KR100606795B1 - 다중 싸이클론 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것으로써, 특히 2차 싸이클론 집진부의 집진통 구조를 개선하여 상기 집진통 내에서 이루어지는 미세 먼지의 회전 유동을 저감시킬 수 있도록 함과 더불어 집진 공간은 최대화될 수 있도록 한 새로운 구조의 다중 싸이클론 집진장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 외부 공기를 흡입하여 일차적으로 이물질을 집진하는 1차 싸이클론 집진부; 상기 1차 싸이클론 집진부에 연결되어 일차적으로 이물질의 분리가 완료된 공기로부터 재차적인 미세 이물질을 집진하며, 상기 1차 싸이클론 집진부에 비해 소형임과 더불어 상기 1차 싸이클론 집진부의 외측 둘레를 따라 구비된 다수의 2차 싸이클론 집진부; 그리고, 상기 각 2차 싸이클론 집진부의 저부를 따라 구비되며, 대략 비원형을 이루도록 형성되면서 상기 각 2차 싸이클론 집진부에 의해 공기로부터 분리된 미세 이물질이 공통으로 집진되는 집진통:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치를 제공한다.

다중 싸이클론 집진장치, 2차 싸이클론 집진부, 비원형 집진통

Description

다중 싸이클론 집진장치 {Cyclone Collector}

도 1 은 종래의 다중 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도

도 2 는 종래의 다중 싸이클론 집진장치에 대한 결합된 상태를 개략적으로 도시한 종단면도

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도

도 4 은 본 발명의 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치 중 집진통의 내부 구조를 설명하기 위한 횡단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 1차 싸이클론 집진부 110. 제1유입부

120. 제1몸체 140. 제1유출부

300. 2차 싸이클론 집진부 310. 제2유입부

320. 제2몸체 340. 제2유출부

400. 집진통 410. 비원형부

본 발명은 다중 싸이클론 집진장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 2차 싸이클론 집진부의 집진통 구조에 관한 것이다.

일반적으로 싸이클론 집진장치는 싸이클론 원리를 이용하여 공기중에 포함된 먼지, 티끌 등(이하 “이물질”)을 집진하는 장치로써, 주로 진공 청소기에 적용되고 있다.

근래에는 집진성능을 향상시키기 위하여 다수의 싸이클론 집진장치를 연결한 다중 싸이클론 집진장치(Multi Cyclone Collector)가 사용된다.

이러한 다중 싸이클론 집진장치의 일예가 일본 실용신안 공개공보 소52-14775 등에 개시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 다중 싸이클론 집진장치를 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치는 오염공기를 외부에서 흡입하여 비교적 큰 먼지를 집진하는 싸이클론(1)(이하, “1차 싸이클론 집진부”)과, 상기 1차 싸이클론 집진부(1)와 연결되며 비교적 작은 먼지를 집진하는 싸이클론(3)(이하, “2차 싸이클론 집진부”)으로 이루어진다. 다중 싸이클론에서의 2차 싸이클론 집진부(3)는 다수의 소형 싸이클론의 집합이다.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1차 싸이클론 집진부(1)는 제1유입부(11)와, 제1몸체(12) 및 제1유출부(14)를 가진다.

이 때, 상기 제1유입부(11)는 상기 제1몸체(12)의 둘레면상에 그 접선 방향 으로 외부 공기의 유입이 이루어지도록 연통되게 연결되고, 상기 제1유출부(14)는 상기 제1몸체(12) 내의 대략 중앙부위에 수직한 방향을 따라 설치된다.

상기 제1유출부(14)는 내부의 대략 중앙에는 1차적으로 걸러진 공기를 2차 싸이클론 집진부(3)로 배출하는 역할을 수행하며, 통상 원통형으로 형성되며, 하부(14b)는 개방되어 있고, 상부(14a)의 둘레는 막혀있는 구조이다. 경우에 따라서는 첨부된 도 2와 같이 하부(14b)의 개구부에 필터(16)가 설치되기도 한다.

한편, 2차 싸이클론 집진부(3)는 1차 싸이클론 집진부(1)를 이루는 제1몸체의 둘레를 따라 대략 원형의 배치를 이루도록 장착된 다수개의 소형 싸이클론으로써, 제2몸체(32)와, 제2유입부(31) 및 제2유출부(34)를 가진다.

상기 제2몸체(32)는 대략 그 저부가 하측으로 갈수록 축관되는 원뿔형의 콘 형상으로 형성되고, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(3)의 저부에는 상기 제2몸체(32) 내를 유동하면서 공기로부터 분리된 이물질의 집진을 위한 집진통(4)이 구비된다.

