KR100917787B1

KR100917787B1 - 고체연료용 열풍기

Info

Publication number: KR100917787B1
Application number: KR1020090028761A
Authority: KR
Inventors: 전제선
Original assignee: 전제선
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2009-09-21

Abstract

본 발명은 고체연료용 열풍기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 연소실과 매연배출실의 사이에 1차 열풍송풍실을 형성하고 매연배출실의 후방측에는 2차 열풍송풍실을 형성함과 아울러 연료통을 외장케이스의 내측에 설치함으로써, 부피를 최소화하면서 열교환효율은 증대시켜 난방효율을 향상하고, 공기유입관을 통해 연소실로 유입되는 공기의 유입구조를 개선하여 완전연소를 유도하며, 또한 히터를 화구의 내,외측으로 슬라이딩 작동가능하게 설치하여 히터의 수명을 연장할 수 있도록 한 고체연료용 열풍기에 관한 것이다.

이에 본 발명은, 고체연료(11b)를 수용하도록 연료통(11)을 갖는 외장케이스(10)와, 상기 외장케이스(10)의 내측에 설치됨과 아울러 고체연료(11b)를 연소시켜 발생한 열을 통해 열풍을 만들어 외장케이스(10) 외측으로 송풍하는 열풍송풍수단(5)과, 상기 연료통(11)에 수용된 고체연료(11b)를 열풍송풍수단(5)측으로 공급하는 연료공급수단(30)을 포함하여 이루어진 고체연료용 열풍기에 있어서, 상기 열풍송풍수단(5)은, 상기 고체연료(11b)가 연소되는 연소실(21)과, 상기 연소실(21)의 후방측에 일정간격 이격설치되되 상기 연소실(21)과 연통되어 매연을 배출하는 매연배출실(23)과, 상기 연소실(21)과 매연배출실(23)의 사이에 구획 형성됨과 아울러 연소실(21) 및 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 1차 송풍팬(22a)을 통해 외부로 송풍하는 1차 열풍송풍실(22)로 이루어진 본체(20); 상기 연소실(21)내의 하부에 설치되어 상기 연료공급수단(30)으로부터 공 급받은 고체연료(11b)를 연소시키는 화구(40); 상기 화구(40)의 내부로 공급된 고체연료(11b)를 연소시키기 위한 열원을 제공하는 히터(50); 상기 연소실(21)의 내부로 공기를 유입하도록 설치되는 공기유입관(60); 상기 외장케이스(10)의 내부에 설치되어 매연배출실(23)내의 매연을 외부로 배기함과 동시에 상기 공기유입관(60)을 통해 공기를 연소실(21)로 유입하는 배기팬(70); 상기 본체(20)에서 화구(40)의 하부에 설치되어 화구(40)에서 연소된 재를 외부로 배출하는 재배출수단(80)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

고체연료, 열풍기, 연소실, 매연배출실, 열풍송풍실, 화구, 히터, 공기유입관

Description

고체연료용 열풍기{HOT AIR BLOWER FOR SOLID FUEL}

일반적으로 열풍기는 다양한 연료를 사용하고 있는데 사용의 편리 및 안전을 위해 기름을 사용한 열풍기가 사용되어 왔으나, 현재에는 편의성을 위해 가스를 많이 사용하고 있다.

그러나, 이러한 기름 열풍기 및 가스 열풍기는 사용상 편의성을 제공받을 수는 있으나 비용적인 면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있어 상기한 기름 및 가스 열풍기의 단점을 보완한 고체연료용 열풍기가 개발되어 사용되고 있다.

상기 고체연료는 숯, 장작, 석탄, 연탄, 코우크스(cokes), 우드펠렛(wood pellet) 등과 같은 연료를 말하는 것으로서, 액체,기체 연료보다 발화점이 낮은데도 불이 쉽게 붙지 않는 문제점이 있으나 발화시 항상 발화점 이상으로 유지하는 성질을 가지고 있다.

따라서, 상기 고체연료의 장점을 이용한 열풍기는 실내난방은 물론 화원이나 작물을 건조시키는 건조실 등 다양한 목적으로 상용화되고 있다.

이러한 고체연료용 열풍기는 국내 특허등록번호 제873034호에 개시되어 있는 바와 같이, 고체연료를 저장하기 위한 고체연료 저장탱크와, 상기 고체연료 저장탱크의 일측에 이정간격 이격되어 설치되는 열풍기(보일러)와, 상기 고체연료 저장탱크내에 저장된 고체연료를 상기 열풍기내의 연소구로 공급하기 위한 연료이송관 및 스크류로 구성된다.

또한, 상기 열풍기 내부의 연소실에는 복수개의 열교환파이프가 상호 이격되어 복수층으로 수평 설치된다.

따라서, 상기 고체연료 저장탱크로부터 공급되는 고체연료가 연소구에서 연소되며, 이때 고체연료의 연소시 발생하는 열이 상승하면서 복수개의 열교환파이프 사이를 통과하는 과정에서 열교환파이프를 가열하게 된다.

계속해서, 송풍팬에 의해 송풍되는 공기가 상기 가열된 열교환파이프의 내부를 통과하면서 온풍으로 열교환된 후 외부로 토출됨으로써 난방하게 된다.

그러나, 상기 종래의 고체연료용 열풍기는 열교환효율을 높이기 위해 복수개의 열교환파이프를 사용해야함으로 부피가 커짐은 물론 열풍기와는 별도로 고체연료저장탱크가 설치되기 때문에 전체부피가 커져 설치공간에 제약이 있었다.

