KR100741789B1

KR100741789B1 - 배기 후드 및 그의 원심팬

Info

Publication number: KR100741789B1
Application number: KR1020050129195A
Authority: KR
Inventors: 백승조; 손상범; 송성배
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-12-24
Filing date: 2005-12-24
Publication date: 2007-07-24
Also published as: KR20070067586A

Abstract

본 발명은 배기 후드 및 그의 원심팬에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배기 후드는, 저부에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 캐노피와; 상기 캐노피에 비해 축소된 유동단면적을 가지고 상기 캐노피의 상면에 저부가 상호 연통되게 형성되는 침니와; 두께방향을 따라 양 측에 흡입구가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 토출구가 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개와, 상기 케이싱의 외면 상기 흡입구의 일 측에 돌출되게 형성되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터를 구비한 원심팬을 포함한다. 이에 의해, 컷오프부 영역의 배기 풍량의 기여가 적은 와유동 발생을 억제시켜 흡입효율을 증대시키고 유동 소음을 저감시킬 수 있다.

Description

배기 후드 및 그의 원심팬{EXHAUST HOOD AND CENTRIFUGAL FAN THEREOF}

도 1은 종래의 배기 후드의 단면도,

도 2는 도 1의 측단면도,

도 3 및 도 4는 각각 도 1의 배기팬의 흡입 시 공기의 유동을 모식적으로 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 배기 후드의 측단면도,

도 6 및 도 7은 각각 도 5의 원심팬의 정면 및 측면 공기 유동을 도시한 도면,

도 8은 도 7의 볼텍스제너레이터를 설명하기 위한 도면,

도 9는 도 5의 볼텍스제너레이터 설치 전 후의 소음 레벨을 비교 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 캐노피 112,133 : 흡입구

120 : 침니 130 : 원심팬

131 : 케이싱 135 : 토출구

141 : 회전날개 151 : 볼텍스제너레이터

본 발명은, 배기 후드 및 그의 원심팬에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 컷오프부 영역의 배기 풍량의 기여가 적은 와유동 발생을 억제시켜 흡입효율을 증대시키고 유동 소음을 저감시킬 수 있도록 한 배기 후드 및 그의 원심팬에 관한 것이다.

도 1은 종래의 배기 후드의 단면도이고, 도 2는 도 1의 측단면도이며, 도 3 및 도 4는 각각 도 1의 배기팬의 흡입 시 공기의 유동을 모식적으로 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 배기 후드는, 공기를 흡입할 수 있도록 저부에 흡입구(12)가 형성되어 있는 캐노피(10)와, 캐노피(10)의 상측에 캐노피(10)와 상호 연통되게 배치되는 침니(20)를 구비하고 있다.

캐노피(10)는 상대적으로 얇은 두께를 가지는 평판형상의 직육면체로 형성되고, 저부에는 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구(12)가 관통형성되어 있다. 흡입구(12)의 내측에는 공기 중의 이물질을 포집할 수 있도록 필터부재(14)가 구비되어 있다.

침니(20)는 캐노피(10)에 비해 좌우 및 전후 방향을 따라 각각 축소된 폭을 가지는 직육면체 형상으로 형성되어 캐노피(10)의 상면에 저부가 상호 연통되게 배치되어 있다. 캐노피(10)의 내부에는 흡입구(12)를 통해 흡입되고 필터부재(14)를 통과한 공기를 외부로 배출할 수 있도록 원심팬(31)이 수용 설치되어 있다. 원심팬(31)은, 축선방향을 따라 양 측에 흡입구(33)가 형성되고 원주 일 측에 공기가 토출되는 토출구(34)가 형성된 케이싱(32)과, 케이싱(32)의 내부에 회전가능하게 수용지지되는 회전날개(35)를 구비한 소위 양측 흡입형 원심팬의 형태로 구성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 원심팬(31)에 전원이 인가되어 회전날개(35)가 회전을 개시하면 조리기기(5) 측으로부터 상향 유동된 오염 공기가 캐노피(10)의 흡입구(12)를 통해 흡입되고, 공기 중의 이물질은 필터부재(14)에 의해 포집된다. 필터부재(14)를 통과한 공기는 원심팬(31)의 양 흡입구(33)를 통해 흡입되고 토출구(34)를 통해 토출되어 외부와 연결된 배기관(27)을 통해 외부로 배출된다.

