KR100445652B1

KR100445652B1 - 사이클론식 진공청소기

Info

Publication number: KR100445652B1
Application number: KR10-2002-0001280A
Authority: KR
Inventors: 전완호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2004-08-21
Also published as: KR20030060540A

Abstract

본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기는 흡입홀이 형성된 송풍기 케이싱의 외측에 크기가 큰 5㎑ 대역의 소음과 10㎑ 대역의 소음을 흡수하는 공명실이 장착되므로 원심송풍기의 구동시 발생되는 소음이 상기 공명실을 거쳐서 감소된 다음 사이클론 집진실에 전파됨으로써 사용자에게 방사되는 소음이 감소된다.

Description

사이클론식 진공청소기{Cyclon type vacuum cleaner}

본 발명은 원심력을 이용하여 집진실로 흡입된 청소물과 공기를 분리하는 싸이클론식 진공청소기에 관한 것으로서, 특히 송풍기의 회전시 발생되어 사이클론 집진실로 전파되는 유체 소음을 저감시키는 소음기가 장착된 사이클론식 진공청소기에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론식 진공청소기는 집진실에서 원심력을 이용하여 함께 수거된 청소물과 공기를 분리하여 청소물은 수거함에 집진시키고 공기는 외부로 배출시킨다.

이와 같은 종래의 싸이클론식 진공청소기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(102) 및 배출구(104)가 형성된 본체(110)와, 상기 본체(110)의 흡입구(102)를 통해 공기와 함께 청소물 등을 흡입시 이를 안내하는 흡입호스(120)와, 상기 흡입호스(120)의 단부와 연결되고 상기 본체(110) 내부에 장착되어 원심력을 이용하여 내부로 유입된 청소물과 공기를 분리하는 사이클론 집진실(130)과, 상기 사이클론 집진실(130)의 후방에 장착되어 상기 흡입호스(120)를 따라 공기와 함께 청소물이 사이클론 집진실(130)로 흡입될 수 있도록 흡입력을 발생시키는 송풍기(140)와, 상기 송풍기(140)의 전방에 배치되어 상기 송풍기(140) 측으로 흡입되는 공기를 정화시키는 제1 필터(152) 및 상기 본체(110)의 배출구(104) 측에 배치된 제2 필터(154) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 사이클론 집진실(140)에서의 청소물과 공기의 분리 작업은 도 2에 도시된 바와 같이 청소기의 작동시 상기 송풍기(140)에 의해 흡입력이 발생되면, 공기와 함께 청소물이 상기 흡입호스(120)의 안내를 받아 원통부(132)에 형성된 흡입구(132a)를 통해 상기 원통부(132)로 유입되고, 유입된 청소물과 공기는 원추부(134)를 따라 청소물을 수거하는 호퍼(136)를 향해 나선상으로 하강한다.

이 때, 상기 청소물과 공기는 회전 모우멘트의 원리에 의해 하강 속도가 점차적으로 높아지는데 밀도차이에 의하여 각각 다른 원심력을 받게 되므로, 비교적 무거운 청소물은 원추부(134)의 내경을 타고 상기 호퍼(136)에 수거되고 공기는 원추부(134)의 저면에서 반전 상승운동을 시작하여 원통부(132)의 상단에 배치된 배출 파이프(132b)를 통해 외부로 배출됨으로써 청소물과 공기가 원심력에 의해 분리된다.

한편, 상기 사이클론 집진실(130)에서 배출된 공기는 제1 필터(152)를 거쳐 상기 송풍기(140) 측으로 유입된 다음, 본체(110)의 배출구(104)를 통해 다시 외부로 배출된다.

