KR20160112837A - 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치에 관한 것으로서, 난방공간의 바닥을 이루는 몰탈층과, 상기 몰탈층에 설치되어 열 유실을 차단하는 단열재층과, 상기 단열재층의 상부에 소정의 패턴으로 배열설치되고 마감재층에 의해 매립되며 열기를 이동시키기 위한 관상의 구들부와, 상기 구들부와 연결되어 아궁이 후렁이의 열기를 구들부에 공급하기 위한 것으로 매감재층의 상부로 돌출되는 부넹이관부재를 구비한 구들장유닛과; 상기 난방공간을 구획하는 벽체의 외부에 위치되는 아궁이와 연결되고 상기 부넹이관부재와 연통되는 아궁이후렁이를 가지며 상기 벽체에 의해 구획된 난방공간에 위치되어 벽난로부를 이루는 본체부를 포함한 것으로 독립된 구조를 가지는 아궁이/벽난로유닛을 포함한다.

Description

벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치{heating apparatus having fireplace and hypocaust heating}

본 발명은 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 아궁이세트의 일부가 벽난로 역할을 할 수 있도록 방 또는 거실의 실내공간을 점유하는 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치를 제공함에 있다.

일반적으로 한국의 전통 구들난방 방식은 두 가지로 구분된다. 즉 부뚜막 아궁이 구들과 함실아궁이 구들이다. 부뚜막 아궁이 구들의 경우, 아궁이의 연소실이 벽체 밖에 설치되어 있으며, 실내 난방과 솥을 걸어 요리 등을 할 수 있는 장점이 있다. 그리고 함실아궁이 구들은 연소실인 함실이 벽체 안쪽에 형성되는 구조로 외부로 빼앗기는 열손실이 적어서 적은 열원으로 방을 효과적으로 난방 하는 장점이 있다.

이러한 전통 구들난방방식은 아궁이에 나무와 같은 연료의 연소과정에서 발생된 열기가 바닥에 설치된 구들을 지나면서 바닥의 온돌을 가열하여 실내가 따뜻하도록 하는 방식이다. 특히 온돌은 흙이나 여타의 건축재에 비하여 열기를 오랫동안 가지고 있기 때문에 한번 가열된 온기가 오래도록 지속되어, 바닥을 따뜻하게 유지할 수 있다. 한편, 최근에는 입식문화가 활성화되면서, 방 거실 등 주거공간 내의 공기를 가열을 위해 벽난로를 설치하거나 온풍기를 설치하고 있다.

이러한 점을 감안하여 대한민국 실용신안 등록 제 026018호에는 아궁이와 연연결된 벽난로가 게시되어 있다. 게시된 벽난로는 내외장을 황토벽, 옥돌벽, 맥반석벽으로 형성하여 원적외선을 방출시킬 수 있는 것으로, 상기 벽난로와 일체로 연결된 아궁이의 내부 중간에 개폐문을 형성시키되, 상기 개폐문을 일측에서만 개폐될 수 있도록 프레임에 고정핀과 걸림고리를 고정시키고, 바닥에 공간부를 형성하여 상기 개폐문을 수용시키는 수단과; 상기 바닥에 레일을 형성하여 숯불 화로가 벽난로와 아궁이로 이동하면서 온수 탱크와 그릴에 열을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 대한민국 실용신안 등록 제 0259680호에는 가이드 레일과 개폐문을 갖는 벽난로가 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제 0746973호에는 구들장 벽난로가 게시되어 있으며, 특허등록 제0434902호에는 벽난로가 결합된 아궁이에 삽입되는 후면이 개방된 보일러가 게시되어 있다.

상술한 바와 같은 아궁이와 연결된 벽난로는 한옥 또는 구들방의 시공 시 아궁이와 벽난로가 일체로 형성된 구성을 가지고 있으므로 시공성이 좋지 않고, 시공에 따른 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있다.