또한, 열교환효율을 높이기 위해 복수개의 열교환파이프가 복수층으로 설치됨으로써, 고체연료의 연소시 발생하는 열에 의해 하층의 열교환파이프는 원활하게 가열되지만 상층으로 갈수록 급격하게 떨어지게 됨은 물론 연소실내의 바깥쪽에 설치된 열교환파이프 역시 가열이 원활하게 이루어지지 않아 열교환효율이 저하되는 문제가 있고, 이로인해 열풍기에서 송풍되는 공기의 온도를 높이는데 한계가 있고 난방효율도 떨어지는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연소실과 매연배출실의 사이에 1차 열풍송풍실을 형성하고 매연배출실의 후방측에는 2차 열풍송풍실을 형성함과 아울러 연료통을 외장케이스의 내측에 설치함으로써, 부피를 최소화하면서 열교환효율은 증대시켜 난방효율을 향상하고, 공기유입관을 통해 연소실로 유입되는 공기의 유입구조를 개선하여 완전연소를 유도하며, 또한 히터를 화구의 내,외측으로 슬라이딩 작동가능하게 설치하여 히터의 수명을 연장할 수 있도록 한 고체연료용 열풍기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고체연료를 수용하도록 연료통을 갖는 외장케이스와, 상기 외장케이스의 내측에 설치됨과 아울러 고체연료를 연소시켜 발생한 열을 통해 열풍을 만들어 외장케이스 외측으로 송풍하는 열풍송풍수단과, 상기 연료통에 수용된 고체연료를 열풍송풍수단측으로 공급하는 연료공급수단을 포함하여 이루어진 열풍기에 있어서, 상기 열풍송풍수단은, 상기 고체연료가 연소되는 연소실과, 상기 연소실의 후방측에 일정간격 이격되어 나란하게 설치되되 상기 연소실과 연통되어 매연을 배출하는 매연배출실과, 상기 연소실과 매연배출실의 사이에 구획 형성됨과 아울러 연소실 및 매연배출실에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 1차 송풍팬을 통해 외부로 송풍하는 1차 열풍송풍실로 이루어진 본체; 상기 연소실내의 하부에 설치되어 상기 연료공급수단으로부터 공급받은 고체연료를 연소시키는 화구; 상기 화구의 내부로 공급된 고체연료를 연소시키기 위한 열원을 제공하는 히터; 상기 연소실의 내부로 공기를 유입하도록 설치되는 공기유입관; 상기 외장케이스의 내부에 설치되어 매연배출실내의 매연을 외부로 배기함과 동시에 상기 공기유입관을 통해 공기를 연소실로 유입하는 배기팬; 상기 본체에서 화구의 하부에 설치되어 화구에서 연소된 재를 외부로 배출하는 재배출수단을 포함하여 이루어지며, 상기 매연배출실의 후방측에는 매연배출실을 감싸도록 형성됨과 아울러 매연배출실에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 2차 송풍팬을 통해 외부로 송풍하는 2차 열풍송풍실이 구비되어, 상기 본체 내부의 전방쪽에서부터 연소실, 1차 열풍송풍실, 매연배출실, 2차 열풍송풍실이 중첩되게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 연소실과 매연배출실의 사이에 1차 열풍송풍실을 형성하고 매연배출실의 후방측에는 2차 열풍송풍실을 형성함과 아울러 연료통을 외장케이스의 내측에 설치함으로써, 부피를 최소화하면서 열교환효율은 증대되어 난방효율이 향상된다.

그리고, 연소실과 1차 열풍송풍실을 구획하는 구획벽에 가열부를 형성하고 1차 열풍송풍실의 내측벽면에 가이드판을 설치함으로써, 상기 가열부에 의해 더욱 뜨겁게 열교환함은 물론 1차 열풍송풍실을 따라 유동하는 공기의 유동경로가 길어져 그 만큼 상기 가열부 구간에서의 체류시간이 증대되면서 열교환효율이 더욱 증대되고 더욱 뜨거운 온풍을 송풍할 수 있으므로 난방효율도 증대된다.

또한, 화구통의 상단에 가열망을 설치함으로써, 화구통내에서 고체연료의 연소시 가열망이 가열되어 완전연소를 도우면서 불꽃이 상측방향으로 향하도록 안내하게 되어 도어의 투명유리에 그을음을 방지하게 된다.

그리고, 공기유입관의 유입구조를 개선하여 제1공기유입관은 외장케이스의 내부 공기를 재배출수단의 내부를 통해 화구의 하측에서부터 연소실 방향으로 유입시키고, 제2공기유입관은 외장케이스의 내부 공기를 도어의 투명유리를 거쳐 연소실로 유입시킴으로써, 연소실내의 화구에서 연소되는 고체연료의 완전연소를 유도함과 아울러 제2공기유입관을 통해 유입되는 공기가 도어의 투명유리에 부딪친 후 연소실로 공급되기 때문에 에어커튼 역할을 하게 되면서 연소실의 열에 의해 뜨거워진 도어의 투명유리를 식혀줌과 동시에 투명유리의 그을음을 방지하게 된다.

또한, 연료이송관을 경사지게 설치하고 상기 이송스크류는 연료이송관의 입구측에서부터 출구전까지만 형성함으로써, 상기 이송스크류의 회전에 의해 이송되는 고체연료가 연료이송관의 출구를 통해 일정한 양이 화구측으로 공급되어 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

그리고, 히터를 슬라이딩 작동 가능하게 설치하여 고체연료를 발화시키고자 할 경우에는 화구통의 내부로 슬라이딩 이동하여 고체연료를 발화시키고, 발화시킨 후에는 화구통으로부터 빠져나오게 함으로써, 히터의 수명이 연장된다.

