KR102595624B1 - 배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치 - Google Patents

Abstract

배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치를 개시한다.
일 실시예에 따른 배기캡은 건물 내부에서 발생하는 가스를 상기 건물 외부로 배출시키기 위해 상기 건물 외벽에 설치되는 것으로, 외기를 통과시키도록 마련된 외기관부; 건물 내부에서 외부로 배출되는 가스를 상기 외기관부로 안내하도록 상기 외기관부 일측으로 연장 형성되는 연장관부;를 포함할 수 있다.

Description

배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치{exhaust cap and its installation structure and exhaust apparatus having the same}

건물 외부 벽면을 따라 이동하는 외기의 영향을 고려한 배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정에는 조리를 위한 가열기구와, 가열기구를 이용한 조리시 발생하는 가스를 외부로 배출하기 위한 배기장치가 구비된다.

통상 배기장치는 가열조리기구 상부에 설치되는 레인지 후드와, 레인지 후드와 건물 외부 사이를 연통시키는 배기유로와, 건물 외부에 위치하도록 배기유로 말단에 결합하는 배기캡과, 레인지 후드나 배기유로 상에 설치되는 배기팬 및 필터 등을 구비한다.

한편, 조리시 연료로 사용하는 가스와, 조리시 발생하는 미세먼지의 문제를 해결하기 위해 최근에는 배기장치의 배기 효율을 개선하기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있다.

그러나 배기장치의 배기효율을 개선하기 위한 기존 구조는 대부분 배기팬이나 필터 등에 치중해 있기 때문에, 건물 외부 벽면 쪽의 외기의 영향을 고려하여 배출가스가 실내로 역류되는 것을 제한하는데 한계가 있었다.

특히 배기캡은 배기경로의 최 말단을 형성하도록 건물 외벽에 설치되는 것으로 외부 바람에 의한 정압 손실이 크기 때문에, 새로운 형태의 배기 구조가 절실히 요구되고 있다.

건물 외부 벽면을 타고 이동하는 외기의 영향을 고려하여 실내 가스의 배기 효율을 향상시킬 수 있는 배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치를 제공하고자 한다.

일 측면에 따른 배기캡은 건물 내부에서 발생하는 가스를 상기 건물 외부로 배출시키기 위해 상기 건물 외벽에 설치되는 것으로, 외기를 통과시키도록 마련된 외기관부; 건물 내부에서 외부로 배출되는 가스를 상기 외기관부로 안내하도록 상기 외기관부 일측으로 연장 형성되는 연장관부;를 포함할 수 있다.

상기 외기관부는, 길이방향으로 일정한 직경을 구비하는 외측관부; 상기 외측관부의 일단부 둘레로부터 상기 외측관부의 타단부를 향해 상기 외측관부 내부로 연장 형성되는 내측관부;를 포함하고, 상기 연장관부는 상기 외측관부 일측에 형성되는 통기공 둘레로부터 반경방향 외측으로 연장 형성될 수 있다.

상기 내측관부는 상기 외측관부의 일단부 둘레로부터 상기 외측관부의 타단부로 갈수록 직경이 감소하는 깔대기 형태로 마련될 수 있다.

상기 내측관부의 길이는 상기 외측관부의 길이보다 짧게 형성되고, 상기 통기공은 상기 외측관부의 타단부와 상기 내측관부 사이의 상기 외측관부 측면에 형성될 수 있다.

다른 측면에 따른 배기캡의 설치구조는 상기 배기캡을 건물 외벽에 설치하는 배기캡의 설치구조로써, 상기 외기관부의 길이방향이 수평방향을 향하도록 상기 연장관부를 상기 외벽에 형성되는 배기공에 결합시켜 마련될 수 있다.

또 다른 측면에 따른 배기장치는 건물 내부에 설치되는 레인지 후드; 상기 레인지 후드와 상기 건물 외부를 연통시키는 배기유로; 상기 배기유로의 말단에 결합되는 제1항 내지 제4항 중 적어도 어느 한 항에 따른 상기 배기캡;을 포함하고, 상기 배기캡은 상기 외기관부의 길이방향이 수평방향을 향하도록 상기 연장관부를 통해 상기 배기유로 말단에 결합될 수 있다.

