KR101193605B1 - 스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치 - Google Patents

Abstract

스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치가 개시된다. 개시된 와류형 국소배기장치는, 배기관의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러와, 배기관에 설치되는 것으로, 스왈러에 연결되어 스왈러를 회전시키는 구동부를 구비한다. 스왈러는, 구동부에 결합되어 회전되는 원판 형상의 회전판부재와, 회전판부재의 상면에 설치된 다수의 상부날개와, 다수의 상부날개의 상부와 내측부에 설치되어 회전판부재의 상면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 다수의 상부날개에 의해 생성된 공기흐름을 가이드하는 가이드수단을 포함한다. 회전판부재에는, 그 중심 영역에 배기관과 연통되는 제1공기흡입홀이 형성되고, 제1공기흡입홀의 둘레에 공기흐름통로와 연통되는 다수의 제2공기흡입홀이 형성된다. 가이드수단은, 다수의 날개의 상단에 부착되어 다수의 날개를 덮는 상부가이드부재와, 배기관의 외주면과 다수의 상부날개의 내측 단부 사이에 배치되며 하단은 회전판부재의 상면에 고정되고 상단은 상부가이드부재에 고정된 측부가이드부재를 포함한다.

Description

스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치{Local ventilator with swirler}

본 발명은 오염된 공기를 외부로 흡입 배출시키는 국소배기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전형 스왈러를 이용하여 와류를 형성시킴으로써 배기영역의 확대와 배기효율을 향상시키는 와류형 국소배기장치에 관한 것이다.

국소배기장치는 일반적으로 오염물질이 많이 발생하는 공장 내부나 가정, 음식점 등에서 사용되는데, 특히 부분적인 오염원이 배기구와 멀리 떨어진 바닥면에서 발생하는 경우나 다른 설치물에 의해 배기구가 오염원 근처에 설치되기 어려운 경우, 그리고 순간적으로 오염원이 발생하는 경우에 유용하게 사용될 수 있다.

그러나, 이러한 용도로 사용되는 종래의 국소배기장치는 여러 가지 문제점을 가지고 있었다. 즉, 종래의 국소배기장치는 오염원이 배기관으로부터 멀어질수록 오염물질을 흡입하여 제거하는 효율이 급격히 저하되며, 이로 인해 국소배기장치는 가능한 한 오염물질 발생 위치에 가까이 설치되는 것이 바람직하지만, 작업 공정 및 작업자들의 움직임에 방해되기 때문에 설치 조건에 제약이 있었다.

이러한 종래의 국소배기장치의 문제점을 보완하기 위해 와류를 이용하여 배기영역을 확대시키고 배기효율을 향상시키는 국소배기장치들이 개발되었으며, 대한민국 등록특허 제10-0529002호, 제10-0821295호, 제10-0873521호 및 제10-0873522호에는 이러한 와류형 국소배기장치의 예들이 개시되어 있다. 와류형 국소배기장치는 배기관의 흡입구 측에 회전형의 스왈러(swirler)를 설치한 구성을 가지고 있으며, 스왈러가 회전하면서 배기관 주위에 도너츠 형태의 와류를 발생시킴으로써, 오염된 공기를 넓은 영역에서 효율적으로 배기관 내로 흡입하게 된다.

상기한 종래의 와류형 국소배기장치들의 스왈러는 대부분 스왈러 하부의 공기를 이용하여 와류를 형성하게 되므로 회전하는 환형원판의 하부에 와류를 형성하는 스왈러 날개가 부착된 구성을 가지고 있다.

한편, 종래의 와류형 국소배기장치들 중에서, 예컨대 대한민국 등록특허 제10-0529002호(선행기술1)에는, 회전하는 환형원판의 상면에 스왈러 날개를 설치하고, 스왈러 날개의 상부와 하부에 상부덮개와 하부덮개를 설치하여 스왈러 상부의 공기를 끌어들여 와류를 형성하도록 구성된 국소배기장치가 개시되어 있다.

