WO2013162318A1 - 스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치 - Google Patents

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WO2013162318A1
WO2013162318A1 PCT/KR2013/003612 KR2013003612W WO2013162318A1 WO 2013162318 A1 WO2013162318 A1 WO 2013162318A1 KR 2013003612 W KR2013003612 W KR 2013003612W WO 2013162318 A1 WO2013162318 A1 WO 2013162318A1
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hood member
wings
swirler
exhaust pipe
hood
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PCT/KR2013/003612
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김지하
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Kim Ji Ha
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    • F24F7/065—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit fan combined with single duct; mounting arrangements of a fan in a duct
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    • F24F2221/46—Air flow forming a vortex

Definitions

  • the present invention relates to a local exhaust device for sucking and discharging contaminated air to the outside. More particularly, the present invention relates to a vortex type local exhaust device for expanding an exhaust area and improving exhaust efficiency by forming a vortex using a rotary swirler. It is about.
  • Local exhaust systems are generally used in factories, homes, restaurants, etc., where pollutants are generated a lot, especially when partial pollutants are generated on the floor away from the exhaust vents or by other installations. In this case, it can be usefully used when pollutant occurs instantaneously.
  • the conventional local exhaust apparatus used for this purpose had various problems. That is, in the conventional local exhaust device, the efficiency of inhaling and removing pollutants rapidly decreases as the source of contamination is farther from the exhaust pipe. Therefore, the local exhaust device is preferably installed as close as possible to the location of the pollutant. And there is a limitation in the installation conditions because it interferes with the movement of the workers.
  • the vortex type local exhaust device has a configuration in which a rotary swirler is installed on the inlet side of the exhaust pipe.As the swirler rotates, a donut-shaped vortex is generated around the exhaust pipe, thereby contaminating the contaminated air in a larger area. Inhalation into the exhaust duct more efficiently.
  • the vortex type local exhaust device is installed on the inlet side of the exhaust pipe, and is generally used with a conventional hood to further increase the effect.
  • FIG. 1 shows an example in which a swirler of a conventional vortex type local exhaust device is installed together with a hat shaped hood.
  • the lower suction port side of the exhaust pipe 10 is provided with a hatch shaped hood 20 and a swirler 30 to form a vortex.
  • Hood 20 is fixed to the lower end of the exhaust pipe 10
  • the swirler 30 is connected to the rotation shaft 43 of the drive motor 41 is installed to be rotatable.
  • the drive motor 41 is installed inside the exhaust pipe 10 by the support 42.
  • the swirler 30 includes a rotating plate 31 rotated by the drive motor 41 and a plurality of wings 32 attached along the outer edge of the rotating plate 31.
  • the vanes 32 blow air from the inside of the rotating plate 31 in the radial direction outside of the rotating plate 31.
  • the exhaust pipe 10 draws not only the contaminated air but also air around the exhaust pipe 10 and the inside of the rotary plate 31. Due to the flow of air, a donut-shaped vortex F1 is formed at the lower portion of the rotating plate 31.
  • the vortic flow F1 formed as described above divides a region where pollutants are generated and a region where no pollutants are generated. It will act as an air curtain.
  • a predetermined gap is formed between the hood 20 and the swirler 30. Accordingly, vortices F1 are formed on the lower both sides of the swirler 30 by the vanes 32, and the normal exhaust flow F2 from the exhaust area toward the exhaust pipe 10 is formed at the lower center of the swirler 30. Not only is formed, but also the air flow F3 toward the exhaust pipe 10 is formed through the gap between the hood 20 and the swirler 30.
  • This air flow F3 causes a loss of the exhaust pressure of the exhaust pipe 10, and at the edge portion A of the hood 20 collides with the vortex F1 to generate turbulent flow, thereby forming a smooth vortex F1.
  • the air flow F3 has a problem of increasing noise while passing through a narrow gap between the fixed hood 20 and the rotating swirler 30.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object thereof is to provide a vortex type local exhaust device having a swirler configured to improve the exhaust efficiency and further expand the exhaust area.
  • a swirler installed at an inlet end of the exhaust pipe and rotating to generate a vortex; And a driving part installed at the exhaust pipe and connected to the swirler to rotate the swirler.
  • a hood member having a disc shape, the air inlet side being formed in a concave groove shape consisting of a flat portion of the central region and an inclined surface portion of the outer edge region;
  • a plurality of lower wings which are installed to be in close contact with the inclined surface portion of the air inflow side of the hood member and rotate together with the hood member to form a vortex;
  • a plurality of upper wings installed on the exhaust pipe facing surface of the hood member to form an air flow inclined downward from the horizontal or horizontal while rotating together with the hood member;
  • an air flow passage formed between the exhaust pipe facing surfaces of the hood member and covering the plurality of upper blades, thereby forming an air flow path between the hood pipe facing surfaces and the exhaust pipe facing surfaces of the hood member.
  • a vortex type local exhaust device comprising a guide member for guiding.
  • an air suction hole communicating with the exhaust pipe may be formed in a central region of the hood member, the flat portion may be formed around the air suction hole, and the inclined surface portion may be formed along the perimeter of the flat portion.
  • the plurality of lower wings may be disposed radially on the air inlet side of the hood member, the plurality of upper wings may be disposed radially around the exhaust pipe.
  • a plurality of wing installation grooves are formed in the inclined surface portion of the hood member extending radially and penetrated to the outer surface of the hood member, and the plurality of lower wings may be inserted into the plurality of wing installation grooves, respectively. have.
  • the plurality of lower wings are erected from the air inlet side of the hood member and has a shape extending in the radial direction
  • the plurality of upper wings are erected from the exhaust pipe facing surface of the hood member and extending in the radial direction Can have.
  • the plurality of lower wings may extend in a radial direction from the inclined surface portion to a portion of the flat portion.
  • the plurality of upper wings may be disposed to be spaced apart from the outer circumferential surface of the exhaust pipe, and may extend in a radial direction to protrude outside the outer edge of the hood member.
  • the guide member may be formed in an annular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the exhaust pipe, and a gap communicating with the air flow passage may be formed between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the exhaust pipe.
  • the plurality of upper wings have a shape that is gradually lowered as the distance away from the center of rotation
  • the guide member may have a shape inclined so that the gap with the hood member gradually narrowed toward the outer circumference.
