KR101550193B1

KR101550193B1 - 와류식 배출 후드

Info

Publication number: KR101550193B1
Application number: KR1020130112636A
Authority: KR
Inventors: 윤승원
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-09-04
Also published as: KR20150033094A

Abstract

본 발명은 와류식 배출 후드에 관한 것으로, 그 목적은 후드의 내부에 발생되는 와류를 이용하여 후드의 하부 및 후드 주변 공간의 오염된 공기를 효과적으로 흡입하여 배출할 수 있는 와류식 배출 후드를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 전/후/좌/우 측면 및 상면은 폐쇄되고, 하면은 개방된 구조로 이루어지되, 상면은 아치형의 구조로 형성된 케이스; 상기 케이스의 좌측면과 우측면에 각각 설치되어 케이스의 내부로 유입된 공기가 배출되는 유로를 형성하는 배출 덕트; 상기 케이스의 후면과 상면에 각각 한 개 이상 설치되어 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 공기를 분사하여 케이스의 내부에 수평한 선회축을 중심으로 회전하는 와류를 발생시키는 다수 개의 공기분사부를 포함하되, 상기 공기분사부는, 상기 케이스에 형성된 설치홀에 조립되며, 외부의 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 공급되는 공기를 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 분사하는 공기분사유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드를 제공한다.

Description

와류식 배출 후드{Exhaust Hood Enhanced by Vortex}

본 발명은 대형 산업 현장에서 발생되는 분진이나 흄 등의 오염 물질이 함유된 공기를 흡입하여 작업장 외부로 배출하는 와류식 배출 후드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적인 작동 부위가 없고, 후드 내부로 분사되는 공기에 의한 와류가 후드 내부에 발생되어 후드 내부 및 주변의 오염된 공기를 강한 흡입력으로 흡입하여 배출시킬 수 있으며, 후드 내부로 공기를 분사하기 위한 구조를 유닛화하여 후드의 제조 및 유지보수가 용이한 와류식 배출 후드에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소, 주물공장, 석탄 화력발전소, 미곡 종합처리장, 시멘트 공장 등의 대형 산업 현장에서는 분진이나 흄 등의 물질이 함유된 오염된 공기가 대량 발생되며, 이러한 오염된 공기는 작업자의 건강에 직접적으로 영향을 미치는 것을 물론이고, 작업장 및 그 주변의 환경을 오염시키는 원인이 되고 있다.

따라서, 오염물질이 발생되는 구역에 후드를 설치하여 오염된 공기를 강제로 흡입하여 배출하도록 하고 있다. 참고로 후드로 흡입되는 오염된 공기는 배출덕트를 통하여 작업장의 외부에 설치된 집진기로 보내지며, 집진기는 오염된 공기 중의 오염물질을 여과한 후, 여과된 공기를 대기로 방출하게 된다.

한편, 종래의 후드는 공기 흡입구의 단면 형상이 원형 또는 사각형으로 되어 있으며 위로 갈수록 면적이 좁아지는 형상으로 되어 있다. 또한 후드의 상단부에는 공기를 배출하는 배출덕트의 한 단이 연결되고, 상기 배출덕트의 다른 단에는 블로워와 같은 공기배출장치가 설치된다.

이러한 종래의 후드는 공기배출장치의 가동으로 인해 발생되는 흡입력을 이용하여 오염 공기를 후드의 내부로 흡입하여 배출하는 방식으로, 후드로 유입되는 공기 흐름의 유선 분포가 후드 내부와 하방 공간에 한정되어 분포하는 관계로 국소 구역 공간의 공기만 배출되고, 후드 외부 주변의 공간에 있는 오염공기는 배출하지 못함에 따라 오염공기 배출 효율이 낮은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하려는 여러 방안들이 제안되고 있다.

일본 공개특허공보 제1989-38540호에는 4개의 지주로부터 공기류를 토출하여 나선상의 상승 와류를 발생시키며 해당 공간의 중심부에서 상승 와류에 직교하는 방향으로 흡기작용을 생성하도록 한 것이 제안된 바 있다.

그러나, 상기 특허문헌에 개시된 기술은 배기 덕트에 연속하는 흡입구의 단면 형상이 원형으로 된 배기 후드의 배기구 중심에 대해 접선방향으로 공기를 토출하는 구조로, 공기분출구와 하방측 바닥 방향으로 공기를 분출하는 공기분출구 또는 공기 유입을 위한 블레이드를 다수 설치할 필요가 있는 발명으로 구조가 복잡하며, 작동하는 부품을 구동하는 동력의 공급이 요구되며, 구동 동력의 가동에 따른 소음이 발생하는 단점이 있다.

