KR20210060855A - 청소기 - Google Patents

Abstract

본 명세서에 게시되는 다양한 실시예는, 청소면을 닦아내는 기능을 수행할 수 있는 청소기에 관한 것으로써, 청소기 내부에 수조가 구비되고, 상기 수조 내부의 물을 가열하는 가열부재와 유도자기장을 발생시켜 상기 가열부재를 발열시키는 코일모듈을 포함하는 청소기에 관한 것이다.

Description

청소기{Cleaner}

본 발명은 청소면을 닦아낼 수 있는 청소기에 관한 것이다.

청소기는 청소 대상 영역의 먼지나 이물을 흡입하거나, 닦아 내는 청소를 수행하는 기기이다.

일반적으로 먼지나 이물을 흡입하기 위해, 청소기 본체 내부에는 흡입 모터가 구비되고, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음 먼지 분리장치에서 먼지를 필터링 한다. 그리고, 먼지나 이물을 닦아내기 위해 천 재질의 걸레가 흡입 노즐 측에 구비된다.

그리고 청소기는 형태에 따라, 먼지를 흡입하기 위한 흡입 노즐이 본체와는 별도로 구비되어 연결장치에 의해서 연결되는 캐니스터 타입의 청소기와, 흡입 노즐이 본체와 회전 가능하게 연결되는 업라이트 타입의 청소기와, 사용자가 본체를 손으로 파지한 상태로 사용되는 핸디 타입의 청소기로 구별할 수 있다.

상기 각 타입의 청소기는, 일반적으로 상기 흡입 노즐의 구성을 변경하거나 또는 노즐에 흡입구와 걸레판 등이 같이 구비되어 먼지의 흡입 또는 먼지를 닦아내는 기능을 수행할 수 있다.

선행문헌KR10-2007-0059286(공개일자: 2007.06.12.)는 청소되는 바닥면을 따라 이동되는 헤드본체(100)와, 상기 헤드본체(100)의 내부에 스팀발생장치(20)를 구비하여 청소구역의 바닥면을 청소하는 청소부재(60)에 스팀을 공급한다. 또한 상기 헤드본체(100)의 내부에는 상기 스팀발생장치(20)에 물을 공급하는 물탱크(40)가 구비되는 청소기를 게시하고 있다.

그런데, 선행문헌의 경우 헤드본체(100) 내부의 공간은 한정적이며, 상기 한정된 공간 내에 스팀발생장치(20), 공기흡입관(30) 등이 설치되어야 하기 때문에 물탱크(40)에 수용되는 물의 양이 작을 수 있다. 이 경우 청소를 수행하면서 스팀을 지속적으로 공급하는데 어려움이 따른다.

그리고, 물탱크(40) 내부에 수용되는 물을 스팀발생장치(20)로 공급한 후, 상기 스팀발생장치(20)에서 청소부재(60)로 순차적으로 공급해야 하기 때문에 물, 스팀의 이동을 위한 별도의 유로가 구비되어야 하는 실정이다.

한국공개특허 10-2007-0059286(공개일자: 2007.06.12.)

따라서 본 문서에 의해 게시되는 다양한 실시예는, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 문서에서 설명하는 다양한 실시예는, 별도의 스팀발생장치를 구비하지 않고, 직접 물탱크 내부의 물을 가열하여 스팀을 공급할 수 있는 청소기를 제시하고자 한다.

본 문서에서 설명하는 다양한 실시예는, 자기장에 의해 발생하는 유도전류를 열원으로 이용한 가열기(Induction Heater)에 의해 물탱크 내부의 물을 가열할 수 있는 청소기를 제시하고자 한다.

본 문서에서 설명하는 다양한 실시예는, 청소기 헤드본체 내부에 구비되는 물탱크의 용량을 높이고, 스팀 또는 물이 공급되는 유로를 최소화하여 헤드본체 내부의 공간 활용도를 높일 수 있는 청소기를 제시하고자 한다.

본 명세서의 다양한 과제를 해결하기 위해, 본 명세서의 예시적인 실시예는 청소기 내부에 구비되는 수조의 물을 인덕션 히터 모듈을 통해 가열시킬 수 있는 구조를 제공한다.

본 명세서의 예시적인 실시예는, 상기 수조 내부에 구비되는 가열부재를 발열시켜 물의 온도를 높이거나 또는 수조를 직접 발열시켜 물의 온도를 높일 수 있는 인덕션 히터 모듈 구조가 적용된 청소기를 제공한다.

본 명세서의 예시적인 실시예는, 외관을 형성하는 하우징과 상기 하우징에 회전 가능하게 고정되고, 청소면을 닦는 회전부와 상기 하우징의 내부에 구비되어 물을 저장하는 수조와 상기 하우징의 내부에 구비되고, 와이어가 권선되어 형성되는 코일을 수용하는 코일모듈과 상기 수조 내부에 구비되거나, 상기 수조의 적어도 일면을 형성하도록 구비되어 상기 코일에서 발생된 유도자기장에 의해 발열하는 가열부재 및 상기 회전부에 상기 수조의 스팀 또는 물을 공급하는 호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기를 제공한다.

