KR20150125332A - 화목을 이용한 발열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 화목을 이용한 발열장치는 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치는 화목투입구와 연통되는 연소공간을 가지며 상면에 구들판이 설치되는 본체부와, 상기 구들판의 하면에 상단부가 구들판의 하면과 이격되어 열기통로를 형성할 수 있도록 힌지부에 의해 회동가능하게 설치되고 상호 나란한 제 1,2연소공간조절부재와, 상기 본체부의 후단부에 격판에 의해 구획되며 격판에 형성된 배출공에 연소공간과 연통되는 예열회수부에 설치되는 연통과, 상기 본체부에 설치되어 상기 화목투입구를 개폐하며 연소공기조절부를 가지는 도어를 구비한다.

Description

화목을 이용한 발열장치{heating apparatus using the firewood}
본 발명은 화목을 이용한 발열장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 화목이 연소되는 연소실의 크기를 가변시킬 수 있으며, 난로, 찜질방, 건축물의 난방을 위한 발열원으로 사용이 가능한 화목을 이용한 발열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화목(火木)과 같은 땔감을 연소시켜 건축물의 바닥을 난방하거나 실내공기를 가열하는 것은 친환경적이며 상대적으로 건강에 좋은 난방 시스템이다.
난방을 위하여 화석연료를 연소시킬 경우, 대기중에 온실가스인 이산화탄소의 양이 증가하게 되어 지구의 온난화가 가속될 수 있다.
반면, 화목 등의 식물성 연료를 태울 경우, 식물이 광합성을 통해 공기 중에서 이미 소모한 양만큼의 이산화탄소만이 다시 공기 중으로 되돌아가게 되므로 화석연료를 태우는 난방시스템에 비해 훨씬 친환경적인 난방시스템이라 할 수 있다.
최근 들어서 도시생활에 지친 현대인의 휴식을 위해 황토집과 같은 전원주택이 많이 지어지고 있으며, 그와 같은 주택에서 친환경적인 입장에서 전통적인 아궁타입의 난방 시스템을 채택하는 경우가 증가하고 있다.
대한민국 특허 제682239호에는 아궁이를 이용한 축열 및 난방장치가 게시되어 있다. 대한민국 실용신안 제 422646호(2006.07.24.)에는 구들장 벽날로가 게시되어 있다. 게시된 벽난로는 벽난로와; 상기 벽난로의 열기배출공에 연통된 구들장과; 상기 구들장의 끝단에 형성하되, 외주면 일측에 연도가열선을 배열한 관형상의 굴뚝과; 상기 굴뚝의 밑부분 일측에 형성된 청소공과, 그 청소공을 개폐할 수 있게 형성된 도어를 구비한다.
그리고 대한민국 특허공개 제 2010-0011810호(2010.02.03.)에는 온돌용 난방장치가 게시되어 있다. 게시된 난방장치는 한정된 난방공간과 일면이 인접하는 축열층에 매설되고 내부에 열유체가 유통되면서 상기 난방공간으로 열을 전달하는 제 1,2난방관과; 상기 제1,2난방관에 열을 공급하기 위한 아궁이를 구비한다.
그리고 대한민국 특허공개 제 1989-0004136(1989.04.20.)호에는 구들장치가 게시되어 있다. 게시된 구들장치는 적당부위에 개폐부를 가진 상판과 밀폐공동바닥간의 밀폐공동 내에 비연소성 열원을 내장한 것과, 열운반매체를 공기로 하여 상기 열원으로부터 가열된 열기를 열기확산판에서 확산되고 이 열기에 의하여 상판을 균등히 가열, 축열, 방열토록 된 구성을 가진다.
대한민국 특허출원 제2009-48978호에 게시된 난방구조는 실내와 실외에 각각 아궁이를 설치함으로써 실외의 공기를 유입하여 연소시켜서 실내의 산소가 소모되는 것을 방지하고, 아궁이 내의 연소된 재를 실외 아궁이로부터 수거하는 구조를 가진다.