한편, 미국등록특허 US 6,851,421 B2와 미국특허공개 US 2007/0015449 A1에는 레인지 하부에서 수직 상방으로 저속 분출되는 에어 제트에 의하여 발생되는 와류의 영향으로 레인지에서 발생되는 흄이 레인지를 벗어나지 않고 후드로 흡입되어 배출되는 구조가 개시되어 있으나, 배출 공기가 후드 하방 공간으로 제한되는 단점이 있다.

이처럼 종래의 여러 방안들은 레인지 후드의 밑단에 원심 팬을 설치하거나, 가이드 베인을 설치하거나, 레인지 앞면에 에어 커튼 방식의 공기 흐름으로 스월링(Swirling)을 유발하거나, 원추형 후드 측면의 원형관으로 공급되는 공기에 의한 스월 발생 및 후드 상부에 설치된 하나의 관으로 공기가 배출되는 구조와 방식으로 되어 있으며, 배출되는 공기가 후드 하방의 공간으로 한정되어 후드 주위 공간의 오염 공기를 배출하지 못하는 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 제1989-38540호 (1989.02.08) 미국등록특허 US 6,851,421 B2 (2005.02.08) 미국공개특허 US 2007/0015449 A1 (2007.01.18)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 후드의 내부에 발생되는 와류를 이용하여 후드의 하부 및 후드 주변 공간의 오염된 공기를 효과적으로 흡입하여 배출할 수 있는 와류식 배출 후드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 팬(fan)과 같은 기계적 장치를 직접 후드에 설치하지 않고, 후드의 내부로 공기를 분사하여 후드 내부에 와류를 발생시키는 방식을 가짐으로써, 작동 부위가 없어 구조가 단순하고, 작동 부위에 대한 유지보수작업이 필요 없는 와류식 배출 후드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 후드의 내부로 공기를 분사하기 위한 공기분사 구성체를 유닛화한 공기분사유닛을 후드 케이스에 탈부착이 가능하게 함으로써, 공기분사유닛의 교체나 유지보수에 대한 편의성을 높인 와류식 배출 후드를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 전/후/좌/우 측면 및 상면은 폐쇄되고, 하면은 개방된 구조로 이루어지되, 상면은 아치형의 구조로 형성된 케이스; 상기 케이스의 좌측면과 우측면에 각각 설치되어 케이스의 내부로 유입된 공기가 배출되는 유로를 형성하는 배출 덕트; 상기 케이스의 후면과 상면에 각각 한 개 이상 설치되어 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 공기를 분사하여 케이스의 내부에 수평한 선회축을 중심으로 회전하는 와류를 발생시키는 다수 개의 공기분사부를 포함하되, 상기 공기분사부는, 상기 케이스의 후면 및 상면에 각각 형성된 설치홀에 각각 조립되며, 외부의 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 공급되는 공기를 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 분사하는 공기분사유닛으로 구성되며, 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 분사되는 공기가 케이스의 후면으로부터 상면 그리고 상면으로부터 전면 방향으로 유동하도록 공기를 분사하여 케이스의 내부에서 발생되는 와류가 후면에서 상면을 거쳐 전면으로 이어지는 방향으로 선회되게 구성되고, 상기 배출 덕트는, 케이스의 좌측면에 형성된 배출구에 연결되게 설치된 좌측 배출 덕트와, 케이스의 우측면에 형성된 배출구에 연결되게 설치된 우측 배출 덕트로 구성되되, 상기 두 배출구의 중심은 케이스의 내부에서 발생되는 와류의 선회축과 일치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드를 제공한다.

이때, 상기 공기분사유닛은, 상기 설치홀의 주변에 밀착된 채로 볼트에 의하여 케이스에 조립되는 플랜지를 구비하며, 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 공급되는 공기가 유입되는 챔버를 형성하되, 케이스의 내측 방향에 위치한 측면이 개방된 구조로 형성된 유닛 케이스; 상기 유닛 케이스에 설치되어 유닛 케이스의 내부로 유입되는 공기를 케이스의 내부에서 분산시키는 분산플레이트; 및 상기 유닛 케이스의 개방된 측면을 폐쇄하도록 설치되되, 일부분이 유닛 케이스로부터 이격되어 유닛 케이스의 내부로 유입된 공기를 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 분사하는 노즐구조를 형성하는 노즐플레이트로 구성된다.

