WO2017179925A1 - 집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기 - Google Patents

집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기 Download PDF

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WO2017179925A1
WO2017179925A1 PCT/KR2017/004012 KR2017004012W WO2017179925A1 WO 2017179925 A1 WO2017179925 A1 WO 2017179925A1 KR 2017004012 W KR2017004012 W KR 2017004012W WO 2017179925 A1 WO2017179925 A1 WO 2017179925A1
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auxiliary
band
dust
cyclone
guide vanes
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PCT/KR2017/004012
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현기탁
안혁진
이형순
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엘지전자 주식회사
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    • B04C2009/004—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with internal filters, in the cyclone chamber or in the vortex finder

Definitions

  • the present invention relates to a dust collector for a vacuum cleaner which is configured to separate dust and fine dust from the air by using a multi-cyclone.
  • a vacuum cleaner is a device that sucks air by using suction force, and separates dust or fine dust from the air from the air and discharges clean air.
  • the vacuum cleaner may be classified into 1) canister type, 2) upright type, 3) hand type, 4) cylindrical floor type, and the like.
  • the canister type vacuum cleaner is a vacuum cleaner most commonly used in homes today and is a vacuum cleaner in which a suction nozzle and a cleaner body are connected by a connecting member.
  • the canister type is suitable for cleaning hard floors because cleaning is performed only by suction force.
  • the upright type vacuum cleaner is a vacuum cleaner in which the suction nozzle and the cleaner body are integrally formed. Since the upright type vacuum cleaner has a rotating brush, unlike the canister type vacuum cleaner, dust on the carpet can be cleaned.
  • Cyclone used in the vacuum cleaner may be divided into tangential cyclone and axial cyclone according to the inflow direction of air.
  • Patent Document 1 The structure of the tangentially-flowing cyclone can be found in Korean Patent Publication No. 10-0673769 (hereinafter referred to as Patent Document 1).
  • the tangential inlet cyclone is provided with a tangential guide to form a spiral flow.
  • Tangentially-flowing cyclones have the advantage of simplicity in construction and the advantage of being suitable for installation in confined spaces, such as vacuum cleaners, in favor of a circular arrangement.
  • the tangential inlet cyclone has a disadvantage in that a large pressure loss occurs due to the high speed flow eccentric to one side.
  • the axial cyclone can be found in Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2010-0051320 (hereinafter, Patent Document 2).
  • Patent Document 2 the axial cyclone is provided with a spiral blade for forming a spiral flow.
  • the flow flows in the axial direction, and the axial cyclone is configured to generate swirl flow using a spiral blade or the like.
  • Axial cyclones have the advantage of adequate flow rate and uniform suction over tangential inlet cyclones, resulting in low pressure loss.
  • the axial cyclone has a disadvantage in that it is difficult to manufacture the guide vanes.
  • the performance of the axial cyclone cannot be sufficiently exerted. This is due to the property of the axial cyclone that flow flows in the axial direction.
  • it is preferable that the inflow flow is uniformly distributed at the inlet of the axial cyclone. This problem is particularly important when a large number of axial cyclones are gathered to form an aggregate.
  • the performance of the axial cyclone may vary depending on the height and diameter, but there is a lack of specific examples for the size to maximize the separation performance of the axial cyclone.
  • Patent Document 2 conventional vacuum cleaners having a plurality of axial cyclones are made to separate a plurality of manufactured axial cyclones to separate dust or fine dust.
  • Axial cyclones are produced separately in molds of the same shape so as to have the same shape.
  • Each of the axial cyclones produced in the mold had a gap between the outer wall and the spiral wing or a gap between the guide vanes, and thus had a disadvantage in that separation performance was inevitable according to the structure.
  • each axial cyclone is assembled after mass production.
  • Axial cyclones disclosed in Patent Document 2 are also expected to undergo the same process.
  • Each axial cyclone is formed by separately producing a vortex finder with guide vanes and an outer wall, and then inserting and assembling the vortex finder inside the outer wall.
  • the axial cyclones produced in the mold had the disadvantage of not having a complicated shape for high separation performance.
  • Axial cyclones are generally produced by upper and lower molds. It is difficult for axial cyclones to have complex shapes because of the limitations produced in the mold.
  • the first object of the present invention is to provide a plurality of axial cyclones formed by an integral member and a dust collector including the same, in order to solve the problems such as separation performance degradation of the separate production of the axial cyclones, cumbersome process, etc. It is to offer.
  • a second object of the present invention is to propose a dust collector having axial cyclones having a structure in which the outer wall and the guide vane are connected to each other to solve the problem of deterioration of separation performance of the dust collector caused by the gap between the outer wall and the guide vane.
  • a third object of the present invention is to propose a dust collecting device having axial cyclones having a structure in which guide vanes overlap each other in one direction to solve a problem of deterioration in separation performance of the dust collecting device caused by the gap between the guide vanes.
  • a fourth object of the present invention is to propose a coupling structure between an integrated member and a case, which can simplify the assembly process of axial cyclones.
  • a fifth object of the present invention is to propose a dust collector having an integrated auxiliary member that can complement the separation performance of the integrated member.
  • the dust collector of the present invention includes a primary cyclone, a secondary cyclone, a plurality of guide vanes and a vortex finder.
  • the primary cyclone is formed inside the outer case by the outer case and the inner case.
  • the outer case has a first air inlet on one side.
  • the inner case has a larger width at the top than the bottom.
  • the primary cyclone is formed to separate the first foreign matter from the air introduced through the first air inlet.
  • the secondary cyclone is formed by a plurality of hollow bodies to separate the second foreign matter having a size smaller than the first foreign matter from the air passing through the primary cyclone.
  • Each hollow body has a greater width at the top than the bottom.
  • On top of the hollow body a cyclonic airflow is fed in the axial direction of the hollow bodies.
  • a plurality of guide vanes are provided on the upper side of the hollow bodies to cause air flow of the cyclone to flow from the upper side of the hollow bodies.
  • the vortex finder projects from the inside of each hollow body such that at least one guide vane is provided between adjacent vortex finders.
  • the vortex finder is connected to the guide vanes.
  • the hollow bodies have a reverse cone shape.
  • the dust collector further includes a plurality of inner bands and an outer band.
  • Each of the inner bands surrounds the corresponding vortex finder and guide vanes, and is connected to adjacent inner bands.
  • the outer band surrounds the plurality of inner bands and contacts the inner bands adjacent to the outer band.
  • each of the guide vanes is connected to the outer circumferential surface of the corresponding vortex finder along the spiral direction, and the other side thereof is connected to the inner circumferential surface of the inner band along the spiral direction.
  • the guide vanes extend from the lower end of the inner band to the upper end of the inner band so as to form the same height as the inner bands.
  • the outer band has the same height as the inner band.
  • the plurality of hollow bodies may include a first axial cyclone disposed at the center of the secondary cyclone; And second axial cyclones disposed radially about the first axial cyclone.
  • Air inlets are provided between the adjacent inner bands and between the outer band and the adjacent inner bands for the air passing through the primary cyclone to the secondary cyclone.
  • the outer band forms the outer wall of the secondary cyclone together with the inner case.
  • the plurality of hollow bodies are provided in the inner case, and upper ends of the hollow bodies are disposed below an upper surface of the inner case to form a recess supporting the outer band.
  • the outer band has at least one positioning groove, and the wall of the recess has at least one positioning projection that can be inserted into the positioning groove.
  • the inner case includes: a rim having a circular band and a flange provided at an edge of an upper end of the circular band; skirt; A plurality of ribs coupled to the circular band and the skirt; And a plurality of through holes provided inside the skirt to accommodate lower ends of the hollow bodies.
  • the width of the skirt is smaller than the rim.
  • the dust collecting apparatus further includes an auxiliary member, the auxiliary member comprising: a sleeve formed to surround an outer circumferential surface of each vortex finder; Auxiliary inner bands provided around an outer circumferential surface of each sleeve and positioned to be spaced apart from the sleeve, the auxiliary inner bands having a shape corresponding to the inner bands and mounted to the inner bands; And each side is connected to the outer circumferential surface of the sleeve along the spiral direction, the other side is auxiliary guide vanes connected to the inner circumferential surface of the auxiliary inner band along the spiral direction; And an auxiliary outer band in contact with corresponding auxiliary inner bands located on an inner circumferential surface of the auxiliary outer band.
  • Each of the auxiliary guide vanes extends continuously along the helical direction to contact each of the guide vanes.
  • Each of the auxiliary guide vanes is formed to be in contact with each of the guide vanes, the contact surface between the guide vanes and the auxiliary guide vanes is planar.
  • Dust collector of the present invention the case; A cyclone, a plurality of guide vanes and a vortex finder.
  • Cyclone is provided in the case to separate the foreign matter from the air introduced into the case.
  • the cyclone has a plurality of inverted hollow cones. Each reverse hollow cone has an open top and an open bottom, and the open top has a width greater than the open bottom. An air flow of cyclone is supplied in the axial direction of the reverse hollow cone from the top of the reverse hollow cone.
  • a plurality of guide vanes are provided on the upper side of the reverse hollow cones to cause air flow of the cyclone to enter from the upper side of the reverse hollow cones.
  • the vortex finder projects from the inside of each reverse hollow cone such that at least one guide vane is provided between adjacent vortex finders.
  • the vortex finder is connected to the guide vanes.
  • the dust collector includes a plurality of inner bands surrounding respective vortex finders and guide vanes, and connected to adjacent inner bands; And an outer band surrounding the plurality of inner bands and contacting inner bands adjacent to the outer band.
  • the dust collector includes a sleeve formed to surround an outer circumferential surface of each vortex finder
  • Auxiliary inner bands provided around an outer circumferential surface of each sleeve and positioned to be spaced apart from the sleeve, the auxiliary inner bands having a shape corresponding to the inner bands and mounted to the inner bands;
  • Each side is connected to the outer peripheral surface of the sleeve along the spiral direction, the other side is auxiliary guide vanes connected to the inner peripheral surface of the auxiliary inner band along the spiral direction;
  • an auxiliary outer band in contact with corresponding auxiliary inner bands positioned on an inner circumferential surface of the auxiliary outer band.
  • At least one reverse hollow cone is provided in the center of the case, and the remaining reverse hollow cone is provided around the at least one reverse hollow cone.
  • the auxiliary outer band has a shape corresponding to the outer band to be mounted on the outer band.
  • the dust collecting apparatus includes a cyclone portion composed of a set of axial cyclones that separate fine dust from the air flowing in the axial direction, and the set of axial cyclones separates the casings and the fine dust. It is formed by the joining of the members.
  • the fine dust separating member is a single member (or unitary member) including vortex finders, band portions, and guide vanes. The fine dust separating member and the casing are combined to form a collection of axial cyclones.
  • This feature is distinguished from the conventional structure in which a vortex finder with a guide vane is combined with the casing to form individual axial cyclones, and then the individual axial cyclones are collected to form a set of axial cyclones.
  • the fine dust separating member which is a single member, includes vortex finders, band portions, and guide vanes, a set of axial cyclones is formed only by the combination of the fine dust separating member and the casing, and is simpler than the conventional configuration. Assembly processes can be implemented.
  • Vortex finders of the fine dust separating member are disposed inside each of the casings, each of which forms an outer wall around the hollow part.
  • the vortex finders are arranged in the hollow part of the casings.
  • the band portions are formed to surround the outer circumferential surface of each vortex finders at positions spaced from the vortex finders, and have a shape corresponding to the casings to be seated on the casings to form the outer walls of the respective axial cyclones together with the casings.
  • Have The band parts and the casings are separate parts or shapes corresponding to each other, so that the two parts together form the outer walls of the axial cyclones as a single part. Since each band portion is spaced apart from each vortex finder and has a shape corresponding to the casings, the casings may also be understood to be spaced apart from the vortex finders.
  • guide vanes are disposed between the vortex finders and the band portions, connected to the vortex finders and the band portions, and extend in a helical direction.
  • the vortex finders and the band portions spaced apart from each other are connected by guide vanes, from which it can be understood that the outer walls of the axial cyclones and the vortex finders are connected by guide vanes.
  • the axial cyclone of the present invention thus formed is distinguished from the structure of a conventional axial cyclone.
  • the vortex finder and the outer wall are spaced apart from each other, and there is a problem of deterioration of separation performance due to the gap.
  • the axial cyclone of the present invention since the vortex finder and the outer wall are connected to each other by guide vanes, there is no gap therebetween and there is no degradation in separation performance due to the gap. Therefore, the axial cyclone of the present invention can be expected to improve the separation performance compared to the prior art.
  • the axial cyclones of the present invention can be applied to the secondary cyclone portion of the dust collector including the primary cyclone portion and the secondary cyclone portion.
  • the primary cyclone portion is formed to separate the dust from the air introduced from the outside
  • the secondary cyclone portion is formed of a set of axial cyclones are formed to separate the fine dust from the air.
  • the concept of a multi-cyclone including a primary cyclone portion and a secondary cyclone portion may be introduced.
  • One side of the guide vanes may be connected to the outer circumferential surface of the vortex finders along the spiral direction, and the other side of the guide vanes may be connected to the inner circumferential surfaces of the band portions along the spiral direction.
  • the guide vanes may extend from the lower end of the band parts to the upper end of the band parts in a spiral direction to form the same height as the band parts. According to this structure, since there is no gap between the guide vanes and the band parts, the problem of deterioration of separation performance due to the gap can be solved.
  • the axial cyclones can be divided into first axial cyclones and second axial cyclones according to their position.
  • the first axial cyclone is centrally disposed and the second axial cyclones are radially disposed about the first axial cyclone.
  • the first axial cyclone is singular in that it is centrally located, but the second axial cyclone is plural in that it is radially disposed.
  • the band portion of the first axial cyclone and the band portion of the second axial cyclones may be connected to each other, so that the band portions are connected to each other to form a single member or an integral member. Furthermore, air and fine dust flow paths are formed between the band portion of the first axial cyclone and the band portions of the second axial cyclone, so that the air and fine dust flow from the first cyclone portion to the secondary cyclone portion without a separate flow path structure. It is possible to flow.
  • the fine dust separating member includes an outer band portion, and the outer band portion is formed to surround the band portions of the second axial cyclones to form an edge of the fine dust separating member and is connected to the band portions of the second axial cyclones.
  • a flow path of air and fine dust is formed between the band portions of the second axial cyclones and the outer band portion, so that air and fine dust can flow from the primary cyclone portion to the secondary cyclone portion without a separate flow path structure.
  • the outer band portion together with the casings form the outer wall of the secondary cyclone portion.
  • the outer band part may be classified into an optional configuration according to the design, but for stable coupling of the inner case and the fine dust separating member, the fine dust separating member preferably includes the outer band portion.
  • the dust collector includes an outer case and an inner case, wherein the fine dust separating member is formed to be seated on the inner case.
  • the outer case forms an outer wall of the dust collector and an outer wall of the primary cyclone portion.
  • the inner case includes an inner case installed inside the outer case to surround the casings and the outer band portion, and having a stepped portion formed along an inner circumferential surface to support the outer band portion.
  • the arbitrary relative rotation of the fine dust separating member and the inner case means the relative rotation of the fine dust separating member and the casings. Therefore, when the fine dust separation member is arbitrarily rotated relative to the inner case, the structure of the axial cyclones is deformed.
  • the fine dust separating member is mounted on the stepped portion, and the fine dust separating member and the inner case are made to prevent arbitrary relative rotation by using the positioning groove and the positioning protrusion.
  • the dust collector according to the second embodiment of the present invention includes a fine dust separating member and an auxiliary member, and the set of axial cyclones is formed by the combination of the casings, the fine dust separating member and the auxiliary member.
  • the casings and the fine dust separating member are the same as in the first embodiment, and the auxiliary member is made to assist the function of the fine dust separating member.
  • the auxiliary member rests on the fine dust separation member and includes cover portions, auxiliary band portions, and auxiliary guide vanes.
  • the cover parts are formed to surround the outer circumferential surface of each vortex finder to prevent the coupling of the auxiliary member and the fine dust separating member and arbitrary relative rotation. Furthermore, the cover parts may be understood to form the outer walls of the vortex finders in that they cover the outer circumferential surface of the vortex finders.
  • the auxiliary band parts are provided to assist the band parts of the fine dust separating member, and are formed to surround the outer circumferential surface of each cover part at a position spaced apart from the respective cover parts, and are seated on the band parts and each together with the casing and the band parts. It has a shape corresponding to the band portions to form the outer walls of the axial cyclones.
  • the auxiliary band portions and the casings are separate parts or shapes corresponding to each other, so that the three together form the outer walls of the axial cyclones as a single part.
  • auxiliary guide vanes are used to assist the guide vanes of the fine dust separation member.
  • One side of the auxiliary guide vanes is connected to the outer circumferential surface of the cover parts along the spiral direction, and the other side is connected to the inner circumferential surface of the auxiliary band parts along the spiral direction. Connected.
  • the cover parts and the auxiliary band parts spaced apart from each other are connected by auxiliary guide vanes, from which it can be understood that the outer walls of the axial cyclones and the outer walls of the vortex finders are connected by the auxiliary guide vanes.
  • each of the auxiliary guide vanes is in contact with each of the guide vanes and extends continuously along the spiral direction.
  • each of the auxiliary guide vanes is formed to be in surface contact with each of the guide vanes.
  • the fine dust separating member and the auxiliary member are separate parts, but the guide vanes and the auxiliary guide vanes are continuously extended along the spiral direction and are in surface contact with each other to form spiral wings as if they were a single part.
  • the guide vanes may include a first guide vane and a second guide vane disposed adjacent to each other, and the auxiliary guide vanes may include: first auxiliary guide vanes continuously contacting the first guide vanes and extending in a spiral direction; And a second auxiliary guide vane that is in contact with the second guide vane and continuously extends in a helical direction, wherein the first auxiliary guide vane and the second guide vane are coupled to the fine dust separation member and the auxiliary member.
  • the overlapping structure overlaps each other along the direction. According to the overlap structure, it is possible to form a high-speed swing flow, and the separation performance of the dust collector can be improved.
  • the fine dust separating member includes support portions forming a step along the outer circumferential surfaces of the vortex finders, the fine dust separating member includes support portions forming a step along the outer circumferential surfaces of the vortex finders, and the cover portions support the support. Each of them has a shape corresponding to the support parts to be seated on the parts.
  • the fine dust separating member is formed thicker than the auxiliary member.
  • the thickness of the fine dust separating member and the auxiliary member affects the separation performance and efficiency of the dust collector.
  • the auxiliary member functions to assist the fine dust separation member, and when the auxiliary member is excessively thick, an efficiency decrease due to pressure loss is caused. Therefore, the auxiliary member is formed thinner than the fine dust separating member.
  • the fine dust separating member serves as a main function of separating fine dust from air and is formed thicker than the auxiliary member for high separation performance.
  • the set of axial cyclones can be divided into first axial cyclones and second axial cyclones, depending on their location.
  • the first axial cyclone is centrally disposed and the second axial cyclones are radially disposed about the first axial cyclone. Since the first axial cyclone is disposed in the center, it is provided in the singular, and the second axial cyclone is disposed radially and is provided in plural.
  • the auxiliary member includes an auxiliary outer band portion having a shape corresponding to the outer band portion so as to be seated on an upper portion of the outer band portion.
  • the auxiliary outer band part is for forming an auxiliary member as a single member (or an integral member), and the outer band part and the auxiliary outer band part together with the casings form an outer wall of the secondary cyclone.
  • the dust collector of the present invention can constitute an embodiment extended from the first and second embodiments.
  • the primary cyclone portion of the dust collector is constituted by an outer case, an inner case and a mesh filter.
  • the outer case forms the exterior of the dust collector and forms the outer wall of the primary cyclone portion.
  • the inner case is disposed inside the outer case and forms the inner wall of the primary cyclone portion. Since the secondary cyclone portion is disposed inside the inner case, the inner case forms a boundary between the primary cyclone portion and the secondary cyclone portion.
  • the mesh filter is installed to cover the openings of the inner case, and the mesh filter also forms a boundary between the primary cyclone portion and the secondary cyclone portion.
  • the inner case may consist of a single member or may consist of at least two members.
  • the first member is a side boundary portion formed to surround at least a portion of the secondary cyclone portion, an upper boundary portion extending in the circumferential direction from the upper end of the side boundary portion toward the inner circumferential surface of the outer case, the first member.
  • the skirt portion extending in the circumferential direction toward the inner circumferential surface of the outer case at the bottom of the plate portion formed on the inner side of the skirt portion, connecting portions connecting between the side boundary portion and the skirt portion.
  • the second member may include an accommodating part configured to accommodate the fine dust outlet of the axial cyclones, and a dust collecting part boundary forming a boundary between the first dust collecting part and the second dust collecting part.
  • the mesh filter is coupled to an opening formed between the side boundary and the skirt, and is of net or porous form.
  • the basis of weight that distinguishes dust and fine dust is determined by the separation performance of the primary cyclone part and the secondary cyclone part, and the size criterion may be determined by a mesh filter.
  • the secondary cyclone portion can be formed by the collection of axial cyclones described above.
  • Axial cyclones may be disposed inside the primary cyclone portion, or may be disposed radially along the outer circumferential surface of the primary cyclone portion.
  • the dust collecting apparatus includes a first dust collecting portion configured to collect dust separated by the primary cyclone portion and a second dust collecting portion configured to collect fine dust separated by the secondary cyclone portion.
  • the first dust collecting part may be defined and formed by a partition part and an accommodation part forming an upper wall, an outer case forming an outer wall, a dust collecting part boundary forming an inner wall, and a lower cover forming a bottom.
  • the partition is formed along an inner circumferential surface of the outer case, and the upper part of the partition is divided into a primary cyclone part and a lower part of the partition is divided into a first dust collecting part based on the partition part.
  • a pressurizing unit is installed in the first dust collector to compress the dust collected in the first dust collector.
  • the pressurizing unit includes a rotating shaft, a pressing member, a fixed part, a first driven gear, a power transmission rotating shaft, and a second driven gear.
  • the driving force generated by the driving motor of the cleaner body is transmitted to the first driven gear of the dust collector through the main gear of the cleaner body, and is sequentially transmitted to the rotation shaft through the power transmission rotating shaft and the second driven gear.
  • the pressing member also rotates to compress dust.
  • the second dust collecting unit is defined by a dust collecting unit boundary forming a side wall and a lower cover forming a bottom.
  • the pressing unit may be installed in the second dust collecting unit, and the pressing unit installed in the second dust collecting unit may be configured to share the driving force with the pressing unit installed in the first dust collecting unit.
  • the vortex finders, the band portions, the guide vanes are formed integrally with the member (fine dust separating member), and the axial cyclones are formed by the combination of the casings and the integral member.
  • the present invention since the band portion and the guide vane of the integrated member is connected, it is possible to solve the problem of degradation in separation performance caused by the gap. Similarly, the problem of deterioration of separation performance caused by the gap between the guide vanes can be solved through the overlapping structure of the two-piece member, the fine dust separation member and the auxiliary member.
  • the present invention (1) the combination structure of the fine dust separation member to the inner case implemented by the positioning projection and the positioning groove (2) the combination structure of the fine dust separation member and the auxiliary member implemented by the vortex finder and the cover portion This allows for easy disassembly and assembly of the dust collector.
  • the present invention it is possible to implement the improved efficiency of the dust collector using the fine dust separation member and the separation performance of the dust collector using the auxiliary member.
  • Figure 1a is a perspective view showing an example of a vacuum cleaner according to the present invention.
  • Figure 1b is a perspective view showing another example of a vacuum cleaner according to the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a dust collector according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the dust collector shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the dust collector of FIG. 2 taken along line A-A.
  • FIG. 5 is a perspective view of the fine dust separating member illustrated in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the dust collecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of the fine dust separating member and the auxiliary member shown in FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram partially illustrating a coupling state of the fine dust separation member and the auxiliary member illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a plan view of the fine dust separation member and the auxiliary member shown in FIG.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an example of a vacuum cleaner 10 according to the present invention.
  • the cleaner body 11 and the dust collector 100 form the appearance of the vacuum cleaner 10.
  • Wheels 12 are installed at both sides of the cleaner body 11 to implement slide movement of the cleaner body 11.
  • the vacuum cleaner 10 further includes a suction nozzle (not shown) for sucking air containing foreign substances and a connection member (not shown) for connecting the suction nozzle to the cleaner body 11.
  • a suction nozzle for sucking air containing foreign substances
  • a connection member for connecting the suction nozzle to the cleaner body 11.
  • the basic configuration of the suction nozzle and the connecting member is the same as the conventional description thereof will be omitted.
  • a suction part 13 for suctioning the air sucked through the suction nozzle and the foreign matter contained in the air is formed at the lower front end of the cleaner body 11.
  • Air and foreign substances are introduced into the suction unit 13 by the operation of the suction motor and the suction fan. Air and foreign substances introduced into the suction unit 13 are introduced into the dust collector 100 through the inlet cleaner inner passage 14 and the inlet 111 of the dust collector 100, and from the dust collector 100. Are separated from each other. In addition, the air separated from the foreign matter exits the dust collector 100 through the outlet 141 and the outlet side cleaner 15 of the dust collector 100.
  • dust foreign matter contained in the air is divided into dust, fine dust, and ultrafine dust.
  • Relatively large dust is referred to as “dust”
  • relatively small dust is referred to as “fine dust”
  • dust smaller than "fine dust” is referred to as “ultrafine dust”.
  • the dust collector 100 is configured to be detachable from the cleaner body 11.
  • the dust collector 100 separates and collects the foreign matter from the sucked air, and discharges the air separated from the foreign matter.
  • Openings may be formed at lower and upper ends of the outer case 110, respectively.
  • the lower cover 130 is coupled to the lower end of the outer case 110, and the upper cover 140 is coupled to the upper end.
  • the lower cover 130 is installed to open and close the lower opening of the outer case 110.
