KR102211685B1 - 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈 - Google Patents

미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연료를 연소시키도록 구성되는 연소 모듈; 상기 연료의 연소에 따라 발생하는 열기를 유동시키고 상기 열기에 의한 방열이 이루어지게 하는 방열관을 구비하는 방열 모듈; 및 상기 방열관에 연통 설치되어, 상기 열기 중에서 미세 오염 입자를 제거하도록 구성되는 미세 오염 입자 제거 모듈을 포함하고, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 방열관과 연통되는 내부 공간을 구비하는 케이싱; 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간의 입구를 통해 유입되는 상기 열기에 대해 예각 범위 내에서 결정되는 받음각을 갖도록 상기 열기의 유동 방향에 대해 경사진 채로, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 충돌 플레이트; 및 상기 제1 충돌 플레이트로부터 벤딩각을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되어, 상기 케이싱의 길이 방향을 따라 상기 제1 충돌 블레이드보다 상기 내부 공간의 출구에 더 가까이 위치하며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 충돌 플레이트를 포함하고, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트 각각은, 상기 케이싱의 폭 방향을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비되어, 인접한 상기 제1 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제1 유동 공간과 인접한 상기 제2 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제2 유동 공간은 서로 연통되어 상기 열기의 연속적인 유동을 허용하게 형성되는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈을 제공한다.

Description

미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈{COMBUSTION TYPE STOVE ENABLE TO REDUCE TO EMIT MICRO POLLUTION PARTICLE AND MICRO PARTICLE REMOVING MODULE USED THEREFOR}
본 발명은 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 난로는 대표적인 난방 기구로서, 추운 겨울에 주로 가정용이나 사무실용으로 사용된다. 난로는 다른 이름으로 스토브라고도 한다.
난로는 구조에 따라 대류형과 반사형으로 크게 나눌 수 있다. 대류형은 실내를 두루 따뜻하게 하는데 알맞으나, 시간이 걸리고 비용이 많이 든다. 반사형은 난로에서 직접 반사하는 열로써 어떤 한 부분을 따뜻하게 하므로 시간이 걸리지 않으나, 실내 전체를 따뜻하게 하는 데는 적당하지 않다.
연료 또는 열원에 따른 난로의 종류에는 화목 난로, 석유 난로, 가스 난로, 전기 난로가 있다. 난로의 연료는 크게 나누어 목재(펠릿), 연탄 등의 고체 연료와 석유 등의 액체 연료, 가스, 전기 등으로 나뉠 수 있다.
이러한 난로 중에 연료의 연소가 이루어지는 것에 있어서는, 연료 연소에 따른 재, 나아가 미세 오염 입자 등이 발생하게 된다. 미세 오염 입자 등은 난로 사용자의 건강에 유해한 영향을 미칠 수 있어서, 그가 공기 중에 발산되는 것을 억제할 필요가 있다. 그러나, 종래의 난로에서는 재와 같이 사이즈가 큰 물질 정도만 거를 수 있어서, 그에 한계가 있었다.
