KR20200048034A - 연소 효율을 향상시킨 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소 효율을 향상시킨 난로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난로의 외부 격벽의 내부에 설치되어, 외기와 차단 및 화실 열기를 보존하는 내부 화실; 상기 내부 화실과 연결되고 주변에서 화실을 감싸도록 형성되는 복수개의 격실 ; 하향 및 후진식 연소방식과 Base Burnning방식의 연소가 가능하도록 하는 연료투입구; 난로 내부의 열기가 빨리 빠져나가는 것을 방지하고, 역류하는 연기를 막아주는 2개의 개자리; 상기 난로 몸체에 파이프를 통과시켜서 상기 내부 화실과 격실에서 발생된 열기를 일정 거리에 도달하도록 하는 열기 인출구; 상기 내부 화실과 외부 격벽을 관통하여 설치되는 연통; 상기 격실들을 수평으로 관통하면서 뜨거워진 각각의 격실에 전달하는 다중의 2차 공기 공급관; 난로의 외부에서 잠열과 복사열의 이용을 가능하게 하며, 온수의 가열과 보관을 포함하며 안전과 미관을 제공할 수 있는 일체형 안전망; 열을 방출하는 면적을 넓혀주는 난로 외부판재의 주름판과 파이프;로 구성된 연소 효율을 향상시킨 난로에 관한 것이다.

Description

연소 효율을 향상시킨 난로{Oven with enhanced use and combustion efficiency}

본 발명은 연소 효율을 향상시킨 난로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난로의 외부 격벽의 내부에 설치되어, 외기와 차단 및 화실 열기를 보존하는 내부 화실; 상기 내부 화실과 연결되고 주변에서 화실을 감싸도록 형성되는 복수개의 격실 ; 하향 및 후진식 연소방식과 베이스 버닝(Base Burnning)방식을 선택하여 사용하고 연료를 수시로 넣을 수 있고, 연소점에 뜨거운 공기를 넣어주어 고온연소가 될 수 있게 하는 연료투입구; 난로 내부의 열기가 빨리 빠져나가는 것을 방지하고, 역류하는 연기를 막아주는 2개의 개자리(내부 개자리와 연통 개자리); 상기 난로 몸체에 파이프를 통과시켜서 상기 내부 화실과 격실에서 발생된 열기를 일정 거리에 도달하도록 하는 열기 인출구; 상기 내부 화실과 격벽을 관통하거나, 제4번 격실에서 제1번 격실로 연결하여 외부격벽을 관통한 후에 설치되는 연통; 상기 격실들을 수평으로 관통하면서 뜨거워진 각각의 격실에 전달하는 다중의 2차 공기 공급관; 난로의 외부에서 잠열과 복사열의 이용을 가능하게 하며, 온수의 가열과 보관을 포함하며 안전과 미관을 제공할 수 있는 일체형 안전망; 열을 방출하는 면적을 넓혀주는 난로 외부판재의 주름판과 파이프;로 구성된 연소 효율을 향상시킨 난로에 관한 것이다.

일반적으로 난로의 넓이가 넓으면 측면을 달굴 수 없고, 연통으로 열 탈출 많아진다. 따라서 난로가 높이가 높고, 연료투입구에서 끝선까지 짧게 하여 격실을 많이 설치하면, 적은 나무로도 측면을 달굴 수 있어 열효율이 높아진다.

또한, 난로 화실에서 외벽을 통하여 열의 방출이 바로 되는 것을 막아 화실의 온도를 높이면서 난로의 잠열을 크게 함으로써, 방사효율을 높여 준다. 화실의 온도가 높게 되면 연료의 고온연소가 가능하게 되므로 연료의 절감과 배출되는 가스 및 먼지의 양을 줄일 수 있다.

그리고 투입구의 각도를 50ㅀ이상이 되도록 하여 화목 걸림을 해소해야 한다. 그래야만 완전 연소로 화목이 적게 들고, 재가 적어 청소가 적게 필요하다.

난로의 연통은 구경이 클수록, 수직관이 높을수록, 난로와 가까울수록 연기의 배출력은 좋아지나 난로를 덥히기 전에 열기도 함께 배출되기 때문에 연료의 손실이 많아지고 난로가 과열되는 현상이 나타나기 쉽다.

위와 반대가 되면, 연기의 배출력이 떨어져서 연소가 제대로 이루어지지 않는 경향이 생기고, 연료의 손실이 많아지며, 난방이 제대로 이루어지지 않는 현상이 나타난다.

이러한 현상을 해결하기 위한 방법으로 전통 온돌과 도자기 가마의 원리를 이용한 격실과 다중연소 시스템의 난로를 개발할 필요가 생겼다.

실내 난방에서 실내에 연통의 수평관을 길게 함이 필요하다. 실내에 열을 전달하는 면적이 많아지기 때문에 유리하나, 너무 길어지면 연기 배출에 불리하게 된다.

