KR20080061102A - 진공청소기의 멀티 사이클론 집진장치 - Google Patents
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Abstract
진공청소기의 멀티 사이클론 집진장치가 개시된다. 개시된 집진장치는, 공기유입구, 원통형 몸체 및 공기가 회전되는 공간인 1차 사이클론챔버를 구비하며, 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 회전시켜 오물이나 먼지를 분리시키는 1차 사이클론; 상기 1차 사이클론챔버에서 오물과 분리된 공기를 유입하여 오물을 다시 분리시키는 적어도 하나의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론유닛; 및, 상기 1차 사이클론으로부터 분리된 오물을 저장하는 1차 오물수집챔버와 상기 2차 사이클론으로부터 분리되는 오물을 저장하는 2차 오물수집챔버를 구획하는 내벽을 구비한 오물수거통;을 포함하며, 상기 2차 사이클론유닛은 상기 1차 사이클론의 원통형 몸체 내부에 설치되며, 상기 오물수거통은 상기 1 사이클론의 원통형 몸체 및 상기 2차 사이클론유닛의 하단에 장착 및 분리 가능하다.
진공청소기, 집진장치, 멀티 사이클론, 오물수거통, 사이클론유닛
Description
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 도시한 사시도,
도 2는, 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절개한 2차 사이클론유닛의 사시도,
도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 라인을 따라 절개하여 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 절개된 멀티 사이클론 집진장치에서 2차 사이클론유닛만을 도시한 사시도,
도 5는, 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 라인을 따라 절개한 2차 사이클론유닛의 사시도,
도 6은, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 도시한 단면도,
도 7은, 도 6의 멀티 사이클론 집진장치에서 2차 사이클론유닛만을 중심축(Y)방향으로 절개하여 도시한 사시도,
도 8은, 도 6의 멀티 사이클론 집진장치에서 Ⅷ-Ⅷ 라인으로 절개하여 도시한 2차 사이클론유닛의 사시도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
10,110:멀티 사이클론 집진장치 20:1차 사이클론
22:원통형 몸체 40,140:2차 사이클론유닛
42,142:2차 사이클론 52:공기정체공간
80:오물수거통 82:내벽
90;스커트부재 160:역류방지판
162:오물배출공간
1. 한국 등록특허 제645375호
2. 한국 등록특허 제437156호
3. 국제특허공개 WO 02/067750
본 발명은 집진장치에 관한 것으로서, 공기를 흡입하여 공기로부터 오물을 분리시키는 진공청소기의 멀티 사이클론 집진장치에 관한 것이다.
진공청소기에 적용되는 집진장치는, 일반적으로 필터를 이용하는 방식과 공기를 회전시켜 공기와 오물의 원심력의 차이를 이용하여 공기로부터 오물을 분리시키는 소위 사이클론 집진장치 등으로 구분할 수 있다. 사이클론 집진장치는 하나의 사이클론으로 오물을 분리하는 싱글 사이클론(single cyclone) 집진장치와 하나 이상의 사이클론으로 두 단계를 거쳐 오물을 분리하는 소위 멀티 사이클론(multi-cyclone) 집진장치로 구분할 수 있다.
