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먼지를 말끔히 제거하다! ‘진공청소기의 원리’

  • 2015.10.05.
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청소기의원리_01

 

집 안 청소를 3일간만하지 않아도 집안을 걸을 때마다 느껴지는 각종 먼지로 인해서 불쾌감을 느끼게 되는데요.
이럴 때 필요한 게 있다면 바로 ‘진공청소기’ 가 생각나게 됩니다.

진공청소기는 먼지와 각종 더러운 것들을 순식간에 빨아들일 뿐만 아니라 빗자루로 해결하기 힘든 자잘한 먼지까지도 말끔히 제거해주는데요.

오늘은 우리 생활을 편리하게 도와주는 진공청소기의 원리에 대해서 알아보려고 합니다.

 

◆ 진공이란?

진공청소기를 알아보기 전에 먼저 ‘진공’에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

진공이란 어떤 입자도 없이 텅 비어 있는 공간이라고 말할 수 있습니다. 그러나 우리 주변에서 진공상태를 찾기란 쉽지 않습니다. 

우주공간은 거의 완벽한 진공이라 말할 수 있으나 지구상에서는 완벽한 진공상태를 흔히 볼 수도, 만들어내기도 어렵습니다. 주변에서 흔히 접하는 진공포장, 진공건조에서의 진공도 완벽한 빈 공간을 뜻하는 것이 아니라 공기 입자수를 보통의 기압상태보다 현격히 줄였다는 의미일 것입니다.

따라서 진공청소기의 진공은 완벽히 텅 빈 공간을 의미하는 것이 아니라 공기 분자의 수가 주위보다 아주 적은 상태의 불완전한 진공을 의미하는 것입니다.

 

청소기의원리_02

 

◆ 최초의 진공청소기

진공청소기를 처음 만든 사람은 1901년 영국의 발명가 세실 부스(Cecil Booth)이다.

그는 의자에 먼지를 뿌린 뒤 어느 정도의 거리를 두고 손수건을 고정시켜놓은 후 입으로 공기를 빨아들이는 실험을 하여 흡입식 진공청소기를 개발하였다. 그러나 세실 부스가 처음 발명한 흡입식 진공청소기는 지금처럼 조그마한 청소기가 아니고 마차에 펌프를 장치한 거대한 기계였다.

그 후 진공청소기의 크기를 현재 가정에서 사용하는 크기 정도로 줄인 사람은 미국인 제임스 스팽글러(James Spangler)입니다. 늘 기침에 시달리던 그는 1907년 먼지를 빨아들이는 휴대용 진공청소기를 발명했으나 그것을 상용화시키지는 못 했습니다.

제임스 스팽글러가 발명한 진공청소기를 상용화 시킨 것은 그에게 진공청소기의 특허권을 사들인 친척 윌리엄 후버(William Hoover)였는데요. 1908년부터 윌리엄 후버에 의해 세계 곳곳으로 퍼져나간 진공청소기는 발전을 거듭해 오늘날의 진공청소기가 되었습니다.

 

◆ 진공청소기의 종류

최초의 진공청소기는 공기를 먼지와 함께 빨아들여 먼지봉투에 먼지만을 모으는 먼지봉투가 있는 진공청소기였습니다.

이러한 먼지봉투 진공청소기는 형태에 따라 캐니스터형(canister type), 업라이트형(upright type), 실린더형 등으로 나눌 수 있는데 현재 가정에서 가장 흔하게 쓰이는 진공청소기는 캐니스터형 진공청소기입니다.

① 캐니스티형
본체와 흡입구가 고무호스나 파이프로 연결 되어 있고 경우에 따라 흡입구에 솔을 끼어서 사용하는 형태 입니다.

② 업라이트형

회전 브러쉬가 돌아가며 청소하는 방식으로 보통 미국이나 유럽에서 많이 사용되며 카펫 청소 등에 사용됩니다.

③ 실린더형

업소나 가게에서 많이 사용되는 청소기로 먼지통이 커서 많은 먼지를 흡입할 수 있습니다.

1990년대 초에 상용화를 시작한 새로운 청소기는 원심력을 이용한 먼지봉투 없는 진공청소기입니다. 이 먼지봉투 없는 청소기는 원심분리기식 집진 장치를 이용해 원통 바깥쪽으로 먼지를 모으는 형식인데 탈수기에서 물이 빠지는 것처럼 원통 안의 더러운 먼지를 빠르게 회전시켜 원통벽 쪽으로 먼지가 몰리게 하는 원리로 작동하게 됩니다.

먼지로 점점 구멍이 막히게 되면 공기가 쉽게 통과하지 못하므로 흡입구의 빨아들이는 힘도 약해지기 마련이지만 원심분리기식 집진 장치 진공청소기는 구멍이 막힐 일이 없으므로 흡입력이 떨어지지 않는 것이 장점입니다. 현재는 수동식 청소기가 아닌 로봇청소기가 출시되어 진공청소기의 새로운 바람을 일으키고 있습니다.

 

청소기의원리_03

 

◆ 진공청소기의 원리

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 먼지봉투 진공청소기의 구조는 일반적으로 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

진공청소기의 내부는 오물과 먼지가 포함된 일반 공기가 들어오는 호스 부분, 오물과 먼지를 걸러내 주고 깨끗한 바람만 통과시키는 필터 부분, 모터의 회전에 의해 약한 수준의 진공상태를 만들어내는 송풍장치 부분으로 나눌 수 있습니다.

모터가 연결된 송풍장치는 강한 회전을 통해 청소기 내부를 외부의 보통 기압보다 낮은 기압상태(진공상태)로 만들게 되고, 1분에 만 번 이상의 강력한 모터 회전은 청소기 내부의 공기를 환풍기처럼 청소기 외부로 뽑아내게 됩니다.

그러면 청소기 내부의 기압이 외부에 비해 현격히 낮아지게 되므로 고기압에서 저기압으로 이동하는 기체의 이동 원리에 의해 고기압 상태인 청소기 외부공기가 저기압 상태인 청소기 내부로 빨려 들어오게 되는 것입니다.

호스를 통해 청소기 내부로 외부공기가 빨려 들어올 때 먼지와 티끌 등도 함께 섞여 들어오게 되는 것이죠.

 

오늘은 진공청소기의 원리에 대해서 알아보았는데요.

진공청소기의 성능은 흡입력의 정도와 필터의 조밀도에 달려 있다고 합니다. 진공청소기의 먼지를 빨아들이는 흡입능력이 좋으면 좋을수록, 필터가 걸러낼 수 있는 먼지의 크기가 작으면 작을수록 좋은 진공청소기라고 할 수 있는 것이죠.

여러분은 어떤 진공청소기를 사용하고 있으신가요?

 

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