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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.
B04C 5/10 (2006.01)
B04C 5/13 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2007-0043811
2007년04월25일
(21) 출원번호 10-2007-7002254
(22) 출원일자 2007년01월29일
심사청구일자 없음
번역문 제출일자 2007년01월29일
(86) 국제출원번호 PCT/GB2005/002666 (87) 국제공개번호 WO 2006/010881
국제출원일자 2005년07월06일 국제공개일자 2006년02월02일
(30) 우선권주장 0416903.3 2004년07월29일 영국(GB)
(71) 출원인 다이슨 테크놀러지 리미티드
영국 윌트셔 에스엔16 0알피 멜메스버리 테트버리 힐
(72) 발명자 스트럿 벤자민 존
영국 뉴캐슬 어펀 타인 엔이7 7에이이 하이 히턴 코츠월드 가든즈28
에딩턴 로빈
영국 디스 노포크 아이피22 5유제이 기싱 로워 스트리트 톨트리즈
(74) 대리인 유미특허법인
전체 청구항 수 : 총 20 항
(54) 사이클론 분리 장치
(57) 요약
본 발명의 분리 장치는, 복수개의 관통 구멍(15)을 가진 벽(21)을 포함하는 차폐판(shroud)(14)을 포함한다. 적어도 1개의
배플이 상기 차폐판의 상기 벽의 내면 상에 설치된다. 배플은 차폐판에 유입되는 기류를 차폐판의 중앙 영역으로 향하게
하여, 기류가 충돌하는 것을 감소시킨다. 배플은 또한 분리 장치의 올바른 조립을 돕도록 이용될 수 있다. 배플은, 상기 분
리 장치에 있어서 사이클론 조립체와 같은 상기 다른 부품상에 설치된 부재와 함께 작동하도록 배치되어, 상기 조립체를
소정 방향에 위치시킬 수 있다.
대표도
도 4
특허청구의 범위
청구항 1.
공개특허 10-2007-0043811
- 1 -
복수개의 관통 구멍을 가진 벽을 포함하는 차폐판(shroud), 및
상기 차폐판의 상기 벽의 내면 상에 있는 적어도 하나의 배플
을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 2.
제1항에 있어서,
상기 차폐판이 분리 챔버로부터의 출구를 형성하고 있고, 상기 배플이 상기 관통 구멍의 바로 하류에 위치되어 있는 것을
특징으로 하는 분리 장치.
청구항 3.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배플이 내벽으로부터 방사상 내향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 4.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배플이, 상기 분리 장치의 다른 부품을 소정의 위치에 위치시키기 위해, 상기 다른 부품과 결합된 부재와 함께 작동하
도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 5.
제1항에 있어서,
복수개의 상기 배플이 상기 차폐판의 상기 벽의 상기 내면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 6.
제5항에 있어서,
적어도 몇 개의 상기 배플이 상기 관통 구멍의 바로 하류에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 7.
제5항 또는 제6항에 있어서,
적어도 몇 개의 상기 배플이 상기 내벽으로부터 방사상 내향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
공개특허 10-2007-0043811
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청구항 8.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 1개의 상기 배플이, 상기 분리 장치의 다른 부품을 소정의 위치에 위치시키기 위해, 상기 다른 부품과 결합된 부재
와 함께 작동하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 9.
제4항 또는 제8항에 있어서,
상기 소정의 위치가 소정의 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 10.
제4항, 제8항, 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다른 부품이 사이클론 조립체의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 11.
제10항에 있어서,
상기 사이클론 조립체가 복수개의 병렬 사이클론을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치.
청구항 12.
첨부 도면을 참조하여 실질적으로 설명되었거나 첨부 도면에 실질적으로 도시된 분리 장치.
청구항 13.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 분리 장치를 포함하는 가정용 장치.
청구항 14.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 분리 장치를 포함하는 사이클론 진공 청소기.
청구항 15.
복수개의 관통 구멍을 가진 벽을 포함하는 차폐판을 형성하는 단계, 및
상기 차폐판의 상기 벽의 내면에 배플을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치 제조 방법.
공개특허 10-2007-0043811
- 3 -
청구항 16.
제15항에 있어서,
상기 배플이 다른 부품과 결합된 부재와 함께 작동하도록 배치되어 있고,
상기 다른 부품을 소정의 위치에 위치시키기 위해 상기 부재와 상기 배플을 결합시키는 단계를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 분리 장치 제조 방법.
