KR100437366B1 - 사이클론 집진장치를 갖는 업라이트형 진공청소기 - Google Patents

Abstract

양단부가 개방된 원통형의 제1사이클론통 및 그와 일정 간격을 유지한 상태로 내부에 동심원적으로 배치되는 제2사이클론통과, 제1사이클론통과 제2사이클론통의 양단부를 각각 동시에 덮도록 설치되는 상부캡과 하부캡 및 제2사이클론통과 청소기 본체의 모터구동실을 연통시키도록 설치된 공기배출관을 포함하여 구성된 사이클론 집진장치에 의해, 흡입브러쉬로 흡입한 공기중의 분진과 이물을 원심 분리하여 수거할 수 있도록 구성된 업라이트형 진공청소기.

Description

사이클론 집진장치를 갖는 업라이트형 진공청소기{Upright-type vacuum cleaner having cyclone dust-collecting apparatus}

본 발명은 업라이트형 진공청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입브러쉬를 통하여 흡입한 공기중의 분진과 이물을 원심 분리하여 수거하기 위한 사이클론 집진장치를 구비한 업라이트형 진공청소기에 관한 것이다.

일반적으로, 진공청소기는 흡입브러쉬를 통하여 청소하고자 하는 부위의 공기를 흡입함으로써, 그 흡입 공기중에 편승된 분진이나 이물들이 집진포대와 배기필터에 의해 걸러져 수거할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 소모품인 배기필터에 분진과 이물들이 누적적으로 수거되면 일정한 주기로 교환할 필요가 있으며, 이때 오염된 배기필터를 사용자가 직접적으로 핸들링하여 교환하도록 되어 있기 때문에 불편하고 비위생적이라는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위한 방안으로서, 사이클론(cyclon)의 원리를 이용한 집진장치가 채용된다. 통상, 사이클론 집진장치는 진공청소기의 본체에 구비된 집진실에 설치되어 흡입브러쉬를 통해 흡입된 공기중의 분진이나 이물들을 원심 분리하여 수거하게 된다.

그런데, 종래의 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기의 경우, 분진이나 이물들을 원심 분리하는 과정에서 흡입 공기의 역류에 의해 분진과 이물의 일부가 배출 공기중에 편승하여 토출되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 흡입브러쉬를 통하여 흡입된 공기중의 먼지나 이물들을 원심 분리하여 수거하는 과정에서 역류를 방지하여 보다 미세한 분진이나 이물들을 수거할 수 있도록 클리닝효율을 높인 사이클론 집진장치를 가지는 업라이트형 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사인클론 집진장치를 구비한 업라이트형 진공청소기의 개략적 분리 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 사이클론 집진장치의 개략적 분리 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 사이클론 집진장치의 개략적 결합 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110..청소기 본체 120..집진실