그런데, 상기 선행기술1의 국소배기장치에 있어서, 스왈러 날개는 배기관의 하단에 회전 가능하게 설치되지만, 상부덮개는 고정핀을 이용하여 배기관의 외측면에 고정 설치되고, 하부덮개는 다시 상부덮개의 하부에 고정핀을 이용하여 고정 설치되는 구성을 가지므로, 그 설치 과정이 복잡하다. 또한, 스왈러 날개가 상부덮개와 하부덮개 사이에 삽입되도록 설치되어야 하며, 회전하는 스왈러 날개와 고정된 상부덮개 및 하부덮개 사이에 일정한 틈이 유지되도록 설치되어야 하는데, 이러한 설치 작업은 매우 힘든 작업이 될 것이다.

그리고, 설치가 완료되었다 하더라도, 스왈러 날개의 회전 시 발생하는 진동에 의해, 스왈러 날개와 상부덮개 또는 하부덮개 사이에 마찰을 일으키게 될 가능성이 높으며, 이 경우 소음이 증가하고 구성요소들이 마모되거나 파손될 가능성이 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-0529002호 (2005. 11. 09. 등록) 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 제10-0821295호 (2008. 04. 03. 등록) 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 제10-0873521호 (2008. 12. 04. 등록) 특허문헌 4 : 대한민국 등록특허 제10-0873522호 (2008. 12. 04. 등록)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 회전판부재의 상부에 와류 형성용 날개를 설치하되, 배기관에 간단하게 설치할 수 있도록 일체로 구성되면서, 배기영역을 더 멀리 확장시킬 수 있는 스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면,

배기관의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러; 및 상기 배기관에 설치되는 것으로, 상기 스왈러에 연결되어 상기 스왈러를 회전시키는 구동부;를 구비하며,

상기 스왈러는, 상기 구동부에 결합되어 회전되는 원판 형상의 회전판부재; 상기 회전판부재의 상면에 설치된 다수의 상부날개; 및 상기 다수의 상부날개의 상부와 내측부에 설치되어 상기 회전판부재의 상면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 상기 다수의 상부날개에 의해 생성된 공기흐름을 가이드하는 가이드수단;을 포함하며,

상기 회전판부재에는, 그 중심 영역에 상기 배기관과 연통되는 제1공기흡입홀이 형성되고, 상기 제1공기흡입홀의 둘레에 상기 공기흐름통로와 연통되는 다수의 제2공기흡입홀이 형성되며,

상기 가이드수단은, 상기 다수의 날개의 상단에 부착되어 상기 다수의 날개를 덮는 상부가이드부재와, 상기 배기관의 외주면과 상기 다수의 상부날개의 내측 단부 사이에 배치되며 하단은 상기 회전판부재의 상면에 고정되고 상단은 상기 상부가이드부재에 고정된 측부가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치가 제공된다.

그리고, 상기 다수의 상부날개 각각은 회전중심으로부터 멀어질수록 그 높이가 점차 낮아지는 형상을 가지며, 상기 상부가이드부재는 외주쪽으로 가면서 상기 회전판부재와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 다수의 상부날개의 내측 단부는 상기 배기관의 외주면과 소정 간격 이격되고, 외측 단부는 상기 회전판부재의 외측 가장자리 밖으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 상부가이드부재는 상기 다수의 상부날개의 외경보다 큰 외경을 가지고, 상기 공기흐름통로의 출구는 상기 회전판부재의 외측 가장자리와 상기 상부가이드부재의 외측 가장자리 사이에 형성되며 아래쪽을 향할 수 있다.

또한, 상기 다수의 상부날개는 상기 배기관의 둘레에 방사상으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 다수의 상부날개는 상기 회전판부재의 상면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 상부가이드부재는 상기 배기관의 외경보다 큰 내경을 가진 환형의 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 측부가이드부재는 상기 배기관의 외주면과 간격을 두고 상기 배기관을 둘러싸면서 상기 회전판부재와 상기 상부가이드부재를 수직으로 연결하는 원통 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 다수의 제2공기흡입홀은 상기 측부가이드부재의 바깥쪽에 위치하며, 상기 다수의 상부날개 각각의 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 와류형 국소배기장치에 의하면, 스왈러의 구성요소들, 즉 회전판부재, 다수의 상부날개, 상부가이드부재 및 측부가이드부재가 모두 결합되어 일체로 구성되며 함께 회전하게 된다. 따라서, 스왈러의 취급과 설치가 매우 간단하고 용이한 장점이 있으며, 스왈러의 회전 시에 진동이 발생하더라도 상부날개와 가이드부재들 사이에 마찰이 발생하지 않으므로, 이러한 마찰로 인한 소음과 구성요소들의 마모 및 파손이 방지될 수 있다.

