KR20160089201A - 진공 청소기용 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 측면부 외관을 형성하며, 내부에 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론부를 구비하는 외부 케이스; 및 상기 외부 케이스의 상부에 장착되어 상기 제1사이클론부를 덮도록 배치되고, 상기 제1사이클론부의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론부와 상기 제2사이클론부를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 이루어지는 미세먼지 포집부를 구비하는 상부 케이스를 포함하며, 상기 제2사이클론부는, 상기 미세먼지 포집부의 좌우 양측에 각각 배치되고, 각각의 배출구가 상기 미세먼지 포집부의 내부와 연통되도록 설치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부를 포함하는 진공 청소기용 집진장치를 개시한다.

Description

진공 청소기용 집진장치{DUST COLLECTOR FOR VACUUM CLEANER}
본 발명은 멀티 사이클론을 통하여 진공 청소기 내로 유입된 공기에서 먼지와 미세먼지를 분리하여 집진하고, 집진된 먼지와 미세먼지를 배출하도록 이루어지는 진공 청소기용 집진장치에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들이고, 공기에 포함된 먼지나 티끌을 먼지로부터 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치이다.
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 흡입 노즐과 청소기 본체를 연결부재에 의해 연통시킨 방식의 진공 청소기이다. 캐니스터 타입은 흡입력만으로 청소를 수행하기 때문에 딱딱한 바닥을 청소하기에 적합하다.
이에 반해 업라이트 타입의 진공 청소기는 흡입 노즐과 청소기 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.
종래의 진공 청소기들은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.
일반적으로 멀티 사이클론 구조의 집진장치는 제1사이클론부 상에 제2사이클론부가 적층된 형태로 배치되거나, 이에 따른 높이 증가 이슈를 해결하기 위하여 제1사이클론부의 내부 또는 외부에 제2사이클론부가 배치된 형태를 가진다.
전자의 경우, 제2사이클론부의 효율적인 배치를 위하여 적층 형태가 제시되고 있으나, 단을 높일수록 집진장치의 전체적인 높이가 증가하고 높은 단으로 갈수록 유입되는 유동이 줄어든다는 데에 문제가 있었다. 또한, 사용자 편의를 위해 집진장치의 상부에 손잡이를 부가할 경우, 집진장치의 전체적인 높이가 훨씬 더 증가하게 된다는 문제가 있었다.
후자의 경우, 제2사이클론부의 가이드 유로 간의 간섭으로 인하여 제1사이클론부의 내부 또는 외부에 제2사이클론부를 효율적으로 배치하기가 어려웠다. 제1사이클론부의 내부 또는 외부에 제2사이클론부를 배치하더라도, 제2사이클론부의 개수가 현저하게 줄어들어 흡입력이 떨어졌고, 이는 청소 성능의 저하로 이어졌다. 또한, 먼지와 미세먼지를 저장하는 공간이 줄어들어, 집진된 먼지와 미세먼지를 자주 배출해주어야 하는 문제가 따랐다.
뿐만 아니라, 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.
본 발명은 멀티 사이클론 구조를 개선하여, 제1사이클론부 상에 제2사이클론부를 적층된 형태로 배치하면서도, 보다 많은 제2사이클론을 효율적으로 배치하여 청소 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 진공 청소기용 집진장치를 제공하는 것에 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 먼지와 미세먼지를 구분하여 집진하고, 집진된 먼지와 미세먼지를 동시에 배출할 수 있는 집진장치를 제안하는 데에 다른 일 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 먼지의 용이한 배출을 위해 먼지를 압축할 수 있는 집진장치를 제공하는 것에 또 다른 일 목적이 있다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 진공 청소기용 집진장치는, 측면부 외관을 형성하며, 내부에 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론부를 구비하는 외부 케이스; 및 상기 외부 케이스의 상부에 장착되어 상기 제1사이클론부를 덮도록 배치되고, 상기 제1사이클론부의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론부와 상기 제2사이클론부를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 이루어지는 미세먼지 포집부를 구비하는 상부 케이스를 포함하며, 상기 제2사이클론부는, 상기 미세먼지 포집부의 좌우 양측에 각각 배치되고, 각각의 배출구가 상기 미세먼지 포집부의 내부와 연통되도록 설치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 좌측 사이클론부와 상기 우측 사이클론부 각각은, 수평 및 수직 방향을 따라 배치되는 복수의 사이클론들을 포함한다.
