KR101479579B1 - 펠릿 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 톱밥을 압축하여 만든 펠릿(pellet)을 연료통에 담아 난로에 올려놓으면 아래서부터 순차적으로 연소되도록 하되, 펠릿은 별도의 연소기구에서 연소되고 난로는 열기가 체류되는 공간만 제공하여 연소기구는 난로에서 분리할 수 있도록 함으로써, 규격화된 연소기구로 다른 모양의 디자인을 갖는 난로에도 사용할 수 있으므로 소비자의 난로 선택의 폭을 넓힐 수 있는 펠릿 난로에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 열기가 체류되면서 주위를 난방하는 가열실을 갖는 난로몸체의 상부에 상기 가열실과 통하는 연소기구가 구비되고, 상기 연소기구의 상부에서 펠릿이 공급되면 연소기구 내부에서 펠릿이 순차적으로 연소되면서 재가 가열실 바닥으로 떨어지도록 한 펠릿 난로에 있어서, 상기 연소기구는 난로몸체와 분리 구성되고, 상기 난로몸체에는 상기 연소기구가 끼워지는 받침통이 구비되며, 상기 연소기구는 상기 받침통에 끼워지면 상기 받침통과의 사이에 통로를 만드는 연소통; 상기 연소통의 상단에 결합되며 다수의 급기구멍이 형성되고, 중앙에는 펠릿이 담기는 연료투입구가 형성된 상판; 상기 연소통의 상부 외주연에 방사상으로 다수 형성되어 상기 통로를 따라 상기 가열실에서 유입되는 열기가 상기 연소통 내부의 연소실로 향하면서 상기 급기구멍으로 연소에 필요한 외기가 도입되도록 안내하는 열기유입구멍으로 구성된 특징이 있다.

Description

펠릿 난로{The pellet stove}

본 발명은 펠릿 난로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 톱밥을 압축하여 만든 펠릿(pellet)을 연료통에 담아 난로에 올려놓으면 아래서부터 순차적으로 연소되도록 하되, 펠릿은 별도의 연소기구에서 연소되고 난로는 열기가 체류되는 공간만 제공하여 연소기구는 난로에서 분리할 수 있도록 함으로써, 규격화된 연소기구로 다른 모양의 디자인을 갖는 난로에도 사용할 수 있으므로 소비자의 난로 선택의 폭을 넓힐 수 있으며, 상기 연소기구는 열기의 일부가 위로 향하는 대류작용으로 연소효율이 향상되는 펠릿 난로에 관한 것이다.

최근에는 연료의 비용은 저렴하면서도 환경과 인체에 해를 입히지 않는 우드 펠릿(Wood-pellets)연료가 각광받고 있다. 우드펠릿은 나무의 부산물인 톱밥을 가공 건조하고 펠릿성형기를 이용하여 높은 온도와 압력으로 작은 알갱이 형태의 펠릿으로 성형되는 이산화탄소가 절감되는 친환경 제품이다. 그리고 펠릿 과정에서 별도의 첨가제 없이 나무에 있는 리그닌 성분이 녹아 펠릿모양으로 성형되기 때문에 제조비용이 절감되고, 연료로 사용되는 석유나 석탄 구입비용보다 월등히 저렴하여 전세계적으로 널리 보급되어 사용되고 있다.

종래의 펠릿연료를 이용하는 난로는 실용신안등록 제450891호(명칭: 무연통 펠릿난로), 실용신안등록 제4485540호(명칭: 펠릿난로), 특허공개 제2009-68265호(명칭: 다기능 펠릿 연소기)가 공개되었다. 상기 종래의 난로들은 펠릿연료를 점화 연소시키는 연소통과 펠릿연료를 수용 저장하는 저장통 및 상기 저장통에 수용된 펠릿연료를 연소통으로 이송시키는 스크류 또는 컨베이어벨트 등의 이송장치를 포함하여 이루어져 있다. 그러나 상기와 같은 종래의 기술들은 연료를 이송하기 위한 수단이 필요하므로 구성이 복잡하고 제조비용이 증가되는 등의 단점이 있었다.

이를 감안하여 국내 특허 제1258023호에는 펠릿을 저장통에 담고 그 하부에 그릴을 설치한 뒤 그릴 아래쪽에서 착화시키면 펠릿이 저장통의 하부에서부터 순차적으로 연소되면서 부서지고 그릴 아래쪽으로 떨어져 계속 연소되는 구성이 제안된 바 있다. 이는 종래의 이송장치가 없는 것이 특징으로써, 저장통에 담긴 펠릿들이 저장통 하부에서 연소되어 그릴 아래쪽으로 떨어지는 과정에서 자중에 의해 계속 아래쪽으로 이동되면서 순차적으로 연소되는 기술이다.