또한, 상기 매연배출실의 내측벽면에 불꽃방지판을 설치함으로써, 매연에 포함된 불꽃이 상기 불꽃방지판에 걸려 제거됨과 아울러 뜨거운 매연이 복수개의 불꽃방지판을 따라 지그재그 형태로 유동하게 되므로 그만큼 체류시간이 증대되어 열을 붙잡을 수 있게 되고 이로인해 1,2차 열풍송풍실을 유동하는 공기와 더욱 오랫동안 열교환하게 되면서 버려지는 열을 효율적으로 활용할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2에서 B-B를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 본체를 나타내는 정면도 및 측단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 화구를 나타내는 정면도, 측면도, 평면도이고, 도 6은 도 5의 화구에서 히터를 슬라이딩 작동 가능하게 구성한 경우를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 매연배출실의 내측벽면에 불꽃방지판이 설치된 경우를 나타내는 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기(1)는 크게 외장케이스(10)와, 열풍송풍수단(5)과, 연료공급수단(30)으로 구성되며, 고체연료(11b)로는 우드펠렛(wood pellet)을 사용하는 것이 바람직하지만, 이 외에도 숯, 장작, 석탄, 연탄, 코우크스(cokes) 등 다양한 고체연료(11b)를 사용할 수도 있다.

상기 외장케이스(10)는 가로,세로,높이를 갖는 일정 크기의 박스형태로 이루어져 열풍기(1)의 외형을 형성함과 아울러 상기 열풍송풍수단(5)과 연료공급수단(30)을 모두 내부에 수용하게 된다.

상기 외장케이스(10)의 내부 상측에는 고체연료(11b)를 수용하도록 연료통(11)이 설치되며, 이때 외장케이스(10)의 상측면에는 상기 연료통(11)으로 고체연료(11b)를 넣을수 있도록 입구(11a)가 형성되어 있다.

또한, 상기 외장케이스(10)의 전방면에는 개구부(14)가 형성되고, 상기 개구부(14)에는 도어(15)가 개폐가능하게 설치되어 사용자가 연소실(21) 내부를 육안으 로 확인할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 도어(15)의 일부는 투명 유리(15a)로 되어 있어서 도어(15)를 열지않아도 연소실(21) 내부를 확인할 수 있다.

한편, 상기 외장케이스(10)의 상측면에는 열풍기(1)를 제어할 수 있도록 컨트롤부(12)가 설치된다. 상기 컨트롤부(12)는 1차 송풍팬(22a), 2차 송풍팬(24a), 배기팬(70), 히터(50), 연료공급수단(30) 등을 제어하게 된다.

그리고, 상기 열풍송풍수단(5)은 본체(20)와, 화구(40)와, 히터(50)와, 공기유입관(60)과, 배기팬(70)과, 재배출수단(80)으로 구성된다.

상기 본체(20)는 상기 외장케이스(10)의 내부에서 상기 연료통(11)의 앞쪽에 설치된다.

이러한 본체(20)는 상기 고체연료(11b)가 연소되는 연소실(21)과, 상기 연소실(21)의 후방측에 일정간격 이격설치되되 상기 연소실(21)의 상단과 연통되어 매연을 배출하는 매연배출실(23)과, 상기 연소실(21)과 매연배출실(23)의 사이에 구획 형성됨과 아울러 연소실(21) 및 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 1차 송풍팬(22a)을 통해 외부로 송풍하는 1차 열풍송풍실(22)과, 상기 매연배출실(23)의 후방측에 매연배출실(23)을 감싸도록 구획 형성됨과 아울러 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 2차 송풍팬(24a)을 통해 외부로 송풍하는 2차 열풍송풍실(24)로 이루어진다.

상기 연소실(21), 매연배출실(23), 1차 열풍송풍실(22), 2차 열풍송풍실(24)은 높이방향(세로방향)으로 길게 형성되어 연소실(21) 및 매연배출실(23)에서 발생 하는 열과 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 유동하는 공기가 충분히 열교환할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체(20)는 복수개의 철판을 용접하여 상기 연소실(21), 매연배출실(23), 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 형성하게 된다.

또한, 상기 연소실(21)과 매연배출실(23)은 전,후방향으로 상호 일정간격 이격되어 나란하게 형성되고, 연소실(21)과 매연배출실(23)의 사이에 상기 1차 열풍송풍실(22)이 중첩되게 형성되는 것이다.

즉, 상기 본체(20) 내부의 전방쪽에서부터 연소실(21), 1차 열풍송풍실(22), 매연배출실(23), 2차 열풍송풍실(24)이 형성되며, 이는 열을 발생하는 연소실(21) 및 매연배출실(23)과 열풍을 만들기 위해 공기가 유동하는 1차 열풍송풍실(22)과 2차 열풍송풍실(24)을 교번적으로 형성함으로써 열교환효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

아울러, 상기 매연배출실(23)은 상기 연소실(21)의 상단부와 연통부(26)를 통해 연통되게 연결된다.

그리고, 상기 1차 열풍송풍실(22)과 2차 열풍송풍실(24)은 각각 하단부가 개구되고, 상단부는 전방을 향해 절곡 형성되며, 1차 열풍송풍실(22)과 2차 열풍송풍실(24)의 개구된 하단부에는 1차 송풍팬(22a)과 2차 송풍팬(24a)이 설치된다. 물론 송풍팬을 1,2차 두 개를 설치하지 않고 한 개만 설치하여 1,2차 열풍송풍실(22,24)로 공기를 송풍할 수도 있다.

또한, 상기 1,2차 송풍팬(22a,24a)의 회전속도는 상기 컨트롤부(12)의 조작 을 통해 제어할 수 있기 때문에 상기 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 통해 송풍되는 공기량도 간편하게 조절할 수 있다.

따라서, 상기 1,2차 송풍팬(22a,24a)에 의해 송풍된 공기는 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 따라 유동하는 과정에서 연소실(21) 및 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 열풍으로 바뀐 후 외장케이스(10)의 전방측으로 송풍하게 됨으로써 난방하게 된다.

아울러, 상기 1,2차 열풍송풍실(22,24)에 송풍되는 공기가 외장케이스(10)의 외부로 송풍될 수 있도록 1,2차 열풍송풍실(22,24)의 출구와 대응하는 외장케이스(10)의 전방면에는 송풍출구(17)가 형성되어 있다.