상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기가 상기 복수의 사이클론들 각각의 유입구로 유입되도록, 상기 복수의 사이클론들 사이의 빈 공간은 상기 유입구와 연통되는 유입 유로를 형성할 수 있다.
상기 복수의 사이클론들 중 어느 하나의 사이클론은 다른 하나의 사이클론 상에 배치될 수 있으며, 상기 복수의 사이클론들 각각의 유입구는 상기 어느 하나의 사이클론과 상기 다른 하나의 사이클론 사이의 공간으로 연장될 수 있다.
상기 진공 청소기용 집진장치는, 상기 복수의 사이클론들 각각의 개구를 덮도록 배치되고, 미세먼지가 분리된 공기를 배출하도록 상기 개구와 연통되는 볼텍스 파인더를 구비하는 커버부재; 및 상기 상부 케이스를 덮도록 배치되며, 상기 볼텍스 파인더와 상기 집진장치의 출구를 연통시키는 배출 가이드를 구비하는 상부 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 미세먼지 포집부는 상기 외부 케이스의 내부에 구비되는 미세먼지 저장부와 연통되도록 구성된다.
상기 제1사이클론부는, 공기가 유입되는 상기 집진장치의 입구와 연통되는 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징의 내부에 설치되어, 상기 내부 하우징으로 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성되는 메쉬 필터를 포함할 수 있다.
상기 내부 하우징은, 상기 메쉬 필터를 감싸도록 형성되고, 먼지가 배출될 수 있도록 상기 상부 케이스와 이격되게 배치되는 제1부분; 및 상기 집진장치의 입구와 상기 제1부분을 연결하며, 상기 제1부분으로 유입되는 공기에 회전 유동을 발생시키도록 상기 제1부분의 내주를 향하여 연장되는 제2부분을 포함할 수 있다.
상기 외부 케이스와 상기 제1부분 사이의 환형 공간에는, 상기 환형 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치되고, 상기 제1사이클론에 의해 걸러진 먼지가 하부에 마련되는 먼지 저장부의 기설정된 영역으로 유입될 수 있도록 일 부분에 개구부가 형성된 구획판이 구비될 수 있다.
상기 제1사이클론부를 통해 걸러진 먼지는 상기 미세먼지 저장부와 구분되는 상기 외부 케이스 내의 먼지 저장부에 집진되며, 상기 외부 케이스의 하부에는, 폐쇄시 상기 먼지 저장부 및 상기 미세먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 개방시 상기 먼지와 상기 미세먼지가 동시에 배출되도록 상기 먼지 저장부와 상기 미세먼지 저장부를 동시에 개방시키는 하부 커버가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은, 외부 케이스의 내부에 구비되어, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론부; 상기 제1사이클론부의 상부에 배치되고, 상기 제1사이클론부의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론부; 및 상기 제2사이클론부를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 형성되는 미세먼지 포집부를 구비하며, 상기 제2사이클론부는, 상기 미세먼지 포집부의 좌우 양측에 각각 배치되고, 각각의 배출구가 상기 미세먼지 포집부의 내부와 연통되도록 설치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부를 포함하는 진공 청소기용 집진장치를 개시한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제2사이클론부가 제1사이클론부 상의 미세먼지 포집부를 중심으로 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부로 나뉘어 배치되므로, 보다 많은 제2사이클론이 효율적으로 배치되어 진공 청소기의 청소 성능이 향상될 수 있다.
또한, V자 형태로 배치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부 사이에 손잡이가 구비되어, 효율적인 공간 활용이 가능하게 된다.
아울러 본 발명에 의하면, 하부 커버의 분리시 먼지 저장부와 미세먼지 저장부가 모두 개방되도록 구성되므로, 먼지 저장부에 집진된 먼지와 미세먼지 저장부에 집진된 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다.
또한 본 발명은, 가압 유닛에 의하여 집진된 먼지를 모으도록 이루어지므로, 집진된 먼지의 흩날림을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 청소기의 일 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 집진장치의 개념도.
도 3은 도 2에 도시된 집진장치의 내부 주요 구성들을 분리하여 보인 개념도.
도 4는 도 2의 집진장치를 라인 Ⅳ-Ⅳ 따라 자르고 바라본 종단면도.
도 5는 도 2의 집진장치를 라인 Ⅴ-Ⅴ 따라 자르고 바라본 횡단면도.
도 6은 도 2의 집진장치를 라인 Ⅵ-Ⅵ을 따라 자르고 바라본 종단면도.
