KR20100066319A

KR20100066319A - 고체연료 연소장치

Info

Publication number: KR20100066319A
Application number: KR1020090059716A
Authority: KR
Inventors: 이장백
Original assignee: 이장백
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-06-17
Also published as: KR101155332B1

Abstract

본 발명은 화목과 같은 고체연료를 연소시켜 난방 기타 용도로 사용할 수 있는 연소장치에 관한 것으로, 외부와 구획되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버의 상측에 배치되고, 상기 연소공간과 연통된 제1 연결챔버와, 상기 제1 연결챔버와 마주보도록 상기 연소챔버의 상측에 배치된 제2 연결챔버와, 각각 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버를 연통시키며, 높이차를 두고 복층으로 배열된 복수의 방열관과, 상기 제2 연결챔버와 연통되어 외부로 연소가스를 배출하기 위한 배기관을 포함하여 이루어지는데, 전열면적을 확대할 수 있으므로 열효율이 향상되며, 연소 시간을 조절함으로써 화력도 제어할 수 있다.

화목, 고체연료, 연소, 보일러, 열교환, 열효율.

Description

고체연료 연소장치{APPARATUS FOR COMBUSTING SOLID FUEL}

본 발명은 연소장치에 관한 것으로, 화목과 같은 고체연료를 연소시켜 난방 기타 용도로 사용할 수 있는 연소장치에 관한 것이다.

난방장치로 흔히 사용되는 보일러는 그 사용연로에 따라 천연가스, 액화석유가스, 부탄가스 등을 사용하는 가스 보일러와, 등유, 중유 등을 사용하는 기름 보일러와, 연탄을 사용하는 연탄 보일러, 그 밖에 화목(火木), 갈탄, 조개탄 등을 사용하는 고체연료 보일러로 나눌 수 있다. 이들 중 조작이나 관리등 사용이 편리하고 화력 제어가 용이하며, 연료의 수급이 원활하다는 장점으로 가스 보일러나 기름 보일러가 널리 사용되고 있는 추세이다.

그런데 석유류나 가스류의 가격은 항상 변동되며, 특히 유가가 상승하는 경우 사용자에게 경제적인 부담이 가중되는 문제가 생긴다. 이런 부담을 회피하기 위해 유가 상승기에는 연탄 보일러와 같은 대체 수단에 대한 수요가 증대된다.

연탄 보일러는 가스 보일러나 기름 보일러에 비하여 상대적으로 연료 비용에 대한 부담이 적으며 비교적 일정한 화력을 발휘하는 반면, 일산화탄소 중독의 위험성이 있으며 연소 후 잔존물의 처리가 곤란한 문제점이 있다. 반면 화목과 같은 자연 연료나, 갈탄, 조개탄과 같이 석탄계 연료이지만 연탄처럼 정형적인 연소방식을 필요로 하지 않는 고체연료는 연탄 보일러보다도 연료 비용이 더 저렴하며, 특히 화목을 연료로 하는 보일러는 도시 외 지역에서의 활용도가 높다. 예를 들어 작물 재배용 시설의 내부를 난방하는 데에는 화목 보일러만큼 경제적인 선택이 없으며, 화목을 수급하는 데에도 곤란함이 상대적으로 적기 때문이다.

그러나 이와 같은 잇점에도 불구하고 고체연료, 특히 화목을 연료로 하는 보일러는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 화목이 연소하면서 발생하는 연소가스는 유해하거나, 실내환경에 부적합하므로 외부로 배출되게 되는데, 이때 배출되는 연소가스와 함께 버려지는 열이 상당하므로, 보일러는 역시 낮은 열효율을 보이게 된다.

둘째, 화목에 내재된 열량에 비해 연소에 소요되는 시간이 짧다. 즉, 화목은 연소가 시작되면 일정 시간 내에 최대 화력을 발생시키지만, 최대 화력을 유지하는 시간은 비교적 짧으며, 곧 화력이 떨어진다. 화력이 떨어지면 다른 화목을 다시 연소시켜 부족한 화력을 보충해주어야 하므로, 원하는 수준의 난방 효과를 얻기 위해서 필요 이상 많은 화목이 소모되며, 결과적으로 보일러의 열효율이 낮아진다.

