KR20090026208A - 핸드헬드 청소기 - Google Patents

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KR20090026208A
KR20090026208A KR1020097002161A KR20097002161A KR20090026208A KR 20090026208 A KR20090026208 A KR 20090026208A KR 1020097002161 A KR1020097002161 A KR 1020097002161A KR 20097002161 A KR20097002161 A KR 20097002161A KR 20090026208 A KR20090026208 A KR 20090026208A
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cyclone
centrifuge
air inlet
handheld
cyclones
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KR1020097002161A
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English (en)
Inventor
리카르도 고미샤가-페레다
미카엘 제임스 피스
Original Assignee
다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

본 발명은, 더러운 공기 유입구(18), 깨끗한 공기 유출구(24), 및 상기 공기 유입구(18)로부터 상기 공기 유출구(24)에 이르는 기류 통로(airflow path) 내에 위치되어 기류로부터 쓰레기 및 먼지를 분리하는 분리 장치(100)를 포함하는 핸드헬드 청소기(10)를 제공한다. 상기 분리 장치(100)는 하나 이상의 제1 사이클론(102)을 가지는 원심 분리기를 포함하며, 또한 서로 평행하게 배치되고 상기 하나 이상의 제1 사이클론 각각의 하류에 위치되는 복수의 제2 사이클론을 더 포함한다. 평행한 복수의 제2 사이클론(130)을 포함하는 원심 분리기를 제공함으로써, 핸드헬드 청소기(10)는, 일정 시간이 지나도 고성능을 보증하기 위해서는 유지보수가 필요한 필터 또는 주머니와 같은 방벽 수단(barrier means)을 사용하지 않고도, 미세한 쓰레기 및 먼지 입자를 분리할 수 있게 된다.

Description

핸드헬드 청소기 {HANDHELD CLEANING APPLIANCE}
본 발명은 핸드헬드 청소기, 특히 핸드헬드 진공 청소기에 관한 것이지만, 이에 한정되지는 않는다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 원심 분리기(cyclonic separator)를 가지는 핸드헬드 청소기에 관한 것이다.
핸드헬드 진공 청소기는 널리 알려져 있고, 수년 동안 여러 제조사에 의해 제조되어 판매되고 있다. 전형적으로, 핸드헬드 진공 청소기는 유입구(inlet)를 통하여 청소기 내로 공기를 빨아들이는 모터 및 팬 유닛, 및 필터 또는 주머니(bag)와 같은, 들어오는 기류로부터 쓰레기 및 먼지(dirty and dust)를 분리하는 분리 디바이스를 수용하는 케이싱을 포함한다. 진공 청소기의 일례는 특허문헌 GB 1 207 278에 나타나 있다.
좀더 최근에, 핸드헬드 진공 청소기는 필터 또는 다른 방벽 수단(barrier means)을 사용하여 미세 입자를 제거하기 전에 기류로부터 큰 부스러기(debris)를 제거할 수 있는 원심 분리 시스템을 포함하도록 개발되었다. 이러한 디바이스의 일례는 Black & Decker사에 의해 DUSTBUSTER®이라는 상품명으로 판매되고 있는 것이다. 원심 분리기를 포함하는 핸드헬드 진공 청소기의 다른 예는 특허문헌 GB 2 035 787A에 나타나 있다.
원심 분리기를 이용하는 공지의 핸드헬드 진공 청소기의 단점은, 필터 또는 주머니 다음에 단 하나의 사이클론을 사용하는 경우, 필터를 세척 또는 교체하여 유지보수할 필요가 있다는 것이다. 필터의 유지보수를 잘못하면 성능의 저하를 초래할 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 공지의 핸드헬드 진공 청소기보다 오래 고성능을 유지할 수 있는 핸드헬드 청소기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 기존의 청소기보다 유지보수를 덜 필요로 하는 핸드헬드 청소기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 현재 설계의 핸드헬드 진공 청소기로 가능한 것보다 고흡입력을 발생 및 유지할 수 있는 핸드헬드 진공 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명은, 더러운 공기 유입구, 깨끗한 공기 유출구, 및 상기 공기 유입구로부터 상기 공기 유출구에 이르는 기류 통로(airflow path) 내에 위치되어 기류로부터 쓰레기 및 먼지를 분리하는 분리 장치를 포함하고, 상기 분리 장치는 하나 이상의 제1 사이클론을 가지는 원심 분리기를 포함하며, 상기 원심 분리기는 서로 평행하게 배치되고 상기 하나 이상의 제1 사이클론 각각의 하류에 위치되는 복수의 제2 사이클론을 더 포함하는, 핸드헬드 청소기를 제공한다.