또한, 상기 분산플레이트는, 상기 유닛 케이스의 플랜지를 케이스에 조립하는 볼트에 의하여 케이스에 고정되는 플랜지부와, 상기 플랜지부로부터 유닛 케이스의 내부로 연장되게 형성되어 공기를 분산시키는 공기분산부로 구성되고, 상기 노즐플레이트는, 상기 유닛 케이스의 플랜지를 케이스에 조립하는 볼트에 의하여 케이스에 고정되는 플랜지부가 상단부와 하단부에 각각 형성되고, 두 플랜지부의 사이에는 공기분산부를 거친 공기를 노즐구조로 유도하는 공기유도부가 형성된 것으로 구성된다.

또한, 상기 공기분산부는 노즐플레이트로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 공기유도부는 분산플레이트로부터 멀어지는 방향으로 볼록하게 굽어진 단면구조로 형성된다.

한편, 상기 분산플레이트의 플랜지부와 노즐플레이트의 플랜지부 사이에는 두 플랜지부를 이격시키는 스페이서가 설치되어 노즐플레이트의 플랜지부를 케이스의 내면으로부터 이격시키도록 구성된다.

이때, 상기 스페이서는 볼트가 관통하도록 플랜지부에 형성된 홀의 주변부를 분산플레이트 방향으로 돌출되게 가공하여 스페이서를 노즐플레이트에 일체형으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기분산부는 유닛 케이스의 내부로 유입되는 공기와 마주한 채로 유닛 케이스의 길이방향으로 연장된 구조를 가지며, 밑단은 유닛 케이스의 내측 바닥면으로부터 이격되게 설치되되, 상기 밑단은 유닛 케이스에 형성된 공기 유입구에 가장 근접한 부분이 유닛 케이스의 내측 바닥면에 가장 근접하고, 상기 공기 유입구로부터 멀어질수록 유닛 케이스의 내측 바닥면으로부터 멀어지도록 경사지게 형성된다.

한편, 상기 좌측 배출 덕트와 우측 배출 덕트는 케이스의 외측에서 서로 연결되어 하나의 배출 덕트를 형성하도록 구성된다.

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또한 본 발명은, 상기 케이스의 후면의 길이는 전면의 길이 보다 길게 형성되어 케이스의 전면과 후면이 비대칭구조로 형성된 와류식 배출 후드를 제공한다.

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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 상기 케이스의 후면과 상면에 설치된 공기분사부에서 케이스의 내면에 접선 방향으로 분사되는 공기에 의해 발생되는 와류와, 분사되는 공기의 영향으로 발생되는 코안다 효과(Coanda effect)에 의한 흡인력으로 후드의 수직 하부 및 후드 주변의 오염된 공기를 함께 흡입하여 배출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기계적인 작동 구조가 없으므로, 제작하여 설치한 이후에는 특별한 유지보수가 필요하지 않아 사용에 안전하며 편리한 효과가 있다.

또한, 제철소, 주물공장, 석탄 화력발전소, 미곡 종합처리장, 시멘트 공장 등 대형 산업 현장에서 발생되는 분진이나 흄이 함유된 오염된 공기를 보다 효과적으로 흡입하여 작업장 외부로 배출할 수 있게 되어 오염된 작업장 내의 공기 환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 후드의 내면에 대한 접선 방향으로 공기를 분사하기 위한 구조를 유닛화하고, 유닛을 후드에 조립하는 것으로 공기 분사구조를 구성할 수 있도록 하여 후드의 제조가 용이하며, 공기가 분산되는 부분에 대한 유지보수작업을 보다 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 측면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 분해 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 분해 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 측면도,
도 7 은 본 발명에 따른 공기분사유닛이 케이스에 설치된 상태를 보인 측면도,
도 8 은 본 발명에 따른 노즐플레이트에 스페이서가 일체형으로 형성된 구조를 보인 단면도,
도 9 는 본 발명에 따른 와류식 배출후드의 작동시 공기 흐름을 보인 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 측면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와류식 배출 후드의 분해 사시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 와류식 배출 후드는 상기 케이스의 후면과 상면에 설치된 공기분사부에서 케이스의 내면에 접선 방향으로 분사되는 공기에 의해 발생되는 와류와, 분사되는 공기의 영향으로 발생되는 코안다 효과(Coanda effect)에 의한 흡입력을 이용하여 오염 공기를 후드의 내부로 흡입하여 배출하도록 한 것으로, 케이스(100)와, 배출 덕트(200)와, 공기분사부(300`)로 구성된다.

