KR101552869B1 - 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 흡입되는 공기를 목재 펠렛 연소시 발생하는 연소열로 가열한 후 난방을 위한 공간으로 송풍할 수 있도록 하는 목재 펠렛 난로에 관한 것으로, 목재 펠렛 공급구(11b)가 형성된 목재 펠렛 공급함(11)을 구비한 목재 펠렛 공급부(10)와, 목재 펠렛 공급부(10)의 목재 펠렛 공급구(11b)의 하단에 위치하고 상방이 개방된 수납 함체(22) 내에 배치된 화덕(21)을 가지는 목재 펠렛 연소부(20)와, 화덕(21)의 상부에 위치하여 화덕(21)의 목재 펠렛 연소열이 전달되고 상부에 연소가스 배기구(36)가 구비된 열 발생부(30)를 포함하는 목재 펠렛 난로에 있어서, 열 발생부(30)는, 하부 양측이 개구되고 상측 열 전도핀이 외부에 노출된 열 전도판(31a)을 상부에 구비한 연소실(31); 및 연소실(31)의 하부와 연통되고 연소가스 배기구(36)에 연통되는 양측의 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)가 상기 연소실(31)의 양측과 간격을 두고 설치된 것이다.

Description

보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로{wood pellet stove having auxiliary heating function}

본 발명은 각종 작업장, 하우스, 골프장, 음식점, 사무실 및 스키장 등에서 다목적으로 사용되는 목재 펠렛 난로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부로부터 흡입되는 공기를 목재 펠렛 연소시 발생하는 연소열로 가열한 후 난방을 위한 공간으로 송풍할 수 있도록 하는 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로에 관한 것이다.

통상적으로 동절기가 되면 난방장치의 사용이 급증하는데, 주택이나 음식점,사무실, 공장 등에서는 실내공간의 난방을 위해 난방장치를 사용하고, 농촌에서는 농작물 재배 또는 가축 사육을 위한 시설에 난방장치를 마련하게 된다.

이러한 난방장치로는 난로 또는 온풍기를 사용하게 되는데, 기존의 난로나 온풍기의 경우 대다수가 전기, 가스, 연탄, 기름 중의 어느 하나를 연료로 사용하고 있다.

그런데 이처럼 전기, 가스, 연탄, 기름을 연료로 사용하는 경우, 연료의 수급과 보관 등 관리가 용이한 장점이 있으나, 연료 자체가 고가일 뿐만 아니라 연소시 연료의 소모량이 상당하여 난방비용이 가중되는 문제점이 있어 비용부담이 상당하다.

특히, 연탄과 기름을 연료로 사용하는 경우에는 연소과정에서 배출되는 연소가스에 다량의 화학적 유해물질이 포함되는바, 화학적 유해물질로 인한 인체손상과 환경오염이 우려되며, 장작난로의 경우 연소가스를 배출하기 위한 연통을 필요로 하는데, 바람이나 주변건물 등 주위환경에 따라서는 연통에서 연소가스의 배출이 용이하게 이루어지지 않는 경우가 있고, 이에 따라 장작의 연소가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 주변에서 저렴한 비용으로 손쉽게 구할 수 있고 연소가 용이한 천연 연료를 난방연료로 사용하는 추세가 급증하고 있으며, 간벌된 나무 등의 껍질이나 톱밥 등의 폐기물을 분쇄 압축하고 원통 형상으로 성형한 목재 펠렛(wood pellet)도 그 중 하나이다.

상기한 바와 같은 목재 펠렛을 연료로 하는 목재 펠렛 난로는, 이미 공개된 특허문헌과 본 출원인의 실용신안등록출원 제 20-2013-0002609 호(도 1, 2 참조)에 나타난 바와 같이, 펠렛 화덕(101)이 수납되는 화덕 지지대(102) 상부에 연료통(103)과, 모터(104)에 연동해서 연료통(103)의 목재 펠렛을 펠렛 화덕(101)에 공급하는 이송 스크류(105), 목재 펠렛 연소시 발생하는 연소가스를 외부로 배출하는 열 발생부(106) 및 연통(107)이 구비되어 있다.

