KR20110006236A - 진공청소기의 터빈브러시유닛 및 이를 구비한 진공청소기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공청소기의 터빈브러시유닛 및 상기 터빈브러시유닛을 구비한 진공청소기를 개시한다. 개시된 터빈브러시유닛은, 터빈브러시케이스; 상기 터빈브러시케이스에 내장되는 브러시부재; 및 다수의 날개를 구비하여 유입구를 통해 유입되는 유입풍에 의해 회전되어 상기 브러시부재를 회전시키는 터빈팬유닛;을 포함하며, 상기 회전부재로 유입되는 상기 대부분의 유입풍이 상기 유입구에 대향하는 상기 날개의 충돌면에서 충돌되도록, 상기 다수 개의 날개는 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 터빈팬유닛으로 유입되는 유입풍이 항상 회전하는 방향으로 힘을 가하도록 충돌함으로써, 터빈브러시유닛에 구비되는 팬부재의 회전력을 증가시키며, 압력손실을 감소시킨다. 또한, 팬부재의 회전력 증가에 의해 브러시부재의 회전력 또한 증가하여 청소효율 또한 향상된다.
터빈브러시, 팬부재, 날개, V형 날개, U형 날개
Description
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터빈팬유닛에 의해 브러시가 회전되는 터빈브러시유닛 및 상기 터빈브러시유닛을 구비한 진공청소기에 관한 것이다.
일반적인 진공청소기는 피 청소면과 접하여 피 청소면의 오물을 청소하는 브러시부재를 구비한다. 이 브러시부재는 피 청소면을 따라 이동하면서, 회전력에 의해 피 청소면을 스크래칭하거나 타격하여 상기 피 청소면의 오물을 분리시키게 된다. 상기 브러시부재에 의해 피 청소면과 분리된 오물은 진공청소기 본체에서 발생하는 흡입력에 의해 상기 진공청소기 본체 내부로 흡입된다.
상기 브러시부재는 구동모터에 의해 회전되거나, 흡입부의 유입공기에 의해 회전되도록 구성되나, 구성의 간소화 및 비용 절감을 위해 유입풍에 의해 회전되도록 구성되는 것이 일반적이다.
도 1은 일반적인 터빈브러시유닛(100), 호스(200) 및 본체(300)를 구비한 진공청소기(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 터빈브러시유닛(100)의 단면도이다.
상기 터빈브러시유닛(100)은 도 2와 같이 터빈브러시케이스(101), 터빈브러시케이스(101) 내부에 장착되는 브러시부재(102) 및 터빈팬유닛(110)을 포함하여 구성된다.
상기 터빈팬유닛(110)은 유입덕트(103), 배기덕트(104) 및 유입덕트(103)와 배기덕트(104)의 사이에 내장되는 팬부재(110a)를 포함하여 구성된 후 벨트, 체인 등에 의해 회전동력을 브러시부재(102)로 전달하도록 구성된다.
도 2와 같이, 상기 팬부재(110a)는 다수의 날개(112)와 다수의 날개(112)가 방사상으로 배치된 회전판(111)을 구비한다. 상기 팬부재(110a)는 유입구(103a)를 통해 유입되는 1차 유입풍(a1)이 상기 날개(112)와 충돌하는 것에 의해 회전방향(D)으로 회전된다. 1차 유입풍(a1)에 의해 생성된 회전판(111)의 회전력은 벨트 또는 체인 등에 의해 브러시부재(102)로 전달되어 브러시부재(102)를 회전시킨다.
그러나 종래기술의 팬부재(110a)의 경우 1차 유입풍(a1)이 날개와 충돌하지 않고 팬부재(110a)의 원주둘레를 따라 유입덕트(103)와 배기덕트(104)가 형성하는 팬부재안착부(P)의 영역에서 2차 유입풍(a2)을 형성하며 팬부재(110a)로 유입될 수 있다.
