KR20100024775A - 진공청소기 - Google Patents

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한정균
오장근
주석현
차승룡
김동준
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삼성광주전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 진공청소기 본체; 상기 진공청소기 본체에 장착된 흡입모터; 상기 진공청소기 본체에 형성된 집진실; 상기 집진실과 연통된 흡입노즐; 및, 상기 진공청소기 본체에 장착된 필터부재;를 포함하며, 상기 필터부재는 내부에 공기구멍이 다수 개 형성된 다공성 재질이며, 상기 필터부재의 적어도 한 면은 높낮이가 다른 굴곡이 형성되도록 다수개의 돌출부를 구비한 것을 특징으로 한다.
진공청소기, 필터, 부직포, 스폰지, 돌출, 요철

Description

진공청소기{Vacuum cleaner}
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로, 특히 흡입공기에 포함된 먼지를 필터링하기 위한 필터를 구비한 진공청소기에 관한 것이다.
일반적으로 진공청소기는 흡입모터에 의해 흡입구에 발생되는 흡입력을 이용하여 피청소면에 존재하는 먼지 및 각종 이물질을 공기와 함께 흡입하고, 흡입 공기 중에 포함된 먼지 및 이물질을 먼지수거수단으로 분리 수거하는 구성을 갖는다.
상기 먼지수거수단으로는 먼지봉투가 널리 사용되고 있으며 이 먼지봉투는 소모품으로 이물질이 가득 차면 진공청소기로부터 분리되어 이물질과 함께 폐기된다. 요즘에는 1회 사용 수명의 먼지봉투 대신 반영구적으로 재사용할 수 있는 사이클론 방식의 필터가 다수 개발되고 있으며 이러한 필터는 이물질이 가득 차면 청소기 본체로부터 분리되어 세척된 후 다시 청소기 본체에 장착되어 이물질을 수거한다.
아울러 종래의 진공청소기는 상기 먼지수거수단을 거쳐 1차 필터링된 공기를 2차 필터링하여 미세먼지를 제거하기 위한 다양한 종류의 필터를 구비한다. 이는, 미세먼지에 의한 흡입모터의 고장률을 낮추는 것은 물론, 미세먼지가포함된 공기가 진공청소기 외부로 배기되었을 경우 사람의 호흡기에 악영향을 미치는 것을 사전에 방지할 수 있는 역할을 한다. 이와 같이 진공청소기에 설치되는 필터는 현재까지도 지속적으로 개발되고 있다.
본 발명은 넓은 표면적과 높은 통기도를 갖는 필터부재를 구비한 진공청소기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 진공청소기 본체; 상기 진공청소기 본체에 장착된 흡입모터; 상기 진공청소기 본체에 형성된 집진실; 상기 집진실과 연통된 흡입노즐; 및, 상기 진공청소기 본체에 장착된 필터부재;를 포함하며, 상기 필터부재는 내부에 공기구멍이 다수 개 형성된 다공성 재질이며, 상기 필터부재의 적어도 한 면은 높낮이가 다른 굴곡이 형성되도록 다수개의 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공청소기를 제공한다.
상기 다수 개의 돌출부는, 상기 필터부재의 양 면에 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 필터부재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리에틸렌(Polyethylene foam) 및 폴리스틸렌 폼(Polystyrene foam) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 이경우, 상기 폴리우레탄 폼은 에테르(ether) 또는 에스터(ester) 계열인 것이 바람직하다.
상기 필터부재는 상기 진공청소기 본체의 흡입모터가 장착되는 모터실과 상기 집진실 사이 또는, 상기 집진실 내부에 설치될 수 있다.
상기 필터부재의 단위면적당 공기구멍의 수(PPI: Pore Per Inch)는 20ppi∼120ppi인 것이 바람직하다.
상기 필터부재를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하며, 상기 필터부재는 상기 지지프레임과 일체로 형성되는 것도 물론 가능하다.
본 발명은 상기 필터부재와 결합된 적어도 하나의 보조필터를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 필터부재는 상기 보조필터와 융착 또는 본딩되거나 연결부재를 이용하여 결합되는 것이 바람직하다.
상기 필터부재의 돌출부는 상면과 4개의 측면을 구비한 육면체로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 4개의 측면 중 적어도 두 개의 측면은 경사면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 필터부재의 적어도 일면에는 상기 돌출부가 등간격으로 형성된 부분과 불규칙한 간격으로 형성된 부분을 포함할 수 있다.
