KR200484682Y1 - 고체연료 난로용 노즐 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 난로의 연소실에서 펠렛(pellets) 등의 고체연료를 연소시킬경우 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 연소실 내에서 순환시킴에 따라 체류시간이 연장되어 고체연료를 완전연소시키기 위한 것으로,
본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐은
난로본체의 연소실에 투입되는 고체연료를 연소시키기 위해 상기 연소실에 연소용 외부공기를 공급하게 되는 고체연료 난로용 노즐에 있어서:
상기 노즐은
상기 난로본체의 연소실에 장착되고, 상기 난로본체의 외부케이스와 상기 연소실의 측벽사이의 통로를 통해 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실에 공급하는 공기 공급관;
상기 공기 공급관의 출구에 연통되도록 이음연결되는 드럼형 공기 확산부를 구비하되, 상기 드럼형 공기 확산부는 상기 공기 공급관을 통해 유입되어 분사공을 통해 여러방향으로 동시에 분사되는 연소용 외부공기를 상기 연소실 내에서 순환시켜 연소용 외부공기의 체류시간을 연장시킴;을 특징으로 하는 고체연료 난로용 노즐을 제공한다.

Description

고체연료 난로용 노즐{a nozzle of a pellet stove}

본 고안은 난로용 노즐에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 난로의 연소실에서 펠렛(pellets) 등의 고체연료를 연소시 필요한 연소용 외부공기를 연소실에 공급하기 위한 고체연료 난로용 노즐에 관한 것이다.

일반적으로, 난로는 전기 난로, 석유 난로, 가스 난로 및 고체 연료를 주로 하는 고체연료 난로로 구분된다.

고체연료를 사용하는 난로의 경우는 연료통의 하부에 점화부 및 연소실이 형성되고, 연료통의 상부에 연소시 발생되는 배기가스를 배출하는 연통이 형성되며, 상기 점화부 외주연에는 연소시 필요한 외부공기를 공급하는 송풍구가 형성된다.

상기 연료통에 통나무, 석탄 등의 고체연료를 삽입한 후 점화부의 점화에 의해 연소실에서 고체연료를 연소시키면서 화기를 발생하게 된다.

상기 고체연료의 연소시 발생되는 배기가스는 연통을 통해 배출되며, 고체연료를 연소시킬 때 발생되는 고열에 의하여 연료통의 주변의 대기를 가열시켜 가열된 대기의 순환에 의해 난방을 하게 된다.

상기 고체연료를 사용하는 난로에 있어서, 하부에 설치된 로스톨(재받이를 말함)의 기능상 공급되는 공기 구멍이 넓어 공기가 과잉으로 공급된다. 연소실에 공급된 공기가 연료 연소에 필요한 충분한 시간 및 접촉면적이 적어 고체연료의 완전연소에 한계가 있다.

등록실용신안공보 20-0476602호에 매연 발생 저감형 난로가 개시되어 있다.

본 고안의 실시예는, 난로의 연소실에서 고체연료를 연소시 외부공기의 충분한 공급 및 순환으로 인해 완전연소시킴에 따라 그을음 발생을 최소화하고, 연료의 연소율 및 열효율을 높일 수 있도록 한 고체연료 난로용 노즐과 관련된다.

상기 및 기타 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐은

난로본체의 연소실에 투입되는 고체연료를 연소시키기 위해 상기 연소실에 연소용 외부공기를 공급하게 되는 고체연료 난로용 노즐에 있어서:

상기 노즐은

상기 난로본체의 연소실에 장착되고, 상기 난로본체의 외부케이스와 상기 연소실의 측벽사이의 통로를 통해 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실에 공급하는 공기 공급관;

상기 공기 공급관의 출구에 연통되도록 이음연결되는 드럼형 공기 확산부를 구비하되, 상기 드럼형 공기 확산부는 상기 공기 공급관을 통해 유입되어 분사공을 통해 여러방향으로 동시에 분사되는 연소용 외부공기를 상기 연소실 내에서 순환시켜 연소용 외부공기의 체류시간을 연장시킴;을 특징으로 하는 고체연료 난로용 노즐을 제공한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐은 아래와 같은 이점을 갖는다.