그런데, 이러한 종래의 배기 후드에 있어서는, 상대적으로 넓은 유동단면적을 가지는 캐노피(10)에 비해 좌우 및 전후 방향을 따라 각각 축소된 폭을 가지는 침니(20)의 내부에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공기의 유동 단면적의 감소 및 방향 전환 등에 기인하여 공기 유속의 증가와 함께 박리유동(sperated flow) 및 여러 형태의 와유동(vortex flow)이 발생되어 유동 손실을 초래할 뿐만 아니라 소음을 증가시키게 된다고하는 문제점이 있다.

원심팬(31)의 구동시 침니(20)의 내부의 공기의 흐름을 스모크 에어(smoke air) 및 레이저 라이트 시트(lager light sheet) 등을 이용하여 가시화하여 보면 원심팬(31)의 케이싱(32)의 흡입구(33)를 통해 유입되는 기류에 의해 케이싱(32)의 내부에서 발생되는 와유동은, 도 3에 도시된 바와 같이, 침니(20)의 후방벽(21a)과 케이싱(32) 사이(A2,A3)를 따라 유동되는 기류에 의해 형성되는 제1와유동(ω1)과, 침니(20)의 전면벽(21b)과 케이싱(32) 사이를 따라 유동되는 기류에 의해 발생되는 제2와유동(ω2)과, 케이싱(32) 저부를 타고 비교적 부드럽게 넘어가는 기류에 의해 발생되는 제3 및 제4와유동(ω3,ω4)으로 대별된다.

이들 제1 내지 제4와유동(ω1~ω4)중 제1와유동(ω1)은 제3 및 제4와유동(ω3,ω4)에 비해 배기 풍량 증가에 기여하는 바는 적은 반면에 이들(ω1~ω4) 중 강도가 가장 셀 뿐만 아니라 원심팬(31)의 컷오프(cut-off)부(36)에서 형성되기 때문에 유동 소음을 크게 증가시키게 된다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 컷오프부 영역의 배기 풍량의 기여가 적은 와유동 발생을 억제시켜 흡입효율을 증대시키고 유동 소음을 저감시킬 수 있는 배기 후드 및 그의 원심팬을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 저부에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 캐노피와; 상기 캐노피에 비해 축소된 유동단면적을 가지고 상기 캐노피의 상면에 저부가 상호 연통되게 형성되는 침니와; 두께방향을 따라 양 측에 흡입구가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 토출구가 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개와, 상기 케이싱의 외면 상기 흡입구의 일 측에 돌출되게 형성되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터를 구비한 원심팬을 포함하는 배기 후드에 의해 달성된다.

여기서, 상기 케이싱은 상기 회전날개의 반경방향을 따라 외측으로 확장되는 스크롤부를 구비하며, 상기 볼텍스제너레이터는 상기 스크롤부의 말단에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 볼텍스제너레이터는 삼각형상을 가지고 상기 케이싱의 외면에 축선방향을 따라 돌출되고 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향에 경사지게 배치되는 것이 효과적이다.

상기 볼텍스제너레이터는 직각삼각형상을 가지며 밑변이 상기 케이싱의 외면에 접하고 공기의 흐름방향을 따라 하류측으로 향할수록 높이가 증가되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 두께방향을 따라 양 측에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 공기의 토출구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개와; 상기 케이싱의 외부에서 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향에 대해 경사지게 배치되게 상기 흡입구의 일 측에 상기 케이싱의 표면으로부터 돌출되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터를 포함하는 배기 후드의 원심팬이 제공된다.

여기서, 상기 케이싱은 상기 회전날개의 반경방향을 외측으로 확장되는 스크롤부를 구비하며, 상기 볼텍스제너레이터는 상기 스크롤부의 말단에 밑변이 접촉되고 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향을 따라 하류측으로 향할수록 상기 케이싱으로부터 돌출되는 높이가 증가되는 삼각형상을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 배기 후드의 측단면도이고, 도 6 및 도 7은 각각 도 5의 원심팬의 정면 및 측면 공기 유동을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 볼텍스제너레이터를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 5의 볼텍스제너레이터 설치 전 후의 소음 레벨을 비교 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 배기 후드는, 저부에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구(112)가 형성되어 있는 캐노피(110)와; 캐노피(110)에 비해 축소된 공기 유동 단면적을 가지고 캐노피(110)의 상면에 저부가 상호 연통되게 형성되는 침니(120)와; 두께방향을 따라 양 측에 흡입구(133)가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 토출구(135)가 형성되어 있는 케이싱(131)과, 케이싱(131)의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개(141)와, 케이싱(131)의 외면 흡입구(133)의 일 측에 돌출되게 형성되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터(151)를 구비한 원심팬(130)을 포함하여 구성되어 있다.

