KR102556968B1 - 와류형 국소배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 국소배기장치는, 오염된 공기를 배기하는 제 1 유동통로뿐만 아니라 사용자에게 바람을 가해주기 위한 별도의 제 2 유동통로를 구비하며, 상기 제 2 유동통로에 설치되는 송풍팬을 통하여 조리 시 발생하는 열기를 식혀줄 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 국소배기장치는, 비닉된 보조케이스의 어느 일면에 설치되는 열전모듈(TEM) 또는 흡입구에 탈착 가능하게 설치되는 기화필터를 구비함으로써, 냉풍을 생성할 수 있다.

Description

와류형 국소배기장치 {Local Ventilator with swirler}

본 발명은 오염된 공기 등을 흡입하여 외부로 배출시키는 와류형 국소배기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉풍, 송풍 및 공기청정 기능을 갖는 다기능 국소배기장치에 관한 것이다.

일반적으로 국소배기장치는 오염물질이 많이 발생하는 공장이나 가정과 음식점의 주방에 설치되어 오염된 공기를 흡입하여 외부로 배출시키는 용도로 많이 사용되고 있다.

이러한 용도로 사용되는 종래의 국소배기장치 중 가정의 주방에서 각종 오염물질이 포함된 공기를 배기하기 위해 사용되는 것이 주방후드이다.

상기 주방후드는 일정 공간의 오염물질을 제거하기 위해 배기팬을 사용한다.

상기 배기팬은 기압이 높은 곳에서 기압이 낮은 곳으로 이동하는 기체의 성질을 이용한다. 날개를 회전시키면 공기를 밀어내어 날개 주변의 공기밀도가 낮아져 기압이 낮아진다. 그러면 상대적으로 기압이 높아진 주변의 공기가 날개 쪽으로 이동한다. 이때 날개의 뒤틀림 방향에 따라 공기를 흡입하거나 배출한다.

그리고 상기 배기팬을 통한 흡입능력을 보완해주기 위해, 배기팬의 흡입구 측에 설치되어 와류를 형성하는 스월러(swirler)가 있다. 상기 스월러의 회전에 의해 생성된 공기흐름은 스월러의 회전 중심축을 따라 배기팬의 흡입구를 향해 상승하는 오염 공기의 배기흐름의 둘레에 와류를 형성한다. 이러한 와류는 오염물질이 발생되는 영역을 주변영역으로부터 차단하는 에어커튼 역할을 함으로써 오염된 공기를 보다 효율적으로 배기팬의 흡입구로 흡입시키게 된다.

한편, 주방후드의 인접 지역은 조리과정에서 발생하는 열로 인하여 사용자에게 더운 환경을 조성한다. 그리고 주방의 온도를 높여 쾌적한 주방환경을 조성하기 힘들다.

종래의 주방후드는 배기팬을 통하여 실내공기를 실외로 배기함으로써 간접적으로나마 주방의 열기를 식힐 수 있다. 다만, 배기를 통하거나 실외 공기와의 환기를 통해 주방의 온도를 낮추는 방법은 시간이 오래 걸리며, 특히 여름철에는 사용자가 원하는 환경을 조성하기가 어려워 그 효과가 미미하다.

이러한 이유로 사용자는 주방의 쾌적한 조리환경을 위하여 별도의 에어컨, 공기청정기 등을 주방에 설치할 수 있으나, 공간활용의 측면에서 비효율적이며 추가적 비용이 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은 조리 시 발생하는 열로 인하여 사용자가 느끼는 더위를 해결할 수 있는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 조리 시 발생하는 열로 인하여 높아지는 주방의 온도를 적절하게 관리할 수 있는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 스월러팬의 효율적인 이용을 도모하는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 조작에 따라 풍량 및 온도가 설정되어 실내로 공기를 토출시킬 수 있는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 신체조건이나 조리자세에 영향을 받지 않고 시원한 바람을 사용자에게 제공해줄 수 있는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조리과정에서 발생되는 미세먼지, 유증기 등이 가장 많이 분포하는 주방의 공기를 정화시킬 수 있는 국소배기장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 오염된 공기를 배기하는 제 1 유동통로뿐만 아니라, 사용자에게 바람을 가해주기 위한 제 2 유동통로와 상기 제 2 유동통로에 설치되는 송풍팬을 구비함으로써, 조리 시 발생하는 열로 인하여 더위를 느끼는 사용자에게 바람을 불어줄 수 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 비닉된 보조케이스의 어느 일면에 설치되는 열전모듈(TEM) 또는 흡입구에 탈착 가능하게 설치되는 기화필터를 구비함으로써, 냉풍을 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 1개의 모터의 회전축의 일단이 스월러의 중심과 결합되고 타단이 송풍팬의 중심에 결합됨으로써, 스월러팬과 송풍팬을 하나의 모터로 동축 상에서 회전시킬 수 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 풍량, 온도조절 등을 설정할 수 있는 조작부를 구비함으로써, 풍량, 토출 공기의 온도 등을 사용자가 조작할 수 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 토출구에 설치되는 베인을 구비함으로써, 실내로 토출되는 공기의 풍향을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 국소배기장치는, 흡입구에 탈착 가능한 공기정화 필터를 구비함으로써, 주방 후드 주변부의 오염공기를 정화시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 더위를 느끼는 사용자에게 바람을 제공할 수 있으므로 사용자 편의성이 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 조리 시 발생하는 열기로 인하여 높아진 주방의 온도를 냉풍을 제공함으로써 낮출 수 있으므로 쾌적한 주방환경을 조성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 송풍팬과 스월러팬은 하나의 모터로 동축 상에서 회전하기 때문에 구성 장치의 효율적인 이용이 가능하며, 에너지의 낭비를 막을 수 있다.