한편, 상기 본체(20)의 연소실(21) 전방면에는 개구부(21a)가 형성되며, 상기 연소실(21)의 개구부(21a)와 상기 외장케이스(10)의 전방면에 형성된 개구부(14)는 상기 도어(15)에 의해 개폐된다.

그리고, 상기 연소실(21)과 1차 열풍송풍실(22)을 구획하는 구획벽(25)에는 연소실(21)의 내측방향으로 돌출되어 화구(40)로부터 상승하는 열을 붙잡아주는 가열부(25a)가 형성된다.

이로인해 상기 가열부(25a) 구간에서는 가열부(25a)에 의해 상기 연소실(21)의 폭은 좁아지고 상기 1차 열풍송풍실(22)의 폭은 상대적으로 넓어지게 된다.

아울러, 상기 가열부(25a)는 상기 화구(40)의 상측방향에 위치하므로 화구(40)에서 상승하는 열에 의해 직접 가열되며, 이때 상기 가열부(25a)를 갖는 구획벽(25)은 열전도를 높이기 위해 스테인레스 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

물론, 상기 구획벽(25)은 상기 화구(40)에서 연소되는 열에 의해 전체가 가열되고, 이때 상기 구획벽(25)의 가열부(25a)는 상기 화구(40)의 바로 상측에 위치하므로 다른 부위 보다 더욱 뜨겁게 가열되게 된다.

상기 가열부(25a)에는 상기 1차 열풍송풍실(22)의 내부를 유동하는 공기와의 열교환면적을 증대하도록 굴곡부(25b)가 형성된다. 이때 상기 굴곡부(25b)는 상기 화구(40)와 마주하는 면쪽에 형성된다.

또한, 상기 가열부(25a)와 대응하는 1차 열풍송풍실(22)의 내측벽면에는 가열부(25a) 구간에서의 공기 체류시간을 증대하도록 공기를 가이드해주는 가이드판(25c)이 설치된다.

상기 가이드판(25c)은 1차 열풍송풍실(22)의 마주하는 내측벽면에 상호 엇갈리게 복수개가 형성되되 각각 상측방향으로 일정각도 경사지게 설치된다.

도면에서는 상기 가이드판(25c)을 두 개 형성하여 공기유동방향으로 상호 일정간격 이격되게 설치하되 상기 가열부(25a)의 반대편쪽에 먼저 하나의 가이드판(25c)을 설치함으로써, 1차 송풍팬(22a)에 의해 상승하는 공기를 상기 하나의 가이드판(25c)에 의해 가열부(25a)측으로 안내하여 더욱 뜨겁게 열교환시킨 후 다시 또 하나의 가이드판(25c)에 의해 원래 유동경로로 복귀하게 된다.

이처럼, 상기 복수개의 가이드판(25c)에 의해 1차 열풍송풍실(22)을 따라 유동하는 공기의 유동경로가 길어져 그 만큼 상기 가열부(25a) 구간에서의 체류시간이 증대되면서 열교환효율을 더욱 증대하게 되고 더욱 뜨거운 열풍을 송풍할 수 있으므로 난방효율도 증대된다.

또한, 상기 매연배출실(23)의 내측벽면에는 매연배출실(23)을 유동하는 매연에 포함된 불꽃을 제거함과 동시에 열을 붙잡아줄 수 있도록 도 7과 같이 상,하방향으로 상호 이격되면서 엇갈리게 배치되는 복수개의 불꽃방지판(23a)이 설치된다. 이때 상기 복수개의 불꽃방지판(23a)은 경사지게 설치된다.

따라서, 상기 매연배출실(23)을 따라 유동하는 매연에 포함된 불꽃이 상기 불꽃방지판(23a)에 걸려 제거됨과 아울러 뜨거운 매연이 복수개의 불꽃방지판(23a)을 따라 지그재그 형태로 유동하게 되므로 그만큼 체류시간이 증대되어 열을 붙잡을 수 있게 되고 이로인해 상기 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 유동하는 공기와 더욱 오랫동안 열교환하게 되면서 버려지는 열을 효율적으로 활용하게 된다.

또한, 상기 배기팬(70)은 상기 외장케이스(10)의 내부에 설치되어 상기 매연배출실(23)내의 매연을 외부로 배기함과 동시에 상기 공기유입관(60)을 통해 공기 연소실(21)로 유입하게 된다.

상기 배기팬(70)은 연소실(21)과 매연배출실(23)을 유동하는 공기의 유동방향으로 볼 때 상기 화구(40)를 기준으로 상류측이나 하류측에 설치될 수 있으며, 도면에서는 화구(40)의 하류측에 설치하였다. 즉, 상기 배기팬(70)을 상기 매연배출실(23)의 하부와 연결관(71)을 통해 연통되게 설치한 것이다.

따라서, 상기 배기팬(70)의 작동시 상기 공기유입관(60)을 통해 공기가 연소실(21)의 내부로 유입되어 고체연료(11b)의 연소를 돕게되고, 상기 연소실(21)에서 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 매연은 상기 매연배출실(23)로 유동한 후 배기팬(70)을 통해 외부로 배기된다.

이처럼, 상기 매연배출실(23)의 하부에 연통되게 연결된 배기팬(70)에 의해 매연을 배기함과 동시에 공기유입관(60)을 통해 공기를 흡입하여 연소실(21)로 공급하게 된다.

그리고, 상기 화구(40)는 상기 연소실(21)내의 하부에 설치되어 상기 연료공급수단(30)으로부터 공급받은 고체연료(11b)를 연소시키게 된다.

