KR20200125027A - 온풍기 - Google Patents

Abstract

적절한 산소공급이 가능한 온풍기가 개시된다. 본 발명의 적절한 산소공급이 가능한 온풍기는, 내부 일측에 연소부가 마련되고 내부 타측에 상기 연소부에서 가열된 가열공기를 공급받아 피열교환 공기와 열교환시키는 열교환부가 마련되는 케이싱; 상기 연소부와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 연소부가 마련된 공간으로 외부 공기를 유입시키는 외기유입 송풍부; 및 상기 열교환부와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 가열공기에 일정의 흡입압을 제공하고 피열교환 공기와 열교환된 가열공기를 외부로 배출하는 흡입압제공 송풍부를 포함하고, 상기 외기유입 송풍부는 상기 외기유입 송풍부에 의한 상기 연소부 측으로의 단위시간당 외기 유입량과 상기 흡입압제공 송풍부에 의한 단위시간당 가열공기 배출량 사이의 밸런스를 조절 가능한 밸런스 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 개도조절판과 과공급공기 배출관을 포함하는 밸런스 조절부를 통해 외기유입 송풍부를 통해 연소실 내로 공급되는 공기 공급량과 흡입압제공 송풍부를 통해 외부로 강제 배출되는 강제 흡입 배출 공기량 사이의 밸런스를 용이하게 조절할 수 있으므로 결국 연소실 내부에 복잡한 구조를 추가하지 않아도 대상물의 완전 연소를 유도할 수 있다.

Description

적절한 산소공급이 가능한 온풍기{A hot air fan capable of supplying proper oxygen}

본 발명은 공기 공급량과 강제 흡입 배출량 사이의 밸런스를 용이하면서 효율적으로 조절/유지, 즉 연소실 공간 내로의 송풍 정압과 연소실 외부로의 강제 흡입 배출 정압을 실질적으로 동일/유사하게 조절할 수 있는 구조를 마련하여 대상물의 완전 연소를 유도할 수 있는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 온풍기는 난방을 사용하기 위한 것으로서, 특히 겨울철에는 없어서는 안 될 필수장치로서 본체의 구조, 노의 위치, 사용되는 연료의 종류에 따라 여러 가지 형태로 구분되는데, 이 중에서 사용되는 연료에 따라 석유나 난방유를 연료로 하는 기름 온풍기, LNG 가스를 연료로 하는 LNG 가스 보일러, 목재를 연료로 하는 목재 온풍기 등으로 나눌 수 있으며 이외에도 전기를 열원으로 하는 전기 온풍기 등이 가정용 및 시설용으로 다양하게 사용되고 있다.

상기 목재 온풍기는 펠렛, 브레켓트, 장작, 잔목, 폐목 등의 화목을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로 열효율이 상대적으로 낮지만, 연료비용 대비 가성비가 높은 장점이 있어서, 농,어촌이나 산간지역의 가정이나 시설물 등에서 널리 사용되고 있다.

하기의 특허문헌 1인 대한민국 등록특허공보 제10-1535983호(이하, '종래기술')는 화목온풍기에 관한 것으로서, 화목연료가 투입되는 연료투입도어 및 상기 연료투입도어의 하부에 구비되는 재배출도어가 개폐가능하게 결합되며, 연소가스가 외부로 배기되는 연도가 결합되고, 상기 화목연료가 연소되는 연소실과, 상기 연소실에서 발생된 연소열과 난방공기의 열교환이 이루어지는 열교환실로 구획형성된 외부하우징과, 상기 연도의 일측에 배치되어 흡입압을 형성하여 상기 연료투입도어와 상기 재배출도어를 통해 상기 연소실 내부로 외기가 유입되도록 하는 송풍기와, 상기 연소실의 하부에 배치되며 상부에 상기 화목연료가 적재되며 상기 화목연료로 공기를 공급하여 1차 연소가 진행되도록 하는 연소구를 포함하는 구성을 제시하고 있다.

즉, 송풍기에 의한 강제 흡입과 연소구를 통한 연소실로의 공기 공급을 통해 목재의 연소가 이루어지는 구조가 적용되고 있는데, 종래기술은 송풍기를 통한 강제 공기 흡입 배출량과 연소구를 통한 공기 공급량 사이의 밸런스를 유지하기 힘든 구조로 이루어짐에 따라, 구체적으로 작업자가 연소실 내부로 적절한 양의 공기가 공급되는지 여부를 식별할 수 있는 방법 및 구조가 마련되어 있지 않음에 따라 화목의 완전연소를 위한 복잡한 내부 구조가 요구될 뿐만 아니라 완전 연소가 용이하지 않아 연기가 심하게 발생하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 출원인은 연소구를 통한 공기 공급시의 공기 공급 정압과 강제 공기 흡입 배출시의 공기 배출 정압 사이의 불균형을 작업자가 육안으로 용이하게 확인 가능하도록 하여 양측 사이의 밸런스 유지를 한층 원활하게 하도록 할 수 있는 구조를 제안하는 바이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1535983호(2015.07.06 등록)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기 공급량과 강제 흡입 배출량 사이의 밸런스를 용이하면서 효율적으로 조절/유지, 즉 연소실 공간 내로의 송풍 정압과 연소실 외부로의 강제 흡입 배출 정압을 실질적으로 동일/유사하게 조절할 수 있는 구조를 마련하여 대상물의 완전 연소를 유도할 수 있는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 일측에 연소부가 마련되고 내부 타측에 상기 연소부에서 가열된 가열공기를 공급받아 피열교환 공기와 열교환시키는 열교환부가 마련되는 케이싱; 상기 연소부와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 연소부가 마련된 공간으로 외부 공기를 유입시키는 외기유입 송풍부; 및 상기 열교환부와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 가열공기에 일정의 흡입압을 제공하고 피열교환 공기와 열교환된 가열공기를 외부로 배출하는 흡입압제공 송풍부를 포함하고, 상기 외기유입 송풍부는 상기 외기유입 송풍부에 의한 상기 연소부 측으로의 단위시간당 외기 유입량과 상기 흡입압제공 송풍부에 의한 단위시간당 가열공기 배출량 사이의 밸런스를 조절 가능한 밸런스 조절부를 포함하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기가 제공된다.