이 때, 상기 집진통(4)은 각 2차 싸이클론 집진부(3) 모두가 공용으로 사용될 수 있도록 그 평면에서 봤을 때 대략 원형의 관로로 라운드지게 형성되며, 전부위가 연통되게 형성된다.

그리고, 통상 1차 싸이클론 집진부(1)와 2차 싸이클론 집진부(3)의 사이에는 완충공간(56)이 정의되어, 상기 완충공간(56)을 경유하여 1차 싸이클론 집진부(1)에서 나온 공기가 2차 싸이클론 집진부(3)로 유입되도록 구성된다.

또한, 2차 싸이클론 집진부(3)의 상부에는 다수의 2차 싸이클론 집진부(3)의 제2유출부(34)와 연통되는 배출공간(52)이 위치하며, 상기 배출공간(52)을 경유하 여 배출관(54)을 통하여 공기는 외부로 배출된다. 미설명된 도 2의 도면 부호 5는 1차 싸이클론 집진부(1) 및 2차 싸이클론 집진부(3) 등을 수용하는 케이스이다.

상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

다중 싸이클론 집진장치가 작동되어, 흡입력 발생수단, 예를 들어 진공청소기의 흡입팬(미도시)이 구동되면, 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1유입부(11)를 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론 집진부(1)의 내부로 유입된다. 이때, 흡입되는 오염공기는 접선방향을 따라 흡입되어, 1차 싸이클론 집진부(1)의 제1몸체(12)의 내벽면을 타고 선회하게 되며, 이과정에서 원심력에 의하여 먼지가 분리된다.

이 때, 비교적 무겁고 큰 먼지들은 1차 싸이클론 집진부(1)의 하부에 집진되며, 분리되지 않은 작은 먼지는 1차 싸이클론 집진부(1) 내부를 선회하다가 상승하여 제1유출부(14)를 통하여 배출된다.

한편, 1차 싸이클론 집진부(1)에서 배출되는 작은 먼지를 포함하는 공기는 제2유입부(미도시)를 통해 각 2차 싸이클론 집진부(3)를 이루는 제2몸체(32) 내부로 각각 유입된다.

따라서, 다수의 2차 싸이클론 집진부(3)에서 다시 한 번 미세 먼지가 분리되고 정화된 공기는 제2유출부(34), 배출공간(52) 및 배출관(54)을 통하여 외부로 배출된다.

이 때, 상기 2차 싸이클론 집진부(3)의 제2몸체(32) 내부를 유동하면서 공기로부터 분리된 미세 먼지는 상기 제2몸체(32)의 하부로 하강하면서 각 2차 싸이클론 집진부(3)의 저부에 구비된 집진통(4) 내에 집진된다.

그러나, 상술한 종래의 다중 싸이클론 집진장치는 각 2차 싸이클론 집진부(3)의 집진통(4)이 모두 공용으로 사용되도록 단일체의 관로로 형성됨과 더불어 평면에서 봤을 때 대략 원형을 이루면서 라운드지게 형성되어 있기 때문에 상기 집진통(4) 내로 유입된 미세 먼지들은 그 유입 과정에서 내재하고 있던 유동 방향을 따라 상기 집진통(4) 내에서 지속적인 유동을 수행하게 된다.

이로 인해, 상기 집진통(4) 내에서 집진된 미세 먼지들은 각 2차 싸이클론 집진부(3)의 제2몸체(32) 내로 재비산됨과 더불어 제2유출부(34)를 통해 배출공간(52)으로 배출되는 경우가 종종 발생되었던 문제점을 가진다.

물론, 상기 집진통(4) 내에 집진된 먼지들의 재비산을 방지하기 위해 각 2차 싸이클론 집진부(3)가 연결되는 공간간을 서로 구획하도록 형성할 수도 있으나, 이는 그 제조가 곤란하다는 문제점을 야기할 뿐 아니라, 어느 한 2차 싸이클론 집진부(3)와 연통된 공간만이 허용 집진 용량을 초과할 수 있게 되어 해당 공간에 집진된 미세 먼지의 재비산이 커질 수 밖에 없었던 문제점을 가진다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 싸이클론 집진부의 집진통 구조를 개선하여 상기 집진통 내에서 이루어지는 미세 먼지의 회전 유동을 저감시킬 수 있도록 함과 더불어 집진 공간은 최대화될 수 있도록 한 새로운 구조의 다중 싸이클론 집진장치를 제공하고자 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 공기를 흡입하여 일차 적으로 이물질을 집진하는 1차 싸이클론 집진부; 상기 1차 싸이클론 집진부에 연결되어 일차적으로 이물질의 분리가 완료된 공기로부터 재차적인 미세 이물질을 집진하며, 상기 1차 싸이클론 집진부에 비해 소형임과 더불어 상기 1차 싸이클론 집진부의 둘레를 따라 구비된 다수의 2차 싸이클론 집진부; 그리고, 상기 각 2차 싸이클론 집진부의 저부를 따라 구비되며, 대략 비원형을 이루도록 형성되면서 상기 각 2차 싸이클론 집진부에 의해 공기로부터 분리된 미세 이물질이 공통으로 집진되는 집진통:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치를 제공한다.