도 7은 도 3에 도시된 제2사이클론부를 보인 개념도.
도 8은 도 3에 도시된 제2사이클론부에 커버부재가 장착된 모습을 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 진공 청소기용 집진장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 청소기(10)의 일 예를 보인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 진공 청소기(10)는 흡입력을 발생시키는 팬부(미도시)를 구비하는 청소기 본체(11)를 포함한다. 상기 팬부는 흡입 모터 및 상기 흡입 모터에 의해 회전되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬을 포함한다.
도시되지는 않았지만, 진공 청소기(10)는 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 흡입 노즐(미도시)과 상기 흡입 노즐을 상기 청소기 본체(11)에 연결하는 연결부재(미도시)를 더 포함한다. 본 발명에서 상기 흡입 노즐 및 상기 연결부재의 기본적인 구성은 종래와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
청소기 본체(11)의 전면 하단부에는 상기 흡입 노즐을 통해 흡입된 공기 및 상기 공기에 포함된 이물질을 흡입하는 흡입부(12)가 형성된다. 공기와 이물질은 상기 팬부의 작동에 의해 흡입부(12)로 유입된다. 흡입부(12)로 유입된 공기와 이물질은 집진장치(100)로 유입되며, 집진장치(100)에서 서로 분리된다.
집진장치(100)는 흡입된 공기로부터 이물질을 분리하여 집진하고, 먼지가 문리된 공기를 배출하도록 이루어진다. 집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 착탈 가능하게 구성된다.
이하, 본 발명의 집진장치(100)의 구성 및 집진장치(100) 내에서의 공기 및 이물질의 유동에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 집진장치(100)의 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 집진장치(100)의 내부 주요 구성들을 분리하여 보인 개념도이다.
도 4는 도 2의 집진장치(100)를 라인 Ⅳ-Ⅳ 따라 자르고 바라본 종단면도이고, 도 5는 도 2의 집진장치(100)를 라인 Ⅴ-Ⅴ 따라 자르고 바라본 횡단면도이며, 도 6은 도 2의 집진장치(100)를 라인 Ⅵ-Ⅵ을 따라 자르고 바라본 종단면도이다. 또한, 도 7은 도 3에 도시된 제2사이클론부(122)를 보인 개념도이고, 도 8은 도 3에 도시된 제2사이클론부(122)에 커버부재(130)가 장착된 모습을 보인 개념도이다.
참고로, 본 도면에서는 캐니스터 타입의 진공 청소기(10)에 적용된 집진장치(100)를 보이고 있으나, 본 발명의 집진장치(100)가 반드시 캐니스터 타입의 진공 청소기(10)에만 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 집진장치(100)는 업라이트 타입의 진공 청소기(10)에도 적용될 수 있다.
상기 도면들을 참조하면, 진공 청소기(10)의 팬부에서 발생하는 흡입력에 의해 공기와 이물질은 흡입부(12)를 통하여 집진장치(100)의 입구(100a)로 유입된다. 입구(100a)를 통하여 집진장치(100)의 내부로 유입된 공기는 후술하는 유로를 따라 유동하면서 제1사이클론부(111)과 제2사이클론부(122)에서 순차적으로 여과된 후, 출구(100b)를 통해 빠져나간다. 공기로부터 분리된 먼지와 미세먼지는 집진장치(100)의 먼지 저장부(D1) 및 미세먼지 저장부(D2)에 각각 포집된다.
사이클론(cyclone)이란 입자가 부유하는 유체에 선회 흐름을 주어 입자를 원심력에 의해 유체에서 분리하는 장치를 가리킨다. 사이클론은 흡입력에 의해 청소기 본체(11)의 내부로 유입된 공기로부터 먼지, 미세먼지 등의 이물질을 분리한다. 본 명세서에서는 상대적으로 큰 먼지를 "먼지"라고 지칭하고, 상대적으로 작은 먼지를 "미세먼지"로 지칭하며, "미세먼지"보다도 작은 먼지를 "초미세먼지"로 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 집진장치(100)는 외부 케이스(110), 상부 케이스(120), 커버부재(130), 상부 커버(140) 및 하부 커버(150)를 포함한다.
외부 케이스(110)는 집진장치(100)의 측면부 외관을 형성한다. 외부 케이스(101)는 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 외부 케이스(110)는 다각 기둥 형태로도 형성될 수 있다.