그리고, 상부가이드부재가 하향 경사지게 형성되어 있으므로, 공기흐름이 배기영역을 향해 하향 경사지게 유도되고, 이에 따라 발생된 와류가 배기영역 쪽으로 길쭉한 형상을 가지게 되므로, 와류에 의한 에어 커튼이 수직 방향으로 더 길게 형성될 수 있다. 따라서, 배기영역이 더 멀리 확장되어, 배기관으로부터 멀리 떨어진 오염된 공기도 보다 용이하고 효율적으로 배기관 내로 흡입될 수 있다.

또한, 와류 내측의 상승하는 공기흐름이 다수의 제2공기흡입홀로 흡입됨에 따라, 와류의 내측 하단이 중심쪽으로 당겨지게 되므로, 와류의 전체 형상이 길쭉한 형상으로 세워지게 되어, 배기영역의 폭은 좁아지게 되지만 배기 효율은 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 오염원이 배기관으로부터 멀리 떨어져 있고 오염 발생 영역이 좁은 경우에 더욱 유용하다.

또한, 다수의 제2공기흡입홀의 위치를 변경함으로써, 와류 사이에 형성되는 배기흐름의 폭을 적절하게 조절할 수 있으므로, 배기영역의 면적에 따라 최적의 효율을 가진 국소배기장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스왈러의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 와류형 국소배기장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스왈러의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치(100)는, 배기관(10)의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러(110)와, 상기 스왈러(110)에 연결되어 상기 스왈러(110)를 회전시키는 구동부(120)를 포함하여 구성된다.

상기 배기관(10)은 개방된 흡입단부를 통해 오염된 공기를 흡입하여 외부로 배출시키기 위한 관로로서, 일반적으로 알려진 플렉시블 관 또는 금속 관 등의 다양한 종류의 관으로 이루어질 수 있다. 그리고, 오염된 공기는 자연 부압(負壓)에 의해 배기관(10) 내로 흡입되거나, 배기팬의 작동으로 강제 흡입될 수 있다.

상기 스왈러(swirler, 110)는, 배기관(10)의 흡입단부에 회전 가능하도록 설치된 회전판부재(111)와, 상기 회전판부재(111)의 상면에 설치된 다수의 상부날개(112)와, 상기 다수의 상부날개(112)에 의해 생성된 공기흐름을 가이드하는 가이드수단으로서 다수의 상부날개(112)의 상부와 내측부에 각각 설치된 상부가이드부재(113)와 측부가이드부재(114)를 포함하여 구성된다.

상기 회전판부재(111)는 원판 형상으로서 일정한 두께와 배기관(10)의 직경보다 큰 직경을 가진다. 상기 회전판부재(111)는, 그 회전 중심이 배기관(10)의 중심축과 일치되도록 배기관(10)의 흡입단부에 설치된다. 상기 회전판부재(111)의 중심 영역에는 배기관(10)과 연통되는 제1공기흡입홀(118)이 형성되며, 상기 제1공기흡입홀(118)의 둘레에는 다수의 제2공기흡입홀(115)이 형성된다. 배기영역으로부터 흡입되는 오염 공기는 회전판부재(111)의 제1공기흡입홀(118)을 통과하여 배기관(10) 내부로 흡입된다. 상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은 상기 회전판부재(111) 하부의 공기를 회전판부재(111)의 상부에 설치된 상부날개(112) 쪽으로 흡입하기 위한 것으로, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

상기 회전판부재(111)는 상기 구동부(120)에 결합되어 회전된다. 이를 위해, 상기 회전판부재(111)의 회전 중심부에는 돌출된 보스 형상의 회전축 결합부(125)가 마련되며, 상기 회전축 결합부(125)에는, 후술하는 바와 같이, 구동모터(121)의 회전축(123)이 연결된다. 구체적으로, 상기 회전축 결합부(125)의 중심에는 회전축 삽입홀(126)이 수직으로 관통 형성되어 있으며, 상기 회전축 삽입홀(126)에 구동모터(121)의 회전축(123)이 삽입된 후 고정나사(127)에 의해 견고하게 결합된다. 상기 제1공기흡입홀(118)은 회전축 결합부(125)의 둘레에 형성되며, 상기 회전축 결합부(125)는 제1공기흡입홀(118)을 반경 방향으로 가로지르는 다수의 연결부(119)에 의해 회전판부재(111)에 연결되어 지지된다.