종래의 멀티 사이클론 집진장치는, 본 출원인의 한국 등록특허 제645375호 및 한국 등록특허 제437156호와, 다이슨(dyson)의 국제특허공개 WO 02/067750에서 개시되어 있다. 한국 등록특허 제645375호에서 개시된 멀티 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론과, 1차 사이클론의 외주 면으로 다수 개의 2차 사이클론이 배치되어 높이는 줄일 수 있었으나 집진장치 외경은 사이클론들의 병렬배치로 비교적 큰 구성이다. 한국 등록특허 제437156호에서 개시된 멀티 사이클론 집진장치는, 1차 사이클론의 내부에 2차 사이클론이 배치된 구성으로 집진장치 외경은 줄일 수 있었으나 하나의 2차 공기유입구로 유입되어 2차에서 선회력이 약해지는 점이 있었고, 오물을 버리기 위해서는 집진장치 전체를 들고 오물버리는 곳으로 이동해야하는 불편이 있었다. 또한, 전체 집진장치가 1차 사이클론과 2차 사이클론이 각각 분리되지 않거나 각각의 구성요소들로 세분하여 분리할 수 없어 내부 청소 및 보수유지에도 어려운 점이 많았다. 다이슨(dyson)의 국제특허공개 WO 02/067750에서 개시한 멀티 사이클론 집진장치는 집진장치 전체 높이가 높아 캐니스터형 진공청소기는 적용할 수 없으며, 오물을 버리기 위해서 무거운 집진장치 전체를 들고 이동해야하는 불편한 점이 있었다.
상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 집진장치의 외경이 작아 컴팩트하고, 사용자가 집진장치에 포집된 오물을 편리하게 버릴 수 있는 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 컴팩트하면서 2차 사이클론에서 미세먼지의 포집효율이 향상된 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 각각의 구성요소들의 청소 및 보수유지가 용이한 멀티 사이클론 집진장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 해결하기 위하여 개시된 멀티 사이클론 집진장치는, 공기유입구, 원통형 몸체 및 공기가 회전되는 공간인 1차 사이클론챔버를 구비하며, 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 회전시켜 오물이나 먼지를 분리시키는 1차 사이클론; 상기 1차 사이클론챔버에서 오물과 분리된 공기를 유입하여 오물을 다시 분리시키는 적어도 하나의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론유닛; 및, 상기 1차 사이클론으로부터 분리된 오물을 저장하는 1차 오물수집챔버와 상기 2차 사이클론으로부터 분리되는 오물을 저장하는 2차 오물수집챔버를 구획하는 내벽을 구비한 오물수거통;을 포함하며, 상기 2차 사이클론유닛은 상기 1차 사이클론의 원통형 몸체 내부에 설치되며, 상기 오물수거통은 상기 1 사이클론의 원통형 몸체 및 상기 2차 사이클론유닛의 하단에 장착 및 분리 가능한 것을 특징으로 한다. 따라서, 집진장치 외경을 줄이고 전체적으로 컴팩트한 멀티 사이클론 집진장치를 구성할 수 있으며, 오물수거통만을 분리하여 오물을 편리하게 버릴 수 있다.
여기서, 상기 1차 사이클론 및 상기 2차 사이클론유닛의 중심축이 동일하게 구성할 수 있으며, 상기 2차 사이클론유닛은, 병렬로 설치된 복수 개의 2차 사이클론들을 포함하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 2차 사이클론유닛은, 상기 2차 사이클론들의 상부에 형성되어 있 으며, 상기 2차 사이클론들로부터 배출되는 공기가 합쳐지는 공기정체공간를 더 구비할 수 있다. 이러한 공기정체공간으로 인해 미세먼지의 포집효율을 더 향상시킬 수 있고, 각각의 배출유로가 합쳐지면서 발생할 수 있는 와류현상을 줄일 수 있다.
또한, 상기 2차 사이클론유닛은, 상기 2차 사이클론들을 모두 감싸는 외벽 및 상기 외벽에 설치된 스커트부재를 더 포함하고, 상기 스커트부재는, 외력에 의해 휘어지거나 굽어질 수 있도록 탄성력이 큰 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 1차 사이클론에서 분리된 오물이 다시 1차 사이클론챔버로 역류되는 것을 억제함과 동시에 사이즈가 큰 병 뚜껑이나 동전 같은 오물이 스커트부재에 걸리지 않고 오물수거통으로 포집될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 제 2 사이클론유닛은, 역 콘 형상(reverse cone type)의 2차 사이클론몸체와, 상기 2차 사이클론몸체를 감싸는 외벽을 구비하고, 상기 제 2 사이클론은, 2차 사이클론몸체의 하부에 설치되며, 2차 오물수집챔버로부터 오물의 역류를 방지하는 역류방지판을 더 포함한다. 따라서, 외벽으로 인해 견고하게 구성할 수 있으며, 2차 사이클론이 복수 개일 경우 하나의 몸체로 견고하게 제작할 수 있다. 또한, 역류방지판으로 인해 오물수거통으로부터 미세먼지가 다시 2차 사이클론 몸체 내부로 역류되는 것을 막을 수 있다.
