KR102190363B1 - 하이브리드 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연통이 연결되는 연통연결구와, 외부 공기가 흡입되는 공기흡입구와, 장작이 투입되는 연료투입구와, 내부공간을 가로질러 설치되고 중심부에 장착홀이 천공되어 있는 가로격벽을 포함하며, 상기 내부공간은 상기 가로격벽에 의해 서로 연통되는 상측의 화실과 하측의 하부공간부로 구획되고, 상기 연통연결구는 상기 화실의 상부벽에 형성되며, 상기 공기흡입구는 상기 하부공간부의 측벽에 형성되고, 상기 연료투입구는 상기 화실의 측벽에 형성되는 난로본체와; 상기 장착홀에 장착되며, 상기 화실 및 하부공간부와 연통되고, 연소되는 장작이나 우드펠렛의 수용공간을 제공하는 연소뭉치와; 상기 화실과 상기 난로본체의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체에 설치되며, 상기 우드펠렛을 상기 연소뭉치에 공급하는 우드펠렛공급부; 및 상기 화실과 상기 난로본체의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체에 설치되며, 외부로부터 유입되는 공기가 배출되는 길이 방향 일측 단부가 상기 연소뭉치를 향하도록 배치되어 상기 연소뭉치에 공기를 집중 주입시키는 집중공기주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로를 제공한다.

Description

하이브리드 난로{A HYBRID STOVE}

본 발명은 하이브리드 난로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소방식이 다른 장작과 우드펠렛 모두를 연료로 사용할 수 있는 하이브리드 난로에 관한 것이다.

일반적으로 장작난로는 목재를 연료로 사용하는 난방장치로, 장작을 연소시키는 연소실과 연소가스를 배출시키는 연도로 이루어진다. 장작난로는 LNG, 등유 등과 비교하여 저렴한 연료비와 높은 난방용량으로 인해 전원주택이나 펜션 등 난방부하가 큰 교외의 주거시설에서 많이 사용되고 있다.

한편, 우드펠렛난로는 벌목 부수재나 잡목을 빻아서 4 ~ 8㎜ 정도의 직경을 갖는 원통형 칩으로 만든 우드펠렛을 연료로 하는 난방장치이다. 우드펠렛은 벌목 시 발생하는 부수재를 재활용한 연료로, 가격이 저렴하며, 부수재 처리가 따로 필요하지 않는 친환경적인 연료이다.

장작과 우드펠렛은 지속 가능한 에너지원인 목재로 이루어지므로, 신재생에너지로 분류된다. 따라서, 이러한 장작과 우드펠렛을 연료로 사용하여 난방을 하더라도 탄소배출량이 전혀 없다는 장점이 있다.

하지만, 우드펠렛은 장작과 연소방식이 다르다. 장작은 화염에 노출되면 자연적으로 발화가 되어 연소가 이루어진다. 반면, 우드펠렛은 목재를 압착시켜 만들어진 관계로, 화염에 노출되어도 발화가 잘 되지 않아 표면만 그을리거나 연소가 되지 않고 연기만 발생하는 상황이 발생된다. 따라서, 일반적으로 우드펠렛난로는 연소가 잘 이루어지도록 하기 위해 다량의 공기가 공급될 수 있도록 제작된다.

여기서, 우드펠렛 연소의 핵심은 연소가 이루어지는 시점에서 빠른 속도로 공기를 공급하는 것이며, 이렇게 함으로써, 연소의 효율과 화력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 상용화되어 있는 많은 우드펠렛난로 혹은 우드펠렛연소장치는 우드펠렛의 연소과정에서 집중적으로 공기를 공급해주는 기구를 구비한다.

하지만, 이러한 우드펠렛난로에서 장작을 연료로 사용하기에는 다음과 같은 제약이 따른다. 첫째, 우드펠렛 연소를 위한 집중 공기 공급장치로 인해 화실의 크기가 줄어들기 때문에 장작을 적재할 공간이 없어서 구조적으로 장작의 연소가 제한된다. 둘째, 장작을 적재할 공간이 있더라도 공기의 속도와는 상관없이 다량의 공기가 유입되어야 하는 장작의 연소방식과 다른, 우드펠렛 연소를 위한 공기공급방식을 갖추고 있기 때문에 장작을 연료로 사용하기에는 연소가 효율적으로 이루어지지 못한다는 단점이 있다. 즉, 우드펠렛난로의 경우, 공급되는 공기의 속도는 빠를지라도 공급되는 공기의 양이 장작의 연소 속도에 비해 적기 때문에, 우드펠렛난로에 장작을 연소시키는 경우, 불완전 연소가 일어나 연소 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 공개번호 제10-2014-0129646호 공개특허공보 대한민국 등록번호 제10-1267024호 등록특허공보

