KR20150002179A - 층류 생성을 통한 소음 저감 및 흡입력 증강 기능을 갖는 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소기 모터 전단에 가이드 베인 구조체를 추가로 설치하여 유로면적을 축소시켜 유속 상승 및 난류를 층류로 변환하고 유로 내에 층류로 전환된 공기를 정제하기 위한 가이드 베인을 형성하여 흡입력 향상과 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있는 공기 유로 구조체와 이를 포함하는 진공청소기를 제공한다.

Description

층류 생성을 통한 소음 저감 및 흡입력 증강 기능을 갖는 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기{Air flow path structure to improve noise reduction and suction through generate liminar and Cleaner comprising the same}

본 발명은 층류 생성을 가능하게 하는 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 청소기 모터 전단에 유로 면적을 축소하는 유동홀 및 가이드 베인을 설치하여 청소기 내의 공기 흐름을 난류에서 층류로 전환하고 유속을 증가시켜 흡입력 및 소음 감소 효과를 향상시키는 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기에 관한 것이다.

가정에서 사용하는 가전제품 중 일부는 상당한 수준의 진동과 소음이 발생한다. 일상생활에까지 불쾌감을 주는 가전제품의 소음은 스트레스의 주원인이 될 수 있다.

진동과 소음에 장시간 노출될 경우, 사고능력 저하, 수면 방해, 정신적 피로 증대 등 심리적, 생리적으로 악영향을 받을 수 있다. 상기 악영향을 끼칠 수 있는 제품 중에서 가장 소음이 심한 것으로 진공청소기를 꼽을 수 있다.

이러한 진공청소기의 소음은 모터 자체에서 발생하는 소음 이외에도 흡입된 유체의 유동 저항에 의해서도 많이 발생한다.

그러나, 종래의 일반적으로 사용되는 진공청소기의 유로는 대부분 효율을 위하여 일직선상에 놓여져 있는 경우가 많은데, 이 경우 청소기 외부에서 흡입된 공기가 공간이 확장된 집진부로 진입하여 난류가 발생하며 이러한 난류가 모터 내로 흡입되면서 소음이 많이 발생하게 된다.

한편, 한국등록특허 제10-0545269호는 소음을 감소시키기 위한 모터 구조에 관하여 개시하고 있으나, 이는 모터 내로 흡입된 공기를 배출할 때 배출 유로의 길이를 연장함으로써 소음을 감소시키는 구조에 관한 것으로 집진부와 모터 전단에서의 난류 발생을 완전히 억제할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터 전단 즉, 집진부 하부로부터 모터로 흡입되는 부분에 가이드 베인 구조체를 추가로 설치하여 유로면적을 축소시켜 유속 상승 및 난류를 층류로 변환하고 유로 내에 층류로 전환된 공기를 정제하기 위한 가이드 베인을 형성하여 흡입력 향상과 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있는 유로 구조체와 이를 포함하는 청소기를 제공한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유로 구조체(100)는, 집진부(10), 집진부와 결합되는 가이드 베인 구조체(20) 및 모터 케이스(30)를 포함한다.

상기 가이드 베인 구조체(20)의 내부에는 가이드 베인(21)이 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 가이드 베인(21)은 가이드 베인 출구(20) 방향으로 갈수록 서로간의 이격거리가 점점 좁아지는 나선 형상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 가이드 베인(21)은 가이드 베인 입구(23)가 상기 집진부(10)의 후면 하단부에 형성된 유동홀(11)에 연통하여 결합되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 유로 구조체(100)는 배기부(40)를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 상기 유로 구조체(100)를 포함하는 청소기를 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유로 구조체는 집진부에 형성되는 유동홀을 통하여 공기가 유동하며 유속이 증가하여 종래의 유로 구조체에서 유속감소에 따른 흡입력 저하현상을 방지한다.

또한, 가이드 베인 구조체를 설치하여 상기 유속이 증가된 공기를 층류로 변환, 정제하여 소음감소 효과도 동시에 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라 유로 구조체(100)를 포함하는 청소기(1)의 사시도 이다.
도 2는, 유로 구조체(100)의 분해 사시도이다.
도 3은, 유로 구조체에서 집진부(10)를 제외한 정면도로서, 가이드 베인 구조체(20) 내의 공기 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는, 유로 구조체(100)의 측면도로서, 유로 구조체(100) 내의 공기 흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명인 유로 구조체 및 이를 포함하는 청소기는 필요에 따라 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있다.

또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.

청소기(1)의 구조 설명.

본 발명의 일 실시예에 따른 청소기(1)는 바닥면에 근접한 상태로 이동되면서 공기와 먼지를 흡입하는 흡입헤드(2), 흡입헤드(2)의 일단에 연결되는 연장관(3), 연장관(3)과 연결되어 흡입헤드(2)를 통해 유입되는 공기와 먼지를 안내하는 호스(4) 및 호스(4)와 연결되고 후술할 유로 구조체(100) 및 다수의 부품들이 내장되는 청소기 본체(5)를 포함한다.