그러나, 종래 기술에 따른 사이클론식 진공청소기는 상기 송풍기(140)의 구동에 따른 공기 유동 소음이 상기 사이클론 집진실(130)로 전파되며, 상기 흡입호스(120)를 따라 사용자에 전달되어 불쾌감을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기 흡입성능에 영향을 미치지 않으면서 송풍기로부터 사이클론 집진실로 전파된 소음을 저감시키는 사이클론식 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 횡단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 횡단면도,

도 4는 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 소음기가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 본체 20 : 흡입호스

30 : 사이클론 집진실 34 : 호퍼

36 : 배출호스 40 : 원심 송풍기

42 : 송풍기 케이싱 42a : 흡입홀

50 : 제1공명송풍기 60 : 제2공명송풍기

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기는 흡입구 및 배출구가 형성된 본체와; 상기 본체의 흡입구를 통해 흡입되는 청소물과 공기를 원심력에 의해 분리하는 사이클론 집진실과; 상기 사이클론 집진실로 공기와 함께 청소물이 집진되도록 흡입력을 발생시키는 송풍기와; 상기 송풍기의 회전시 사이클론 집진실로 전파되는 소음 중 피크 소음을 공명 원리로 저감시키는 제1공명소음기와; 상기 피크 소음 주파수 대역의 조화주파수 대역의 소음을 저감시키는 제2공명소음기를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기의 요부 구성을 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 소음기가 도시된 단면도이다.

상기 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 흡입구(2) 및 배출구(4)가 형성된 본체(10)와, 상기 본체(10)의 흡입구(2)를 통해 공기와 함께 청소물 등을 흡입시 이를 안내하고 청소 작업 방향을 자유롭게 할 수 있도록 신축성 있는 재료로 만들어진 흡입호스(20)와, 상기 흡입호스(20)의 일단부와 연통되도록 흡입홀(32)이 형성되고 상기 본체(10) 내부에 장착되어 상기 흡입호스(20)의 안내를 받은 청소물과 공기를 원심력을 이용하여 분리하여 청소물은 호퍼(hopper)(34)에 수거하고 공기는 배출파이프(36)를 통해 배출시키는 사이클론 집진실(30)과, 상기 사이클론 집진실(30)의 후방에 배치되어 상기 흡입호스(20)를 통해 공기와 함께 청소물이 흡입될 수 있도록 흡입력을 발생시키는 원심 송풍기(40)와, 상기 원심 송풍기(40)의 전방과 상기 본체(10)의 배출구(4) 측에 배치되어 상기 원심 송풍기(40)로 유입되는 이물질을 걸려내는 필터(6, 7) 등으로 구성된다.

그리고, 본 발명의 사이클론식 진공청소기는 상기 원심송풍기(40)의 회전시 원심송풍기(40) 측 공기 유속이 매우 빠르기 때문에 유체 소음이 발생되는데, 이 소음이 상기 사이클론 집진실(30)로 전파되어 사용자에게 불쾌감을 일으키지 않도록 상기 원심송풍기(40)와 사이클론 집진실(40) 사이에 배치되어 상기 소음을 저감시키는 소음기(A)를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 소음기(A)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 원심송풍기(40)에서 사이클론 집진실로 전파되는 특정 주파수 대역의 소음을 공명의 원리를 이용하여 원심송풍기(40)에서 사이클론 집진실로 전파되는 소음을 저감시킨다.

여기서, 상기 특정 주파수는 상기 원심송풍기(40)의 회전시 최대 소음(Peak noise)을 발생시키는 주파수 대역으로, 본 발명에서는 5㎑ 대역에서 최대 소음이 발생된다.

따라서, 상기 소음기(A)는 피크 소음이 유발되는 상기 5㎑ 대역의 소음을 소멸시키는 제1공명소음기(50)로 이루어지고, 뿐만 아니라 피크 소음이 유발되는 5㎑의 조화 주파수대역에서도 상당히 큰 소음이 유발되기 때문에 상기 5㎑ 대역의 조화 주파수대역인 10㎑ 대역의 소음을 소멸시키는 제2공명소음기(60)가 더 포함된다.

