KR20080041813A - 진공청소기의 집진어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관성과 원심력에 의해 공기 중의 이물을 이중으로 필터링하는 진공청소기의 집진어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은, 공기 중의 이물질을 관성에 의해 분리하는 제1집진수단(100)과; 상기 제1집진수단(100)에 의해 필터링된 공기 중의 이물질을 원심력에 의해 2차적으로 분리하는 제2집진수단(110)과; 상기 제1집진수단(100)과 제2집진수단(110)에 각각 연결 설치되어, 이물질을 수용하는 먼지유닛(120) 등으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 진공청소기의 흡입력이 증대되고 소음이 감소되는 이점이 있다.

진공청소기, 관성, 원심력, 공기, 이물질, 집진, 먼지

Description

진공청소기의 집진어셈블리 {A dust collector for vacuum cleaner}

도 1은 일반적인 진공청소기의 외관구성을 도시한 사시도.

도 2는 종래기술에 의한 진공청소기 집진통의 구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리의 바람직한 실시예의 외관 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리의 바람직한 실시예의 좌측면도.

도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 제1집진수단의 내부 구성을 보인 정단면도.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 제2집진수단의 내부 구성을 보인 정단면도.

도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 먼지유닛의 내부 구성을 보인 정단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 제1집진수단 102. 몸체

104. 이물안내관 106. 공기안내관

110. 제2집진수단 112. 사이클론통

114. 공기배출관 116. 이물배출관

120. 먼지유닛 122. 분리판

124. 제1먼지통 126. 제2먼지통

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관성과 원심력에 의해 공기 중의 이물을 이중으로 필터링하는 진공청소기의 집진어셈블리에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 진공청소기의 구성이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 진공청소기는, 실내의 공기를 흡입하는 흡입수단이 내장된 본체(1)와, 상기 본체(1)에서 발생하는 흡입력에 의하여 바닥면의 공기가 유입되는 흡입노즐(2)을 포함하는 구성을 가진다.

한편 상기 본체(1)는, 흡입수단이 수납되어 체결되는 하부몸체(5)와, 상기 하부몸체(5)에 내장된 부품이 외부로 드러나지 않도록 하고, 진공청소기를 제어하는 전장부(도시 생략)가 내장되는 상부몸체(6)로 구성되어 진다.

또한 상기 본체(1)가 바닥면을 원활하게 이동할 수 있도록 그 몸체의 양측면에 바퀴(8)가 체결되고, 상기 바퀴(8)에는 흡입노즐(2)을 통하여 흡입된 공기에서 이물질이 분리된 상태의 공기가 본체(1)에서 토출되는 토출부(8a)가 구성되어 진다.

그리고 상기 본체(1)와 흡입노즐(2) 사이에는, 플렉시블한 재질의 것으로 만 들어지는 흡입호스(3b)와, 상기 흡입호스(3b)의 단부에 연결되는 조작부(4)와, 상기 조작부(4)와 흡입노즐(2)을 연결하는 연장관(3a) 등이 순차적으로 설치되어 있어서, 본체(1)에서 발생하는 흡입력을 상기 흡입노즐(2)로 전달할 수 있게 된다.

따라서 상기 본체(1)에 내장되어 있는 전원부(도시 생략)와 연결된 전선(9)을 통하여 전기를 인가하면, 진공청소기는 운전대기 상태가 된다. 이때, 사용자가 조작부(4)의 버튼을 이용하여 흡입단계를 조정하면, 각 단계에 적당한 흡입력이 본체에 내장되어 있는 흡입수단에 의하여 발생된다.

상기 흡입수단을 통하여 발생된 흡입력은 흡입연결부(3c)에 체결되어 있는 흡입호스(3b) 및 연장관(3a)을 거쳐 흡입노즐(2)로 전달된다. 상기 흡입노즐(2)로 전달된 흡입력에 의하여 먼지나 보푸라기 등의 이물질이 포함된 공기가 흡입되고, 흡입된 공기중의 이물은 집진통(10)에 의하여 분리되며, 이물이 필터링된 공기는 토출부(8a)를 통하여 본체(1) 외부로 토출되는 과정에 의해 청소가 수행된다.

