WO2022250398A1 - 자동 반복 연소 난로 - Google Patents

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WO2022250398A1
WO2022250398A1 PCT/KR2022/007290 KR2022007290W WO2022250398A1 WO 2022250398 A1 WO2022250398 A1 WO 2022250398A1 KR 2022007290 W KR2022007290 W KR 2022007290W WO 2022250398 A1 WO2022250398 A1 WO 2022250398A1
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combustion chamber
combustion
inlet pipe
inlet hole
inlet
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PCT/KR2022/007290
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홍성표
박경숙
Original Assignee
홍성표
박경숙
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    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/02—Closed stoves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/189—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by air-handling means, i.e. of combustion-air, heated-air, or flue-gases, e.g. draught control dampers 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24B13/00—Details solely applicable to stoves or ranges burning solid fuels 
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    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
    • F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B7/00—Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for convection heating 

Definitions

  • the present invention relates to an automatic repetitive combustion stove, and more particularly, to an automatic repetitive combustion stove capable of completely burning combustibles to increase thermal efficiency and reduce the amount of combustibles used.
  • a stove is a device that burns carbon organic compounds to obtain light and heat.
  • a wood-burning stove is used by 70% of the world's population for cooking and heating, and is also used in rural areas in Korea every winter.
  • a stove including a configuration in which air is introduced again after primary combustion to cause secondary combustion or the burned heat is stagnant using a plate or space has been released.
  • complete combustion cannot be achieved even if air is introduced again, a large amount of pollutants such as carbon dioxide and harmful gases are discharged as much as incomplete combustion occurs, and the consumption of combustible materials is inevitably increased.
  • the present invention is to solve the above problems, and by repeatedly burning the combustion gas generated by the combustion of the to-be-combustibles several times, complete combustion of the to-be-combustibles is achieved, thereby increasing thermal efficiency and reducing the amount of the to-be-combustibles.
  • the purpose is to provide a combustion stove.
  • it further includes; an upward propulsion plate forming a curved surface extending from the lower end of the inlet pipe toward the outer upper direction, but the upward propulsion plate, the distance away from the sidewall of the combustion chamber narrows as the upward propulsion outward direction, and the 2
  • the inlet hole may be formed near the upper end of the upward propulsion plate.
  • the inlet pipe further includes a rise retardation plate forming a curved surface extending from the upper side of the first inlet hole toward the lower outer side, wherein the upward retardation plate is spaced apart from the sidewall of the combustion chamber toward the outer downward direction. can be narrowed
  • the inlet pipe includes an upper inlet pipe and a lower inlet pipe having a smaller diameter than the upper inlet pipe while communicating with the lower side of the upper inlet pipe, wherein the first inlet hole is formed at the upper end of the lower inlet pipe.
  • first inlet hole and the second inlet hole may be formed at regular intervals along the circumference of the inlet pipe and the combustion chamber, respectively, and vortexes rotating in opposite directions may be formed in the inlet pipe and the combustion chamber.
  • an ignition opening is provided at the lower end of the combustion chamber to ignite a combustible object from the outside, and a communication opening and closing opening for controlling the discharge of combustion gas to the outside is provided in the communication, and the communication opening and closing opening is operated to seal the communication , As the ignition port is opened to allow outside air to flow in through the ignition port, soaring flames can be used through the inlet pipe.
  • the combustion gas generated as the combustion object is ignited in the lower part of the combustion chamber rapidly rises to the upper part of the combustion chamber while causing secondary combustion with air introduced through the first inlet hole, and the second inlet hole and The external air introduced into the combustion chamber through the third inlet hole and the external air introduced through the upper end of the inlet pipe circulate, resulting in repeated combustion, and when complete combustion is achieved, it is discharged through communication.
  • the combustion gas generated by the combustion of the to-be-combustible is circulated and burned repeatedly several times, so that the complete combustion of the to-be-combustible is achieved to increase thermal efficiency and to reduce the amount of the to-be-combustible, which is economical.
  • the inlet pipe can be converted into a furnace by making the flame soar through the inlet pipe through manipulation of the ignition port and the communication opening and closing hole as needed, so that it can be used for cooking.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an automatic repeating combustion stove according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an automatic repeating combustion stove according to the present invention
  • Figure 3 is an exemplary view showing that combustion gas is circulated and combustion repeatedly occurs in the automatic repeating combustion stove of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a combustion chamber and an inlet pipe applied to the automatic repeating combustion stove of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing cross-sections A-A and B-B of FIG. 4;
  • the combustibles are completely burned by repeatedly burning the combustion gases generated by the combustion of the combustibles several times, so that the thermal efficiency is increased and the consumption of the combustibles is reduced.
  • a combustion chamber provided at the top with a flue through which is discharged to the outside; an inlet pipe having a tube shape having a diameter smaller than that of the combustion chamber, fixed to an upper end of the combustion chamber, provided inside the combustion chamber, and capable of injecting combustible materials into the inside;
  • An outer cylinder surrounded by a side surface of the combustion chamber and supported on the ground, wherein the inlet pipe has a first inlet hole through which the lower end is spaced apart from the bottom surface of the combustion chamber and communicates with the combustion chamber, and the combustion chamber includes a first A second inlet hole is formed below the inlet hole to communicate with the external cylinder, and a third inlet hole is formed through the outer cylinder to communicate with the outside below the second inlet hole, so that the combustibles are passed
  • Combustion gas generated as a result of ignition circulates in the combustion chamber and the inlet pipe through the first inlet hole, and the external air introduced into the combustion chamber through the third inlet hole and the second inlet hole, and the gas introduced through the upper end of the inlet pipe Suggested is an automatic repetitive combustion stove characterized in that repeated continuous combustion is performed by external air and discharged through communication when complete combustion is achieved.