또한, 상기 제1,2공명소음기(50, 60)는 각각 상기 원심송풍기(40)의 외측을 형성하는 송풍기 케이싱(42)의 전면에 원심송풍기(40)의 구동시 공기가 상기 송풍기 케이싱(42) 내부로 흡입되는 흡입홀(42a)이 형성되는 바, 상기 흡입홀(42a)이 형성된 송풍기 케이싱(42)의 외측에 배치되되 상기 송풍기 케이싱(42) 내부로 흡입되는 공기 유동에 영향을 미치지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제1,2공명소음기(50, 60)는 각각 상기 원심송풍기(40)로 공기가 흡입되는 공기유동방향(화살표 R)으로 서로 적층된 상태로 상기 송풍기 케이싱(42)의 흡입홀(42a) 외측패널에 배치되며, 전체적으로 상기 흡입홀(42a)과 같은 직경의 공기유로가 형성되도록 파이프 형을 이룬다.그리고, 상기 제1공명소음기(50)는 단면이 평행사변형을 이루며 일정 체적을 갖는 공명실(52)과, 상기 공명실(52)로 소음이 입사되는 입사홀(54)과, 상기 입사홀(54)에서 상기 공명실(52)을 향해 일정 길이로 돌출된 브랜치(56)로 이루어진다.상기 제2공명소음기(60)도 마찬가지로, 공명실(62)과, 입사홀(64)과, 브랜치(66)로 이루어진다.

상기와 같은 5㎑와 10㎑ 대역의 소음을 소멸시킬 수 있는 공명 주파수f_re는과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, S는 상기 입사홀(54,64)의 면적이고, V는 공명실(52,62)의 체적이며, h는 상기 브랜치(56,66)의 길이이고, L은 공기유동방향과 직교되는 상기 공명실(52,62)의 높이이다.그러므로, 상기 제1,2공명소음기(50,60)는 각각 상기와 같은 식을 만족할 수 있도록 형성될 필요가 있고, 주파수가 작을수록 파장의 길이가 길므로 제1 공명실(50)이 상기 제2 공명실(60)보다 큰 체적을 갖는게 바람직하다.

즉, 상기 제1공명소음기(50)는 공기의 유동방향과 직교한 상기 공명실(52)의 높이(L)가 7~ 14 ㎜, 공기유동방향과 평행한 공명실(52)의 폭(D1)이 5 ~ 15 ㎜, 상기 입사홀(54)의 직경(d1)이 2 ~ 5 ㎜ 이도록 형성되는 것이 바람직하다.상기 제2공명소음기(60)는 공기의 유동방향과 직교되는 상기 공명실(62)의 높이(L)가 7 ~14 ㎜, 공기의 유동방향과 평행한 상기 공명실(62)의 폭(D2)이 3 ~ 8 ㎜, 상기 입사홀(66)의 직경(d2)이 2 ~ 5 ㎜ 이도록 형성되는 것이 바람직하다.참고로, 상기에서 소음기(A)는 내경이 상기 송풍기 케이싱(42)의 흡입홀(42a)의 직경과 동일한 파이프 형상으로 하였으므로, 상기로부터 상기 제1,2공명소음기(50,60)의 각 공명실(52,62)의 체적을 구할 수 있다.그리고, 상기 공명 주파수 및 입사홀의 면적인 S, 공명실의 체적인 V, 공기유동방향과 직교되는 공명실의 높이인 L이 결정되면, 브랜치의 길이(h) 또한 결정된다. 그런데, 상기 제1,2공명소음기(50,60)의 브랜치(56,66)의 길이가 길수록 소음 저감효과가 좋으므로, 이점을 고려하여 입사홀의 면적인 S, 공명실의 체적인 V, 공기유동방향과 직교되는 공명실의 높이인 L를 결정하면 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 원심 송풍기(40)가 구동되어 강한 흡입력이 발생되면, 상기 흡입호스(20)를 통해 공기와 함께 청소물이 흡입되어 상기 사이클론 집진실(30)로 안내되고, 사이클론 집진실(30)에서 원심력에 의해 청소물과 공기가 분리되어 청소물은 호퍼(34)에 수거된다.