  • the swirler may further include a plurality of outer wings installed on an outer circumferential surface of the hood member to rotate with the hood member to form a horizontal air flow.
  • the plurality of outer wings may be disposed radially along the outer circumference of the hood member.
  • the plurality of outer wings may extend in the radial direction from the outer peripheral surface of the hood member.
  • the plurality of outer wings may be fixed to the outer peripheral surface of the hood member by a fixing means.
  • a plurality of wing installation grooves are formed in the inclined surface portion of the hood member to extend radially and penetrate to the outer surface of the hood member, and the plurality of lower wings and the plurality of outer wings correspond to each other in a radial direction. It is connected to the integrally formed, the plurality of lower wings and the plurality of outer wings connected to each other in the plurality of wing installation grooves can be inserted respectively installed.
  • the vortex type local exhaust device since the hood and the swirler are integrally formed and rotate together, there is no gap between the hood and the swirler. Accordingly, the loss of exhaust pressure due to the gap between the hood and the swirler and the generation of turbulence are prevented, so that a smooth vortex is formed, thereby improving the exhaust efficiency, and the noise caused by the air flow through the gap. There is an advantage that can be prevented.
  • the air inlet side edge portion of the hood member of the swirler is formed as the inclined surface portion, the flow of air forming the vortex is guided by the inclined surface portion to have an elongated shape as compared with the prior art, and the plurality of upper wings Air flow formed in the horizontal direction upwards or in a direction slightly inclined downward from the horizontal causes the pressure in the portion to be lowered and the vortex below is pulled toward the lowered pressure. Accordingly, the vortex is formed to have an elongated and wider shape than in the related art, and the exhaust flow inside the vortex becomes wider, and the exhaust area is further expanded.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a swirler of a conventional vortex type local exhaust device installed with a hat-shaped hood.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a vortex type local exhaust device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a top surface of the swirler illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the bottom of the swirler illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a partially exploded perspective view illustrating a coupling portion between the hood member and the lower wing of the swirler illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a vortex type local exhaust device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a top surface of the swirler illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating the bottom of the swirler illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a partially exploded perspective view illustrating an example of a coupling method between the hood member of the swirler and the lower wing and the outer wing of FIG. 6.
  • FIG. 10 is a partially exploded perspective view illustrating another example of a coupling method between the hood member of the swirler and the lower wing and the outer wing of FIG. 6.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a vortex type local exhaust device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing the top surface of the swirler shown in Figure 2
  • Figure 4 is a swirler shown in Figure 2
  • Figure 5 is a perspective view showing the bottom of
  • Figure 5 is a partially exploded perspective view showing the coupling portion of the lower blade and the hood member of the swirler shown in FIG.
  • the swirler type local exhaust device 100 is installed on the suction end of the exhaust pipe 10 and rotates to generate a swirler 110.
  • a driving unit 120 connected to the swirler 110 to rotate the swirler 110.
  • the exhaust pipe 10 is a conduit for sucking contaminated air through the open suction end and discharging the contaminated air to the outside.
  • the exhaust pipe 10 may be formed of various kinds of pipes such as a flexible pipe or a metal pipe.
  • the polluted air may be sucked into the exhaust pipe 10 by natural negative pressure, or forcedly sucked by the operation of the exhaust fan.
  • the swirler 110 is rotatably installed at the suction end of the exhaust pipe 10 and includes a hood member 111 corresponding to a conventional hood, and a plurality of swirlers attached to a bottom surface of the hood member 111.
  • the hood member 111 corresponds to a conventional hood, and has a disk shape, and the lower surface thereof, that is, the air inflow side surface 118 is formed in a concave groove shape having a predetermined depth.
  • An air suction hole 116 communicating with the exhaust pipe 10 is formed in the central region of the hood member 111. The contaminated air sucked from the exhaust area is sucked into the exhaust pipe 10 through the air suction hole 116.
  • the center of the air suction hole 116 is provided with a protruding boss-shaped rotary shaft coupling portion 125, the rotary shaft coupling portion 125, as will be described later, the rotary shaft 123 of the drive motor 121 Connected.
  • the rotation shaft insertion hole 126 is vertically penetrated at the center of the rotation shaft coupling portion 125, and the fixing screw after the rotation shaft 123 of the drive motor 121 is inserted into the rotation shaft insertion hole 126. 127 is firmly coupled.
  • the rotation shaft coupling portion 125 is connected to and supported by the hood member 111 by a plurality of connection portions 117 crossing the air suction hole 116 in the radial direction.
  • the air inflow side surface 118 of the hood member 111 facing the exhaust area is formed in a concave groove shape, and may be formed of the planar portion 118a of the center region and the inclined surface portion 118b of the outer edge region. have. That is, the flat portion 118a is formed around the air intake hole 116, and the inclined surface portion 118b is formed along the circumference of the flat portion 118a. The inclined surface portion 118b is formed downward so that the diameter gradually widens toward the exhaust region.
  • the plurality of lower wings 112 is formed to form a vortex while rotating together with the hood member 111, and is installed on the lower surface of the hood member 111, that is, the air inlet side 118, and the hood member ( 111 is disposed radially along the circumferential direction.
  • Each of the plurality of lower blades 112 has a shape extending from the air inlet side surface 118 of the hood member 111 and extending in the radial direction.
  • the height of each of the plurality of lower wings 112 may be equal to the depth of the air inlet side 118 of the hood member 111.
  • Each of the plurality of lower wings 112 is installed to be in close contact with the inclined surface portion 118b of the air inflow side surface 118 of the hood member 111. Therefore, a gap does not occur between the inclined surface portion 118b of the air inflow side surface 118 of the hood member 111 and the lower blade 112.
  • Each of the plurality of lower wings 112 may extend in a radial direction from the inclined surface portion 118b to a part of the flat portion 118a. That is, each of the plurality of lower wings 112 may be formed over the inclined surface portion 118b and the flat portion 118a of the air inflow side surface 118 of the hood member 111.
  • a plurality of wing installation grooves 119 extending in the radial direction and penetrating to the outer surface of the hood member 111 may be formed in the inclined surface portion 118a of the hood member 111.
  • a plurality of lower wings 112 may be inserted into the plurality of wing installation grooves 119, respectively.
  • the plurality of lower wings 112 may be inserted into the plurality of wing installation grooves 119 and then may be integrally and firmly coupled to the hood member 111 by welding or other adhesive means.
