KR102529531B1 - Korean-type hypocaust system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템에 관한 것으로, 연료를 연소시켜 열기와 연기를 발생시키는 아궁이와; 아궁이에서 고래를 향해 상측으로 경사지게 형성된 불목: 고래바닥 상에 상호 이격 배치되고 열기의 이동방향을 따라 길게 뻗은 다수의 고래둑; 다수의 고래둑으로 구획되어 아궁이에서 발생된 열기와 연기의 이동 통로를 제공하는 고래; 고래와 연통되어 연기를 외부로 배출하는 굴뚝; 다수의 고래둑으로 지지되고, 고래를 통과하는 열기로 가열하는 구들장; 화염의 직접적인 접촉을 방지하기 위해 불목 상에 배치된 아랫목의 구들장의 저면 아래에 배치된 화염 차단판; 및 불목을 통과한 열기를 고래의 하류로 안내하는 열기 확산블록;을 포함하는데, 여기서, 열기 확산블록은 열기의 이동방향을 따라 내경이 점차 증가하는 디퓨저 홀을 구비할 수 있다. The present invention relates to a furnace system with improved temperature uniformity, comprising: a furnace that burns fuel to generate heat and smoke; Bulmok formed inclined upward toward the whale from the furnace: a plurality of whale banks arranged spaced apart from each other on the bottom of the whale and extending long along the direction of movement of the heat; A whale that is partitioned into a plurality of whale banks and provides a passage for heat and smoke generated in the furnace; A chimney that communicates with the whale and discharges smoke to the outside; Gudeuljang supported by a number of whale banks and heated by heat passing through the whale; A flame blocking plate disposed under the lower surface of the lower neck of the Gudeuljang placed on the fire to prevent direct contact with the flame; and a heat diffusion block for guiding the heat passing through the firewood to the downstream of the whale. Here, the heat diffusion block may have a diffuser hole whose inner diameter gradually increases along the movement direction of the heat.
Description
본 발명은 구들 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a sphere system, and more particularly, to a sphere system with improved temperature uniformity.
널리 알려져 있듯이, 온돌 난방은 선조(先祖)부터 전수되어 오는 우리 나라의 전통적인 난방 방식으로서, 아궁이의 연소열을 구들장과 방바닥에 전달하는 전도(傳導), 가열된 구들장/방바닥에서 방출될 열기를 방 전체에 퍼지게 하는 복사(輻射), 방 안의 공기를 위아래로 순환시켜 실내를 훈훈하게 하는 대류(對流)를 적절하게 이용하여 방을 효과적으로 난방할 수 있다. As is widely known, ondol heating is a traditional heating method in our country that has been handed down from our ancestors. You can effectively heat a room by appropriately using radiation that spreads in the room and convection that warms the room by circulating the air in the room up and down.
재래식 구들은 일반적으로 아궁이에서 연소되어 나온 열기(熱氣)를 고래로 공급하면서 고래 위에 깔린 구들장을 가열하게 되는데, 이러한 열기의 일부는 고래를 따라 이동하여 굴뚝을 통해 외부로 연기와 함께 배출된다. Conventional bulbs generally supply the heat from the furnace to the whale while heating the gutuljang laid on the whale. Some of this heat moves along the whale and is discharged with smoke to the outside through the chimney.
이러한 종래의 재래식 구들은 전술되었듯이 고래 내부로 안내된 열기의 이동경로가 짧아 열기를 골고루 확산시키지 못해 방의 가장자리와 윗목은 난방이 되지 않고 아궁이에 인접해 있는 아랫목은 지나치게 뜨거워 방바닥이 타는 문제점을 갖는다. As described above, these conventional spheres have a problem in that the movement path of the heat guided to the inside of the whale is short and the heat is not spread evenly, so the edge and upper neck of the room are not heated, and the lower neck adjacent to the furnace is too hot to burn the floor of the room. .