본 발명의 일 목적은, 연소 중에 발생하는 미세 오염 입자를 효과적으로 수집하여 그가 공기 중에 발산되는 것을 억제할 수 있는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로는, 연료를 연소시키도록 구성되는 연소 모듈; 상기 연료의 연소에 따라 발생하는 열기를 유동시키고 상기 열기에 의한 방열이 이루어지게 하는 방열관을 구비하는 방열 모듈; 및 상기 방열관에 연통 설치되어, 상기 열기 중에서 미세 오염 입자를 제거하도록 구성되는 미세 오염 입자 제거 모듈을 포함하고, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 방열관과 연통되는 내부 공간을 구비하는 케이싱; 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간의 입구를 통해 유입되는 상기 열기에 대해 예각 범위 내에서 결정되는 받음각을 갖도록 상기 열기의 유동 방향에 대해 경사진 채로, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 충돌 플레이트; 및 상기 제1 충돌 플레이트로부터 벤딩각을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되어, 상기 케이싱의 길이 방향을 따라 상기 제1 충돌 블레이드보다 상기 내부 공간의 출구에 더 가까이 위치하며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 충돌 플레이트를 포함하고, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트 각각은, 상기 케이싱의 폭 방향을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비되어, 인접한 상기 제1 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제1 유동 공간과 인접한 상기 제2 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제2 유동 공간은 서로 연통되어 상기 열기의 연속적인 유동을 허용하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 제1 충돌 플레이트와 제2 충돌 플레이트의 연결점에 설치되고, 단면이 원호 형상을 가지는 제1 조대화 플레이트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 제2 충돌 플레이트의 종단부에 설치되고, 그 단면이 원호형상인 제2 조대화 플레이트가 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트의 하측에 배치되고 상기 내부 공간과 연통되어, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트에 충돌되어 낙하되는 미세 오염 입자를 수용하는 수용함을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 미세 오염 입자 제거 모듈은, 상기 케이싱 내의 상기 열기에 의해 가열되도록 물을 수용하는 워터 블럭을 구비하는 워터 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 워터 블럭은, 상기 케이싱의 상면에 대응되는 상부 블럭; 상기 케이싱의 측면 중 하나에 대응하는 중앙 블럭; 및 상기 케이싱의 저면에 대응하고, 상기 상부 블럭 및 상기 중앙 블럭과 연통되는 하부 블럭을 포함하고, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트는, 상기 케이싱의 측면 중 다른 하나를 통해 인출 가능하게 상기 내부 공간에 삽입될 수 있다.
여기서, 상기 워터 유닛은, 상기 워터 블럭에 연통된 채로 상기 방열관으로 연장되어, 상기 방열관 내의 상기 열기에 대해 상기 물을 분사하는 물 분사관을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 워터 유닛은, 상기 워터 블럭에 연통된 채로 외부로 연장되어, 공기 중에 상기 워터 블럭 내에서 생성된 수증기를 토출하는 수증기 토출관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 난로용 미세 오염 입자 제거 모듈은, 난로의 방열관에 연통 가능하게 형성되는 내부 공간을 구비하는 케이싱; 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 방열관과 연결 시에 상기 내부 공간의 입구를 통해 상기 방열관으로부터 유입되는 열기에 대해 예각 범위 내로 결정되는 받음각을 갖도록 상기 열기의 유동 방향에 대해 경사지며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 충돌 플레이트; 및 상기 제1 충돌 플레이트로부터 벤딩각을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되어, 상기 케이싱의 길이 방향을 따라 상기 제1 충돌 블레이드보다 상기 내부 공간의 출구에 더 가까이 위치하며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 충돌 플레이트를 포함하고, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트 각각은, 상기 케이싱의 폭 방향을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비되어, 인접한 상기 제1 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제1 유동 공간과 인접한 상기 제2 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제2 유동 공간은 서로 연통되어 상기 열기의 연속적인 유동을 허용하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 충돌 플레이트와 제2 충돌 플레이트의 연결점에 설치되고, 단면이 원호 형상을 가지는 제1 조대화 플레이트; 및 상기 제2 충돌 플레이트의 종단부에 설치되고, 그 단면이 원호형상인 제2 조대화 플레이트가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 케이싱 내의 상기 열기에 의해 가열되는 물을 수용하는 워터 블럭을 구비하는 워터 유닛이 더 구비되고, 상기 워터 유닛은, 상기 워터 블럭에 연통된 채로 외부로 연장되어, 공기 중에 상기 워터 블럭 내에서 생성된 수증기를 토출하는 수증기 토출관을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 워터 유닛은, 상기 워터 블럭에 연통된 채로 상기 방열관으로 연장되게 형성되어, 상기 방열관 내의 상기 열기에 대해 상기 물을 분사하도록 구성되는 물 분사관을 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈에 의하면, 연소 모듈이 연소를 연소시켜 발생한 열기 중의 미세 오염 입자는 방열 모듈의 방열관을 통해 유동 중에 그 방열관에 설치되는 미세 오염 입자 제거 모듈에 의해 제거될 수 있다. 이는 미세 오염 입자 제거 모듈이 케이싱 내에 구비하는 제1 충돌 플레이트와 제2 충돌 플레이트 세트가 병렬적으로 배치되고 미세 오염 입자가 그에 충돌되어 낙하됨에 따라 열기 중에서 탈락함에 따른다. 그에 의해, 실내로 배출되는 열기는 미세 오염 입자가 제거된 깨끗한 공기를 이루게 되어, 난로 사용자의 건강에 유해한 영향을 미치지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100)에 대한 개념적 구성도이다.