상기 다수의 상부날개(112)는 회전판부재(111)와 함께 회전하면서 공기흐름을 생성하는 작용을 하며, 이 공기흐름은 후술하는 바와 같이 와류(F1)를 형성하게 된다. 상기 다수의 상부날개(112)는 상기 배기관(10)의 둘레를 따라 방사상으로 배치되도록 상기 회전판부재(111)의 상면, 즉 배기관대향면에 고정 설치된다. 상기 다수의 상부날개(112) 각각은 회전판부재(111)의 상면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가진다.

상기 다수의 상부날개(112)는 회전판부재(111)와 함께 회전하는데 반해, 배기관(10)은 고정되어 있으므로, 다수의 상부날개(112)의 내측 단부는 배기관(10)에 의해 회전을 방해받지 않도록 배기관(10)의 외주면과 소정 간격 이격된다. 또한, 상기 다수의 상부날개(112)의 외측 단부는 회전판부재(111)의 외측 가장자리 밖으로 소정 길이 돌출될 수 있다. 즉, 상기 다수의 상부날개(112)는 그 외경이 회전판부재(111)의 외경보다 크도록 형성될 수 있다.

상기 상부가이드부재(113)와 측부가이드부재(114)는 상기 회전판부재(111)의 상부에 설치되어 회전판부재(111)의 상면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써, 상기 다수의 상부날개(112)에 의해 생성된 공기흐름을 가이드하는 작용을 하게 된다.

구체적으로, 상기 상부가이드부재(113)는 회전판부재(111)의 상면과 소정 간격 이격되도록 배치되며, 다수의 상부날개(112)를 덮도록 다수의 상부날개(112)의 상단에 부착되어 다수의 상부날개(112)와 함께 회전한다. 즉, 상기 회전판부재(111)와 상부가이드부재(113) 사이에 다수의 상부날개(112)가 고정 설치되며, 이들은 함께 회전하게 되는 것이다.

상기 상부가이드부재(113)는 환형의 형상으로 이루어지며, 배기관(10)의 외경보다 큰 내경을 가지고 다수의 상부날개(112)의 외경보다 큰 외경을 가질 수 있다.

상기 측부가이드부재(114)는 배기관(10)의 외주면과 다수의 상부날개(112)의 내측 단부 사이에 배치되며, 회전판부재(111)의 상면에 고정 설치된다. 상기 측부가이드부재(114)는 배기관(10)을 둘러싸는 원통 형상을 가지며, 하단은 회전판부재(111)의 상면에 고정되고, 상단은 상부가이드부재(113)에 고정된다. 즉, 상기 측부가이드부재(114)는 회전판부재(111)와 상부가이드부재(113)를 수직으로 연결하도록 설치된다. 그리고, 상기 측부가이드부재(114)의 외주면은 다수의 상부날개(112)의 내측 단부와 접할 수 있다.

상기 측부가이드부재(114)는 회전판부재(111)와 함께 회전하는데 반해, 배기관(10)은 고정되어 있으므로, 측부가이드부재(114)의 회전이 배기관(10)에 의해 방해받지 않도록, 측부가이드부재(114)의 내주면과 배기관(10)의 외주면 사이에 소정의 간격(D)이 형성된다.

상기한 구성에 의해, 회전판부재(111)의 상면과 상부가이드부재(113) 및 측부가이드부재(114) 사이에는 공기흐름통로가 형성되고, 이 공기흐름통로 내에 다수의 상부날개(112)가 배치된다. 그리고, 상기 공기흐름통로는 상부가이드부재(113) 및 측부가이드부재(114)에 의해 회전판부재(111) 위쪽의 배기관(10) 주변 영역과는 완전히 격리되므로, 다수의 상부날개(112)가 회전하더라도 배기관(10) 주변의 공기가 공기흐름통로 내부로 흡입되지 않는다.