상기 화구(40)는 상기 히터(50)의 설치구조에 따라 두가지 구조로 이루어지는데,

첫번째, 도 5와 같이 상기 히터(50)가 고정식으로 설치될 경우, 상기 화구(40)는, 상단부는 개구되고 바닥면(43)에는 복수개의 관통공(43b)이 형성되되 바닥면(43)의 중앙에는 상기 히터(50)가 바닥면을 가로질러 삽입 설치되도록 히터삽입홈(43a)이 형성된 화구통(41)과, 원통의 망형태로 형성되어 상기 화구통(41)의 개구된 상단부에 안착 설치됨과 아울러 상기 연료공급수단(30)과 연결되는 가열망(42)으로 이루어진다.

이때, 상기 히터(50)는 전기히터로써 화구통(41)의 내부로 공급된 고체연료(11b)를 연소시키 위한 열원을 제공하게 됨과 아울러 상기 화구통(41)의 바닥면(43)에 형성된 히터삽입홈(43a)에 삽입되어 고정 설치되며, 상기 히터(50)의 외주면은 화구통(41)의 내측으로 노출된다.

따라서, 상기 화구(40)의 화구통(41) 내부로 고체연료(11b)가 공급되면, 이 고체연료(11b)는 히터(50)와 접촉한 상태가 되고, 이 상태에서 히터(50)에 전원이 공급되면 고체연료(11b)가 발화되면서 연소를 시작한다.

또한, 상기 가열망(42)은 화구통(41)내에서 고체연료(11b)의 연소시 가열되어 완전연소를 도우면서 불꽃이 상측방향으로 향하도록 안내하게 된다. 즉, 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 불꽃이 가열망(42)에 의해 상측방향을 향하게 됨으로써 상기 도어(15)의 투명유리(15a)에 그을음을 방지하게 된다.

두번째, 도 6과 같이 상기 히터(50)가 슬라이딩 작동식으로 설치될 경우, 상기 화구(40)는, 상단부는 개구되고 바닥면(43)에는 복수개의 관통공(43b)이 형성된 화구통(41)과, 원통의 망형태로 형성되어 상기 화구통(41)의 개구된 상단부에 안착 설치됨과 아울러 상기 연료공급수단(30)과 연결되는 가열망(42)으로 이루어진다.

또한, 상기 히터(50)는 화구통(41)의 내,외측방향으로 슬라이딩 작동 가능하게 설치되어 고체연료(11b)의 발화시에는 상기 화구통(41)의 내측으로 슬라이딩 작동하고 발화 후에는 화구통(41)의 외측으로 슬라이딩 작동하게 된다.

상기 히터(50)는 화구통(41)의 내부를 가로질러 슬라이딩 작동하게 되며, 슬라이딩 작동시키기 위한 방법으로는 래크(55)와 피니언(56)을 이용하면 된다. 즉, 상기 히터(50)의 하측면에 래크(55)를 설치하여 슬라이딩 가능하게 구성하고 상기 래크(55)는 모터(미도시)에 의해 회전하는 피니언(56)을 통해 슬라이딩 작동시키는 것이다.

또한, 상기 히터(50)를 슬라이딩 작동시키기 위한 다른 방법으로는 실린더(미도시)를 사용할 수도 있다.

따라서, 상기 화구통(41)의 내부로 공급된 고체연료(11b)를 발화시키고자 할 경우에는 상기 히터(50)가 화구통(41)의 내부로 슬라이딩 이동하여 고체연료(11b) 를 발화시키게 되고, 발화시킨 후에는 화구통(41)으로부터 빠져나오게 된다.

이처럼, 상기 고체연료(11b)를 발화시키고자 할 경우에만 히터(50)가 화구통(41)의 내부로 슬라이딩 이동하여 발화시키고 고체연료(11b)가 발화된 후에는 다시 화구통(41)에서 빠져나오게 함으로써, 히터(50)의 수명을 연장시킬 수 있다.

즉, 고체연료(11b)를 발화시킨 후에도 히터(50)가 화구통(41)의 내측에 위치하게 되면 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 뜨거운 열에 의해 히터(50)의 수명이 줄어들게 되는 것이다.

그리고, 상기 재배출수단(80)은 상기 본체(20)에서 화구(40)의 하부에 설치되어 화구(40)에서 연소된 재를 외부로 배출하게 된다.

이러한 상기 재배출수단(80)은, 상단부가 상기 화구(40)의 화구통(41) 하부에 연통되게 결합되고 하단부에는 개폐판(82)에 의해 개폐가능하게 구성된 재수용통(81)과, 상기 본체(20)에서 상기 재수용통(81)의 하측방향에 서랍식으로 설치되어 재수용통(81)으로부터 낙하한 재를 외부로 배출하는 재배출통(85)으로 이루어진다.

따라서, 상기 화구통(41)에서 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 재는 화구통(41)의 바닥면(43)에 형성된 관통공(43b)을 통해 재수용통(81)으로 낙하하게 되면서 쌓이게 된다. 사용자가 재수용통(81)에 재가 어느정도 이상 쌓이게 되면 개폐판(82)을 잡아당겨 재수용통(81)의 하단부를 개방하게 됨으로써 재수용통(81)내의 재가 재배출통(85)으로 낙하하게 된다.

이후, 사용자는 재배출통(85)을 꺼내서 버리면 된다.

한편, 상기 재수용통(81)의 하단부는 평상시 개폐판(82)에 의해 밀폐되어 있어야 한다. 즉, 상기 연소실(21)의 내부로는 공기유입관(60)을 통해서만 공기가 유입되어야 완전연소에 필요한 최적의 공기량만 유입되는데, 만일 상기 개폐판(82)이 재수용통(81)의 하단부를 제대로 밀폐하지 못하게 되면 재수용통(81)의 하단부를 통해서도 공기가 연소실(21)로 유입되면서 불완전연소가 되거나 고체연료(11b)의 연소가 너무 빨리 진행될 수도 있다.

따라서, 재 배출시를 제외하고는 항상 재수용통(81)의 하단부는 개폐판(82)으로 밀폐해놔야 한다.