  • the lower cover 130 may be detachably installed on the outer case 110.
  • the upper cover 140 is installed to open and close the upper opening of the outer case 110.
  • the upper cover 140 may also be detachably installed on the outer case 110.
  • the handle 142 is rotatably installed on the upper cover 140. The user may separate the dust collecting apparatus 100 from the cleaner body 11, and then rotate the handle 142 and hold it in the hand to carry the dust collecting apparatus 100.
  • FIG. 1B is a perspective view showing another example of the vacuum cleaner 20 according to the present invention.
  • the upper connector 23 is formed on the upper cover.
  • the upper cover 140 ′ and the lower cover 130 ′ are coupled to the upper and lower ends of the outer case 110 ′, respectively.
  • the upper connector 23 is formed at one side of the upper cover 140 ′.
  • the upper connector 23 may be formed on the cleaner body 21 instead of the dust collector 100 ′.
  • a cover covering the upper portion of the dust collector (corresponding to 140 'of FIG. 1B but in this case is connected to the cleaner body instead of the dust collector) is provided, and the upper connector 23 may be formed on the cover. .
  • the cover is flipped up, the dust collector 100 ′ under the cover may be separated from the cleaner body 21.
  • the upper connector 23 may be formed at one end of the handle 26 to be described later.
  • the upper connector 23 may be connected to an inlet (not shown) of the dust collector 100 'while the handle 26 is disposed to cover the dust collector 100'.
  • the suction nozzle When the suction nozzle is connected to the upper connector 23, the upper connector 23 forms a connection flow path of air between the inlet of the dust collector 100 ′ and the suction nozzle.
  • the upper connector 23 is formed to be connectable with a suction nozzle (not shown).
  • the vacuum cleaner 20 shown in FIG. 1B has a suction nozzle and an upper connector 23. Immediately through the made to suck the air into the interior of the dust collector (100 ').
  • the positions of the suction ports may vary according to designs of the vacuum cleaners 10 and 20 and the dust collectors 100 and 100 '.
  • whether the air is introduced into the dust collector 100 ′ via the cleaner body 21 or whether the air is introduced into the dust collector 100 ′ without the cleaner body 21 may vary.
  • the position of the suction port and whether or not the cleaner body 21 passes through are not particularly limited.
  • the handle 26 installed on the cleaner body 21 may be formed to cover the upper cover 140 'of the dust collecting device 100'.
  • the handle 26 is provided with a button 27, the button 27 is made to release the latch based on the user's pressing operation.
  • the latch When the user presses the button 27, the latch is released, and the upper cover 140 'is opened. Accordingly, the restraint of the dust collector 100 ′ is released, and the dust collector 100 ′ may be separated from the cleaner body 21.
  • Reference numeral 22 not described in FIG. 1B denotes a wheel, and the configuration not described in FIG. 1B is replaced with the description of FIG. 1A.
  • the dust collectors 100 and 200 to be described below show the dust collectors 100 and 200 applied to the canister type vacuum cleaner 10, but the dust collectors 100 and 200 of the present invention must be canister type vacuum cleaners. It is not limited only to (10).
  • the dust collectors 100 and 200 of the present invention can be applied to the vacuum cleaner 10 of the upright type.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a dust collecting apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of the dust collecting apparatus 100 shown in FIG. 2.
  • 4 is a longitudinal cross-sectional view of the dust collector 100 of FIG. 2 taken along a line A-A.
  • the external appearance of the dust collector 100 includes an outer case 110, a lower cover 130, and an upper cover 140.
  • the outer case 110 forms a side appearance of the dust collector 100.
  • the outer case 110 forms an outer wall of the primary cyclone portion 101.
  • the outer case 110 is preferably formed in a cylindrical shape as shown in FIG.
  • the outer circumferential surface does not have to be formed in a cylindrical shape.
  • the inlet 111 of the dust collecting device 100 is formed in the outer case 110. Air and foreign matter introduced through the suction unit 13 described with reference to FIG. 1A flow along the flow path inside the cleaner body 11 and flow into the outer case 110 through the inlet 111.
  • the inlet 111 may be formed along the tangential direction of the outer case 110, and may be formed to extend toward the inner circumference of the outer case 110.
  • the inlet 111 has such a structure for causing the rotational movement of air and foreign matter. Air and foreign matter introduced into the outer case 110 along the tangential direction through the inlet 111 is pivoted along the inside of the outer case 110.
  • the inlet 111 may protrude from the outer case 110 to be connected to a flow path inside the cleaner body 11. If the flow path inside the cleaner body 11 has a shape corresponding to the outer circumferential surface of the outer case 110, the inlet 111 may not have a structure that does not protrude from the outer case 110.
  • Openings may be formed at lower and upper ends of the outer case 110, respectively.
  • the lower cover 130 is coupled to the lower end of the outer case 110, and the upper cover 140 is coupled to the upper end.
  • the lower cover 130 forms the bottom of the dust collector 100.
  • the circumference of the lower cover 130 is formed to correspond to the circumference of the outer case 110, and the lower cover 130 is formed to cover the bottom opening of the outer case 110.
  • the lower cover 130 is rotatably coupled to the outer case 110 to open and close the lower opening of the outer case 110.
  • the lower cover 130 is hinged to the outer case 110 (115, 131), it is shown that configured to open and close the lower opening of the outer case 110 in accordance with the rotation.
  • the present invention is not limited thereto, and the lower cover 130 may be completely detachably coupled to the outer case 110.
  • the lower cover 130 remains coupled to the outer case 110 through the hook coupling portion 132.
  • the hook coupling portion 132 is formed on the opposite side of the hinge 131 with respect to the center of the lower cover 130. Hook coupling portion 132 is made to be inserted into the groove 116 formed on the outer circumferential surface of the outer case 110, the hook coupling portion 132 is external to the lower cover 130 to rotate by the hinge 131 It must be drawn out of the groove 116 of the case 110.
  • the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104 which will be described later, are formed inside the dust collecting device 100, and the lower cover 130 has a bottom surface of the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104. It is configured to form. Accordingly, the lower cover 130 may be rotated by the hinge 131 to simultaneously open the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104. When the lower cover 130 is rotated by the hinge 131 to open the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104 at the same time, dust and fine dust may be discharged at the same time. Therefore, since the dust and fine dust are discharged at the same time only by the one-time operation of opening the lower cover 130, the user's convenience such as the dust collector 100 or the vacuum cleaner 10 may be improved.
  • the sealing member 133 may be coupled to the circumference of the lower cover 130.
  • the sealing member 133 may be formed in a ring shape surrounding the circumference of the lower cover 130, and the dust collected on the inside of the dust collecting device 100 by sealing between the outer case 110 and the lower cover 130 or Made to prevent leakage of fine dust.
  • the upper cover 140 is formed to cover the upper opening of the outer case 110 and is coupled to the upper portion of the outer case 110.
  • the circumference of the upper cover 140 is formed to correspond to the circumference of the outer case 110.
  • the upper cover 140 is disposed to face the cover member 150 disposed inside the outer case 110.
  • the upper cover 140 forms a discharge flow path for discharging the air discharged from the secondary cyclone portion 102 spaced apart from the cover member 150 to the outside of the dust collector 100.
  • the upper cover 140 is formed with an outlet 141 of the dust collecting device 100, the air is discharged through the outlet 141.
  • the air discharged through the outlet 141 of the dust collector 100 may be discharged to the outside through an exhaust port (not shown) of the cleaner body 11.
  • a porous filter (not shown) configured to filter ultrafine dust from air may be installed.
  • the handle 142 may be rotatably coupled to the upper cover 140.
  • the handle 142 may be formed along the outer circumference of the upper cover 140.
  • the handle 142 may be formed in a semicircular or arcuate shape along the outer circumference of the upper cover 140.
  • the cyclone refers to a device that forms a swirl flow in air and foreign matter and separates it from the air by centrifugal force.
  • the cyclone is formed by at least one hollow body.
  • the hollow body has a greater width at the top than the bottom, and cyclonic air flow is supplied in the axial direction of the hollow body above the hollow body.
  • the hollow body has a reverse cone shape or a reverse hollow cone.
  • Foreign matter is a concept that includes dust, fine dust and ultrafine dust. Since the weight of the air and the weight of the foreign matter are different, the rotation radius of the air and the rotation radius of the foreign matter by the centrifugal force are different. Cyclone separates foreign substances such as dust and fine dust from the air by using the difference in the rotation radius due to the centrifugal force.
  • the primary cyclone part 101 is formed inside the outer case 110 and is formed to separate dust from the air introduced from the outside.
  • the primary cyclone portion 101 is formed by an outer case 110, an inner case 121 and 122, and a mesh filter 127.
  • the inner circumferential surface of the outer case 110 forms the outer wall of the primary cyclone portion 101.
  • Heavy dust compared to air and fine dust, rotates in a swirling flow with a larger radius of rotation than air or fine dust. Since dust rotates in the area defined by the inner circumferential surface of the outer case 110, the maximum rotation radius of the dust is determined by the inner circumferential surface of the outer case 110.
  • the inner cases 121 and 122 are installed inside the outer case 110 and may have a cylindrical shape in part. Since the primary cyclone portion 101 is formed outside the inner cases 121 and 122, and the secondary cyclone portion 102 is formed inside the inner cases 121 and 122, the inner cases 121 and 122 may be formed. The boundary between the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102 is formed.
  • the inner cases 121 and 122 are disposed directly below the cover member 150, and the cover member 150 is disposed to cover the opened upper ends of the inner cases 121 and 122.
  • the inner cases 121 and 122 may be formed by the combination of the first member 121 and the second member 122, or may be formed of only one member.
  • the inner cases 121 and 122 will be described based on the combination of the first member 121 and the second member 122, but the present invention is not limited thereto.
  • the first member 121 includes a side boundary portion 121a, an upper boundary portion 121b, a skirt portion 121d, a plate portion 121e, and connecting portions 121f.
  • the second member 122 will be described later in terms of the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104.
  • the side boundary 121a is formed to surround at least a portion of the secondary cyclone portion 102 and has an annular shape open to receive the axial cyclones 102a and 102b of the secondary cyclone portion 102.
  • the side boundary 121a corresponds to the side boundary of the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102.
  • the upper boundary portion 121b extends in the circumferential direction from the upper end of the side boundary portion 121a toward the inner circumferential surface of the outer case 110.
  • the upper boundary 121b is in contact with the inner circumferential surface of the outer case 110 along the circumferential direction to form an upper boundary of the primary cyclone portion 101.
  • a sealing member (not shown) may be coupled to the circumference of the upper boundary 121b.
  • the sealing member may be formed in a ring shape surrounding the circumference of the upper boundary portion 121b, and the sealing member is sealed between the inner circumferential surface of the outer case 110 and the upper boundary portion 121b to prevent the leakage of dust.
  • the side boundary portion 121a is formed of a circular band.
  • the upper boundary 121b is formed of a flange.
  • the flange is provided at the upper end of the circular band.
  • Rims 121a and 121b have circular bands and flanges.
  • a protrusion 121c facing the cover member is formed at the upper boundary 121b.
  • the protrusion 121c is formed to be inserted into the groove 152 of the cover member, and the positions of the protrusion 121c and the groove 152 may be interchanged.
  • the skirt portion 121d extends in the circumferential direction from the lower end of the first member 121 toward the inner circumferential surface of the outer case 110.
  • the skirt portion 121d is for preventing the dust separated from the air by the primary cyclone portion 101 from scattering.
  • the skirt portion 121d has a width smaller than the upper end of the rim.
  • the skirt portion 121d is spaced apart from the inner circumferential surface of the outer case 110. As the skirt portion 121d is spaced apart from the inner circumferential surface of the outer case 110, an annular passage is formed between the inner circumferential surface of the outer case 110 and the skirt portion 121d. The dust separated from the air by the primary cyclone part 101 moves to the first dust collecting part 103 along this passage.
  • the plate portion 121e is formed inside the skirt portion 121d.
  • the plate portion 121e is formed with a through hole 121i for receiving lower ends of the axial cyclones 102a and 102b (more specifically, lower ends of the casings 125 to be described later).
  • the plate portion 121e is for preventing the fine dust discharged from the fine dust discharge port 126b of the axial cyclones 102a and 102b back into the secondary cyclone portion 102.
  • the plate portion 121e and the skirt portion 121d may be formed at substantially the same height, but are not necessarily limited thereto.
  • One end of the connecting portions 121f is respectively connected to the side boundary portion 121a, and the other end thereof is connected to the skirt portion 121d or the plate portion 121e, respectively.
  • the other ends of the connecting portions 121f may be disposed at the boundary between the skirt portion 121d and the plate portion 121e.
  • the connecting parts 121f are spaced apart from each other along the outer circumference of the first member 121.
  • the side boundary part 121a and the connection parts 121f may be formed to be inclined to be narrowed downward. This is to induce the fall of the dust separated from the air by the primary cyclone portion 101. If the side boundary portion 121a and the connecting portions 121f are formed along the vertical direction, the side boundary portion 121a and the connecting portions 121f may act as obstacles in the process of dropping dust. However, when the side boundary portion 121a and the connecting portions 121f are formed to be inclined as shown in the drawing, since the side boundary portion 121a and the connecting portions 121f do not act as obstacles in the process of dropping dust, a smooth drop of dust may be induced.
  • the mesh filter 127 may also be formed to be inclined for the same reason.
  • the openings 123 are formed in a region defined by the side boundary portion 121a, the connecting portions 121f, and the skirt portion 121d (or the plate portion 121e). do.
  • the mesh filter 127 is installed in the first member 121 to cover the openings 123.
  • the mesh filter 127 may be provided in singular or plural.
  • the mesh filter 127 has a mesh or porous form to separate dust from air introduced into the inner cases 121 and 122.
  • a criterion of the size that distinguishes dust from fine dust may be determined by the mesh filter 127.
  • Foreign matter having a size that passes through the mesh filter 127 may be classified as fine dust, and foreign matter having a size that does not pass through the mesh filter 127 may be classified as dust.
  • the first dust collecting part 103 is formed to collect dust separated from the air by the primary cyclone part 101.
  • the first dust collecting part 103 refers to a space defined by the partition 112, the outer case 110, the inner cases 121 and 122, and the lower cover 130.
  • a partition 112 is formed along the inner circumferential surface of the outer case 110 to partition the upper and lower portions of the outer case 110.
  • the partition 112 may be integrally formed with the outer case 110.
  • the partition 112 forms an upper wall of the first dust collecting part 103.
  • the partition 112 extends along the inner circumferential surface of the outer case 110, but an opening 113 is formed so that the dust separated from the air by the primary cyclone part 101 flows into the first dust collecting part 103.
  • the upper portion of the outer case 110 based on the partition 112 forms the outer wall of the primary cyclone portion 101 described above, and the lower portion of the outer case 110 forms the outer wall of the first dust collecting portion 103. .
  • the outer wall of the first dust collecting part 103 formed by the lower portion of the outer case 110 corresponds to the sidewall of the first dust collecting part 103.
  • the second member 122 of the inner cases 121 and 122 is disposed below the first member 121, and includes a receiving portion 122a and a dust collecting boundary 122b.
  • the receiving portion 122a is configured to receive the fine dust outlet 126b of the axial cyclones 102a and 102b.
  • the upper end of the accommodating part 122a is opened, and the plate part 121e of the first member 121 is disposed to cover the opened upper end of the accommodating part 122a.
  • the receiving part 122a is disposed on the pressing unit 160 to be described later.
  • the accommodating part 122a may also be formed to be inclined like the side boundary part 121a or the connecting part 121f of the first member 121.
  • the lower surface of the receiving portion 122a together with the partition 112 forms an upper side wall of the first dust collecting portion 103.
  • the partition 112 extends along the outer circumferential surface of the accommodation portion 122a, and the outer circumferential surfaces of the partition 112 and the accommodation portion 122a are in close contact with each other.
  • the dust collecting part boundary 122b is formed in a hollow cylindrical shape or a hollow polygonal column shape and extends toward the lower cover 130 from one side of the receiving part 122a.
  • the pressurizing unit 160 to be described later includes a rotating shaft 161 disposed below the receiving portion 122a, and the dust collecting unit boundary 122b may be disposed side by side on the rotating shaft 161.
  • the rotating shaft 161 may be disposed at the center of the lower cover 130, and the dust collecting boundary 122b may be disposed eccentrically from the center of the lower cover 130.
  • the outer circumferential surface of the dust collector boundary 122b forms an inner wall of the first dust collector 103.
  • the lower cover 130 forms the bottom of the first dust collecting part 103.
  • the first dust collecting part 103 forms a partition 112 and an accommodating part 122a forming an upper wall, an outer case 110 forming an outer wall, a dust collecting boundary 122b forming an inner wall, and a bottom. It may be defined and formed by the lower cover 130.
  • An inner wall 114 may be formed in the first dust collecting part 103.
  • the inner wall 114 may be integrally formed with the outer case 110 or integrally with the second member 122 of the inner cases 121 and 122.
  • the inner wall 114 extends in the vertical direction to distinguish the left and right sides of the first dust collecting part 103.
  • One side of the inner wall 114 is connected to the outer case 110, the other side of the inner wall 114 is connected to the dust collector boundary 122b of the second member 122.
  • An upper end of the inner wall 114 may be connected to the partition 112, and a lower end of the inner wall 114 may contact the lower cover 130.
  • the first dust collecting part 103 is formed to open toward the lower side of the dust collecting device 100.
  • the configuration in which the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104 open at the same time by the rotation of the lower cover 130 is replaced with the above description.
  • the present invention is made to reduce the volume by pressing the dust collected in the first dust collector 103 by using the pressure unit 160 to overcome this problem.
  • the pressurizing unit 160 is configured to compress the dust collected by rotating in both directions within the first dust collecting unit 103.
  • the pressurizing unit 160 includes a rotating shaft 161, a pressing member 162, a fixing part 163, a first driven gear 164, a power transmission rotating shaft 165, and a second driven gear 166.
  • the rotating shaft 161 is disposed below the receiving portion 122a of the second member 122.
  • the rotary shaft 161 is configured to be rotatable by receiving power from the drive motor of the cleaner body 11.
  • the rotating shaft 161 is configured to reciprocate clockwise or counterclockwise, that is, in both directions.
  • the upper portion of the rotating shaft 161 may be supported by the lower portion of the receiving portion 122a, and the lower portion of the rotating shaft 161 may be supported by the fixing portion 163.
  • the upper portion of the rotation shaft 161 is formed with a groove 161a recessed inward of the center of the rotation shaft 161.
  • a protrusion 122d inserted into the groove 161a protrudes from the lower portion of the accommodation portion 122a.
  • the protrusion 122d is inserted into the groove 161a so as to support the rotation shaft 161. Accordingly, the protrusion 122d and the rotation shaft 161 are formed to be relatively rotatable. According to this structure, when the rotating shaft 161 is rotated, the protrusion 122d holds the rotation center of the rotating shaft 161. Therefore, the rotation of the rotation shaft 161 can be made more stable.
  • the fixing part 163 is coupled to the rotation shaft 161 so as to be relatively rotatable, and is fixed to the dust collecting part boundary 122b of the inner cases 121 and 122. Since the fixing part 163 is connected to the inner cases 121 and 122, the pressing member 162 and the rotating shaft 161 even though the lower cover 130 is rotated by the hinge 131 to open the first dust collecting part 103. ) Can be fixed in place.
  • the pressing member 162 is connected to the rotation shaft 161, and is configured to rotate in the first dust collecting part 103 according to the rotation of the rotation shaft 161.
  • the pressing member 162 may be formed in a plate shape.
  • the dust collected in the first dust collecting part 103 is moved to one side of the first dust collecting part 103 by the rotation of the pressing member 162, and the dust is accumulated when a lot of dust is accumulated by the pressing member 162. And compressed.
  • the first driven gear 164, the power transmission rotating shaft 165, and the second driven gear 166 are configured to receive a driving force provided from a driving motor (not shown) of the cleaner body 11 and transmit the driving force to the rotating shaft 161. do.
  • the drive motor is distinguished from the suction motor described above.
  • the first driven gear 164 is disposed outside the lower cover 130 and exposed to the outside of the dust collecting apparatus 100.
  • a main gear (not shown) corresponding to the first driven gear 164 is installed in the cleaner main body 11.
  • the first driven gear 164 is driven.
  • the main gear is made to rotate by the drive motor. Accordingly, the driving force generated by the driving motor is transmitted to the first driven gear 164 through the main gear.
  • the power transmission rotating shaft 165 is connected to the first driven gear 164 and the second driven gear 166 through the lower cover 130, respectively.
  • the power transmission shaft 165 is made to rotate relative to the lower cover 130.
  • the second driven gear 166 is connected to the power transmission rotation shaft 165 and is formed to transmit a driving force to the rotation shaft 161.
  • the lower end of the rotating shaft 161 is formed with a groove formed to accommodate the second driven gear 166, the periphery of the groove is provided with a gear structure that is engaged with the second driven gear 166.
  • the rotary shaft 161 and the second driven gear 166 are coupled to and separated from each other according to the opening and closing of the lower cover 130 to prevent the opening of the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104.
  • the structure for transmitting the driving force to the rotating shaft 161 may be changed.
  • the rotation shaft 161 may be disposed to penetrate the lower cover 130 and may be configured to be directly engaged with the main gear.
  • the lower end of the pressing unit 160 should be made to be relatively rotatable with the lower cover 130.
  • a portion that is relatively rotated in the lower cover 130 may be provided with a sealing member for sealing between them.
  • the driving force transmitted to the driving gear of the cleaner body 11 is transmitted to the pressing unit 160.
  • the first driven gear 164 rotates in engagement with the main gear
  • the second driven gear 166 connected to the first driven gear 164 by the power transmission rotating shaft 165 also follows the first driven gear 164. Will rotate.
  • the rotating shaft 161 which rotates together with the second driven gear 166 also rotates along the second driven gear 166
  • the pressing member 162 connected to the rotating shaft 161 also rotates along with the rotating shaft 161.
  • the dust collected in the first dust collector 103 is pressed and compressed.
  • the rotation of the drive motor may be controlled to rotate the pressing member 162 in both directions.
  • the drive motor may be configured to rotate in the opposite direction when a reaction force is applied in the opposite direction to the rotation direction. That is, when the pressing member 162 rotates in one direction to compress dust collected on one side to a predetermined level, the driving motor is configured to compress dust collected on the other side by rotating in the other direction.
  • the dust collecting device 100 and the cleaner may be designed to generate a repulsive force.
  • the pressing member 162 When the dust is not sufficiently collected in the first dust collecting part 103, the pressing member 162 hits the inner wall 114 and receives a repulsion force, or a stopper structure provided on the rotation path of the pressing member 162 ( May be configured to rotate in the opposite direction.
  • control unit in the cleaner body 11 may apply a control signal to the drive motor to change the rotation direction of the pressing member 162 every predetermined time, so that the bidirectional rotation of the pressing member 162 may occur repeatedly.
  • An inner wall 114 may be provided in the first dust collecting part 103 to collect dust moved to one side by the rotation of the pressing member 162.
  • the inner wall 114 is disposed on the opposite side of the rotation shaft 161 with the dust collector boundary 122b of the second member 122 interposed therebetween. Accordingly, the dust introduced into the first dust collecting part 103 is collected on both sides of the inner wall 114 by the rotation of the pressing member 162, respectively.
  • the pressurizing unit 160 it is possible to suppress the scattering of the dust in the process of discarding the dust, it can significantly lower the possibility of being discharged to the unintentional place.
  • the secondary cyclone portion 102 is formed to separate fine dust from the air introduced from the primary cyclone portion 101.
  • Secondary cyclone portion 102 is composed of a set of axial cyclones (102a, 102b) formed to separate the fine dust from the air flowing in the axial direction.
  • the collection of axial cyclones 102a and 102b includes casings 125 and fine dust separating member 170.
  • Each casing 125 forms outer walls around the hollow portion 125 ′.
  • the outer walls around the hollow portion 125 ′ formed by the casings 125 correspond to the outer walls of the respective axial cyclones 102a, 102b.
  • a swirl flow of air and fine dust is formed between the vortex finder 171 and the casing 125 which will be described later.
  • Fine dust which is heavier than air, rotates in a swirling flow with a larger radius of rotation than air. Since the fine dust rotates in the area defined by the casing 125, the maximum rotation radius of the fine dust is defined by the respective casings 125.
  • the lower portion of the casing 125 may have a shape inclined so as to be narrowed downward.
  • the lower portion of the casing 125 has a shape that narrows toward the bottom to induce the fall of fine dust separated from the air and to prevent the fine dust is discharged to the vortex finder 171 along the air.
  • the upper portion of the casing 125 is formed to accommodate the vortex finder 171 of the fine dust separation member 170 to be described later.
  • the upper portion of the casing 125 may be formed to have a constant inner diameter.
  • the upper and lower portions of the casing 125 may be divided based on the position where the inner diameter is narrowed.
  • Fine dust outlet 126b is formed at the lower end of the casing 125.
  • the fine dust separated from the air is discharged from the axial cyclones 102a and 102b through the fine dust outlet 126b.
  • the casing 125 is provided with the number of axial cyclones 102a and 102b. Since the set of axial cyclones 102a, 102b is formed by the casings 125 and the fine dust separating member 170, the number of axial cyclones 102a, 102b and the number of casings 125 same.
  • the vortex finders 171 and the band portions 172 which will be described later, are also equal to the number of axial cyclones 102a and 102b for the same reason.
  • the casings 125 may be disposed inside the inner cases 121 and 122. Referring to the drawings it can be seen that the casings 125 are disposed inside the first member 121. One of the casings 125 may be disposed at the center, and the others may be disposed radially about the center. Centered for the sake of separation may be referred to as the first casing, and those arranged radially relative to the first casing may be referred to as the second casings.
  • each casing 125 The outer circumferential surface of each casing 125 is connected to contact the other casings 125 around, so that the casings 125 may form one member.
