KR101696802B1 - 온돌 난방용 구들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온돌 난방용 구들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화기가 통과하는 고래의 하부에 격자 구조로 이루어진 다수의 챔버를 형성하여 아궁이에서 발생한 화기가 고래를 따라 원활하게 유동할 수 있는 온돌 난방용 구들에 관한 것이다.
본 발명의 온돌 난방용 구들은 방바닥을 가열하기 위해 화기를 생성하는 아궁이와, 방바닥의 하방에 형성된 베이스층과, 베이스층과 상기 방바닥 사이에 격자구조로 설치되어 상부가 개구된 다수의 사각 챔버들을 형성하는 격자부와, 방바닥과 상기 격자부 사이에 화기기 이동하는 고래를 형성하기 위해 상기 격자부의 상부에 설치되는 두둑과, 두둑의 상부에 설치되어 상기 방바닥을 지지하는 구들장과, 고래를 통과한 화기가 배출되는 굴뚝을 구비한다.

Description

온돌 난방용 구들{korean hypocaust for heating system}

본 발명은 온돌 난방용 구들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화기가 통과하는 고래의 하부에 격자 구조로 이루어진 다수의 챔버를 형성하여 아궁이에서 발생한 화기가 고래를 따라 원활하게 유동할 수 있는 온돌 난방용 구들에 관한 것이다.

일반적으로 아궁이에서 불을 때면 화기가 방고래를 지나면서 구들을 가열시킴으로써 실내의 난방공간을 데우는 온돌난방은 한국 고유의 난방법으로 우리 민족의 생활습관과 밀접한 관계가 있으며, 모든 민가에 사용되어 왔다.

온돌의 난방원리는 열의 전도를 이용한 것인데, 방바닥 밑에 깔린 넓적한 돌(구들장)에 화기를 도입시켜, 온도가 높아진 돌이 방출하는 열로 난방하는 것으로 전도에 의한 난방 이외에 복사난방과 대류난방을 겸하고 있다.

이러한 온돌은 한국의 독특한 난방법으로 열의 효율이 좋고 연료나 시설이 경제적이며, 고장이 별로 없을 뿐 아니라 구조체에 빈번한 손질이 필요하지 않다는 등의 장점이 있다.

종래 기술에 의한 구들이 적용된 가옥은 나무를 태워 화기를 생성하는 아궁이가 형성되고, 아궁이를 통해 유입된 화기는 구들장을 가열한다. 그리고 구들장이 가열됨으로 인하여 저장된 화기는 고래라고 하는 화기의 이동통로를 따라 골고루 확산되며, 고래를 순환하여 온도가 내려간 공기는 굴뚝을 통해 외부로 방출된다.

이와 같은 화기의 순환경로가 형성되는 구들을 상세히 살펴보면 고래바닥에 두둑을 세워 설치한 다음 얇고 판판한 구들장을 두둑 위에 나누어 설치하고, 그 윗면에 진흙을 발라서 방바닥을 형성하게 된다. 그리고 구들장과 구들장 사이의 빈틈을 찰흙으로 메운 다음 윗면에 수평으로 흙을 발라 방바닥을 형성한다.

대한민국 등록특허 제10-1374432호에는 온돌 구들이 개시되어 있다. 이러한 종래의 구들은 고래바닥이 아궁이에서 멀어질수록, 즉 굴뚝에 가까워질수록 높아지게 형성되는 것이 통상적이다.

하지만, 이 경우 고래에 머무는 차가운 공기가 아궁이 방향으로 이동하여 아궁이에서 발생한 뜨거운 화기가 윗목으로 이동하는데 방해가 되어 화기의 원활한 흐름을 저해하는 문제점이 발생한다.