연소실에서 고체연료를 연소시 연소실에 공급되는 외부공기를 연소실 내부에서 순환시킴에 따라 대류현상으로 인해 체류시간을 연장하여 고체연료를 완전연소시키게 되므로 미 연소가스로 인한 매연 발생을 최소화하여 친환경적이다.

또한, 고체연료의 완전연소로 인해 연소율을 극대화함에 따라 연료 연소량을 줄여 원가비용을 절감할 수 있고, 열효율을 높임에 따라 난로의 신뢰성 및 실용성을 갖게 된다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐이 적용되는 난로의 사시도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐이 적용되는 난로의 단면도,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐의 단면도,
도 4는 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐의 사용상태도이다.
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐은

난로본체의 연소실에 투입되는 고체연료를 연소시키기 위해 상기 연소실에 연소용 외부공기를 공급하게 되는 고체연료 난로용 노즐에 있어서:

상기 노즐(10)은

상기 난로본체(11)(외부 형상이 사각형 또는 원통형으로 이루어짐)의 연소실(12)에 장착되고, 상기 난로본체(11)의 외부케이스(11a)와 상기 연소실(12)의 측벽(12a)사이의 통로(A)를 통해 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실(12)에 공급하는 공기 공급관(13);

상기 공기 공급관(13)의 출구에 연통되도록 이음연결되는 드럼형 공기 확산부(14)를 구비하되, 상기 드럼형 공기 확산부(14)는 상기 공기 공급관(13)을 통해 유입되어 다수의 분사공을 통해 여러방향으로 동시에 분사되는 연소용 외부공기를 상기 연소실(12) 내에서 순환시켜 연소용 외부공기의 대류현상으로 인해 체류시간을 연장시킬 수 있다.

상기 드럼형 공기 확산부(14)는 마모로 인해 교체할 경우, 또는 점검하기 위해 상기 공기 공급관(13)의 하단에 착탈가능하게 나사결합될 수 있다.

상기 드럼형 공기 확산부(14)는

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 원통부에 빙둘러 반경방향으로 관통 형성되는 제1분사공(15)(제1분사공(15)을 통해 연소실(12) 내에서 수평으로 분사되는 에어에 의해 에어커튼(air curtain)을 형성함에 따라 불완전 연소되는 입자를 침강시켜 재 연소를 돕게 된다);

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 바닥판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 연소용 외부공기를 로스톨(40)위에 공급되는 상기 고체연료(16)의 화염 가장자리에 분사시키는 제2분사공(17);

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 바닥면에 연장 형성되고, 개방된 단부를 통해 배출되는 연소용 외부공기를 로스톨(40)위의 상기 고체연료(16)의 화염 중앙부에 공급하는 공기 배출관(18);

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 상판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 상기 연소실(12)의 로스톨(40)에서 고체연료(16)의 최초 발화시 발생되는 연기를 배출하기 위한 제3분사공(19)을 구비할 수 있다.

상기 제1분사공(15)을 통해 상기 연소실(12)의 측벽(12a)측으로 분사되는 연소용 외부공기의 공급량과, 상기 제2분사공(17) 및 공기 배출관(18)을 통해 상기 고체연료(16)쪽으로 분사되는 연소용 외부공기의 공급량은 30 : 70 비율을 이루어 배출될 수 있다.

상기 고체연료(16)로서 펠렛 또는 화목(火木) 등이 사용될 수 있다.