  • the cross section of each casing 125 preferably has a circular shape as shown in the figure. If the cross section of the casing 125 is formed in a circular shape, even if the outer peripheral surfaces of the adjacent casings 125 are in close contact with each other, a flow path of air and fine dust may be formed therebetween. If a flow path of air and fine dust is formed between the casings 125, there is an advantage that a separate flow path structure does not need to be installed.
  • each casing 125 is formed in a polygon. However, even if the cross section of each casing 125 is formed in a polygon, it is preferable that the flow path of air and fine dust is formed of a polygon which can be formed.
  • the fine dust separating member 170 is disposed above the casings 125 to form a collection of axial cyclones 102a and 102b together with the casings 125.
  • the casings 125 form any part of the collection, and the fine dust separating member 170 forms the other part of the collection.
  • the present invention is characterized in that a set of axial cyclones 102a and 102b is formed by the casings 125 and one fine dust separating member 170.
  • a set of axial cyclones 102a and 102b is formed by the casings 125 and one fine dust separating member 170.
  • the structure of the fine dust separating member 170 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 5 is a perspective view of the fine dust separating member 170 shown in FIGS. 3 and 4.
  • the fine dust separating member 170 includes the vortex finders 171, the band parts 172, the guide vanes 173, and the outer band part 174. Since the fine dust separating member 170 is one unitary member, the vortex finders 171, the band portions 172, the guide vanes 173, and the outer band portion ( 174 denotes each part of the fine dust separating member 170. However, according to the design, the fine dust separation member 170 may not include the outer band portion 174.
  • the vortex finder 171, the band part 172, and the guide vane 173 are all provided in one fine dust separating member 170, but the outer band part 174 is provided in the singular.
  • the vortex finder 171 is configured to discharge the air separated from the fine dust.
  • the vortex finders 171 are disposed inside the casings 125, and the outer circumferential surface of each vortex finders 171 is spaced apart from the inner circumferential surface of the respective casings 125.
  • Each vortex finder 171 has a structure that forms an outer wall around the hollow portion 171 ', and the air introduced into the inlet 171 "of each vortex finder 171 through the hollow portion 171'. Discharged to the top.
  • the lower portion of the vortex finder 171 may have an inclined shape so as to be narrowed downward.
  • the lower portion of the vortex finder 171 has a shape that narrows toward the bottom to prevent the fine dust from being discharged to the vortex finder 171 along the air.
  • the upper portion of the vortex finder 171 is formed to have a constant inner diameter.
  • the upper and lower portions of the vortex finder 171 may be divided based on the position where the inner diameter is narrowed.
  • One of the vortex finders 171 may be disposed at the center, and the other may be disposed radially with respect to the center. Centered to distinguish it may be referred to as a first vortex finder, and those arranged radially relative to the first vortex finder may be referred to as second vortex finders.
  • Vortex finders 171 are provided with the number of axial cyclones 102a and 102b. As described above, the set of axial cyclones 102a and 102b is formed by the casings 125 and the fine dust separating member 170 and therefore the number of axial cyclones 102a and 102b and the vortex finders. The number of 171 is the same.
  • the band unit 172 is formed to surround the outer circumferential surface of the vortex finder 171 at a position spaced apart from the vortex finder 171. As the band portion 172 and the vortex finder 171 are spaced apart from each other, an inlet 126a of each of the axial cyclones 102a and 102b is formed therebetween. Air and fine dust enter the inlet 126a of the axial cyclones 102a and 102b along the axial direction.
  • the band portion 172 may be named under other names as necessary. For example, names of the ring portion, the ring portion, the edge portion, the circumference portion, the circle portion, the support portion, the connecting portion, the outer portion, the cyclone boundary portion, the outer wall portion, etc. may be considered, and other names may be considered.
  • the band portions 172 are seated in the casings 125 and have a shape corresponding to the top of the casings 125 to form the outer walls of the respective axial cyclones 102a and 102b together with the casings 125. .
  • the upper portion of the casing 125 may be formed in a circular shape, and the band part 172 may also be formed in a circular shape surrounding the vortex finder 171.
  • the upper portion of the casing 125 and the band portion 172 are not excluded from being formed in a polygon.
  • the fine dust separating member 170 and the casings 125 are configured to set the engagement position by the position fixing groove (not shown) and the position fixing protrusion (not shown) and to prevent arbitrary relative rotation. Since the vortex finders 171 are spaced apart from the respective casings 125, an arbitrary relative rotation may occur between the fine dust separating member 170 and the casings 125, and normal operation of the dust collector 100 may be performed. In order to prevent any relative rotation.
  • the position fixing protrusion may be inserted into the position fixing groove, and may be formed at any one of the band parts 172 and the casings 125.
  • the position fixing groove is configured to receive the position fixing protrusion and may be formed in the other one of the band parts 172 and the casings 125.
  • the position fixing groove and the position fixing protrusion may be provided in plurality.
  • each of the casings 125 and each of the band portion 172 is joined to each other to form the outer walls of each of the axial cyclones (102a, 102b) do.
  • the outer walls formed by the casings 125 for the sake of separation may be referred to as lower outer walls, and the outer walls formed by the band portions 172 may be referred to as upper outer walls.
  • One of the band parts 172 may be disposed at the center, and the other parts may be disposed radially with respect to the center. Centered to distinguish the first band portion may be named, and radially disposed relative to the first band portion may be referred to as second band portions.
  • the first band portion and the second band portion may be connected to each other.
  • the second band portions may be connected to one another adjacent to each other.
  • the cross section of each band portion 172 preferably has a circular shape as shown in the figure. If the cross section of the band portion 172 is formed in a circular shape, even if adjacent band portions 172 are in close contact with each other, air and fine dust flow path 191 may be formed therebetween. When the flow path 191 of air and fine dust is formed between the band parts 172, there is an advantage that a separate flow path structure does not need to be installed.
  • the cross section of the band portion 172 is formed into a polygon. However, even if the cross section of the band portion 172 is formed in a polygon, it is preferable that the polygon is formed of a flow path of air and fine dust.
  • Band portions 172 are provided as many as axial cyclones 102a and 102b. As described above, since the set of axial cyclones 102a and 102b is formed by the casings 125 and the fine dust separating member 170, the number and band portions of the axial cyclones 102a and 102b are defined. The number of 172) is the same.
  • the guide vanes 173 are disposed between the vortex finders 171 and the band parts 172 and connected to the vortex finders 171 and the band parts 172.
  • One side of each guide vane 173 is connected to the outer circumferential surface of each vortex finders 171, and the other side is connected to the inner circumferential surface of each band portion 172.
  • a plurality of guide vanes 173 may be provided for each of the axial cyclones 102a and 102b, and the guide vanes 173 extend along the helical direction to cause a swirl flow.
  • One side of the guide vane 173 may be connected to the outer circumferential surface of the vortex finder 171 along the spiral direction, and the other side thereof may be connected to the inner circumferential surface of the band unit 172 along the spiral direction.
  • air and fine dust introduced into the inlet 126a of each of the axial cyclones 102a and 102b form a swirling flow.
  • the axial cyclones 102a and 102b cause a swirl flow by the guide vanes 173 and therefore do not require a flow path structure for tangential inflow.
  • Each of the guide vanes 173 may extend from the lower end of the band part 172 to the upper end of the band part 172 along the spiral direction. Extending from the bottom to the top means that the guide vanes 173 have the same height as the band portion 172. Since the guide vanes 173 have the same height as the band part 172, the possibility of interference and damage with other components may be reduced.
  • the outer band part 174 is formed to surround the band parts 172 to form an edge of the fine dust separation member 170.
  • the outer band part 174 surrounds the band parts 172 at the outside of the band parts 172.
  • the band parts 172 were divided into a first band part and a second band part, and according to this division, the outer band part 174 is formed to surround the second band parts.
  • the outer band part 174 may be connected to the second band parts.
  • the outer band portion 174 may also have the same height as the band portions 172 and the guide vanes 173. Since the outer band portion 174 has the same height as the band portions 172 and the guide vanes 173, the possibility of interference and damage with other components may be lowered.
  • the outer band part 174 is configured to be seated inside the inner cases 121 and 122.
  • the first member 121 of the inner cases 121 and 122 is formed to surround the casings 125 and the outer band portion 174 and is formed along the inner circumferential surface 121g to support the outer band portion 174. It is provided.
  • the stepped portion 121g has a shape corresponding to the outer band portion 174, and for example, the stepped portion 121g may also be formed in a circular shape so as to correspond to the circular outer band portion 174 as shown in the drawing.
  • the outer band portion 174 may be seated on the stepped portion 121g inside the first member 121.
  • the fine dust separating member 170 and the inner cases 121 and 122 are configured to set the engagement position by the positioning groove 175 and the positioning protrusion 121h and to prevent arbitrary relative rotation. Since the vortex finders 171 and the casings 125 are spaced apart from each other, arbitrary relative rotation may occur, and for the normal operation of the dust collector 100, the arbitrary relative rotation should be prevented.
  • the position fixing protrusion 121h may be inserted into the position fixing groove 175 and may be formed in any one of the outer band portion 174 and the inner cases 121 and 122.
  • the position fixing groove 175 may be formed to accommodate the position fixing protrusion 121h and may be formed at the other one of the outer band portion 174 and the inner casing 125. If the positioning groove 175 or the positioning projection 121h is formed in the inner cases 121 and 122, the positioning groove 175 or the positioning projection 121h is an inner surface of the inner cases 121 and 122. However, it may be formed in the step portion 121g. In FIG. 3, the position fixing protrusion 121h is formed on the inner surfaces of the inner cases 121 and 122. In addition, the position fixing groove 175 and the position fixing protrusion 121h may be provided in plurality.
  • the hollow body is provided in the inner case 121.
  • An upper end of the hollow body is disposed below the upper surface of the inner case 121 to form a recess supporting the outer band 174.
  • the outer band 174 may have at least one positioning groove 175.
  • the wall of the recess may have at least one positioning protrusion 121h insertable into the positioning groove 175.
  • the outer band portion 174 may be seated on top of the casings 125.
  • a protrusion may be formed at an upper end of the second casings 125 to protrude toward the inner circumferential surface of the first member 121, and the outer band 174 may be seated on the protrusion.
  • Air and fine dust flow passages 192 are formed between the outer band portion 174 and the second band portions 172. Since the radius of the outer band portion 174 is greater than the radius of the second band portions 172, air and fine dust flow passages 192 are formed between the outer band portion 174 and the second band portions 172. If the flow path 192 of air and fine dust is formed between the outer band part 174 and the second band parts 172, there is an advantage that a separate flow path structure does not need to be installed.
  • the outer band portion 174 forms the outer wall of the secondary cyclone portion 102 together with the casings 125.
  • the outer wall of the secondary cyclone portion 102 may be divided into a lower portion and an upper portion based on a boundary between the outer band portion 174 and the casings 125.
  • the casings 125 form the lower outer wall of the secondary cyclone portion 102, and the outer band portion 174 forms the upper outer wall of the secondary cyclone portion 102.
  • the outer walls of the axial cyclones 102a and 102b are formed by the casings 125 and the band portions 172, and the outer wall of the secondary cyclone portion 102 is connected to the casings 125 and the outer band portion 174. Is formed by.
  • the outer walls of the axial cyclones 102a and 102b and the outer wall of the secondary cyclone portion 102 are distinguished from each other. Furthermore, as described above, the boundary between the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102 is formed by the inner cases 121 and 122.
  • the fine dust separating member 170 may be formed of one integrated member.
  • the secondary cyclone portion 102 is a collection of axial cyclones 102a and 102b. Is done.
  • the axial cyclones 102a and 102b are also radially disposed about the central first axial cyclone 102a and the first axial cyclone 102a. Which can be divided into second axial cyclones 102b. It may be understood that the second axial cyclones 102b are disposed along the circumference about the first axial cyclone 102a.
  • the first axial cyclone 102a and the second axial cyclones 102b are disposed adjacent to each other, and the band portion of the first axial cyclone 102a and the band portions of the second axial cyclones 102b are connected to each other. do.
  • the band portions of the second axial cyclones 102b are sequentially connected to each other.
  • Air and fine dust flow passages 191 are formed between the band portion of the first axial cyclone 102a and the band portions of the second axial cyclones 102b, and the band portions of the second axial cyclones 102b.
  • Air and fine dust flow passages 192 are also formed between the 172 and the outer band portion 174.
  • the axial cyclones 102a and 102b are arranged to face in a side-by-side direction (up and down in the drawing) and may be arranged in parallel with each other. According to the arrangement, the axial cyclones 102a and 102b may be efficiently disposed inside the primary cyclone portion 101. In particular, since the axial cyclones 102a and 102b do not require a separate guide flow path for tangential inflow, more axial cyclones 102a and 102b are disposed inside the primary cyclone portion 101. Can be.
  • the number of the axial cyclones 102a and 102b does not decrease compared to the conventional one, so that the cleaning performance is reduced. Can be prevented.
  • the secondary cyclone portion 102 of the present invention is accommodated inside the primary cyclone, so that the dust collector 100
  • the overall height can be relatively low.
  • the second dust collecting part 104 is formed to collect dust separated from the air by the secondary cyclone part 102.
  • the first dust collector 103 refers to a space defined by the dust collector boundary 122b and the lower cover 130.
  • the inner cases 121 and 122 may be formed of the first member 121 and the second member 122, and the dust collector boundary 122b of the second member 122 may be formed of a hollow cylinder to form a lower cover 130. Close to However, the dust collector boundary 122b may be formed of a hollow polygonal pillar in addition to the cylinder.
  • the second member 122 includes a receiving portion 122a, and the receiving portion 122a may form an inclination when the dust collecting apparatus 100 is coupled to the cleaner body 11. The fine dust discharged from the fine dust discharge port 126b may be collected by the second dust collecting part 104 by being inclined by the inclination.
  • the dust collector boundary 122b forms a boundary between the first dust collector 103 and the second dust collector 104. Accordingly, mixing of dust collected in the first dust collecting part 103 and fine dust collected in the second dust collecting part 104 can be prevented.
  • the second dust collecting part 104 is formed inside the first dust collecting part 103, and the first dust collecting part 103 corresponds to the remaining area except for the area corresponding to the second dust collecting part 104.
  • the dust collector boundary 122b forms a sidewall of the second dust collector 104
  • the lower cover 130 forms a bottom of the second dust collector 104.
  • a hole 122c is formed at a boundary between the receiving part 122a of the second member 122 and the dust collecting part, and the hole 122c corresponds to the fine dust inlet of the second dust collecting part 104.
  • the inner diameter of the dust collecting part boundary 122b may be formed to be narrowed downward. According to this structure, since dust can be induced to fall, efficient dust collection is possible.
  • the other dust collecting part boundary 122b and the lower cover 130 are replaced with those described above.
  • the second dust collecting part 104 is formed to open toward the lower side of the dust collecting device 100, and the first dust collecting part 103 and the second dust collecting part 104 are rotated by the lower cover 130. ) Is also open at the same time as described above.
  • the flow path of the dust collector 100 may be described according to the flow of air.
  • An inlet 111 of the dust collecting device 100 is formed in the outer case 110, and air is introduced into the dust collecting device 100 through the inlet 111 from the inlet side cleaner internal flow passage 14.
  • the flow path of the primary cyclone part 101 is formed between the inner circumferential surface of the outer case 110 and the outer circumferential surfaces of the inner cases 121 and 122.
  • the first dust collector 103 is in communication with the primary cyclone portion 101.
  • a flow path between the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102 is formed between the outer circumferential surface of the casings 125 and the inner circumferential surface of the inner cases 121 and 122. After passing through the mesh filter 127, air and fine dust flow into the secondary cyclone portion 102 through a flow path between the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102.
  • An inlet 126a of the secondary cyclone portion 102 is formed between the vortex finder 171 and the band portion 172 of each of the axial cyclones 102a and 102b.
  • the axial cyclones 102a and 102b each have a vortex finder 171 for discharging air and a fine dust outlet 126b for discharging fine dust.
  • the second dust collector 104 is in communication with the fine dust outlet 126b.
  • the cover member 150 is disposed on the secondary cyclone portion 102.
  • the outer cover 151 of the cover member 150 has a shape corresponding to the upper boundary portion 121b of the inner cases 121 and 122 and is disposed to cover the upper boundary portion 121b.
  • the cover member 150 may be seated on the upper boundary 121b.
  • the protrusion 121c and the groove 152 serve to set the positions of the first member 121 and the cover member 150, and the cover member 150 at the position set by the protrusion 121c and the groove 152.
  • the communication holes 155 of) are disposed to face the vortex finders 171. Positions of the protrusion 121c and the groove 152 may be interchanged.
  • Communication holes 155 are formed in the inner cover 154 of the cover member 150, the inclined portion 153 is formed to be inclined to connect the outer cover 151 and the inner cover 154.
  • the inner cover 154 may be spaced apart from the band portions 172 by the inclined portion 153, thereby sufficiently securing the inlet 126a of the axial cyclones 102a and 102b.
  • a flow path 193 is formed between the secondary cyclone portion 102 and the outlet 141, and the air discharged from the secondary cyclone portion 102 causes the flow path 193 to pass through. It is discharged to the outlet 141 accordingly.
  • Air and foreign matter are introduced into the inlet 111 of the dust collector 100 through the suction parts 13 and 23 (see FIGS. 1A to 1B) by the suction force generated by the suction motor of the vacuum cleaner 10. Air flowing into the inlet 111 of the dust collector 100 is sequentially filtered in the primary cyclone portion 101 and the secondary cyclone portion 102 while flowing along the flow path and exits through the outlet 141. Dust and fine dust separated from the air is collected in the dust collector (100).
  • the relatively heavy dust gradually flows down while spirally rotating in the space between the outer case 110 and the inner cases 121 and 122 by centrifugal force, and is collected in the first dust collecting part 103.
  • the pressurizing unit 160 continuously operates and compresses the dust collected in the first dust collecting part 103.
  • Dust and fine dust along the guide vanes 173 are pivoted inside the axial cyclones 102a and 102b.
  • the fine dust which is heavier than air, gradually flows down while being rotated between each vortex finder 171 and the band part 172 to be discharged to the fine dust outlet 126b, and is collected in the second dust collecting part 104.
  • Air lighter than fine dust is discharged into the flow path 193 between the cover member 150 and the upper cover 140 through the inside of the vortex finder 171 and exits the dust collector 100 through the outlet 141. .
  • the second embodiment differs only in that it further includes an auxiliary member 280 (auxiliary member) compared to the first embodiment, and the rest of the configuration is the same. Therefore, hereinafter, only the configuration differing from the first embodiment will be described with reference to the auxiliary member 280, and the description of the rest of the configuration will be replaced with the description of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the dust collector 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of the fine dust separating member 270 and the auxiliary member 280 shown in FIG. 6.
  • the secondary cyclone portion 202 includes an auxiliary member 280, wherein the set of axial cyclones is disposed on the casings 225, the fine dust separating member 270 and the fine dust separating member 270. 280 is formed.
  • the thickness of the fine dust separating member 270 and the auxiliary member 280 affects the separation performance and efficiency of the dust collector 200.
  • the auxiliary member 280 functions to assist the fine dust separation member 270, and when the auxiliary member 280 is excessively thick, an efficiency decrease due to pressure loss is caused. Therefore, the auxiliary member 280 is preferably formed thinner than the fine dust separation member 270.
  • the fine dust separating member 270 serves as a main function of separating fine dust from air and is formed thicker than the auxiliary member 280 for high separation performance.
  • the auxiliary member 280 includes cover portions 281, auxiliary band portions 282, auxiliary guide vanes 283, and an auxiliary outer band portion 284. Since the auxiliary member 280 is one unitary member, the cover parts 281, the auxiliary band parts 282, the auxiliary guide vanes 283, and the auxiliary outer band part 284 may be used to separate respective parts of the auxiliary member 280. it means. However, depending on the design, the auxiliary member 280 may not include the auxiliary outer band portion 284.
  • the cover parts 281 may be provided as many as the number of vortex finders 271, and each cover part 281 is formed to surround the vortex finders 271 of the fine dust separating member 270.
  • the cover part 281 may have a shape corresponding to the vortex finder 271, and may be, for example, formed of a hollow cylinder.
  • the fine dust separating member 270 may include support parts 276 protruding along the outer circumferential surfaces of the vortex finders 271, and the support parts 276 may provide a step along the outer circumferential surfaces of the vortex finders 271.
  • the cover part 281 has a shape corresponding to the support part 276 to be seated on the support part 276. For example, when the support part 276 is formed in a circular shape along the outer circumferential surface of the vortex finder 271, the cover part 281 may also be formed in a circular shape.
  • Cover portion 281 may in theory have the same diameter as support 276.
  • the outer diameter of the vortex finder 271 and the inner diameter of the cover 281 may be the same. Accordingly, the cover 281 may be coupled to the vortex finder 271 while surrounding the outer circumferential surface of the vortex finder 271, and may be seated on the support 276.
  • the position of the auxiliary member 280 is fixed by the structure in which the respective cover parts 281 surround the respective vortex finders 271. Therefore, the auxiliary member 280 and the fine dust separation member 270 do not require a configuration for fixing a separate position, and does not rotate relatively even if not having a configuration for fixing the position. In this regard, there is a difference between the auxiliary member 280 and the fine dust separating member 270.
  • the upper portion of the cover 281 may have a height higher than that of the auxiliary band portion 282 or the auxiliary outer band portion 284, similarly to the vortex finder 271 of the fine dust separation member 270.
  • the lower portion of the cover 281 may have the same height as the auxiliary band portion 282 or the auxiliary outer band portion 284, unlike the vortex finder 271.
  • the upper ends of the cover parts 281 protrude above the auxiliary member 280, but the lower ends thereof do not. Accordingly, the band cover parts 281 may have a constant inner diameter.
  • One of the cover parts 281 may be disposed at the center, and the other parts may be disposed radially with respect to the center.
  • the center disposed for the purpose of division may be referred to as the first cover part, and those arranged radially with respect to the first cover part may be referred to as the second cover parts.
  • the auxiliary band parts 282 are formed to surround the outer circumferential surface of each cover part 281 at a position spaced apart from each cover part 281. As the auxiliary band portions 282 and the cover portions 281 are spaced apart from each other, an inlet 226a of axial cyclones (not shown) is formed therebetween. Air and fine dust enter the inlet 226a of the axial cyclones along the axial direction.
  • the auxiliary band portions 282 may be named under other names as necessary.
  • the names of the auxiliary ring, the auxiliary ring, the auxiliary rim, the auxiliary circumference, the auxiliary circle portion, the auxiliary support, the auxiliary connection, the auxiliary outer portion, the auxiliary cyclone boundary, and the auxiliary outer wall may be considered.
  • Other names are possible.
  • the auxiliary band portions 282 rest on the band portions 272 and, together with the casings 225 and the band portions 272, form the outer walls of the respective axial cyclones 120a and 102b to the band portions 272.
  • the band parts 272 may be formed in a circular shape, and the auxiliary band parts 282 may also be formed in a circular shape.
  • the band parts 272 and the auxiliary band parts 282 are not excluded from being formed in a polygon.
  • each of the casings 225 and the respective band portions 272 may be formed. It forms with each other to form the outer walls of each axial cyclone.
  • the outer walls formed by the casings 225 for differentiation are named lower outer walls, and the outer walls formed by the band portions 272 are called intermediate outer walls, and the outer wall formed by the auxiliary band portions 282. Can be named the upper outer walls.
  • One of the auxiliary band portions 282 may be disposed at the center, and the others may be disposed radially with respect to the center. Centered to distinguish the first auxiliary band portion may be named, and radially disposed relative to the first auxiliary band portion may be referred to as second auxiliary band portions.
  • the first auxiliary band part and the second auxiliary band part may be connected to each other.
  • the second auxiliary band portions may be connected to one another adjacent to each other.
  • the cross section of each auxiliary band portion 282 preferably has a circular shape as shown in the figure. This is because when the auxiliary bands 282 are formed in a circular cross section, even if adjacent auxiliary bands 282 are in close contact with each other, air and fine dust flow paths 291a may be formed therebetween. When the flow path 291a of air and fine dust is formed between the auxiliary band parts 282, there is an advantage that a separate flow path structure does not need to be installed.
  • the cross section of the auxiliary band portions 282 is not excluded from being polygonal. However, even if the cross-sections of the auxiliary band parts 282 are formed in a polygon, the air and the fine paths 291a may be formed in a polygon.
  • the auxiliary band portions 282 are provided with the number of axial cyclones. As described above, since the set of axial cyclones is formed by the casings 225 and the fine dust separating member 270 and the auxiliary member 280, the number of axial cyclones and the number of the auxiliary band portions 282 are same.
  • the auxiliary guide vanes 283 are disposed between the cover portion 281 and the auxiliary band portion 282 and are connected to the cover portion 281 and the auxiliary band portion 282.
  • One side of the auxiliary guide vanes 283 is connected to the outer circumferential surface of each cover part 281, and the other side thereof is connected to the inner circumferential surface of each auxiliary band part 282.
  • a plurality of auxiliary guide vanes 283 may be provided for each axial cyclone, and each of the auxiliary guide vanes 283 extends in a helical direction to cause a swirl flow.
  • One side of the auxiliary guide vanes 283 may be connected to the outer circumferential surface of the cover portion 281 along the spiral direction, and the other side thereof may be connected to the inner circumferential surface of the auxiliary band portion 282 along the spiral direction.
  • the auxiliary guide vanes 283 may extend from the lower ends of the auxiliary band parts 282 to the upper ends of the auxiliary band parts 282 along the spiral direction. Extending from the bottom to the top means that the auxiliary guide vanes 283 have the same height as the auxiliary band portions 282. Since the auxiliary guide vanes 283 have the same height as the auxiliary band portions 282, the possibility of interference and breakage with other components may be lowered.