종래기술에서 상기 2차 유입풍(a2)은 도 2와 같이 날개(112)의 배면(유입구 대향 면의 반대면)에 충돌하여, 회전방향(D)에 대한 마찰력(b)을 발생시켜 팬부 재(110a)의 회전력을 떨어뜨린다.
이러한 팬부재(110a)의 회전력 저하는 브러시부재(102)의 회전력 저하로 되어 청소면에 대한 청소가 원활히 수행되지 않는 원인으로 작용한다.
또한, 상기 팬부재(110a)의 회전력 저하는 유입풍에 대한 마찰로도 작용하게 되므로 압력손실을 발생시키는 주원인이 된다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 터빈브러시유닛에 구비된 팬부재의 회전력을 향상시키면서도 압력손실이 발생하지 않도록 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛 및 이를 구비한 진공청소기를 제공한다.
본 발명의 터빈브러시유닛은, 터빈브러시케이스; 상기 터빈브러시케이스에 내장되는 브러시부재; 및 다수의 날개를 구비하여 유입구를 통해 유입되는 유입풍에 의해 회전되어 상기 브러시부재를 회전시키는 터빈팬유닛;을 포함하며, 상기 터빈팬유닛으로 유입되는 상기 대부분의 유입풍이 상기 유입구에 대향하는 상기 날개의 충돌면에서 충돌되도록, 상기 다수 개의 날개는 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 진공청소기는, 본체; 호스; 및 상기 호스와 연결된 터빈브러시유닛;을 포함하며, 상기 터빈브러시유닛이, 터빈브러시케이스; 상기 터빈브러시케이스에 내장되는 브러시부재; 다수의 날개를 구비하여 유입구를 통해 유입되는 유입풍에 의해 회전되어 상기 브러시부재를 회전시키는 터빈팬유닛;을 포함하며, 상기 터빈팬유닛으로 유입되는 상기 대부분의 유입풍이 상기 유입구에 대향하는 상기 날개의 충돌면에서 충돌되도록, 상기 다수 개의 날개는 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 다수 개의 날개는 만곡점을 가질 수 있다.
상기 다수 개의 날개는 상기 만곡점과 상기 날개의 끝단을 잇는 선이 만나는 끼인각이 100도보다 작도록 구성될 수 있다.
상기 다수의 날개는 상기 유입구에서 처음으로 상기 다수 개의 날개 중 하나와 부딪히는 1차 유입풍이 상기 날개와 90° 이하의 각도로 충돌하도록 형성될 수 있다.
상기 날개는 V자형 또는 U자형으로 구성될 수 있다.
상기 U자형 날개는 또한 포물선형으로 구성될 수도 있다.
본 발명은 팬부재의 외주연에서 내부로 유입되는 유입풍이 항상 팬부재의 회전 방향으로 작용력을 가하도록 다수의 날개와 충돌하는 것에 의해 팬부재의 회전력을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 팬부재와 충돌하는 공기가 회전 방향에 대한 마찰력을 발생시지 않는 방향에서 충돌함으로써 공기 흐름의 방해가 적어 압력손실을 현저히 감소시킨다.
또한, 본 발명은 팬부재의 회전력 향상에 의해 브러시부재의 회전력이 향상되어 청소 효율을 향상시킨다.
이하, 본 발명의 실시 예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 팬부재(120a)의 사시도, 도 4는 제 1 날개(122)의 구조를 나타내는 도면, 도 5는 도 1의 제 1 팬부재(120a)를 구비한 제 1 터빈팬유닛(120)의 작용 상태도이다.
상기 제 1 팬부재(120a)에 구비되는 제 1 날개(122)는 제 1 회전판(121)으로 유입되는 1차 유입풍(A1) 및 2차 유입풍(A2)이 날개의 유입구(103a)와 대향하는 면(도 3 내지 도 5에서 1차 충돌면(120a')과 2차 충돌면(120b'))과는 충돌하고, 제 1 날개(122)의 배면(도 3 내지 도 5에서 1차 충돌면(120a', 130a')의 반대면 또는 2차 충돌면(120b', 130b')의 반대면)과는 충돌하지 않도록 하는 형상 및 배치 구조를 갖는다.