일 실시예에 의한 배기캡 및 이의 설치구조와 이를 구비하는 배기장치에 따르면, 건물 외부 벽면을 타고 이동하는 외기가 배기캡을 용이하게 통과하면서 건물 내부로부터 배출되는 가스의 자연 환기를 유도하게 되므로, 건물 외부 벽면을 타고 이동하는 외기의 영향을 고려하여 실내 가스의 배기 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 배기캡의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배기캡의 사시도로, 일부를 절개하여 나타낸 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 배기캡을 통과하는 외기와, 외기에 이끌려 배기되는 실내 가스의 유동 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배기캡의 설치구조와 배기장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 일 실시예에 따른 배기캡의 설치구조에 의해 설치된 배기캡의 배기효과를 알아보기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 다른 배기캡(10)은 건물 내부에서 발생하는 가스를 건물 외부로 배출시키기 위해 건물 외벽에 설치되는 배기 구조물이다.

배기캡(10)은 외기를 통과시키도록 마련된 외기관부(11)와, 건물 내부에서 발생하여 건물 외부로 배출되는 가스를 외기관부(11)로 안내하도록 외기관부(11) 일측에 연장 형성되는 연장관부(12)를 구비할 수 있다.

외기관부(11)가 외기를 통과시키는 구조에서 연장관부(12)를 통해 외기관부(11) 내부로 안내되는 실내 가스는 외기관부(11)를 통과하는 외기에 합류되어 유동할 수 있고, 이에 따르면 연장관부(12)로 안내된 실내 가스는 실내 방향으로 역류됨이 없이 외기관부(11)를 따라 원활하게 건물 외부로 배기될 수 있다.

외기관부(11)는 길이방향으로 일정한 직경을 구비하는 외측의 외측관부(11a)와, 외측관부(11a) 내부에 위치하는 내측관부(11b)를 구비할 수 있다.

내측관부(11b)는 외측관부(11a)의 일 단부 둘레로부터 외측관부(11a) 안쪽으로 연장 형성되어 외측관부(11a)와 한 몸을 이루고, 연장관부(12)는 외측관부(11) 일측에 형성되는 통기공(13) 둘레로부터 반경방향 외측으로 연장 형성될 수 있다.

따라서 외측관부(11a)와 내측관부(11b) 및 연장관부(12)는 상호 한 몸을 이룬 상태에서 배기캡(10)을 구성할 수 있다.

이와 같은 외기관부(11)의 구조에서 외기는 베르누이의 원리에 의해 내측관부(11b)를 통과하는 과정에서 유속이 빨라 지고, 이에 따라 내측관부(11b) 내측은 기압이 낮아질 수 있다.

따라서 외기관부(11) 주변의 공기는 상대적으로 저압을 이루는 내측관부(11b) 쪽으로 유도되어 내측관부(11b)를 통과하는 강한 공기의 흐름을 형성할 수 있고, 여기에는 벤츄리 효과가 작용될 수 있다.

이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 연장관부(12)를 통해 외측관부(11b) 내부로 유입되는 실내 가스는 코안다 효과에 의해 내측관부(11b)를 통과하는 기류에 빨려 들어가는 형태로 외기관부(11)를 따라 실외로 원활하게 배출될 수 있다.

참고로 도 3에서 실선 화살표는 외기관부(11)를 통과하는 외기의 흐름을 나타낸 것이고, 점선 화살표는 실내 가스의 흐름을 나타낸 것이다.

내측관부(11b)는 외측관부(11a)의 일단부 둘레로부터 외측관부(11a)의 타단부로 갈수록 직경이 감소하는 깔대기 형태로 마련될 수 있다.

이러한 내측관부(11b)는 외기관부(11) 외부로부터 내측관부(11b)로 유입되는 공기의 흐름이 보다 원활하게 되도록 할 수 있다.