청구항 17.
제16항에 있어서,
상기 소정의 위치가 소정의 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치 제조 방법.
청구항 18.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 다른 부품이 사이클론 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치 제조 방법.
청구항 19.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배플이 상기 차폐판과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리 장치 제조 방법.
청구항 20.
첨부 도면을 참조하여 실질적으로 설명되었거나 첨부 도면에 실질적으로 도시된 분리 장치의 제조 방법.
명세서
기술분야
본 발명은 기류로부터 먼지 및 쓰레기를 분리하기 위한 분리 장치에 관한 것으로서, 특히 사이클론 진공 청소기에 이용하
기에 적합한 분리 장치에 관한 것이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
배경기술
기류로부터 먼지 및 쓰레기를 분리하기 위한 사이클론 분리 장치를 가진 진공 청소기가 공지되어 있다. 또한, 2개의 사이
클론이 직렬로 배열된 분리 장치가 공지되어 있는데, 상류 사이클론 장치는 비교적 낮은 효율을 가지며, 하류 사이클론 장
치는 높은 효율을 가진다. 그러한 장치에서 상류 사이클론의 출구에 소위 차폐판(shroud)이 위치되는 것이 바람직하다는
것이 알려졌다. 차폐판의 이러한 위치 설정은 다이슨 리미티드가 제조하여 판매한 진공 청소기에 이용되어 왔다.
공개특허 10-2007-0043811
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차폐판은 일반적으로, 상류 사이클론의 분리 챔버와 상류 측에서 연통하는 복수개의 구멍 또는 관통 구멍을 가진 벽에 의
해 형성된다. 따라서, 차폐판의 관통 구멍은 분리 챔버의 출구를 형성한다.
종래의 분리 장치의 문제는, 먼지 및 쓰레기가 실린 공기가 차폐판을 통해 빨려올 때, 와류 기류가 차폐판의 내면에 형성될
수 있고, 이러한 난류가 먼지 및 쓰레기가 기류에 다시 실리거나 차폐판의 내면에 모이게 할 수 있다는 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은, 복수개의 관통 구멍을 가진 벽을 포함하는 차폐판(shroud), 및 상기 차폐판의 상기 벽의 내면 상에 있는 적어도
하나의 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 장치를 제공한다.
내부 배플 또는 핀은 차폐판에 유입되는 기류를 차폐판의 중앙 영역으로 향하게 하여, 기류가 충돌하는 것을 감소시킨다.
바람직하게는, 상기 차폐판이 분리 챔버로부터의 출구를 형성하고 있고, 상기 배플이 상기 관통 구멍의 바로 하류에 위치
되어 있다. 따라서, 배플은 기류가 차폐판으로부터 나온 즉시 기류에 긍정적인 영향을 미친다.
바람직하게는, 복수개의 상기 배플이, 방사상 내향으로 연장된 상기 차폐판의 상기 벽의 상기 내면에 설치되어 있다.
적어도 1개의 상기 배플이, 다른 부품을 소정의 위치 및/또는 방향에 위치시키기 위해, 사이클론 조립체와 같은 상기 분리
장치의 상기 다른 부품과 결합된 부재와 함께 작동하도록 배치될 수 있다. 이러한 특징은 상기 분리 장치의 제조 공정에서
도움을 준다. 조립 라인에 있는 작동자는 상기 다른 부품을 차폐판에 대해 올바른 방향으로 정렬시키기 위해 이러한 특징
을 이용할 수 있다.
실시예
유사한 도면 부호는 명세서 전체를 통해서 유사한 부분을 나타낸다.
손잡이 조립체를 포함하는 본 발명에 따른 진공 청소기가 도 1a 및 도 1b에 도시되었고, 도면부호 1로 표시되었다. 직립식
진공 청소기(1)는, 모터 케이싱(3), 지지 휠(4), 및 먼지와 쓰레기를 분리하는 분리 장치(5)를 포함하는 주 본체(2)를 구비
한다. 진공 청소기(1)는 또한 청소기 헤드(6), 및 손잡이 조립체(7)를 가진다. 도시된 실시예에서, 먼지와 쓰레기를 분리하
는 분리 장치(5)는 사이클론 장치를 포함한다.