  • the upper surface of the hood member 111 that is, the exhaust pipe facing surface 115 is formed in a plane
  • a plurality of upper wings 113 is fixed to the exhaust pipe facing surface 115 Is installed.
  • Each of the plurality of upper blades 113 has a shape extending from the exhaust pipe facing surface 115 of the hood member 111 and extending in the radial direction.
  • the plurality of upper wings 113 rotates together with the hood member 111 to serve to form an air flow in a substantially horizontal direction or a direction slightly inclined downward from the horizontal, along the circumference of the exhaust pipe 10. Arranged radially.
  • the plurality of upper blades 113 rotate together with the hood member 111, whereas the exhaust pipe 10 is fixed, so that the plurality of upper blades 113 are not hindered from being rotated by the exhaust pipe 10. It is arranged to be spaced apart from the outer surface of the exhaust pipe 10 by a predetermined interval.
  • the guide member 114 is disposed to be spaced apart from the exhaust pipe facing surface 115 of the hood member 111 by a predetermined interval to form an air flow path between the exhaust pipe facing surface 115, the plurality of upper wings ( It serves to guide the air flow formed by 113).
  • the guide member 114 is formed to cover the plurality of upper wings 113 and rotates with the plurality of upper wings 113.
  • the guide member 114 is formed in an annular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the exhaust pipe 10, and thus a predetermined distance D between the outer surface of the exhaust pipe 10 and the inner circumferential surface of the guide member 114. Is formed, and the air around the exhaust pipe 10 is sucked into the air flow path between the hood member 111 and the guide member 114 through this gap D.
  • the outer diameters of the plurality of upper blades 113 and the guide member 114 may be larger than the outer diameters of the hood member 111. Accordingly, the plurality of upper blades 113 and the guide member 114 may be hood members 111. Can protrude outside the outer edge of the shell).
  • each of the plurality of upper wings 113 may have a shape in which the height thereof gradually decreases away from the rotation center, and the guide member 114 also inclines downward while going toward the outer circumference, that is, the hood member 111. It may have an inclined shape so that the gap with) gradually narrows. Accordingly, the air flow path between the hood member 111 and the guide member 114 also gradually narrows away from the rotation center. Due to the shape of the air flow passage, the air flow F3 formed by the plurality of upper blades 113 and exiting the air flow passage is formed in a direction inclined downward from the horizontal, and the flow speed thereof is also increased.
  • each of the plurality of upper wings 113 may have a predetermined height, and thus the guide member 114 may also have a shape parallel to the exhaust pipe facing surface 115 of the hood member 111.
  • the air flow F3 exiting the air flow passage is formed in a substantially horizontal direction.
  • the driving unit 120 is connected to the swirler 110 to provide power for rotating the swirler 110.
  • the driving unit 120 includes a driving motor 121 disposed on the center line of the exhaust pipe 10, a motor supporting member 122 supporting the driving motor 121 inside the exhaust pipe 10, and the driving motor 121. It includes a rotating shaft 123 drawn out from. As described above, the rotation shaft 123 is coupled to the rotation shaft coupling portion 125 provided at the center of the hood member 111 of the swirler 110.
  • the driving unit 120 having the above configuration is illustrative, and may have various configurations capable of providing power for rotating the swirler 110, and the installation position thereof is not limited to the above.
  • the driving unit 120 may be installed inside or outside the exhaust pipe 10 by a means such as a bracket to rotate the swirler 110 through a power transmission means such as a belt or a gear.
  • the plurality of lower wings 112 may be hood members 111. Push the inner air outward in the radial direction.
  • the exhaust pipe 10 draws not only the contaminated air but also air around the exhaust pipe 10 into the inside of the exhaust pipe 10 and the hood member 111. Due to the flow of air, a donut-shaped vortex F1 is formed at the lower portion of the hood member 111.
  • the vortic flow F1 formed as described above partitions a region where pollutants are generated and a region where no pollutants are generated. It acts as an air curtain.
  • a vortex F1 is formed at the lower edge portion of the swirler 110 by a plurality of lower blades 112, and a normal exhaust from the exhaust area toward the exhaust pipe 10 is formed at the lower central portion of the swirler 110.
  • Flow F2 is formed.
  • the edge of the air inlet side surface 118 of the hood member 111 of the swirler 110 is formed of the inclined surface portion 118b, the flow of air forming the vortex F1 is caused by the inclined surface portion 118b. It is induced to have an elongated shape as compared with the prior art.
  • the air flow F3 is formed above the vortex F1 in the horizontal direction or in the direction slightly inclined downward from the horizontal by the plurality of upper blades 113.
  • This air flow F3 lowers the pressure of the portion, so that the lower vortex F1 is pulled up toward the lowered pressure, that is, upward.
  • the vortex F1 is formed to have an elongated and wider shape than in the related art, and the exhaust flow F2 inside the vortex F1 becomes wider.
  • the exhaust efficiency can be improved and the exhaust area can be further expanded.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a vortex type local exhaust device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a perspective view showing a top surface of the swirler shown in FIG. 6
  • FIG. 8 is a swirler shown in FIG. 6. It is a perspective view which shows the bottom of the.
  • the vortex type local exhaust device 200 is provided with a swirler 210 which is installed at the suction end of the exhaust pipe 10 to generate vortex by rotating. It is configured to include a drive unit 120 connected to the swirler 210 to rotate the swirler 210.
  • the swirler 210 is rotatably installed at the suction end of the exhaust pipe 10, and includes a hood member 111 corresponding to a conventional hood and a plurality of lower parts installed on a bottom surface of the hood member 111.
  • hood member 111 Since the hood member 111, the plurality of lower wings 112, the plurality of upper wings 113 and the guide member 114 are the same as in the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted to avoid repetition. Shall be.
  • driving unit 120 since the driving unit 120 is the same as in the above-described embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the plurality of outer wings 215 rotates together with the hood member 111 to form a horizontal air flow, and is disposed radially along the outer circumference of the hood member 111.
  • the plurality of outer wings 215 may have a shape extending radially from the outer circumferential surface of the hood member 111, and may be fixedly installed on the outer circumferential surface of the hood member 111 by using a fixing screw 214.
  • the plurality of outer wings 215 may have the same height as the plurality of lower wings 112.