도 2는 종래의 먼지필터(14)가 체결된 상태의 집진통(10)을 도시한 것으로, 일측에는 흡입연결부를 통하여 본체로 유입된 공기가 집진통의 내벽을 따라 접선방향으로 유동할 수 있도록 안내하는 흡입가이드(12)가 성형되고, 내부에는 상기 흡입가이드(12)를 통하여 유입된 공기에 포함된 질량이 큰 먼지가 분리될 수 있도록 구멍(13a)이 성형된 분리판(13)이 조립되고, 상기 흡입가이드부(12)의 타측 외벽에는 본체(1)로부터의 착탈을 용이하도록 하는 손잡이(15)가 구비된다.

그리고, 상술한 바와 같이 구성된 집진통(10)의 상부를 개폐가능하도록 구성되는 상면커버(11)에는, 중앙에 토출구(11a)가 성형되고, 상기 토출구(11a)의 저면 가장자리에 먼지필터(14)가 체결된다.

상기 먼지필터(14)의 필터몸체(14b)는 길이방향의 주름이 원주방향으로 반복되게 형성된 원통형상을 가지고 있다. 그리고, 상기 필터몸체(14b)의 저부를 고정하여 지지하는 하측고정부(14a) 테두리는 필터몸체(14b)의 저부를 감싸도록 상방으로 일정부분 돌출되어 있다.

상기 먼지필터(14)의 필터몸체(14b)는, 공기가 강하게 유동되는 것을 고려하여 일정 이상의 강도가 확보되고 세척시 형태를 유지할 수 있는 재질의 것으로 성형하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 섬유재로 활용이 가능한 폴리에스테르 재질로 구성할 수도 있다.

또한 상기 필터몸체(14b)의 상부와 저부를 고정하여 지지하는 상측고정부(도시 생략)와 하측고정부(14a)도 필터몸체(14b)가 원기둥 형태를 유지할 수 있도록 구성됨과 동시에, 세척이 가능한 합성수지재로 구성할 수도 있다.

상기 필터몸체(14b)가 길이방향의 주름이 다수개 성형되는 것에 의하여 유동하는 공기와의 접촉표면적을 넓혀줄 수 있게 되므로, 집진효율이 극대화 된다. 즉, 토출구(11a)를 통하여 배출되는 공기에 미세한 이물질이 포함되지 않도록 상기 필터몸체(14b)에 의하여 걸러주게 되는 것이다.

이러한 과정을 거치면서 먼지필터(14)의 필터몸체(14b) 표면에 미세한 이물질이 쌓이게 되면, 공기의 유동이 원활하게 이루어지지 않게 된다. 따라서, 상기 먼지필터(14)의 표면에 묻어있는 이물질을 털어주거나 세척해야 한다.

이와 같이, 종래의 기술에서는 이물질이 먼지필터(14)에 부착되므로, 일정 기간 사용 후에는 이러한 먼지필터(14)를 분리하여 부착된 이물질을 제거하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 먼지가 부착된 상기 먼지필터(14)를 공기가 통과하여야 하므로, 흡입력이 현저히 저하되며, 소음이 증대되는 문제점이 있다.