상술한 바와 같이 구성된 종래의 난방장치는 아궁이에 화목을 연소시키고, 이 열기를 구들을 가열하여 난방하고 있으나 이러한 종래의 난방장치는 난방을 위한 구들을 열기배출공, 난방관들을 이용하여 열기를 전달하는 구조를 가지고 있으므로 상대적으로 열효율을 극대화시키기 어렵다. 연소를 위한 공기를 아궁이의 입구측으로부터 공급하는 구조를 가지고 있으므로 연소실 후미에서 불완전 연소가 발생되는 문제점이 있다. 또한 종래의 난방장치가 구들장치는 연소실 즉, 아궁이의 크기가 한정적으로 연소공간을 가변시킬 수 없다. 즉, 연소를 위한 화목의 양이 상대적으로 많거나 적은 경우 이에 따라 난방을 위한 연소실의 크기를 가변시킬 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개 제 2010-0011810호(2010.02.03.) 대한민국 특허공개 제 2010-0011810호(2010.02.03.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연소실의 공간을 연소되는 화목 즉, 연소를 위한 목재의 양에 따라 가변시킬 수 있어 연소실 내부에서의 열손실을 줄일 수 있는 화목을 이용한 발열장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 특정부위를 구들판을 집중적으로 가열할 수 있으며, 연소실 내에서의 불완전한 연소를 방지할 수 있는 화목을 이용한 발열장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치는 화목투입구와 연통되는 연소공간을 가지며 상면에 구들판이 설치되는 본체부와, 상기 구들판의 하면에 상단부가 구들판의 하면과 이격되어 열기통로를 형성할 수 있도록 힌지부에 의해 회동가능하게 설치되고 상호 나란한 제 1,2연소공간조절부재와, 상기 본체부의 후단부에 격판에 의해 구획되며 격판에 형성된 배출공에 연소공간과 연통되는 예열회수부에 설치되는 연통과, 상기 본체부에 설치되어 상기 화목투입구를 개폐하며 연소공기조절부를 가지는 도어를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1,2연소공간조절부재의 하면의 본체부에 상기 제 1,2연소공간조절부재 단부의 회전궤적을 따라 설치되며 중앙부에 하부측으로 인입된 재배출부가 형성된 하부구획부재를 구비하며, 화목투입구와 대응되는 연소실의 후단부측으로 화목투입구로부터 공기를 공급하기 위한 보조공기 공급부를 구비한다.
본 발명의 화목을 이용한 발열장치는 연소를 위해 연소공간에 투입되는 화목의 양에 따라 연소공간의 조절이 가능하며, 연소실내에서의 열기배출통로를 다양화 할 수 있어 열효율을 향상시킬 수 있다.
그리고 연소공간에 투입된 연료인 화목의 연소 시 부피가 줄어듬에 따라 연소공간을 조정할 수 있으므로 연료의 연소효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따를 화목을 이용한 발열장치의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치의 설치예를 나타내 보인 단면도.
본 발명은 화목을 이용한 발열장치는 목재, 펠렛, 성형연료 등의 연료를 연소시킬 수 있으며, 연료의 양에 따라 연소공간이 조절되는 화목을 이용한 발열장치에 관한 것으로, 일 실시예를 도 1 및 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치(10)는 화목투입구가 형성되며 화목투입구(21)와 연통되는 연소공간(22)을 가지며 상면에 구들판(30)이 설치되는 본체부(20)를 구비한다. 상기 본체부(20)는 연소공간의 수평방향으로 형성될 수 있도록 수평방향으로 상대적으로 길게 형성된다. 그리고 전면에 형성된 화목투입구(21)와 인접된 본체부(20)에는 상기 화목투입구(21)를 개폐하기 위한 도어(40)가 회동가능하게 설치되는데, 상기 도어(40)에는 상기 화목투입구(21)의 가장자리의 본체부(20)와 밀착될 수 있도록 별도의 잠금장치가 설치된다. 상기 잠금장치는 토글클램프로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 본체부(20)와 결합된 도어(40)에는 연소공기를 조절할 수 있는 연소공기조절부(42)가 설치된다. 상기 연소공기조절부(42)는 공기유입구(42a)를 개폐할 수 있도록 슬라이더의 구조를 가지거나 로터리 밸브의 구조로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 도어(40)에 별도의 송풍기가 설치되어 이루어질 수 있다.
그리고 상기 본체부(20)의 화목투입구(21)와 대응되는 후단부측에는 격판(23)에 의해 구획되는 공간으로 이루어진 보조열회수부(24)를 구비한다. 상기 격판(23)에는 배출공(25)이 형성되는데, 이 배출공(25)은 후술하는 하부구획판(60)의 상부측의 격판(23)에 형성된다. 그리고 본체의 후단부측에는 상기 보조열회수부(24)를 이루는 공간과 연결되는 연통(100,굴뚝)이 설치된다.