바람직하게 상기 가열부재의 면적은 상기 코일이 형성하는 면적과 동일하거나 또는 상기 코일이 형성하는 면적보다 더 크게 형성될 수 있다.

상기 호스는, 상기 수조와 연결되어 유로를 형성하는 관 및 상기 관과 연결되어 상기 스팀 또는 물을 분사하는 노즐을 포함할 수 있고, 상기 회전부는 상기 하우징을 관통하는 회전축에 고정되고, 상기 노즐은 상기 회전축과 이격된 위치에 구비될 수 있다.

또한, 상기 회전부는, 상기 회전축과 연결되어 회전하는 고정부재 및 상기 고정부에 착탈 가능하게 구비되는 청소부재를 포함할 수 있으며, 상기 고정부재는, 상기 고정부재의 외면에 돌출 형성된 복수개의 후크를 포함하고, 상기 청소부재는 상기 후크에 의해 상기 고정부재에 걸려 고정될 수 있다.

상기 코일은 단일층으로 형성될 수 있고, 바람직하게 상기 코일은 상기 수조의 폭 방향으로 장축을 갖는 트랙 형상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 코일은 전후 좌우 직선 구간 그리고 직선 구간과 직선 구간 사이의 4개의 곡선 구간을 포함하며, 상기 곡선 구간에서의 곡률 반경은 반경방향 내측 와이어와 반경방향 외측 와이어 모두 동일하게 형성될 수 있다.

상기 수조는, 상기 수조 내부의 공기를 배출하기 위한 배출구 및 상기 배출구에 구비되는 송풍팬을 포함할 수 있고, 상기 수조는, 상기 수조 내부에 공기를 흡입하기 위한 흡입구 및 상기 공기의 흐름을 안내하는 격벽을 포함하고, 상기 상기 배출구와 상기 흡입구는 상기 수조의 내면 중 일면에 형성되고, 상기 격벽은 상기 배출구와 상기 흡입구 사이에 구비될 수 있다.

또한, 상기 수조는 상기 흡입구와 배출구보다 낮은 높이에서 상기 수조의 내부에 구비되는 수위센서를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 하우징의 외면에 형성되어, 상기 코일모듈을 동작을 제어하는 조작부를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 예시적인 실시예는, 외관을 형성하는 하우징과 상기 하우징에 회전 가능하게 고정되고, 바닥을 닦아내는 회전부와 상기 하우징의 내부에 구비되어 물을 저장하고, 자성체 재질로 형성되는 수조와 상기 하우징의 내부에 구비되고, 와이어가 권선되어 형성되는 코일을 수용하는 코일모듈 및 상기 회전부에 상기 수조의 스팀 또는 물을 공급하는 호스를 포함하고, 상기 코일에서 발생된 유도자기장에 의해 상기 수조가 발열하는 것을 특징으로 하는 청소기를 제공한다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 게시되는 다양한 실시예에 의하면, 청소기의 헤드본체 내부에서 스팀 또는 물의 공급을 위한 유로를 최소화하여 공간활용도를 높일 수 있으며, 제작이 용이하다.

청소기의 헤드본체 내부에 구비되는 수조의 용량을 확보하여 스팀 공급량을 높일 수 있다.

인덕션 히터 모듈에 의해 발열면적을 넓혀 수조 내부의 물의 온도를 단시간에 높일 수 있다.

청소면을 청소하는 청소부재에 스팀 또는 물을 직접 공급함으로써 열에너지 손실을 최소화 할 수 있다.

수조에 흡입구, 송풍구 및 송풍팬이 구비되어 수조 내부를 용이하게 건조시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도1은 청소기의 사시도이다.
도2는 본 실시예의 청소기 헤드본체 외관을 표현한 사시도이다.
도3은 도2의 헤드본체를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도4는 도2의 내부 구성을 나타낸 사시도이다.
도5는 도4의 회전부에 스팀 또는 물이 공급되는 구성을 표현한 도면이다.
도6은 도4의 회전부, 노즐 및 호스를 표현한 도면이다.
도7은 도2의 수조 내부를 나타낸 도면이다.
도8 내지 도10은 도2의 코일모듈의 코일의 다양한 실시예와 온도상승률을 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도1은 청소기의 사시도이다. 이하 도1을 참고하여 설명한다.

도1을 참고하면, 진공 청소기는 흡입력을 발생시키기 위한 모터를 구비하는 청소기 본체(1)와 먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입노즐(6) 및 상기 청소기 본체(1)와 상기 흡입 노즐(6)을 연결하는 연장관(5)을 포함할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나 상기 흡입 노즐(6)은 상기 연장관(5) 없이도 상기 청소기 본체(1)에 직접 연결될 수 있다.