그러나 종래 특허 제1258023호는 연소중인 펠릿들이 그릴 아래쪽으로 수직 낙하되어 그릴 위쪽의 펠릿들을 연소시키는 열원으로 사용되기 때문에 그릴과 바닥 사이 간격을 많이 떨어뜨릴 수 없었다. 따라서 그릴 바닥에 펠릿들이 많이 쌓이면 이를 제거해야되는데, 그 제거횟수가 빈번해지는 등의 문제점이 있었다. 또한 연소중인 펠릿의 열기가 위쪽으로 향하면서 공기유입구멍으로 유입되는 연소에 필요한 공기와 충돌되어 공기유입이 원활치 못한 단점이 있으며, 저장통 하단이 그릴과 직교되면서 막힌 형태이므로 이물질로 인하여 그릴의 간격이 좁혀질 경우 연소중인 펠릿들이 원활히 떨어지지 못해 그릴이 막힐 우려가 있었다. 그리고 난로 내부에 저장통과 그릴 및 연소공간이 일체로 구비되므로 어느 한쪽이 고장나면 난로를 사용할 수 없으며, 또한 난로와 연소공간이 분리되지 않으므로 소비자가 난로의 디자인을 쉽게 변경할 수 없는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 톱밥을 압축하여 만든 펠릿(pellet)을 연료통에 담아 난로에 올려놓으면 아래서부터 순차적으로 연소되도록 하되, 펠릿은 별도의 연소기구에서 연소되고 난로는 열기가 체류되는 공간만 제공하여 연소기구는 난로에서 분리할 수 있도록 함으로써, 규격화된 연소기구로 다른 모양의 디자인을 갖는 난로에도 사용할 수 있으므로 소비자의 난로 선택의 폭을 넓힐 수 있는 펠릿 난로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 연소기구는 열기의 일부가 위로 향하여 내부로 회수되는 통로를 만들고 연소에 필요한 공기는 위로 향하는 열기와 충돌되지 않도록 함으로써, 대류작용이 원활해져 연소효율이 향상되는 펠릿 난로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연소기구의 연소통 하단의 개방된 정도를 조절함으로써, 펠릿들이 연소되는 량이 조절되어 난방 면적에 따라 화력을 실질직으로 가감할 수 있는 펠릿 난로를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 열기가 체류되면서 주위를 난방하는 가열실을 갖는 난로몸체의 상부에 상기 가열실과 통하는 연소기구가 구비되고, 상기 연소기구의 상부에서 펠릿이 공급되면 연소기구 내부에서 펠릿이 순차적으로 연소되면서 재가 가열실 바닥으로 떨어지도록 한 펠릿 난로에 있어서, 상기 연소기구는 난로몸체와 분리 구성되고, 상기 난로몸체에는 상기 연소기구가 끼워지는 받침통이 구비되며, 상기 연소기구는 상기 받침통에 끼워지면 상기 받침통과의 사이에 통로를 만드는 연소통; 상기 연소통의 상단에 결합되며 다수의 급기구멍이 형성되고, 중앙에는 펠릿이 담기는 연료투입구가 형성된 상판; 상기 연소통의 상부 외주연에 방사상으로 다수 형성되어 상기 통로를 따라 상기 가열실에서 유입되는 열기가 상기 연소통 내부의 연소실로 향하면서 상기 급기구멍으로 연소에 필요한 외기가 도입되도록 안내하는 열기유입구멍으로 구성된 특징이 있다.

본 발명에 따르면 펠릿이 담긴 연료통과 난로를 연결하는 연소기구는 별도로 제작되어 난로 상부에 결합되는 방식이므로 다양한 형태의 난로에 적용가능하다. 연소기구는 내부에서 펠릿이 연소되면 재가 쉽게 빠져나가도록 바닥이 원추형으로 상향 경사져 있는데, 이 경사면으로 인하여 연소기구 내부의 연소실 중앙에 펠릿이 쌓이지 않아 불꽃이 위로 향하는 역류현상이 방지되고, 화염은 연소실의 하측 외부를 거쳐 난로의 가열실로 향하므로 난방효율이 향상된다.