  • the automatic repeating combustion stove of the present invention includes a combustion chamber 100, an inlet pipe 200, and an outer cylinder 300, and provides warmth as the object to be burned 10 is burned. It is configured so that it can be, and the object to be burned 10 in the present invention is described on the premise that it is firewood, but is not necessarily limited thereto.
  • the combustion chamber 100 may be formed in the shape of a cylinder with an empty inside and a polygonal cross section, but it is preferable to have a cylinder with a circular cross section in consideration of the smooth flow of air inside. .
  • the upper part of the combustion chamber 100 is provided with a communication 120 upward of the combustion chamber 100 while communicating with the inside, and the combustion gas inside the combustion chamber 100 is discharged to the outside through this.
  • the combustion gas discharged through the flue 120 means a combustion gas composed of completely burned carbon dioxide gas and water vapor.
  • the communication opening 120 may be provided with a communication opening/closing opening 121 for controlling the discharge of combustion gas to the outside, and the user may close or open the communication opening/closing opening 121 by manipulating the communication opening/closing opening 121.
  • This can make the flame soar through the inlet pipe 200 as it is operated together with the ignition port 130 to be described later.
  • the present invention closes the communication port 120 by manipulating the communication opening/closing port 121 in an operating state and opens the ignition port 130 so that external air flows in through the ignition port 130, the inlet pipe ( 200) to make the flames soar. Therefore, the user can cook by placing a pot holder or the like on the upper surface of the combustion chamber 100 and using the soaring flames.
  • the inlet pipe 200 is made in the form of a tube having a smaller diameter than the combustion chamber 100, and is fixed to the upper end of the combustion chamber 100 and provided at the center of the inside of the combustion chamber 100. To be combusted 10 is introduced into the inlet pipe 200, and the upper end of the inlet pipe 200 is preferably provided so as to protrude beyond the upper surface of the combustion chamber 100. In addition, the lower end of the inlet pipe 200 is provided to be spaced apart from the bottom surface of the combustion chamber 100, forming a primary combustion space below the inlet pipe 200.
  • the combustion object 10 located on the bottom surface of the combustion chamber 100 among the combustion objects 10 injected into the inlet pipe 200 may be ignited in the lower part of the combustion chamber 100 .
  • an ignition port 130 may be provided at the lower end of the combustion chamber 100 to externally ignite the combustion object 10 located on the bottom surface of the combustion chamber 100 .
  • the ignition port 130 is configured in the form of a drawer at the lower side of the inlet pipe 200, and by drawing the ignition port 130 to the outside, it is possible to ignite the to-be-combusted object 10 accommodated in the ignition port 130.
  • the ignition port 130 extends from the lower end of the combustion chamber 100 below the inlet pipe 200 to be described later to the outside of the outer cylinder 300 to be described later, and the portion located outside the outer cylinder 300 is It can be configured to be opened and closed, and the combustion object 10 located at the lower end of the combustion chamber 100 can be ignited using an ignition tool in a state in which the outer portion of the outer cylinder 300 is opened.
  • the inlet pipe 200 provides a passage through which the combustion object 10 is introduced, and serves as a passage through which air required for primary combustion is continuously supplied. Therefore, in order to smoothly supply air from the outside to the lower part of the combustion chamber 100 via the inlet pipe 200, the inlet pipe 200 includes an upper inlet pipe 200a and a lower inlet pipe as shown in FIG. (200b) may be included.
  • the lower inlet pipe 200b extends downward from the lower end of the upper inlet pipe 200a to communicate with the upper inlet pipe 200a and has a smaller diameter than the upper inlet pipe 200a. Accordingly, since the air flow in the lower inlet pipe 200b is faster than the air flow in the upper inlet pipe 200a, air is smoothly supplied from the outside toward the lower part of the combustion chamber 100.
  • the part where the upper inlet pipe 200a and the lower inlet pipe 200b are connected is formed to gradually decrease in diameter so that the flow of air moving downward is not interfered with by the corresponding part. It is preferable .
  • the outer cylinder 300 is configured to be supported on the ground while surrounding the side surface of the combustion chamber 100 .
  • the outer cylinder 300 is provided to be spaced apart from the sidewall of the combustion chamber 100 while forming a cylindrical shape with a side wall larger than the diameter of the combustion chamber 100, and the outer cylinder 300
  • the upper surface extending upward from the side wall is formed to gradually decrease in diameter as it goes upward, so that the upper end may be coupled to the middle portion of the combustion chamber 100.
  • the outer cylinder 300 may be configured to be supported on the ground by a side wall with a lower side open, and at this time, the combustion chamber 100 has a bottom surface spaced apart from the lower end of the side wall of the outer cylinder 300 by a predetermined height can be located
  • the combustion gas generated as the combustion object 10 is ignited in the lower part of the combustion chamber 100 circulates through the combustion chamber 100 and the inlet pipe 200. It is configured for complete combustion.
  • a first inlet hole 210 is formed through the inlet pipe 200 so as to communicate with the combustion chamber 100, and the combustion chamber 100 has a lower side than the first inlet hole 210.
  • a second inlet hole 110 is penetrated to communicate with the outer cylinder 300, and a third inlet hole 310 is formed below the second inlet hole 110 in the outer cylinder 30 to communicate with the outside. penetrating is formed. Accordingly, as shown in FIG.