상기 청소기 본체(1)는 공기에서 분리된 먼지가 저장되는 먼지통(2)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡입 노즐(6)을 통해 유입되는 먼지는 상기 연장관(5)을 통해 상기 먼지통(2)에 저장될 수 있다.

상기 청소기 본체(1)에는 사용자가 파지하기 위한 손잡이(3)가 구비될 수 있다. 사용자는 상기 손잡이(3)를 파지한 상태로 청소를 수행할 수 있다.

상기 청소기 본체(1)에는 배터리(미도시)가 구비되며, 상기 청소기 본체(1)에는 상기 배터리(미도시)가 수용 되는 배터리 수용부(4)가 구비될 수 있다. 상기 배터리 수용부(4)는 상기 손잡이(3)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 배터리(미도시)는 상기 흡입 노즐(6)과 연결되어 상기 흡입 노즐(6)로 전원을 공급할 수 있다.

도2는 본 실시예의 청소기 헤드본체 외관을 표현한 사시도이고, 도3은 도2의 헤드본체를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.

이하 도2 및 도3을 참고하여 설명한다.

본 실시예의 하우징(10)은 도1의 흡입 노즐(6)에 대응하는 구성으로써, 상기 하우징(10)은 청소면의 먼지를 흡입할 수 있고, 흡입된 먼지가 먼지통으로 이동하는 통로를 형성하는 연장관(50)이 구비될 수 있다.

따라서 상기 하우징(10)의 내부에는 먼지의 흡입을 위한 흡입구(미도시)가 구비될 수 있고, 청소면을 닦아내는 기능을 수행하는 회전부(700)는 상기 흡입구(미도시)를 통해 흡입되는 먼지의 흡입경로에 간섭되지 않는 위치에 구비될 수 있다.

상기 회전부(700)는 상기 하우징(10)에 회전 가능하게 고정되고, 회전하거나 또는 고정된 상태로 청소면을 닦아낼 수 있다.

상기 회전부(700)는 연장관(50)을 기준으로 좌우 대칭으로 각각 구비되어 상기 연장관(50)으로 흡입되는 먼지의 흡입경로에 간섭되지 않을 수 있다.

상기 연장관(50)에는 착탈조작부재(51)가 구비될 수 있고, 사용자는 상기 착탈조작부재(51)를 통해 하우징(10)을 상기 연장관(50)과 분리시킬 수 있다. 본 실시예의 상기 착탈조작부재(51)는 사용자가 눌러 밀어냄으로써 상기 연장관(50)과 상기 하우징(10)을 분리시키는 구조이나 반드시 이러한 구조에 한정될 필요는 없으며 스위치 구조로 구비될 수도 있다.

상기 연장관(50)과 상기 하우징(10)의 사이에는 흡입관(53)과 연결부재(55)가 구비될 수 있다.

상기 연결부재(55)는 상기 하우징(10)으로 흡입된 먼지를 상기 연장관(50)으로 안내한다. 그리고 상기 연결부재(55)는 탄성 재질로 형성될 수 있다.

상기 하우징(10)은 상기 연장관(50)에 회동 가능하게 구비되어 청소면의 사각지대를 효과적으로 청소할 수 있다. 자세히, 상기 하우징(10)이 회동함으로써, 사용자는 청소면의 모서리 부분과 같은 사각지대를 청소하기 위해 청소기 전체를 비틀어 움직일 필요 없이 상기 하우징(10)의 회동에 의해 사각지대를 용이하게 청소할 수 있다.

따라서 상기 연결부재(55)가 탄성 재질로 구비됨에 따라 상기 하우징(10)의 회동을 용이하게 할 수 있다.

상기 연결부재(55)는 상기 흡입관(53)의 외면 중 일부를 감싸며 구비되는 부재로써, 상기 연결부재(55)는 상기 연장관(50)과 상기 하우징(10)이 연결되는 부분에 구비된다.

상기 연결부재(55)에 의해 상기 흡입관(53)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 하우징(10)이 청소면을 이동 시 상기 연장관(50)의 선단과 상기 연결부재(55)가 접촉하여 하우징(10)의 조향성을 보조할 수 있다.

보다 자세히, 일반적으로 상기 연장관(50)은 소정길이를 형성하며 연장되고, 연장관(50)에 손잡이부(미도시)가 구비되어 사용자가 상기 손잡이부를 파지한 상태에서 청소를 수행한다.

상기 연장관(50)과 상기 하우징(10)의 사이에 탄성력이 있는 흡입관(53)이 구비될 경우 사용자가 상기 연장관(50)을 밀어도 상기 하우징(10)에 그 힘이 잘 전달되지 않을 수 있다. 따라서 상기 하우징(10)은 사용자의 의도방향과 다르게 회동할 수 있다.

때문에, 상기 연결부재(55)가 구비되어 사용자가 상기 연장관(50)을 밀 때, 상기 연장관(50)의 선단과 상기 연결부재(55)의 선단이 접촉함으로써 하우징(10)의 방향조작이 용이할 수 있다.