이에, 당해분야의 숙련자들은 특허문헌 1의 도 4에 도시되었듯이 아궁이로 올라오는 고온의 열기를 분산시키기 위해 불목 위에 겹구들장(혹은 이중 구들장)을 설치하고 있다. 혹은, 구들장의 두께가 아궁이로부터 굴뚝으로 갈수록 점차적으로 얇아지도록 형성한다. 이러한 구들은 실질적으로 아랫목에 대응되는 위치에 놓여진 구들장의 열전달속도를 지연시키는 것에 불과하며 오히려 축열 효율을 증가시켜 아랫목과 윗목 사이의 온도 편차를 극복하는 데에는 한계를 가질 수밖에 없다. Accordingly, those skilled in the art are installing a gyeopgudeuljang (or double gudeuljang) on the firewood to disperse the high-temperature heat rising from the furnace, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1. Or, the thickness of the gudeuljang is formed so that it gradually becomes thinner as it goes from the furnace to the chimney. These spheres actually only delay the heat transfer rate of the sphere placed at a position corresponding to the lower neck, and rather have limitations in overcoming the temperature difference between the lower neck and the upper neck by increasing the heat storage efficiency.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 아랫목과 윗목 사이의 온도 편차를 최소화하여 구들을 전체적으로 고르게 가열시킬 수 있는 것을 목적으로 한다.The present invention has been created to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to be able to heat the spheres evenly as a whole by minimizing the temperature difference between the lower neck and the upper neck.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템은 연료를 연소시켜 열기와 연기를 발생시키는 아궁이와; 아궁이에서 고래를 향해 상측으로 경사지게 형성된 불목: 고래바닥 상에 상호 이격 배치되고 열기의 이동방향을 따라 길게 뻗은 다수의 고래둑; 다수의 고래둑으로 구획되어 아궁이에서 발생된 열기와 연기의 이동 통로를 제공하는 고래; 고래와 연통되어 연기를 외부로 배출하는 굴뚝; 다수의 고래둑으로 지지되고, 고래를 통과하는 열기로 가열하는 구들장; 화염의 직접적인 접촉을 방지하기 위해 불목 상에 배치된 아랫목의 구들장의 저면 아래에 배치되되, 아랫목의 구들장과 제1 이격 공간을 두고 이격되게 배치되고 불목과 제2 이격 공간을 두고 이격되게 배치되는 불연성 단열소재의 화염 차단판; 및 불목을 통과한 열기를 고래의 하류로 안내하는 열기 확산블록;을 포함하는데,In order to achieve the above object, a furnace system with improved temperature uniformity according to a preferred embodiment of the present invention generates heat and smoke by burning fuel; Bulmok formed inclined upward toward the whale from the furnace: a plurality of whale banks arranged spaced apart from each other on the bottom of the whale and extending long along the direction of movement of the heat; A whale that is partitioned into a plurality of whale banks and provides a passage for heat and smoke generated in the furnace; A chimney that communicates with the whale and discharges smoke to the outside; Gudeuljang supported by a number of whale banks and heated by heat passing through the whale; In order to prevent direct contact with the flame, it is placed under the lower surface of the lower neck Gudeuljang placed on the firewood, spaced apart from the lowerwood Gudeuljang with a first separation space and spaced apart from the firewood and the second separation space. flame retardant plate made of insulating material; And a heat diffusion block for guiding the heat passing through the firewood to the downstream of the whale.
여기서, 열기 확산블록은 고래바닥과 구들장 및 고래둑으로 둘러싸인 고래의 내부 중공에 배치되고 열기의 이동방향으로 관통 형성된 디퓨저 홀을 구비하는데, 디퓨저 홀은 불목에 대향하는 유입 개구과 연도에 대향하는 배출 개구를 상호 유체연통하고, 열기의 이동방향을 따라 유입 개구에서 배출 개구로 갈수록 내경이 증가하는 원뿔대 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, the heat diffusion block is disposed in the inner hollow of the whale surrounded by the whale bottom, the gudeuljang, and the whale bank, and has a diffuser hole formed through the heat movement direction, the diffuser hole having an inlet opening facing the firewood and a discharge opening facing the flue. It is characterized in that it is formed in a truncated cone shape in fluid communication with each other and the inner diameter increases from the inlet opening to the discharge opening along the moving direction of the hot air.
본 발명의 일 실시예에서, 열기 확산블록은 고래의 상류측에 배치될 수 있다.In one embodiment of the invention, the heat diffusion block may be placed upstream of the whale.
더욱이, 디퓨저 홀은 유입 개구 둘레를 둥글게 모따기할 수 있다.Moreover, the diffuser hole may be chamfered round the inlet opening.
덧붙여서, 열기 확산블록은 열기의 이동방향을 따라 평행하게 관통 형성된 다수의 디퓨저 홀을 구비할 수 있다.In addition, the hot air diffusion block may have a plurality of diffuser holes formed through and parallel to the moving direction of the hot air.
선택가능하기로, 본 발명은 다수의 디퓨저 홀의 적어도 하나를 배출 개구의 내경 크기를 상이하게 형성할 수 있다.Optionally, in the present invention, at least one of the plurality of diffuser holes may be formed to have different inner diameter sizes of discharge openings.
본 발명의 다른 실시예에서, 화염 차단판은 구들장과의 이격 간격을 하류측으로 갈수록 감소되게 배치할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the flame blocking plate may be disposed so that the distance between the gudeuljang and the lower part decreases toward the downstream side.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 아랫목과 윗목의 온도 편차를 줄여 구들을 전체적으로 고르게 가열시킬 수 있다. According to the description of the present invention above, the present invention can reduce the temperature difference between the lower neck and the upper neck to heat the spheres evenly as a whole.