  • the auxiliary outer band part 284 is formed to surround the auxiliary band parts 282 to form an edge of the auxiliary member 280.
  • the auxiliary outer band portion 284 surrounds the auxiliary band portions 282 at the outside of the auxiliary band portions 282.
  • the auxiliary band parts 282 have been divided into a first auxiliary band part and a second auxiliary band part, and according to this classification, the auxiliary outer band part 284 is formed to surround the second auxiliary band parts.
  • the auxiliary outer band part 284 may be connected to the second auxiliary band parts.
  • the auxiliary outer band portion 284 may also have the same height as the auxiliary band portions 282 and the auxiliary guide vanes 283. Since the auxiliary outer band portion 284 has the same height as the auxiliary band portions 282 and the auxiliary guide vanes 283, the possibility of interference and damage with other components may be lowered.
  • the auxiliary outer band part 284 is configured to be seated on the outer band part 274 of the fine dust separation member 270.
  • the auxiliary outer band portion 284 may have substantially the same shape as the outer band portion 274.
  • the auxiliary outer band portion 284 may have a circular shape to correspond to the circular outer band portion 274.
  • Air and fine dust flow paths 292b are formed between the auxiliary outer band portion 284 and the second auxiliary band portions. Since the radius of the auxiliary outer band portion 284 is larger than the radius of the second auxiliary band portions 282, a flow path of air and fine dust 292b is formed between the auxiliary outer band portion 284 and the second auxiliary band portions 282. Will be formed. If a flow path of air and fine dust is formed between the auxiliary outer band part 284 and the second auxiliary band parts 282, there is an advantage that a separate flow path structure does not need to be installed.
  • the auxiliary outer band portion 284 together with the outer band portion 274 and the casings 225 form the outer wall of the secondary cyclone portion 202.
  • the outer wall of the secondary cyclone part 202 may be divided into a lower part, a middle part, and an upper part based on the outer band part 274.
  • the casings 225 form the lower outer wall of the secondary cyclone portion 202
  • the outer band portion 274 forms the middle outer wall of the secondary cyclone portion 202
  • the secondary outer band portion 284 is the secondary cyclone.
  • An upper outer wall of the portion 202 is formed.
  • the outer walls of the axial cyclones are formed by the casings 225, the band portions 272 and the auxiliary band portions 282, and the outer wall of the secondary cyclone portion 202 is the casings 225, the outer band portion 274. And an auxiliary outer band portion 284.
  • the outer walls of the axial cyclones and the outer wall of the secondary cyclone portion 202 are distinguished from each other. Furthermore, as described above, the boundary between the primary cyclone portion and the secondary cyclone portion is formed by the inner cases 221 and 222.
  • the cover parts 281 and the auxiliary band parts 282 are connected to each other by the auxiliary guide vanes 283, and each of the auxiliary band parts 282 is connected to each other, and the auxiliary outer band part 284 is the second auxiliary band. Since it is connected to the band portions 282, the auxiliary member 280 may be formed of one unitary member.
  • the axial cyclones may be divided into a central first axial cyclone and a second axial cyclone radially disposed about the first axial cyclone. have. It can be understood that the second axial cyclones are disposed along the circumference about the first axial cyclone.
  • FIG. 8 is a conceptual view partially illustrating a coupling state of the fine dust separation member 270 and the auxiliary member 280 illustrated in FIG. 6.
  • 9 is a plan view of the fine dust separation member 270 and the auxiliary member 280 shown in FIG.
  • each of the auxiliary guide vanes 283 may be formed to be in surface contact (273 ', 283') with each of the guide vanes 273. Two surfaces that are in surface contact (273 ', 283') in the plane may have the same area.
  • the guide vanes 273 and the auxiliary guide vanes 283 are provided in different members, but are in surface contact 273 ′. 283 ') extending continuously in a spiral direction as if it were a vane.
  • the fine dust separating member 270 includes a first guide vane 273a and a second guide vane 273b, and includes a first guide vane 273a and a second guide vane 273b. Are arranged adjacent to each other.
  • the auxiliary member 280 includes a first auxiliary guide vane 283a and a second auxiliary guide vane 283b, and the first auxiliary guide vane 283a and the second auxiliary guide vane 283b are disposed adjacent to each other. do.
  • the first guide vane 273a and the first auxiliary guide vane 283a are in surface contact with each other and continuously extend along the spiral direction, and the first guide The vanes 273a and the first auxiliary guide vanes 283a extend along the spiral direction as if they are one vane.
  • the second guide vane 273b and the second auxiliary guide vane 283b are also in surface contact with each other to extend continuously along the spiral direction, and the second guide vane 273b and the second auxiliary guide vane 283b are as one It extends along the helix like a vane.
  • the vanes and the vanes may overlap each other along the coupling direction of the fine dust separation member 270 and the auxiliary member 280.
  • the first auxiliary guide vanes 283a and the second guide vanes 273b overlap each other. It can be seen in FIGS. 8 and 9 that the first auxiliary guide vanes 283a and the second guide vanes 273b overlap each other.
  • the guide vanes 273 may overlap each other along the axial direction of the vortex finder 271. Can't. The same applies to the auxiliary member 280.
  • the first auxiliary guide vane 283a and the second guide vane 273b may overlap each other. This is like forming a structure in which one vane overlaps each other along the axial direction of the other vane and the vortex finder 271 or the bonding direction of the fine dust separation member 270 and the auxiliary member 280.
  • the efficiency and separation performance of the dust collector 200 are inversely related, and using the structure of the first embodiment in which the set of axial cyclones is composed of the casings 225 and the fine dust separating member 270, the low-speed turning flow Through the high efficiency dust collector 200 can be implemented. Conversely, using the structure of the second embodiment, which constitutes a set of axial cyclones with casings 225, fine dust separating member 270, and auxiliary member 280, high separation through high-speed swing flow, although the efficiency is somewhat reduced.
  • the performance dust collector 200 can be implemented.
  • Reference numeral 203 denotes a first dust collecting unit and 204 denotes a second dust collecting unit.
  • Reference numeral 210 denotes an outer case, 211 an inlet, 212 a compartment, 213 an opening, 214 an inner wall, and 216 a groove.
  • Reference numeral 221 denotes a first member, 211a denotes a side boundary, 211b denotes an upper boundary, 221c denotes a protrusion, 221d denotes a skirt, 221e denotes a plate, 221f denotes a stepped portion, and 221g denotes a position fixing protrusion.
  • Reference numeral 222 denotes a second member, 222a denotes an accommodating portion, 222b denotes a dust collecting portion boundary, and 222c denotes a hole.
  • Reference numeral 223 denotes an opening
  • 226b denotes a fine dust outlet
  • 227 denotes a mesh filter.
  • Reference numeral 230 denotes a lower cover, 231 a hinge, 232 a hook coupling portion, and 233 denotes a sealing member.
  • Reference numeral 240 denotes the top cover, 241 the outlet, and 242 the handle.
  • Reference numeral 250 denotes a cover member, 251 an outer cover, 252 a groove, 253 an inclined portion, 254 an inner cover, and 255 a communication hole.
  • Reference numeral 260 denotes a pressing unit
  • 261 denotes a rotating shaft
  • 262 denotes a pressing member
  • 263 denotes a fixed portion
  • 264 denotes a first driven gear
  • 265 denotes a power transmission rotary shaft
  • 266 denotes a second driven gear.
  • Reference numeral 271 denotes a hollow portion, and 271 "denotes an entrance of a vortex finder.
  • Reference numerals 291 and 292 denote air passages of air and fine dust.
  • the present invention can be used in the industrial field related to the dust collector and the vacuum cleaner using the same.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성되는 1차 사이클론부; 및 축 방향으로 유입되는 공기에서 미세먼지를 분리하는 축류식 사이클론들의 집합으로 이루어지는 2차 사이클론부를 포함하고, 상기 집합은, 각각 중공부 둘레의 외벽을 형성하는 케이싱들; 및 상기 케이싱들의 위에 배치되어 상기 케이싱들과 함께 상기 축류식 사이클론들을 형성하는 미세먼지 분리 부재를 포함하고, 상기 미세먼지 분리 부재는, 각 케이싱들의 내측에 배치되는 볼텍스 파인더들; 각 볼텍스 파인더들로부터 이격된 위치에서 각 볼텍스 파인더들의 외주면을 감싸도록 형성되고, 상기 케이싱들에 안착되어 상기 케이싱들과 함께 각 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성하도록 상기 케이싱들에 대응되는 형상을 갖는 밴드부들; 및 상기 볼텍스 파인더들과 상기 밴드부들 사이에 배치되어 상기 볼텍스 파인더들과 상기 밴드부들에 연결되고, 나선 방향을 따라 연장되는 가이드 베인들을 포함하는 집진장치와 이를 구비하는 진공 청소기를 제공한다.

Description

집진장치 및 이를 구비하는 진공 청소기
본 발명은 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지와 미세먼지를 분리 집진하도록 이루어지는 진공 청소기용 집진장치에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들이고, 공기에 포함된 먼지나 미세먼지를 공기로부터 분리하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치이다.
진공 청소기의 종류는 1) 캐니스터 타입(canister type), 2) 업라이트 타입(upright type), 3) 핸드 타입(hand type), 4) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분될 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 회전 브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다.
진공 청소기에 이용되는 사이클론은 공기의 유입 방향에 따라 접선 유입식 사이클론(vertical cyclone)과 축류식 사이클론(axial cyclone)으로 구분될 수 있다.
접선 유입식 사이클론의 구조는 대한민국 등록특허공보 제10-0673769(이하 특허문헌1)에서 알 수 있다. 특허문헌1에 개시된 바에 따르면 접선 유입식 사이클론에는 나선 유동의 형성을 위해 접선 가이드가 구비된다. 접선 유입식 사이클론의 경우 접선 가이드 등의 구조물을 통해 외곽의 접선 방향으로 공기가 유입되며, 나선 유동은 접선 방향으로 공기를 유입시키는 구조에 의해 형성된다. 접선 유입식 사이클론은 구조가 단순하다는 장점과 원형 배치에 유리하여 진공 청소기와 같이 제한된 공간에 설치되기 적합하다는 장점을 갖는다. 이에 반해 접선 유입식 사이클론은 한쪽으로 편심된 고속의 유동으로 인해 큰 압력 손실이 발생한다는 단점을 갖는다.
축류식 사이클론의 구조는 대한민국 공개특허공보 10-2010-0051320(이하 특허문헌2)에서 알 수 있다. 특허문헌2에 개시된 바에 따르면 축류식 사이클론에는 나선 유동의 형성을 위한 나선 날개가 구비된다. 축류식 사이클론의 경우 축 방향으로 유동이 유입되며, 축류식 사이클론은 나선 날개 등을 이용하여 선회류를 일으키도록 이루어진다. 축류식 사이클론은 접선 유입식 사이클론에 비해 적정한 유속과 균일한 흡입의 장점을 가지며, 이로 인해 압력 손실이 적다는 장점을 갖는다. 이에 반해 축류식 사이클론은 가이드 베인의 제작이 어렵다는 단점을 갖는다.
이와 같이 압력 손실을 가급적 줄여 진공 청소기의 효율을 전체적으로 향상시키기 위해서는 축류식 사이클론을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 축류식 사이클론을 이용한 종래의 진공 청소기들은 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.
먼저, 유입 유동이 축류식 사이클론의 어느 일부 영역에만 집중된다면 축류식 사이클론의 성능이 충분히 발휘될 수 없다. 이것은 축 방향으로 유동이 유입된다는 축류식 사이클론의 특성 때문이다. 축류식 사이클론의 효율이 최대로 발휘되기 위해서는 유입 유동이 축류식 사이클론의 입구에 균일하게 분배되는 것이 바람직하다. 이러한 문제는 다수의 축류식 사이클론들이 모여 집합을 형성하는 경우에 특히 중요하다. 그러나 아직까지 다수의 축류식 사이클론에 유입 유동을 균일하게 분배할 수 있는 구조에 대하여 구체적으로 제시된 사례가 부족하다.
또한 축류식 사이클론의 성능은 높이와 직경에 따라 달라질 수 있으나, 축류식 사이클론의 분리 성능을 최대화하기 위한 크기에 대하여 구체적으로 제시된 사례가 부족하다.
다음으로, 특허문헌2에 개시된 바와 같이 다수의 축류식 사이클론들을 가진 종래의 진공 청소기들은 분리 제작된 다수의 축류식 사이클론들이 모여 먼지 또는 미세먼지를 분리하도록 이루어진다. 축류식 사이클론들은 서로 동일한 모양을 갖도록 동일한 모양의 금형에서 각각 분리 생산된다. 금형에서 생산된 각각의 축류식 사이클론들은 외측벽과 나선 날개 사이의 간격(gap) 또는 가이드 베인들 사이의 간격(gap)을 가지므로, 그 구조에 따른 분리 성능 저하가 불가피하다는 단점을 갖고 있었다.
또한 진공 청소기는 공산품이므로 각각의 축류식 사이클론들은 대량 생산 후 조립 과정을 거치게 된다. 특허문헌2에 개시된 축류식 사이클론들도 이와 같은 과정을 거칠 것으로 예상된다. 각각의 축류식 사이클론들은 가이드 베인을 구비하는 볼텍스 파인더와 외측벽을 분리 생산한 후 외측벽의 내측에 볼텍스 파인더를 삽입하고 조립하여 형성된다. 따라서 각각의 축류식 사이클론들마다 조립을 해야하는 공정의 번거로움이 존재하였다.
나아가 금형에서 생산되는 축류식 사이클론들은 고분리 성능을 구현하기 위한 복잡한 형상을 갖지 못한다는 단점을 가지고 있었다. 축류식 사이클론들은 일반적으로 상부금형과 하부금형에 의해 생산되는데, 축류식 사이클론들이 복잡한 형상을 갖기 어려운 것은 금형에서 생산되는 한계 때문이다.
본 발명의 제1목적은 축류식 사이클론들의 분리 생산에 따른 분리 성능 저하, 공정의 번거로움 등의 문제점을 해결하기 위해, 일체형 부재에 의해 형성되는 다수의 축류식 사이클론들과 이를 포함하는 집진장치를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제2목적은 외측벽과 가이드 베인 사이의 간격으로 인해 발생하는 집진장치의 분리 성능 저하 문제를 해결하도록 외측벽과 가이드 베인이 서로 연결된 구조의 축류식 사이클론들을 갖는 집진장치를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제3목적은 가이드 베인들 사이의 간격으로 인해 발생하는 집진장치의 분리 성능 저하 문제를 해결하도록 가이드 베인들끼리 일 방향에서 서로 오버랩되는 구조의 축류식 사이클론들을 갖는 집진장치를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제4목적은 축류식 사이클론들의 조립 공정을 간소화할 수 있도록 이루어지는 일체형 부재와 케이스 간의 결합 구조를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제5목적은 일체형 부재의 분리 성능을 보완할 수 있는 일체형 보조 부재를 갖는 집진장치를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 집진장치는, 1차 사이클론, 2차 사이클론, 복수의 가이드 베인들 및 볼텍스 파인더를 포함한다.
1차 사이클론은 외부 케이스와 내부 케이스에 의해 상기 외부 케이스의 내측에 형성된다. 상기 외부 케이스는 일측에 제1 공기 입구를 갖는다. 그리고 상기 내부 케이스는 하단보다 상단에 큰 폭을 갖는다. 상기 1차 사이클론은 제1 공기 입구를 통해 유입된 공기에서 제1 이물질을 분리하도록 형성된다.
2차 사이클론은 상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 상기 제1 이물질보다 작은 크기의 제2 이물질을 분리하도록 복수의 중공 바디들에 의해 형성된다. 각각의 중공 바디들은 하단보다 상단에 큰 폭을 갖는다. 중공 바디의 상측에서 중공 바디들의 축방향으로 사이클론의 공기 유동(cyclonic airflow)이 공급된다.
복수의 가이드 베인들은 상기 사이클론의 공기 유동을 일으켜 상기 중공 바디들의 상측으로부터 유입시키도록 상기 중공 바디들의 상측에 구비된다.
볼텍스 파인더는 적어도 하나의 가이드 베인이 인접한 볼텍스 파인더들 사이에 구비되도록 각 중공 바디들의 내측으로부터 돌출된다. 볼텍스 파인더는 가이드 베인들과 연결된다.
상기 중공 바디들은 역방향 원뿔 형상을 갖는다.
상기 집진장치는, 복수의 이너 밴드들과 외곽 밴드를 더 포함한다.
복수의 이너 밴드들은 각각 해당 볼텍스 파인더와 가이드 베인을 감싸고, 인접한 이너 밴드들과 서로 연결된다. 외곽 밴드는 상기 복수의 이너 밴드들을 감싸고 외곽 밴드에 인접한 이너 밴드들과 접촉한다.
각각의 상기 가이드 베인의 일측은 나선 방향을 따라 해당 볼텍스 파인더의 외주면에 연결되고, 그것의 타측은 나선 방향을 따라 해당 이너 밴드의 내주면에 연결된다.
상기 가이드 베인들은 상기 이너 밴드들과 동일한 높이를 형성하도록 상기 이너 밴드의 하단으로부터 나선 방향을 따라 상기 이너 밴드의 상단까지 연장된다.
상기 외곽 밴드는 상기 이너 밴드와 동일한 높이를 갖는다.
상기 복수의 중공 바디들은, 2차 사이클론의 중심에 배치되는 제1 축류식 사이클론; 및 상기 제1 축류식 사이클론을 중심으로 방사형으로 배치되는 제2 축류식 사이클론들을 포함한다.
1차 사이클론을 통과하여 2차 사이클론으로 공급되는 공기를 위한 공기 입구가 인접한 이너 밴드들 사이, 그리고 외곽 밴드와 인접한 이너 밴드들 사이에 구비된다.
상기 외곽 밴드는 상기 내부 케이스와 함께 상기 2차 사이클론의 외벽을 형성한다.
상기 복수의 중공 바디들은 상기 내부 케이스 안에 구비되고, 상기 중공 바디들의 상단은 상기 내부 케이스의 상단면 아래에 배치되어 상기 외곽 밴드를 지지하는 리세스가 형성된다.
상기 외곽 밴드는 적어도 하나의 위치 고정 홈을 구비하고, 상기 리세스의 벽은 상기 위치 고정 홈에 삽입 가능한 적어도 하나의 위치 고정 돌기를 구비한다.
상기 내부 케이스는, 원형 밴드와 상기 원형 밴드의 상단의 가장자리에 구비되는 플랜지를 구비하는 테(rim); 스커트; 상기 원형 밴드와 상기 스커트에 결합하는 복수의 리브; 및 상기 스커트의 내측에 구비되고, 상기 중공 바디들의 하단부를 수용하도록 복수의 관통홀을 포함한다. 상기 스커트의 폭은 상기 테보다 작다.
상기 집진 장치는 보조 부재를 더 포함하고, 상기 보조 부재는, 각 볼텍스 파인더의 외주면을 감싸도록 형성되는 슬리브; 각 슬리브의 외주면 주위에 구비되고 상기 슬리브로부터 이격되도록 위치되며, 상기 이너 밴드들에 대응되는 형상을 갖고 상기 이너 밴드들에 마운트되는 보조 이너 밴드들; 및 각각 일측은 나선 방향을 따라 해당 슬리브의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 해당 보조 이너 밴드의 내주면에 연결되는 보조 가이드 베인들; 및 보조 외곽 밴드의 내주면에 위치하는 해당 보조 이너 밴드들에 접촉하는 보조 외곽 밴드를 포함을 포함한다.
각각의 상기 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 접촉되도록 나선 방향을 따라 연속적으로 연장된다.
각각의 상기 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 접촉 되도록 형성되고, 해당 가이드 베인과 보조 가이드 베인 간의 접촉면은 평면이다.
본 발명의 집진장치는, 케이스; 사이클론, 복수의 가이드 베인들 및 볼텍스 파인더를 포함한다.
사이클론은 상기 케이스로 유입된 공기로부터 이물질을 분리하도록 상기 케이스 내에 구비된다. 사이클론은 복수의 역방향 중공 원뿔들(inverted hollow cones)을 갖는다. 각각의 역방향 중공 원뿔은 개방된 상단과 개방된 하단을 갖고, 상기 개방된 상단은 상기 개방된 하단보다 큰 폭을 갖는다. 사이클론의 공기 유동이 상기 역방향 중공 원뿔의 상단으로부터 상기 역방향 중공 원뿔의 축방향으로 공급된다.
복수의 가이드 베인들은 상기 사이클론의 공기 유동을 일으켜 상기 역방향 중공 원뿔들의 상측으로부터 유입시키도록 상기 역방향 중공 원뿔들의 상측에 구비된다.
볼텍스 파인더는 적어도 하나의 가이드 베인이 인접한 볼텍스 파인더들 사이에 구비되도록 각 역방향 중공 원뿔의 내측으로부터 돌출된다. 볼텍스 파인더는 가이드 베인들과 연결된다.
상기 집진장치는, 각각 해당 볼텍스 파인더와 가이드 베인을 감싸고, 인접한 이너 밴드들과 서로 연결되는 복수의 이너 밴드들; 및 상기 복수의 이너 밴드들을 감싸고 외곽 밴드에 인접한 이너 밴드들과 접촉하는 외곽 밴드를 더 포함한다.
상기 집진장치는, 각 볼텍스 파인더의 외주면을 감싸도록 형성되는 슬리브;
각 슬리브의 외주면 주위에 구비되고 상기 슬리브로부터 이격되도록 위치되며, 상기 이너 밴드들에 대응되는 형상을 갖고 상기 이너 밴드들에 마운트되는 보조 이너 밴드들; 각각 일측은 나선 방향을 따라 해당 슬리브의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 해당 보조 이너 밴드의 내주면에 연결되는 보조 가이드 베인들; 및 보조 외곽 밴드의 내주면에 위치하는 해당 보조 이너 밴드들에 접촉하는 보조 외곽 밴드를 더 포함한다.
적어도 하나의 역방향 중공 원뿔은 상기 케이스의 중심에 마련되고, 나머지 역방향 중공 원뿔은상기 적어도 하나의 역방향 중공 원뿔의 주위에 마련된다.
상기 보조 외곽 밴드는 상기 외곽 밴드에 마운트 되도록 상기 외곽 밴드에 대응되는 형상을 갖는다.
본 발명의 제1실시예에 따르는 집진장치는, 축 방향으로 유입되는 공기에서 미세먼지를 분리하는 축류식 사이클론들의 집합으로 이루어지는 사이클론부를 포함하며, 상기 축류식 사이클론들의 집합은 케이싱들과 미세먼지 분리 부재의 결합에 의해 형성된다. 미세먼지 분리 부재는 볼텍스 파인더들, 밴드부들, 및 가이드 베인들을 포함하는 단일의 부재(또는 일체형 부재)로, 단일의 부재인 미세먼지 분리 부재와 케이싱들이 결합되어 축류식 사이클론들의 집합을 형성함에 본 발명의 특징이 있다.
이러한 특징은 낱개의 축류식 사이클론들을 구성하기 위해 가이드 베인을 구비하는 볼텍스 파인더를 케이싱과 결합한 후, 낱개의 축류식 사이클론들을 모아 축류식 사이클론들의 집합을 형성하는 종래의 구조와 구별된다. 본 발명은 단일의 부재인 미세먼지 분리 부재가 볼텍스 파인더들, 밴드부들, 및 가이드 베인들을 포함하므로, 미세먼지 분리 부재와 케이싱들의 결합만으로 축류식 사이클론들의 집합이 형성되고, 종래의 구성에 비해 단순한 조립 공정을 구현할 수 있다.
상기 미세먼지 분리 부재의 볼텍스 파인더들은 각 케이싱들의 내측에 배치되고, 상기 케이싱들은 각각 중공부 둘레의 외벽을 형성한다. 따라서 볼텍스 파인더들은 케이싱들의 중공부에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.
밴드부들은 각 볼텍스 파인더들로부터 이격된 위치에서 각 볼텍스 파인더들의 외주면을 감싸도록 형성되고, 상기 케이싱들에 안착되어 상기 케이싱들과 함께 각 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성하도록 상기 케이싱들에 대응되는 형상을 갖는다. 밴드부들과 케이싱들은 서로 별개의 부품이나 서로 대응되는 형상을 갖는다는 점에서 마치 하나의 부품처럼 둘이 함께 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성하는 것이다. 각 밴드부들이 각 볼텍스 파인더들로부터 이격되어 있으며, 케이싱들과 대응되는 형상을 가지므로, 케이싱들도 볼텍스 파인더들로부터 이격되어 있는 것으로 이해될 수 있다.
마지막으로 가이드 베인들은 상기 볼텍스 파인더들과 상기 밴드부들 사이에 배치되어 상기 볼텍스 파인더들과 상기 밴드부들에 연결되고, 나선 방향을 따라 연장된다. 따라서 서로 이격되어 있는 볼텍스 파인더들과 밴드부들은 가이드 베인들에 의해 연결되며, 이로부터 축류식 사이클론들의 외벽들과 볼텍스 파인더들이 가이드 베인들에 의해 연결되어 있는 것으로 이해될 수 있다.
이렇게 형성되는 본 발명의 축류식 사이클론은 종래의 축류식 사이클론의 구조와 구별된다. 종래의 축류식 사이클론의 경우 볼텍스 파인더와 외벽이 서로 이격되어 있어 그 갭으로 인한 분리 성능 저하의 문제가 있었다. 이에 반해 본 발명의 축류식 사이클론은 볼텍스 파인더와 외벽이 가이드 베인에 의해 서로 연결되어 있으므로, 그 사이에 갭이 존재하지 않고 갭으로 인한 분리 성능 저하도 발생하지 않게 된다. 따라서 본 발명의 축류식 사이클론은 종래에 비해 분리 성능 향상을 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 축류식 사이클론들은 1차 사이클론부와 2차 사이클론부를 포함하는 집진장치의 2차 사이클론부로 적용될 수 있다. 1차 사이클론부는 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성되며, 2차 사이클론부는 축류식 사이클론들의 집합으로 이루어져 공기에서 미세먼지를 분리하도록 형성된다. 여기서 1차 사이클론부와 2차 사이클론부를 포함하는 멀티 사이클론이라는 개념이 도입될 수 있다.
