KR20210093261A - 공기 처리 장치 - Google Patents

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KR20210093261A
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웨인 어네스트 콘래드
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오마크론 인텔렉튜얼 프로퍼티 아이엔씨.
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Abstract

로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션이 제공된다. 도킹 스테이션은, 상부 사이클론과 하부 사이클론을 포함한 복수의 사이클론을 갖는다. 사이클론은, 상부 사이클론의 먼지 유출구가 하부 사이클론의 먼지 유출구에 의해 차단되지 않도록 배열된다.

Description

공기 처리 장치
본 출원은 2018년 10월 22일에 출원된 미국 특허 가출원 제62/748,840호의 우선권을 주장하며, 본원에 참조로서 전체가 포함된다.
기술분야
본 개시의 분야는 일반적으로 표면 청소 장치, 로봇 표면 청소 장치와 같은 표면 청소 장치를 비우기 위한 도킹 스테이션, 및 표면 청소 장치를 위한 공기 처리 장치에 관한 것이다.
다양한 유형의 로봇 표면 청소 장치가 공지되어 있다. 로봇 진공 청소기는, 로봇 진공 청소기가 도킹 스테이션에 연결되는 경우에 로봇 진공 청소기를 충전하는, 도킹 스테이션을 가질 수 있다. 또한, 도킹 스테이션은 로봇 표면 청소 장치의 먼지 수집 챔버를 비우는 수단을 가질 수 있다.
또한, 복수의 사이클론을 평행하게 포함하는 사이클론 청소 스테이지를 사용하는 표면 청소 장치가 공지되어 있다.
본 개시의 제1 양태에 따라, 표면 청소 장치용 사이클론 어레이 또는 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션은, 복수의 사이클론을 평행하게 포함한다. 이러한 양태에 따라, 사이클론(이는 수직으로 각도를 이루는 회전 축을 갖고, 선택적으로 축은 대체로 수평 배향됨)은 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지가 먼지 챔버로 직접 이동하도록 배열된다. 따라서, 사이클론은 가변적인 길이일 수 있거나, 사이클론은 회전축 방향으로 거리차를 둘 수 있어, 하부 사이클론 위에 위치한 상부 사이클론이 하부 사이클론 후방 말단의 후방에 유출구를 갖도록 한다.
예를 들어, 평행한 복수의 사이클론은, 작동 시 일부 사이클론이 다른 사이클론 위에 위치하고 상부 사이클론의 먼지 유출구(측벽에 제공될 수 있음)가 하부 사이클론 위에 놓이지 않게 위치하도록 배향된다. 이들 사이클론은 동일한 길이를 가질 수 있지만 거리차를 둘 수 있어서, 상부 사이클론의 먼지 유출구 말단이 하부 사이클론의 먼지 유출구 말단의 후방에 있도록 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하부 사이클론은, 상부 사이클론의 먼지 유출구 말단이 하부 사이클론의 먼지 유출구 말단의 후방에 있도록, 더 짧을 수 있다.
본 양태에 따라, 표면 청소 장치 또는 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션에 사용될 수 있는 사이클론 어레이가 제공되며, 상기 사이클론 어레이는 상단부, 하단부 및 이격된 횡방향 측면을 갖고, 상기 사이클론 어레이는,
(a) 평행하게 배열되는 복수의 사이클론(상기 복수의 사이클론은 제1 상부 사이클론 및 제1 하부 사이클론을 포함하고, 각각의 사이클론은 사이클론 회전축, 전방 말단, 축 방향으로 이격된 후방 말단, 공기 유입구, 공기 유출구 및 먼지 유출구를 가짐); 및
(b) 상기 먼지 유출구와 연통하는 적어도 하나의 먼지 수집 챔버를 포함하되,
상기 사이클론 어레이가 하단부 위의 상단부와 배향되는 경우에, 상기 사이클론 축은 상기 수직에 대한 각도로 연장되고, 적어도 제1 상부 사이클론은 제1 하부 사이클론 위에 위치하고 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구는 상기 제1 하부 사이클론의 후방 말단으로부터 축 방향으로 후방 이격된다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이와 동일할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 사이클론 회전축을 가로지르는 평면은, 제1 상부 사이클론의 전방 말단에 위치할 수 있고, 제1 하부 사이클론의 전방 말단은 상기 평면에 인접하게 위치할 수 있고, 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 제1 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이보다 더 길 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구 및 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 공통 먼지 수집 챔버의 바닥을 대면할 수 있다. 선택적으로, 바닥은 개방 가능한 문을 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구와 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 사이클론의 측벽에 제공될 수 있다.
임의의 구현예에서, 공기 유입구 및 공기 유출구는, 사이클론의 전방 말단에 제공될 수 있고, 먼지 유출구는 사이클론의 후방 말단에 제공된다.
임의의 구현예에서, 사이클론 어레이가 하단부 위로 상단부와 함께 배향되는 경우에, 사이클론 축은 대체로 수평 연장될 수 있다.
임의의 구현예에서, 복수의 사이클론은 제1 복수의 상부 사이클론 및 제2 복수의 하부 사이클론을 포함할 수 있다.
다른 양태에 따라, 로봇 표면 청소 장치와 같은 표면 청소 장치의 도킹 스테이션은, 표면 청소 장치에 탈착식으로 연결 가능한 도킹 포트, 도킹 포트로부터 적어도 하나의 공기 처리 부재까지 연장되는 공기 흐름 경로가 제공된다. 표면 청소 장치가 도킹 스테이션에 도킹되는 경우에, 표면 청소 장치에서 수집된 먼지를 함유한 공기 스트림이 도킹 포트를 통해 도킹 스테이션 내로 흡인되고, 여기서 공기가 처리되어 수집된 먼지를 제거하고 깨끗한 공기 스트림이 도킹 스테이션으로부터 방출된다. 공기 스트림은, 표면 청소 장치 내의 모터와 팬 어셈블리, 및/또는 도킹 스테이션 내의 모터 및 팬 어셈블리(흡입 모터)에 의해 생성될 수 있다. 따라서, 도킹 스테이션은 표면 청소 장치를 비우는 데 사용될 수 있다.
도킹 스테이션은 하나 이상의 공기 처리 부재를 사용할 수 있다. 일 구현예에서, 도킹 스테이션은, 복수의 사이클론을 평행하게 포함할 수 있는, 제1 스테이지 모멘텀 분리기 및 제2 스테이지 사이클론 유닛을 사용한다. 사이클론 스테이지는, 사이클론 회전축이 대체로 수평, 대체로 수직 또는 수평 및/또는 수직 평면에 대한 일정 각도가 되도록 배치된, 사이클론과 함께 배열될 수 있다. 다른 구현예에서, 도킹 스테이션은, 제1 스테이지 모멘텀 분리기보다는 제1 스테이지 사이클론 유닛을 사용할 수 있다. 따라서, 이들 구현예에서, 도킹 스테이션은 두 개의 사이클론 스테이지를 포함할 수 있다.
제1 스테이지가 모멘텀 분리기를 포함하는 구현예에서, 모멘텀 분리기는 상부 벽의 일부 또는 전부 및/또는 수직 벽의 일부 또는 전부로서 스크린을 가질 수 있다. 어느 경우든, 스크린으로부터 이격되고 스크린과 대면하는 페이싱 벽을 제공할 수 있다. 따라서, 흐름 채널이 스크린과 페이싱 벽 사이에 제공될 수 있다. 페이싱 벽은, 스크린으로부터 공기 흐름의 m3/분 대해 2 내지 40, 4 내지 25, 8 내지 15 또는 10 mm만큼 이격될 수 있다. 흐름 채널이 상향으로(예, 대체로 수직으로) 연장되는 경우에, 흐름 채널은 제2 스테이지 모멘텀 분리기를 정의할 수 있다.
스크린은, 도킹 포트를 통한 흐름 방향으로 도킹 포트의 횡단면적 곱하기 2 내지 100, 10 내지 100, 20 내지 50 또는 임의의 그 사이의 범위(예, 5 내지 10 또는 30)의 표면적(흐름 면적)을 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 사이클론 스테이지, 모멘텀 분리기 및 제2 스테이지 모멘텀 분리기 중 둘 이상이 동시에 비워질 수 있다(예, 이들은 공통의 개방 가능한 하단 도어를 가질 수 있음).
본 구현예에 따라, 상기 사이클론 어레이를 포함하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 공기 유입구로부터 공기 유출구까지 흐름 경로를 가지며, 상기 공기는 상기 사이클론의 후방 말단으로부터 상기 사이클론의 전방 말단에 있는 공기 유입구로 이동함에 따라 상기 사이클론의 외부를 따라 공기가 이동한다.
본 구현예에 따라, 사이클론 어레이를 포함하는 표면 청소 장치가 또한 제공된다. 사이클론 어레이는 제2 사이클론 청소 스테이지일 수 있다.
본 구현예에 따라, 사이클론 어레이를 포함하는 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션이 또한 제공된다.
본 구현예에 따라, 표면 청소 장치 또는 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션에 사용될 수 있는 공기 처리 장치가 또한 제공되고, 상기 장치는,
(a) 공기 처리 장치 공기 유입구로부터 공기 처리 장치 공기 유출구로 연장되는 공기 흐름 경로; 및
(b) 상기 공기 흐름 경로에 위치하고 상부 벽, 하부 벽 및 상기 상부 벽과 하부 벽 사이에서 연장되는 측벽을 갖는 모멘텀 분리기를 포함하되,
모멘텀 분리기 공기 유입구가 상기 측벽의 유입구 부분에 제공되며, 상기 모멘텀 분리기 공기 유입구는 상기 측벽의 유입구 부분과 대향하는 상기 측벽의 대향 부분과 대면하고, 상기 측벽의 유입구 부분은 측면 스크린을 포함한다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는, 측벽의 대향 부분을 향해 대체로 수평 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는, 측벽의 대향 부분을 향해 대체로 수평 및 하향 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는 대체로 하향 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 측벽의 대향하는 부분은 대체로 평면형일 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구는 유출구 포트를 가질 수 있고, 유출구 포트는 측벽의 대향하는 부분에 대체로 평행한 평면 내에서 연장될 수 있다.
임의의 구현예에서, 측벽의 유입구 부분은, 측벽의 대향하는 부분에 대체로 평행한 평면 내에서 연장될 수 있다.
임의의 구현예에서, 하부 벽은 개방 가능한 도어를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 측면 스크린은 측벽의 유입구 부분의 대부분을 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 측면 스크린은 측벽의 유입구 부분의 50% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 90% 초과를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 상부 벽은 상부 스크린을 포함할 수도 있다. 선택적으로, 상부 스크린은 상부 벽의 대부분을 포함할 수 있다. 상부 스크린은 상부 벽의 50% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 90% 초과를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 공기 처리 장치는 측면 스크린으로부터 이격되고 그에 대면하는 말단 벽을 추가로 포함할 수 있되, 상향 흐름 챔버는 상기 말단 벽과 상기 측면 스크린 사이에 위치한다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기는 하단 개방 가능한 도어를 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 상향 흐름 챔버는 하단 개방 가능한 상향 흐름 챔버 도어를 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 하부 벽은 개방 가능한 모멘텀 분리기 도어를 포함할 수 있고, 상기 모멘텀 분리기 도어 및 상기 상향 흐름 챔버 도어는 동시에 개방 가능하다.
본 구현예에 따라, 표면 청소 장치 또는 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션에 사용될 수 있는 공기 처리 장치가 또한 제공되고, 상기 장치는,
(a) 공기 처리 장치 공기 유입구로부터 공기 처리 장치 공기 유출구로 연장되는 공기 흐름 경로;
(b) 상기 공기 흐름 경로에 위치하고 상부 벽, 하부 벽 및 상기 상부 벽과 하부 벽 사이에서 연장되는 측벽, 및 모멘텀 분리기 공기 유입구를 갖는 모멘텀 분리기(상기 상부 벽은 상부 스크린을 포함함); 및
(c) 상기 상부 스크린으로부터 이격되고 그에 대면하는 상부 말단 벽을 포함하되, 공기 흐름 챔버는 상기 상부 말단 벽과 상기 상부 스크린 사이에 위치한다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는, 측벽을 향해 대체로 수평 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는, 측벽을 향해 대체로 수평으로 그리고 하향 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구를 빠져나오는 공기는 대체로 하향 유도될 수 있다.