특히, 아궁이와 벽난로가 일체로 형성되는 경우, 벽난로의 방열량을 조절하기 위하여 아궁이와 벽난로의 사이에 개폐문을 설치하거나 아궁이로부터 벽난로 측으로 화로를 전, 후진시키는 구조를 가지고 있으므로 구조가 상대적으로 복잡하다. 또한 벽난로에 음식의 조리 및 향을 발생시키기 위한 발열공간을 가지고 있지 않으므로 실내에서의 벽난로의 활용성이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제 10-2010-0065496호 대한민국 실용신안 등록 제 0259680호 대한민국 특허등록 제 0746973호

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 방, 거실과 같은 주거공간을 구획하는 벽체의 외부에 설치된 아궁이로부터 발생된 열을 이용하여 구들과 실내공간의 공기를 가열할 수 있는 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치를 제공함에 있다. 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 독립된 하나의 아궁이 유닛을 구들의 연도와 결합 및 분리할 수 있도록 함으로써 한옥, 조립식 주택, 이동식주택 등에 아궁이 시공에 따른 작업공수를 줄일 수 있으며, 아궁이 유닛의 본체일부가 실내공간에 위치되어 벽난로를 이룰 수 있도록 한 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치는 난방공간의 바닥을 이루는 몰탈층과, 상기 몰탈층에 설치되어 열 유실을 차단하는 단열재층과, 상기 단열재층의 상부에 소정의 패턴으로 배열 설치되고 마감재층에 의해 매립되며 열기를 이동시키기 위한 관상의 구들부와, 상기 구들부와 연결되어 아궁이후렁이의 열기를 구들부에 공급하기 위한 것으로 마감재층의 상부로 돌출되는 부넹이관부재를 구비한 구들장유닛과;

상기 난방공간을 구획하는 벽체의 외부에 위치되는 아궁이와 연결되고 상기 부넹이관부재와 연통되는 아궁이후렁이를 가지며 상기 벽체에 의해 구획된 난방공간에 위치되어 벽난로를 이루는 본체부를 포함한 것으로 독립된 구조를 가지는 아궁이/벽난로유닛을 포함한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 아궁이/벽난로유닛의 본체부에는 열전도율이 상대적으로 높은 금속으로 이루어진 방열부와, 상기 방열부를 덮어 차단하는 차단부재를 구비한다. 그리고 상기 아궁이/벽난로유닛의 내부에는 상기 부넹이관부재를 결합되며 아궁이후렁이로 연장되어 아궁이/벽난로유닛의 독립구조의 제작이 가능하도록 하는 열기유도배출관이 설치된다.

상기 유도배출관의 입구측은 열기를 상기 열기유도배출관으로 가이드하기 위한 확개부를 더 구비한다. 그리고 아궁이후렁이를 이루는 내면은 다각형의 형상으로 형성되고, 내주면에는 연료부타 발생된 열을 반사시키기 위한 반사부재가 설치될 수 있다.

본 발명의 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치 에너지 이용 효율을 높이고, 아궁이/벽난로유닛을 독립적으로 제작하여 시공할 수 있으며, 화기의 원활한 흐름을 통한 고효율의 복사난방 및 바닥난방 효과를 얻을 수있다.

도 1은 본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치를 보여주는 일부절제 사시도,
도 2은 도 1에 도시된 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치의 아궁이/벽난로유닛의 분리 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 아궁이/벽난로유닛의 일부절제 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 열기유도배출관의 다른 실시예를 도시한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치의 사용상태를 나타내 보인 도면.

본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치의 일 실시예를 도 1내지 도 5에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치(10)는 벽체(11)에 의해 구획된 방, 거실 등의 난방공간(12)의 바닥에 설치되는 구들장유닛(20)과, 상기 난방공간을 구획하는 벽체의 외부에 위치되며 독립된 유닛으로 제작되어 구들장유닛(20)의 부넹이관부재(31)과 결합되는 아궁이/변난로유닛(50)을 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치(10)을 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치(10)의 구들장유닛(20)은 공장에서 제작되어 조립될 수 있는 것으로, 난방공간의 바닥을 이루는 몰탈층(21)을 구비하고, 이 몰탈층(21)의 상면에 설치되어 몰탈층(21)을 통하여 하부로 손상되는 것을 방지하기 위한 단열층(22)을 구비한다. 상기 몰탈층(21)은 거푸집들을 이용하여 운반이 설치가 용이하도록 규격화시키는 것이 바람직하다. 또한 구조적 강도의 보완을 위하여 콘크리트, 흙과 경화제가 혼합되어 이루어질 수도 있다. 그리고 구조적 강도의 보완을 위하여 매쉬부재가 매립될 수도 있다.