사이클론 분리 장치(5)는 단일 상류 사이클론(8), 및 복수개의 하류 사이클론(9a 내지 9g)을 포함하는 하류 사이클론 조립
체(9)를 포함한다. 상류 사이클론(8)은 기본적으로 폐쇄된 베이스(11)를 가진 원통형 통(10)으로 구성된다. 입구 포트(12)
는 먼지가 상류 사이클론(8)의 내부로 도입되도록 하기 위해 원통형 통(10) 내에 설치된다. 입구 포트(12)는, 먼지가 실린
공기를 청소기 헤드(6)로부터 사이클론 분리 장치(5)로 운반하는 상류 덕트(13)와 연통하도록 하는 형상을 가지며, 위치되
고 구성된다.
원통형 통(10)의 베이스(11)는 필요시에 비울 수 있도록, 통의 내부에 대한 통로를 제공하기 위해 원통형 통의 나머지에 힌
지식으로 연결될 수 있다. 먼지와 쓰레기를 비울 수 있게 하기 위해 베이스(11)를 개방할 수 있게 하는 기구가 설치될 수 있
다.
차폐판은 상류 사이클론(8)의 상부에 위치된다. 차폐판(14)은, 상류 사이클론(8)의 내부로부터, 하류 사이클론 조립체(9)
와 연통하는 공기 통로로 공기를 통과시킬 수 있게 하는 천공부(15)를 가진다.
하류 사이클론 조립체(9)는, 상류 사이클론(8)의 길이방향 축과 일치하는 중앙 길이방향 축 주위로 등각도로 이격된 7개의
동일한 하류 사이클론(9a 내지 9g)을 포함한다. 각각의 사이클론(9a 내지 9g)은, 각각의 하류 사이클론(9a 내지 9b)에 유
입되는 공기가 각각의 사이클론 내의 나선형 통로를 따라 흐르도록 하는, 소용돌이 방식으로 배치되는 각각의 입구를 가진
다.
하류 사이클론(9)의 가장 높은 단부는, 하류 사이클론 조립체(9)의 표면으로부터 위쪽으로 연장되는 수집 몰딩(16) 내로
돌출된다. 수집 몰딩(16)은 전체 사이클론 분리 장치(5)를 운반시킬 수 있는 손잡이(17)를 지지한다. 캐치(catch)(18)는 사
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이클론 분리 장치(5)를 직립 본체(2)의 상단부에 고정시키기 위해 손잡이(17) 상에 설치된다. 출구 포트(19)는 세정된 공
기를 사이클론 분리 장치(5) 밖으로 유도하기 위해 설치된다. 출구 포트(19)는 세정된 공기를 모터 케이싱(3)으로 운반하
기 위해 하류 덕트(20)와 함께 작동하도록 배치되고 구성된다.
이용시에, 진공 청소기(1)는 청소될 표면 위에서 손잡이 조립체(7)에 의해 조절된다. 주 본체(2) 내에 장착되고 모터(도시
되지 않음)에 의해 구동되는 흡입 팬(도시되지 않음)은 공기를 청소기 헤드(6)를 통해 청소기(1) 내로 흡입하며, 청소기 헤
드(6)로부터 공기는 분리 장치(5)로 통과된다. 분리 장치(5)에서, 공기는 상류 사이클론(8)으로 통과되고, 나선형 통로를
따르고, 따라서 먼지와 쓰레기를 통(10) 내에 저장한다. 부분적으로 세정된 공기는 다음에는 차폐판(14)을 통해 상류 사이
클론(8) 밖으로 나가, 하류 사이클론(9)으로 통과되고, 하류 사이클론(9)에서 미세 먼지 및 쓰레기가 분리된다. 그 후, 세정
된 기류는 대기로 나아가기 전에, 냉각 목적으로 모터를 지나고, 최종 필터(도시되지 않음)를 통과한다.
차폐판(14)은 도 2 내지 도 4에 더욱 상세히 도시되었다. 본 발명에 따라, 차폐판(14)의 벽(21)의 내면은 내면으로부터 현
수되는 핀 또는 배플(22)을 가진다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에, 복수개의 핀 또는 배플(22a 내지 22f, 및 23)이 설
치된다. 배플(22, 23)은 차폐판(14)의 천공된 영역(15)에 인접한 내부 벽(21)으로부터 방사상으로 내향으로 돌출된다. 배
플(22, 23)은 차폐판(14)의 내부 둘레에 일정하게 이격되고, 각각의 포트(24)에 인접하여 위치되며, 포트(24)는, 후술하겠
지만, 하류 사이클론 조립체의 각각의 단부를 위치시키는 작용을 한다. 본 실시예에서, 배플(22, 23)는 차폐판(14)과 일체
로 형성된다.