도 2는 도 1의 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에 대한 사시도이다.
도 3은 도 2의 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)을 분리하여 보인 사시도이다.
도 4는 도 3에서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)이 미세 오염 입자를 수집하는 방식을 설명하기 위한 요부의 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100')에 대한 개념적 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
먼저, 연소형 난로는 연료를 연소시켜 열을 발생시키고 그 열을 방열하는 난로를 말한다. 그 예로는, 화목 난로, 석유 난로, 가스 난로 등이 있다. 화목 난로 중에 하나로서, 펠릿 난로가 최근 많이 사용되고 있다. 펠릿(pellet)은 임업 폐기물이나 벌채목 등을 분쇄하여 톱밥으로 만든 후 고온 및 고압으로 압축하여 성형한 고발열량의 연료이다. 펠릿은 보통 원기둥 모양으로 압축한 우드 펠릿으로 사용되며, 고온에서 완전 연소되고, 난방비가 적게 소요되게 한다. 펠릿의 연소에 의한 유해 가스는 거의 발생되지 않음은 물론 탄소 배출량도 일반 경유의 1/12에 불과하여, 펠릿은 최근 친환경 에너지원으로 널리 각광받고 있다.
이하, 본 명세서에서는 연소형 난로로서, 펠릿 난로를 예를 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상은 다른 형태의 연소형 난로에도 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100)에 대한 개념적 구성도이다.
본 도면을 참조하면, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100)는, 연소 모듈(110), 방열 모듈(130), 그리고 미세 오염 입자 제거 모듈(150)을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 거대 오염 입자 제거 모듈(160), 하우징(170)과 연료공급 모듈(190)이 더 구비될 수 있다.
연소 모듈(110)은 연료인 펠릿을 연소시켜 열기를 발생시키는 구성이다. 구체적으로, 연소 모듈(110)은 연소실(111), 연소통(113), 점화봉(115), 송풍기(117), 그리고 표시창(119)을 가질 수 있다. 연소실(111)은 펠릿에 대한 연소가 일어나는 공간이다. 연소통(113)은 연소실(111) 내에 배치되고, 연소 대상이 되는 펠릿을 수용하도록 배치된다. 연소통(113)에는 작은 구멍들이 뚫려 있을 수 있다. 점화봉(115)은 연소통(113)에 인접하게 배치되어, 사용자의 조작이나 프로그래밍에 의해 불꽃을 발생시킨다. 그 불꽃은 연소통(113) 내에 수용된 펠릿을 점화시키기 위한 것이다. 송풍기(117)는 연소통(113)을 향해 공기를 공급하여, 펠릿에 대한 점화 및 연소가 보다 원활하게 이루어지게 할 수 있다. 표시창(119)은 사용자가 연소실(111)의 내부를 시각적으로 확인할 수 있도록 하는 투명 부분이다.
방열 모듈(130)은 연소실(111)에 발생한 열기의 유동과 방열을 위한 구성이다. 이를 위해, 방열 모듈(130)은 방열관(131)을 가질 수 있다. 방열관(131)은 연소실(111)에 연통되어 그에서 발생한 열기를 유동시키고 그 열기에 의한 방열이 이루어지게 하는 구성이다. 방열관(131)은 직선관(133)과 곡선관(135)이 조합되어 지그재그 형태로 연장될 수 있다. 이는 열기에 의한 방열 시간을 최대한 확보하기 위함이다.
미세 오염 입자 제거 모듈(150)은 열기 중에 섞인 미세 오염 입자를 제거하는 구성이다. 이를 위해, 미세 오염 입자 제거 모듈(150)은 방열관(131)에 연통 설치될 수 있다. 따라서, 방열관(131)의 열기는 미세 오염 입자 제거 모듈(150)를 거치면서 유동하여, 미세 오염 입자 제거 모듈(150)에 의해 미세 오염 입자가 제거된 상태로 실내에 배출될 수 있다.