  • the combustion gas generated by the ignition of the combustion object 10 is moved upward through the space between the inlet pipe 200 and the combustion chamber 100 and passes through the first inlet hole 210 It is introduced into the inlet pipe 200 through the inlet pipe 200, and along the flow of the external air moving downward through the inlet pipe 200, it descends to the lower part of the combustion chamber 100 and is burned again.
  • the secondary combustion is performed in the vicinity where the second inlet hole 110 is formed by the external air introduced into the combustion chamber 100, and the external air introduced through the upper end of the inlet pipe 200 causes the first combustion.
  • the tertiary combustion takes place in the vicinity where the inlet hole 210 is formed.
  • first inlet holes 210, second inlet holes 110, and third inlet holes 310 are spaced at regular intervals along the circumferences of the inlet pipe 200, the combustion chamber 100, and the outer cylinder 300, respectively. It is desirable that the dog is formed. At this time, the first inlet hole 210 and the second inlet hole 110 may be formed so that vortexes rotating in opposite directions are formed in the inlet pipe 200 and the combustion chamber 100 .
  • the first inlet hole 210 is formed to penetrate from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface of the sidewall of the inlet pipe 200, but is on the right side of the reference line toward the center of the inlet pipe 200. It may be formed to penetrate the inner circumferential surface at a predetermined angle.
  • a vortex rotating counterclockwise is formed near the first inlet hole 210, and the inflow from the upper end of the inlet pipe 200 External air and combustion gas introduced through the first inlet hole 210 are directed toward the lower part of the combustion chamber 100 while forming a descending airflow.
  • the first inlet hole 210 is formed at the upper end of the lower inlet pipe 200b, which is a point where the air flow is faster because the width is reduced compared to the upper inlet pipe 200a, so that a strong downdraft is formed. Preferably do.
  • the second inlet hole 110 is formed to penetrate from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface of the sidewall of the combustion chamber 100, as shown in FIGS. 4 and 5B, to the left of the reference line toward the center of the combustion chamber 100. It may be formed to pass through the inner circumferential surface at a predetermined angle.
  • a vortex rotating in a clockwise direction is formed near the second inlet hole 110, and the outside introduced through the second inlet hole 110
  • the air and the combustion gas in which the primary combustion is performed are directed upward of the combustion chamber 100 while forming an ascending air flow.
  • the present invention is a configuration for smoothly sending combustion gas to the vicinity of the second inlet hole 110 so that secondary combustion is achieved, and may further include an upward propulsion plate 400.
  • the upward propulsion plate 400 may form a curved surface extending from the lower end of the inlet pipe 200 toward the outer upper direction, so that it is spaced apart from the sidewall of the combustion chamber 100 toward the outer upper direction. the gap narrows. Accordingly, the combustion gas, where the primary combustion has occurred in the lower part of the combustion chamber 100, increases in speed while moving upward on the upward propulsion plate 400, as shown in FIG.
  • the second inlet hole 110 is formed near the upper end of the upward propulsion plate 400 so that a vortex is formed at a point where the flow of combustion gas has a relatively high speed, thereby forming a strong ascending air current It is preferable to
  • the present invention may further include a rising retardation plate 500 so that the combustion gas that is not completely burned among the combustion gases moving along the strong rising air flow can be smoothly introduced into the first inlet hole 210 .
  • the rise retardation plate 500 may form a curved surface extending downward from the upper side of the first inlet hole 210 toward the outer side and lower side walls of the combustion chamber 100 toward the lower side. The spaced apart becomes narrower.
  • the rise retardant plate 500 serves to delay the rise of the combustion gas, and since complete combustion is not achieved, combustion gas that is relatively heavier than completely burned combustion gas passes through the first inlet hole 210 through the inlet pipe. (200). At this time, the combustion gas in which complete combustion is performed passes between the rise retardation plate 500 and the side wall of the combustion chamber 100, flows into the communication 120, and is discharged to the outside.
  • a first heat retardation plate 610 having a ring shape having a predetermined width and having an outer circumference coupled to an upper inner wall of the combustion chamber 100, and a first heat retardation plate 610
  • a second heat delay plate 620 having the same shape as the plate 610 and having an inner periphery coupled to an upper portion of the inlet pipe 200, that is, an outer wall of the upper inlet pipe 200a may be further included.
  • the first heat retardation plate 610 has an inner periphery spaced apart from the inlet pipe 200, and the second heat retardation plate 620 has an outer circumference spaced apart from the combustion chamber 100, so that complete combustion is achieved.
  • a path through which the formed combustion gas can move to the communication 120 is formed.
  • the escape of heat to the outside is delayed for a certain period of time, so that the warmth is more continuously maintained. can be maintained for a long time
  • the present invention may further include a cover 700 for sealing the top of the inlet pipe 200.
  • the cover 700 is to prevent the inflow of outside air through the inlet pipe 200 so that ignition can be quickly performed. After covering the 700, the object to be burned 10 is ignited using an ignition agent or a torch through the ignition opening 130, and after a certain period of time, the cover 700 is opened so that the combustion gas is repeatedly and continuously burned. can do.
  • firewood which is a to-be-combusted object, according to the present invention described above is as follows.