한편, 상기 재배출통(85)과 대응하는 외장케이스(10)의 전방면에는 재배출통(85)을 꺼내기 위한 도어(16)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 공기유입관(60)은, 상기 외장케이스(10)의 내부와 상기 재배출수단(80)의 내부를 연통하도록 설치되어 외장케이스(10)의 내부 공기를 재배출수단(80)의 내부를 통해 화구(40)의 하측에서부터 연소실(21) 방향으로 유입시키는 제1공기유입관(61)과, 상기 외장케이스(10)의 내부와 상기 도어(15)의 내측 공간을 연통하도록 설치되어 외장케이스(10)의 내부 공기를 도어(15)의 투명유리(15a) 내측면을 거쳐 연소실(21)로 유입시키는 제2공기유입관(62)으로 이루어진다.

상기 제1공기유입관(61)은 상기 재배출수단(80)의 재수용통(81) 측면에 연통되게 설치되므로 상기 배기팬(70)의 작동시 외장케이스(10)의 내부 공기가 제1공기유입관(61)을 통해 재수용통(81) 내부로 유입된 후 상기 화구통(41)의 바닥면(43)에 형성된 관통공(43b)을 통해 연소실(21) 내부로 공급된다.

상기 제2공기유입관(62)은 상기 본체(20)의 연소실(21) 전방면에 형성된 개구부(21a)의 안쪽 둘레를 따라 설치되되, 입구는 상기 개구부(21a)의 하측에 위치하면서 외장케이스(10)의 양측면을 향해 설치되고 출구는 상기 개구부(21a)의 내측 상단에 위치하여 상기 도어(15)의 투명유리(15a)쪽을 향하도록 설치된다. 따라서 상기 배기팬(70)의 작동시 외장케이스(10)의 내부 공기가 제2공기유입관(62)을 통해 상기 도어(15)의 투명유리(15a)쪽으로 공급되고 상기 투명유리(15a)에 부딪친 공기는 연소실(21) 내부로 유입되게 된다.

이처럼 상기 제2공기유입관(62)을 통해 유입되는 공기는 상기 도어(15)의 투명유리(15a)에 부딪친 후 연소실(21)로 공급되기 때문에 에어커튼 역할을 하게 되면서 연소실(21)의 열에 의해 뜨거워진 도어(15)의 투명유리(15a)를 식혀줌과 동시에 투명유리(15a)의 그을음을 방지하게 된다.

한편, 상기 제1공기유입관(61)과 제2공기유입관(62)을 통해 연소실(21)로 공급되는 공기량은 제1공기유입관(61)이 대략 70%를 담당하고 제2공기유입관(62)이 대략 30%를 담당하게 되면서 상기 연소실(21)내의 화구(40)에서 연소되는 고체연료(11b)의 완전연소를 돕게 된다.

그리고, 상기 연료공급수단(30)은, 입구(31a)측이 상기 연료통(11)의 하부와 연통되게 연결되고 출구(31b)측은 상기 화구(40)의 가열망(42)과 연결관(35)을 통해 연통되게 연결되는 연료이송관(31)과, 상기 연료이송관(31) 내부의 양단부에 회전가능하게 설치되는 회전축(32) 및 상기 회전축(32)의 외주면에 나선형태로 형성되되 연료이송관(31)의 입구(31a)측에서부터 출구(31b)전까지 형성되어 입구(31a) 를 통해 유입된 고체연료(11b)를 출구(31b)측으로 이송하는 이송스크류(33)와, 상기 회전축(32)을 회전작동시키는 모터(34)로 이루어진다.

여기서, 고체연료(11b)의 정확한 공급을 위해서 상기 연료이송관(31)은 대략 45도 경사지게 설치되고, 상기 이송스크류(33)는 연료이송관(31)의 출구(31b)전까지 형성되는 것이 바람직하다.

만일 상기 이송스크류(33)가 연료이송관(31)의 출구(31b)가 형성된 부분까지 중첩되게 설치되면, 이송스크류(33)를 통해 이송되는 고체연료(11b) 중 크기가 다른 것 보다 큰 고체연료(11b)의 경우 연료이송관(31)의 출구(31b)로 떨어지지 못하고 걸려 있다가 계속 이송되는 고체연료(11b)와 함께 한꺼번에 많은량이 출구(31b)로 떨어지면서 화구(40)측으로 공급되는 문제가 발생하게 된다. 아울러 고체연료(11b)가 일정하게 공급되지 못하고 공급량이 불균일하게 되면 열풍기(1)에서 송풍되는 공기 온도도 사용자의 설정온도와는 상관없이 불균일하게 되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 상기 연료이송관(31)을 경사지게 설치하고 상기 이송스크류(33)는 연료이송관(31)의 입구(31a)측에서부터 출구(31b)전까지만 형성함으로써, 상기 이송스크류(33)의 회전에 의해 이송되는 고체연료(11b)가 연료이송관(31)의 출구(31b)를 통해 일정한 양이 화구(40)측으로 공급되게 된다.

한편, 사용자가 컨트롤부(12)를 조작하여 열풍기(1)의 온도를 조절하게 되면 상기 회전축(32)과 연결된 모터(34)에 의해 이송스크류(33)의 회전속도가 제어되면서 상기 화구(40)측으로 공급되는 고체연료(11b)의 양도 조절되어 온도 조절이 이 루어진다.

그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 외장케이스(10)의 전방면에는 연소실(21)로 공급되는 공기량을 추가로 조절할 수 있도록 공기량 조절수단(미도시)이 설치될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기(1)의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 사용자는 상기 연료통(11)에 고체연료(11b)(우드펠렛)를 투입한 상태에서 열풍기(1)를 작동시키게 되면, 상기 연료통(11)의 저장된 고체연료(11b)는 상기 연료공급수단(30)을 통해 화구(40)의 화구통(41) 내부로 공급된다.