목재 펠렛(101)에 송풍 팬(108)이 연결되어 있고, 열 발생부(106)가 펠렛 화덕(101) 상부의 화덕 지지대(102)에 상향지게 세워진 제 1 열 발생부(106a)와, 제 1 열 발생부부(106a)의 연통되게 연결되어 하향지게 배치된 제 2 열 발생부부(106b)로 구성되어 있으므로, 목재 펠렛 연소시 화력을 높일 수 있을뿐더러 열 발생부(106)와 외부공기와의 접촉면적을 극대화할 수 있다.

그러나, 도 1 및 도 2와 같은, 목재 펠렛 난로의 경우, 열 발생부와 외부공기와의 접촉면적을 확장할 수 있으나, 열 발생부와 접촉되는 공기가 열 발생부 주변의 공기로 제한되므로 열전달효율을 높이는데 한계가 있다.

국내 등록특허 제 10-1134044 호(2012. 04. 13. 등록공고) 국내 등록특허 제 10-1156188 호(2012. 06. 18. 등록공고) 국내 등록특허 제 10-1271748 호(2013. 06. 10. 등록공고) 국내 등록특허 제 10-1249776 호(2013. 04. 02. 등록공고)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 한계점을 극복하기 위한 것으로서,외부로부터 흡입되는 공기를 목재 펠렛 연소시 발생하는 연소열로 가열한 후 난방을 위한 각종 작업장, 하우스, 골프장, 음식점, 사무실 및 스키장 등의 특정 공간으로 송풍하여 목재 펠렛 난로의 난방 효율을 높일 수 있는 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 목재 펠렛 공급구가 형성된 목재 펠렛 공급함을 구비한 목재 펠렛 공급부와, 상기 목재 펠렛 공급부의 목재 펠렛 공급구의 하단에 위치하고 상방이 개방된 수납 함체 내에 배치된 화덕을 가지는 목재 펠렛 연소부와, 상기 화덕의 상부에 위치하여 상기 화덕의 목재 펠렛 연소열이 전달되고 상부에 연소가스 배기구가 구비된 열 발생부를 포함하는 목재 펠렛 난로에 있어서, 상기 열 발생부는, 상기 수납 함체 상부의 개구부에 상향지게 연장되고 상방이 밀폐되며 양측면의 하부가 양측방향으로 개구된 연소실; 및 상기 연소실과 연통되게 상기 연소실의 개구된 양측면의 하부에 연결되어 상기 연소가스 배기구에 연통되게 연장되는 양측의 배기덕트로 구성되는 보조 난방부가 상기 연소실의 양측과 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로에 의해 달성된다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 연소실은, 중앙에 전후방이 개방된 관 형상의 송풍구가 형성되고, 상기 송풍구의 후방이 송풍 덕트에 의해 송풍 팬에 연결된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 송풍구는, 가이드 판이 구비된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 가이드 판은, 상기 송풍구 내면에 상기 송풍구의 길이방향을 따라 나선형으로 배치된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 배기 덕트와 상기 목재 펠렛 공급함 사이에 열 차단판이 배치되어 그의 양측부와 상부가 절곡되어 상기 배기 덕트에 부착되고, 상기 열 차단판의 상부 절곡면에 통공이 형성된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 송풍 팬은, 상기 송풍구의 온도에 따라 회전속도가 조절된다.

본 발명에 의하면, 열 발생부를 구성하는 연소실에 송풍구를 구성하고, 이 송풍구에 송풍 덕트를 매개로 송풍 팬을 연결하여, 송풍 팬과 송풍 덕트를 통해 공급되는 외부공기를 목재 펠렛 연소시 발생하는 열과 연소실에서 불완전 연소된 연소가스가 재연소되는 과정에서 발생하는 열에 의해 가열한 후 난방을 위한 각종 작업장, 하우스, 골프장, 음식점, 사무실 및 스키장 등의 특정 공간으로 송풍함으로써, 목재 펠렛 난로의 난방 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 송풍구 내에 가이드 판을 나선형으로 배치함으로써, 송풍 팬을 이용하여 외부공기를 송풍구에 공급하는 과정에서 발생하는 소음을 줄이고, 송풍구를 통해 송풍되는 공기를 확산시킬 수 있다.

