KR102320351B1

KR102320351B1 - 연탄 연료와 목재 연료의 결합형 고효율 난로

Info

Publication number: KR102320351B1
Application number: KR1020200048502A
Authority: KR
Inventors: 주병선
Original assignee: 주병선
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-11-02
Also published as: KR20210130380A

Abstract

연탄 연료와 목재 연료 각각의 연소실을 구비한 결합형 고효율 난로가 개시된다. 이러한 결합형 고효율 난로는, 연탄 연료의 연소를 위한 제1 연소실과 상기 제1 연소실의 하부에 형성된 제1 화염 통로를 포함하는, 연탄 연료 연소부와, 목재 연료의 연소를 위한 제2 연소실과 상기 제2 연소실의 하부에 형성된 제2 화염 통로를 포함하는, 목재 연료 연소부와, 상기 제1 연소실과 연결되는 연통을 포함하며, 상기 목재 연료 연소부 측의 화염이 상기 연탄 연료 연소부 측으로 전달되도록, 상기 제1 화염 통로와 상기 제2 화염 통로가 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

연탄 연료와 목재 연료의 결합형 고효율 난로{A COMBINATION TYPE HIGH-EFFICIENCY STOVE USING COAL BRIQUETTES AND WOOD FUELS}

본 발명은 연탄 연료와 목재 연료를 사용하는 결합형 고효율 난로에 관한 것이며, 구체적으로는 연탄 연료 연소부와 목재 연료 연소부를 위한 각각의 화덕을 구비함으로써 고효율을 낼 수 있도록 하는 결합형 고효율 난로에 관한 것이다.

일반적으로 화목 난로는 나무 장작(목재 연료)을 연료로 사용하는 난로를 일컫는 것으로, 목재 연료만 구하면 비교적 저렴하게 난방이 가능하므로 다양한 장소에서 사용되고 있다. 한편, 연탄 등의 화석 연료를 연료로 사용하는 난로도 또한 많이 사용되고 있다.

화목 난로의 경우, 저렴하게 비교적 손쉽게 목재 연료를 구할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 크기로 제작될 수 있어, 넓은 공간에서도 난방용으로 이용될 수 있는 장점이 있기는 하나, 목재 연료의 연소시 연기가 많이 발생하는 단점이 있으므로, 특히 실내에서 화목 난로를 사용하게 되는 경우 연기가 새어나오지 않도록 난로나 연통의 설치에 있어서 꼼꼼한 작업이 요구된다. 또한, 화목 난로에 있어서는 수시로 목재 연료를 보충해주어야 하는 번거로움이 따른다.

한편, 연탄을 연료로 사용하는 난로의 경우, 목재 연료에 비해 오래 지속되는 장점이 있기는 하나. 넓은 공간을 커버하기에는 한계가 있으며, 이 또한 실내에서 사용하는 경우, 연탄 가스가 새어나오지 않도록 난로나 연통의 설치에 있어서 각별한 주의가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 목재 연료를 이용하는 화목 난로와 연탄 연료를 이용하는 연탄 난로의 장점을 이용할 수 있도록, 화목 난로와 연탄 난로를 결합한 고효율 난로를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 결합형 고효율 난로는, 연탄 연료의 연소를 위한 제1 연소실과 상기 제1 연소실의 하부에 형성된 제1 화염 통로를 포함하는, 연탄 연료 연소부와, 목재 연료의 연소를 위한 제2 연소실과 상기 제2 연소실의 하부에 형성된 제2 화염 통로를 포함하는, 목재 연료 연소부와, 상기 제1 연소실과 연결되는 연통을 포함하며, 상기 목재 연료 연소부 측의 화염이 상기 연탄 연료 연소부 측으로 전달되도록, 상기 제1 화염 통로와 상기 제2 화염 통로가 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따라, 상기 목재 연료 연소부는, 상기 제2 화염 통로 측으로 외기를 유입시키기 위해 상기 제2 연소실의 하부에 위치한 제1 외기 유입구(123) 및 상기 제1 외기 유입구(123)의 하부에 위치하며, 상기 제2 화염 통로 또는 상기 제1 연소실 측으로 외기를 유입시키기 위한 제2 외기 유입구(126)를 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 연소실 내부에서 상기 목재 연료의 연소 결과로 발생하는 연기는, 상기 제2 화염 통로 및 상기 제1 화염 통로를 차례대로 경유한 후, 상기 제1 연소실 내부를 거쳐 상기 연통을 통해 배출된다.