종래의 난로는 밤 기온이 상시 영상을 유지할 때는 한 달에 한번, 밤 기온이 상시 영하를 유지할 때는 10일에 한번 정도는 연통청소를 해주어야한다.

즉 연통이 막히는 것은 잔류연기가 배출되지 못하고 응고되면서 이것이 누적되어서 발생하는 것인데, 이런 현상은 영하의 날씨에서 많이 발생한다. 즉, 연통내부의 온도가 떨어지면서 외부와의 온도차이로 배출되지 못한 잔류연기의 수분이 응고되어서 그을음이 되고, 이것이 누적되어 연통내부를 좁게 만들어 난로의 그을음을 만들게 된다. 일종의 결로현상과 같은 이치이다. 이렇게 생겨난 그을음은 난로가 과열되어 온도가 올라가면 화재원인이 되기도 한다.

만일 실내에서 불을 피울 때에는 다음과 같은 조건을 충족 시켜야 한다.

(1) 연기가 역류하지 말아야 한다. 예를 들어 격실과 2개의 개자리(내부 개자리와 연통 개자리)와 댐퍼 설치로 대비할 수 있다.

(2) 불 조절이 용이하여야 한다. 예를 들어 연료 투입구조에 공기 조절구조 및 연통의 댐퍼 설치하여 대비할 수 있다.

(3) 효율이 좋아야 한다. 예를 들어 1개의 내부 화실과 4개의 격실로 대비할 수 있다.

종래 난로는 열이 바로 연통으로 나가는 구조이기 때문에 제작 간단, 편리, 단순하여 제작비가 적지만 연료가 과다 소모되고 난로의 하부를 덥히지 못하고, 연통을 통하여 바로 열이 빠지기 때문에 열손실이 많은 문제가 있었다.

종래에는 난로의 외관과 연통이 상대적으로 커져서, 실내를 차지하는 면적이 증가하는 문제가 발생했는데 자재비, 제작비, 외관의 크기 등을 합리적으로 조절하여 가격 상승 요인을 제거할 필요가 생겼다.

또한 종래의 난로는 열 손실이 많고, 짧은 버닝타임(Burnning Time)과 열 관리가 어려우며, 화재의 위험과 불티와 연료 관리 어려움으로 인한 문제점이 있었다.

한국등록특허 제1860759호 한국등록특허 제1852716호 한국등록특허 제1721368호 한국등록특허 제1721805호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 난로의 동일 내부공간에서 연도를 최대한 길게 설치하여 화기 배출을 최대한 늦게 하여, 발생한 열기를 최대한 난로에 전달하여 연통을 통한 배출로 허비되는 열을 줄일 수 있는 연소 효율을 향상시킨 난로를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 난로의 빠른 가열 가능하여 난로 내부에 온돌의 원리 중 하나인 부넘기, 고래, 개자리를 이용하여 열의 열기의 배출속도를 늦추어 난로에 열을 전달하는 시간과 면적을 넓힌 연소 효율을 향상시키고 전통가마의 원리 중 상승열을 하부로 끌어내려 상부 및 하부가 균일하게 덥혀지는 난로를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 고온의 연소를 통한 연료의 완전연소와 1번의 연료투입으로 장시간 연소시키는 Burnnig time의 연장, 연속적으로 연료를 보충시켜서 난로에 불이 꺼지고 다시 붙이는 과정의 생략, 재발생량의 감소, 필요한 목적의 연소방식과 열의선택, 실내면적을 적게 차지하는 작은 외경의 난로, 다양한 필요에 따른 난로능력의 제공 등에 목적이 있다.

짧은 시간의 고온연소, 난로전체 표면의 열달굼, 오랜 시간의 잠열이용, 실내의 한곳(난로 설치점)의 집중 가열이 아닌 원하는 장소의 난로열 이동 및 사용과 발열, 온수와 온풍을 겸하고 화재에 안전하며, 사후관리비용이 적게 드는 난로를 제공함에 있다.

연소가 이루어진 난로의 열을 잘 보관하고 발산하여 그 지속시간을 늘려서 난로열의 활용도를 높이고, 사용자가 화재나 화상의 염려 및 겨울철 동파에 대한 염려와 관리의 비용을 낮출 수 있는 난로를 제공하도록 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 연료투입구; 상기 연료투입구에 연결되고 난로의 외부 격벽의 내부에 설치되어, 외기와 차단 및 화실열기를 보존하는 내부 화실; 상기 내부 화실과 관통되어 연결되고, 주변에서 감싸도록 형성되는 복수개의 격실; 상기 내부 화실과 외부 격벽을 관통하여 설치되는 연통; 상기 난로 내부의 열기가 빨리 빠져나가는 것을 방지하고, 역류하는 연기를 막아주기 위해 연통 또는 내부 개자리 칸막이로 구성된 격실에 설치되는 복수의 개자리;를 포함하며, 상기 내부 화실의 연소열로 상기 연통을 가열하여 난로 내부에서 느리게 이동하고 상기 연통의 배출 시작 부분에서는 일정 속도 내로 이동시켜 연통의 배기력을 상승시킨다.