거대 오염 입자 제거 모듈(160)은 열기 중에 섞인 거대 오염 입자를 제거하는 구성이다. 상기 거대 오염 입자는 그대로 배출되면 실내 공기를 오염시키는 고체 물질로서, 상대적으로 사이즈가 큰 것이다. 이로서는 예를 들어, 펠릿의 연소에 따른 재 등이 포함될 수 있다. 이러한 거대 오염 입자 제거 모듈(160)은 미세 오염 입자 제거 모듈(150) 보다 연소실(111)에 가깝게 배치될 수 있다. 거대 오염 입자 제거 모듈(160) 역시 방열관(131)에 연통 설치된다. 거대 오염 입자 제거 모듈(160)은, 케이싱(161)과 여과망(165)을 가질 수 있다. 케이싱(161)은 방열관(131)에 연통되고, 여과망(165)은 케이싱(161) 내에 배치된다. 여과망(165)에는 복수의 여과홀이 촘촘하게 형성될 수 있다.
하우징(170)은 연소 모듈(110), 방열 모듈(130), 미세 오염 입자 제거 모듈(150) 등이 설치되는 구성이다. 하우징(170)은 대체로 육면체 같은 형태를 가질 수 있다.
연료공급 모듈(190)은 연소 모듈(110)에 펠릿을 공급하기 위한 구성이다. 이를 위해, 연료공급 모듈(190)은, 연료실(191), 공급 스크류(193), 및 구동 모터(195)를 가질 수 있다. 연료실(191)은 높이 방향을 따라 배치되고, 그 내부에 펠릿을 수용하게 된다. 공급 스크류(193)는 연료실(191) 내에 배치되고, 회전 작동됨에 의해 펠릿을 연소통(113)을 향해 이동시키게 된다. 구동 모터(195)는 공급 스크류(193)에 연결되어, 공급 스크류(193)가 회전 동작하게 한다.
이러한 구성에 의하면, 사용자의 조작이나 프로그램에 의해, 연료공급 모듈(190)에서 연소 모듈(110)로 펠릿이 공급되게 된다. 이후에, 점화봉(115)이 작동하여 펠릿이 점화되면, 펠릿은 본격적으로 연소되면서 열기를 발생시키게 된다.
이러한 열기는 열 뿐만 아니라, 거대 오염 입자부터 미세 오염 입자까지 오염 물질까지 함유하게 된다. 열기는 방열관(131)을 거치면서 실내 공간으로 바로 배출되지 않고, 거대 오염 입자 제거 모듈(160) 및 미세 오염 입자 제거 모듈(150)을 거치면서 청정화되어 배출된다.
구체적으로, 거대 오염 입자 제거 모듈(160)은 열기 중에서 상기 거대 오염 입자를 제거하게 된다. 거대 오염 입자 제거 모듈(160)은 여과망(165)을 통해 거대 오염 입자를 거르게 된다. 거대 오염 입자 제거 모듈(160)에서 제거되지 못한 미세 오염 입자는 미세 오염 입자 제거 모듈(150)에 의해 제거된다. 미세 오염 입자 제거 모듈(150)은 미세 오염 입자가 미세 오염 입자 수집 유닛(230, 도 2 참조)에 충돌하게 하고 그를 조대화하여 상기 미세 오염 입자를 효과적으로 수집하게 된다.
이렇게 거대 오염 입자 제거 모듈(160)과 미세 오염 입자 제거 모듈(150)을 사용함에 의해, 실내로 배출되는 열기에서 사용자의 건강에 유해한 미세 오염 입자를 효과적으로 거를 수 있게 된다.
이상의 미세 오염 입자 제거 모듈(150)에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 미세 오염 입자 제거 모듈(150)에 대해서는, 설명의 편의상 도면 부호를 200으로 변경하여 설명한다.
도 2는 도 1의 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에 대한 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 미세 오염 입자 제거 모듈(200)은, 케이싱(210), 미세 오염 입자 수집 유닛(230), 수용함(250), 그리고 워터 유닛(270)을 포함할 수 있다.