일반적으로, 제 1 터빈팬유닛(120)은 제 1 팬부재(120a)로 입사되는 1차 유입풍(A1) 또는 2 차 유입풍(A2)의 대부분이 제 1 회전판(121)의 원주의 접선에 수직인 수직선의 양측에서 90°보다 작은 각도로 입사된다.
따라서 상기 제 1 날개(122)가 제 1 회전판(121)으로 유입되는 1차 유입풍(A1)과 2 차 유입풍(A2)이 제 1 날개(122)의 유입구(103a) 측을 향하는 면과 충돌하고, 제 1 날개(122)의 배면과는 충돌하지 않는 충돌각을 가지는 구조로 형성되면, 제 1 팬부재(120a)의 회전력이 향상될 뿐만 아니라 유입된 공기의 압력손실 또한 최소로 할 수 있다.
이를 위해 상기 제 1 날개(122)는, 도 4와 같이, 1차 작용부(122a)와 2차 작용부(122b)가 서로 만나는 제 1 만곡점(C1)을 중심으로 특정 범위의 제 1 끼인각(IA1)을 이루는 V자 형으로 형성된다. 상기 제 1 끼인각(IA1)은 상기 다수의 제 1 날개(122)들에서 제 1 만곡점(C1)과 1차 작용부(122a) 및 2차 작용부(122b)가 이루는 각이 된다.
상기 제 1 회전판(121)의 원주에 인접 위치되는 제 1 날개(122)의 부분이 상기 1차 작용부(122a)가 되고, 상기 제 1 회전판(121)의 중심 측에 인접 위치되는 제 1 날개(122)의 부분이 상기 2차 작용부(122b)가 된다.
상기 1차 작용부(122a)와 2차 작용부(122b) 사이의 상기 제 1 끼인각(IA1)은 상기 제 1 회전판(121)의 둘레 영역에서 제 1 팬부재(120a) 내부로 유입되는 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 항상 회전 방향에 대하여 반대에 위치되는 제 1 날개(122)의 1차 충돌면(120a') 또는 2차 충돌면(120b')과 충돌하도록 하는 각도를 가진다. 상기 제 1 끼인각(IA1)은 약 100°보다 작은 각을 가지는 경우 본 발명의 목적을 달성하기에 충분하다. 그러나 상기 제 1 끼인각(IA1)은 대부분의 유입풍이 날개의 충돌면에 충돌하도록 하는 본 발명의 조건을 충족하는 경우 상기 100°보다 큰 각을 가질 수도 있다.
상술한 구조를 가지는 다수의 V자형 제 1 날개(122)들은, 도 3 내지 도 5와 같이 상기 제 1 팬부재(120a)의 제 1 회전판(121)의 원주둘레 측의 면 상에 방사상으로 배치된다. 이때 상기 제 1 날개(122)들은 또한 상기 제 1 회전판(121)의 둘레 영역에서 제 1 팬부재(120a) 내부로 유입되는 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 항상 회전방향(D)에 대하여 반대에 위치되는 제 1 날개(122)의 1차 충돌면(120a') 또는 2차 충돌면(120b')과 충돌하도록 상기 제 1 회전판(121) 상에 배치된다.
도 3 내지 도 5의 경우 상기 제 1 날개(122)들이 제 1 만곡점(C1)을 지나는 중심선이 제 1 회전판(121)의 접선과 평행하도록 배치되는 것으로 도시하였으나, 상기 제 1 날개(122)들의 배치는 이에 한정됨이 없이 상기 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 상기 제 1 날개(122)들의 배면과 충돌하지 않도록 배치되면 족하다.