임의의 구현예에서, 공기 처리 장치는 상부 벽 상에 위치한 편향기를 추가로 포함할 수 있다.
청구범위 제31항에 있어서, 상기 공기 처리 장치는 개방 가능한 도어를 포함한다.
임의의 구현예에서, 상부 스크린은 상부 벽의 대부분을 포함할 수 있다. 상부 스크린은 상부 측벽의 50% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 90% 초과를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 측벽은 또한 측면 스크린을 포함할 수 있다. 측벽은 제1 및 제2 대향 측벽을 포함할 수 있고, 측면 스크린은 제1 측벽의 대부분을 포함한다. 측면 스크린은 제1 측벽의 50% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 90% 초과를 포함할 수 있다. 선택적으로 그리고 추가로, 공기 처리 장치는 측면 스크린으로부터 이격되고 그에 대면하는 말단 벽을 추가로 포함할 수 있되, 상향 흐름 챔버는 상기 말단 벽과 상기 측면 스크린 사이에 위치할 수 있다.
임의의 구현예에서, 모멘텀 분리기는 하단 개방 가능한 도어를 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 상향 흐름 챔버는 하단 개방 가능한 상향 흐름 챔버 도어를 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 하부 벽은 개방 가능한 모멘텀 분리기 도어를 포함할 수 있고, 상기 모멘텀 분리기 도어 및 상기 상향 흐름 챔버 도어는 동시에 개방 가능하다.
본 양태에 따라, 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션이 또한 제공되며, 상기 로봇 표면 청소 장치는,
(a) 제1 스테이지 공기 처리 챔버;
(b) 상단부, 하단부 및 이격된 횡방향 측면을 갖는 제2 스테이지 사이클론 어레이를 포함하고, 상기 사이클론 어레이는,
(i) 평행하게 배열되는 복수의 사이클론(상기 복수의 사이클론은 제1 상부 사이클론 및 제1 하부 사이클론을 포함하고, 각각의 사이클론은 사이클론 회전축, 공기 유입구 및 공기 유출구를 갖는 전방 말단, 및 축 방향으로 이격되고 먼지 유출구를 갖는 후방 말단을 가짐); 및
(ii) 상기 먼지 유출구와 연통하는 적어도 하나의 먼지 수집 챔버를 포함하되,
상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 제1 상부 사이클론의 적어도 일부는 제1 하부 사이클론 위에 위치하고, 상기 먼지 유출구는 거리차를 둔 구성으로 배열됨으로써 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 티끌이, 상기 제1 하부 사이클론에 의해 차단되지 않도록 한다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구의 적어도 일부는, 제1 하부 사이클론의 후방 말단으로부터 후방 이격될 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이와 동일할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 사이클론 회전축을 가로지르는 평면은, 제1 상부 사이클론의 전방 말단에 위치할 수 있고, 제1 하부 사이클론의 전방 말단은 상기 평면에 인접하게 위치할 수 있고, 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 제1 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이보다 더 길 수 있다.
임의의 구현예에서, 사이클론 어레이가 하단부 위로 상단부와 함께 배향되는 경우에, 사이클론 축은 수직에 대한 각도로, 예를 들어 수직에 대해 약 45°로 연장될 수 있다.
임의의 구현예에서, 복수의 사이클론은 제1 복수의 상부 사이클론 및 제2 복수의 하부 사이클론을 포함할 수 있다. 선택적으로, 복수의 사이클론은 제1 복수의 상부 사이클론 및 제2 복수의 하부 사이클론을 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구 및 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 공통 먼지 수집 챔버의 바닥을 대면할 수 있다. 선택적으로, 바닥은 개방 가능한 문을 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버는 단일 공통 먼지 수집 챔버를 포함할 수 있고, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지 및 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지는, 공통 먼지 수집 챔버의 바닥으로 하향 이동할 수 있다. 선택적으로, 바닥은 개방 가능한 도어를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지 및 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지는, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버의 개방 가능한 바닥으로 하향 이동할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구와 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 사이클론의 측벽에 제공될 수 있다.
임의의 구현예에서, 사이클론 어레이가 하단부 위로 상단부와 함께 배향되는 경우에, 사이클론 축은 대체로 수평 연장될 수 있다.
임의의 구현예에서, 사이클론을 빠져나오는 공기는 하향 이동할 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 스테이지 공기 처리 챔버는, 개방 가능한 하단 도어가 있는 먼지 수집 영역을 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 제1 스테이지 공기 처리 챔버는, 개방 가능한 하단 도어가 있는 먼지 수집 영역을 가질 수 있다.
임의의 구현예에서, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버는 개방 가능한 하단 도어를 가질 수 있고, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버의 하단 개방 가능한 도어는 제1 스테이지 공기 처리 챔버의 하단 개방 가능한 도어와 동시에 개방될 수 있다.
임의의 구현예에서, 사이클론 어레이가 하단부 위로 상단부와 배향되는 경우에, 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구는 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구 위에 위치할 수 있다.
본원에 포함된 도면은 본 명세서의 교시의 물품, 방법 및 장치의 다양한 예를 예시하기 위한 것이며, 어떤 방식으로도 교시된 것의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다.
도면 중,
도 1은 공기 처리 장치의 일 구현예의 전방 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기 처리 장치의 도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면도이다.
도 3은 도 1의 공기 처리 장치의 도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면 사시도이다.
도 4a는 일부 구현예에 따라, 도 1의 공기 처리 장치의 내부에 위치한 모멘텀 분리기의, 도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면도이다.
도 4b는 일부 다른 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면도이다.
도 4c는 일부 또 다른 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면도이다.
도 5는 도 3의 모멘텀 분리기의 사시도이다.
도 6은 예시적인 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 다른 사시도이다.
도 7a는 다른 예시적인 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 도 1의 2-2' 라인에 따른 개략적인 측단면도이다.
도 7b는 도 7a의 모멘텀 분리기의 개략적인 사시도이다.
도 7c는 또 다른 예시적인 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 1의 공기 처리 장치의 측면 사시도로서, 공기 처리 장치의 하부 벽이 제거된 것을 나타낸다.
도 9는 도 1의 공기 처리 장치의 하부로부터의 사시도이다.
도 10은 예시적인 대안 구현예에 따라, 모멘텀 분리기의 하우징 몸체의 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 1의 공기 처리 장치의 도 3의 11-11' 라인에 따른 하향식 측단면도이다.
도 12는 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 공기 처리 장치의 내부에 위치한 사이클론 어레이의 측면 사시도이다.
도 13은 도 12의 사이클론 어레이의 후방 사시도이다.
도 14는 도 12의 사이클론 어레이의도 12의 14-14' 라인에 따른 후방 단면 사시도이다.
도 15는 도 1의 공기 처리 장치의 도 1의 15-15' 라인에 따른 전방 단면 사시도이다.
도 16a는 도 12의 사이클론 어레이의도 1의 2-2' 라인에 따른 측단면 사시도이다.
도 16b는 도 12의 사이클론 어레이의 후방 사시도의 부분 절취도이다.
도 16c는 도 12의 사이클론 어레이의 후방으로부터 도 12의 14-14' 라인에 따른 수직 단면도이다.
도 17은 도 12의 사이클론 어레이의도 13의 17-17' 라인에 따른 상향식 단면도이다.
도 18은 공기 처리 장치의 다른 구현예의 사시도이다.
도 19는 도 18의 공기 처리 장치의 도 18의 19-19' 라인에 따른 측단면도이다.
도 20은 도 18의 공기 처리 장치의 도 18의 19-19' 라인에 따른 측단면 사시도이다.
도 21은 도 18의 공기 처리 장치의 도 18의 19-19' 라인에 따른 다른 측단면 사시도이다.
도 22는 도 18의 공기 처리 장치의 도 18의 22-22' 라인에 따른 상향식 측단면 사시도이다.
도 23은 도 18의 공기 처리 장치의 측면 사시도로서, 공기 처리 장치의 하단 벽이 제거된 것을 나타낸다.
도 24는 도 18의 공기 처리 장치의 상향식 사시도이다.
도 25는 도 18의 공기 처리 장치의 사시도로서, 공기 처리 장치의 상단 덮개와 상단 스크린이 제거된 것을 나타낸다.
도 26은 도 18의 공기 처리 장치의 사이클론 어레이의 사시도이다.
도 27은 도 26의 사이클론 어레이의도 26의 27-27' 라인에 따른 단면도이다.
도 28은 도 18의 공기 처리 장치의 부분 분해도이다.
도 29는 예시적인 대안 구현예에 따른 사이클론 어레이의 후방 수직 단면도이다.
도 30은 도 29의 30-30' 섹션 라인에 따른 도 29의 사이클론 어레이의 측단면도이다.
도 31은 도 29의 구성의 대안적인 사이클론 어레이의 측단면도이다.
도 32a는 개방 구성으로 하단 도어가 있는 공기 처리 장치의 다른 구현예의 측입면도이다.
도 32b는 폐쇄 구성으로 하단 도어가 있는 도 32a의 공기 처리 장치의 도 32a의 32B-32B' 라인을 따른 단면도이다.
도 32c는 폐쇄 구성으로 하단 도어가 있는 도 32a의 공기 처리 장치의 도 32a의 32C-32C' 라인을 따른 단면도이다.
도 32d는 개방 구성으로 하단 도어가 있는 도 32a의 공기 처리 장치의 도 32a의 32B-32B' 라인을 따른 단면도이다.
도 33a는 다른 예시적인 구현예에 따라 도 32a의 공기 처리 장치의 도 32a의 32B-32B' 라인을 따른 단면도이다.
도 33b는 도 33a의 공기 처리 장치의 도 33a의 33B-33B' 라인을 따른 단면도이다.
다양한 장치 또는 공정이 이하에서 설명되어 각각의 청구된 본 발명의 구현예의 예시를 제공할 것이다. 이하에서 설명되는 구현예는 임의의 청구된 발명을 제한하지 않으며, 임의의 청구된 발명은 이하에서 설명되는 것과 상이한 공정 또는 장치를 포함할 수 있다. 청구된 발명은, 이하에서 설명되는 임의의 하나의 장치 또는 공정의 모든 특징부를 갖는 장치 또는 공정, 또는 이하에서 설명되는 장치 중 다수 또는 전부에 공통인 것을 특징으로 하는 장치 또는 공정에 제한되지 않는다. 이하에서 설명되는 장치 또는 공정은 임의의 청구된 발명의 구현예가 아닐 수도 있다. 본 문서에서 청구되지 않은 후술 장치 또는 공정에 개시된 임의의 발명은, 다른 보호 수단, 예를 들어 계속 특허 출원의 주제일 수 있으며, 출원인, 발명자 또는 소유자는 본 문서에서 공개함으로써 이러한 발명을 포기하거나, 부인하거나, 공개 전용할 의도가 없다.
달리 명시적으로 명시되지 않는 한, 용어 "일 구현예", "구현예(들)", "특정 구현예(들)", "하나 이상의 구현예", "일부 구현예", 및 "하나의 구현예"는 "본 발명(들)의 하나 이상의 구현예(전부는 아님)"를 의미한다.
용어 "포함하는", "포함한" 및 이의 변형은 달리 명시적으로 명시되지 않는 한, "포함하나 이에 제한되지 않는"을 의미한다. 품목 목록은 달리 명시되지 않는 한, 품목의 일부 또는 전부가 상호 배타적임을 의미하지 않는다. 용어 "일", "하나" 및 "특정한 하나"는 달리 명시적으로 명시되지 않는 한, "하나 이상"을 의미한다.
본원에서 및 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 연결부가 발생하는 한, 두 개 이상의 부품이 "결합된", "연결된", "부착된", 또는 "체결된" 것으로 언급되며, 여기서 상기 부품은 직접 또는 간접적으로(즉, 하나 이상의 중간 부분을 통해) 함께 결합되거나 작동된다. 본원에서 및 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 두 개 이상의 부분은, 부품이 서로 물리적으로 접촉하여 연결되는 곳에서 "직접 결합", "직접 연결", "직접 부착", 또는 "직접 체결"되는 것으로 언급된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 두 개 이상의 부품은, 서로에 대한 일정한 배향을 유지하면서 하나처럼 움직이도록 부품이 결합되는 곳에서 "단단히 결합", "단단히 연결", "단단히 부착", 또는 "단?Θ? 체결"되는 것으로 언급된다. 용어 "결합된", "연결된", "부착된", 및 "체결된"은 둘 이상의 부품이 함께 결합되는 방식을 구별하지 않는다.