본 발명은 고래의 상류측에 배치된 열기 확산블록을 수단으로 하여 불목을 통과하는 열기를 신속하게 고래의 하류측으로 안내하여 아랫목과 윗목 간의 온도차를 개선할 수 있다. The present invention can improve the temperature difference between the lower neck and the upper neck by quickly guiding the heat passing through the fire neck to the downstream side of the whale by means of the heat diffusion block disposed upstream of the whale.
또한, 본 발명은 아랫목에 인접한 구들장에 화염의 직접 접촉을 배제하여 아랫목의 국부적인 가열을 방지할 수 있도록 구성되어 있다. In addition, the present invention is configured to prevent local heating of the lower neck by excluding direct contact of the flame to the lower neck adjacent to the gudeuljang.
본 발명은 종래의 구들 시스템에 구조적 변경없이도 고래의 내부 중공에 디퓨저 홀을 형성한 열기 확산블록을 배치함으로써 구들장의 온도 균일성을 높일 수 있다. The present invention can increase the temperature uniformity of the gudeuljang by arranging a hot air diffusion block having a diffuser hole formed in the inner hollow of the whale without structural changes to the conventional gudeul system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템을 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템을 개략적으로 도시한 횡단면도로서, 고래의 배열 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템에 적용된 열기 확산블록을 나타낸 도면들로서, 도 3의 (a)는 열기 확산블록을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3의 (b)는 열기 확산블록을 타측에서 바라본 사시도이며, 도 3의 (c)는 (a)에 A-A 선으로 절취한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템에 적용된 열기 확산블록의 다른 일례를 나타낸 도면들로서, 도 4의 (a)는 열기 확산블록을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 4의 (b)는 열기 확산블록을 타측에서 바라본 사시도이며, 도 4의 (c)는 (a)에 B-B 선으로 절취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템을 개략적으로 도시한 종단면도이다. 1 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating a sphere system with improved temperature uniformity according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a sphere system with improved temperature uniformity according to an embodiment of the present invention, a diagram showing the arrangement of whales.
Figure 3 is a view showing a heat diffusion block applied to the sphere system with improved temperature uniformity according to an embodiment of the present invention, Figure 3 (a) is a perspective view of the heat diffusion block viewed from one side, Figure 3 ( b) is a perspective view of the heat diffusion block viewed from the other side, and FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
Figure 4 is a view showing another example of the heat diffusion block applied to the sphere system with improved temperature uniformity according to the present invention, Figure 4 (a) is a perspective view of the heat diffusion block viewed from one side, Figure 4 (b) ) is a perspective view of the open air diffusion block viewed from the other side, and FIG. 4 (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (a).
5 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating a sphere system with improved temperature uniformity according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and examples taken in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing in this specification, it should be noted that the same components have the same numbers as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In this specification, terms such as first and second are used to distinguish one element from another element, and elements are not limited by the terms. In the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.
구들은 아궁이에서 발생된 열기와 연기를 다수의 고래둑 사이로 형성된 다수의 고래를 통해 굴뚝으로 배기하는 것으로, 고래둑의 상측에 안착되고 고래를 통과하는 열기를 전달받아 구들장을 달구어 방을 따듯하게 데울 수 있다. 통상적으로, 아궁이에 인접해 있는 구들장은 아궁이 내부에서 생성된 화염에 직접 접촉되면서 지나치게 뜨거워지는 문제를 갖는다.Gudeul is to exhaust the heat and smoke generated in the furnace to the chimney through a plurality of whales formed between a plurality of whalebanks. . Typically, the furnace adjacent to the furnace has a problem that it becomes too hot as the furnace directly contacts the flame generated inside.
이에, 구들장의 위치별 온도 편차를 현저하게 줄여 구들장의 온도 균일성을 높일 수 있는 개량된 구들이 필요하다. Therefore, there is a need for improved spheres that can significantly reduce the temperature deviation of each location of the sphere and increase the temperature uniformity of the sphere.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템(이하 구들 시스템)은 열기 확산블록을 수단으로 하여 아랫목으로 열기의 이동을 안내할 뿐만 아니라 열기를 축열하면서 고르게 확산시킬 수 있도록 구성되어 있다. The sphere system (hereinafter referred to as the sphere system) with improved temperature uniformity according to a preferred embodiment of the present invention is configured to not only guide the movement of heat to the lower neck by means of the heat diffusion block, but also to spread the heat evenly while storing heat. there is.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구들 시스템은 아궁이(110)에서 생성된 열기와 연기를 다수의 고래둑(130) 사이로 형성된 다수의 고래(140)를 지나 굴뚝(160)을 통해 외부로 배출하는데, 고래(140) 상측에 배치되어 고래를 경우하는 열기를 방바닥에 전달하는 구들장(170)을 포함한다.1 to 3, in the sphere system according to an embodiment of the present invention, the heat and smoke generated in the
한편, 도면 상에 표기된 일점쇄선 화살표는 열기(와 연기)의 이동 경로를 의미한다.On the other hand, the one-dot chain arrow marked on the drawing means the movement path of hot air (and smoke).