이때 상기 1차 작용부(122a)의 유입구(103a)와 대향하는 1차 충돌면(120a')과 충돌하도록 유입구(103a)에서 제 1 회전판(121)으로 곧바로 유입되는 유입풍을 1차 유입풍(A1)이라 한다. 그리고 유입구(103a)에서 제 1 회전판(121)으로 입사되지 않고, 제 1 회전판(121)의 원주를 따라 유입된 후 팬부재안착부(P)의 내부 영역에서 제 1 회전판(121)으로 유입되는 유입풍을 2차 유입풍(A2)이라 한다.
상술한 구조의 제 1 날개(122)를 구비한 상기 제 1 팬부재(120a)는 도 5와 같이, 배기덕트(104)와 유입덕트(103)가 형성하는 팬부재안착부(P)에 설치되어 제 1 터빈팬유닛(120)을 형성한다.
상기 제 1 터빈팬유닛(120)은 도 5와 같이 유입구(103a)에서 곧바로 입사하는 1차 유입풍(A1)이 1차 작용부(122a)의 1차 충돌면(120a')과 충돌하여 제 1 팬부재(120a)를 회전방향(D)으로 회전시킨다.
또한, 상기 2차 유입풍(A2)이 제 1 팬부재(120a)로 입사되는 경우 상기 2 차 유입풍(A2)의 대부분이 제 1 회전판(121)의 접선에 대하여 항상 90°보다 작은 각 을 가지고 입사된다. 따라서 상기 제 1 회전판(121)의 원주를 따라 팬부재안착부(P)로 유입된 후 제 1 회전판(121)으로 유입되는 대부분의 2차 유입풍(A2) 또한 2차 작용부(122b)의 2차 충돌면(120b')과 충돌하여 제 1 팬부재(120a)를 회전방향(D)으로 회전시키는 2차 작용력(B)을 형성한다. 이에 따라 상기 제 1 팬부재(120a)는 2차 유입풍(A2)에 의해 그 회전력이 더욱 커진다.
또한, 2차 유입풍(A2)이 제 1 날개(122)의 회전 방향의 면(1차 충돌면(120a')의 반대면 또는 2차 충돌면(120b')의 반대면)과는 충돌하지 않게 되므로 제 1 날개(122)에 의한 공기 흐름의 마찰이 최소화되어 압력손실 또한 현저히 저하된다.
상기 도 3 및 도 5의 V형인 제 1 날개(122)를 가지는 제 1 팬부재(120a)와 종래기술의 날개(112)를 가지는 팬부재(110a)를 출력 1200W 및 2000W의 진공청소기에 적용한 경우의 팬부재의 RPM을 비교하였다.
출력이 1200W인 진공청소기의 경우에는 종래기술의 날개(112)를 가지는 팬부재(110a)가 적용된 진공청소기의 경우에는 팬부재(110a)의 RPM이 부하 시 3800, 무 부하 시 5200을 나타내었다.
그러나 본 발명에 따른 도 3 및 도 5의 V형인 제 1 날개(122)를 가지는 제 1 팬부재(120a)가 적용된 진공청소기의 경우에는 제 1 팬부재(120a)의 RPM이 부하 시 4200, 무 부하 시 5700을 나타내어 회전속도가 향상되었다.
출력이 2000W인 진공청소기의 경우에는 종래기술의 날개(112)를 가지는 팬부재(110a)가 적용된 진공청소기의 경우에는 팬부재(110a)의 RPM이 부하 시 3900, 무 부하 시 5200을 나타내었다.
그러나 본 발명에 따른 도 3 및 도 5의 V형인 제 1 날개(122)를 가지는 제 1 팬부재(120a)가 적용된 진공청소기의 경우에는 제 1 팬부재(120a)의 RPM이 부하 시 4300, 무 부하 시 5700을 나타내어 회전속도가 향상되었다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 팬부재(130a)의 사시도, 도 7은 제 2 날개(132)의 구조를 나타내는 도면, 도 8은 도 6의 제 2 팬부재(130a)를 구비한 제 2 터빈팬유닛(130)의 작용상태도이다.