대한민국 등록특허 제10-1374432호: 복층 구조를 갖는 축열식 온돌 구들

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 화기가 통과하는 고래의 하부에 격자 구조로 이루어진 다수의 챔버를 형성하여 아궁이에서 발생한 화기가 고래를 따라 원활하게 유동할 수 있는 온돌 난방용 구들을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온돌 난방용 구들은 방바닥을 가열하기 위해 화기를 생성하는 아궁이와; 상기 방바닥의 하방에 형성된 베이스층과; 상기 베이스층과 상기 방바닥 사이에 격자구조로 설치되어 상부가 개구된 다수의 사각 챔버들을 형성하는 격자부와; 상기 방바닥과 상기 격자부 사이에 화기기 이동하는 고래를 형성하기 위해 상기 격자부의 상부에 설치되는 두둑과;상기 두둑의 상부에 설치되어 상기 방바닥을 지지하는 구들장과; 상기 고래를 통과한 화기가 배출되는 굴뚝;을 구비하고, 상기 격자부는 상기 베이스층에 다수가 이격되어 가로방향으로 길게 설치되는 가로격벽과, 상기 베이스층에 다수가 이격되어 세로 방향으로 길게 설치되어 상기 가로격벽과 교차하여 상기 챔버들을 형성하는 세로격벽을 구비한다.

상기 챔버들의 바닥은 상기 아궁이로부터의 거리에 따라 높이가 다르게 형성된다.

상기 챔버들은 상기 세로격벽 방향을 따라 상기 아궁이로부터 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성된다.

상기 챔버들은 상기 가로격벽 방향을 따라 상기 격자부의 중앙에서 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 화기가 통과하는 고래의 하부에 격자 구조로 이루어진 다수의 챔버를 형성하고, 챔버의 바닥을 아궁이에서 멀어질수록 더 낮게 형성함으로써 아궁이에서 발생한 화기가 고래를 따라 원활하게 유동할 수 있도록 하여 난방효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온돌 난방용 구들의 일부 절개 사시도이고,
도 2는 도 1의 종단면도이고,
도 3은 도 1의 횡단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 온돌 난방용 구들에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 온돌 난방용 구들은 방바닥(10)을 가열하기 위해 화기를 생성하는 아궁이(20)와, 방바닥(10)의 하방에 형성된 베이스층(5)과, 베이스층(5)과 방바닥(10) 사이에 격자구조로 설치되어 상부가 개구된 다수의 사각 챔버들(35)을 형성하는 격자부(30)와, 방바닥(10)과 격자부(30) 사이에 화기기 이동하는 고래(40)를 형성하기 위해 격자부(30)의 상부에 설치되는 두둑(41)과, 두둑(41)의 상부에 설치되어 방바닥(10)을 지지하는 구들장(50)과, 고래(40)를 통과한 화기가 배출되는 굴뚝(60)을 구비한다.

방바닥(10)은 사방이 벽(1)으로 둘러싸인 난방공간의 하부를 이룬다. 방바닥(10)은 고래(40)를 통과하는 화기에 의해 가열되어 방을 데우는 역할을 한다.

방바닥(10)은 구들장(50) 위에 형성된다. 도시된 예에서 방바닥(10)은 구들장(50) 위에 일정한 두께로 형성된 황토층으로 이루어질 수 있다. 황토층 위에는 일정한 두께로 형성된 마감층이 설치될 수 있다. 마감층은 황토 모르타르 또는 시멘트 모르타르를 일정한 두께로 발라 형성할 수 있다. 마감층 위에는 장판이 설치될 수 있다.

아궁이(20)는 바닥층(10)의 일측에 설치된다. 아궁이(20)는 나무를 태워 방바닥(10)을 가열하기 위한 화기를 발생시킨다. 방바닥(10) 중 아궁이(20)와 가까운 부분이 아랫목이다.

아궁이(20)에서 발생한 화기는 고래(40)로 유입된다. 고래(40)로 유입된 화기는 구들장(50)을 가열시키고 연기와 함께 굴뚝(60)을 통해 외부로 배출된다. 고래(40)는 화기가 이동하는 통로로서, 본 발명에서는 구들장(50)과 격자부(30) 사이에 형성된다.

격자부(30)의 상부에는 두둑(41)이 설치된다. 두둑은 후술할 가로격벽(31)과 세로격벽(33)이 교차하는 부위에 설치될 수 있다. 두둑(41)은 내화벽돌을 일정한 높이로 쌓아 형성할 수 있다. 두둑(41)은 일정 간격으로 다수가 설치된다. 이러한 두둑(41)에 의해 구들장(50)과 격자부(30)사이에 화기가 이동하는 통로인 고래(40)가 형성된다.

