KR20160089302A - 연탄 횡치식 육각 온수가열연도가 설치된 나무보일러 - Google Patents

Abstract

연탄 횡치식 육각 온수가열연도가 설치된 나무보일러가 개시된다. 본 발명은 물탱크 온수의 장시간 보온이 가능한 연탄 보조식 나무보일러에 관한 것으로서 연탄을 인입 또는 인출시킬 수 있는 육각형 온수가열연도에 연탄을 횡치시켜 연탄의 외주면 둘레로 연소가스가 흐르면서 연탄연소조절판에 의해 적절히 지연 점화된 연탄의 발열량에 의해 물탱크 온수의 급속한 온도강하를 막아주는 것이 특징이다. 고열에 견디는 구조적 강성을 확보한 육각관 형태의 온수가열연도는 상단의 ∧부분이 물탱크 속 온수의 하중에 연도가 굽어지거나 처지는 것을 방지하고 하단의 V부분은 연탄의 하중에 연도가 굽어지거나 처지는 것을 방지하며 또한 1도~5도 범위로 자연 구배를 이룬 배출홈을 따라 횡치된 연탄의 아래로 목초액이 흘러 배출될 수 있도록 한다.
이에 따라 통상의 가정용 나무보일러에서 저녁에 연소실을 가득 채우고도 나무의 추가 보충이 없을 시에 연소가 조기 종료되어 다음날 아침에 온수가 급속도로 식어버리는 단점을 해결할 수 있다.

Description

연탄 횡치식 육각 온수가열연도가 설치된 나무보일러{Firewood boiler which has a hexagonal heating duct is briquette laid}

본 발명은 물탱크 온수의 장시간 보온이 가능한 연탄 보조식 나무보일러에 관한 것이며, 또한 고열에 견디는 구조적 강성을 확보한 나무보일러의 내부 가열연도 구조에 관한 것이다.

나무보일러에 땔감으로 사용되는 고체연료는 부피가 크고 단위 중량당 발생열량이 작기 때문에 석유나 가스와 비교하여 열효율이 떨어진다. 따라서 한번에 많은 땔감을 집어넣고 태울 수 있도록 나무보일러의 연소실은 내부용적이 커야 하고 연소실 내부와 입구의 구조는 송진과 같이 내부표면에 단단하게 굳어 들러붙은 연소 찌꺼기를 쉽게 긁어낼 수 있도록 단순한 직육면체 형태이어야 한다.

또한 나무보일러는 필요에 따라 나무를 비롯하여 목재 팰릿이나 석탄 등 다양한 고체연료를 연소시킬 수 있어야 하므로 연소실 개폐용 도어는 입구가 가능한 커야 하며 개폐와 잠금이 편리하고 쉬워야 한다.

상술한 고체연료들은 액체연료와 달리 연속적인 소량 공급이 어렵고 잔류연소물의 회수가 번거롭다. 이 때문에 나무보일러의 도어는 대량의 연료를 빠르게 투입할 수 있고 재와 찌꺼기를 쉽게 빼낼 수 있도록 연소실과 거의 같은 폭과 높이의 여닫이 방식으로 설계된다.

나무보일러는 물탱크와 연도 사이, 연도와 연소실 사이에 위치하는 얇은 공간, 즉 연소실을 얇게 둘러싼 공간에 해당하는 워터재킷 구조를 가지고 있으며 연소실의 열기를 워터재킷으로 전달하여 물을 가열하고, 데워진 온수를 난방용수나 온수로 활용한다.

그러므로 동일한 양의 나무를 투입하였을 때 워터재킷에 열을 전달하는 연소실 외벽온도가 높을수록, 그리고 높은 연소실 외벽온도가 오래 유지될수록 나무보일러의 열효율은 높아진다.

연소실 내벽면의 온도를 외벽에 그대로 전달하려면 연소실 벽의 두께는 얇을수록 좋으나 고열과 물탱크의 하중에 견디기 위해 적절한 강도도 뒷받침되어야 한다.

발생된 연소열을 최대한 흡수하기 위해 나무보일러의 내부연도는 물탱크 속에서 연소실의 길이방향으로 적어도 1번 이상 왕복하는 ㄹ자 형이나 회돌이 형 구조로 설치된다. 이때 연도의 내부표면에는 역시 목초액이나 송진이 들러붙기 쉬우므로 도구를 집어넣어 청소하기 쉽도록 연도의 단면적은 충분히 넓게 형성된다.