상기 가이드 베인들의 일측은 나선 방향을 따라 상기 볼텍스 파인더들의 외주면에 연결되고, 상기 가이드 베인들의 타측은 나선 방향을 따라 상기 밴드부들의 내주면에 연결될 수 있다. 또한 상기 가이드 베인들은 상기 밴드부들과 동일한 높이를 형성하도록 상기 밴드부들의 하단으로부터 나선 방향을 따라 상기 밴드부들의 상단까지 연장될 수 있다. 이러한 구조에 의하면 가이드 베인들과 밴드부들 사이에는 전혀 틈이 존재하지 않으므로, 갭으로 인한 분리 성능 저하의 문제가 해결될 수 있다.
축류식 사이클론들은 위치에 따라 제1 축류식 사이클론과 제2 축류식 사이클론들로 구분될 수 있다. 제1 축류식 사이클론은 중심에 배치되고, 제2 축류식 사이클론들은 상기 제1 축류식 사이클론을 중심으로 방사형으로 배치된다. 제1 축류식 사이클론은 중심에 배치된다는 점에서 단수이나, 제2 축류식 사이클론들은 방사형으로 배치된다는 점에서 복수다.
상기 제1 축류식 사이클론의 밴드부와 상기 제2 축류식 사이클론들의 밴드부들은 서로 연결될 수 있으며, 이것은 밴드부들끼리 서로 연결되어 단일의 부재 혹은 일체형 부재를 형성하기 위함이다. 나아가 상기 제1 축류식 사이클론의 밴드부와 상기 제2 축류식 사이클론들의 밴드부들 사이에는 공기와 미세먼지의 유로가 형성되어, 별도의 유로 구조물 없이도 공기와 미세먼지가 1차 사이클론부로부터 2차 사이클론부로 유동 가능하다.
미세먼지 분리 부재는 외곽 밴드부를 포함하며, 외곽 밴드부는 제2 축류식 사이클론들의 밴드부들을 감싸도록 형성되어 상기 미세먼지 분리 부재의 테두리를 형성하고, 상기 제2 축류식 사이클론들의 밴드부들과 연결된다. 상기 제2 축류식 사이클론들의 밴드부들과 상기 외곽 밴드부의 사이에는 공기와 미세먼지의 유로가 형성되어, 별도의 유로 구조물 없이도 공기와 미세먼지가 1차 사이클론부로부터 2차 사이클론부로 유동 가능하다. 외곽 밴드부는 케이싱들과 함께 2차 사이클론부의 외벽을 형성한다. 외곽 밴드부는 설계에 따라 선택적인 구성으로 분류될 수도 있으나, 내부 케이스와 미세먼지 분리 부재의 안정적인 결합을 위해서는 미세먼지 분리 부재가 외곽 밴드부를 포함하는 것이 바람직하다.
집진장치는, 외부 케이스와 내부 케이스를 포함하는데, 미세먼지 분리 부재는 내부 케이스에 안착 가능하게 형성된다. 외부 케이스는 상기 집진장치의 외관과 상기 1차 사이클론부의 외벽을 형성한다. 내부 케이스는 상기 외부 케이스의 내측에 설치되어 상기 케이싱들과 상기 외곽 밴드부를 감싸도록 형성되고, 상기 외곽 밴드부를 지지하도록 내주면을 따라 형성되는 단차부를 구비하는 내부 케이스를 포함한다.
케이싱들은 내부 케이스에 고정되기 때문에, 미세먼지 분리 부재와 내부 케이스의 임의적인 상대 회전은, 미세먼지 분리 부재와 케이싱들의 상대 회전을 의미하는 것이다. 따라서 미세먼지 분리 부재가 내부 케이스에 대하여 임의적으로 상대 회전하게 되면 축류식 사이클론들의 구조가 변형되는 것이다. 미세먼지 분리 부재는 단차부에 안착되며, 미세먼지 분리 부재와 내부 케이스는 위치 고정 홈과 위치 고정 돌기를 이용하여 임의적인 상대 회전을 방지하도록 이루어진다.
본 발명의 제2실시예에 따르는 집진장치는 미세먼지 분리 부재와 보조 부재를 포함하며, 축류식 사이클론들의 집합은 케이싱들, 미세먼지 분리 부재 및 보조 부재의 결합에 의해 형성된다. 케이싱들과 미세먼지 분리 부재는 제1실시예와 동일하며, 보조 부재는 미세먼지 분리 부재의 기능을 보조하도록 이루어진다.
보조 부재는 미세먼지 분리 부재 위에 안착되며, 커버부들, 보조 밴드부들, 보조 가이드 베인들을 포함한다. 커버부들은 보조 부재와 미세먼지 분리 부재의 결합 및 임의적인 상대 회전을 방지하기 위한 것으로 각 볼텍스 파인더들의 외주면을 감싸도록 형성된다. 나아가 커버부들은 볼텍스 파인더들의 외주면을 감싼다는 점에서 볼텍스 파인더들의 외벽을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
보조 밴드부들은 미세먼지 분리 부재의 밴드부들을 보조하기 위한 것으로, 각 커버부들로부터 이격된 위치에서 각 커버부들의 외주면을 감싸도록 형성되고, 상기 밴드부들에 안착되어 상기 케이싱들 및 상기 밴드부들과 함께 각 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성하도록 상기 밴드부들에 대응되는 형상을 갖는다. 보조 밴드부들, 및 케이싱들은 서로 별개의 부품들이나 서로 대응되는 형상을 갖는다는 점에서 마치 하나의 부품처럼 셋이 함께 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성하는 것이다.
마지막으로 보조 가이드 베인들은 미세먼지 분리 부재의 가이드 베인들을 보조하기 위한 것으로, 보조 가이드 베인들의 일측은 나선 방향을 따라 상기 커버부들의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 상기 보조 밴드부들의 내주면에 연결된다. 따라서 서로 이격되어 있는 커버부들과 보조 밴드부들은 보조 가이드 베인들에 의해 연결되며, 이로부터 축류식 사이클론들의 외벽들과 볼텍스 파인더들의 외벽들이 보조 가이드 베인들에 의해 연결되어 있는 것으로 이해될 수 있다.
미세먼지 분리 부재와 마찬가지로, 각각의 상기 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 접촉되어 나선 방향을 따라 연속적으로 연장된다. 또한 각각의 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 면접촉 되도록 형성된다. 미세먼지 분리 부재와 보조 부재는 서로 별개의 부품이지만 가이드 베인들과 보조 가이드 베인들이 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되며 서로 면접촉 되는 구조에 의해 마치 하나의 부품처럼 나선 날개들을 형성하는 것이다.
이에 따라 금형에서 제작되는 단일 부품에서는 형성될 수 없는 오버랩 구조가 구현될 수 있다. 상기 가이드 베인들은 서로 인접하게 배치되는 제1 가이드 베인과 제2 가이드 베인을 포함하고, 상기 보조 가이드 베인들은, 상기 제1 가이드 베인에 접촉되어 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되는 제1 보조 가이드 베인; 및 상기 제2 가이드 베인에 접촉되어 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되는 제2 보조 가이드 베인을 포함하며, 상기 제1 보조 가이드 베인과 상기 제2 가이드 베인은 상기 미세먼지 분리 부재와 상기 보조 부재의 결합 방향을 따라 서로 오버랩되는 것이 상기 오버랩 구조다. 오버랩 구조에 의하면 고속의 선회 흐름을 형성할 수 있게 되며, 집진장치의 분리 성능 향상이 구현될 수 있다.
상기 미세먼지 분리 부재는 상기 볼텍스 파인더들의 외주면을 따라 단차를 형성하는 지지부들을 구비하고, 상기 미세먼지 분리 부재는 상기 볼텍스 파인더들의 외주면을 따라 단차를 형성하는 지지부들을 구비하고, 상기 커버부들은 상기 지지부들에 안착되도록 각각 상기 지지부들에 대응되는 형상을 갖는다. 이 구조에 의해 미세먼지 부재와 보조 부재의 결합이 이루어질 수 있다.
미세먼지 분리 부재는 보조 부재보다 두껍게 형성된다. 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 두께는 집진장치의 분리 성능과 효율에 영향을 미친다. 보조 부재는 미세먼지 분리 부재를 보조하는 기능을 하며, 보조 부재가 과도하게 두껍게 형성되면 압력 손실에 따른 효율 저하가 유발된다. 따라서 보조 부재는 미세먼지 분리 부재보다 얇게 형성된다. 이에 반해 미세먼지 분리 부재는 공기로부터 미세먼지를 분리하는 주기능을 하며 고 분리 성능을 위해 보조 부재보다 두껍게 형성된다.
축류식 사이클론들의 집합은, 위치에 따라 제1 축류식 사이클론과 제2 축류식 사이클론들로 구분될 수 있다. 제1 축류식 사이클론은 중심에 배치되며, 제2 축류식 사이클론들은 상기 제1 축류식 사이클론을 중심으로 방사형으로 배치된다. 제1 축류식 사이클론은 중심에 배치되므로 단수로 구비되고, 제2 축류식 사이클론들은 방사형으로 배치되므로 복수로 구비된다. 보조 부재는 외곽 밴드부의 상부에 안착되도록 상기 외곽 밴드부에 대응되는 형상을 갖는 보조 외곽 밴드부를 포함한다. 보조 외곽 밴드부는 보조 부재가 단일의 부재(또는 일체형 부재)로 형성되기 위한 것으로, 상기 외곽 밴드부와 상기 보조 외곽 밴드부는 상기 케이싱들과 함께 상기 2차 사이클론의 외벽을 형성한다.
본 발명의 집진장치는 상기 제1실시예와 제2실시예로부터 확장된 실시예를 구성할 수 있다. 집진장치의 1차 사이클론부는 외부 케이스, 내부 케이스 및 메쉬 필터에 의해 이루어진다. 외부 케이스는 집진장치의 외관을 형성하며, 1차 사이클론부의 외벽을 형성한다. 내부 케이스는 외부 케이스의 내측에 배치되며, 1차 사이클론부의 내벽을 형성한다. 2차 사이클론부는 내부 케이스의 내측에 배치되므로 내부 케이스는 1차 사이클론부와 2차 사이클론부의 경계를 형성한다. 메쉬 필터는 내부 케이스의 개구부들을 덮도록 설치되며, 메쉬 필터 또한 1차 사이클론부와 2차 사이클론부의 경계를 형성한다.
내부 케이스는 단일 부재로 이루어질 수도 있고, 적어도 2개 이상의 부재로 이루어질 수도 있다. 내부 케이스가 2개의 부재로 이루어지는 경우, 제1 부재는 2차 사이클론부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 측면 경계부, 측면 경계부의 상단에서 외부 케이스의 내주면을 향해 원주 방향으로 확장되는 상부 경계부, 제1부재의 하단에서 외부 케이스의 내주면을 향해 원주 방향으로 확장되는 스커트부, 스커트부의 내측에 형성되는 플레이트부, 측면 경계부와 스커트부 사이를 연결하는 연결부들을 포함한다.
제2부재는 축류식 사이클론들의 미세먼지 배출구를 수용하도록 이루어지는 수용부, 제1집진부와 제2집진부의 경계를 형성하는 집진부 바운더리를 포함할 수 있다.
메쉬 필터는 측면 경계부와 스커트부 사이에 형성되는 개구부에 결합되며, 그물망 또는 다공성 형태로 이루어진다. 먼지와 미세먼지를 구분하는 무게의 기준은 1차 사이클론부와 2차 사이클론부의 분리 성능에 의해 결정되며, 크기의 기준은 메쉬 필터에 의해 결정될 수 있다.
2차 사이클론부는 앞서 설명하였던 축류식 사이클론들의 집합에 의해 형성될 수 있다. 축류식 사이클론들은 1차 사이클론부의 내측에 배치될 수도 있고, 1차 사이클론부의 외주면을 따라 방사형으로 배치될 수도 있다.
집진장치는 1차 사이클론부에 의해 분리된 먼지를 집진하도록 이루어지는 제1집진부와 2차 사이클론부에 의해 분리된 미세먼지를 집진하도록 이루어지는 제2집진부를 포함한다.
제1집진부는 상측벽을 형성하는 구획부와 수용부, 외벽을 형성 외부 케이스, 내벽을 형성하는 집진부 바운더리, 바닥을 형성하는 하부 커버에 의해 정의 및 형성될 수 있다. 상기 구획부는 외부 케이스의 내주면을 따라 형성되며, 구획부를 기준으로 구획부의 상측은 1차 사이클론부, 구획부의 하측은 제1집진부로 구분된다.
제1집진부에는 가압유닛이 설치되어 제1집진부에 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다. 가압유닛은 회전축, 가압부재, 고정부, 제1 종동기어, 동력 전달 회전축 및 제2 종동기어를 포함한다. 청소기 본체의 구동 모터에서 발생된 구동력은 청소기 본체의 주동기어를 통해 집진장치의 제1 종동기어로 전달되고, 다시 순차적으로 동력 전달 회전축과 제2 종동 기어를 통해 회전축으로 전달된다. 회전축이 회전함에 따라 가압부재도 회전하여 먼지가 압축되게 된다.
제2집진부는 측벽을 형성하는 집진부 바운더리와 바닥을 형성하는 하부 커버에 의해 정의된다. 설계에 따라 제2집진부 내에 가압유닛이 설치될 수 있으며, 제2집진부 내에 설치된 가압유닛은 제1집진부 내에 설치된 가압유닛과 구동력을 공유하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 볼텍스 파인더들, 밴드부들, 가이드 베인들이 일체로 부재(미세먼지 분리 부재)형성되며, 축류형 사이클론들은 케이싱들과 일체형 부재의 결합의 형성되므로, 각 사이클론마다 분리 생산에 따른 성능 저하 및 공정의 번거로움 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명은, 일체형 부재의 밴드부와 가이드 베인이 연결되어 있으므로 갭으로 인해 발생하는 분리 성능 저하 문제를 해결할 수 있다. 마찬가지로 가이드 베인들 사이의 간격으로 발생하는 분리 성능 저하 문제도 두 일체형 부재인 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 중첩 구조를 통해 해결할 수 있다.
또한 본 발명은 (1) 위치 설정 돌기와 위치 설정 홈에 의해 구현되는 내측 케이스에 미세먼지 분리 부재의 결합 구조 (2) 볼텍스 파인더와 커버부에 의해 구현되는 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 결합 구조를 통해 집진장치의 용이한 분해 조립을 가능하게 한다.
또한 본 발명은, 미세먼지 분리 부재를 이용한 집진장치의 효율 향상과 보조 부재를 이용한 집진장치의 분리 성능 향상을 구현할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 진공 청소기의 일 예를 보인 사시도다.
도 1b는 본 발명에 따른 진공 청소기의 다른 일 예를 보인 사시도다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 집진장치의 개념도다.
도 3은 도 2에 도시된 집진장치의 분해 사시도다.
도 4는 도 2의 집진장치를 라인 A-A를 따라 자르고 바라본 종단면도다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 미세먼지 분리 부재의 사시도다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 집진장치의 분해 사시도다.
도 7은 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 사시도다.
도 8은 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 결합 상태를 부분적으로 도시한 개념도다.
도 9는 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재와 보조 부재의 평면도다.
도 1a는 본 발명에 따른 진공 청소기(10)의 일 예를 보인 사시도다.
청소기 본체(11)와 집진장치(100)는 진공 청소기(10)의 외관을 형성한다. 청소기 본체(11)의 양측에는 바퀴(12)가 설치되어 청소기 본체(11)의 슬라이드 이동을 구현한다. 청소기 본체(11)의 내부에는 흡입 모터(미도시) 및 상기 흡입 모터에 의해 회전되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬(미도시)이 설치된다.
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(13)가 형성된다. 공기와 이물질은 흡입 모터와 흡입팬의 작동에 의해 흡입부(13)로 유입된다. 흡입부(13)로 유입된 공기와 이물질은 입구측 청소기 내부 유로(14)와 집진장치(100)의 입구(111)를 통해 집진장치(100)의 내부로 유입되며, 집진장치(100)에서 서로 분리된다. 그리고 이물질로부터 분리된 공기는 집진장치(100)의 출구(141)와 출구측 청소기 내부 유로(15)를 통해 집진장치(100)를 빠져나간다.
참고로 본 명세서에서는 공기에 포함된 이물질을 먼지, 미세먼지, 초미세먼지로 구분한다. 상대적으로 큰 먼지는 "먼지"로 지칭되고, 상대적으로 작은 먼지는 "미세먼지"로 지칭되며, "미세먼지"보다도 작은 먼지는 "초미세먼지"로 지칭된다.
집진장치(100)는 청소기 본체(11)에 착탈 가능하게 구성된다. 집진장치(100)는 흡입된 공기로부터 이물질을 분리하여 집진하고, 이물질로부터 분리된 공기를 배출하도록 이루어진다.
외부 케이스(110)의 하단과 상단에는 각각 개구부가 형성될 수 있다. 외부 케이스(110)의 하단에는 하부 커버(130)가 결합되고, 상단에는 상부 커버(140)가 결합된다.
하부 커버(130)는 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 개폐 가능하게 설치된다. 하부 커버(130)는 외부 케이스(110)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
상부 커버(140)는 외부 케이스(110)의 상단 개구부를 개폐 가능하게 설치된다. 상부 커버(140)도 외부 케이스(110)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 상부 커버(140)에는 손잡이(142)가 회전 가능하게 설치된다. 사용자는 집진장치(100)를 청소기 본체(11)로부터 분리시킨 후 손잡이(142)를 회전시키고 손에 쥐어 집진장치(100)를 휴대할 수 있다.
도 1b는 본 발명에 따른 진공 청소기(20)의 다른 예를 보인 사시도다.
도 1b에서는 도 1a에 도시된 진공 청소기(10)와 달리 상부 커버에 상부 커넥터(23)가 형성된 구성을 보이고 있다. 도 1b를 참조하면 외부 케이스(110')의 상단과 하단에 각각 상부 커버(140')와 하부 커버(130')가 결합된다. 그리고 상부 커넥터(23)는 상부 커버(140')의 일측에 형성된다.
상부 커넥터(23)는 집진장치(100')가 아니라 청소기 본체(21)에 형성되는 것도 가능하다. 예를 들어 집진장치의 상부를 덮는 덮개(도 1b의 140'에 대응되나 이 경우 덮개는 집진장치가 아니라 청소기 본체에 연결됨)가 구비되며, 상기 덮개에 상부 커넥터(23)가 형성되어 있을 수 있다. 덮개를 위로 젖히면 그 아래에 있는 집진장치(100')가 청소기 본체(21)로부터 분리될 수 있다.
또한 상부 커넥터(23)는 후술하는 손잡이(26)의 일단에 형성되는 것도 가능하다. 손잡이(26)가 집진장치(100')를 덮도록 배치된 상태에서 상부 커넥터(23)는 집진장치(100')의 입구(미도시)와 연결될 수 있다. 흡입 노즐이 상부 커넥터(23)와 연결되면, 상부 커넥터(23)는 집진장치(100')의 입구와 흡입 노즐 사이에 공기의 연결 유로를 형성하게 된다.
상기 상부 커넥터(23)는 흡입 노즐(미도시)과 연결 가능하게 형성된다. 공기가 청소기 본체(21)로 흡입된 후 다시 집진장치(100')로 유입되는 도 1a의 진공 청소기(10)와 달리 도 1b에 도시된 진공 청소기(20)는 흡입 노즐과 상부 커넥터(23)를 통해 곧바로 집진장치(100')의 내부로 공기를 흡입시키도록 이루어진다.
이와 같이 진공 청소기(10, 20)와 집진장치(100, 100')의 설계에 따라 흡입구의 위치가 달라질 수 있다. 또한 청소기 본체(21)를 경유하여 공기를 집진장치(100')로 유입시킬 것인지, 청소기 본체(21)를 경유하지 않고 공기를 집진장치(100')로 유입시킬 것인지가 달라질 수 있다. 본 발명에서는 흡입구의 위치나 청소기 본체(21)의 경유 여부를 특별히 한정하는 것은 아니다.
청소기 본체(21)에 설치된 손잡이(26)는 집진장치(100')의 상부 커버(140')를 덮도록 형성될 수 있다. 손잡이(26)에는 버튼(27)이 형성되며, 버튼(27)은 사용자의 누름 조작에 근거하여 걸림을 해제하도록 이루어진다. 걸림이란 집진장치(100')를 청소기 본체(21)에 고정하기 위한 것을 의미한다.
사용자가 버튼(27)을 누르면 걸림이 해제되며, 상부 커버(140')가 개방된다. 이에 따라 집진장치(100')의 구속이 해제되고, 집진장치(100')는 청소기 본체(21)로부터 분리될 수 있다.
도 1b에서 미설명된 도면부호 22는 바퀴를 가리키며, 도 1b에서 미설명된 구성은 도 1a의 설명으로 갈음한다.
이하, 본 발명의 집진장치(100, 200)에 대하여 구체적으로 설명한다.
이하에서 설명할 집진장치(100, 200)는 캐니스터 타입의 진공 청소기(10)에 적용된 집진장치(100, 200)를 보이고 있으나, 본 발명의 집진장치(100, 200)가 반드시 캐니스터 타입의 진공 청소기(10)에만 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 집진장치(100, 200)는 업라이트 타입의 진공 청소기(10)에도 적용될 수 있다.
Ⅰ. 제1실시예
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 집진장치(100)의 개념도다. 도 3은 도 2에 도시된 집진장치(100)의 분해 사시도다. 도 4는 도 2의 집진장치(100)를 라인 A-A를 따라 자르고 바라본 종단면도다.
1. 집진장치(100)의 외관
집진장치(100)의 외관은 외부 케이스(110), 하부 커버(130) 및 상부 커버(140)로 이루어진다.
(1) 외부 케이스(110)
외부 케이스(110)는 집진장치(100)의 측면 외관을 형성한다. 또한, 외부 케이스(110)는 1차 사이클론부(101)의 외벽을 형성하게 된다. 1차 사이클론부(101)의 선회류 형성을 위해 외부 케이스(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 외부 케이스(110)의 내주면과 달리 외주면까지 원통형으로 형성되어야 하는 것은 아니다.
외부 케이스(110)에는 집진장치(100)의 입구(111)가 형성된다. 도 1a에서 설명된 흡입부(13)를 통해 유입된 공기와 이물질은 청소기 본체(11) 내측의 유로를 따라 유동되며, 입구(111)를 통해 외부 케이스(110)의 내측으로 유입된다.
입구(111)는 외부 케이스(110)의 접선 방향을 따라 형성될 수 있으며, 외부 케이스(110)의 내주를 향해 연장되게 형성될 수 있다. 입구(111)가 이러한 구조를 갖는 것은 공기와 이물질의 선회 운동을 일으키기 위한 것이다. 입구(111)를 통해 접선 방향을 따라 외부 케이스(110)의 내측으로 유입된 공기와 이물질은 외부 케이스(110)의 내부를 따라 선회 운동하게 된다.
입구(111)는 청소기 본체(11) 내부의 유로와 연결되도록 외부 케이스(110)로부터 돌출될 수 있다. 만일 청소기 본체(11) 내부의 유로가 외부 케이스(110)의 외주면에 대응되는 형상을 갖는 경우에는 입구(111)가 외부 케이스(110)로부터 돌출되지 않는 구조를 가질 수도 있다.
외부 케이스(110)의 하단과 상단에는 각각 개구부가 형성될 수 있다. 외부 케이스(110)의 하단에는 하부 커버(130)가 결합되고, 상단에는 상부 커버(140)가 결합된다.
(2) 하부 커버(130)
하부 커버(130)는 집진장치(100)의 바닥을 형성한다. 하부 커버(130)의 둘레는 외부 케이스(110)의 둘레와 대응되도록 형성되며, 하부 커버(130)는 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 덮도록 이루어진다.
하부 커버(130)는 외부 케이스(110)에 회전 가능하게 결합되어 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 실시예에서는, 하부 커버(130)가 외부 케이스(110)에 힌지 결합(115, 131)되어, 회전에 따라 외부 케이스(110)의 하단 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 하부 커버(130)는 외부 케이스(110)에 완전히 착탈 가능하게 결합될 수도 있다.
하부 커버(130)는 후크 결합부(132)를 통해 외부 케이스(110)에 결합된 상태를 유지한다. 후크 결합부(132)는 하부 커버(130)의 중심을 기준으로 힌지(131)의 반대쪽에 형성된다. 후크 결합부(132)는 외부 케이스(110)의 외주면에 형성된 홈(116)에 삽입 가능하도록 이루어지며, 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전하기 위해서는 후크 결합부(132)가 외부 케이스(110)의 홈(116)으로부터 인출되어야 한다.
집진장치(100)의 내측에는 후술하게 될 제1집진부(103)와 제2집진부(104)가 형성되며, 하부 커버(130)는 제1집진부(103) 및 제2집진부(104)의 바닥면을 형성하도록 구성된다. 이에 따라 하부 커버(130)는 힌지(131)에 의해 회전되어 제1집진부(103)와 제2집진부(104)를 동시에 개방시킬 수 있다. 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1집진부(103)와 제2집진부(104)가 동시에 개방되면, 먼지와 미세먼지가 동시에 배출될 수 있다. 따라서 하부 커버(130)를 개방하는 1회성 동작만으로 먼지와 미세먼지가 동시에 배출되므로, 집진장치(100) 또는 진공 청소기(10) 등의 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
하부 커버(130)의 둘레에는 실링부재(133)가 결합될 수 있다. 실링부재(133)는 하부 커버(130)의 둘레를 감싸는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 외부 케이스(110)와 하부 커버(130) 사이를 실링하여 집진장치(100)의 내측에 집진된 먼지 또는 미세먼지의 누설을 방지하도록 이루어진다.