즉, 상기 연료통(11)의 고체연료(11b)는 상기 연료이송관(31)의 입구(31a)로 유입되고, 이때 모터(34)에 의해 회전하는 이송스크류(33)를 따라 이동하면서 연료이송관(31)의 출구(31b) 및 연결관(35)을 통해 화구통(41)의 내부로 일정량씩 공급된다.

한편, 상기 열풍기(1)가 작동되면 상기 1,2차 송풍팬(22a,24a)과 배기팬(70) 및 히터(50)도 작동하게 된다.

계속해서, 상기 화구통(41)의 내부로 공급된 고체연료(11b)는 상기 히터(50)에 의해 발화되어 연소되게 되는데, 이때 상기 배기팬(70)의 작동시 공기유입관(60)을 통해 연소실(21)로 유입되는 공기에 의해 고체연료(11b)의 완전연소를 돕게 된다.

이처럼 상기 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 열에 의해 연소실(21) 내부는 물론 연소실(21)을 감싸고 있는 측벽(철판)들도 가열되며, 이때 상기 연소실(21)과 1차 열풍송풍실(22)을 구획하는 구획벽(25)의 가열부(25a)는 화구(40)의 상측에 위치하므도 가장 뜨겁게 가열된다.

이후, 상기 연소실(21)에서 고체연료(11b)의 연소시 발생하는 매연은 상승하여 연소실(21) 상단부의 연통부(26)를 통해 매연배출실(23)로 유입되고, 매연배출실(23)로 유입된 매연은 하측방향으로 유동하게 되면서 상기 배기팬(70)을 통해 외부로 배기된다.

이때, 상기 매연배출실(23)을 따라 유동하는 매연은 매우 뜨겁기 때문에 매연배출실(23)의 측벽(철단)들을 가열하게 된다. 물론 상기 매연은 매연배출실(23)의 양측에 구비된 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 유동하는 공기와 열교환하는 과정에서 온도가 어느정도 떨어진 상태로 배출된다.

한편, 상기 매연배출실(23)을 따라 유동하는 매연에 포함된 불꽃은 상기 매연배출실(23)의 내측벽면에 설치된 불꽃방지판(23a)에 걸려 제거됨과 아울러 뜨거운 매연이 복수개의 불꽃방지판(23a)을 따라 지그재그 형태로 유동하게 되므로 그만큼 체류시간이 증대되어 상기 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 유동하는 공기와 더욱 오랫동안 열교환하게 되면서 버려지는 열을 효율적으로 활용하게 된다.

계속해서, 상기 1차 송풍팬(22a) 및 2차 송풍팬(24a)에 의해 송풍되는 공기는 1차 열풍송풍실(22)과 2차 열풍송풍실(24)로 유입되는데,

먼저 1차 열풍송풍실(22)로 유입된 공기는 연소실(21)과 매연배출실(23)의 열에 의해 열풍으로 바뀌게 된다. 즉, 연소실(21)의 열에 의해 가열된 구획벽(25) 과 매연배출실(23)의 열에 의해 가열된 측벽(철판)과 열교환하면서 열풍으로 바뀌게 되는 것이다.

아울러, 1차 송풍팬(22a)에 의해 1차 열풍송풍실(22)을 따라 유동하는 공기는 상기 가이드판(25c)에 의해 구획벽(25)의 가열부(25a)측으로 안내되어 가열부(25a)와 더욱 뜨겁게 열교하게 되어 온도가 더욱 상승한 후 외장케이스(10)의 전방으로 토출된다.

한편, 2차 송풍팬(24a)에 의해 2차 열풍송풍실(24)로 유입된 공기는 매연배출실(23)의 열에 의해 열풍으로 바뀐 후 외장케이스(10)의 전방으로 토출된다.

이와 같이, 상기 1,2차 열풍송풍실(22,24)을 통과하면서 연소실(21)과 매연배출실(23)의 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 외장케이스(10)의 전방으로 송풍함으로써 난방하게 된다.

이때, 상기 1차 열풍송풍실(22)을 통해 송풍되는 공기의 온도가 2차 열풍송풍실(24)을 통해 송풍되는 공기의 온도 보다 높다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1에서 A-A를 나타내는 단면도,

도 3은 도 2에서 B-B를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 본체를 나타내는 정면도 및 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 화구를 나타내는 정면도, 측면도, 평면도,

도 6은 도 5의 화구에서 히터를 슬라이딩 작동 가능하게 구성한 경우를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 고체연료용 열풍기에서 매연배출실의 내측벽면에 불꽃방지판이 설치된 경우를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 열풍기 5: 열풍송풍수단

10: 외장케이스 11: 연료통

12: 컨트롤부 15: 도어

20: 본체 21: 연소실

22: 1차 열풍송풍실 22a: 1차 송풍팬

23: 매연배출실 24: 2차 열풍송풍실

24a: 2차 송풍팬 25: 구획벽

25a: 가열부 26: 연통부

30: 연료공급수단 31: 연료이송관

32: 회전축 33: 이송스크류

34: 모터 40: 화구

41: 화구통 42: 가열망

50: 히터 60: 공기유입관

61: 제1공기유입관 62: 제2공기유입관

70: 배기팬 80: 재배출수단

81: 재수용통 82: 개폐판
85: 재배출통

Claims

고체연료(11b)를 수용하도록 연료통(11)을 갖는 외장케이스(10)와, 상기 외장케이스(10)의 내측에 설치됨과 아울러 고체연료(11b)를 연소시켜 발생한 열을 통해 열풍을 만들어 외장케이스(10) 외측으로 송풍하는 열풍송풍수단(5)과, 상기 연료통(11)에 수용된 고체연료(11b)를 열풍송풍수단(5)측으로 공급하는 연료공급수단(30)을 포함하여 이루어진 고체연료용 열풍기에 있어서,