평행한 복수의 제2 사이클론을 포함하는 원심 분리기를 제공함으로써, 핸드헬드 청소기는, 일정 기간에 걸쳐 고성능을 보증하기 위해서는 유지보수가 필요한 필터 또는 주머니와 같은 방벽 수단을 사용하지 않고도, 미세한 쓰레기 및 먼지 입자를 분리할 수 있게 된다. 이러한 타입의 원심 분리기가 점유하는 공간이 너무 커서(bulky and heavy) 핸드헬드 기기에 적합하지 않은 것으로 생각되었기 때문에, 지금까지 핸드헬드 진공 청소기에 이러한 타입의 원심 분리기를 제공하는 것은 곤란한 것으로 생각되어 왔다. 핸드헬드 진공 청소기에 이런 타입의 원심 분리기를 제공하는 것의 추가적인 이점은, 흡입력을 감소시키는 방벽형 필터 수단(barrier-type filter means)이 없기 때문에 청소기가 높은 흡인력을 유지할 수 있고, 따라서 시간이 흘러도 성능을 향상시킨다는 것이다.
바람직하게는, 상기 핸드헬드 청소기는 핸들을 포함하고, 상기 원심 분리기는 상기 핸들과 상기 더러운 공기 유입구 사이에 위치한다. 이로써 이런 타입의 청소기의 사용자에게 균형이 잘 잡힌 구성을 제공한다.
상기 원심 분리기는 상기 핸들과 실질적으로 평행하게 위치하는 것이 바람직하며, 상기 원심 분리기는 전체적으로 직립 형상(generally upright configuration)으로 위치하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 하나의 제1 사이클론이 제공되며, 상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론의 축 주위에 떨어져 있다. 이로써 조작이 용이하게 균형잡힌 콤팩트한 구성을 제공한다. 각각의 상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론 내로 돌출되는 단부를 가져, 상기 원심 분리기의 전체 부피와 쓰레기 수집 용량의 사용하기 편리한 균형(convenient balance)을 제공하는 것이 더욱 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 핸드헬드 청소기를 나타낸 도면이다.
도 2는, 도 1의 핸드헬드 청소기의 측면도이다.
도 3은, 도 1의 핸드헬드 청소기의 일부를 구성하는 원심 분리기의 길이 방향 단면도이다.
첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1 내지 도 2는 핸드헬드 진공 청소기(10)를 나타낸다. 핸드헬드 진공 청소기(10)는 모터 및 팬 유닛(도시하지 않음)을 수용하는 본체(12)를 가진다. 본체(12)는 또한 배터리와 같은 전원(power source)(14)을 포함한다. 본체(12)에는 핸드헬드 진공 청소기(10)를 사용 시에 조작하기 위한 핸들(handle)(16)이 제공되어 있다. 원심 분리기(100)는 본체(12)에 장착되어 있다. 더러운 공기 유입구(18)는 본체(12)로부터 멀리 떨어진 원심 분리기(100)의 부분으로부터 연장된다. 브러시 도구(bruch tool)(22)는 더러운 공기 유입부(18)의 원단부(distal end)에 슬라이딩 가능하게 탑재되어 있다. 본체(12)에는 핸드헬드 진공 청소기(10)로부터 공기를 배출하기 위한 한 세트의 배출 벤트(exhaust vent)(24)가 제공되어 있다.
