KR102585672B1 - 코안다 효과를 갖는 배기관을 포함하는 헤어드라이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음을 경감하면서도 건조기능 및 사용감에 있어서 탁월한 성능을 제공하고자 하는 헤어드라이어(1)에 관한 것이다. 헤어드라이어는 유입 영역(4) 및 배출 영역(5)을 구비한 공기 순환 챔버(3), 공기 순환 시스템(6) 및 가열 요소(10)를 포함한다. 헤어드라이어는 또한 순환 챔버의 연장부 내에 배치된 도관(11)을 포함한다. 도관은 상류 단부(12), 하류 단부(13), 및 상기 단부들 사이에 배치된 네크(14)를 가지며, 상류 단부와 네크 사이에 배치되고 종축(X)에 대하여 40° 내지 88°의 하향 각도(a)를 형성하는 도관의 제1 부분 및 네크와 하류 단부 사이에 배치되고 상기 종축에 대하여 1.5° 내지 3.5°의 재개 각도(β)를 형성하는 도관의 제2 부분을 갖는다.

Description

코안다 효과를 갖는 배기관을 포함하는 헤어드라이어

본 발명은 헤어드라이어 분야에 관한 것으로서, 기기의 소음을 경감하면서도 건조기능 및 사용감에 있어서 탁월한 성능을 제공하는 것을 목표로 한다.

전통적으로, 헤어드라이어는 공기 유입 영역, 공기 순환 챔버, 공기 배출 영역, 공기 순환 시스템 및 가열 요소를 포함한다. 공기 순환 시스템 및 가열 요소는 순환 챔버 내에 통합된다. 공기 순환 시스템은 유입 영역을 통하여 외부 공기를 흡입한 후, 그 공기를 상류에서 하류를 향하여 가열 요소를 통과시키면서 순환 챔버 내에서 유동시키며, 다소 가열된 공기는 그 후 모발을 건조하도록 배출 영역을 통하여 외부로 불어나온다.

배출 시의 공기 유량을 증폭하도록 구성된 헤어드라이어를 개시하는 특허 출원 US 2013/0111777 A1이 공지되어있다. 그러한 목적으로, 그 헤어드라이어는 공기 유속의 가속을 유발하는 코안다 효과(coanda effect)를 발생하고 그 공기 유량을 증가시키도록 구성된 출구 헤드를 포함한다. 그 설계에 따르면, 배출되는 공기 유동은 순환 챔버 내에서의 공기 유동과 수직인데, 이는 코안다 효과가 효율적일 수 있도록 순환 시스템의 강한 동력을 요구하며 상기 순환 시스템에 구비된 동력장치가 고속으로 작동할 것을 요구한다. 따라서 그 설계는 에너지의 다량 소모 및 유해 소음 등, 설계와 상관없이 종래의 헤어드라이어들에서 직면하는 문제들을 유발한다.

본 발명은 종래의 헤어드라이어들의 단점을 완화하고 특히 공기 배출 영역 내에서의 코안다 효과 생성을 최적화하는 것을 목표로 한다.

그러한 목적으로, 본 발명은 유입 영역 및 배출 영역을 구비한 공기 순환 챔버를 포함하는 헤어드라이어에 관한 것이다. 그 헤어드라이어는 또한 순환 챔버 내에 배치된 공기 순환 시스템 및 가열 요소를 포함한다. 그 공기 순환 시스템은 유입 영역을 통하여 외부로부터 공기를 흡입한 후, 그 공기를 순환 챔버 내에서 상류에서 하류로 가열 요소를 통과시켜 유동시키고, 끝으로 다소 가열된 공기가 배출 영역을 통하여 외부로 불어 나가게 하도록 구성된다. 헤어드라이어는 공지된 바와 같이 배출되어 불어나오는 공기의 온도를 변동하기 위한 가열 요소의 온도 조절 수단 및 특히 팬을 구동하는 모터의 회전 속도상에 작용함으로써, 순환 챔버 내의 공기 순환 속도를 조절하는 수단을 포함한다.

