KR20060031416A

KR20060031416A - 싸이클론 집진장치

Info

Publication number: KR20060031416A
Application number: KR1020040080442A
Authority: KR
Inventors: 이성화; 손영복; 현기탁; 조형주; 정경선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-12
Also published as: AU2005290424B2; US7842112B2; EP1799353B1; WO2006038757A1; AU2005290424A1; CN100571883C; RU2007117141A; KR100732160B1; CN101039755A; EP1799353A1; US20080134649A1; RU2358811C2

Abstract

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관한 것이다. 본 발명은 외부 공기를 흡입하는 제1유입구 및 공기를 배출하는 제1유출구를 가지는 1차 싸이클론과; 상기 1차 싸이클론과 연결되는 2차 싸이클론을 포함하는 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 제1유출구의 상부에는 상기 제1유출구에서 배출되는 공기의 유동 방향이 급격히 변하지 않도록 하는 유동안내수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치를 제공한다.

싸이클론, 집진장치, 유동안내수단

Description

싸이클론 집진장치{Cyclone Collector}

도 1은 종래의 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 종단면도

도 2는 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치의 실시예를 개략적으로 도시한 종단면도

도 3 및 도 4는 도 2의 유동안내수단을 도시한 사시도

도 5는 도 2의 유동안내수단의 변형에를 도시한 저면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 1차 싸이클론 3 : 2차 싸이클론

11 : 제1유입구 12 : 제1몸체

14 : 제1유출구 142 : 통공부

144 : 밀폐부 18 : 통공

32 : 제2몸체 34 : 제2유출구

56 : 완충공간 52 : 배출공간

54 : 배출관 200 : 유동안내수단

210 : 보조부재

본 발명은 싸이클론 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 싸이클론을 연결하여 사용하는 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 진공 청소기에 한정되지는 않지만 특히 진공 청소기에 사용하는 것이 적합하다.

싸이클론 집진장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기중에 포함된 먼지, 티끌 등(이하 "먼지")을 집진하는 장치이다. 싸이클론 집진장치는 여러 분야에서 사용되는데 가정용으로는 주로 진공청소기에 적용되고 있다.

근래에는 집진성능을 향상시키기 위하여 다수의 싸이클론 집진장치를 연결한 다중 싸이클론 집진장치(Dual Cyclone Collector)가 사용된다. 즉, 다중 싸이클론 집진장치에서는 먼지 등을 포함한 공기(이하 "오염공기")를 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 상류측 싸이클론(upstream cyclone)과, 상기 상류측 싸이클론과 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 하류측(downstream cyclone)를 포함하여 구성된다. 통상 다중 싸이클론 집진장치에서는 상류측 싸이클론과 하류측 싸이클론이 각각 1개씩 사용된다. 또한, 하류측 싸이클론을 다수의 소형 싸이클론를 사용하는 경우도 있다(이하 "멀티 싸이클론 집진장치"). 이러한 멀티 싸이클론 집진장치의 일예가 일본 실용신안 공개공보 소52-14775 등에 개시되어 있다.

도 1을 참조하여, 종래의 멀티 싸이클론 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

멀티 싸이클론 집진장치는 오염공기를 외부에서 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 싸이클론(1)(이하, "1차 싸이클론")과, 상기 1차 싸이클론(1)과 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 싸이클론(3)(이하, "2차 싸이클론")으로 이루어진다. 멀티 싸이클론에서는 2차 싸이클론(3)은 다수의 소형 싸이클론의 집합이다.

상세히 설명하면 다음과 같다.

1차 싸이클론(1)의 외부 둘레에는 다수의 소형 싸이클론으로 이루어지는 2차 싸이클론(3)이 설치된다. 그리고, 1차 싸이클론(1)의 제1몸체(12)의 상부에는 외부의 오염공기를 접선 방향으로 유입하는 제1유입구(11)가 형성되며, 내부의 대략 중앙에는 1차적으로 걸러진 공기를 2차 싸이클론(3)으로 배출하는 제1유출구(14)가 형성된다. 제1유출구(14)는 통상 원통형이며 하부(14b)는 개방되어 있고, 상부(14a)는 막혀있는 구조이다. 경우에 따라서는 하부의 개구부(14b)에 필터(16)가 설치되기도 한다.