또한 연소기구의 외측에는 열기의 일부가 위로 향하여 내부로 순환되는 통로를 가지므로 대류작용이 원활해지는데, 연소에 필요한 공기가 외부에서 유입될 때 열기와 충돌되지 않는 방향으로 통로가 형성되므로 연소효율이 향상된다.

또한 연소기구의 하단이 개방된 정도에 따라 화력이 조절되는데, 본 발명은 연소통의 하단과 연료받침판 사이 간격을 조절할 수 있는 수단을 마련하여 화력이 난방면적에 따라 실질적으로 조절되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 연소기구의 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 연소기구가 설치된 난로의 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 연소기구가 설치된 난로의 단면도
도 4는 본 발명 한 실시예의 연소기구의 단면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 연소기구가 설치된 다른 난로의 단면도
도 6은 본 발명 한 실시예의 연소기구가 설치된 또 다른 난로의 단면도
도 7은 본 발명 다른 실시예의 연소기구의 단면도

도 1 내지 도 4에서 본 발명 한 실시예의 난로는 직육면체의 난로몸체(100)가 구비되고, 난로몸체(100)의 상부에는 내부의 가열실(102)로 통하는 받침통(101)이 돌출 구비된다. 상기 받침통(101)에는 하단이 가열실(102)로 들어가는 연소기구(200)가 끼워진다.

상기 연소기구(200)는 상기 받침통(101)과의 사이에 통로(202)가 만들어지는 연소통(201)이 구비되고, 연소통(201)의 상단은 상판(203)이 구비된다. 상판(203)은 외주면에 플랜지(205)가 돌출되어 받침통(101)의 상단에 놓이고, 상판(203)의 중앙에는 하단이 연소통(201) 내부로 향하는 연료투입구(206)가 상부로 돌출 구비된다. 그리고 상판(203)에는 상기 연료투입구(206)의 외주연으로 연소에 필요한 공기가 연소통(201)으로 들어가도록 다수의 급기구멍(204)이 방사상으로 형성된다.

상기 연소통(201)의 내부에는 상기 상판(203)과 떨어져고 연료투입구(206)의 하단과 근접되게 내부판(207)이 구비되는데, 내부판(207)의 중앙에는 상기 연료투입구(206) 보다 큰 직경으로 투입구멍(208)이 관통 형성되고, 상기 내부판(207)의 밑면에는 투입구멍(208)의 내주연을 따라 방사상으로 다수개의 기둥(210)이 등 간격으로 하향으로 돌출 구비되며, 이들 기둥(210)들로 둘러싸인 연소통(201)의 안쪽은 펠릿(400)이 쌓이는 연소실(211)로 형성된다. 기둥(210)들은 연소중인 펠릿(400)이 부피가 작아지면 기둥(210)들 사이로 빠져나가 가열실(102) 바닥의 재받이(107)에 쌓이도록 안내하는 역할을 한다.

그리고 기둥(210)들의 하단은 연료받침판(212)이 결합되어 펠릿(400)을 받쳐주는데, 연료받침판(212)은 중앙이 위쪽으로 돌출된 원뿔형태로써, 경사면으로 구성되어 펠릿(400)들이 기둥(210)의 아래쪽으로 향하도록 안내하는 역할을 한다. 또한 연료받침판(212)의 상부 중앙은 중심구멍(213)이 천공되어 화염이 연소실(211) 내부 중앙으로 향하도록 안내한다. 또한 연료받침판(212)의 외주면은 연소통(201)의 하단에서 떨어져 구비되는데, 이 떨어진 간격으로 연소실(211)의 화염이 빠져나와 가열실(102)로 퍼진다. 또한 연소통(201)의 상부에는 상판(203)과 내부판(207)의 사이로 다수개의 열기유입구멍(209)이 형성되어 상기 통로(202)로 유입된 열기가 상기 열기유입구멍(209)을 타고 연소통(201)의 내부로 들어가도록 안내한다.