상기 케이스(100)는 전/후/좌/우 측면(101,102,103,104) 및 상면(105)은 폐쇄되고, 하면은 개방된 구조로 이루어진 함체로서, 상기 상면(105)은 아치형의 구조로 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 상기 케이스(100)의 상면(105)은 전면(101)과 후면(102)의 상단부를 상호 연결하되, 아치형의 구조를 형성하며 전면(101)과 후면(102)의 상단부를 상호 연결하도록 구성된다.

이러한 케이스(100)의 상면(105)은 상방향으로 볼록하게 굽어진 구조를 구비함으로써, 케이스(100)의 내부로 분사되는 공기가 케이스(100)의 내면을 타고 유동하면서 와류를 발생시킬 수 있는 구조라면, 원형이나 타원형 또는 원형에 가까운 곡면 등 다양한 구조로 형성될 수 있다.

한편, 와류의 발생 효과를 향상시킬 수 있도록 케이스(100)의 후면(102)의 길이(L1)는 전면(101)의 길이(L2) 보다 길게 형성되며, 이에 따라 케이스(100)는 전면(101)과 후면(102)은 비대칭구조로 형성되고, 좌측면(103)과 우측면(104)은 대칭구조로 형성된다.

또한, 상기 케이스(100)의 좌측면(103)과 우측면(104)에는 배출 덕트(200)가 연결되어 오염 공기가 배출되는 배출구(103a,104a)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 케이스(100)의 전면(101)과 후면(102)은 상면(105)으로부터 수직 하부방향으로 연장되는 구조로 형성될 수도 있고, 수직한 위치를 기준으로 소정의 기울기를 유지한 채 상면(105)으로부터 하부방향으로 연장되는 구조로 형성될 수도 있다. 참고로 도 2에는 전면(101)은 전방(도면상 좌측방향)으로 기울어지고, 후면(102)은 수직하게 형성된 구조가 도시되어 있다.

상기 배출 덕트(200)는 케이스(100)로부터 외부로 연장되게 설치되어 오염된 공기가 배출되는 유로를 형성하는 것으로, 좌측 배출 덕트(210)와 우측 배출 덕트(220)로 구성된다.

상기 좌측 배출 덕트(210)는 케이스(100)의 좌측면(103)에 형성된 배출구(103a)에 연결되게 설치되고, 상기 우측 배출 덕트(220)는 케이스(100)의 우측면(104)에 형성된 배출구(104a)에 연결되게 설치되며, 이처럼 케이스(100)의 좌측면(103)과 우측면(104)에 각각 설치되는 좌측 배출 덕트(210)와 우측 배출 덕트(220)는 케이스(100)를 중심으로 상호 대칭 구조를 갖도록 설치된다.

이와 같이, 케이스(100)의 좌우 양측에 각각 설치된 좌측 배출 덕트(210)와 우측 배출 덕트(220)는 케이스(100)의 외측에서 서로 연결되어 하나의 배출 덕트를 형성하면서 외부로 연장되며, 이러한 배출 덕트(200)에는 배출 덕트(200)를 통하여 오염된 공기가 원활하게 배출될 수 있도록 유도하는 공기배출장치가 설치된다. 여기서 상기 공기배출장치는 공지의 블로워로 구성될 수 있으며, 이러한 공기배출장치는 이미 널리 사용되고 있는 바, 공기배출장치에 대한 도시 및 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 케이스(100)의 좌측면(103)과 우측면(104)에 각각 형성된 배출구(103a,104a)의 중심은 케이스(100)의 내부에서 발생되는 와류의 선회축(s)과 일치하도록 형성되며, 이처럼 좌측 배출 덕트(210)와 우측 배출 덕트(220)의 중심을 와류의 선회축(s)과 일치시킴으로써 오염된 공기의 배출을 보다 원활하게 유도할 수 있게 된다.

