. 본 실시예에서는 복수 개의 안내날개(61,62)가 2개의 동심원을 이루도록 배열되어 있으나, 이는 하나의 예일 뿐이고, 복수 개의 안내날개(61,62)가 3개 이상의 동심원을 이루도록 배열할 수도 있다. 본 실시예에서 내측의 원을 형성하는 복수 개의 안내날개(61)는 제1안내날개라 하고, 외측의 원을 형성하는 복수 개의 안내날개(62)는 제2안내날개라 한다. 공기안내부재(60)는 제1 및 제2안내날개(61,62)를 제2사이클론 몸체(21)와 공기배출관(22)과 하나의 몸체로 성형한다. 또는, 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개의 제2안내날개(62)는 링 형상의 별개의 부품으로 성형하고, 복수 개의 제1안내날개(61)는 제2사이클론 몸체(21) 및 공기배출관(22)과 일체로 성형한 후, 복수 개의 제2안내날개(62)를 제1안내날개(61)의 외측에 조립하여 공기안내부재(60)를 구성할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)의 사이는 각각 공기가 통과하는 복수 개의 제1 및 제2슬롯(64,65)을 형성한다. 복수 개의 제1슬롯(64)의 입구는 제1사이클론(10)의 공기배출구에 해당하고, 복수 개의 제2슬롯(62)의 출구는 제2사이클론(20')의 공기입구에 해당한다. 따라서, 제1사이클론(10)에서 공기가 배출되는 공기배출구와 제2사이클론(20')으로 공기가 인입되는 공기입구는 복수 개이며, 동일한 높이에 설치되어 있다. 또한, 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)는 도 7에 도시된 바와 같이 공기안내부재(60)의 중심, 즉, 제2사이클론(20')의 세로축(25)을 연결하는 선(26)에 대해 경사지도록 설치된다. 그리고, 복수 개의 제2안내날개(62)의 개수가 복수 개의 제1안내날개(61)의 개수보다 많은 것 이 바람직하다. 예를 들면, 제1안내날개(61)를 4개, 6개, 8개, 10개 등으로 하고, 제2안내날개(62)는 38개, 40개, 42개, 44개 등으로 하는 것이다. 또한, 복수 개의 제2안내날개(62)의 각각의 길이(L2)가 복수 개의 제1안내날개(61)의 각각의 길이(L1)보다 짧은 것이 바람직하다. 그러면, 복수 개의 제2안내날개(62)는 제1사이클론(10)에서 배출되는 공기를 따라 공기안내부재(60)로 인입되는 오물을 걸러내게 된다. 즉, 복수 개의 제2안내날개(62)가 제1사이클론(10)에서 제2사이클론(20')으로 배출되는 공기를 여과하는 필터의 역할을 하게 된다. 그리고, 복수 개의 제1안내날개(61)는 통과하는 공기가 선회기류를 형성하도록 한다. 따라서, 공기안내부재(60)를 지난 공기는 제2사이클론(20')의 내측에서 선회기류를 형성하게 된다.