실내로부터 연장관부(12)로 배기되는 가스가 내측관부(11b)를 통과하는 외기의 흐름에 합류되기 용이하도록 내측관부(11b)의 길이는 외측관부(11a)의 길이보다 짧게 형성되고, 통기공(13)은 외측관부(11a)의 타단부와 내측관부(11b) 사이의 외측관부(11a) 측면으로 형성될 수 있다.

또한 외측관부(11a)의 타단부로부터 내측관부(11b)의 타단부 쪽으로 연장 형성되는 외측관부(11a)와 내측관부(11b)의 내면은 그 사이의 굴곡된 구조를 통해 외측관부(11a)의 타단부로부터 외기관부(11) 내부로 유입되는 공기를 내측관부(11b)의 직경이 좁아지는 방향으로 유도함으로써, 내측관부(11b)의 직경이 좁아지는 방향을 따라 외기관부(11)를 정방향으로 통과하는 외기의 흐름이 그 역방향으로 유입되는 공기에 의해 간섭 받게 되는 것을 억제할 수 있다.

도 4에는 일 실시예에 따른 배기캡(10)의 설치구조와, 이를 구비하는 배기장치(20)의 구조가 도시된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 배기장치(20)는 건물 내부의 실내에서 조리시 발생하는 가스를 건물 외부로 배출시키기 위한 것으로, 음식의 가열조리를 위해 마련되는 레인지(1) 상부에 위치하는 레인지 후드(21)와, 레인지 후드(21)와 건물 외부를 연통시키는 배기유로(22)와, 상기 배기캡(10)을 포함하여 구성될 수 있다.

레인지(1)는 가스 레인지나 인던셕 레인지와 같이, 열을 가하여 음식물을 조리하는 다양한 형태의 가열조리기구가 될 수 있다.

배기유로(22)는 일단이 레인지 후드(21)에 연결되어 건물 외벽(1) 쪽으로 연장되는 덕트(22a)와, 건물 외벽(1)에 형성되는 배기공(22b)을 포함할 수 있다.

배기캡(10)은 연장관부(12)를 통해 배기유로(22)의 말단에 연결될 수 있다.

덕트(22a)는 다단이 배기공(22b)에 끼워지도록 결합되고, 배기캡(10)의 연장관부(12)는 배기공(22b) 쪽의 덕트(22a)에 끼워질 수 있다.

이때 연장관부(12)는 배기캡(10) 외기관부(11)의 길이방향이 수평방향을 향하도록 배기유로(22)에 결합될 수 있다. 즉 외기관부(11)는 좌우 양측 방향으로 외기를 통과시키도록 마련될 수 있다.

따라서 배기캡(10)은 건물 외벽(2)의 외면에 형성되는 빌딩풍을 이용하여 건물 내부 가스의 배출 효율을 개선할 수 있게 된다.

빌딩풍의 경우, 방향이 항상 일정한 것은 아니지만, 바람이 건물들 사이를 통과하면서 형성되는 빌딩풍의 특성 상 빌딩풍의 상당량은 건물의 외면을 따라 수평방향으로 이동하게 된다.

따라서 배기캡(10)은 외기관부(11)의 길이방향이 수평방향이 되고, 내측관부(11b)의 직경이 좁아지는 방향이 빌딩풍의 방향과 일치하도록 설치될 경우, 건물 외면을 따라 이동하는 빌딩풍을 통과시키기에 유리하게 적용될 수 있다.

유속이 빠른 빌딩풍은 내측관부(11b)를 통과하면서 그 유속이 더욱 증대되어 배기캡(10) 외부의 정압이 높아지는 것을 억제함으로써, 연장관부(12)를 통해 외측관부(11a)로 유입되는 실내 가스가 외기관부(11)를 통과하는 외기의 흐름에 보다 원활하게 합류되도록 할 수 있다.

도 5 내지 도 7에는 일 실시예에 의한 배기캡(10)의 설치구조에 따라 설치된 배기캡(10)의 배기 효과를 알아보기 위해 진행한 시뮬레이션 결과가 도시된다. 도 5 내지 도 7은 각각 속도벡터, 속도분포, streamline을 나타낸 것이다.

