KR20170118636A

KR20170118636A - 석탄난로에서의 매연감소 구조물

Info

Publication number: KR20170118636A
Application number: KR1020170126154A
Authority: KR
Inventors: 김영종
Original assignee: 김영종
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2017-10-25

Abstract

석탄난로에서 발생하는 매연을 감소시키는 간단한 구조물의 제작에 관한 발명으로, 석탄난로에서 석탄의 연소 형태상 점화 초기는 불완전연소가 될 수 밖에 없고 매연의 대분은 이때 발생하게 된다. 따라서 적층되어 있는 석탄 전체에 동시에 점화원의 불꽃과 산소가 공급되도록 하여 불완전연소 시간을 단축시키는 효과를 거두어, 이때 발생하는 매연을 감소시킴으로써 대규모 석탄난로를 사용하는 지역의 심각한 대기오염을 완화시키는 효과를 얻기 위한 발명이다.
In the invention relating to the production of a simple structure which reduces soot generated in a coal stove, the initial stage of ignition of the coal in the coal stove is incomplete combustion, and most of the soot is generated at this time. Therefore, the flame and oxygen of the ignition source has to simultaneously supplied to the stacked coal to shorten the incomplete combustion time. By reducing the amount of soot generated at this time, it is an invention to obtain the effect of mitigating serious air pollution in the area using the coal stove by many houses.

Description

석탄난로에서의 매연감소 구조물{Soot reduction structure in coal stove}

본 발명은 석탄난로에서 석탄이 연소될때 나오는 매연을 감소시키는 구조물 제작에 관한 것으로서, 난로에서 석탄이 연소될때 나무등 불쏘시게(점화원)에서 석탄으로 점화되는 시기에 많은 매연이 발생한다. 그 원인은 난로에 석탄이 쌓이고 석탄사이에 빈 공간이 없어 쌓인 석탄들에 골고루 산소와 점화원이 충분히 공급되지 못하여 불완전연소상태가 지속되기 때문이다. 따라서 석탄층에 산소와 점화원 불꽃이 동시에 골고루 전달되도록 하는 구조물을 난로에 설치함으로써 연소 초기의 불완전연소 상태를 단축시켜 연소 초기에 발생하는 매연을 감소시키는 기술에 관한 것이다.

연소의 3요소는　 가연물, 산소공급원, 점화원(연쇄반응)이고, 완전연소의 3 요소는 시간, 온도, 산소이다. 완전연소는 화학이론적 조건은 탄소분자 1개에 산소분자 21개가 결합하였을때이며 질량으로 계산하면 탄소 1kg 연소 시에 산소 2.66kg이 필요하고 공기는 11.51kg이 필요하다. 이때는 물, 질소산화물, 황산화물 및 이산화탄소가 산화물로 발생하는데 꿀뚝으로 하얀연기 형태로 배출된다. 불완전연소는 연소 질량보다 산소의 공급이 과하거나, 부족해서 연소물이 타 타지 못하는 경우에 발생하는데, 산소가 부족하면 일산화탄소가 나오고 굴뚝에서 매연(검은연기)로 배출된다. 석탄난로에서 연소 상태를 보면, 발화 초기에 많은 매연이 꿀뚝을 통하여 배출되는데 그 원인은 산소 부족에 의한 불완전연소가 되고 있기 때문이다. 따라서 난로안에 있는 석탄 전체에 충분한 산소와 점화원 불꽃이 전달되도록하여 가능한 완전연소에 가깝게 연소 환경을 만들어주는 구조물을 고안하게 되었다.

석탄난로는 구조상 점화원으로 사용하는 나무등 위에 다량의 석탄을 붓고 점화를 시작한다. 석탄의 발화점은 330~450℃이기 때문에 일정시간이 경과하며 점화원 밑부분에 위치하고 있는 석탄부터 연소가 시작되고 순차적으로 위층에 있는 석탄으로 연소가 확산된다. 또한 위층에 위치한 석탄은 발화점에 도달하더라도 충분한 산소가 공급되지 못하기 때문에 불안전연소상태가 지속될수 밖에 없고 이때 발생하는 매연이 석탄난로 연소에서 발생하는 매연의 대부분을 차지한다. 따라서 적층되어 있는 모든 위치의 석탄에 충분한 산소와 점화원 열기가 동시에 펴질 수 있도록하는 구조물의 발명이 필요하다.