도면중 미 설명부호 29는 상기 연소실(12)의 로스톨(40)위에 공급되는 고체연료(16)를 연소시킬 경우 발생되는 배기가스를 난로본체(11)로부터 외부로 배출시키는 연통이고, 30은 연료 공급통로(22)의 입구에 개폐가능하게 설치되고, 핸들(31)의 회전에 의한 게이트(gate)(미도시됨)가 개방상태로 전환시 호퍼(20)로부터 고체연료(16)를 연료 공급통로(22)에 이동시키고, 핸들(31)의 회전에 의한 게이트가 닫힘상태로 전환시 호퍼(20)로부터 고체연료(16)를 상기 연료 통급통로(22)에 이동되는 것을 차단하게 되는 개폐구이다.

전술한 구성에 의하면, 도 1 내지 도 4에서와 같이, 상기 호퍼(20)의 뚜껑(20a)을 개방하여 상기 고체연료(16)(일 예로서, 펠렛 등이 사용될 수 있음)를 투입시켜 저장할 수 있다.

상기 호퍼(20)의 배출구를 통해 배출되는 고체연료(16)는 이의 자중 및 상기 연료 공급통로(22)의 경사도에 의해 별도의 이동수단(이송스크류, 스크류컨베이어 등을 말함)을 사용하지 않고도 상기 연료 공급통로(22)를 따라 미끄러져 상기 연소실(12)의 로스톨(40)측으로 이동될 수 있다.

상기 핸들(31)의 조작에 의해 개폐구(30)를 개방상태로 전환시킬 경우, 상기 호퍼(20)에 저장 중인 고체연료(16)는 호퍼(20)의 배출구 - 개방상태로 전환된 개폐구(30) - 연료 공급통로(22)의 출구를 차례대로 통과하여 빠져나온 후, 연소실(10)의 로스톨(40)(고체연료(16)의 연소된 재가 재받이(41)에 낙하되도록 그릴 형상의 받침대를 말함) 위에 안착된다.

상기 로스톨(40)위에 공급된 고체연료(16)를 발화시킬 경우, 상기 난로본체(11)의 전면 일측에 설치된 토치 투입구(23)의 커버를 개방시킨 후, 점화된 토치를 상기 토치 투입구(23)를 통해 연소실(12)측으로 투입시켜 연소실(12)의 로스톨(40)위에 공급된 고체연료(16)를 발화시키게 된다. 상기 로스톨(40)위의 고체연료(16)가 점화되어 연소될 경우에 상기 토치 투입구(23)를 폐쇄시킨다.

이때, 상기 토치에 의해 상기 로스톨(40)위의 고체연료(16)를 발화시킬 경우, 상기 토치 투입구(23)의 밑으로 재받이(ash receiver)(41)에 설치된 룰렛(24)의 개구부를 개방시킴에 따라, 고체연료(16)의 발화 및 연소시 필요한 연소용 외부공기를 고체연료(16)에 충분하게 공급할 수 있게 된다.

상기 난로본체(11)에 개폐가능하게 장착된 도어(25)의 강화유리재로 형성된 투시창을 통해 상기 연소실(12)에서 연소되는 고체연료(16)의 연소상태를 육안으로 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 로스톨(40)위에 공급된 고체연료(16)를 연소시킬 경우, 상기 난로본체(11)의 외부케이스(11a)와, 상기 연소실(12)의 측벽(12a)사이의 통로(A)를 통해 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실(12) 내부에 설치된 노즐(10)에 의해 연소실(12)에 충분하게 공급함에 따라(즉 상기 통로(A)를 통해 상기 난로본체(11)의 바닥에서 상부로 유입되는 연소용 외부공기를 상기 노즐(10)에 하부로 공급하게 되는, 소위 "상압식 공급방식"에 의해 노즐(10)에 공급하게 됨) 상기 고체연료(16)를 완전연소시킬 수 있다.

이를 상세하게 설명하면, 상기 로스톨(40)위의 고체연료(16)를 연소시킬 경우, 상기 통로(A)를 통해 난로본체(11)의 바닥에서 상부로 유입되는 연소용 외부공기를 상기 공기 공급관(13)의 출구에 연통되도록 이음연결된 노즐(10)을 통해 상기 연소실(12)에 공급할 수 있다.