주목할 만한 점으로서, 헤어드라이어는 배출 영역 위치에서 순환 챔버의 연장부 내에 배치된 도관을 포함한다. 따라서, 순환 챔버와 도관은 동일한 종축을 따라 배치된다. 그 외에, 그 도관은 상류 단부, 하류 단부 및 상기 상류 및 하류 단부 사이에 배치된 네크(neck)를 갖는다. 더욱 명확하게는, 그 네크는 도관의 횡단면이 최소인 부분의 내부 둘레에 해당한다. 상류 단부와 네크 사이에 배치된 도관의 제1 부분은 순환 챔버의 종축에 대하여 40° 내지 88°의 하향 각도를 형성한다. 따라서 제1 부분은 상류 단부에서 네크까지 연속적으로 축소되는 도관의 횡단면을 갖는다. 하향 각도는 종축에 대하여 도관의 제1 부분에 의해 채택된 최대 각도에 해당한다. 네크와 하류 단부 사이에 배치된 도관의 제2 부분은 상기 종축에 대하여 1.5° 내지 3.5°의 재개(reopening) 각도를 형성한다. 따라서 제2 부분은 네크에서 하류 부분까지 연속적으로 확장되는 도관의 횡단면을 갖는다. 도관의 횡단면이 축소되다가 확장되도록 전환됨으로써 네크 위치에서 코안다 효과가 발생한다. 상기 도관의 제1 부분 및 제2 부분을 연결하는 네크는 그 코안다 효과의 발생을 용이하게 하도록 구성된 만곡된 형태를 가지며, 바람직하게는 원형이다.

네크 위치에서 발생된 코안다 효과는 도관에서 배출되는 공기의 가속을 유발한다. 나아가, 재개 각도는 하류 단부와 네크 사이에 위치한 제2 부분 내에서 도관의 단면적이 증가할 수 있게 하고, 이는 도관에서 배출되는 공기 유량의 증가를 유발한다. 본 출원인은 도관의 상기 개시한 기하학적 변수들을 구현함으로써, 즉 상기 개시한 값들의 범위 내에서 하강 각도 및 재개 각도를 선택함으로써, 그 도관이 공기의 가속 및 배출되는 공기의 유량 증가를 최적하게 유발하도록 할 수 있음을 확인하였다. 따라서 공기 순환 시스템의 동력장치가 종래 헤어드라이어의 동력에 비하여 더 약한 회전속도로 작동하면서도, 동일하거나 나아가 더욱 개선된 건조성능 및 두발에 대한 사용감을 제공하도록, 공기 순환 시스템의 전력 및 크기를 감소시킬 수 있다. 이는 유리하게 헤어드라이어의 음향 성능을 개선할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 헤어드라이어의 바람직한 일 실시예에서, 하강 각도는 82°이다. 마찬가지로, 재개 각도는 바람직하게는 2.5°이다. 상기 개시한 변수들 중 하나 및/또는 다른 값을 선택함으로써 결과를 최적화할 수 있다.

본 발명에 따른 헤어드라이어의 바람직한 일 실시예에서, 도관은 원형의 횡단면을 갖는다. 그러나 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 직사각형 또는 삼각형, 나아가 다른 형태의 횡단면을 갖는 도관을 고려해 볼 수 있다.

도관이 원형의 횡단면을 갖는 그 헤어드라이어의 바람직한 실시예에서, 네크는 하류 단부에 비하여 2mm 내지 4mm 감소 되는 지름을 갖는다. 바람직하게는 그 지름의 감소치는 2mm이다.

본 발명에 따른 헤어드라이어의 일 실시예에서, 가열 요소는 도관의 네크로부터 0mm 내지 5mm의 거리로 이격된다. 이격 거리가 제로에 해당하는 도관의 네크의 수렴영역 내에 가열 요소가 들어오면 코안다 효과는 매우 감소한다. 그와 반대로, 이격 거리가 5mm 초과이면 코안다 효과상의 어떤 차이도 주목되지 않는다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 거리는 4mm이고, 이는 코안다 효과를 최적화할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 헤어드라이어의 일 실시예에서, 가열 요소와 도관 사이에 격자 망이 배치된다. 그러한 격자 망의 존재는 도관을 통해 투입된 손가락들과 가열 요소와의 모든 직접적 접촉을 방지함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 헤어드라이어의 일 실시예에서, 착탈식 연결 수단이 순환 챔버와 도관 사이에 배치되어, 예를 들어 원형 횡단면을 갖는 도관을 다른 규모의 유사한 도관으로, 또는 직사각형 또는 삼각형의 횡단면을 갖는 다른 도관으로 교체하기 위하여, 상기 도관을 탈착할 수 있도록 한다.