상기 격실에는 일정 위치에 형성되어 열기가 관통하여 난로 외부로 열기를 배출하도록 하는 열기 인출구;을 더 포함한다.

상기 연료투입구는 상기 내부 화실과 연결되고, 하향 및 후진식 연소방식과 Base Burnning방식을 선택하여 연소가 가능하고, 연료의 재투입이 가능하며, 하부의 공기 유입구가 가열되어 화실에 뜨거운 공기를 넣어줄 수 있고, 내부 화실과 함께 Rocket Stove의 기능을 발휘하고, 상기 내부 화실은 발생한 열이 난로의 내부격벽과 상판을 달구어 잠열이 증가 되도록한다.

상기 난로의 외부에서 잠열과 복사열의 이용을 가능하게 하며, 온수의 가열관과 축열조를 포함하며 안전과 미관을 제공할 수 있는 일체형 안전망; 및 열을 방출하는 면적을 넓혀주는 난로 외부판재의 주름판과 파이프;를 더 포함한다.

상기 내부화실과 내부 격벽을 관통하거나, 제4번 격실에서 제1번 격실로 연결하여 외부 격벽을 관통한 후에 설치하는 연통의 외부와 연결되는 연통과 내부 개자리 및 연통개자리를 포함한다.

상기 내부 화실에서 발생한 열기가 격실을 따라 회전하면서 연통을 따라 외부로 유출되도록 한다.

상기 격실들을 수평으로 관통하면서 일정 온도 이상의 공기를 각 격실의 연도에 공급하는 다중 2차 공기 공급관;을 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 고장이 없는 내구성으로 사용이 간편하고 간단한 구조로 전기를 사용하지 않아 고장 없고, 재질이 철판으로서 주철처럼 쉽게 파손되는 현상이 없다.

또한 본 발명은 일반 나무 보일러와 난로에 비하여 고효율인 난로, 전통 온돌과 도자기 가마의 원리 및 Rocket Stove를 결합하여 효율을 높이고, 난방과 온수,온풍 해결할 수 있다.

또한 본 발명은 같은 실내면적과 용적일 때 적은 크기의 난로는 적은 설치 면적, 적은 양의 연료, 적은 크기와 길이의 연통, 짧은 시간의 가열 및 난방 완료, 열 이동을 멀리까지 시킬 수 있어 종래 난로에 비하여 설치 비용과 시간이 절약되고 활용도가 높다.

또한 본 발명은 하향 및 후진식 연소방식와 Base Burnning의 전환공기조절구와 댐퍼의 사용으로 연소의 속도와 열량을 조절할 수 있다.

또한 본 발명은 각 격실이 전통 온돌의 고래 역할(배출속도를 늦추어 열기를 난로에 많이 전달)을 하여 난로의 열을 오랫동안 보관할 수 있다.

상기 하향 및 후진식 연소방식와 Base Burnning방식이 설정온도와 사용자의 직접조정에 따라 전환되며, Rocket Stove의 원리가 함께 적용되어 고열과 조기착화 및 연소, Long burnning time 등이 적용되어, 연료가 스스로 투입구 내부로 진입하고, 재를 가장 적게 남기며 연소됨으로, 연료절약과 청소가 간단해진다.

또한 본 발명은 하부에서도 연료와 공기를 주입하면서 연료를 공급할 수 있도록 문을 설치하고, 연료의 크기와 열이 필요되는 조건에 따라 선택 사용하면서 재를 청소하기 편하게 한다.

또한 본 발명은 가열된 온수를 바닥 온수 난방용이나 라디에이터와 연결하여 보조난방으로 이용하고 커튼 등으로 분리된 공간, 천정고가 높은 공간 등에 좋으며, 같은 실내의 균일한 온도가 필요할 때 칸막이 등이 있어 온도 전달이 어려울 때, 공간이 커서 고른 온도 유지가 어려울 때, 적은 크기의 난로로 많은 면적 난방을 원할 때, 또는 난로 열을 멀리까지 이동시키고 싶을 때 온수 난방과 라디에이터를 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 난로의 잠열과 축열조의 온수를 이용하여 난방의 지속시간을 연장하고 난로의 불이 꺼졌을 때도 온기가 장시간 지속될 수 있도록 함으로써, 열의 이동이 원활해지고 원하는 곳의 난방이 가능하다.