상기 난로본체(11)의 외부로부터 상기 통로(A)를 통해 난로본체(11)의 내측 상부로 유입된 후, 상기 공기 공급관(13)을 통해 연소실(12)에 유입되는 연소용 외부공기 중 일부는 상기 드럼형 공기 확산부(14)의 원통부에 빙둘러 반경방향으로 관통 형성된 제1분사공(15)을 통해 연소실(12)의 내측벽쪽으로 공급된다.

상기 제1분사공(15)을 통해 분사되는 에어에 의해 연소실(12)의 중간측에 에어커튼을 형성하게 된다. 이로 인해 불완전 연소된 입자를 상기 연소실(12)의 로스톨(40)쪽으로 침강시켜 재 연소를 돕게 된다.

이와 동시에 상기 공기 확산부(14)의 바닥판의 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성된 제2분사공(17)을 통해 연소용 외부공기 중 일부를 로스톨(40)위에서 연소되는 고체연료(16)의 화염부 가장자리쪽으로 공급하게 된다.

또한, 상기 공기 확산부(14)의 바닥면 중앙에 연장형성된 공기 배출관(18)의 개방된 단부를 통해 연소용 외부공기 중 일부를 상기 고체연료(16)의 화염부 중앙쪽으로 공급하게 된다.

한편, 상기 로스톨(40)에서 고체연료(16)의 최초 발화시 발생되는 연기는 상기 공기 확산부(14)의 상판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성된 제3분사공(19)을 통해 난로본체(11)의 상방으로 이동될 수 있다.

상기 로스톨(40)에 공급된 고체연료(16)를 연소시킬 경우 상기 노즐(10)의 제1분사공(15), 제2분사공(17) 및 공기 배출관(18)을 통해 동시에 분사되는 연소용 외부공기가 연소실(12)의 내부에서 순환하게 된다. 즉 연소실(12)의 내부에 형성되는 대류 현상으로 인해 연소실(12)의 내에서 연소용 외부공기의 체류시간을 연장시킴에 따라 연소용 외부공기와 연소에 필요한 충분한 접촉시간을 갖게 되므로 로스톨(40)위에서 고체연료(16)를 완전연소시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 고체연료(16)의 완전연소로 인해 난로의 연소 효율을 높일 수 있고, 또한 연소되는 고체연료(16)의 연소량을 최소화시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 상기 연료 공급통로(22)로부터 상기 로스톨(40)위에 공급된 임의갯수의 고체연료(16)가 완전 연소되는 경우, 상기 연료 공급통로(22)내에 대기중인 고체연료(16)가 출구측에 근접하게 위치한 고체연료(16)부터 순차적으로 로스톨(40)위에 떨어지게 된다.

본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐에 의하면, 상기 호퍼(20)에 저장된 펠렛 등의 고체연료(16)가 상기 연료 공급통로(22)를 통해 상기 연소실(12)의 로스톨(40)위에 공급되어 연소될 경우, 상기 공기 공급관(13)에 연통되도록 이음연결되는 상기 드럼형 공기 확산부(14)에 형성된 분사공을 통해 연소용 외부공기를 연소실(12)에 여러방향으로 동시에 분사시키게 된다.

즉, 상기 드럼형 공기 확산부(14)에 형성된 제1분사공(15), 제2분사공(17) 및 공기 배출관(18)을 통해 분사되는 연소용 외부공기를 상기 연소실(12) 내에서 순환시킴에 따라 대류현상으로 인해 체류시간을 연장할 수 있다. 이로 인해 상기 연소실(12)의 로스톨(40)위에서 연소되는 상기 고체연료(16)를 완전연소시킬 수 있게 된다.