  • FIG. 9 is a partially exploded perspective view illustrating an example of a coupling method between the hood member of the swirler and the lower wing and the outer wing illustrated in FIG. 6, and FIG. 10 is a view showing the hood member and the lower wing of the swirler illustrated in FIG. 6. It is a partially exploded perspective view which shows the other example of the coupling method of an outer blade.
  • a plurality of wing installation grooves 119 extending in the radial direction and penetrating to the outer surface of the hood member 111 may be formed in the inclined surface portion 118a of the hood member 111.
  • a plurality of lower wings 112 may be inserted into the plurality of wing installation grooves 119, respectively.
  • the plurality of lower wings 112 may be inserted into the plurality of wing installation grooves 119 and then firmly fixed to the hood member 111 by welding or other attachment means.
  • the plurality of outer wings 215, as described above can be fixed to the outer peripheral surface of the hood member 111 using a fixing screw 214, in addition to the hood member (by welding or other fixing means) 111 may be fixedly installed on the outer circumferential surface thereof.
  • a plurality of wing installation grooves 119 extending in the radial direction and penetrating to the outer surface of the hood member 111 may be formed in the inclined surface portion 118a of the hood member 111.
  • the plurality of lower wings 112 and the plurality of outer wings 215 may be integrally connected to one another corresponding to each other in a radial direction. Therefore, after inserting the lower wing 112 and the outer wing 215 connected to each other into the wing installation groove 119, it can be firmly fixed to the hood member 111 by welding or other attachment means.
  • the plurality of outer wings 215 need not be separately installed on the outer circumferential surface of the hood member 111, there is an advantage that the manufacturing process is simplified.
  • Vortex F1 is formed by the plurality of lower vanes 112 at the lower edge of the lower edge, and a normal exhaust flow F2 from the exhaust area toward the exhaust pipe 10 is formed at the lower center of the swirler 210. .
  • hood member 111 and the plurality of lower wings 112 of the swirler 210 are the same as in the above-described embodiment, and thus have the same advantages as the above-described embodiment.
  • the air flow F3 is formed by the plurality of upper vanes 113 in the horizontal direction or in the direction slightly inclined downward from the vortex F1.
  • the air flow F4 is also formed by the plurality of outer wings 215 provided on the outer circumferential surface of the hood member 111, and the air flow F4 is described above. As shown, it is formed in the horizontal direction.
  • the air stream F4 formed by the plurality of outer vanes 215 joins the air stream F3 while pushing up the air stream F3 formed by the plurality of upper vanes 113, and thus joined Air flows F3 and F4 are formed in a substantially horizontal direction.
  • the combined air flow according to the flow rate and flow rate of the air flow (F4) formed by the plurality of outer wings (215) and the air flow (F4) formed by the plurality of upper blades (113) can be changed in the horizontal direction or the direction slightly inclined from the horizontal.
  • the local exhaust apparatus 100 according to another embodiment of the present invention, not only the exhaust efficiency is improved but also the exhaust region can be further expanded.
  • the present invention can be used as domestic and / or industrial local exhaust.

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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, 원판 형상을 가지며, 공기유입측면이 중심 영역의 평면부와 외측 가장자리 영역의 경사면부로 이루어진 오목한 홈 형상으로 형성된 후드부재와, 후드부재의 공기유입측면의 경사면부에 밀착되도록 설치되어, 후드부재와 함께 회전하면서 와류를 형성하는 다수의 하부 날개와, 후드부재의 배기관대향면에 설치되어, 후드부재와 함께 회전하면서 수평 또는 수평으로부터 하향 경사진 공기흐름을 형성하는 다수의 상부 날개와, 후드부재의 배기관대향면으로부터 이격되게 설치되며 다수의 상부 날개를 덮는 것으로, 후드부재의 배기관대향면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 다수의 상부 날개에 의해 형성된 공기흐름을 가이드하는 가이드부재를 포함한다.

Description

스왈러를 구비한 와류형 국소배기장치
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 보다 넓은 영역에서 보다 효율적으로 배기관 내로 흡입하게 된다.
상기한 바와 같이, 와류형 국소배기장치는 배기관의 흡입구 측에 설치되는데, 그 효과를 더욱 높이기 위해 종래의 후드와 함께 사용되는 것이 일반적이다.
도 1에는 종래의 와류형 국소배기장치의 스왈러가 삿갓 형태의 후드와 함께 설치된 예가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 배기관(10)의 하단 흡입구 측에 삿갓 형태의 후드(20)와 와류를 형성시키는 스왈러(30)가 함께 설치된다. 후드(20)는 배기관(10)의 하단에 고정 설치되고, 스왈러(30)는 구동모터(41)의 회전축(43)에 연결되어 회전가능하도록 설치된다. 구동모터(41)는 지지대(42)에 의해 배기관(10) 내부에 설치된다. 스왈러(30)는 구동모터(41)에 의해 회전되는 회전판(31)과, 회전판(31)의 외측 가장자리를 따라 부착된 다수의 날개(32)를 포함한다.
배기관(10)을 통한 배기 작동이 이루어지고 있는 상태에서, 스왈러(30)의 회전판(31)이 회전하면, 날개(32)는 회전판(31) 내측의 공기를 회전판(31)의 반경 방향 바깥쪽으로 밀어낸다. 그리고, 배기관(10)은 오염된 공기뿐만 아니라 그 주위의 공기도 배기관(10) 내부 및 회전판(31)의 내측으로 끌어들인다. 이와 같은 공기의 유동에 의해 회전판(31)의 하부에는 도너츠 형상의 와류(F1)가 형성되는데, 이와 같이 형성된 와류(F1)는 오염물질이 발생되는 영역과 오염물질이 발생하지 않는 영역을 구획하는 에어 커튼 역할을 하게 된다.
그런데, 후드(20)는 배기관(10)에 고정 설치되고, 스왈러(30)는 회전가능하도록 설치되어야 하므로, 후드(20)와 스왈러(30) 사이에는 소정의 틈새가 형성된다. 이에 따라, 스왈러(30)의 하부 양측부에는 날개(32)에 의해 와류(F1)가 형성되고, 스왈러(30)의 하부 중심부에는 배기영역으로부터 배기관(10) 쪽으로의 정상적인 배기 흐름(F2)이 형성될 뿐 아니라, 후드(20)와 스왈러(30) 사이의 틈새를 통해 배기관(10) 쪽으로의 공기 흐름(F3)도 형성된다.