난로몸체(100) 내부에는 열기유도판(103)이 지그재그 형태로 상하 엇갈리게 구비되어 가열실(102)을 다수의 공간으로 구획하고, 한쪽 측면에는 배기구(104)가 형성되어 연도와 연결된다. 그리고 바닥에는 재낙하구멍(105)이 연소기구(200)의 직 하부에 마련되고, 난로몸체(100)의 외측 밑면에는 재낙하구멍(105)을 막는 재받이틀(106)이 구비되어 상기 재받이(107)가 서랍식으로 출입되도록 구성된다. 미설명부호 214는 연료투입구(206)에 끼워지고 급기구멍(204)과 대응되는 조절구멍(215)을 갖는 조절구, 401은 연료투입구(206)의 상단에 꼽히는 연료통, 208은 재받이(107)가 끼워지는 재받이출입구 이다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 펠릿 난로는 도 2에서와 같이 연소기구(200)가 난로몸체(100)와 별개로 구비되고, 내부의 연소실(211)에서 펠릿(400)이 연소되는 구성이므로 다양한 형태의 난로몸체(100)에 사용할 수 있다. 즉 연소기구(200)를 난로몸체(100) 상부의 받침통(101)에 끼우면 상판(203)의 플랜지(205)가 받침통(101)의 상단에 놓인다. 플랜지(205)와 받침통(101)을 동일 외경으로 제작하면 사용자가 이들의 외경이 일치되도록 맞추기 편리한데, 이때 연소기구(200)는 받침통(101)의 내부에 동심상으로 놓여 이들 사이로 통로(202)가 만들어진다.

연료투입구(206)의 하단은 내부판(207)의 상부로 근접되어 있으므로 연료통(401)을 연료투입구(206)에 끼우고 펠릿(400)을 채우면 펠릿(400)들이 내부판(207)의 투입구멍(208)을 따라 연소실(211)에 채워진다. 연소실(211)에 가득 차면 일부 펠릿(400)들이 상판(203)과 내부판(207) 사이 공간으로 퍼진 상태가 된다. 이런 상태에서 조절구멍(215)이 급기구멍(204)과 일치되도록 조절구(214)를 돌려 조절한 뒤, 점화된 토치를 조절구멍(215)과 급기구멍(204)으로 집어넣어 내부판(207)의 표면에 일부 쌓인 펠릿(400)을 착화시킨다.

펠릿(400)이 정상적으로 착화되어 연소실(211) 내부로 불꽃이 옮겨 붙으면 조절구(214)를 회전시켜 조절구멍(215)과 급기구멍(204)의 겹쳐진 정도를 조정하여 연소에 필요한 공기량을 조절한다. 난로몸체(100) 내부는 배기구(104)를 제외하고 가열실(102) 내부가 밀폐상태이므로 착화과정에서 발생되는 연기 및 열기는 배기구(104)로 향한 뒤 연도를 따라 대기중으로 방출된다. 착화과정에서 펠릿(400)의 화염은 연소실(211) 위쪽으로 향하지 않고 기둥(210)들 사이 틈새를 거쳐 연소통(201) 하단과 연료받침판(212) 사이 공간으로 빠져나와 가열실(102)로 향하는 하향 연소가 진행된다. 굴둑의 원리에 따라 연도가 높게 설치된 배기구(104)에서 가열실(102) 내부 공기를 빨아들이므로 화염이 하향연소된다.

일부 화염은 연료받침판(212) 중앙으로 모인 뒤 상향 경사면을 타고 위쪽으로 으로 올라가 중심구멍(213)에서 연소실(211) 내부로 퍼지면서 연소중인 펠릿(400)에 화염을 더하여 연소를 촉진시킨다. 연소과정에서 발생되는 열기는 받침통(101)과 연소통(201) 사이의 통로(202)를 따라 상부로 향한 뒤 열기유입구멍(209)을 따라 상판(203)과 내부판(207) 사이로 들어간다. 이 열기는 상판(203)의 급기구멍(204)에서 유입되는 연소공기와 혼합되어 연소실(211)에 재투입되면서 순환되는 대류작용을 일으키는데, 연소공기가 정체되지 않고 빠르게 연소실(211)로 유입되어 불완전연소가 방지되는 효과가 있다.

연소실(211)에서 펠릿(400)들이 연소되는 과정에서 부피가 줄어들게 되는데, 이때 재로 변하거나 부피가 줄어든 펠릿(400)들은 기둥(210)들 사이 틈으로 빠져나와 재받이(107)에 쌓인다. 연료받침판(212)은 상향으로 경사진 경사면으로 구성되므로 완전 연소 되거나 연소과정에서 부피가 줄어든 펠릿(400)들이 경사면을 타고 자연스럽게 연료받침판(212) 하부로 향하여 낙하된다. 연소실(211)에서 발생되는 화염 및 열기는 가열실(102) 내부로 퍼진 뒤 열기유도판(103)을 거치면서 지그재그 형태로 가열실(102)에 체류되어 난방효율을 높인다.