상기 하우징(10)은 청소기의 노즐 헤드의 외관을 형성하고, 상기 하우징(10)은 베이스부재(13)와 케이스(11)를 포함할 수 있다.

상기 베이스부재(13)와 상기 케이스(11)가 결합되어 형성된 상기 하우징(10)의 내부 공간에는 수조(100), 모터(500) 등이 구비될 수 있다. 그리고 상기 내부 공간을 관통하는 흡입구가 구비되어 먼지를 흡입할 수 있음은 물론이다.

상기 케이스(11)는 투명한 재질로 구비될 수 있어 사용자는 상기 하우징(10) 내부 공간을 상기 케이스(11)를 제거하지 않고도 확인할 수 있다.

그리고 상기 베이스부재(13)에는 조작부(70)가 구비될 수 있다. 상기 조작부(70)는 후술할 코일모듈(310)의 전원을 키고 끄는 조작을 수행하거나, 가열부재(330)의 발열량을 조작하거나, 또는 회전부(700)의 회전운전을 키고 끄는 조작을 수행할 수 있다.

바람직하게, 상기 조작부(70)는 코일모듈의 동작을 제어하고, 상기 동작제어는 코일모듈(310)의 전원을 키고 끄는 조작을 의미할 수 있다. 물론 상기 조작부(70)는 상기 연장관(50)의 일부분에 형성되어 사용자가 파지하는 위치와 근접한 곳에 형성될 수도 있다.

그러나 상기 코일모듈(310)이 상기 하우징(10)의 내부에 구비되므로 상기 하우징(10)의 외관에 조작부(70)가 구비되는 것이 사용자에게 직관적인 코일모듈(310)의 조작을 가능케 한다.

또한, 상기 조작부(70)와 상기 조작부(70)에 의해 제어되는 대상인 코일모듈(310)이 하우징(10)에 형성됨으로 상기 조작부(70)와 상기 코일모듈(310)을 전기적, 물리적으로 연결하는 구성을 단순화할 수 있어 조립 및 제작이 용이할 수 있다.

도4는 도2의 내부 구성을 나타낸 사시도이고, 도5는 도4의 회전부에 스팀 또는 물이 공급되는 구성을 표현한 도면이며, 도6은 도4의 회전부, 노즐 및 호스를 표현한 도면이다.

이하 도4 내지 도6을 참고하여 설명한다.

하우징(10)의 내부에는 물을 저장하는 수조(100)가 구비된다.

상기 수조(100)는 상기 회전부(700)에 공급되는 물을 저장할 수 다양한 형상으로 구비될 수 있고, 상기 하우징(10) 내부에 구비되는 구성에 따라 일부 함몰된 형상으로 구비될 수도 있다.

상기 수조(100)는 상기 물이 저장되는 공간을 연통하는 복수개의 구멍(101)이 구비된다. 상기 구멍(101)은 상기 수조(100)의 상면에 구비될 수 있다. 상기 수조(100)의 상면이란, 수조(100)에 물이 최대로 저장될 경우 상기 물과 맞닿는 면을 의미한다.

상기 구멍(101)이 상기 수조(100)의 상면에 구비됨에 따라 수조(100)내를 가열하여 상기 회전부(700)에 증기를 공급하기 위한 물의 저장용량을 충분히 확보할 수 있다.

만약 구멍(101)이 수조(100)의 측면에 구비된다면, 상기 구멍(101)의 위치에 의해 수조(100) 내부에 저장되는 물의 용량이 제한될 수 있기 때문이다.

그리고 본 실시예는 수조(100) 내부의 물을 가열하여 고온의 물을 회전부(700)에 공급할 수도 있다. 이 경우에도 상기 구멍(101)은 상술한 위치에 형성될 수 있고 호스(200)를 상기 수조(100) 내부 공간에 더 깊게 삽입하여 물을 공급함이 바람직하다.

상기 호스(200)는 일측이 상기 구멍(101)과 연결되고, 타측이 하우징(10)의 외면을 관통하여 구비될 수 있다. 즉 상기 호스(200)는 상기 수조(100) 내부의 스팀 또는 물을 상기 회전부(700)로 이동시키는 유로를 형성한다.

따라서 상기 호스(200)의 타측은 상기 하우징(10)의 외면을 관통하고, 그 위치는 상기 회전부(700)의 면적에 의해 커버되는 위치이다.

자세히, 상기 회전부(700)는 상기 하우징(10)을 관통하는 회전축(531)에 고정되어 상기 하우징(10)의 외면에서 소정간격 이격되어 회전한다. 따라서 상기 호스(200)가 상기 하우징(10)의 외면을 관통하는 위치는, 상기 회전축(531)과 이격되고, 상기 회전부(700)에 의해 커버되는 하우징(10)의 외면 중 일부에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 호스(200)는 노즐(210)과 선단이 연결되어 상기 노즐(210)이 상기 하우징(10)의 외면을 관통하여 구비될 수 있다. 따라서 상기 호스(200)를 따라 이동하는 물이 상기 노즐(210)을 통해 분사됨으로써, 상기 회전부(700)에 고르게 공급될 수 있다.