이러한 공기 흐름(F3)은 배기관(10)의 배기압의 손실을 초래하고, 후드(20)의 가장자리 부위(A)에서 와류(F1)와 충돌하여 난류를 발생시킴으로써 원활한 와류(F1)의 형성을 방해하여 배기효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 공기 흐름(F3)이 고정된 후드(20)와 회전하는 스왈러(30) 사이의 좁은 틈새를 통과하면서 소음을 증가시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 배기효율을 향상시키고 배기영역을 더욱 확장시킬 수 있도록 구성된 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,
원판 형상을 가지며, 공기유입측면이 중심 영역의 평면부와 외측 가장자리 영역의 경사면부로 이루어진 오목한 홈 형상으로 형성된 후드부재; 상기 후드부재의 공기유입측면의 경사면부에 밀착되도록 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 와류를 형성하는 다수의 하부 날개; 상기 후드부재의 배기관대향면에 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 수평 또는 수평으로부터 하향 경사진 공기흐름을 형성하는 다수의 상부 날개; 및 상기 후드부재의 배기관대향면으로부터 이격되게 설치되며 상기 다수의 상부 날개를 덮는 것으로, 상기 후드부재의 배기관대향면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 상기 다수의 상부 날개에 의해 형성된 공기흐름을 가이드하는 가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치가 제공된다.
그리고, 상기 후드부재의 중심 영역에는 상기 배기관과 연통되는 공기 흡입홀이 형성되며, 상기 평면부는 상기 공기 흡입홀의 둘레에 형성되고, 상기 경사면부는 상기 평면부의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 하부 날개는 상기 후드부재의 공기유입측면에 방사상으로 배치되며, 상기 다수의 상부 날개는 상기 배기관의 둘레에 방사상으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 후드부재의 경사면부에는 반경 방향으로 연장되어 상기 후드부재의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈이 형성되며, 상기 다수의 날개 설치홈에 상기 다수의 하부 날개가 각각 삽입 설치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 하부 날개는 상기 후드부재의 공기유입측면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 상기 다수의 상부 날개는 상기 후드부재의 배기관대향면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 다수의 하부 날개는 상기 경사면부로부터 상기 평면부의 일부까지 반경 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 다수의 상부 날개는 상기 배기관의 외주면과 이격되도록 배치되고, 상기 후드부재의 외측 가장자리 밖으로 돌출되도록 반경 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 가이드부재는 상기 배기관의 외경보다 큰 내경을 가진 환형의 형상으로 이루어지며, 상기 가이드부재의 내주면과 상기 배기관의 외주면 사이에 상기 공기흐름통로와 연통되는 간격이 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 상부 날개는 회전중심으로부터 멀어질수록 그 높이가 점차 낮아지는 형상을 가지며, 상기 가이드부재는 외주쪽으로 가면서 상기 후드부재와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 스왈러는, 상기 후드부재의 외주면에 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 수평 방향의 공기 흐름을 형성하는 다수의 외측 날개;를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주를 따라 방사상으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주면으로부터 반경 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주면에 고정 수단에 의해 고정 설치될 수 있다.
또한, 상기 후드부재의 경사면부에는 반경 방향으로 연장되어 상기 후드부재의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈이 형성되고, 상기 다수의 하부 날개와 다수의 외측 날개는 서로 대응되는 것끼리 반경 방향으로 연결되어 일체로 형성되며, 상기 다수의 날개 설치홈에 서로 연결된 상기 다수의 하부 날개와 다수의 외측 날개가 각각 삽입 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와류형 국소배기장치에 의하면, 후드와 스왈러가 일체로 형성되어 함께 회전하는 구성을 가지므로, 후드와 스왈러 사이에 틈새가 발생하지 않는다. 이에 따라, 후드와 스왈러 사이의 틈새에 기인한 배기압의 손실과 난류의 발생이 방지되어 원활한 와류가 형성됨으로써 배기효율이 향상되는 장점이 있으며, 이러한 틈새를 통한 공기 흐름에 기인하여 발생하는 소음을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 스왈러의 후드부재의 공기유입측면 가장자리부가 경사면부로 형성되어 있으므로, 와류를 형성하는 공기의 흐름이 경사면부에 의해 유도되어 종래에 비해 길쭉한 형상을 가지게 되며, 다수의 상부 날개에 의해 와류의 위쪽에 수평 방향으로 또는 수평으로부터 약간 하향 경사진 방향으로 형성되는 공기 흐름에 의해, 그 부분의 압력이 낮아지게 되어 아래쪽의 와류는 압력이 낮아진 쪽으로 끌려 올라간다. 이에 따라, 와류는 종래에 비해 길쭉하고 넓게 퍼진 형상으로 형성되고, 와류 내측의 배기 흐름은 그 폭이 넓어지게 되어, 배기영역이 더욱 확장되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 와류형 국소배기장치의 스왈러가 삿갓 형태의 후드와 함께 설치된 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스왈러의 상면을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개의 결합 부위를 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 스왈러의 상면을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개 및 외측 날개의 결합 방식의 일 예를 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 10은 도 6에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개 및 외측 날개의 결합 방식의 다른 예를 도시한 부분 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 와류형 국소배기장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 스왈러의 상면을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개의 결합 부위를 도시한 부분 분해 사시도이다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 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 부압에 의해 배기관(10) 내로 흡입되거나, 배기팬의 작동으로 강제 흡입될 수 있다.
상기 스왈러(swirler, 110)는, 배기관(10)의 흡입단부에 회전 가능하도록 설치되며, 종래의 후드에 대응되는 후드부재(111)와, 상기 후드부재(111)의 저면에 부착된 다수의 하부 날개(112)와, 상기 후드부재(111)의 상부에 이격되어 설치된 가이드부재(114)와, 상기 후드부재(111)의 상면과 가이드부재(114) 사이에 설치된 다수의 상부 날개(113)를 포함하여 구성된다.
상기 후드부재(111)는, 종래의 후드에 대응되는 것으로, 원판 형상을 가지며, 그 하면, 즉 공기유입측면(118)은 소정 깊이의 오목한 홈 형상으로 형성된다. 상기 후드부재(111)의 중심 영역에는 배기관(10)과 연통되는 공기 흡입홀(116)이 형성된다. 배기영역으로부터 흡입되는 오염 공기는 상기 공기 흡입홀(116)을 통과하여 배기관(10) 내부로 흡입된다.