본 발명에 따르면, 주방의 오염 공기를 배기하는 것과는 별도로, 사용자의 조작에 따라 풍량 및 온도가 설정되어 주방에 깨끗한 공기를 배출시킬 수 있으므로 사용자의 선택에 따라 사용자에게 알맞은 주방환경을 조성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실내로 토출되는 공기의 풍향을 조절하여 조리 자세나 신체조건 등에 관계없이 쾌적한 바람을 제공할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 공기정화필터가 주방의 오염공기를 정화하므로 주방의 공기질을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 주방에 별도의 에어컨, 공기청정기 등을 설치할 필요가 없어지므로 공간의 효율적인 활용이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 외관을 보여주는 사시도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 A-A' 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 A-A' 입체 단면도
도 4는 도 3에 나타난 구성의 일 부분을 하방에서 바라본 부분확대도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 송풍경로를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 배기경로를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 국소배기장치의 A-A' 단면도
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 국소배기장치의 확대 단면도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 외관을 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)는 외관을 형성하는 메인케이스(10), 보조케이스(20), 침니케이스(30) 및 배기덕트(40)를 포함할 수 있다.

상기 메인케이스(10)는 외관의 하부를 이루며, 상기 메인케이스(10)의 상방으로는 침니케이스(30)와 배기덕트(40)가 위치할 수 있다.

상기 메인케이스(10)는 실내의 오염된 공기를 유입시켜 실외로 배기시키기 위한 제 1 유동통로(34)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 유동통로(34)는 상기 메인케이스(10)의 내부공간으로 형성할 수 있다. 상세히, 상기 제 1 유동통로(34)는 상기 메인케이스(10) 및 침니케이스(30)의 내부공간으로 형성할 수 있다. 즉, 상기 메인케이스(10)는 침니케이스(30)와 연통되도록 연결할 수 있다.

또한, 상기 메인케이스(10)는 보조케이스(20)를 내부에 수용할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.

상기 메인케이스(10)의 형상은 다양하게 형성할 수 있다. 일례로, 상기 메인케이스(10)는 높이가 낮은 직육면체 형상을 가질 수 있으며, 침니케이스(30)보다 넓은 면적을 갖도록 형성할 수 있다.

상기 메인케이스(10)의 상면은 상기 침니케이스(30)와 연결될 수 있으며, 상기 메인케이스(10)의 하면은 오염된 공기를 흡입하도록 안내하는 유입구(16)가 형성될 수 있으며, 스월러팬 등과 같은 배기도움장치가 설치될 수 있다.

상기 메인케이스(10)의 하면에서 유입되는 오염된 공기는 상기 제 1 유동통로(34)의 가이드에 따라 유동하여 실외로 배기될 수 있다.

한편, 상기 메인케이스(10)는 동작상태에 대한 정보를 시각적으로 제공하는 디스플레이부와, 사용자가 와류형 국소배기장치(1)의 동작을 조작할 수 있는 조작부를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이부와 조작부는 터치스크린 방식의 일체형으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 메인케이스(10)는 온도감지센서가 설치되어 상기 디스플레이부와 연동할 수 있다. 즉, 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)의 설치 공간의 온도를 감지하여 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.

상기 조작부는 풍향, 풍량 및 온도 중 적어도 어느 하나를 사용자가 설정할 수 있도록 구성할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 조작부를 통하여 후술할 제 2 유동통로에서 토출되는 바람의 송풍방향을 조절할 수 있으며, 냉방 온도 값을 설정할 수 있다.

상기 보조케이스(20)는 상기 메인케이스(10)의 내부에 삽입되어 위치할 수 있다. 또한, 상기 보조케이스(20)의 상면의 일 부분은 상기 메인케이스(10)의 상면과 일체로 형성할 수 있다. 일례로, 상기 보조케이스(20)의 상면 중 어느 일 부분은 상기 메인케이스(10)의 상면의 중앙 부분에 돌출되어 실내 공간 방향으로 노출되어 형성할 수 있다.

즉, 상기 보조케이스(20)의 상면은 상기 메인케이스(10)의 상면에 돌출 형성될 수 있다.

상기 보조케이스(20)는 공기의 유로를 제공하는 제 2 유동통로(24)와, 설치공간(실내)의 일정 지역 또는 영역의 공기를 흡입하는 흡입구(22)와, 상기 흡입구(22)를 흡입한 공기를 전면을 향하여 토출하는 토출구(23)를 포함할 수 있다.

상기 흡입구(22)는 상기 보조케이스(20)의 상면에 형성할 수 있다. 상세히, 상기 흡입구(22)는 상기 메인케이스(10)의 내부가 아닌 외부를 향하여 노출되는 상면에 형성할 수 있다. 즉, 상기 흡입구(22)는 상기 메인케이스(10)의 상면에 돌출되어 공기를 흡입할 수 있도록 안내할 수 있다. 물론, 상기 흡입구(22)의 형성 위치는 제한되는 것은 아니다.

상기 흡입구(22)는 상기 보조케이스(20)의 상면에 사각형 형상의 다수 개의 구멍으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 흡입구(22)는 상기 보조케이스(20)의 내부 공간과 연통되도록 형성할 수 있다.

상기 흡입구(22)는 국소배기장치(1)가 설치된 공간의 천장 부근 공기를 흡입하도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 상기 흡입구(22)는 상기 메인케이스(10)의 상면 방향에 존재하는 공기를 상기 제 2 유동통로(24)로 유입하도록 가이드할 수 있다.

