KR20160049881A

KR20160049881A - 청소기

Info

Publication number: KR20160049881A
Application number: KR1020140147642A
Authority: KR
Inventors: 현기탁; 이승엽; 안혁진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-10
Also published as: CN105534407A; US20160113463A1; EP3998006B1; EP3998006A1; KR101641261B1; EP3015041B1; EP3015041A1; CN105534407B; US10849476B2; US20190090707A1

Abstract

본 발명은 집진장치의 외관을 형성하는 케이스의 내부에 설치되고, 하부에서 이물질과 함께 유입된 공기로부터 먼지를 분리하여 상부의 배출구를 통해 제1 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제1사이클론; 상기 케이스의 내주면을 따라 복수로 배열되고, 상기 제1사이클론을 통과한 공기로부터 미세먼지를 분리하여 상기 제1 먼지 저장부와 구분되는 제2 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 케이스에 힌지 결합되어 상기 제1사이클론, 상기 제1 먼지 저장부 및 상기 제2 먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 먼지와 상기 미세먼지가 동시에 배출되도록 상기 힌지에 의해 회전되어 상기 제1 먼지 저장부와 상기 제2 먼지 저장부를 동시에 개방시키는 하부 커버부를 포함하는 청소기를 제공한다.

Description

청소기{VACUUM CLEANER}

본 발명은 다중 사이클론을 통해 먼지와 미세먼지를 분리하여 집진하고, 집진된 먼지를 용이하게 배출할 수 있도록 이루어진 집진장치와 이를 구비하는 청소기에 관한 것이다.

진공 청소기는 흡입모터로부터 형성되는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들이고, 공기에 포함된 먼지나 티끌을 먼지로부터 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치다.

진공 청소기의 종류는 ⅰ) 캐니스터 타입(canister type), ⅱ) 업라이트 타입(upright type), ⅲ) 핸드 타입(hand type), ⅳ) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분할 수 있다.

캐니스터 타입의 진공 청소기는 오늘날 가정에서 가장 많이 사용되는 진공 청소기로 흡입노즐과 본체를 연결관에 의해 연통시킨 방식의 진공 청소기다. 캐니스터 타입은 청소기 본체, 호스, 파이프, 솔 등으로 구성되어 흡입력만으로 청소를 수행하기 때문에 딱딱한 바닥을 청소하기에 적합하다.

이에 반해 업라이트 타입의 진공 청소기는 흡입노즐과 본체를 일체형으로 형상한 형태의 진공 청소기다. 업라이트 타입의 진공 청소기는 회전브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다.

어느 타입의 청소기든지 현재 유통되고 있는 진공 청소기에서는 청소를 완료한 후에 집진장치에 집진된 먼지(이물질, 오물, 티끌 등)를 집진장치로부터 배출하여 버려야 한다. 그리고 집진장치로부터 먼지를 배출하는 과정에서 다시 먼지가 의도하지 않은 곳으로 배출되는 것은 바람직하지 않다.

그러나, 종래의 청소기들은 여러 가지 문제점이 있었다.

먼저 종래의 청소기에서는 먼지가 필터에 고착됨에 따라 이로 인해 필터에 의해 분리되어야 할 먼지의 일부가 분리되지 못하는 현상이 발생하였다. 또한, 필터에 고착된 먼지는 미세 먼지의 유동을 방해하여 필터에는 먼지와 미세 먼지가 함께 뒤엉키는 문제가 발생하였고, 집진장치에서 먼지를 배출하는 경우에도 필터에 고착된 먼지와 뒤엉킨 먼지 등이 잘 분리되지 않는 문제가 발생하였다. 필터에 고착된 먼지는 공기의 흐름을 방해하여, 청소기의 전체적인 효율을 감소시켰다.

그리고, 종래의 청소기는 먼지 배출 과정에서도 사용자에게 편의성의 제공함에 있어 한계가 존재하였다. 먼지를 배출하는 과정에서 먼지가 흩날리는 진공 청소기가 있는가 하면, 먼지를 배출하기 위해 지나치게 복잡한 과정을 필요로 하는 진공 청소기도 존재하였다.

따라서, 먼지 배출 과정에서 사용자에게 충분한 편의성을 제공할 수 있는 집진장치와 이를 구비하는 청소기에 대하여 고려할 필요가 있다.

본 발명의 일 목적은 사용자에게 편의성을 제공할 수 있는 집진장치와 이를 구비하는 청소기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 먼지와 미세먼지를 구분하여 집진하고 집진된 먼지와 미세먼지를 동시에 배출할 수 있는 구조의 청소기를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 먼지의 용이한 배출을 위해 먼지를 압축할 수 있는 구조의 청소기를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 청소기는, 집진장치의 외관을 형성하는 케이스의 내부에 설치되고, 하부에서 이물질과 함께 유입된 공기로부터 먼지를 분리하여 상부의 배출구를 통해 제1 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제1사이클론; 상기 케이스의 내주면을 따라 복수로 배열되고, 상기 제1사이클론을 통과한 공기로부터 미세먼지를 분리하여 상기 제1 먼지 저장부와 구분되는 제2 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제2사이클론; 및 상기 케이스에 힌지 결합되어 상기 제1사이클론, 상기 제1 먼지 저장부 및 상기 제2 먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 먼지와 상기 미세먼지가 동시에 배출되도록 상기 힌지에 의해 회전되어 상기 제1 먼지 저장부와 상기 제2 먼지 저장부를 동시에 개방시키는 하부 커버부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1사이클론은, 상기 케이스의 중앙으로부터 편심되게 설치되고, 상기 제1 먼지 저장부로 연통되도록 상기 배출구를 구비하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 하우징의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되며, 상기 하우징의 내부로 유입된 공기로부터 먼지를 분리하도록 형성되는 메쉬 필터를 포함할 수 있다.