  • combustion chamber 110 second inlet hole
  • first open delay plate 620 second open delay plate

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Abstract

본 발명은 자동 반복 연소 난로에 관한 것으로서, 내부가 빈 통 형태를 이루고, 연소가스가 외부로 배출되는 연통이 상부에 구비된 연소실; 상기 연소실보다 작은 직경을 가진 관 형태를 이루면서, 연소실의 상단에 고정되어 연소실 내측에 마련되며, 내부로 피연소물을 투입할 수 있는 유입관; 상기 연소실의 측면을 둘러싸면서 지면에 지지되는 외통;을 포함하되, 상기 유입관은, 하단이 연소실의 바닥면으로부터 이격되고 연소실과 연통되게끔 제1 유입공이 관통형성되며, 상기 연소실은, 제1 유입공보다 하측에 외통과 연통되게끔 제2 유입공이 관통형성되고, 상기 외통은, 제2 유입공보다 하측에 외부와 연통되게끔 제3 유입공이 관통형성되어, 상기 연소실의 하부에서 피연소물이 점화됨에 따라 생성된 연소가스는, 제1 유입공을 통해 연소실과 유입관 내를 순환하면서 제3 유입공 및 제2 유입공을 통해 연소실로 유입된 외부공기와, 유입관의 상단을 통해 유입된 외부공기에 의해, 반복 연속 연소가 이루어지고, 완전연소가 이루어지면 연통을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로에 관한 것이다.

Description

자동 반복 연소 난로
본 발명은 자동 반복 연소 난로에 관한 것으로서, 특히 피연소물을 완전 연소시켜 열효율을 높이고 피연소물의 사용량을 줄일 수 있는 자동 반복 연소 난로에 관한 것이다.
일반적으로 난로는 탄소유기화합물을 연소시켜 빛과 열을 얻는 장치로, 특히, 화목난로는 세계인구의 70%가 취사 및 난방을 위해 사용하고 있으며, 우리나라도 농촌에서 매 겨울철마다 사용하고 있다.
이러한 화목난로는 대부분 피연소물인 장착이 한번만 연소되도록 구성되고, 연소로 인해 발생되는 연소가스가 연통을 통해 외부로 배출되는바, 이산화탄소나 유해가스 등과 같은 다량의 공해물질이 배출되고, 불완전연소로 인해 장작인 피연소물의 사용량이 늘어 자원이 낭비되고 있는 실정이다.
이에 따라, 1차 연소 후 재차 공기를 유입시켜 2차 연소를 시키거나, 연소된 열을 판이나 공간 등을 이용하여 정체되게끔 하는 구성을 포함하는 난로가 출시되고 있다. 그러나, 재차 공기를 유입시킨다 하더라도 완전연소에 이를 수 없는바, 불완전연소가 일어나는 만큼의 이산화탄소, 유해가스 등과 같은 다량의 공해물질이 배출되고 피연소물의 소모가 증가될 수밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 피연소물의 연소로 발생된 연소가스를 여러 번 반복적으로 연소시킴에 따라 피연소물의 완전 연소가 이루어져 열효율을 높이고 피연소물의 사용량을 줄일 수 있는 자동 반복 연소 난로를 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 자동 반복 연소 난로는, 내부가 빈 통 형태를 이루고, 연소가스가 외부로 배출되는 연통이 상부에 구비된 연소실; 상기 연소실보다 작은 직경을 가진 관 형태를 이루면서, 연소실의 상단에 고정되어 연소실 내측에 마련되며, 내부로 피연소물을 투입할 수 있는 유입관; 상기 연소실의 측면을 둘러싸면서 지면에 지지되는 외통;을 포함하되, 상기 유입관은, 하단이 연소실의 바닥면으로부터 이격되고 연소실과 연통되게끔 제1 유입공이 관통형성되며, 상기 연소실은, 제1 유입공보다 하측에 외통과 연통되게끔 제2 유입공이 관통형성되고, 상기 외통은, 제2 유입공보다 하측에 외부와 연통되게끔 제3 유입공이 관통형성된다.
또한, 상기 유입관의 하단으로부터 외측 상방을 향하게 연장형성된 곡면을 이루는 상승추진판;을 더 포함하되, 상기 상승추진판은, 외측 상방을 향할수록 연소실의 측벽과 이격된 간격이 좁아지며, 상기 제2 유입공은, 상승추진판의 상단 부근에 형성될 수 있다.
또한, 상기 유입관에서 제1 유입공의 상측으로부터 외측 하방을 향하게 연장형성된 곡면을 이루는 상승지연판;을 더 포함하되, 상기 상승지연판은, 외측 하방을 향할수록 연소실의 측벽과 이격된 간격이 좁아질 수 있다.
또한, 상기 유입관은, 상부유입관과, 상부유입관의 하측으로 연통되면서 상부유입관보다 작은 직경을 가지는 하부유입관을 포함하되, 상기 제1 유입공은, 하부유입관의 상단부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유입공 및 제2 유입공은, 각각 유입관 및 연소실의 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되며, 상호 반대 방향으로 회전되는 와류가 유입관 및 연소실 내에 형성되도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 연소실의 하단부에는 피연소물을 외부에서 점화할 수 있도록 하는 점화구가 구비되며, 상기 연통에는 외부로의 연소가스 배출을 제어하는 연통개폐구가 구비되되, 상기 연통개폐구를 조작하여 연통을 밀폐시키고, 점화구를 통해 외부공기가 유입되도록 점화구를 개방시킴에 따라, 유입관을 통해 치솟는 불길을 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연소실의 하부에서 피연소물이 점화됨에 따라 생성된 연소가스는, 제1 유입공을 통해 유입된 공기와 2차 연소를 일으키면서 연소실의 상부로 빠르게 상승하고, 제2 유입공 및 제3 유입공을 통해 연소실로 유입된 외부공기와, 유입관의 상단을 통해 유입된 외부공기에 의해 순환되면서, 반복적인 연소가 이루어지며, 완전연소가 이루어지면 연통을 통해 배출된다.