셋째, 화목을 연소시킬 때 발생되는 화력을 제어하는 것이 용이하지 않다. 이는 화목 자체가 비규격화되어 있고, 각각의 열량도 서로 다르므로, 사용자가 보 일러에 직접 화목을 일정한 속도로 투입한다 하더라도 일정 이상 정밀하게 화력을 유지하는 것이 곤란하기 때문이다.

넷째, 난방 이외의 다른 용도가 따로 제공되지 않으므로 사용 편의성이 떨어진다.

이 밖에도 많은 문제점들이 있는 바, 앞서 언급한 장점에도 불구하고 현실적으로 고체연료 보일러의 실용성을 확대하는 데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 나무와 같은 고체연료의 연소 시간을 늘임으로써 결과적으로 열효율을 높일 수 있는 고체연료 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 고체연료를 연소시키면서도 화력제어를 용이하게 할 수 있는 고체연료 연소장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 난방은 물론 조리 용도를 겸할 수 있는 고체연료 연소장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 내부 청소가 용이한 고체연료 연소장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 난방용 매체를 가열하여 공급함으로써 난방용 보일러의 기능을 겸할 수 있는 고체연료 연소장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고체연료 연소장치는, 외부와 구획되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버의 상측에 배치되고, 상기 연소공간과 연통된 제1 연결챔버와, 상기 제1 연결챔버와 마주보도록 상기 연 소챔버의 상측에 배치된 제2 연결챔버와, 각각 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버를 연통시키며, 높이차를 두고 복층으로 배열된 복수의 방열관과, 상기 제2 연결챔버와 연통되어 외부로 연소가스를 배출하기 위한 배기관을 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 복수의 방열관은, 조리용도로 사용하기 용이하도록, 각각의 상면의 적어도 일부가 평면인 것이 바람직하다. 또한 상기 복수의 방열관은, 넓은 연도를 확보하기 위하여 복열로 배치될 수 있다. 그리고 상기 복수의 방열관은, 연소가스가 머무르는 시간을 확보하기 위하여 각각 실질적으로 수평하도록 배치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고체연료 연소장치에 있어서, 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버는 각각, 적어도 일면이 분리가능하게 결합된 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 고체연료 연소장치에 있어서, 상기 연소챔버는, 상기 연소공간으로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 공기조절구멍이 형성된 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 고체연료 연소장치에 있어서, 상기 제1 연결챔버와 상기 연소챔버를 연통시키는 도입관을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 고체연료 연소장치에 있어서, 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버는, 각각 상기 복층으로 배열된 복수의 방열관 중 상하방향으로 이웃하는 어느 한 쌍의 방열관 사이에 해당하는 지점에 배치되어 연소가스의 상하방향 유동을 차단하는 차단판을 포함하며, 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버의 각 차단판은 서로 높이에 배치된 것이 바람직하다. 여기서 상기 차단판은 일단이 상기 제1 연 결챔버 또는 제2 연결챔버에 각각 힌지결합되고, 상기 차단판의 타단에 결합되어 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버의 외부로 인출된 개폐와이어를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또는 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버는 각각 상기 차단판이 삽입되기 위한 슬롯이 형성되고, 상기 차단판은 상기 슬롯을 통해 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버 내부로 각각 슬라이드 가능하게 설치될 수도 있다.

본 발명에 따른 고체연료 연소장치는, 상기 연소챔버와, 제1 연결챔버와, 제2 연결챔버와, 복수의 방열관 중 적어도 하나와 접촉하며, 외부로부터 난방용 매체를 공급받는 공급구와 상기 난방용 매체를 외부로 유출하는 유출구를 구비한 워터재킷을 더 포함할 수 있다.

또한 그리고 본 발명에 따른 고체연료 연소장치는, 상기 연소챔버와, 제1 연결챔버와, 제2 연결챔버와, 복수의 방열관 중 적어도 하나와 접촉하며, 내부에 구이용 음식물을 수납할 수 있는 공간이 형성된 구이통을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 제1 연결챔버와 제2 연결챔버를 연통시키는 복수의 방열관이 복층으로 배열되어 있으로 전열면적을 확대할 수 있으며, 연소챔버에 배기관이 직결된 것에 비해 연도를 길게 늘이게 되므로 연소 시간을 늘일 수 있고 결과적으로 열효율이 향상된다. 나아가서 각 연결챔버에 차단판이 구비된 경우 연도 연장 효과가 극대화되며 연소 시간을 조절함으로써 화력도 제어할 수 있는 효과가 있다. 그 밖에도 복수의 방열관이 고열을 발산하므로, 방열관을 이용해 조리, 가열 등의 용도로 사용할 수 있으며, 특히 복층인 방열관은 높이에 따라 서로 다른 온도를 가지므 로 필요한 용도에 따라 적절한 가열 온도까지 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은 차단판이 가동되므로 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버 내부에 침적된 그을음, 재 등을 용이하게 제거함으로써 유지관리가 용이하다.