일 실시예에 따라, 상기 목재 연료 연소부는, 상기 제2 화염 통로의 내부 상태를 외부에서 관찰하기 위한 관찰창을 포함한다.

본 발명은 화목 난로와 연탄 난로를 결합한 고효율 난로를 제공함으로써, 목재 연료를 이용하는 화목 난로와 연탄 연료를 이용하는 연탄 난로의 장점을 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 목재 난로에서 불완전 연소로 발생하는 연기를 최소화하고 연기를 효율적으로 배출할 수 있으며, 비교적 넓은 공간에 적용되어 장시간 난방을 가능케한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합형 고효율 난로의 특징을 보여주는 도면이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합형 고효율 난로의 내부 구조를 설명하기 위해 도 1에서 각각 A-A 라인 및 B-B 라인을 따라 절취하여 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합형 고효율 난로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면들 및 실시예들은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결합형 고효율 난로는, 연탄 연료 연소부(110), 목재 연료 연소부(120), 및 연통(130)를 포함한다.

연탄 연료 연소부(110)는 연탄 연료(118)의 연소를 위한 제1 연소실(111)과 제1 연소실(111)의 하부에 형성된 제1 화염 통로(117)를 포함한다.

목재 연료 연소부(120)는 목재 연료의 연소를 위한 제2 연소실(121)과 제2 연소실(121)의 하부에 형성된 제2 화염 통로(127)를 포함한다. 목재 연료 연소부(120) 측의 화염(불꽃)이 연탄 연료 연소부(110) 측으로 전달되도록 하기 위해, 제1 화염 통로(117)와 제2 화염 통로(127)는 서로 연결된다.

연통(130)은 제1 연소실(111)과 제2 연소실(121) 각각에서의 연소 결과로 발생하는 연기를 외부로 배출하기 위한 통로로서, 본 발명의 결합형 고효율 난로가 설치된 내부 공간으로 연기가 유입되지 않도록 지붕이나 창문 등을 통해 외부로 연장되도록 설치된다.

연탄 연료 연소부(110)는, 뚜껑(112), 몸체(114) 및 제1 베이스부(116)를 포함한다. 제1 베이스부(116)의 내부에는 제1 화염 통로(117)가 형성되어 있으며, 제1 베이스부(116)의 상부에 몸체(114)가 위치한다. 또한, 연탄 연료 연소부(110)는, 제1 베이스부(116)의 내부에 위치한 제1 화염 통로(117)와 몸체(114)의 내부 간의 열 및 연기의 순환을 위한 제1 홀(115)을 포함한다. 뚜껑(112)은 몸체(114)의 상부를 덮으며, 본 발명의 결합형 고효율 난로의 작동시 연기가 빠져나오지 않도록 몸체(114)의 상부를 밀폐시킬 수 있도록 결합된다. 뚜껑(112)에는 제1 연소실(111) 내에 수용된 연탄 연료(118)의 투입 또는 교체 작업시 개방을 용이하게 하기 위해 손잡이가 달려 있다. 뚜껑(112)을 몸체(114)의 상부에 결합한 상태에서 내부 공간이 제1 연소실(111)을 이루며, 제1 연소실(111)의 내부에서 연탄 연료의 연소가 이뤄진다.