난로의 내부에 설치하는 열기 인출구와 난로의 외벽을 주름판으로 만들고 그 벽면에 파이프를 다양한 각도로 부착함으로서 열기의 다양한 각도로의 방출과 좀 더 먼거리까지 열기가 전달될 수 있게 하여 실내의 온도가 빠르게 상하와 난로의 설치점과 난로와 가장 먼 지점까지의 온도편차를 줄여준다.

또한, 이러한 것들을 이용하여 다양한 디자인의 외관을 사용자에게 제공한다.

또한 본 발명은 실내와 실외, 즉 사무실, 식당, 비닐하우스, 화훼농가, 공장, 건설현장, 야외 행사장, 임시 사무소, 낚시터, 축사, 건조장, 경로당, 마을회관, 야외작업장, 목욕탕, 기타 등에 설치될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연소 효율을 향상시킨 난로의 사시도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연소 효율을 향상시킨 난로의 평면도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연소 효율을 향상시킨 연료 투입구의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 방향에서 본 연소 효율을 향상시킨 연료 투입구의 절단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각 격판의 형태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연소 효율을 향상시킨 난로의 하측 공기관을 보여주는 평면도면이다.
도 10은 도 9의 정면도이다.
도 11은 도 9의 상세한 구조(공기관 : 점선) 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 공기 공급 및 2차 연소 공기 공급 공기 주입 구멍을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 오븐을 더 추가한 것을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프를 통해 가열된 새로운 공기를 주입하는 것을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용예를 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 난로의 외부 격벽(20)의 내부에 설치되어, 외기와 차단 및 화실열기를 보존하는 내부 화실(50), 복수개의 격실(30), 연통(40), 공기관(15) 등을 포함한다.

이 외에도 난로의 외부에서 잠열과 복사열의 이용을 가능하게 하며, 온수의 가열과 보관을 포함하며 안전과 미관을 제공할 수 있는 일체형 안전망과, 열을 방출하는 면적을 넓혀주는 난로 외부판재의 주름판과 파이프, 연료투입구 등을 더 포함할 수 있다.

또한 도 1b에 도시된 바와 같이 마지막 격실(30')의 뚫려진 공간에 벽(B)을 더 치고, 판재로 이루어지고 "ㄱ"형상인 내부 개자리 칸막이(35)를 수평으로 결합시켜 그 아랫 부분에 형성된 공간이 내부 개자리 역할(A)을 할 수 있도록 하고, 상기 벽(B)에 연통(40')을 연결한다.

즉 내부 화실(50)에서 발생한 열기가 격실(30)을 따라 회전하면서 밖으로 배출되기 바로 전에 위치한 상기 연통 또는 "ㄱ"자 형상의 내부 개자리 칸막이가 수평 설치된 격실을 통과하여 외부로 유출되도록 한다.

이에 따라 자재가 줄어들고, 개자리의 역할을 외부가 아닌 내부로 끌여 들여 구조의 단순화를 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 연소 효율을 향상시킨 난로는 펄라이트, 황토, 단열재, 내열페인트, 세라믹 로프, 세라믹 울, 내열 페인트, 내열 실리콘, 내열 접착제등으로 이루어지고, 이 외에도 다른 보온재를 사용하여 가열시간 단축, 손실 열 최소화, 열 조정가능, 연료 절약이 가능하다.

예를 들어 고온에 견딜 수 있는 실링재라면 고온 에폭시 2액형 본드를 사용하시는 방법과 돌 본드로 때우고 약 4시간 후부터 이용할 수 있다.

또한, 연소 효율을 향상시킨 난로 수명의 차이는 무게에 있으며, 철판 두께에 따라 다르며, 어떠한 내열성능의 부자재를 사용하느냐에 따라 달라질 수 있다.

또한 주문에 따라 세라믹 코팅을 하여 원적외선, 복사열 방출, 즉 금속보다 열전달이 빠르고, 열에 의한 부식 산화를 방지할 수 있게 한다.

또한 일반 나무 보일러와 난로에 비하여 고효율인 전통 온돌과 가마, 도자기 가마와 하향 및 후진식 연소방식와 Base Burnning 방식의 연소, 송풍기를 이용한 온풍, 일체형 안전망과 외부형태와 부착물을 이용하여 난방, 온수, 및 온풍을 해결하였다.

예를 들어 전통 가마의 원리 中에서 상하 온도 편차를 줄여주는 연료를 조성하여, 난로가 상하로 고르게 달구어질 수 있도록 한다.

상기 전통 온돌의 원리 中에서 열기를 끌어내리는 원리를 이용하여 난로의 윗부분과 아랫부분의 온도편차를 줄여주어 고르게 달구어질 수 있도록 한다.

상기 복수개의 격실(30)은 상기 내부 화실(50)과 연결되고, 주변에서 감싸도록 형성되는 구성이다.