또한, 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)는 다양한 방법으로 배치할 수 있으나, 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)를 제2사이클론(20')의 세로축(25)에 대해 동일한 각도 간격으로 방사상으로 배치하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우에는 제1안내날개(61)는 8개가 동일한 각도 간격으로 방사상으로 배열되어 있으며, 제2안내날개(62)는 제1안내날개(61)의 외측으로 40개가 동일한 각도 간격으로 방사상으로 배열되어 있다. 또한, 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)는 제1사이클론(10)으로 인입되어 선회하는 외부공기의 선회방향(A)에 대해 동일한 방향 또는 반대방향으로 경사지도록 설치할 수도 있다. 도 8a 내지 도 8d는 제1 및 제2안내날개(61,62)의 경사방향에 따른 공기안내부재(60)의 실시예들을 나타내고 있다. 도 8a는 외측의 복수의 제2안내날개(62)는 외부공기의 선회방향(A)과 동일한 방향으로 경사지며, 내측의 복수의 제1안내날개(61)는 외부공기의 선회방향(A)에 대해 반대 방향으로 경사져 있다. 도 8b는 복수의 제1안내날개(61)와 제2안내날개(62)가 모두 외부공기의 선회방향(A)과 동일한 방향으로 경사져 있다. 도 8c는 복수의 제1안내날개(61)와 제2안내날개(62)가 모두 외부공기의 선회방향(A)에 대해 반대방향으로 경사져 있다. 도 8d는 복수의 제2안내날개(62)는 외부공기의 선회방향(A)에 대해 반대방향으로 경사지며, 복수의 제1안내날개(61)는 외부공기의 선회방향(A)에 대해 동일한 방향으로 경사져 있다. 상기와 같은 공기안내부재(60)를 갖는 진공청소기용 사이클론 집진장치(2)의 먼지효율과 압력손실이 표 1에 기재되어 있다.
안내날개의 배열 집진효율(%) 압력손실(mmH2O)
도 8b 94,85 115
도 8c 95.8 116
도 8d 96.0 175
표 1을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 사이클론 집진장치(2)는 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)의 설치방향에 따라 집진효율 및 압력손실이 변화하는 것을 알 수 있다. 또한, 사이클론 집진장치(2)의 집진효율은 제1 및 제2안내날개(61,62)의 개수와 형상에 따라 변화하게 된다. 따라서, 사이클론 집진장치(2)를 사용할 용도 및 목적에 따라 제1 및 제2안내날개(61,62)의 개수, 형상, 설치방향 등을 선택하는 것이 바람직하다.
복수 개의 제1안내날개(61)는 베이스(63)에 고정되며, 복수 개의 제1안내날개(61)로 둘러싸인 베이스(63)의 안쪽 면에는 경사면(66)이 형성된다. 이 경사면(66)은 복수 개의 제1안내날개(61) 사이의 복수 개의 제1슬롯(64)을 통해 인입되는 공기가 하강 선회기류를 형성하도록 하향 경사를 갖는다. 복수 개의 제2안내날개(62)는 베이스(63)에 고정되도록 형성하거나, 별도의 부품으로 형성하여 복수 개의 제1안내날개(61)의 외측에 설치할 수도 있다. 또한, 베이스(63)는 제2사이클론(20')의 상면을 형성한다.
제2사이클론 몸체(21)와 공기배출관(22)은 상술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(2)의 동작 및 작용은 상술한 실시예에 의한 사이클론 집진장치(1)와 거의 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다. 다만, 제1사이클론 몸체(11) 내에서 공기안내부재(60)로 인입되는 공기를 따라 배출되려는 오물은 복수 개의 제2안내날개(62)에 의해 걸러지고, 공기안내부재(60)를 통과하는 공기는 주로 복수 개의 제1안내날개(61)에 의해 선회기류를 형성하게 된다는 점에서 차이가 있다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(3)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(3)는 제1사이클론(110)과, 제2사이클론(120), 필터부재(100), 및 오물수거통(140)을 포함한다.
제1사이클론(110)은 제1사이클론 몸체(11)의 상측 벽에 공기배출관(117)이 설치된 것 외에는 상술한 제1실시예의 제1사이클론(10)과 동일하다. 공기배출관(117)은 필터부재(100)를 통과한 공기를 진공발생장치로 연결한다.
제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)의 내측에 설치되며, 제1사이클론(110)에서 배출되는 공기(C)가 인입되어 선회기류(D)를 형성한다. 그러면, 선회기류(D)에 작용하는 원심력에 의해 제1사이클론(110)에서 배출된 공기(C)에 잔류하는 미세오물이 분리된다.
이와 같은 제2사이클론(120)은 제2사이클론 몸체(121)와, 공기안내부재(130)를 포함한다.