제1 베이스부(116)의 내부 구조를 살펴보면, 제1 베이스부(116) 내부의 제1 화염 통로(117)는 몸체(114)의 직하 영역인 제2 영역(1172)과 제2 화염 통로(127) 측과 연결되며, 제2 영역(1172)과 제2 화염 통로(127) 사이에 위치한 제1 영역(1171)으로 구분해 볼 수 있다. 제1 영역(1171)은 제2 화염 통로(127) 측과의 연결 통로 역할을 하는 부분으로서 제2 영역(1172)에 비해 폭이 좁게 형성된다. 제2 영역(1172)은 제1 영역(1171)에 비해 폭이 넓으며, 목재 연료 연소부(120) 측으로부터 전달되는 열 및 화염이 일정 시간 머무르는 영역이다.

뚜껑(112) 및 몸체(114)는 금속 재료로 형성되며, 제1 베이스부(116)는 상대적으로 몸체(114)에 비해 두꺼운 두께로 형성되어 열기가 오래 머무르도록 하기 위해 흙, 벽돌 및 모르타르 등의 재료로 형성될 수 있다.

또한, 연탄 연료 연소부(110)에서 제1 베이스부(116)에는 제1 화염 통로(117) 내부로 유입되는 연탄재 등의 배출을 위한 재받이(1161, 이는 이후의 제1 재받이(128)와의 구별을 위해 제2 재받이라함)가 더 구비될 수 있다.

목재 연료 연소부(120)는 내부에 제2 연소실(121)이 형성된 상부(120a)와 상부(120a)의 아래에 위치하며 내부에 제2 화염 통로(127)가 형성된 제2 베이스부(120b)를 포함한다. 또한, 목재 연료 연소부(120)는, 제2 베이스부(120b)의 내부에 위치한 제2 화염 통로(127)와 제2 연소실(121) 내부 간의 화염, 열 및 연기의 순환을 위한 제2 홀(125)을 포함한다. 또한, 제2 홀(125)을 통해, 목재 연료의 연소 결과 발생하는 약간의 재도 낙하하게 되고, 이러한 재는 제2 화염 통로(127)의 바닥에 설치된 제1 재받이(128) 내에 유입되어 필요시 외부로 배출된다.

또한, 목재 연료 연소부(120)는 제2 홀(125)의 하부이면서 제1 재받이(128)의 상부에 위치하여, 제2 연소실(121) 내에서의 1차 연소 이후 2차 연소를 위해 외기를 유입시키는 제1 외기 유입구(123)를 포함한다. 제1 외기 유입구(123)를 통해 유입된 외기는 외기 유입홀(1231)을 통해 제2 화염 통로(127) 측으로 유입되어 2차 연소를 촉진시킨다. 제1 외기 유입구(123)의 내측에 위치한 영역(도면에서 L1 및 L2로 표시되며, L2의 경우, 단면상으로는 L1의 반대측에 위치하고 있으나, 전체 구조에서 L1과 L2는 서로 연결되어 있음)으로 외기가 유입되어, 제2 연소실(121) 내에서의 1차 연소 이후 제2 홀(125)을 따라 화염과 함께 이동하는 미연소 가스(unburned gas) 등을 2차 연소시키게 된다. 또한, 도 3a의 L1과 L2 그리고 도 3b의 L3와 L4는 모두 연결되어 있다. 즉, 도 3a에서 L1, L2, 도 3b에서 L3, L4로 도시되어 있는 바와 같이, 외기 유입홀(1231)의 외곽을 따라 이들 영역들(L1, L2, L3, L4)이 서로 연결되어 있어, 외기 유입구(123)를 통해 유입된 외기가 외기 유입홀(1231) 측으로 유입되어 2차 연소를 가능케 한다.

상부(120a)에는 목재 연료 투입부(122)가 형성되어 있어, 이를 통해 제2 연소실(121) 내부로 목재 연료를 필요에 따라 계속해서 보충해 넣을 수 있다.

상부(120a)의 아래에서 제2 홀(125)를 통해 연결되어 있는 제2 베이스부(120b)에는, 관찰창(124), 제2 외기 유입구(126) 및 제1 재받이(128)가 구비된다.