상기 공기분사부(300`)는 케이스(100)의 후면(102)과 상면(105)에 각각 한 개 이상 설치되어 케이스의 내면에 대한 접선 방향으로 공기를 분사하는 것으로, 상기 공기분사부(300`)로부터 분사되는 공기에 의해 케이스의 내부에는 수평한 선회축을 중심으로 회전하는 와류가 발생되며, 분사되는 공기의 영향으로 발생되는 코안다 효과(Coanda effect)에 의한 흡인력이 발생된다.

이러한 공기분사부(300`)는 별도 제작된 공기분사유닛(300)을 케이스(100)에 조립하여 장착하는 것으로 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 분해 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 공기분사유닛의 구조를 보인 측면도를, 도 7은 본 발명에 따른 공기분사유닛이 케이스에 설치된 상태를 보인 측면도를, 도 8은 본 발명에 따른 노즐플레이트에 스페이서가 일체형으로 형성된 구조를 보인 단면도를 도시하고 있다.

상기 공기분사유닛(300)은 유닛 케이스(310)와, 분산플레이트(320)와, 노즐플레이트(330)로 구성된다.

상기 유닛 케이스(310)는 케이스(100)에 조립되며, 외부의 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 제공되는 공기를 공급받아 케이스(100)의 내부로 분사할 수 있도록 하는 것이다. 참고로 상기 외부의 공기 공급원은 공지의 블로워나 컴프레서로 구성될 수 있다.

한편, 상기 유닛 케이스(310)는 공기 공급원으로부터 공급되는 공기를 내부에 일시적으로 체류시키면서 분산시킬 수 있도록 하는 챔버를 형성하도록 전체적으로 폐쇄된 다각형 또는 원통형의 함체로 형성되되, 케이스(100)의 내측 방향에 위치한 일측면(310a)이 개방된 구조로 형성되며, 상기 개방된 일측면(310a)은 후술될 노즐플레이트(330)에 의해 폐쇄된다.

한편, 개방된 일측면(310a)의 양측에는 케이스(100)와의 조립을 위한 플랜지(311,312)가 형성되고, 이러한 플랜지(311,312)는 케이스(100)의 내면에 밀착된 채로 볼트 체결에 의하여 케이스(100)에 고정된다.

이와 같은 구조의 유닛 케이스(310)는 케이스(100)의 내측 방향에서 케이스(100)의 후면(102)이나 상면(105)에 형성된 설치홀(102a,105a:도 3에 도시됨)에 삽입되도록 배치되며, 이러한 과정에서 플랜지(311,312)가 케이스(100)의 내면에 밀착되면, 유닛 케이스(310)의 플랜지(311,312)를 케이스(100)에 볼트로써 체결함으로써 케이스(100)와의 조립이 이루어지게 된다.

한편, 상기 유닛 케이스(310)에는 공기 공급원과 호스 또는 파이프를 매개로 연결되는 공기 유입구(313)가 소정 위치에 형성되어 있다.

상기 분산플레이트(320)는 공기 유입구(313)를 통하여 유닛 케이스(310)의 내부로 유입되는 공기를 유닛 케이스(310)의 내부에서 분산시키는 것으로, 플랜지부(321)와 공기분산부(322)로 구성된다.

상기 플랜지부(321)는 유닛 케이스(310)에 고정되는 부분으로, 유닛 케이스(310)의 플랜지(311)를 케이스(100)에 조립하는 볼트에 의하여 유닛 케이스(310)와 함께 케이스(100)에 고정된다.

상기 공기분산부(322)는 플랜지부(321)로부터 유닛 케이스(310)의 내부로 연장되게 형성되되, 공기 유입구(313)를 통하여 유닛 케이스(310)의 내부로 유입되는 공기와 마주하도록 형성된다.

이러한 공기분산부(322)는 유닛 케이스(310)의 길이방향으로 연장되는 구조로 형성되어 공기 유입구(313)로부터 유입되는 공기를 유닛 케이스(310)의 길이방향으로 분산시키는 기능을 갖는다.

한편, 상기와 같은 공기분산부(322)의 밑단(323)은 유닛 케이스(310)의 내측 바닥면(310b)으로부터 이격되어 공기분산부(322)에 의하여 분산되는 공기가 유닛 케이스(310)와 노즐플레이트(330)의 사이에 형성되는 노즐구조(N)측으로 유동하는 공간을 형성하도록 구성되며, 이때 상기 공기분산부(322)의 밑단(323)은 케이스(100)에 형성된 공기 유입구(313)에 가장 근접한 부분(323a)이 유닛 케이스(310)의 내측 바닥면(310b)에 가장 근접하고, 상기 공기 유입구(313)로부터 멀어질수록 케이스(100)의 내측 바닥면(310b)으로부터 멀어지도록 경사지게 형성된다.