상기 메쉬 필터의 내경은 상부에서 하부로 갈수록 점점 좁아질 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기는, 상기 케이스보다 좁은 내경을 갖도록 형성되며, 상기 케이스의 내부에 설치되는 내부 케이스; 상기 내부 케이스로 둘러싸이는 공간에 형성되고, 상기 배출구와 상기 제1 먼지 저장부를 잇는 먼지 유로; 및 상기 내부 케이스와 상기 케이스의 사이에 형성되며, 상기 제2사이클론의 출구와 상기 제2 먼지 저장부를 잇는 미세먼지 유로를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 먼지 저장부는 상기 하우징과 상기 케이스에 의해 둘러싸여 상기 하우징의 양측에 각각 형성되고, 상기 제2사이클론에서 배출되어 상기 미세먼지 유로를 통해 유입된 미세먼지를 저장하도록 이루어질 수 있다.

상기 청소기는, 상기 제1사이클론으로부터 배출된 공기의 유동을 복수의 제2사이클론으로 분배하도록 상기 제1사이클론의 출구와 상기 제2사이클론의 입구를 연결하는 연결 유로; 및 상기 제2사이클론으로 유입되는 공기의 유동을 가이드 하도록 적어도 일부가 상기 제2사이클론의 입구로부터 돌출되어 형성되는 가이드 유로를 더 포함할 수 있다.

상기 청소기는, 상기 제1사이클론으로부터 배출된 공기가 상기 제1 먼지 저장부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 연결 유로와 상기 먼지 유로의 경계를 형성하는 제1구획판; 및 상기 제2사이클론으로부터 배출된 공기가 상기 연결 유로로 유입되는 것을 방지하도록 상기 연결 유로와 상부 커버부 사이의 공간을 구획하는 제2구획판을 더 포함할 수 있다.

상기 청소기는, 상기 미세먼지 유로의 바닥면을 형성하며, 상기 제2사이클론에서 상기 미세먼지 유로로 배출된 미세먼지의 유동을 상기 제2 먼지 저장부로 유도하도록 경사지게 형성되는 경사부; 및 상기 내부 케이스와 함께 상기 제1 먼지 저장부와 상기 제2 먼지 저장부의 경계를 형성하고, 상기 경사부에서 상기 하부 커버부까지 연장되어 상기 미세먼지 유로와 상기 제2 먼지 저장부의 단차를 형성하는 단차부를 더 포함할 수 있다.

상기 청소기는, 상기 청소기는 상기 제1 먼지 저장부로 집진된 먼지를 상기 단차부와 인접한 영역에 압축하도록 상기 케이스 내에서 왕복 운동하는 압축장치를 더 포함할 수 있다.

상기 압축장치는, 왕복 운동에 의해 상기 제1 먼지 저장부에 집진된 먼지를 압축하는 블레이드; 상기 블레이드와 연결되고, 상기 블레이드의 회전 중심축을 형성하는 회전축; 및 상기 회전축과 상대 회전 가능하게 형성되고, 상기 하우징의 외주면에 결합되는 고정부를 포함할 수 있다.

상기 압축장치는 상기 집진장치의 외부로 노출되도록 상기 하부 커버부를 관통하며, 상기 집진장치가 청소기 본체에 결합되었을 때 상기 압축장치는 상기 청소기 본체의 기어와 서로 맞물려 회전할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제2사이클론은 상기 제1사이클론의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1사이클론과 복수의 상기 제2사이클론은 원을 이루도록 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 집진장치의 입구는 상기 제1사이클론의 내부 공간과 연통되도록 상기 하부 커버부에 형성되고, 상기 제1사이클론으로 유입된 공기의 선회 운동을 유도하도록 상기 제1사이클론의 중심으로부터 편심되게 배치될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 하부 커버부를 이용하여 제1먼지통과 제2먼지통을 한번에 개방시킬 수 있으므로 제1먼지통에 집진 및 압축된 먼지와 제2먼지통에 집진 및 압축된 미세먼지를 동시에 배출할 수 있다. 특히 먼지와 미세먼지는 압축장치에 의해 압축되어 있으므로 중력에 의해 집진장치로부터 쉽게 낙하할 수 있고, 사용자는 먼지와 미세먼지를 더욱 용이하게 배출할 수 있다.

또한 본 발명은, 압축장치에 의하여 먼지를 압축할 수 있으므로, 집진된 먼지의 흩날림을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 청소기 본체의 개념도.
도 2는 본 발명과 관련된 집진장치의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 집진장치의 분리 사시도.
도 4는 도 2의 집진장치를 라인 V1-V1에 따라 자르고 바라본 종단면도.
도 5는 도 2의 집진장치를 라인 V2-V2에 따라 자르고 바라본 종단면도.
도 6은 도 5의 집진장치를 라인 H1-H1에 따라 자르고 바라본 횡단면도.
도 7은 도 5의 집진장치를 라인 H2-H2에 따라 자르고 바라본 횡단면도.
도 8은 도 5의 집진장치를 라인 H3-H3에 따라 자르고 바라본 횡단면도.
도 9는 도 5의 집진장치를 라인 H4-H4에 따라 자르고 바라본 횡단면도.