그리고 상기 단열층(22)은 퍼라이트 재질을 사용함이 바람직하다. 이 퍼라이트 재질은 건축자재로 단열효과가 높아 몰탈층(21)로의 열유실을 최소화 시킬 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 퍼러이트 재질은 불연성 무기질로서 화재의 발생 시 유독가스의 발생이 없고, 입자간의 공극에 미립자가 충진되어 공극을 통한 대류를 방지함으로써 단열효과가 상대적으로 높다. 상기 단열층(22)은 이 실시예에 한정되지 않고, 내열성, 구조적 강도 등을 고려하여 다른 재질을 사용할 수 있다.

상기 단열층(22)의 상부측에는 열기를 이동시키기 위한 관상의 구들부(30)가 설치되는데, 상기 구들부(30)는 상기 아궁이/벽난로유닛(50)와 결합을 위한 부넹이관부(31)와, 이 부넹이관부재(31)와 단열층의 상면에 소정의 패턴으로 배열되어 열풍통로를 이루는 열풍관부(32)들과, 상기 열풍관부(32)와 연결되어 굴뚝과 연결되는 배출관부(33을 구비한다. 상기 열풍관부(32)는 사행의 형상으로 형성되거나 난방공간의 바닥면에 고루 열이 전달될 수 있도록 스크롤형상 또는 엘보, 티등을 이용하여 병렬배열구조(도 2참조)의 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 구들부는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 아궁이/벽난로유닛(50)으로부터 연료의 연소로 발생된 열을 구들장유닛(20)에 고루 전달할 수 있는 구조이면 가능하다.

그리고 상기 배출관부(33) 또는 굴뚝에는 공기를 외부로 배출하기 위한 별도의 송풍유닛(200)이 더 구비될 수 있다.

상기 단열층(22)의 상부에 설치되는 구들부(30)의 열풍관부(32)는 별도의 고정수단에 의해 마감재층(23)의 형성 시 움직이지 않도록 위치를 고정함이 바람직하다.

상기와 같이 구들부(30)의 형성이 완료되면, 이의 상부에 마감재층(23)을 형성하게 되는데, 이 마감재층(23)은 원적외선을 방출할 수 있는 황토를 사용함이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다. 그리고 구들부(30)를 이루는 열풍관부(32)의 외주면에는 마감층(23)과 접촉이 분리되는 것을 방지하기 위하여 접착층이 형성될 수 있으며, 별도의 결합부재(미도시)에 의해 결합력을 높일 수 있다. 상기 결합부재는 열풍관부의 외주면을 감싸는 밴드부와, 밴드부로부터 수평방향으로 연장되는 연장부를 구비하는데, 상기 연장부는 마감재층(23)과의 결합력을 높이고 열전달율을 활성화 시킬 수 있다.

한편, 상기 아궁이/벽난로유닛(50)은 공장 등에서 독립적으로 제작하여 시공시 조립할 수 있도록 된 것으로, 상기 난방공간(12)을 구획하는 벽체(11)의 외부에 위치되는 아궁이(51)와 연결되고 상기 부넹이관부(31)과 연통되는 아궁이후렁이(52)를 가지며 상기 벽체(11)가 지지되는 벽체지지부(43)와 상기 난방공간(12)에 위치되어 벽난로부(54)로 이루어진 본체부(55)을 포함한다.

상기 본체부(55)을 이루는 벽체지지부(53)는 목재등의 연료 연소에 의한 열기에 의해 벽체(11)에 손상이 가하여지지 않도록 상기 벽체지지부(43)와 벽체(11)의 사이에 단열재를 설치함이 바람직하다. 상기 단열재는 상기 단열층을 이루는 퍼라이트 재질 또는 황토 등으로 이루어질 수 있다. 상기 벽체(11)가 흙벽돌, 황토 등으로 이루어진 경우, 반드시 단열재가 설치될 필요는 없다.