이러한 구조에 따르면, 공기분산부(322)의 밑단(323)과 유닛 케이스(310) 내측 바닥면(310b)과의 거리는 공기 유입구(313)와 상기 밑단(323)과의 거리에 비례하여 증가하게 되므로, 결국 공기 유입구(313)로부터 멀어질수록 공기의 유동저항을 감소시켜 공기분산부(322)의 하부를 통하여 노즐구조(N)측으로 유동하는 공기량을 전체적으로 균일하게 유지할 수 있게 된다.

상기 노즐플레이트(330)는 유닛 케이스(310)의 개방된 측면(310a)을 폐쇄하도록 설치되되, 일부분이 유닛 케이스(310)로부터 이격되어 유닛 케이스(310)의 내부로 유입된 공기를 케이스(100)의 내면에 대한 접선방향으로 분사하는 노즐구조(N)를 형성하는 것이다.

이러한 노즐플레이트(330)는 플랜지부(331,332)와 공기유도부(333)로 구성된다.

상기 플랜지부(331,332)는 노즐플레이트(330)의 상단부와 하단부에 각각 형성된 부분으로, 유닛 케이스(310)의 플랜지(331,332)를 케이스(100)에 조립하는 볼트에 의하여 케이스(100)에 고정되는 구조를 갖는다.

한편, 상기 두 플랜지부(331,332) 중 노즐플레이트(330)의 상단부에 위치한 플랜지부(331)는 유닛 케이스(310)로부터 이격되게 설치되어 유닛 케이스(310)의 내부로 유입되는 공기가 케이스(100)이 내면에 대한 접선방향으로 분사되는 노즐구조(N)를 형성하게 된다.

이처럼 상기 플랜지부(331)가 유닛 케이스(310)로부터 이격되도록 하기 위하여 플랜지부(321)와 유닛 케이스(310)의 사이에는 스페이서가 설치되며, 보다 구체적으로는 노즐플레이트(330)와 분산플레이트(320)의 플랜지부(321) 사이에 스페이서가 설치된다.

한편, 상기 스페이서는 링형상으로 별도 제작된 스페이서를 두 플랜지부(331,321)의 사이에 배치한 상태에서 공기분사유닛(300)을 케이스(100)에 체결하기 위한 볼트가 상기 스페이서를 관통하도록 체결방식으로 구성될 수도 있으며, 상기 플랜지부(331)에 형성되어 볼트가 관통하는 홀(331a)의 주변부를 분산플레이트(320) 방향으로 돌출되게 성형하여 스페이서(334)를 노즐플레이트(330)와 일체형으로 구성하게 되면, 공기분사유닛(300)의 구조를 보다 단순화할 수 있는 이점이 있다.

상기 공기유도부(333)는 노즐플레이트(330)의 상단부와 하단부에 형성된 두 플랜지부(331,332)를 연결하여 공기를 노즐구조(N)측으로 유도하는 것이다.

한편, 공기분산부(322)의 하단부를 통하여 공기분산부(322)와 노즐플레이트(330) 사이의 공간으로 유입된 후, 노즐플레이트(330)에 의해 형성된 노즐구조(N)를 통하여 케이스(100)의 내부로 분사되는 공기의 유속을 증가시키기 위하여 상기 공기유도부(333)와 공기분산부(322)는 공기가 유동하는 공간의 면적이 점차적으로 감소하도록 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 공기유도부(333)는 상단부의 플랜지부(331)와 하단부의 플랜지부(332)를 연결하되, 분산플레이트(320)로부터 멀어지는 방향으로 볼록하게 굽어진 단면구조로 형성되고, 상기 공기분산부(322)는 노즐플레이트(330)로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성된다.

이러한 구조의 공기유도부(333)와 공기분산부(322)에 의하면, 공기유도부(333)와 공기분산부(322)의 사이 공간으로 유입되는 공기는 점차적으로 좁아지는 공간에 의하여 노즐구조(N)측으로 유입되는 과정에서 압력이 증가되어 노즐구조(N)로 토출되는 공기의 속도가 증가하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 와류식 배출 후드가 갖는 작용효과에 대해 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 와류식 배출 후드는 케이스(100)의 내면에 대한 접선방향으로 공기를 분사하여 와류의 발생을 유도하는 공기분사부(300`)를 케이스(100)에 구성함에 있어서, 공기분사유닛(300)을 케이스(100)에 추가적으로 설치하는 방식으로 공기분사부(300`)를 손쉽게 구성할 수 있으며, 공기분사유닛(300)만을 손쉽게 교체할 수 있는 이점이 있다.