상기 메인케이스(10)의 내부에 상기 보조케이스(20)가 수용됨으로써, 상기 제 1 유동통로(34)와는 별개의 공기 유동통로인 제 2 유동통로(24)가 형성될 수 있다. (도 2 참고)

상기 흡입구(22)가 흡입하는 실내 공기는 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)가 설치된 실내 공간의 천장 부근에 존재하는 공기일 수 있다. 상기 천장 부근의 공기는 상대적으로 미세먼지, 유증기 등 오염물질의 입자가 적게 포함된 실내 공기이다. 즉, 국소배기장치(1)의 메인케이스(10)의 상단보다 높은 위치는 비오염지역으로 이름할 수 있다. 따라서, 상기 비오염지역의 공기를 흡입하여 송풍팬(60)을 통해 사용자의 방향으로 토출시킨다면 열기를 식히고 사용자가 활동하기 쾌적한 주방환경을 조성할 수 있다.

오염물질이 집중적으로 생성되는 지역은 레인지, 쿡탑 등의 요리를 수행하는 공간이다. 따라서 상기 요리를 수행하는 공간의 공기는 배기가 필요한 상대적으로 오염도가 높은 공기에 해당한다. 즉, 상기 레인지, 쿡탑 등의 주위를 오염지역이라 이름할 수 있다.

상기 오염지역에 존재하는 오염된 공기는 주로 상기 제 1 유동통로(34)로 유입되어 실외로 배기시킬 수 있으며, 상대적으로 덜 오염된 비오염지역 공기는 상기 제 2 유동통로(24)로 유입되어 토출구(23)를 통해 재차 실내의 사용자에게 토출할 수 있다.

여기서, 비오염지역 공기를 제 1 공기라 이름하며, 오염지역 공기를 제 2 공기라 이름한다.

상기 제 2 유동통로(24)는 상기 보조케이스(20)의 내부공간으로 형성할 수 있으며, 상기 흡입구(22)와 상기 토출구(23)를 연통하도록 형성할 수 있다. 그리고 제 1 유동통로(34)와 구획되도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 유동통로(34)를 유동하는 공기는 상기 제 2 유동통로(24)를 유동하는 공기와 섞이지 않으며 별개로 유동한다.

상기 토출구(23)는 상기 메인케이스(10)의 전면부와 일체로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 토출구(23)는 상기 메인케이스(10)의 전면부의 중앙 부분에 사각형상의 다수 개의 구멍으로 형성할 수 있으며, 상기 제 2 유동통로(24)와 연통할 수 있다. 따라서, 상기 토출구(23)는 흡입구(22)를 통하여 흡입된 공기를 다시 실내 공간으로 토출시킬 수 있다.

상기 토출구(23)는 공기의 토출 방향을 가이드하는 복수 개의 베인(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 베인은 상기 토출구(23)를 따라 세로 및/또는 가로방향으로 설치되어 제 2 유동통로(24)를 유동하는 공기의 토출 방향을 조절할 수 있다. 그리고 상기 토출 방향은 상기 조작부를 통한 사용자의 설정에 따라 조절할 수 있다.

상기 침니케이스(30)는 외관의 상부를 이루며, 상기 메인케이스(10)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 침니케이스(30)는 상기 메인케이스(10)의 상면과 연결되며, 각각의 내부공간은 서로 연통되도록 연결할 수 있다.

상기 침니케이스(30)의 내부 공간은 상기 제 1 유동통로(34)의 일 부분을 형성할 수 있다. 또한, 상기 침니케이스(30)의 내부에는 후술할 배기팬(50)이 설치될 수 있다. 상기 배기팬(50)의 작동으로 상기 제 1 유동통로(34)를 유동하는 오염된 공기는 상기 배기팬(50)에 유입되어 배기덕트(40)를 통해 실외로 배기될 수 있다.

상기 배기덕트(40)는 상기 침니케이스(30)의 내부에 설치되는 배기팬(50)의 토출구와 연결되며, 상기 침니케이스(30)의 상방에 위치할 수 있다. 상기 침니케이스(30)는 내부에 상기 배기덕트(40)를 수용할 수 있도록 상방으로 연장하여 형성할 수 있으며, 또한, 상기 침니케이스(30)와 상기 배기덕트(40)는 일체로 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 A-A’ 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 A-A’ 입체 단면도이고, 도 4는 도 3에 나타난 구성의 일 부분을 하방에서 바라본 부분확대도이다.

도 2 내지 도 4을 참조하면, 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)는 보조케이스(20)의 내부에 수용되는 송풍팬(60)과, 와류를 생성시켜 오염된 공기의 흡입능력을 강화시키는 스월러(swirler, 70)와, 상기 송풍팬(60) 및 스월러(70)에 회전 동력을 제공하는 모터(80)와, 상기 침니케이스(30)의 내부에 위치되어 상기 배기덕트(40)와 연결되는 배기팬(50)을 더 포함한다.

상기 배기팬(50)은 회전을 통하여 상기 제 1 유동통로(34)로 실내의 오염된 공기가 유입되도록 흡입력을 제공할 수 있다. 즉, 상기 배기팬(50)의 작동을 통하여 상기 메인케이스(10)의 하면에서 오염된 공기는 상기 제 1 유동통로(34)로 유입될 수 있으며, 상기 제 1 유동통로(34)를 따라 상기 배기팬(50)에 유입되어 상기 배기덕트(40)를 통해 실외로 배기될 수 있다.

상기 송풍팬(60)은 상기 보조케이스(20)의 내부공간에 설치할 수 있다. 상기 송풍팬(60)은 축류팬, 원심팬 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 심미감을 향상시킬 수 있도록 슬림한 메인케이스(10)를 형성하기에 적합한 원심팬을 기준으로 설명한다.

상기 송풍팬(60)의 상기 보조케이스(20)에 의해 형성되는 내부공간, 즉, 제 2 유동통로(24)에 설치할 수 있다.