상기 외기유입 송풍부는, 외기유입 송풍팬과 상기 외기유입 송풍팬에 연통되어 유로를 형성하는 외기유입 송풍관을 포함하며, 상기 밸런스 조절부는, 상기 외기유입 송풍팬의 외기 유입구 개도를 조절 가능한 개도조절판; 및 상기 외기유입 송풍관 내측에 외기유입 송풍관과 이중관 형태로 마련되되 일측은 상기 케이싱 내부와 연통되고 타측은 외부와 연통되는 L자관 형태로 이루어져 케이싱 내부로 과공급되는 공기를 외부로 배출 가능한 과공급공기 배출관을 포함할 수 있다.

상기 외기유입 송풍관 내측에는 상기 과공급공기 배출관이 삽입되도록 중앙영역에 제1 홀이 마련되고 상기 제1 홀 주변에 복수의 제2 홀이 마련되는 공기유동판이 더 마련될 수 있다.

상기 외기유입 송풍부는, 외기유입 송풍팬과 상기 외기유입 송풍팬에 연통되어 유로를 형성하는 외기유입 송풍관을 포함하며, 상기 밸런스 조절부는, 상기 외기유입 송풍팬의 외기 유입구 개도를 조절 가능한 개도조절판; 및 일단은 상기 외기유입 송풍관 내측 공간에 연통되고 타단은 외부와 연통되는 형태로 이루어져 케이싱 내부로 과공급되는 공기를 외부로 배출 가능한 과공급공기 배출관을 포함할 수 있다,

상기 밸런스 조절부는, 상기 과공급공기 배출관을 통해 배출되는 공기의 배출정도를 감지하여 상기 개도 조절판을 자동으로 구동하는 개도조절판 자동 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 개도조절판 자동 구동부는, 상기 개도조절판을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터; 상기 과공급공기 배출관으로부터 배출되는 공기 정도를 감지하는 공기배출감지센서; 및 상기 공기배출감지센서의 감지값을 전달받아 상기 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 개도조절판 자동 구동부는, 상기 개도조절판을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터; 상기 과공급공기 배출관의 배출구에 연통되게 연결되는 배출 보조관 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부; 상기 힌지회전부의 일측 또는 타측 방향 회전시 상기 힌지회전부와 접촉 가능하도록 상기 배출 보조관에 마련되는 복수의 리미트스위치; 및 상기 리미트스위치의 감지값을 전달받아 상기 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 밸런스 조절부는, 상기 과공급공기 배출관의 배출구에 연통되게 연결되며 투명 또는 반투명 재질로 이루어지는 배출 보조관; 상기 배출 보조관 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부; 및 상기 배출 보조관에 형성되어 상기 힌지회전부의 회전 정도를 확인 가능한 눈금을 더 포함할 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 적절한 산소공급이 가능한 온풍기에 의하면, 개도조절판과 과공급공기 배출관을 포함하는 밸런스 조절부를 통해 외기유입 송풍부를 통해 연소실 내로 공급되는 공기 공급량과 흡입압제공 송풍부를 통해 외부로 강제 배출되는 강제 흡입 배출 공기량 사이의 밸런스를 용이하게 조절할 수 있으므로 결국 연소실 내부에 복잡한 구조를 추가하지 않아도 대상물의 완전 연소를 유도할 수 있다.

또한, 외기유입 송풍관 내측에 공기유동판을 추가 마련함으로써 과공급되는 공기가 신속하게 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 개도조절판 자동 구동부를 통해 최적의 밸런스를 자도으로 설정할 수 있으므로 작업자의 노동력을 한층 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기를 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기를 나타내는 정단면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기의 외기유입 송풍부를 나타내는 단면도,
도 4는 도 3의 변형예를 나타내는 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기에서 과공급공기 배출관 내부의 공기 유동에 따른 밸런스 조절부 조절을 나타내는 도면,
도 7은 도 3의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기의 외기유입 송풍부를 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기의 외기유입 송풍부를 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기의 외기유입 송풍부를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적절한 산소공급이 가능한 온풍기(이하, '온풍기')는 목재 등을 연소시키는 과정에서 발생한 열을 이용하여 피열교환 공기를 가열하여 적절한 장소로 공급하는 것으로서, 대상물(목재 등)의 연소를 위해 공급되는 공기 공급량과 내부로 공급된 후 열교환이 완료된 공기를 강제 흡입 배출하는 강제 흡입 배출량과의 사이에 밸런스를 유지하여 대상물의 완전 연소를 촉진하도록 하는 구조로 이루어진다.