그리고, 미세 먼지는 상기 먼지필터(14)에 의해 제대로 필터링되지 않는 문제점도 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기 중의 이물질을 관성과 원심력에 의해 이중으로 필터링하는 진공청소기의 집진어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 관성에 의해 필터링되는 이물질과 원심력에 의해 필터링되는 미세 이물질이 서로 다른 먼지통에 적치되는 진공청소기의 집진어셈블리를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 중의 이물질을 관성에 의해 분리하는 제1집진수단과; 상기 제1집진수단에 의해 필터링된 공기 중의 이물질을 원심력에 의해 2차적으로 분리하는 제2집진수단과; 상기 제1집진수단과 제2집진수단에 각각 연결 설치되어, 이물질을 수용하는 먼지유닛;을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 제2집진수단은 다수가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 제1집진수단으로부터 토출되는 공기와 미세 이물질은, 상기 다수의 제2집진수단으로 각각 개별적으로 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1집진수단은, 공기와 이물질의 유동을 안내하는 몸체와; 상기 몸체의 일단에 연장 형성되어, 공기 중의 이물질을 외부로 안내하는 이물안내관과; 상기 몸체의 일면에 연결 설치되어, 공기의 유동 방향을 전환하는 공기안내관;을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 제2집진수단은, 상기 제1집진수단을 통과한 공기와 미세 이물질이 나선방향으로 유동하도록 하여 회오리바람을 생성시키는 사이클론통과; 상기 사이클론통의 내부에 구비되어, 상기 사이클론통 내부를 유동하는 공기의 외부 배출을 안내하는 공기배출관과; 상기 사이클론통의 일단에 연결 설치되어, 상기 사이클론통 내부를 유동하는 이물질의 외부 배출을 안내하는 이물배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 사이클론통은, 일측으로 갈수록 점차 직경이 감소하는 원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 먼지유닛은, 상기 제1집진수단으로부터 배출되는 이물질이 저장되는 제1먼지통과, 상기 제2집진수단으로부터 배출되는 이물질이 저장되는 제2먼지통을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 공기 중의 이물질 필터링 효율이 향상되는 이점이 있다.

진공청소기는 일반 가정에 많이 보급되어 있고, 특히 양탄자나 쇼파 청소의 필요성으로 그 수요가 늘어나고 있는 실정이며, 크게 흡입구인 노즐부가 본체와는 별도로 구비되어 연결관에 의해 연결되는 캐니스터 방식(Canister type)과, 노즐부가 본체와 일체로 형성되는 업라이트 방식(Upright type)으로 대별할 수 있다.

진공청소기의 필터어셈블리는 흡입되는 공기 중의 이물을 분리하여 집진하는 기능을 수행하는 것으로, 이하에서는 캐니스터 방식(Canister type) 및 업라이트 방식(Upright type)은 물론 모든 타입의 청소기에 장착 가능한 사이클론통 방식의 집진어셈블리에 대하여 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리의 바람직한 실시예가 사시도로 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진공청소기의 집진어셈블리는, 크게 제1집진수단(100)과 제2집진수단(110) 그리고 먼지유닛(120) 등으로 구성된다.

상기 제1집진수단(100)은 공기 중의 이물질을 관성에 의해 분리하는 것으로, 상측에는 상기 제2집진수단(110)이 연결 설치되고, 우측에는 상기 먼지유닛(120)이 연결 설치된다.

상기 제1집진수단(100)은, 외부의 오염물질(공기와 이물질)의 유동을 안내하는 몸체(102)와, 상기 몸체(102)와 일체로 연결 형성되는 이물안내관(104) 및 공기안내관(106) 등으로 구성된다.

상기 몸체(102)는 소정 크기의 직경을 가지는 원통 형상으로 이루어지며, 상기 이물안내관(104)은 상기 몸체(102)의 우측단으로부터 우측으로 연장 형성된다. 상기 이물안내관(104)은 상기 몸체(102) 내부를 유동하는 공기 중의 이물질이 우측 으로 계속 유동하도록 안내하는 것으로, 우측으로 갈수록 점차 그 직경이 감소되는 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 이물안내관(104)의 좌측단은 상기 몸체(102)의 직경과 같은 크기를 가지며, 우측단은 아래에서 설명할 연결관(108)과 같은 크기의 직경을 가진다.

상기 공기안내관(106)은 상기 몸체(102)로부터 분지되는 관으로, 상기 공기안내관(106)의 상면으로부터 상측으로 연장 형성된다. 즉, 상기 공기안내관(106)은 엘보우(elbow) 형상으로 성형되어, 하단은 상기 몸체(102)와 연통되고, 상단은 아래에서 설명할 제2집진수단(110)의 사이클론통(112)과 연통된다.