한편, 2차 싸이클론(3)은 1차 싸이클론(1)의 외부 둘레에 설치되는 다수개의 소형 싸이클론이다. 물론, 각각의 2차 싸이클론(3)도 제2유입구(미도시) 및 제2유출구(34)를 가진다. 그리고, 통상 1차 싸이클론(1)과 2차 싸이클론(3)의 사이에는 완충공간(56)이 정의되어, 상기 완충공간(56)을 경유하여 1차 싸이클론(1)에서 나온 공기가 2차 싸이클론(3)으로 유입된다. 또한, 2차 싸이클론(3)의 상부에는 다수의 2차 싸이클론(3)의 제2유출구(34)와 연통되는 배출공간(52)이 위치하며, 상기 배출공간(52)을 경유하여 배출관(54)을 통하여 공기는 외부로 배출된다. 미설명된 도면 부호 5는 1차 싸이클론(1) 및 2차 싸이클론(3) 등을 수용하는 케이스이다.

상술한 종래의 멀티 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치가 작동되어, 흡입력 발생수단, 예를 들어 진공청소 기의 흡입팬(미도시)이 구동되면, 1차 싸이클론(1)의 제1유입구(11)를 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론(1)의 내부로 유입된다. 이때, 흡입되는 오염공기는 접선방향을 따라 흡입되어, 1차 싸이클론(1)의 제1몸체(12)의 내벽면을 타고 선회하게 되며, 이과정에서 원심력에 의하여 먼지가 분리된다.

이때, 비교적 무겁고 큰 먼지들은 1차 싸이클론(1)의 하부에 집진되며, 분리되지 않은 작은 먼지는 1차 싸이클론(1) 내부를 선회하다가 상승하여 제1유출구(14)를 통하여 배출된다.

한편, 1차 싸이클론(1)에서 배출되는 작은 먼지를 포함하는 공기(이하 "일부 오염공기")는 제2유입구(미도시)를 통해 2차 싸이클론(3) 내부로 유입된다. 따라서, 2차 싸이클론(3)에서 다시 한 번 미세 먼지가 분리되고 정화된 공기는 제2유출구(34), 배출공간(52) 및 배출관(54)을 통하여 외부로 배출된다.

그러나, 상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 싸이클론 집진장치에서는 1차 싸이클론에서 제1유출구를 통하여 나온 공기가 2차 싸이클론으로 유입되기 위하여 유동 방향이 급격하게 꺽인다. 따라서, 종래의 싸이클론 집진장치에서는 압력 손실이 발생하여 집진 효율이 저하한다는 단점이 있다. 또한, 유동의 급격한 변화로 인하여 소음이 발생한다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적 은 집진 성능을 향상시킬 수 있는 싸이클론 집진장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 소음을 저감할 수 있는 싸이클론 집진장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 공기를 흡입하는 제1유입구 및 공기를 배출하는 제1유출구를 가지는 1차 싸이클론과; 상기 1차 싸이클론과 연결되는 2차 싸이클론을 포함하는 싸이클론 집진장치에 있어서, 상기 제1유출구의 상부에는 상기 제1유출구에서 배출되는 공기의 유동 방향이 급격히 변하지 않도록 하는 유동안내수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치를 제공한다.

상기 유출구는 다수의 구멍이 형성된 통공부와, 상기 통공부의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 유동안내수단은 상기 1차 싸이클론의 제1유출구와 2차 싸이클론의 유입구의 사이에서 유로가 급격한 변화가 없도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 유동안내수단은 공기를 대략 직각 방향으로 안내하는 형상을 가진다.