당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 아궁이(110)는 장작, 석탄, 숯 등의 다양한 연료의 연소에 의해 발생된 화염의 열기를 발생시켜 고래(140)로 공급한다. 본 발명에 개시된 아궁이는 벽체(W) 내부에 연소 공간을 제공하는 함실식 아궁이일 수 있으며, 아궁이의 상부에 가마솥 등의 조리 공간을 확보할 수 있다.As is well known to those skilled in the art, the
더욱이, 본 발명에 따른 구들 시스템은 아궁이(110)와 고래(140)를 연결하는 불목(120)을 제공하는데, 불목을 통해 아궁이에서 발생한 열기를 고래의 중앙 부분으로 향하도록 돕는다. 이로써, 본 발명의 구들 시스템은 아궁이(110)에서 고래(140)를 향해 상측으로 경사지게 형성된 불목(120)을 배치하여 아궁이(110)에서 발생된 화염과 함께 화염에 의한 열기를 상승시켜 후술하는 여러 갈래의 고래(140)로 잘 빨려들어가면서 고르게 분배하여 공급할 수 있다. 도시되었듯이, 불목(120)은 아궁이(110)와 인접하게 배치되어 있기 때문에 불목 위에 위치된 방바닥(아랫목)은 매우 뜨거울 수 있으며 아궁이에서 멀리 떨어진 굴뚝 쪽에 위치한 방바닥(윗목)은 아랫목에 비해 상대적으로 미지근하게 가열될 수 있다.Moreover, the gudeul system according to the present invention provides a
다수의 고래(140)는 불목(120)으로부터 안내된 열기를 연도(150)로 빠져나가도록 돕는 이동 통로로서, 고래를 통과하는 열기에 의해 구들장(170)을 가열하여 방바닥을 데울 수 있다. 고래는 고래바닥(B)으로 지지되어 기립되어 있는 다수의 고래둑(130으로 열기를 일정한 방향으로 이동가능하도록 구획된다. 고래둑(130)은 고래바닥(B) 위에 일정한 높이로 예컨대, 벽돌, 흙 등으로 쌓아 형성될 수 있다. 여기서, 고래바닥은 고래의 바닥면으로 벽체 사이에 흙 또는 황토로 채워져 방의 기본적인 높이를 형성하게 된다.A plurality of
다수의 고래둑(130)은 열기의 이동방향을 따라 아궁이(110)와 연도(150) 사이를 가로질러 길이연장되고 소정의 간격을 두고 상호 이격 배치되며, 벽체(W)의 내측면에 비접촉될 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 일 고래둑(130)과 이에 인접한 타 고래둑(130) 사이에 고래(140)를 형성하며 고래둑 상에 구들장(170)을 얹어 놓는다. 다시 말하자면, 고래(140)는 열기의 이동방향을 따라 고래바닥(B)과 구들장(170) 및 고래둑(130)으로 한정된 중공 형태를 갖는다.The plurality of
또한, 굴뚝(160)은 연도(150)에 의해 고래(140)와 연통되되, 열기와 함께 탄 화에 의해 형성된 연기를 배출하는 구성부재이다.In addition, the
구들장(170)은 얇고 넓은 돌판일 수 있으며, 앞서 기술되었듯이 고래둑(130) 상에 안착되어 설치된다. 아궁이(110)에서 발생된 열기가 고래(140)를 통과하면서 구들장(170)에 열을 전도하여 장시간 축적된다. 구들장에 축적된 열은 방바닥으로 전달되어 실내 난방을 구현시킬 수 있다. 본 발명은 구들장(170) 위에 소정의 두께로 방바닥(미도시)을 형성할 수 있다.Gudeuljang 170 may be a thin and wide stone plate, and as described above, it is seated and installed on the
더욱이, 본 발명은 열기의 이동방향을 따라 불목에서 연도로 갈수록 구들장의 두께를 얇게 형성하여 연도 부근의 구들장과 아궁이 부근의 구들장을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있도록 한다.Moreover, according to the present invention, the thickness of the gudeuljang near the flue and the gudeuljang near the furnace can be uniformly heated as a whole by forming a thin thickness of the gudeuljang from the firewood to the flue along the moving direction of the hot air.