121...공기흡입구 130..흡입브러쉬

140...흡입호스 200..사이클론 집진장치

210..제1사이클론통 211...역류방지용 돌출리브

220..제2사이클론통 221A...그릴

221B...내벽체 221a...미세 통공

225...유도관 230...상부캡

231..튜브 232..유입관

233...흡입관 240..하부캡

241...연결관 251, 252, 253..공기배출관

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사이클론 집진장치를 가지는 업라이트형 진공청소기는, 외부 공기를 흡입하도록 청소기 본체에 설치된 흡입브러쉬와 연결관에 의해 연통되도록 구비된 집진실 및 모터구동실과, 상기 흡입브러쉬를 통해 흡입한 공기중의 분진과 이물을 원심 분리하여 수거할 수 있도록 상기 집진실에 착탈 가능하게 설치되는 사이클론 집진장치를 포함하는 업라이트형 진공청소기에 있어서, 상기 사이클론 집진장치는, 양단부가 개방된 원통형의 제1사이클론통과; 상기 제1사이클론통과 일정 간격을 유지하도록 그 내부에 동심원적으로 배치되는 제2사이클론통과; 상기 제1사이클론통과 제2사이클론통의 일단부를 동시에 덮도록 설치되는 상부캡과; 상기 제1사이클론통과 제2사이클론통의 타단부를 동시에 덮도록 설치되는 하부캡; 및 상기 제2사이클론통과 상기 모터구동실을 연통시키도록 설치된 공기배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제1사이클론통의 내측벽에는 중심축선을 향해 소정 높이 돌출된 환형상의 역류방지용 돌출리브가 형성되어 있고, 그 역류방지용 돌출리브는 상기 하부캡측으로 하향 경사지도록 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부캡은 상기 집진실에 연결된 연결관과 연통하도록 측벽에 구비된 튜브와, 그 튜브와 연통되도록 천장과 내측벽을 따라 일정 길이 곡선으로 유도되도록 형성된 유입관 및 상기 공기배출관과 연통되도록 천장 중앙부에서 내측으로 일정 길이 돌출되어 상기 제2사이클론통의 내측 상방부에 위치하게 되는 흡입관을 가지며, 상기 흡입관은 자유단부의 직경이 점차적으로 확장된 깔대기형으로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제2사이클론통은 직진형의 상방부와, 그 하부가 점차적으로 축소된 하방부 및 그 하방부의 일측을 폐쇄시키는 바닥부를 가지는 원통형상으로 형성된다. 여기서, 상기 상방부는 다수의 미세 통공이 일정한 패턴으로 형성되어 있는 그릴이 외벽체를 이루며, 그 그릴의 내측에 소정 간격을 유지한 상태로 나란하게 배치되어 일정 공간부가 확보되도록 설치된 내벽체를 구비한 2중 구조로 이루어지고, 상기 바닥부의 중앙부에는 내측 상방으로 일정 길이 돌출된 유도관이 설치된 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2사이클론통의 내벽체 상단부에는 공기유출구가 마련되며, 그 공기유출구의 개구부는 상기 상부캡의 유입관의 개구부와 중첩되는 영역을 가지도록 배치되고, 상기 공기유출구의 출구측에는 유출되는 공기의 와류 형성을 위해 사선방향으로 하향 굴곡진 안내관이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 공기배출관은 상기 상부캡과 제1사이클론통 및 하부캡의 외측부에 각각 일체적으로 설치된 제1배기관과 제2배기관 및 제3배기관이 서로 연통하여 이루어진 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이클론 집진장치를 구비한 업라이트형 진공청소기를 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 업라이트형 진공청소기(100)는 도시된 바와 같이 본체(110)에 구비된 집진실(120)에 사이클론 집진장치(200)가 착탈 가능한 상태로 설치된다. 도면의 참조부호 130은 상기 본체(100)의 하방부에 회동 가능한 상태로 설치되는 흡입브러쉬로서, 상기 집진실(120)의 측벽에 형성된 공기흡입구(121)와 통하도록 설치된 흡입호스(140)와 연결된다.

상기 사이클론 집진장치(200)는 상기 흡입브러쉬(130)를 통하여 흡입한 공기중의 먼지나 이물질 등을 원심 분리하여 수거하기 위한 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 양단이 개방된 원통형의 제1사이클론통(210)과 그 내부에 동심원적으로 배치되는 제2사이클론통(220) 및 상기 제1사이클론통(210)의 상부와 하부를 각각 덮도록 설치되는 상부캡(230)과 하부캡(240), 그리고 상기 제2사이클론통(220)과 상기 집진실(120) 및 흡입브러쉬(130)의 사이에 구비된 모터구동실(미도시)을 연통시키도록 설치된 공기배출관(251, 252, 253)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 제1사이클론통(210)의 대략 중앙부에는 그 내측벽을 따라 중심축선을 향해 일정 높이 돌출된 환형상의 역류방지용 돌출리브(211)가 형성되며, 그 돌출리브(211)는 하향 경사진 구조를 가진다.

그리고, 상기 상부캡(230)의 측벽에는 상기 집진실(120)의 측벽에 형성된 공기흡입구(121)와 연통하는 튜브(231)가 마련되며, 그 튜브(231)는 상기 상부캡(230)의 천장과 내측벽을 따라 일정 길이를 가지도록 형성된 유입관(232)과연결된다. 상기 유입관(232)은 유입되는 공기를 와류상으로 유도하기 위하여 소정 곡률을 가지도록 형성되어 있다.