상기 공기흡입통로 내부로의 공기의 흡입은 전술한 바와 같이 회전판부재(111)에 형성된 다수의 제2공기흡입홀(115)을 통해 이루어지게 된다.

상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은, 전술한 바와 같이, 상기 회전판부재(111)를 관통하여 형성되며, 상기 제1공기흡입홀(118)의 둘레에 배치되어 상기 공기흐름통로와 연통된다. 상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은 다수의 상부날개(112) 각각의 사이에 배치될 수 있으며, 각각 원형으로 형성되거나 타원형 또는 기타 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

그리고, 상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은 상기 측부가이드부재(114)의 바깥쪽에 위치하도록 형성된다. 예컨대, 상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은 측부가이드부재(114)에 인접한 위치에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며 필요에 따라 그 위치를 변경할 수 있다. 즉, 후술하는 바와 같이, 다수의 제2공기흡입홀(115)의 위치를 변경함으로써, 와류(F1) 사이에 형성되는 배기흐름(F2)의 폭을 조절할 수 있다.

강력한 와류(F1)를 형성하기 위해서는, 상기 다수의 상부날개(112)에 의해 형성되는 공기흐름의 속도가 빠를 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명에서는, 다수의 상부날개(112) 각각을 회전중심으로부터 멀어질수록 그 높이가 점차 낮아지는 형상을 가지도록 하고, 상부가이드부재(113)도 외주쪽으로 가면서 아래쪽으로 경사진 형상, 즉 회전판부재(111)와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가지도록 구성하였다. 이에 따라, 회전판부재(111)와 상부가이드부재(113) 사이에 형성된 공기흐름통로도 회전중심으로부터 멀어질수록 점차 좁아지게 되므로, 다수의 상부날개(112)에 의해 형성되어 공기흐름통로를 빠져 나오는 공기흐름은 그 유속이 빨라지게 된다.

그리고, 상기 다수의 상부날개(112)의 외측 단부가 회전판부재(111)의 외측 가장자리 밖으로 돌출되어 있고, 상부가이드부재(113)가 하향 경사져 있으므로, 회전판부재(111)의 외측 가장자리와 상부가이드부재(113)의 외측 가장자리 사이에 형성되는 공기흐름통로의 출구는 아래쪽을 향하게 된다. 이에 따라, 공기흐름통로의 출구를 빠져 나오는 공기흐름은 경사진 상부가이드부재(113)에 의해 가이드되어 수평으로부터 하향 경사진 방향으로 형성된다.

상기 구동부(120)는, 상기 스왈러(110)에 연결되어 스왈러(110)를 회전시키는 동력을 제공한다. 상기 구동부(120)는 배기관(10)의 중심축 상에 배치된 구동모터(121)와, 배기관(10) 내부에서 구동모터(121)를 지지하는 모터 지지부재(122)와, 구동모터(121)로부터 인출된 회전축(123)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 상기 회전축(123)이 스왈러(110)의 회전판부재(111)의 회전 중심부에 마련된 회전축 결합부(125)에 결합된다.

다만, 상기한 구성을 가진 구동부(120)는 예시적인 것으로서, 상기 스왈러(110)를 회전시키는 동력을 제공할 수 있는 다양한 구성을 가진 가질 수 있으며, 그 설치 위치도 상기한 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 구동부(120)는 브라켓과 같은 수단에 의해 배기관(10)의 내부 또는 외부에 설치되어, 벨트 또는 기어와 같은 동력전달수단을 통해 스왈러(110)를 회전시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 의하면, 스왈러(110)의 구성요소들, 즉 회전판부재(111), 다수의 날개(112), 상부가이드부재(113) 및 측부가이드부재(114)가 모두 결합되어 일체로 구성되므로, 스왈러(110)의 취급이 용이하며, 회전판부재(111)를 구동부(120)에 연결만 하면 되므로 스왈러(110)의 설치도 매우 간단하고 용이한 장점이 있다.