케이싱(210)은 미세 오염 입자 수집 유닛(230) 등을 수용하는 내부 공간을 구비한다. 상기 내부 공간은 방열관(131, 도 1 참조)과 연통된다. 이를 위해, 케이싱(210)은 상기 내부 공간을 형성하는 메인 블럭(211)과, 메인 블럭(211)에 연결되는 연결관(213, 215)을 가질 수 있다. 메인 블럭(211)에 방열관(131)에 바로 연결되거나, 연결관(213,215)을 통해 방열관(131)이 메인 블럭(211)에 연결될 수 있다. 여기서, 연결관(213)은 열기(HA)가 유입되는 입구이고, 다른 연결관(215)은 미세 오염 입자 수집 유닛(230)을 거쳐서 배출되는 열기(HA')의 출구를 형성하기도 한다.
미세 오염 입자 수집 유닛(230)은 입구를 통해 메인 블럭(211) 내로 유입된 열기(HA)에 대해 미세 오염 입자를 수집하는 구성이다. 미세 오염 입자 수집 유닛(230)은 메인 블럭(211)의 측면을 통해, 케이싱(210)의 측방으로 상기 내부 공간으로 삽입되거나, 그로부터 인출되도록 설치될 수 있다. 본 실시예에서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)은 열기(HA)의 유동 방향을 따라 3개가 순차로 배치되어 있다. 이러한 미세 오염 입자 수집 유닛(230)을 거치게 되면, 열기(HA)는 미세 오염 입자가 제거된 상태의 열기(HA')로서 출구로 배출될 수 있다.
수용함(250)은 상기 내부 공간에 연통되도록 상기 내부 공간의 하측에 배치될 수 있다. 수용함(250)은 미세 오염 입자 수집 유닛(230)에서 수거되어 중력에 의해 낙하된 미세 오염 입자를 수용하는 구성이다. 수용함(250)은 사용자에 의해 서랍식으로 인출되어 비워질 수 있다.
워터 유닛(270)은 열기(HA)에 의해 가열되는 물을 수용하는 구성이다. 구체적으로, 물은 워터 블럭(271)에 의해 수용될 수 있다. 워터 블럭(271)은 케이싱(210)을 외부에서 감싸도록 케이싱(210)에 설치될 수 있다.
구체적으로, 워터 블럭(271)은, 상부 블럭(272), 중앙 블럭(273), 및 하부 블럭(274)으로 구분될 수 있다. 상부 블럭(272)은 케이싱(210)의 상면 상에 배치되는 것이라면, 중앙 블럭(273)은 케이싱(210)의 측면 중 하나에 접하도록 배치될 수 있다. 여기서, 중앙 블럭(273)이 마주하는 측면은, 미세 오염 입자 수집 유닛(230)이 인출되는 측면에 반대되는 것이다. 하부 블럭(274)은 케이싱(210)의 저면에 접하도록 배치될 수 있다. 이들 상부 블럭(272), 중앙 블럭(273), 및 하부 블럭(274)은 서로 연통된 내부 공간을 형성할 수 있다.
워터 유닛(270)은 워터 블럭(271)과 관련하여, 물 분사관(275)과 수증기 토출관(278)을 더 구비할 수 있다.
물 분사관(275)은 워터 블럭(271)에 연통되고 또한 방열관(131, 도 2 참조) 내에 워터 블럭(271)에 수용된 물을 분사하는 구성이다. 물 분사관(275)은 워터 블럭(271) 중에서 하부 블럭(274)에 연통될 수 있다. 이를 통해, 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에 유입되기 위해 유동하는 열기는 물 분사관(275)에 의해 물을 분사받아, 체적이 커진 상태로 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에 유입되게 된다. 이는 미세 오염 입자를 조대화하여, 미세 오염 입자 제거 모듈(200)이 보다 쉽게 그를 수집할 수 있게 한다. 물 분사관(275)에는 물의 분사량, 분사 시점을 제어하기 위한 조절 밸브(276)가 설치될 수 있다. 조절 밸브(276)는 제어 모듈(미도시)에 의해 개폐되고, 그 개방의 정도 또한 조절될 수 있다.