외부 케이스(110)의 내부에는 제1사이클론부(111)가 구비된다. 제1사이클론부(111)는 이물질과 함께 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고, 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어진다.
제1사이클론부(111)는 내부 하우징(111a) 및 메쉬 필터(mesh filter, 111b)를 포함할 수 있다.
내부 하우징(111a)은 외부 케이스(110)의 내부에 배치되며, 집진장치(100)의 하부에 구비되는 입구(100a)와 연통되어, 내부로 공기가 유입되도록 구성된다. 내부 하우징(111a)은 후술하는 구획판(112)에 의해 연결되어 외부 케이스(110)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 입구(100a)를 통하여 내부 하우징(111a)으로 유입된 공기는 내부 하우징(111a)의 내주를 따라 선회하도록 이루어진다.
내부 하우징(111a)의 상세 구조를 살펴보면, 내부 하우징(111a)은 상부와 하부에 각각 배치되는 제1부분(111a')과 제2부분(111a")을 포함한다.
제1부분(111a')은 메쉬 필터(111b)를 감싸도록 이루어지고, 내주를 따라 공기가 선회할 수 있는 공간을 형성한다. 제1부분(111a')은 먼지가 배출될 수 있도록 상부 케이스(120)와 이격되게 배치된다.
제2부분(111a")은 집진장치(100)의 입구(100a)와 제1부분(111a')을 연결하도록 배치된다. 도시된 바와 같이, 제1부분(111a')으로 유입되는 공기에 회전 유동을 발생시키도록, 제2부분(111a")은 제1부분(111a')의 내주를 향하여 휘어진 형태로 연장될 수 있다.
메쉬 필터(111b)는 제1부분(111a')의 내부에 설치되어, 제1부분(111a')의 내부로 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성된다. 메쉬 필터(111b)는 공기가 통과할 수 있도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 먼지와 미세먼지를 구분하는 크기의 기준은 메쉬 필터(111b)에 의해 결정될 수 있다. 메쉬 필터(111b)를 통과하는 크기의 이물질은 미세먼지로 구분되고, 메쉬 필터(111b)를 통과하지 못하는 크기의 이물질은 먼지로 구분될 수 있다.
메쉬 필터(111b)는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 점차 작아지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상에 의하면, 메쉬 필터(111b)에 걸린 먼지가 중력에 의해 떨어져 용이하게 분리될 수 있다.
제1사이클론부(111)에 의해 먼지가 분리되는 과정을 구체적으로 살펴보면, 공기와 이물질은 집진장치(100)의 입구(100a)를 통해 내부 하우징(111a)으로 유입되어, 내부 하우징(111a)의 내주를 따라 선회 운동하게 된다.
이 과정에서, 공기에 비하여 상대적으로 무거운 먼지는 내부 하우징(111a)의 내주를 따라 나선형으로 선회하면서 점차 상부로 유동하다가, 원심력에 의해 제1부분(111a')과 상부 케이스(120) 사이의 개방된 공간을 통하여 제1부분(111a') 밖으로 배출되어, 후술하는 먼지 저장부(D1)에 집진된다. 제1부분(111a')의 내주를 따라 선회하는 먼지가 밖으로 용이하게 배출될 수 있도록, 제1부분(111a')은 상부로 갈수록 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 먼지와 달리 공기는 흡입력에 의해 메쉬 필터(111b)를 통하여 메쉬 필터(111b)의 내부로 유입된다. 이때, 먼지보다 작고 가벼운 미세먼지도 공기와 함께 메쉬 필터(111b)의 내부로 유입될 수 있다.
도 4를 참조하면, 집진장치(100)의 내부 구조와 집진장치(100) 내에서의 공기 및 이물질의 유동을 확인할 수 있다.
상부 케이스(120)는 제1사이클론부(111)를 덮도록 외부 케이스(110)의 상부에 장착된다. 상부 케이스(120)는 커버부(121), 제2사이클론부(122) 및 미세먼지 포집부(123)를 구비하며, 이들은 사출 성형 또는 3D 프린팅에 의해 합성수지 재질로 일체로 형성될 수 있다.
커버부(121)는 평판 형태로 형성되어, 외부 케이스(110)의 상부를 덮도록 배치된다. 커버부(121)의 저면에는 제1사이클론부(111)의 메쉬 필터(111b)를 고정시키는 메쉬 필터 장착부(미도시)가 구비될 수 있다.