또한, 회전판부재(111), 다수의 날개(112), 상부가이드부재(113) 및 측부가이드부재(114)가 함께 회전되므로, 스왈러(110)의 회전 시에 진동이 발생하더라도 날개(112)와 상부 및 측부가이드부재들(113, 114) 사이에 마찰이 발생하지 않으며, 이러한 마찰로 인한 소음과 구성요소들의 마모 및 파손이 방지되는 장점이 있다.

이하에서는, 도 1을 참조하면서, 상기한 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치(100)의 작동과 이에 따른 공기의 흐름을 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 배기관(10)을 통한 배기 작동이 이루어지면 배기영역으로부터 배기관(10) 내로의 배기흐름(F2)이 형성된다. 이와 같은 상태에서, 구동부(120)에 의해 스왈러(110)가 회전하게 되면, 다수의 상부날개(112)도 회전하게 되며, 이에 따라 회전판부재(111)의 하부로부터 다수의 제2공기흡입홀(115)을 통해 회전판부재(111)와 가이드부재들(113, 114) 사이의 공기흐름통로로 공기가 흡입된다. 이때, 상기 다수의 제2공기흡입홀(115)은 측부가이드부재(114)의 바깥쪽에 위치하고 있으므로, 배기관(10)을 향하는 배기흐름(F2)으로부터 벗어나 있어서, 배기흐름(F2)이 다수의 제2공기흡입홀(115)로 유입되는 것은 최소화된다. 이와 같이 흡입된 공기는 다수의 상부날개(112)에 의해 외측 방향으로 배출된다. 특히, 전술한 바와 같이, 상부가이드부재(113)가 경사지게 형성되어 있으므로, 다수의 상부날개(112)에 의해 배출되는 공기흐름은 수평으로부터 하향 경사진 방향으로 형성되면서 그 흐름 속도가 더욱 빨라지게 된다.

상기한 바와 같이, 다수의 상부날개(112)의 회전에 의해, 회전판부재(111)의 하부로부터 다수의 제2공기흡입홀(115)을 통해 공기가 흡입되고, 이와 같이 흡입된 공기가 공기흐름통로를 통과하여 외측으로 하향 경사지게 배출되는 공기흐름이 생성된다. 이와 같이 생성된 공기흐름은 스왈러(110)의 하부 외측에 도너츠 형상의 와류(F1)가 형성하며, 이러한 와류(F1)는 오염물질이 발생되는 영역과 오염물질이 발생하지 않는 영역을 구획하는 에어 커튼 역할을 하게 되면서, 와류(F1) 내측의 배기흐름(F2)을 통한 오염물질의 배기효율이 향상된다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의하면, 다수의 상부날개(112)와 경사진 상부가이드부재(113)에 의해 빠른 유속의 공기흐름이 형성되므로, 강력한 와류(F1)가 형성될 수 있어서 배기효율이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 상부가이드부재(113)가 하향 경사지게 형성되고, 회전판부재(111)와 가이드부재(113) 사이의 공기흐름통로의 출구는 아래쪽을 향하고 있으므로, 다수의 날개(112)에 의해 형성된 공기흐름이 배기영역을 향해 하향 경사지게 유도되고, 이에 따라 발생된 와류(F1)가 아래쪽으로, 즉 배기영역 쪽으로 경사지게 길쭉한 형상을 가지게 된다. 따라서, 와류(F1)에 의한 에어 커튼이 수직 방향으로 더 길게 형성될 수 있으므로, 배기관(10)으로부터 멀리 떨어진 오염된 공기도 보다 용이하고 효율적으로 배기관 내로 흡입될 수 있다. 즉, 배기영역이 더 멀리 확장될 수 있으므로, 오염원이 배기관(10)으로부터 멀리 떨어져 있는 경우에 더욱 유용하다.