본원의 일부 요소는 부품 번호에 의해 식별될 수 있으며, 이는 베이스 번호에 이어서 알파벳 또는 알파벳-숫자 접미사(예를, 112a, 또는 1121)로 구성된다. 본원의 다수의 요소는 공통적으로 베이스 번호를 공유하고 그들의 접미사(예, 1121, 1122, 및 1123)에 의해 상이한 부품 번호에 의해 식별될 수 있다. 공통 베이스 번호를 갖는 모든 요소는 접미사 없이(예, 112) 베이스 번호를 사용하여 집합적으로 또는 일반적으로 지칭될 수 있다.
본원에 기술된 구현예에서, 공기 처리 장치가 제공된다. 공기 처리 장치는 바닥 청소 장치와, 예컨대 경질 바닥 청소 장치 및/또는 진공 청소기, 예를 들어 직립 표면 청소 장치, 캐니스터 표면 청소 장치, 로봇 표면 청소 장치, 휴대용 진공, 스틱 진공 및/또는 추출기와, 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 일부 구현예에서, 공기 처리 장치는, 청소 작업 중에 그 안에 수집된 티끌 또는 부스러기를 표면 청소 장치에서 신속하게 비우는 것을 용이하게 하기 위한 "도킹 스테이션"으로서 사용될 수 있다.
본원에 설명된 예시적인 응용 분야에서, 공기 처리 장치는, 로봇 표면 청소 장치용 "도킹 스테이션"으로서 사용될 수 있다. 특히, 공기 처리 장치의 공기 유입구(도킹 포트)는, 로봇 청소 장치의 포트 또는 유출구에 탈착식으로 결합할 수 있다. 포트 또는 유출구는, 예를 들어 로봇 장치의 티끌 수집 챔버와 유체 연통할 수 있다. 모터 및 팬 어셈블리는, 공기 유입구를 통해 공기 처리 장치 내로 공기의 흐름을 구동한다. 공기가 공기 처리 장치의 공기 유입구 내로 흡인됨에 따라, 티끌 수집 챔버 내부에 위치한 부스러기가, 티끌 수집 챔버 밖으로 흡인되어 공기 흐름과 함께 공기 처리 장치 내로 전달된다. 따라서, 공기 처리 장치는 공기의 유입 스트림을 처리하여 이의 티끌과 부스러기를 분리시킬 수 있다. 일단 티끌의 일부 또는 전부가 로봇 장치 밖으로 전달되었으면, 공기 처리 장치는 독립적으로 청소될 수 있다. 이러한 방식으로, 공기 처리 장치는, 티끌과 부스러기를 비우는 것이 요구될 때마다, 로봇 장치의 해체(또는 개방)를 필요로 하지 않고서, 로봇 표면 청소 장치의 안전하고 빠른 비우기를 용이하게 한다.
로봇 도킹 스테이션에 대한 일반적인 설명
이제 도 1 내지 도 3을 참조하면, 공기 처리 장치(100)의 제1 구현예가 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 공기 처리 장치(100)는 하우징 몸체(104), 공기 처리 장치 공기 유입구(108)(오염 공기 유입구(108)로도 지칭됨), 및 공기 처리 장치 공기 유출구(112)(청정 공기 유출구(112)로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 공기 처리 장치 공기 유입구(108)는 도킹 스테이션의 유입구일 수 있거나, 그의 하류에 있을 수 있다. 예를 들어, 공기 처리 장치(100)가 비우기 위해 도킹 스테이션으로부터 제거 가능한 경우에, 공기 처리 장치 공기 유입구(108)는 도킹 스테이션의 유입구일 수 있다.
공기 처리 장치 공기 유입구(108)는, 예를 들어 거칠고 미세한 티끌, 고체 부스러기뿐만 아니라 다른 공기가 담은 함유물을 포함하는, 오염 공기의 유입 스트림을 수용하도록 구성된다. 공기 유입구(108)에 의해 수용된 공기 흐름은, 공기 처리 장치(100) 내로 이동하고 공기가 담은 함유물로부터 공기 흐름을 분리하도록 구성되는, 하나 이상의 분리 스테이지를 통과한다. 그 다음, 상대적으로 청소기는 공기 유출구(112)를 통해 공기 처리 장치(100)를 빠져나갈 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 흡입 장치(즉, 흡입 모터)는 공기 유출구(112)에 연결될 수 있고, 공기 유입구(108)와 공기 유출구(112) 사이의 공기 흐름을 유도하기 위한 흡입력을 생성할 수 있다(예, 도 18의 흡입 모터(324)).
도 1을 참조하면, 공기 유입구(108)는 유입구 도관(116)을 통해 공기 처리 장치(100)에 선택적으로 유체 연결될 수 있다. 유입구 도관(116)은, 공기 처리 하우징 몸체(104)로부터 일정 거리로 연장될 수 있어서, 표면 청소 장치를 공기 처리 장치(100)에서 일정 거리로 "도킹"시킬 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소 장치는, 반드시 장치(100)와 접경 체결하지 않고 공기 처리 장치(100)에 도킹될 수 있다.
공기 처리 장치 공기 유출구(112)는, 공기 유출구 도관(120)을 통해 공기 처리 장치(100)에 유체 연결할 수도 있다. 대안적으로, 공기 유출구 도관(120)은 하우징 몸체(104)로부터 연장되어 다른 장치(즉, 흡입 모터)를 이격된 거리로 공기 유출구(112)에 결합시킬 수 있다(예를 들어, 공기 유출구가 거주 공간의 외부에 있도록 진공 시스템에 내장된 도관과 유사한 도관에 연결될 수 있다). 예를 들어, 도 18에 예시된 바와 같이, 공기 유출구 도관(120)은 하우징 몸체(104)로부터 연장되어 흡입 모터(324)에 연결할 수 있다. 대안적으로, 공기 처리 장치(100)는 흡입 모터를 포함할 수 있고, 유출구(112)는 청정 공기 유출구일 수 있다. 예를 들어, 흡입 모터는 도 33a의 공기 처리 장치(100)에 포함될 수 있다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 유입구 도관(116)은 상류 말단(144)과 하류 말단(148) 사이에서 유입구 도관 축(140)을 따라 하우징 몸체(104) 내로 연장될 수 있다. 하류 말단(148)은 출구 포트(152)를 포함하며, 이는, 제2 스테이지 분리기(132)(예, 하나 이상의 사이클론)를 갖는 제1 스테이지 분리기(124)일 수 있는, 분리기와 유체 연통한다. 따라서, 제1 스테이지 분리기(124)는, 유입구 도관(116)을 통해 상향 이동하고 유출구 포트(152)를 통해 빠져나오는 오염 공기를 수용하기 위해, 흐름 경로에 위치한다.
도킹 스테이션용 선택적 공기 처리 부재
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 공기 처리 장치(100)는 제1 스테이지 분리기(124), 및 제1 스테이지 분리기(132)로부터 하류의 공기 흐름 경로에 위치한 제2 스테이지 분리기(132)를 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 28의 예시적인 구현예에서, 제1 스테이지 분리기(124)는 모멘텀 분리기(128)를 포함하고, 제2 스테이지 분리기(132)는 사이클론 어레이(136)를 포함한다. 모멘텀 분리기(128) 및 사이클론 어레이(136)는 모두 공기 처리 장치(100)의 하우징 몸체(104) 내에 위치할 수 있다. 대안적으로, 도 32a 내지 도 32d 및 도 33a 내지 도 33b에서 예시된 것처럼, 공기 처리 부재(100)는, 사이클론(502)을 포함한 제1 스테이지 분리기(124)를 포함할 수 있고, 제2 스테이지 분리기(132)는 사이클론 어레이(136)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 스테이지 분리기(124)는 제1 사이클론 스테이지를 포함할 수 있고, 제2 스테이지 분리기(132)는 제2 사이클론 스테이지를 포함할 수 있다.
본원에 개시된 바와 같이, 제1 스테이지 분리기 내의 모멘텀 분리기 및/또는 사이클론, 및 제2 스테이지 분리기 내의 사이클론 어레이(136)의 각각은 그 자체로서(예를 들어, 표면 청소 장치에서) 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 모멘텀 분리기 및/또는 사이클론, 및 사이클론 어레이가 동일한 표면 청소 장치에 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 공기 처리 장치는 모멘텀 분리기, 사이클론 및 사이클론 어레이 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
모멘텀 분리기
다음은 본원에서 예시된 바와 같이, 도킹 스테이션에서 사용될 수 있는 (단독으로 또는 하나 이상의 다른 공기 처리 부재와 조합하여) 모멘텀 분리기에 대한 설명이거나, 그 자체로서 또는 표면 청소 장치에서 하나 이상의 다른 공기 처리 부재와 조합하여 사용될 수 있는 모멘텀 분리기에 대한 설명이다. 다른 공기 처리 부재는 후속하여 논의되는 바와 같이 사이클론 어레이일 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 공기 처리 장치(100)에서 제1 스테이지 분리기(124)로서 사용될 수 있는 모멘텀 분리기(128)의 구현예를 예시한다.
예시된 바와 같이, 모멘텀 분리기(128)는, 상부 벽(156)(상단 벽(156)으로도 지칭됨), 하부 벽(160)(하단 벽(160)으로도 지칭됨), 상부 벽(156)과 하부 벽(160) 사이에서 연장되는 측벽(164), 및 하우징 몸체(104)의 상단부(174)(또는 상단 벽(174))와 모멘텀 분리기(128)의 하부 벽(160) 사이에서 연장되는 말단 벽(172)에 의해 경계가 정해지는, 모멘텀 분리기 챔버(154)를 포함할 수 있다. 또한, 모멘텀 분리기 챔버(154)는, 하우징 몸체(104)의 측벽(164)과 말단 벽(172) 사이에서 횡방향으로 연장되는 횡방향 벽(178)에 의해 어느 한 측면 상에 경계가 정해질 뿐만 아니라, 상단 하우징 벽(174)과 모멘텀 분리기의 하단 벽(160) 사이에서 수직으로 경계가 정해진다. 이러한 예시에서, 말단 벽(172)은 측벽(164)과 대면하고 원위로 대향된다. 여러 벽이 하우징 몸체(104)의 일부를 형성할 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 예시에서, 측방향 벽(178) 및 말단 벽(172)은 하우징 몸체(104)의 일부를 형성한다.
예시된 바와 같이, 모멘텀 분리기 챔버(154)의 하나 이상의 벽은 다공성 벽을 포함할 수 있고, 예를 들어 벽 중 하나 이상의 일부 또는 전부는 부분적으로 또는 완전히 다공성일 수 있다. 벽의 다공성 벽 또는 다공성 섹션은 개구를 갖도록 구성되고, 공기가 다공성 벽 또는 다공성 섹션의 개구를 통해 외측으로 흐름으로써 모멘텀 분리기(128)를 빠져나갈 수 있도록, 일반적으로 공기 투과성을 갖도록 구성된다. 다공성 벽 또는 다공성 섹션은, 예를 들어 스크린, 메시, 네트, 덮개, 또는 공기 흐름을 통과하도록 구성된 임의의 다른 공기 투과성 매질을 포함할 수 있으면서, 티끌, 먼지 및 다른 고체 부스러기로부터 공기 흐름을 분리(또는 필터링)한다. 다공성 벽 내의 개구는, 소정의 크기의 먼지가 모멘텀 분리기를 빠져나가는 것을 방지하도록 선택될 수 있다.
적어도 일부 구현예에서, 벽의 다공성 섹션은 대부분의 벽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽의 다공성 부분은 다공성 벽의 총 표면적의 40~100%, 50~100%, 60~100%, 70~100%, 80~1200% 또는 90~100%, 또는 그 사이의 임의의 표면적을 가질 수 있다.