수증기 토출관(278)은 워터 블럭(271)으로부터 외부로 수증기를 토출하기 위한 구성이다. 이를 위해, 수증기 토출관(278)은 워터 블럭(271) 중에서 상부 블럭(272)에 연통될 수 있다. 수증기 토출관(278)은 물 분사관(275)과 달리, 상측 방향을 향해 연장될 수 있다. 이러한 수증기 토출관(278)은 수증기를 토출할 뿐더러, 워터 블럭(271)에 물을 주입하기 위해 사용될 수도 있다.
이상의 미세 오염 입자 수집 유닛(230)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 도 2의 미세 오염 입자 제거 모듈(200)에서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)을 분리하여 보인 사시도이다.
본 도면(및 도 2)을 참조하면, 미세 오염 입자 수집 유닛(230)은, 제1 충돌 플레이트(231) 및 제2 충돌 플레이트(233)를 가질 수 있다. 나아가, 미세 오염 입자 수집 유닛(230)은 추가로 제1 조대화 플레이트(235), 및 제2 조대화 플레이트(237)를 가질 수 있다.
제1 충돌 플레이트(231)는 메인 블럭(211)의 입구로 유입되는 열기(HA)의 유입 방향에 대해 일정한 받음각(α, 도 4 참조)이 형성되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 충돌 플레이트(231)의 주면에 대한 받음각(α)은, 예각 범위 내에서 결정될 수 있다. 여기서, 받음각(α)은, 구체적으로 30° 내지 60° 범위 내의 각도일 수 있다. 이러한 배치에 따라 제1 충돌 플레이트(231)의 주면은 열기(HA)의 유동 방향에 대해 경사지게 배치된다. 이러한 제1 충돌 플레이트(231)은 케이싱(210)의 높이 방향(H)을 따라 연장하는 것이기도 하다.
제2 충돌 플레이트(233)는 제1 충돌 플레이트(231)에 대해 벤딩각(β, 도 4 참조)을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되는 것이다. 그에 따라, 케이싱(210)의 길이 방향(L)을 따라 제2 충돌 플레이트(233)는 제1 충돌 플레이트(231)보다 메인 블럭(211)의 출구에 가까이 위치하게 된다. 제2 충돌 플레이트(233) 역시 케이싱(210)의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되기도 한다. 여기서, 벤딩각(β)은 받음각(α)과 대략 동일하게 결정될 수 있다.
제1 충돌 플레이트(231)와 제2 충돌 플레이트(233) 자체는 모두 평판 형태일 수 있다. 그들에는 관통홀 등이 형성되지 않아서, 솔리드(solid) 형태라고 할 수도 있다. 이들은 케이싱(210)의 폭 방향(W)을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비될 수 있다. 그에 의해, 인접한 제1 충돌 플레이트(231) 사이에 형성되는 제1 유동 공간(S1, 도 4 참조)과 인접한 제2 충돌 플레이트(233) 사이에 형성되는 제2 유동 공간(S2, 도 4 참조)은 서로 연통되고 열기(HA)는 그 유동 공간(S1 및 S2)을 연속적으로 통과하게 된다.
제1 조대화 플레이트(235)와 제2 조대화 플레이트(237)는 각기 단면이 원호 형상을 갖도록 구부려진 형태를 가질 수 있다. 제1 조대화 플레이트(235)가 제1 충돌 플레이트(231)와 제2 충돌 플레이트(233)의 연결점에 설치되는 것이라면, 제2 충돌 플레이트(233)는 제2 충돌 플레이트(233)의 종단부에 설치되는 것일 수 있다. 제1 조대화 플레이트(235)와 제2 조대화 플레이트(237)가 제1 충돌 플레이트(231) 또는 제2 충돌 플레이트(233)의 측방으로 돌출된다고 하여도, 그들은 제1 유동 공간(S1)이나 제2 유동 공간(S2)을 일부 침범하기는 하나 완전히 막지는 않는 배치된다.
나아가, 제1 충돌 플레이트(231) 또는 제1 조대화 플레이트(235)와 같은 부분은 베이스판(238)이 결합될 수 있다. 베이스판(238)에는 손잡이 등이 형성되어, 사용자가 그를 잡아서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)을 서랍식으로 케이싱(210) 내에 삽입하거나 그로부터 꺼낼 수 있다.