상기 필터부재의 적어도 일면은 다수 개의 상기 돌출부의 형상이 비균일하게 형성되는 것도 가능하다.
또한 본 발명은, 진공청소기 본체; 상기 진공청소기 본체에 장착된 흡입모터;상기 진공청소기 본체에 설치된 사이클론 집진장치; 상기 집진실과 연통된 흡입노즐; 및, 상기 사이클론 집진장치 내부에 장착된 필터부재;를 포함하며, 상기 필터부재는 내부에 공기구멍이 다수 개 형성된 다공성 재질이며, 상기 필터부재의 적 어도 한 면은 높낮이가 다른 굴곡이 형성되도록 다수개의 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공청소기를 제공함으로써 상기 목적을 달성할 수 있다.
이 경우, 상기 사이클론 집진장치는 그릴부재를 더 포함하고, 상기 필터부재는 상기 그릴부재 내측에 구비될 수 있다.
상기 다수 개의 돌출부는 상기 필터부재의 양 면에 연속적으로 형성되는 것도 물론 가능하다.
상기 필터부재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리에틸렌(Polyethylene foam) 및 폴리스틸렌 폼(Polystyrene foam) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 폴리우레탄 폼은 에테르(ether) 또는 에스터(ester) 계열인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 필터부재와 결합된 적어도 하나의 보조필터를 더 포함하는 것도 물론 가능하며, 이 경우 상기 필터부재는 상기 보조필터와 융착 또는 본딩되거나 연결부재를 이용하여 결합될 수 있다.
상기한 본 발명에 있어서는, 필터부재의 유지보수기간의 인터벌을 늘릴 수 있고 아울러 흡입력 저하, 소비전력 소모량 최소화 및 소음의 최소화 등 진공청소기의 기본적인 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 필터를 구비한 진공청소기를 설명한다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공청소기의 구성을 설명한다.
도 1을 참고하면, 제1 실시예의 진공청소기는 진공청소기 본체(10), 흡입노즐(20) 및 필터부재(30)를 포함한다.
진공청소기 본체(10)는 내측 전방에 집진백(11)이 설치되는 집진실(13)을 구비하며, 집진실(13) 후방에는 모터실(15)이 마련된다. 모터실(15)에는 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터(17)가 배치되며, 흡입모터(17)는 모터하우징(19) 내에 설치된다.
흡입노즐(20)은 흡입모터(17)에 의해 발생되는 흡입력을 이용하여 피청소면에 존재하는 먼지를 흡입하기 위한 것으로, 연장관(21) 및 호스(23)를 통해 진공청소기 본체(10)의 집진실(13)과 연통된다. 이 경우, 연장관(21)과 호스(23) 사이에는 흡입노즐(20)의 이동을 조작하기 위한 손잡이(25)가 설치된다.
필터부재(30)는 진공청소기 본체(10) 내에 장착된다. 이때 필터부재(30)의 장착위치는 모터실(15) 전방 및 후방에 동시에 설치하거나, 집진실(13)과 모터실(15) 사이에 설치하거나, 또는 모터실(15) 후방에만 설치할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 필터부재(30)는 표면적을 늘리기 위해 필터부재(30) 한 면에 굴곡이 형성되도록 다수 개의 돌출부(31)를 구비하며, 이와 같이, 필터부재(30)의 한 면에만 다수 개의 돌출부(31)가 연속적으로 형성될 경우, 필터부재(30)의 설치방향은 흡입공기와의 접촉면적을 늘릴 수 있도록 다수 개의 돌출부(31)가 형성된 면이 흡입공기의 유입방향에 대향하는 방향으로 배치하는 것이 바람직하다. 이처럼 다수 개의 돌출부(31)를 통해 표면적을 늘린 필터부재(30)는 돌 출부(31)를 갖는 않는 일반적인 필터부재에 비해 자주 청소해주지 않아도 되므로 유지보수기간의 간격을 늘릴 수 있다.
한편, 필터부재(30)는 한 면에 한정하여 요철형상으로 다수 개의 돌출부(31)를 형성하는 것도 가능할 뿐만 아니라, 도 3과 같이, 필터부재(30)의 양 면 모두에 다수 개의 돌출부(31)를 연속적으로 형성하는 것도 물론 가능하다.