특히, 본 발명의 실시예에 있어서는, 회전판부재(111)에 형성된 다수의 제2공기흡입홀(115)을 통해 회전판부재(111) 하부의 공기를 흡입하게 되는데, 이러한 흡입공기의 흐름은 와류(F1)의 일부, 구체적으로 와류(F2) 내측의 상승하는 공기흐름이 된다. 상기한 바와 같이, 와류(F1) 내측의 상승하는 공기흐름이 다수의 제2공기흡입홀(115)로 흡입됨에 따라, 와류(F1)의 내측 하단이 중심쪽으로 당겨지게 된다. 이로 인해, 와류(F1)의 전체 형상이 길쭉한 형상으로 세워지게 되므로, 배기영역의 폭은 좁아지게 되지만 배기 효율은 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 오염원이 배기관(10)으로부터 멀리 떨어져 있고 오염 발생 영역이 좁은 경우에 더욱 유용하다.

또한, 다수의 제2공기흡입홀(115)을 측부가이드부재(114)에 인접한 위치에 형성하면, 와류(F1)의 내측부가 배기영역의 중심쪽으로 이동하게 되므로, 배기영역의 폭이 좁아지게 되고, 반대로 다수의 제2공기흡입홀(115)을 측부가이드부재(114)로부터 먼 위치에 형성하면, 와류(F1)의 내측부가 바깥쪽으로 이동하게 되므로, 배기영역의 폭이 넓어지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 다수의 제2공기흡입홀(115)의 위치를 변경함으로써, 와류(F1) 사이에 형성되는 배기흐름(F2)의 폭을 적절하게 조절할 수 있으므로, 배기영역의 면적에 따라 최적의 효율을 가진 국소배기장치(100)를 구현할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...배기관 100...와류형 국소배기장치
110...스왈러 111...회전판부재
112...상부날개 113...상부가이드부재
114...측부가이드부재 115...제2공기흡입홀
118...제1공기흡입홀 119...연결부
120...구동부 121...구동모터
122...모터 지지부재 123...회전축
125...회전축 결합부 126...회전축 삽입홀
127...고정나사

Claims (9)

1. 배기관의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러; 및
   상기 배기관에 설치되는 것으로, 상기 스왈러에 연결되어 상기 스왈러를 회전시키는 구동부;를 구비하며,
   상기 스왈러는,
   상기 구동부에 결합되어 회전되는 원판 형상의 회전판부재;
   상기 회전판부재의 상면에 설치된 다수의 상부날개; 및
   상기 다수의 상부날개의 상부와 내측부에 설치되어 상기 회전판부재의 상면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 상기 다수의 상부날개에 의해 생성된 공기흐름을 가이드하는 가이드수단;을 포함하며,
   상기 회전판부재에는, 그 중심 영역에 상기 배기관과 연통되는 제1공기흡입홀이 형성되고, 상기 제1공기흡입홀의 둘레에 상기 공기흐름통로와 연통되는 다수의 제2공기흡입홀이 형성되며,
   상기 가이드수단은, 상기 다수의 날개의 상단에 부착되어 상기 다수의 날개를 덮는 상부가이드부재와, 상기 배기관의 외주면과 상기 다수의 상부날개의 내측 단부 사이에 배치되며 하단은 상기 회전판부재의 상면에 고정되고 상단은 상기 상부가이드부재에 고정된 측부가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 상부날개 각각은 회전중심으로부터 멀어질수록 그 높이가 점차 낮아지는 형상을 가지며, 상기 상부가이드부재는 외주쪽으로 가면서 상기 회전판부재와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 다수의 상부날개의 내측 단부는 상기 배기관의 외주면과 소정 간격 이격되고, 외측 단부는 상기 회전판부재의 외측 가장자리 밖으로 돌출된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 상부가이드부재는 상기 다수의 상부날개의 외경보다 큰 외경을 가지고, 상기 공기흐름통로의 출구는 상기 회전판부재의 외측 가장자리와 상기 상부가이드부재의 외측 가장자리 사이에 형성되며 아래쪽을 향하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 상부날개는 상기 배기관의 둘레에 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 다수의 상부날개는 상기 회전판부재의 상면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부가이드부재는 상기 배기관의 외경보다 큰 내경을 가진 환형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 측부가이드부재는 상기 배기관의 외주면과 간격을 두고 상기 배기관을 둘러싸면서 상기 회전판부재와 상기 상부가이드부재를 수직으로 연결하는 원통 형상을 가진 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 다수의 제2공기흡입홀은 상기 측부가이드부재의 바깥쪽에 위치하며, 상기 다수의 상부날개 각각의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.

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