KR20130035264A - 화목 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화목 난로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화목 난로는 상향 자연발화방식을 통한 1차 연소에서 미처 태우지 못한 미연소 가스를 하향식 연소방식의 2차 연소를 통해 마저 태워서 완전연소를 실현할 수 있는 다중연소방식으로써, 종래의 상향 자연발화방식을 개선하여 연료의 소비가 현저하게 적어 매우 경제적이며, 완전연소가 가능하므로 고온의 연소로 열효율이 상대적으로 향상되는 효과가 있다.

Description

화목 난로{FIREWOOD STOVE}

본 발명은 화목 난로에 관한 것이다.

화목 난로에 대해서는 (특허문헌 1)에서 상세히 개시하고 있다. 상기 (특허문헌 1)에 따르면, 화목 난로는 본체, 상기 본체의 내부에 형성되어 화목을 연소시키는 목재화실, 상기 목재화실로부터 연소가스를 배기하기 위한 연도, 상기 목재화실 상부에 위치하여 상기 화목의 연소로 발생하는 열에 의해 조리 가능하도록 형성된 조리화실 및 상기 목재화실의 주변에 형성되는 용수저장부로 구성되어 있다.

또한 상기 목재화실과 연통하도록 형성된 플라스틱화실, 상기 목재화실로부터의 연소가스를 재연소시키는 분진차단연소망 및 구이가 가능하도록 조리화실보다 많은 연소 열량이 공급되는 구이화실 등을 부가하고 있다.

따라서 상기 (특허문헌 1)에 따른 화목 난로는 생활 주변에서 쉽게 구할 수 있는 목재, 종이 등의 폐기물을 주 연료로 하여 난방을 해결할 수 있으며, 또한 용수저장부를 통해 본체의 가장자리 부분에 물이 저장되어 있어 목재화실에서 발생한 열에너지가 장시간 축적되도록 하고 있어 적은 화목을 연소하더라도 지속적인 열 축적에 의해 장시간 난방이 가능함을 개시하고 있다.

그러나 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 종래의 화목 난로의 주된 연소방식은 상향 자연발화방식이다.

이러한 상향 자연발화방식의 화목 난로의 가장 큰 문제점은 불완전 연소로 인한 다량의 배출가스(연기)가 발생한다는 것이며, 연료의 잦은 투입으로 불편할 뿐만 아니라 연료의 투입량에 비해 발열량이 적다는 것이다. 또한 배출가스의 온도가 매우 고열이어서 화재의 위험과 연도의 수명, 그리고 환경에도 악영향을 미치는 문제점이 있다.

KR 2011-0001797 U

따라서 본 발명은 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 종래의 화목 난로의 문제점을 개선하기 위한 방안으로, 새로운 연소시스템으로 개발하여 위 문제점을 획기적으로 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 관점은, 다중연소방식을 통해 연료를 완전연소시킬 수 있도록 한 화목 난로를 제공하는 데 있다.

상기 관점을 달성하기 위해,

본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로는 연료투입구가 구비된 본체;

상기 본체의 내부에 형성되어 연료투입구를 통해 투입된 연료를 적재하고 이를 연소하는 제1 연소실;

상기 제1 연소실의 상부에 개폐 가능하게 구비된 직행 댐퍼;

상기 제1 연소실의 하부에 형성된 제2 연소실;

상기 제1 연소실과 제2 연소실 사이에 형성되어 이를 연통시키는 하강노즐;

상기 본체의 상부에 구비되어 제1 연소실 및 제2 연소실의 배출가스를 연도로 배출하는 배플;

상기 본체에 설치되어 제1 연소실과 제2 연소실에 외기를 공급하는 공기유입구;

를 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 제1 연소실에는 공기유입구와 연통하게 형성되어 상기 공기유입구를 통해 유입된 외기를 예열하여 고온연소를 유도하는 공기예열관이 설치될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 공기예열관은 일단에 연료투입구의 그을음 방지용 에어커튼이 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 하강노즐에는 하방 집열 및 연료 빠짐을 방지할 수 있는 노즐필터가 구비될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 제1 연소실의 바닥에 내화물이 부착되고, 상기 내화물은 공기유입구와 연통하게 형성되어 상기 공기유입구를 통해 유입된 외기를 예열하여 하강노즐을 통과하는 연소열의 냉각을 방지하는 공기통로가 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 제2 연소실에는 굴절 형성된 화염유도판이 구비될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로에 있어서, 상기 배플은 내부에 분리판이 구비되어 상기 분리판을 통해 상부공간과 하부공간으로 분리 구성되며, 상기 상부공간과 하부공간에 각각 배출가스의 배출을 지연하는 열기지연판이 구비될 수 있다.