또한 본 발명의 워터재킷은 난방용 매체를 가열하여 외부로 공급할 수 있으므로 통상적인 난방용 보일러의 기능을 겸하게 할 수 있으며, 구이통을 더 구비하여 음식물을 용이하게 구울 수도 있다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제1 실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A선에서 바라본 단면도이다.

연소챔버(100)는 내부에 고체연료를 수용하여 연소시킬 수 있도록 연소공간(100a)을 제공한다. 여기서 고체연료는 나무를 위시하여 갈탄, 조개탄 또는 숯과 같은 것을 포함한다. 연소챔버(100)는 그 형태에 특별한 제한이 없으며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 직육면체 형상일 수도 있으나 원기둥과 같은 다른 형태일 수도 있다. 연소공간(100a)은 필요에 따라 외부와 차단될 수 있도록 일측에 연료투입도어(110)가 구비되어 있으며, 연료투입도어(110)에는 공기조절구멍(111)이 형성된다. 도 1 내지 도 3에서 연료투입도어(110)는 여닫이식인 것으로 도시하고 있으나 미닫이, 기타 다른 형식일지라도 고체연료를 선택적으로 연소챔버(100)를 선택적으로 개방하여 연료를 연소공간(100a)으로 투입할 수 있는 것이면 충분하다.

제1 연결챔버(210)는 연소챔버(100)의 상방에 배치되며, 후술하는 제2 연결챔버(220)와의 상대 위치를 고려하여 연소챔버(100)의 상방 일측 끝단에 치우치도록 배치된다. 제1 연결챔버(210)는 내부에 연소가스가 지날 수 있는 공간이 형성되며, 이 내부공간은 연소챔버(100)의 연소공간(100a)과 연통된다. 연소챔버(100)와 마찬가지로 제1 연결챔버(210)의 형태에도 특별한 제한이 없지만, 도 1 내지 도 3에서는 편의상 직육면체 형상인 것으로 도시하고 있다. 제1 연결챔버(210)는 연소챔버(100)와 직접 연결될 수도 있으나, 도입관(300)을 매개로 하여 연결되는 것이 바람직하다. 도입관(300)은 그 직경에 따라 연소공간(100a)에서 생성된 연소가스가 제1 연결챔버(210)로 진입하는 속도, 즉 단위시간당 유량을 조절할 수 있게 해준다.

제2 연결챔버(220) 역시 직육면체 형상으로서, 연소챔버(100)의 상방에 배치되지만, 제1 연결챔버(210)와 마주보도록 이격되어 배치된다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 연소챔버(100)가 직육면체 형상으로 된 경우, 제1 연결챔버(210)와 제2 연결챔버(220)는 각각 연소챔버(100)의 긴 축 방향을 따라 양측 끝단에 각각 배치되어 서로 마주보게 된다.

방열관(230,240,250)은 복수가 구비되며, 각각 제1 연결챔버(210)와 제2 연결챔버(220)를 연통시킨다. 도 1 및 도 2에서 방열관(230,240,250)은 모두 6개가 배치된 것으로 도시하고 있으나, 그 수는 필요에 따라 증감할 수 있다. 그 수는 달라질지라도 복수의 방열관(230,240,250)은 높이 차이가 나도록 복층으로 배치되 는 것이 바람직한대, 도 1 내지 도 3에서는 제1 방열관(230), 제2 방열관(240) 및 제3 방열관(250)이 각각 한 쌍씩 구비되되, 상하 방향으로 간격을 두고 배치되어 3층 구조를 이루고 있는 것으로 예시하고 있다. 또한 복수의 방열관을 복층으로만 배치할 경우, 연소가스의 배출효율에 문제가 생길 수 있으므로, 각 방열관은 복열로도 추가적으로 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유에서 본 실시예의 6개의 방열관(230,240,250)은 2열 3층 구조를 이루고 있는 것이다. 그밖에 필요에 따라 3개의 방열관으로 1열 3층 구조로 배치할 수도 있으며, 10개의 방열관으로 2열 5층 구조로 배치하는 등 방열관의 수에 따라 열이나 층의 수를 조절할 수 있음은 물론이다.