따라서, 상기 공기안내관(106)에 의해 공기의 유동방향이 전환된다.(도 5 참조) 즉, 상기 몸체(102)의 외측으로부터 들어와 우측으로 이동하는 오염공기 중 공기는 상기 공기안내관(106)을 따라 상측으로 이동하게 되는 것이다.

상기 공기안내관(106)의 상단은 2갈래로 분지된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 공기안내관(106)은 'U'자 형상으로 성형되어, 하측으로 유입되는 공기가 2부분으로 나뉘어 공급되도록 한다. 따라서, 상기 공기안내관(106) 하단은 상기 제1집진수단(100)의 몸체(102) 상면에 연결되고, 상단은 아래에서 설명할 한 쌍의 사이클론통(112)에 각각 연결된다.

상기 이물안내관(104)의 우측단에는 연결관(108)이 구비된다. 상기 연결관(108)은 원통 형상으로 성형되며, 상기 몸체(102)의 직경보다 작은 직경을 가진다. 상기 연결관(108)은 상기 이물안내관(104)과 상기 먼지유닛(120) 사이를 연결하여, 상기 이물안내관(104)을 통해 유동되는 이물질이 상기 먼지유닛(120) 내부로 배출되도록 안내하게 된다.

상기 제2집진수단(110)은 도시된 바와 같이 상기 제1집진수단(100)의 상측에 구비되어 상기 제1집진수단(100)의해 필터링 된 공기 중의 이물질을 원심력에 의해 2차적으로 분리하는 장치이다.

상기 제2집진수단(110)은, 상기 제1집진수단(100)을 통과한 공기와 미세 이물질이 나선방향으로 유동하도록 하는 사이클론통(112)과, 상기 사이클론통(112)의 내부에 구비되어 상기 사이클론통(112) 내부를 유동하는 공기의 외부 배출을 안내하는 공기배출관(114)과, 상기 사이클론통(112)의 일단에 연결 설치되어 상기 사이클론통(112) 내부를 유동하는 이물질의 외부 배출을 안내하는 이물배출관(116) 등으로 구성된다.

그리고, 상기 제2집진수단(110)은, 다수가 구비됨이 바람직하다. 즉, 도시된 바와 같이 상기 제2집진수단(110)은 전후에 쌍으로 구비된다. 따라서, 상기 제1집진수단(100)으로부터 토출되는 공기와 미세 이물질은, 상기 다수의 제2집진수단(110)으로 각각 개별적으로 유입되도록 구성된다.

도 6을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 사이클론통(112)의 좌측단은 좌측으로 더 연장되어 원통 형상의 유입부(118)를 형성하고 있으며, 이러한 유입부(118)의 하단에 상기 공기안내관(106)이 연결 설치된다.

상기 공기안내관(106)은 원통 형상의 상기 유입부(118)와 접선 방향으로 접하도록 형성되어져 있다.(도 4 참조) 따라서, 상기 공기안내관(106)을 통해 상기 유입부(118)로 유입된 공기와 미세 이물질은 상기 유입부(118) 및 사이클론통(112) 의 내주면을 따라 선회하게 되는 것이다.

상기 사이클론통(112)은 상기 제1집진수단(100)에 의해 1차적으로 정화된 공기가 미세 이물질과 함께 나선 방향으로 유동하도록 가이드하게 된다. 즉, 상기 공기안내관(106)을 통해 상기 유입부(118)로 유입된 공기와 미세 이물질은, 우측으로 이동하면서 상기 사이클론통(112)의 내주면으로 따라 나선방향으로 선회하게 된다.

상기 사이클론통(112)은 우측으로 갈수록 점차 직경(내경)이 감소하는 원뿔 형상을 가진다. 즉, 상기 사이클론통(112)은 콘(corn) 형상 내지는 깔때기 형상으로 이루어진다. 따라서, 상기 사이클론통(112) 내주면을 따라 선회하면서 우측으로 이동하는 공기와 미세 이물질의 유동은 점차 빨라지게 되는 것이다.