상기 공기 흡입홀(116)의 중심에는 돌출된 보스 형상의 회전축 결합부(125)가 마련되며, 상기 회전축 결합부(125)에는, 후술하는 바와 같이, 구동모터(121)의 회전축(123)이 연결된다. 이를 위해, 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 회전축 결합부(125)는 공기 흡입홀(116)을 반경 방향으로 가로지르는 다수의 연결부(117)에 의해 상기 후드부재(111)에 연결되어 지지된다.
상기한 바와 같이 배기영역과 대향하는 후드부재(111)의 공기유입측면(118)은 오목한 홈 형상으로 형성되는데, 중심 영역의 평면부(118a)와 외측 가장자리 영역의 경사면부(118b)로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 평면부(118a)는 공기 흡입홀(116)의 둘레에 형성되고, 상기 경사면부(118b)는 평면부(118a)의 둘레를 따라 형성된다. 상기 경사면부(118b)는 아래쪽으로 가면서, 즉 배기영역을 향해 직경이 점차 넓어지도록 형성된다.
상기 다수의 하부 날개(112)는 후드부재(111)와 함께 회전하면서 와류를 형성하는 작용을 하는 것으로, 상기 후드부재(111)의 하면, 즉 공기유입측면(118)에 설치되며, 후드부재(111)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배치된다. 상기 다수의 하부 날개(112) 각각은 후드부재(111)의 공기유입측면(118)으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가진다. 상기 다수의 하부 날개(112) 각각의 높이는 후드부재(111)의 공기유입측면(118)의 깊이와 동일할 수 있다.
상기 다수의 하부 날개(112) 각각은 후드부재(111)의 공기유입측면(118)의 경사면부(118b)에 밀착되도록 설치된다. 따라서, 후드부재(111)의 공기유입측면(118)의 경사면부(118b)와 하부 날개(112) 사이에 틈이 발생하지 않는다. 그리고, 상기 다수의 하부 날개(112) 각각은 경사면부(118b)로부터 평면부(118a)의 일부까지 반경 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 다수의 하부 날개(112) 각각은 후드부재(111)의 공기유입측면(118)의 경사면부(118b)와 평면부(118a)에 걸쳐 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 후드부재(111)의 경사면부(118a)에는 반경 방향으로 연장되어 후드부재(111)의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈(119)이 형성될 수 있으며, 상기 다수의 날개 설치홈(119)에 다수의 하부 날개(112)가 각각 삽입 설치될 수 있다. 상기 다수의 하부 날개(112)는 다수의 날개 설치홈(119)에 삽입 설치된 후, 용접이나 기타 접착 수단에 의해 후드부재(111)에 일체로 견고하게 결합될 수 있다.
다시, 도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 상기 후드부재(111)의 상면, 즉 배기관대향면(115)은 평면으로 이루어지며, 배기관대향면(115)에 다수의 상부 날개(113)가 고정 설치된다. 상기 다수의 상부 날개(113) 각각은 후드부재(111)의 배기관대향면(115)으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가진다.
상기 다수의 상부 날개(113)는 후드부재(111)와 함께 회전하면서 대략 수평 방향 또는 수평으로부터 아래쪽으로 약간 경사진 방향의 공기흐름을 형성하는 작용을 하는 것으로, 상기 배기관(10)의 둘레를 따라 방사상으로 배치된다. 그리고, 상기 다수의 상부 날개(113)는 후드부재(111)와 함께 회전하는데 반해, 배기관(10)은 고정되어 있으므로, 다수의 상부 날개(113)는 배기관(10)에 의해 회전을 방해받지 않도록 배기관(10)의 외측면과 소정 간격 이격되도록 배치된다.
상기 가이드부재(114)는 상기 후드부재(111)의 배기관대향면(115)과 소정 간격 이격되도록 배치되어 배기관대향면(115)과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써, 상기 다수의 상부 날개(113)에 의해 형성된 공기흐름을 가이드하는 작용을 하게 된다.
구체적으로, 상기 가이드부재(114)는 다수의 상부 날개(113)를 덮도록 형성되어 다수의 상부 날개(113)와 함께 회전한다. 상기 가이드부재(114)는 배기관(10)의 외경보다 큰 내경을 가진 환형의 형상으로 이루어지며, 이에 따라 배기관(10)의 외측면과 가이드 부재(114)의 내주면 사이에 소정의 간격(D)이 형성되고, 이 간격(D)을 통해 배기관(10) 주변의 공기가 후드부재(111)와 가이드부재(114) 사이의 공기흐름통로로 흡입된다.
상기 다수의 상부 날개(113)와 가이드부재(114)의 외경은 후드부재(111)의 외경보다 클 수 있으며, 이에 따라 상기 다수의 상부 날개(113)와 가이드부재(114)는 후드부재(111)의 외측 가장자리 밖으로 돌출될 수 있다. 그리고, 다수의 상부 날개(113) 각각은 회전중심으로부터 멀어질수록 그 높이가 점차 낮아지는 형상을 가질 수 있으며, 상기 가이드부재(114)도 외주쪽으로 가면서 아래쪽으로 경사진 형상, 즉 후드부재(111)와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 후드부재(111)와 가이드부재(114) 사이의 공기흐름통로도 회전중심으로부터 멀어질수록 점차 좁아지게 된다. 이러한 공기흐름통로의 형상에 의해, 다수의 상부 날개(113)에 의해 형성되어 공기흐름통로를 빠져나오는 공기흐름(F3)은 수평으로부터 하향 경사진 방향으로 형성되고, 그 흐름 속도도 빨라지게 된다.
한편, 상기 다수의 상부 날개(113) 각각은 일정한 높이를 가질 수 있으며, 이에 따라 가이드부재(114)도 후드부재(111)의 배기관대향면(115)과 평행한 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 공기흐름통로를 빠져나오는 공기흐름(F3)은 대략 수평방향으로 형성된다.
상기 구동부(120)는, 상기 스왈러(110)에 연결되어 스왈러(110)를 회전시키는 동력을 제공한다. 상기 구동부(120)는 배기관(10)의 중심선 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 후드부재(111)의 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.