여기서, 상기 각 2차 싸이클론 집진부는 상기 1차 싸이클론 집진부의 둘레를 따라 대략 원형으로 각각 배치됨이 바람직하며, 상기 집진통은 적어도 1개소 이상의 모서리 부위를 가지도록 형성됨이 바람직하다.

특히, 상기 집진통의 모서리 부위는 상기 집진통 내에 집진된 미세 이물질의 회전 유동을 저감할 수 있을 정도의 각도를 가지도록 절곡 형성됨이 보다 바람직하다.

이하, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치가 도시되고 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 다중 싸이클론 집진장치는 크게 외부 공기를 흡입하여 일차적으로 이물질을 집진하는 1차 싸이클론 집진부(100)와, 상기 1차 싸이클론 집진부(100)에 연결되어 일차적으로 이물질의 분리가 완료된 공기로부터 재 차적인 미세 이물질을 집진하는 2차 싸이클론 집진부(300) 및 집진통(400)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 2차 싸이클론 집진부(300)는 상기 1차 사이클론 집진부(100)에 비해 소형임과 더불어 다수개로써, 상기 1차 싸이클론 집진부(100)의 외측 둘레를 따라 각각 구비된다.

특히, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)는 상기 1차 싸이클론 집진부(100)의 둘레를 따라 대략 원형으로 각각 배치된다.

상기 1차 싸이클론 집진부(100) 및 2차 싸이클론 집진부(300)의 개개의 형상은 종래 기술된 1차 싸이클론 집진부(100) 및 2차 싸이클론 집진부(300)와 대략 동일하다.

즉, 상기 1차 싸이클론 집진부(100)는 외부 공기가 유입되는 제1유입부(110)와, 제1몸체(120) 및 일차적으로 이물질이 분리된 공기가 유출되는 제1유출부(140)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)는 상기 제1유출부(140)를 통해 유출된 공기가 유입되는 제2유입부(310)와, 제2몸체(320) 및 재차적으로 이물질이 분리된 공기가 유출되는 제2유출부(340)를 각각 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 집진통(400)은 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)의 각 제2몸체(320) 저부를 따라 구비되며, 첨부된 도 4와 같이 적어도 어느 한 부위가 비원형을 이루도록 형성되면서 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)에 의해 공기로부터 분리된 미세 이물질이 공통으로 집진되도록 구성된다.

이 때, 상기 집진통(400)은 그 내부가 전체적으로 연통된 관의 형상으로 형성됨과 동시에 상기 비원형을 이루는 부위(이하, “비원형부”라 함)(410)는 모서리를 가지도록 형성된다.

특히, 상기 집진통(400)의 비원형부(410)는 상기 집진통(400) 내에 집진된 미세 이물질의 회전 유동을 저감할 수 있을 정도의 각도를 가지도록 절곡 형성됨이 바람직하다.

이 때, 상기 집진통(400)의 비원형부(410)에는 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)의 연결이 이루어지지 않도록 함이 바람직하다.
즉, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)는 상기 집진통(400)에 연결되되, 상기 집진통(400)의 비원형부(410)를 형성하는 모서리를 제외한 부위에 연결되는 것이 좋다.
따라서, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)의 내부 공간은 상기 집진통(400)의 내부공간과 연통된다.
그러므로, 도 4에서와 같이, 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)에서 분리된 이물질은 상기 집진통(400)의 비원형부(410)를 제외한 부위를 통해 집진통(400)의 내부공간으로 유입되고, 상기 집진통(400)의 내부공간으로 유입된 이물질은 회전 유동을 하게 된다. 그리고, 상기 집진통(400) 내부에서 회전 유동을 하는 이물질은 비원형부(410)의 절곡된 부위에서 유동 충돌을 하면서 회전 유동이 급격하게 감소되어 상기 각 2차 싸이클론 집진부(300)로의 재비산이 방지된다.

물론, 상기 집진통(400)의 비원형부(410)에 어느 한 2차 싸이클론 집진부(300)의 연결이 이루어질 수도 있으나, 이의 경우 상기 집진통(400) 내에 집진된 미세 이물질들의 회전 유동은 효과적으로 저감될 수 없다.

