KR20020034299A - 진공청소기의 사이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소기본체의 흡입연장관에 설치되어 흡입되는 공기에 포함된 오물질을 원심분리에 의해 분리하여 수거하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 있어서, 흡입연장관의 공기출구에 연결되는 제 1 공기유입구와, 제 1 공기유입구로 유입된 공기로부터 비교적 입자가 작은 미세먼지를 원심분리에 의해 수거하는 원심분리실과, 원심분리실을 통과한 공기로부터 상대적으로 입자가 큰 오물을 분리하여 수거하는 오물수거실을 가지는 사이클론 조립체와 오물수거실에 연통되도록 사이클론 조립체에 결합되며, 흡입연장관의 공기입구에 결합되어 오물수거실에서 배출되는 깨끗한 공기를 공기입구로 배출시키기 위한 사이클론 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

Description

진공청소기의 사이클론 집진장치{A cyclone dust-collecting apparatus of vacuum cleaner}

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 오물을 원심분리하여 수거하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 사이클론 집진장치가 장착된 진공청소기는, 도 1을 참조하면, 청소기본체(10)와, 오물을 흡입하는 흡입브러쉬(13)와, 흡입브러쉬(13)를 청소기본체(10)에 연결해주는 흡입연장관(17)과, 집진호스(14)로 이루어져 있다. 그리고 상기 흡입연장관에는 사이클론집진장치(15)가 장착되어 있다. 그리고 상기 사이클론 집진장치(15)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기유입구(15a) 및 공기배출구(15b)를 포함하고, 내부에 미세먼지 통과공이 형성된 그릴(15c)이 설치된 사이클론 커버(19b)와, 사이클론 집진통(19a)을 포함한다.

상기와 같이 구성된 진공청소기는, 손잡이(16)에 구비된 스위치부의 조작에 의해 흡입모터(11)로 전원이 인가되어, 흡입모터(11)가 구동함으로써 흡입력이 발생된다. 흡입력이 발생됨에 따라 흡입브러쉬(13)는 하면에 형성된 흡입구(미도시)를 통해 오물이 포함된 공기를 흡입하게 되고, 흡입된 공기는 사이클론 집진장치(15)를 통해 원심분리되어 1차로 오물이 걸러지고, 미세한 먼지와 같이 사이클론 집진장치(15)에서 걸러지지 못한 오물은 청소기(10) 내부에 마련된 집진실(10a)의 집진봉지(12)에 모이게 된다.

그런데, 이러한 구성을 가지는 진공청소기에서는, 크기가 큰 오물들은 사이클론 집진장치(15)에 축적되지만, 미세먼지는 진공청소기 본체(10)에 있는 집진봉지(12)에 축적되게 된다.

따라서, 청소기본체(10)내의 집진봉지(12)는 정기적으로 청소를 해주어야 하는데, 비교환식 집진봉지(12)의 경우에는 축적된 먼지때문에 집진봉지(12)를 청소하는데 먼지가 날리는등 비위생적인 문제점이 있고, 교환식 집진봉지(12)를 사용하는 경우에는 주기적으로 집진봉지(12)를 교환해주어야 하는 불편함이 있다.

또한, 청소기 본체에는 집진봉지(12)를 장착할 수 있도록 집진실(10a)이 마련되어야 하므로, 청소기 본체(10)의 부피가 커지게 되어 진공청소기를 이용한 청소가 불편한 문제점이 있다.

또한, 사이클론집진통(19a)에 유입되어 하강하는 공기가 바닥면에서 반전상승되는 공기와의 간섭으로 인해, 사이클론집진통(19a)의 바닥면에 모여있던 미세먼지들이 안정되지 못하여 상승되는 공기에 편재되어 청소기본체(10)으로 흘러들어가게 된다.

따라서, 이러한 미세먼지들이 흡입모터(11)로 흘러들어 흡입모터(11)의 성능을 저하시켜서 전체적으로 청소기의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 청소기의 포집효율을 증대시킬 수 있도록 구조가 개선된 진공청소기의 사이클론 집진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 사이클론 집진장치가 적용된 진공청소기의 개략적인 사시도.

도 2는 도 1의 사이클론 집진장치의 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 사이클론 집진장치가 적용된 진공청소기의 개략적인 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사이클론 집진장치의 분해사시도.