부연하자면, 온풍기 내부로의 공기 공급량이 강제 흡입 배출량보다 일정이상 큰 경우 필요 이상의 공기 과공급에 따라 대상물의 연소과정이 급속하게 진행되어 충분한 열교환시간을 확보하기 힘들게 되고, 그 반대인 경우 불완전 연소로 인한 그을음과 이산화탄소가 발생하게 되는 문제가 발생하므로 양측 사이에 밸런스를 적절하게 조절해야 할 필요가 발생한다.

본 발명은 작업자가 공기 공급량과 강제 흡입 배출량 사이의 밸런스를 용이하면서 효율적으로 조절/유지, 즉 연소실 공간 내로의 송풍 정압과 연소실 외부로의 강제 흡입 배출 정압을 실질적으로 동일/유사하게 조절할 수 있는 구조를 마련하여 대상물의 완전 연소를 유도할 수 있다.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온풍기는 케이싱(100), 외기유입 송풍부(110), 흡입압제공 송풍부(120) 및 밸런스 조절부(130)를 포함한다.

먼저, 케이싱(100)은 외관을 형성하는 것으로서 내부 일측에 연소부(101)가 마련되고 내부 타측에 연소부(101)에서 가열된 가열공기를 공급받아 피열교환 공기와 열교환시키는 열교환부(102)가 마련된다.

이하, 다음 구성에 대해 설명하기 전에 연소부(101)와 열교환부(102)를 포함하여 케이싱 내부의 구조 및 작동에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 온풍기는 일 예로 일정의 크기로 절단된 상태의 원목 또는 톱밥을 일정의 형태로 뭉쳐서 만든 브리켓트와 같은 합성목을 연료(이하, ‘목재’)로 사용하고, 목재의 연소시에 발생하는 연소열을 이용하여 피열교환 공기를 가열시키며, 열교환된 피열교환 공기는 온풍을 이용한 난방 또는 건조를 필요로 하는 난방시설 또는 건조장치에 공급되어 난방열 또는 건조열로 사용될 수 있다.

이하 목재를 연소시키기 위해 외부에서 연소부(101)로 공급되고 연소부(101)에서 가열된 후 열교환부(102)로 공급되는 공기를 '가열공기'라 칭하고, 외부에서 열교환부(102)로 공급되고 연소부(101)에서 가열되어 열교환부(102)로 공급된 가열공기와 열교환을 이룬 후 난방시설 또는 건조장치로 공급되는 공기를 피열교환 공기라 칭한다.

연소부(101)는 외부 공기 공급을 통해 목재를 연소시켜 가열공기를 발생하는 것으로서, 연소예비실(103), 주연소실(104) 및 재받이실(105)이 형성된다.

연소예비실(103)은 케이싱(100)의 내부공간 상부에 배치되고 목재가 적재되는 부분으로 구체적으로 케이싱에 마련된 목재 투입구를 통해 작업자가 연소되기 이전의 목재를 임시적으로 적재시킬 수 있는 공간이다. 또한 연소예비실(103)과 주연소실(104)을 구획하기 위한 격판이 구비되고, 격판은 연소예비실(103)과 주연소실(104)을 완전히 차단하거나 일부만을 차단하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 주연소실(104)에서 발생하는 열기는 연소예비실(103)로 침범되지 않고 격판의 하부를 가열시킬 수 있으며 이때 열기에 의하여 가열된 격판의 상부에 위치되는 임시 적재된 목재는 가열된 격판에 의하여 데워진 연소예비실(103)의 열에 의하여 건조될 수 있다.

한편, 주연소실(104)에서 연소되는 목재의 보충이 필요한 경우 연소예비실(103)에 수용된 후 건조된 목재는 주연소실(104)로 이동되는데 연소예비실(103)에서 주연소실(104)로의 목재 이동은 작업자에 의하여 수작업으로 이루어지거나, 연소예비실(103)에서 주연소실(104)로 직접 낙하하도록 구성될 수 있으며 예를 들어 별도 힌지에 의해 회전 가능한 구조를 격판 일부에 형성하여 이를 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 주연소실(104)은 연소예비실(103)의 하부에 배치되고 외부 공기를 공급받아 내부로 투입된 목재를 연소시킴으로써 가열공기를 발생하는 공간이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 외기유입 송풍부(110)는 연소부(101)와 인접한 케이싱(100)에 연결되는데 구체적으로 주연소실(104) 내부로 외기를 공급(연소되는 목재에 지속적으로 산소를 공급)하도록 연결되며, 이에 대한 좀 더 구체적인 내용은 후술한다.

다음, 재받이실(105)은 주연소실(104)의 하부에 배치되고 주연소실(104)의 하부에서 배출되는 재를 받아내고 주연소실(104)에서 가열된 가열공기를 공급받는 부분으로서, 주연소실(104)에서 발생된 가열공기를 열교환부(102)로 유동시킨다. 재받이실(105)과 주연소실(104)은 별도의 격판을 통하여 구획된 상태를 가지고, 격판의 중앙 부분에는 가열공기와 재가 주연소실(104)에서 재받이실(105)로 이동될 수 있도록 재배출구(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 재배출구(미도시)는 주연소실(104) 하부에서 목재의 연소에 의하여 발생한 불꽃, 가열공기 및 재가 재받이실(105)로 이동될 수 있도록 하는 구성으로서, 주연소실(104) 하부의 길이 방향 또는 폭방향으로 일정의 길이와 폭을 가지며 절개된 형태로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 재받이실(105)의 가열공기가 열교환부(102)로 유동될 수 있도록 가열공기 유동로(106)가 마련된다.