바람직한 일 실시예의 이하 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 목적을 밝힐 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 헤어드라이어의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤어드라이어의 하류 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 도관만을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 헤어드라이어(1)는 종축(X)을 갖는 순환 챔버(3)를 구성할 수 있게 하는 원통형에 다소 근접한 형태를 갖는 본체(2)를 포함한다. 그 순환 챔버(3)는 유입 영역(4) 및 배출 영역(5)을 포함한다. 순환 시스템(6)이 그 순환 챔버(3) 내에 배치되고, 그 순환 시스템(6)은 유입 영역을 통하여 주변 공기를 흡입한 후, 그 공기가 순환 챔버(3)의 전체 길이에 걸쳐 유동할 수 있게 하고, 그 후 배출 영역(5)을 통하여 헤어드라이어(1)의 외부로 그 공기를 불어내도록 한다. 그 순환 시스템(6)은 유입 영역(4) 부근에 배치된 팬(7), 팬(7)의 회전구동을 가능하게 하는 모터(8), 및 팬(7)의 하류에 배치되고 그 팬(7)으로부터 배출되는 공기를 유도할 수 있게 하는 정류기(9)를 포함한다. 헤어드라이어(1)는 또한 정류기(9)의 하류에 배치된 가열 요소(10)를 포함하며, 그 가열 요소는 공기가 배출 영역(5)을 통하여 배출되기 전에, 순환 챔버(3)의 하류 부분에서 그 공기를 가열할 수 있게 한다. 헤어드라이어(1)는 또한 모터(8)의 회전 속도 및 가열 요소(10)의 가열 온도를, 꺼짐 위치로부터 최고 출력 위치까지 개별적으로 변동할 수 있게 하는 모터(8)의 제어 수단 및 가열 요소(10)의 조절 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 그 모든 특성들은 헤어드라이어들의 일반적 특성이고, 따라서 이하 명세서에서는 상세히 개시되지 않는다.

본 발명은 특히 도 1 내지 도 3에 도시된 도관(11)을 대상으로 한다. 도관(11)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종축(X)을 따라 순환 챔버(3)의 배출 영역(5)의 연장부 내에 배치된다. 도관(11)은 바람직하게는 원형이고, 상류 단부(12) 및 하류 단부(13)를 포함한다. 도관(11)의 상류 단부(12)의 단면은 순환 챔버(3)의 배출 영역(5)의 단부에 해당한다. 그 외에, 도관(11)은 상기 도관(11) 상에서 도 3에 도시된 상류 부분(15) 및 하류 부분(16)을 한정하는 네크(14)를 포함하고 회전대칭 형태를 갖는다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 도관(11)의 구성은 순환 챔버(3)에서 배출되는 공기를 그 자체로 공지된 유체 역학 현상인 코안다 효과하에 놓일 수 있게 한다. 순환 챔버(3)에서 배출되는 공기는 배출 영역(5) 위치에서 네크(14)의 존재로 인하여 통로 단면이 축소됨에 직면하게 되고, 이는 도 3에 도시된 상류 부분(15)의 하향 각도(α)에 해당하는 각도를 따라 그 공기가 유동하도록 제한한다. 따라서, 배출되는 공기는 네크(14)의 통로 단면까지 압축된다. 일단 네크를 통과하면, 그 배출되는 공기는 도관(11)의 하류 단부(13)까지 통로 단면이 증가함에 따라 이완된다. 그러므로 배출되는 공기는 도 3에 도시된 하류 부분(16)의 재개 각도(β)에 해당하는 각도를 따라 이완되고 유동된다. 하향 각도(α) 및 재개 각도(β)는 도 3의 종축(X)에 대하여 정의된다. 도관(11)의 그 기하학 구성은 하류 단부(13)를 향하여 배출되는 공기의 흡입을 발생할 수 있게 하고, 이는 배출 공기의 속도를 증가시킨다. 나아가, 도관(11)의 그 기하학 구성은 배출 공기의 유량을 동시에 증가시킬 수 있게 한다.

본 출원인에 의해 실행된 연구는, 도관(11)에서 배출되는 공기의 속도와 유량을 증가시키도록 적용된 상류 부분(15)의 하향 각도(α)와 하류 부분(16)의 재개 각도(β) 선택의 중요성을 보여줄 수 있게 하였다. 본 출원인은 40° 내지 88°, 바람직하게는 82°의 하향 각도(α) 및 1.5° 내지 3.5°, 바람직하게는 2.5°의 재개 각도(β)가 도관(11)에서 배출되는 공기의 속도 및 유량의 그러한 증가를 최적화할 수 있음을 확인하였다.

도관(11)의 치수들은 가변적이며 순환 챔버(3)의 치수들에 부분적으로 맞춰지는데, 상기 도관(11)의 상류 단부(12)의 통로 단면은 상기 순환 챔버(3)의 배출 영역(5)의 통로 단면에 해당하고, 도관(11)의 하향 각도(α) 및 재개 각도(β)는 상기 개시한 값들의 범위 내에서 선택된다. 본 출원인은 네크(14) 위치에서의 지름(D1)을 하류 단부(13) 위치에서의 지름(D2)에 비하여 2mm 내지 4mm, 바람직하게는 2mm만큼 축소함으로써, 탁월한 유량을 보존하면서도 도관에서 배출되는 공기의 속도를 더욱 개선하는 것이 가능함을 확인하였다. 바람직하게는, 도관의 하류 단부(13) 위치에서의 지름(D2)은 30mm 내지 40mm, 바람직하게는 32mm로 선택되고, 이 또한, 탁월한 유량을 보존하면서도 최적화된 속도로 배출 공기를 불어내는 데 기여한다.