구들장(50)은 두둑(41) 위에 안착되어 설치된다. 구들장(50)의 양측 가장자리를 서로 이웃하는 두둑(41)의 상단에 얹어 설치한다. 구들장과 구들장 사이의 빈틈은 작은 돌을 끼우고 황토 반죽을 발라 메운다.

구들장(50) 위에 방바닥(10)이 형성된다.

고래(40)를 통과한 화기가 배출되는 굴뚝(60)은 아궁이(20)의 반대편 위치에 설치된다. 굴뚝(60)은 고래(40)와 연도로 연결된다.

본 발명은 아궁이(20)에서 발생한 화기가 고래(40)를 따라 원활하게 유동할 수 있도록 고래(40)의 하부에 격자부(30)가 설치된다. 격자부(30)는 흙을 쌓아 형성한 베이스층(5) 위에 설치된다.

도시된 격자부(30)는 일 예로 베이스층(5)에 가로방향으로 길게 설치되는 가로격벽(31)과, 상기 베이스층(5)에 세로 방향으로 길게 설치되어 가로격벽(31)과 교차하는 세로격벽(33)으로 이루어진다.

가로격벽(31)과 세로격벽(33)은 벽돌을 일정한 높이로 쌓아 형성할 수 있다.

가로격벽(31)은 다수가 전후 방향으로 이격되어 나란하게 설치된다. 그리고 세로격벽(33)은 다수가 좌우 방향으로 이격되어 나란하게 설치된다. 가로격벽(31)과 세로격벽(33)이 교차하면서 사각의 공간으로 이루어진 챔버(35)가 형성된다. 따라서 하나의 격자부(30)에 다수의 챔버들(35)이 형성된다.

다수의 챔버들(35)은 가로방향 및 세로방향으로 정렬되어 줄과 열을 지어 형성된다. 가로격벽들(31)의 상단 높이는 모두 동일하게 형성된다. 그리고 세로격벽들(33)의 상단 높이 역시 모두 동일하게 형성된다. 그리고 가로격벽(31)의 상단높이와 세로격벽(33)의 상단 높이도 동일하게 형성된다.

격자부(30)에 형성된 챔버들(35)은 가로격벽(31)과 세로격벽(33)에 의해 각각 하나의 독립된 공간으로 이루어진다. 그리고 각 챔버들(35)은 고래를 향하는 방향, 즉 상부가 개방된 형태로 이루어진다. 따라서 각 챔버들(35)은 개구된 상부를 통해 고래(40)와 연통된다.

이와 같이 고래의 하부에 다수의 챔버를 형성하는 격자부를 형성함으로써 아궁이에 불을 지필 때 고래(40)에 머무는 차가운 공기는 대류에 의해 하방으로 이동하여 챔버로 유입되어 머물므로 아궁이(20)에서 생성된 뜨거운 화기는 고래를 따라 수평방향으로 원활하게 이동할 수 있다. 따라서 빠른 시간 내에 방바닥(10)의 윗목까지 데울 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 화기가 고래(40)를 통과하면서 챔버(35) 내부의 공기가 복사열로 점차 데워지고, 이때 데어진 뜨거운 공기는 챔버(35)에서 오랫동안 머무를 수 있어서 난방을 위한 열기를 더 긴 시간 동안 유지할 수 있다.

한편, 본 발명은 챔버들(35)의 바닥 높이가 다르게 형성될 수 있다. 가령, 아궁이(20)로부터의 거리에 따라 챔버들935)의 바닥 높이가 다르게 형성된다. 예를 들어 아궁이에서 가까운 위치의 챔버 바닥보다 아궁이에서 멀리 위치한 챔버의 바닥이 더 낮게 형성된다.

상술한 바와 같이 챔버(35)의 바닥이 아궁이(20)에서 굴뚝(60) 방향으로 진행할수록 점차 낮아지는 구조에 의해 굴뚝(60)에 가깝게 위치하는 챔버의 체적은 아궁이에 가깝게 위치하는 챔버의 체적보다 더 크다. 따라서 아궁이(20)보다는 굴뚝(60)과 가까운 방향에 더 많이 존재하는 차가운 공기를 효과적으로 수용할 수 있다. 또한, 굴뚝(60)을 통해 외부의 냉기의 유입을 억제할 수 있다.