도 5는 도 4의 원심분리통을 나타낸 개략적인 사시도.

도 6은 도 4의 사이클론 집진장치의 개략적인 측단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 진공청소기본체21 : 사이클론 집진장치

30 : 원심분리통31 : 원심분리통 몸체

32 : 깔대기관33 : 제 1 공기유입구

35 : 제 1 공기덕트36 : 제 1 공기덕트 몸체

37 : 원심분리실38 : 제 1 공기유입관

40 : 오물수거통41 : 오물수거통 몸체

42 : 필터47 : 오물수거실

43 : 제 2 공기유입구45 : 제 2 공기덕트

48 : 제 2 공기유입관50 : 사이클론 커버

50a : 커버부재50b : 베이스부재

51 : 공기배출관

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 청소기본체의 흡입연장관에 설치되어 흡입되는 공기에 포함된 오물질을 원심분리에 의해 분리하여 수거하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 있어서, 흡입연장관의 공기출구에 연결되는 제 1 공기유입구와, 제 1 공기유입구로 유입된 공기로부터 비교적 입자가 작은 미세먼지를 원심분리에 의해 수거하는 원심분리실과, 원심분리실을 통과한 공기로부터 상대적으로 큰 오물을 분리하여 수거하는 오물수거실을 사이클론 조립체와 오물수거실에 연통되도록 사이클론 조립체에 결합되며, 흡입연장관의 공기입구에 결합되어 오물수거통에서 배출되는 깨끗한 공기를 공기입구로 배출시키기 위한 사이클론 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치가 제공된다.

그리고, 사이클론 조립체는 제 1 공기유입구와, 원심분리실을 가지며 상면이 개방된 원심분리통과; 원심분리통의 상부에 결합되며, 원심분리실에 연통되는 제 2 공기유입구와 오물수거실을 가지는 오물수거통을 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공청소기의 이중 사이클론 집진장치를 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 청소기본체(20)에는 손잡이부측(16)의 스위치의 조작에 의해 인가된 전원으로 구동되는 흡입모터(미도시)가 장착되고, 상기 흡입모터의 구동에 따라 흡입력이 발생하면, 흡입브러쉬(13)의 하면에 형성된 흡입구(미도시)를 통해 외부로부터 오물을 포함한 공기가 흡입연장관(17)과 집진호스(14)를 통하여 흡입된다. 이때, 흡입연장관(17)에는 사이클론 집진장치(21)가 장착되어서, 흡입브러쉬(13)으로부터 흡입된 공기는 사이클론 집진장치(21)를 경유하여, 먼지를 걸러내고 청소기본체(20)으로 흡입되게 된다.

상기 사이클론 집진장치(21)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 사이클론 조립체(60), 및 공기배출관(51)이 형성된 사이클론 커버(50)로 구성된다.

상기 사이클론 조립체(60)는 다시 원심분리통(30)과 오물수거통(40)으로 구성된다. 원심분리통(30)은 내부에 원심분리실(37)을 가지는 원심분리통 몸체(31)와 제 1 공기덕트(35)를 포함한다.

원심분리통(30)의 원심분리통몸체(31)는 상부가 개방되고, 하부가 폐쇄된 원통형으로 형성되고, 그 중앙 내부에는 깔대기관(32)이 설치되고, 깔대기관(32)의 상부에 위치한 원심분리통몸체(31)의 외주면에는 제 1 공기유입구(33)가 형성된다.상기 깔대기관(32)은 상하부 모두 개방되고, 상단부의 단면적이 하단부의 단면적보다 크도록 하방으로 점진적으로 그 직경이 작아지는 깔대기형으로 형성되고, 하단부가 제 1 사이클론 집진통(31)의 바닥면에 닿지 않도록 상단부가 원심분리통 본체(31)의 내면에 결합된다. 상기 제 1 공기덕트(35)는 제 1 공기덕트몸체(36)와, 흡입연장관(17: 도 3 참조)에 연결되는 제 1 공기유입관(38)을 포함한다. 제 1 공기덕트몸체(36)는 원심분리통 몸체(31)의 상부 외주면상에 결합하며, 하면은 제 1 공기유입관(38)에 연결된다. 또한, 제 1 공기덕트몸체(36)는 그 일측면이 개방되어 있고, 이 개방된 일측면이 제 1 공기유입구(33)를 포함하도록 원심분리통몸체(31)에 장착된다.