그리고 상기 구들판(30)은 본체부(20)의 상면에 설치되어 연소공간(22)을 밀폐하는 것으로, 본체부(20)와 결합되는 판부재(31)와 상기 판부재(31)의 상면에 설치되는 축열재(32) 및 축열재의 표면을 마감하는 마감재(33)로 이루어질 수 있다. 본체부(20)와 결합되는 판부재(31)는 돌판, 열전달율이 상대적으로 좋은 난연성보드 등으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 그리고 상기 축열재(32)는 황토, 모래, 원적외선을 방출하는 분쇄된 암석 등으로 이루어질 수 있으며,이의 축열재에는 적석지, 숯, 소금, 쑥분말, 편백칩 등의 기능성 물질이 포함될 수 있다. 상기 마감재(33)는 축열재의 상면을 마감할 수 있는 것으로, 한지가 부착되어 이루어질 수 있다. 상기 마감재는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 편백, 백향목 등과 같은 목재로 이루어질 수도 있다.
상기 본체부(20)의 외주면과 본체부(20)로부터 외측방으로 연장되는 구들판(30)의 하면은 연료의 연소 시 발생되는 열손실을 줄이기 위하여 단열재에 의해 감싸여질 수 있다.
그리고 상기 구들판(30)의 하면에는 소정간격 이격되는 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)가 힌지부(53)(54)에 의해 각각 회동가능하게 설치된다. 상기 제 1,2연소공간조절부(51)(52)는 판상의 금속판으로 이루어질 수 있으며, 힌지부(53)(54)에 의한 결합 시 구들판(30)의 하면과 제 1,2연소공간조절부(51)(52)의 상단부 사이가 소정간격 이격되어 열기통로(55)를 형성한다. 상기 힌지부(53)(54)는 통상적인 장석으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
제 1,2연소공간조절부재(51)(52)는 도 3에 도시된 바와 같이 각각 복수개로 분할된 제1,2단위조절부로 이루어질 수 있는데, 상기 제 1연소공간조절부재(51)와 제 2연소공간조절부재(52)는 상호 평행하게 설치함이 바람직하다. 상기 제 1연소공간조절부재(51)를 이루는 제 1단위조절부재들과 제 2연소공간조절부재를 이루는 제 2단위조절부재들의 간격은 균일하게 설치되지 않을 수도 있다. 상기 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)의 단부에는 하방으로의 회동이 원활하게 이루어질 수 있도록 웨이트부재(미도시)가 설치될 수 있다.
그리고 상기 제1,2연소공간조절부재(51)(52)의 하면에는 본체부(20)에 상기 제 1,2연소공간조절부재(51)(52) 단부의 회전궤적을 따라 설치되며 중앙부에 하부측으로 인입된 재배출부(61)가 형성된 하부구획부재(60)가 설치된다. 하부구획부재(60)의 중앙부에 형성된 재배출부(61)는 연료의 연소 시 발생되는 재의 원활한 배출과 연소공간이 일측으로 편중되는 것을 방지하기 위하여 하부구획부재(60)의 중앙부에 형성된다. 상기 재배출부(61)는 재의 원활한 배출을 위하여 서랍의 형태로 이루어질 수 있는데, 서랍으로 이루어진 경우 서랍의 상부측에 재의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 그릴이 설치될 수 있다.
그리고 본체부(20)의 후단부 측에서 공기의 공급이 원활하게 이루어지지 않아 연료가 불완전 연소되는 것을 방지하기 위하여 상기 화목투입구(21)로부터 연소공간의 후미(화목투입구와 대응되는 연소공간의 후미 즉, 격판과 인접되는 부위)에 공기를 공급하기 우한 보조공기 공급부(70)가 설치된다. 보조공기 공급부(70)는 상기 화목출입구(21)로부터 상기 하부구획부재(60)의 후방과 연결되는 공기공급관(71)로 이루어질 수 있다. 상기 공기 공급관(71)은 본체부(20)의 내부공간 하면측에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치는 가정용 난방, 난로, 찜질방의 가열원으로 이용되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 복수개의 본체부(20)가 상호 유기적인 관계를 갖도록 복수개가 배열설치될 수도 있다. 이 경우 상기 본체부의 연소공간 내부에서 연료의 연소에 의해 발생된 열이 구들판(30)에 균일하게 전달될 수 있도록 별도의 열전달유닛(80)이 설치될 수 있다. 상기 열전달유닛은 덕트 또는 도전성금속, 열전도성 구들 등으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 화목을 이용한 발열장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 화목을 이용하여 발열장치를 이용하여 건물의 실내공간 난방, 찜질방의 가열을 위해서는 본체부(20)로부터 도어(40)를 열고, 상기 연소공간 즉, 하부구획부재(60) 상의 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)의 사이에 연료인 목재를 충전한다. 이때에 연소를 위한 목재를 적재하는 과정에서 상기 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)는 각각 힌지부(53)(54)를 중심으로 하여 외측으로 회동되어 연소공간(22)을 확장시키게 된다. 상기와 같은 과정에서 연소를 위한 화목이 상대적으로 작은 경우, 상기 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)는 상대적으로 벌어지지 않게 되어 좁은 연소공간을 형성하게 되고, 연소를 위한 화목이 상대적으로 많은 경우, 상기 제 1,2연소공간조절부재(51)(52)는 상대적으로 벌어져 넓은 연소공간을 형성하게 된다.