이러한 해결 수단들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 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.

본 발명에 따르면, 연료의 소비가 종래의 상향 자연발화방식에 따른 화목 난로보다 절반 정도로 소비량이 현저하게 적어 매우 경제적이며, 완전연소가 가능하므로, 고온의 연소로 열효율이 상대적으로 향상되는 효과가 있다. 그리고 초기 착화시에는 직행 댐퍼를 개방하여 착화함으로써, 연기가 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 배플에 의해 열의 회수를 난방에 최대한 활용할 수 있어 연도의 배출온도가 매우 낮고, 고온연소로 배출분진이 매우 적어 불티에 의한 화재의 위험이 감소하여 안정적인 사용이 가능하다.

한편 본 발명에 따르면, 에어커튼에 의해 연료투입구의 그을음을 방지할 수 있어 외부에서 다중연소의 감상이 가능하며, 노즐필터를 통해서는 연료의 하방집열 및 연료 빠짐을 방지할 수 있어 사용편의성이 향상되는 효과가 있다. 그리고 화염유도판 및 열기지연판을 통해서는 열의 회수효율을 향상시켜 난방효과가 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로의 구성 및 결합구조를 나타내 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로의 작동상태를 나타내 보인 단면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 화목 난로는 다중연소방식으로써, 상향 자연발화방식을 통한 연소도 상시 가능하고, 나아가 완전연소를 유도하기 위해 하향식 연소방식의 사용도 가능하여 상향 자연발화방식을 통한 1차 연소에서 미처 태우지 못한 미연소가스를 하향식 연소방식의 2차 연소를 통해 마저 태워서 완전연소를 실현하게 된다.

이러한 완전연소를 기술적으로 구현하기 위해, 본 발명에 따른 화목 난로는 본체(Body)를 포함하며, 상기 본체의 내부에 형성된 두 개의 연소실 및 상기 본체의 상부에 구비된 배플(Baffle)을 포함한다. 여기서 상기 두 개의 연소실은 각각 제1 연소실 및 제2 연소실로 지칭함을 밝혀둔다.

따라서 1차적으로 산소공급온도를 본체의 측면과 상기 본체의 내부에 형성된 연소실 및 상기 본체의 상부에 위치한 배플이 화목이 탈 때 발생한 열을 이용하여 유입된 공기를 고온으로 만들어 공급함으로써, 불꽃의 연소온도 저하를 극복하여 연소온도가 고온이 유지되어 목적하는 1차 및 2차 연소를 돕게 하게 된다.

이어 연소 후 배출되는 뜨거운 열기이동경로를 본체의 내부에 길게 형성하여 열을 가둠으로써, 열 이용률이 대폭 향상되고 따라서 배출가스의 온도를 억제하는 효과가 있다. 또한 이모든 작동을 하나로 연결하여주는 직행 댐퍼(Damper)를 본체의 내부에 장치함으로써, 하나의 완벽한 연소시스템을 구현하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 화목 난로를 구성하는 주요 구성요소의 기능 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 본체(Body)는 화목 난로의 외형으로써, 원형 또는 사각으로 형성될 수 있으며, 이외에 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이러한 본체는 연료투입구가 개폐 가능하게 구비되어 연료를 제1 연소실에 투입할 수 있도록 하게 되고, 아울러 상기 연료의 연소상태를 감시할 수 있는 일종의 감시창으로 활용이 가능하다.

상기 제1 연소실은 본체에 구비된 연료투입구를 통해 투입된 연료를 적재하고 이를 연소하게 된다. 이때 상기 제1 연소실에 투입되는 연료로는 화목을 주로 사용하게 된다.