원심 분리기(100)는 본체(12)와 더러운 공기 유입구(18) 사이에 위치되어 있다. 그 결과, 원심 분리기(100)는 핸들(16)과 더러운 공기 유입구(18) 사이에 위치된다. 원심 분리기(100)는 전체적으로 직립 방향(generally upright direction)으로 연장되는 길이 방향의 축(26)을 가져, 축(26), 따라서 원심 분리기(100)는 핸들(16)이 연장되는 방향과 실질적으로 평행하게 위치하고 있다.
핸들(16)의 배향은, 톱(saw)을 잡을 때와 마찬가지로 사용자가 핸들(16)을 잡을 때, 사용자의 손이 주먹을 쥐도록 되어 있다. 이로써 청소하기 위하여 핸드헬드 진공 청소기(10)를 조작할 때, 사용자의 손목에 필요 이상으로 힘이 들어가지 않도록 해준다. 원심 분리기(100)는 핸들(16) 가까이에 위치되어, 핸드헬드 진공 청소기(10)의 사용 시에 사용자에 손목에 가해지는 모멘트(moment)를 또한 감소시킨다. 핸들(16)은 진공 청소기 모터의 온 및 오프(on and off)를 전환하는 트리거 형태의 온/오프 스위치(20)를 포함한다.
도 3에는 핸드헬드 진공 청소기(10)의 일부를 구성하는 원심 분리기(100)를 더욱 자세하게 나타낸다. 원심 분리기(100)는 길이 방향의 축(X-X) 및 벽(104)을 가지는 제1 사이클론(102)을 포함한다. 유입구(110)는 벽(104)의 상부(upper portion)에 형성되어 있다. 유입구(110)는 더러운 공기 유입구(18)와 연결되어, 더러운 공기 유입구(18)와 제1 사이클론(102)의 내부와의 사이에 연결 통로(communication path)를 형성한다. 공기 유입구(110)는 제1 사이클론(102)에 대하여 접선 방향(tangentially)으로 배치되어 들어오는 공기가 제1 사이클론(102)의 내부 둘레의 나선 통로(helical path)를 따르게 한다.
베이스(116)는 제1 사이클론(102)의 일단부를 폐쇄한다. 이 베이스(116)는 힌지(118)에 의하여 제1 사이클론(102)의 벽(104)의 하단부에 선회 가능하게(pivotably) 탑재되어 있다. 베이스(116)는 고정쇠(catch)(120)에 의하여 폐쇄 위치(도시하지 않음)에 유지된다.
덮개(shroud)(121)는 사이클론(102)의 벽(104) 안쪽에 위치되어 있다. 덮개(121)는 복수의 관통 구멍(123)을 가지는 원통형의 벽(122)을 포함한다. 덮 개(121)는 제1 사이클론(102)으로부터의 유출구(124)를 둘러싼다. 유출구(124)는 제1 사이클론(102)과 제2 사이클론 어셈블리(126) 사이에 연결 통로를 제공한다. 덮개(121)의 베이스에 립(lip)(128)이 제공되어 있다. 이 립(128)은 공기는 통과시키지만 쓰레기 및 먼지는 포획하도록 설계된 복수의 관통 구멍을 가진다.
제2 사이클론 어셈블리(126)는 서로 평행하게 배치된 복수의 제2 사이클론(130)을 포함한다. 본 실시예에서는, 6개의 제2 사이클론(130)을 제공한다. 제2 사이클론(130)은 제1 사이클론(102)의 축(X-X) 주위에 배치되어 있다. 제2 사이클론(130)은 축(X-X) 주위에 등각으로 간격을 둔 구성으로 되어 있다. 각각의 제2 사이클론(130)은 접선 방향으로 배치된 공기 유입구(132) 및 공기 유출구(134)를 가진다. 공기 유입구(132) 및 공기 유출구(134)는 각각, 각각의 제2 사이클(130) 의 제1 단부에 위치되어 있다. 각각의 제2 사이클(130)의 제2 단부에는 원뿔형 개구부(cone opening)(136)가 위치되어 있다. 각각의 제2 사이클(130)의 원뿔형 개구부(136)의 면(plane)은, 각각의 제2 사이클론(130)의 길이 방향의 축(도시하지 않음)에 대하여 경사져 있다. 각각의 제2 사이클론(130)의 원뿔형 개구부(136)는 덮개(121)의 안쪽에 위치된 벽(140)에 의해 정해지는 통로(138)와 연결되어 있다.