캐노피(110)는 얇은 두께를 가지는 직육면체형상을 가지도록 형성되어 있으며, 저부에는 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구(112)가 형성되어 있다. 흡입구(112)의 내측에는 필터부재(114)가 구비되어 있다.

캐노피(110)의 상면에는 캐노피(110)에 비해 좌우 및 전후방향을 따라 축소된 폭을 가지는 직육면체형상의 침니(120)가 연통되게 결합되어 있으며, 침니(120)의 내부에는 흡입구(112)를 통해 오염 공기를 흡입하여 필터부재(114)에 의해 공기 중의 이물질이 제거되어 정화된 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 원심팬(130)이 수용 설치되어 있다.

한편, 원심팬(130)은, 두께방향을 따라 양 측에 흡입구(133)가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 토출구(135)가 형성되어 있는 케이싱(131)과, 동일 원주상 에 서로 이격되게 배치되는 복수의 블레이드(142)를 구비하여 회전축(143)을 중심으로 회전되는 회전날개(141)와, 케이싱(131)의 양 흡입구(133)의 일 측에 흡입되는 공기의 유동방향에 경사지게 배치되어 침니(120)의 후방벽(121a)과 케이싱(131) 사이를 따라 유동되어 양 흡입구(133)를 통해 흡입되며 배기 풍량 증가에 기여하는 바는 적은 반면 소음을 유발시키는 제1유동(ω1)의 회전방향과 반대로 회전되면서 제1와유동(ω1)을 상쇄 또는 감쇄시키는 제5와유동(ω5)을 형성하는 볼텍스제너레이터(151)를 구비하고 있다.

케이싱(131)은 회전날개(141)의 외측을 감싸면서 회전날개(141)의 반경방향을 따라 외측으로 점진적으로 확장되게 형성되어 동압성분을 정압성분으로 회복시키는 역할을 수행하는 달팽이관 형태의 스크롤부(132)를 구비하고 있다. 케이싱(131)의 토출구(135)는 공기를 외부로 배출할 수 있도록 외부와 일단이 연통된 배기관(123)의 타단이 연결되어 있다.

볼텍스제너레이터(151)는 직각삼각형상을 가지며 스크롤부(132)의 말단영역, 즉 회전날개(141)의 중심으로부터 반경방향을 따라 가장 먼 최대팽창각 이후 케이싱(131)의 외면에 흡입구(133)로 흡입되는 공기의 유동방향에 대해 경사지게 소정의 경사각(α)을 가지도록 밑변(b)은 케이싱(131)의 외면에 접하고 축선방향을 따라 외측으로 돌출되게 형성되어 있다. 이 때, 빗변(c)은 흡입구(133)로 흡입되는 공기의 유동방향을 따라 상류측에서 하류측으로 향할수록 높이(a)가 점진적으로 증가되게 배치되어 있다.

여기서, 볼텍스제너레이터(151)의 길이(밑변)(b)과 높이(a)의 비인 종횡비 (AR:aspect ratio = b/a)는 1.5 내지 3.0 사이로 하고, 볼텍스제너레이터(151)의 길이(b)는 원심팬(130)의 직경(D)의 0.1 내지 0.25배(D/10 내지 D/4)로 구성하는 것이 공기의 유동 및 소음 감소에 있어 바람직하다. 또한, 볼텍스제너레이터(151)는 침니(120)의 후방벽(121a)과 케이싱(131) 사이로 상하방향을 따라 유동하여 원심팬(130)의 컷오프(cut-off)부(136)에서 제1와유동(ω1)을 형성하는 공기(기류)의 유동방향에 대해 20도 내지 50도의 경사각(α)을 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하여, 원심팬(130)에 전원이 인가되어 회전날개(141)가 회전축(143)을 중심으로 회전하면, 캐노피(110)의 내부에는 흡입구(112)를 통해 조리기기(105) 측으로부터 상향 유동된 공기가 흡입된다. 흡입구(112)를 통과한 공기는 필터부재(114)를 통과하면서 공기 중의 이물질이 제거된다. 필터부재(114)를 통과한 공기는 상향 유동되어 원심팬(130)의 양 측 흡입구(133)로 흡입되고, 토출구(135)에서 토출되어 배기관(123)을 통해 외부로 배출된다.