관찰창(124)은 제2 화염 통로(127)의 내부 상태를 외부에서 관찰하기 위한 창으로서, 제2 화염 통로(127)에 연결된 제1 화염 통로(117) 측 상황도 함께 관찰할 수 있다. 관찰창(124)은 고정형으로 구성될 수도 있고, 개폐형으로 구성될 수도 있다.

제2 외기 유입구(126)는 제2 화염 통로(127) 측으로 외기를 유입시키기 위한 부분으로서, 제1 연소실(111) 내의 연탄의 연소 속도 및 제2 연소실(121) 내의 목재 연료의 연소 속도를 조절할 수 있도록 외기 유입량을 조절하기 위한 부분이다. 도시된 바와 같이, 제2 외기 유입구(126)는 제1 외기 유입구(123)에 비해 상대적으로 아래에 위치할 수 있다. 뿐만 아니라, 도면상에 도시되어 있지는 않으나, 제2 외기 유입구(126)를 통해 유입된 외기는 별도의 외기 유입관(미도시)을 통해 제2 연소실(121)의 내부, 그리고 제1 외기 유입구(123)가 형성된 부분까지 상부로 외기를 유입시킬 수 있다. 별도의 외기 유입관(미도시)은 목재 연료 연소부(120) 내에 위치한다.

제1 재받이(128)는 앞서 언급한 바와 같이, 제2 연소실(121) 내에서 목재 연료의 연소 이후 제2 화염 통로(127) 내로 낙하하는 재를 수용하는 부분이다. 본 발명의 결합형 고효율 난로에 있어서는 제2 연소실(121) 내에서 대부분의 목재 연료가 완전 연소에 가깝게 연소가 이뤄지므로, 연소 후 발생하는 재는 일반적인 화목 난로에서 연소 후 발생하는 재의 양에 비해 적다.

목재 연료 연소부(120)에서 제2 베이스부(120b)의 내부, 즉 제2 화염 통로(127)는 두 개의 영역(1271, 1272)으로 구분된다. 앞서 제1 화염 통로(117)에서 두 개의 영역(1171, 1172)과의 구별을 위해 제2 화염 통로(127)의 두 개의 영역(1271, 1272)을 각각 제3 영역(1271) 및 제4 영역(1272)으로 명명하여 설명한다. 제3 영역(1271)은 제1 화염 통로(117) 측과 연결되는 통로이며, 제4 영역(1272)은 제2 연소실(121)의 직하에 위치하여 제2 연소실(121)에서의 목재 연료의 연소에 의해 발생하는 열기 및 화염이 제2 홀(125)을 통해 통과한 직후의 영역이다.

목재 연료 연소부(120)는, 제1 재받이(128), 관찰창(124) 등의 일부 구성요소들을 제외하고는 대부분 흙, 벽돌 및 모르타르 등의 재료를 사용하여 제작될 수 있다.

또한, 목재 연료 연소부(120)에는 추가적으로 제3 영역(1271)의 앞단에 대응되는 위치에 재받이 겸 외기 유입구(129)가 더 구비될 수 있다. 또한, 제1 화염 통로(117) 측으로 재가 유입되는 것을 방지하기 위해 재 유입 방지판(1273)이 더 구비될 수 있다. 재받이 겸 외기 유입구(129)에는 외기 유입구와 제3 재받이가 구비되어, 연소에 필요한 외기를 추가로 더 유입시킬 수 있다.

마지막으로, 도 4를 참조하여, 제1 연소실(111) 및 제2 연소실(121) 각각에서 연탄 연료와 목재 연료가 연소할 때의 화염, 열기, 연기 등의 이동 상태에 관하여 설명한다.