(3) 상부 커버(140)
상부 커버(140)는 외부 케이스(110)의 상단 개구부를 덮도록 형성되며, 외부 케이스(110)의 상부에 결합된다. 상부 커버(140)의 둘레는 외부 케이스(110)의 둘레와 대응되도록 형성된다.
상부 커버(140)는 외부 케이스(110)의 내측에 배치되는 커버 부재(150)를 마주보도록 배치된다. 상부 커버(140)는 커버 부재(150)로부터 이격되어 2차 사이클론부(102)로부터 배출되는 공기를 집진장치(100)의 외부로 배출시키기 위한 배출 유로를 형성한다. 상부 커버(140)에는 집진장치(100)의 출구(141)가 형성되며, 공기는 출구(141)를 통해 배출된다.
집진장치(100)의 출구(141)를 통하여 배출된 공기는 청소기 본체(11)의 배기구(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 집진장치(100)의 출구(141)로부터 청소기 본체(11)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 필터(미도시)가 설치될 수 있다.
상부 커버(140)에는 손잡이(142)가 회전 가능하게 결합될 수 있다. 손잡이(142)는 상부 커버(140)의 외주를 따라 형성될 수 있다. 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 손잡이(142)는 상부 커버(140)의 외주를 따라 반원형 또는 아치형으로 형성될 수 있다. 사용자가 청소기 본체(11)로부터 집진장치(100)를 분리하고자 하는 경우 청소기 본체(11)와 집진장치(100)의 결합을 해제한 후 손잡이(142)를 회전시켜 들어올리면 집진장치(100)가 청소기 본체(11)로부터 분리된다.
2. 집진장치(100)의 내부 구성
(1) 1차 사이클론부(101)(또는 1차 사이클론)
사이클론(cyclone)이란 공기와 이물질에 선회류를 형성하여 원심력에 의해 공기로부터 이물질을 분리하는 장치를 가리킨다. 사이클론은 적어도 하나의 중공 바디에 의해 형성된다. 중공 바디는 하단보다 상단에 큰 폭을 가지며, 중공 바디의 상측에서 중공 바디의 축방향으로 사이클로닉 공기 유동이 공급된다. 중공 바디는 역방향 원뿔 형상 또는 역방향 중공 원뿔을 갖는다. 이물질은 먼지, 미세먼지 및 초미세먼지 등을 포함하는 개념이다. 공기의 무게와 이물질의 무게는 서로 다르기 때문에, 원심력에 의한 공기의 회전 반경과 이물질의 회전 반경은 서로 다르다. 사이클론은 원심력에 의한 회전 반경 차이를 이용하여 공기로부터 먼지, 미세먼지 등의 이물질을 분리하게 된다.
1차 사이클론부(101)는 외부 케이스(110)의 내측에 형성되며, 외부로부터 유입된 공기에서 먼지를 분리하도록 형성된다. 1차 사이클론부(101)는 외부 케이스(110), 내부 케이스(121, 122) 및 메쉬 필터(mesh filter)(127)에 의해 이루어진다.
1) 외부 케이스(110)
외부 케이스(110)의 내주면은 1차 사이클론부(101)의 외벽을 형성한다. 공기와 미세먼지 등에 비해 무거운 먼지는 선회류 내에서 공기나 미세먼지보다 큰 회전 반경을 그리면서 회전하게 된다. 먼지는 외부 케이스(110)의 내주면에 의해 정의되는 영역 내에서 회전하므로, 먼지의 최대 회전 반경은 외부 케이스(110)의 내주면에 의해 결정된다.
2) 내부 케이스(121, 122)
내부 케이스(121, 122)는 외부 케이스(110)의 내측에 설치되며, 부분적으로 원통의 형상을 가질 수 있다. 1차 사이클론부(101)는 내부 케이스(121, 122)의 외측에 형성되고, 2차 사이클론부(102)는 내부 케이스(121, 122)의 내측에 형성되므로, 내부 케이스(121, 122)는 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)의 경계를 형성한다. 내부 케이스(121, 122)는 커버 부재(150)의 바로 아래에 배치되며, 커버 부재(150)는 내부 케이스(121, 122)의 개구된 상단을 덮도록 배치된다.
내부 케이스(121, 122)는 제1부재(121)와 제2부재(122)의 결합에 의해 형성될 수 있으며, 하나의 부재만으로 형성될 수도 있다. 이하에서는 내부 케이스(121, 122)가 제1부재(121)와 제2부재(122)의 결합에 의해 형성되는 것을 기준으로 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1부재(121)는 측면 경계부(121a), 상부 경계부(121b), 스커트부(121d), 플레이트부(121e) 및 연결부들(121f)을 포함한다. 제2부재(122)는 제1집진부(103) 및 제2집진부(104)와 관련된 항목에서 후술한다.
측면 경계부(121a)는 2차 사이클론부(102)의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며, 2차 사이클론부(102)의 축류식 사이클론들(102a, 102b)을 수용하도록 개구된 고리 형태를 갖는다. 측면 경계부(121a)는 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)의 측면 경계에 해당한다.
상부 경계부(121b)는 측면 경계부(121a)의 상단에서 외부 케이스(110)의 내주면을 향해 원주 방향으로 확장된다. 상부 경계부(121b)는 원주 방향을 따라 외부 케이스(110)의 내주면에 접촉되어 1차 사이클론부(101)의 상부 경계를 형성한다. 상부 경계부(121b)의 둘레에는 실링부재(미도시)가 결합될 수 있다. 실링부재는 상부 경계부(121b)의 둘레를 감싸는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 외부 케이스(110)의 내주면과 상부 경계부(121b) 사이를 실링하여 먼지의 누설을 방지하도록 이루어진다.
측면 경계부(121a)는 원형 밴드로 형성된다. 상부 경계부(121b)는 플랜지로 형성된다. 플랜지는 원형 밴드의 상단부에 구비된다. 테(rim)(121a, 121b)는 원형 밴드와 플랜지를 구비한다.
상부 경계부(121b)에는 커버 부재를 마주보는 돌기(121c)가 형성된다. 돌기(121c)는 커버 부재의 홈(152)에 삽입 가능하도록 형성되며, 돌기(121c)와 홈(152)의 위치는 서로 바뀔 수 있다. 상부 경계부(121b)의 돌기(121c)가 커버 부재(150)의 홈(152)에 삽입됨에 따라 제1부재(121)와 커버 부재(150)의 상대 위치가 설정될 수 있다.
스커트부(121d)는 제1부재(121)의 하단에서 외부 케이스(110)의 내주면을 향해 원주 방향으로 확장된다. 스커트부(121d)는 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지가 비산되는 것을 방지하기 위한 것이다. 스커트부(121d)는 테(rim)의 상단부보다 작은 폭을 갖는다.
상부 경계부(121b)와 달리 스커트부(121d)는 외부 케이스(110)의 내주면으로부터 이격된다. 스커트부(121d)가 외부 케이스(110)의 내주면으로부터 이격됨에 따라 외부 케이스(110)의 내주면과 스커트부(121d) 사이에는 환형의 통로가 형성된다. 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지는 이 통로를 따라 제1집진부(103)로 이동하게 된다.
플레이트부(121e)는 스커트부(121d)의 내측에 형성된다. 플레이트부(121e)에는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 하단부(보다 구체적으로는 후술하게 될 케이싱들(125)의 하단부)를 수용하는 관통홀(121i)이 형성된다. 플레이트부(121e)는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 미세먼지 배출구(126b)로부터 배출된 미세먼지가 다시 2차 사이클론부(102)로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 플레이트부(121e)와 스커트부(121d)는 실질적으로 동일한 높이에 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
연결부들(121f)의 일단은 각각 측면 경계부(121a)에 연결되고, 타단은 각각 스커트부(121d) 또는 플레이트부(121e)에 연결된다. 연결부들(121f)의 타단은 스커트부(121d)와 플레이트부(121e)의 경계에 배치될 수도 있다. 연결부들(121f)은 제1부재(121)의 외주를 따라 서로 이격되어 배치된다.
측면 경계부(121a)와 연결부들(121f)은 아래로 갈수록 좁아지도록 경사지게 형성될 수 있다. 이는 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지의 낙하를 유도하기 위한 것이다. 만일 측면 경계부(121a)와 연결부들(121f)이 수직 방향을 따라 형성되면, 먼지의 낙하 과정에서 장애물로 작용할 수 있다. 그러나 도면에 도시된 바와 같이 측면 경계부(121a)와 연결부들(121f)이 경사지게 형성되면 먼지의 낙하 과정에서 장애물로 작용하지 않으므로 먼지의 원활한 낙하를 유도할 수 있다. 메쉬 필터(127)도 같은 이유에서 경사지게 형성될 수 있다.
3) 메쉬 필터(127)
연결부들(121f)이 서로 이격되게 배치됨에 따라 측면 경계부(121a), 연결부들(121f) 및 스커트부(121d)(또는 플레이트부(121e))에 의해 정의되는 영역에는 개구부들(123)이 형성된다. 메쉬 필터(127)는 이 개구부들(123)을 덮도록 제1부재(121)에 설치된다. 메쉬 필터(127)는 단수 혹은 복수로 구비될 수 있다.
메쉬 필터(127)는 내부 케이스(121, 122)의 내측으로 유입된 공기로부터 먼지를 분리하도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 먼지와 미세먼지를 구분하는 크기의 기준은 메쉬 필터(127)에 의해 결정될 수 있다. 메쉬 필터(127)를 통과하는 크기의 이물질은 미세먼지로 구분되고, 메쉬 필터(127)를 통과하지 못하는 크기의 이물질은 먼지로 구분될 수 있다.
(2) 제1집진부(103)
1) 제1집진부(103)의 구성
제1집진부(103)는 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지를 집진하도록 형성된다. 제1집진부(103)는 구획부(112), 외부 케이스(110), 내부 케이스(121, 122) 및 하부 커버(130)에 의해 정의되는 공간을 가리킨다.
외부 케이스(110)의 내측에는 상기 외부 케이스(110)의 내주면을 따라 외부 케이스(110)의 상부와 하부를 구획하는 구획부(112)가 형성된다. 구획부(112)는 외부 케이스(110)와 일체로 형성될 수도 있다.
구획부(112)는 제1집진부(103)의 상측벽을 형성한다. 구획부(112)는 외부 케이스(110)의 내주면을 따라 연장되나, 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 분리된 먼지가 제1집진부(103)로 유입되도록 개구부(113)가 형성된다.
구획부(112)를 기준으로 외부 케이스(110)의 상부는 앞서 설명한 1차 사이클론부(101)의 외벽을 형성하고, 외부 케이스(110)의 하부는 제1집진부(103)의 외벽을 형성한다. 외부 케이스(110)의 하부에 의해 형성되는 제1집진부(103)의 외벽은 상기 제1집진부(103)의 측벽에 해당한다.
내부 케이스(121, 122)의 제2부재(122)는 제1부재(121)의 아래에 배치되며, 수용부(122a)와 집진부 바운더리(122b)를 포함한다.
수용부(122a)는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 미세먼지 배출구(126b)를 수용하도록 이루어진다. 수용부(122a)의 상단은 개구되어 있으며, 제1부재(121)의 플레이트부(121e)는 수용부(122a)의 개구된 상단을 덮도록 배치된다. 수용부(122a)는 후술하는 가압유닛(160)의 위에 배치된다. 수용부(122a)도 제1부재(121)의 측면 경계부(121a)나 연결부(121f)와 마찬가지로 경사지게 형성될 수 있다.
수용부(122a)의 아랫면은 구획부(112)와 함께 제1집진부(103)의 상측벽을 형성한다. 구획부(112)는 수용부(122a)의 외주면을 따라 연장되며, 구획부(112)와 수용부(122a)의 외주면은 서로 밀착된다.
집진부 바운더리(122b)는 속이 빈 원통형 또는 속이 빈 다각 기둥형으로 형성되며, 수용부(122a)의 일측에서 하부 커버(130)를 향하여 연장된다. 후술하게 될 가압유닛(160)은 수용부(122a)의 아래에 배치되는 회전축(161)을 구비하는데, 집진부 바운더리(122b)는 상기 회전축(161)의 일측에 나란히 배치될 수 있다. 회전축(161)은 하부 커버(130)의 중심에 배치될 수 있으며, 집진부 바운더리(122b)는 하부 커버(130)의 중심으로부터 편심되게 배치될 수 있다.
집진부 바운더리(122b)의 외주면은 제1집진부(103)의 내벽을 형성한다. 또한 하부 커버(130)는 제1집진부(103)의 바닥을 형성한다. 이에 따라, 제1집진부(103)는 상측벽을 형성하는 구획부(112)와 수용부(122a), 외벽을 형성 외부 케이스(110), 내벽을 형성하는 집진부 바운더리(122b), 바닥을 형성하는 하부 커버(130)에 의해 정의 및 형성될 수 있다.
제1집진부(103)에는 내부벽(114)이 형성될 수 있다. 내부벽(114)은 외부 케이스(110)와 일체로 형성되거나 내부 케이스(121, 122)의 제2부재(122)와 일체로 형성될 수 있다. 내부벽(114)은 제1집진부(103)의 좌우를 구분하도록 세로 방향으로 연장된다. 내부벽(114)의 일측은 외부 케이스(110)에 연결되고, 내부벽(114)의 타측은 제2부재(122)의 집진부 바운더리(122b)에 연결된다. 내부벽(114)의 상단은 구획부(112)에 연결되고, 내부벽(114)의 하단은 하부 커버(130)와 접촉될 수 있다.
제1집진부(103)는 집진장치(100)의 하부를 향하여 개방되도록 형성된다. 하부 커버(130)의 회전에 의해 제1집진부(103)와 제2집진부(104)가 동시에 개방되는 구성은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.
2) 가압유닛(160)
만일 제1집진부(103)에 집진된 먼지가 한곳에 모여 있지 않고 분산되어 있으면, 먼지를 배출하는 과정에서 먼지가 흩날리거나 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성이 있다. 또한 제1집진부(103)에 집진된 먼지 한곳에 모여 있지 않으면 집진 공간을 충분히 확보가 어려울 수 있다. 본 발명은 이러한 문제를 극복하고자 가압유닛(160)을 이용하여 제1집진부(103)에 집진된 먼지를 가압하여 부피를 감소시키도록 이루어진다.
가압유닛(160)은 제1집진부(103) 내에서 양방향으로 회전하여 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다. 가압유닛(160)은 회전축(161), 가압부재(162), 고정부(163), 제1 종동기어(164), 동력 전달 회전축(165) 및 제2 종동기어(166)를 포함한다.
회전축(161)은 제2부재(122)의 수용부(122a) 아래에 배치된다. 회전축(161)은 청소기 본체(11)의 구동 모터로부터 동력을 전달받아 회전 가능하게 구성된다. 회전축(161)은 시계 방향 또는 반시계 방향, 즉 양방향으로 왕복 운동 가능하게 이루어진다.
회전축(161)의 상부는 수용부(122a)의 하부에 의해 지지되고, 회전축(161)의 하부는 고정부(163)에 의해 지지될 수 있다.
회전축(161)의 상부에는 회전축(161) 중심의 내측으로 리세스되는 홈(161a)이 형성된다. 그리고 수용부(122a)의 하부에는 상기 홈(161a)에 삽입되는 돌기(122d)가 돌출되게 형성된다. 돌기(122d)는 홈(161a)에 삽입되어 회전축(161)을 지지하도록 이루어지며, 이에 따라 돌기(122d)와 회전축(161)은 상대 회전 가능하게 형성된다. 이 구조에 따르면, 회전축(161)이 회전될 때 돌기(122d)는 회전축(161)의 회전 중심을 잡아준다. 따라서 회전축(161)의 회전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
고정부(163)는 회전축(161)에 상대 회전 가능하게 결합되며, 내부 케이스(121, 122)의 집진부 바운더리(122b)에 고정된다. 고정부(163)가 내부 케이스(121, 122)에 연결되어 있으므로, 하부 커버(130)가 힌지(131)에 의해 회전되어 제1집진부(103)가 개방되더라도 가압부재(162) 및 회전축(161)은 제자리에 고정될 수 있다.
가압부재(162)는 회전축(161)에 연결되어, 회전축(161)의 회전에 따라 제1집진부(103) 내에서 회전하도록 구성된다. 가압부재(162)는 판상 형태로 형성될 수 있다. 제1집진부(103) 내에 집진된 먼지는 가압부재(162)의 회전에 의해 제1집진부(103)의 일측으로 이동되어 집진되게 되며, 먼지가 많이 쌓였을 경우 먼지는 가압부재(162)에 의해 가압 및 압축되게 된다.
제1 종동기어(164), 동력 전달 회전축(165) 및 제2 종동기어(166)는 청소기 본체(11)의 구동 모터(미도시)로부터 제공되는 구동력을 전달받아 회전축(161)으로 전달하도록 형성된다. 구동 모터는 앞서 설명한 흡입 모터와 구별된다.
제1 종동기어(164)는 하부 커버(130)의 외측에 배치되어 집진장치(100)의 외측으로 노출된다. 청소기 본체(11)에는 제1 종동기어(164)에 대응되는 주동기어(미도시)가 설치되어 있어, 집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되면 제1 종동기어(164)는 주동기어와 서로 맞물리게 된다. 주동기어는 구동 모터에 의해 회전되도록 이루어진다. 이에 따라 구동 모터가 작동하여 발생하는 구동력은 주동기어를 통해 제1 종동기어(164)에도 전달된다.
동력 전달 회전축(165)은 하부 커버(130)를 관통하여 제1 종동기어(164)와 제2 종동기어(166)에 각각 연결된다. 동력 전달 회전축(165)은 하부 커버(130)와 상대 회전 가능하게 이루어진다.
제2 종동기어(166)는 동력 전달 회전축(165)에 연결되며, 회전축(161)으로 구동력을 전달하도록 형성된다. 회전축(161)의 하단에는 제2 종동기어(166)를 수용하도록 이루어지는 홈이 형성되고, 홈의 둘레에는 제2 종동기어(166)와 맞물리도록 이루어지는 기어 구조가 구비된다. 회전축(161)과 제2 종동기어(166)는 하부 커버(130)의 개폐에 따라 서로 결합 및 분리되도록 이루어져 제1집진부(103)와 제2집진부(104)의 개방을 방해하지 않도록 이루어진다.
설계 변경에 따라 상기 구동부의 구동력을 회전축(161)에 전달하는 구조는 변경될 수 있다. 예를 들어, 회전축(161)은 하부 커버(130)를 관통하도록 배치되어, 직접 주동기어에 형합되도록 구성될 수도 있다.
어느 구조이건 간에, 가압유닛(160)의 하단부가 하부 커버(130)와 상대 회전 가능하게 이루어져야 한다. 하부 커버(130)에서 상대 회전되는 부분에는 이들 사이를 실링하는 실링부재가 구비될 수 있다.
집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합된 상태에서 구동 모터가 작동하면 구동력이 발생하게 되고, 주동기어는 구동 모터에 의해 발생하는 구동력에 의해 회전하게 된다.
청소기 본체(11)의 구동 기어에 전달된 구동력은 가압유닛(160)에 전달된다. 제1 종동기어(164)는 주동기어와 맞물려 회전하게 되고, 동력 전달 회전축(165)에 의해 제1 종동기어(164)와 연결된 제2 종동기어(166)도 제1 종동기어(164)를 따라 회전하게 된다. 그리고 제2 종동기어(166)와 함께 회전하도록 이루어지는 회전축(161)도 제2 종동기어(166)를 따라 회전하고 회전축(161)에 연결된 가압부재(162)도 회전축(161)과 함께 회전하여 제1집진부(103)에 집진된 먼지를 가압 및 압축하게 된다.
이때, 구동 모터의 회전은 가압부재(162)를 양방향으로 회전시키도록 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. 가압부재(162)가 후술하는 내부벽(114)에 가까워지거나 내부벽(114)에 닿았을 때 반발력이 발생하도록 집진장치(100)와 청소기의 설계가 이루어질 수 있다.
제1집진부(103)에 먼지가 충분히 집진되어 있지 않을 경우에는, 가압부재(162)가 내부벽(114)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.
제1집진부(103) 내에는 가압부재(162)의 회전에 의해 일측으로 이동된 먼지를 집진시키기 위한 내부벽(114)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부벽(114)이 제2부재(122)의 집진부 바운더리(122b)를 사이에 두고 회전축(161)의 반대편에 배치된 것을 보이고 있다. 이에 따르면, 제1집진부(103)로 유입된 먼지는 가압부재(162)의 회전에 의해 내부벽(114) 양측에 각각 집진된다.
이러한 가압유닛(160)에 의하면, 먼지를 버리는 과정에서 먼지의 흩날림을 억제할 수 있고, 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.
(3) 2차 사이클론부(102)(또는 2차 사이클론)
1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 먼지가 분리되고 나면, 공기와 미세먼지는 유로를 따라 2차 사이클론부(102)로 유입된다. 2차 사이클론부(102)는 1차 사이클론부(101)로부터 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 형성된다.
2차 사이클론부(102)는 축 방향으로 유입되는 공기에서 미세먼지를 분리하도록 형성되는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합으로 이루어진다. 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합은 케이싱들(125)과 미세먼지 분리 부재(170)를 포함한다.
1) 케이싱들(125)
각각의 케이싱(125)은 중공부(125') 둘레의 외벽들을 형성한다. 케이싱들(125)에 의해 형성되는 중공부(125') 둘레의 외벽들은 각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 외벽들에 해당한다. 후술하게 될 볼텍스 파인더(171)와 케이싱(125) 사이에서 공기와 미세먼지의 선회 흐름이 형성된다.
공기보다 무거운 미세먼지는 선회류 내에서 공기보다 큰 회전 반경을 그리면서 회전하게 된다. 미세먼지는 케이싱(125)에 의해 정의되는 영역 내에서 회전하므로, 미세먼지의 최대 회전 반경은 각 케이싱들(125)에 의해 정의된다.
케이싱(125)의 하부는 아래로 갈수록 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 케이싱(125)의 하부가 아래로 갈수록 좁아지는 형상을 갖는 것은 공기로부터 분리된 미세먼지의 낙하를 유도하고 미세먼지가 공기를 따라 볼텍스 파인더(171)로 배출되는 것을 막기 위함이다.
케이싱들(125)의 하부는 제1부재(121)의 플레이트부(121e)에 의해 지지된다. 플레이트부(121e)에는 케이싱들(125)을 마주보는 위치에 관통홀들(121i)이 형성되며, 각 케이싱들(125)의 하부는 각각의 관통홀(121i)들에 삽입된다. 케이싱(125)의 하부는 아래로 갈수록 좁아지도록 경사진 형상을 가지므로, 케이싱(125)의 외주면과 관통홀(121i)의 크기가 서로 동일한 위치에서 케이싱(125)이 플레이트부(121e)에 의해 지지될 수 있다.
케이싱(125)의 상부는 후술하는 미세먼지 분리 부재(170)의 볼텍스 파인더(171)를 수용하도록 형성된다. 케이싱(125)의 상부는 일정한 내경을 갖도록 형성될 수 있다. 케이싱(125)의 상부와 하부는 내경이 좁아지는 위치를 기준으로 구분될 수 있다.
케이싱(125)의 하단에는 미세먼지 배출구(126b)가 형성된다. 공기로부터 분리된 미세먼지는 미세먼지 배출구(126b)를 통해 축류식 사이클론(102a, 102b)으로부터 배출된다.
케이싱(125)은 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수만큼 구비한다. 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합은 케이싱들(125)과 미세먼지 분리 부재(170)에 의해 형성되기 때문에 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수와 케이싱들(125)의 수는 동일하다. 후술하게 될 볼텍스 파인더들(171)과 밴드부들(172)도 같은 이유에서 각각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수와 동일하다.
케이싱들(125)은 내부 케이스(121, 122)의 내측에 배치될 수 있다. 도면을 참조하면 케이싱들(125)은 제1부재(121)의 내측에 배치되어 있는 것을 알 수 있다. 케이싱들(125) 중 어느 하나는 중심에 배치되고, 나머지들은 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 구분을 위해 중심에 배치되는 것은 제1 케이싱으로 명명되고, 제1 케이싱을 기준으로 방사형으로 배치되는 것들은 제2 케이싱들로 명명될 수 있다.
각 케이싱(125)의 외주면은 주위의 다른 케이싱들(125)과 접하도록 연결되어, 케이싱들(125)은 하나의 부재를 형성할 수도 있다. 각 케이싱(125)의 단면은 도면에 도시된 바와 같이 원형을 갖는 것이 바람직하다. 케이싱(125)의 단면이 원형으로 형성되면 인접한 케이싱들(125)의 외주면끼리 서로 밀착되더라도 그 사이에 공기와 미세먼지의 유로가 형성될 수 있기 때문이다. 케이싱들(125) 사이에 공기와 미세먼지의 유로가 형성되면, 별도의 유로 구조물이 설치되지 않아도 되는 장점이 있다.
각 케이싱(125)의 단면이 다각형으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다. 다만 각 케이싱(125)의 단면이 다각형으로 형성되더라도 공기와 미세먼지의 유로가 형성될 수 있는 다각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
2) 미세먼지 분리 부재(170)
미세먼지 분리 부재(170)는 케이싱들(125)의 위에 배치되어 케이싱들(125)과 함께 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합을 형성한다. 케이싱들(125)은 집합의 어느 일부를 형성하고, 미세먼지 분리 부재(170)는 집합의 나머지 일부를 형성한다.
본 발명에서는 케이싱들(125)과 하나의 미세먼지 분리 부재(170)에 의해 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합이 형성된다는 점에 특징이 있다. 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 미세먼지 분리 부재(170)의 구조를 설명한다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 미세먼지 분리 부재(170)의 사시도다.