이와 같은 형상을 가지는 상기 사이클론통(112) 내부에서 공기와 이물질이 유동하게 되면, 내부에는 회오리바람(dust devil)이 생성된다. 즉, 선풍(旋風)이라고도 불리는 공기의 소용돌이가 일어나게 되어, 공기와 미세 이물질이 상기 사이클론통(112) 내주면을 따라 선회하게 되며, 내부에는 이러한 외부의 선회류와 반대방향의 기류가 형성된다.

상기 공기배출관(114)은 상기 사이클론통(112) 내부를 유동하는 공기와 미세이물질 중 공기만이 외부로 배출되도록 안내하는 것으로, 상기 소정의 직경을 가지도록 형성되어 상기 사이클론통(112) 내부 중앙부에 좌우로 길게 설치된다. 보다 구체적으로는, 상기 공기배출관(114)은 좌측 일부분이 상기 사이클론통(112) 및 유입부(118)의 좌측 외부로 돌출되도록 설치된다.

따라서, 상기 사이클론통(112) 내부를 유동하는 공기와 미세 이물질 중 공기 는 상기 사이클론통(112)의 우측으로 이동하다가 모터(도시되지 않음)의 흡인력에 의해 상기 공기배출관(114)으로 빨려들어와 외부로 배출된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 사이클론통(112) 내부의 공기 유동은 '태풍의 눈' 원리와 유사하다. 즉, 모터(도시되지 않음)의 흡인력에 의해 유동이 강제되는 공기는 상기 사이클론통(112) 내주면을 따라 선회하면서 우측으로 이동하게 되고, 이러한 선회기류의 중앙부에는 반대 방향의 기류가 형성된다.

이와 같이, 상기 사이클론통(112)의 내주면 근처에는 선회기류가 형성되어 우측으로 이동하게 되고, 중앙부에는 반대기류가 형성되어 좌측으로 공기가 이동하게 되는데, 이러한 반대기류는 상기 공기배출관(114)을 따라 좌측으로 배출된다. 이는 '태풍의 눈'이나 '용오름'의 중앙부에는 외측의 상승기류와는 달리 하강기류가 형성되는 것과 대응된다.

한편, 상기 사이클론통(112)의 내주면을 따라 유동하는 미세 이물질은 원심력에 의해 미처 방향을 전환하지 못하고, 계속 우측으로 이동하여 상기 이물배출관(116)으로 안내된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 사이클론통(112) 내부를 선회하는 공기와 미세 이물질은 원심력(遠心力, centrifugal force)을 갖게 된다. 원심력은 원운동을 하고 있는 물체에 나타나는 관성으로, 구심력과 크기는 같고 방향은 반대이며, 원의 중심에서 멀어지려는 방향으로 작용한다.

따라서, 질량 m인 물체가 반지름 r의 원주 상을 등속원운동하고 있을 때 원 심력(구심력)의 크기 F는, F＝mrω²＝mv²/r (ω는 각속도의 크기, v＝rω는 물체의 원운동 속도의 크기)가 되므로, 질량이 서로 다른 공기와 이물질(먼지)은 서로 분리된다.

즉, 공기의 질량은 거의 무시할 수 있으므로 상기 사이클론통(112) 내부를 선회하는 공기의 원심력은 미세하여, 공기는 모터(도시되지 않음)에 의해 발생하는 흡인력에 의해 상기 공기배출관(114)으로 쉽게 배출된다. 반면, 상기 사이클론통(112) 내주면을 따라 선회하는 이물질은 질량이 상대적으로 공기에 비해 훨씬 크므로, 상대적으로 큰 원심력을 갖게 된다.

따라서, 이물질은 원심력에 의해 상기 사이클론통(112)의 내주면을 따라 선회하면서 계속 우측으로 이동하게 되고, 결국에는 상기 이물배출관(116)으로 유입된다. 그리고, 상기 이물배출관(116)으로 안내된 이물질은 하측으로 낙하하여 상기 먼지유닛(120) 내부로 유입되는 것이다.