물론 상기 노즐(210)은 상기 회전축(531)과 이격되고, 상기 회전부(700)에 의해 커버되는 하우징(10)의 외면 중 일부에서 상기 하우징(10)의 외면을 관통하여 구비되는 것이 바람직하다.

상기 회전부(700)는 복수개가 구비되어 청소면적을 넓힐 수 있으며, 상기 각각의 회전부(700)에 스팀 또는 물을 공급하기 위해 호스(200)도 복수개가 구비될 수 있다.

본 실시예와 같이 두 개의 회전부(700)가 구비된 경우, 상기 각각의 회전부에 회전력을 전달하는 두 개의 모터가 구비되어 각각의 회전부의 회전속도를 달리 제어할 수도 있다.

그러나 상기 회전부(700)는 회전함으로써 청소면을 닦아내는 기능을 수행하므로, 회전속도를 달리 제어하기 위해 복수개의 모터를 하우징(10) 내부에 구비하는 것 보다, 단일한 모터(500)를 구비하여 상기 하우징(10) 내부의 공간을 확보하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 하우징(10)의 공간은 한정적이고, 상기 한정적인 공간을 활용하여 수조(100)의 용량을 늘려야 청소시간을 충분히 확보할 수 있기 때문이다.

따라서 상기 회전부(700)의 회전력을 발생시키는 모터(500)가 구비될 수 있고, 상기 모터(500)와 상기 회전축(531)은 기어(510,530)가 맞물리도록 구비될 수 있다.

상기 모터(500)의 동력을 효과적으로 전달하기 위해 상기 기어(510)의 반경은 상기 기어(530)의 반경보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.

가열부재(330)는 수조(100)의 내부에 구비되거나, 수조(100)의 적어도 일면을 형성하도록 구비되어 코일모듈(310)에 수용되는 코일(313)에 의해 발생된 유도자기장에 의해 발열한다.

상기 가열부재(530)가 발열함으로써 상기 수조(100) 내부의 물은 가열되어 상술한 구조에 의해 상기 회전부(700)로 스팀 또는 고온의 물을 공급할 수 있다.

코일모듈(310)이 상기 가열부재(530)를 가열하는 원리를 설명하면 다음과 같다.

와이어를 권선하여 코일(313)을 형성하게 되는데, 따라서 코일(313)은 중심을 갖는다.

상기 와이어에 전류를 공급하면 코일(313)의 형상에 의해서 전류는 중심을 기준으로 회전하면서 흐르게 된다. 따라서 코일(313)의 중심을 통과하는 수직 방향의 자기장이 발생하게 된다.

이 때, 상기 코일(313)에 전류의 위상차가 달라지는 교류전류가 통과하면 시간에 따라 방향이 달라지는 교류자기장이 형성된다. 상기 교류자기장은 인접한 도체에 상기 교류자기장과 반대방향의 유도자기장이 발생하며, 상기 유도자기장의 변화는 상기 도체에 유도전류를 발생시킨다.

상기 유도전류 및 유도자기장은 전기장 및 자기장의 변화에 대한 관성의 형태로써 이해될 수 있다.

즉, 가열부재(330)는 도체로 구비되고, 상기 가열부재(330)는 상기 코일(313)에서 발생된 유도자기장으로 인해 유도전류의 일종인 와전류(Eddy Current) 또는 맴돌이 전류가 발생한다.

이 때, 상기 가열부재(330)의 저항에 의해 상기 와전류는 소산되면서 열로 전환된다. 즉, 결과적으로 가열부재(330)는 상기 저항에 의해 발생되는 열에 의해서 가열되며, 수조(100) 내부의 물은 온도는 상기 가열부재(300)가 가열됨에 따라 상승하게 된다.

다시 말해, 상기 가열부재(330)가 철(Fe)과 같은 자성체로 이루어진 도체로 구비되면 상기 코일모듈(310)에 구비된 코일(313)의 교류전류에 의해 가열될 수 있다.

따라서 상기 가열부재(330)는 상술한 바와 같이 수조(100)의 내부에 구비되는 경우, 수조(100)의 바닥면에서 소정간격 이격되어 수조(100) 내부에 고정되어 구비되거나, 또는 수조(100)의 바닥면과 접촉하여 구비되거나, 또는 수조(100)의 바닥면을 형성하면서 구비될 수 있다.

그리고 가열부재(330)가 형성하는 면적은 코일모듈(310)이 형성하는 면적에 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 가열부재(330)의 면적은 코일(313)이 형성하는 면적과 동일하거나 또는 코일(313)이 형성하는 면적보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 가열부재(330)의 면적 전반에 걸쳐 균일하게 온도가 상승해야 수조 내부의 물을 더욱 효과적으로 가열할 수 있기 때문이다. 코일의 형상에 관해서는 도8 내지 도10을 참고하여 자세히 후술한다.