상기 보조케이스(20)는, 상기 보조케이스(20)의 노출된 상면과 상기 침니케이스(30)의 외주면이 이루는 모서리에서부터 상기 토출구(23)까지의 내부 공간을 둘러싸는 외부케이스(21)와, 상기 침니케이스(30)의 내부 방향을 향하여 비닉된 상기 보조케이스(20)의 내부 공간을 둘러싸는 내부케이스(25)를 포함할 수 있다.

상기 내부케이스(25)는 후술할 모터의 회전축(81)을 기준으로 상기 침니케이스(30)의 하단을 향해 형성되는 보조케이스(20)를 의미하며, 상기 외부케이스(21)는 상기 모터의 회전축(81)을 기준으로 메인케이스(10)의 전면부를 향해 형성되는 보조케이스(20)를 의미한다.

상기 송풍팬(60)의 설치위치는 제한되지 않는다. 다만, 상기 송풍팬(60)은 상기 모터의 회전축(81)에 연결되며, 축 방향으로 공기를 흡입하여 원심방향으로 토출하기 때문에 송풍팬(60)의 공기 흡입 방향과 상기 흡입구(22)의 형성 위치는 대응될 수 있다.

한편, 상기 송풍팬(60)의 설치 위치가 상기 내부케이스(25)에서 토출구(23)로 가까워질수록, 송풍팬(60)의 구동 모터와 스월러(70)의 구동 모터(80)는 동일하기 때문에, 스월러(70)의 설치위치도 상기 송풍팬(60)의 설치위치에 대응되어 토출구(23)에 가까워지는 상기 메인케이스(10)의 하면에 설치될 수 있다. 이 때, 유입구(16) 근처에 존재하는 오염된 공기는 배기팬(50)과의 거리가 점차 멀어지므로 흡입력을 적게 받을 수 있다. 즉, 배기팬(50)에 의한 흡입능력은 제 1 유동경로(34)가 길어지기 때문에 약화될 수 있다.

이러한 이유로, 상기 송풍팬(60)은 상기 배기팬(50)의 흡입능력을 유지할 수 있도록 설치할 수 있다. 일례로, 상기 송풍팬(60)은 일부는 상기 내부케이스(25)에, 나머지 일부는 외부케이스(21)에 위치하도록 설치할 수 있다. 즉, 송풍팬(60)은 내부케이스(25)와 외부케이스(21)로 구획되는 위치에 그 중심이 오도록 설치할 수 있다.

이에 의하면, 상기 흡입구(22)는, 상기 보조케이스(20)의 상면과 침니케이스(30)의 전면에 위치하는 외주면이 이루는 모서리로부터, 상기 토출구(23)를 향하는 상기 송풍팬(60)의 반경 끝 단부에 위치하는 상기 블레이드(65)의 거리까지 대응되어 형성할 수 있다. 따라서, 상기 내부케이스(25)에 위치하는 송풍팬(60)의 길이만큼 상기 스월러(70)의 형성위치도 상기 배기팬(50)에 가까워지므로 상기 제 1 유동경로(34)가 짧아지는 장점이 있다.

상기 송풍팬(60)의 작동을 통하여 장기 제 2 유동통로(24)로 실내 공기가 유입될 수 있으며, 동시에 토출구(23)를 통해 다시 실내로 토출시킬 수 있다. 즉, 상기 송풍팬(60)은 회전에 의해 상기 흡입구(22)의 상방에 위치하는 공기를 흡입하여 토출구(23)로 송풍할 수 있다. 이하에서는, 상기 송풍팬(60)의 구성에 대해 상세히 설명한다.

상기 송풍팬(60)은 원판 형상의 주판(61)과, 상기 주판(61)의 배면에 수직하게 형성되어 공기의 흐름을 안내하는 블레이드(65)와, 상기 블레이드(65)의 상측면에 연결하며, 흡입구(22)에 인접하는 쉬라우드를 포함할 수 있다.

상기 쉬라우드는 상기 송풍팬(60)에 구비되는 다수의 블레이드(65)의 외측단을 연결하는 링 형상으로 형성할 수 있다.

상기 주판(61)의 중심부에는 소정의 높이로 돌출되는 허브(62)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 허브(62)의 중심에는 모터(80)의 회전축(81)이 삽입되는 삽입홈(63)이 형성될 수 있다.

상기 흡입구(22)에 의해 안내되는 공기는 상기 블레이드(65)를 타고 반경방향으로 토출될 수 있다. 즉, 상기 주판(61)에 의하여 회전축 방향으로 유입되는 공기는 축 방향으로 토출되지 않고 상기 블레이드(65)를 따라서 반경방향으로 토출될 수 있다.

상기 블레이드(65)는 소정의 곡률을 가지도록 만곡되도록 형성된다. 상기 블레이드(65)에는 상기 송풍팬(60)으로 흡입되는 공기가 타고 흐르며, 볼록하게 솟아오른 부분인 정압면이 형성되고, 상기 정압면 반대편에 상기 정압면에 비해 상대적으로 압력이 낮은 부압면이 형성된다. 그리고 상기 블레이드(65)의 앞전은 상기 송풍팬(60)의 내측을 향하며, 상기 블레이드(65)의 뒷전은 상기 송풍팬(60)의 외측을 향하도록 형성된다.

한편, 상기 메인케이스(10)는 오염된 공기의 유로를 제공하는 베이스(base)를 더 포함할 수 있다. 상기 베이스는 메인케이스(10)의 하면에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 베이스는 상기 메인케이스(10)의 하면에 일체로 형성할 수 있다. 여기서, 메인케이스(10)의 하면은 조리기기에서 발생하는 유증기, 먼지 등을 흡입하기 위해 조리기기의 상방에 위치하여 조리기기와 마주보는 면으로 이해할 수 있다.