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 연소방식이 다른 장작과 우드펠렛 모두를 연료로 사용할 수 있는 하이브리드 난로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은, 연통이 연결되는 연통연결구와, 외부 공기가 흡입되는 공기흡입구와, 장작이 투입되는 연료투입구와, 내부공간을 가로질러 설치되고 중심부에 장착홀이 천공되어 있는 가로격벽을 포함하며, 상기 내부공간은 상기 가로격벽에 의해 서로 연통되는 상측의 화실과 하측의 하부공간부로 구획되고, 상기 연통연결구는 상기 화실의 상부벽에 형성되며, 상기 공기흡입구는 상기 하부공간부의 측벽에 형성되고, 상기 연료투입구는 상기 화실의 측벽에 형성되는 난로본체와; 상기 장착홀에 장착되며, 상기 화실 및 하부공간부와 연통되고, 연소되는 장작이나 우드펠렛의 수용공간을 제공하는 연소뭉치와; 상기 화실과 상기 난로본체의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체에 설치되며, 상기 우드펠렛을 상기 연소뭉치에 공급하는 우드펠렛공급부; 및 상기 화실과 상기 난로본체의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체에 설치되며, 외부로부터 유입되는 공기가 배출되는 길이 방향 일측 단부가 상기 연소뭉치를 향하도록 배치되어 상기 연소뭉치에 공기를 집중 주입시키는 집중공기주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로를 제공한다.

