KR100645951B1 - 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상승 선회기류에 작용하는 원심력으로 오물을 분리하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는, 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하며 중간정화공기가 배출되는 공기연통부재를 포함하는 1차 사이클론 유닛과, 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며 공기연통부재를 통해 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 복수의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론 유닛, 및 2차 사이클론 유닛에서 분리된 오물을 공기연통부재의 상측으로 배출할 수 있도록 2차 사이클론 유닛의 상측에서 공기연통부재의 내측으로 설치되는 오물배출부재를 포함하여 구성된다.
상승 선회기류, 오물배출부재, 집진실, 공기충돌, 2차 사이클론

Description

진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치{Multi-cyclone dust collecting apparatus for vacuum cleaner}
도 1은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 분리 사시도,
도 3은 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 하부 커버를 나타낸 사시도,
도 4는 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 Ⅳ-Ⅳ 단면도,
도 5는 도 4의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 Ⅴ-Ⅴ 단면도,
도 6은 도 1의 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 수거된 오물을 버리는 모습을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,101; 멀티 사이클론 집진장치 10; 1차 사이클론 유닛
20; 1차 사이클론 몸체 21; 1차 사이클론 몸체의 측벽
22; 1차 사이클론 몸체의 격벽 24; 오물배출구
30; 1차 집진실 31; 1차 집진통
32; 상부 커버 37; 역류방지턱
39; 오목 공간 40; 공기연통부재
43; 배기구 50; 2차 사이클론 유닛
60; 2차 사이클론 61; 2차 사이클론 몸체
64; 틈새 62; 2차 공기흡입구
66; 공기배출관 70; 하부 커버
73; 공기통로 80; 2차 집진실
90; 오물배출부재 91; 배출부
100; 진공청소기 110; 흡입브러시
130; 진공청소기 본체 131; 진공발생장치
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공청소기에서 오물을 분리하여 포집하는 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공청소기는 임펠러와 모터를 포함하는 진공발생장치로 흡입력을 발생시킨다. 그러면, 이 흡입력에 의해 피청소면의 오물, 먼지 등(이하 '오물'이라 함)과 함께 공기가 진공청소기 쪽으로 흡입된다. 흡입되는 오물과 공기는 진공청소기의 본체에 설치된 집진장치를 통과하면서 오물이 분리되어 수거되고 공기 만이 진공청소기 본체의 외부로 배출되게 된다.
공기와 함께 흡입되는 오물을 공기와 분리하여 수거하는 집진장치로는 먼지봉투, 사이클론 집진장치 등 여러 가지가 있으나, 요즈음은 반 영구적인 사이클론 집진장치가 널리 사용되고 있다.
종래 기술에 의한 사이클론 집진장치의 예가 공개번호 제2000-56658호, 제2000-56659호 등에 기재되어 있다. 이와 같은 종래 기술에 의한 사이클론 집진장치는, 흡입된 공기와 오물이 선회기류를 형성하는 원통형의 사이클론 몸체와, 공기유입구와, 공기배출구를 구비한다. 공기유입구는 유입되는 공기가 용이하게 선회하면서 하강할 수 있도록 사이클론 몸체의 상단 측면에 사이클론 몸체의 접선방향을 따라 설치된다. 공기배출구는 사이클론 몸체 내부에서 하강 선회하면서 오물이 제거된 후 다시 재상승하는 공기를 사이클론 집진장치의 외부로 안내할 수 있도록 사이클론 몸체의 상단에 형성된다.