또한, 상기 상부캡(230)의 천장 중앙부에는 내측으로 일정 길이 돌출되어 상기 제2사이클론통(220)의 내측 상방부에 위치하게 되는 흡입관(233)이 설치되며, 그 흡입관(233)은 상기 공기배출관(251)과 연통되는 것으로, 도시된 바와 같이 하단부의 직경이 점차적으로 확장된 깔대기형 구조를 가진다.

상기 하부캡(240)의 내측에는 그 외측에 구비된 공기배출관(253)과 연통되는 연결관(241)이 마련되며, 그 연결관(241)은 상기 집진실(120)의 하방부에 마련된 모터구동실(미도시)과 연통된다.

한편, 상기 제2사이클론통(220)은 상방의 직진부(221)와, 그 하부가 점차적으로 축소된 하방의 경사부(222) 및 그 경사부(222)의 끝단부를 폐쇄시키는 바닥부(223)로 이루어진 원통형 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 직진부(221)는 다수의 미세 통공(221a)이 일정한 패턴으로 형성되어 있는 그릴(221A)과, 그 그릴(221)의 내측에 나란하게 배치되어 일정한 공간부(s1)가 확보되도록 설치된 내벽체(221B)를 가지는 2중 구조로 이루어진다. 상기 내벽체(221B)의 상단부에는 공기유출구(미도시)가 형성되어 있고, 그와 연결되어 유출되는 공기를 와류상으로 유도하기 위하여 소정 곡률을 가지며 대략 사선 방향으로 하향 굴곡지도록 형성된 공기유출관(224)이 마련된다.

본 발명에 따르면, 상기 공기유출구 및 공기유출관(224)의 개구부는 상기 상부캡(230)의 유입관(232)의 개구부와 중첩되는 영역을 가지도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 바닥부(223)의 중앙부에는 내측 상방으로 일정 길이 돌출된 유도관(225)이 설치되며, 그 유도관(225)의 상측은 개방되고 하측은 상기 바닥부(223)에 의해 폐쇄된 관부재로 이루어진다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 상부캡(230)의 깔대기형 흡입관(233)과 상기 제2사이클론통(220)의 유도관(225)은 도 3에 도시된 바와 같이 대략 일직선상에 서로 대응되는 상태로 배치되며, 각각의 대응되는 선단부는 서로 일정한 간격을 유지하여 그들 사이에 공간부(s2)가 형성된다.

한편, 상기 공기배출관(251)(252)(253)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 상부캡(230)과 제1사이클론통(210) 및 하부캡(240)의 외측에 각각 일체화된 상태로 마련되어 서로 연통하도록 설치된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 공기배출관(251)(252)(253)은 각각을 분리시킨 상태에서 서로 연결하여 사용하는 것을 하나의 관부재로 대체할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 변형된 실시예로서, 상기 공기배출관(252)은 도 2에서 점선으로 예시한 바와 같은 상기 제1사이클론통(210)의 몸체와 일부 구간이 이격되도록 하여 틈새를 가지도록 형성함으로써 손잡이로 겸용할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 업라이트형 진공청소기의 사이클론 집진장치(200)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 사이클론집진장치(200)가 본체(110)의 집진실(120)에 장착된 상태에서 진공청소기(100)를 구동시키면, 흡입브러쉬(130)를 통하여 먼지와 이물 등이 포함된 공기가 흡입호스(140)와 공기흡입구(121)를 통해 상기 사이클론집진장치(200)의 상부캡(230)에 구비된 튜브(231)로 흡입된다. 이와 같이 흡입된 공기는 상기 상부캡(230)의 유입관(232)을 통하여 제1사이클론통(210)과 제2사이클론통(220) 사이의 공간을 따라 소용돌이 기류(큰 직경의 실선 화살표시)로 유도되면서 하부캡(240)의 바닥측으로 유동하여 하강하게 된다. 이때, 공기중에 포함된 비교적 입자가 큰 분진이나 이물질은 소용돌이 기류에 의해 1차로 원심분리되어 하부캡(240)의 바닥에 낙하되어 수거된다.