여기서, 상기 연소뭉치는, 상기 장착홀을 관통하는 외경을 가지며, 길이 방향 일측 단부에는 원주를 따라 반경 방향 외측으로 절곡 형성되는 걸개부가 구비되는 하우징, 및 상기 하우징의 길이 방향 타측 단부 측에 안착되며, 상하 관통하는 형태의 복수 개의 타공패턴을 구비하는 지지판을 포함하며, 상기 하우징이 상기 장착홀을 관통 시 상기 걸개부가 상기 가로격벽의 상측면에 거치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 지지판은 원판 형태로 구비되며, 상기 지지판의 테두리에서 원주 방향으로 이격 형성되며, 원의 중심을 향해 내향 형성되는 복수 개의 홈을 포함하는 최외곽절개홈패턴과, 상기 원의 중심과 최외곽절개홈패턴 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되며, 이웃하는 상기 복수 개의 홈 사이에 형성되되 외곽측이 개구된 복수 개의 제1 타공구멍을 포함하는 외곽타공구멍패턴과, 상기 원의 중심과 외곽타공구멍패턴 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되는 호 형태의 복수 개의 제2 타공구멍을 포함하되, 상기 복수 개의 제2 타공구멍은 상기 원의 중심으로부터 반경이 다른 복수 개의 열을 이루는 중간타공구멍패턴, 및 상기 원의 중심에 형성되는 제3 타공구멍과, 상기 제3 타공구멍을 중심으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 제4 타공구멍을 포함하는 중앙타공구멍패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 우드펠렛공급부는, 관 형태로 구비되며, 길이 방향 일측 단부는 상기 연소뭉치의 상측에 위치하고 길이 방향 타측 단부는 상기 난로본체의 외부에 위치하며, 상기 길이 방향 타측 단부로 투입되는 상기 우드펠렛을 상기 길이 방향 일측 단부로 배출시키는 우드펠렛공급본체를 포함하고, 상기 우드펠렛공급본체는 외주면에서 길이 방향 일측 단부 측으로 사선 절개된 절개부를 가지며, 상기 우드펠렛공급부는 판상으로 구비되며, 상기 절개부에 접합되어 상기 우드펠렛공급본체의 길이 방향 일측 단부의 단면적을 상기 우드펠렛공급본체의 길이 방향 타측 단부의 단면적보다 좁게 만드는 막음판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 집중공기주입관은 상기 연소뭉치에 수용되어 있는 상기 장작이나 우드펠렛이 점화되도록, 별도의 점화장치로부터 발생되는 화염이 유입되는 통로를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이때, 외부로부터 공기가 유입되는 상기 집중공기주입관의 길이 방향 타측 단부에 구비되는 집중공기주입구는 개구 면적이 조절 가능하게 형성되어, 화력 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집중공기주입구는 상기 우드펠렛 연소 시에는 개방되고, 상기 장작 연소 시에는 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 하이브리드 난로는 상기 화실의 상측에 설치되는 공기유동가이드를 더 포함하며, 상기 공기유동가이드는 판상으로 이루어지고, 상기 집중공기주입관 측으로 상향 경사지게 설치되며, 상기 집중공기주입관으로부터 주입되어 상기 연소뭉치를 경유한 공기와, 상기 공기흡입구로부터 흡입되어 상기 연소뭉치를 경유한 공기가 상기 화실 내부에서 순환된 후 배출되도록 가이드하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 공기흡입구와 별도로 설치되는 집중공기주입관을 구비함으로써, 연소방식이 다른 장작과 우드펠렛 모두를 연료로 사용할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 우드펠렛 연소 시에는 집중공기주입관을 개방하고, 장작 연소 시에는 집중공기주입관을 폐쇄함으로써, 장작과 우드펠렛 모두를 연소시킬 수 있고, 연소 효율 또한 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 화실의 상측에 판상으로 이루어지는 공기유동가이드를 구비함으로써, 화실 내부로 주입되는 공기와 흡입되는 공기 모두를 화실 내부에서 순환시킨 후 배출시킴으로써, 열 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 화실 내부에 설치되어 있는 연소뭉치에 공기를 집중 주입하도록 설치되는 집중공기주입관을 통해, 화실 내부로 공기를 주입하기 위해 종래에 설치되던 흡출기 없이도 하이브리드 난로를 운용할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 공기 주입을 위한 동력 사용 없이 무동력으로 하이브리드 난로를 운용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 집중공기주입관을 통해 화염을 화실 내부로 유입시킴으로써, 연료투입구를 폐쇄한 상태에서 점화할 수 있고, 이를 통해, 점화 시 연기의 실내 유입을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 집중공기주입관 입구의 개구 면적을 조절함으로써, 화력을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로를 개략적으로 나타낸 부분 사시도이고,
도 2는 도 1의 측면도이며,
도 3은 도 1의 중심 부분을 확대하여 나타낸 확대도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 연소뭉치를 나타낸 사시도이며,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 연소뭉치를 이루는 지지판을 나타낸 평면도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 우드펠렛공급부를 나타낸 부분 사시도이며,
도 7은 도 6의 측면도이고,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로에서, 주입공기와 흡입공기의 유동 경로를 나타낸 참고도이며,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로를 실제로 가동한 상태를 보여주는 사진으로, (a)는 집중공기주입관을 폐쇄했을 때의 연소사진이고, (b)는 집중공기주입관을 개방했을 때의 연소사진이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로에 대해 상세히 설명한다.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로를 개략적으로 나타낸 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 중심부분을 확대하여 나타낸 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 연소뭉치를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 연소뭉치를 이루는 지지판을 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로의 우드펠렛공급부를 나타낸 부분 사시도이며, 도 7은 도 6의 측면도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로에서, 주입공기와 흡입공기의 유동 경로를 나타낸 참고도이며, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로를 실제로 가동한 상태를 보여주는 사진으로, (a)는 집중공기주입관을 폐쇄했을 때의 연소사진이고, (b)는 집중공기주입관을 개방했을 때의 연소사진이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 연소방식이 다른 장작과 우드펠렛 모두를 연료로 사용할 수 있는 난로이다.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 난로본체(110)와, 연소뭉치(120)와, 우드펠렛공급부(130)와, 집중공기주입관(140)을 포함하여 형성된다.

난로본체(110)는 하이브리드 난로(100)의 외관을 이룬다. 난로본체(110)는 속이 빈 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 난로본체(110)는 가로격벽(113)과, 연통연결구(111)와, 공기흡입구(112), 연료투입구(114)를 포함한다.

가로격벽(113)은 판상으로 이루어진다. 가로격벽(113)은 난로본체(110)의 내부공간을 수평 방향으로 가로질러 설치된다. 난로본체(110)의 내부공간은 이러한 가로격벽(113)에 의해 상측의 화실(110a)과 하측의 하부공간부(110b)로 구획된다. 여기서, 가로격벽(113)의 중심부에는 연소뭉치(120)의 장착을 위한 장착홀(113a)이 천공되어 있다. 이러한 장착홀(113a)을 통해 상측의 화실(110a)과 하측의 하부공간부(110b)가 연통되고, 이에 따라, 하부공간부(110b) 측으로 유입되는 공기가 연소뭉치(120) 측으로 공급될 수 있다.

연통연결구(111)는 화실(110a)의 상부벽에 형성된다. 이러한 연통연결구(111)에는 화실(110a)에서 장작이나 우드펠렛을 연소시킴으로써 만들어지는 열의 이동 통로를 제공하는, 예컨대, 난방장치의 연통(도시하지 않음)이 연결된다.