그리고 상기 난방공간에 위치되는 상기 아궁이/벽난로유닛(50)의 벽난로부(54)에는 아궁이후렁이(52)로부터 발생되는 열을 방출하기 위해 벽난로부(54)로부터 노출되는 방열집중부(56)와, 상기 방열집중부(56)을 감싸는 차단부재(57)를 구비한다. 상기 방열집중부(56)는 내면이 아궁이후렁이(52)에 노출되고, 상면이 상기 방열공간(12)에 노출되는 금속판부재로 이루어진다. 여기에서 상기 방열집중부(56)가 방열공간으로 노출될 수 있도록 벽난로부(54)는 외면으로부터 인입되어 상기 차단부재(57)가 결합되는 인입결합부(56a)가 형성된다. 상기 방열집중부(45)는 차단부재(46)를 이용하여 덮지 않은 상태에서 음식조리, 방향제 훈증 등에 이용될 수 있다.

그리고 상기 아궁이/벽난로유닛(50)의 하면부에는 부넹이관부(31)과 결합되어 아궁이후렁이(52) 내의 열기를 상기 부넹이관부(31)로 배출하기 위한 열기유도배출관(60)을 더 구비한다. 상기 유도배출관(60)은 상기 아궁이/벽난로유닛(50)을 공장 등에서 독립적으로 제작하여 규격화된 제품을 시공 시 현장에서 설치를 가능하게 한다.

상기 열기유도배출관(60)는 아궁이후렁이(52)의 내측으로부터 아궁이(51) 측으로 절곡되어 아궁이후렁이(52)의 상부측에 위치될 수 있도록 함이 바람직하고, 상기 열기유도배출관(60)의 단부에는 아궁이후렁이(52)의 열기를 포집하여 열기유도배출관(60)을 가이드 할 수 있도록 확관되는 열기포집부(61)가 설치될 수 있다. 상기 유도배출관(50)은 복수개가 설치될 수 있는데, 이와 결합되는 연결된 부넹이관부재(31)도 복수개가 구비된다.

한편, 아궁이/벽난로유닛(50)의 내주면 즉, 아궁이후렁이(52)를 형성하기 위한 내주면에는 다각형상의 면이 형성되고, 이 다각형의 일측면에는 벽난로가 과열되는 것을 방지하기 위하여 단열재가 설치될 수 있으며, 또한 일측면에는 반사ㅂ재가 설치되어 연료의 연소가 원활하게 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 공장에서 제조된 아궁이/벽난로유닛(50)의 아궁이후렁이(52)의 내부에 설치된 열기유도배출관(60)의 출구측과 부넹이관부재(31)의 입구측에는 각각 이들의 결합을 위하여 각각 결합플랜지가 형성될 수 있다.

한편, 상기 아궁이/벽난로유닛(50)의 벽난로부는 난방공간 내에서의 설치위치 방열특성에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 아궁이후렁이와 연결되어 보조 벽난로부가 형성될 수 있다. 보조벽난로부는 상기 본체부(45)와 분리된 상태로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치를 시공하기 위해서는 난방공간(12)의 바닥면에 상술한 바와 같이 구성된 구들장유닛(20)을 독립적으로 시공하여 상기 부넹이관부재(31)가 아궁이/벽난로유닛(50)의 설치영역으로 돌출되도록 한다. 그리고 아궁이/벽난로유닛(50)을 공장 등에 별도로 제작한다.

그리고 제작이 완료된 아궁이/벽난로유닛(50)을 연장으로 운반한 후, 시공하게 된다. 시공은 아궁이/벽난로유닛(50)을 설치위치에 위치시킨 후 열기유도배출관(60)와 부넹이관부재(31)을 연결함으로써 시공을 완료한다. 여기에서 상기 아궁이는 벽체의 외부에 위치될 수 있도록 하고, 본체부(55)의 벽난로부(54)는 난방공간에 위치시킨다. 그리고 상기 벽체지지부(53)에 난방공간을 구획하는 벽체(11)가 지지되도록 함으로써 아궁이(51)와 벽난로부의 설치위치가 벽체에 의해 구획되도록 한다.

이 상태에서 상기 아궁이(51)을 통하여 아궁이 후렁이(52)이 내에서 장작, 잡목 등을 연료를 이용하여 연소시킨다. 이와 같이 목재의 연소로 인하여 발생되는 열기는 배출관부(31)에 설치된 송풍기에 열풍관부(32) 내의 공기가 지속적으로 배출됨에 따라 열기유도배출관(51)과, 부넹이관부재(31)을 통하여 열풍관부(32)들과 배출관부(33)을 통하여 배출된다.