도 2에 잘 나타난 바와 같이 챔버들(35)은 세로격벽(33) 방향을 따라 아궁이(20)로부터 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성된다. 따라서 챔버(35)의 바닥은 아궁이로부터 멀어질수록 더 낮게 형성된 계단 구조를 갖는다. 세로격벽 방향은 전후 방향, 즉 아궁이에서 굴뚝 방향을 의미한다.

또한, 챔버들(35)은 가로격벽(31) 방향을 따라 격자부(30)의 중앙에서 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성될 수 있다. 즉, 격자부(30)의 중앙에서 격자부(30)의 좌측 및 우측방향으로 진행할수록 챔버들(35)의 바닥이 더 낮게 형성된다.

도 3에 잘 나타난 바와 같이 격자부(30)의 중앙부분에 위치한 챔버의 바닥은 격자부의 좌우측에 위치한 챔버의 바닥보다 더 높게 형성된다. 따라서 격자부의 중앙에서 격자부의 좌측방향으로 이동할수록 챔버의 바닥은 더 낮게 형성된다. 또한, 격자부의 중앙에서 격자부의 좌측방향으로 이동할수록 챔버의 바닥은 더 낮게 형성된다. 따라서 격자부의 중앙을 기준으로 좌우측 방향으로 갈수록 챔버의 바닥은 더 낮게 형성된다.

그리고 도시되지 않았지만 본 발명은 굴뚝(60)의 입구에 댐퍼가 설치될 수 있다. 댐퍼는 굴뚝의 입구를 개폐하거나 입구의 크기를 조절하는 역할을 한다.

댐퍼는 입구를 개폐하는 도어와, 도어와 연결되어 도어를 계폐를 조작하는 액츄에이터로 이루어질 수 있다. 도어는 슬라이딩 이동식 또는 회전식이 설치될 수 있다. 액츄에이터로 전동모터 또는 공압 실린더 등을 이용할 수 있다. 또한, 댐퍼는 액츄에이터 없이 수동식으로 작동이 가능한 도어만으로 이루어질 수 있음은 물론이다. 댐퍼에 의해 굴뚝을 통해 배출되는 열기의 양을 제어하여 화기의 이동속도, 화기의 온도 등을 용이하게 조절할 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 벽 10: 방바닥
20: 아궁이 30: 격자부
31: 가로격벽 33: 세로격벽
35: 챔버 40: 고래 41: 두둑 50: 구들장 60: 굴뚝

Claims (4)

1. 삭제
2. 방바닥을 가열하기 위해 화기를 생성하는 아궁이와;
   상기 방바닥의 하방에 형성된 베이스층과;
   상기 베이스층과 상기 방바닥 사이에 격자구조로 설치되어 상부가 개구된 다수의 사각 챔버들을 형성하는 격자부와;
   상기 방바닥과 상기 격자부 사이에 화기기 이동하는 고래를 형성하기 위해 상기 격자부의 상부에 설치되는 두둑과;
   상기 두둑의 상부에 설치되어 상기 방바닥을 지지하는 구들장과;
   상기 고래를 통과한 화기가 배출되는 굴뚝;을 구비하고,
   상기 격자부는 상기 베이스층에 다수가 이격되어 가로방향으로 길게 설치되는 가로격벽과, 상기 베이스층에 다수가 이격되어 세로 방향으로 길게 설치되어 상기 가로격벽과 교차하여 상기 챔버들을 형성하는 세로격벽을 구비하며,
   상기 챔버들의 바닥은 상기 아궁이로부터의 거리에 따라 높이가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 온돌 난방용 구들.
3. 제 2항에 있어서, 상기 챔버들은 상기 세로격벽 방향을 따라 상기 아궁이로부터 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 온돌 난방용 구들.
4. 제 3항에 있어서, 상기 챔버들은 상기 가로격벽 방향을 따라 상기 격자부의 중앙에서 멀어질수록 바닥이 더 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 온돌 난방용 구들.

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