공기흡입구(112)는 하부공간부(110b)의 측벽에 형성된다. 이러한 공기흡입구(112)는 외부 공기가 하부공간부(110b)로 흡입되는 통로를 제공한다. 공기흡입구(112)를 통해 하부공간부(110b)로 흡입되는 공기는 연소뭉치(120) 측에서 상향 유동되어 연소뭉치(120)를 통해 화실(110a)로 유입된다.

연료투입구(114)는 화실(110a)의 측벽에 형성된다. 예를 들어, 작업자는 연료투입구(114)를 통해 화실(110a) 내부로 장작을 투입시킬 수 있다. 이때, 연료투입구(114)에는 손잡이가 설치될 수 있으며, 하이브리드 난로(100) 운용 과정에서 작업자가 연소 상태나 화염 세기 등을 눈으로 관찰할 수 있도록 하기 위한 투명창 또한 설치될 수 있다(도 9 참조).

공기흡입구(112)가 형성되는 하부공간부(110b)의 측벽과, 연료투입구(114)가 형성되는 화실(110a)의 측벽은 상하로 이어져, 난로본체(110)의 일측벽을 이룰 수 있다.

한편, 도시하진 않았지만, 난로본체(110)에는 연소된 공기가 배출되는 배출구가 형성된다. 배출구는 난로본체(110)의 일측벽에 형성된 공기흡입구(112) 반대편의 난로본체(110)의 타측벽에 형성될 수 있는데, 하부공간부(110b)의 측벽에 형성되는 공기흡입구(112)와 달리, 화실(110a)의 측벽에 형성될 수 있다.

연소뭉치(120)는 장착홀(113a)에 장착된다. 이를 통해, 연소뭉치(120)는 화실(110a)과 하부공간부(110b) 사이에 배치되고, 이들과 연통된다. 이러한 연소뭉치(120)는 연소되는 장작이나 우드펠렛의 수용공간을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 연소뭉치(120)는 하우징(122)과 지지판(121)을 포함할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(122)은 속이 빈 원통형으로 구비된다. 이때, 하우징(122)은 가로격벽(113)에 형성되어 있는 장착홀(113a)에 삽입 및 관통된다. 이에 따라, 하우징(122)은 장착홀(113a)을 관통하는 외경을 갖는다.

연소뭉치(120)가 장착홀(113a)에 장착됨에 따라, 하우징(122)은 걸개부(122a)를 구비한다. 걸개부(122a)는 하우징(122)의 길이 방향 상측(도면 기준) 단부에 구비된다. 걸개부(122a)는 하우징(122)의 길이 방향 상측 단부에서, 이의 원주를 따라 반경 방향 외측으로 절곡 형성된다. 걸개부(122a)는 링 형태로 이루어진다. 연소뭉치(120)가 장착되는 과정에서, 하우징(122)이 상측에서 하측으로 장착홀(113a)을 관통하는 경우, 장착홀(113a)의 직경보다 큰 외경을 갖는 걸개부(122a)가 가로격벽(113)의 상측면, 즉, 화실(110a)의 바닥면에 거치됨으로써, 가로격벽(113)의 장착홀(113a)에 연소뭉치(120)가 장착된다.

지지판(121)은 우드펠렛공급부(130)로부터 공급되는 우드펠렛의 적재면을 제공한다. 이러한 지지판(121)은 하우징(122)의 길이 방향 하측 단부 측에 안착된다. 이를 위해, 도시하진 않았지만, 하우징(122)의 길이 방향 하측 단부의 내측면에는 지지판(121)이 안착되는 턱이나 돌기가 반경 방향으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 연소뭉치(120)는, 하우징(122)에 지지판(121)이 단순히 거치되는 형태로 이루어진다. 이를 통해, 하우징(122)으로부터 지지판(121)을 쉽게 분리시킬 수 있으며, 하이브리드 난로(100)를 장시간 사용함에 따라 지지판(121)에 눌러 붙은 우드펠렛을 손쉽게 청소할 수 있고, 교체 또한 쉽게 할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 지지판(121)은 원판 형태로 구비된다. 이때, 지지판(121)은 상하 관통하는 형태의 복수 개의 타공패턴을 구비한다. 타공패턴은 연소과정에서 발생되는 재가 하부공간부(110b)로 떨어지는 통로를 제공함과 아울러 하부공간부(110b)의 측벽에 형성되어 있는 공기흡입구(112)로부터 흡입되는 공기가 지지판(121) 상에 적재되어 있는 우드펠렛에 공급되는 통로를 제공한다.

이러한 지지판(121)에 형성되는 타공패턴은 최외곽절개홈패턴(121a)과, 외곽타공구멍패턴(121b)과, 중간타공구멍패턴(121c)과, 중앙타공구멍패턴(121d)으로 이루어질 수 있다.