각각의 제2 사이클론(130)의 제2 단부는 제1 사이클론(102)의 내부로 돌출되어 있다. 그러나, 각각의 제2 사이클론(130)의 제1 단부는 제1 사이클론(102)의 외피(envelope) 바깥쪽에 위치한다. 도시된 배향에서, 제1 사이클론(102)의 상단부 내로 돌출되는 것은 제2 사이클론(130) 각각의 하단부이다. 유입구(110)는 또한 제1 사이클론(102)의 상단부에, 제1 사이클론(102))과 제2 사이클론(130)이 중 첩되는 원심 분리기(00)의 영역 내에 위치되도록 배치된다. 제2 사이클론(130)의 제1 단부가 제1 사이클론(102)의 외피 바깥쪽에 위치하기 때문에, 원심 분리기(100)의 이 영역은 원심 분리기(100)의 상단부와 원심 분리기(100)의 하단부 중간에 위치한다. 더러운 공기 유입구(18)를 원심 분리기(100)의 중간 부분에서 원심 분리기(100)에 연결하는 것은, 핸드헬드 진공 청소기(10)의 조작에 유리하고, 청소기의 하부 말단(lower extremity)이 청소되는 범위로부터 떨어져 있는 면에 부주의로 부딪치는 것을 방지한다.
집진기(142)는 통로(138)의 하단부에 위치되어 있다. 집진기(142)는 사다리꼴의 제1 부분(144)과 원통형의 제2 부분(146)을 포함한다. 집진기(142)의 내부는 베이스(116)와 집진기(142)의 제1 부분(144) 및 제2 부분(146)의 측면에 의해 정해진다.
제2 사이클론(130)의 공기 유출구(134) 각각은 덕트(duct)(150)와 연결되어 있다. 덕트(150)는 원심 분리기(100)로부터 핸드헬드 진공 청소기(10)의 다른 부분으로의 기류 통로를 제공한다. 덕트(150)의 하류 단부에는 프리모터 필터(pre-moter filter)(152)가 위치되어 있다. 프리모터 필터(152)는 발포체(form)와 같은 다공성 물질(porous material)을 포함할 수 있으며, 미세 필터 재료(fine filter material)을 포함할 수도 있다. 프리모터 필터(152)는 임의의 미세 먼지 입자가 모터 내로 들어와 모터를 손상시키는 것을 방지하도록 설계되어 있다.
사용 시에, 온/오프 스위치(20)를 누르면, 모터 및 팬 유닛은 쓰레기가 포함된 공기의 흐름을, 더러운 공기 유입구(18) 내로 빨아들인 후, 원심 분리기(100) 내로 빨아들인다. 쓰레기가 포함된 공기는 유입구(110)를 통하여 원심 분리기(100)로 들어간다. 유입구(110)의 접선 구성(tangential arrangement)에 의해, 기류는 벽(104)의 내부 둘레의 나선 통로를 따라가게 된다. 큰 쓰레기 및 먼지 입자는 벽(104) 주위의 원심 운동에 의해 분리된다. 이 입자들은 그 후 사이클론(102)의 베이스(116)에 모인다.
부분적으로 깨끗해진 기류는 그 후 제1 사이클론(102)의 내부를 역류하여 덮개(121)의 관통 구멍을 통하여 제1 사이클론(102)을 나간다. 일단 기류가 덮개(121)를 통과하면, 유출구(130)로 들어가고 그곳에서 각각의 제2 사이클론(130)의 접선 유입구 사이에서 나뉜다. 각각의 제2 사이클론(130)은 제1 사이클론(102)보다 직경이 작다. 그러므로 제2 사이클론(130)은 제1 사이클론(102)에서보다 더 작은 입자의 쓰레기 및 먼지를 부분적으로 깨끗해진 기류로부터 분리할 수 있다. 분리된 쓰레기 및 먼지는 원뿔형의 개구부(136)를 통하여 제2 사이클론(130)을 나간다. 그 후, 분리된 쓰레기 및 먼지는 통로(138)를 지나 집진기(142)로 들어간다. 결국 분리된 쓰레기 및 먼지는 베이스(116) 상의 집진기(142)의 바닥에 가라앉는다.