그리고, 공기는 사이클론 집진실(30)의 배출 파이프(36)를 통해 토출되어 원심송풍기(40)의 흡입력에 의해 필터(6)를 거쳐 상기 송풍기 케이싱(42)의흡입홀(42a)를 통해 원심송풍기(40)로 흡입된 다음, 본체(10)의 배출구(4)를 통해 외부로 배출된다.

이 때, 상기 원심송풍기(40)의 구동시 상기 송풍기 케이싱(42)의 흡입홀(42a)을 통해 흡입되는 공기의 유속이 매우 빠르기 때문에 유체 소음이 발생되어 이 소음이 송풍기 케이싱(42)의 흡입홀(42a)를 통해 사이클론 집진실(30)로 전파되는데, 상기 제1,2공명소음기(50, 60)에 의해 피크 소음인 5㎑ 대역의 소음 및 그 조화주파수 대역의 소음이 소멸된다.다시 말하자면, 각각의 주파수 대역의 소음이 제1,2공명소음기(50,60)의 공명실(52,62)로 입사된 후 공명현상에 의해 열로 소산되어 감소된다.

따라서, 원심송풍기(40)의 구동시 가장 큰 소음을 갖는 주파수 대역이 원심송풍기(40)에서 사이클론 집진실(30)로 전파되는 도중 상기 제1,2공명소음기(50,60) 에 의해 소멸되므로 상기 사이클론 집진실(30)에 전파되는 소음이 감소되어 사용자에게 방사되는 소음이 감소된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 사이클론식 진공청소기는 흡입홀이 형성된 송풍기 케이싱의 외측에 크기가 큰 5㎑ 대역의 소음과 10㎑ 대역의 소음을 흡수하는 공명실이 장착되므로 원심송풍기의 구동시 발생되는 소음이 상기 공명실을 거쳐서 감소된 다음 사이클론 집진실에 전파됨으로써 사용자에게 방사되는 소음이 감소되는 이점이 있다.

Claims

흡입구 및 배출구가 형성된 본체와; 상기 본체의 흡입구를 통해 흡입되는 청소물과 공기를 원심력에 의해 분리하는 사이클론 집진실과; 상기 사이클론 집진실로 공기와 함께 청소물이 집진되도록 흡입력을 발생시키는 송풍기와; 상기 송풍기의 회전시 사이클론 집진실로 전파되는 소음 중 피크 소음을 공명 원리로 저감시키는 제1공명소음기와; 상기 피크 소음 주파수 대역의 조화주파수 대역의 소음을 저감시키는 제2공명소음기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.
제 1 항에 있어서,

상기 제1,2공명 소음기는 각각 일정 체적을 갖는 공명실과, 상기 공명실로 소음이 입사되는 입사홀과, 상기 입사홀에서 상기 공명실의 내부를 향해 돌출된 브랜치로 이루어진 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기..
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1,2공명소음기는 상기 송풍기의 외측을 감싸는 송풍기 케이싱에 구비된 흡입홀 외측에 위치된 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 피크 소음은 4~5㎑ 주파수 대역에서 발생되고, 그에 따른 조화주파수 대역은 8 ~ 10㎑인 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.
제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 제1공명소음기는 공기의 유동방향과 직교되는 상기 공명실의 높이가 7 ~14 ㎜ 이고, 공기의 유동방향과 평행한 상기 공명실의 폭이 5 ~ 15 ㎜이며, 상기 입사홀의 직경이 2 ~ 5 ㎜ 이도록 형성된 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.
제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 제2공명소음기는 공기의 유동방향과 직교되는 상기 공명실의 높이가 7 ~14 ㎜ 이고, 공기의 유동방향과 평행한 상기 공명실의 폭이 3 ~ 8 ㎜이며, 상기 입사홀의 직경이 2 ~ 5 ㎜ 이도록 형성된 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.
제 2 항에 있어서,

상기 공명실은 각각 단면이 평형사변형인 것을 특징으로 하는 사이클론식 진공청소기.