상기 베이스는 오염된 공기가 유입되기 위한 유입구(16)를 구비하는 유동 가이드를 포함할 수 있다. 상기 유동 가이드는 상기 베이스에 체결부재에 의해서 체결되거나 상기 베이스와 일체로 형성될 수 있다.

상기 유입구(16)는 상기 제 1 유동통로(34)로 오염된 공기를 흡입하는 흡입구로 이해할 수 있다. 따라서, 상기 유입구(16)를 통해 유입되는 오염된 공기는 실외로 배기될 수 있다.

상기 유동 가이드는 공기의 유동을 가이드하기 위한 함몰부(15)를 포함할 수 있다. 상기 유입구(16)는 일 예로 상기 함몰부(15)에 형성될 수 있다.

또한, 상기 메인케이스(10)는, 내부에서 모터(80)와 체결되며 상기 모터(80)를 지지하는 서포터와, 상기 서포터를 상기 유동 가이드와 연결시키는 연결부를 더 포함할 수 있다.

상기 서포터는 상기 유입구(16)보다 낮게 위치될 수 있다. 따라서, 상기 모터(80)가 상기 서포터에 설치된 상태에서 상기 모터(80)는 상기 유입구(16)를 관통할 수 있다.

상기 모터(80)는 상기 서포터의 상측에서 상기 서포터에 체결될 수 있다. 따라서, 상기 모터(80)의 일부는 상기 유입구(16)의 상방에 위치되고, 다른 일부는 상기 유입구(16)의 하방에 위치될 수 있다.

상기 모터(80)는 상기 조작부에 의한 사용자의 조작을 통해 작동할 수 있다.

상기 모터(80)는 상기 모터(80)의 회전 동력을 전달하는 회전축(81)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 모터(80)는 상기 메인케이스(10)의 내부에 설치될 수 있다.

상기 모터(80)의 회전축(81)의 일단은 상기 삽입홈(63)에 삽입 연결하며, 타단은 후술할 상기 스월러(70)의 축 결합부(82)에 삽입 연결할 수 있다. 따라서, 1개의 모터(80)가 동작하여 송풍팬(60) 및 스월러(70)를 작동시킬 수 있다.

다른 측면에서, 상기 삽입홈(63)과 후술할 상기 스월러의 축결합부(82)는 하나의 축 상에서 서로 대칭되도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 송풍팬(50)과 스월러(70)는 동축 상에 연결되어 구동할 수 있다.

상기 송풍팬(60)의 중심과 상기 스월러(70)의 중심은, 상기 침니케이스(30)와 상기 메인케이스(10)가 수직을 이루어 연결되는 모서리, 즉, 상기 침니케이스(30)의 하단부와 상기 메인케이스(10)의 상면이 형성하는 모서리의 중심으로부터 하방으로 수직하게 그어지는 가상의 연장선상에 위치할 수 있다.

상기 가상의 연장선상에 상기 모터의 회전축(81)이 위치할 수 있다. 따라서, 상기 가상의 연장선 상에 위치한 모터의 회전축(81)의 하단은 상기 스월러(70)의 중심에 위치하는 축결합부(82)에 연결되며, 상단은 상기 송풍팬(60)의 중심에 위치하는 삽입홀(63)에 연결될 수 있다.

상기 송풍팬(50)과 스월러(70)를 동축 상에 연결하여 구동하면, 1개의 모터로 2개의 장치를 구동시킬 수 있기 때문에 에너지 활용 측면에서 장점이 있으며, 부품이 감소되어 제작 비용을 절감시킬 수 있다.

한편, 상기 배기팬(50)과 스월러(70) 또는, 상기 배기팬(50)과 송풍팬(60)을 1개의 모터로 구성하는 방법을 생각할 수 있겠으나, 이는 비효율적이며 심각한 단점을 가지고 있다. 상세히, 배기팬(50)은 조리 시 발생하는 오염 공기를 흡입하여 실외로 배기시키기 위해 배기량을 최대한으로 설계할 필요가 있다. 설계조건에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 가정에서 사용하는 배기팬은 약600 CFM의 풍량 값을 갖도록 설계할 수 있다.

한편, 스월러는 적절한 범위 안의 회전RPM을 가져야 와류를 통한 공기의 흡입능력을 향상시킬 수 있다. 상기 스월러의 적절한 범위 회전RPM은 상기 배기팬의 풍량에 대응되어 약 150 RPM에서 최대 값을 가진다. 따라서, 스월러와 배기팬을 동일한 모터로 구동하기 위해서는 변속기 등을 통하여 배기팬 회전속도를 감속시켜야 한다.

즉, 배기팬과 스월러의 1개 모터를 통한 구동은, 스월러의 와류 발생을 통한 흡입능력 향상을 구현하기 위해 배기팬의 회전 속도를 약 150 RPM으로 낮추는 희생이 필요하게 된다. 이는, 배기팬의 풍량(CFM)감소라는 치명적인 단점을 가지게 된다.

마찬가지로, 송풍팬과 배기팬을 1개의 모터로 구동하도록 설계하는 경우에도, 송풍팬의 실내공기 흡입, 토출 기능을 유지하기 위해서는 적절한 RPM범위에 맞춰 설계해야 하며, 결국 배기팬의 능력을 희생시켜야 하는 동일한 문제가 발생한다. 더하여, 배기팬의 속도를 감속하기 위해 변속기 등의 추가적인 부품이 필요하게 되어 제조비용이 상승하는 문제점도 발생한다.