이처럼 피연소물의 연소로 발생된 연소가스가 순환하며 여러 번 반복적으로 연소되는바, 피연소물의 완전 연소가 이루어져 열효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 피연소물의 사용량을 줄일 수 있어 경제적이다.
또한, 기존 난로에서 발생하는 타르나 목초액 등이 전혀발생되지 않고, 점화 후 1~2분 정도의 시간 경과 후부터는 연기가 전혀 발생되지 않으므로, 공해물질이 거의 배출되지 않으며, 연통의 길이를 1m 이내로 짧게 형성해도 연소에 지장이 없다.
그리고 필요에 따라 점화구와 연통개폐구의 조작을 통해, 유입관으로 불길이 치솟도록 함으로써, 유입관을 화로로 전환시킬 수 있어 조리를 함에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명인 자동 반복 연소 난로를 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명인 자동 반복 연소 난로를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명인 자동 반복 연소 난로에서 연소가스가 순환하며 반복적으로 연소가 일어나는 것을 보여주는 예시도,
도 4는 본 발명인 자동 반복 연소 난로에 적용되는 연소실과 유입관을 보여주는 단면도,
도 5는 도 4의 A-A 및 B-B 단면을 보여주는 단면도.
본 발명에서는 피연소물의 연소로 발생된 연소가스를 여러 번 반복적으로 연소시킴에 따라 피연소물의 완전 연소가 이루어져 열효율을 높이고 피연소물의 사용량을 줄일 수 있도록, 내부가 빈 통 형태를 이루고, 연소가스가 외부로 배출되는 연통이 상부에 구비된 연소실; 상기 연소실보다 작은 직경을 가진 관 형태를 이루면서, 연소실의 상단에 고정되어 연소실 내측에 마련되며, 내부로 피연소물을 투입할 수 있는 유입관; 상기 연소실의 측면을 둘러싸면서 지면에 지지되는 외통;을 포함하되, 상기 유입관은, 하단이 연소실의 바닥면으로부터 이격되고 연소실과 연통되게끔 제1 유입공이 관통형성되며, 상기 연소실은, 제1 유입공보다 하측에 외통과 연통되게끔 제2 유입공이 관통형성되고, 상기 외통은, 제2 유입공보다 하측에 외부와 연통되게끔 제3 유입공이 관통형성되어, 상기 연소실의 하부에서 피연소물이 점화됨에 따라 생성된 연소가스는, 제1 유입공을 통해 연소실과 유입관 내를 순환하면서 제3 유입공 및 제2 유입공을 통해 연소실로 유입된 외부공기와, 유입관의 상단을 통해 유입된 외부공기에 의해, 반복 연속 연소가 이루어지고, 완전연소가 이루어지면 연통을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로를 제안한다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 자동 반복 연소 난로는 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.
본 발명인 자동 반복 연소 난로는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 연소실(100), 유입관(200), 외통(300)을 포함하여, 피연소물(10)을 연소시킴에 따라 따뜻함이 제공될 수 있도록 구성되며, 본 발명에서의 피연소물(10)은, 장작임을 전제로 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
연소실(100)은, 내부가 빈 통 형태를 이루며, 횡단면이 다각형을 이루는 통 형태로 형성될 수 있으나, 내부에서의 공기의 원활한 흐름을 고려하였을 때 횡단면이 원형을 이루는 통 형태로 형성됨이 바람직하다. 또한, 연소실(100)의 상부에는 내부와 연통되면서 연소실(100)의 상방으로 연통(120)이 구비되어 연소실(100) 내부의 연소가스가 이를 통해 외부로 배출된다. 후술하겠지만, 연통(120)을 통해 배출되는 연소가스는, 완전연소가 이루어진 탄산가스와 수증기로 이루어진 연소가스를 의미한다.
그리고 연통(120)에는 외부로의 연소가스 배출을 제어하는 연통개폐구(121)가 구비될 수 있는바, 사용자는 연통개폐구(121)를 조작하여 연통(120)을 밀폐시키거나 개방시킬 수 있다. 이는 후술할 점화구(130)와 함께 조작됨에 따라 유입관(200)을 통해 불길이 치솟도록 할 수 있다. 일 예로, 본 발명이 가동 중이 상태에서 연통개폐구(121)를 조작하여 연통(120)을 밀폐시키고, 점화구(130)를 통해 외부공기가 유입되도록 점화구(130)을 개방시킴에 따라, 유입관(200)을 통해 불길이 치솟도록 할 수 있다. 따라서, 사용자는 연소실(100)의 상면에 냄비 받침대 등을 놓고 치솟는 불길을 이용하여 조리를 할 수 있다.
유입관(200)은 연소실(100)보다 작은 직경을 가진 관 형태로 이루어지며, 연소실(100)의 상단에 고정되어 연소실(100) 내측 중앙에 마련된다. 이러한 유입관(200)의 내부로는 피연소물(10)이 투입되는바, 유입관(200)의 상단은 연소실(100)의 상면보다 돌출되도록 구비됨이 바람직하다. 또한, 유입관(200)의 하단은 연소실(100)의 바닥면으로부터 이격되게끔 구비되어, 유입관(200)의 하방으로 1차 연소공간을 형성한다.