상기 제2 연소실은 제1 연소실을 통한 1차 연소시 발생한 불완전 미연소 가스를 태워 고온을 생산하게 되며, 상기 직행 댐퍼(Damper)는 제1 연소실을 개폐하여 배출방향(상/하)을 선택할 수 있도록 하게 된다.

상기 배플(Baffle)은 제1 연소실 및 제2 연소실의 배출가스를 연도로 배출하는 장치로서, 다른 한편으로는 배출가스의 배출경로를 길게 하여 폐열을 회수할 수 있도록 하게 된다. 즉 상기 배플의 내부를 상하공간으로 분리하고, 각각의 공간에 열기를 지연할 수 있는 열기지연판을 설치하여 배출가스의 배출경로를 길게 형성하게 된다.

이러한 배플과 제2 연소실의 연결은 본체의 내벽에 상승기류관을 설치하여 상기 상승기류관의 하부를 상기 제2 연소실에 연결하고, 상부를 배플과 연결함으로써, 용이하게 이루어질 수 있으며, 이에 따라 외부의 영향에 간섭받지 않고 일정한 흡입력으로 하방연소를 좀더 안정적으로 실시하게 된다.

한편 상기 제1 연소실과 제2 연소실 사이에는 하강노즐(Nozzle)이 형성되어 연통시키게 되며, 직행 댐퍼를 통한 제1 연소실의 밀폐시 하방으로 연소열을 출력하여 상기 제2 연소실을 통한 2차 연소를 가능케 하게 된다. 이때 상기 하강노즐에는 노즐필터(Nozzle filter)를 설치하여 연료의 빠짐을 방지하고, 아울러 열기를 집열할 수 있도록 하게 된다.

또한 상기 제2 연소실에는 일 방향으로 굴절 형성된 화염유도판을 설치하여 2차 연소 후 배출가스의 방향을 유턴시켜 배출되는 연소열을 좀더 오래 머물 수 있도록 유도하게 된다.

아울러 상기 제1,2 연소실에는 안정된 고온연소를 돕기 위한 내화물을 제1,2 연소실에 독립적으로 삽입할 수 있고, 실내산소 결핍현상을 고려하여 본체의 외부에 외부공기유입장치로써, 공기유입구를 설치하여 산소가 접근하기 어려운 지점까지 상하 좌우 방향으로 골고루 산소를 공급하게 된다.

이때 상기 공기유입구와 연통하는 공기예열관을 제1 연소실에 구비시켜 유입된 외기를 예열하여 고온연소를 유도하고, 또한 상기 제1 연소실에 부착되는 내화물에 공기가 통과하는 통로를 형성하여 제2 연소실에 공급되는 외기를 예열함으로써, 하강노즐을 통해 제2 연소실에 공급되는 연소열이 냉각되지 않도록 하게 된다.

아울러 상기 제1 연소실의 상부에 체류한 연기가 연료튜입구에 접근하는 것을 방지하기 위해 상기 공기예열관의 일단에 에어커튼(Air curtain)을 형성하게 된다. 즉 상기 에어커튼을 통해 상부에서 아래 방향으로 공기를 불어주어 연료투입구에 연기가 접근하는 것을 차단하게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 보듯이, 본체(100)의 외부에 유리창으로 형성되고, 손잡이가 부착된 연료투입구(101)가 회동 가능하게 구비되고, 상기 본체(100)의 내부에 제1 연소실(110)이 형성되며, 상기 제1 연소실(110)의 하부에 제2 연소실(130)이 형성된다. 그리고 상기 제1,2 연소실(110)(130)의 중심부에 하강노즐(111)이 형성되며, 상기 하강노즐(111)의 상부에 노즐필터(112)가 설치된다.

상기 제1 연소실(110)의 상부에는 공기예열관(113)이 설치되며, 상기 공기예열관(113)의 일단은 공기유입구(102)에 연결되어 공기유입경로를 형성하고, 상기 공기예열관(113)의 다른 일단은 하부방향으로 굴절되어 에어커튼(113a)을 형성하게 된다.