공기안내부재(130)는 제2사이클론 몸체(121)의 상단에 설치된다. 공기안내부재(130)는 제1사이클론(110)으로부터 공기가 배출되는 공기배출구 및 제2사이클론(120)으로 공기가 인입되는 공기입구의 역할을 동시에 한다. 즉, 제1사이클론(110)에서 배출되는 공기는 공기안내부재(130)를 통해 바로 제2사이클론(120)의 내측으로 인입되게 된다. 이러한 공기안내부재(130)는 복수 개의 안내날개(131)와 하판(134)을 포함한다. 복수 개의 안내날개(131)는 하판(134)에 제2사이클론(120)의 세로축(25)을 중심으로 방사상으로 원을 이루도록 배열되어 있다. 이와 같은 복수 개의 안내날개(131)는 상술한 제1실시예에 의한 복수 개의 안내날개(31)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
공기안내부재(130)를 통해 인입된 공기가 선회하는 제2사이클론 몸체(121)는 상술한 제1실시예에 의한 제2사이클론 몸체(21)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는 제2사이클론 몸체(121)와 공기안내부재(130)가 일체로 형성되어 있으나, 도시하지 않았으나, 제2사이클론 몸체(121)와 공기안내부재(130)는 착탈 가능하게 형성할 수 있다. 즉, 제2사이클론 몸체(121)의 상단(121a)은 공기안내부재(130)의 하단에 나사식으로 일방향으로 회전하여 결합시키고, 반대로 회전시켜 분리되도록 나사결합구조로 할 수 있다. 또는, 제2사이클론 몸체(121)나 공기안내부재(130)의 어느 일측에 안내 홈을 형성하고 그 반대측에는 고정돌기를 형성한 후, 고정돌기를 안내 홈에 밀어 넣은 후 회전시켜 고정하고 반대로 회전시킨 후 잡아당겨 분리하는 결합구조 등을 사용할 수 있다. 이외에도 현재까지 공지된 착탈이 가능한 결합구조를 적용할 수 있다.
필터부재(100)는 제2사이클론(120)에서 미세오물이 제거된 후 진공발생장치 쪽으로 배출되는 공기(E)를 여과하는 것으로서, 제1사이클론 몸체(110)의 상측 벽(15)과 제2사이클론(120)의 상단 사이에 설치된다. 즉, 필터부재(100)는 제2사이클론(120)의 공기안내부재(130)의 상측에 설치된다. 이러한 필터부재(100)는 필터 하우징(101)과 필터(102)를 포함한다.
필터(102)는 제2사이클론(120)에서 배출되는 공기를 따라 이동하는 미세 먼지 등을 여과하여 깨끗한 공기만이 진공발생장치로 배출되도록 한다. 따라서, 필터(102)는 미세 먼지가 진공발생장치로 유입되어 진공발생장치를 손상시키는 것을 방지한다. 이와 같은 필터(102)로는 스펀지 등의 다공성 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
필터 하우징(101)은 대략 중공의 원통 형상이며, 하부 내측에는 필터(102)가 설치된다. 따라서, 필터(102)는 필터 하우징(101)에 대응되는 원통 형상으로 형성된다. 이때, 필터(102)의 두께는 필터 하우징(101)의 높이보다 낮도록 형성하는 것이 바람직하다. 그러면, 필터(102)와 제1사이클론 몸체(11)의 상측 벽(15) 사이에 공간(103)이 형성된다. 필터 하우징(101)의 상단은 제1사이클론 몸체(11)의 상측 벽(15)에 착탈 가능하게 고정된다. 본 실시예의 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 나사와 같은 체결부재(105)로 필터 하우징(101)을 제1사이클론 몸체(11)에 고정하도록 구성하였다. 즉, 필터 하우징(101)의 상부에는 체결부재(105)가 고정되는 복수 개의 체결부(104)가 마련되고, 제1사이클론 몸체(11)의 상측 벽(15)에는 복수 개의 체결부(104)에 대응되는 체결구멍(106)이 형성된다. 따라서, 복수 개의 체결부재(105)로 필터 하우징(101)을 제1사이클론 몸체(11)에 고정할 수 있다. 이외에도 다양한 방법으로 필터부재(100)를 제1사이클론(110)에 착탈 가능하게 설치할 수 있다. 즉, 상술한 공기안내부재(130)와 제2사이클론 몸체(121)의 결합구조를 사용할 수 있다.