도5 및 도6을 참고하여 스팀 또는 고온의 물(s)이 회전부에 공급되는 구성을 살펴보면, 회전부(700)는 회전축(531)을 기준으로 회전방향(r)으로 청소면에서 회전한다.

호스(200)와 노즐(210) 구성은 상기 회전축(531)과 소정간격 이격되어 위치하여 회전부(700)의 일부 면적에 스팀 또는 물(s)을 분사한다. 물론 상기 호스(200)는 하우징(10)의 내부에 구비되고, 노즐(210)은 상기 하우징(10)의 내부 공간을 관통하여 고정되기 때문에 스팀 또는 물(s)이 공급되는 위치는 고정되어 있다.

따라서, 스팀 또는 물(s)이 공급되는 위치는 고정되어 있고, 회전부(700)가 회전축(531)을 기준으로 회전방향(r)으로 회전함으로써, 회전부(700)에 고르게 스팀 또는 물이 공급될 수 있다.

상기 회전부(700)는 회전축(531)과 연결되어 회전하는 고정부재(710)와 상기 고정부재(710)에 착탈 가능하게 구비되는 청소부재(750)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 청소부재(750)는 상기 고정부재(710)의 외면에 돌출 형성된 복수개의 후크(730)에 의해 상기 고정부재(710)에 걸려 고정될 수 있다.

상기 회전부(700)는 회전하면서 청소면을 닦아내는 기능을 수행하는 부재로써, 상기 회전부(700) 자체가 상기 회전축(531)에 착탈 가능하게 고정되어 사용자가 상기 회전부(700)를 교체할 수도 있다.

그리고 본 실시예와 같이 구조적 안정성을 위해 상기 회전축(531)과 고정부재(710)가 연결되어 있고, 상기 고정부재(710)에 청소부재(750)가 착탈 가능하게 고정되어 사용자가 상기 청소부재(750)를 교체할 수도 있을 것이다.

상기 청소부재(750)는 청소면을 닦아내고, 스팀 또는 물(s)을 흡수할 수 있는 다양한 재질, 형상을 포함할 수 있다.

그리고 상기 하우징(10)에 베어링(533)이 구비되어 상기 회전축(531)이 상기 베어링(533)을 관통하여 구비될 수 있다.

도7은 도2의 수조 내부를 나타낸 도면이다.

이하 도7을 참고하여 설명한다.

수조(100)는 호스(200)가 연결되는 구멍(101)이 형성될 수 있고, 상기 구멍(101)은 상술한 바와 같이 수조(100)의 최상면에 형성되어 상기 수조(100) 내에 담기는 물의 양을 제한하지 않음이 바람직하다.

그리고 수조(100)에는 상기 수조(100) 내부의 공기를 배출하기 위한 배출구(105)와 송풍팬(110)이 구비될 수 있다.

수조(100)는 가열부재(330)가 발열함에 따라 고온 다습한 환경이 형성되므로, 상기 수조(100)의 내부에 곰팡이, 유해균 등이 번식하여 사용자의 공간으로 배출될 우려가 있다. 따라서 상기 수조(100)의 내부를 건조시켜줄 필요성이 있다.

수조(100)의 내부는 상기 구멍(101)에 의해 외부와 연통되어 있는 상태이므로, 상기 수조(100)의 내부를 건조시키기 위해 배출구(105)만 구비되어도 족하다.

그리고 수조(100) 내부에 수위(L)가 상기 배출구(105)보다 높게 형성되는 것을 방지하기 위해 수위센서(130)가 구비될 수 있다. 따라서 사용자는 케이스(11)만 제거한 상태에서 수조(100)에 물을 공급할 수 있고, 수조(100) 내부에 공급되는 물의 양을 상기 수위센서(130)를 통해 파악할 수 있다.

물론, 상기 케이스(11)에 상기 수조(100)와 연통되는 물 유입구가 형성되어 사용자는 상기 유입구를 통해 수조에 물을 공급할 수도 있으며, 상기 수위센서(130)를 통해 파악되는 물의 수위는 별도의 디스플레이(미도시)를 통해 사용자에게 표시해주거나, 또는 소리 등을 통해서도 사용자에게 알려줄 수 있을 것이다.

한편, 상기 수조(100) 내부에 배출구(105)로 배출되는 공기의 흐름을 원활하게 하기 위해 별도의 흡입구(103)가 형성될 수 있다. 상기 흡입구(103)는 바람직하게 상기 수조(100) 내부에서 상기 배출구(105)와 동일한 높이에서 서로 다른 위치에 형성되는 것이 수위(L)를 더 높일 수 있을 것이다.

그리고 상기 수조(100) 내부에 공기의 흐름을 안내하는 격벽(150)이 설치되어 상기 흡입구(103)로 흡입된 공기가 상기 배출구(105)로 배출되는 유로를 형성할 수 있다.