제2사이클론부(122)는 제1사이클론부(111)의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어진다. 제2사이클론부(122)는 미세먼지 포집부(123)의 좌우 양측에 각각 배치되는 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122")를 포함한다.
미세먼지 포집부(123)는 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 사이에 배치되어, 제2사이클론부(122)를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 이루어진다. 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 각각의 배출구(122b)는 미세먼지 포집부(123)의 내부와 연통되도록 설치되어, 제2사이클론부(122)에 의해 분리된 미세먼지는 먼지 포집부(123)로 모이게 된다.
좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 각각은, 적어도 일방향을 따라 배치되는 복수의 사이클론들을 포함한다. 본 실시예에서는, 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 각각이, 커버부(121) 상에서 수평 및 수직 방향으로 배치되는 복수의 사이클론들로 구성된 것을 보이고 있다.
각 사이클론은 원뿔형태를 가지기 때문에, 본 실시예와 같이 복수의 사이클론들이 상하로 적층된 형태로 배치되는 경우, 상부의 사이클론이 커버부(121)에 대하여 경사진 각도는 하부의 사이클론이 커버부(121)에 대하여 경사진 각도보다 커지게 된다. 따라서, 집진장치(100)를 전면에서 바라보았을 때, 제2사이클론부(122)는 V자 형태를 이루게 된다.
한편, 제2사이클론부(122)를 구성하는 복수의 사이클론들 각각은 내주를 향하여 휘어진 형태로 연장되는 유입구(122a)를 구비할 수 있다. 이러한 유입구(122a)의 형상에 의해, 유입구(122a)를 통하여 내부로 유입되는 공기는 내주를 따라 선회 유동을 하게 된다.
메쉬 필터(111b)를 통과한 공기는 좌측 사이클론(122')과 우측 사이클론(122")으로 각각 유입된다. 이때, 공기가 복수의 사이클론들 각각의 유입구(122a)로 유입되도록, 복수의 사이클론들 사이의 빈 공간(S1)은 유입구(122a)와 연통되는 유입 유로를 형성한다. 즉, 상기 빈 공간(S1)은 메쉬 필터(111b)의 내부와 복수의 사이클론들 각각의 유입구(122a)를 연결하도록 이루어진다.
앞서 설명한 바와 같이, 복수의 사이클론들은 상하로 적층된 배치관계를 가지며, 복수의 사이클론들 각각의 유입구(122a)는 상부의 사이클론과 하부의 사이클론 사이의 이격된 공간(S2)으로 연장될 수 있다. 상기 빈 공간(S1)으로 유입된 공기는 상기 이격된 공간(S2)으로 유입되어 유입구(122a)로 유입된다. 이들 유입구(122a)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이러한 구조에 따르면, 메쉬 필터(111b)를 통과한 공기의 유동 손실을 줄이면서도, 보다 효율적으로 제2사이클론부(122)를 구성하는 복수의 사이클론들을 배치할 수 있다.
한편, 제2사이클론부(122)를 구성하는 복수의 사이클론들 각각의 개구(122c)를 덮도록, 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 각각에는 커버부재(130)가 장착된다. 커버부재(130)에는 개구(122c)와 연통되는 볼텍스 파인더(132)가 구비되어, 미세먼지가 분리된 공기를 배출하도록 이루어진다.
도시된 바와 같이, 커버부재(130)는 판상의 베이스부(131) 및 상기 복수의 개구(122c)에 대응되는 복수의 볼텍스 파인더(132)를 구비할 수 있다. 베이스부(131)는 커버부(121) 상에서 서로 다른 각도로 경사지게 배치되는 상하부의 사이클론들에 대응되도록, 상하부의 사이클론들 사이의 중간 부분이 벤딩된 형태를 가질 수 있다.
상부 커버(140)는 커버부재(130)가 장착된 상부 케이스(120)를 덮도록 배치되어, 상부 외관을 형성한다. 상부 커버(140)는 상부 케이스(120)에 대응되는 외관을 가지도록 형성될 수 있다. 일 예로, 상부 커버(140)는 제2사이클론부(122)의 외형에 대응되도록 V자 형태로 형성될 수 있다.
상부 커버(140)는 외부 케이스(110) 또는 커버부재(130)와 결합될 수 있다. 상부 커버(140)는 볼텍스 파인더(142)와 집진장치(100)의 출구(100b)를 연통시키는 배출 가이드(141)를 구비한다.