바람직하기로, 본 발명에 따른 구들 시스템은 아궁이(110) 내부에서 연소시 발생되는 고온의 화염으로 불목 위에 안착된 구들장(170)에 직접 부딪치지 않도록 구들장(170)의 저면에 화염 차단판(180)을 배치한다. 다시 말하자면, 화염 차단판(180)은 불목(120)과 아랫목에 대응되는 위치에 놓인 구들장(170) 사이에 개재되되, 불목 상에 배치된 아랫목의 구들장(170)과 불목(120) 사이에 이격 공간을 두고 배치될 수 있다.Preferably, the gudeul system according to the present invention is a
구체적으로, 본 발명은 아랫목의 구들장(170)과 화염 차단판(180) 사이에 제1 이격 공간(S)을 제공하는 한편 불목(120)과 화염 차단판(180) 사이에 제2 이격 공간(참조부호 없음)을 제공한다. 열기와 연기는 제2 이격 공간을 통해 고래로 안내될 수 있다. Specifically, the present invention provides a first separation space (S) between the
화염 차단판(180)은 구들장의 저면 아래에 배치되어 있기 때문에 고온의 화염과 함께 화염의 열기에 구들장(170)의 과도한 노출을 방지하여 아궁이에 인접해 있는 구들장을 향한 열전도율을 낮춰 아랫목의 국부적인 가열을 개선할 수 있다. 이에, 화염 차단판은 불연성의 단열소재로 제작되는 것이 바람직하다. Since the
더욱이, 고온의 열기는 화염 차단판(180)에 부딪혀 다수의 고래를 향해 방사상으로 확산 공급될 수 있다. 물론, 화염의 열기는 구들장(170)과 화염 차단판(180) 사이의 제1 이격 공간(S)으로 우회하여 구들장을 가열할 수 있다. Moreover, high-temperature heat can hit the
특별하기로, 본 발명에 따른 구들 시스템은 불목(120)을 통과한 열기를 온도 저하 없이 고래의 하류로 안내할 수 있는 열기 확산블록(190)을 포함한다.Specifically, the goodle system according to the present invention includes a
열기 확산블록(190)은 고래(140)의 내부 중공에 배치되되, 바람직하기로는 불목(120)에 인접한 고래(140)의 상류측에 배치되도록 한다. 열기 확산블록(190)은방의 내측에 위치한 짧은 길이의 고래에 배치(도 2 참조)될 수 있을 뿐만 아니라 방의 가장자리를 따라 배열되는 긴 길이의 고래에도 배치될 수도 있다. The
도시된 바와 같이, 열기 확산블록(190)은 고래바닥(B)과 구들장(170) 및 고래둑(130)으로 둘러싸인 내부 중공에 삽입 배치가능한 형상과 크기를 갖는다. 본 발명은 열기 확산블록으로 윗목에 비해 상대적으로 두꺼운 아랫목의 구들장을 지지하여 구들장의 꺼짐 현상을 미연에 방지하고 열기의 흐름을 강제로 하류로 안내하여 일부 부위만 난방되는 구들의 고질적인 문제점을 해결할 수 있다. As shown, the
본 발명에서, 열기 확산블록(190)은 이의 일 측면에서 타 측면으로 관통 형성된 디퓨저 홀(191;diffuser hole)을 구비한다. 디퓨져 홀(191)은 열기의 이동방향을 따라 내경이 점차 증가하는 테이퍼진 원뿔대 형상으로 형성되어 유체동력학적 장점을 기대할 수 있다. 다시 말하자면, 디퓨저 홀(191)은 고래(140)의 상류에 위치된 불목(120)에 대향하는 유입 개구(E1)에서 고래의 하류에 위치된 연도(150)에 대향하는 배출 개구(E2)로 갈수록 유로의 단면적을 증가시켜 열기와 연기의 흡입속도를 향상시킬 수 있다. In the present invention, the open
디퓨저 홀(191) 내부로 유체(열기, 연기 등) 관류시, 디퓨저 홀을 통과하는 유체의 유입량과 출입량은 아래의 수학식 1을 통해 산출할 수 있다. When fluid (heat, smoke, etc.) flows into the
[수학식 1][Equation 1]
Q = AE1·VE1 = AE2·VE2 Q = A E1 V E1 = A E2 V E2
여기서, AE1 는 유입 개구(E1)의 단면적이고 AE2는 배출 개구(E2)의 단면적이다. 또한, VE1 는 유입 개구에서 유체 유속이고 VE2 는 배출 개구에서 유체 유속을 나타낸다. Q는 유량이다.Here, A E1 is the cross-sectional area of the inlet opening E1 and A E2 is the cross-sectional area of the outlet opening E2. Further, V E1 represents the fluid flow rate at the inlet opening and V E2 represents the fluid flow rate at the outlet opening. Q is the flow rate;
유입 개구와 배출 개구에서의 유량은 연속의 법칙(수학식 1)을 토대로 하여 동일하다. 따라서, 유량이 일정하다면 단면적과 유속은 반비례하므로 디퓨저 홀의 내경 크기를 조절하면 유체의 유속을 제어할 수 있다. The flow rates at the inlet and outlet openings are equal based on the law of continuity (Equation 1). Therefore, if the flow rate is constant, the cross-sectional area and the flow rate are inversely proportional, so the flow rate of the fluid can be controlled by adjusting the size of the inner diameter of the diffuser hole.