이하, 본 발명에 관련된 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 청소기(10)의 개념도다.

청소기(10)는 내부에 흡입력을 발생시키는 진공 모터(미도시)를 구비하는 청소기 본체(11)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 청소기(10)는 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 흡입 노즐(미도시)과 상기 흡입 노즐을 상기 청소기 본체(11)에 연결하는 연결관(미도시)을 더 포함한다. 본 발명에서 흡입 노즐 및 연결관의 기본적인 구성은 종래와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

청소기 본체(11)의 전면 하단부에는 흡입 노즐을 통해 흡입된 공기 및 상기 공기에 포함된 이물질을 흡입하는 흡입부(12)가 형성된다. 공기와 이물질은 진공 모터의 작동에 의해 흡입부(12)로 유입된다. 흡입부(12)로 유입된 공기와 이물질은 집진장치(100)로 유입되며, 집진장치(100)에서 서로 분리된다.

집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 착탈 가능하게 형성된다. 그리고 집진장치(100)는 흡입된 공기로부터 이물질을 분리 및 집진하도록 이루어진다. 집진장치(100)에 대한 설명은 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명과 관련된 집진장치(100)의 사시도다.

케이스(101)는 집진장치(100)의 외관을 형성한다. 케이스(101)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1사이클론(110)은 케이스(101)의 내부에 설치된다. 제1사이클론(110)은 하부에서 이물질과 함께 유입된 공기로부터 먼지를 분리하여 제1 먼지 저장부(105)로 배출하도록 이루어진다. 제1사이클론(110)은 하우징(111)과 메쉬 필터(112)를 포함한다.

하우징(111)은 메쉬 필터(112)를 수용하도록 중공부를 구비한다. 예를 들어 하우징(111)은 케이스(101)와 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(111)은 케이스(101)의 중앙으로부터 편심되게 설치된다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 케이스(101)의 중앙에는 압축장치(160)의 회전축(162)이 설치되고, 하우징(111)은 회전축(162)의 일측에 설치될 수 있다.

메쉬 필터(112)는 하우징(111)의 내부에 설치된다. 메쉬 필터(112)는 하우징(111)의 내부로 유입된 공기로부터 먼지를 분리하도록 형성된다. 메쉬 필터(112)에는 공기와 미세 먼지가 통과할 수 있는 다수의 홀이 형성된다. 메쉬 필터(112)는 하우징(111)의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장된다.

공기와 이물질은 흡입부(12)와 집진장치(100)의 입구(191)를 통해 제1사이클론(110)의 내부로 유입된다. 공기에 포함된 이물질은 먼지와 상기 먼지보다 작고 가벼운 미세먼지로 구분할 수 있다.

제1사이클론(110)은 원심력을 이용하여 공기로부터 먼지를 분리한다.

공기와 미세먼지에 비해 상대적으로 무거운 먼지는 하우징(111)의 외주면을 따라 선회 운동하며 제1 먼지 저장부(105)로 배출된다. 먼지가 제1 먼지 저장부(105)로 배출될 수 있는 구조에 대하여는 도 3을 참조하여 후술한다.

먼지에 비해 상대적으로 가벼운 공기와 미세먼지는 메쉬 필터(112)의 홀을 통과해 메쉬 필터(112)의 중공부를 따라 상승하며 제1사이클론(110)으로부터 배출되어 제2사이클론(120)으로 유입된다. 공기와 미세먼지가 제2사이클론(120)으로 유입될 수 있는 구조에 대하여는 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 후술한다.

제2사이클론(120)은 케이스(101)의 내주면을 따라 복수로 배열된다. 예를 들어 제2사이클론(120)은 원통형으로 형성되는 케이스(101)의 내주면을 따라 원을 그리면서 배열될 수 있다. 복수의 제2사이클론(120)의 상부는 서로 인접하게 배치될 수 있다.

제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되도록 배치된다. 제2사이클론(120)의 연장 방향은 제1사이클론(110)의 연장 방향과 실질적으로 평행할 수 있다. 사이클론의 연장 방향이란 상단과 하단을 잇는 직선이 향하는 방향으로 이해할 수 있다.

제2사이클론(120)은 제1사이클론(110)을 통과한 공기로부터 미세먼지를 분리하여 제2 먼지 저장부(106)로 배출하도록 이루어진다. 제2사이클론(120)의 원리는 제1사이클론(110)의 원리와 동일한다. 미세먼지에 비해 상대적으로 가벼운 공기는 제2사이클론(120)의 선회류출구(121)를 통해 배출된다. 공기는 집진장치(100)의 출구(192)로 배출된다. 공기로부터 미처 분리되지 못한 초미세먼지를 분리하도록 선회류출구(121)를 덮는 필터(미도시)가 추가될 수 있다. 공기에 비해 상대적으로 무거운 미세먼지는 제2사이클론(120) 내에서 선회 운동하면서 제2사이클론(120)의 하부 출구로 배출된다. 미세먼지는 제2 먼지 저장부(106)로 집진된다.