또한, 필터 하우징(101)은 공기안내부재(130)에 대해 착탈 가능하도록 형성할 수도 있다. 이때, 필터 하우징(101)의 하단과 공기안내부재(130)의 상단에 상술한 공기안내부재(130)와 제2사이클론 몸체(121)의 결합구조를 사용할 수 있다.
오물수거통(140)은 상술한 제1실시예에 의한 오물수거통(40)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
오물수거통(140)의 제1집진실(43)에 수거된 오물이 재비산하는 것을 방지하기 위해 제2사이클론 몸체(121)의 하부 외측에는 역류방지부재(150)가 설치된다. 역류방지부재(150)의 하단에는 실링부재(155)가 설치된다. 실링부재(155)는 제2집진실(44)을 실링하여 제2집진실(44)이 제1집진실(43)과 연통되지 않도록 한다. 실링부재(155)는 도 11에 도시된 바와 같이 오물수거통(140)의 격벽(42)에 대응되는 환형으로 형성된다. 실링부재(155)의 상단(155a)은 역류방지부재(150)의 하단의 고정홈(151)에 고정되고, 하단(155b)은 격벽(42)의 상단의 형상에 대응되며, 격벽(42)에 의해 위쪽으로 말아 올려지도록 형성된다. 따라서, 오물수거통(140)을 제1사이클론 몸체(11)의 하단의 제1결합부(16)에 삽입하면, 격벽(42)의 상단이 실링부재(155)를 밀어 올려 제2집진실(44)을 실링한다. 즉, 오물수거통(140)의 상승과 하강에 의해 제1집진실(43)과 제2집진실(44)의 기밀이 유지되거나 해제된다. 이와 같이 실링부재(155)에 의해 제2집진실(44)이 실링되면, 제2사이클론 몸체(121) 내의 선회기류가 제1사이클론 몸체(11) 내의 선회기류에 의해 영향을 받지 않는다.
또한, 제2사이클론 몸체(121)의 하단(121b)에는 제2집진실(44)에 수거된 미세오물이 제2사이클론 몸체(121) 내로 역류하는 것을 방지하는 오물캡(170)이 설치된다. 오물캡(170)은 제2사이클론 몸체(121)의 하단(121b)과 일정 거리 이격되어 있으므로, 오물캡(170)과 제2사이클론 몸체(121)의 하단(121b) 사이의 간격(171)으로 제2사이클론(120)에서 분리된 미세오물이 배출된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(3)의 동작 및 작용에 대하여 첨부된 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
진공청소기를 동작시키면, 진공발생장치(미도시)에 의해 흡입력이 발생한다. 이 흡입력에 의해 오물함유공기가 제1사이클론(110)의 공기흡입관(12)으로 인입된다. 공기흡입관(12)은 제1사이클론 몸체(11)의 상측에 접선방향으로 하향 경사져 있으므로, 공기흡입관(12)을 지나온 오물함유공기는 제1사이클론 몸체(11) 내의 공간(17)에서 하강 선회기류(A)를 형성하게 된다. 그러면, 하강 선회기류(A)에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기로부터 오물이 분리된다. 분리된 오물(F)은 제1사이클론 몸체(11)의 내면을 따라 하강하여, 제1사이클론 몸체(11)의 내면과 역류방지부재(150) 사이의 간격을 통해 오물수거통(140)의 제1집진실(43)에 수거된다. 이때, 역류방지부재(150)는 탄성이 있기 때문에 병뚜껑이나 담배꽁초와 같이 역류방지부재(150)와 제1사이클론 몸체(11) 사이의 간격보다 크고 무게가 무거운 오물도 역류방지부재(150)를 지나 오물수거통(140)으로 수거될 수 있다.