반면에, 송풍팬(60)과 스월러(70)는 상호 회전 속도(RPM)의 범위가 중첩된다. 일례로, 송풍팬(60)과 스월러(70)는 100 CFM~200 CFM의 풍량 값을 갖도록 설계할 수 있다. 즉, 모터(80)의 파워가 100W로 가정할 경우, 송풍팬(60)은 100 CFM 풍량 값을 가지며, 스월러(70)도 100 CFM의 풍량 값을 가지도록 할 수 있다.

스월러(70)의 최적의 회전속도(RPM)에 적합한 회전속도(RPM)를 가지는 송풍팬(60)을 통하여, 1개의 모터로 구동되어도 서로의 장점을 구현할 수 있는 동시에, 어느 하나되는 기능도 희생할 필요가 없는 효과가 있다. 더하여, 배기팬(50)도 최적의 배기량을 유지할 수 있어 주방 공기질을 상대적으로 더욱 향상시킬 수 있다. 그리고 변속기 등의 추가적인 부품이 필요하지 않아 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 정리하면, 송풍팬(60)과 스월러(70)는 1개의 동일한 구동 모터(80)로 동작함으로써, 국소부분의 와류형성을 통한 오염공기 흡입능력을 향상시킬 수 있고, 배기량도 최대가 되어 배기능력을 향상시킬 수 있다.

상기 스월러(70)는 상기 함몰부(15)가 형성하는 공간(75)에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 스월러(70)는 상기 유입구(16)의 하방에 위치될 수 있다. 상기 모터(80)가 상기 베이스에 설치됨에 따라서, 상기 모터(80)의 설치가 용이하고 상기 배기 장치의 높이가 줄어들 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 구동 모터(80)가 상기 베이스의 유입구(16)를 관통하여 상기 유입구(16)의 하방에 위치됨에 따라서, 메인케이스(10)의 내부의 높이가 더욱 줄어들 수 있는 장점이 있다.

상기 모터(80)가 상기 유입구(16)를 관통하기 위하여 상기 서포터의 적어도 일부는 상기 유입구(16)와 상하 방향으로 중첩되도록 위치될 수 있다. 이 때, 상기 서포터가 상기 모터(80)를 안정적으로 지지하면서도 상기 서포터에 의한 유동 저항이 최소화되도록 상기 서포터는 "C"와 같은 형상으로 형성될 수 있다.

상기 스월러(70)는, 회전 동작하는 회전판(71)과, 상기 회전판(71)의 테두리를 따라 원주 방향으로 배치되는 다수의 날개(72)를 포함할 수 있다.

상기 회전판(71)에는 오염된 공기가 통과하기 위한 홀(74)이 형성될 수 있다.

상기 스월러(70)는 상기 모터(80)의 회전축(81)과 연결되기 위한 축 결합부(82)와, 상기 축 결합부(82)를 상기 회전판(71)에 연결시키기 위한 하나 이상의 연결 리브(73)를 포함할 수 있다.

오염된 공기의 원활한 유동을 위하여, 상기 홀(74)은, 상기 베이스의 유입구(16)와 상하 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다.

상기 다수의 날개(72)는 상기 회전판(71)의 하면에 배치될 수 있으며, 상기 회전판(71)의 원주 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 축 결합부(82)는 상기 회전판(71)의 하방에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 모터(80)의 회전축(81)은 상기 회전판(71)의 홀(741)을 관통한 후에 상기 축 결합부(82)에 연결될 수 있다. 이 때, 상기 모터(80)의 일부도 상기 회전판(71)의 홀(74)을 관통할 수 있다.

상기 축 결합부(82)는 상기 다수의 날개(72) 보다 낮게 위치될 수 있다. 그리고, 상기 연결부는 상기 함몰부(15)가 형성하는 공간(75) 내에 위치될 수 있다.

상기 서포터는 상기 축 결합부(82)의 상방에 위치될 수 있다. 제한적이지는 않으나, 상기 서포터는 상기 회전판(71)의 홀(74)을 관통할 수 있다.

상기 축 결합부(82)가 상기 회전판(71)의 하방에 위치된 상태에서 상기 모터(80)의 축(81)과 연결됨에 따라서, 상기 스월러(70)와 상기 모터(80) 간의 거리가 최소화되어 슬림한 형상의 국소배기장치를 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 송풍경로를 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 국소배기장치의 배기경로를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 모터(80)가 온 상태가 되면, 상기 송풍팬(60)의 회전에 따라 주방의 상부 공간에 존재하는 비오염지역 공기는 흡입구(22)를 통해서 상기 송풍팬(60)의 회전 중심 방향으로 유입될 수 있다. 그리고, 상기 블레이드(65)의 정압면을 따라 흐르는 공기는 상기 송풍팬(60)의 원주방향 즉 반경방향으로 토출될 수 있다.

상기 송풍팬(60)에서 반경방향으로 토출되는 공기는, 제 2 유동통로(24)를 따라서 토출구(23)를 향하여 이동하게 된다. 그리고, 상기 토출구(23)로 이동되는 공기는 베인이 가이드하는 방향을 따라 상기 공기를 주방(실내)으로 토출할 수 있다.

사용자는 조작부 및/또는 디스플레이부를 통하여 풍향, 풍량, 온도 등을 설정할 수 있다. 일례로, 사용자는 조작부의 풍향버튼을 조작하여 상, 하, 좌, 우로 베인을 회전하도록 하여 사용자에게 적합한 풍향으로 설정할 수 있다. 따라서, 사용자는 조리과정 시 발생하는 열기에 의한 더위를 해소할 수 있다.