본 실시예에서는, 배출 가이드(141)가 상하부의 사이클론들 사이의 중간 부분을 따라 연장되어 출구(100b)와 연통되는 제1 배출 가이드(141) 및 볼텍스 파인더(132)와 제1 배출 가이드(141a) 간을 연결하는 복수의 제2 배출 가이드(141b)를구비하는 것을 예시하고 있다. 상기 구조에 따르면, 볼텍스 파인더(132)로 배출된 공기는 제2 배출 가이드(141b)를 통하여 제1 배출 가이드(141a)로 모여, 최종적으로 출구(100b)로 배출된다.
한편, 사용자가 진공 청소기(10)를 용이하게 들어올릴 수 있도록, 진공 청소기(10)에는 손잡이(170)가 구비된다. 손잡이(170)의 양단부는 상부 커버(140) 및 청소기 본체(11)에 장착될 수 있으며, 양단부 중 적어도 하나는 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
효율적인 공간 활용을 위하여, 손잡이(170)는 좌측 사이클론부(122')와 우측 사이클론부(122") 사이에 배치될 수 있다. 도 1에서는, 손잡이(170)가 좌측 사이클론부(122')과 우측 사이클론부(122") 사이의 상대적으로 움푹 들어간 공간에 미세먼지 포집부(123)의 연장 방향을 따라 연장되게 배치된 것을 예시하고 있다.
한편, 제1 및 제2사이클론부(111, 122)를 통하여 걸러진 먼지는 각각 먼지 저장부(D1)와 미세먼지 저장부(D2)에 집진되며, 이들은 외부 케이스(110) 내에서 독립된 공간을 형성한다.
외부 케이스(110)와 제1부분(111a') 사이의 환형 공간에는, 상기 환형 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치되어 먼지 저장부(D1)의 상측벽을 형성하는 구획판(112)이 구비될 수 있다. 구획판(112)에는 개구부(112a)가 형성되어, 제1사이클론부(111)에 의해 걸러진 먼지가 먼지 저장부(D1)의 기설정된 영역으로 유입될 수 있도록 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1사이클론부(111)의 내부 하우징(111a)과 구획판(112)은 외부 케이스(110)와 일체로 형성될 수 있다.
미세먼지 저장부(D2)는 외부 케이스(110) 내에 구비되며, 앞서 설명한 상부 케이스(120)의 미세먼지 포집부(123)와 연통되도록 구성된다. 미세먼지 저장부(D2)는 외부 케이스(110)의 상하 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 본 도면에서는, 미세먼지 저장부(D2)가 외부 케이스(110)에 관통홀의 형태로 형성된 것을 보이고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 장착시 지면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 미세먼지 포집부(123)는 미세먼지 저장부(D2)를 향하여 하측으로 경사지게 배치되어, 미세먼지 포집부(123)로 모인 미세먼지는 미세먼지 저장부(D2)로 유입되어 저장된다.
도 3을 참조하면, 먼지 저장부(D1)와 미세먼지 저장부(D2)는 모두 외부 케이스(110)의 하부를 향하여 개구되도록 형성된다. 하부 커버(150)는 먼지 저장부(D1) 및 미세먼지 저장부(D2)의 개구부를 덮도록 외부 케이스(110)에 결합되어, 먼지 저장부(D1) 및 미세먼지 저장부(D2)의 바닥면을 형성하도록 구성된다.
이처럼 하부 커버(150)는 외부 케이스(110)에 결합되어 하부를 개폐하도록 이루어진다. 본 실시예에서는, 하부 커버(150)가 외부 케이스(110)에 힌지(151) 결합되어, 회전에 따라 외부 케이스(110)의 하부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 하부 커버(150)는 외부 케이스(110)에 완전히 착탈 가능하게 결합될 수도 있다.
하부 커버(150)는 외부 케이스(110)에 결합되어 먼지 저장부(D1) 및 미세먼지 저장부(D2)의 바닥면을 형성한다. 하부 커버(150)는 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되도록 힌지(151)에 의해 회전되어 먼지 저장부(D1)와 미세먼지 저장부(D2)를 동시에 개방시킨다. 하부 커버(150)가 힌지(151)에 의해 회전되어 먼지 저장부(D1)와 미세먼지 저장부(D2)가 동시에 개방되면, 먼지와 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다.
한편, 만일 먼지 저장부(D1)에 쌓인 먼지가 한곳에 모여 있지 않고 분산되어 있으면, 먼지를 배출하는 과정에서 먼지가 흩날리거나 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성이 있다. 본 발명은 이러한 문제를 극복하고자 가압유닛(160)을 이용하여 먼지 저장부(D1)에 집진된 먼지를 가압하여 부피를 감소시키도록 이루어진다.