오물이 분리된 공기(B)는 상승하여 공기안내부재(130)의 복수의 슬롯(132)으로 인입된다. 복수의 슬롯(132)을 통과한 공기(C)는 제2사이클론(120)으로 인입된다. 이때, 복수의 슬롯(132)은 경사진 복수의 안내날개(131)로 형성되어 있으므로, 복수의 슬롯(132)을 통과한 공기는 제2사이클론 몸체(121)의 내측 공간(123)에서 하강 선회기류(D)를 형성하게 된다. 그러면, 하강 선회기류(D)에 작용하는 원심력에 의해 공기에 잔류하는 미세오물이 분리된다. 분리된 미세오물(G)은 하강하여 제2사이클론 몸체(121)와 오물캡(170) 사이의 간격(171)을 통해 제2집진실(44)로 배출된다. 미세오물이 분리되어 깨끗해진 공기(E)는 재상승하여 공기안내부재(130)의 중앙부를 통과하여 공기안내부재(130)의 상측에 설치된 필터부재(100)를 통과하여 공기배출관(117)으로 배출된다. 필터부재(100)의 필터(102)에 의해 통과하는 공기는 제2사이클론(120)에서 제거되지 않고 잔류하는 미세 먼지가 제거된다. 미세 먼지까지 제거된 깨끗한 공기는 진공발생장치(미도시)를 통과하여 진공청소기 본체(미도시)의 외부로 배출된다.
또한, 필터부재(100)의 필터(102)를 교체하거나, 제2사이클론(120)의 공기안내부재(130)를 청소할 경우에는 오물수거통(140)을 분리한 후, 필터부재(100)를 제1사이클론 몸체(11)로부터 분리하면 된다. 이때, 필터부재(100)는 제1사이클론 몸체(11)에 나사 등의 체결부재(105)에 의해 고정되어 있으므로, 체결부재(105)를 풀면 간단하게 분해된다. 만일, 필터부재(100)와 공기안내부재(130) 사이에도 착탈이 가능하도록 된 구조인 경우에는 필터부재(100)를 공기안내부재(130)로부터 분리하는 것도 가능하다. 또한, 공기안내부재(130)와 제2사이클론 몸체(121)가 착탈이 가능하도록 된 구조인 경우에는 공기안내부재(130)와 제2사이클론 몸체(121)를 분리할 수 있다. 이처럼, 필터부재(100), 공기안내부재(130), 제2사이클론 몸체(121)을 전체적으로 제1사이클론 몸체(11)로부터 분리하거나, 각각 서로 분리할 수 있으면, 사이클론 집진장치(3)의 청소 및 보수 유지가 편리하다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(4)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(4)는 제1사이클론(110)과, 제2사이클론(120'), 필터부재(100), 및 오물수거통(140)을 포함한다.
제4실시예에 의한 사이클론 집진장치(4)는 제2사이클론(120') 외에 제1사이클론(110), 필터부재(100), 및 오물수거통(140)은 상술한 제3실시예의 사이클론 집진장치(3)와 동일하다. 따라서, 여기서는 제2사이클론(120')에 대해서만 설명한다.
제2사이클론(120')은 제1사이클론(110)의 내측에 설치되며, 제1사이클론(110)에서 배출되는 공기(C)가 인입되어 선회기류(D)를 형성한다. 그러면, 선회기류(D)에 작용하는 원심력에 의해 제1사이클론(110)에서 배출된 공기(C)에 잔류하는 미세오물이 분리된다.
이와 같은 제2사이클론(120')은 제2사이클론 몸체(121)와, 공기안내부재(160)를 포함한다.