그 후, 깨끗한 공기는 추가 사이클론(130)을 역류하여, 공기 유출구(134)를 통하여 제2 사이클론(130)을 나가 덕트(150)로 들어간다. 깨끗해진 공기는 그 후 덕트(150)를 통과한 후, 프리모터 필터(152), 모터 및 팬 유닛, 그리고 포스트모터 필터(post-moter filter)를 차례로 지난 후, 공기 벤트(air vent)(24)를 통하여 핸드헬드 진공 청소기(10)로부터 배출된다.
고정쇠(120)를 해방하여 베이스(116)가 힌지(118)에 대하여 선회할 수 있도록 함으로써 제1 사이클론(102) 및 집진기(142)를 동시에 비울 수 있게 하여, 분리된 쓰레기 및 먼지를 원심 분리기(100)로부터 제거할 수 있다. 이로써 사용자가 편리하게 정기적으로 원심 분리기(100)로부터 쓰레기 및 먼지를 효과적이고 확실하게 비울 수 있도록 해준다.
본 발명은 전술한 실시예에 나타낸 바로 그 세부사항으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 원뿔의 각도, 축의 경사도, 원뿔형 개구의 경사도와 같은 설계의 세부사항을 변경할 수 있는 것처럼, 제1 사이클론 및 제2 사이클론의 수를 변경할 수 있다. 모인 쓰레기 및 먼지는 제1 사이클론(102)의 하부를 완전히 분리하여 비워는 것과 같은, 다른 방식으로도 비울 수 있으며, 온/오프 스위치의 위치는 변경될 수 있다.

Claims (10)

  1. 더러운 공기 유입구, 깨끗한 공기 유출구, 및 상기 공기 유입구로부터 상기 공기 유출구에 이르는 기류 통로(airflow path) 내에 위치되어 기류로부터 쓰레기 및 먼지를 분리하는 분리 장치를 포함하고,
    상기 분리 장치는 하나 이상의 제1 사이클론을 가지는 원심 분리기를 포함하며,
    상기 원심 분리기는, 서로 평행하게 배치되고, 상기 하나 이상의 제1 사이클론 각각의 하류에 위치되는 복수의 제2 사이클론을 더 포함하는,
    핸드헬드 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    핸들을 더 포함하고,
    상기 원심 분리기는 상기 핸들과 상기 더러운 공기 유입구 사이에 위치하는, 핸드헬드 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원심 분리기는 상기 핸들과 실질적으로 평행하게 위치하는, 핸드헬드 청소기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원심 분리기는 제1 단부와 제2 단부를 가지며,
    상기 더러운 공기 유입구는, 상기 원심 분리기의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중간 위치에서 연결되어 있는, 핸드헬드 청소기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 사이클론이 하나 제공되는, 핸드헬드 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론의 길이 방향 축 주위에 간격을 두고 있는, 핸드헬드 청소기.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    각각의 상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론 내로 돌출되는 단부(end)를 가지는, 핸드헬드 청소기.
  8. 제4항 및 제7항에 있어서,
    상기 더러운 공기 유입구는, 상기 제1 사이클론 내로 돌출되는 상기 제2 사이클론의 상기 단부에 인접한 위치에서 상기 원심 분리기에 연결되어 있는, 핸드헬드 청소기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원심 분리기는 전체적으로 직립 형상으로 위치하는, 핸드헬드 청소기.
  10. 첨부도면을 참조하여 실질적으로 이상에서 설명한 바와 같은 핸드헬드 청소기.
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