도 5에서와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 의한 고체연료 난로용 노즐(고체연료(16)로써 펠렛을 사용하지않고 화목(火木)을 사용하는 난로에 적용될 수 있음)은

상기 노즐(10)은

상기 난로본체(11)의 연소실(12)에 장착되고, 상기 난로본체(11)의 외부케이스(11a)와 상기 연소실(12)의 측벽(12a)사이의 통로(A)를 통해 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실(12)에 공급하는 공기 공급관(13);

상기 공기 공급관(13)의 출구에 연통되도록 이음연결되는 드럼형 공기 확산부(14)를 구비하되, 상기 드럼형 공기 확산부(14)는

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 원통부에 빙둘러 반경방향으로 관통 형성되는 제1분사공(15);

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 바닥판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 연소용 외부공기를 상기 고체연료(16)의 화염 가장자리에 분사시키는 제2분사공(17);

상기 드럼형 공기 확산부(14)의 상판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 상기 고체연료(16)의 최초 발화시 발생되는 연기를 배출하기 위한 제3분사공(19);을 구비할 수 있다.

이때, 상기 공기 공급관(13)의 출구에 연통되도록 연결되고, 상기 제1,2,3분사공(15,17,19)이 형성되는 드럼형 공기 확산부(14)로 이루어진 노즐(10)을 제외한 고체연료 난로의 구성은, 본 고안의 일 실시예에 의한 고체연료 난로의 구성과 동일하므로 이들의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 구성에 대한 도면부호는 동일하게 표기한다.

여기에서, 상술한 본 고안에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 기술적인 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 노즐
11; 난로본체
12; 연소실
13; 공기 공급관
14; 드럼형 공기 확산부
15; 제1분사공
16; 고체연료
17; 제2분사공
18; 공기 배출관
19; 제3분사공
20; 호퍼

Claims (4)

1. 난로본체의 연소실에 투입되는 고체연료를 연소시키기 위해 상기 연소실에 연소용 외부공기를 공급하게 되는 고체연료 난로용 노즐에 있어서:
   상기 노즐은
   상기 난로본체의 연소실에 장착되고, 상기 난로본체의 외부케이스와 상기 연소실의 측벽사이의 통로를 통해 외부로부터 유입되는 연소용 외부공기를 상기 연소실에 공급하는 공기 공급관;
   상기 공기 공급관의 출구에 연통되도록 이음연결되고, 상기 공기 공급관의 하단에 착탈가능하게 나사결합되는 드럼형 공기 확산부를 구비하되, 상기 드럼형 공기 확산부는 상기 공기 공급관을 통해 유입되어 분사공을 통해 여러방향으로 동시에 분사되는 연소용 외부공기를 상기 연소실 내에서 순환시켜 연소용 외부공기의 체류시간을 연장시키고,
   상기 드럼형 공기 확산부는 상기 드럼형 공기 확산부의 원통부에 빙둘러 반경방향으로 관통 형성되는 제1분사공 및 상기 드럼형 공기 확산부의 바닥판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 연소용 외부공기를 상기 고체연료의 화염 가장자리에 분사시키는 제2 분사공을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체연료 난로용 노즐.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 드럼형 공기 확산부는
   상기 드럼형 공기 확산부의 상판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 상기 고체연료의 최초 발화시 발생되는 연기를 배출하기 위한 제3분사공; 및
   상기 드럼형 공기 확산부의 바닥면에 연장 형성되고, 개방된 단부를 통해 배출되는 연소용 외부공기를 상기 고체연료의 화염 중앙부에 공급하는 공기 배출관;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체연료 난로용 노즐.
4. 제1항에 있어서, 상기 고체연료로써 펠렛을 사용하지않고 화목(火木)을 사용할 경우, 상기 드럼형 공기 확산부는
   상기 드럼형 공기 확산부의 상판 가장자리에 동일원주상으로 관통 형성되고, 상기 고체연료의 최초 발화시 발생되는 연기를 배출하기 위한 제3분사공;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체연료 난로용 노즐.

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