한편 각 방열관(230,240,250)은 상면의 일부가 평면인 것이 바람직하다. 이는 각 방열관(230,240,250)의 상면을 조리용 가열판으로 활용하기가 용이하도록 하기 위한 것이다. 즉, 각 방열관(230,240,250)의 상면에 음식물을 직접 올려놓으면, 방열관(230,240,250)의 열에 의해 음식물의 조리가 이루어진다. 이때 각 방열관(230,240,250)이 복층으로 배치되어, 상하방향으로 배열되어 있는 바, 연소챔버(100)로부터의 거리가 달라지므로, 제1 방열관(230), 제2 방열관(240) 및 제3 방열관(250) 각각의 온도에 차이가 생길 수 있다. 따라서 조리에 적절한 온도, 예를 들어 굽기, 끓이기, 데우기 등의 용도에 적절한 온도를 가진 방열관을 선택하여 사용할 수 있다. 물론 각 방열관(230,240,250)의 상면은 일부만이 아니라 전체적으로 평면일 수도 있으며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 직사각형 단면을 가진 관 형상일 수도 있다.

또한 각 방열관(230,240,250)은 실질적으로 수평하게 배치되는 것이 바람직하다. 이는 각 방열관(230,240,250) 내부를 통과하는 연소가스의 유동속도를 늦추는 효과를 가지는데, 이에 의해 단위시간당 연소챔버(100)로 유입되는 공기의 양도 더불어 감소한다. 결과적으로 화목과 같은 고체연료는 연소챔버(100) 내에서의 더 느린 속도로 연소된다.

배기관(400)은 제2 연결챔버(220)와 연통되도록 배치되며, 연소챔버(100)에서 발생된 연소가스가 외부로 배기되기 이전에 최종적으로 거쳐가며 이로써 연소챔버(100)로부터 외부에 이르는 연도(煙道)가 완성된다.

이상에서 설명되지 않은 도면부호 50은 연소챔버(100)와 제2 연결챔버(220) 사이에 삽입되는 스페이서(50)로서, 도입관(300)에 의한 제1 연소챔버(100)의 높이에 상응하여 제2 연결챔버(220)의 높이를 조절하며, 연소챔버(100)로부터 직접 제2 연결챔버(220)로 열이 전달되는 것을 최소화하기 위한 것이므로, 경우에 따라 생략할 수도 있다.

도 3을 참조로 도 1의 실시예의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 연소챔버(100)의 연료투입도어(110)를 열고 연소공간(100a)으로 화목과 같은 고체연료를 투입한다. 이때 원활한 연소와 산소 공급을 위하여 연소챔버(100) 내부에 메쉬 형태의 연료지지부(120)를 위치시킬 수 있다. 연료지지부(120)는 투입된 고체연료를 지지하게 되는데, 고체연료의 구체적인 형태에 따라 다양하게 변형되어 사용될 수 있다. 예컨대 화목용 연료지지부(120)에 비해 갈탄 용 연료지지부(120)는 메쉬의 격자 간격이 좁아야 하며, 화목의 형태에 따라서 메쉬 형태가 아닌 복수의 바(bar)를 평행하게 배열한 형태일 수도 있다.