그러나, 이와 같은 종래의 사이클론 집진장치는, 공기유입구와 공기배출구가 모두 사이클론 몸체의 상부에 형성되어 있기 때문에 사이클론 몸체 내부에서 하강선회하는 공기와 상승하는 공기가 충돌하는 현상이 필연적으로 발생한다. 따라서, 종래의 사이클론 집진장치에서는, 상술한 상승공기와 하강공기의 충돌에 의해 사이클론 집진장치의 집진효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 사이클론 집진장치는 구조나 성능에 따라 미세 오물을 완전히 걸러내지 못하는 문제점이 있기 때문에, 최근에는 출원번호 10-2003-62520호와 같이 인입되는 공기에 포함된 미세 오물을 두 단계에 걸쳐 걸러낼 수 있도록 함으로 써 집진효율이 향상된 멀티 사이클론 집진장치가 개발되어 있다. 그러나, 이러한 멀티 사이클론 집진장치의 경우에도 상술한 바와 같이 공기의 충돌이 발생하고 이에 의해 집진효율이 저하되는 문제점은 여전히 존재하며, 사이클론 수의 증가로 인해 멀티 사이클론 집진장치의 부피, 특히 높이가 커지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 사이클론 집진장치는 오물이 수거되는 오물수거통이 사이클론 몸체의 하측에 사이클론 몸체와 동일 공간을 사용하도록 되어 있기 때문에 하강하였다가 다시 상승하는 공기에 의해 수거된 오물이 공기배출구로 역류하기 때문에 집진효율이 나쁘다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 흡입되는 공기와 배출되는 공기가 충돌하지 않기 때문에 집진효율이 높으며, 미세오물을 분리 포집할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 오물의 배출이 편리하도록 상부로 오물을 배출할 수 있는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 컴팩트한, 특히 상하 높이를 줄인 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하며, 중간정화공기가 배출되는 공기연통부재를 포함하는 1차 사이클론 유닛; 상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 공기연통부재를 통해 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 복수의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론 유닛; 및 상기 2차 사이클론 유닛에서 분리된 오물을 상기 공기연통부재의 상측으로 배출할 수 있도록 상기 2차 사이클론 유닛의 상측에서 상기 공기연통부재의 내측으로 설치되는 오물배출부재;를 포함하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 1차 사이클론 유닛은, 중공의 원통형으로 성형되며, 인입되는 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체; 상기 1차 사이클론 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및 상기 1차 사이클론 몸체의 아래쪽에 설치되며, 인입되는 오물함유공기가 상향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 더 포함한다.
그리고, 상기 공기흡입관은, 상기 1차 집진실을 관통하여 상기 1차 사이클론 몸체에 상향 경사되는 접선 방향으로 접하여 연통되도록 설치한다.
또한, 상기 1차 사이클론 몸체는, 그 측벽의 윗부분에 형성되며, 오물함유공기로부터 분리된 오물이 상기 1차 집진통으로 배출되는 오물배출구를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 사이클론 유닛은, 상기 복수의 2차 사이클론으로 둘러싸이며, 상기 복수의 2차 사이클론에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 더 포 함한다.
이때, 상기 복수의 2차 사이클론 각각은, 하단이 막힌 중공의 원통형으로 형성되며, 아래쪽에 중간정화공기가 인입되는 2차 공기흡입구가 형성된 2차 사이클론 몸체; 및 중공의 원통형으로 상기 2차 사이클론 몸체의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 2차 사이클론 몸체에서 정화된 공기가 배출되는 공기배출관;을 포함한다.
그리고, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 복수의 2차 사이클론 몸체와 오물배출부재를 일체로 사출 성형하여 제조하는 것이 좋다.
또한, 상기 오물배출부재는, 상기 공기연통부재의 아래쪽에 설치되며, 상기 복수의 2차 사이클론의 상부를 덮는 돔 형상으로 형성되는 오물모음부; 및 상기 공기연통부재의 내측에 설치되며, 상단은 상기 공기연통부재의 상단까지 연장되며, 하단은 상기 오물모음부와 연통되는 배출부;를 포함한다.
그리고, 상기 1차 사이클론 유닛의 상단은, 분리할 수 있는 상부 커버로 덮는 것이 좋다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기로부터 오물을 분리하는 1차 사이클론 유닛과, 상기 1차 사이클론 유닛으로부터 배출된 공기를 다시 회전시켜 함유된 먼지를 분리하는 2차 사이클론 유닛을 포함하는 멀티 사이클론 집진장치에 있어서, 상기 1차 사이클론 유닛 및 2차 사이클론 유닛은, 적어도 하나의 사이클론을 구비하고, 상기 2차 사이클론 유닛의 전체가 상기 1차 사이클론 유닛의 적어도 하나의 사이클론 내부에 설치되며, 상기 1차 사이클론 유닛 의 하면과 상기 2차 사이클론 유닛의 하면이 동일 수평면상에 있는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 2차 사이클론 유닛은, 원형 또는 C형으로 배치된 복수의 사이클론을 구비하며, 상기 1차 사이클론 유닛의 적어도 하나의 사이클론으로부터 분리된 먼지는 상기 1차 사이클론 몸체의 밖 외주 면으로 배출되고, 상기 2차 사이클론 유닛의 복수의 사이클론으로부터 분리된 먼지는 상기 복수의 사이클론으로 둘러싸인 원형 또는 C형 공간으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차 사이클론 유닛 및 상기 2차 사이클론 유닛의 사이클론은 공기를 측면 하부로부터 유입하여 중앙부 하부로 배출한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치의 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 1차 사이클론 유닛(10)과, 2차 사이클론 유닛(50)과, 오물배출부재(90)를 포함한다.