열교환부(102)는 재받이실(105)에서 가열공기를 공급받아 피열교환 공기와 열교환시키는 부분으로서, 상대적으로 고온 상태의 가열공기가 갖는 열에너지를 피열교환 공기에 전달하여 피열교환 공기를 가열시킨다.

구체적으로, 열교환부(102)는 연소부(101)와 이격된 위치에 마련되며, 복수의 열교환 파이프(107)가 배열되고 복수의 열교환 파이프(107) 각각의 내부에는 피열교환 공기가 유동되고 열교환 파이프(107)의 외부에는 가열공기 유동로(106)를 경유한 가열공기가 유동되도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 케이싱(100) 외부에는 열교환 파이프(107)로 피열교환 공기를 공급하도록 별도의 피열교환 공기 송풍부(미도시)가 마련되는데, 대기 중의 공기가 송풍되어 열교환 파이프(107) 내부로 공급되고, 열교환 파이프(107)에서 열교환되어 가열된 피열교환 공기는 케이싱(100) 외부에 더 장착된 피열교환 공기 송풍부(미도시)에 의한 흡입력 및 송풍력으로 피열교환 공기 배출관(미도시)을 통해 난방시설 또는 건조장치로 공급될 수 있다.

열교환 파이프(107)는 케이싱(100) 내부공간에 복수개가 좌우 또는 전후로 수평 배열되어 케이싱(100)의 내부공간 하부에서 상부로 유동되는 가열공기의 열을 전달받을 수 있도록 구성되면 다양한 형태 및 배열을 이룰 수 있다. 케이싱(100) 내부에는 열교환 파이프(107) 내부와 연통하면서 열교환부(102) 내부를 따라 유동하는 가열공기와 혼합되지 않도록 별도의 공간부가 형성되며, 이러한 별도의 공간부는 피열교환 공기 송풍부(미도시)와 연통하여 피열교환 공기를 공급받는다.

도 2에 도시한 바와 같이, 케이싱(100)의 상부에는 열교환 파이프(107)와 열교환 작용을 마친 가열공기(열교환 파이프와의 열교환을 통해 일정 이상 온도가 하락한 가열공기)에 일정의 흡입압을 제공함과 동시에 상기 가열공기를 케이싱(100) 외부로 신속하게 배출시키기 위한 흡입압제공 송풍부(120)가 마련된다.

즉, 흡입압제공 송풍부(120)는 주연소실(104), 재받이실(105) 및 열교환 파이프(107)가 구비된 열교환실의 내부공간으로 순차 유동되는 가열공기에 흡입압을 제공하여 주연소실(104)의 가열공기가 케이싱(100) 내부, 구체적으로 열교환실로 원활하게 유동되도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명의 특징적인 부분 중 하나인 외기유입 송풍부(110)와 흡입압제공 송풍부(120) 간의 상관관계에 대해서는 아래에서 더욱 자세하게 설명하기로 한다.

열교환부(102)에서 피열교환 공기에 열에너지를 전달한 가열공기는 연소부(101)에서의 온도보다 낮은 온도를 가지고 대기 중으로 배출된다. 열교환부(102)와 인접한 케이싱(100)의 상부를 통하여 외부로 배출되는 가열공기는 대기 중으로 직접 배출될 수도 있지만 도 2에 도시한 바와 같이 집진기(109)를 통과한 이후에 대기 중으로 배출되도록 할 수 있다. 집진기(109)는 대기 중으로 배출되는 가열공기(이하, ‘폐열공기’)에 포함된 재와 같은 먼지를 포집하는 것으로서, 사이클론 집진 형태가 적용될 수 있다.

케이싱(100) 외부로 배출된 폐열공기는 집진기(109) 내부를 선회하면서 이물질이 분리되고 분리된 이물질은 하방으로 낙하하여 쌓이게 되고 나머지 공기는 폐열공기 배출관(108)을 통해 외부로 배출되며 폐열공기 배출관(108)에 상기한 바와 같이 흡입압 제공을 위한 흡입압제공 송풍부(120)가 설치된다.

이하, 대상물(목재 등)의 연소를 위해 공급되는 공기 공급량과 내부로 공급된 후 열교환이 완료된 공기(상기 폐열공기)를 강제 흡입 배출하는 강제 흡입 배출량과의 사이에 밸런스를 유지하여 목재의 완전 연소를 촉진하도록 하는 본원발명의 특징적인 부분 중 하나에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온풍기는 외기유입 송풍부(110) 및 흡입압제공 송풍부(120)를 포함한다.