이하에서는, 도 2를 참조하면서, 상기한 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 와류형 국소배기장치(100)의 작동과 이에 따른 공기의 흐름을 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 배기관(10)을 통한 배기 작동이 이루어지고 있는 상태에서, 구동부(120)에 의해 스왈러(110)가 회전하게 되면, 다수의 하부 날개(112)는 후드부재(111) 내측의 공기를 반경 방향 바깥쪽으로 밀어낸다. 그리고, 배기관(10)은 오염된 공기뿐만 아니라 그 주위의 공기도 배기관(10) 내부 및 후드부재(111)의 내측으로 끌어들인다. 이와 같은 공기의 흐름에 의해 후드부재(111)의 하부에는 도너츠 형상의 와류(F1)가 형성되는데, 이와 같이 형성된 와류(F1)는 오염물질이 발생되는 영역과 오염물질이 발생하지 않는 영역을 구획하는 에어 커튼 역할을 하게 된다. 이와 같이, 스왈러(110)의 하부 가장자리부에는 다수의 하부 날개(112)에 의해 와류(F1)가 형성되고, 스왈러(110)의 하부 중심부에는 배기영역으로부터 배기관(10) 쪽으로의 정상적인 배기 흐름(F2)이 형성된다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 종래의 후드에 대응되는 후드부재(111)와 와류를 형성하는 다수의 하부 날개(112)가 일체로 형성되어 함께 회전하는 구성을 가지므로, 종래의 후드와 스왈러 사이의 틈새가 본 발명에서는 존재하지 않는다. 따라서, 이러한 틈새에 기인한 배기압의 손실과 난류의 발생이 방지되어 원활한 와류(F1)가 형성됨으로써 배기효율이 향상될 수 있으며, 이러한 틈새를 통한 공기 흐름에 기인하여 발생하는 소음을 방지할 수 있다.
그리고, 스왈러(110)의 후드부재(111)의 공기유입측면(118) 가장자리부가 경사면부(118b)로 형성되어 있으므로, 와류(F1)를 형성하는 공기의 흐름이 경사면부(118b)에 의해 유도되어 종래에 비해 길쭉한 형상을 가지게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 다수의 상부 날개(113)에 의해 와류(F1)의 위쪽에 수평 방향으로 또는 수평으로부터 약간 하향 경사진 방향으로 공기 흐름(F3)이 형성된다. 이러한 공기 흐름(F3)으로 인해 그 부분의 압력이 낮아지게 되므로, 아래쪽의 와류(F1)는 압력이 낮아진 쪽으로, 즉 위쪽으로 끌려 올라간다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 와류(F1)는 종래에 비해 길쭉하고 넓게 퍼진 형상으로 형성되고, 와류(F1) 내측의 배기 흐름(F2)은 그 폭이 넓어지게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 국소배기장치(100)에 의하면, 배기효율이 향상될 뿐만 아니라 배기영역이 더욱 확장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형 국소배기장치를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 스왈러의 상면을 도시한 사시도이며, 도 8은 도 6에 도시된 스왈러의 저면을 도시한 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 함께 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형 국소배기장치(200)는, 배기관(10)의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러(210)와, 상기 스왈러(210)에 연결되어 상기 스왈러(210)를 회전시키는 구동부(120)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 스왈러(210)는, 배기관(10)의 흡입단부에 회전 가능하도록 설치되며, 종래의 후드에 대응되는 후드부재(111)와, 상기 후드부재(111)의 저면에 설치된 다수의 하부 날개(112)와, 상기 후드부재(111)의 상부에 이격되어 설치된 가이드부재(114)와, 상기 후드부재(111)의 상면과 가이드부재(114) 사이에 설치된 다수의 상부 날개(113)와, 상기 후드부재(111)의 외주면에 설치된 다수의 외측 날개(215)를 포함하여 구성된다.
상기 후드부재(111), 다수의 하부 날개(112), 다수의 상부 날개(113) 및 가이드부재(114)는 전술한 일 실시예에서와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 반복을 피하기 위해 생략하기로 한다. 그리고, 상기 구동부(120)도 전술한 일 실시예에서와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명도 생략한다.
상기 다수의 외측 날개(215)는 후드부재(111)와 함께 회전하면서 수평 방향의 공기흐름을 형성하는 작용을 하는 것으로, 후드부재(111)의 외주를 따라 방사상으로 배치된다. 그리고, 상기 다수의 외측 날개(215)는 후드부재(111)의 외주면으로부터 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 후드부재(111)의 외주면에 고정나사(214)를 이용하여 고정 설치될 수 있다. 또한, 상기 다수의 외측 날개(215)는 다수의 하부 날개(112)와 동일한 높이를 가질 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개 및 외측 날개의 결합 방식의 일 예를 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 10은 도 6에 도시된 스왈러의 후드부재와 하부 날개 및 외측 날개의 결합 방식의 다른 예를 도시한 부분 분해 사시도이다.
먼저, 도 9를 참조하면, 상기 후드부재(111)의 경사면부(118a)에는 반경 방향으로 연장되어 후드부재(111)의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈(119)이 형성될 수 있으며, 상기 다수의 날개 설치홈(119)에 다수의 하부 날개(112)가 각각 삽입 설치될 수 있다. 상기 다수의 하부 날개(112)는 다수의 날개 설치홈(119)에 삽입 설치된 후, 용접이나 기타 부착 수단에 의해 후드부재(111)에 견고하게 고정될 수 있다. 한편, 상기 다수의 외측 날개(215)는, 전술한 바와 같이 후드부재(111)의 외주면에 고정나사(214)를 이용하여 고정 설치될 수 있으며, 이 외에도 용접이나 기타 고정수단에 의해서도 후드부재(111)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 상기 후드부재(111)의 경사면부(118a)에는 반경 방향으로 연장되어 후드부재(111)의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈(119)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 하부 날개(112)와 다수의 외측 날개(215)는 서로 대응되는 것끼리 반경 방향으로 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 서로 연결된 하부 날개(112)와 외측 날개(215)를 상기 날개 설치홈(119)에 삽입 설치한 후, 용접이나 기타 부착 수단에 의해 후드부재(111)에 견고하게 고정할 수 있다. 이 경우, 다수의 외측 날개(215)를 후드부재(111)의 외주면에 별도로 설치할 필요가 없으므로, 제조 공정이 단순화되는 장점이 있다.