미세먼지 분리 부재(170)는 볼텍스 파인더들(171), 밴드부들(172), 가이드 베인들(173) 및 외곽 밴드부(174)를 포함한다. 미세먼지 분리 부재(170)는 하나의 일체형 부재이므로, 상기 볼텍스 파인더들(vortex finders)(171), 밴드부들(band portions)(172), 가이드 베인들(guide vanes)(173) 및 외곽 밴드부(174)는 미세먼지 분리 부재(170)의 각 부분을 의미한다. 다만 설계에 따라 미세먼지 분리 부재(170)는 외곽 밴드부(174)를 구비하지 않을 수도 있다. 하나의 미세먼지 분리 부재(170)에 볼텍스 파인더(171), 밴드부(172), 가이드 베인(173)은 모두 복수로 구비되나, 외곽 밴드부(174)는 단수로 구비된다.
a. 볼텍스 파인더들(vortex finders)(171)
볼텍스 파인더(171)는 미세먼지로부터 분리된 공기를 배출시키도록 이루어진다. 각 볼텍스 파인더들(171)은 각 케이싱들(125)의 내측에 배치되며, 각 볼텍스 파인더들(171)의 외주면은 각 케이싱들(125)의 내주면으로부터 이격된다. 각 볼텍스 파인더들(171)은 중공부(171') 둘레의 외벽을 형성하는 구조를 가지며, 각 볼텍스 파인더들(171)의 입구(171")로 유입된 공기는 중공부(171')를 통해 상부로 배출된다.
볼텍스 파인더(171)의 상부와 하부는 밴드부(172) 또는 외곽 밴드부(174)보다 높은 높이를 갖는다. 도면에서 볼텍스 파인더들(171)의 상단과 하단이 미세먼지 분리 부재(170)의 위와 아래로 각각 튀어나와 있음을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 볼텍스 파인더(171)의 하부는 아래로 갈수록 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 볼텍스 파인더(171)의 하부가 아래로 갈수록 좁아지는 형상을 갖는 것은 미세먼지가 공기를 따라 볼텍스 파인더(171)로 배출되는 것을 막기 위함이다.
또한 도 4를 참조하면, 볼텍스 파인더(171)의 상부는 일정한 내경을 갖도록 형성된다. 볼텍스 파인더(171)의 상부와 하부는 내경이 좁아지는 위치를 기준으로 구분될 수 있다.
볼텍스 파인더들(171) 중 어느 하나는 중심에 배치되고, 나머지들은 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 구분을 위해 중심에 배치되는 것은 제1 볼텍스 파인더로 명명되고, 제1 볼텍스 파인더를 기준으로 방사형으로 배치되는 것들은 제2 볼텍스 파인더들로 명명될 수 있다.
볼텍스 파인더들(171)은 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수만큼 구비된다. 앞서 설명했던 바와 같이 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합은 케이싱들(125)과 미세먼지 분리 부재(170)에 의해 형성되기 때문에 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수와 볼텍스 파인더들(171)의 수는 동일하다.
b. 밴드부들(band portions)(172)
밴드부(172)는 볼텍스 파인더(171)로부터 이격된 위치에서 볼텍스 파인더(171)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 밴드부(172)와 볼텍스 파인더(171)가 서로 이격됨에 따라 그 사이에 각 축류식 사이클론(102a, 102b)의 유입구(126a)가 형성된다. 공기와 미세먼지는 축 방향을 따라 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 유입구(126a)로 유입된다.
밴드부(172)는 필요에 따라 다른 명칭으로 명명될 수 있다. 예를 들어 고리부, 링부, 테두리부, 둘레부, 써클부(circle portion), 지지부, 연결부, 외곽부, 사이클론 경계부, 외벽부 등의 명칭이 고려될 수 있으며, 그 외에 다른 명칭도 가능하다.
밴드부들(172)은 케이싱들(125)에 안착되며, 케이싱들(125)과 함께 각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 외벽들을 형성하도록 케이싱들(125)의 상부에 대응되는 형상을 갖는다. 도 3을 참조하면 케이싱(125)의 상부는 원형으로 형성되고, 밴드부(172)도 볼텍스 파인더(171)를 감싸는 원형으로 형성되는 것을 알 수 있다. 다만 케이싱(125)의 상부와 밴드부(172)가 다각형으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
미세먼지 분리 부재(170)와 케이싱들(125)은 위치 고정 홈(미도시)과 위치 고정 돌기(미도시)에 의해 결합 위치를 설정하고 임의적인 상대 회전을 방지하도록 이루어진다. 각 볼텍스 파인더들(171)은 각 케이싱들(125)로부터 이격되어 있으므로 미세먼지 분리 부재(170)와 케이싱들(125) 간에는 임의적인 상대 회전이 발생할 수 있으며, 집진장치(100)의 정상작동을 위해서는 임의적인 상대 회전이 방지되어야 한다.
위치 고정 돌기는 위치 고정 홈에 삽입 가능하도록 이루어지며, 밴드부들(172)과 케이싱들(125) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 위치 고정 홈은 위치 고정 돌기를 수용하도록 이루어지며, 밴드부들(172)과 케이싱들(125) 중 다른 하나에 형성될 수 있다. 또한 위치 고정 홈과 위치 고정 돌기는 복수로 구비될 수 있다.
미세먼지 분리 부재(170)가 케이싱들(125)의 상부에 안착되면, 각 케이싱들(125)과 각 밴드부들(172)은 서로 형합되어 각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 외벽들을 형성한다. 구분을 위해 케이싱들(125)에 의해 형성되는 외벽들은 하부 외벽들로 명명되고, 밴드부들(172)에 의해 형성되는 외벽들은 상부 외벽들로 명명될 수 있다.
밴드부들(172) 중 어느 하나는 중심에 배치되고, 나머지들은 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 구분을 위해 중심에 배치되는 것은 제1 밴드부로 명명되고, 제1 밴드부를 기준으로 방사형으로 배치되는 것들은 제2 밴드부들로 명명될 수 있다.
제1 밴드부와 제2 밴드부들을 서로 연결될 수 있다. 제2 밴드부들은 서로 인접한 것끼리 연결되기도 한다. 각 밴드부(172)의 단면은 도면에 도시된 바와 같이 원형을 갖는 것이 바람직하다. 밴드부(172)의 단면이 원형으로 형성되면 인접한 밴드부들(172)끼리 서로 밀착되더라도, 그 사이에 공기와 미세먼지의 유로(191)가 형성될 수 있기 때문이다. 밴드부들(172) 사이에 공기와 미세먼지의 유로(191)가 형성되면, 별도의 유로 구조물이 설치되지 않아도 되는 장점이 있다.
밴드부(172)의 단면이 다각형으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다. 다만 밴드부(172)의 단면이 다각형으로 형성되더라도 공기와 미세먼지의 유로가 형성될 수 있는 다각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
밴드부들(172)은 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수만큼 구비된다. 앞서 설명했던 바와 같이 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합은 케이싱들(125)과 미세먼지 분리 부재(170)에 의해 형성되기 때문에 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 수와 밴드부들(172)의 수는 동일하다.
c. 가이드 베인들(guide vanes)(173)
가이드 베인들(173)은 각 볼텍스 파인더들(171)과 각 밴드부들(172) 사이에 배치되어 각 볼텍스 파인더들(171)과 각 밴드부들(172)에 연결된다. 각 가이드 베인들(173)의 일측은 각 볼텍스 파인더들(171)의 외주면에 연결되고, 타측은 각 밴드부들(172)의 내주면에 연결된다.
각 축류식 사이클론(102a, 102b)마다 가이드 베인(173)은 복수로 구비될 수 있으며, 가이드 베인(173)은 선회 흐름을 일으키도록 나선 방향을 따라 연장된다. 가이드 베인(173)의 일측은 나선 방향을 따라 볼텍스 파인더(171)의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 밴드부(172)의 내주면에 연결될 수 있다. 가이드 베인(173)이 나선 방향으로 연장됨에 따라 각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 유입구(126a)로 유입된 공기와 미세먼지는 선회 흐름을 형성하게 된다. 접선 유입식 사이클론과 달리 축류식 사이클론(102a, 102b)은 가이드 베인(173)에 의해 선회 흐름을 일으키므로, 접선 유입을 위한 유로 구조물을 필요로 하지 않는다.
각 가이드 베인들(173)은 밴드부(172)의 하단으로부터 나선 방향을 따라 밴드부(172)의 상단까지 연장될 수 있다. 하단에서부터 상단까지 연장된다는 것은 가이드 베인들(173)이 밴드부(172)와 동일한 높이를 갖는다는 것을 의미한다. 가이드 베인들(173)이 밴드부(172)와 동일한 높이를 가짐에 따라 다른 부품과의 간섭 가능성과 파손 가능성을 낮출 수 있다.
d. 외곽 밴드부(outer band portion)(174)
외곽 밴드부(174)는 밴드부들(172)을 감싸도록 형성되어 미세먼지 분리 부재(170)의 테두리를 형성한다. 외곽 밴드부(174)는 밴드부들(172)의 외곽에서 밴드부들(172)을 감싼다. 앞서 밴드부들(172)을 제1 밴드부와 제2 밴드부들로 구분한 바 있으며, 이 구분에 따라 외곽 밴드부(174)는 제2 밴드부들을 감싸도록 형성된다. 외곽 밴드부(174)는 제2 밴드부들과 연결될 수 있다.
외곽 밴드부(174)도 밴드부들(172) 및 가이드 베인들(173)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 외곽 밴드부(174)가 밴드부들(172) 및 가이드 베인들(173)과 동일한 높이를 가짐에 따라 다른 부품과의 간섭 가능성과 파손 가능성을 낮출 수 있다.
외곽 밴드부(174)는 내부 케이스(121, 122)의 내측에 안착되도록 이루어진다. 내부 케이스(121, 122)의 제1부재(121)는 케이싱들(125)과 외곽 밴드부(174)를 감싸도록 형성되고, 외곽 밴드부(174)를 지지하도록 내주면을 따라 형성되는 단차부(121g)를 구비한다. 단차부(121g)는 외곽 밴드부(174)에 대응되는 형상을 가지며, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 원형의 외곽 밴드부(174)에 대응되도록 단차부(121g)도 원형으로 형성될 수 있다. 외곽 밴드부(174)는 제1부재(121)의 내측에서 단차부(121g)에 안착될 수 있다.
미세먼지 분리 부재(170)와 내부 케이스(121, 122)는 위치 고정 홈(175)과 위치 고정 돌기(121h)에 의해 결합 위치를 설정하고 임의적인 상대 회전을 방지하도록 이루어진다. 볼텍스 파인더들(171)과 케이싱들(125)은 이격되어 있으므로 임의적인 상대 회전이 발생할 수 있으며, 집진장치(100)의 정상작동을 위해서는 임의적인 상대 회전이 방지되어야 한다.
위치 고정 돌기(121h)는 위치 고정 홈(175)에 삽입 가능하도록 이루어지며, 외곽 밴드부(174)와 내부 케이스(121, 122) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 위치 고정 홈(175)은 위치 고정 돌기(121h)를 수용하도록 이루어지며, 외곽 밴드부(174)와 내부 케이싱(125) 중 다른 하나에 형성될 수 있다. 위치 고정 홈(175) 또는 위치 고정 돌기(121h)가 내부 케이스(121, 122)에 형성된다면, 상기 위치 고정 홈(175) 또는 위치 고정 돌기(121h)는 내부 케이스(121, 122)의 내측면이나 단차부(121g)에 형성될 수 있다. 도 3에서는 위치 고정 돌기(121h)가 내부 케이스(121, 122)의 내측면에 형성된 구성을 보이고 있다. 또한 위치 고정 홈(175)과 위치 고정 돌기(121h)는 복수로 구비될 수 있다.
중공 바디는 내부 케이스(121) 안에 구비된다. 중공 바디의 상단은 내부 케이스(121)의 상단면 아래에 배치되어 외곽 밴드(174)를 지지하는 리세스가 형성된다. 외곽 밴드(174)는 적어도 하나의 위치 고정 홈(175)을 구비할 수 있다. 리세스의 벽은 위치 고정 홈(175)에 삽입 가능한 적어도 하나의 위치 고정 돌기(121h)를 구비할 수 있다.
외곽 밴드부(174)는 케이싱들(125)의 상단에 안착되는 것도 가능하다. 예를 들어 제2 케이싱들(125)의 상단에 제1부재(121)의 내주면을 향해 돌출된 돌출부가 형성되고, 외곽 밴드부(174)가 상기 돌출부에 안착되는 구성을 고려할 수 있다.
외곽 밴드부(174)와 제2 밴드부들(172) 사이에는 공기와 미세먼지의 유로(192)가 형성된다. 외곽 밴드부(174)의 반지름이 제2 밴드부들(172)의 반지름보다 크므로, 외곽 밴드부(174)와 제2 밴드부들(172) 사이에 공기와 미세먼지의 유로(192)가 형성되게 된다. 외곽 밴드부(174)와 제2 밴드부들(172) 사이에 공기와 미세먼지의 유로(192)가 형성되면, 별도의 유로 구조물이 설치되지 않아도 되는 장점이 있다.
외곽 밴드부(174)는 케이싱들(125)과 함께 2차 사이클론부(102)의 외벽을 형성한다. 외곽 밴드부(174)와 케이싱들(125)의 경계를 기준으로 2차 사이클론부(102)의 외벽이 하부와 상부로 구분될 수 있다. 케이싱들(125)은 2차 사이클론부(102)의 하부 외벽을 형성하고, 외곽 밴드부(174)는 2차 사이클론부(102)의 상부 외벽을 형성한다.
축류식 사이클론들(102a, 102b)의 외벽들은 케이싱들(125)과 밴드부들(172)에 의해 형성되고, 2차 사이클론부(102)의 외벽은 케이싱들(125)과 외곽 밴드부(174)에 의해 형성된다. 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 외벽들과 2차 사이클론부(102)의 외벽은 서로 구분된다. 나아가 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)의 경계는 내부 케이스(121, 122)에 의해 형성됨을 앞서 설명한 바 있다.
볼텍스 파인더(171)와 밴드부(172)는 가이드 베인들(173)에 의해 서로 연결되고, 각각의 밴드부들(172)은 서로 연결되어 있으며, 외곽 밴드부(174)는 제2 밴드부들에 연결되어 있으므로, 미세먼지 분리 부재(170)는 하나의 일체형 부재로 이루어질 수 있다.
3) 축류식 사이클론들
미세먼지 분리 부재(170)가 케이싱들(125) 위에 안착되면 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합이 형성되며, 2차 사이클론부(102)는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 집합으로 이루어진다. 볼텍스 파인더들(171)이나 밴드부들(172)과 마찬가지로 축류식 사이클론들(102a, 102b)도 중심의 제1 축류식 사이클론(102a)과, 제1 축류식 사이클론(102a)을 중심으로 방사형으로 배치되는 제2 축류식 사이클론들(102b)로 구분될 수 있다. 제2 축류식 사이클론들(102b)은 제1 축류식 사이클론(102a)을 중심으로 원주를 따라 배치되는 것으로 이해될 수도 있다.
제1 축류식 사이클론(102a)과 제2 축류식 사이클론들(102b)은 서로 인접하게 배치되며, 제1 축류식 사이클론(102a)의 밴드부와 제2 축류식 사이클론들(102b)의 밴드부들은 서로 연결된다. 또한 제2 축류식 사이클론들(102b)의 밴드부들은 순차적으로 서로 연결된다. 제1 축류식 사이클론(102a)의 밴드부와 제2 축류식 사이클론들(102b)의 밴드부들 사이에는 공기와 미세먼지의 유로(191)가 형성되며, 제2 축류식 사이클론들(102b)의 밴드부들(172)과 외곽 밴드부(174) 사이에도 공기와 미세먼지의 유로(192)가 형성된다.
축류식 사이클론들(102a, 102b)은 나란한 방향(도면에서는 상하 방향)을 향하도록 배치되며, 서로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 배치에 따르면, 1차 사이클론부(101)의 내측에 축류식 사이클론들(102a, 102b)이 효율적으로 배치될 수 있다. 특히, 축류식 사이클론들(102a, 102b)은 접선 방향 유입을 위한 별도의 가이드 유로를 필요로 하지 않으므로, 1차 사이클론부(101)의 내부에 보다 많은 축류식 사이클론들(102a, 102b)이 배치될 수 있다. 따라서, 축류식 사이클론들(102a, 102b)이 1차 사이클론부(101)의 내측에 수용되더라도, 본 발명에 의하면 기존 대비 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 개수가 줄어들지 않아 청소 성능의 저하가 방지될 수 있다.
또한 가이드 유로에 의해 일측으로 치우쳐 고속 회전 유동이 발생하던 접선 유입식 사이클론과 달리, 축류식 사이클론들(102a, 102b)에서는 유입구(126a)의 전영역에 걸쳐 상대적으로 균일한 회전 유동이 발생하게 된다. 축류식 사이클론들(102a, 102b)에서는 국부적인 고속 유동이 발생하지 않으므로, 이로 인한 유동 손실이 줄어들 수 있다.
1차 사이클론부(101)의 상측에 2차 사이클론부(102)가 배치되는 구성과 달리, 본 발명의 2차 사이클론부(102)는 1차 사이클론의 내측에 수용되므로, 집진장치(100)의 전체적인 높이가 상대적으로 낮아질 수 있다.
(4) 제2집진부(104)
제2집진부(104)는 2차 사이클론부(102)에 의해 공기로부터 분리된 먼지를 집진하도록 형성된다. 제1집진부(103)는 집진부 바운더리(122b)와 하부 커버(130)에 의해 정의되는 공간을 가리킨다.
내부 케이스(121, 122)는 제1부재(121)와 제2부재(122)로 이루어질 수 있으며, 제2부재(122)의 집진부 바운더리(122b)는 속이 빈 원통으로 형성되어 하부 커버(130)에 밀착된다. 다만 집진부 바운더리(122b)는 원통 외에 속이 빈 다각 기둥으로 형성될 수도 있다. 제2부재(122)는 수용부(122a)를 포함하며, 수용부(122a)는 집진장치(100)가 청소기 본체(11)에 결합되었을 때 경사를 형성할 수 있다. 미세먼지 배출구(126b)로부터 배출된 미세먼지는 경사에 의해 미끄러져 제2집진부(104)로 집진될 수 있다.
집진부 바운더리(122b)는 제1집진부(103)와 제2집진부(104)의 경계를 형성한다. 이에 따라 제1집진부(103)에 집진된 먼지와 제2집진부(104)에 집진된 미세먼지의 혼합이 방지될 수 있다. 제2집진부(104)는 제1집진부(103)의 내측에 형성되고, 제1집진부(103)는 제2집진부(104)에 해당하는 영역을 제외한 나머지 영역에 해당한다.
집진부 바운더리(122b)는 제2집진부(104)의 측벽을 형성하고, 하부 커버(130)는 제2집진부(104)의 바닥을 형성한다. 제2부재(122)의 수용부(122a)와 집진부의 경계에는 구멍(122c)이 형성되며, 이 구멍(122c)은 제2집진부(104)의 미세먼지 유입구에 해당한다.
집진부 바운더리(122b)의 내경은 아래로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 이 구조에 따르면 미세먼지의 낙하를 유도할 수 있으므로 효율적인 집진이 가능하다.
기타 집진부 바운더리(122b) 및 하부 커버(130)의 구조는 앞서 설명한 것으로 갈음한다. 제2집진부(104)는 제1집진부(103)와 마찬가지로 집진장치(100)의 하부를 향하여 개방되도록 형성되며, 하부 커버(130)의 회전에 의해 제1집진부(103)와 제2집진부(104)가 동시에 개방되는 구성도 앞서 설명한 것으로 갈음한다.
(5) 집진장치(100)의 유로
집진장치(100)의 유로는 공기의 흐름에 따라 설명될 수 있다.
외부 케이스(110)에는 집진장치(100)의 입구(111)가 형성되며, 공기는 입구측 청소기 내부 유로(14)로부터 입구(111)를 통해 집진장치(100)의 내부로 유입된다.
1차 사이클론부(101)의 유로는 외부 케이스(110)의 내주면과 내부 케이스(121, 122)의 외주면 사이에 형성된다. 1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 먼지가 분리되면, 공기와 미세먼지는 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102) 사이의 유로로 유입된다. 제1집진부(103)는 1차 사이클론부(101)와 연통되어 있다.
1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102) 사이의 유로는 케이싱들(125)의 외주면과 내부 케이스(121, 122)의 내주면 사이에 형성된다. 공기와 미세먼지는 메쉬 필터(127)를 통과한 후 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102) 사이의 유로를 통해 2차 사이클론부(102)로 유입된다.
2차 사이클론부(102)의 유입구(126a)는 각 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 볼텍스 파인더(171)와 밴드부(172) 사이에 형성된다. 축류식 사이클론들(102a, 102b)은 각각 공기를 배출시키는 볼텍스 파인더(171)와 미세먼지를 배출시키는 미세먼지 배출구(126b)를 구비한다. 제2집진부(104)는 미세먼지 배출구(126b)와 연통되어 있다.
2차 사이클론부(102)의 상부에는 커버 부재(150)가 배치된다. 커버 부재(150)의 외곽 커버(151)는 내부 케이스(121, 122)의 상부 경계부(121b)에 대응되는 형상을 가지며, 상부 경계부(121b)를 덮도록 배치된다. 상부 경계부(121b)의 돌기(121c)가 외곽 커버(151)의 홈(152)에 삽입됨에 따라 커버 부재(150)가 상부 경계부(121b)에 안착될 수 있다. 돌기(121c)와 홈(152)은 제1부재(121)와 커버 부재(150)의 위치를 설정하는 역할을 하며, 돌기(121c)와 홈(152)에 의해 설정되는 위치에서 커버 부재(150)의 연통홀들(155)은 볼텍스 파인더들(171)을 마주보도록 배치된다. 돌기(121c)와 홈(152)의 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
연통홀들(155)은 커버 부재(150)의 내측 커버(154)에 형성되며, 경사부(153)는 경사지게 형성되어 외곽 커버(151)와 내측 커버(154)를 연결한다. 경사부(153)에 의해 내측 커버(154)가 밴드부들(172)로부터 이격될 수 있으며, 이에 따라 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 유입구(126a)가 충분히 확보될 수 있다.
커버 부재(150)와 상부 덮개 사이에는 2차 사이클론부(102)와 출구(141) 사이의 유로(193)가 형성되며, 2차 사이클론부(102)로부터 배출된 공기는 이 유로(193)를 따라 출구(141)로 배출된다.
3. 집진장치(100) 및 진공 청소기(10)의 작동
진공 청소기(10)의 흡입 모터에서 발생하는 흡입력에 의해 공기와 이물질은 흡입부(13, 23 도 1a 내지 도 1b 참조)를 통하여 집진장치(100)의 입구(111)로 유입된다. 집진장치(100)의 입구(111)로 유입된 공기는 유로를 따라 유동하면서 1차 사이클론부(101)와 2차 사이클론부(102)에서 순차적으로 여과되고 출구(141)를 통해 빠져나간다. 공기로부터 분리된 먼지와 미세먼지는 집진장치(100)에 집진된다.
1차 사이클론부(101)에 의해 공기로부터 먼지가 분리되는 과정부터 구체적으로 살펴보면, 공기와 이물질은 집진장치(100)의 입구(111)를 통해 외부 케이스(110)와 내부 케이스(121, 122) 사이의 환형 공간으로 유입되어, 상기 환형 공간을 선회 운동하게 된다.
이 과정에서, 상대적으로 무거운 먼지는 원심력에 의해 외부 케이스(110)와 내부 케이스(121, 122) 사이의 공간에서 나선형으로 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여, 제1집진부(103)에 집진된다. 가압유닛(160)은 지속적으로 작동하며 제1집진부(103)에 집진된 먼지를 압축한다.
한편, 공기와 미세먼지는 먼지보다 가볍기 때문에 흡입력에 의해 메쉬 필터(127)를 통과하여 내부 케이스(121, 122)의 내측으로 유입된다. 공기와 미세먼지는 제1 유로(191)와 제2 유로(192)를 통과하여 2차 사이클론부(102)의 축류식 사이클론들(102a, 102b)에 유입된다.
가이드 베인들(173)을 따라서 먼지와 미세먼지는 축류식 사이클론들(102a, 102b)의 내측에서 선회 운동을 하게 된다. 공기보다 무거운 미세먼지는 각각의 볼텍스 파인더(171)와 밴드부(172) 사이에서 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여 미세먼지 배출구(126b)로 배출되고, 제2집진부(104)에 집진된다. 미세먼지보다 가벼운 공기는 볼텍스 파인더(171)의 내측을 통해 커버 부재(150)와 상부 커버(140) 사이의 유로(193)로 배출되고, 출구(141)를 통해 집진장치(100)를 빠져나간다.
Ⅱ. 제2실시예
제2실시예는 제1실시예와 비교하여 보조 부재(280)(auxiliary member)를 추가 구비한다는 점에서만 차이가 있으며 나머지 구성은 같다. 따라서 이하에서는 보조 부재(280)를 중심으로 제1실시예와 차이가 나는 구성에 대하여만 설명하고, 나머지 구성에 대한 설명은 제1실시예의 설명으로 갈음한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 집진장치(200)의 분해 사시도다. 도 7은 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 사시도다.
2차 사이클론부(202)는 보조 부재(280)를 포함하고, 축류식 사이클론들의 집합은 케이싱들(225), 미세먼지 분리 부재(270) 및 상기 미세먼지 분리 부재(270) 위에 안착되는 보조 부재(280)에 의해 형성된다.