1차 사이클론 유닛(10)은 흡입브러시(110, 도 7 참조)로부터 흡입되는 오물과 먼지를 포함하는 공기(이하, 오물함유공기라 함)가 아래 측으로 인입되어 상승하면서 선회하도록 함으로써, 선회하는 오물함유공기에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기에 포함된 오물을 분리한다. 즉, 1차 사이클론 유닛(10)은 아래 측에서 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리한다.
이와 같은 1차 사이클론 유닛(10)은, 1차 사이클론 몸체(20)와, 공기연통부재(40)와, 1차 집진실(30)과, 공기흡입관(45)을 포함한다.
1차 사이클론 몸체(20)는 격벽(22)이 있는 중공의 원통형으로 성형되며, 격벽(22)의 위쪽 공간(23)에서는 공기흡입관(45)을 통해 인입되는 오물함유공기가 내측에서 선회하여 상승 선회기류를 형성한다. 또한, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22) 아래에는 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)으로 둘러싸인 원형의 오목한 공간(39)이 형성된다. 이 공간(39)에는 2차 사이클론 유닛(50)이 설치된다.
1차 사이클론 몸체(20)의 상측은 상부 커버(32)로 덮여 있다. 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21) 상단과 상부 커버(32) 사이에는 오물함유공기로부터 원심력에 의해 분리된 오물이 1차 집진실(30)로 배출되는 오물배출구(24)가 형성된다. 상부 커버(32)는 1차 집진통(31)에 대해 분리 및 결합할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 기울어지는 경우에 1차 집진실(30)에 수거된 오물이 오물배출구(24)를 통해 1차 사이클론 몸체(20)의 내부로 역류하는 것을 방지하기 위해 상부 커버(32)의 내면에 역류방지턱(37)을 설치하는 것이 바람직하다. 역류방지턱(37)은 1차 사이클론 몸체(20)의 지름보다 큰 원통형으로 성형하는 것이 바람직하다.
공기연통부재(40)는 1차 사이클론 몸체(20)에서 원심력에 의해 오물함유공기 에서 오물이 제거된 공기(이하, 중간정화공기라 한다)를 2차 사이클론 유닛(50)으로 배출한다. 공기연통부재(40)는 중공의 원통형으로 성형되며, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22) 중앙에서 상측으로 돌설되도록 설치된다. 이때, 공기연통부재(40)는 상부 커버(32)의 내면에 닿도록 연장된다. 따라서, 공기연통부재(40)의 상단(41)은 상부 커버(32)에 의해 막혀 있고, 그 하단은 개방되어 있다. 또한, 공기연통부재(40)의 표면에는 중간정화공기가 배출되는 복수의 배기공(43)이 형성되어 있다. 복수의 배기공(43)은 중간정화공기를 따라 이동하는 큰 오물을 걸러 낼 수 있도록 수많은 작은 구멍으로 형성된다. 이때, 본 실시예와 같이 공기연통부재(40)의 상단(41)이 상부 커버(32)의 내면에 닿도록 설치하는 것은 일 예일 뿐이며, 도시하지는 않았으나 공기연통부재(40)의 상단(41)이 개방된 상태로 상부 커버(32)로부터 떨어져 있도록 형성할 수도 있다.
1차 집진실(30)은 1차 사이클론 몸체(20)를 감싸도록 설치되며, 1차 사이클론 몸체(20)에서 원심력에 의해 배출되는 오물을 수납한다. 1차 집진실(30)은 1차 사이클론 몸체(20)를 감싸며, 원통형으로 형성된 1차 집진통(31)과 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21) 사이의 공간으로 이루어진다. 1차 사이클론 몸체(20)의 상단을 덮는 상부 커버(32)가 1차 집진실(30)의 상면을 이룬다. 1차 집진실(30)의 하단은 2차 집진실(80)과 함께 후술하는 하부 커버(70)에 의해 막혀 있다. 따라서, 하부 커버(70)가 1차 집진실(30)의 하면을 이룬다.