모멘텀 분리기의 공기 출구를 정의하는 다공성 부분(들)의 표면적은, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)의 개방 면적에 대해 표현될 수도 있다. 예를 들어, 일부 경우에 하나 이상의 다공성 벽 섹션은, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)의 개방 면적(즉, 유입구(182)를 통과하는 공기 흐름의 방향에 대한 가로 방향으로 유입구(182)의 단면적) 곱하기 2 내지 100, 10 내지 100, 20 내지 50 또는 임의의 그 사이의 범위(예를 들어, 5 내지 10 또는 30)인 표면적(스크린 면적)을 가질 수 있다. 더 큰 다공성 부분(들) 면적을 사용하는 것의 장점은, 공기가 모멘텀 분리기(128)를 빠져나오기 위해 표면적이 더 클수록 다공성 부분(들)을 통해 감소된 공기 유속을 생성함으로써, 먼지가 다공성 부분(들)을 통해 밀릴 가능성을 감소시키고, 모멘텀 분리기의 분리 효율을 감소시킨다는 것이다. 따라서, 이는 공기 스트림에서 빠져나온 티끌, 먼지, 및 기타 공기가 담은 함유물의 필터링을 용이하게 할 수 있다.
큰 공기 출구를 사용하는 다른 장점은, 공기가 모멘텀 분리기(128)를 빠져나갈 때에 풍동과 유사한 효과를 발생시키는 것을 피하는 것이다. 특히, 큰 부피의 공기가, 작은 다공성 부분을 통해 모멘텀 분리기(128)를 빠져나오는 경우에, 공기 흐름은 흐름 속도의 급격한 증가를 경험할 수 있으며, 이는 공기가 담은 함유물이 공기의 유출 스트림으로부터 분리될 가능성을 적게 만들고 따라서 개구를 막게 한다.
모멘텀 분리기(128)는 임의의 수의 다공성 벽, 또는 다공성 섹션을 포함하는 벽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 6은 모멘텀 분리기(128)의 일 구현예를 예시하고, 여기서 모멘텀 분리기의 측벽(164)이 측면 스크린(176)에 의해 정의된 다공성 섹션을 갖는다. 측면 스크린(176)은, 모멘텀 분리기로부터 공기가 빠져나오기 위한 유출구를 제공한다. 측면 스크린(176)을 통과하지 않는 티끌 입자는, 모멘텀 분리기(128)의 하부 벽(160) 상에 모일 수 있다.
선택적으로, 측면 스크린(176)에 추가적으로 또는 대안적으로, 모멘텀 분리기(128)의 상부 벽(156)은 또한 다공성 벽을 포함할 수도 있고, 일반적으로 공기 투과성인 상단 스크린(180)을 포함할 수도 있다. 따라서, 공기는, 상단 스크린(180)을 통해 상향 및 외측으로 흐르게 함으로써 모멘텀 분리기(128)를 빠져나갈 수 있다.
상단 스크린(180)과 측면 스크린(176)의 조합을 사용하는 이점은, 공기가 모멘텀 분리기(128)를 빠져나오도록 더 큰 표면적이 제공된다는 것이다. 따라서, 이는 유출 공기 흐름의 속도를 추가로 감소시키며, 이는 결과적으로 공기 흐름으로부터 티끌과 부스러기의 분리를 용이하게 한다. 상단 스크린(180)과 측면 스크린(176) 둘 다를 포함하는 적어도 일부 구현예에서, 측면 스크린(176)만을 사용하는 것에 비해, 유출 공기 흐름 속도를 50%만큼 감소시킬 수 있다.
도 19 내지 도 22는, 모멘텀 분리기(128)의 상부 벽(156)만이 다공성 섹션(예, 상단 스크린(180))을 포함하는 추가 구현예를 예시한다.
도 7a 및 도 7b는, 모멘텀 분리기가, 모멘텀 분리기 챔버 벽으로부터 오목화되는 하나 이상의 스크린(또는 다공성 섹션)을 포함하는 추가의 대안적인 구현예를 예시한다. 본 구현예에서, 모멘텀 분리기(128)는 측방향 스크린(186)뿐만 아니라 말단 스크린(158)을 포함한다. 이러한 구성의 장점은, 공기 흐름이 다섯 개의 상이한 스크린을 통해 빠져나갈 수 있다는 것이다. 재차, 이는 빠져나오는 공기 스트림의 속도가 최소화되는 것을 보장할 수 있으며, 이는 차례로 공기가 담은 오염물의 제거를 돕는다.
도 7c는 추가의 대안적인 구현예를 나타내고, 여기서 모멘텀 분리기(128) 내로 유입되는 공기가 각 측면으로부터의 스크린(즉, 총 6개의 스크린)에 의해 경계가 정해진다. 스크린은, 예를 들어 모멘텀 분리기 챔버의 내부에 매달릴 수 있다. 이러한 구성은, 공기가 모멘텀 분리기(128)를 빠져나오는 데 이용 가능한 표면적을 최대화한다. 따라서, 모멘텀 분리기(128)를 빠져나오는 공기의 속도가 최소로 감소되고, 이는 공기가 담은 티끌과 먼지의 분리를 위한 최적의 조건을 생성한다.
도 2 내지 도 6, 도 7a 내지 도 7c 및 도 19 내지 도 22에 나타낸 구성은 단지 예시로서 본원에서 제공되었음을 이해할 것이다. 다른 구현예에서, 모멘텀 분리기(128)는, 다공성 벽 섹션 및/또는 스크린의 임의의 수 또는 배열을 포함할 수 있다.
이제 도 2 및 도 3 및 도 9를 다시 참조하면, 다공성 벽 섹션은 측벽(예, 측면 스크린(176)) 상에 제공되며, 상향 흐름 챔버(188)는 측면 스크린(176)을 통해, 모멘텀 분리기(128)를 빠져나가는 공기를 위해 제공될 수 있다. 상향 흐름 챔버(188)는, 공기 처리 장치(100)의 측면 스크린(176)과 말단 벽(192)(달리 차단 벽 또는 대면 벽으로 알려짐) 사이에 위치한다. 상향 흐름 챔버(188)로 진입하는 공기는, 유입구 도관 축(140)에 평행한 평면에서 상향으로 흐른다. 공기 처리 장치(100)가 제2 스테이지 분리기(132)를 포함하는 구현예에서, 상향 흐름 챔버(188)를 통해 운반되는 공기는 제2 스테이지 분리기(132)의 하류로 흐를 수 있다. 이러한 방식으로, 상향 흐름 챔버(188)는 제1 스테이지 분리기(124)와 제2 스테이지 분리기(132) 사이의 도관으로서 작용한다. 다른 구현예에서, 챔버(188)는 수직 이외에 배향될 수 있음을 이해할 것이다.
도 11에 예시된 바와 같이, 말단 벽(192)은 측면 스크린(176)으로부터 측방향으로 이격되고 그에 대면하여, 상향 흐름 챔버(188)를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 측방향 이격 거리(196)는 측면 스크린(176)으로부터 말단 벽(192)을 분리한다. 측방향 이격 거리(196)는 임의의 적절한 거리로 구성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 측방향 이격 거리(196)는 공기 흐름의 분 당 2~40, 4~25, 8~15 또는 10 mm/m3일 수 있다. 더 작은(또는 더 좁은) 측방향 이격 거리(196)를 사용하는 것의 장점은, 풍동 유사 효과가 상향 흐름 챔버(188) 내부에 생성된다는 것이다. 따라서, 상향 흐름 챔버(188)로 진입하는 공기는, 제2 스테이지 분리기(132) 하류에서 증가된 속도로 이동할 수 있다. 대안적으로, 더 큰(또는 넓은) 이격 거리(196)를 사용하는 것의 장점은, 상향 흐름 챔버(188)로 진입하는 공기가 속도 감소를 경험할 수 있다는 것인데, 이는 차례로 유입되는 공기 스트림으로부터의 티끌과 다른 공기가 담은 부스러기의 분리를 용이하게 하고, 이에 의해 통로가 모멘텀 분리기로서 기능할 수 있게 한다. 따라서, 통로는 제2 스테이지 모멘텀 분리기를 포함할 수 있고, 이러한 경우에, 모멘텀 분리기(128)는 제1 스테이지 또는 일차 모멘텀 분리기로 간주될 수 있다. 또한, 이러한 구현예에서, 챔버(188)는 대체로 수직 연장되어, 분리된 먼지가 중력의 영향 하에 하향으로 떨어져 챔버(188)의 하단 벽 또는 바닥 상에 모일 수 있게 한다.
모멘텀 분리기(128)의 상부 벽(156)이 상단 스크린(180)을 포함하는 구현예에서, 상단 스크린(180)을 통해 빠져나오는 공기는 또한 측면 흐름 챔버(208) 내로 흐를 수 있다. 도 6 및 도 19에 예시된 바와 같이, 측면 흐름 챔버(208)는 상단 스크린(180), 하우징 몸체(104)의 상부 말단 벽(또는 상부)(174), 및 하우징 몸체(104)의 말단 벽(172) 사이에 위치할 수 있다. 측면 흐름 챔버(208)로 진입하는 공기는, 상부 벽(174)과 말단 벽(172)으로부터 편향되고, 추가 하류 공기 처리 부재를 향해 측 방향으로 지향된다.
다양한 경우에, 도 6에 의해 가장 잘 예시된 바와 같이, 하우징 몸체(104)의 상부 벽(174)은 측면 흐름 챔버(208)를 형성하기 위해 수직 이격 거리(212)만큼 상단 스크린(180)으로부터 수직 이격되고, 이에 대면한다. 측방향 이격 거리(196)와 유사하게, 수직 이격 거리(212)는 임의의 적절한 거리, 예컨대 공기 흐름의 분 당 2 내지 40, 4 내지 25, 8 내지 15, 또는 10 mm/m3일 수 있다. 더 작은 수직 이격 거리(212)는, 측면 흐름 챔버(208) 내부의 공기 흐름 속도를 증가시키는 풍동 유사 효과를 유도하는 경향이 있을 수 있다. 역으로, 더 넓은(또는 더 큰) 수직 이격 거리(212)는 공기 스트림 속도의 감소를 유도할 수 있으며, 이는 결국 공기 흐름으로부터 티끌과 먼지의 입자를 분리하는 것을 도울 수 있다.
도 10을 참조하면, 모멘텀 분리기(128)를 둘러싸는 하우징 몸체(104)의 일부분의 대안적인 구현예가 나타나 있다. 이러한 예시에서, 하우징 몸체(104)는 측면 흐름 챔버(208) 내부의 공기의 원활한 흐름을 용이하게 하는 둥근 에지 또는 모서리(162)를 포함한다.
일반 수평 공기 유입구가 있는 모멘텀 분리기
선택적으로, 도 2 내지 도 6에 예시된 바와 같이, 본원에서 논의된 모멘텀 분리기는, 모멘텀 분리기에 대체로 수평 진입하도록 공기 흐름을 유도하는, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는 모멘텀 분리기 챔버(154)의 외부에 제공될 수 있다. 따라서, 도 2 내지 도 6에 예시된 바와 같이, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는, 모멘텀 분리기의 공기 유출구의 전부 또는 일부를 제공하는, 상향 연장 측벽에 제공될 수 있다(예를 들어, 측벽(164)의 일부 또는 전부는 스크린(176)일 수 있음).
모멘텀 분리기는 로봇 표면 청소 장치 또는 휴대용 진공과 같은 표면 청소 장치에 사용될 수 있다. 모멘텀 분리기는 모멘텀 분리기(128)의 특징 및/또는 치수 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 도킹 스테이션의 일부로서 본원에서 예시된다.
공기 스트림이 모멘텀 분리기 챔버(154)로 진입함에 따라, 공기 스트림의 속도가 감소할 수 있고, 비말 동행된 먼지가 모멘텀 분리기 챔버(154)의 하단을 향해 떨어질 것이다.
선택적으로, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)(예, 말단 벽(172))를 갖는 벽에 대향하는 벽은 고형일 수 있다. 따라서, 모멘텀 분리기 챔버(154)로 진입하는 공기는 일반적인 선형 방향으로 계속할 수 없지만 방향을 변경하고 모멘텀 분리기 챔버(154)로 진입하는 것과 동일한 측에서 모멘텀 분리기 챔버(154)를 빠져나와야 한다. 따라서, 공기 스트림은 비말 동행된 먼지가 제거되는 정도를 더욱 향상시킬 방향으로 180°의 변화를 겪을 것이다.
도 3에 예시된 바와 같이, 측벽(164)은 유입구 부분(168)을 포함한다. 유입구 부분(168)은, 유입구 도관(116)으로부터 공기를 수용하도록 구성되는, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)를 포함한다. 도시된 구현예에서, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는 유입구 도관(116)의 유출구 포트(152)와 동일하다. 다른 구현예에서, 유출구 포트(152)는, 예를 들어 상류 공기 처리 부재가 제공되는 경우에 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)로부터 분리될 수 있다.