하부 커버부(130)는 케이스(101)에 힌지(131) 결합되어 제1사이클론(110), 제1 먼지 저장부(105) 및 제2 먼지 저장부(106)의 바닥면을 형성한다. 하부 커버부(130)에 의해 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)는 각각 기밀을 유지한다. 먼지와 미세먼지는 각각 하부 커버부(130)에 쌓인다.

하부 커버부(130)는 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되도록 힌지(131)에 의해 회전되어 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)를 동시에 개방시킨다. 하부 커버부(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)가 동시에 개방되면, 사용자는 먼지와 미세먼지를 동시에 배출할 수 있다. 따라서 본 발명은 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)를 별도로 개방시킬 필요가 없으며 1회적 동작으로 먼지와 미세먼지를 함께 배출할 수 있다.

집진장치(100)의 상부에는 상부 커버부(140)가 결합된다. 상부 커버부(140)의 일측에는 집진장치(100)의 출구(192)가 형성된다. 제2사이클론(120)의 선회류출구(121)로 배출된 공기는 출구(192)를 통해 집진장치(100)에서 배출된다.

집진장치(100)는 상기 집진장치(100)의 내부 공간을 구획하는 제1구획판(115)과 제2구획판(125)을 포함한다. 제1구획판(115)과 제2구획판(125)은 공기의 유로를 서로 구분하고 공기로부터 분리된 먼지나 미세먼지가 다시 공기와 섞이는 것을 방지하기 위한 것이다. 제1구획판(115)과 제2구획판(125)에 대하여는 후술한다.

제1 먼지 저장부(105)로 유입된 먼지는 압축장치(160)에 의하여 압축된다.

압축장치(160)는 제1 먼지 저장부(105)로 집진된 먼지를 압축하도록 케이스(101) 내에서 왕복 운동한다. 압축장치(160)는 블레이드(161), 회전축(162) 및 고정부(163)를 포함한다.

블레이드(161)는 왕복 운동에 의해 제1 먼지 저장부(105)에 집진된 먼지를 압축한다. 청소기(10)가 작동하는 동안 블레이드(161)는 계속해서 회전축(162)을 중심으로 왕복 운동한다. 블레이드(161)에 의해 제1 먼지 저장부(105)에 집진된 먼지는 제1 먼지 저장부(105)의 일 영역에 압축된다.

회전축(162)은 블레이드(161)와 연결된다. 회전축(162)은 블레이드(161)의 회전 중심축을 형성한다. 회전축(162)이 제자리에서 회전하면, 상기 회전축(162)과 연결되어 있는 블레이드(161)는 회전축(162)을 중심으로 회전할 수 있다.

고정부(163)는 회전축(162)과 상대 회전 가능하게 형성된다. 고정부(163)는 하우징(111)의 외주면에 결합된다. 고정부(163)가 하우징(111)에 결합되어 있으므로, 하부 커버부(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1 먼지 저장부(105)가 개방되더라도 블레이드(161) 및 회전축(162)은 제자리에 고정될 수 있다.

제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)는 서로 구분된다. 집진장치(100)는 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)를 서로 구획하도록 케이스(101)의 내부에 설치되는 내부 케이스(102)를 포함한다. 내부 케이스(102)에 의해 구분되는 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)는 도 3의 도면을 참조하면 더욱 상세하게 알 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 집진장치(100)의 분리 사시도다.

집진장치(100)의 입구는 제1사이클론(110)의 내부 공간과 연통되도록 하부 커버부(130)에 형성된다. 집진장치(100)의 입구는 제1사이클론(110)으로 유입된 공기의 선회 운동을 유도하도록 제1사이클론(110)의 중심으로부터 편심되게 배치된다. 이러한 구조는 도 6에서 더욱 명확하게 확인할 수 있다.

제1사이클론(110)은 공기로부터 먼지를 분리하여 상부의 배출구(111a)를 통해 제1 먼지 저장부(105)로 배출하도록 이루어진다. 하우징(111)은 제1 먼지 저장부(105)로 연통되도록 배출구(111a)를 구비한다. 배출구(111a)는 하우징(111)의 적어도 일부가 절개되어 형성될 수 있다.

제1사이클론(110)을 통과하면서 상대적으로 가벼운 공기와 미세먼지는 메쉬 필터(112)의 중공부를 통해 제1사이클론(110)의 위로 빠져나가며, 복수의 제2사이클론(120)으로 분배된다. 이에 반해 상대적으로 무거운 먼지는 배출구(111a)를 통해 제1사이클론(110)으로부터 배출된다.

내부 케이스(102)는 케이스(101)보다 좁은 내경을 갖도록 형성되며, 케이스(101)의 내부에 설치된다. 내부 케이스(102)는 케이스(101)의 내부 공간을 구획하도록 이루어진다. 예를 들어, 내부 케이스(102)는 먼지 유로(181)와 미세먼지 유로(171)를 구분한다.

내부 케이스(102)는 케이스(101)와 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 다만, 내부 케이스(102)의 형상이 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 3을 참조하면, 제1 먼지 저장부(105)의 위에 먼지 유로(181)가 형성되며, 먼지 유로(181)의 둘레에 미세먼지 유로(171)가 형성된다. 먼지 유로(181)의 반지름은 제1 먼지 저장부(105)의 반지름보다 작다.