공기흡입관(45)은 흡입브러시(110)와 연통되며, 1차 사이클론 몸체(20)로 인입되는 오물함유공기가 상승 선회기류를 형성하도록 1차 사이클론 몸체(20)의 아래 쪽에 설치된다. 즉, 공기흡입관(45)은, 흡입브러시(110)로부터 인입되는 오물함유공기가 1차 사이클론 몸체(20) 내에서 상승 선회기류를 형성하도록, 1차 사이클론 몸체(20)에 대해 상향 경사되는 접선방향으로 접하여 1차 사이클론 몸체(20)와 연통되도록 설치된다. 또한, 공기흡입관(45)이 연결된 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22)에는 오물함유공기의 이동방향으로 상향으로 경사진 경사면(27)이 형성되어 있다. 이 경사면(27)은 공기흡입관(45)을 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 인입되는 오물함유공기가 쉽게 상승 선회기류를 형성할 수 있도록 한다. 이때, 공기흡입관(45)은 1차 집진실(30)을 아래쪽에서 관통하여 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)과 연결되게 된다.
2차 사이클론 유닛(50)은 상술한 1차 사이클론 유닛(10)으로부터 배출된 중간정화공기가 아래쪽으로 인입되어 상승하면서 선회하도록 함으로써, 선회하는 중간정화공기에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기에 포함된 미세 오물을 분리하고, 정화된 공기를 진공발생장치(131, 도 7 참조)로 배출한다. 이때, 중간정화공기는 1차 사이클론 유닛(10)에서 제거되지 않은 미세 오물을 포함하고 있으며, 2차 사이클론 유닛(50)은 중간정화공기에 잔류하는 미세 오물을 원심력에 의해 제거한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 이와 같은 2차 사이클론 유닛(50)은 복수의 2차 사이클론(60)과, 2차 집진실(80)을 포함한다.
복수의 2차 사이클론(60)은 1차 사이클론 유닛(10)의 아래에 설치되며, 1차 사이클론 유닛(10)에서 배출된 중간정화공기를 아래쪽으로 흡입하여 상승 선회기류 를 만든다. 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기에 잔류하는 오물은 원심분리되고, 정화된 공기는 복수의 2차 사이클론(60)에서 진공발생장치(131, 도 7 참조)로 배출된다. 이때, 복수의 2차 사이클론(60)은 도 5와 같이 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21) 내측에 원을 이루도록 설치된다. 본 실시예의 경우에는 8개의 2차 사이클론(60)이 오물배출부재(90)와 동일한 중심을 갖는 대략의 원을 형성하도록 설치되어 있다.
복수의 2차 사이클론(60) 각각은 2차 사이클론 몸체(61)와 공기배출관(66)을 포함한다. 2차 사이클론 몸체(61)는 상단이 개방되며, 하단이 막힌 중공의 원통형으로 성형된다. 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 2차 사이클론 몸체(61)는 몸체의 일부(61a)가 오물배출부재(90)의 외주(93)보다 돌출되며, 인접하는 2개의 2차 사이클론 몸체(61)가 서로 접촉하도록 설치된다. 또한, 오물배출부재(90)의 하부는 복수의 2차 사이클론 몸체(61)에서 돌출된 부분(61a)의 상부를 덮을 수 있도록 형성된다. 따라서, 서로 인접하는 2개의 2차 사이클론 몸체(61)와 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)에 의해 이루어지는 공간이 오물배출부재(90)의 외부 표면(92a)을 따라 흐르는 중간정화공기의 통로(73)를 형성하게 된다. 또한, 상기 공기통로(73)의 끝에 해당하는 2차 사이클론 몸체(61)의 아랫부분에는 2차 공기흡입구(62)가 형성된다. 따라서, 상기 공기통로(73)를 지나온 중간정화공기는 2차 공기흡입구(62)를 통해 2차 사이클론 몸체(61)의 내부로 인입되어 상승 선회기류를 형성하게 된다.
공기배출관(66)은 중공의 원통형으로 2차 사이클론 몸체(61)의 하면 중앙에 서 상측으로 돌설되도록 설치되며, 진공발생장치(131)와 연통된다. 공기배출관(66)의 상하단은 개방되어 있으며, 공기배출관(66)의 상단은 2차 사이클론 몸체(61)의 상단보다 높이가 낮도록 형성된다. 따라서, 2차 사이클론 몸체(61)의 내측에서 원심력에 의해 미세 오물이 제거되어 정화된 공기는 공기배출관(66)을 통해 진공발생장치(131)로 배출된다. 이때, 도시하지는 않았지만, 복수의 공기배출관(66)을 통해 배출되는 공기를 하나로 모아 진공발생장치(131)와 연통시킬 수 있도록 공기합류부재를 복수의 공기배출관(66) 아래에 설치할 수 있다.