이때, 유입관(200)의 내측으로 투입된 피연소물(10) 중 연소실(100)의 바닥면에 위치되는 피연소물(10)이 연소실(100)의 하부에서 점화가 이루어질 수 있다. 이를 위해, 연소실(100)의 하단부에는 연소실(100)의 바닥면에 위치되는 피연소물(10)에 대하여 외부에서 점화할 수 있도록 하는 점화구(130)가 구비될 수 있다. 일 예로, 점화구(130)는 유입관(200)의 하측에서 서랍식으로 구성되어 점화구(130)를 외부로 인출함으로써, 점화구(130) 내에 수용된 피연소물(10)을 점화시킬 수 있다. 다른 일 예로, 점화구(130)는 후술할 유입관(200)의 하방인 연소실(100)의 하단부로부터 후술할 외통(300)의 바깥까지 연장형성되고, 외통(300)의 바깥에 위치되는 부분이 개폐되게끔 구성될 수 있는바, 외통(300)의 바깥 부분을 개방시킨 상태에서 점화도구를 이용하여 연소실(100)의 하단부에 위치되는 피연소물(10)을 점화시킬 수 있다.
그리고 유입관(200)은, 피연소물(10)이 투입되는 통로를 제공함과 더불어, 1차 연소에 필요한 공기를 지속적으로 공급하는 통로 역할을 한다. 따라서, 외부로부터 유입관(200)을 거쳐 연소실(100)의 하부로 공기가 원활히 공급되도록 하기 위하여, 유입관(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부유입관(200a)과, 하부유입관(200b)을 포함할 수 있다.
이때, 하부유입관(200b)은, 상부유입관(200a)의 하단으로부터 하측으로 연장형성되어 상부유입관(200a)과 연통되며, 상부유입관(200a)보다 작은 직경을 가지도록 이루어진다. 이에 따라, 하부유입관(200b)에서의 공기 흐름은, 상부유입관(200a)에서의 공기 흐름보다 빠르게 되므로, 외부로부터 연소실(100)의 하부를 향해 공기가 원활히 공급되게 된다. 또한, 상부유입관(200a)과 하부유입관(200b)이 연결되는 부분은, 점진적으로 직경이 줄어들게끔 형성되어, 하방으로 이동되는 공기의 흐름이 해당 부분에 의해 간섭되지 않지 않도록 함이 바람직하다.
외통(300)은, 연소실(100)의 측면을 둘러싸면서 지면에 지지되도록 구성된다. 일 예로, 외통(300)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 측벽이 연소실(100)의 직경보다 큰 통 형태를 이루면서 연소실(100)의 측벽과 이격되게끔 구비되고, 외통(300)의 측벽으로부터 상방으로 연장형성된 상면은 상방으로 갈수록 점차 직경이 줄어들게끔 형성되어 상단이 연소실(100)의 중간부에 결합될 수 있다. 또한, 외통(300)은 하방이 개방되어 측벽에 의해 지면에 지지될 수 있도록 구성될 수 있으며, 이때, 연소실(100)은 바닥면이 외통(300)의 측벽 하단으로부터 소정의 높이만큼 이격되게끔 위치될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이 연소실(100)의 하부에서 피연소물(10)이 점화됨에 따라 생성된 연소가스가 연소실(100)과 유입관(200) 내를 순환하면서 완전 연소할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 유입관(200)에는 연소실(100)과 연통되게끔 제1 유입공(210)이 관통형성되고, 연소실(100)에는 제1 유입공(210)보다 하측에 외통(300)과 연통되게끔 제2 유입공(110)이 관통형성되며, 외통(30))에는 제2 유입공(110)보다 하측에 외부와 연통되게끔 제3 유입공(310)이 관통형성된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 피연소물(10)의 점화로 발생된 연소가스는, 유입관(200)과 연소실(100)의 사이 공간을 통해 상방으로 이동되어 제1 유입공(210)을 통해 유입관(200)으로 유입되고, 유입관(200)을 통해 외부공기가 하방으로 이동되는 흐름을 따라 연소실(100)의 하부로 내려가 재차 연소가 이루어진다.
이처럼 연소가스가 제1 유입공(210)을 통해 연소실(100)과 유입관(200) 내를 순환하는 과정에서, 도 3에 도시된 바와 같이 제3 유입공(310) 및 제2 유입공(110)을 통해 연소실(100)로 유입된 외부공기에 의해 제2 유입공(110)이 형성된 부근에서 2차 연소가 이루어지고, 유입관(200)의 상단을 통해 유입된 외부공기에 의해 제1 유입공(210)이 형성된 부근에서 3차 연소가 이루어진다. 이와 같이 본 발명은 연소가스가 지속적으로 순환하면서 외부 공기에 의해 반복적인 연속 연소가 이루어지고, 완전연소가 이루어진 연소가스는 연통(120)을 통해 배출된다. 따라서, 피연소물(10)의 완전 연소가 이루어져 열효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 피연소물의 사용량을 줄일 수 있어 경제적이다.
그리고 제1 유입공(210), 제2 유입공(110) 및 제3 유입공(310)은, 각각 유입관(200), 연소실(100) 및 외통(300)의 둘레를 따라 일정 간격으로 복수 개가 형성됨이 바람직하다. 이때, 제1 유입공(210) 및 제2 유입공(110)은, 상호 반대 방향으로 회전되는 와류가 유입관(200) 및 연소실(100) 내에 형성되도록 이루어질 수 있다.