다음으로 투입된 고체연료를 점화하고, 연료투입도어(110)는 폐쇄한다. 고체연료가 연소되기 시작하면, 공기조절구멍(111)을 조절하여 연소공간(100a)으로 유입되는 공기의 양을 조절한다. 고체연료가 연소되면서 발생되는 고온의 연소가스는 도 3에서 화살표로 도시된 바와 같은 경로를 따라 이동한다. 즉, 연소가스는 도입관(300)을 통해 제1 연결챔버(210)로 진입하며, 다시 방열관(230,240,250)을 타고 수평하게 이동하여 제2 연결챔버(220)에 다다른다. 이 과정에서 주로 방열관(230,240,250)에 의해 고온의 연소가스는 외부의 공기와 열교환을 하게 되며, 본 실시예가 배치되어 있는 공간에 난방효과를 제공하게 된다. 방열관(230,240,250)은 복수 개가 배치되어 있으며, 특히 실질적으로 수평하게 배치되어 있으므로, 고온의 연소가스가 방열관(230,240,250) 내부에 머무르는 시간을 최대한 확보할 수 있다. 제2 연결챔버(220)에 도달한 연소가스는 배기관(400)을 통해 최종적으로 외부로 배출된다. 이때의 연소가스는 방열관(230,240,250)을 지나오면서 상당한 열을 전달한 상태이므로, 방열관(230,240,250)과 같은 구조가 없는 종래의 고체연료 보일러에 비해 손실되는 열이 최소화된다.

한편, 고온의 연소가스가 방열관(230,240,250) 내부에 머무르는 시간을 더욱 확보할 수 있는 방안도 고려할 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제2 실시예를 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B선에서 바라본 단면도이다.

도 4는 본 실시예에서 제2 연결챔버(220)의 일면을 분리하여 제거한 상태를 도시한 것이다. 이와 같이 제2 연결챔버(220)의 일면이 분리 가능하게 설치되면, 제2 연결챔버(220)나 각 방열관(230,240,250) 내부를 청소하는 것이 용이해진다. 마찬가지로 제1 연결챔버(210)의 일면도 분리가능하게 결합시켜둘 수 있다.

제2 연결챔버(220)에는 차단판(221)이 설치되어 있다. 이 차단판(221)은 도 5의 단면도에 나타난 바와 같이, 제1 연결챔버(210)에 설치된 차단판(211)과 함께 연소가스가 흘러가는 연도를 더욱 좁히고 그 길이도 연장시키는 기능을 한다. 이를 위해 제1 연결챔버(210)의 차단판(211)과 제2 연결챔버(220)의 차단판(221)은 각각, 복수의 방열관(230,240,250) 중 상하방향으로 이웃하는 한 쌍의 방열관 사이에 해당하는 지점에서, 연소가스의 상하방향 유동을 차단하되, 서로 다른 층에 각각 배치되도록 한다. 즉, 제1 연결챔버(210)의 차단판(211)은 제2 방열관(240)과 제3 방열관(250)의 사이에 해당하는 지점에 배치되어 제1 연결챔버(210) 내에서 연소가스의 상하방향 유동을 차단하고, 결과적으로 도입관(300)을 통해 진입한 연소가스가 제3 방열관(250)을 따라 유동하도록 한다. 반면 제2 연결챔버(220)의 차단판(221)은 제1 방열관(230)과 제2 방열관(240) 사이에 해당하는 지점에 배치되어 제2 연결챔버(220) 내에서 연소가스가 상하방향으로 유동하는 것을 차단하며, 결국 제3 방열관(250)을 따라 진입한 연소가스가 모두 제2 방열관(240)으로 진입하도록 한다. 제2 방열관(240)을 따라 다시 제1 연결챔버(210)로 되돌아온 연소가스는, 제1 방열관(230)을 따라 제2 연결챔버(220)로 이동하며, 최종적으로 배기관(400)을 통해 외부로 배출된다. 본 실시예의 연도를 앞선 실시예의 연도와 비교하여 보면, 그 단면 넓이는 대략 1/3로 줄어든 반면, 그 길이는 대략 3배로 늘어난 것이다. 따라서 연소가스가 복수의 방열관(230,240,250) 내부에 머무는 시간은 산술적으로 9배 증대되며, 그만큼 더 많은 열교환이 이루어질 수 있다. 아울러 단위시간당 연소챔버(100)로 유입되는 공기의 양도 감소시키므로, 고체연료가 더 오랜 시간을 두고 서서히 연소되도록 유도한다. 이와 같은 작용은 공기조절구멍(111)의 크기를 변화시키는 조작에 의해 보조적으로 제어될 수 있다.