상기 내부 화실(50)은 발생한 열이 화덕의 내부 격벽과 상판을 달구어 잠열이 증가되도록 하면서, 좁고 높게 만들고, 연료투입구에서 뜨거운 공기를 화실에 공급되게 하여서 Rocket Stove원리가 적용되어 열이 집중되게 함으로써 난로의 성능을 높여준다.

즉, 난로의 내부에 설치되어 외기와 차단, 내부화실의 열기를 보존, 열 가둠과 연소의 원활한 진행, 발생한 열이 난로의 내부격벽과 상판을 달구어 최대한 잠열이 증가되도록 한다.

화실(50)에서 발생한 화기의 상승력이 증가하도록 화실의 하부에서 공기를 넣어주고 충분한 열기의 상승력이 생기도록 높게, 열기가 흩어지지 않도록 좁게 하여, 이 힘이 앞으로 나아가는 양력으로 바뀌어, 난로의 4개의 격실(30)을 따라 내부화실(50)의 외부를 돌아나가게 한다.

즉 난로 내부에 격실이 있어 열기의 체류시간을 길게 하고 격벽과 함께 난로에 잠열이 많게 함으로써, 발생된 열기를 최대한 이용 가능하다. 상기 난로의 몸체에 파이프를 통과시켜서, 상기 내부 화실과 격실에서 발생된 열기를 일정 거리 도달하도록 하는 열기 인출구는 상기 화덕 몸체에 파이프를 통과시켜서, 상기 내부화실과 격실에서 발생된 열기를 좀 더 먼거리 까지 도달하도록 하는 구성이다. 열기 인출구 끝은 관경을 좁게 하여 방출되는 열기의 속도를 빠르고, 좀 더 먼 거리까지 도달할 수 있도록 한다.

연통(40)은 상기 내부 화실 중 하나와 외부 격벽을 관통하여 설치되며, 복수개의 개자리를 포함한다.

종래처럼 연통(40) 전체를 수직으로 구성하면 빠른 연소, 열손실 증가, 하강 기류시 역류에 의한 실내로의 연기유입이 쉽게 발생하는 문제점이 있다.

또한 본 발명은 내부화실과 격벽을 관통하거나, 제4번 격실에서 제1번 격실로 연결하여 외부 격벽을 관통한 후에 설치하는 연통의 외부와 연결되는 부분을 연료투입구에서 연소된 열이 달궈지게 하여, 연통의 자연 배기력을 높이고, 역류 時 역풍의 저지력을 향상시키는 데 2개의 개자리(내부 개자리와 연통개자리)와 함께 그 역할을 담당한다.

즉 2개의 개자리를 화실(난로 내부)과 난로의 외부(연통 외부의 아랫쪽)에 설치하여 강풍 時 역류방지와 역류시 쿠션 역할을 하도록 한다.

따라서 본 발명은 상기 내부 화실(50)에서 발생한 열기가 격실을 따라 회전하면서 상기 연통을 통해 외부로 유출되도록 하고, 상기 내부 화실의 연소열로 상기 연통을 가열하여 난로 내부에서 느리게 이동하고 상기 연통의 배출 시작 부분에서는 빠르게 이동시켜 연통의 배기력을 상승시킨다.

또한 본 발명은 내부 화실의 연도를 같은 실내용적 內에서 길게 설치하고, 열기가 난로를 덥히지 못하고 바로 배출되는 것을 방지하여 열기를 최대한 내부에 가두어 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 연통의 외부와 연결되는 부분을 달구어, 격실에서 열을 전달하고 속도가 느려진 열기를 초기의 열기로 가열하여 주어서, 그 배출의 속도와 힘을 높여줌으로써 원활한 연기 배출이 되도록 하고, 2개의 개자리를 형성하여, 외부로 방출되는 열의 차단과 함께 역풍에 대한 방지, 그을음 발생량을 줄일 수 있다.

종합하면, 연통의 구경이 클수록, 수직관이 높을수록, 난로와 가까울수록 연기의 배출력은 좋아지나 난로를 덥히기 전(前)에 열기도 함께 배출되기 때문에 연료의 손실이 많아지고 난로가 과열되는 현상이 나타나기 쉽다.

이러한 현상과 반대가 되면 연기의 배출력이 떨어져서 연소가 제대로 이루어지지 않는 경향이 생기고, 연료의 손실이 많아지며, 난방이 제대로 이루어지지 않는 현상이 나타난다.

따라서 본 발명은 이러한 현상을 해결하기 위한 방법으로 전통 온돌과 도자기 가마의 원리를 이용한 격벽과 다중연소 시스템의 난로를 제안한 것이다.

즉 본 발명은 고효율 난로로서 같은 면적과 용적일 때 적은 크기의 난로(적은 설치 면적), 적은 양의 연료, 적은 크기와 길이의 연통, 짧은 시간의 가열 및 난방 완료, 열이동 멀리 가능, 다른 난로에 비하여 설치 비용과 시간이 절약된다.