상기 이물배출관(116)은 도시된 바와 같이 엘보우(elbow) 형상으로 이루어진다. 즉, 'ㄱ'자 형상으로 이루어져, 좌측단은 상기 사이클론통(112)의 우측단에 접하고, 하단은 상기 먼지유닛(120)의 상면에 접한다. 따라서, 상기 사이클론통(112)의 내주면을 따라 선회하면서 우측으로 이동하는 미세 이물질(먼지 등)은 상기 이물배출관(116)에 의해 원활하게 안내되어 상기 먼지유닛(120) 내부로 유입되는 것이다.

상기 먼지유닛(120)은 공기 중의 이물질이 쌓여지는 부분으로, 도시된 바와 같이 원통 형상으로 이루어지며, 내부에는 다수의 공간으로 구획됨이 바람직하다.

보다 상세하게 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 먼지유닛(120)의 내부에는 2개의 공간이 형성된다. 즉, 상기 먼지유닛(120)의 내부 중앙에는 원판으로 이루어지는 분리판(122)이 구비된다.

따라서, 상기 분리판(122)의 하측에는 상기 제1집진수단(100)으로부터 배출되는 이물질이 저장되는 제1먼지통(124)이 형성되고, 상기 분리판(122)의 상측에는 상기 제2집진수단(110)으로부터 배출되는 미세 이물질이 저장되는 제2먼지통(126)이 각각 형성된다.

상기 제1먼지통(124)에는 상기 이물배출관(116)이 연통되도록 연결 설치되고, 상기 제2먼지통(126)에는 상기 연결관(108)이 연통되도록 형성된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 먼지유닛(120)의 상면에는 상기 이물배출관(116)의 하단이 접하고, 상기 먼지유닛(120)의 좌측면에는 상기 연결관(108)의 우측단이 접한다.

상기 제2집진수단(110)의 좌측에는 공기토출관(130)이 구비된다. 상기 공기토출관(130)은 상기 다수의 제2집진수단(110)으로부터 배출되는 공기가 합쳐져서 토출되도록 안내하는 관으로, 도시된 바와 같이 '<'자(상방에서 볼 때) 형상으로 성형된다.

그리고, 상기 공기토출관(130)의 각 우측단은 상기 공기배출관(114)과 접한다. 따라서, 상기 각각의 공기배출관(114)을 통해 좌측으로 안내되는 정화된 공기는 상기 공기토출관(130)에서 합쳐지게 된다.

이하 상기와 같은 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리의 작용을 살펴본 다.

먼저, 도시되지는 않았지만, 진공청소기의 본체에 구비되는 모터의 회전에 의해 흡인력이 발생하면, 상기 제1집진수단(100)이 좌측으로부터 오염공기(먼지와 공기가 혼합된 외부의 공기)가 상기 제1집진수단(100)의 몸체(102) 내부로 유입된다.

상기 몸체(102)의 좌측으로부터 유입되는 오염공기는 빠른 속도로 우측으로 이동하게 되며, 이 과정에서 공기는 상기 공기안내관(106)을 통해 상측으로 유동한다. 반면, 상기 몸체(102)로 유입된 오염공기 중의 이물질은 관성(慣性, inertia)에 의해 방향을 전환하지 못하고, 상기 몸체(102)의 우측으로 계속 이동하여 상기 이물안내관(104)으로 유입된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 일반적으로 관성력(慣性力, inertial force)은 물체의 가속도를 α라고 할 때, 운동 제2법칙으로부터 mα＝F(관성력)가 성립한다. 따라서, 관성력은 질량에 비례하게 되는바, 상대적으로 질량이 무시 가능한 순수 공기는 관성이 거의 없으므로 쉽게 방향을 전환하여 상기 몸체(102)의 상방으로 유동한다.