일 예로, 제1 유입공(210)은, 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이 유입관(200) 측벽의 외주면으로부터 내주면을 관통하게 형성되되, 유입관(200)의 중심을 향하는 기준선보다 우측으로 소정의 각도만큼 틀어지게 내주면을 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한 제1 유입공(210)이 복수 개 형성된 유입관(200)은, 제1 유입공(210) 부근에서 반시계 반향으로 회전하는 와류가 형성되는바, 유입관(200)의 상단으로부터 유입된 외부공기와 제1 유입공(210)을 통해 유입된 연소가스는, 하강기류를 형성하면서 연소실(100) 하부를 향하게 된다.
이러한 제1 유입공(210)은, 상부유입관(200a)에 비해 폭이 줄어들어 공기의 흐름이 빨라지는 지점인 하부유입관(200b)의 상단부에 형성되어, 강한 하강기류가 형성되도록 함이 바람직하다.
그리고 일 예로, 제2 유입공(110)은, 도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같이 연소실(100) 측벽의 외주면으로부터 내주면을 관통하게 형성되되, 연소실(100)의 중심을 향하는 기준선보다 좌측으로 소정의 각도만큼 틀어지게 내주면을 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한 제2 유입공(110)이 복수 개 형성된 연소실(100)은, 제2 유입공(110) 부근에서 시계 방향으로 회전하는 와류가 형성되는바, 제2 유입공(110)을 통해 유입된 외부공기와, 1차 연소가 이루어진 연소가스는, 상승기류를 형성하면서 연소실(100)의 상방을 향하게 된다.
한편, 본 발명은 2차 연소가 이루어지게끔 연소가스를 원활히 제2 유입공(110) 부근으로 보내기 위한 구성으로, 상승추진판(400)을 더 포함할 수 있다. 상승추진판(400)은 일 예로 도 2에 도시된 바와 같이 유입관(200)의 하단으로부터 외측 상방을 향하게 연장형성된 곡면을 이룰 수 있어, 외측 상방을 향할수록 연소실(100)의 측벽과 이격된 간격이 좁아지게 된다. 이에 따라, 연소실(100)의 하부에서 1차 연소가 일어난 연소가스는, 도 3에 도시된 바와 같이 상승추진판(400)을 타고 상방으로 이동하면서 속도가 빨라지게 된다.
이때, 제2 유입공(110)은 상승추진판(400)의 상단 부근에 형성하여, 연소가스의 흐름이 상대적으로 빠른 속도를 가지는 지점에서 와류가 형성되도록 함으로써, 강한 상승기류를 형성할 수 있도록 함이 바람직하다.
이처럼 강한 상승기류를 타고 이동되는 연소가스 중 완전연소가 이루어지지 않은 연소가스가 제1 유입공(210)으로 원활히 유입될 수 있도록, 본 발명은 상승지연판(500)을 더 포함할 수 있다. 상승지연판(500)은 일 예로 도 2에 도시된 바와 같이 제1 유입공(210)의 상측으로부터 외측 하방을 향하게 연장형성된 곡면을 이룰 수 있어, 외측 하방을 향할수록 연소실(100)의 측벽과 이격된 간격이 좁아지게 된다.
이와 같은 상승지연판(500)은, 연소가스의 상승을 지연시키는 역할을 하면서, 완전연소가 이루어지지 않아 완전연소된 연소가스보다 상대적으로 무거운 연소가스가 제1 유입공(210)을 통해 유입관(200)으로 유입되도록 하는 역할을 한다. 이때, 완전연소가 이루어진 연소가스는, 상승지연판(500)과 연소실(100)의 측벽 사이를 지나 연통(120)으로 유입되어 외부로 배출된다.
한편, 연소실(100)과 유입관(200) 사이 공간에서 상승기류가 형성됨에 따라, 열기가 함께 상승되어 외부로 빠져나가는 것을 방지하고자, 본 발명은, 연소실(100)와 유입관(200) 각각의 상부에 열기를 지연하는 구성을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 폭을 가지는 링 형태를 이루면서 외주연이 연소실(100)의 상부 내측벽에 결합되는 제1 열기지연판(610)과, 제1 열기지연판(610)과 동일한 형태를 이루면서 내주연이 유입관(200)의 상부, 즉 상부유입관(200a) 외측벽에 결합되는 제2 열기지연판(620)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 열기지연판(610)은 내주연이 유입관(200)과 이격되도록 형성되고, 제2 열기지연판(620)은 외주연이 연소실(100)과 이격되도록 형성되어, 완전연소가 이루어진 연소가스가 연통(120)으로 이동할 수 있는 경로를 형성한다.
이러한 제1 열기지연판(610)과 제2 열기지연판(620)을 지나는 공기의 흐름은, 지그재그 형태를 이루게 되므로, 열기가 외부로 빠져나가는 것을 일정 시간 지연시키게 되는바, 따뜻함이 보다 지속적으로 오래 유지될 수 있다.
그리고 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 유입관(200)의 상단을 밀폐시키는 덮개(700)를 더 포함할 수 있다. 덮개(700)는 유입관(200)을 통한 외부공기의 유입을 막아 점화가 신속히 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로, 유입관(200)의 상단을 통해 피연소물(10)을 내부로 투입한 후, 덮개(700)를 덮은 다음, 점화구(130)를 통해 착화제나 토치 등을 이용하여 피연소물(10)을 점화시키고, 일정 시간이 지나면 덮개(700)를 개방하여, 연소가스의 반복 연속 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 본 발명으로 피연소물인 장작(화목)을 연소시키는 과정은 다음과 같다.