모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는 선택적으로 측벽(164)을 따라 유입구 부분(168)의 상승된 부분에(예를 들어, 중간 지점 위, 측벽(164)의 상부 1/3, 또는 상부 1/4에) 위치한다. 따라서, 공기는 모멘텀 분리기 챔버(154)에서 모을 수도 있는(충진 선에 도달한 후 모멘텀 분리기 챔버(154)가 비워진 경우라면) 임의의 먼지 위의 상승 부분으로부터 모멘텀 분리기(128)로 진입하고 따라서 이미 모아진 먼지를 다시 비말 동행하지 않는다. 모멘텀 분리기 챔버(154)에 진입할 시, 공기 스트림은 속도 감소를 경험할 것이고, 이는 공기가 담은 티끌과 먼지의 분리를 공기 흐름으로부터 용이하게 한다. 다양한 구현예에서, 모멘텀 분리기(128)로 진입하는 공기는, 공기가 유출구 포트(152) 및/또는 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)를 빠져나갈 때에 공기의 원래 속도의 25 내지 100배만큼 속도의 감소를 경험할 수 있다. 모멘텀 분리기(128) 내부의 공기 흐름으로부터 제거되는 티끌과 먼지는, 즉 속도 감소의 결과로서, 모멘텀 분리기(128)의 하부 벽(160)의 상단에 모일 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 구현 예시에서, 유입구 도관(116)의 하류 말단(148)은 하우징 몸체(104)의 말단 벽(172)을 향해 일반적인 수평 방향으로, 모멘텀 분리기 챔버(154) 내로 만곡되어, 공기 흐름을 재유도한다. 이를 위해, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는, 말단 벽(172)에 대체로 평행한 평면으로 연장될 수 있다.
도 4a는 하류 말단(148)의 대안적인 구현예를 나타낸다. 본 구현예에서는, 만곡되기 보다 오히려 하류 말단(148)이 날카로운 직각으로 구성된다. 이러한 구성의 장점은 공기 흐름이 급격한 방향 변화를 경험한다는 것이며, 이는 공기 흐름 속도의 추가 감소를 초래할 수 있다. 공기 흐름 속도의 감소는 공기 스트림으로부터 공기가 담은 티끌과 부스러기의 분리를 용이하게 할 수 있다.
도 4b는 하류 말단(148)에 대한 추가의 대안적인 구현예를 나타낸다. 이 경우에, 하류 말단(148)은 하향 경사지고, 일반적인 수평 및 하향 방향으로, 즉 말단 벽(172)의 중간 또는 하부를 향해서 모멘텀 분리기(128) 안으로 공기를 재유도하도록 구성된다. 이러한 구현예에서, 공기 흐름은 흐름 방향에서 훨씬 더 급격한 변화를 경험하며, 따라서 공기 흐름 속도의 추가 감소를 초래할 수 있다. 이는 공기 흐름으로부터 공기가 담은 티끌과 부스러기의 분리를 용이하게 하는 것을 다시 도울 수 있다.
도 4는 하류 말단(148)에 대한 추가의 대안적인 구현예를 또 나타낸다. 이러한 대안적인 구현예에서, 하류 말단(148)은 점점 하향 경사지고, 대체로 하향으로 공기를 재유도하도록 구성된다. 이와 같이, 공기 스트림은 흐름 속도의 더욱 극단적인 감소를 경험하며, 이는 공기가 담은 티끌과 부스러기를 그로부터 제거하는 과정을 더욱 용이하게 할 수 있다.
나타내지 않은 다른 구현예에서, 하류 말단(148)은 다수의 다른 적절한 방향 중 어느 하나(예를 들어, 대체로 수평 및 상향 등)로 모멘텀 분리기(128)에 진입하는 공기를 재유도하도록 구성될 수 있다.
수직 공기 유입구가 있는 모멘텀 분리기
선택적으로, 도 19 내지 도 28에 예시된 바와 같이, 본원에서 논의된 모멘텀 분리기는, 모멘텀 분리기에 대체로 수직 진입하도록 공기 흐름을 유도하는, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모멘텀 분리기 공기 유입구(182)는 모멘텀 분리기 챔버(154)의 내부에 제공될 수 있다.
모멘텀 분리기는 로봇 표면 청소 장치 또는 휴대용 진공과 같은 표면 청소 장치에 사용될 수 있다. 모멘텀 분리기는 모멘텀 분리기(128)의 특징 및/또는 치수 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 도킹 스테이션의 일부로서 본원에서 예시된다.
도 19 내지 도 28에 예시된 바와 같이, 선택적으로, 유입구 도관(116)은 유입구 도관 축(140)을 따라, 일반적인 수직 방향으로, 그리고 적어도 부분적으로 모멘텀 분리기(128) 내로 상향 연장될 수 있다. 이러한 구성에서, 공기는 대체로 상향 또는 수직 방향으로 유출구 포트(182)를 통해 도관(116)을 빠져나갈 수 있다. 다른 경우에, 유입구 도관 유출구 포트(356)는 오염 공기를 임의의 적절한 방향으로 모멘텀 분리기 챔버(360) 내로 유도하도록 구성될 수 있다.
추가 예시된 바와 같이, 선택적으로, 공기가 출구 포트(182)를 수직 또는 거의 수직으로 빠져나오면, 편향 부재(또는 편향기)(388)는, 예를 들어 상부 벽(156) 상에 제공될 수 있다. 편향 부재(388)는, 바람직하게는 출구 포트(182)를 빠져나오는 오염 공기의 유입 스트림이 편향기(388)에 영향을 미치도록 위치한다. 따라서, 공기 스트림은 방향을 신속하게 변화시키도록 강제되고, 결국에 급격한 속도 감소를 경험한다. 이는, 유입 공기 흐름으로부터 고형분과 기타 공기가 담은 부스러기의 분리를 용이하게 하는 것을 도울 수 있다. 또한, 상부 벽(156)이 스크린을 포함하거나 스크린으로 구성되는 경우에, 편향기는 유입 공기 스트림이 스크린으로 직접 향하는 것을 방지할 수 있다.
편향기(388)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 예시된 구현예에서, 편향기(388)는, 대체로 수평 하향으로 유입 공기 흐름을 재유도하는, 일반적인 오목한 형상(도 21 및 도 22 참조)을 갖는다.
단일 사이클론
다음은 본원에서 예시된 바와 같이, 도킹 스테이션에서 단독으로 또는 다른 공기 처리 부재와 조합하여 사용될 수 있는 단일 사이클론에 대한 설명이거나, 그 자체로서 또는 표면 청소 장치에서 다른 공기 처리 부재와 조합하여 사용될 수 있는 단일 사이클론에 대한 설명이다. 따라서, 도 32a 내지 32d 및 33a 내지 33b에 예시된 바와 같이, 사이클론 또는 사이클론 유닛(502)은 본원에서 이전에 논의된 모멘텀 분리기(128) 대신에 사용될 수 있다. 따라서, 제1 스테이지 분리기(124)는 제1 사이클론 스테이지를 포함하거나 이로 구성될 수 있고, 제2 스테이지 분리기(132)는, 제공된 경우에 제2 사이클론 스테이지(예, 사이클론 어레이(136))를 정의할 수 있다.
예시된 바와 같이, 사이클론(502)은 사이클론 챔버(506) 및 별도의 먼지 수집 챔버(508)를 포함하는 사이클론 빈(bin) 어셈블리(504)를 포함할 수 있다. 먼지 수집 챔버(508)는 사이클론 챔버(506)의 외부에 있고 먼지 유출구(510)를 통해 사이클론 챔버(506)와 연통하여, 사이클론 챔버(506)를 빠져나오는 먼지 및 부스러기를 수용한다. 사이클론 챔버(506)는 오염 공기의 흐름을 수용하기 위한 공기 유입구(182), 및 청정 공기가 챔버(506)를 빠져나갈 수 있는 공기 유출구(518)를 포함한다.
예시된 바와 같이, 사이클론 챔버(506)는 또한, 제1 및 제2 사이클론 말단 사이에서 연장되는 사이클론 챔버 측벽(580)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 측벽(178) 및 말단 벽(172)은 사이클론 챔버 측벽(580)을 정의할 수 있다(예, 도 32a 내지 32d). 다른 경우에, 사이클론 챔버(506)는, 측방향 벽(178) 및 말단 벽(172)으로부터 내측으로 오목화되는, 별도의 사이클론 측벽(580)을 포함할 수 있다(예, 도 33a 참조).
사이클론 챔버(506)는 제1 사이클론 말단(506a)과 제2 사이클론 말단(506b) 사이에서 사이클론 회전축(550)을 따라 연장되고, 다양한 설계 및 배향을 가질 수 있다. 도 32a 내지 32d에 예시된 구현예에서, 상부 벽(156)은 제1 사이클론 말단(506a)을 정의할 수 있는 반면에, 하부 벽(160)은 제2 사이클론 말단(506b)을 정의할 수 있다. 따라서, 상부 벽(156)이 하부 벽(160) 위에 위치하면, 사이클론 축(550)은 대체로 수직 배향될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 사이클론 축(550)은 임의의 다른 방향으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 사이클론 축(550)은 수직으로 오프셋될 수 있다(예, 수직으로부터 ±20°, ±15°, ±10°, 또는 ±5°).
먼지 유출구(510)는 임의의 적절한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 32b 내지 도 32d에 예시된 구현예에서, 먼지 유출구(510)는 분리 벽(376a) 상에 형성된 하나 이상의 개구(예, 슬롯 또는 천공)를 포함할 수 있다.
도 33a 및 도 33b를 참조하면, 플레이트(560) 또는 하부 벽(560)은 지지 부재(555)에 의해 하부 벽(160)으로부터 이격되어 지지되고, 이는 사이클론 축(550)에 대해 대체로 평행 연장될 수 있다. 다른 경우에, 플레이트(560)는 당업계에 공지된 임의의 다른 방식으로 하우징(104)의 내부에 지지될 수 있다. 예시된 바와 같이, 먼지 유출구(510)는 플레이트(560)와 사이클론 챔버 측벽(580) 사이의 갭으로서 형성될 수 있다.
도 32a 내지 도 32d는, 사이클론(502)이 단일 흐름 사이클론(예, 단일 방향 공기 흐름을 갖는 사이클론)으로서 구성되는 구현예를 예시한다. 이러한 구성에서, 공기 유입구(182)와 공기 유출구(518)는, 사이클론 챔버(506)의 축 방향으로 대향하는 말단에 위치한다. 예시적인 구현예에서, 공기 유입구(182)는 제2 사이클론 말단(506b)(예, 하부 벽(160))의 근위에 위치하는 반면에, 공기 유출구(518)는 제1 사이클론 말단(506a)(예, 상부 벽(156))368에 위치한다. 본 구현예에서, 먼지 유출구(510)는 사이클론 챔버의 상단부에 제공된다.
도 33a 및 도 33b는, 사이클론 공기 유입구(182) 및 공기 유출구(518)가 사이클론 챔버(506)의 동일한 말단(예, 제1 사이클론 말단(506a) 근위)에 위치하는, 대안적인 구성을 예시한다. 이러한 구현예에서, 먼지 유출구(510)는 사이클론 챔버의 하부 말단에 제공된다.
다양한 경우에, 사이클론 챔버(506)는 역 사이클론으로서 구성될 수도 있다. 즉, 오염 공기는 사이클론 챔버(506)의 하단부에서 진입하여 사이클론 챔버(506)의 하부 말단에서 빠져나갈 수 있다.
사이클론 공기 유입구(182) 및 공기 유출구(518)는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 예시적인 구현예에서, 공기 유입구(182)는 사이클론 측벽(580) 상에 접선 방향 개구를 포함하는 반면에, 사이클론 공기 유출구(518)는 상단 벽(156) 상의 개구에 의해 정의될 수 있고, 유출구 통로(524)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 스크린(512)은 사이클론 공기 유출구(518) 위에 위치할 수 있다. 스크린(512)은, 먼지 및 부스러기(예, 머리카락, 먼지보다 더 큰 입자)가 공기 유출구(518)를 통해 사이클론 챔버(506)를 빠져나가는 것을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 예시된 바와 같이, 스크린(512)은 스크린(512)을 통해 공기 유출구(518)로 공기를 흐르게 하는 하나 이상의 공기 투과성 영역(514)을 포함할 수 있다. 투과성 영역(514)은, 예를 들어 메시 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 메시 재료는 자기 지지형(예, 금속 메시)일 수 있다. 다른 경우에, 비-투과성 프레임 부재(516)가 메시 재료용 지지 프레임으로서 사용될 수 있다. 비-투과성 프레임 부재(516)는 투과성 영역(514)을 둘러쌀 수 있다.