외기유입 송풍부(110)는 연소부(101)와 인접한 케이싱(100)에 연결되어 연소부(101)가 마련된 공간, 구체적으로 주연소실(104) 내부로 외부 공기를 유입시키는 것으로서, 외기유입 송풍팬(111)과 외기유입 송풍팬(111)에 연통되어 유로를 형성하는 외기유입 송풍관(113)을 포함한다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 흡입압제공 송풍부(120)는 열교환부(102)와 인접한 케이싱(100)에 연결되어 가열공기에 일정의 흡입압을 제공하고 피열교환 공기와 열교환된 가열공기(폐열공기)를 외부로 배출하는 것으로서, 전술한 바와 같이 폐열공기 배출관(108) 상에 설치될 수 있다. 한편, 관련 도면에서는 폐열공기 배출관(108)이 집진기(109) 내측으로 삽입된 구조가 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 집진기(109)가 생략되는 경우 폐열공기 배출관(108)은 케이싱(100)에 직접 연결될 수도 있으며 폐열공기 배출관(108) 상에 흡입압제공 송풍부(120)가 설치되어 폐열공기를 직접 외부로 배출할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 온풍기는 작업자가 외기유입 송풍부(110)를 통한 공기 공급량과 흡입압제공 송풍부(120)를 통한 강제 흡입 배출량 사이의 밸런스를 용이하면서 효율적으로 조절/유지할 수 있도록 함으로써 결국 목재의 완전 연소를 유도할 수 있는 구조를 포함하고 있다.

이를 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 외기유입 송풍부(110)는 외기유입 송풍부(110)에 의한 연소부(101) 측으로의 단위시간당 외기 유입량이 흡입압제공 송풍부(120)에 의한 단위시간당 가열공기(폐열공기) 배출량보다 일정 이상 큰 경우 단위시간당 외기 유입량과 단위시간당 가열공기 배출량 사이의 밸런스를 조절, 구체적으로 케이싱 내부로 유입되는 공기를 일정 이상 외부로 배출 가능한 밸런스 조절부(130)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 밸런스 조절부(130)는 개도조절판(131)과 과공급공기 배출관(132)을 포함한다.

개도조절판(131)은 외기유입 송풍팬(111)의 외기 유입구(112) 개도를 조절 가능하도록 외기 유입구(112) 근방에 회전가능하게 마련된다. 덧붙여 개도조절판(131)은 송풍팬 하우징에 대해 회전 가능하도록 마련되어 개도를 조절 가능하며, 사용자에 의해 개도 조절이 완료되면 별도의 고정수단을 통해 고정되어 조절된 개도가 유지되도록 할 수 있다. 여기서 고정수단은 외기유입 송풍팬(111) 하우징 외면을 가압하여 개도조절판(131)의 회전을 억제 가능한 볼트 등으로 적용 가능하다. 작업자는 개도조절판(131)을 회전시켜 외기유입 송풍팬(111)의 외기 유입구(112) 개도를 조절함으로써 연소부(101) 측으로의 단위시간당 외기 유입량을 조절하게 된다.

과공급공기 배출관(132)은 외기유입 송풍관(113) 내측에 외기유입 송풍관(113)과 이중관 형태로 마련된다. 과공급공기 배출관(132)은 그 일측이 케이싱(100) 내부(주연소실)와 연통되고 타측은 외부와 연통되는 L자관 형태로 이루어지며, 케이싱(100) 내부로 과공급되는 공기가 과공급공기 배출관(132)을 통해 외부로 자동 배출됨으로써 전술한 밸런스, 즉 케이싱(100) 내로의 송풍 정압과 외부로의 강제 흡입 배출 정압을 실질적으로 동일/유사하게 조절할 수 있다.

부연하자면, 외기유입 송풍부(110)의 송풍량과 흡입압제공 송풍부(120)의 흡입 배출량 차이가 발생하는 경우, 즉 케이싱 내부로의 송풍량이 더 커서 양측 사이의 정압 차이가 발생하는 경우 케이싱 내부로 송풍되는 공기는 대략 동일한 정압 유지를 위해 자연스럽게 외부로 배출되는데 과공급공기 배출관(132)을 통해 배출 가능하다.

도 3에 도시한 바와 같이, 외기유입 송풍관(113)의 출구에는 공급되는 송풍압에 의해 회전 가능하도록 댐퍼(114)가 마련되어 있으며, 외기유입 송풍팬(111)의 작동 정지시에는 외기유입 송풍관(113) 유로를 폐쇄하여 주연소실(104) 내부의 화염이 외기유입 송풍관(113)을 통해 외부로 유도되어 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 외기유입 송풍관(113)을 통해 과공급된 공기는 과공급공기 배출관(132)을 통해 외부로 배출되는데 이중관 형태의 구조로 인해 외기유입 송풍관(113) 내에서 난류가 발생하여 신속하게 배출되기 힘든 상황이 발생할 수도 있다.

본 발명은 이러한 문제의 발생을 방지하고자, 도 4에 도시한 바와 같이, 외기유입 송풍관(113) 내측에 공기유동판(115)이 더 마련된다.

공기유동판(115)은 과공급공기 배출관(132)이 삽입되도록 중앙영역에 제1 홀(116)이 마련되고 제1 홀(116) 주변에 복수의 제2 홀(117)이 마련되는 구조로 이루어지며, 이에 따라 과공급된 공기는 제1 홀(116)을 통해 과공급공기 배출관(132) 내로 원활하게 유입된 후 신속 배출되고 외기유입 송풍팬(111)을 통해 공급되는 외기는 제2 홀(117)을 통해 원활하게 주연소실 내부로 공급 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 온풍기에서 작업자가 밸런스 조절부(130)를 통해 양측 정압을 동일/유사하게 조절하는 과정을 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 작업자가 개도조절판(131)을 일정 이상 개방한 상태에서 과공급공기 배출관(132)을 통해 공기가 외부로 배출되지 않고 주연소실(104) 내부로 유입되는 것이 확인되면, 작업자는 공기 공급량 부족으로 판단하고 개도조절판(131)을 회전시켜 개도를 증가시키도록 한다.