개시된 멀티 사이클론 집진장치는, 상기 1차 사이클론의 원통형 몸체, 상기 2차 사이클론유닛, 상기 오물수거통 각각은 서로 분리 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이런 구성으로 인해 각각의 구성요소들을 세밀하게 청소할 수 있으며, 각각의 구성요소들을 별도로 교체하거나 보수유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 개시된 멀티 사이클론 집진장치의 상기 2차 사이클론은, 복수 개의 2차 공기유입구를 구비하여, 공기가 1차 사이클론챔버에서 2차 사이클론 몸체 내부로 복수 개의 2차 공기유입구를 통해 유입되도록 구성하는 것이 바람직하다. 복수 개의 2차 공기유입구로 유입됨으로써, 2차 사이클론에서도 강한 회전력을 유지하고, 미세먼지의 포집효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명이 일 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명이 제 1 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치를 도시한 도면으로서, 도 1은 외관 사시도, 도 2는 분해 사시도, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 라인을 따라 절개한 단면도, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절개한 제 2 사이클론유닛의 사시도, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 라인을 따라 절개한 2차 사이클론유닛의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(10)는, 1차 사이클론(20), 2차 사이클론 유닛(40), 오물수거통(80), 스커트부재(90)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 이들 부재들은 각각 별도의 부재로 구성되며 서로 분리 및 결합이 가능하다.
1차 사이클론(20)은, 원통형 몸체(22)와, 공기유입구(24), 1차 사이클론챔버(27), 제 1 개구(26)를 포함한다. 원통형 몸체(22)는 높이 방향으로 동일한 지름을 갖는 원통형상이며, 하단에 외부로 확장된 확장부(23)가 구비되어 제 1 홈(12)이 형성된다. 제 1 홈(12)의 내부에는 고무링(16)이 장착되어 있으며, 오물수거 통(80)의 상단에 구비된 삽입부(81)가 제 1 홈(12)에 삽입되어 오물수거통(80)과 원통형몸체(22)가 결합되고, 고무링(16)은 결합부위를 씰링(sealing)한다.
공기유입구(24)는 원통형 몸체(22)의 일 측에 원형으로 형성되어 있다. 공기유입구(24)는 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 사이클론챔버(27)로 유입된 공기가 원통형몸체(22)의 내벽을 따라 선회할 수 있도록 원통형 몸체(22)의 일 측으로 치우친 위치에 형성된다.
1차 사이클론챔버(27)는 원통형 몸체(22)의 내부공간을 의미하며, 공기유입구(24)로 유입된 공기가 회전하는 공간이다. 1차 사이클론챔버(27)에서 공기가 선회하면서 오물이 원심력에 의해 공기로부터 분리된 후 오물수거통(80)의 1차 오물수집챔버(86)로 낙하된다.
제 1 개구(26)는 원통형 몸체(22)의 상면 중앙부에 형성된 구멍으로서, 2차 사이클론유닛(40)의 제 2 개구(46)와 결합되어 공기정체공간(52)으로부터 배출된 공기를 집진장치(10) 밖으로 유도한다.
2차 사이클론유닛(40)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 1차 사이클론 챔버(27)의 중앙에 설치되며, 4개의 2차 사이클론들(42)과, 공기정체공간(52)을 포함한다. 이와 같이, 4개의 2차 사이클론들(42)로 구성된 2차 사이클론유닛(40)이 1차 사이클론(20)의 원통형 몸체(22) 내부에 삽입 설치되고 다 단으로 오물을 분리하기 때문에 분리효율은 향상되지만, 집진장치(10)의 전체 부피는 커지지 않고 컴팩트한 사이즈를 유지할 수 있다.