한편, 나무보일러는 연료비절감 등 경제적인 목적으로 사용되는 경우가 대부분이어서 발생열량 대비 보일러 제품의 가격도 최대한 저렴하게 책정되어야 한다. 그러므로 주요 구조를 형성하는 강철판의 절단, 판금, 조립, 용접이 쉽고 제작비용이 적게 들도록 보일러는 단순한 평면 사각의 직육면체 형상이 선호된다.

나무연료의 부족한 연소지속시간을 보완하기 위해서 연소실 내에서도 적치된 나무의 연소시간을 다르게 설정하거나 연탄과 나무를 혼합 적치하여 연소시키는 혼합식 보일러도 꾸준히 연구되어 왔다.

현재의 나무보일러는 실수요자의 사용패턴에 최적화된 연소특성을 발휘하도록 시장친화적인 개량을 거듭하고 있으며 최근에는 한정된 연료량으로 워터재킷과 물탱크 속의 난방수를 얼마나 오랫동안 뜨겁게 유지할 수 있는지가 중요한 성능요건으로 인식되고 있다.

그러나 나무보일러의 주 원료인 나무는 부피 대비 피크열량이 낮은 약점이 있는데다가 천천히 오래 태우기 어려워서 누적 총 발열량이 만족스럽지 못하다는 약점도 있다.

이러한 연료특성상의 약점은 나무보일러를 일반 가정용 난방보일러로 사용 시, 연소실을 최소한 7~8시간 이상 연소상태로 지속시키기 힘들어 겨울철 한밤중 또는 새벽에 연료를 보충하는 번거로움을 피하기 어려우며 이를 보완하기 위해 연탄과 나무를 혼합 적치하여 연소시키는 혼합식 보일러도 꾸준히 연구되어 왔다.

연탄은 완전점화에 오랜 시간이 걸리고 유해 가스인 일산화탄소를 발생한다는 점에서 약점이 있으나 한번 불이 붙으면 충분히 오랫동안 탈 수 있다는 점에서 상술한 나무보일러의 약점을 해결해 줄 수 있는 좋은 보완 연료이다.

아래 선행기술문헌은 나무보일러에 관한 본 발명 출원인의 선출원 발명과 타인의 연탄겸용 화목보일러 출원에 관한 것으로서 대용적, 저발열량인 나무의 연료특성을 충분히 고려한 연소실, 도어 및 연도와 워터재킷 설계에 필요한 제반 기술지식이 충분히 공개되고 있으며 연소가스가 흐르는 연도에 연탄을 배치하는 기술개념이 제시되고 있다.

(1) 등록특허 10-1068043 연도가 거꾸로 배치된 일체형 연소실과 자연대류용 플랫튜브를 구비한 나무보일러 (2) 등록특허 10-1446509 화재 및 화상 피해가 방지되는 보일러 도어조립체 및 이를 구비한 나무보일러 (3) 등록실용신안 20-0386276 연탄 겸용 화목보일러

나무보일러에 연탄을 겸용으로 사용할 수 있도록 하는 기술개념은 오래 전부터 시도되어 왔다. 그러나 대부분이 추가 설치된 연탄화덕을 나무보일러의 물탱크에 단순히 난방배관으로 연결하거나 나무를 태우는 연소실 속에 단순히 화덕을 집어넣는 구조에 불과하여 단지 연소실이 하나 더 늘어난 제한적 효과에 머물렀다.

나무-연탄 혼합식 보일러는 점화가 늦고 유해가스를 발생하는 연탄의 연소특성을 고려하여 연소실 밀폐가 좀 더 충실하여야 하며 보일러 외부에 설치된 배출연도에는 연소가스 강제 배출장치가 부착되어야 한다.

연탄은 통상 내열소재로 만든 화덕에 넣어서 연소시키는데, 이 같은 방식은 공기와 연탄의 접촉면적이 작아 연탄을 오래 태울 수는 있으나 발열 방향과 열전달 면적이 제한되어 다른 연소실 공간과 유기적으로 결합하기는 어렵다.

연탄을 연소실 속에 그대로 노출시켜 쌓아두는 방법도 고안되었는데, 이 같은 구조는 연탄표면의 온도를 연소실 내부에 복사열로 전파시키는 데에는 유리하였으나 결과적으로 연소실 내부의 빈 공간이 지나치게 커져서 실질적으로 연소실 내벽 표면에 전달되는 열량이 미미하여 열효율이 낮았으며 공기와 연소가스의 흐름도 나빠지는 등 장점보다 단점이 훨씬 많았다. 또한 두 연소실의 점화시간과 연소지속시간이 매우 달라 더 많은 열량을 얻기 위해서 많은 불편함과 번거로움을 감수해야 하였다.