이하에서는, 도 6을 참조하면서, 상기한 구성을 가진 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류형 국소배기장치(200)의 작동과 이에 따른 공기의 흐름을 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 배기관(10)을 통한 배기 작동이 이루어지고 있는 상태에서, 구동부(120)에 의해 스왈러(210)가 회전하게 되면, 전술한 일 실시예에서와 같이, 스왈러(210)의 하부 가장자리부에는 다수의 하부 날개(112)에 의해 와류(F1)가 형성되고, 스왈러(210)의 하부 중심부에는 배기영역으로부터 배기관(10) 쪽으로의 정상적인 배기 흐름(F2)이 형성된다.
그리고, 상기 스왈러(210)의 후드부재(111)와 다수의 하부 날개(112)는 전술한 일 실시예에서와 동일하므로, 전술한 일 실시예와 동일한 장점을 가지게 된다.
또한, 전술한 일 실시예에서와 같이, 다수의 상부 날개(113)에 의해 와류(F1)의 위쪽에 수평 방향으로 또는 수평으로부터 약간 하향 경사진 방향으로 공기 흐름(F3)이 형성된다. 특히, 본 실시예의 스왈러(210)에 의하면, 후드부재(111)의 외주면에 설치된 다수의 외측 날개(215)에 의해서도 공기 흐름(F4)이 형성되며, 이러한 공기 흐름(F4)은, 전술한 바와 같이, 수평 방향으로 형성된다. 다수의 외측 날개(215)에 의해 형성된 공기 흐름(F4)은 다수의 상부 날개(113)에 의해 형성된 공기 흐름(F3)을 밀어 올리면서 상기 공기 흐름(F3)과 합류하게 되고, 이에 따라 합류된 공기 흐름(F3, F4)은 대략 수평 방향으로 형성된다. 다만, 다수의 외측 날개(215)에 의해 형성되는 공기 흐름(F4)의 유량 및 유속과 다수의 상부 날개(113)에 의해 형성되는 공기 흐름(F4)의 유량 및 유속에 따라 합류된 공기 흐름(F3, F4)의 방향은 수평 방향 또는 수평으로부터 약간 하향 경사진 방향으로 변할 수 있다.
상기한 바와 같이, 후드부재(111)의 상면에 설치된 다수의 상부 날개(113)에 의해 형성된 공기 흐름(F3)이 다수의 외측 날개(215)에 의해 형성된 공기 흐름(F4)과 합류하게 되고, 이에 따라 와류(F1)의 위쪽에 빠른 유속의 합류된 공기 흐름(F3, F4)이 형성될 수 있다.
이러한 빠른 유속의 공기 흐름(F3, F4)으로 인해 그 부분의 압력이 낮아지게 되므로, 아래쪽의 와류(F1)는 압력이 낮아진 쪽으로, 즉 위쪽으로 끌려 올라간다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 와류(F1)는 더욱 길쭉하고 넓게 퍼진 형상으로 형성되고, 와류(F1) 내측의 배기 흐름(F2)은 그 폭이 더욱 넓어지게 된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 국소배기장치(100)에 의하면, 배기효율이 향상될 뿐만 아니라 배기영역이 더욱 더 확장될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 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.
본 발명은 가정용 및/또는 산업용 국소배기장치로서 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 배기관의 흡입단부에 설치되어 회전함으로써 와류를 발생시키는 스왈러; 및
    상기 배기관에 설치되는 것으로, 상기 스왈러에 연결되어 상기 스왈러를 회전시키는 구동부;를 구비하며,
    상기 스왈러는,
    원판 형상을 가지며, 공기유입측면이 중심 영역의 평면부와 외측 가장자리 영역의 경사면부로 이루어진 오목한 홈 형상으로 형성된 후드부재;
    상기 후드부재의 공기유입측면의 경사면부에 밀착되도록 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 와류를 형성하는 다수의 하부 날개;
    상기 후드부재의 배기관대향면에 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 수평 또는 수평으로부터 하향 경사진 공기흐름을 형성하는 다수의 상부날개; 및
    상기 후드부재의 배기관대향면으로부터 이격되게 설치되며 상기 다수의 상부 날개를 덮는 것으로, 상기 후드부재의 배기관대향면과의 사이에 공기흐름통로를 형성함으로써 상기 다수의 상부 날개에 의해 형성된 공기흐름을 가이드하는 가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 후드부재의 중심 영역에는 상기 배기관과 연통되는 공기 흡입홀이 형성되며, 상기 평면부는 상기 공기 흡입홀의 둘레에 형성되고, 상기 경사면부는 상기 평면부의 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 하부 날개는 상기 후드부재의 공기유입측면에 방사상으로 배치되며, 상기 다수의 상부 날개는 상기 배기관의 둘레에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 후드부재의 경사면부에는 반경 방향으로 연장되어 상기 후드부재의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈이 형성되며, 상기 다수의 날개 설치홈에 상기 다수의 하부 날개가 각각 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 하부 날개는 상기 후드부재의 공기유입측면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 상기 다수의 상부 날개는 상기 후드부재의 배기관대향면으로부터 세워지고 반경 방향으로 연장된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 다수의 하부 날개는 상기 경사면부로부터 상기 평면부의 일부까지 반경 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 상부 날개는 상기 배기관의 외주면과 이격되도록 배치되고, 상기 후드부재의 외측 가장자리 밖으로 돌출되도록 반경 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 배기관의 외경보다 큰 내경을 가진 환형의 형상으로 이루어지며, 상기 가이드부재의 내주면과 상기 배기관의 외주면 사이에 상기 공기흐름통로와 연통되는 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 상부 날개는 회전중심으로부터 멀어질수록 높이가 점차 낮아지는 형상을 가지며, 상기 가이드부재는 외주쪽으로 가면서 상기 후드부재와의 간격이 점차 좁아지도록 경사진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 스왈러는,
    상기 후드부재의 외주면에 설치되어, 상기 후드부재와 함께 회전하면서 수평 방향의 공기 흐름을 형성하는 다수의 외측 날개;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주를 따라 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주면으로부터 반경 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 외측 날개는 상기 후드부재의 외주면에 고정 수단에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 후드부재의 경사면부에는 반경 방향으로 연장되어 상기 후드부재의 외측면까지 관통된 다수의 날개 설치홈이 형성되고, 상기 다수의 하부 날개와 다수의 외측 날개는 서로 대응되는 것끼리 반경 방향으로 연결되어 일체로 형성되며,
    상기 다수의 날개 설치홈에 서로 연결된 상기 다수의 하부 날개와 다수의 외측 날개가 각각 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 와류형 국소배기장치.
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