한 편, 원심팬(130)의 양 측에 각각 형성된 볼텍스제너레이터(151)는 침니(120)의 후방벽(121a)과 케이싱(131)의 사이를 따라 유동되는 기류에 의해 형성되는 제1와유동(ω1)과 반대방향으로 회전되는 제5와유동(ω5)을 형성시킴으로써 배기 풍량 증가에 기여하는 바는 적은 반면 소음 증가의 원인이 되는 제1와유동(ω1)을 상쇄또는 감쇄하게 된다.

이에 따라, 동일 입력 대비 2400rpm에서 860CMH(㎥/h)의 풍량 및 59.0dB(A)의 소음 수준을 보인 종래 배기 후드에 비해, 회전수는 2070rpm으로 현저하게 저감 되며, 본 발명에 따른 볼텍스제너레이터(151)가 구비된 배기 후드에 있어서는 풍량은 측정 오차(대략 10 내지 15 CMH) 범위에 해당하는 15 CMH 정도가 감소되어 종래와 거의 유사한 풍량을 가지는 반면, 도 9에 도시된 바와 같이, 소음은 55.8 dB(A)로 총합 소음이 3.2 dB(A)가 감소 되었으며, 특히 소음 피크(peak)치는 152 Hz에서 17.5 dB(A)가 감소되어 피크 소음이 현저하게 감소됨을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 원심팬의 컷오프부에 배기 풍량 증가에 기여하는 바는 적은 반면 소음 증가의 원인이 되는 침니의 후방벽과 원심팬 케이싱 사이에 형성되는 와유동 발생을 억제함으로써 동일 입력 대비 흡입효율을 향상시킬 수 있으며 소음을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 케이싱의 스크롤부의 말단영역에 삼각형상의 볼텍스제너레이터를 구비되도록 함으로써 구성이 간단하여 비용이 크게 상승됨이 없이 제작 및 조립을 용이하게 할 수 있다.

Claims

저부에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 캐노피와;

상기 캐노피에 비해 축소된 유동단면적을 가지고 상기 캐노피의 상면에 저부가 상호 연통되게 형성되는 침니와;

두께방향을 따라 양 측에 흡입구가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 토출구가 형성되어 있는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개와, 상기 케이싱의 외면 상기 흡입구의 일 측에 돌출되게 형성되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터를 구비한 원심팬을 포함하는 배기 후드.
제1항에 있어서,

상기 케이싱은 상기 회전날개의 반경방향을 따라 외측으로 확장되는 스크롤부를 구비하며, 상기 볼텍스제너레이터는 상기 스크롤부의 말단에 배치되는 배기 후드.
제2항에 있어서,

상기 볼텍스제너레이터는 삼각형상을 가지고 상기 케이싱의 외면에 축선방향을 따라 돌출되고 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향에 경사지게 배치되는 배기 후드.
제2항에 있어서,

상기 볼텍스제너레이터는 직각삼각형상을 가지며, 밑변이 상기 케이싱의 외면에 접하고 공기의 흐름방향을 따라 하류측으로 향할수록 높이가 증가되게 형성되는 배기 후드.
두께방향을 따라 양 측에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되고 둘레방향을 따라 일 측에 공기의 토출구가 형성되어 있는 케이싱과;

상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전날개와;

상기 케이싱의 외부에서 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향에 대해 경사지게 배치되게 상기 흡입구의 일 측에 상기 케이싱의 표면으로부터 돌출되어 볼텍스를 형성하는 볼텍스제너레이터를 포함하는 배기 후드의 원심팬.
제5항에 있어서,

상기 케이싱은 상기 회전날개의 반경방향을 외측으로 확장되는 스크롤부를 구비하며, 상기 볼텍스제너레이터는 상기 스크롤부의 말단에 밑변이 접촉되고 상기 흡입구로 흡입되는 공기의 유동방향을 따라 하류측으로 향할수록 상기 케이싱으로부터 돌출되는 높이가 증가되는 삼각형상을 가지도록 형성되는 배기 후드의 원심팬.