2차 사이클론들(42)은, 본 실시 예에서는 4 개가 병렬로 90도 간격으로 배치 되어 있으며, 서로 동일한 크기와 동일한 높이에 설치되어 있다. 각각의 2차 사이클론(42)은 2차 사이클론몸체(50), 2차 공기유입구(54) 및 2차 배출파이프(48)를 포함한다. 2차 사이클론몸체(50)는 도 3 및 도 4를 참조하면, 상부(57)는 원통형이나 하부(59)는 역 콘 형상으로 구성되어 있고, 외벽(44)과 일체로 구성된다. 2차 공기유입구(54)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 외벽(44)의 일부를 직사각형 형상으로 관통하여 형성되어 있으며, 각각의 2차 공기유입구들(54)은 서로 90도 간격으로 설치된다. 외벽(44)은 원통형으로 높이에 관계없이 동일한 외경을 갖으며, 2차 사이클론들(42) 모두를 감싸도록 구성된다. 외벽(44)의 하단에는 제 2 홈(14)이 형성되어 있고, 외벽(44)의 하부 원주 면에는 제 3 홈(18)이 형성되어 있다. 제 2 홈(14)은 오물수거통(80)의 내벽(82) 상단이 삽입되고, 제 3홈(18)에는 스커트부재(90)가 장착된다. 2차 배출파이프(48)는 원통 형상의 파이프로서, 일단이 상벽(56)을 관통하도록 설치되고, 타 단이 2차 사이클론 몸체(50) 내부를 관통한다. 2차 배출파이프(48)의 하단 높이는 2차 사이클론몸체(50)의 형상이 변화하는 지점, 즉 원통형과 역 콘 형상이 서로 만나는 지점까지 내려온다.
공기정체공간(52)은 2차 사이클론들(42)의 상부에 설치되어 있으며, 2차 사이클론들(42)로부터 배출된 공기가 모이는 공간이다. 공기정체공간(52)은, 외벽(44)보다 작은 외경을 갖는 정체공간벽(53)이 상벽(56)의 상부로 돌출되어 형성된 공간이다. 정체공간벽(53)은 원통 형상으로 상면에는 제 2 개구(46)가 형성되어 상술한 제 1 개구(26)와 결합된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 정체공간벽(53)의 상단 높이는 제 1 사이클론(20)의 원통형몸체(22)의 상단 높이와 동일하 며, 제 2 사이클론유닛(40)의 중심축과 제 1 사이클론(20)의 중심축은 Y축으로 동일하다. 이러한 구성으로 각각의 2차 사이클론들(42)로부터 배출된 공기는 공기정체공간(52)에서 합쳐진 후 제 2 및 제 1 개구(46,26)를 통해 집진장치(10)의 외부로 배출된다. 이와 같이 체적이 큰 공간에서 정체기간을 거침으로써 와류발생을 억제할 수 있고, 이로 인한 소음발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
오물수거통(80)은, 도 2 및 도 3을 참조하면, 내벽(82)과 외벽(84)을 포함한다. 외벽(84)은 원통 형상이고, 외벽(84)의 상단 삽입부(81)는 약간 외경이 확장되며 1차 사이클론(20)의 원통형 몸체(22)에 형성된 제 1 홈(12)에 삽입된다. 외벽(84)의 외주 면에는 사용자가 오물수거통(80)을 파지하여 1차 사이클론(20) 및 2차 사이클론유닛(40)으로부터 분리할 수 있도록 손잡이(87)가 'U'자 형태로 구비되어 있다. 내벽(82)은 외벽(84)과 일정거리 이격되어 외벽(84)의 내부에 설치된 원통형상의 부재이다. 내벽(82)의 상단은 2차 사이클론유닛(40)의 제 2 홈(14)에 삽입된다. 외벽(84)과 내벽(82) 사이의 공간은 1 차 사이클론챔버(27)에서 분리된 큰 오물들이 저장되는 공간인 1차 오물수집챔버(86)이고, 내벽(82)의 내부 공간은 각각의 2차 사이클론들(42)로부터 분리된 미세오물을 저장하는 2차 오물수집챔버(88)다.