흡입헤드(2)는 청소기 본체(5)와 연장관(3) 및 호스(4)로 연결된다.

청소기 본체(5)에 구비된 후술할 모터 조립체(40)이 회전하여 흡입력이 발생되면, 흡입헤드(2)에서 공기와 먼지를 흡입한다.

연장관(3)의 일단은 흡입헤드(2)와 연결되고, 연장관(3)의 타단은 호스(4)와 연결된다.

연장관(3) 내부에는 흡입헤드(2)에서 흡입된 공기와 먼지가 유동된다. 공기와 이물은 연장관(3)과 연결된 호스(4)로 유동된다.

연장관(3)을 실시예에 따라 길이가 조절되도록 제작될 수 있다. 이 경우, 사용자의 조작에 의해 연장관(3)의 길이가 조절될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 연장관(3)이 길이가 조절되지 않도록 일체로 제작될 수도 있다.

호스(4)의 일단은 연장관(3)과 연결되며, 호스(4)의 타단은 청소기 본체(5)와 연결된다.

또한, 호스(4)는 청소가 용이하도록 움직임이 자유로운 연성재질의 주름관 형태로 제작될 수 있다.

또한, 호스(4) 내부에는 흡입헤드(2)에서 흡입되어 연장관(3)을 통하여 흡입된 공기와 먼지가 유동된다.

청소기 본체(5)는 그 내부에 유로 구조체(100)를 포함하며, 그 상부를 청소기 본체 덮개(6)로 밀폐한다.

상기 청소기 본체 덮개(6)는 실시예에 따라 전방 덮개(6a) 및 후방 덮개(6b)로 이루어질 수 있고, 실시예에 따라 일체형으로 제작될 수 있다.

상기 청소기(1)에 포함되는 유로 구조체(100)에 관하여는 후술한다.

유로 구조체(100)의 구조 설명.

본 발명의 일 실시예에 따른 유로 구조체(100)는 집진부(10), 가이드 베인 구조체(20), 모터 케이스 조립체(30)를 포함한다.

집진부(10)는 중공 형태로 제작되며, 외부로부터 상기 흡입헤드(2), 연장관(3) 및 호스(4)를 통과한 먼지 등이 포함된 공기가 유입될 수 있도록 소정 직경을 갖도록 공기 유입부(12)가 형성되고, 유입된 공기가 배출될 수 있는 유동홀(11)이 형성된다.

또한, 상기 중공 내부에 먼지 주머니(미도시)를 포함한다. 따라서 외부에서 상기 공기 유입부(12)를 통과한 공기에 포함된 먼지 등이 상기 먼지 주머니 내에 포집되게 되고, 먼지 등이 제거된 공기는 유동홀(11)로 흐르게 된다.

유동홀(11)은 상기 집진부(100) 후방 (즉, 공기 유입부(12)의 반대측이 된다.)하부에 배치되어, 외부로부터 유입된 공기가 체적이 넓은 집진부(10) 및 집진부(10) 내의 먼지 주머니를 지나며 감소한 유속이 유동홀(11)의 축소된 단면적을 통과하도록 함으로써 유속을 증가시켜 상기 감소한 유속에 따라 발생할 수 있는 흡입력 손실을 감소시킨다.

그리고, 유동홀(11)은 첨부된 도면에 도시된 실시예에서 확인할 수 있듯이 격벽으로 구획된 4개의 사각형 형상을 가지고 가로로 나란히 형성되어 있으나 사용, 제작여건 또는 유동하는 공기의 유속에 따라 형성되는 형상, 개수 및 배열에 변경을 가하여 실시될 수 있다.

가이드 베인 구조체(20)는 집진부(10) 외측 후방에 결합되고, 공기가 흐를 수 있도록 상기 가이드 베인 구조체(20)의 하부에 배치되는 가이드 베인 입구(23)가 상기 유동홀(11)과 연통된다.

또한, 가이드 베인 구조체(20)의 상부에 가이드 베인 출구(22)가 배치되고, 상기 유동홀(11)을 통과한 공기가 상부로 회절되어 흐를 수 있도록 유동홀(11)과 연통되는 하부에서 상부의 가이드 베인 출구(22) 측을 향하여 가이드 베인(21)이 형성된다.

가이드 베인(21)은 가이드 베인 구조체(20) 내부를 구획하는 격벽형태로서, 상기 유동홀(11)과 연통되어 공기가 흐르는 공간을 확보할 수 있도록 복수개가 형성된다.

또한, 가이드 베인(21)은 가이드 베인 출구(22) 측을 향하여 굴곡진 형태로 형성될 수 있고, 다수로 형성될 경우에 각 가이드 베인(21)이 서로 다른 곡률을 갖고 가이드 베인 출구(22) 측을 향하여 가이드 베인(21) 사이의 폭이 점점 좁아지는 나선형으로 형성될 수 있다.

이로써, 유동홀(11)을 통과하며 유속이 빨라진 공기는 가이드 베인 구조체(20) 내에서 상부로 회절되고, 가이드 베인(21)을 따라 흐르며 층류로 변환, 정제되어 가이드 베인 출구(22)를 통과하며 소음감소 효과를 나타낸다.