도 1은 종래의 목재 펠렛 난로의 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 목재 펠렛 난로의 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 3의 C-C, D-D, E-E, F-F선 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 목재 펠렛 난로는, 도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 목재 펠렛을 공급하는 목재 펠렛 공급부(10), 목재 펠렛 공급부(10)로부터 공급되는 목재 펠렛을 연소시키는 목재 펠렛 연소부(20), 목재 펠렛이 연소될 때와 재연소 및 배기시 발생되는 열에 의해 난방하고자 하는 공간의 공기를 가열하는 열 발생부(30) 및 이들을 지지하고 이동시키는 지지 프레임(60) 등으로 구성된다.

목재 펠렛 공급부(10)는 목재 펠렛 공급함(11)과 이송 스크루(12)를 구성되는데, 목재 펠렛 공급함(11)은 개방된 상방에 뚜껑(11a)이 개폐되고 하부에 목재 펠렛 공급구(11b)가 형성되어 목재 펠렛이 수용되고, 이송 스크루(12)는 상부에 목재 펠렛 공급구(11b)에 연결된 목재 펠렛 투입구(12c')가 형성되고 일단이 개방된 이송관(12a) 내에 위치한 스크루(12b)가 이송관(12a)의 타단에 위치한 모터(12c)에 결합되어 있으므로, 모터(12c)의 회전력에 의해 스크루(12b)가 회전된다.

목재 펠렛 연소부(20)는 위치이동을 위한 복수의 롤러(61)를 구비한 지지 프레임(60)의 상부에 설치되고 상부에 열 발생부(30)와의 연결을 위한 개구부가 형성되며 화덕(21)을 수납하기 위한 도시되지 않은 도어를 가지는 수납 함체(22)와, 수납 함체(22)의 내면에 수평지게 설치되며 목재 펠렛 연소시 남는 재를 포함하는 이물질을 하강시키기 위한 복수의 구멍을 가지는 지지판(23)과, 지지판(23) 위에 수납되며 목재 펠렛이 공급되어 연소되는 화덕(21) 및 목재 펠렛 연소시 발생되어 경사판(24)을 타고 흘러내리는 재를 포함하는 이물질을 수거하는 수거함(25)으로 구성된다.

여기서, 경사판(24)은 지지판(23)의 저부에 경사지게 설치되어 목재 펠렛 연소시 발생되어 지지판(23)의 구멍을 통해 아래로 떨어지는 재를 포함하는 이물질이 분산되지 않고 수거함(25)에 모아지도록 하는 역할을 한다.

목재 펠렛이 연소되는 화덕(21)에는 송풍 덕트(27)를 매개로 송풍 팬(26)이 연결되어 있는데, 이는 난로 가동시 화덕(21)에 외부공기를 공급하여 목재 펠렛의 원활한 연소를 도와주고 목재 펠렛 연소시 발생하는 화력을 배가하기 위함이다. 이 송풍 팬(26)은 온기 송풍을 위한 송풍 팬(33)과 함께 송풍구(31b)의 온도에 따라 회전속도가 조절되어, 화력을 조절할 수 있을뿐더러 송풍구(31b)를 통해 송풍되는 공기량을 조절할 수 있다. 위와 같이 송풍 팬(26)의 작동으로 화덕(21)의 화력이 강해지면, 모터(2c)의 회전속도 역시 조절하여 이송 스크루(12)를 통해 화덕(21)에 공급되는 목재 펠렛량을 조절해야 함은 당연하다.