스커트부재(90)는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 연결부(94)가 2차 사이클론유닛(40)의 제 3 홈(18)에 삽입되며, 비스듬히 경사진 경사부(92)를 구비한다. 스커트부재(90)는 탄성력이 좋은 재질로 구성되는 것이 좋으며, 본 실시 예에서는 고무로 형성되어 있다. 특히, 스커트부재(90)가 하 방향으로 경사지게 형성되어 있으므 로, 하 방향으로 누르는 힘에는 잘 변형되나 상 방향으로 스커트부재(90)의 하부에서 밀어올리는 힘에 의해서는 잘 변형되지 않는다. 따라서, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 동전이나 병뚜껑 같이 딱딱하고 사이즈가 큰 오물들도 스커트부재(90)를 누르면서 오물수거통(80)으로 포집될 수 있고, 탄성력으로 인해 원상태가 회복되기 때문에 오물수거통(80)으로부터 역류하는 오물들은 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 종래기술과 같이, 사용자가 오물을 버리기 위해 무거운 멀티사이클론 집진장치 전체를 들고 이동할 필요없이, 외벽(84)에 설치된 손잡이(87)를 파지하고, 오물수거통(80)을 1차 사이클론(20) 및 2차 사이클론유닛(40)으로부터 분리하여 오물수거통(80)만을 들고 이동할 수 있어 더욱 편리하게 오물을 버릴 수 있다.
상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 집진장치(10)의 작동관계를 도 3 내지 도 5를 참조하여, 자세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 1차 사이클론(20)의 원통형 몸체(22)에 형성된 공기유입구(24)를 통해 유입된 오물이 포함된 외부공기는, 1차 사이클론챔버(27)에서 2차 사이클론유닛(40)을 중심으로 선회한다. 발생되는 원심력은 무거운 오물의 경우가 가벼운 공기보다 더 크므로 오물들은 공기와 분리되어 원통형 몸체(22)의 내면에 부딪히면서 밖으로 튀어 나갈려고 한다. 하부로 갈수록 원심력이 줄어들고 비교적 큰 오물은 자체무게에 의해 1차 오물수거챔버(86)로 낙하된다. 특히, 견고하고 사이즈가 큰 동전이나 병 뚜껑 같은 오물들은 고무재질의 스커트부재(90)를 하 방향으로 구부리면서 1차 오물수거챔버(86)로 낙하하고, 스커트부재(90)는 바로 원상태 로 복귀된다. 큰 오물이 분리된 공기는 외벽에 90도 간격으로 설치된 4 개의 2차 공기유입구(54)(도 4 및 도 5 참조)를 통해 각각의 2차 사이클론들(42)로 유입된다. 유입된 공기들은 2차 사이클론몸체(50) 내에서 2차 배출파이프(48)를 중심으로 회전되면서 미세한 먼지나 오물들을 분리시킨다. 분리된 미세오물은 2차 오물수집챔버(88)로 낙하하고 미세오물이 분리된 공기는 2차 배출파이프(48)를 통해 공기정체공간(52)으로 배출된다. 공기정체공간(52)의 체적이 2차 배출파이프(48)의 체적보다 크기 때문에 공기의 유속은 공기정체공간(52)에서 급속하게 줄어들고 공기의 유속에 편승하여 따라나오던 미량의 미세오물들마저도 자체 무게에 의해 상벽(56)에 가라앉는다. 공기는 최종적으로 제 2 및 제 1 개구(46,26)를 통해 집진장치(10)의 외부로 빠져나간다. 1차 오물수거챔버(86)에 포집된 오물들은 1차 사이클론챔버(27)에서 선회되는 공기의 일부가 1차 오물수거챔버(86)로 내려올 경우 그 회전되는 공기에 편승하여 다시 1차 사이클론챔버(27)로 역류할려고 하지만, 스커트부재(90)가 1차 사이클론챔버(27)와 1차 오물수거챔버(86)를 가로막고 있기 때문에 오물이 쉽게 역류되지 못한다. 또한, 2차 오물수집챔버(88)에 포집된 미세오물들은 2차 사이클론몸체(50)의 하부가 역 콘 형상으로 구성되어 2차 사이클론몸체(50)의 하단 구멍이 매우 작기 때문에, 2차 사이클롬몸체(50)의 하단 구멍으로 다시 역류하는 현상은 거의 발생하지 않는다.