AE1 < AE2 이기 때문에, VE1 > VE2 가 되어 유입 개구(E1)의 흡입 속도가 향상된다. 본 발명은 디퓨저 홀에 의해 유체의 흡입 속도를 향상시켜 불목(120)을 지나 고래(140)로 유입될 열기를 신속하게 하류로 이송시킬 수 있다. Since A E1 < A E2 , V E1 > V E2 and the suction speed of the inflow opening E1 is improved. According to the present invention, the heat to be introduced into the
이는 불목에서 상승하는 열기와 아궁이 부근의 구들장 간의 접촉 기회를 대폭 줄여 아랫목의 국부적인 가열을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 아궁이(110)에서 발생한 고온의 열기를 빠르게 윗목으로 이동시켜 윗목과 아랫목의 온도차를 줄일 수 있다. This not only improves local heating of the lower neck by significantly reducing the contact opportunity between the heat rising from the firewood and the furnace near the furnace, but also quickly moves the high-temperature heat generated from the
앞서 기술되었듯이, 유체는 상대적으로 넓은 배출 개구(E2)를 지나면 유속이 느려지는 대신에 압력이 증가하게 된다. 이는 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려진 '베르누이(Bernoulli)의 원리'에 따른 결과이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 디퓨저 홀(191)의 배출 개구(E2)로 배출되는 열기의 높은 압력은 외부에서 굴뚝(160)을 통해 유입되는 역풍의 영향에 따른 열기와 연기의 역류 부담을 최소화하여 원활한 배기를 기대할 수 있다. As described above, the pressure of the fluid increases instead of slowing down when the fluid passes through the relatively wide discharge opening E2. Since this is a result of 'Bernoulli's principle' widely known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted. The high pressure of the hot air discharged through the discharge opening E2 of the
전술되었듯이, 열기 확산블록(190)은 디퓨저 홀(191)을 통해 열기의 관류를 제공하는 과정에서 열기를 축열하여 구들장에 저장된 열에 의해 장시간 고르게 바닥을 난방할 수 있을 것이다. As described above, the
선택가능하기로, 본 발명은 베나 콘트랙타(Vena Contracta)에 의해 디퓨저 홀의 입구 영역에서 유체가 흐르는 면적의 축소되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 디퓨저 홀(191)의 유입 개구(E1) 둘레를 둥글게 만곡시키거나 모따기(chamfering)하여 유체의 이송 능력을 보장할 수 있다. Optionally, the present invention is around the inlet opening E1 of the
도 4는 본 발명에 따른 구들 시스템에 적용된 열기 확산블록의 다른 일례를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 4에 도시된 열기 확산블록은 도 3에 도시된 열기 확산블록의 변형예로서, 디퓨저 홀의 배열을 제외하고는 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 배제할 것이다.4 is a perspective view schematically showing another example of an open air diffusion block applied to the sphere system according to the present invention. The hot air diffusion block shown in FIG. 4 is a modified example of the hot air diffusion block shown in FIG. 3, and has a very similar structure except for the arrangement of the diffuser holes. explanation will be excluded.
앞서 기술되었듯이, 열기 확산블록(190)은 고래(140;도 2 참조)에 수용될 수 있는 사각 기둥, 사다리꼴 기둥 형상으로 형성되되, 열기의 이동방향을 따라 일 측면에서 타 측면으로 내부를 관통하는 다수의 디퓨저 홀(191)을 구비한다. 구체적으로, 다수의 디퓨저 홀(191)은 일 측면에서 타 측면으로 관통되는 동시에 일 측면에서 타 측면으로 갈수록 내경이 점차 증가하는 원뿔대 형상으로 천공될 수 있다. As described above, the
다수의 디퓨저 홀은 열기 확산블록 내에서 열기의 이동방향을 따라 평행하게 관통 형성된다. A plurality of diffuser holes are formed through the hot air diffusion block in parallel along the moving direction of the hot air.