1) 유입관(200)의 상단을 통해 유입관(200) 내부로 장작을 넣고 덮개(700)로 유입관(200)의 상단을 밀폐시킨다.
2) 점화구(130)를 통해 장작을 점화시킨다. 이때, 발생되는 연소가스는 유입관(200)을 통해 외부로 빠져나갈 수 없고, 상승추진판(400)에 의해 가속되며 상방으로 이동된다.
3) 상승추진판(400)을 따라 제2 유입공(110) 부근으로 이동된 연소가스는, 제3 유입공(310) 및 제2 유입공(110)을 통해 외부에서 유입된 외부공기로 인해 2차 연소가 촉발된다. 이때, 점화구(130)를 밀폐하고 덮개(700)를 제거하여 유입관(200)을 개방시킨다. 이로 인해, 외부공기가 유입관(200)을 통해 유입되어 장작이 하부로부터 본격적으로 연소되기 시작한다.
4) 2차 연소 후 상승하는 연소가스는 상승지연판(500)을 통해 지연시킴과 동시에, 그 중 질량이 큰 연소가스는 제1 유입공(210)을 통해 유입관(200)으로 다시 유입되어 3차 연소가 발생된다. 이는 유입관(200)을 통해 외부공기가 유입되는 속도와 상승지연판(500)에 의해 지연된 연소가스의 속도 차이를 이용한 베르누이 원리로 가능하다. 이때, 상부유입관(200a)보다 폭이 작은 하부유입관(200b)의 상단부에 제1 유입공(210)을 형성하여 외부공기의 유입속도를 높임으로써 제1 유입공(210)을 통해 연소가스의 유입을 촉진시킬 수 있다.
5) 3차 연소가 이루어진 연소가스는, 다시 유입관(200)의 하부로 이동되어, 새로이 1차 연소가 이루어진 연소가스와 함께 상기의 과정이 반복적으로 이루어지게 되어, 완전연소가 이루어진다.
[부호의 설명]
10 : 피연소물
100 : 연소실 110 : 제2 유입공
120 : 연통 121 : 연통개폐구
130 : 점화구
200 : 유입관 200a : 상부유입관
200b : 하부유입관 210 : 제1 유입공
300 : 외통 310 : 제3 유입공
400 : 상승추진판
500 : 상승지연판
610 : 제1 열기지연판 620 : 제2 열기지연판

Claims (6)

  1. 내부가 빈 통 형태를 이루고, 연소가스가 외부로 배출되는 연통(120)이 상부에 구비된 연소실(100);
    상기 연소실(100)보다 작은 직경을 가진 관 형태를 이루면서, 연소실(100)의 상단에 고정되어 연소실(100) 내측에 마련되며, 내부로 피연소물(10)을 투입할 수 있는 유입관(200);
    상기 연소실(100)의 측면을 둘러싸면서 지면에 지지되는 외통(300);을 포함하되,
    상기 유입관(200)은, 하단이 연소실(100)의 바닥면으로부터 이격되고 연소실(100)과 연통되게끔 제1 유입공(210)이 관통형성되며,
    상기 연소실(100)은, 제1 유입공(210)보다 하측에 외통(300)과 연통되게끔 제2 유입공(110)이 관통형성되고,
    상기 외통(300)은, 제2 유입공(110)보다 하측에 외부와 연통되게끔 제3 유입공(310)이 관통형성되어,
    상기 연소실(100)의 하부에서 피연소물(10)이 점화됨에 따라 생성된 연소가스는, 제1 유입공(210)을 통해 연소실(100)과 유입관(200) 내를 순환하면서 제3 유입공(310) 및 제2 유입공(110)을 통해 연소실(100)로 유입된 외부공기와, 유입관(200)의 상단을 통해 유입된 외부공기에 의해, 반복 연속 연소가 이루어지고, 완전연소가 이루어지면 연통(120)을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입관(200)의 하단으로부터 외측 상방을 향하게 연장형성된 곡면을 이루는 상승추진판(400);을 더 포함하되,
    상기 상승추진판(400)은, 외측 상방을 향할수록 연소실(100)의 측벽과 이격된 간격이 좁아지며,
    상기 제2 유입공(110)은, 상승추진판(400)의 상단 부근에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입관(200)에서 제1 유입공(210)의 상측으로부터 외측 하방을 향하게 연장형성된 곡면을 이루는 상승지연판(500);을 더 포함하되,
    상기 상승지연판(500)은, 외측 하방을 향할수록 연소실(100)의 측벽과 이격된 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유입관(200)은, 상부유입관(200a)과, 상부유입관(200a)의 하측으로 연통되면서 상부유입관(200a)보다 작은 직경을 가지는 하부유입관(200b)을 포함하되,
    상기 제1 유입공(210)은, 하부유입관(200b)의 상단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유입공(210) 및 제2 유입공(110)은, 각각 유입관(200) 및 연소실(100)의 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되며, 상호 반대 방향으로 회전되는 와류가 유입관(200) 및 연소실(100) 내에 형성되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연소실(100)의 하단부에는 피연소물(10)을 외부에서 점화할 수 있도록 하는 점화구(130)가 구비되며,
    상기 연통(120)에는 외부로의 연소가스 배출을 제어하는 연통개폐구(121)가 구비되되,
    상기 연통개폐구(121)를 조작하여 연통(120)을 밀폐시키고, 점화구(130)를 통해 외부공기가 유입되도록 점화구(130)를 개방시킴에 따라, 유입관(200)을 통해 치솟는 불길을 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 반복 연소 난로.
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