또한, 오물을 버릴 경우, 기존의 멀티 사이클론 집진장치는 주로 대형이고 밑 뚜껑이 열리는 구성으로 전체 집진장치를 오물을 버릴 쓰레기통으로 들고 가서 버려야만 했지만, 본 실시 예에 의한 집진장치(10)의 경우는 컴팩한 구조일 뿐 아 니라 오물수거통(80)이 1차 사이클론(20)의 원통형몸체(22) 및 2차 사이클론유닛(40)으로부터 분리 가능하므로 무거운 사이클론들은 진공청소기에 그대로 둔채, 오물수거통(80)만 들고 쓰레기 통으로 갈 수 있는 편리성이 있다.
도 6 내지 도 8은, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(110)를 도시한 도면으로서, 도 6은 도 3과 같은 전체 단면도를, 도 7은 도 4와 같은 2 차 사이클론유닛(140)의 사시도를, 도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ 라인으로 절개한 2차 사이클론유닛(140)의 사시도이다.
제 2 실시 예에 의한 멀티 사이클론 집진장치(110)는, 1차 사이클론(20), 2차 사이클론유닛(140), 오물수거통(80)을 포함한다. 1차 사이클론(20)과 오물수거통(80)은 제 1 실시 예와 동일한 구성이기 때문에 동일한 참조부호를 사용하였으며 설명을 생략한다.
2차 사이클론유닛(140)은 하나의 사이클론으로 구성되어 있으며, 2차 사이클론몸체(150), 외벽(144) , 2차 공기유입구(154) 및 2차 배출파이프(148)를 포함한다. 2차 사이클론몸체(150)는 확경부(139), 원통형의 상부(141), 역 콘형상의 하부(143)로 구분할 수 있다. 확경부(139)는 2차 공기유입구(154)가 돌출되어 형성된 부분으로써, 상부(141)의 외경보다 큰 외경을 갖는다. 상부(141)는 외벽(144)의 외경과 동일하다. 역 콘형상의 하부(143)는 하 방향으로 갈수록 외경이 작아진다. 2차 사이클론몸체(150)의 하부 끝단에는 역류방지판(160)이 구비된다. 역류방지판(160)은 2차 사이클론 몸체(150)의 하단 구멍의 면적보다 작은 면적을 갖는 플레이트이다. 따라서, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 일 측으로 오물이 떨어질 수 있 는 오물배출틈(162)이 형성된다. 제 2 실시 예의 2차 사이클론몸체(150)는 제 1 실시 예의 2차 사이클론몸체들(50) 보다 크기 때문에, 2차 사이클론몸체(150)의 하단 구멍이 비교적 크다. 따라서, 2차 오물수집챔버에 포집된 미세오물이 다시 역류할 수 있다. 그러나, 역류방지판(160)이 설치로 인해 오물의 역류를 억제한다. 외벽(144)은 외경이 높이에 따라 변하지 않는 원통 형상이고, 제 1 실시 예와 동일하게 제 2 및 제 3 홈(114,118)이 형성된다. 2차 공기유입구(154)는 상술한 확경부(139)에 일 측으로 돌출되어 직사각형 형태로 다수 개가 구비되어 있다. 각각의 2차 공기유입구(154)는 도 7 및 도 8을 참조하면, 확경부(139)의 원주방향으로 동일한 간격으로 이격되어 6개가 설치되어 있다. 