열기 확산블록(190)은 전술되었듯이 다수의 디퓨저 홀(191)을 구비하는데, 다수의 디퓨저 홀(191)의 적어도 하나는 배출 개구(E2)의 내경 크기를 상이하게 형성하는 것을 특징으로 한다. As described above, the hot
디퓨저 홀(191)은 열기의 이동방향을 따라 유로의 단면적을 증가시켜 연속의 법칙에 의해 유속을 줄이게 되는데, 이때 단면적 크기로 유체의 유속을 조절할 수 있다. 즉, 배출 개구의 내경 크기에 따라, 유체의 배출속도가 달라질 수밖에 없다. 물론, 각 디퓨저 홀의 유입 개구는 동일한 내경 크기로 형성될 수 있다. 이로써 다수의 디퓨저 홀(191)을 통해 배출되는 열기는 상이한 배출속도로 인해 고래(130)의 하류측에서 불균일한 유동을 유발하여 와류를 발생하게 된다. 이로써, 열기는 고래의 하류측에서 체류 시간을 연장시킬 수 있어 윗목의 구들장에 열전달 효율을 증가시키킬 수 있다. The
이때, 열기 확산블록(190)은 도 4에 도시된 디퓨저 홀에 국한되지 않고, 디퓨저 홀의 갯수, 디퓨절 홀의 배열, 각 배출 개구의 내경 등이 제한되지 않는다. At this time, the hot
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구들 시스템을 개략적으로 도시한 종단면도이다.5 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a sphere system according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 구들 시스템은 아궁이(110)와, 아궁이(110)에서 고래(140)를 연결하는 불목(120), 고래바닥(B) 상에서 고래(140)를 구획하는 고래둑, 열기와 연기를 외부로 배출하는 굴뚝(160), 고래둑으로 지지되고 고래를 통과하는 열기로 가열되는 구들장(170), 불목(120) 상에 배치된 아랫목의 구들장(170)의 저면 아래에 배치된 화염 차단판(180), 및 열기를 고래의 하류측으로 안내하는 열기 확산블록(190)을 포함하는데, 도시된 바와 같이 상류측에서 하류측으로 갈수록 상향 경사지도록 화염 차단판(180)을 배치한다. Gudle system according to another embodiment of the present invention is a
구체적으로, 본 발명은 아랫목의 구들장(170)과 화염 차단판(180) 사이에 제1 이격 공간(S)을 제공하기 위해 아궁이에 인접한 구들장(170)의 저면에서 소정의 간격을 두고 이격 배치되는데, 이때 하류측으로 갈수록 이격 간격이 감소하도록 구들장의 저면 아래에 화염 차단판(180)을 경사지게 배치하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the present invention is spaced apart at a predetermined interval from the lower surface of the
이는 구들장(170) 간의 간격을 하류측으로 갈수록 줄임으로서 불목에서 상승하는 고온의 화염 및/또는 열기가 경사면을 타고 빠르게 상승하면서 화염 차단판(180)과의 접촉시간이 짧아지게 하고, 또한 화염 차단판(180)에서 구들장(170)까지의 열전도율을 아랫목에서 웃목까지 점진적으로 증가시켜 아랫목에서 윗목까지의 구들장이 고르게 가열할 수 있도록 하며, 아궁이에 바로 인접한 구들장(170)만 집중적으로 가열되어 장판이 눌러붙는 것을 방지한다. This shortens the contact time with the
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through examples, this is for explaining the present invention in detail, and the sphere system with improved temperature uniformity according to the present invention is not limited thereto, and within the technical spirit of the present invention, the related field It will be clear that the modification or improvement is possible by those skilled in the art.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.
110 ----- 아궁이,
120 ----- 불목,
130 ----- 고래둑,
140 ----- 고래,
150 ----- 연도,
160 ----- 굴뚝,
170 ----- 구들장,
180 ----- 화염 차단판,
190 ----- 열기 확산블록,
B ----- 고래바닥,
W ----- 벽체.110 ----- Furnace,
120 ----- Discord,
130 ----- Whalebank,
140 ----- Whale,
150 ----- year,
160 ----- Chimney,
170 ----- Gudeuljang,
180 ----- flame arrester;
190 ----- Open diffusion block,
B ----- whale bottom,
W ----- Wall.