최외곽절개홈패턴(121a)은 지지판(121)의 테두리에서 원주 방향으로 이격 형성되며 원의 중심을 향해 내향 형성되는 복수 개의 홈으로 이루어진다. 최외곽절개홈패턴(121a)은 하우징(122)의 내측면과 접하는 지지판(121)의 가장 외곽 쪽에 위치한다. 최외곽절개홈패턴(121a)은, 우드펠렛이 연소될 때 고온으로 인하여 하우징(122)에 우드펠렛이 눌러 붙어 떨어지지 않는 현상을 방지하기 위한 것으로, 하우징(122) 측에 충분한 공기를 공급하여 이 부분을 냉각시키는 역할을 한다.

외곽타공구멍패턴(121b)은 원의 중심과 최외곽절개홈패턴(121a) 사이에 구비된다. 외곽타공구멍패턴(121b)은 원의 중심과 최외곽절개홈패턴(121a) 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되며 이웃하는 복수 개의 홈 사이에 각각 형성되는 복수 개의 제1 타공구멍으로 이루어진다. 이때, 제1 타공구멍은, 그 외곽측이 개구된 형태로 형성된다. 이와 같이, 복수 개의 제1 타공구멍으로 이루어진 외곽타공구멍패턴(121b)은 유체역학적으로 중앙에서 외곽 쪽으로 갈수록 공기의 속도가 느려짐으로 인해, 공급되는 공기의 유량이 감소하여 외곽 쪽에 적재되어 있는 우드펠렛의 연소 효율이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라, 외곽타공구멍패턴(121b)을 이루는 복수 개의 제1 타공구멍은 외곽 쪽으로 공기가 원활하게 공급되도록 하기 위해, 중간타공구멍패턴(121c) 및 중앙타공구멍패턴(121d)을 이루는 타공구멍들 보다 더 많은 개수로 구비되어 더 촘촘하게 형성되는 것이 바람직하다.

중간타공구멍패턴(121c)은 원의 중심과 외곽타공구멍패턴(121b) 사이에 구비된다. 중간타공구멍패턴(121c)은 원의 중심과 외곽타공구멍패턴(121b) 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되는 호 형태의 복수 개의 제2 타공구멍으로 이루어진다. 이때, 복수 개의 제2 타공구멍은 원의 중심으로부터 반경이 다른 복수 개의 열을 이룰 수 있다. 제2 타공구멍은 연소되지 않은 우드펠렛은 빠지지 않고 재만 빠질 수 있는 크기로 형성된다.

중앙타공구멍패턴(121d)은 지지판(121)의 중심 영역에 구비된다. 유체역학적으로 중심 영역은 공기의 유속이 가장 빠르므로, 지지판(121)의 중심 영역에 구비되는 중앙타공구멍패턴(121d)은 중심에서 외곽 쪽으로 공기가 고르게 분배될 수 있도록, 중심 쪽에는 좁은 타공 면적을 갖고, 외곽 쪽에는 넓은 타공 면적을 갖는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 중앙타공구멍패턴(121d)은 지지판(121)을 이루는 원의 중심에 형성되는 원형의 제3 타공구멍과, 제3 타공구멍을 중심으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 제4 타공구멍으로 이루어질 수 있다.

우드펠렛공급부(130)는 우드펠렛을 연소뭉치(120)에 공급하는 장치이다. 이를 위해, 우드펠렛공급부(130)는 화실(110a)과 난로본체(110)의 외부를 연통시키는 형태로 난로본체(110)에 설치된다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 이러한 우드펠렛공급부(130)는 우드펠렛공급본체(131)를 포함한다. 우드펠렛공급본체(131)는 우드펠렛공급부(130)의 외관을 이룬다. 우드펠렛공급본체(131)는 속이 빈 관 형태로 구비된다. 이때, 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 일측 단부는 연소뭉치(120)의 상측에 위치한다. 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 일측 단부는 우드펠렛이 배출되는 배출구로서, 이를 통해 배출되는 우드펠렛은 연소뭉치(120), 보다 상세하게는 하우징(122)과 지지판(121)이 이루는 원형 홈 형태의 공간에 수용 혹은 적재된다. 또한, 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 타측 단부는 난로본체(110)의 외부에 위치한다. 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 타측 단부는 우드펠렛이 투입되는 투입구 역할을 한다. 즉, 우드펠렛공급본체(131)는 난로본체(110)의 외부에 위치하는 길이 방향 타측 단부로 투입되는 우드펠렛을, 연소뭉치(120)의 상측에 위치하는 길이 방향 일측 단부로 배출시켜, 우드펠렛이 연소뭉치(120)에 적재되도록 한다.