이 경우, 필터부재(30)는 높은 통기도를 가지도록 내부에 공기구멍(미도시)이 다수 형성된 다공성 재질 예를 들면, 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리에틸렌(Polyethylene foam) 및 폴리스틸렌 폼(Polystyrene foam) 중 어느 하나의 재질로 이루어진다. 이때, 필터부재(30)가 폴리우레탄 폼으로 이루어질 경우, 에테르(ether) 또는 에스터(ester) 계열인 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 필터부재(30)는 높은 통기도를 유지하기 위해 단위면적당 공기구멍의 수(PPI: Pore Per Inch)가 20ppi∼120ppi인 것이 바람직하다. 이는 필터부재(30)의 PPI가 20ppi 미만인 경우 흡입력이 저하되는 문제가 있으며, 반대로 120ppi를 초과하는 경우 필터링 효율이 저하되는 문제가 있다.
이와 같이 다공성 재질로 이루어지는 필터부재(30)는 높은 통기도에 의해 필터부재(30)에 의해 발생하는 흡입력 저하를 최소화하고 아울러 소비전력의 소모를 줄일 수 있는 것은 물론, 흡음기능을 통해 소음을 저감시킬 수 있다.
도 4를 참고하면, 다수의 돌출부(31)는 상면(31a)과 4개의 측면(31b,31c,31d,31e)을 구비한 육면체로 구성되며, 이 경우, 다수 개의 돌출부(31) 사이의 요부(凹部)에 끼는 먼지를 용이하게 털어낼 수 있도록 4개의 측 면(31b,31c,31d,31e)이 경사면으로 이루어진다. 이때, 필터부재(30)에 낀 먼지를 용이하게 털어내면서 동시에 필터부재(30)의 표면적을 감소를 최소화하기 위해서는 4개의 측면(31b,31c,31d,31e)을 모두 경사면으로 형성하기 보다는 적어도 2개의 측면을 경사면으로 형성하는 것이 바람직하다.
다수의 돌출부(31)는 그 단면의 형상이 사각형상의 돌출부(32a)(도 5a 참고), 반구형상의 돌출부(32b)(도 5b 참고) 및 마름모형상의 돌출부(32c)(도 5c 참고)같이 돌출부(32e)간의 간격이 점차 넓어지거나 점차 좁아지거나 또는 동일한 간격으로 배치함으로써 규칙적인 패턴으로 형성할 수 있다. 아울러, 도 8과 같이, 돌출부(32a,32b,32e,32f)의 형상 및 패턴이 불규칙한 무작위 형상으로 형성하는 것도 물론 가능하다. 더욱이 다수의 돌출부(31)는 엠보싱 형상으로 곡면을 갖도록 형성되는 것도 물론 가능하다.
도 9를 참고하면, 필터부재(30)는 필터링 효율을 높이기 위해 돌출부(31)가 형성되지 않는 측면에 보조필터(35)를 융착 또는 본딩하여 일체로 사용하는 것도 물론 가능하다. 또한, 도 10을 참고하면, 별도의 연결부재(37) 예를 들면, 실을 이용하여 필터부재(30)의 측면에 보조필터(35)를 묶어 사용하는 것도 물론 가능하다. 이때 보조필터는 미세먼지를 필터링하기 위한 헤파필터 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 필터부재(30)의 사용환경에 따라 다양한 종류의 보조필터(35)를 사용할 수 있다. 이와 같이, 보조필터(35)와 적층 시킨 필터부재(30)는 도 11과 같이 집진실(13)과 모터실(15) 사이에 배치시키거나, 또는 도 12와 같이, 모터실(15) 후방에 배치시켜 사용할 수 있다. 이처럼 필터부재(30)를 모터실(15) 후방에 배치 시키는 경우 모터실(15) 전방에 프리필터(F)를 설치하는 것도 가능하다.
도 13 내지 도 14b를 참고하여 제2 실시예에 따른 진공청소기의 구성을 설명한다.
도 13을 참고하면, 제2 실시예에 따른 진공청소기는 내측에 흡입모터(미도시)를 구비한 진공청소기 본체(110)를 구비하며, 진공청소기 본체(110)는 전방으로 돌출된 부분에 필터부재(130)가 분리 가능하게 장착되는 수용부(111)를 갖는다. 이 경우, 먼지를 수거하기 위한 집진장치(미도시)가 수용부(111)에 장착된 필터부재(130)의 상측에 위치됨에 따라, 필터부재(130)이 설치위치는 집진장치(미도시)와 흡입모터(미도시) 사이에 배치된다.