또한 동일 공간에서 연도를 최대한 길게 설치하여 화기 배출을 최대한 늦게하고, 발생한 열기를 최대한 난로에 전달하여 배출로 허비되는 열 없이 난방에 이용할 수 있다.

상기 난로의 상측부에는 가열관(200)과 축열조(300)가 더 포함된다.

난로의 하부에 방화사를 깔고, 옆면에는 철망을 2中으로 설치한 내부에 자갈, 벽돌, 타일 등을 설치하여 방출된 열이 이들을 달구어 잠열을 발생시키고, 난로의 연소가 정지되었을 때 열기 공급이 바로 차단되지 않고 상당시간 동안 지속되도록 한다.

난로의 상부에는 가열관(200)을 설치하는 데, 이것은 하부에 철망, 상부와 측면에는 보온재가 있는 틀을 만들고, 그 내부에는 파이프를 설치하고 가장 상부의 축열조와 연결한다.

이 때, 난로에서 방출된 열이 파이프를 달구어 온수가 만들어진다. 이렇게 방출된 열을 이용함으로써 난로 자체의 열을 빼앗지 않기 때문에 난로의 고온연소에 도움을 준다. 이 온수는 축열조에 저장되어 필요에 따라 사용할 수 있다.

이 가열관(200)은 상하로 이동할 수 있으며, 난로 상부의 면을 이용하고 싶을 때 즉, 요리 또는 기타 목적을 위해 상부로 이동시켜 그 공간을 이용한다.

본 발명의 일실시예로서 난로 상부에는 상하 이동이 가능한 가열관(200)을 설치하는데 이것은 하부에 격자망이 있고 측면과 상부에는 보온재가 있는 틀을 만들고 그 내부에는 파이프를 설치하여 축열조(300)와 연결한다. 이때, 난로에서 방출된 열이 파이프를 달구어 온수가 만들어진다.

본 발명은 일실시예로 도 2와 같이 열가둠을 위한 이중벽 구조로서 내부화실과 외부 격실 4개로 이루어진다.

상기 각각의 격실은 외기와 차단 및 화실열기를 보존하고, 발생한 열이 난로의 내부격벽과 상판을 최대한 달구어 잠열이 증가 되도록 한다.

상기 내부 화실(50)과 1, 4번 격실에 연통을 설치하고 화실의 연소열로 연통을 가열하여 연통의 배기력이 상승되고 원활한 연기의 배출을 유도한다. 단, 난로 내부에서는 느리게 이동하고, 외부 배출 시작 부분은 빠르게 이동하도록 한다.

본 발명은 다중 연소 시스템으로 구축하여 각 격실에 각각의 파이프를 통하여 뜨거워진 공기를 주입함으로써 순차적인 2차 연소가 발생하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따라 상기 격실을 4개로 하여 화실을 4면에서 감싸도록 한다. 즉 화실의 열을 가두어 보온하는 역할을 한다.

각 격실은 연도로서 역할을 하여 연소하여 발생한 열을 최대한 천천히 이동시켜 난로의 잠열을 증가시키는 온돌에서의 고래 역할을 한다.

각 격실(30)로 들어간 열기는 좁은 공간(화실)에서 넓은 공간(격실)으로 들어가면, 진행의 속도가 느려지게 되는데, 이 때 열기를 격벽과 난로의 본체에 많이 전달하게 된다.

또한, 각 격실(30)들은 들어오는 열기를 보존하면서 내부화실을 보온하는 역할을 하면서 다중 2차 공기관을 통하여 공급되는 뜨거워진 공기와 결합하여, 2차, 3차, 4차, 5차의 연소를 일으키거나 불완전연소된 가스가 완전연소가 되도록 하는 역할을 한다.

상기 격실 4개로 구성하여 달구어진 난로의 잠열을 외부로 방출할 수 있으며, 상기 격실을 4개 이상으로 복수개의 격벽으로 늘려 설치하여 격실을 만들 수 있으며, 이에 따라 열 가둠과 잠열 증가를 유도할 수 있다.

상기 내부 화실(50)에서 발생한 화기의 상승력(부력)은 1번 격실로 들어가면 앞으로 나아가는 양력으로 바뀌어 진다.

즉 본 발명은 열기가 직진과 상승하지 않고 난로 전체(평면에서 보면 중앙, 앞, 뒤, 좌, 우)를 돌아 나가기 때문에 발생된 열기를 최대한 이용 가능하다.

상기 격실 4개의 각 격벽에 연도를 하부로 배치하여 난로의 상부와 하부가 고르게 달구어질 수 있어, 상하 열균형 맞춤 기능 대류 난방 시 열의 방출을 난로 하부에서도 할 수 있기 때문에 실내의 고른 난방에 유리하다.