이와 달리, 도 6에 도시한 바와 같이, 작업자가 개도조절판(131)을 일정 이상 개방한 상태에서 과공급공기 배출관(132)을 통해 공기가 일정 이상의 과다한 양으로 배출되는 것으로 확인되면, 작업자는 공기 공급량이 적당한 수준을 초과하여 너무 과다한 것으로 판단하고 개도조절판(131)을 회전시켜 개도를 감소시키도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 과공급공기 배출관(132)을 통해 공기가 배출되지 않은 상태에서 목재의 연소가 이루어지는 것이 가장 이상적이지만, 현실적으로 이러한 조건을 만족시키는 것이 용이하지 않으므로 작업자는 과공급공기 배출관(132)을 통해 적당한 양의 공기가 배출되는 것을 가장 이상적인 연소조건으로 판단하여 이를 토대로 개도조절판(131)을 수동으로 조절하여 공급되는 공기의 정압과 강제 흡입 배출되는 공기의 정압을 동일/유사하게 조절할 수 있다.

이상, 과공급공기 배출관이 L자 형태로 이루어진 경우를 기준으로 설명하였으나, 이외에 도 7에 도시한 바와 같이 다른 형태가 적용될 수 있다.

구체적으로, 도 7에 도시한 바와 같이 밸런스 조절부(130a)는 외기유입 송풍팬(111)의 외기 유입구 개도를 조절 가능한 개도조절판(131a)과, 일단은 외기유입 송풍관(113) 내측 공간에 연통되고 타단은 외부와 연통되는 형태로 이루어져 케이싱 내부로 과공급되는 공기를 외부로 배출 가능한 과공급공기 배출관(132b)을 포함할 수 있다.

여기서 과공급공기 배출관(132b)는 L자 형태가 아니라 실질적으로 직선관 형태로 이루어지며 전술한 바와 마찬가지로 과공급되는 공기를 배출시킬 수 있으며, 도면에는 과공급공기 배출관(132b)이 수직한 상태로 배치되어 있지만 이와 달리 하단이 상단보다 상대적으로 케이싱에 인접하도록 경사지게 배치될 수 있으며 이 경우 과공급 공기의 보다 원활하고 신속한 배출이 가능해진다.

이하 본 발명의 제1 실시예의 다양한 변형 실시예를 설명하는데, 이하에서는 설명 및 도시의 편의를 위해 과공급공기 배출관이 L자 형태로 적용되는 경우를 기준으로 설명 및 도시하기로 하지만 이하의 다양한 실시예들에도 과공급공기 배출관은 직선관 형태로 적용될 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 온풍기를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성은 200번대로 시작하는 도면번호를 사용한다.

전술한 제1 실시예에서는 개도조절판의 회전/고정이 작업자에 의한 수동으로 조작되었다면 제2 실시예에서는 자동으로 회전/고정되는 구조를 채용하고 있다.

구체적으로 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서 밸런스 조절부(230)는 과공급공기 배출관(232)을 통해 배출되는 공기의 배출정도를 감지하여 개도 조절판(231)을 자동으로 구동하는 개도조절판 자동 구동부(234)를 더 포함한다.

개도조절판 자동 구동부(234)는 개도조절판(231)을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터(235), 과공급공기 배출관(232)으로부터 배출되는 공기 정도(풍량, 풍압)를 감지하는 공기배출감지센서(236), 공기배출감지센서(236)의 감지값을 전달받아 스테핑 모터(235)의 회전을 제어하는 제어부(237)를 포함한다.

전술한 바와 같이 과공급공기 배출관(232)으로부터 일정 이상의 적당한 공기가 외부로 배출되는 상황을 연소의 최적 조건으로 설정한 상태에서 최적 공기 배출량 범위에 대한 정보는 메모리(미도시)에 기저장된다.

관련 도면에서 공기배출감지센서(236)는 과공급공기 배출관(232)의 내벽에 마련되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 과공급공기 배출관(232)의 배출구 중앙 영역에 별도의 '+'자 형태 브래킷(미도시)을 설치한 후 그 브래킷 중앙에 설치할 수도 있다. 이러한 공기배출감지센서(236)는 풍량 또는 풍압센서로 적용 가능하다.

스테핑 모터(235)는 스텝 회전하면서 개도조절판(231)을 회전시켜 외기유입 송풍팬(211)의 흡입구 개도를 순차적으로 조절하고, 제어부(237)는 공기배출감지센서(236)의 감지값(풍량)을 연속적으로 전달받아 과공급공기 배출관(232)을 통해 배출되는 공기의 배출량이 메모리에 저장된 최적 배출량 범위와 비교한다.

제어부(237)는 공기배출감지센서(236)의 감지값이 메모리에 저장된 최적 배출량 범위 내에 속하는 것으로 확인되면 최적의 연소조건, 즉 최적의 외기유입 송풍팬(211) 개도 조건으로 판단하고 개도조절판(231)을 고정하고자 스테핑 모터(235)의 구동을 정지시킨다.