2차 집진실(80)은 복수의 2차 사이클론(60)에서 배출되는 오물이 수거되는 것으로서, 복수의 2차 사이클론(60)으로 둘러싸인 공간으로 형성된다. 즉, 2차 집진실(80)은 대략 원형을 형성하도록 설치된 복수의 2차 사이클론 몸체(61)가 측면을 형성하고, 하부 커버(70)가 하면을 형성하는 공간으로 이루어진다. 2차 집진실(80)은 하부 커버(70)의 중앙에 설치되며 수거된 오물의 이동을 저지하는 차단돌기(71)를 구비한다.
하부 커버(70)는 1차 집진통(31)과 1차 사이클론 몸체(20)의 하단을 폐쇄하여, 1차 집진실(30) 및 2차 집진실(80)의 하면을 이룬다. 또한, 도 3과 같이 2차 사이클론(60)의 공기배출관(66)을 하부 커버(70)에 일체로 형성함으로써, 하부 커버(70)가 2차 사이클론 몸체(61)의 하면을 이루도록 하는 것이 바람직하다. 이처럼 하부 커버(70)와 공기배출관(66)을 일체로 형성하면, 사출 성형이 편리하다.
오물배출부재(90)는 2차 사이클론 유닛(50)에서 분리된 오물을 공기연통부재(40)의 상측으로 배출할 수 있도록 2차 사이클론 유닛(50)의 상측에 공기연통부재 (40)의 내측으로 설치된다. 오물배출부재(90)는 대략적인 깔때기 형상으로서, 오물모음부(92)와 배출부(91)로 구성된다. 오물모음부(92)는 공기연통부재(40)의 아래쪽에 설치되며, 복수의 2차 사이클론(60)의 상부를 덮는 돔(dome) 형상으로 형성된다. 오물모음부(92)는 멀티 사이클론 집진장치(1)를 뒤집었을 때, 2차 집진실(80)로부터 낙하되는 오물을 모으는 역할을 한다. 배출부(91)는 공기연통부재(40)의 내측에 설치되며, 배출부(91)의 상단(95)은 공기연통부재(40)의 상단(41)까지 연장되며, 배출부(91)의 하단은 오물모음부(92)의 상단과 연통된다. 배출부(91)는 원통형으로 형성되며, 공기연통부재(40)와 동심으로 설치되는 것이 바람직하다. 배출부(91)는 오물모음부(92)에 모아진 오물을 공기연통부재(40)의 상측으로 배출하는 역할을 한다. 따라서, 멀티 사이클론 집진장치(1)를 뒤집으면 2차 집진실(80)에 수거된 오물이 오물배출부재(90)를 통해 상부 커버(32) 쪽으로 이동된다.
또한, 오물배출부재(90)의 외부 표면(92a)은 공기연통부재(40)로 인입된 중간정화공기를 복수의 2차 사이클론(60)으로 안내하는 역할을 한다. 즉, 중간정화공기는 오물배출부재(90)의 오물모음부(92)의 외부 표면(92a)을 따라 복수의 2차 사이클론 몸체(61)와 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)에 의해 형성된 공기통로(73)로 분배되어 복수의 2차 사이클론 몸체(61) 각각에 형성된 2차 공기흡입구(62)로 인입되게 된다. 그리고, 사출 성형을 이용하여 오물배출부재(90)를 제조하는 경우에는 본 실시예와 같이 오물배출부재(90)와 복수의 2차 사이클론 몸체(61)를 일체로 형성하는 것이 바람직하다(도 2 참조).
또한, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22)과 오물배출부재(90)의 사이로 흐르 는 중간정화공기의 흐름을 더욱 원활하게 하기 위해서는 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22)을 오물배출부재(90)의 오물모음부(92)의 형상에 대응되는 돔형으로 성형하는 것이 바람직하다. 즉, 1차 사이클론 몸체(20)의 격벽(22)이 도 4에 도시된 바와 같이 오물배출부재(90)의 오물모음부(92)로부터 상측으로 일정한 간격을 유지하도록 형성하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)의 동작 및 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
진공청소기를 작동시키면, 진공발생장치(131, 도 7 참조)가 동작하여 흡입력이 발생한다. 이 흡입력에 의해 피청소면으로부터 오물을 포함한 공기(이하, 오물함유공기)가 흡입브러시(110, 도 7 참조)로 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물함유공기는 연통수단(121,122, 도 7 참조)을 통해 흡입브러시(110)와 연통된 멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동한다.