한편, 각 차단판(211,221)이 구비되어 있는 경우에는 제3 방열관(250)이 가장 고온이고, 제1 방열관(230)이 가장 저온이 되는데, 각 방열관(230,240,250)의 온도 차이가 앞선 실시예의 경우보다 더욱 커지게 된다. 따라서 제3 방열관(250)은 구이 등의 조리용, 제2 방열관(240)은 물 데우기, 제1 방열관(230)은 해동용으로 사용하는 등 각 방열관의 온도에 따라 활용성을 극대화할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제3 실시예의 단면도이다.

본 실시예는 앞선 제2 실시예의 차단판(211,221)을 더욱 상세하게 한 것으로, 제1 연결챔버(210)에 설치된 차단판(211)은 제1 연결챔버(210)의 내벽면에 그 일단이 힌지결합되어 있다. 이 차단판(211)의 타단 측에는 개폐와이어(215)가 결합되어 있으며, 이 개폐와이어(215)는 제1 연결챔버(210)의 외부로 인출되도록 연장되어 있다.

또한 제2 연결챔버(220)에는 일측에 슬롯(220a)이 형성되어 있으며, 차단 판(221)은 이 슬롯(220a)을 통해 삽입되어 제2 연결챔버(220) 내부에 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.

이와 같은 구성의 각 차단판(211,221)은 결국 제1 연결챔버(210) 또는 제2 연결챔버(220)에 대해 일정한 상대운동이 가능하도록, 이른바 가동식으로 설치된 것인데, 두 차단판(211,221)은 공통적으로 제1 연결챔버(210) 또는 제2 연결챔버(220) 각 내부의 연도를 차단하거나 개폐하도록 가동된다. 따라서 필요에 따라 차단판이 없는 것과 같은 효과를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 연결챔버(210)의 차단판(211)에 연결된 개폐와이어(215)를 늦추어 도 6에 도시된 바와 같이 차단판(211)이 회동된 상태로 하면, 연소챔버(100)로부터 진입한 연소가스는 일부는 제3 방열관(250)으로 진행하고, 일부는 차단판(211)을 지나 제2 방열관(240)이나 제1 방열관(230)으로 진행하기도 한다. 마찬가지로 제2 연결챔버(220)의 차단판(221)을 잡아 당겨 도 6에 도시된 바와 같이 차단판(221)이 슬롯(220a)을 통해 외부로 노출되도록 하면, 제3 방열관(250)을 통해 제2 연결챔버(220)로 진입한 연소가스는 대부분이 곧장 배기관(400)으로 진행하게 된다.

그러나 이와 같이 각 차단판(211,221)을 가동식으로 하는 주요한 다른 이유는, 연도에 침적된 그을음, 재 등의 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 데에 있다. 즉, 연도를 구성하는 제1 연결챔버(210), 각 방열관(230,240,250) 및 제2 연결챔버(220) 중 특히 차단판(211,221)에 의해 제1 연결챔버(210)와 제2 연결챔버(220)에서 연소가스의 유동방향이 변화하므로 유동방향이 변화하는 부분에서 침적이 발생한다. 이와 같은 이물질의 침적은 연소가스의 유동을 방해하게 되므로 제거하여야 하는데, 이때 차단판(211,221)을 가동시킴으로써 차단판(211,221)에 침적된 이물질을 제1 연결챔버(210) 및 제2 연결챔버(220)의 바닥으로 떨어뜨릴 수 있다. 각 연결챔버(210,220)의 바닥에 모인 이물질은 차후에 각 연결챔버(210,220)를 개방한 상태에서 한꺼번에 처리할 수 있으므로, 유지관리가 용이해진다.

이상에서 제1 연결챔버(210)의 차단판(211)은 힌지결합되고, 제2 연결챔버(220)의 차단판(221)은 슬라이드 결합된 것으로 예시하였으나, 양자는 결합방식이 서로 바뀌어도 무방하여 양자 모두 힌지결합되거나 슬라이드 결합될 수 있음은 당연하다.

도 7은 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제4 실시예의 사시도이다.