이어서, 상기 제1사이클론통(210)과 제2사이클론통(220) 사이의 공간부(s1)에서 하강하는 소용돌이 기류는 상기 하부캡(240)의 바닥면에서 다시 반전되어 상승하게 된다. 이때, 상승 기류(큰 직경의 점선 화살표시)중에 포함되어 부유하는 분진이나 이물 등은 역류방지용 돌출리브(211)에 의해 상승이 저지되어 상기 하부캡(240)의 바닥으로 낙하된다.

상기와 같이 상기 하부캡(240)의 바닥면에서 반전되어 상승하는 소용돌이 기류는 상기 제2사이클론통(220)의 그릴(221A)에 이르러 미세 통공(221a)을 통해 상기 그릴(221A)와 내벽체(221B)의 사이에 형성된 공간부(s1)로 유입된다. 이때, 유입되는 기류중의 분진이나 이물중 비교적 입자가 큰 분진이나 이물은 상기 미세 통공(221a)에 의해 다시 한번 더 걸러지게 된다.

상기 미세 통공(221a)을 통해 상기 그릴(221A)과 내벽체(221B) 사이의 공간부(s1)로 유입된 공기는 상기 내벽체(221B)의 상단부에 구비된 공기유출구(미도시) 및 그와 연통된 공기유출관(224)을 통해 상기 제2사이클론통(220)의 내부로 유입된다. 이때, 유입되는 공기는 상기 공기유출관(224)에 의해 사선방향으로 유도되어 상기 상부캡(230)의 흡입관(233)과 제2사이클론통(220)의 유도관(223)을 순차적으로 감싸고 돌면서 또 다시 소용돌이 기류(작은 직경의 실선 화살표시)를 형성한다.

따라서, 상기 제2사이클론통(220)의 내부 공간에서도 유입된 공기중에 포함되어 있는 미세 먼지나 이물 등이 원심력의 작용에 의해 2차적으로 공기로부터 원심 분리되어 낙하된다.

한편, 상기 제2사이클론통(220)의 내부 공간에서 하강하는 소용돌이 기류는 그 바닥부(223)에서 반전되어 상승하게 된다. 이때, 상승 기류(작은 직경의 점선 화살표시)중에 포함되어 부유하는 분진이나 이물질은 제2사이클로통(220)의 내측벽에 구비된 역류방지용 돌출리브에 의해 상승이 저지되어 상기 바닥부(223)에 낙하된다. 상기 바닥부(223)에서 반전되어 상승하는 기류는 상기 상부캡(230)의 흡입관(233)과 제2사이클론통(220)의 유도관(223) 사이에 형성된 공간부(s2)에 이르러 상방부와 하방부의 유속 차이에 따라 형성된 기압 차이로 인하여 상기 흡입관(233)으로 곧장 빨려 들어가게 된다. 상기 흡입관(233)으로 빨려 들어간 공기(직선형 작은 화살표시)는 상기 공기배출관(251)(252)(253)을 통해 모터구동실을 거쳐 외부로 배출된다.

상술한 바와 같은 과정을 거쳐 상기 제1사이클론통(210)과 제2사이클론통(220)에 수거된 분진이나 이물질은 상기 하부캡(240)을 상기 제1사이클론통(210)으부터 분리해 내어 소거할 수 있다.

상기 하부캡(240)은 제1사이클론통(210)에 대해 착탈 가능하도록 도면에 예시한 바와 같이 각각의 몸체에 상보적으로 작용할 수 있는 나사산을 형성하여 나사결합식으로 결합할 수 있으며, 비록 예시되어 있지는 않으나 공지된 여타의 착탈수단을 채용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 사이클론 집진장치를 구비한 업라이트형 진공청소기에 따르면, 사이클론 집진장치에 의해 흡입 공기중의 분진과 이물을 입자 크기에 따라 순차적으로 필터링해 낼 수 있고, 또한 필터링 과정에서 역류를 효과적으로 방지해 낼 수 있으므로, 크리닝 정밀도 및 효율을 대폭 향상시킬 수가 있다. 그리고, 공기배출관을 사이클론 집진장치와 일체화된 상태로 형성함에 따라 청소기 본체의 소형화 및 슬림화가 보다 유리한 구조를 얻을 수 있다. 또한, 착탈식 구조에 의해 사이클론 집진장치에 수거된 분진이나 이물을 용이하게 제거할 수 있는 편의성을 얻을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함은 물론이다.