도 32b 및 도 32c에 예시된 구현예에서, 스크린(512)은 일반적으로 절두 원추형 부재로서 구성된다. 다른 경우에, 스크린(512)은 원뿔형 부재(도 33a 및 도 33b)로서 구성될 수 있거나 임의의 다른 적절한 형상(예, 원통형)을 가질 수 있다.
작동 시, 오염 공기는 공기 유입구(182)를 통해 사이클론 챔버(506) 내로 흐를 수 있고, 사이클론 축(550)을 중심으로 사이클론 챔버(506) 내부에서 사이클론 방식으로 흐를 수 있다. 그 다음, 공기는 공기 유출구(518)로부터 사이클론 챔버(506)를 빠져나갈 수 있다. 예시적인 구현예에서, 사이클론 챔버(518)를 빠져나오는 공기는, 측면 흐름 챔버(208)로 진입할 수 있고 제2(하류) 스테이지 분리기(132)(예, 사이클론 어레이(136))를 향해 계속할 수 있다.
사이클론 흐름이 사이클론 챔버(506)의 내부에 유도됨에 따라, 먼지는, 먼지 유출구(510)를 통해 사이클론 챔버(506)에서 먼지 수집 챔버(508) 내로 배출될 수 있다.
도 32b 내지 도 32d는 먼지 수집 챔버(508)의 제1 구현예를 예시한다. 본 구현예에서, 먼지 챔버(508)는 사이클론 챔버(506)로 외부에 제공된다. 예시된 바와 같이, 먼지 수집 챔버(508)는 제1 격벽(376a)과 제2 격벽(376b) 사이에 위치한다. 제1 격벽(376a)은 먼지 챔버(508)를 사이클론 챔버(506)로부터 분리한다. 제2 격벽(376b)은, 제2 스테이지 사이클론 어레이(136)의 먼지 챔버(276)로부터 먼지 챔버(508)를 분리한다. 일부 경우에, 도 32c에 예시된 바와 같이, 제1 격벽(376a)은 사이클론 측벽(580)의 일부를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 먼지 챔버(508)는 사이클론 축(550)에 대해 대체로 평행 연장되고, 사이클론 챔버(506)의 축 방향 길이에 걸쳐 있다. 다른 구현예에서, 먼지 챔버(508)는 사이클론 챔버(506)의 축 방향 길이를 따라 그 일부만 연장될 수 있고/있거나 사이클론 축(550)에 대한 일정 각도로 배향될 수 있다. 또 다른 경우에, 먼지 챔버(508)는, 사이클론 챔버(506)에 대해 임의의 다른 적절한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 33a 에 나타낸 바와 같이, 먼지 챔버(508)는 사이클론 챔버(506) 아래에 축 방향으로 위치할 수 있다. 이러한 구성에서, 먼지 입자는 중력에 의해 먼지 수집 챔버(508) 내로 떨어질 수 있다.
사이클론 어레이
다음은 그 자체로서 사용될 수 있거나, 사이클론 어레이로부터 상류 및/또는 하류에 위치할 수 있는 하나 이상의 추가 공기 처리 부재와 조합하여 사용될 수 있는, 사이클론 어레이에 대한 설명이다. 사이클론 어레이는 로봇 표면 청소 장치 또는 휴대용 진공 또는 도킹 스테이션과 같은 표면 청소 장치에 사용될 수 있다. 사이클론 어레이는 도킹 스테이션의 일부로서 본원에서 예시된다.
이러한 양태에 따르면, 사이클론 어레이 내의 사이클론의 일부, 및 바람직하게는 전부는, 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지가 어레이 내의 다른 사이클론을 향하지 않도록 위치하는, 먼지 유출구를 갖는다. 따라서, 사이클론 어레이를 빠져나오는 먼지는 먼지 수집 챔버로 방해받지 않고 이동할 수 있다. 선택적으로, 이러한 설계는 사이클론이 작동시, 수직에 대해 일정 각도(제로 각도가 아님), 예컨대 약 75°, 60°, 45°(예, 도 32b 및 도 33a에 예시됨), 30°, 15° 또는 0°(즉, 도 12 및 도 13에 예시된 바와 같이 대체로 수평임)인 사이클론 회전축을 갖는다. 따라서, 먼지 유출구가 사이클론의 측벽에 제공되는 경우, 먼지 유출구는 먼지 수집 챔버의 바닥 또는 먼지 수집 챔버로의 통로와 직접 대면할 수 있다(즉, 먼지 유출구와 먼지 수집 챔버의 바닥 또는 먼지 수집 챔버로의 통로 사이에 유의한 개재 구조물이 위치하지 않음). 이는, 상부 사이클론의 먼지 유출구 말단이 하부 사이클론에 놓이지 않도록 도 16 및 도 30에 예시된 바와 같이 사이클론 일부를 단축시키거나, 상부 사이클론이 하부 사이클론에 놓이지 않도록 사이클론의 회전축 방향으로 사이클론에 거리차를 두어서, 달성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 양태에 따르면, 상기 사이클론 어레이는 공기가 사이클론 사이에서 또는 이를 따라 흐르도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 하우징(216)이 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 하우징은, 예를 들어 2개 이상의 사이클론을 가지며, 하우징(216)은 서로 이격되어 그 사이에 공기가 흐를 수 있게 한다. 대안적으로, 사이클론은 그 자체로 이격되어 그 사이에 공기가 흐를 수 있게 한다.
사이클론은, 단일 매니폴드 또는 헤더가 각각의 사이클론에 공기를 분배하도록, 단일 하우징 내에 제공될 수 있다. 대안적으로, 이러한 복수의 헤더가 제공될 수 있다. 도 2 및 도 3의 구현예에서, 단일 헤더(296)가 제공된다. 헤더는, 예를 들어 모멘텀 분리기(128)로부터 단일 공기 흐름 경로의 상류에 있을 수 있다. 대안적으로, 도 12 내지 도 13에 선택적으로 예시된 바와 같이, 복수의 흐름 경로가 상향 흐름 챔버(188) 및 측면 흐름 챔버(208)에서 헤더(296)로 제공될 수 있다.
도 2 내지 도 17 및 도 19 내지 도 28을 참조하면, 예시된 바와 같이, 제2 스테이지 분리기(132)는 사이클론 어레이(136)를 포함할 수 있다. 사이클론 어레이(136)는 하나 이상의 사이클론(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사이클론 어레이(136)는 6개의 사이클론(도 2 내지 도 17) 또는 10개의 사이클론(도 19 내지 도 28)을 포함할 수 있다.
각각의 사이클론(221)은, 제1 사이클론 말단(248)과 축 방향으로 대향하는 제2 사이클론 말단(252) 사이에서 회전 사이클론 축(244)을 따라 연장되는, 사이클론 챔버(260)를 포함할 수 있다. 제1 사이클론 말단(248)과 제2 사이클론 말단(252) 사이의 축 방향 연장부는 사이클론의 축 방향 길이(280)를 정의한다. 사이클론 측벽(270)은 제1 및 제2 사이클론 말단 사이에서 연장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 사이클론 회전축(224)은 다양한 방향으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 17은, 각각의 사이클론(221)이 대체로 수평 배향된 사이클론 축(224)을 갖는, 구현예를 예시한다. 즉, 제1 사이클론 말단(248)은 제2 사이클론 말단(252)의 전방에 위치한다. 도 32b 내지 도 32d는, 각각의 사이클론이 수평 평면에 대해 일정 각도(예, 45°)로 배향된 사이클론 축(224)을 갖는, 추가의 구현예를 예시한다. 도 19 내지 도 28은, 각각의 사이클론(221)이 대체로 수직 배향된 사이클론 축(224)을 갖는, 추가의 대안적인 구현예를 또한 예시한다. 본 구현예에서, 제1 사이클론 말단(248)은 제2 사이클론 말단(252)의 상단에 위치한다.
예시적인 구현예가 사이클론 어레이(136)에서 각각의 사이클론(221)을 동일한 방향으로 배향되고 대체로 평행한 구성으로 나타내지만, 다른 경우에, 사이클론 어레이(136) 내의 상이한 사이클론(221)은 상이한 방향으로 배향된 사이클론 축을 가질 수 있다.
각각의 사이클론 유닛(221)은, 공기의 흐름을 수용하기 위한 하나 이상의 공기 유입구(256), 및 공기의 유출을 위한 사이클론 유출구(264)를 가질 수 있다.
사이클론 공기 유입구(256) 및 공기 유출구(264)는, 각각의 사이클론(221)의 축 길이를 따라 임의의 적절한 위치에 위치할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 공기 유입구(256) 및 공기 유출구(264)는 제1 사이클론 말단(248)에 위치한다(도 16a). 그러나, 다른 경우에, 사이클론 유닛(221)은 단일흐름 사이클론으로서 구성될 수 있고, 이에 의해 유입구(256)와 유출구(264)는 사이클론 챔버(260)의 대향하는 축방향 말단에 위치한다.
사이클론 공기 유입구(256)와 유출구(264)는 또한, 임의의 적절한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 각각의 사이클론 공기 유입구(256)는 접선 방향 유입구를 포함할 수 있고, 사이클론(221)은 사이클론 유닛(221)의 외주부 주위에 원주 방향으로 위치한 하나 이상의 공기 유입구(256)를 포함할 수 있다. 사이클론 공기 유출구(264)는, 제1 사이클론 말단(248)에 위치한 중앙 개구를 포함할 수 있고, 하나 이상의 공기 유입구(256)에 의해 둘러싸일 수 있다.
작동 시, 도 16 및 도 27에 예시된 바와 같이, 오염 공기는 공기 유입구(256)를 통해 사이클론(221) 내로 흐르고, 사이클론 챔버(260)로 진입한다. 사이클론 챔버(260)의 내부에서, 공기는 사이클론 축(244) 주위에서 소용돌이가 일어나도록 유도되며, 이는 차례로 공기 흐름으로부터 티끌과 부스러기의 더 미세한 입자의 분리를 용이하게 한다. 청정 공기가 사이클론 공기 유출구(264)를 통해 사이클론 챔버(260)를 빠져나간다. 공기 유출구(264)를 통해 빠져나오는 공기는 공기 처리 장치 공기 유출구(120)의 하류에서 계속할 수 있고, 일부 경우에 공기 유출구(120)와 연통하는 흡입 장치(즉, 도 18의 흡입 모터(324))의 하류에서 더 계속할 수 있다.
사이클론 챔버(260) 내부의 기류로부터 분리되는 먼지와 부스러기는, 하나 이상의 먼지 유출구(268)를 통해 사이클론을 빠져나간다. 예시적인 구현예에서, 먼지 유출구(268)는 제2 사이클론 말단(252)에 제공되고, 사이클론 측벽(270) 상의 애퍼처(예, 슬롯 또는 갭)로서 구성된다. 도 16a에 예시된 바와 같이, 먼지 유출구(268)는 임의의 적절한 폭(274)을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 먼지 유출구(268)는 5 mm, 7 mm, 또는 10 mm의 폭(274)을 가질 수 있다. 더 큰 폭(274)은 더 많은 먼지가 사이클론 챔버(260)를 빠져나갈 수 있게 한다.
다양한 구현예에서, 사이클론 어레이(136) 내부의 사이클론(221)은 하나 이상의 "세트"로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 27, 및 도 32b 내지 도 32d에 예시된 바와 같이, 사이클론 어레이(136)는 제1 사이클론 세트(236) 및 제2 사이클론 세트(240)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 16 및 도 32b 내지 도 32d의 구현예에서, 제1 사이클론 세트(236)는 상부 사이클론 행에 대응하고, 제2 사이클론 세트(240)는 하부 사이클론 행에 대응한다. 대안적으로, 도 20 내지 도 27에 예시된 바와 같이, 사이클론 어레이(136)는 대체로 수직 배열될 수 있고, 제1 세트(236)는 사이클론의 전방 컬럼에 대응할 수 있고, 제2 사이클론 세트(240)는 사이클론의 후방 컬럼에 대응할 수 있다(예, 도 26).