이때, 제 1 공기덕트몸체(36)는 원심분리통몸체(31)와 제 1 공기덕트몸체(36)의 접합면을 중심으로 좌측 또는 우측으로 편향되게 제 1 공기유입구(33)가 위치하도록 장착된다. 그리고, 제 1 공기덕트몸체(36)의 양측벽중 제 1 공기유입구(33)가 편향된 방향의 일측벽은, 상기 접합면의 중심에서 제 1 공기유입구(38)가 형성된 방향으로 향하도록 타측벽보다 더 길게 형성된다. 이에 따라, 제 1 공기유입관(38)을 지나 제 1 공기유입구(33)를 통해 원심분리통몸체(31)로 유입되는 공기는, 도 5에 도시된 바와 같이, 소용돌이기류를 형성하면서 원심분리통몸체(31)의 하면으로 하강하게 된다. 도시되지는 않았으나, 상기와 같이 구성된 공기덕트는 당업계에 공지된 여러가지 방법으로 변형설치하여 유입공기가 원심분리통몸체(31) 내에서 소용돌이 기류를 형성하게 할 수 있다.

상기 원심분리통(30)의 상단부에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 오물수거통(40)이 결합된다. 상기 오물수거통(40)은 오물수거실(47)이 내부에 형성된 오물수거통몸체(41)와 제 2 공기덕트(45)를 포함한다. 상기 오물수거통몸체(41)의 상부에는 유입된 흡입공기로부터 최종적으로 오물을 걸러내는 반구형의 필터(42)가 장착되고, 필터(42)의 하부에 위치한 오물수거통몸체(41)의 외주면에는 제 2 공기유입구(43)가 형성된다. 그리고 제 2 공기 덕트(45)는 제 2공기유입관(48)과 제 2 공기덕트몸체(46)을 포함한다. 한편, 오물수거통(41)의 내부에는 오물수거통(40) 내주에 밀착되어 상기 필터(42)의 테두리를 지지하는 지지부 몸체(42b)와, 상기 지지부 몸체(42b)로부터 오물수거통몸체(41)의 하방으로 소정높이에 이르도록 만곡형으로 연장된 복수의 지지살(42c)을 가지는 필터 지지부재(42a)를 더 포함한다. 상기 필터지지부재(42a)를 덮도록 필터(42)가 설치되고, 필터(42)는 필터(42)의 필터링면적을 키울수 있도록 상기 지지살(42c)에 지지되어 상기 오물수거통몸체(41)의 하방으로 반구형으로 돌출된 자세로 유지되어 장착된다. 상기 오물수거통(41)의 외주면상에는 일측면이 개방되게 형성되고, 개방된 측면이 제 2 공기유입구(43)를 덮도록 오물수거통몸체(41)의 측면에 제 2 공기덕트몸체(46)가 결합된다.그리고, 원심분리통몸체(31)에서 배출된 공기가 유입되는 제 2 공기유입관(48)이 제 2 공기덕트몸체(46)에 통하여 연결된다.

이때, 제 2 공기유입관(48)의 일단에 형성된 유입구는 원심분리통(30)의 상방부의 중앙에 소정길이로 돌출되어있고, 타단부는 오물수거통몸체(41)의 바닥면과 측면을 관통하여 제 2 공기덕트몸체(46)에 연결되어 있다. 도시되지는 않았지만, 이러한 제 2 공기유입관(48)의 연결은 원심분리통몸체(31)의 중앙 상부에서 제 2 공기덕트몸체(46)로 공기를 유도할 수 있도록 당업계에 공지된 다양한 기술로 형성될 수 있다. 상기 원심분리통(30)의 상부에 돌출된 제 2 공기유입관(48)은 다양한 길이로 돌출될 수 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 깔대기관(32)의 상단내부에 제 2 공기유입관(48)의 일단부가 포함되도록 형성하여 제 1 공기유입구(33)를 통해 원심분리통몸체(31) 내부로 유입되는 공기와, 제 2 공기유입관(48)으로 배출되는공기가 간섭을 일으키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 공기덕트몸체(46)는 제 1 공기덕트몸체(36)와 마찬가지로, 제 2 공기유입구(43)가 제 2 공기덕트몸체(46)와 오물수거통몸체(41)의 접합면을 중심으로 좌측 또는 우측으로 편향되게 오물수거통몸체(41)에 장착한다. 그리고, 제 2 공기덕트몸체(46)의 일측벽은 상기 접합면을 중심으로 제 2 공기유입구(43)가 있는 방향으로 경사지게 형성된다.