상기와 같이 공기분사유닛(300)이 설치된 와류식 배출 후드는 공지의 후드와 마찬가지로 오염된 공기의 배출이 요구되는 장소에 설치되며, 배출 덕트(200)의 말단에는 오염된 공기의 원활한 배출을 유도하기 위한 블로워와 같은 공기배출장치가 설치되고, 공기분사유닛(300)은 현장에 구비되어 있는 블로워 또는 컴프레서와 같은 공기 공급원과 연결된다.

도 9는 본 발명에 따른 와류식 배출후드의 작동시 공기 흐름을 보인 예시도를 도시하고 있다.

상기와 같은 와류식 배출 후드는 공기배출장치의 가동으로 인하여 후드 내에 형성되는 부압과, 공기분사유닛(300)으로부터 후드 내면의 접선 방향으로 분사되는 공기에 의해 발생되는 와류와, 분사 공기에 의한 코안다 효과에 의하여 후드의 입구 측 즉, 케이스(100)의 전면과 하면의 개방 공간과, 케이스 외단의 전체 둘레 주변에 강한 흡입력이 발생되며, 이러한 흡입력에 의하여 후드 하부의 오염된 공기뿐만 아니라, 후드 주변의 오염된 공기도 원활하게 흡입하여 배출할 수 있게 된다.

이와 같이 발생된 와류에 의한 흡입력이 공기배출장치의 가동에 의해 발생되는 부압에 더해져 후드 내부 공간의 공기와 후드 외부 공간의 공기가 함께 흡입되어 배출되는 현상이 발생하게 된다.

한편, 각각의 공기분사유닛(300)을 통해 분사되는 공기의 양과 분사속도는 와류 발생이 효율적으로 유발되도록 케이스(100)에 설치되는 공기분사유닛(300)의 위치나 개수에 따라 달라질 수 있다.

한편, 와류식 배출 후드가 설치된 작업장의 환경에 따라 제한된 크기 이상의 큰 이물질이 후드 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 이물질 유입방지 격자망이 케이스(100)의 하단부에 더 설치될 수도 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 케이스 200: 배출 덕트
210: 좌측 배출 덕트 220: 우측 배출 덕트
300`: 공기분사부 300: 공기분사유닛
310: 유닛 케이스 311: 플랜지
312: 플랜지 313: 공기 유입구
320: 분산플레이트 321: 플랜지부
322: 공기분산부 323: 밑단
330: 노즐플레이트 331: 플랜지부
332: 플랜지부 333: 공기유도부
334: 스페이서