이때, 우드펠렛공급본체(131)는 길이 방향 일측 단부 측에 절개부(132)를 구비한다. 절개부(132)는 우드펠렛공급본체(131)의 외주면에서 길이 방향 일측 단부 측으로 사선 절개된 부분이다. 본 발명의 실시 예에서, 우드펠렛공급본체(131)는 막음판(133)을 더 포함한다. 막음판(133)은 판상으로 구비된다. 막음판(133)은 절개부(132)에 접합되어 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 일측 단부의 단면적을 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 타측 단부의 단면적보다 좁게 만든다. 즉, 막음판(133)은 우드펠렛공급본체(131)로부터 우드펠렛을 배출시키는 배출구의 면적을, 우드펠렛공급본체(131)에 우드펠렛을 투입하는 투입구의 면적보다 좁게 만든다. 이는, 연소뭉치(120)에 우드펠렛의 과다 공급을 막기 위함이고, 화염이 연소뭉치(120)에 적재되어 있는 우드펠렛에 닿기도 전에 우드펠렛공급본체(131)의 내부에 있는 우드펠렛에 먼저 닿아, 우드펠렛공급본체(131)의 내부에서 우드펠렛이 연소되는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 막음판(133)은 절개부(132)에 용접될 수 있다.

한편, 우드펠렛공급부(130)를 통해 연소뭉치(120)에 공급되는 우드펠렛과 달리, 장작은 난로본체(110)에 설치되어 있는 연료투입구(114)를 통해 연소뭉치(120)에 투입된다.

집중공기주입관(140)은 우드펠렛을 연소시키기 위해, 공기흡입구(112)를 통해 흡입되는 공기보다 빠른 속도로 우드펠렛이 적재되어 있는 연소뭉치(120)에 공기를 집중 주입시키는 장치이다. 집중공기주입관(140)은 화실(110a)과 난로본체(110)의 외부를 연통시키는 형태로 난로본체(110)에 설치된다. 이때, 집중공기주입관(140)에서, 외부로부터 유입되는 공기가 배출되는 길이 방향 일측 단부는 연소뭉치(120)를 향하도록 배치된다. 집중공기주입관(140)은 사각파이프나 원형파이프 형태로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 사각파이프 형태로 이루어진 집중공기주입관(140)을 예시한다.

한편, 집중공기주입관(140)은 연소뭉치(120)에 수용되어 있는 장작이나 우드펠렛이 점화되도록, 별도의 점화장치로부터 발생되는 화염이 연소뭉치(120) 측으로 유입되는 통로를 제공한다. 본 발명의 실시 예에서는 이와 같이, 집중공기주입관(140)을 통해 화염을 화실(110a) 내부로 유입시킴에 따라, 연료투입구(114)를 폐쇄한 상태에서 점화할 수 있고, 이를 통해, 점화 시 발생되는 연기의 실내 유입을 차단할 수 있다.

여기서, 외부로부터 공기가 유입되는 집중공기주입관(140)의 길이 방향 타측 단부에는 집중공기주입구(141)가 구비된다. 집중공기주입구(141)는 그 개구 면적이 조절 가능하게 형성될 수 있고, 이를 통해, 화력을 조절할 수 있다. 집중공기주입구(141)의 개구 면적 조절은 다양한 형태나 구조 혹은 장치를 통해 이루어질 수 있는 바, 본 발명의 실시 예에서는 집중공기주입구(141)의 개구 면적 조절을 어느 하나의 형태나 구조 혹은 장치로 한정하지 않는다.