상기 격벽(150)은 흡입구(103)와 배출구(105) 사이에 구비된다.

상기 격벽(150)은 수조의 일면에서 타면까지 연장되되, 상기 격벽(150)의 선단은 상기 수조(100)의 타면과 소정간격 이격된 위치에 구비되도록 연장될 수 있다. 따라서 상기 수조(100)의 타면과 상기 격벽(150)의 선단에는 공기가 배출되도록 유로가 형성될 수 있다.

그리고 상기 흡입구(103)와 배출구(105)는 수조(100) 내부 일면에서 서로 다른 높이에 위치하고, 상기 흡입구(103)와 배출구(105) 사이에 격벽(150)이 수조(100)의 내면과 유로를 형성하는 것이 바람직하다.

왜냐하면 흡입구(103)와 배출구(105)가 수조(100) 내부 일면에서 같은 높이에 형성되는 경우 격벽(150)에 의해 유로가 구획되기 위해서는 상기 격벽(150)이 수조(100)의 높이방향을 따라 수조 내부를 가로지르며 구비되기 때문에 구멍(101)의 위치가 상기 격벽(150)에 의해 치우쳐 형성되어야 하고, 수조 내부에 저장되는 물의 양이 상기 격벽의 부피만큼 줄어들 수 있는 등의 유로를 형성하는 것 이외의 불이익이 발생할 수 있다.

따라서, 상기 흡입구(103)와 배출구(105)는 수조 내부의 일면에서 서로 다른 높이에 형성되고, 상기 격벽(150)은 상기 수조 내부의 일면 중 상기 흡입구(103)와 배출구(105) 사이에서 상기 수조 내부의 타면으로 연장되어 형성되되, 상기 격벽(150)의 선단은 상기 수조 내부의 타면과 소정간격 이격되어 유로를 형성할 수 있다.

도8 내지 도10은 각기 다른 세로길이를 가진 코일(313)과 상기 코일(313)의 세로폭에 따른 가열부재(330)의 가열 온도 상승 분포가 나타나 있다.

이하 도8 내지 도10을 참고하여 설명한다.

자기장은 거리에 따라 그 세기가 감소하므로 코일모듈(310)과 가열부재(330) 사이의 간격을 좁히는 것이 에너지 효율 측면에서 유리하다.

따라서, 코일(313)은 도면에 도시된 바와 같이 단일층으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 와이어가 복수개의 층으로 권선되지 않고 단일층으로 권선되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 와이어가 복수 개의 층으로 권선되면 와이어와 와이어 사이에는 갭이 발생될 수 밖에 없다. 따라서 바닥층의 와이어와 바닥층 상부층의 와이어 사이에서는 갭만큼의 거리가 발생될 수 밖에 없다. 이 경우 바닥층 상부층의 코일과 수조 사이의 거리는 증가될 수 밖에 없다.

물론, 이러한 갭이 물리적으로 배제될 수 있다고 하더라도 바닥층 상부층의 코일과 수조 사이는 코일의 층이 증가될수록 멀어지므로 효율이 저하될 수 밖에 없다.

그러므로 코일(313)은 단일 층으로 형성됨이 바람직하다. 이는 동일한 와이어 길이를 사용하면서 최대한 가열부재(330)와 접하는 코일(313)의 면적을 증가시킬 수 있음을 의미한다.

그리고 코일(310)은 4개의 직선구간(3131,3132,3133,3134)과 상기 직선구간 사이사이에 형성되는 곡선구간(3135,3136,3137,3138)을 형성하는 트랙 형태로 구비될 수 있다.

그리고 각 도면의 그래프에서 세로축은 가열부재(330)의 각 위치를 표시하는 것으로, '1'은 가열부재(330)의 일측이며, '5'는 가열부재(330)의 타측을 나타내고, '2'내지'4'는 그 사이 구간을 나타낸다. 즉, 가열부재(330)는 '1'에서부터 '5'까지 연장된 폭을 형성한다.

그래프에서 가로축은 가열부재(330)의 온도 상승률을 나타내고 있다.

이하, 설명되는 코일(313)의 폭 및 가열부재(330)의 온도상승률은 도8 내지 도10에 개시된 각각의 코일(313)을 대상으로 상대적으로 비교한 것이다.

도8은 폭이 가장 넓은 코일을 이용해 가열부재(330)를 가열한 경우이며, 도9는 중간 정도 넓이의 폭을 가진 코일을 이용해 가열부재(330)를 가열한 경우이고, 도10은 가장 좁은 폭을 가진 코일을 이용해 가열부재(330)를 가열한 경우이다.

물론, 코일이 형성하는 면적은 가열부재(330)의 면적보다 작은 면적을 형성하는 것이 바람직하다.

도8의 코일에 의한 가열부재의 온도 상승율은, 다른 코일에 비해 가열부재(330)의 면적 전체에 걸쳐 균일한 온도 상승율을 보이고 있다.