도 2에 특히 도시된 바와 같이, 가열 요소(10)의 하류 단부(17)는 0mm 내지 5mm의 거리(d)로 도관(11)의 네크(14)로부터 이격되고, 이는 원하는 코안다 효과에 영향을 준다. 바람직하게는, 그 코안다 효과를 최적하기 위하여 그 거리(d)는 4mm이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 헤어드라이어(1)는 순환 챔버(3) 내에서 가열 요소(10)의 하류에 배치된 격자 망(18)을 포함한다. 그 격자 망(18)은 가열 요소(10)와의 모든 접촉을 방지한다.

다른 특성들 및 변형예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고려될 수 있다.

도 1 내지 도 3에서, 도관(11)은 원형이다. 그러나 도 1 내지 도 3의 실시예를 위하여 규정된 바와 같은 하향 각도(α) 및 재개 각도(β)를 보존하면서, 도관(11)을 위한 정사각형, 직사각형, 또는 삼각형의 단면을 고려해볼 수 있다.

도 1 내지 도 3에서, 도관(11)은 순환 챔버(3)에 영구적으로 고정되어 있다. 그러나 도관(11)을 본 발명의 범위에 속하는 다른 구성의 도관으로 교체하기 위하여 그 도관(11)을 탈착할 수 있도록, 순환 챔버(3)의 하류 단부(19)와 도관(11)의 상류 단부(12) 사이에, 예를 들어 상기 하류 단부(19)와 상류 단부(12) 사이의 상호 체결 또는 스냅 시스템 등의 착탈식 연결 수단을 고려해 볼 수 있다.

Claims (12)

1. 유입 영역(4)과 배출 영역(5)을 구비한 공기 순환 챔버(3), 공기 순환 시스템(6), 및 가열 요소(10)를 포함하는 헤어드라이어(1)로서, 상기 공기 순환 시스템 및 가열 요소는, 상기 유입 영역을 통하여 외부 공기를 흡입하도록, 그리고 그 공기를 상류에서 하류로 상기 가열 요소를 통과시켜 상기 순환 챔버 내에서 유동시키도록, 그리고 다소 가열된 그 공기를 상기 배출 영역을 통하여 외부로 불어 내도록 상기 순환 챔버 내에 구성되는, 헤어드라이어(1)에 있어서,
   상기 헤어드라이어(1)는 상기 배출 영역 위치에서 상기 순환 챔버의 연장부 내에 배치되는 도관(11)을 포함하고,
   상기 도관은 상류 단부(12), 하류 단부(13), 및 상기 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 네크(14)를 가지며, 상기 상류 단부와 상기 네크 사이에 배치되고 상기 순환 챔버의 종축(X)에 대하여 40° 내지 88°의 하향 각도(α)를 형성하는 상기 도관의 제1 부분(15), 및 상기 네크와 상기 하류 단부 사이에 배치되고 상기 종축에 대하여 1.5° 내지 3.5°의 재개 각도(β)를 형성하는 상기 도관의 제2 부분(16)을 가지는 것을 특징으로 하는, 헤어드라이어(1).
2. 제1항에서, 상기 하향 각도(α)는 82°인, 헤어드라이어(1).
3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 재개 각도(β)는 2.5°인, 헤어드라이어(1).
4. 제1항 또는 제2항에서, 상기 도관(11)은 원형의 횡단면을 갖는, 헤어드라이어(1).
5. 제4항에서, 상기 네크(14)는 상기 하류 단부에 비하여 2mm 내지 4mm가 감소한 지름을 갖는, 헤어드라이어(1).
6. 제5항에서, 상기 지름의 감소치는 2mm인, 헤어드라이어(1).
7. 제1항 또는 제2항에서, 상기 도관(11)은 직사각형의 횡단면을 갖는, 헤어드라이어(1).
8. 제1항 또는 제2항에서, 상기 도관(11)은 삼각형의 횡단면을 갖는, 헤어드라이어(1).
9. 제1항 또는 제2항에서, 상기 가열 요소(10)는 상기 도관(11)의 상기 네크(14)로부터 0mm 내지 5mm의 거리(d)로 이격된, 헤어드라이어(1).
10. 제9항에서, 상기 거리(d)는 4mm인, 헤어드라이어(1).
11. 제1항 또는 제2항에서, 격자 망(18)이 상기 가열 요소(10)와 상기 도관(11) 사이에 배치된, 헤어드라이어(1).
12. 제1항 또는 제2항에서, 착탈식 연결 수단이 상기 도관의 탈착을 가능하게 하도록 상기 순환 챔버(3)와 상기 도관(11) 사이에 배치되는, 헤어드라이어(1).

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