도 4에서 화살표로 표시한 것은 최종적으로 연통(130; 도 3a 참조)을 통해서 외부로 연기가 빠져나가는 흐름을 나타내는 것으로 볼 수 있다. 또한, 제1 베이스부(116) 및 제2 베이스부(120b)의 내부에서의 화살표 흐름은, 차례대로 제4 영역(1272), 제3 영역(1271), 제1 영역(1171) 및 제2 영역(1172) 순으로의 화염의 흐름으로 볼 수도 있다. 제2 연소실(121) 내의 목재 연료의 연소에 의해 발생하는 화염은 제2 화염 통로(127) 및 제1 화염 통로(117)로 이동하게 되고, 이로 인해 발생하는 열은 본 발명의 결합형 고효율 난로의 외부로 전달되어 난로가 설치된 실내 공간에 온기를 제공하는 역할을 하게 된다. 또한, 제2 화염 통로(127) 및 제1 화염 통로(117)로 이동된 화염 및 열기는 제1 연소실(111) 내에서 연소되는 연탄 연료(118)의 연소에도 영향을 미치게 되어, 연탄 연료(118)의 연소 효율을 더욱 높이게 된다. 또한, 제1 연소실(111) 내의 연탄 연료(118)와 제2 연소실(121) 내의 목재 연료의 연소 속도를 조절하여 난로의 온도를 조절할 수 있도록 하기 위해, 제2 외기 유입구(126; 도 3a 참조)를 폐쇄하거나 적절히 개방할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 제2 연소실(121) 내부에서 목재 연료의 연소 결과로 발생하는 연기는 제2 화염 통로(127) 및 제2 화염 통로(117)를 차례대로 경유한 후 제1 연소실(111)의 내부를 거쳐 연통(130)을 통해 배출됨으로써, 난로가 설치된 실내로 배출되는 연기를 최소화할 수 있게 된다.

110 : 연탄 연료 연소부
120 : 목재 연료 연소부
130 : 연통

Claims

연탄 연료의 연소를 위한 제1 연소실(111)과 상기 제1 연소실의 하부에 형성된 제1 화염 통로(117)를 포함하는, 연탄 연료 연소부(110);
상기 연탄 연료 연소부의 측면에 위치하고 목재 연료의 1차 연소를 위한 제2 연소실(121)과 상기 제2 연소실의 하부에 형성된 제2 화염 통로(127)를 포함하는, 목재 연료 연소부(120); 및
상기 제1 연소실과 연결되는 연통(130);을 포함하며,
상기 목재 연료 연소부 측의 화염이 상기 연탄 연료 연소부 측으로 전달되도록, 상기 제1 화염 통로와 상기 제2 화염 통로가 서로 연결되고,
상기 목재 연료 연소부(120)는,
상기 제2 연소실(121) 내에서의 1차 연소 이후 화염과 함께 이동하는 상기 제2 화염 통로(127) 내로 유입되는 미연소 가스(unburned gas)를 2차 연소시키기 위해 상기 제2 화염 통로 측으로 외기를 유입시키는 제1 외기 유입구(123)와, 상기 제1 외기 유입구와 연결되며 상기 제2 화염 통로의 외곽을 따라 형성되어 상기 제1 외기 유입구(123)를 통해 유입된 외기를 상기 제2 화염 통로 내로 유입시키기 위한 통로를 제공하는 내측 영역을 포함하며, 상기 제1 외기 유입구를 통해서 유입된 외기는 차례대로 상기 내측 영역 및 상기 제2 화염 통로를 거쳐 상기 목재 연료 연소부로 유입되는 것을 특징으로 하는, 결합형 고효율 난로.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2 연소실 내부에서 상기 목재 연료의 연소 결과로 발생하는 연기는, 상기 제2 화염 통로 및 상기 제1 화염 통로를 차례대로 경유한 후, 상기 제1 연소실 내부를 거쳐 상기 연통을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는, 결합형 고효율 난로.
청구항 1에 있어서, 상기 목재 연료 연소부는,
상기 제2 화염 통로의 내부 상태를 외부에서 관찰하기 위한 관찰창을 포함하는 것을 특징으로 하는, 결합형 고효율 난로.