먼지 유로(181)는 내부 케이스(102)로 둘러싸이는 공간에 형성된다. 먼지 유로(181)는 내부 케이스(102)에 의해 정의된다. 내부 케이스(102)는 제1사이클론(110)의 배출구(111a)와 제1 먼지 저장부(105)를 잇는다. 따라서, 제1사이클론(110)의 배출구(111a)를 통해 배출된 먼지는 먼지 유로(181)를 통해 제1 먼지 저장부(105)로 집진된다.

메쉬 필터(112)의 내경은 상부에서 하부로 갈수록 점점 좁아진다. 본 발명에서 하부 커버부(130)의 바닥면은 하부 커버부(130)에 의해 형성된다. 따라서, 하부 커버부(130)가 힌지(131a, 131b)에 의해 회전하여 제1사이클론(110)이 개방되면, 제1사이클론(110)에 고착된 먼지 또는 미세먼지도 개방된 부분을 통해 외부로 배출될 수 있다. 메쉬 필터(112)의 내경이 상부에서 하부로 갈수록 점점 좁아지는 형상에 의해 메쉬 필터(112)에 고착된 먼지 또는 미세먼지는 메쉬 필터(112)로부터 쉽게 분리되어 배출될 수 있다.

미세먼지 유로(171)는 내부 케이스(102)와 케이스(101) 사이에 형성된다. 미세먼지 유로(171)는 먼지 유로(181)의 둘레에 형성된다. 미세먼지 유로(171)는 제2사이클론(120)의 하부 출구와 제2 먼지 저장부(106)를 잇는다. 따라서, 제2사이클론(120)의 하부 출구를 통해 배출된 미세먼지는 미세먼지 유로(171)를 통해 제2 먼지 저장부(106)로 집진된다.

제2 먼지 저장부(106)는 제1사이클론(110)의 하우징(111)과 케이스(101)에 의해 둘러싸여 하우징(111)의 양측에 각각 형성된다. 미세먼지는 제2사이클론(120)에서 배출되며, 미세먼지 유로(171)를 통해 제2 먼지 저장부(106)로 유입된다. 제2 먼지 저장부(106)는 미세먼지 유로(171)를 통해 유입된 미세먼지를 저장하도록 이루어진다. 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)의 구조는 도 6을 참조하면 더욱 명확하게 파악할 수 있다.

미세먼지 유로(171)에는 경사부(172)와 단차부(173)가 형성된다.

경사부(172)는 미세먼지 유로(171)의 바닥면을 형성한다. 도시한 바와 같이 경사부(172)는 케이스(101)와 내부 케이스(102) 사이의 공간에 설치된다. 경사부(172)는 제2사이클론(120)에서 미세먼지 유로(171)로 배출된 미세먼지의 유동을 제2 먼지 저장부(106)로 유도하도록 경사지게 형성된다.

도 2와 도 3에는 경사부(172)의 구조가 경사를 형성하지 않는 것처럼 도시되어 있다. 그러나, 집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되었을 때는 도 1을 참조하여 확인할 수 있다. 잠시 도 1을 참조하면, 청소기 본체(11)에 집진장치(100)가 결합되어 있으며, 집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 결합될 때 기울어진 채로 결합된다.

따라서 다시 도 3을 참조하면, 집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되어 있는 상태에서 경사부(172)는 지면과 경사를 형성된다. 제2사이클론(120)의 하부 출구를 통해 배출된 미세먼지는 중력에 의해 경사부(172) 위에서 미끄러져 제2 먼지 저장부(106)에 집진된다.

단차부(173)는 내부 케이스(102)와 함께 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)의 경계를 형성한다. 이러한 구조는 도 6에서도 확인할 수 있다. 단차부(173)는 경사부(172)에서 하부 커버부(130)까지 연장되어 미세먼지 유로(171)와 제2 먼지 저장부(106)의 단차를 형성한다. 따라서 경사부(172) 위에서 미끄러진 미세먼지는 단차부(173)에서 중력에 의해 낙하하여 제2 먼지 저장부(106)에 집진될 수 있다.

단차부(173)는 하우징(111)의 양측에 각각 배치되고, 단차부(173)에 의해 제2 먼지 저장부(106)와 경사부(172)에는 단차가 형성된다. 따라서 제2 먼지 저장부(106)에 집진된 미세먼지는 미세먼지 유로(171)로 되돌아가지 않고, 바닥 커버부에 의해 제2 먼지 저장부(106)가 개방되기 전까지 제2 먼지 저장부(106)에 집진된 상태로 유지될 수 있다.

압축장치(160)는 제1 먼지 저장부(105)로 집진된 먼지를 단차부(173)와 인접한 영역에 압축한다. 앞서 설명한 바와 같이 집진장치(100)는 기울어진 채로 청소기 본체(11)에 결합되며, 이때 단차부(173)는 제1 먼지 저장부(105)에서 상대적으로 낮은 위치에 배치된다. 압축장치(160)의 동작에 의해 먼지는 양측 단차부(173)와 인접한 영역에 압축되며, 중력에 의해 압축된 상태로 유지될 수 있다.

압축장치(160)의 적어도 일부는 집진장치(100)의 외부로 노출되도록 하부 커버부(130)를 관통한다. 회전축(162)이 하부 커버부(130)를 관통하는 구성도 가능하며, 도 3에 도시한 바와 같이 하부 커버부(130)에 기어(164)가 설치되고, 상기 기어(164)에 회전축(162)이 결합되는 구성도 가능하다. 하부 커버부(130)에 기어(164)가 설치되었을 때, 이 기어(164)는 하부 커버부(130)와 상대 회전 가능하게 이루어진다. 어느 구성이건 압축장치(160)의 적어도 일부가 하부 커버부(130)와 상대 회전 가능하게 이루어져야 하며, 제1 먼지 저장부(105)를 실링하는 실링부재가 추가될 수 있다.