본 발명은 열기 인출구로 2개 또는 수 개의 파이프를 난로 몸체에 통과(예 : 파이프의 입구와 출구는 단차를 준다)시켜서, 화실과 격실에서 발생된 열기만 멀리까지 도달하게 하여, 실내의 온도편차를 줄이면서 신속한 난방효과를 줄 수 있다.

상기 파이프의 출구 끝에는 관경을 적게 하는 장치를 하여 통과하는 열기가 멀리까지 갈 수 있도록 한다.

상기 연통(40)의 2개의 개자리를 화실(난로 내부)과 난로의 외부(연통 외부의 아랫쪽)에 설치하여, 강풍 時 역류방지(역류 시 쿠션 역할) 기능과, 연통을 통과하고 있는 열의 외부로의 급속한 배출 감소와 지연이 이루어진다.

또한 연소 초기의 열기가 연통을 가열하면, 연소 시작 전(前)에 연통가열이 불필요하다.

예를 들어 화실내부에서 연통을 가열하면, 연기 배출, 역류방지가 용이하고, 초기 연기 배출을 원활하게 한다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 화실과 각 격실 4곳에(각 격실에 독립된 파이프가 화실을 통과할 때 가열됨) 가열공기 주입으로 격벽과 함께 다중연소가 가능하게 한다.

또한 공기관(15)은 상기 격실들을 수평으로 관통하면서 가열된 공기를 공급한다.

도 12에 도시된 바와 같이 연료투입구(10)의 상부 또는 측면에 공기 주입 구멍을 설치하여 공기를 조절할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이 연료투입구(10)의 상측부에는 오븐(11, 12) 등을 더 추가시킬 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 난로가 급격히 온도가 저하하면 그을음(타르)이 많이 발생하지만, 상술한 구성에 의해 완전 연소에 도움이 된다.

도 14에 도시된 바와 같이 연료투입구(10)의 내부에서 하향 및 후진식 연소방식과 Base Burnning방식의 연소가 이루어지는 개폐 뚜껑에 대해 설명한다.

연소 초기에 개폐 손잡이(4)를 당겨 상부 커버(1)가 열리면 체인(2)에 연결된 하부 커버(3)가 닫히도록 할 수 있으며, 원하는 난방 온도가 도달한 경우 개폐 손잡이를 밀어서 상부 커버(1)가 닫히면 체인(2)에 연결된 하부 커버(3)가 열리도록 할 수 있고, 각 부분에 온도 센서를 설치하여 자동으로 작동할 수도 있다.

그리고 하부 연료 투입구는 크기가 작은 연료를, 상부 연료 투입구는 큰 연료를 넣어 재 청소를 위한 공간으로 사용할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이 연료투입구의 하부에 내화벽돌이나 펄라이트 등을 경사지게 깔아 난로(100)의 하부에 집중되는 열을 막아 하부 철판의 변형을 막고, 연료가 중앙으로 모아져서 연소되도록 한다.

그리고 난로의 외부에는 이중으로 철망을 설치할 수 있는 데, 철망과 철망사이에 적절한 크기의 돌이나 축열재를 삽입하여 보온 및 잠열의 효과 등을 높일 수 있다.

또한 상기 연료투입구의 하부에 공기 주입 구멍을 설치하여 공기를 조절한다.

또한 온수조로서 가열 파이프(200)를 고정틀에 내부에 설치하고, 이것을 난로 위에 필요에 따라 탈착 또는 상승 및 하강 할 수 있도록 한다. 즉 난로에서 방출된 열이 파이프의 물을 덥힌 후 통과하여 실내의 공기를 덥힌다.

또한 파이프의 물을 축열조(300)에 모아서 식수, 생활용수, 난방수(바닥 난방, 라디에이터 등)로 사용한다.

상기 가열 파이프(200)의 물을 축열조(300)에 모아서 식수, 생활용수, 난방수(바닥 난방, 라디에이터 등)로 사용한다.

따라서 난로의 잠열과 일체형 안전망의 자갈등과 축열조(300)의 온수를 이용하여 난방의 지속 시간을 연장하고, 열이 원하는 곳과 격리된 공간 및 원하는 공간을 덥힐 수 있다.

이 외에도 조리 기구(예: 깔대기형 솥자리)와 오븐(예: 고구마, 고기 등 구이기) 등을 포함하는 원하는 기능을 별도로 장착할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 난로의 공기 주입 방식은 하향 및 후진식 연소방식(예 : Top Lit Up Draft) 방식과 하부공급(예 : Base Burnning) 방식으로 공급한다.

본 발명의 일실시예로서 초기에는 상부공급방식 방식 홀(15)을 통해 공기는 상부에서 하부로, 연료투입은 상부에서 수직으로 넣거나, 하부 문을 통하여 이루어지며, 수시로 투입이 가능하다.