이 상태에서 상기 화목을 점화시킨 후, 도어(40)를 닫고, 도어(40)에 마련된 연소공기조절부(42)로 공급되는 공기의양을 조절하면서 화목을 연소시키게 된다. 이와 같이 화목이 연소되면서 발생되는 열기는 구들판(30)의 하면을 가열시킴과 아울러 구들판(30)의 하면과 제1,2연소공간조절부재(51)(52)의 상단부 사이에 형성되는 열기통로를 통하여 제1,2연소공간조절부재(51)(52)와 본체부(20)의 내주면 사이의 공간으로 유입되어 구들판(30)의 하면을 가열하게 되고, 잔여 열기는 배출공(25)을 통하여 보조열회수부(24)로 유입되어 이의 상면에 위치되는 구들판(30)의 하면을 최종적으로 가열한 후 연통(100)을 통하여 외부로 배출된다.
상기와 같이 연소되는 과정에서 연료의 연소로 인하여 연료의 부피가 감소하게 되면, 상기 제1,2연소공간조절부재(51)(52)가 자중에 의해 상호 오므러들게 되어 연소공간을 줄일 수 있게 된다. 따라서 화목 상호간의 밀착력을 높여 연소효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고 본 발명에 따른 화목를 이용하여 발열장치는 상기 제1,2연소공간조절부재(51)(52)에 의해 구획된 제 1,2연소공간 조절부재(51)(52)와 본체부(20)의 내측벽 사이에 형성되는 공간과 대응되는 측의 구들판(30)을 하면 및 보조열회수(24)의 상면과 대응되는 공간의 구들판(30)의 하면을 가열하게 되므로 열원으로부터 구들판의 단계적인 가열이 가능하다.
상술한 바와 같은 화목보일러의 연소과정에서 상기 제 1,2연소공간 조절부재(51)(52)가 각각 복수개로 분할 된 경우, 연소되는 연로의 상태에 따라 연소공간을 부위에 따라 조정할 수 있다. 그리고 본 발명의 화목을 이용한 발열장치는 구들판의 하부에 도 4에 도시된 바와 같이 복수개 설치하여 상대적으로 넓은 면적을 가열할 수 있으며, 특히 각각의 발열장치의 연소공간은 연결덕트에 의해 연결되어 구들판을 가열하게 되므로 구들판의 가열효율을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 화목을 이용한 발열장치는 건축물의 난방장치, 찜질방, 목욕탕등에 널리 적용 가능하다.

Claims (3)

  1. 화목투입구와 연통되는 연소공간을 가지며 상면에 구들판이 설치되는 본체부와, 상기 구들판의 하면에 상단부가 구들판의 하면과 이격되어 열기통로를 형성할 수 있도록 힌지부에 의해 회동가능하게 설치되고 상호 나란한 제 1,2연소공간조절부재와, 상기 본체부의 후단부에 격판에 의해 구획되며 격판에 형성된 배출공에 연소공간과 연통되는 예열회수부에 설치되는 연통과, 상기 본체부에 설치되어 상기 화목투입구를 개폐하며 연소공기조절부를 가지는 도어를 구비한 것을 특징으로 하는 화목을 이용한 발열장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1,2연소공간조절부재의 하면의 본체부에 상기 제 1,2연소공간조절부재 단부의 회전궤적을 따라 설치되며 중앙부에 하부측으로 인입된 재배출부가 형성된 하부구획부재를 구비한 것을 특징으로 하는 화목을 이용한 발열장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화목투입구와 대응되는 연소실의 후단부측으로 화목투입구로부터 공기를 공급하기 위한 보조공기 공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 화목을 이용한 발열장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102463614B1 (ko) * 2021-06-10 2022-11-04 한호진 기름버너 또는 가스버너용 구들시스템

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