Claims (6)
아궁이(110)에서 고래(140)를 향해 상측으로 경사지게 형성된 불목(120):
고래바닥(B) 상에 상호 이격 배치되고 열기의 이동방향을 따라 길게 뻗은 다수의 고래둑(130);
상기 다수의 고래둑(130)으로 구획되어 상기 아궁이(110)에서 발생된 열기와 연기의 이동 통로를 제공하는 고래(140);
연도(150)에 의해 상기 고래(140)와 연통되어 연기를 외부로 배출하는 굴뚝(160);
상기 다수의 고래둑(130)으로 지지되고, 상기 고래(140)를 통과하는 열기로 가열하는 구들장(170);
화염의 직접적인 접촉을 방지하기 위해 상기 불목 상에 배치된 아랫목의 구들장(170)의 저면 아래에 배치되되, 아랫목의 구들장(170)과 제1 이격 공간(S)을 두고 이격되게 배치되고 상기 불목(120)과 제2 이격 공간을 두고 이격되게 배치되는 불연성 단열소재의 화염 차단판(180); 및
상기 불목(120)을 통과한 열기를 상기 고래(140)의 하류로 안내하는 열기 확산블록(190);을 포함하는데,
상기 열기 확산블록(190)은 상기 고래바닥(B)과 상기 구들장(170) 및 상기 고래둑(130)으로 둘러싸인 상기 고래(140)의 내부 중공에 배치되고 열기의 이동방향으로 관통 형성된 디퓨저 홀(191;diffuser hole)을 구비하는데,
상기 디퓨저 홀(191)은 상기 불목(120)에 대향하는 유입 개구(E1)과 상기 연도(150)에 대향하는 배출 개구(E2)를 상호 유체연통하고, 상기 열기의 이동방향을 따라 상기 유입 개구에서 상기 배출 개구로 갈수록 내경이 증가하는 원뿔대 형상으로 형성되고, 상기 유입 개구(E1) 둘레를 둥글게 모따기하는, 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템.
A furnace 110 that burns fuel to generate heat and smoke;
Bulmok 120 formed inclined upward from the furnace 110 toward the whale 140:
A plurality of whale banks (130) spaced apart from each other on the whale bottom (B) and elongated along the moving direction of the heat;
whales 140 partitioned into the plurality of whale banks 130 to provide passages for heat and smoke generated in the furnace 110;
A chimney 160 communicating with the whale 140 by a flue 150 to discharge smoke to the outside;
Gudeuljang 170 supported by the plurality of whale banks 130 and heated with heat passing through the whale 140;
In order to prevent direct contact with the flame, it is disposed under the lower surface of the lower neck Gudeuljang 170 disposed on the firewood, spaced apart from the lowerwood Gudeuljang 170 with a first separation space S, and the firewood ( 120) and a flame blocking plate 180 made of a non-combustible heat insulating material disposed spaced apart from each other with a second separation space; and
It includes,
The heat diffusion block 190 is disposed in the inner hollow of the whale 140 surrounded by the whale bottom B, the gudeuljang 170, and the whale bank 130, and is formed through the diffuser hole 191 in the direction of movement of the heat. ; diffuser hole) is provided,
The diffuser hole 191 connects the inlet opening E1 facing the flue 120 and the exhaust opening E2 facing the flue 150 in fluid communication with each other, and the inlet opening E2 along the moving direction of the hot air. It is formed in a truncated cone shape in which the inner diameter increases toward the discharge opening, and the inlet opening E1 is chamfered roundly, improving temperature uniformity.
상기 열기 확산블록(190)은 상기 고래(140)의 상류측에 배치되는, 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템.
The method of claim 1,
The heat diffusion block 190 is disposed upstream of the whale 140, the sphere system with improved temperature uniformity.
상기 열기 확산블록(190)은 열기의 이동방향을 따라 평행하게 관통 형성된 다수의 디퓨저 홀(191)을 구비하는, 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템.
The method of claim 1,
The hot air diffusion block 190 has a plurality of diffuser holes 191 formed through parallel along the moving direction of the hot air, sphere system with improved temperature uniformity.
상기 다수의 디퓨저 홀(191)의 적어도 하나는 배출 개구의 내경 크기를 상이하게 형성하는, 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템.
The method of claim 4,
At least one of the plurality of diffuser holes 191 forms a different inner diameter size of the discharge opening, the sphere system with improved temperature uniformity.
상기 화염 차단판(180)은 상기 구들장(170)과의 이격 간격을 하류측으로 갈수록 감소되게 배치되는, 온도 균일성을 향상시킨 구들 시스템.
The method of claim 1,
The flame blocking plate 180 is disposed so that the separation distance from the gudeuljang 170 decreases toward the downstream side, the gudeul system with improved temperature uniformity.
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Citations (2)
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KR20090086889A (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-14 | 고제순 | The system of multifunctional hypocaust |
KR101751644B1 (en) | 2016-07-01 | 2017-06-28 | 유종 | Kiln Type Korean Floor Heating System |
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2022
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