다른 경우에, 사이클론 어레이(136)는두 개 이상의 사이클론 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 29 내지 도 31은, 사이클론 어레이(136)가 세 개의 사이클론 행(702a, 702b 및 702c)을 포함하는, 구현예를 예시한다.
예시적인 구현예에서, 각각의 사이클론 세트(236 및 240)은 하나 이상의 사이클론(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 16은, 각각의 사이클론 세트가 세 개의 사이클론(221)을 포함하는, 구현예를 예시한다. 도 20 내지 도 27은, 각각의 사이클론 세트가 다섯 개의 사이클론(221)을 포함하는, 구현예를 예시한다.
사이클론 세트는 임의의 원하는 거리만큼 (예를 들어, 경우에 따라 수직 또는 수평으로) 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 16a에서, 상부 및 하부 사이클론 행(236, 240)은, 상부 사이클론 행의 하부 공기 유입구가 하부 사이클론 행의 상부 공기 유입구로부터 이격되도록, 이격되어 있다. 또한, 하부 사이클론은 장치의 하부 벽(290)으로부터 이격된다. 따라서, 도 27에 예시된 바와 같이, 갭(602)은 인접하는 사이클론(221) 사이에 형성되어, 공기가, 예를 들어 전방 컬럼 세트(236)에서 후방 컬럼 세트(240)로 흐를 수 있게 한다.
예시된 바와 같이, 도 26에서, 일부 경우에, 사이클론(221)은 적어도 장착 브래킷(452)에 의한 구성으로 유지될 수 있다(예, 도 26 참조). 장착 브래킷(452)은 사이클론 유입구용 헤더의 하부 벽을 정의할 수 있다. 따라서, 공기는 모멘텀 분리기(128)에서 측면 흐름 채널(208)을 통해 사이클론 공기 유입구로 이동할 수 있다.
구현예에서 갭(602)이 제공될 수 있으며, 여기서 사이클론 어레이(136)는, 다른 하나의 상단에 위치한 하부 사이클론 행(240) 및 상부 사이클론 행(236)에서 사이클론(221)과 대체로 수평 배향되어, 상부 사이클론(236)이 하부 사이클론(240)의 위에 완전히 위치할 수 있도록 함(예를 들어, 상부 및 하부 사이클론은 동일한 직경을 가질 수 있고 사이클론 회전 축은 상부 및 하부 평면을 통해 연장된 수직 평면에 위치할 수 있음)을 이해할 것이다. 대안적으로, 도 29에 예시된 바와 같이, 사이클론 어레이(136)가 수평으로 거리차를 두면(예를 들어, 제1 사이클론 행(236)은 하부 사이클론 행(240)에 대해 내측으로 위치할 수 있거나, 제1 사이클론 행(236)은 제2 사이클론 행(240)에 대해 외측으로 위치할 수 있으면), 갭(602)이 제공될 수 있다.
도 2 내지 도 17에 예시된 구현예에서(예를 들어, 사이클론(221)은 대체로 수평 사이클론 축 구성을 가짐), 사이클론(136)의 어레이는 단일 하우징에 제공될 수 있거나, 대안적으로 도 12 및 도 13에 예시된 바와 같이, 각각의 사이클론 컬럼은 별개 하우징(216)에 제공될 수 있다. 도 12 및 도 13에 예시된 바와 같이, 각각의 사이클론 하우징(216)은 상단부(220), 하단부(224), 및 상단부(220)와 하단부(224) 사이에서 연장되고 이격된 측방향 측면(228)을 포함한다.
개별 하우징을 사용하는 것의 장점은 인접 하우징 사이에 공기 흐름 경로가 제공될 수 있다는 것이다. 예시된 바와 같이, 개별 하우징(216)은 각 하우징(216)의 대향하는 측방향 측면(228) 사이에 형성된 갭(232)에 의해 이격될 수 있다. 각각의 갭은 공기 흐름 경로의 일부를 형성할 수 있다.
각각의 사이클론 하우징(216)은 하나 이상의 사이클론을 포함할 수 있다. 예시된 구현예에서, 각각의 사이클론 하우징은, 하나의 하부 사이클론(240) 위에, 그리고 이와 평행하게 위치하는 하나의 상부 사이클론(236)을 포함한다.
도 14 내지 도 16에 예시된 바와 같이, 상향 흐름 챔버(188) 및/또는 측면 흐름 챔버(208)로부터 흐르는 공기는, 사이클론 하우징(216)의 상단부(220)의 외부를 따라, 사이클론 하우징(192)의 후방 말단(상향 흐름 챔버(188)의 말단 벽에 예시된 바와 같음)으로부터 헤더(296)가 위치한 사이클론의 전방 말단(248a, 248b)까지 흐르게 함으로써, 공기 유입구(256)로 이동한다. 또한, 공기는, 인접한 사이클론 유닛 사이의 갭(232) 사이에서(즉, 후방에서 보면, 하나의 사이클론 하우징(216)의 좌측방향 측벽(228)과 다른 하나의 사이클론 하우징(216)의 우측방향 측벽(228) 사이에서) 흐른다. 갭(232)은 4 mm, 8 mm, 또는 10 mm의 폭을 가질 수 있다. 갭의 폭이 더 클수록 공기의 더 큰(및 더 느린) 흐름을 수용할 수 있다. 반대로, 갭의 폭이 더 작을수록 공기의 더 작은(및 더 빠른) 흐름을 수용할 수 있다.
다른 구현예에서, 임의의 다른 공기 흐름 경로가 헤더에 공기를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 공기는 사이클론 하우징 위로 및/또는 사이클론 하우징 사이 및/또는 외부 사이클론 하우징 옆 측방향 및/또는 사이클론 하우징 아래에 이동할 수 있다.
일 양태에서, 사이클론은, 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지가 어레이 내의 다른 사이클론에 의해 먼지 수집 챔버의 하단부 상에서 수집되는 것을 방해하지 않도록 먼지가 한 방향으로 빠져나갈 수 있게 하는 먼지 유출구를 가질 수 있기만 하면, 다양한 구성을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 사이클론 공기 유입구 또는 유출구는 다양한 위치에 제공될 수 있고, 먼지 유출구는 또한 다양한 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 사이클론은 거리차를 둔 구성일 수 있고/있거나 회전 사이클론 축은 수평에 대해 일정 각도일 수 있다.
도 16은 거리차를 둔 구성의 일 구현예를 예시한다. 본 구현예에서, 상부 사이클론(236)과 하부 사이클론(240) 각각의 제1 사이클론 말단(248)은 공통 평면을 따라 위치한다. 공통 평면은 사이클론 회전축(244)을 횡단한다. 또한, 상부 사이클론(236)의 축 방향 길이(280)는 하부 사이클론(240)의 축 방향 길이(280)를 지나 연장된다. 따라서, 이러한 배열은, 상부 사이클론(236)의 먼지 유출구(268)가 하부 사이클론(240)의 제2 사이클론 말단(252)으로부터 사이클론 축(244)을 따라 축 방향으로 후방 이격되게(즉, 거리차를 두게) 한다.
상부 사이클론(236)의 먼지 유출구(268)는, 하부 사이클론(240)의 제2 사이클론 말단(252)의 후방으로 임의의 적절한 거리차를 둔 거리(288)만큼 거리차를 둘 수 있다. 예를 들어, 거리차를 둔 거리(288)는 4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm 이상일 수 있다. 거리차를 둔 거리(288)가 클수록, 하부 사이클론(240)이 상부 사이클론(236)의 먼지 유출구(268)를 빠져나오는 먼지를 방해할 가능성을 감소시킬 수 있다. 반대로, 거리차를 둔 거리(288)가 작을수록 더 작은 사이클론 어레이 구성을 허용할 수 있다.
도 29 및 도 30은 세 개의 사이클론 행을 사용하여 도 16과 동일하게 거리차를 둔 배열을 예시한다. 도 30의 예시적인 구현예에서, 사이클론 어레이(136)는 일반적으로 원형 기하 형상으로 배열되는 여섯 개의 사이클론(221a, 221b, 221c, 221d, 221e, 및 221f)을 포함한다. 거리차를 둔 구성은, 사이클론 유닛(221)의 축 방향 사이클론 길이(280)를 별도의 행에서 점진적으로 단축시킴으로써 달성된다.
예를 들어, 사이클론(221c 및 221d)은 50 mm의 길이(280)를 가질 수 있고, 사이클론(221a 및 221f)은 38 mm의 길이(208)를 가질 수 있고, 사이클론(221b 및 221e)는 44 mm의 길이(280)를 가질 수 있다. 일부 경우에, 사이클론 유닛은 또한 각각 5 mm의 직경을 가질 수 있다.
다른 구현예에서, 거리차를 둔 구성은 동일한 길이(280)의 사이클론을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 도 31에 예시된 바와 같이, 상이한 행의 사이클론(221)의 길이(280)는 일반적으로 동일하다. 그러나, 각각의 순차적으로 하부 행의 사이클론은, 바로 위에서 그 행의 사이클론의 제1 사이클론 말단의 전방에 위치하는, 제1 사이클론 말단(248)을 갖는다. 따라서, 이는 먼지 유출구(268) 사이에 거리차를 둔 구성을 생성한다.
도 33a 내지 33e는 상이한 행에서, 동일한 길이의 사이클론(221)을 사용하여 거리를 둔 추가 구성을 예시한다. 본 구현예에서, 각각의 사이클론 행의 사이클론 축(240)은 일정 각도로 배향되어, 하부 사이클론 행이 상부 사이클론 행의 먼지 출구를 방해하지 않도록 한다. 사이클론은 길이가 상이할 수 있음을 이해할 것이다.
도 27에 예시된 바와 같이, 사이클론 어레이가 일반적인 수직 방향으로 배향되는 구현예에서, 사이클론은 또한 거리차를 둘 수 있다(예를 들어, 일부 사이클론은 다른 사이클론보다 길 수 있어서 일부 사이클론의 하부 말단이 어레이 내의 다른 사이클론의 하부 말단보다 낮게 위치하도록 하거나, 사이클론은 동일한 길이를 가질 수 있어 일부 사이클론의 하부 말단이 어레이 내의 다른 사이클론의 하부 말단보다 낮게 위치함). 대안적으로, 먼지 유출구는 다른 사이클론과 직접 대면하지 않도록 위치할 수 있다.
도 2 내지 도 17에 예시된 구현예에서, 각각의 사이클론(221)의 먼지 유출구(268)는 하향으로 배향되고, 각각의 먼지 유출구(268)와 연통하는 공통 먼지 수집 챔버(276)와 대면한다(도 10 참조). 상부 행(236)과 하부 행(240)의 사이클론의 먼지 유출구(268)는 거리차를 둔 구성으로 배열된다. 거리차를 둔 구성은, 상단 사이클론 행(236)의 먼지 유출구(268)를 빠져나오는 티끌이, 하단 사이클론 행(240)에 의해 먼지 수집 챔버(276)에 진입하는 것을 방해하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 행(236)의 사이클론의 먼지 유출구(268)는, 모든 먼지 유출구가 먼지 수집 챔버(276)의 바닥을 직접 대면하도록 하부 행(240)의 먼지 유출구의 후방에 있다. 이와 같이, 먼지 유출구(268)를 통해 사이클론을 빠져나오는 먼지는, 먼지 수집 챔버(276) 내에 모일 수 있다. 각각의 사이클론 세트는 자체 먼지 수집 챔버를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
먼지는, 단일 연속 공간 또는 채널인 먼지 수집 챔버(276)의 일부분에서, 또는 별도의 채널에서 먼지 수집 챔버(276)의 바닥으로 하향 이동할 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 먼지 수집 챔버는 전방 벽(292) 및 후방 벽(192)을 가질 수 있다. 모든 사이클론을 빠져나오는 공기는, 먼지 수집 챔버의 전방 벽(292)과 후방 벽(192) 사이에서 하향 이동한다.