멀티 사이클론 집진장치(1)로 이동하는 오물함유공기는 1차 사이클론 유닛(10)의 공기흡입관(45)을 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 인입된다. 공기흡입관(45)을 통해 인입된 오물함유공기는 1차 사이클론 몸체(20)의 내측에서 선회하며 상승하는 상승 선회기류를 형성한다. 이때, 사이클론 몸체(20)의 내측으로 공기흡입관(45) 앞의 격벽(22)에는 경사면(27)이 마련되어 있기 때문에 인입된 중간정화공기는 용이하게 상승 선회기류를 형성하게 된다. 그러면, 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 오물함유공기로부터 오물이 분리된다. 분리된 오물은 도 4의 화살표 A와 같이 1차 사이클론 몸체(20) 상단과 상부 커버(32) 사이에 마련된 오물배출구 (24)를 통해 1차 집진실(30)로 배출되어 쌓이게 된다. 1차 집진실(30)은 1차 사이클론 몸체(20)의 측벽(21)에 의해 선회기류와 격리되어 있으므로, 수거된 오물이 1차 사이클론 몸체(20) 내의 상승 선회기류에 영향을 미치지 않는다. 또한, 1차 사이클론 몸체(20)로 인입되어 상승 선회기류를 형성하는 공기는 바로 공기연통부재(40)의 복수의 배기구(43)를 통해 빠져나가기 때문에 1차 사이클론 몸체(20) 내에서 공기의 충돌이 발생하지 않는다. 따라서, 멀티 사이클론 집진장치(1)의 집진효율이 향상된다.
1차 사이클론 몸체(20)에서 오물이 제거된 공기(중간정화공기)는 공기연통부재(40)에 형성된 복수의 배기구(43)를 통해 2차 사이클론 유닛(50) 쪽으로 흐르게 된다. 이때, 공기연통부재(40)의 내측에는 오물배출부재(90)가 설치되어 있으므로, 중간정화공기는 공기연통부재(40)의 내면과 오물배출부재(90) 배출부(91)의 외부 표면(92a) 사이의 공간으로 흐르게 된다. 공기연통부재(40)를 지나온 중간정화공기는 오물배출부재(90) 오물모음부(92)의 외부 표면(92a)을 따라 오물모음부(92)의 하부에 마련된 복수의 공기통로(73)로 분배되어 복수의 2차 사이클론(60) 각각의 2차 공기흡입구(62)로 인입된다.
2차 공기흡입구(62)로 인입된 중간정화공기는 2차 사이클론 몸체(61)의 내측에서 상승 선회기류를 형성한다. 그러면 상승 선회기류에 작용하는 원심력에 의해 중간정화공기로부터 미세 오물이 분리된다. 분리된 미세 오물은 오물배출부재(90) 오물모음부(92)의 내부 표면(92b)과 2차 사이클론 몸체(61)의 상단 사이의 틈새(64)를 통해 2차 집진실(80)로 배출되어 쌓이게 된다(도 4의 화살표 B 참조). 이 때, 2차 집진실(80)은 2차 사이클론 몸체(61)에 의해 격리되어 있기 때문에, 분리된 오물이 2차 사이클론 몸체(61) 내의 상승 선회기류에 영향을 미치지 않는다. 또한, 2차 사이클론 몸체(61)로 인입되어 상승 선회기류를 형성하는 공기는 바로 공기배출관(66)을 통해 빠져나가기 때문에 2차 사이클론 몸체(61) 내에서 공기의 충돌이 발생하지 않는다. 따라서, 멀티 사이클론 집진장치(1)의 집진효율이 향상된다.
2차 사이클론 몸체(61)에서 상승 선회하면서 미세 오물이 제거된 정화된 공기는 공기배출관(66)을 통해 배출된다. 복수의 2차 사이클론(60) 모두에서 상기와 동일한 작용에 의해 중간정화공기로부터 미세 오물이 제거되고, 정화된 공기는 복수의 공기배출관(66)을 통해 배출되게 된다. 공기배출관(66)으로 배출된 공기는 진공발생장치(131)를 통과하여 진공청소기 본체(130) 외부로 배출된다.
만일, 복수의 공기배출관(66)의 하부에 공기합류부재(미도시)가 설치되어 있는 경우에는 복수의 2차 사이클론(60)의 각각의 공기배출관(66)을 통해 배출된 정화된 공기는 공기합류부재에 의해 하나로 모여진 후 진공발생장치(131) 쪽으로 배출되게 된다.