반면, 상대적으로 질량이 큰 이물질은 관성에 의해 진행 방향을 용이하게 변경하지 못하게 된다. 따라서 상기 몸체(102)의 내부에서 우측으로 이동하는 공기 중의 이물질은 상방으로 방향을 전환하지 못하고, 우측으로 계속 진행을 하게 된다.(도 5 참조)

그리고, 이러한 이물질은 결국 상기 이물안내관(104)을 통과한 후, 상기 연 결관(108)을 따라 상기 먼지유닛(120)의 제1먼지통(124) 내부에 쌓이게 된다.(도 7 참조) 이때 상기 제1집진수단(100)에 의해 분리되어 상기 제1먼지통(124)에 쌓이는 이물질은 상기 제2먼지통(126)에 쌓이는 이물질보다 상대적으로 크기와 하중이 큰 이물질이 된다.

한편, 상기 공기안내관(106)에 의해 방향이 전환된 1차 정화된 공기에는 상대적으로 질량이 적은 미세 이물질(먼지)이 함유되어 있으며, 이러한 공기와 먼지는 상기 제2집진수단(110) 내부로 유입된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 공기안내관(106)을 통해 유동되는 공기와 먼지는 상기 복수의 제2집진수단(110) 유입부(118)로 들어간다. 이때 상기 공기안내관(106)은 상기 각각의 유입부(118)에 접선 방향으로 접하고 있으므로, 상기 유입부(118) 및 사이클론통(112) 내부에는 나선방향의 유동이 일어난다.

즉, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 유입부(118)로 들어온 공기와 먼지는 흡인력에 의해 상기 유입부(118)의 내주면을 따라 선회하면서 점차 상기 사이클론통(112)의 우측으로 이동하게 된다. 그리고 상기 사이클론통(112)은 우측으로 갈수록 점차 그 직경이 감소하므로, 사이클론통(112) 내부에서 우측으로 이동하는 공기와 먼지의 선회속도는 점차 증가한다.

상기 사이클론통(112) 내부에서 우측으로 이동하던 공기는 다시 방향을 전환하여 상기 사이클론통(112)의 중앙 부분을 통해 좌측으로 이동하게 되며, 이때에는 상기 공기배출관(114)을 통해 안내된다.

즉, 상기에서 설명한 바와 같이, 모터(도시되지 않음)에 의해 생성되는 흡인 력에 의해 상기 사이클론통(112) 내부의 공기는 도 6에 실선으로 도시된 바와 같이 상기 공기배출관(114)을 통해 좌측으로 이동하여야 하며, 또한 상기에서 살펴본 바와 같이 상기 사이클론통(112) 내부의 내주면을 따라 공기와 먼지가 선회하게 되면, 중앙부에는 이와 받대되는 기류가 형성되므로, 이러한 기류에 의해서도 상기 사이클론통(112)의 중앙부에는 좌측으로의 공기 유동이 일어나게 된다.

이와 같은 상기 사이클론통(112) 내부의 유동에 의해 공기 중의 미세 이물질(먼지)는 분리된다. 즉, 상기 사이클론통(112) 내부를 유동하는 공기와 먼지는 원심력에 의해 사이클론통(112)의 내주면을 선회하면서 우측으로 점차 이동하게 되는데, 이때 상대적으로 질량이 적은 순수공기는 방향을 쉽게 전환하여 상기 공기배출관(114)으로 유입되는 반면, 미세 이물질(먼지)는 원심력에 의해 상기 사이클론통(112) 내부를 선회하면서 계속 우측으로 이동하게 되고, 결국에는 상기 이물배출관(116)에 의해 안내되어 상기 제2먼지통(126) 내부로 낙하하게 된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 상기의 실시예에서는 상기 제2집진수단(110)이 쌍으로 구비되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이러한 제2집진수단(110)은 하나가 구비되거나, 3개 이상이 구비되는 것도 가능함은 물론이다.