이 실험은 실내에서 진행되었고, 배기캡(10)의 외기관부(11)에 적용된 바람은 배기캡(10)의 설치방향과 평행한 측풍을 적용하였다. 이때 바람의 세기는 1m/s, 4m/s의 상황으로 분석하였다.

상기 실험 결과, 적용된 바람이 1m/s 인 경우 배기캡(10)은 0.27 L/s의 환기 성능을 보였고, 적용 바람이 4m/s인 경우 배기캡(10)은 4.45 L/s의 환기 성능을 발휘하였으며, 이러한 환기 성능은 적용되는 바람의 세기에 비례하여 증가됨을 확인하였다.

빌딩풍을 감안한 배기캡(10)의 설치방향이 수평방향으로 한정되는 것은 아니다.

배기캡(10)은 빌딩풍의 방향을 예측하고, 내측관부(11b)의 직경이 좁아지는 방향이 예측된 빌딩풍의 방향을 향하도록 설치될 수 있다.

이를 위해 해당 건물의 구조와, 이웃하는 건물들과 해당 건물 간의 배치구조를 감안하여 건물 외벽의 복수의 위치 별로 빌딩풍의 풍향 및 풍속을 분석하여 데이터베이스를 구축할 수 있다.

그리고 구축된 데이터베이스를 근거로 하여 복수의 위치 별로 풍향계를 설치하여 풍향 실험을 수행할 경우, 빌딩풍의 방향이 대략적으로 일정한 위치를 예측할 수 있다.

이렇게 빌딩풍의 방향이 일정할 것으로 예측되는 위치와 대응하는 외벽(2)에 배기공(22b)을 형성하여 배기캡(10)을 설치하고, 내측관부(11b)의 직경이 좁아지는 방향이 예측된 빌딩풍의 방향과 일치하도록 외기관부(11)의 방향을 조절함으로써, 배기캡(10)은 외기관부(10)의 길이방향이 빌딩풍의 예측된 방향과 일치하도록 설치할 수 있다.

따라서 이때는 설치된 배기캡(10)의 외기관부(11)의 방향이 예측된 빌딩풍의 방향과 일치됨에 따라 빌딩풍을 활용하는 배기캡(10)의 배기 효율 개선 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

10: 배기캡 11: 외기관부
11a: 외측관부 11b: 내측관부
12: 연장관부 13: 통기공

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 건물 내부에 설치되는 레인지 후드와 건물 외부 사이를 연통시키는 배기유로에 연결되도록 건물 외벽에 배기캡을 설치하는 배기캡의 설치구조에 있어서,
   상기 배기캡은,
   외기를 통과시키도록 마련된 외기관부;
   건물 내부에서 외부로 배출되는 가스를 상기 외기관부로 안내하도록 상기 외기관부 일측으로 연장 형성되는 연장관부;를 포함하고,
   상기 외기관부는,
   길이방향으로 일정한 직경을 구비하는 외측관부;
   상기 외측관부의 일단부 둘레로부터 상기 외측관부의 타단부를 향해 상기 외측관부 내부로 연장 형성되는 내측관부;를 포함하고,
   상기 연장관부는 상기 외측관부 일측에 형성되는 통기공 둘레로부터 반경방향 외측으로 연장 형성되며,
   상기 내측관부는 상기 외측관부의 일단부 둘레로부터 상기 외측관부의 타단부로 갈수록 직경이 감소하는 깔대기 형태로 마련되고,
   상기 배기유로는 건물 외벽에 형성되는 배기공을 포함하며,
   상기 외기관부는 길이방향이 좌우 양측 방향을 향하도록 설치되고,
   상기 연장관부는 건물의 외벽 벽면을 타고 이동하는 외기가 상기 외기관부를 통과할 수 있게 상기 외기관부가 건물 외부 벽면에 밀착하도록 상기 배기공에 삽입되는 배기캡의 설치구조.
6. 삭제