집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되었을 때 압축장치(160)는 청소기 본체(11, 도 1 참조)의 기어(미도시)와 서로 맞물려 회전한다. 청소기 본체(11)의 기어는 청소기 본체(11)의 구동부(미도시)로부터 구동력을 전달받는다. 청소기 본체(11)의 구동부는 예를 들어 모터(미도시)를 포함한다. 모터의 회전 반향에 반대 방향으로 반발력이 가해지면, 모터는 회전 방향을 반대 방향으로 바꿀 수 있다. 구동부의 모터는 흡입 모터(미도시)와 구별된다.

청소기 본체(11)의 기어에 전달된 구동력은 압축장치(160)에도 전달된다. 집진장치(100)의 기어(164)는 청소기 본체(11)의 기어를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전한다. 이에 따라 회전축(162) 및 블레이드(161)도 회전한다.

앞서 설명한 청소기 본체(11)의 구동부(예를 들어, 모터)는 구동력을 제공하는 회전 방향에 대하여 반대 방향으로 반발력을 받으면, 회전 방향을 반대 방향으로 바꿀 수 있다. 구동부의 회전 방향이 반대 방향으로 전환되면, 회전축(162) 및 블레이드(161)의 회전 방향도 반대 방향으로 전환될 수 있다.

이하에서는 집진장치(100)의 종단면도를 참조하여 공기로부터 이물질이 분리되는 과정을 설명한다.

도 4는 도 2의 집진장치(100)를 라인 V1-V1에 따라 자르고 바라본 종단면도다. 도 4는 제1 먼지 저장부(105)가 도시될 수 있도록 집진장치(100)를 자른 종단면도다.

흡입부(12)와 연결되는 집진장치(100)의 입구를 통해 공기와 이물질이 집진장치(100)로 유입된다. 공기와 이물질은 집진장치(100)에서 처음으로 제1사이클론(110)을 통과하게 된다.

제1사이클론(110)의 내부로 유입된 공기와 이물질은 하우징(111)의 내부에서 선회 운동을 하면서 상승한다. 원심력에 의해 상대적으로 무거운 먼지는 메쉬 필터(112)와 하우징(111) 사이의 공간에서 선회 운동하다가 제1사이클론(110) 상부의 배출구(111a)를 통해 배출된다. 먼지는 낙하하면서 먼지 유로(181)를 통과하고, 제1 먼지 저장부(105)에 집진된다. 압축장치(160)는 제1 먼지 저장부(105)에 집진된 먼지를 압축한다.

상대적으로 가벼운 공기와 미세먼지는 하우징(111)의 내부에 설치된 메쉬 필터(112)의 홀을 통과해 메쉬 필터(112)의 중공부를 통해 상승한다. 공기와 미세먼지는 제1사이클론(110)의 출구인 메쉬 필터(112)의 상부를 통해 배출된다.

제1구획판(115)은 제1사이클론(110)으로부터 배출된 공기가 제1 먼지 저장부(105)로 유입되는 것을 방지하도록 연결 유로(151)와 먼지 유로(181)의 경계를 형성한다. 제1구획판(115)은 제1 먼지 저장부(105)에 집진된 먼지가 연결 유로(151)로 유입되는 것도 방지한다.

연결 유로(151)는 제1사이클론(110)으로부터 배출된 공기의 유동을 복수의 제2사이클론(120)으로 분배하도록 제1사이클론(110)의 출구와 제2사이클론(120)의 입구를 연결한다. 공기와 미세먼지는 연결 유로(151)를 통과해 제2사이클론(120)으로 유입된다.

제2사이클론(120)에서 공기와 미세먼지는 제1사이클론(110)과 같은 원리에 의해 서로 분리된다. 상대적으로 무거운 미세먼지는 제2사이클론(120) 하부의 출구로 배출된다. 제2사이클론(120)의 하부 출구로 배출된 미세먼지는 미세먼지 유로(171)의 경사부(172)에서 미끄러져 제2 먼지 저장부(106)로 집진된다.

상대적으로 가벼운 공기는 제2사이클론(120)의 선회류출구(121)로 배출되며, 집진장치(100)의 출구(192)로 배출된다. 앞서 설명한 바와 같이 공기로부터 미처 분리되지 못한 초미세먼지를 여과하도록 선회류출구(121)를 덮는 필터(미도시)가 더 추가될 수 있다.

제2구획판(125)은 제2사이클론(120)으로부터 배출된 공기가 연결 유로(151)로 유입되는 것을 방지하도록 연결 유로(151)와 상부 커버부(140) 사이의 공간을 구획한다. 종단면도를 기준으로 제1 먼지 저장부(105)를 1층, 연결 유로(151)를 2층, 공기가 배출되는 배출 유로(152)를 3층으로 구분할 수 있다. 1층인 제1 먼지 저장부(105)의 바닥면은 하부 커버부(130)에 의해 형성되고, 1층과 2층의 경계는 제1구획판(115)에 의해 형성되며, 2층과 3층의 경계는 제2구획판(125)에 의해 형성된다.