가압유닛(160)은 먼지 저장부(D1) 내에서 양방향으로 회전 가능하게 구성된다. 가압유닛(160)은 회전축(161) 및 가압부재(162)를 포함한다.
회전축(161)은 내부 하우징(111a)의 제1부분(111a') 아래에 회전 가능하게 설치된다. 회전축(161)은 청소기 본체(11)의 구동 모터로부터 동력을 전달받아 회전 가능하게 구성된다. 회전축(161)은 시계 방향 또는 반시계 방향, 즉 양방향으로 회전 가능하게 이루어진다.
가압부재(162)는 회전축(161)에 연결되어, 회전축(161)의 회전에 따라 먼지 저장부(D1) 내에서 회전하도록 구성된다. 가압부재(162)는 판상 형태로 형성될 수 있다. 먼지 저장부(D1) 내에 집진된 먼지는 가압부재(162)의 회전에 의해 먼지 저장부(D1)의 일측으로 이동되어 집진되게 되며, 먼지가 많이 쌓였을 경우 먼지는 가압부재(162)에 의해 가압되어 압축되게 된다.
먼지 저장부(D1) 내에는 가압부재(162)의 회전에 의해 일측으로 이동된 먼지를 집진시키기 위한 내부 구조물이 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부 하우징(111a)의 제2부분(111a")이 회전축(161)의 후방에 배치되어, 상기 내부 구조물 역할을 수행하도록 구성된 것을 보이고 있다.
이와 달리, 제2부분(111a")의 양측에 별도의 내부벽(미도시)이 구비될 수도 있다. 이 경우, 먼지 저장부(D1)로 유입된 먼지는 가압부재(162)의 회전에 의해 상기 내부벽 양측에 각각 집진되게 된다. 상기 내부벽은 외부 케이스(110)의 내주에서 돌출되게 형성되거나, 내부벽 상부의 구획판(112)과 일체로 형성될 수 있다.
가압유닛(160)의 하단부는 집진장치(100)의 외부로 노출되도록 하부 커버(150)를 관통하도록 이루어진다. 도시된 바와 같이, 하부 커버(150)에는, 하부 커버(150)가 외부 케이스(110)에 결합되면 회전축(161)과 형합되도록 이루어지는 종동기어(163)가 설치될 수 있다. 종동기어(163)는 하부 커버(150)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성된다. 종동기어(163)는 집진장치(100)가 청소기 본체(11, 도 1 참조)에 결합되었을 때, 청소기 본체(11)의 구동기어(미도시)와 형합되어 구동부(미도시)의 구동력을 회전축(161)에 전달하도록 이루어진다.
물론, 설계 변경에 따라 상기 구동부의 구동력을 회전축(161)에 전달하는 구조는 변경될 수 있다. 예를 들어, 회전축(161)은 하부 커버(150)를 관통하도록 배치되어, 직접 상기 구동부의 상기 구동기어와 형합되도록 구성될 수도 있다.
어느 구조이건 간에, 가압유닛(160)의 하단부가 하부 커버(150)에 대하여 상대 회전 가능하게 이루어져야 한다. 하부 커버(150)에서 상대 회전되는 부분에는 이들 간을 실링하는 실링부재가 구비될 수 있다.
집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되었을 때, 가압유닛(160)은 청소기 본체(11)의 구동기어와 서로 연결되도록 구성된다. 상기 구동기어는 청소기 본체(11)의 구동부로부터 구동력을 전달받는다. 청소기 본체(11)의 구동부는 구동 모터(미도시)를 포함한다. 상기 구동 모터는 앞서 설명한 흡입 모터와 구별된다.
청소기 본체(11)의 구동 기어에 전달된 구동력은 가압유닛(160)에 전달된다. 종동기어(163)는 구동 기어를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전하며, 이에 따라 회전축(161) 및 가압부재(162)도 함께 회전한다.
이때, 구동 모터는 가압부재(162)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 그 회전이 제어될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터는 회전 방향에 반대 방향으로 반발력이 가해지면, 반대 방향으로 회전하도록 이루어질 수 있다. 즉, 구동 모터는 가압부재(162)가 일방향으로 회전하여 일측에 집진된 먼지를 일정 수준으로 압축하면, 타방향으로 회전하여 타측에 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다.