상기 열풍송풍수단(5)은,

상기 고체연료(11b)가 연소되는 연소실(21)과, 상기 연소실(21)의 후방측에 일정간격 이격되어 나란하게 설치되되 상기 연소실(21)과 연통되어 매연을 배출하는 매연배출실(23)과, 상기 연소실(21)과 매연배출실(23)의 사이에 구획 형성됨과 아울러 연소실(21) 및 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 1차 송풍팬(22a)을 통해 외부로 송풍하는 1차 열풍송풍실(22)로 이루어진 본체(20);

상기 연소실(21)내의 하부에 설치되어 상기 연료공급수단(30)으로부터 공급받은 고체연료(11b)를 연소시키는 화구(40);

상기 화구(40)의 내부로 공급된 고체연료(11b)를 연소시키기 위한 열원을 제공하는 히터(50);

상기 연소실(21)의 내부로 공기를 유입하도록 설치되는 공기유입관(60);

상기 외장케이스(10)의 내부에 설치되어 매연배출실(23)내의 매연을 외부로 배기함과 동시에 상기 공기유입관(60)을 통해 공기를 연소실(21)로 유입하는 배기팬(70);

상기 본체(20)에서 화구(40)의 하부에 설치되어 화구(40)에서 연소된 재를 외부로 배출하는 재배출수단(80)을 포함하여 이루어지며,

상기 매연배출실(23)의 후방측에는 매연배출실(23)을 감싸도록 형성됨과 아울러 매연배출실(23)에서 발생하는 열과 열교환을 통해 만들어진 열풍을 2차 송풍팬(24a)을 통해 외부로 송풍하는 2차 열풍송풍실(24)이 구비되어,

상기 본체(20) 내부의 전방쪽에서부터 연소실(21), 1차 열풍송풍실(22), 매연배출실(23), 2차 열풍송풍실(24)이 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 연소실(21)과 1차 열풍송풍실(22)을 구획하는 구획벽(25)에는 연소실(21)의 내측방향으로 돌출되어 화구(40)로부터 상승하는 열을 붙잡아주는 가열부(25a)가 형성되고,

상기 가열부(25a)와 대응하는 1차 열풍송풍실(22)의 내측벽면에는 가열부(25a) 구간에서의 공기 체류시간을 증대하도록 공기를 가이드해주는 가이드판(25c)이 설치된 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 3 항에 있어서,

상기 가열부(25a)에는 상기 1차 열풍송풍실(22)의 내부를 유동하는 공기와의 열교환면적을 증대하도록 굴곡부(25b)가 형성된 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 외장케이스(10)와 연소실(21)의 전방면에는 개구부(14)(21a)가 형성되고, 상기 외장케이스(10)의 개구부(14)에는 도어(15)가 설치되어 연소실(21) 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 5 항에 있어서,

상기 공기유입관(60)은,

상기 외장케이스(10)의 내부와 상기 재배출수단(80)의 내부를 연통하도록 설치되어 외장케이스(10)의 내부 공기를 재배출수단(80)의 내부를 통해 화구(40)의 하측에서부터 연소실(21) 방향으로 유입시키는 제1공기유입관(61)과,

상기 외장케이스(10)의 내부와 상기 도어(15)의 내측 공간을 연통하도록 설치되어 외장케이스(10)의 내부 공기를 도어(15)의 내측면을 거쳐 연소실(21)로 유입시키는 제2공기유입관(62)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 재배출수단(80)은,

상단부가 상기 화구(40)의 하부에 연통되게 결합되고, 하단부에는 개폐판(82)에 의해 개폐가능하게 구성된 재수용통(81)과,

상기 본체(20)에서 상기 재수용통(81)의 하측방향에 서랍식으로 설치되어 재수용통(81)으로부터 낙하한 재를 외부로 배출하는 재배출통(85)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 화구(40)는,

상단부는 개구되고 바닥면(43)에는 복수개의 관통공(43b)이 형성되되 바닥면(43)의 중앙에는 상기 히터(50)가 바닥면(43)을 가로질러 삽입 설치되도록 히터삽입홈(43a)이 형성된 화구통(41)과,

원통의 망형태로 형성되어 상기 화구통(41)의 개구된 상단부에 안착 설치됨과 아울러 상기 연료공급수단(30)과 연결되는 가열망(42)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 화구(40)는, 상단부는 개구되고 바닥면(43)에는 복수개의 관통공(43b)이 형성된 화구통(41)과, 원통의 망형태로 형성되어 상기 화구통(41)의 개구된 상단부에 안착 설치됨과 아울러 상기 연료공급수단(30)과 연결되는 가열망(42)으로 이루어지고,

상기 히터(50)는 화구통(41)의 내,외측방향으로 슬라이딩 작동 가능하게 설 치되어 고체연료(11b)의 발화시에는 상기 화구통(41)의 내측으로 슬라이딩 작동하고 발화 후에는 화구통(41)의 외측으로 슬라이딩 작동하도록 한 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 연료공급수단(30)은,

입구(31a)측이 상기 연료통(11)의 하부와 연통되게 연결되고 출구(31b)측은 상기 화구(40)와 연결관(35)을 통해 연통되게 연결되는 연료이송관(31)과,

상기 연료이송관(31) 내부의 양단부에 회전가능하게 설치되는 회전축(32) 및 상기 회전축(32)의 외주면에 나선형태로 형성되되 연료이송관(31)의 입구(31a)측에서부터 출구(31b)전까지 형성되어 입구(31a)를 통해 유입된 고체연료(11b)를 출구(31b)측으로 이송하는 이송스크류(33)와,

상기 회전축(32)을 회전작동시키는 모터(34)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.
제 1 항에 있어서,

상기 매연배출실(23)의 내측벽면에는 매연배출실(23)을 유동하는 매연에 포함된 불꽃을 제거함과 동시에 열을 붙잡아줄 수 있도록 상,하방향으로 상호 이격되어 경사지게 설치되되 지그재그 형태로 설치되는 복수개의 불꽃방지판(23a)이 설치된 것을 특징으로 하는 고체연료용 열풍기.