그리고, 상기의 실시예에서는 상기 먼지유닛(120)이 2개의 공간으로 구분되도록 구성되어 있으나, 이러한 먼지유닛(120)의 내부공간을 하나로 형성하는 것도 가능할 것이다. 물론, 이때에는 상기 먼지유닛(120) 내부로 공기가 통과하지 못하도록 역류방지판 등이 더 구비되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기의 실시예에서는 상기 제1먼지통(124)과 상기 제2먼지통(126)이 상기 분리판(122)의 상하에 각각 형성되는 구성으로 이루어져 있으나, 이러한 제1먼지통(124)과 제2먼지통(126)이 좌우 또는 전후에 각각 형성되도록 상기 먼지유닛(120) 내부를 구획하는 것도 가능함은 물론이다.

뿐만 아니라, 상기의 실시예에서는 상기 제1먼지통(124)과 제2먼지통(126)의 공간 크기가 거의 동일한 경우를 예시하고 있으나, 이러한 제1먼지통(124)과 제2먼지통(126)의 크기와 형상은 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리에서는, 공기 중의 이물질이 제1집진수단과 제2집진수단에 의해 이중으로 필터링된다. 즉, 제1집진수단에서 관성에 의해 상대적으로 큰 먼지가 먼저 분리되고, 미처 분리되지 않은 작은 크기의 미세먼지는 제2집진수단 내부에서 원심력에 의해 공기와 분리된다.

이와 같이 이중으로 공기 중의 이물질이 필터링되므로, 공기 중의 이물질 제거가 종래에 비해 효과적으로 이루어지는 장점이 있다. 이는 실험에 의해서도 뒤받침된다. 즉, 실험에 의하면, 본 발명을 구성하는 제1집진수단에 의해서는 공기 중의 이물질이 약 61.5% 정도 분리되고, 제2집진수단에서는 약 38.0% 정도의 이물질이 분리됨을 확인할 수 있었다. 따라서 결과적으로, 본 발명에 의한 진공청소기 집진어셈블리에서는 전체적으로 99.5%의 이물질 제거 효과를 얻었다.

또한, 본 발명에서는 관성과 원심력에 의해 공기 중의 이물질을 분리하도록 구성되어 있으므로, 종래와 같은 유로의 막힘이나, 소음 발생이 줄어드는 장점이 있다. 그리고, 종래와 같은 필터(mesh)의 세정이 불필요하므로 사용편의성이 증대됨은 물론, 부품 간소화로 보다 콤팩트한 제품 구현이 가능한 이점이 있다.

Claims (7)

1. 공기 중의 이물질을 관성에 의해 분리하는 제1집진수단과;

   상기 제1집진수단에 의해 필터링된 공기 중의 이물질을 원심력에 의해 2차적으로 분리하는 제2집진수단과;

   상기 제1집진수단과 제2집진수단에 각각 연결 설치되어, 이물질을 수용하는 먼지유닛;을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2집진수단은 다수가 구비됨을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1집진수단으로부터 토출되는 공기와 미세 이물질은, 상기 다수의 제2집진수단으로 각각 개별적으로 유입되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1집진수단은,

   공기와 이물질의 유동을 안내하는 몸체와;

   상기 몸체의 일단에 연장 형성되어, 공기 중의 이물질을 외부로 안내하는 이물안내관과;

   상기 몸체의 일면에 연결 설치되어, 공기의 유동 방향을 전환하는 공기안내관;을 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2집진수단은,

   상기 제1집진수단을 통과한 공기와 미세 이물질이 나선방향으로 유동하도록 하여 회오리바람을 생성시키는 사이클론통과;

   상기 사이클론통의 내부에 구비되어, 상기 사이클론통 내부를 유동하는 공기의 외부 배출을 안내하는 공기배출관과;

   상기 사이클론통의 일단에 연결 설치되어, 상기 사이클론통 내부를 유동하는 이물질의 외부 배출을 안내하는 이물배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 사이클론통은,

   일측으로 갈수록 점차 직경이 감소하는 원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 먼지유닛은,

   상기 제1집진수단으로부터 배출되는 이물질이 저장되는 제1먼지통과,

   상기 제2집진수단으로부터 배출되는 이물질이 저장되는 제2먼지통을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 집진어셈블리.

Images