상기 사이클론 커버(50)는 하부에 개방구(50c : 도 4 참조)가 형성된 베이스부재(50b)와, 공기배출관(51)이 마련된 커버부재(50a)를 구비한다. 이 사이클론 커버(50)는 상기 개방구(50c)를 통해 오물수거통(41)의 상단부에는 삽입되어 장착된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 사이클론 집진장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 공기유입관(38)을 통해 유입되는 오물을 포함하는 공기는 제 1 공기덕트(35)를 통해 원심분리실(37)로 유입된다.

상기 유입된 공기는 제 1 공기덕트몸체(36) 및 제 1 공기유입구(33)에 의해 소용돌이 기류를 이루면서 원심분리통몸체(31)의 바닥면으로 깔대기관(32)를 경유하여 하강하게 된다. 바닥면에 다다른 공기는 청소기본체(20:도 3 참조)에서 구동되는 모터(미도시)에 의해 흡입력이 전달된 제 2 공기유입관(48)으로 소용돌이 기류를 이루며 반전상승하게 된다. 원심분리실(37) 내부에서 소용돌이 기류를 형성한 공기중에 포함된 오물들은 원심분리작용에 의해 분리되어 바깥쪽으로 배출되고, 배출된 오물은 원심분리통(31)의 벽면 및 깔때기관(32)을 타고 바닥면에 적재된다. 이때, 바닥면에서 반전되어 상승되는 공기는 깔대기관(32) 하단면의 입구를 통하여 상승하게 되는데, 상기 입구는 원심분리통(31)의 내경보다 협소하게 형성되어서, 위에서 하강되는 공기와 바닥면에서 상승되는 공기의 진행을 간섭하여 공기의 유속이 느려지게 된다. 따라서, 느려진 유속에 의해 공기안에 포함된 미세먼지들이 바닥면에 축적되게 된다. 바닥에 적재된 먼지들은 느린유속으로 상승하도록 공기를 유도하는 깔대기관(32)에 의해 상승하는 공기에 편승되지 못하게 되고, 따라서 제 2 공기유입관(48)의 입구에는 1차로 먼지가 걸러진 공기가 유입되게 된다.

다음으로, 원심분리통(31)에서 일차로 오물이 걸러진 공기는 제 2 공기덕트(45)를 경유하여 오물수거통몸체(41) 내부에 유입되고, 흡입되는 공기는 제 2 공기유입구(43)에 의해 소용돌이 기류를 형성하면서 오물수거통몸체(41)의 바닥면까지 하강했다가 반전되어 다시 상승하게 된다. 이때 오물수거통몸체(41) 내부에서 소용돌이 기류를 이루며 하강 및 상승하는 공기중에 포함된 오물은 원심분리되어 오물수거통몸체(41)의 바닥면에 적재되고, 바닥면에서 반전 상승하는 공기는 필터(42)를 관통하여 사이클론 커버(50)를 경유하여 공기배출관(51)을 통해 청소기 본체(21: 도 2 참조)로 유입된다. 상기 필터(42)는 마지막으로 유입되는 공기에서 오물을 걸러내고, 사이클론 커버(50)로 깨끗한 공기를 배출시킨다.

그리고, 상기 사이클론 집진장치(21)에 오물이 가득차게 되면, 원심분리통몸체(31) 및 오물수거통몸체(41)을 각각 분리시킨 다음 바닥면에 적재된 오물을 털어내면 된다.

한편, 본 실시예에 따른 사이클론 집진장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 캐니스터형 청소기에 채용하여 사용할 수도 있지만, 도시되지 않은 업라이트형 진공청소기에 채용되어 사용될 수 있는 것은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 진공청소기의 사이클론 집진장치에 따르면, 이중으로 형성된 사이클론 집진장치에 의해, 오물이 포함된 흡입공기를 세번에 걸쳐서 오물을 걸러내어 깨끗한 공기를 청소기 본체로 유입시키게 된다.