한편, 상기 유동안내수단은 상기 제1유출구에서 멀어질수록 상부가 커지는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 유동안내수단은 콘형 또는 반원형으로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 유동안내수단은 저부로 돌출되어 유로를 만드는 보조부재를 더욱 포함한다. 상기 보조부재는 소정 곡률을 가지는 것이 바람직하다.

따라서, 상술한 본 발명에 의하면 집진효율 및 흡입 일률을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 의하면, 소음을 저감시키는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

종래와 같은 구성요소는 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서도 종래와 동일하게, 싸이클론 집진장치는 1차 싸이클론(1)과, 상기 1차 싸이클론(1)에 연결되는 2차 싸이클론(3)을 포함하여 구성된다. 다만, 본 발명에서는 1차 싸이클론(1)의 제1유출구(14)의 구조가 종래와 상이하다.

종래 기술에서 설명한 바와 같이, 본 발명 전에는 일반적으로 1차 싸이클론(1)의 제1유출구는(14) 하부가 개구되고, 상부는 통공이 없는 형태가 되어야 한다고 생각되었다. 왜냐하면, 싸이클론의 원리를 이용하여 먼지를 집진하려면 유입된 공기가 몸체의 내벽을 타고 하부로 선회하면서 먼지를 분리하고 다시 대략 중심부에서 상승하여 배출되어야 하기 때문이다. 따라서, 제1유출구(14)의 상부를 막아야만 한다고 생각하였다. 그러나, 본 발명자의 연구에 의하면, 놀랍게도 1차 싸이클론(1)의 제1유출구(14)의 하부를 막고 상부에 다수의 구멍(18)을 형성하여도 효과적으로 집진을 할 수가 있었다.

본 발명에 따른 1차 싸이클론(1)의 제1유출구(14)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1유출구는 다수의 구멍(18)이 형성된 통공부(142)와, 상기 통공부(142)의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부(144)를 포함하여 구성된다. 통공부(142)는 1차 싸이클론(1)의 제1몸체(12)의 상부에서 상기 제1몸체(12)에 대략 평행하게 하부로 연장되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 통공부(142)의 하부는 밀폐부(144)에 의하여 막혀 있다. 본 발명에서 제1유출구(14)의 형상은 한정되지 않지만, 원통형인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 제1유출구(11)의 상부에 상기 제1유출구(11)에서 배출되는 공기의 유동 방향이 급격히 변하지 않도록 하는 유동안내수단(200)이 설치된다. 즉, 유동안내수단(200)에 의하여, 제1유출구(11)에서 나온 공기의 유동을 부드럽게 안내하게 된다.

유동안내수단(200)을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이, 유동안내수단(200)은 제1유출구(11)에서 나온 공기의 유동의 방향이 급격히 변화하지 않고 2차 싸이클론(3)으로 유입되게 하는 역할을 하게 된다. 따라서, 유동안내수단(200)은 제1유출구(11)와 2차 싸이클론(3) 정확히는 2차 싸이클론의 유입구의 사이에서 급격한 변화가 없는 유로를 만드는 기능을 한다. 따라서, 1차 싸이클론의 제1유출구(11)와 2차 싸이클론(3)의 유입구(미도시)의 배치에 따라서 유동안내수단(200)을 적절히 변경하는 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 1차 싸이클론(1)의 외측에 2차 싸이클론(3)이 배치되는 경우 즉 1 차 싸이클론(1)의 제1유출구(11)와 2차 싸이클론(3)의 유입구가 대략 직각으로 배치되는 경우에는 유동안내수단(200)도 공기를 대략 직각 방향으로 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 유동안내수단(200)은 제1유출구(11)에서 멀어질수록 상부가 커지는 형상으로 구성할 수 있다. 즉, 하부는 뾰쪽하고 상부는 넓은 회전체 형상을 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 콘형 또는 반원형으로 유동안내수단(200)을 구성할 수 있다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 유동안내수단(200)의 저부에서 하부로 돌출되어 다수의 유로를 만드는 보조부재(210)를 추가로 형성할 수도 있다. 이때, 상기 보조부재(210)는 소정 곡률을 가지는 것이 바람직하며, 상기 곡률은 유동의 방향으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