이러한 집중공기주입구(141)는 우드펠렛 연소 시에는 우드펠렛에 빠른 속도로 공기를 주입시키기 위해 개방된다. 반면, 집중공기주입구(141)는 장작 연소 시에는 폐쇄될 수 있다. 우드펠렛이나 장작 연소 시 집중공기주입관(140)과 공기흡입구(112) 양측 모두에서 공기를 공급받을 수 있으나, 효율적인 연소를 위해서는 연료의 종류에 따라 집중공기주입구(141)를 개폐하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 공기흡입구(112)와 별도로 설치되는, 집중공기주입구(141)를 구비하는 집중공기주입관(140)을 통해 화실(110a) 내부로 빠른 속도로 공기를 공급할 수 있어, 우드펠렛을 연소시킬 수 있고, 공기흡입구(112)를 통해 흡입되는 공기를 연소뭉치(120)의 지지판(121)에 형성되어 있는 타공패턴을 통해 화실(110a)로 공급할 수 있어, 장작 또한 연소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 공기흡입구(112)와 별도로 설치되는, 집중공기주입구(141)를 구비하는 집중공기주입관(140)을 통해 화실(110a) 내부로 빠른 속도로 공기를 공급할 수 있어, 화실(110a) 내부로 공기를 주입하기 위해 종래에 설치되었던 흡출기 없이도 운용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 무동력으로 운용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 공기유동가이드(150)를 더 포함할 수 있다. 공기유동가이드(150)는 화실(110a)의 상측에 설치된다. 보다 상세하게, 공기유동가이드(150)는 연소뭉치(120)와, 우드펠렛공급부(130)와, 집중공기주입관(140) 상측의 화실(110a)에 설치된다. 이러한 공기유동가이드(150)는 판상으로 이루어진다. 이에 따라, 공기유동가이드(150)는 연소뭉치(120)와, 우드펠렛공급부(130)와, 집중공기주입관(140)을 상부에서 덮는 형태로 설치된다. 이때, 공기유동가이드(150)는 집중공기주입관(140) 측으로 상향 경사지게 설치된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 이러한 공기유동가이드(150)는 집중공기주입관(140)으로부터 주입되어 연소뭉치(120)를 경유한 공기와, 공기흡입구(112)로부터 흡입되어 연소뭉치(120)를 경유한 공기가 화실(110a) 내부에서 순환된 후 배출되도록, 상향 유동되는 공기를 가이드한다. 즉, 공기유동가이드(150)는 우드펠렛이나 장작 연소 시 연소열이 최대한 화실(110a) 내부에서 머무르게 한 다음 배출시키고, 그 결과, 폐열손실을 최소화할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로(100)는 이러한 공기유동가이드(150)를 구비함으로써, 열 효율을 향상시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 난로를 실제로 가동한 상태를 보여주는 사진으로, (a)는 집중공기주입구를 폐쇄했을 때의 화염사진이고, (b)는 집중공기주입구를 개방했을 때의 화염사진이다.

도 9의 (a)를 보면, 집중공기주입관의 집중공기주입구가 폐쇄되면, 화염이 수직으로 올라온 후 공기유동가이드(도면 기준 상측에 설치되어 있음)에 충돌하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9의 (b)를 보면, 집중공기주입구가 개방되면, 집중공기주입구를 통해 집중공기주입관(도면 기준 좌측에 위치되어 있음)을 경유하여 들어온 공기가 연소뭉치에서 연소 중인 우드펠렛에 공급되어 화염이 난로본체의 우측으로 진행하는 것을 볼 수 있다. 이때, 집중공기주입구가 개방되면, 주입되는 공기의 속도가 빨라, 집중공기주입구가 폐쇄되었을 때(a)보다 화염의 길이가 짧은 것을 확인할 수 있다.

이후, 불꽃은 난로본체의 화실 우측 벽면과 충돌하여 상승되고, 상측에 집중공기주입관 측으로 상향 경사지게 형성되어 있는 공기유동가이드와 충돌하여 좌측으로 다시 이동하게 된다.

지금까지 본 발명에 따른 하이브리드 난로는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100; 하이브리드 난로 110; 난로본체
110a; 화실 110b; 하부공간부
111; 연통연결구 112; 공기흡입구
113; 가로격벽 113a; 장착홀
114; 연료투입구 120; 연소뭉치
121; 지지판 121a; 최외곽절개홈패턴
121b; 외곽타공구멍패턴 121c; 중간타공구멍패턴
121d; 중앙타공구멍패턴 122; 하우징
122a; 걸개부 130; 우드펠렛공급부
131; 우드펠렛공급본체 132; 절개부
133; 막음판 140; 집중공기주입관
141; 집중공기주입구 150; 공기유동가이드

Claims (8)