이러한 과정에서 상기 열풍관부(32)로 유입된 열기는 마감재층(23)으로 전도되어 이를 가열하게 된다. 이 과정에서 상기 결합부의 연장부는 열풍관부(32)로부터 마감재층(23)으로의 열전달을 활성화 시키게 된다. 따라서 가열된 마감재층(23)은 난방공간(12) 내의 공기를 전도와 복사에 의해 가열하게 됨으로써 이용자가 온기를 느낄 수 있게 된다.

한편, 난방공간(12)에 위치되는 벽난로부(54)는 아궁이후렁이(52)와 연결된 구조를 가지고 있으므로 상기 연료가 연소됨으로써 발생되는 열기는 본체부(55)의 벽난로부(54)를 가열하게 된다. 이러한 벽난로부(54)의 가열은 내주면에 단열재가 설치되어 있으므로 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있으며, 가열된 벽난로부(54)로부터 발생된 열은 난방공간(12) 내의 가열하게 된다.

그리고 상기 벽난로부(54)에는 하면에 금속판부재을 가진 방열집중부(56)가 형성되어 있는데, 이 방열집중부(56)의 금속판은 아궁이후렁이(52)에 직접노출되어 있으므로 상대적으로 온도가 높게 된다. 따라서 방열집중부(56)을 덮고 있는 차단부재를 분리한 후, 음식물의 조리, 훈증의 열원으로 이용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 벽난로와 구들난방을 겸하는 난방장치는 아궁이/벽난로유닛과, 구들장유닛을 별도로 생산하여 현장에서 조립 및 시공할 수 있으므로 작업성을 향상시킬 수 있고, 아궁이후렁이에서 연료가 연소됨으로써 됨으로써 발생되는 열을 이용하여 난방과 벽난로부를 동시에 가열할 수 있으므로 열효율을 향상시킬 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

11: 벽체 20:구들장유닛
21: 몰탈층 25: 단열층
23: 마감층 30: 구들부
42: 아궁이후렁이 43:벽체지지부
50: 아궁이 벽난로유닛 44: 벽난로부

Claims (8)

1. 난방공간의 바닥을 이루는 몰탈층과, 상기 몰탈층에 설치되어 열 유실을 차단하는 단열재층과, 상기 단열재층의 상부에 소정의 패턴으로 배열설치되고 마감재층에 의해 매립되며 열기를 이동시키기 위한 관상의 구들부와, 상기 구들부와 연결되어 아궁이 후렁이의 열기를 구들부에 공급하기 위한 것으로 매감재층의 상부로 돌출되는 부넹이관부재를 구비한 구들장유닛과;
   상기 난방공간을 구획하는 벽체의 외부에 위치되는 아궁이와 연결되고 상기 부넹이관부재와 연통되는 아궁이후렁이를 가지며 상기 벽체에 의해 구획된 난방공간에 위치되어 벽난로부를 이루는 본체부를 구비한 것으로 독립된 구조를 가지는 아궁이/벽난로유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 아궁이/벽난로유닛의 본체부에는 열전도율이 상대적으로 높은 금속판부재로 이루어진 방열집중부와, 상기 방열집중부를 덮어 열의 방출을 차단하는 차단부재를 구비한 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 아궁이/벽난로유닛의 내부에는 상기 부넹이관부재를 결합되며 아궁이후렁이로 연장되어 아궁이/벽난로유닛의 독립구조의 제작이 가능하도록 하는 열기유도배출관이 설치된 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 열기유도배출관의 입구측은 열기를 상기 열기유도배출관으로 가이드하기 위한 확개부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 본체부의 내주면에는 단열재가 설치된 것을 특징하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 본체부의 내주면에는 열료의 연소시 발생되는 열을 반사시키기 위한 반사부재가 더 구비한 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 본체부의 벽체지지부와 벽체의 사이에 단열재가 설치된 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 열기유도배출관 및 이와 연결되는 부넹이관부재는 복수개로 이루어진 것을 특징으로 하는 벽난로와 구들난방를 겸하는 난방장치.

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