미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 두께는 집진장치(200)의 분리 성능과 효율에 영향을 미친다. 보조 부재(280)는 미세먼지 분리 부재(270)를 보조하는 기능을 하며, 보조 부재(280)가 과도하게 두껍게 형성되면 압력 손실에 따른 효율 저하가 유발된다. 따라서 보조 부재(280)는 미세먼지 분리 부재(270)보다 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 반해 미세먼지 분리 부재(270)는 공기로부터 미세먼지를 분리하는 주기능을 하며 고 분리 성능을 위해 보조 부재(280)보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
1. 보조 부재(280)
보조 부재(280)는 커버부들(cover portions)(281), 보조 밴드부들(282), 보조 가이드 베인들(283) 및 보조 외곽 밴드부(284)를 포함한다. 보조 부재(280)는 하나의 일체형 부재이므로, 상기 커버부들(281), 보조 밴드부들(282), 보조 가이드 베인들(283) 및 보조 외곽 밴드부(284)는 보조 부재(280)의 각 부분을 의미한다. 다만 설계에 따라 보조 부재(280)는 보조 외곽 밴드부(284)를 구비하지 않을 수도 있다.
(1) 커버부들(281)(cover portions)
커버부들(281)은 볼텍스 파인더들(271)의 수만큼 구비될 수 있으며, 각 커버부(281)는 미세먼지 분리 부재(270)의 볼텍스 파인더(271)를 감싸도록 형성된다. 커버부(281)는 볼텍스 파인더(271)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있다.
미세먼지 분리 부재(270)는 볼텍스 파인더들(271)의 외주면을 따라 돌출 형성되는 지지부들(276)을 구비할 수 있으며, 지지부들(276)은 볼텍스 파인더들(271)의 외주면을 따라 단차를 형성한다. 커버부(281)는 지지부(276)에 안착되도록 지지부(276)에 대응되는 형상을 갖는다. 예를 들어 지지부(276)가 볼텍스 파인더(271)의 외주면을 따라 원형으로 형성되면, 커버부(281)도 원형으로 형성될 수 있다.
커버부(281)는 이론적으로 지지부(276)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 그리고 볼텍스 파인더(271)의 외경과 커버부(281)의 내경은 동일할 수 있다. 이에 따라 커버부(281)는 볼텍스 파인더(271)의 외주면을 감싸면서 볼텍스 파인더(271)에 결합될 수 있고, 또한 지지부(276)에 안착될 수 있다.
각각의 커버부들(281)이 각가의 볼텍스 파인더들(271)을 감싸는 구조에 의해 보조 부재(280)의 위치는 고정된다. 따라서 보조 부재(280)와 미세먼지 분리 부재(270)는 별도의 위치 고정을 위한 구성을 필요로 하지 않으며, 위치 고정을 위한 구성을 갖지 않더라도 상대 회전하지 않는다. 이러한 점에서 보조 부재(280)와 미세먼지 분리 부재(270)에 차이가 있다.
커버부(281)의 상부는 미세먼지 분리 부재(270)의 볼텍스 파인더(271)와 마찬가지로 보조 밴드부(282)나 보조 외곽 밴드부(284)에 비해 높은 높이를 가질 수 있다. 그러나 커버부(281)의 하부는 볼텍스 파인더(271)와 달리 보조 밴드부(282)나 보조 외곽 밴드부(284)와 동일한 높이를 가질 수 있다. 도 7에서 커버부들(281)의 상단은 보조 부재(280)의 위로 튀어나와 있으나, 하단은 그렇지 않음을 알 수 있다. 이에 띠라 커버부들(281)은 일정한 내경을 가질 수 있다.
커버부들(281) 중 어느 하나는 중심에 배치되고, 나머지들은 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 구분을 위해 중심에 배치되는 것은 제1 커버부로 명명되고, 제1 커버부를 기준으로 방사형으로 배치되는 것들은 제2 커버부들로 명명될 수 있다.
(2) 보조 밴드부들(auxiliary band portions)(282)
보조 밴드부들(282)은 각 커버부들(281)로부터 이격된 위치에서 각 커버부들(281)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 보조 밴드부들(282)과 커버부들(281)이 서로 이격됨에 따라 그 사이에 축류식 사이클론들(미도시)의 유입구(226a)가 형성된다. 공기와 미세먼지는 축 방향을 따라 축류식 사이클론들의 유입구(226a)로 유입된다.
보조 밴드부들(282)은 필요에 따라 다른 명칭으로 명명될 수 있다. 예를 들어 보조 고리부, 보조 링부, 보조 테두리부, 보조 둘레부, 보조 써클부(auxiliary circle portion), 보조 지지부, 보조 연결부, 보조 외곽부, 보조 사이클론 경계부, 보조 외벽부 등의 명칭이 고려될 수 있으며, 그 외에 다른 명칭도 가능하다.
보조 밴드부들(282)은 밴드부들(272)에 안착되며, 케이싱들(225) 및 밴드부들(272)과 함께 각 축류식 사이클론들(120a, 102b)의 외벽을 형성하도록 밴드부들(272)에 대응되는 형상을 갖는다. 도 7을 참조하면 밴드부들(272)은 원형으로 형성되고, 보조 밴드부들(282)도 원형으로 형성되는 것을 알 수 있다. 다만 밴드부들(272)과 보조 밴드부들(282)이 다각형으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
보조 부재(280)가 미세먼지 분리 부재(270) 위에 안착되고, 미세먼지 분리 부재(270)가 케이싱들(225)의 상부에 안착되면, 각 케이싱들(225)과 각 밴드부들(272)은 서로 형합되어 각 축류식 사이클론들의 외벽들을 형성한다. 구분을 위해 케이싱들(225)에 의해 형성되는 외벽들은 하부 외벽들로 명명되고, 밴드부들(272)에 의해 형성되는 외벽들은 중간 외벽들로 명명되며, 보조 밴드부들(282)에 의해 형성되는 외벽들은 상부 외벽들로 명명될 수 있다.
보조 밴드부들(282) 중 어느 하나는 중심에 배치되고, 나머지들은 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 구분을 위해 중심에 배치되는 것은 제1 보조 밴드부로 명명되고, 제1 보조 밴드부를 기준으로 방사형으로 배치되는 것들은 제2 보조 밴드부들로 명명될 수 있다.
제1 보조 밴드부와 제2 보조 밴드부들을 서로 연결될 수 있다. 제2 보조 밴드부들은 서로 인접한 것끼리 연결되기도 한다. 각 보조 밴드부들(282)의 단면은 도면에 도시된 바와 같이 원형을 갖는 것이 바람직하다. 각 보조 밴드부들(282)의 단면이 원형으로 형성되면 인접한 보조 밴드부들(282)끼리 서로 밀착되더라도, 그 사이에 공기와 미세먼지의 유로(291a)가 형성될 수 있기 때문이다. 보조 밴드부들(282) 사이에 공기와 미세먼지의 유로(291a)가 형성되면, 별도의 유로 구조물이 설치되지 않아도 되는 장점이 있다.
보조 밴드부들(282)의 단면이 다각형으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다. 다만 보조 밴드부들(282)의 단면이 다각형으로 형성되더라도 공기와 미세먼지의 유로(291a)가 형성될 수 있는 다각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
보조 밴드부들(282)은 축류식 사이클론들의 수만큼 구비된다. 앞서 설명했던 바와 같이 축류식 사이클론들의 집합은 케이싱들(225)과 미세먼지 분리 부재(270) 및 보조 부재(280)에 의해 형성되기 때문에 축류식 사이클론들의 수와 보조 밴드부들(282)의 수는 동일하다.
(3) 보조 가이드 베인들(auxiliary guide vanes)(283)
보조 가이드 베인들(283)은 커버부(281)와 보조 밴드부(282) 사이에 배치되어 커버부(281)와 보조 밴드부(282)에 연결된다. 보조 가이드 베인들(283)의 일측은 각 커버부들(281)의 외주면에 연결되고, 타측은 각 보조 밴드부들(282)의 내주면에 연결된다.
각 축류식 사이클론마다 보조 가이드 베인(283)은 복수로 구비될 수 있으며, 각 보조 가이드 베인들(283)은 선회 흐름을 일으키도록 나선 방향을 따라 연장된다. 보조 가이드 베인들(283)의 일측은 나선 방향을 따라 상기 커버부(281)의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 상기 보조 밴드부(282)의 내주면에 연결될 수 있다.
보조 가이드 베인들(283)은 보조 밴드부들(282)의 하단으로부터 나선 방향을 따라 보조 밴드부들(282)의 상단까지 연장될 수 있다. 하단에서부터 상단까지 연장된다는 것은 보조 가이드 베인들(283)이 보조 밴드부들(282)과 동일한 높이를 갖는다는 것을 의미한다. 보조 가이드 베인들(283)이 보조 밴드부들(282)과 동일한 높이를 가짐에 따라 다른 부품과의 간섭 가능성과 파손 가능성을 낮출 수 있다.
(4) 보조 외곽 밴드부(auxiliary outer band portion)(284)
보조 외곽 밴드부(284)는 보조 밴드부들(282)을 감싸도록 형성되어 보조 부재(280)의 테두리를 형성한다. 보조 외곽 밴드부(284)는 보조 밴드부들(282)의 외곽에서 보조 밴드부들(282)을 감싼다. 앞서 보조 밴드부들(282)을 제1 보조 밴드부와 제2 보조 밴드부들로 구분한 바 있으며, 이 구분에 따라 보조 외곽 밴드부(284)는 제2 보조 밴드부들을 감싸도록 형성된다. 보조 외곽 밴드부(284)는 제2 보조 밴드부들과 연결될 수 있다.
보조 외곽 밴드부(284)도 보조 밴드부들(282) 및 보조 가이드 베인들(283)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 보조 외곽 밴드부(284)가 보조 밴드부들(282) 및 보조 가이드 베인들(283)과 동일한 높이를 가짐에 따라 다른 부품과의 간섭 가능성과 파손 가능성을 낮출 수 있다.
보조 외곽 밴드부(284)는 미세먼지 분리 부재(270)의 외곽 밴드부(274)에 안착되도록 이루어진다. 보조 외곽 밴드부(284)는 실질적으로 외곽 밴드부(274)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 보조 외곽 밴드부(284)는 원형의 외곽 밴드부(274)에 대응되도록 원형의 형상을 가질 수 있다.
보조 외곽 밴드부(284)와 제2 보조 밴드부들 사이에는 공기와 미세먼지의 유로(292b)가 형성된다. 보조 외곽 밴드부(284)의 반지름이 제2 보조 밴드부들(282)의 반지름보다 크므로, 보조 외곽 밴드부(284)와 제2 보조 밴드부들(282) 사이에 공기와 미세먼지(292b)의 유로가 형성되게 된다. 보조 외곽 밴드부(284)와 제2 보조 밴드부들(282) 사이에 공기와 미세먼지의 유로가 형성되면, 별도의 유로 구조물이 설치되지 않아도 되는 장점이 있다.
보조 외곽 밴드부(284)는 외곽 밴드부(274) 및 케이싱들(225)과 함께 2차 사이클론부(202)의 외벽을 형성한다. 외곽 밴드부(274)를 기준으로 2차 사이클론부(202)의 외벽이 하부, 중간 및 상부로 구분될 수 있다. 케이싱들(225)은 2차 사이클론부(202)의 하부 외벽을 형성하고, 외곽 밴드부(274)는 2차 사이클론부(202)의 중간 외벽을 형성하며, 보조 외곽 밴드부(284)는 2차 사이클론부(202)의 상부 외벽을 형성한다.
축류식 사이클론들의 외벽들은 케이싱들(225), 밴드부들(272) 및 보조 밴드부들(282)에 의해 형성되고, 2차 사이클론부(202)의 외벽은 케이싱들(225), 외곽 밴드부(274) 및 보조 외곽 밴드부(284)에 의해 형성된다. 축류식 사이클론들의 외벽들과 2차 사이클론부(202)의 외벽은 서로 구분된다. 나아가 1차 사이클론부와 2차 사이클론부의 경계는 내부 케이스(221, 222)에 의해 형성됨을 앞서 설명한 바 있다.
커버부들(281)과 보조 밴드부들(282)은 보조 가이드 베인들(283)에 의해 서로 연결되고, 각각의 보조 밴드부들(282)은 서로 연결되어 있으며, 보조 외곽 밴드부(284)는 제2 보조 밴드부들(282)에 연결되어 있으므로, 보조 부재(280)는 하나의 일체형 부재로 이루어질 수 있다.
(2) 축류식 사이클론들
보조 부재(280)가 미세먼지 분리 부재(270) 위에 안착되고 미세먼지 분리 부재(270)가 케이싱들(225) 위에 안착되면, 축류식 사이클론들의 집합이 형성되며 2차 사이클론부는 축류식 사이클론들의 집합으로 이루어진다. 커버부들(281)이나 보조 밴드부들(282)과 마찬가지로 축류식 사이클론들도 중심의 제1 축류식 사이클론과, 제1 축류식 사이클론을 중심으로 방사형으로 배치되는 제2 축류식 사이클론들로 구분될 수 있다. 제2 축류식 사이클론들은 제1 축류식 사이클론을 중심으로 원주를 따라 배치되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 결합 상태를 부분적으로 도시한 개념도다. 도 9는 도 6에 도시된 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 평면도다.
보조 부재(280)가 미세먼지 분리 부재(270) 위에 안착됨에 따라 보조 가이드 베인(283)은 가이드 베인(273)과 접촉되어 연속적으로 나선 방향을 따라 연장된다. 특히 각각의 보조 가이드 베인(283)은 각각의 가이드 베인(273)과 면접촉(273', 283') 되도록 형성될 수 있다. 평면으로 면접촉(273', 283') 되는 두 면은 서로 동일한 면적을 가질 수 있다.
어느 하나의 가이드 베인(273)과 어느 하나의 보조 가이드 베인(283)을 기준으로 설명하면, 가이드 베인(273)과 보조 가이드 베인(283)은 서로 다른 부재에 구비되지만, 서로 면접촉(273', 283') 됨에 따라 마치 하나의 베인처럼 나선 방향을 따라 연속적으로 연장된다.
보다 구체적으로 도 8을 참조하면, 미세먼지 분리 부재(270)는 제1 가이드 베인(273a)과 제2 가이드 베인(273b)을 포함하고, 제1 가이드 베인(273a)과 제2 가이드 베인(273b)은 서로 인접하게 배치된다. 마찬가지로 보조 부재(280)는 제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 보조 가이드 베인(283b)을 포함하고, 제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 보조 가이드 베인(283b)은 서로 인접하게 배치된다.
보조 부재(280)가 미세먼지 분리 부재(270) 위에 안착되면, 제1 가이드 베인(273a)과 제1 보조 가이드 베인(283a)은 서로 면접촉되어 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되고, 제1 가이드 베인(273a)과 제1 보조 가이드 베인(283a)은 마치 하나의 베인처럼 나선 방향을 따라 연장된다.
제2 가이드 베인(273b)과 제2 보조 가이드 베인(283b)도 서로 면접촉되어 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되며, 제2 가이드 베인(273b)과 제2 보조 가이드 베인(283b)은 마치 하나의 베인처럼 나선 방향을 따라 연장된다.
이와 같은 구성에 의하면 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 결합 방향을 따라 베인과 베인끼리 서로 오버랩 될 수 있다. 구체적으로 제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 가이드 베인(273b)이 서로 오버랩 된다. 제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 가이드 베인(273b)이 서로 오버랩 되는 것은 도 8 및 도 9에서 알 수 있다.
상부 금형과 하부 금형에서 사출에 의해 제조되는 미세먼지 분리 부재(270)는 사출 후 상부 금형과 하부 금형으로부터 분리되어야 하므로 볼텍스 파인더(271)의 축 방향을 따라 가이드 베인들(273)끼리 서로 오버랩될 수 없다. 이는 보조 부재(280)도 마찬가지다.
그러나 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)가 서로 결합되면 제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 가이드 베인(273b)이 서로 오버랩 될 수 있다. 이는 마치 하나의 베인이 다른 베인과 볼텍스 파인더(271)의 축 방향 또는 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 결합 방향을 따라 서로 오버랩 되는 구조를 형성하는 것과 같다.
제1 보조 가이드 베인(283a)과 제2 가이드 베인(273b)이 미세먼지 분리 부재(270)와 보조 부재(280)의 결합 방향을 따라 서로 오버랩되면 고속의 선회 흐름 형성을 형성할 수 있게 되며, 이를 통해 집진장치(200)의 고 분리 성능을 구현할 수 있다.
집진장치(200)의 효율과 분리 성능은 반비례 관계에 있는데, 축방향 사이클론들의 집합을 케이싱들(225)과 미세먼지 분리 부재(270)로 구성하는 제1실시예의 구조를 이용하면 저속의 선회 흐름을 통해 고 효율의 집진장치(200)를 구현할 수 있다. 반대로 축방향 사이클론들의 집합을 케이싱들(225), 미세먼지 분리 부재(270) 및 보조 부재(280)로 구성하는 제2실시예의 구조를 이용하면 다소 효율은 감소하더라도 고속의 선회 흐름을 통해 고 분리 성능의 집진장치(200)를 구현할 수 있다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하였으므로, 도 6 내지 도 9에서 설명되지 않은 구성요소의 도면부호는 도 1a 내지 도 5의 설명을 참조한다.
도면부호 203은 제1집진부, 204는 제2집진부를 가리킨다.
도면부호 210은 외부 케이스, 211은 입구, 212는 구획부, 213은 개구부, 214는 내부벽, 216은 홈을 가리킨다.
도면부호 221은 제1부재, 211a는 측면 경계부, 211b는 상부 경계부, 221c은 돌기, 221d는 스커트부, 221e는 플레이트부, 221f는 연결부, 221g는 단차부, 221h는 위치 고정 돌기를 가리킨다.
도면부호 222는 제2부재, 222a는 수용부, 222b는 집진부 바운더리, 222c는 구멍을 가리킨다.
도면부호 223은 개구부, 225'는 중공부, 226b는 미세먼지 배출구, 227은 메쉬 필터를 가리킨다.
도면부호 230은 하부 커버, 231은 힌지, 232는 후크 결합부, 233은 실링부재를 가리킨다.
도면부호 240은 상부 커버, 241은 출구, 242는 손잡이를 가리킨다.
도면부호 250은 커버 부재, 251은 외곽 커버, 252는 홈, 253은 경사부, 254는 내측 커버, 255는 연통홀을 가리킨다.
도면부호 260은 가압유닛, 261은 회전축, 262는 가압부재, 263은 고정부, 264는 제1 종동기어, 265는 동력 전달 회전축, 266은 제2 종동기어를 가리킨다.
도면부호 271'은 중공부, 271"은 볼텍스 파인더의 입구를 가리킨다.
도면부호 291과 292는 공기와 미세먼지의 유로를 가리킨다.
이상에서 설명된 집진장치 및 이를 구비하는 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.
본 발명은 집진장치 및 이를 이용한 진공 청소기에 관련된 산업 분야에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 외부 케이스와 내부 케이스에 의해 상기 외부 케이스의 내측에 형성되고, 상기 외부 케이스는 일측에 제1 공기 입구를 갖고, 그리고 상기 내부 케이스는 하단보다 상단에 큰 폭을 가지며, 상기 제1 공기 입구를 통해 유입된 공기에서 제1 이물질을 분리하도록 형성되는 1차 사이클론; 및
    상기 1차 사이클론을 통과한 공기로부터 상기 제1 이물질보다 작은 크기의 제2 이물질을 분리하도록 복수의 중공 바디들에 의해 형성되고, 각각의 중공 바디들은 하단보다 상단에 큰 폭을 가지며, 중공 바디의 상측에서 중공 바디들의 축방향으로 사이클론의 공기 유동(cyclonic airflow)이 공급되는 2차 사이클론을 포함하고,
    상기 사이클론의 공기 유동을 일으켜 상기 중공 바디들의 상측으로부터 유입시키도록 상기 중공 바디들의 상측에 구비되는 복수의 가이드 베인들; 및
    적어도 하나의 가이드 베인이 인접한 볼텍스 파인더들 사이에 구비되도록 각 중공 바디들의 내측으로부터 돌출되고, 가이드 베인들과 연결되는 볼텍스 파인더를 포함하는 집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공 바디들은 역방향 원뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집진장치는,
    각각 해당 볼텍스 파인더와 가이드 베인을 감싸고, 인접한 이너 밴드들과 서로 연결되는 복수의 이너 밴드들; 및
    상기 복수의 이너 밴드들을 감싸고 외곽 밴드에 인접한 이너 밴드들과 접촉하는 외곽 밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 상기 가이드 베인의 일측은 나선 방향을 따라 해당 볼텍스 파인더의 외주면에 연결되고, 그것의 타측은 나선 방향을 따라 해당 이너 밴드의 내주면에 연결되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 베인들은 상기 이너 밴드들과 동일한 높이를 형성하도록 상기 이너 밴드의 하단으로부터 나선 방향을 따라 상기 이너 밴드의 상단까지 연장되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외곽 밴드는 상기 이너 밴드와 동일한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 중공 바디들은,
    2차 사이클론의 중심에 배치되는 제1 축류식 사이클론; 및
    상기 제1 축류식 사이클론을 중심으로 방사형으로 배치되는 제2 축류식 사이클론들을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  8. 제3항에 있어서,
    1차 사이클론을 통과하여 2차 사이클론으로 공급되는 공기를 위한 공기 입구가 인접한 이너 밴드들 사이, 그리고 외곽 밴드와 인접한 이너 밴드들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외곽 밴드는 상기 내부 케이스와 함께 상기 2차 사이클론의 외벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 중공 바디들은 상기 내부 케이스 안에 구비되고, 상기 중공 바디들의 상단은 상기 내부 케이스의 상단면 아래에 배치되어 상기 외곽 밴드를 지지하는 리세스가 형성되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외곽 밴드는 적어도 하나의 위치 고정 홈을 구비하고, 상기 리세스의 벽은 상기 위치 고정 홈에 삽입 가능한 적어도 하나의 위치 고정 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 내부 케이스는,
    원형 밴드와 상기 원형 밴드의 상단의 가장자리에 구비되는 플랜지를 구비하는 테(rim);
    스커트;
    상기 원형 밴드와 상기 스커트에 결합하는 복수의 리브; 및
    상기 스커트의 내측에 구비되고, 상기 중공 바디들의 하단부를 수용하도록 복수의 관통홀을 포함하며,
    상기 스커트의 폭은 상기 테보다 작은 것을 특징으로 하는 집진장치.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 집진장치는 보조 부재를 더 포함하고,
    상기 보조 부재는,
    각 볼텍스 파인더의 외주면을 감싸도록 형성되는 슬리브;
    각 슬리브의 외주면 주위에 구비되고 상기 슬리브로부터 이격되도록 위치되며, 상기 이너 밴드들에 대응되는 형상을 갖고 상기 이너 밴드들에 마운트되는 보조 이너 밴드들; 및
    각각 일측은 나선 방향을 따라 해당 슬리브의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 해당 보조 이너 밴드의 내주면에 연결되는 보조 가이드 베인들; 및
    보조 외곽 밴드의 내주면에 위치하는 해당 보조 이너 밴드들에 접촉하는 보조 외곽 밴드를 포함을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  14. 제13항에 있어서,
    각각의 상기 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 접촉되도록 나선 방향을 따라 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  15. 제13항에 있어서,
    각각의 상기 보조 가이드 베인들은 각각의 상기 가이드 베인들과 접촉 되도록 형성되고, 해당 가이드 베인과 보조 가이드 베인 간의 접촉면은 평면인 것을 특징으로 하는 집진장치.
  16. 케이스;
    상기 케이스로 유입된 공기로부터 이물질을 분리하도록 상기 케이스 내에 구비되고, 복수의 역방향 중공 원뿔을 가지며, 각각의 역방향 중공 원뿔은 개방된 상단과 개방된 하단을 갖고, 상기 개방된 상단은 상기 개방된 하단보다 큰 폭을 가지며, 사이클론의 공기 유동(cyclonic airflow)이 상기 역방향 중공 원뿔의 상단으로부터 상기 역방향 중공 원뿔의 축방향으로 공급되는 사이클론;
    상기 사이클론의 공기 유동을 일으켜 상기 역방향 중공 원뿔들의 상측으로부터 유입시키도록 상기 역방향 중공 원뿔들의 상측에 구비되는 복수의 가이드 베인들; 및
    적어도 하나의 가이드 베인이 인접한 볼텍스 파인더들 사이에 구비되도록 각 역방향 중공 원뿔의 내측으로부터 돌출되고, 가이드 베인들과 연결되는 볼텍스 파인더를 포함하는 집진장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 집진장치는,
    각각 해당 볼텍스 파인더와 가이드 베인을 감싸고, 인접한 이너 밴드들과 서로 연결되는 복수의 이너 밴드들; 및
    상기 복수의 이너 밴드들을 감싸고 외곽 밴드에 인접한 이너 밴드들과 접촉하는 외곽 밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  18. 제16항에 있어서,
    각 볼텍스 파인더의 외주면을 감싸도록 형성되는 슬리브;
    각 슬리브의 외주면 주위에 구비되고 상기 슬리브로부터 이격되도록 위치되며, 상기 이너 밴드들에 대응되는 형상을 갖고 상기 이너 밴드들에 마운트되는 보조 이너 밴드들;
    각각 일측은 나선 방향을 따라 해당 슬리브의 외주면에 연결되고, 타측은 나선 방향을 따라 해당 보조 이너 밴드의 내주면에 연결되는 보조 가이드 베인들; 및
    보조 외곽 밴드의 내주면에 위치하는 해당 보조 이너 밴드들에 접촉하는 보조 외곽 밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  19. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 역방향 중공 원뿔은 상기 케이스의 중심에 마련되고, 나머지 역방향 중공 원뿔은상기 적어도 하나의 역방향 중공 원뿔의 주위에 마련되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 보조 외곽 밴드는 상기 외곽 밴드에 마운트 되도록 상기 외곽 밴드에 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 집진장치.
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