1. 연통이 연결되는 연통연결구(111)와, 외부 공기가 흡입되는 공기흡입구(112)와, 장작이 투입되는 연료투입구(114)와, 내부공간을 가로질러 설치되고 중심부에 장착홀(113a)이 천공되어 있는 가로격벽(113)을 포함하며, 상기 내부공간은 상기 가로격벽(113)에 의해 서로 연통되는 상측의 화실(110a)과 하측의 하부공간부(110b)로 구획되고, 상기 연통연결구(111)는 상기 화실(110a)의 상부벽에 형성되며, 상기 공기흡입구(112)는 상기 하부공간부(110b)의 측벽에 형성되고, 상기 연료투입구(114)는 상기 화실(110a)의 측벽에 형성되는 난로본체(110)와;
   상기 장착홀(113a)에 장착되며, 상기 화실(110a) 및 하부공간부(110b)와 연통되고, 연소되는 장작이나 우드펠렛의 수용공간을 제공하는 연소뭉치(120)와;
   상기 화실(110a)과 상기 난로본체(110)의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체(110)에 설치되며, 상기 우드펠렛을 상기 연소뭉치(120)에 공급하는 우드펠렛공급부(130); 및
   상기 화실(110a)과 상기 난로본체(110)의 외부를 연통시키는 형태로 상기 난로본체(110)에 설치되어 가로격벽(113) 상에 위치하며, 외부로부터 유입되는 공기가 배출되는 길이 방향 일측 단부가 상기 연소뭉치(120)를 향하도록 배치되어 상기 연소뭉치(120)에 공기를 집중 주입시키는 집중공기주입관(140);을 포함하며,
   상기 우드펠렛공급부(130)는 관 형태로 구비되며, 길이 방향 일측 단부는 상기 연소뭉치(120)의 상측에 위치하고 길이 방향 타측 단부는 상기 난로본체(110)의 외부에 위치하며, 상기 길이 방향 타측 단부로 투입되는 상기 우드펠렛을 상기 길이 방향 일측 단부로 배출시키며 외주면에서 길이 방향 일측 단부 측 상부에 사선 절개된 절개부(132)를 가지는 우드펠렛공급본체(131)와, 상기 절개부(132)에 접합되어 상기 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 일측 단부의 단면적을 상기 우드펠렛공급본체(131)의 길이 방향 타측 단부의 단면적보다 좁게 만드는 막음판(133)을 더 포함하며;
   상기 화실(110a)의 상측에 설치되는 공기유동가이드(150)를 더 포함하고, 상기 공기유동가이드(150)는 판상으로 이루어지고 상기 집중공기주입관(140) 측으로 상향 경사지게 설치되어 연소뭉치(120)와, 우드펠렛공급부(130)와, 집중공기주입관(140)을 상부에서 덮는 형태로 설치되며, 상기 집중공기주입관(140)으로부터 주입되어 상기 연소뭉치(120)를 경유한 공기와 상기 공기흡입구(112)로부터 흡입되어 상기 연소뭉치(120)를 경유한 공기가 상기 화실(110a) 내부에서 순환된 후 배출되도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
2. 제1항에 있어서,
   상기 연소뭉치(120)는,
   상기 장착홀(113a)을 관통하는 외경을 가지며, 길이 방향 일측 단부에는 원주를 따라 반경 방향 외측으로 절곡 형성되는 걸개부(122a)가 구비되는 하우징(122), 및
   상기 하우징(122)의 길이 방향 타측 단부 측에 안착되며, 상하 관통하는 형태의 복수 개의 타공패턴을 구비하는 지지판(121)을 포함하며,
   상기 하우징(122)이 상기 장착홀(113a)을 관통 시 상기 걸개부(122a)가 상기 가로격벽(113)의 상측면에 거치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지판(121)은 원판 형태로 구비되며,
   상기 지지판(121)의 테두리에서 원주 방향으로 이격 형성되며, 원의 중심을 향해 내향 형성되는 복수 개의 홈을 포함하는 최외곽절개홈패턴(121a)과,
   상기 원의 중심과 최외곽절개홈패턴(121a) 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되며, 이웃하는 상기 복수 개의 홈 사이에 형성되되 외곽측이 개구된 복수 개의 제1 타공구멍을 포함하는 외곽타공구멍패턴(121b)과,
   상기 원의 중심과 외곽타공구멍패턴(121b) 사이에서 원주 방향으로 이격 형성되는 호 형태의 복수 개의 제2 타공구멍을 포함하되, 상기 복수 개의 제2 타공구멍은 상기 원의 중심으로부터 반경이 다른 복수 개의 열을 이루는 중간타공구멍패턴(121c), 및
   상기 원의 중심에 형성되는 제3 타공구멍과, 상기 제3 타공구멍을 중심으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 제4 타공구멍을 포함하는 중앙타공구멍패턴(121d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 집중공기주입관(140)은 상기 연소뭉치(120)에 수용되어 있는 상기 장작이나 우드펠렛이 점화되도록, 별도의 점화장치로부터 발생되는 화염이 유입되는 통로를 제공하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
6. 제5항에 있어서,
   외부로부터 공기가 유입되는 상기 집중공기주입관(140)의 길이 방향 타측 단부에 구비되는 집중공기주입구(141)는 개구 면적이 조절 가능하게 형성되어, 화력 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
7. 제6항에 있어서,
   상기 집중공기주입구(141)는 상기 우드펠렛 연소 시에는 개방되고, 상기 장작 연소 시에는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 난로(100).
8. 삭제

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