Claims (11)

1. 외부 공기를 흡입하도록 청소기 본체에 설치된 흡입브러쉬와 연결관에 의해 연통되도록 구비된 집진실 및 모터구동실과, 상기 흡입브러쉬를 통해 흡입한 공기중의 분진과 이물을 원심 분리하여 수거할 수 있도록 상기 집진실에 착탈 가능하게 설치되는 사이클론 집진장치를 포함하는 업라이트형 진공청소기에 있어서,

   상기 사이클론 집진장치는,

   양단부가 개방된 원통형의 제1사이클론통과;

   상기 제1사이클론통과 일정 간격을 유지하도록 그 내부에 동심원적으로 배치되는 제2사이클론통과;

   상기 제1사이클론통과 제2사이클론통의 일단부를 동시에 덮도록 설치되는 상부캡과;

   상기 제1사이클론통과 제2사이클론통의 타단부를 동시에 덮도록 설치되는 하부캡; 및

   상기 제2사이클론통과 상기 모터구동실을 연통시키도록 설치된 공기배출관;을 포함하며,

   상기 제1사이클론통의 내측벽에는 중심축선을 향해 소정 높이 돌출된 환형상의 역류방지용 돌출리브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
2. 삭제
3. 제2항에 있어서,

   상기 역류방지용 돌출리브는 상기 하부캡측으로 하향 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 상부캡은 상기 집진실에 연결된 연결관과 연통하도록 측벽에 구비된 튜브와, 그 튜브와 연통되도록 천장과 내측벽을 따라 일정 길이 곡선으로 유도되도록 형성된 유입관 및 상기 공기배출관과 연통되도록 천장 중앙부에서 내측으로 일정 길이 돌출되어 상기 제2사이클론통의 내측 상방부에 위치하게 되는 흡입관을 가지는 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 흡입관은 자유단부의 직경이 점차적으로 확장된 깔대기형으로 형성된 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제2사이클론통은 직진형의 상방부와, 그 하부가 점차적으로 축소된 하방부 및 그 하방부의 일측을 폐쇄시키는 바닥부를 가지는 원통형상으로 형성되고,

   상기 상방부는 다수의 미세 통공이 일정한 패턴으로 형성되어 있는 그릴이 외벽체를 이루며, 그 그릴의 내측에 소정 간격을 유지한 상태로 나란하게 배치되어 일정 공간부가 확보되도록 설치된 내벽체를 구비한 2중 구조로 이루어지며,

   상기 바닥부의 중앙부에는 내측 상방으로 일정 길이 돌출된 유도관이 설치된 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2사이클론통의 내벽체 상단부에는 공기유출구가 마련되며, 그 공기유출구의 개구부는 상기 상부캡의 유입관의 개구부와 중첩되는 영역을 가지도록 배치된 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 공기유출구의 출구측에는 유출되는 공기의 와류 형성을 위해 사선방향으로 하향 굴곡진 안내관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
9. 제1항에 있어서,

   상기 공기배출관은 상기 상부캡과 제1사이클론통 및 하부캡의 외측부에 각각 일체적으로 설치된 제1배기관과 제2배기관 및 제3배기관이 서로 연통하여 이루어진 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
10. 제9항 있어서,

    상기 제2배기관과 상기 제1사이클론통의 몸체 사이에는 틈새가 형성되어 상기 제2배기관을 손잡이로 겸용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.
11. 제1항 있어서,

    상기 하부캡은 상기 제1사이클론통에 착탈 가능한 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 업라이트형 진공청소기.