1차 집진실(30) 또는 2차 집진실(80)에 오물이 가득차면, 1차 집진실(30)과 2차 집진실(80)을 비울 필요가 있다. 1차 및 2차 집진실(30,80)을 비우고자 할 경우에는, 사용자는 먼저 1차 집진실(30)과 오물배출부재(90)의 상단(95)을 덮고 있는 상부 커버(32)를 연다. 다음에, 도 6과 같이 멀티 사이클론 집진장치(1)를 뒤집으면, 1차 집진실(30)과 2차 집진실(80)에 쌓인 오물을 버릴 수 있다. 이때, 2차 집진실(80)에 수거된 미세 오물은 오물배출부재(90)의 오물모음부(92)와 배출부(91)의 내부 표면(92b)을 따라 외부로 배출된다. 이와 같이 상부 커버(32)를 열어 수거된 오물을 버릴 수 있는 구조는, 사용자가 오물을 보면서 버릴 수 있기 때문에 하부 커버(70)를 열어 오물을 배출하는 구조에 비해 오물의 배출이 편리하다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치(1)는 상부 커버(32)에 역류방지턱(37)이 설치되어 있기 때문에, 멀티 사이클론 집진장치(1)가 기울어진 경우에 1차 집진실(30)에 수거된 오물이 오물배출구(24)를 통해 1차 사이클론 몸체(20)로 역류하는 것을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치(1)를 구비한 진공청소기(100)의 실시예에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공청소기(100)는 흡입브러시(110), 연장관(121), 플렉시블 호스(122), 청소기 본체(130)를 포함한다.
흡입브러시(110)는 바닥면에 피청소면으로부터 오물을 포함한 공기(오물함유공기)를 흡입하는 오물흡입구가 형성된다.
연장관(121)과 플렉시블 호스(122)는 흡입브러시(110)와 청소기 본체(130)를 연통하며, 연장관(121)의 상단에는 손잡이(120)가 마련된다. 손잡이(120)에는 통상 진공청소기(100)의 전원을 온(ON)시키는 전원스위치(123)가 설치된다.
청소기 본체(130)는 진공발생장치(131)와 멀티 사이클론 집진장치(101)를 포함한다. 진공발생장치(131)는 흡입브러시(110)로 오물함유공기를 흡입하는 흡입력을 발생시키며 멀티 사이클론 집진장치(101)와 연통되어 있다. 멀티 사이클론 집진 장치(101)는 흡입브러시(110)로부터 흡입된 오물함유공기로부터 오물을 분리하여 수거한다. 멀티 사이클론 집진장치(101)는 상승 선회기류에 의해 비교적 큰 오물을 분리수거하는 1차 사이클론 유닛과 미세한 오물을 분리수거하는 2차 사이클론 유닛으로 구성된다. 이러한 멀티 사이클론 집진장치(101)의 구조 및 작용은 상술한 멀티 사이클론 집진장치(1)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 진공청소기(100)의 전원스위치(123)를 온 시킨 후 흡입브러시(110)를 이동시키면, 진공발생장치(131)의 흡입력에 의해 흡입브러시(110)의 오물흡입구로 피청소면의 오물이 흡입된다. 흡입브러시(110)로 흡입된 오물은 연장관(121)과 플렉시블 호스(122)를 통해 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된다. 멀티 사이클론 집진장치(101)로 인입된 오물은 1차 및 2차 사이클론 유닛(10,50, 도 4 참조)에 의해 분리수거된 후 청소기 본체(130) 외부로 배출된다.
이상에서는 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 구비한 진공청소기로서 캐니스터형 진공청소기를 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 업라이트형 진공청소기등 다양한 종류의 진공청소기에 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기에 의하면, 1차 사이클론 유닛 및 2차 사이클론 유닛에서 흡입되는 공기와 배출되는 공기가 충돌하지 않기 때문에 집진효율이 높다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 흡입되는 오물함유공기가 1차 사이클론 유닛을 통과하면서 큰 오물이 분리된 후 연속적으로 2차 사이클론 유닛을 지나면서 다시 오물이 분리되도록 구성되어 있기 때문에 미세 오물을 분리/수거할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 1차 및 2차 사이클론 유닛 모두에서 상승 선회기류가 형성되는 공간과 오물이 수거되는 공간이 별도로 분리되어 있기 때문에 오물을 분리/수거하는 집진효율이 높다.
그리고, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 오물배출부재(90)와 복수의 2차 사이클론 몸체(61), 및 하부 커버(70)와 공기배출관(66)을 일체로 사출 성형하여 만들 수 있기 때문에 조립공수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티 사이클론 집진장치는 1차 사이클론 유닛의 내부에 2차 사이클론 유닛을 설치하고, 그 하단이 동일 평면상에 위치하도록 구성하였기 때문에 컴팩트(compact)한 구성이 가능하다. 특히, 멀티 사이클론 집진장치의 높이를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치 및 이를 구비한 진공청소기는 역류방지턱을 구비하고 있으므로 진공청소기가 뒤집히는 경우에도 1차 집진실에 수거된 오물이 1차 사이클론 몸체로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치는 상부 커버를 열고, 뒤집어서 오물을 버리는 구조로 되어 있기 때문에 1차 및 2차 집진실에 수거 된 오물을 버리는 것이 편리하다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.