이러한 상기 제1 연소실(110) 및 제2 연소실(130)에는 고온 연소를 돕기 위한 연소촉진 내화물(120)로써, 내화 라이닝(Lining)이 부착되는데, 특히 상기 제1 연소실(110)의 바닥에 부착되는 내화물(120)에 공기통로(121)를 형성함으로써, 상기 공기유입구(102)를 통해 유입된 외기가 상기 공기통로(121)를 거치면서 예열된 후 제2 연소실(130)로 공급되도록 하게 된다.

상기 제2 연소실(130)은 하강노즐(111)이 형성된 상부에 'ㄴ'자로 굴절 형성된 화염유도판(130a)이 구비되고, 하부에 재실(131)이 형성되며, 상기 재실(131)에 재받이그릇(131a)이 배치되어 하강노즐(111)을 거쳐 제2 연소실(130)로 배출되는 재를 수납할 수 있도록 하게 된다. 그리고 상기 재실(131)이 위치하는 본체(100)의 하부에는 각각 재점검용 도어(103) 및 재받이용 도어(104)가 구비되어 재청소를 용이하게 하도록 하게 된다.

이때 상기 재실(131)은 제2 연소실(130)의 하부 전체에 걸쳐 형성될 수 있으나, 본 실시 예에서는 상기 제2 연소실(130)의 도면상 우측에만 재실(131)을 형성하여 전체적으로 기밀하고, 좌측은 조리용 오븐(132a)이 배치되는 조리공간(132)으로 활용하게 된다. 즉 하부로 향하는 고온의 열기를 이용하여 제2 연소실(130)의 일부를 조리공간(132)으로 활용하게 된다.

한편 상기 공기예열관(113)이 설치된 제1 연소실(110)의 상부에는 직행 댐퍼(114)가 회동 가능하게 구비되며, 이러한 직행 댐퍼(114)의 회동 작동을 위해 본체(100)의 외부에 통상의 핸들(미도시)이 설치된다.

상기 직행 댐퍼(114)를 통한 제1 연소실(110)의 개방시 배출가스가 배출되는 배플(140)은 본체(100)의 상부에 구비되어 상기 제1 연소실(110)과 연통하게 되며, 본체(100)의 내벽에 설치되어 열기이동경로를 형성하는 상승기류관(150)을 통해 제2 연소실(130)과 연통하게 된다. 그리고 상부에 배출가스를 최종 배출하는 연도(141)가 구비된다.

이때 상기 배플(140)은 내부에 분리판(142)이 구비되어 상기 분리판(142)을 통해 상부공간(143)과 하부공간(144)으로 분리 구성되며, 상기 상부공간(143)과 하부공간(144)에 각각 배출가스의 배출을 지연하는 열기지연판(145)이 구비된다. 따라서 배출가스의 배출경로를 길게 하여 폐열을 용이하게 회수할 수 있게 된다.

한편 본체(100)의 외부, 더욱 구체적으로 연료투입구(101)의 반대편에는 공기유입구(102)가 형성되어 공기예열관(113)과 연통하게 된다. 이때 상기 공기유입구(102)에는 이를 개폐할 수 있는 개폐장치로써, 공기조절댐퍼(102a)가 설치된다.

따라서 상기 공기유입구(102)에 호스 등을 연결한 후 상기 공기조절댐퍼(102a)를 통해 공기유입구(102)를 개방하여 이와 연결된 공기예열관(113)을 통해 제1 연소실(110)에 외기를 공급하고, 아울러 상기 공기예열관(113)에 연결된 공기통로(121)를 통해 제2 연소실(130)에 외기를 공급하여 완전연소를 구현하게 된다.

여기서 본 발명의 실시 예에 따른 화목 난로를 통한 연료의 연소과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 보듯이, 연료투입구(101)를 통해 제1 연소실(110)에 구비된 노즐필터(112)에 연료로 화목을 적재한 후 직행 댐퍼(114)를 통해 상기 제1 연소실(110)을 개방한 상태에서 착화하여 1차 연소를 진행하게 된다.