따라서, 청소기 본체내부에는 깨끗한 공기가 유입되므로, 별도의 집진봉지가 필요하지 않게 되고, 집진봉지를 청소하여 생기는 비위생적인 문제나, 집진봉지 교체에 의한 청소기의 유지비를 절감할 수 있는 효과를 갖게 된다.

그리고, 집진봉지의 불필요로 인해 청소기 본체 내부에 집진실이 없어지므로, 진공 청소기의 부피가 작아져서 진공청소기를 이용한 청소가 용이한 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따른 사이클론 집진장치는, 원심분리통몸체와 오물수거통몸체가 각기 분리 가능하기 때문에 각 집진통에 적재된 오물들을 처리함에 있어, 각 집진통을 분리하여 내부의 오물을 버릴 수 있는 편리함도 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (8)

1. 청소기본체의 흡입연장관에 설치되어 흡입되는 공기에 포함된 오물질을 원심분리에 의해 분리하여 수거하는 진공청소기의 사이클론 집진장치에 있어서,

   상기 흡입연장관의 공기출구에 연결되는 제 1 공기유입구와, 상기 제 1 공기유입구로 유입된 공기로부터 비교적 입자가 작은 미세먼지를 원심분리에 의해 수거하는 원심분리실, 상기 원심분리통을 통과한 공기로부터 상대적으로 입자가 큰 오물을 분리하여 수거하는 오물수거실을 가지는 사이클론 조립체와;

   상기 오물수거통의 내부와 연통되도록 상기 사이클론 조립체에 결합되며, 상기 흡입연장관의 공기입구에 결합되어 상기 오물수거통 내부에서 배출되는 깨끗한 공기를 상기 공기입구로 배출시키기 위한 사이클론 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사이클론 조립체는,

   상기 제 1 공기유입구와, 상기 원심분리실을 가지며 상면이 개방된 원심분리통과;

   상기 원심분리통의 상부에 결합되며, 상기 원심분리통몸체에 연통되는 제 2 공기유입구와 상기 오물수거실을 가지는 오물수거통;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 원심분리통은,

   상면이 개방된 원심분리통 몸체와;

   상기 제 1 공기유입구을 가지며, 상기 원심분리통 몸체의 측면으로부터 외측으로 연장되어 상기 원심분리통 내부로 유입되는 공기를 소용돌이 기류로 유도하는 제 1 공기덕트; 및

   상기 원심분리통 몸체 내주에 설치되며, 하방으로 점진적으로 그 직경이 작아지도록 형성되어, 상기 원심분리통 몸체 내에서 분리된 미세먼지의 역류를 방지하는 깔대기관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 오물수거통은,

   상면이 개방되된 오물수거통 몸체와;

   상기 제 2 공기유입구을 가지며, 상기 공기유입구로 유입되는 공기를 상기 오물수거통 몸체의 측면으로 유입시키는 제 2 공기덕트와;

   상기 오물수거통 몸체 내에 설치되어 상기 커버통으로 배출되는 공기 중에 포함된 오물을 필터링하는 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 공기덕트는,

   상기 오물수거통 몸체의 바닥면으로부터 하방으로 상기 원심분리통 몸체 내부의 소정 높이에 이르도록 연장되는 제 2 공기유입관과;

   상기 공기유입관으로부터 연통되도록 상기 오물수거통의 바닥면으로부터 상기 오물수거통의 외측벽을 통해 상기 원심분리통의 내부와 연통되도록 연장된 덕트몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 공기유입관은,

   상기 오물수거통 바닥면에서 하방으로 돌출되어 상기 깔대기관과 소정부분 겹쳐지게 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 오물수거통은,

   상기 오물수거통 내주에 밀착되어 상기 필터의 테두리를 지지하는 지지부 몸체와, 상기 지지부 몸체로부터 상기 오물수거통몸체의 하방으로 소정높이에 이르도록 만곡형으로 연장된 복수의 지지살을 가지는 필터 지지부재;를 더 포함하여,

   상기 필터의 필터링면적을 키울수 있도록 상기 필터는 상기 지지살에 지지되어 상기 오물수거실의 하방으로 반구형으로 돌출된 자세로 유지되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버통은,

   하측에 상기 오물수거통 몸체에 연통되게 결합되는 개방구를 가지는 베이스부재와;

   상기 베이스부재의 상부에 결합되며, 상기 흡입연장관의 공기입구에 결합되는 공기배출관을 가지는 커버부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 사이클론 집진장치.