모터 케이스(30)는 상기 가이드 베인 구조체(20)와 결합되며, 전방 케이스(31)와 후방 케이스(33) 및 그 내부에 모터(32)를 포함한다.

모터(32)는 상기 모터 케이스(30) 내주면과 일정거리 이격되어 설치되며, 전면에 모터(32) 구동시 공기를 흡입하는 흡입구(35)가 소정 직경으로 형성된다.

전방 케이스(31)는 상기 후방 케이스(33)의 전방과 대응하는 형상으로서 후방 케이스(20)와 밀폐되어 결합되며, 공기가 유입될 수 있도록 소정 직경의 제 2 공기 유입부(34)가 중앙에 형성되어, 이 제 2 공기 유입부(34)와 상기 가이드 베인 구조체(20)의 가이드 베인 출구(22)가 연통되어 결합된다.

후방 케이스(33)는 상기한 것처럼, 전방 케이스(31)와 밀폐되어 결합되고, 공기 유입부(34)및 모터(32)를 통과한 공기를 외부로 배출한다.

또한, 공기 유로 구조체(100)는 배기부(40)를 더 포함할 수 있다.

배기부(40)는 모터 케이스(30)의 후방과 결합되어 모터 케이스(30)에서 유출되는 공기가 배기부(40) 내측 벽면을 따라서 상부로 한번 더 회절되어 외부로 배출되게 함으로써 소음감소 효과를 더욱 향상 시킬 수 있다.

유로 구조체(100) 및 이를 포함하는 청소기(1)의 동작.

이하 본 발명의 실시예에 따른 모터 케이스 및 이를 포함하는 청소기(1)의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

청소기에 전원이 인가되어 모터(32)가 구동되면 흡입헤드(2), 연장관(3), 호스(4)를 통해 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 청소기 본체(5) 내의 집진부(10)를 지나 모터 케이스(30)를 통과하여 배기부(40)를 통하여 청소기 외부로 배출된다.

보다 구체적으로, 흡입헤드(2)로부터 집진부(10)까지 흡입된 공기는 집진부내의 먼지 주머니(미도시)에서 먼지 등이 포집된다.

그리고, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 집진부(10) 내로 유입된 공기는 그 후방 하단의 유동홀(11)과 연통된 가이드 베인 입구(23)을 통하여 가이드 베인 구조체(20)로 유입되어 내부의 가이드 베인(21)을 따라 상부의 가이드 베인 출구(22) 쪽으로 흐르게 되어 유속증가 및 층류 변환 과정을 거치게 된다.

상기 가이드 베인 구조체(20)의 출구를 통과한 공기는 전방 케이스(31)를 지나 모터(32)로 유입되고 후방 케이스(33)으로 배출되며,이 공기는 상기 배기부(40)로 유입되고, 그 내부 벽면을 따라서 상부로 회절되어, 청소기 외부로 배출된다.

이로써, 후방 케이스(33)에서 유출되는 1차적으로 소음이 감소된 공기가 배기부(40)를 통과하며 2차의 소음감소 효과를 낼 수 있다.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 청소기
2 : 흡입헤드
3 : 연장관
4 : 호스
5 : 청소기 본체
6 : 청소기 본체 덮개
100 : 유로 구조체
10 : 집진부
11 : 유동홀
12 : 공기 유입부
20 : 가이드 베인 구조체
21 : 가이드 베인
22 : 가이드 베인 출구
23 : 가이드 베인 입구
30 : 모터 케이스
31 : 전방 모터 케이스
32 : 모터
33 : 후방 모터 케이스
34 : 제 2 공기 유입부
35 : 흡입부
40 : 배기부

Claims (5)

1. 중공의 집진부(10);
   상기 집진부(10)의 후방에 결합되는 가이드 베인 구조체(20); 및
   상기 가이드 베인 구조체(20)의 후방에 결합되는 모터 케이스(30);를 포함하며,
   상기 가이드 베인 구조체(20)는 그 내부 공기가 회절될 수 있도록 격벽 형태로 구획하는 복수의 가이드 베인(21)을 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 가이드 베인(21)은 상기 가이드 베인 출구(22) 방향으로 갈수록 서로간의 이격거리가 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는,
   유로 구조체(100).
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드 베인(21)은 상기 가이드 베인 출구(22)를 향하여 나선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   유로 구조체(100).
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유로 구조체(100)는,
   상기 모터 케이스(30)의 후방에 결합되어 유출되는 공기가 내면을 따라서 외부로 배출 되도록 하는 배기부(40);를
   더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   유로 구조체(100).
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 복수의 가이드 베인(21)은 상기 집진부(10)의 후면 하단부에 형성된 유동홀에 연통하는 것을 특징으로 하는,
   유로 구조체(100).
   
5. 제 1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 유로 구조체(100);
   상기 유로 구조체(100)를 수용하는 본체(5); 및
   상기 본체(5)에 연결되는 흡입헤드(2);를
   포함하는,
   청소기(1).

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