상기 1차 연소는 상향 자연발화방식을 통해 화목을 연소하게 되며, 이러한 1차 연소를 돕기 위해 공기유입구(102)를 통해 유입된 외기를 공기예열관(113)을 통과시키면서 예열한 후 제1 연소실(110)로 공급하게 되며, 이후 직행 댐퍼(114)를 통해 상기 제1 연소실(110)을 밀폐하여 하향식 연소방식으로 화목을 연소하게 된다.

즉 1차 연소 중에 미처 태우지 못한 미연소가스를 하강노즐(111)을 거쳐 제2 연소실(130)로 유도하여 완전연소를 실현하게 된다. 이때 상기 2차 연소는 1차 배출열원으로 태워지므로 공기유입구(102)를 통해 유입된 외기로 인해 하강노즐(111)을 통과하는 연소열이 냉각되지 않도록 상기 공기유입구(102)의 외기를 내화물(120)에 형성된 공기통로(121)를 통과시키면서 예열한 후 제2 연소실(110)에 공급함으로써, 목적하는 1차 및 2차 연소를 돕게 된다.

이러한 연소 후 배출되는 뜨거운 열기는 상승기류관(150)의 열기이동경로를 거쳐 배플(140)의 하부공간(144)으로 배출되고, 상기 하부공간(144)과 상부공간(143)의 경로를 따라 좌우방향으로 흐르면서 최종 연도(141)로 배출된다. 그리고 연소 후 배출되는 재는 재실(131)로 유도하여 재받이그룻(131a)에 수납한 후 재받이용 도어(104)를 통해 외부로 배출하여 처리하게 된다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 화목 난로는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 - 본체 101 - 연료투입구
102 - 공기유입구 110 - 제1 연소실
111 - 하강노즐 112 - 노즐필터
113 - 공기예열관 113a - 에어커튼
114 - 직행 댐퍼 120 - 내화물
121 - 공기통로 130 - 제2 연소실
130a - 화염유도판 140 - 배플
141 - 연도 142 - 분리판
143 - 상부공간 144 - 하부공간
145 - 열기지연판 150 - 상승기류관

Claims (7)

1. 연료투입구가 구비된 본체(Body);
   상기 본체의 내부에 형성되어 연료투입구를 통해 투입된 연료를 적재하고 이를 연소하는 제1 연소실;
   상기 제1 연소실의 상부에 개폐 가능하게 구비된 직행 댐퍼(Damper);
   상기 제1 연소실의 하부에 형성된 제2 연소실;
   상기 제1 연소실과 제2 연소실 사이에 형성되어 이를 연통시키는 하강노즐;
   상기 본체의 상부에 구비되어 제1 연소실 및 제2 연소실의 배출가스를 연도로 배출하는 배플(Baffle); 및
   상기 본체에 설치되어 제1 연소실과 제2 연소실에 외기를 공급하는 공기유입구;
   를 포함하는 화목 난로.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 연소실에는 공기유입구와 연통하게 형성되어 상기 공기유입구를 통해 유입된 외기를 예열하여 고온연소를 유도하는 공기예열관이 설치된 것을 특징으로 하는 화목 난로.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 공기예열관은 일단에 연료투입구의 그을음 방지용 에어커튼(Air curtain)이 형성된 것을 특징으로 하는 화목 난로.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 하강노즐에는 하방 집열 및 연료 빠짐을 방지할 수 있는 노즐필터(Nozzle filter)가 구비된 것을 특징으로 하는 화목 난로.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 연소실의 바닥에 내화물이 부착되고, 상기 내화물은 공기유입구와 연통하게 형성되어 상기 공기유입구를 통해 유입된 외기를 예열하여 하강노즐을 통과하는 연소열의 냉각을 방지하는 공기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 화목 난로.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 연소실에는 굴절 형성된 화염유도판이 구비된 것을 특징으로 하는 화목 난로.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 배플은 내부에 분리판이 구비되어 상기 분리판을 통해 상부공간과 하부공간으로 분리 구성되며, 상기 상부공간과 하부공간에 각각 배출가스의 배출을 지연하는 열기지연판이 구비된 것을 특징으로 하는 화목 난로.

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