상술한 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치의 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치가 동작되면 외부의 오염공기가 1차 싸이클론(1)의 제1유입구(14)을 통하여 제1몸체(12) 내부로 흡입된다. 이때, 오염공기는 제1몸체(12)의 접선방향으로 흡입되므로 일정한 선회력을 갖게 되고, 상기 선회력에 의해 무게가 비교적 무겁고 큰 먼지들이 분리되게 된다. 분리된 먼지는 제1몸체(12)의 저부에 집진되고, 집진되지 않은 미세 먼지를 함유한 공기 즉 일부 오염공기는 제1유출구(14)을 통해 배출된다. 1차 싸이클론(1)의 제1유출구(14)을 통해 2차 싸이클론(3)으로 배출된 일부 오염공기는 제2유입구(미도시)을 통해 제2몸체(32) 내로 흡입되고, 미세 먼지는 상기 제2몸체(32)에서 집진되고 깨끗한 공기(이하 "청결공기 ")는 제2유출구(34), 배출공간(52)을 통하여 배출관(54)을 통하여 외부로 배출된다.

본 발명에 따르면, 1차 싸이클론(1)의 제1유출구(14)을 통해 2차 싸이클론(3)으로 배출되는 공기는 유동안내수단에 의하여 부드럽게 안내되므로 압력 손실 및 소음이 줄게 된다.

한편, 상술한 실시예에서는 제1유출구가 하부가 막혀 있는 구조를 도시 및 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 종래와 같이, 제1유출구의 측면이 막혀있고 저면이 개구된 형태에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

한편, 상술한 실시예에서는 2차 싸이클론이 다수의 소형 싸이클론으로 구성되는 멀티 싸이클론 집진장치를 도시 및 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명을 2개의 싸이클론이 연결되는 일반적인 2중 싸이클론 집진장치에 적용하는 것도 물론 가능하다. 또한, 싸이클론이 1개인 싱글 싸이클론 집진장치에 적용하는 것도 물론 가능하다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 캐니스터형식의 진공청소기 및 직립형 청소기에 설치하여 사용하는 것이 모두 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 의하면, 1차 싸이클론에서 유출된 공기의 유동이 급격히 변하는 것을 방지하여 집진 집진 성능을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에 의하면, 1차 싸이클론에서 유출된 공기의 유동이 급격히 변하는 것을 방지하여 소음을 절감할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

외부 공기를 흡입하는 제1유입구 및 공기를 배출하는 제1유출구를 가지는 1차 싸이클론과; 상기 1차 싸이클론과 연결되는 2차 싸이클론을 포함하는 싸이클론 집진장치에 있어서,

상기 제1유출구의 상부에는 상기 제1유출구에서 배출되는 공기의 유동 방향이 급격히 변하지 않도록 하는 유동안내수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제1항에 있어서, 상기 유출구는 다수의 구멍이 형성된 통공부와, 상기 통공부의 하부에 위치하며 막힌 밀폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제1항에 있어서, 상기 유동안내수단은 상기 1차 싸이클론의 제1유출구와 2차 싸이클론의 유입구의 사이에서 유로가 급격한 변화가 없도록 하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제3항에 있어서, 상기 유동안내수단은 공기를 대략 직각 방향으로 안내하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동안내수단은 상기 제1유출구에서 멀어질수록 상부가 커지는 형상인 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제5항에 있어서, 상기 유동안내수단은 콘형인 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제5항에 있어서, 상기 유동안내수단은 반원형인 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 유동안내수단은 저부로 돌출되어 유로를 만드는 보조부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.
제8항에 있어서, 상기 보조부재는 소정 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 싸이클론 집진장치.