먼지가 (거의) 없을 경우에는, 가압부재(162)가 내부벽(101b)에 부딪혀 이에 따른 반발력을 받거나, 가압부재(162)의 회전 경로상에 구비되는 스토퍼 구조(미도시)에 의해 반발력을 받아, 반대 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
이와 달리, 청소기 본체(11) 내의 제어부는 일정 시간마다 가압부재(162)의 회전 방향을 바꿔주도록 구동 모터에 제어 신호를 인가하여, 가압부재(162)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 할 수도 있다.
이러한 가압유닛(160)에 의하면, 먼지를 버리는 과정에서 먼지의 흩날림을 억제할 수 있고, 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (11)

  1. 측면부 외관을 형성하며, 내부에 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론부를 구비하는 외부 케이스; 및
    상기 외부 케이스의 상부에 장착되어 상기 제1사이클론부를 덮도록 배치되고, 상기 제1사이클론부의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론부와 상기 제2사이클론부를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 이루어지는 미세먼지 포집부를 구비하는 상부 케이스를 포함하며,
    상기 제2사이클론부는,
    상기 미세먼지 포집부의 좌우 양측에 각각 배치되고, 각각의 배출구가 상기 미세먼지 포집부의 내부와 연통되도록 설치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 사이클론부와 상기 우측 사이클론부 각각은, 수평 및 수직 방향을 따라 배치되는 복수의 사이클론들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기가 상기 복수의 사이클론들 각각의 유입구로 유입되도록, 상기 복수의 사이클론들 사이의 빈 공간은 상기 유입구와 연통되는 유입 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 사이클론들 중 어느 하나의 사이클론은 다른 하나의 사이클론 상에 배치되며,
    상기 복수의 사이클론들 각각의 유입구는 상기 어느 하나의 사이클론과 상기 다른 하나의 사이클론 사이의 공간으로 연장되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 사이클론들 각각의 개구를 덮도록 배치되고, 미세먼지가 분리된 공기를 배출하도록 상기 개구와 연통되는 볼텍스 파인더를 구비하는 커버부재; 및
    상기 상부 케이스를 덮도록 배치되며, 상기 볼텍스 파인더와 상기 집진장치의 출구를 연통시키는 배출 가이드를 구비하는 상부 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세먼지 포집부는 상기 외부 케이스의 내부에 구비되는 미세먼지 저장부와 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1사이클론부는,
    공기가 유입되는 상기 집진장치의 입구와 연통되는 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징의 내부에 설치되어, 상기 내부 하우징으로 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성되는 메쉬 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내부 하우징은,
    상기 메쉬 필터를 감싸도록 형성되고, 먼지가 배출될 수 있도록 상기 상부 케이스와 이격되게 배치되는 제1부분; 및
    상기 집진장치의 입구와 상기 제1부분을 연결하며, 상기 제1부분으로 유입되는 공기에 회전 유동을 발생시키도록 상기 제1부분의 내주를 향하여 연장되는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 케이스와 상기 제1부분 사이의 환형 공간에는, 상기 환형 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치되고, 상기 제1사이클론에 의해 걸러진 먼지가 하부에 마련되는 먼지 저장부의 기설정된 영역으로 유입될 수 있도록 일 부분에 개구부가 형성된 구획판이 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1사이클론부를 통해 걸러진 먼지는 상기 미세먼지 저장부와 구분되는 상기 외부 케이스 내의 먼지 저장부에 집진되며,
    상기 외부 케이스의 하부에는, 폐쇄시 상기 먼지 저장부 및 상기 미세먼지 저장부의 바닥면을 형성하고, 개방시 상기 먼지와 상기 미세먼지가 동시에 배출되도록 상기 먼지 저장부와 상기 미세먼지 저장부를 동시에 개방시키는 하부 커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
  11. 외부 케이스의 내부에 구비되어, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 걸러내고 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어지는 제1사이클론부;
    상기 제1사이클론부의 상부에 배치되고, 상기 제1사이클론부의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론부; 및
    상기 제2사이클론부를 통하여 분리된 미세먼지를 포집하도록 형성되는 미세먼지 포집부를 구비하며,
    상기 제2사이클론부는,
    상기 미세먼지 포집부의 좌우 양측에 각각 배치되고, 각각의 배출구가 상기 미세먼지 포집부의 내부와 연통되도록 설치되는 좌측 사이클론부와 우측 사이클론부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기용 집진장치.
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