공기안내부재(160)는 제2사이클론 몸체(121)의 상단에 설치되며, 공기안내부재(160)의 상측에는 필터부재(100)가 설치된다. 공기안내부재(160)는 제1사이클론(110)의 공기배출구 및 제2사이클론(120')의 공기입구의 역할을 동시에 한다. 즉, 제1사이클론(110)에서 배출되는 공기는 공기안내부재(160)를 통해 바로 제2사이클론(120')의 내측으로 인입되게 된다. 이러한 공기안내부재(160)는 하판(164)과 복수 개의 제1 및 제2안내날개(161,162)를 포함한다. 복수 개의 제1 및 제2안내날개(161,162)는 하판(164)에 제2사이클론(120)의 세로축(25)을 중심으로 방사상으로 동심원을 이루도록 배열되어 있다(도 7 참조).
하판(164)은 도넛 형상으로 성형되며, 복수 개의 제1안내날개(161)와 제2안내날개(162)가 동심원 상으로 설치된다. 이때, 복수 개의 제2안내날개(162)는 환형의 별도의 부품으로 형성되어 복수 개의 제1안내날개(161)의 외측에 설치된다. 이와 같은 복수 개의 제1 및 제2안내날개(161,162)의 배치 및 형상은 상술한 제2실시예에 의한 복수 개의 제1 및 제2안내날개(61,62)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제2사이클론 몸체(121)는 상술한 제3실시예의 제2사이클론 몸체(121)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 제4실시예에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치(4)의 동작 및 작용은 상술한 제3실시예에 의한 사이클론 집진장치(3)와 거의 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다. 다만, 제1사이클론 몸체(11) 내에서 공기안내부재(160)로 인입되는 공기를 따라 배출되려는 오물은 복수 개의 제2안내날개(162)에 의해 걸러지고, 공기안내부재(160)를 통과하는 공기는 주로 복수 개의 제1안내날개(161)에 의해 선회기류를 형성하게 된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 복수 개의 제2안내날개(162)는 제1사이클론(110)으로부터 제2사이클론(120')으로 인입되는 오물을 여과하는 필터로서 기능을 수행한다.
상기와 같은 본 발명에 따르는 진공청소기용 사이클론 집진장치에 의하면, 제1사이클론과 제2사이클론이 복수 개의 공기경로로 연통되어 있기 때문에, 종래 기술에 의한 사이클론 집진장치에 비해 압력손실이 줄어든다. 따라서, 본 발명에 의하면, 종래의 사이클론 집진장치에 비해 압력손실 적으며, 미세오물을 에 대한 집진효율이 높은 사이클론 집진장치를 제공할 수 있다.
특히, 제2사이클론의 상측에 필터부재를 설치하는 경우에는 제2사이클론에서 제거되지 않은 미세 먼지를 제거할 수 있으므로, 미세 먼지에 의해 진공발생장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는 제1사이클론의 공기배출구와 제2사이클론의 공기입구의 역할을 동시에 하는 공기안내부재에 의해 제 1 및 제2사이클론이 연통되어 있기 때문에, 제1사이클론과 제2사이클론 사이의 공기경로가 매우 짧다. 따라서, 사이클론 집진장치를 컴팩트하게 만들 수 있으며, 압력손실을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 사이클론 집진장치는 필터부재, 공기안내부재, 제2사이클론을 전체적으로 제1사이클론으로부터 분리하거나, 각각 서로 분리할 수 있기 때문에, 청소 및 보수 유지가 편리하다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.