도 14a를 참고하면, 필터부재(130)은 상기 제1 실시예의 필터부재(30)와 마찬가지로 일면에 다수 개의 돌출부(131)가 형성된다. 이 경우 필터부재(130)는 대략 케이스 형상의 지지프레임(140)에 삽입된 상태로 사용된다. 지지프레임(140)은 상측에 개폐 가능하게 결합되는 커버(141)를 구비하며, 커버(141)는 집진장치(미도시)로부터 배출되는 흡입공기를 필터부재(130)로 안내하기 위한 배출구멍(143)이 형성된다. 이 경우 지지프레임(140)은 유연성이 있는 폴리우레탄이나 실리콘 또는 소정의 강성을 갖는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 필터부재(130)와 지지프레임(140)을 별개로 형성하여 사용하는 것도 가능하지만 이에 제한되지 않고, 도 14b와 같이, 필터부재(130)와 지지프레임(140)을 일체로 사출 성형하는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 필터부재(130)와 지지프레임(140)은 동일한 재질로 이루어지므로, 필터링 기능을 저감하지 않는 다 공성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 15를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공청소기가 개시된다. 이와 같은 제3 실시예에 따른 진공청소기는 사이클론 방식을 통해 흡입공기로부터 먼지를 수거하기 위한 사이클론부(211)를 진공청소기 본체(210)에 구비한다.
사이클론부(211)는 모터실(215) 전방에 위치하며, 상기 제1 실시예에서 설명한 다양한 예에 따른 필터부재 중 어느 하나에 해당하는 필터부재(230)가 사이클론부(211)와 모터실(215) 사이에 배치된다. 이 경우, 필터부재(230)는 사이클론부(211)에 의해 1차 필터링된 상태로 흡입모터(217) 측으로 유입되는 공기를 2차 필터링함으로써 먼지가 흡입모터(217)로 유입되는 것을 차단한다. 이때, 필터부재(230)는 다수의 돌출부(231)가 사이클론부(211) 측을 마주하도록 배치함으로써 흡입공기와 접촉되는 면적을 늘릴 수 있다. 도 15에서 미설명부호 219는 모터하우징, 223은 호스를 각각 가리킨다.
도 16을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공청소기가 개시된다. 제4 실시예는 상술한 제3 실시예의 구성이 대부분 유사하며 다만, 사이클론부(311)가 진공청소기 본체(310)에 내장되지 않고 연장관(321) 및 호스(323) 사이에 배치된다. 이 경우, 필터부재(330)는 사이클론부(311)에 일체로 설치될 수 있으며 다양한 위치에 배치될 수 있다. 즉, 필터부재(330)는 도 17a와 같이 사이클론부(311)의 배기측에 배치되거나, 도 17b와 같이 사이클론부(311)의 내측 중심에 배치할 수 있다. 이 경우 사이클론부(311) 내에서 선회하는 흡입공기의 흐름을 고려하여 원통형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 16의 미설명부호 315는 모터실, 317은 흡 입모터, 319는 모터하우징, 320은 흡입노즐, 325는 손잡이를 각각 가리킨다.
상기 제3 및 제4 실시예와 같이 사이클론부(211,311)가 모터실(215,315) 전방에 배치될 때 모터실(215,315) 후방에 배기필터(F)를 각각 설치하는 것도 물론 가능하다.
도 18을 참고하면, 업라이트형 진공청소기에 주로 채용되는 집진장치가 개시되며, 이 집진장치에 원통형상의 필터부재(430)이 적용될 수 있다.
상기 집진장치는 사이클론부(411)와 그 하측에 배치되는 먼지수거통(417)을 포함한다. 아울러 사이클론부(411)는 일측에 먼지를 포함한 공기가 유입되는 유입관(412), 사이클론부(411)로부터 필터링된 상태로 배출되는 배출관(413) 및 사이클론부(411) 내측의 중심에 배치된 그릴필터(415)를 구비한다.