그리고 착화 후 또는 일정온도에 이르면 Base Burnning 방식 홀(16)로 전환되어 공급된다.

본 발명에 따른 화실은 좁고, 높고, 얕게 하여 화목은 모이고 열기와 연기는 화실에서 집중되게하며, 열기 상승부를 좁고 높게 하여 Rocket Stove 기능을 발현시키고, 연료투입구에서 화실 안쪽의 길이를 짧게 하여 공기 희박현상이 나타나지 않게 한다.

연료투입구의 하단에는 1차 공기가 외부에서 유입되어 연료투입구 하부의 내부쪽 끝단을 되돌아 나와 외부쪽 상단을 통해 연료 투입구의 상부와 하부로 공급되며, 공기공급장치의 표면에 한 개 또는 작은 구멍을 여러 개를 뚫어 공급하는 구조로 만든다.

상기 과정에서 연료투입구의 열기가 상기 공기공급장치를 달구어 뜨거워진 공기를 화실로 공급하게 된다. 상기 열기는 고온연소를 가능하게 해준다.

이 때, 상부로 공급되는 열기는 하향 및 후진식 연소방식의 연소로, 하부에 공급되는 열기는 Base Burning 방식의 연소로 사용된다.

1차공기의 유입관 단면적은 연통 단면적보다 크거나 같게 하며, 미세조정을 할 수 있게 한다.

상부 및 하부의 공기공급은 추가 설치된 Air Draft Controller(공기조절센서)를 통하여 난로와 온수가 일정한 온도에 도달하면 상부공급방식에서 하부공급 방식으로 자동 또는 수동으로 전환되도록 한다.

하향 및 후진식 연소 방식은 아래에서 위로, 앞에서 뒤로 타기 때문에 난로의 전체를 가열한다.

하부공급 방식은 공기 공급양과 관계없이, 난로의 상부로 가장 많이 열 전달이 되고, 일정한 온도와 Long Burnning Time을 유지할 수 있다.

15 : 공기관
30 : 복수개의 격실
40 : 연통
50 : 내부 화실
100 : 난로
200 : 가열 파이프
300 : 축열조

Claims (7)

1. 연료투입구(10);
   상기 연료투입구(10)에 연결되고 난로의 외부 격벽(20)의 내부에 설치되어, 외기와 차단 및 화실열기를 보존하는 내부 화실(50);
   상기 내부 화실과 관통되어 연결되고, 주변에서 감싸도록 형성되는 복수개의 격실(30);
   상기 내부 화실과 외부 격벽을 관통하여 설치되는 연통(40);
   상기 난로 내부의 열기가 빨리 빠져나가는 것을 방지하고, 역류하는 연기를 막아주기 위해 연통 또는 내부 개자리 칸막이로 구성된 격실에 설치되는 복수의 개자리;를 포함하며,
   상기 내부 화실의 연소열로 상기 연통을 가열하여 난로 내부에서 느리게 이동하고 상기 연통의 배출 시작 부분에서는 일정 속도 내로 이동시켜 연통의 배기력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 격실(30)에는 일정 위치에 형성되어 열기가 관통하여 난로 외부로 열기를 배출하도록 하는 열기 인출구(30-11);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연료투입구(10)는 상기 내부 화실(50)과 연결되고, 하향 및 후진식 연소방식과 Base Burnning방식을 선택하여 연소가 가능하고, 연료의 재투입이 가능하며, 하부의 공기 유입구가 가열되어 화실에 뜨거운 공기를 넣어줄 수 있고, 내부 화실과 함께 Rocket Stove의 기능을 발휘하고,
   상기 내부 화실(50)은 발생한 열이 난로의 내부격벽과 상판을 달구어 잠열이 증가 되도록하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
4. 제1항에 있어서,
   상기 난로의 외부에서 잠열과 복사열의 이용을 가능하게 하며, 온수의 가열관(200)과 축열조(300)를 포함하며 안전과 미관을 제공할 수 있는 일체형 안전망; 및 열을 방출하는 면적을 넓혀주는 난로 외부판재의 주름판과 파이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
5. 제1항에 있어서,
   상기 내부화실(50)과 내부 격벽을 관통하거나, 제4번 격실에서 제1번 격실로 연결하여 외부 격벽을 관통한 후에 설치하는 연통의 외부와 연결되는 연통과 내부 개자리 및 연통개자리를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
6. 제1항에 있어서,
   상기 내부 화실(50)에서 발생한 열기가 격실을 따라 회전하면서 연통을 따라 외부로 유출되도록 하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.
7. 제1항에 있어서,
   상기 격실들을 수평으로 관통하면서 일정 온도 이상의 공기를 각 격실의 연도에 공급하는 다중 2차 공기 공급관(15);을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 효율을 향상시킨 난로.

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