도 5는 도 2의 집진장치(100)를 라인 V2-V2에 따라 자르고 바라본 종단면도다. 도 5는 제2 먼지 저장부(106)가 도시될 수 있도록 집진장치(100)를 자른 종단면도다.

공기가 집진장치(100)의 내부로 유입되어 제1사이클론(110)과 제2사이클론(120)에 의해 여과되는 과정은 앞서 도 4를 참조해 설명한 것과 동일하다. 도 5는 도 4에 도시되지 않은 제2 먼지 저장부(106)가 도시되어 있다.

제2사이클론(120) 하부의 출구를 통해 배출된 미세먼지는 미세먼지 유로(171)의 경사부(172) 위에서 미끄러져 단차부(173)에서 낙하하며, 제2 먼지 저장부(106)에 집진된다. 제2 먼지 저장부(106)는 하우징(111)의 양측에 각각 형성될 수 있다.

나머지 구성요소 및 집진장치(100)의 작동에 관하여는 도 4에서 설명한 것으로 갈음한다.

이하에서는 집진장치(100)의 종단면도를 참조하여 공기로부터 이물질이 분리되는 과정을 설명한다. 종단면도는 공기의 유동에 대하여 확인할 수 있으나, 집진장치(100)의 일부 구성요소에 대하여는 그 세부 구조를 확인하기 어려운 바, 이하의 횡단면도를 참조하면 종단면도에서 확인하기 어려운 구성요소의 세부 구조를 확인할 수 있다.

도 6은 도 5의 집진장치(100)를 라인 H1-H1에 따라 자르고 바라본 횡단면도다.

케이스(101)는 원통형으로 형성된다.

제1사이클론(110)은 케이스(101)의 내부에 편심되게 배치된다. 제1사이클론(110)은 하우징(111)과 메쉬 필터(112)를 포함한다. 하우징(111)은 중공부를 구비하며, 메쉬 필터(112)는 상기 중공부에 설치된다.

집진장치(100)의 입구도 하우징(111)의 중심으로부터 편심되게 배치된다. 입구가 편심됨에 따라 하우징(111)의 내부로 유입된 공기는 하우징(111) 내에서 선회 운동할 수 있다.

압축장치(160)는 제1 먼지 저장부(105)에 설치된다. 회전축(162)은 케이스(101)의 중심에 설치된다. 고정부(163)는 하우징(111)에 고정된다. 블레이드(161)는 양쪽 단차부(173) 사이에서 왕복 운동하도록 이루어진다. 따라서, 제1 먼지 저장부(105)에 저장된 먼지는 양쪽 단차부(173)와 인접한 영역에 압축된다.

내부 케이스(102)는 단차부(173)와 케이스(101)를 연결한다. 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)는 케이스(101)의 내부 공간을 서로 구획하여 형성된다. 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)의 테두리를 케이스(101)에 의해 형성된다. 제1 먼지 저장부(105)와 제2 먼지 저장부(106)는 단차부(173)와 내부 케이스(102)에 의해 서로 구획된다.

도 7은 도 5의 집진장치(100)를 라인 H2-H2에 따라 자르고 바라본 횡단면도다.

하우징(111)의 상부는 막혀 있고, 메쉬 필터(112)의 중공부는 개방되어 있다(도 3 참조). 메쉬 필터(112)의 중공부로부터 배출된 공기와 미세먼지는 연결 유로(151)를 통해 제2사이클론(120)으로 분배된다. 연결 유로(151)의 바닥면은 제1구획판(115)에 의해 형성된다.

제2사이클론(120)의 중심에는 선회류출구(121)가 형성된다. 가이드 유로(122)는 제2사이클론(120)으로 유입되는 공기의 유동을 가이드 하도록 적어도 일부가 제2사이클론(120)의 입구로부터 돌출되어 형성된다. 제2사이클론(120)으로 분배된 공기와 미세먼지는 제2사이클론(120)에서 선회 운동하면서 서로 분리된다.

도 7에는 집진장치(100)의 출구(192)가 도시되어 있으나, 연결 유로(151)와 집진장치(100)의 출구(192)는 서로 연통되지 않도록 막혀있다. 따라서, 미세먼지가 집진장치(100)의 출구(192)로 배출되는 것은 아니다.

도 8은 도 5의 집진장치(100)를 라인 H3-H3에 따라 자르고 바라본 횡단면도다.

하우징(111)은 먼지를 먼지 유로(181)로 배출하는 배출구(111a)를 구비한다.

제2사이클론(120)의 하부 출구를 통해 미세먼지 유로(171)로 배출된 미세먼지는 경사부(172) 위에서 미끄러지고 단차부(173)에서 낙하하여 제2 먼지 저장부(106)로 집진된다. 도 8을 참조하면, 내부 케이스(102)에 의해 정의되는 공간에 먼지 유로(181)가 형성되며, 내부 케이스(102)와 케이스(101) 사이의 공간에 미세먼지 유로(171)가 형성된다.

나머지 구성요소에 대한 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 9는 도 5의 집진장치(100)를 라인 H4-H4에 따라 자르고 바라본 횡단면도다.