따라서, 각각의 2차 공기유입구들(154)로 유입된 공기는 2차 배출파이프(148)를 중심으로 선회하며, 다수개의 2차 공기유입구(154)로 분산되어 유입되기 때문에 선회력이 더 향상되는 효과가 있다. 2차 배출파이프(148)는 2차 사이클론유닛(140)의 제 2 개구(146) 및 제 1 개구(126)에 결합된다. 즉, 2차 사이클론유닛(140)의 제 2 개구(146)는 제 1 개구(126)의 내측에 결합되고, 2차 배출파이프(148)는 제 2 개구(146)의 내측에 결합된다. 따라서, 제 1 실시 예와 같은 공기정체공간(52)(도 3참조)은 없으며 2차 배출파이프(148)를 통과한 공기는 집진장치(110)의 외부로 배출된다. 2차 배출파이프(148)의 하단 높이는 2차 사이클론몸체(150)의 상부가 끝나는 지점까지 내려온다. 2차 사이클론유닛(140), 1차 사이클론(20), 오물수거통(80), 스커트부재(90)는 모두 별도의 부재로 구성되어 서로 분리 및 결합이 가능하다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 1차 사이클론(20) 및 2차 사이클론유닛(140)의 중심축은 Y축으로 동일 하다.
제 2 실시 예의 멀티 사이클론 집진장치(110)의 작동관계를 도 6을 참조하여, 설명한다. 1차 사이클론(20)에서 비교적 큰 먼지가 분리되는 작동관계 및 사용자가 오물을 버리는 동작은 제 1 실시 예와 동일하므로 자세한 설명을 생략하고 2차 사이클론유닛(140)으로 유입되는 과정부터 설명한다.
2차 사이클론유닛(140)에 형성된 다수 개의 2차 공기유입구(154)로 1차 사이클론챔버(27)에서 큰 오물과 분리된 공기가 유입된다. 6 개의 2차 공기유입구(154)로 분산되어 유입 및 회전되므로 각각의 2차 공기유입구(154)의 단면적이 작아 공기의 흐름이 빨라지고 2차 사이클론몸체(150) 내부에서 공기들이 서로 합쳐지면서 회전력은 더 상승되고, 회전력의 상승으로 미세먼지의 포집효율이 좋아진다. 공기와 분리된 미세먼지는 역류방지판(160) 방향으로 회전하면서 떨어지고 미세오물이 회전되기 때문에 역류방지판(160)의 일 측에 형성된 오물배출틈(162)으로 미세오물들은 자유 낙하한다. 낙하된 오물은 2차 오물수집챔버(88)에 저장되고 공기는 2차 배출파이프(148)를 통해 집진장치(110)의 외부로 빠져나간다. 2차 오물수집챔버에 저장된 미세오물들 상승하더라도 역류방지판(160)에 막혀 2차 사이클론몸체(150) 내부로 유입되지 않는다.
이상 기술한 본 발명의 실 시예들에 의한 멀티 사이클론 집진장치는, 오물의 포집효율을 높이기 위해 2차 사이클론유닛이 복수 개 설치되더라도 1차 사이클론몸체의 내부에 장착되므로 집진장치의 외경이 작아 전체적으로 컴팩트하고, 기존의 멀티 사이클론 집진장치와는 달리 오물수거통이 1차 및 2차 사이클론으로부터 쉽게 분리되는 구성이므로 오물수거통만 분리하여 집진장치에 포집된 오물을 편리하게 버릴 수 있는 장점이 있다.