도 6 내지 도 8에서와 같이 제 2 팬부재(130a)는 U자 형상의 제 2 날개(132)를 구비한다. 상기 제 2 날개(132)의 경우에도 상기 1차 작용부(132a)와 2차 작용부(132b) 사이의 상기 제 2 끼인각(IA2)이 상기 제 2 회전판(131)의 둘레 영역에서 제 2 팬부재(130a) 내부로 유입되는 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 항상 회전 방향에 대하여 반대에 위치되는 제 2 날개(132)의 1차 충돌면(130a') 또는 2차 충돌면(130b')과 충돌하도록 하는 각도를 가진다. 상기 제 2 끼인각(IA2) 또한 약 100°보다 작은 각을 가지는 경우 본 발명의 목적을 달성하기에 충분하다. 그러나 상기 제 2 끼인각(IA2) 또한 유입풍의 대부분이 날개의 유입구(013a)와 대향하는 충돌면에 충돌하도록 하는 본 발명의 조건을 충족하는 경우 상기 100°보다 큰 각 을 가질 수 있다.
그리고 상기 제 2 날개(132) 또한, 상기 제 2 회전판(131)의 둘레 영역에서 제 2 팬부재(130a) 내부로 유입되는 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 항상 회전 방향에 대하여 반대에 위치되는 제 2 날개(132)의 1차 충돌면(130a') 또는 2차 충돌면(130b')과 충돌하도록 상기 제 2 회전판(131) 상에 배치된다.
도 6 내지 도 8의 경우 상기 제 2 날개(132)들이 제 2 만곡점(C2)을 지나는 중심선이 제 2 회전판(131)의 접선과 평행하도록 배치되는 것으로 도시하였으나, 상기 제 2 날개(132)들은 상기 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)이 상기 제 2 날개(132)들의 배면과 충돌하지 않도록 배치되면 족하다.
이러한 구조에 의해 유입구(103a) 측에서 유입되는 1차 유입풍(A1)은 1차 작용부(132a)의 1차 충돌면(130a')과 충돌하여 제 2 팬부재(130a)를 회전시킨다. 그리고 제 2 팬부재(130a)의 원주둘레를 따라 팬부재안착부(P)로 유입된 2차 유입풍(A2)은 제 2 회전판(131)으로 유입된 후 2차 작용부(132b)의 2차 충돌면(130b')과 충돌하여 2차 작용력(B)을 생성한다.
이를 위해 상기 제 2 날개(132)는 2차 유입풍(A2)이 2차 작용부(132b)의 2차 충돌면(130b')과 충돌하는 곡률을 가지도록 형성된다. 이러한 제 2 날개(132)는 초점을 가지는 포물선 형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
상기 도 6 내지 도 8의 U형인 제 2 날개(132)를 가지는 제 2 팬부재(130a)와 종래기술의 날개(112)를 가지는 팬부재(110a)를 출력 2000W의 진공청소기에 적용한 경우를 비교하였다.
종래기술의 날개(112)를 가지는 팬부재(110a)가 적용된 출력 2000W의 진공청소기의 경우에는 부하 시 팬부재(110a)의 RPM이 3700, 무 부하 시 5000을 나타내었다.
그러나 본 발명에 따른 도 6 내지 도 8의 U형인 제 2 날개(132)를 가지는 제 2 팬부재(130a)가 적용된 출력 2000W의 진공청소기의 경우에는 제 2 팬부재(130a)의 RPM이 부하 시 4200, 무 부하 시 5700을 나타내어 회전속도가 향상되었다.