제2사이클론(120)의 선회류출구(121)로 배출된 공기는 배출 유로(152)를 통해 집진장치(100)의 출구(192)로 빠져나간다. 배출 유로(152)의 바닥면은 제2구획판(125)에 의해 형성된다. 제2구획판(125)에 의해 배출 유로(152)는 다른 유로들과 구분되므로, 제2사이클론(120)의 선회류출구(121)로 배출된 공기가 다시 집진장치(100)의 내부로 유동할 수는 없다.

이상에서 설명된 청소기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10 : 청소기 100 : 집진장치
101 : 케이스 102 : 내부 케이스
110 : 제1사이클론 120 : 제2사이클론
130 : 하부 커버부 140 : 상부 커버부
160 : 압축장치

Claims

집진장치의 외관을 형성하는 케이스의 내부에 설치되고, 하부에서 이물질과 함께 유입된 공기로부터 먼지를 분리하여 상부의 배출구를 통해 제1 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제1사이클론;
상기 케이스의 내주면을 따라 복수로 배열되고, 상기 제1사이클론을 통과한 공기로부터 미세먼지를 분리하여 상기 제1 먼지 저장부와 구분되는 제2 먼지 저장부로 배출하도록 이루어지는 제2사이클론; 및
상기 케이스에 힌지 결합되어 상기 제1사이클론, 상기 제1 먼지 저장부 및 상기 제2 먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 상기 먼지와 상기 미세먼지가 동시에 배출되도록 상기 힌지에 의해 회전되어 상기 제1 먼지 저장부와 상기 제2 먼지 저장부를 동시에 개방시키는 하부 커버부를 포함하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제1사이클론은,
상기 케이스의 중앙으로부터 편심되게 설치되고, 상기 제1 먼지 저장부로 연통되도록 상기 배출구를 구비하는 하우징; 및
상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 하우징의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되며, 상기 하우징의 내부로 유입된 공기로부터 먼지를 분리하도록 형성되는 메쉬 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 메쉬 필터의 내경은 상부에서 하부로 갈수록 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 케이스보다 좁은 내경을 갖도록 형성되며, 상기 케이스의 내부에 설치되는 내부 케이스;
상기 내부 케이스로 둘러싸이는 공간에 형성되고, 상기 배출구와 상기 제1 먼지 저장부를 잇는 먼지 유로; 및
상기 내부 케이스와 상기 케이스의 사이에 형성되며, 상기 제2사이클론의 출구와 상기 제2 먼지 저장부를 잇는 미세먼지 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제4항에 있어서,
상기 제2 먼지 저장부는 상기 하우징과 상기 케이스에 의해 둘러싸여 상기 하우징의 양측에 각각 형성되고, 상기 제2사이클론에서 배출되어 상기 미세먼지 유로를 통해 유입된 미세먼지를 저장하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 청소기.
제4항에 있어서,
상기 제1사이클론으로부터 배출된 공기의 유동을 복수의 제2사이클론으로 분배하도록 상기 제1사이클론의 출구와 상기 제2사이클론의 입구를 연결하는 연결 유로; 및
상기 제2사이클론으로 유입되는 공기의 유동을 가이드 하도록 적어도 일부가 상기 제2사이클론의 입구로부터 돌출되어 형성되는 가이드 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제6항에 있어서,
상기 제1사이클론으로부터 배출된 공기가 상기 제1 먼지 저장부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 연결 유로와 상기 먼지 유로의 경계를 형성하는 제1구획판; 및
상기 제2사이클론으로부터 배출된 공기가 상기 연결 유로로 유입되는 것을 방지하도록 상기 연결 유로와 상부 커버부 사이의 공간을 구획하는 제2구획판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제4항에 있어서,
상기 미세먼지 유로의 바닥면을 형성하며, 상기 제2사이클론에서 상기 미세먼지 유로로 배출된 미세먼지의 유동을 상기 제2 먼지 저장부로 유도하도록 경사지게 형성되는 경사부; 및
상기 내부 케이스와 함께 상기 제1 먼지 저장부와 상기 제2 먼지 저장부의 경계를 형성하고, 상기 경사부에서 상기 하부 커버부까지 연장되어 상기 미세먼지 유로와 상기 제2 먼지 저장부의 단차를 형성하는 단차부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제8항에 있어서,
상기 청소기는 상기 제1 먼지 저장부로 집진된 먼지를 상기 단차부와 인접한 영역에 압축하도록 상기 케이스 내에서 왕복 운동하는 압축장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제9항에 있어서,
상기 압축장치는,
왕복 운동에 의해 상기 제1 먼지 저장부에 집진된 먼지를 압축하는 블레이드;
상기 블레이드와 연결되고, 상기 블레이드의 회전 중심축을 형성하는 회전축; 및
상기 회전축과 상대 회전 가능하게 형성되고, 상기 하우징의 외주면에 결합되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제10항에 있어서,
상기 압축장치는 상기 집진장치의 외부로 노출되도록 상기 하부 커버부를 관통하며, 상기 집진장치가 청소기 본체에 결합되었을 때 상기 압축장치는 상기 청소기 본체의 기어와 서로 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제2사이클론은 상기 제1사이클론의 연장 방향과 나란한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제1사이클론과 복수의 상기 제2사이클론은 원을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 집진장치의 입구는 상기 제1사이클론의 내부 공간과 연통되도록 상기 하부 커버부에 형성되고, 상기 제1사이클론으로 유입된 공기의 선회 운동을 유도하도록 상기 제1사이클론의 중심으로부터 편심되게 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.