대안적으로, 도 16a, 도 16b, 도 16c 및 도 17에 예시된 바와 같이, 하부 사이클론의 먼지 유출구는 전방 채널에 의해 먼지 수집 챔버(276)의 바닥으로 이동할 수 있고, 상부 사이클론의 먼지 유출구는 후방 채널에 의해 먼지 수집 챔버(276)의 바닥으로 이동할 수 있다. 전방 채널은 전방 벽(292)과 중간 벽(252)에 의해 정의될 수 있고, 후방 채널은 중간 벽(252)과 후방 벽(192)에 의해 정의될 수 있다. 중간 벽(252)은, 하부 사이클론의 귀형상 벽의 하향 연장부일 수 있고, 먼지 수집 챔버(276)의 바닥(272)까지 부분적으로 또는 완전히 계속될 수 있다.
예시된 바와 같이, 연결 벽(284)은, 인접하는 측방향 벽(228)의 하부 말단 사이에서 연장되어 먼지 수집 챔버의 상단 일부를 정의할 수 있다. 따라서, 사이클론 하우징(216)의 측방향 벽(228) 및 후방 벽(192) 그리고 전방 벽(292)은, 복수의 수직 통로를 정의하는 것으로 간주될 수 있고, 이 통로는 각각의 사이클론 유닛의 사이클론의 먼지 유출구로부터 연결 벽(284) 아래에 위치한 먼지 수집 챔버(276)의 공통 부피까지 연장된다.
전방 벽(292)은 장치의 외부 벽일 수 있다. 대안적으로, 전방 벽(298)은 전방 벽(292)의 전방에 제공될 수 있다. 도 16a에 나타낸 바와 같이, 전방 벽(292)은 상향 연장되고 상부 및 하부 사이클론 사이에 위치하여 헤더(296)로부터 먼지 수집 챔버를 격리시킬 수 있다.
공기 처리 부재의 비우기
다음은, 임의의 표면 청소 장치 또는 본원에 설명된 임의의 다른 특징부 또는 특징부와의 임의의 조합 또는 하위 조합에서 그 자체로 사용될 수 있는, 공기 처리 부재를 비우는 것에 대한 설명이다.
도 8, 도 28, 및 도 32d에 예시된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 제1 스테이지 분리기(124)의 하부 벽(160)은 개방 가능한 도어(184)를 포함할 수 있다. 개방 가능한 도어(184)는, 제1 스테이지 분리기(124)로부터 고체 부스러기와 그 안에 축적된 다른 함유물을 비우는 것을 용이하게 한다. 제1 스테이지 분리기(124)가 모멘텀 분리기(128)를 포함하는 구현예(예, 도 2 내지 도 17)에서, 개방가능한 도어(184)는 분리기(128)의 하단에 수집된 먼지를 비울 수 있게 한다. 개방 가능한 도어(184)는 또한, (즉, 청소 또는 털 제거를 위해) 모멘텀 분리기(124)의 상단 스크린(180) 및/또는 측면 스크린(176)에 대한 접근을 허용한다. 대안적으로, 제1 스테이지 분리기(128)가 사이클론 유닛(502)을 포함하는 경우에(예, 도 32d), 개방 가능한 도어(128)는 사이클론(502) 및/또는 스크린(522)의 청소를 용이하게 한다.
선택적으로, 예시된 바와 같이, 하부 벽(160)은 제1 스테이지 분리기(124)와 사이클론 먼지 챔버(276) 사이에 공통 벽을 형성할 수 있다. 따라서, 도어(184)는, 제1 스테이지 분리기(124)와 먼지 수집 챔버(276) 둘 모두에 축적된 먼지를 동시에 비울 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 먼지 수집 챔버(276)는 제1 스테이지 분리기로부터 별도의 개방 가능한 도어(272)를 가질 수 있다. 특히, 이는, 먼지 수집 챔버(276)의 별도의 독립적인 비우기를 허용할 수 있다.
도 2 내지 도 17의 구현예에서, 개방 가능한 도어(184)는 또한, 상향 흐름 챔버(188)의 동시 배출을 허용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상향 흐름 챔버(188)는 별도의 하단 개방 가능한 도어(204)를 포함할 수 있다.
도 33a에 예시된 바와 같이, 먼지 수집 챔버(508)는 사이클론 챔버(506) 아래에 위치할 수 있다. 이러한 구성에서, 개방 가능한 도어(184)는 또한, 플레이트(560)를 이동시켜, 먼지 수집 챔버(508)를 개방하면 제1 스테이지 먼지 수집 챔버(508), 및 선택적으로 제2 스테이지 먼지 수집 챔버(276)를 또한 개방하도록 한다. 또 다른 경우에, 각각의 먼지 챔버는 분리 가능한 개방 도어를 가질 수 있다.
도어(184)는 당업계에 공지된 임의의 방식으로 개방될 수 있다. 예를 들어, 도 8은. 개방 가능한 도어(184)가 하우징 몸체(104)로부터 축 방향으로 제거 가능한(예, 탈착식) 구현예를 예시한다. 대안적으로, 도 32a 및 도 32d는, 개방 가능한 도어(184)가 폐쇄 위치(도 32b) 및 개방 위치(도 32d) 사이에서 하우징 몸체(104)에 이동 가능하게 장착되는, 다른 구현예를 예시한다. 예를 들어, 예시적인 구현예에서, 개방 가능한 도어(184)는 힌지(526)에 의해 하우징 몸체(104)에 피봇식으로 연결되고, 회전축을 따라 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동한다(도 32d).
개방 가능한 도어(184)는 또한, 임의의 적절한 방식으로 폐쇄 위치에 유지될 수 있다. 도 32b 및 도 32d에 예시된 바와 같이, 개방 가능한 도어(184)는 해제 가능한 래치(542)에 의해 폐쇄 위치에서 유지될 수 있다.
일부 구현예에서, 장치(100)의 상단 벽(174)은 또한, 몸체 하우징(104)으로부터 분리될 수 있는, 탈착식(또는 개방식) 상단 덮개(408)를 형성할 수 있다(예, 도 25 참조). 이러한 구성은 상단 스크린(180)에 즉시 접근시킬 수 있으며, 이 위에 축적된 티끌과 부스러기를 제거하고 독립적으로 청소할 수 있다. 본원에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 상단 덮개(408)를 제거하면, 사이클론 어레이(136)에 대한 접근도 또한 제공할 수 있다. 상단 덮개(408)는 임의의 적절한 방식으로 하우징 몸체(304)에 제거 가능하게 또는 탈착 가능하게 장착될 수 있거나, 하우징(104)에 대한 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하게 장착될 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 공기 처리 장치(100)의 각 구획부는 별도의 상단 덮개 부분을 가질 수도 있다.
탈착식 구성 요소
탈착식 구성 요소 중 임의의 하나 이상은, 본원에서 논의된 제1 스테이지 모멘텀 분리기, 제2 스테이지 모멘텀 분리기 및 사이클론 어레이 중 임의 또는 그 이상의 특징부를 가질 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 도 8에 예시된 바와 같이, 먼지 수집 챔버(276)는 탈착식 트레이를 포함할 수 있으며, 탈착식 트레이는, 개방 가능한 도어(272)가 개방되거나 제거되는 경우에 제거될 수 있다.
적어도 일부 구현예에서, 공기 처리 장치(100)를 포함한 하나 이상의 구성 요소는, 공기 처리 장치(100)로부터 분리 또는 연결 제거를 위해(즉, 유지보수 또는 청소를 위해) 구성될 수 있다. 비제한적인 예로서, 다음 구성 요소는 별도로 또는 공동으로 제거될 수 있다: (a) 모멘텀 분리기(128); (b) 사이클론 어레이(136); (c) 모멘텀 분리기(128)와 상기 사이클론 어레이(136)의 조합; (d) 모멘텀 분리기(128), 사이클론 어레이(136), 및 티끌 수집 챔버(276)의 조합; (e) 모멘텀 분리기(128) 및 티끌 수집 챔버(276)(사이클론 어레이(136) 없음); (f) (a) 내지 (e) 중 어느 하나와 측면 스크린(176) 및/또는 상단 스크린(180)의 조합.
전술한 설명은 구현예의 예시를 제공하지만, 설명된 구현예의 일부 특징 및/또는 기능은 설명된 구현예의 작동 사상 및 원리를 벗어나지 않는다면 변형하기 쉽다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 전술된 것은 본 발명을 예시하고 비제한적인 것으로 의도되었고, 당업자는 본 명세서에 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는다면 다른 변형 및 개조가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 청구범위의 범주는 바람직한 구현예 및 실시예에 의해 제한되어서는 아니되고, 전체 설명과 일치하는 가장 넓은 해석이 주어져야 한다.

Claims (21)

1. 로봇 표면 청소 장치용 도킹 스테이션으로서,
a. 제1 스테이지 공기 처리 챔버;
b. 상단부, 하단부 및 이격된 횡방향 측면을 갖는 제2 스테이지 사이클론 어레이를 포함하고, 상기 사이클론 어레이는,
i. 평행하게 배열되는 복수의 사이클론(상기 복수의 사이클론은 제1 상부 사이클론과 제1 하부 사이클론을 포함하고, 각각의 사이클론은 사이클론 회전축, 공기 유입구 및 공기 유출구를 갖는 전방 말단, 및 축 방향으로 이격되고 먼지 유출구를 갖는 후방 말단을 가짐); 및
ii. 상기 먼지 유출구와 연통하는 적어도 하나의 먼지 수집 챔버를 포함하되,
상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 제1 상부 사이클론의 적어도 일부는 제1 하부 사이클론 위에 위치하고, 상기 먼지 유출구는 거리차를 둔 구성으로 배열됨으로써 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 티끌이, 상기 제1 하부 사이클론에 의해 차단되지 않도록 하는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구의 적어도 일부는 상기 제1 하부 사이클론의 후방 말단으로부터 후방 이격되는, 도킹 스테이션.
제2항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 상기 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이와 동일한, 도킹 스테이션 어레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 상기 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이와 동일한, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 사이클론 회전축을 가로지르는 평면은, 상기 제1 상부 사이클론의 전방 말단에 위치하고, 상기 제1 하부 사이클론의 전방 말단은 상기 평면에 인접하게 위치하고, 상기 제1 상부 사이클론의 전방 말단과 후방 말단 사이의 제1 상부 사이클론의 길이는, 상기 제1 하부 사이클론의 전방 말단과 제1 말단 사이의 제1 하부 사이클론의 길이보다 더 긴, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 상기 사이클론 축은 상기 수직에 대해 일정 각도로 연장되는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 상기 사이클론 축은 상기 수직에 대해 약 45° 각도로 연장되는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 복수의 사이클론은 제1 복수의 상부 사이클론과 제2 복수의 하부 사이클론을 포함하는, 도킹 스테이션.
제7항에 있어서, 상기 복수의 사이클론은 제1 복수의 상부 사이클론과 제2 복수의 하부 사이클론을 포함하는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구 및 상기 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 공통 먼지 수집 챔버의 바닥을 대면하는, 도킹 스테이션.
제9항에 있어서, 상기 바닥은 개방 가능한 문을 포함하는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버는 단일 공통 먼지 수집 챔버를 포함하고, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지 및 상기 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지는, 상기 공통 먼지 수집 챔버의 바닥으로 하향 이동하는, 도킹 스테이션.
제12항에 있어서, 상기 바닥은 개방 가능한 문을 포함하는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지 및 상기 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구를 빠져나오는 먼지는, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버의 개방 가능한 바닥으로 하향 이동하는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구 및 상기 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구는, 상기 사이클론의 측벽에 제공되는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 상기 사이클론 축은 대체로 수평 연장되는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 사이클론을 빠져나오는 공기는 하향 이동하는, 도킹 스테이션.
제9항에 있어서, 상기 제1 스테이지 공기 처리 챔버는, 개방 가능한 하단 도어를 갖는 먼지 수집 영역을 갖는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 제1 스테이지 공기 처리 챔버는, 개방 가능한 하단 도어를 갖는 먼지 수집 영역을 갖는, 도킹 스테이션.
제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버는 개방 가능한 하단 도어를 갖고, 상기 적어도 하나의 먼지 수집 챔버의 하단 개방 가능한 도어는 제1 스테이지 공기 처리 챔버의 하단 개방 가능한 도어와 동시에 개방되는, 도킹 스테이션.
제1항에 있어서, 상기 사이클론 어레이가 상기 하단부 위로 상기 상단부와 배향되는 경우에, 상기 제1 상부 사이클론의 먼지 유출구는 상기 제1 하부 사이클론의 먼지 유출구 위에 위치하는, 도킹 스테이션.
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