석탄난로에 적층된 석탄 모두에 동시에 충분한 산소와 점화원 열기가 전달되도록 하기 위하여 대표도(100)에서 보는 바와 같이 구멍(50)이 뚫린 윗판(20)과 아랫판(30)을 나사(40)로 일정 간격을 유지하며 체결하고, 역시 구멍(50)이 뚫린 내부연통(10) 여러개를 일정한 간격으로 윗판(20)을 통하여 아랫판(30)의 구멍(50)에 위치 시킨다. 이때 내부연통(10)의 구경은 아랫판(30) 구멍(50)의 구경보다 크게하여 자연스럽게 위에 걸치게 하여 맡으로 빠지지 않도록 한다. 그렇게 구조물을 난로 안에 넣고 그 위에 석탄을 넣으면 내부연통(10)사이에 석탄이 쌓이게 된다. 점화원(60)에 불을 붙이면 아랫판(30)과 위판(20)의 구멍(50)을 통하여 밑부분 석탄에 점화원(60)의 불꽃과 산소가 공급되는 동시에 내부연통(10)의 구멍(50)을 통하여 점화원(60)의 불꽃과 산소가 윗부분의 석탄에도 공급되어 불완전연소 상태를 단기에 제거 할 수 있다. 따라서 불완전연소 상태에서 발생하던 매연의 대부분을 감소시키는 효과를 걷을 수 있다.

석탄난로를 주요 난방수단으로 사용하는 지역은 겨울철에 대기오염 수준이 심각하여 주민의 견강을 위협하고 있는 실정이다.(예, 몽골의 울란바토르 시) 따라서 이러한 간단한 구조물을 난로에 설치함으로서 대기질을 획기적으로 개선시키고 주민의 건강을 보호할 수 있다.

도 1은 대표도로서 윗판(20) 1개, 아랫판(30) 1개, 내부연통(10) 수개, 나사(40) 4개로 구성되며, 사용자가 스스로 조립하여 설치할 수 있는 레고블록과 같은 개념으로 구성하였다. 따라서 보다 저렴한 가격에 대량생산이 가능하며, 많은 대중에게 보급이 가능하다.

윗판(20)과 아랫판(30)을 나사(40)를 이용하여 네군데 모서리를 체결하여 일정 간격을 두고 고정시킨다. 이때 두 판사이의 간격은 점화원(60)을 아랫판(30) 밑에 둘 것인가, 윗판(20)과 아랫판(30) 사이에 둘 것인가에 따라서 높낮이를 조절할 수 있다. 체결항 후에 내부연통(10)을 윗판(20)에 내부연통(10) 구경에 맞추어 뚫어 놓은 구멍(50)을 통하여 아랫판(30) 구멍(50)위에 놓는다. 아랫판(30) 구멍(50)은 내부연통(10)의 구경보다 작게 해 놓았기 때문에 밑으로 빠지지 않는다.

점화원(60)의 불꽃과 산소가 석탄 내부 골고루에 공급되어 불안전연소 상태의 시간을 대폭 줄일 수 있게 되고 석탄나로에서 발생하는 대부분의 매연이 감소하게 된다. 석탄 전체에 점화가 이루어지면 석탄나로의 공기조절기를 이용하여 난로 연소 속도를 조절하여 실내온도를 제어한다.

10: 내부연통
20: 윗판
30: 아랫판
40: 나사
50: 구멍
60: 점화원

Claims

석탄난로에서 석탄사이에 내부연통을 넣는 구조를 갖는 매연 절감 구조물
청구항1에 있어서 윗판 아랫판 나사 및 내부연통을 부품으로 구성하여소비자가 스스로 조립 가능하도록 한 제품 제작방식