상술한 본 발명의 실시예의 설명에서 상기 1차 유입풍(A1)과 2차 유입풍(A2)은 본 발명의 유입풍을 나타낸다. 상기 제 1 터빈팬유닛(120) 및 제 2 터빈팬유닛(130)은 본 발명의 터빈팬유닛을 나타낸다. 상기 제 1 팬부재(120a)와 제 2 팬부재(130a)는 본 발명의 팬부재를 나타낸다.
본 발명의 날개는 또한 상기 제 1 만곡점(C1) 또는 제 2 만곡점(C2)이 다수 개가 형성되도록 구성될 수도 있다.
상술한 본 발명은 캐니스터형 진공청소기, 배낭형 진공청소기, 핸디형 진공청소기 등 모든 진공청소기에 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명은 산업용, 가정용, 업소용 청소기 등의 청소용 기기에 적용될 수 있다.
도 1은 일반적인 터빈브러시유닛(100), 호스(200) 및 본체(300)를 구비한 진공청소기(1)의 사시도,
도 2는 도 1의 터빈브러시유닛(100)의 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 팬부재(120a)의 사시도,
도 4는 제 1 날개(122)의 구조를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 팬부재(130a)의 사시도,
도 7은 제 2 날개(132)의 구조를 나타내는 도면,
도 8은 도 6의 제 2 팬부재(130a)를 구비한 제 2 터빈팬유닛(130)의 작용상태도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
120: 제 1 터빈팬유닛 120a: 제 1 팬부재
120a', 130a': 1차 충돌면 120b', 130b': 2차 충돌면
121, 131: 제 1 및 제 2 회전판 122: 제 1 날개
130: 제 2 터빈팬유닛 130a: 제 2 팬부재
132: 제 2 날개 122a, 132a: 1차 작용부
122b, 132b: 2차 작용부 A1: 1차 유입풍
A2: 2차 유입풍 B: 2차 작용력
D: 회전방향 P: 팬부재안착부
IA1, IA2: 제 1, 제 2 끼인각 C1, C2: 제 1, 제 2 만곡점
Claims (10)
- 터빈브러시케이스;상기 터빈브러시케이스에 내장되는 브러시부재; 및,다수의 날개를 구비하여 유입구를 통해 유입되는 유입풍에 의해 회전되어 상기 브러시부재를 회전시키는 터빈팬유닛;을 포함하며,상기 터빈팬유닛으로 유입되는 상기 대부분의 유입풍이 상기 유입구에 대향하는 상기 날개의 충돌면에서 충돌되도록, 상기 다수 개의 날개는 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 1항에 있어서,상기 다수 개의 날개는, 만곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 2 항에 있어서,상기 다수 개의 날개는, 상기 만곡점과 상기 날개의 끝단을 잇는 선이 만나는 끼인각이 100도 보다 작은 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 1항에 있어서,상기 유입구에서 처음으로 상기 다수 개의 날개 중 하나와 부딪히는 1차 유 입풍이 상기 날개와 부딪히는 각은 90° 이하인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 1 항에 있어서,상기 날개는 U자형인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수 개의 날개는 V자형인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 본체; 호스; 및 상기 호스와 연결된 터빈브러시유닛;을 포함하며,상기 터빈브러시유닛이,터빈브러시케이스;상기 터빈브러시케이스에 내장되는 브러시부재;다수의 날개를 구비하여 유입구를 통해 유입되는 유입풍에 의해 회전되어 상기 브러시부재를 회전시키는 터빈팬유닛;을 포함하며,상기 터빈팬유닛으로 유입되는 상기 대부분의 유입풍이 상기 유입구에 대향하는 상기 날개의 충돌면에서 충돌되도록, 상기 다수 개의 날개는 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
- 제 7항에 있어서, 상기 다수 개의 날개는 만곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
- 제 8항에 있어서, 상기 날개는 V자형인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
- 제 7 항에 있어서,상기 날개는 U자형인 것을 특징으로 하는 진공청소기의 터빈브러시유닛.
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