이와 달리, 제어부(237)는 공기배출감지센서(236)의 감지값이 메모리에 저장된 최적 배출량 범위보다 작은 것으로 확인되면 외기유입 송풍관(213)을 통해 공급되는 외기의 공급량이 부족한 것으로 판단하고 스테핑 모터(235)를 일측으로 회전시켜 외기유입 송풍팬(211)의 개도를 증가시킨다.

또한 제어부(237)는 공기배출감지센서(236)의 감지값이 메모리에 저장된 최적 배출량 범위보다 큰 것으로 확인되면 외기유입 송풍관(213)을 통해 공급되는 외기의 공급량이 필요 이상으로 과다한 것으로 판단하고 스테핑 모터(235)를 타측으로 회전시켜 외기유입 송풍팬(211)의 개도를 감소시킨다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 과공급공기 배출관(232)을 통해 배출되는 공기의 풍량을 공기배출감지센서(236)를 통해 자동으로 감지하고 이를 토대로 개도조절판(231)의 구동을 자동으로 조절하여 최적의 연소조건, 즉 연소실 공간 내로의 송풍 정압과 연소실 외부로의 강제 흡입 배출 정압을 실질적으로 동일/유사하게 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 온풍기를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성은 300번대로 시작하는 도면번호를 사용한다.

전술한 제1 실시예에서는 개도조절판의 회전/고정이 작업자에 의한 수동으로 조작되었다면 제3 실시예에서는 제2 실시예와 마찬가지로 자동으로 회전/고정되는 구조를 채용하고 있다.

구체적으로 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서 개도조절판 자동 구동부(334)는 개도조절판(331)을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터(335), 과공급공기 배출관(332)의 배출구에 연통되게 연결되는 배출 보조관(340) 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부(341), 힌지회전부(341)의 일측 또는 타측 방향 회전시 힌지회전부(341)와 접촉 가능하도록 배출 보조관(340)에 마련되는 복수의 리미트스위치(342), 리미트스위치(342)의 감지값을 전달받아 스테핑 모터(335)의 회전을 제어하는 제어부(337)를 포함한다.

여기서, 힌지회전부(341)는 과공급공기 배출관(332) 유로를 폐쇄하지 않도록 봉 또는 바 형상으로 이루어질 수 있으며, 리미트스위치(342)는 힌지회전부(341)의 상측/하측 회전을 감지하도록 한 쌍으로 마련된다.

스테핑 모터(335)는 스텝 회전하면서 개도조절판(331)을 회전시켜 외기유입 송풍팬(311)의 흡입구 개도를 순차적으로 조절하고, 제어부(337)는 리미트스위치(342)의 감지 신호 발생여부를 연속적으로 전달받는다.

제어부(337)는 한 쌍의 리미트스위치(342)의 접촉신호가 발생하지 않는 것으로 감지되면 최적의 연소조건, 즉 최적의 외기유입 송풍팬(311) 개도 조건으로 판단하고 개도조절판(331)을 고정하고자 스테핑 모터(335)의 구동을 정지시킨다.

이와 달리, 제어부(337)는 도면상 하측에 위치한 리미트스위치(342)의 감지신호가 발생하는 것으로 확인되면 외기유입 송풍관(313)을 통해 공급되는 외기의 공급량이 부족한 것으로 판단하고 스테핑 모터(335)를 일측으로 회전시켜 외기유입 송풍팬(311)의 개도를 증가시킨다.

또한 제어부(337)는 도면상 상측에 위치한 리미트스위치(342)의 감지신호가 발생하는 것으로 확인되면 외기유입 송풍관(313)을 통해 공급되는 외기의 공급량이 필요 이상으로 과다한 것으로 판단하고 스테핑 모터(335)를 타측으로 회전시켜 외기유입 송풍팬(311)의 개도를 감소시킨다.

이하, 본 발명의 제4 실시예에 따른 온풍기를 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하며 동일 구성은 400번대로 시작하는 도면번호를 사용한다.

전술한 제1 실시예에서는 개도조절판의 회전/고정이 작업자에 의한 수동으로 조작되었는데 제4 실시예에도 마찬가지로 작업자에 의한 수동으로 조작되는 구조를 채용하고 있다.

구체적으로 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에서 밸런스 조절부(430)는 과공급공기 배출관(432)의 배출구에 연통되게 연결되며 투명 또는 반투명 재질로 이루어지는 배출 보조관(441), 배출 보조관(441) 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부(442), 배출 보조관(441)에 형성되어 힌지회전부(442)의 회전 정도를 확인 가능한 눈금(443)을 더 포함한다.

여기서, 힌지회전부(442)는 과공급공기 배출관(432) 유로를 폐쇄하지 않도록 봉 또는 바 형상으로 이루어질 수 있으며, 도면상 힌지회전부(442)가 상측으로 일정 이상 회전한 경우 연소실로 공급되는 공기의 공급량이 과다한 것으로 판단하고, 도면상 힌지회전부(442)가 하측으로 일정 이상 회전한 경우 공기의 공급량이 일정 부분 부족한 것으로 판단할 수 있다.

작업자는 개도조절판(431)을 회전시키면서 외기유입 송풍팬(411)의 흡입구 개도를 순차적으로 조절할 수 있고, 그때 그때 외부에서 육안으로 확인 가능한 힌지회전부(442)의 회전 위치를 확인하여 공급 공기량의 과다, 부족 여부를 판단하게 된다.