한편, 상기 송풍팬(60)의 회전시 정압면이 고압부가 되고, 부압면이 저압부가 된다. 즉, 상기 송풍팬(60)의 축 방향으로 흡입되는 공기는 상기 정압면을 따라 흐르면서 원주방향으로 토출되는 것으로 이해할 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 모터(80)가 온 상태가 되어 상기 스월러(70)가 작동할 수 있다. 상기 스월러(70)가 작동하면 일 방향으로 회전을 시작한다.

상기 스월러(70)가 일 방향으로 회전하면, 상기 날개(72)는 상기 회전판(71)의 홀(74)을 향하여 유동하는 오염 공기를 상기 회전판(71)의 반경 방향 바깥쪽으로 밀어낸다. 그리고, 상기 베이스의 유입구(16)를 공기가 통과하면, 상기 유입구(16)를 통과하는 오염된 공기뿐만 아니라 그 주변의 공기도 상기 베이스의 유입구(16)를 통과하려고 한다. 이와 같은 공기의 흐름에 의해서 상기 회전판(71)의 하부에는 와류가 형성된다.

이 때, 상기 베이스의 유동 가이드가 상기 스월러(70)의 반경 방향으로 유동하는 공기를 하방으로 가이드함에 따라서, 와류가 효과적으로 형성될 수 있다.

상기 형성된 와류를 통해 오염된 공기는 보다 원할하게 유입구(16)로 유입되며, 상기 배기팬(50)의 동작에 의해 상기 제 1 유동경로(34)를 따라 배기팬(50)의 축 방향으로 유입되어 반경방향으로 토출되며, 상기 배기팬(50)의 토출구와 연결된 배기덕트(40)를 통하여 최종적으로 실외로 배기될 수 있다. 물론, 상기 배기팬(50)은 원심팬뿐만 아니라 다양한 종류의 팬으로 설치할 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예 따른 국소배기장치의 A-A’ 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 국소배기장치의 확대 단면도이다. 이하에서는 제 2 실시예 및 제 3 실시예에서 제 1 실시예와 중복되는 구성에 대해서는 제 1 실시예의 설명을 원용한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)는 기화가습필터(90)와, 공기청정필터(95)를 더 포함할 수 있다.

상기 공기청정필터(95)는 보조케이스(20)의 내부 공간에 설치할 수 있다. 상세히, 상기 공기청정필터(95)는 상기 흡입구(22)에 탈부착이 가능하도록 설치할 수 있다. 또한, 상기 공기청정필터(95)는 프리필터, 헤파필터, 탈취필터를 포함할 수 있다.

상기 비오염지역에도 먼지 등의 오염물질이 포함될 수 있으므로, 상기 공기청정필터(95)는 흡입구(22)로 흡입되는 비오염지역의 공기의 먼지, 보푸라기, 털 등을 걸러주어 공기를 정화시킬 수 있다.

상기 공기청정필터(95)를 통과한 공기는 송풍팬(60)에 의해 제 2 유동경로(24)를 따라 상기 토출구(23)로 유동할 수 있다. 따라서, 공기청정필터(95)를 통과한 깨끗한 공기가 토출되므로 실내 공기질을 향상시킬 수 있으며 깨끗한 바람을 사용자에게 제공할 수 있다.

상기 기화가습필터(90)는 상기 보조케이스(20)의 내부 공간에 설치할 수 있다. 상세히, 상기 기화가습필터(90)는 토출구(23)에 탈부착이 가능하도록 설치할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 토출구(23)에 끼워지는 기화가습필터(90)를 탈거하여 가볍게 물에 적셔 다시 토출구(23)에 끼워줄 수 있어 사용이 편리한 장점이 있다.

상기 제 2 유동경로(24)를 유동하는 공기는 상기 기화가습필터(90)를 통과하면서 물의 증발 잠열에 의해 냉각될 수 있다. 따라서, 상기 토출구(23)를 통과하는 공기는 시원한 냉풍을 이루어 사용자에게 제공될 수 있다. ㅂ또한, 상기 기화가습필터(90)는 수분을 머금은 상태이기 때문에 먼지를 걸러줄 수 있는 장점이 있다.

도8을 참조하면, 본 발명의 와류형 국소배기장치(1)는 열전모듈(thermoelectric module(TEM), 97)을 더 포함할 수 있다.

상기 열전모듈(97)은 펠티어 효과를 이용하는 소자로 전지적으로 직렬, 열적으로는 평행인 다수의 반도체 커플로 구성된다. 상기 열전모듈(97)은 전기가 각 N형과 P형 소자를 통해 기판의 위와 아래를 계속해서 교대로 흐르는 동안 열이 열전소자를 통해 오직 한 방향으로만 이동한다. 따라서, 열전모듈(97)의 일 면은 열의 흡수에 의해 저온부(97b)를 형성하며, 반대방향의 타면은 열의 방출에 의하여 고온부(97a)를 형성한다.

즉, 상기 열전모듈(97)은 고온부(97a)와 저온부(97b)를 포함할 수 있다.

상기 열전모듈(97)은 상기 보조케이스(20)에 설치할 수 있다. 상세히, 상기 열전모듈(97)은 상기 침니케이스의 내부에 위치하는 상기 보조케이스(20)의 일 면을 형성할 수 있다. 즉, 상기 열전모듈(97)은 상기 내부케이스(25)의 상판과 일체로 형성할 수 있다. 또는, 상기 열전모듈(97)은 상기 보조케이스(20) 중 침니케이스(30)의 안측으로 형성되는 비닉된 케이스의 일 면에 설치할 수 있다.

상기 열전모듈(97)이 상기 보조케이스(20)의 일 면에 설치되는 경우, 상기 내부케이스(25)의 상판은 열전모듈(97)의 저온부(97b)로부터 열전도가 잘 이루어 질 수 있는 금속재질로 형성할 수 있다. 그리고 상기 저온부(97b)에 의해 냉각되는 공기를 저온으로 유지하기 위해 단열재가 부착될 수 있다.