천공부(15)를 통해 차폐판(14)에 유입되는 기류는 도 4a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 접선 방향 속도 성분을 가진다. 도
5a는 종래 기술의 차폐판에서의 통상적인 기류를 도시한다. 전에는, 기류의 접선 방향 성분은 차폐판(14)의 내벽(21) 주위
에 순환하는 기류를 설정하기 쉬웠다. 이들 순환하는 기류는 다음에는 천공부(15)를 통해 차폐판(14) 내로 오는 기류와 만
날 것이며, 그 결과로 발생하는 난류는 차폐판의 내벽에 대해 와류를 설정하기 쉽다. 이들 난류 와류는 기류에 의해 아직
운반되는 미세 먼지와 쓰레기를 와류에 인접하는 벽의 영역에 달라붙게 하였다. 따라서, 미세 먼지와 쓰레기는 차폐판에
대해 달라붙어, 관통 구멍을 막기 쉽다.
본 발명의 분리 장치에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 천공부(15)에서 나오는 접선방향 기류는 배플(22a 내지 22f, 23)과
만난다. 핀 또는 배플은 기류의 접선방향 성분을 차폐판의 중심(25)으로 향하게 하고, 하류 사이클론(9)의 단부와 연통하
는 중앙 도관 내로 향하게 하는 작용을 한다. 따라서, 기류는 더욱 나선형인 통로를 따르려 하여, 기류가 서로 충돌하여 악
영향을 줄 가능성을 감소시킨다. 앞에서 만난 와류는 따라서 감소되고, 기류는 더욱 부드럽게 입구 내로 하류 사이클론으
로 통과된다. 따라서, 핀 또는 배플은 먼지와 쓰레기가 차폐판의 내부에 축적되는 것을 감소시키는 작용을 한다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 배플 중 하나의 배플(23)은 다른 배플(22a 내지 22f)과는 다른 형상을 가지며, 더욱 짧고, 다
른 배플들만큼 내벽을 따라 축방향으로 연장되지 않는다. 이러한 짧은 배플(23)은 제조시에 분리장치의 조립을 돕도록 제
공된다. 짧은 배플은, 하류 사이클론 조립체를 차폐판에 대해 소정의 위치 및 방향에 위치시키도록, 사이클론 조립체(9) 상
에 설치되는 부재와 함께 작동한다.
하류 사이클론 조립체(9)는 도 6 및 도 7에 더욱 상세히 도시된다. 사이클론 조립체(9)는 각각의 사이클론의 입구와 연통
하는 도관의 일부를 형성하는 중앙 개구(26) 주위에 배치되는 복수개의 평행 사이클론(9a 내지 9g)을 포함한다. 각각의 하
류 사이클론(9a 내지 9g)은 하류 사이클론(8)의 길이방향 축을 향해 약간 경사진 길이방향 축을 가지며, 각도는 통상적으
로 7.5o이다.
핀형 부재(27)는 하류 사이클로 조립체(9) 상의 1개의 하류 사이클론의 외벽에 설치된다. 이러한 부재(27)는 차폐판(14)
상의 작은 배플(23)과 함께 작동하고 그것에 장착되도록 배치되어, 사이클론 조립체(9)는 특정한 방향으로 차폐판 내에 장
착된다. 사용자가, 사이클론 조립체가 길이방향 축 주위로 회전된 상태에서, 사이클론 조립체(9)를 차폐판(14) 내로 다른
방향으로 떨어뜨리고자 하면, 핀 부재(27)는 1개의 큰 배플(22)의 상면과 맞닿게 될 것이다. 따라서, 사이클론 조립체(9)는
소정의 위치에 있지 않고 더 높은 위치에 안착될 것이다. 사이클론 조립체(9) 상의 립(28)은 차폐판(14)의 벽의 상면으로
부터 이격될 것이다. 이것은 , 사이클론 조립체(9)가 차폐판(14)에 올바르게 장착되지 않은 것을 작동자에게 알려준다. 그
러면, 이러한 서브-조립체는, 사이클론 조립체를 길 축 주위로 올바른 위치로 회전시킴으로써 사이클론 조립체의 올바르
지 않은 방향이 교정될 때까지, 분리 장치(5)의 나머지에 부착될 수 없다.