물론, 각각의 송풍 팬(26)(33)은 난로 작동시 송풍구(31b)의 온도에 따라 회전속도가 자동으로 조절되거나, 사용자에 의한 외부입력에 따라 임의로 조절되기도 한다.

화덕(21)은 목재 펠렛이 공급되고 연소되는 용기로서 도시되지 않은 도어를 통해 수납 함체(22)의 지지판(23)에 수납된다.

화덕(21)과 연통되게 목재 펠렛 연소부(20)의 상부에 위치하는 열 발생부(30)는 목재 펠렛이 연소되는 과정에서 발생되는 열과 불완전 연소된 연소가스가 재연소되는 과정에서 발생하는 열에 의해 난방하고자 하는 공간의 공기를 가열하는 것으로서, 열 발생부(30)는, 수납 함체(22) 상부의 개구부에 상향지게 연장되고 상방이 밀폐되며 양측면의 하부가 양측방향으로 개구된 연소실(31) 및 연소실(31)과 연통되게 연소실(31)의 개구된 양측면의 하부에 연결되어 연소가스 배기구(36)에 연통되게 연장되는 양측의 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)가 연소실(31)의 양측과 간격을 두고 설치된다.

연소실(31)은 원통형상으로서 중앙에 전후방이 개방된 관 형상의 송풍구(31b)가 형성되고, 송풍구(31b)의 후방이 송풍 덕트(34)에 의해 송풍 팬(33)에 연결됨으로써, 목재 펠렛 난로 가동시 송풍 팬(33)의 작동으로 송풍 덕트(34)를 통해 송풍구(31b)로 송풍되는 외부공기가 연소실(31)에서 발생하는 열에 의해 가열된다.

또한, 송풍 팬(33)과 연결되는 송풍구(31b) 내면에 가이드 판(34a)이 송풍구(31b)의 길이방향을 따라 나선형으로 배치되어 있으므로, 송풍 덕트(34)를 지나가는 외부공기가 가이드 판(34a)을 따라 지나가기 때문에 소음이 발생하지 않을뿐더러 난방하고자 하는 공간으로 송풍되는 공기가 확산되는 효과가 있다.

위와 같이 구성된 목재 펠렛 난로는, 목재 펠렛 공급함(11)에 목재 펠렛을 채우고 수납 함체(22)에 화덕(21)을 내입한 상태에서, 목재 펠렛 난로를 작동시키면, 이송 스크루(12)의 작동으로 목재 펠렛 공급함(11)의 목재 펠렛이 화덕(21)에 공급되고, 화덕(21)에 공급된 목재 펠렛은 도시되지 않은 착화장치에 의해 착화되어 연소된다.

이때 송풍 팬(26)은 화덕(21)에 외부공기를 공급하여 목재 펠렛의 연소를 도와준다.

화덕(21)에서의 목재 펠렛 연소로 발생되는 열은 연소실(31)과 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)를 경유하면서 외부공기를 가열하고, 불완전 연소된 연소가스는 연소실(31)과 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)를 경유하면서 재연소 및 배기되는데, 이 과정에서 발생하는 열 역시 연소실(31)과 배기덕트(32a)와 접하는 외부공기를 가열한다.

이때 송풍 팬(33)의 작동으로 송풍 덕트(34)를 경유하여 송풍구(31b)를 통해 난방하고자 하는 공간으로 송풍되는 공기가, 화덕(21)에서 목재 펠렛이 연소되는 과정에서 발생하는 열과, 불완전 연소된 연소가스가 연소실(31)과 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)에서 재연소 및 배기되는 과정에서 발생되는 열에 의해 가열된다.