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

우선, 다중 싸이클론 집진장치가 작동되어, 흡입력 발생수단, 예를 들어 진공청소기의 흡입팬(미도시)이 구동되면, 1차 싸이클론 집진부(100)의 제1유입부(110)를 통해 외부의 오염공기가 1차 싸이클론 집진부(100)의 내부로 유입된다.

이 때, 상기 제1유입부(110)를 통해 유입되는 오염공기는 제1몸체(120)의 접선방향을 따라 흡입되어, 상기 제1몸체(120)의 내벽면을 타고 선회하게 되며, 이 과정에서 원심력에 의하여 공기로부터 이물질의 분리가 이루어진다.

계속해서, 상기 공기로부터 분리된 비교적 무겁고 큰 이물질들은 1차 싸이클 론 집진부(100)의 하부에 집진되며, 상기 공기로부터 분리되지 않은 미세 이물질은 제1몸체(120) 내부를 선회하다가 상승하여 제1유출부(140)를 통하여 배출된다.

한편, 1차 싸이클론 집진부(100)에서 배출되는 미세 이물질을 포함하는 공기는 완충공간(560) 및 제2유입부(310)를 순차적으로 통과하면서 각 2차 싸이클론 집진부(300)를 이루는 제2몸체(320) 내부로 각각 유입된다.

따라서, 다수의 2차 싸이클론 집진부(300)에서 다시 한 번 미세 먼지가 분리되고 정화된 공기는 제2유출부(340), 배출공간(520) 및 배출관(540)을 통하여 외부로 배출된다.

그리고, 상기 2차 싸이클론 집진부(300)의 제2몸체(320) 내부를 유동하면서 공기로부터 분리된 미세 먼지는 상기 제2몸체(320)의 하부로 하강하면서 각 2차 싸이클론 집진부(300)의 저부에 구비된 집진통(400) 내에 각각 집진된다.

이 때, 상기 집진통(400) 내에는 상기 각종 미세 이물질들이 유입되는 과정에서 내재하고 있던 기류가 존재하며, 상기 기류로 인해 상기 집진통(400) 내에 집진된 미세 이물질은 상기 집진통(400) 내부에서 유동하게 된다.

특히, 상기 집진통(400)은 그 전반적인 형상이 원형을 이루고 있기 때문에 상기 집진통(400) 내의 미세 이물질은 회전 유동을 수행하게 되지만, 상기 회전 유동 도중 상기 집진통(400)의 비원형부(410)의 모서리에 부딪히게 된다.

따라서, 상기 미세 이물질의 회전 유동은 급격히 감소하게 되며, 이로 인해 이물질이 각 2차 싸이클론 집진부(300)의 제2몸체(320) 내로 재비산됨은 방지된다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 싸이클론 집진장치는 캐니스터 형식의 진공청 소기 및 직립형 청소기에 설치하여 사용하는 것이 모두 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 싸이클론 집진장치는 2차 싸이클론 집진부의 집진통 구조를 개선함으로써 추가로 형성되는 비원형부 만큼의 집진 공간이 추가로 확보될 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 본 발명의 집진통은 그 내부에서 유동되는 미세 이물질의 흐름이 상기 비원형부의 모서리에 의해 차단될 수 있게 됨으로써 상기 집진통 내에 집진된 이물질이 각 2차 싸이클론 집진부로 재비산됨이 방지될 수 있다는 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 외부 공기를 흡입하여 일차적으로 이물질을 집진하는 1차 싸이클론 집진부;

   상기 1차 싸이클론 집진부에 연결되어 일차적으로 이물질의 분리가 완료된 공기로부터 재차적인 미세 이물질을 집진하며, 상기 1차 싸이클론 집진부에 비해 소형임과 더불어 상기 1차 싸이클론 집진부의 외측 둘레를 따라 구비된 다수의 2차 싸이클론 집진부; 그리고,

   상기 각 2차 싸이클론 집진부의 저부를 따라 구비되며, 적어도 어느 한 부위가 비원형을 이루도록 형성되면서 상기 각 2차 싸이클론 집진부에 의해 공기로부터 분리된 미세 이물질이 공통으로 집진되는 집진통:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 2차 싸이클론 집진부는

   상기 1차 싸이클론 집진부의 둘레를 따라 대략 원형으로 각각 배치됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 집진통은

   그 내부가 연통된 관의 형상으로 형성되며, 상기 비원형을 이루는 부위는 모 서리를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 집진통의 비원형을 이루는 부위는

   상기 집진통 내에 집진된 미세 이물질의 회전 유동을 저감할 수 있을 정도의 각도를 가지도록 절곡 형성됨을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 집진통의 모서리를 제외한 부위에 2차 싸이클론 집진부가 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 싸이클론 집진장치.

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