사이클론 조립체(9)가 올바른 방향에 있을 때, 사이클론 조립체는 차폐판(14) 내에 낮게 안착된다. 사이클론 조립체(9)의
립(28)은 차폐판 벽의 상면의 동일한 평면에 놓인다. 다른 사이클론들 각각은, 부품들이 조립될 때 각각의 배플(22a 내지
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22f)의 상면에 의해 지지되는 외벽에 작은 핀(29a 내지 29f)을 가진다. 차폐판의 벽의 상면 상의 위로 향한 다리부(30)는
사이클론 조립체(9) 내의 소켓(도시되지 않음) 내에 장착되도록 배치된다. 사이클론의 낮고 좁은 단부는 차폐판(14) 내에
형성되는 각각의 포트(24) 내에 장착된다.
사이클론 조립체(9)를 차폐판(14)에 올바르게 장착시키기 위해, 화살표(31) 형태의 시각적 지시기가 차폐판 상에 설치된
다. 이것은, 사이클론 조립체(9)의 팬 부재(27)를 화살표(31)와 정렬시킴으로써, 부품들이 올바른 상대적 위치에 자동적으
로 장착된다는 것을 작동자에게 표시한다.
본 발명은 차폐판 내에 먼지 및 쓰레기가 축적되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 그러한 축적은 차폐판 내의 천공을 막거나
먼지가 기류 내로 재진입하게 할 수 있다. 또한, 사이클론 조립체와 차폐판의 상부 사이의 영역은 사용자가 접근할 수 없
어, 용이하게 제거될 수 없다. 본 발명에 따른 분리 장치에서는, 먼지와 쓰레기가 하류 사이클론으로 운반되고, 하류 사이
클론에서 먼지와 쓰레기는 기류로부터 효율적으로 분리되고, 수집 챔버 내에 달라붙고, 사용자는 수집 챔버를 용이하게 비
울 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 배플은 하류 사이클론 조립체를 위해 설치되는 포트에 인접하
여 위치될 필요가 없고, 차폐판 주위에 규칙적으로 이격될 필요가 없다. 배플의 수는 사이클론의 수와 같을 필요가 없다.
배플은 다른 정도로 차폐판 내로 돌출될 수 있고, 돌출을 반드시 방사상으로 되어야 할 필요가 없다. 배플은, 각각의 사이
클론으로의 입구를 제공하는 도관과 연통하는 중앙 영역으로 기류를 향하게 하는 것을 돕도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 배플이, 조립체를 올바른 위치에 위치시키도록 사이클론 조립체 상의 핀형 부재와 함께 작동하도록 배치될 수
있다. 물론, 본 발명은 사이클론 조립체를 위치시키는 것에 제한되지 않고, 다른 부품을 차폐판에 대해 위치시키기 위해 이
용될 수 있다.
차폐판 상의 배플은 핀 부재에 대한 대체으로서의 다른 부품 상에 설치되는 노치, 캐치 또는 다른 적절한 기구와 함께 작동
할 수 있다.
배플은 차폐판의 일체적 부품일 수 있거나 별개로 형성될 수 있다. 유사하게, 사이클론 조립체 상의 핀 부재는 사이클론 조
립체와 일체로 형성될 수 있거나 별개로 부착될 수 있다.
본 발명은 직립식 사이클론 진공 청소기에 대해 기술되었지만, 실린더 또는 분리 장치를 포함하는 임의의 다른 가정용 장
치에 동일하게 적용된다. 또한, 변경은 당업자에게 명백할 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 분리 장치를 포함하는 진공 청소기의 측면도이다.
도 2는 도 1의 분리 장치의 차폐판의 평면도이다.
도 3은 도 2의 차폐판의 부분 단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 차폐판의 위로부터 본 사시도이다.
도 5a는 종래 기술의 분리 장치의 차폐판의 개략도이다.
도 5b는 도 2 내지 도 4의 차폐판의 개략도이다.
도 6은 도 1의 분리 장치의 사이클론 조립체의 위로부터 본 부분 사시도이다.
도 7은 도 6의 사이클론 조립체의 부분 단면도이다.
도면
공개특허 10-2007-0043811
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도면1a
공개특허 10-2007-0043811
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도면1b
공개특허 10-2007-0043811
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도면2
공개특허 10-2007-0043811
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도면3
공개특허 10-2007-0043811
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도면4
도면5a
공개특허 10-2007-0043811
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도면5b
도면6
공개특허 10-2007-0043811
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도면7
공개특허 10-2007-0043811
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