도 5는 본 발명 한 실시예의 연소기구(200)를 다른 형태의 난로몸체(100)에 적용한 것이다. 난로몸체(100)에 재받이가 없고, 가열실(102)은 위쪽으로 돌출되어 있으며, 돌출된 가열실(102) 내부에 지그재그 형태로 열기유도판(103)이 형성된다. 그리고 가열실(102)에는 서랍식으로 출입되는 구이기(500)를 설치하여 고구마, 감자 및 밤 등을 구워먹을 수 있도록 한 것이다.

도 6은 본 발명 한 실시예의 연소기구(200)를 또 다른 형태의 난로몸체(100)에 적용한 것으로서, 가열실(102) 내부에 지그재그 형태로 난방관(600)을 배관한 것이다. 난방관(600)은 온수매트와 연결하여 온수바닥난방에 이용하거나 또는 온수 전용으로 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명 다른 실시예의 난방기구의 단면도로써, 연소통(201)의 하단에 간격조절수단(300)이 구비된다. 간격조절수단(300)은 연소통(201)의 하단과 연료받침판(212) 사이 간격을 조절하기 위한 것으로서, 이 간격이 조절되면 연소실(211) 내부의 펠릿(400)들이 가열실(102)로 노출되는 량이 조절되어 화력이 조절된다.

간격조절수단(300)은 연소통(201)의 외주면에 끼워지는 원통 형태로써, 나사체결 방식으로 나사부(301)를 형성하여 간격조절수단(300)을 정역회전시키면 나사부(301)의 풀고 조임에 따라 간격조절수단(300) 하단과 연료받침판(212) 사이 간격이 조절된다.

100 : 난로몸체 101 : 받침통
102 : 가열실 103 : 열기유도판
104 : 배기구 200 : 연소기구
201 : 연소통 202 : 통로
203 : 상판 204 : 급기구멍
205 : 플랜지 206 : 연료투입구
207 : 내부판 208 : 투입구멍
209 : 열기유입구멍 210 : 기둥
211 : 연소실 212 : 연료받침판
213 : 중심구멍 214 : 조절구
215 : 조절구멍 300 : 간격조절수단
301 : 나사부 400 : 펠릿

Claims (4)

1. 열기가 체류되면서 주위를 난방하는 가열실을 갖는 난로몸체의 상부에 상기 가열실과 통하는 연소기구가 구비되고, 상기 연소기구의 상부에서 펠릿이 공급되면 연소기구 내부에서 펠릿이 순차적으로 연소되면서 재가 가열실 바닥으로 떨어지도록 한 펠릿 난로에 있어서,
   상기 연소기구는 난로몸체와 분리 구성되고, 상기 난로몸체에는 상기 연소기구가 끼워지는 받침통이 구비되며,
   상기 연소기구는 상기 받침통에 끼워지면 상기 받침통과의 사이에 통로를 만드는 연소통; 상기 연소통의 상단에 결합되며 다수의 급기구멍이 형성되고, 중앙에는 펠릿이 담기는 연료투입구가 형성된 상판; 상기 연소통의 상부 외주연에 방사상으로 다수 형성되어 상기 통로를 따라 상기 가열실에서 유입되는 열기가 상기 연소통 내부의 연소실로 향하면서 상기 급기구멍으로 연소에 필요한 외기가 도입되도록 안내하는 열기유입구멍으로 구성된 것을 특징으로 하는 펠릿 난로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소기구는 상기 연소통 내부에 상기 상판과 떨어져서 상기 열기유입구멍 하부로 구비되고, 중앙에는 상기 연료투입구와 통하는 투입구멍을 갖는 내부판;
   상기 내부판 밑면에 상기 연소실을 둘러싸고 등 간격으로 다수개 하향 돌출된 기둥;
   상기 기둥들의 하단에 결합되어 연소실의 펠릿들을 받쳐주고, 상기 연소통의 하단과 떨어져서 화염이 가열실로 향하도록 안내하는 연료받침판으로 구성됨을 특징으로 하는 펠릿 난로.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 연료받침판은 상향으로 경사진 원뿔로 구성되어 연소된 펠릿들이 연소통 하부로 향하여 상기 기둥들 사이에서 상기 가열실 바닥으로 떨어지도록 구비되고,
   상기 원뿔의 상단은 화염의 일부가 펠릿들로 향하도록 중심구멍이 천공되어 연소실 중앙의 펠릿들 연소가 촉진되도록 한 것을 특징으로 하는 펠릿 난로.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연소통 하부 외주연에는 상기 연소실 하부의 개방된 정도를 조절하는 간격조절수단이 구비되어, 상기 연료받침판 과의 간격에 따라 화력이 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 펠릿 난로.

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