Claims

전/후/좌/우 측면(101,102,103,104) 및 상면(105)은 폐쇄되고, 하면은 개방된 구조로 이루어지되, 상면(105)은 아치형의 구조로 형성된 케이스(100);
상기 케이스(100)의 좌측면(103)과 우측면(104)에 각각 설치되어 케이스(100)의 내부로 유입된 공기가 배출되는 유로를 형성하는 배출 덕트(200);
상기 케이스(100)의 후면(102)과 상면(105)에 각각 한 개 이상 설치되어 케이스(100)의 내면에 대한 접선 방향으로 공기를 분사하여 케이스(100)의 내부에 수평한 선회축을 중심으로 회전하는 와류를 발생시키는 다수 개의 공기분사부(300`)를 포함하되,
상기 공기분사부(300`)는,
상기 케이스(100)의 후면(102) 및 상면(105)에 각각 형성된 설치홀(102a,105a)에 각각 조립되며, 외부의 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 공급되는 공기를 케이스(100)의 내면에 대한 접선 방향으로 분사하는 공기분사유닛(300)으로 구성되며, 케이스(100)의 내면에 대한 접선 방향으로 분사되는 공기가 케이스(100)의 후면으로부터 상면 그리고 상면으로부터 전면 방향으로 유동하도록 공기를 분사하여 케이스(100)의 내부에서 발생되는 와류가 후면(102)에서 상면(105)을 거쳐 전면(101)으로 이어지는 방향으로 선회되게 구성되고,
상기 배출 덕트(200)는, 케이스(100)의 좌측면(103)에 형성된 배출구(103a)에 연결되게 설치된 좌측 배출 덕트(210)와, 케이스(100)의 우측면(103)에 형성된 배출구(104a)에 연결되게 설치된 우측 배출 덕트(220)로 구성되되, 상기 두 배출구(103a,104a)의 중심은 케이스(100)의 내부에서 발생되는 와류의 선회축(S)과 일치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 1에 있어서,
상기 공기분사유닛(300)은,
상기 설치홀(102a)의 주변에 밀착된 채로 볼트에 의하여 케이스(100)에 조립되는 플랜지(311,312)를 구비하며, 공기 공급원과 연결되어 공기 공급원으로부터 공급되는 공기가 유입되는 챔버를 형성하되, 케이스(100)의 내측 방향에 위치한 측면(310a)이 개방된 구조로 형성된 유닛 케이스(310);
상기 유닛 케이스(310)에 설치되어 유닛 케이스(310)의 내부로 유입되는 공기를 케이스(100)의 내부에서 분산시키는 분산플레이트(320); 및
상기 유닛 케이스(310)의 개방된 측면(310a)을 폐쇄하도록 설치되되, 일부분이 유닛 케이스(310)로부터 이격되어 유닛 케이스(310)의 내부로 유입된 공기를 케이스(100)의 내면에 대한 접선 방향으로 분사하는 노즐구조(N)를 형성하는 노즐플레이트(330)로 구성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 2에 있어서,
상기 분산플레이트(320)는, 상기 유닛 케이스(310)의 플랜지(311)를 케이스(100)에 조립하는 볼트에 의하여 케이스(100)에 고정되는 플랜지부(321)와, 상기 플랜지부(321)로부터 유닛 케이스(310)의 내부로 연장되게 형성되어 공기를 분산시키는 공기분산부(322)로 구성되고,
상기 노즐플레이트(330)는, 상기 유닛 케이스(310)의 플랜지(311,312)를 케이스(100)에 조립하는 볼트에 의하여 케이스(100)에 고정되는 플랜지부(331,332)가 상단부와 하단부에 각각 형성되고, 두 플랜지부(331,332) 사이에는 공기분산부(322)를 거친 공기를 노즐구조(N)로 유도하는 공기유도부(333)가 형성된 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 3에 있어서,
상기 공기분산부(322)는 노즐플레이트(330)로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성되고,
상기 공기유도부(333)는 분산플레이트(320)로부터 멀어지는 방향으로 볼록하게 굽어진 단면구조로 형성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 3에 있어서,
상기 분산플레이트(320)의 플랜지부(321)와 노즐플레이트(330)의 플랜지부(331) 사이에는 두 플랜지부(321,331)를 이격시키는 스페이서(334)가 설치되어 노즐플레이트(330)의 플랜지부(331)를 케이스(100)의 내면으로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 5에 있어서,
상기 스페이서(334)는 볼트가 관통하도록 플랜지부(331)에 형성된 홀(331a)의 주변부를 분산플레이트(320) 방향으로 돌출되게 성형하여 스페이서(334)를 노즐플레이트(330)에 일체형으로 형성한 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 3에 있어서,
상기 공기분산부(322)는 유닛 케이스(310)의 내부로 유입되는 공기와 마주한 채로 유닛 케이스(310)의 길이방향으로 연장된 구조를 가지며, 밑단(323)은 유닛 케이스(310)의 내측 바닥면(310b)으로부터 이격되게 설치되되, 상기 밑단(323)은 유닛 케이스(310)에 형성된 공기 유입구(313)에 가장 근접한 부분(323a)이 유닛 케이스(310)의 내측 바닥면(310b)에 가장 근접하고, 상기 공기 유입구(313)로부터 멀어질수록 유닛 케이스(310)의 내측 바닥면(310b)으로부터 멀어지도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
청구항 1에 있어서,
상기 좌측 배출 덕트(210)와 우측 배출 덕트(220)는 케이스(100)의 외측에서 서로 연결되어 하나의 배출 덕트를 형성하는 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
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청구항 1에 있어서,
상기 케이스(100)의 후면(102)의 길이(L1)는 전면(101)의 길이(L2) 보다 길게 형성되며, 케이스(100)의 전면(101)과 후면(102)이 비대칭구조로 형성된 것을 특징으로 하는 와류식 배출 후드.
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