본 실시예는 워터재킷(500) 및 구이통(600)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

워터재킷(500)은 외부로부터 난방용 매체를 공급받는 공급구(510)와, 이 난방용 매체를 외부로 배출시키는 유출구(520)를 구비하고 있으며, 내부에는 난방용 매체를 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있다. 워터재킷(500)은 필요에 따라 복수개 설치될 수 있으며, 연소챔버(100), 제1 연결챔버(210), 제2 연결챔버(220), 방열관(230,240,250) 등 연소열을 발산하는 부위라면 어디에라도 밀착되게 설치될 수 있다. 도 7에서는 연소챔버(100)의 외측에 하나, 각 연결챔버(210,220) 및 방열관(230,240,250)의 외측에 하나, 도합 2개의 워터재킷이 설치된 것으로 예시하고 있으나, 2개 중 하나는 생략될 수도 있고, 더 많은 수로 분할될 수도 있다. 난방용 매체로는 통상적인 난방용 보일러에서 사용하는 것과 같이 물 또는 물을 주성분으로 하는 혼압액, 예컨대 브라인(brine)을 사용한다.

구이통(600)은 내부에 음식물을 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 워터재킷(500)과 마찬가지로 연소챔버나 각 연결챔버 또는 방열관의 외측에 선택적으로 설치된다. 도 7에서는 연소챔버(100)의 상측에 한 쌍이 설치된 것으로 예시하고 있다. 구이통(600)은 고구마나 감자와 같은 것을 용이하게 구울 수 있도록 하기 위한 것으로, 음식물을 넣거나 꺼내는 것이 용이하도록 서랍(610)과 이 서랍(610)을 수용하는 하우징(620)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 도 7에서 구이통(600)은 하측의 워터재킷(500)을 통해 연소챔버(100)에 설치된 것으로 예시하고 있으나 연소챔버(100)의 외면에 직접 부착될 수도 있으며, 방열관(230,240,250)이나 제1 연결챔버(210) 또는 제2 연결챔버(220)의 외측에 직접 부착될 수도 있다. 이 경우 구이통(600)과 공간적으로 간섭되지 않도록 워터재킷(500)은 크기가 작아지는 등 그 형태가 변형될 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제1 실시예의 사시도이고,

도 2는 도 1의 실시예의 분해사시도이며,

도 3은 도 1의 A-A선에서 바라본 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제2 실시예의 부분분해 사시도이며,

도 5는 도 4의 실시예의 B-B선에서 바라본 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 고체연료 연소장치의 제3 실시예의 단면도이며,

Claims

외부와 구획되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와,

상기 연소챔버의 상측에 배치되고, 상기 연소공간과 연통된 제1 연결챔버와,

상기 제1 연결챔버와 마주보도록 상기 연소챔버의 상측에 배치된 제2 연결챔버와,

각각 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버를 연통시키며, 높이차를 두고 복층으로 배열된 복수의 방열관과,

상기 제2 연결챔버와 연통되어 외부로 연소가스를 배출하기 위한 배기관을 포함하여 이루어진 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 방열관은,

각각의 상면의 적어도 일부가 평면인 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 방열관은,

복열로 배치된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 방열관은,

각각 실질적으로 수평하도록 배치된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버는 각각,

적어도 일면이 분리가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서, 상기 연소챔버는,

상기 연소공간으로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 공기조절구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 연결챔버와 상기 연소챔버를 연통시키는 도입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버는, 각각 상기 복층으로 배열된 복수의 방열관 중 상하방향으로 이웃하는 어느 한 쌍의 방열관 사이에 해당하는 지점에 배치되어 연소가스의 상하방향 유동을 차단하는 차단판을 포함하며,

상기 제1 연결챔버와 제2 연결챔버의 각 차단판은 서로 다른 높이에 배치된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제8항에 있어서,

상기 차단판은 일단이 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버에 각각 힌지결합되고,

상기 차단판의 타단에 결합되어 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버의 외부로 인출된 개폐와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버는 각각 상기 차단판이 삽입되기 위한 슬롯이 형성되고,

상기 차단판은 상기 슬롯을 통해 상기 제1 연결챔버 또는 제2 연결챔버 내부로 각각 슬라이드 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연소챔버와, 제1 연결챔버와, 제2 연결챔버와, 복수의 방열관 중 적어도 하나와 접촉하며, 외부로부터 난방용 매체를 공급받는 공급구와 상기 난방용 매체를 외부로 유출하는 유출구를 구비한 워터재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연소챔버와, 제1 연결챔버와, 제2 연결챔버와, 복수의 방열관 중 적어도 하나와 접촉하며, 내부에 구이용 음식물을 수납할 수 있는 공간이 형성된 구이 통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 연소장치.