Claims (12)

  1. 인입되는 오물함유공기를 상승 선회기류로 만들어 오물함유공기에 포함된 오물을 원심분리하며, 중간정화공기가 배출되는 공기연통부재를 포함하는 1차 사이클론 유닛;
    상기 1차 사이클론 유닛의 아래에 설치되며, 상기 공기연통부재를 통해 배출된 중간정화공기를 아래 측으로 흡입하여 상승 선회기류를 만들어 중간정화공기에 잔류하는 오물을 원심분리하는 복수의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론 유닛; 및
    상기 2차 사이클론 유닛에서 분리된 오물을 상기 공기연통부재의 상측으로 배출할 수 있도록 상기 2차 사이클론 유닛의 상측에서 상기 공기연통부재의 내측으로 설치되는 오물배출부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 유닛은,
    중공의 원통형으로 성형되며, 인입되는 오물함유공기가 내측에서 선회하는 1차 사이클론 몸체;
    상기 1차 사이클론 몸체를 감싸도록 형성되며, 상기 1차 사이클론 몸체에서 배출되는 오물을 수납하는 1차 집진실; 및
    상기 1차 사이클론 몸체의 아래쪽에 설치되며, 인입되는 오물함유공기가 상 향 선회기류를 형성하도록 하는 공기흡입관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기흡입관은,
    상기 1차 집진실을 관통하여 상기 1차 사이클론 몸체에 상향 경사되는 접선 방향으로 접하여 연통되도록 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 몸체는,
    그 측벽의 윗부분에 형성되며, 오물함유공기로부터 분리된 오물이 상기 1차 집진통으로 배출되는 오물배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 2차 사이클론 유닛은,
    상기 복수의 2차 사이클론으로 둘러싸이며, 상기 복수의 2차 사이클론에서 배출되는 오물이 수거되는 2차 집진실;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 2차 사이클론 각각은,
    하단이 막힌 중공의 원통형으로 형성되며, 아래쪽에 중간정화공기가 인입되 는 2차 공기흡입구가 형성된 2차 사이클론 몸체; 및
    중공의 원통형으로 상기 2차 사이클론 몸체의 하면 중앙에서 상측으로 돌설되며, 상기 2차 사이클론 몸체에서 정화된 공기가 배출되는 공기배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 2차 사이클론 몸체와 상기 오물배출부재는 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 오물배출부재는,
    상기 공기연통부재의 아래쪽에 설치되며, 상기 복수의 2차 사이클론의 상부를 덮는 돔 형상으로 형성되는 오물모음부; 및
    상기 공기연통부재의 내측에 설치되며, 상단은 상기 공기연통부재의 상단까지 연장되며, 하단은 상기 오물모음부와 연통되는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 사이클론 유닛의 상단은,
    분리할 수 있는 상부 커버로 덮인 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  10. 외부공기로부터 오물을 분리하는 1차 사이클론 유닛과, 상기 1차 사이클론 유닛으로부터 배출된 공기를 다시 회전시켜 함유된 먼지를 분리하는 2차 사이클론 유닛을 포함하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치에 있어서,
    상기 1차 사이클론 유닛 및 2차 사이클론 유닛은, 적어도 하나의 사이클론을 구비하고, 상기 2차 사이클론 유닛의 전체가 상기 1차 사이클론 유닛의 적어도 하나의 사이클론 내부에 설치되며,
    상기 1차 사이클론 유닛의 하면과 상기 2차 사이클론 유닛의 하면이 동일 수평면상에 있는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 2차 사이클론 유닛은,
    원형 또는 C형으로 배치된 복수의 사이클론을 구비하며,
    상기 1차 사이클론 유닛의 적어도 하나의 사이클론으로부터 분리된 먼지는 상기 1차 사이클론 몸체의 밖 외주 면으로 배출되고, 상기 2차 사이클론 유닛의 복수의 사이클론으로부터 분리된 먼지는 상기 복수의 사이클론으로 둘러싸인 원형 또는 C형 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 1차 사이클론 유닛 및 상기 2차 사이클론 유닛의 사이클론은 공기를 측면 하부로부터 유입하여 중앙부 하부로 배출하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 멀티 사이클론 집진장치.
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