도 4는 도 3에서 미세 오염 입자 수집 유닛(230)이 미세 오염 입자를 수집하는 방식을 설명하기 위한 요부의 부분 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 열기(HA) 중의 미세 오염 입자는 제1 충돌 플레이트(231), 제2 충돌 플레이트(233)에 충돌함에 의해 유동 에너지를 잃고 중력에 의해 높이 방향(H)으로 낙하하여 수용함(250)에 수용될 수 있다.
제1 충돌 플레이트(231)나 제2 충돌 플레이트(233)에 충돌하고도 낙하하지 않은 미세 오염 입자(MP)는 제1 조대화 플레이트(235) 또는 제2 조대화 플레이트(237)로 말려 들어가면서 소용돌이에 갇히게 된다. 그에 의해, 미세 오염 입자(MP)는 그 소용돌이 내의 유동에 의해 조대화되고, 중력에 의해 수용함(250)으로 낙하될 수 있다.
이상의 미세 오염 입자 수집 유닛(230)의 작용에 의해, 미세 오염 입자(MP)는 효과적으로 수집되어 수용함(250)에 수용될 수 있다. 나아가, 메인 블럭(211)으로 유입되기 전에, 열기(HA)에 이미 물이 분사된 것이라면, 물에 의해 체적 및 무게가 커진 미세 오염 입자(MP)는 보다 쉽게 수집될 수 있다.
마지막으로, 다른 형태의 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100')에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100')에 대한 개념적 구성도이다.
본 도면을 참조하면, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100')는 앞선 실시예에 따른 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로(100)와 대체로 동일하다. 다만, 앞선 실시예에 비해서, 거대 오염 입자 제거 모듈(160)은 제거되고 그 자리에 미세 오염 입자 제거 모듈(150')이 설치되어 있다.
미세 오염 입자 제거 모듈(150')은 미세 오염 입자 제거에 특화된 것이나, 거대 오염 입자까지도 제거할 수 있다. 그에 따라, 거대 오염 입자 제거 모듈(160)과 미세 오염 입자 제거 모듈(150)을 순차적으로 배치하지 않고, 이들을 미세 오염 입자 제거 모듈(150') 하나로 통합할 수 있는 것이다.
상기와 같은 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로 및 그에 사용되는 미세 오염 입자 제거 모듈은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로
110: 연소 모듈 130: 방열 모듈
150,200: 미세 오염 입자 제거 모듈 160: 거대 오염 입자 제거 모듈
170: 하우징 190: 연료공급 모듈
210: 케이싱 230: 미세 오염 입자 수집 유닛
231: 제1 충돌 플레이트 233: 제2 충돌 플레이트
235: 제1 조대화 플레이트 237: 제2 조대화 플레이트
250: 수용홈 270: 워터 유닛

Claims (12)

  1. 연료를 연소시키도록 구성되는 연소 모듈;
    상기 연료의 연소에 따라 발생하는 열기를 유동시키고 상기 열기에 의한 방열이 이루어지게 하는 방열관을 구비하는 방열 모듈; 및
    상기 방열관에 연통 설치되어, 상기 열기 중에서 미세 오염 입자를 제거하도록 구성되는 미세 오염 입자 제거 모듈을 포함하고,
    상기 미세 오염 입자 제거 모듈은,
    상기 방열관과 연통되는 내부 공간을 구비하는 케이싱;
    상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간의 입구를 통해 유입되는 상기 열기에 대해 예각 범위 내에서 결정되는 받음각을 갖도록 상기 열기의 유동 방향에 대해 경사진 채로, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 충돌 플레이트;
    상기 제1 충돌 플레이트로부터 벤딩각을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되어, 상기 케이싱의 길이 방향을 따라 상기 제1 충돌 블레이드보다 상기 내부 공간의 출구에 더 가까이 위치하며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 충돌 플레이트; 및
    상기 케이싱 내의 상기 열기에 의해 가열되도록 물을 수용하는 워터 블럭을 구비하는 워터 유닛을 포함하고,
    상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트 각각은,
    상기 케이싱의 폭 방향을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비되어, 인접한 상기 제1 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제1 유동 공간과 인접한 상기 제2 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제2 유동 공간은 서로 연통되어 상기 열기의 연속적인 유동을 허용하게 형성되고,