따라서, 화덕(21)에서 목재 펠렛이 연소되는 과정에서 발생하는 열과, 불완전 연소된 연소가스가 연소실(31)과 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)에서 재연소 및 배기되는 과정에서 발생되는 열을 이용하여 난방하고자 하는 공간의 공기를 가열함과 동시에 송풍구(31b)를 통해 순환되는 외부공기까지도 가열함으로써, 목재 펠렛의 열효율을 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 배기 덕트(32a)와 목재 펠렛 공급함(11) 사이에 열 차단판(70)이 배치되어 그의 양측부와 상부가 절곡되어 배기 덕트(32a)에 부착되는데, 이 열 차단판(70)의 상부 절곡면에 통공(71)이 형성됨으로써 배기 덕트(32a)로부터 목재 펠렛 공급함(11)으로 전달되는 열을 최소한으로 줄일 수 있다. 다시 말해, 배기 덕트(32a)로부터 전달되는 열에 의해 목재 펠렛 공급함(11)에 수용된 목재 펠렛이 연소되는 것을 막을 수 있다.

특히, 배기 덕트(32a)와 열 차단판(70) 사이의 하부가 개방되고 열 차단판(70) 상부의 절곡면에 통공(71)이 형성되어 있으므로 배기 덕트(32a)와 열 차단판(70) 사이의 공기가 순환되어 배기 덕트(32a)로부터 열 차단판(70)을 거쳐 목재 펠렛 공급함(11)으로 전달되는 열량을 최소화할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 목재 펠렛 공급부 11 : 목재 펠렛 공급함
11b : 목재 펠렛 공급구 12 : 이송 스크루
12a : 이송관 12b : 스크루
12c : 모터 12c' : 목재 펠렛 투입구
12d : 지지부재 20 : 목재 펠렛 연소부
21 : 화덕 22 : 수납 함체
23 : 지지판 24 : 경사판
25 : 수거함 26, 33 : 송풍 팬
30 : 열 발생부 31 : 연소실
31a : 열 전도판 31b : 송풍구
32 : 보조 난방부 32a : 배기덕트
34 : 송풍 덕트 34a : 가이드 판
36 : 배기가스 배기구 60 : 지지 프레임
61 : 롤러 70 : 열 차단판
71 : 통공

Claims (6)

1. 목재 펠렛 공급구(11b)가 형성된 목재 펠렛 공급함(11)을 구비한 목재 펠렛 공급부(10)와, 상기 목재 펠렛 공급부(10)의 목재 펠렛 공급구(11b)의 하단에 위치하고 상방이 개방된 수납 함체(22) 내에 배치된 화덕(21)을 가지는 목재 펠렛 연소부(20)와, 상기 화덕(21)의 상부에 위치하여 상기 화덕(21)의 목재 펠렛 연소열이 전달되고 상부에 연소가스 배기구(36)가 구비된 열 발생부(30)를 포함하는 목재 펠렛 난로에 있어서,
   상기 열 발생부(30)는,
   상기 수납 함체(22) 상부의 개구부에 상향지게 연장되고 상방이 밀폐되며 양측면의 하부가 양측방향으로 개구된 연소실(31); 및
   상기 연소실(31)과 연통되게 상기 연소실(31)의 개구된 양측면의 하부에 연결되어 상기 연소가스 배기구(36)에 연통되게 연장되는 양측의 배기덕트(32a)로 구성되는 보조 난방부(32)가 상기 연소실(31)의 양측과 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소실(31)은, 중앙에 전후방이 개방된 관 형상의 송풍구(31b)가 형성되고, 상기 송풍구(31b)의 후방이 송풍 덕트(34)에 의해 송풍 팬(33)에 연결된 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 송풍구(31b)는, 가이드 판(34a)이 구비된 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드 판(34a)은, 상기 송풍구(31b) 내면에 상기 송풍구(31b)의 길이방향을 따라 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 배기 덕트(32a)와 상기 목재 펠렛 공급함(11) 사이에 열 차단판(70)이 배치되어 그의 양측부와 상부가 절곡되어 상기 배기 덕트(32a)에 부착되고, 상기 열 차단판(70)의 상부 절곡면에 통공(71)이 형성된 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 송풍 팬(33)은, 상기 송풍구(31b)의 온도에 따라 회전속도가 조절되는 것을 특징으로 하는, 보조 난방기능을 구비한 목재 펠렛 난로.
   
   
   

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