또한, 집진장치가 전체적으로 컴팩트(compact)하면서, 다수 개의 2차 사이클론을 병렬로 배치하거나 하나의 2차 사이클론에 다수 개의 2차 공기유입구를 형성하여, 미세먼지의 포집효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존 멀티 사이클론 집진장치와는 달리, 1차 사이클론몸체, 2차 사이클론유닛, 오물수거통들을 각각 분리 및 결합할 수 있는 구조이므로, 각 구성요소들의 청소 및 보수유지가 편리하다.
또한, 탄성력이 있는 스커트부재 및 2차 사이클론 하단에 구비된 역류방지판의 구성으로 인해, 병 뚜껑이나 동전같이 딱딱하고 큰 오물의 포집은 용이하게 하면서, 포집된 오물이 역류하는 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수 개의 2차 사이클론들의 하류에 공기정체공간을 구비함으로써, 와류발생을 억제할 수 있고, 이로 인한 소음발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 공기유입구, 원통형 몸체 및 공기가 회전되는 공간인 1차 사이클론챔버를 구비하며, 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 회전시켜 오물이나 먼지를 분리시키는 1차 사이클론;상기 1차 사이클론챔버에서 오물과 분리된 공기를 유입하여 오물을 다시 분리시키는 적어도 하나의 2차 사이클론을 포함하는 2차 사이클론유닛; 및,상기 1차 사이클론으로부터 분리된 오물을 저장하는 1차 오물수집챔버와 상기 2차 사이클론으로부터 분리되는 오물을 저장하는 2차 오물수집챔버를 구획하는 내벽을 구비한 오물수거통;을 포함하며,상기 2차 사이클론유닛은 상기 1차 사이클론의 원통형 몸체 내부에 설치되며, 상기 오물수거통은 상기 1 사이클론의 원통형 몸체 및 상기 2차 사이클론유닛의 하단에 장착 및 분리 가능한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 1차 사이클론 및 상기 2차 사이클론유닛의 중심축이 동일한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 2차 사이클론유닛은,병렬로 설치된 복수 개의 2차 사이클론들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀 티 사이클론 집진장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 2차 사이클론유닛은,상기 2차 사이클론들의 상부에 형성되어 있으며, 상기 2차 사이클론들로부터 배출되는 공기가 합쳐지는 공기정체공간를 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 2차 사이클론유닛은,상기 2차 사이클론들을 모두 감싸는 외벽 및 상기 외벽에 설치된 스커트부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 스커트부재는,외력에 의해 휘어지거나 굽어질 수 있도록 탄성력이 큰 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 사이클론유닛은,역 콘 형상(reverse cone type)의 2차 사이클론몸체와, 상기 2차 사이클론몸체를 감싸는 외벽을 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 사이클론은,2차 사이클론몸체의 하부에 설치되며, 2차 오물수집챔버로부터 오물의 역류를 방지하는 역류방지판을 더 포함한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 사이클론유닛은,상기 외벽의 하부 외주 면에 설치되어 1차 오물수집챔버로부터 오물이 역류되는 것을 방지하며, 탄성력이 높은 재질로 구성된 스커트부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 1차 사이클론의 원통형 몸체, 상기 2차 사이클론유닛, 상기 오물수거통 각각은 서로 분리 가능한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2차 사이클론유닛은,상기 2차 사이클론의 상부에 구비되어, 상기 2차 사이클론으로부터 배출되는 공기가 합쳐지는 공기정체공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2차 사이클론은,복수 개의 2차 공기유입구를 구비하여, 공기가 1차 사이클론챔버에서 2차 사이클론몸체 내부로 복수 개의 2차 공기유입구를 통해 유입되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2차 사이클론은,2차 사이클론몸체의 하부에 설치되며, 2차 오물수집챔버로부터 오물의 역류를 방지하는 역류방지판을 더 포함한 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 집진장치.
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