    상기 워터 유닛은,
    상기 워터 블럭에 연통된 채로 상기 방열관으로 연장되어, 상기 방열관 내에서 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트를 향해 유동하는 상기 열기에 대해 상기 물을 분사하여 상기 미세 오염 입자가 조대화되게 하는 물 분사관을 더 포함하는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세 오염 입자 제거 모듈은,
    상기 제1 충돌 플레이트와 제2 충돌 플레이트의 연결점에 설치되고, 단면이 원호 형상을 가지는 제1 조대화 플레이트를 더 포함하는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세 오염 입자 제거 모듈은,
    상기 제2 충돌 플레이트의 종단부에 설치되고, 그 단면이 원호형상인 제2 조대화 플레이트를 더 포함하는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세 오염 입자 제거 모듈은,
    상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트의 하측에 배치되고 상기 내부 공간과 연통되어, 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트에 충돌되어 낙하되는 미세 오염 입자를 수용하는 수용함을 더 포함하는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 워터 블럭은,
    상기 케이싱의 상면에 대응되는 상부 블럭;
    상기 케이싱의 측면 중 하나에 대응하는 중앙 블럭; 및
    상기 케이싱의 저면에 대응하고, 상기 상부 블럭 및 상기 중앙 블럭과 연통되는 하부 블럭을 포함하고,
    상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트는,
    상기 케이싱의 측면 중 다른 하나를 통해 인출 가능하게 상기 내부 공간에 삽입되는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 워터 유닛은,
    상기 워터 블럭에 연통된 채로 외부로 연장되어, 공기 중에 상기 워터 블럭 내에서 생성된 수증기를 토출하는 수증기 토출관을 더 포함하는, 미세 오염 입자 배출 저감 가능한 연소형 난로.
  9. 난로의 방열관에 연통 가능하게 형성되는 내부 공간을 구비하는 케이싱;
    상기 내부 공간에 배치되고, 상기 방열관과 연결 시에 상기 내부 공간의 입구를 통해 상기 방열관으로부터 유입되며 미세 오염 입자를 함유하는 열기에 대해 예각 범위 내로 결정되는 받음각을 갖도록 상기 열기의 유동 방향에 대해 경사지며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 충돌 플레이트;
    상기 제1 충돌 플레이트로부터 벤딩각을 가지고 벤딩되어 돌출 형성되어, 상기 케이싱의 길이 방향을 따라 상기 제1 충돌 블레이드보다 상기 내부 공간의 출구에 더 가까이 위치하며, 상기 케이싱의 높이 방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 충돌 플레이트; 및
    상기 케이싱 내의 상기 열기에 의해 가열되는 물을 수용하는 워터 블럭을 구비하는 워터 유닛을 포함하고,
    상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트 각각은,
    상기 케이싱의 폭 방향을 따라 병렬적으로 배치되는 복수 개로 구비되어, 인접한 상기 제1 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제1 유동 공간과 인접한 상기 제2 충돌 블레이드들 사이에 형성되는 제2 유동 공간은 서로 연통되어 상기 열기의 연속적인 유동을 허용하게 형성되고,
    상기 워터 유닛은,
    상기 워터 블럭에 연통된 채로 상기 방열관으로 연장되어, 상기 방열관 내에서 상기 제1 충돌 플레이트 및 상기 제2 충돌 플레이트를 향해 유동하는 상기 열기에 대해 상기 물을 분사하여 상기 미세 오염 입자가 조대화되게 하는 물 분사관을 더 포함하는, 난로용 미세 오염 입자 제거 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 충돌 플레이트와 제2 충돌 플레이트의 연결점에 설치되고, 단면이 원호 형상을 가지는 제1 조대화 플레이트; 및
    상기 제2 충돌 플레이트의 종단부에 설치되고, 그 단면이 원호형상인 제2 조대화 플레이트를 더 포함하는, 난로용 미세 오염 입자 제거 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 워터 유닛은,
    상기 워터 블럭에 연통된 채로 외부로 연장되어, 공기 중에 상기 워터 블럭 내에서 생성된 수증기를 토출하는 수증기 토출관을 더 포함하는, 난로용 미세 오염 입자 제거 모듈.
  12. 삭제
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