이 경우, 그릴필터(415)는 내측에 원통형상의 다공성 재질의 필터부재(430)가 설치되며, 이때 필터부재(430)는 외주면에 형성된 다수 개의 돌출부(431)가 그릴필터(415)의 내주면을 마주하도록 배치된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 진공청소기의 내부를 나타내는 개략도,
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 필터의 일면에 돌출된 돌출부를 보여주는 확대사시도 및 측단면도,
도 3은 도 1에 도시된 필터의 일면에 돌출된 돌출부를 나타내는 평면도,
도 4 내지 도 10은 본 발명에 적용되는 필터부재의 다양한 실시예를 나타내는 측단면도,
도 11 및 도 12는 도 9 또는 도 10에 도시된 적층상태의 필터부재를 진공청소기에 설치한 예를 각각 보여주는 개략도,
도 13은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 진공청소기를 나타내는 개략도,
도 14a 및 도 14b는 도 13에 도시된 필터부재와 지지 프레임의 분리형 및 일체형을 나타내는 사시도,
도 15는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 진공청소기를 나타내는 개략도,
도 16은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 진공청소기를 나타내는 개략도,
도 17a 및 도 17b는 도 16에 도시된 사이클론부의 각 위치에 필터부재가 설치된 예를 각각 나타내는 개략도,
도 18은 업라이트 청소기에 설치되는 집진장치의 그릴필터 내에 필터부재가 설치된 예를 나타내는 개략도이다.
* 도면 내 주요부분에 대한 부호설명*
10,110,210,310: 진공청소기 본체
13: 집진실
15,25,215,315: 모터실
30,130,230,330,430: 필터부재
31,131,231,331,431: 돌출부
211,311,411: 사이클론부

Claims (20)

  1. 진공청소기 본체;
    상기 진공청소기 본체에 장착된 흡입모터;
    상기 진공청소기 본체에 형성된 집진실;
    상기 집진실과 연통된 흡입노즐; 및,
    상기 진공청소기 본체에 장착된 필터부재;를 포함하며,
    상기 필터부재는 내부에 공기구멍이 다수 개 형성된 다공성 재질이며, 상기 필터부재의 적어도 한 면은 높낮이가 다른 굴곡이 형성되도록 다수개의 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수 개의 돌출부는, 상기 필터부재의 양 면에 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터부재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리에틸렌(Polyethylene foam) 및 폴리스틸렌 폼(Polystyrene foam) 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼은 에테르(ether) 또는 에스터(ester) 계열인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필터부재는 상기 진공청소기 본체의 흡입모터가 장착되는 모터실과 상기 집진실 사이 또는, 상기 집진실 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터부재의 단위면적당 공기구멍의 수(PPI: Pore Per Inch)는 20ppi∼120ppi인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필터부재를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하며, 상기 필터부재는 상기 지지프레임과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필터부재와 결합된 적어도 하나의 보조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 필터부재는 상기 보조필터와 접착되거나 연결부재를 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 필터부재의 돌출부는 상면과 4개의 측면을 구비한 육면체로 구성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 4개의 측면 중 적어도 두 개의 측면은 경사면인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 필터부재의 적어도 일면에는 상기 돌출부가 등간격으로 형성된 부분과 불규칙한 간격으로 형성된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 필터부재의 적어도 일면은 다수 개의 상기 돌출부의 형상이 비균일한 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  14. 진공청소기 본체;
    상기 진공청소기 본체에 장착된 흡입모터;상기 진공청소기 본체에 설치된 사이클론 집진장치;
    상기 집진실과 연통된 흡입노즐; 및,
    상기 사이클론 집진장치 내부에 장착된 필터부재;를 포함하며,
    상기 필터부재는 내부에 공기구멍이 다수 개 형성된 다공성 재질이며, 상기 필터부재의 적어도 한 면은 높낮이가 다른 굴곡이 형성되도록 다수개의 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 사이클론 집진장치는 그릴부재를 더 포함하고, 상기 필터부재는 상기 그릴부재 내측에 구비된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  16. 제14항에 있어서, 상기 다수 개의 돌출부는 상기 필터부재의 양 면에 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  17. 제14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터부재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 폴리에틸렌(Polyethylene foam) 및 폴리스틸렌 폼(Polystyrene foam) 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼은 에테르(ether) 또는 에스터(ester) 계열인 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  19. 제14항에 있어서, 상기 필터부재와 결합된 적어도 하나의 보조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 필터부재는 상기 보조필터와 접착되거나 연결부재를 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
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