상기 열전모듈(97)이 상기 보조케이스(20)의 일 면과 일체로 형성하는 경우, 즉, 상기 침니케이스(30)의 안측으로 형성되는 비닉된 보조케이스(20)의 일 면 자체를 열전모듈(97)로 형성하는 경우, 상기 열전모듈(97)은 상기 내부케이스(25)의 상판을 형성할 수 있다.

상기 고온부(97a)는 상기 보조케이스(20)의 외측 방향이 되도록 즉, 상기 배기팬(50)을 향하도록 설치할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 고온부(97a)는 상기 제 1 유동경로(34)의 방향으로 위치할 수 있다. 따라서, 상기 고온부(97a)의 열기는 상기 제 1 유동경로(34)를 따라 배기팬(50)에 의하여 실외로 배기될 수 있다. 이에 의하면, 상기 고온부(97a)를 식혀줄 수 있는 별도의 냉각팬을 구비할 필요가 없는 장점이 있다.

상기 고온부(97a)는 열저항 물체인 발열블럭이 일체로 부착될 수 있다. 상기 발열블럭은 상기 열전소자(97)에 전압 인가시 상기 고온부(97a)의 온도가 허용온도를 넘게 되어 소자가 파괴되는 위험을 방지할 수 있다.

상기 저온부(97b)는 보조케이스(20)의 내측 방향, 즉, 송풍팬(60)을 향하도록 설치할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 저온부(97b)는 상기 제 2 유동경로(24)의 방향으로 위치할 수 있다. 따라서, 상기 저온부(97a)의 냉기는 상기 제 2 유동경로(24)를 따라 송풍팬(60)에 의하여 실내로 토출될 수 있다. 이에 의하면, 상기 흡입구(22)의 가이드에 따라 송풍팬(60)으로 유입되는 공기는 상기 저온부(97b)에 의해 냉각이 이루어지고 상기 송풍팬(60)의 반경 방향으로 토출되어 상기 토출구(23)를 통해 사용자에게 시원한 냉풍을 제공할 수 있다.

10 : 메인케이스 20 : 보조케이스
30 : 침니케이스 40 : 배기덕트

Claims (11)

1. 회전축을 구비하는 모터;
   회전 동작하는 회전판과, 상기 회전판의 테두리를 따라 배치되는 다수의 날개와, 상기 회전축의 일단과 연결되는 축결합부를 구비하는 스월러;
   상기 모터와 스월러를 수용하며, 오염된 공기인 제 1 공기를 흡입하여 실외로 배기되도록 안내하는 제 1 유동통로가 형성되는 메인케이스;
   상기 메인케이스에 수용되며, 비오염 공기인 제 2 공기를 흡입하여 실내로 토출하도록 안내하는 제 2 유동통로가 형성되는 보조케이스;
   상기 메인케이스의 상면에 돌출되어 위치하며, 상기 보조케이스의 상면에 형성되어 상기 제 2 공기의 흡입을 안내하는 흡입구;
   상기 보조케이스의 전면에 형성되며, 상기 제 2 공기를 실내로 토출하도록 안내하는 토출구;
   상기 제 2 유동통로에 설치되며, 공기의 흐름을 안내하는 블레이드와, 상기 회전축의 타단과 연결되는 삽입홈을 구비하는 송풍팬;
   상기 제 1 유동통로로 상기 제 1 공기를 흡입하기 위한 흡입력을 제공하는 배기팬; 및
   상기 배기팬이 수용되며, 상기 메인케이스의 상면에 연결되는 침니케이스를 포함하고,
   상기 보조케이스는,
   상기 침니케이스와 상기 메인케이스가 수직을 이루어 연결되는 모서리의 중심으로부터 상기 토출구를 향해 연장되는 외부케이스; 및
   상기 침니케이스와 상기 메인케이스가 수직을 이루어 연결되는 모서리의 중심으로부터 상기 침니케이스의 하단을 향해 연장되는 내부케이스를 포함하는 와류형 국소배기장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 토출구에 탈부착 가능하게 결합되는 기화필터; 및
   상기 흡입구에 탈부착 가능하게 결합되는 공기정화필터를 더 포함하는 와류형 국소배기장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡입구는 상기 송풍팬의 설치 위치와 대응되도록 형성되며,
   상기 제 2 공기는 상기 송풍팬의 중심 축 방향으로 유입되어 반경 방향으로 토출되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 토출구에 설치되어 제 2 공기의 토출되는 풍향을 조절하는 복수 개의 베인; 및
   상기 배기팬과 연결되어 상기 제 1 공기를 실외로 배기되도록 가이드하는 배기덕트가 더 포함되는 와류형 국소배기장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 송풍팬의 중심과 상기 스월러의 중심은,
   상기 침니케이스와 상기 메인케이스가 수직을 이루어 연결되는 모서리의 중심으로부터 하방으로 그어지는 가상의 연장선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 가상의 연장선상에 상기 회전축이 위치하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 침니케이스의 내부에 위치하는 상기 보조케이스의 일 면에 설치되는 열전모듈(TEM)을 더 포함하는 와류형 국소배기장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 열전모듈의 고온부는 상기 보조케이스의 외부방향을 향하며 상기 열전모듈의 저온부는 상기 보조케이스 내부방향을 향하도록 형성하는 것을 특징으로하는 와류형 국소배기장치.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조케이스의 일 면은 상기 열전모듈 자체로 형성되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
    
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인케이스에 설치되며, 온도, 풍량 및 풍향 중 적어도 어느 하나를 사용자가 설정할 수 있는 조작부를 더 포함하는 와류형 국소배기장치.
    

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