Claims (22)

  1. 외부공기가 흡입되는 공기흡입구를 구비하며, 상기 외부공기를 상기 공기흡입구보다 아래의 공간에서 하향 선회시켜 오물을 원심분리하는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내측에 설치되며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기를 하향 선회시켜 오물을 원심분리하는 제2사이클론; 및
    상기 제1사이클론에서 배출되는 공기가 직접 제2사이클론으로 인입되어 선회기류를 형성하도록 하며, 상기 제2사이클론의 세로축을 중심으로 적어도 한 개의 원을 이루도록 방사상으로 배열된 복수 개의 안내날개를 갖는 공기안내부재;를 포함하며,
    상기 복수 개의 안내날개는 상기 제1사이클론의 공기배출구인 동시에 제2사이클론의 공기입구의 역할을 하는 복수 개의 슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1사이클론의 상부에 접선방향으로 하향 경사지게 설치되는 공기흡입관을 더 포함하며, 상기 공기흡입관의 일단이 상기 공기흡입구를 이루는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공기안내부재는,
    적어도 4개의 안내날개가 상기 세로축을 중심으로 동일한 각도 간격으로 배 치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수 개의 안내날개는,
    상기 외부공기의 선회방향과 동일방향 또는 반대방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제2사이클론의 상단 중앙에 설치되며, 상기 공기안내부재의 하단과 동일하거나 더 아래로 연장된 공기배출관을 더 포함하며,
    상기 공기배출관은 상기 제2사이클론의 내측에서 하강하였다가 상승하는 공기를 중력반대방향으로 배출하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1사이클론 및 제2사이클론의 아래에 착탈 가능하도록 설치되며, 상기 제1사이클론 및 제2사이클론에서 배출되는 오물을 수거하는 오물수거통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 오물수거통은,
    상기 제1사이클론에서 분리된 오물을 수거하는 제1집진실과 상기 제2사이클 론에서 분리된 오물을 수거하는 제2집진실을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2사이클론의 하단에 설치되며, 상기 오물수거통이 상기 제1사이클론에 장착되면 상기 제2집진실이 상기 제1집진실과 연통되지 않도록 상기 제2집진실을 실링하는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 실링부재는 상기 오물수거통에 의해 상측으로 말아 올려져서 상기 제2집진실을 실링하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제2사이클론의 하부 외측에 설치되며, 상기 제1집진실에 수거된 오물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지부재를 더 포함하며,
    상기 역류방지부재는 탄성재료로 만든 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제2사이클론의 하단에 설치되며, 상기 제2집진실에 수거된 오물이 역류하는 것을 방지하는 오물캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  12. 외부공기가 흡입되는 공기흡입구를 구비하며, 상기 외부공기를 상기 공기흡입구보다 아래의 공간에서 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내측에 설치되며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기를 하강 선회시켜 오물을 원심분리하는 제2사이클론; 및
    상기 제1사이클론의 공기배출구와 제2사이클론의 공기입구를 형성하는 복수 개의 슬롯을 가지며, 상기 제1사이클론으로부터 인입되는 공기가 하강 선회하도록 하는 공기안내부재;를 포함하며,
    상기 공기안내부재의 복수 개의 슬롯은 상기 제2사이클론의 세로축을 중심으로 2개의 동심원을 이루도록 배열된 복수 개의 제1안내날개 및 제2안내날개로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복수 개의 제1안내날개의 개수는 상기 복수 개의 제2안내날개의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 복수 개의 제1안내날개의 길이는 상기 복수 개의 제2안내날개의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 공기안내부재는,
    상기 복수 개의 제1안내날개의 안쪽에 설치되며, 하향 경사진 경사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 및 제2안내날개는 각각 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치되며, 상기 복수 개의 제2안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 반대방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 반대방향으로 설치되며, 상기 복수 개의 제2안내날개는 상기 외부공기의 선회방향과 동일방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 및 제2안내날개는 각각 상기 외부공기의 선회방향과 반대방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  20. 제 1 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 공기안내부재의 상측에 설치되며, 상기 제2사이클론에서 배출되는 공기를 여과하는 필터부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 필터부재는,
    상기 제1사이클론에 착탈 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 공기안내부재는,
    상기 필터부재의 하측에 착탈 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 사이클론 집진장치.
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