예를 들어 작업자는 힌지회전부(442)가 양측 눈금(443) 사이 영역에 위치하는 것으로 확인되면 최적의 연소조건, 즉 최적의 외기유입 송풍팬(411) 개도 조건으로 판단하고 개도조절판(431)을 고정시킨다.

이와 달리, 힌지회전부(442)의 양측 눈금(443) 사이 영역을 벗어나는 것으로 확인되면 작업자는 전술한 바와 같이 개도조절판(431)을 회전시켜 외기유입 송풍팬(411)의 흡입구 개도를 증감시켜 최적의 연소조건이 되도록 조절할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 케이싱 110: 외기유입 송풍부
111: 외기유입 송풍팬 113: 외기유입 송풍관
115: 공기유동판 120: 흡입압제공 송풍부
130,230,430: 밸런스 조절부 131: 개도조절판
132: 과공급공기 배출관 234,334: 개도조절판 자동 구동부
235,335: 스테핑 모터 236: 공기배출감지센서
237,337: 제어부 340,441: 배출 보조관
341,442: 힌지 회전부 342: 리미트스위치
443: 눈금

Claims (8)

1. 내부 일측에 연소부(101)가 마련되고 내부 타측에 상기 연소부에서 가열된 가열공기를 공급받아 피열교환 공기와 열교환시키는 열교환부(102)가 마련되는 케이싱(100);
   상기 연소부(101)와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 연소부가 마련된 공간으로 외부 공기를 유입시키는 외기유입 송풍부(110);
   상기 열교환부와 인접한 상기 케이싱에 연결되어 상기 가열공기에 일정의 흡입압을 제공하고 피열교환 공기와 열교환된 가열공기를 외부로 배출하는 흡입압제공 송풍부(120); 및
   상기 외기유입 송풍부(110)에 의한 상기 연소부 측으로의 단위시간당 외기 유입량과 상기 흡입압제공 송풍부(120)에 의한 단위시간당 가열공기 배출량 사이의 밸런스를 조절 가능한 밸런스 조절부를 포함하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외기유입 송풍부(110)는, 외기유입 송풍팬(111)과 상기 외기유입 송풍팬에 연통되어 유로를 형성하는 외기유입 송풍관(113)을 포함하며,
   상기 밸런스 조절부는,
   상기 외기유입 송풍팬(111)의 외기 유입구 개도를 조절 가능한 개도조절판(131); 및
   상기 외기유입 송풍관(113) 내측에 외기유입 송풍관과 이중관 형태로 마련되되 일측은 상기 케이싱 내부와 연통되고 타측은 외부와 연통되는 L자관 형태로 이루어져 케이싱 내부로 과공급되는 공기를 외부로 배출 가능한 과공급공기 배출관(132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 외기유입 송풍관(113) 내측에는 상기 과공급공기 배출관(132)이 삽입되도록 중앙영역에 제1 홀(116)이 마련되고 상기 제1 홀 주변에 복수의 제2 홀(117)이 마련되는 공기유동판(115)이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외기유입 송풍부(110)는, 외기유입 송풍팬(111)과 상기 외기유입 송풍팬에 연통되어 유로를 형성하는 외기유입 송풍관(113)을 포함하며,
   상기 밸런스 조절부는,
   상기 외기유입 송풍팬(111)의 외기 유입구 개도를 조절 가능한 개도조절판(131a); 및
   일단은 상기 외기유입 송풍관(113) 내측 공간에 연통되고 타단은 외부와 연통되는 형태로 이루어져 케이싱 내부로 과공급되는 공기를 외부로 배출 가능한 과공급공기 배출관(132b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 밸런스 조절부는, 상기 과공급공기 배출관(232)을 통해 배출되는 공기의 배출정도를 감지하여 상기 개도 조절판을 자동으로 구동하는 개도조절판 자동 구동부(234,334)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 개도조절판 자동 구동부(234)는,
   상기 개도조절판을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터(235);
   상기 과공급공기 배출관으로부터 배출되는 공기 정도를 감지하는 공기배출감지센서(236); 및
   상기 공기배출감지센서의 감지값을 전달받아 상기 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어부(237)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 개도조절판 자동 구동부(334)는,
   상기 개도조절판을 스텝 형식으로 회전시키는 스테핑 모터(335);
   상기 과공급공기 배출관의 배출구에 연통되게 연결되는 배출 보조관(340) 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부(341);
   상기 힌지회전부의 일측 또는 타측 방향 회전시 상기 힌지회전부와 접촉 가능하도록 상기 배출 보조관에 마련되는 복수의 리미트스위치(342); 및
   상기 리미트스위치의 감지값을 전달받아 상기 스테핑 모터의 회전을 제어하는 제어부(337)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
8. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 밸런스 조절부(430)는,
   상기 과공급공기 배출관의 배출구에 연통되게 연결되며 투명 또는 반투명 재질로 이루어지는 배출 보조관(441);
   상기 배출 보조관 내면에 힌지 회전 가능하도록 마련되는 힌지회전부(442); 및
   상기 배출 보조관에 형성되어 상기 힌지회전부의 회전 정도를 확인 가능한 눈금(443)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 산소공급이 가능한 온풍기.
   

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