이에 반해, 도9와 도10의 코일에 의한 가열부재의 온도 상승율은, 가열부재(330)의 양 폭과 중심부의 온도 상승율 차이가 현격하다.

즉 각각의 코일의 면적이 동일하다는 가정하에 코일의 세로폭이 길어질수록 가열부재(330)의 양 폭과 중신부가 상대적으로 균일하게 가열됨을 볼 수 있다. 이는 가열부재의 중심에 대응되는 코일의 면적 중 많은 부분을 가열부재의 양 폭으로 이동시킨 것에 기인하는 것이라 할 수 있다.

즉 가열부재(330)의 면적은 상기 코일(313)이 형성하는 면적에 의해 커버되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 코일의 세로폭과 가열부재의 양 폭은 수조(100)의 형상에 영향을 받는다. 하우징(10)은 청소면적을 넓히기 위해 소정의 폭을 형성하는 외관으로 구비될 수 있고, 상기 하우징의 외관을 고려하여 수조(100)의 형상이 고려될 수 있다.

결과적으로 상기 코일(313)은 장축(3131,3132)을 형성하는 세로축과 단축(3133,3134)를 형성하는 가로축과, 상기 장축과 단축을 연결하는 곡선부(3135,3136,3137,3138)를 구비하는 트랙(Track) 형상으로 구비될 수 있다.

상기 곡선부는 동일한 곡률반경을 가지고, 최대한 직사각형의 모서리 부분을 채우는 형태로 형성될 수 있다. 따라서 가열부재의 양단부에서 코일의 형상에 의해 저감될 수 있는 자기장의 양을 곡선부의 곡률 반경 일치를 통해서 최대한 보상할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 하우징 100: 수조
200: 호스 310: 코일모듈
330: 가열부재 500: 모터
700: 회전부

Claims (14)

1. 외관을 형성하는 하우징;
   상기 하우징에 회전 가능하게 고정되고, 청소면을 닦는 회전부;
   상기 하우징의 내부에 구비되어 물을 저장하는 수조;
   상기 하우징의 내부에 구비되고, 와이어가 권선되어 형성되는 코일을 수용하는 코일모듈;
   상기 수조 내부에 구비되거나, 상기 수조의 적어도 일면을 형성하도록 구비되어 상기 코일에서 발생된 유도자기장에 의해 발열하는 가열부재; 및
   상기 회전부에 상기 수조의 스팀 또는 물을 공급하는 호스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열부재의 면적은 상기 코일이 형성하는 면적과 동일하거나 또는 상기 코일이 형성하는 면적보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 청소기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 호스는
   상기 수조와 연결되어 유로를 형성하는 관; 및
   상기 관과 연결되어 상기 스팀 또는 물을 분사하는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전부는 상기 하우징을 관통하는 회전축에 고정되고, 상기 노즐은 상기 회전축과 이격된 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 청소기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전부는,
   상기 회전축과 연결되어 회전하는 고정부재; 및
   상기 고정부재에 착탈 가능하게 구비되는 청소부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정부재는, 상기 고정부재의 외면에 돌출 형성된 복수개의 후크;를 포함하고,
   상기 청소부재는 상기 후크에 의해 상기 고정부재에 걸려 고정되는 것을 특징으로 하는 청소기
7. 제1항에 있어서,
   상기 코일은 단일층으로 형성됨을 특징으로 하는 청소기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 코일은 상기 수조의 폭 방향으로 장축을 갖는 트랙 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 청소기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 코일은 전후 좌우 직선 구간 그리고 직선 구간과 직선 구간 사이의 4개의 곡선 구간을 포함하며,
   상기 곡선 구간에서의 곡률 반경은 반경방향 내측 와이어와 반경방향 외측 와이어 모두 동일함을 특징으로 하는 청소기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 수조는,
    상기 수조 내부의 공기를 배출하기 위한 배출구; 및
    상기 배출구에 구비되는 송풍팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 수조는,
    상기 수조 내부에 공기를 흡입하기 위한 흡입구; 및
    상기 공기의 흐름을 안내하는 격벽;을 포함하고,
    상기 상기 배출구와 상기 흡입구는 상기 수조의 내면 중 일면에 형성되고, 상기 격벽은 상기 배출구와 상기 흡입구 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 청소기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 수조는 상기 흡입구와 배출구보다 낮은 높이에서 상기 수조의 내부에 구비되는 수위센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 외면에 형성되어, 상기 코일모듈을 동작을 제어하는 조작부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
14. 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 회전 가능하게 고정되고, 바닥을 닦아내는 회전부;
    상기 하우징의 내부에 구비되어 물을 저장하고, 자성체 재질로 형성되는 수조;
    상기 하우징의 내부에 구비되고, 와이어가 권선되어 형성되는 코일을 수용하는 코일모듈; 및
    상기 회전부에 상기 수조의 스팀 또는 물을 공급하는 호스;를 포함하고,
    상기 코일에서 발생된 유도자기장에 의해 상기 수조가 발열하는 것을 특징으로 하는 청소기.

Images