앞서 소개한 선행기술문헌 (3)에서와 같이 나무를 연소시킨 연소가스가 통과하는 경로의 일부를 연탄의 화덕으로 대체하는 것은 전체적인 공간을 효율적으로 사용하는 좋은 방법이다.

그러나 문헌(3)의 연탄겸용 나무보일러는 연탄화덕이 지나치게 무거워서 화덕이 배치된 연도주위에 온수 순환용 워터재킷을 설치할 수가 없다는 단점이 있다. 온수가열연도의 역할을 위해서는 주위에 물이 차있는 공간(워터재킷)을 확보해야 하고 열 전달을 위해 연도를 얇은 철판으로 만들어야 하기 때문이다.

문헌 (3)에서는 화덕의 중량을 지탱하기 위해서 워터재킷 형성을 포기하고 연소실 상부 연도를 튼튼한 구조부재로 구성하였으며 이에 따라 온수가열을 위한 열 전달 면적은 크게 제한된다.

또한 화덕 때문에 연탄의 둘레로 연소가스가 지나갈 수는 없고 연탄 속에 나 있는 구멍을 통해서만 기체가 지나갈 수 있다. 만약 아래쪽 연소실에서 나무를 연소시킨다면 연탄 구멍의 표면에는 연소가스에 포함된 목초액과 송진이 급속히 누적될 것이며 이 때문에 전체적인 연소효율은 급감하게 된다.

결국 문헌(3)은 나무와 연탄을 동시에 연소시키는 보일러가 아니라 필요에 따라 화덕을 제거하고 나무를 연소시킬 수 있거나 혹은 화덕을 끼운 상태에서는 연탄만을 연소시키고 연소실로부터는 신선한 공기만을 공급하는 작동방식만이 가능하다.

이 같은 구성으로는 앞서 설명한 것처럼 전체적인 연소실 공간과 워터재킷 설치구조가 최적으로 설계되지 못하고 극히 비효율적으로 이루어질 수 밖에 없어 나무 또는 연탄 그 어느 쪽으로도 효과적인 보일러라 할 수 없었다.

본 발명은 상술한 여러 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 나무보일러의 기본 구조와 특유의 효과를 그대로 유지하면서 연탄 연료의 장점까지 흡수하기 위한 것이 주요 목적이다.

본 발명에서는 나무보일러 고유의 열효율을 유지하려면 단지 연탄 연소를 위한 별도의 공간을 두어선 안되고 또한 연탄 연소장치가 나무보일러 연소실 주위의 워터재킷과 온수가열연도의 고유한 구조를 바꾸어선 안 된다는 점에 주목하였다.

이에 따르자면 연탄의 역할은 단지 나무연료(이하 나무를 포함한 나무보일러용 고체연료 전체를 가리키는 것으로 한다.)의 연소시간을 연장하여주는 보조적인 개념으로 한정하여야 할 필요가 있다.

즉 기존 나무 전용보일러의 최대약점은 연소열의 유지시간이 충분히 길지 않다는 점이므로 본 발명에서는 투입된 연탄이 조금 늦게 점화되고 연소실의 나무가 거의 다 연소된 이후에야 활발히 연소되는 방법을 연구하였다.

이 과정에서 주의할 점은 나무보일러의 온수가열연도를 통과하는 연소가스가 단지 연탄의 점화를 위해서 연도 내벽면과의 열교환을 방해 받아서는 안 된다는 것이다.

본 발명은 위 조건들을 충족하기 위해 온수가열연도에 연탄을 1열로 횡치(연탄을 가로로 눕혀서 적치)시켜 연소가스의 흐름에 연탄을 그대로 노출시키는 방법을 고안하였다.

그리고 횡치된 연탄의 주위로 연소가스가 흐를 수 있도록 온수가열연도의 관로 단면적은 연탄의 크기(둥근 연탄 윗면을 세로방향(아래방향)으로 내려다본 크기)보다 커야 한다.

한편 연탄을 연도 내벽에 직접 적치하면 연탄의 무게와 고열이 함께 작용하여 강철판재로 된 연도자체가 굽어지거나 처져버릴 우려가 있다. 또한 연탄 주위로 공기가 과잉 공급되어 연탄이 조기에 점화될 우려가 있다.

이를 막기 위하여 온수가열연도를 상 하면 모두 고하중에 견딜 수 있도록 육각형 관으로 만들고, 연탄이 횡치된 지점 앞에 공기흐름을 막는 연탄연소조절판을 설치하였다.

육각형 관에서 상단의 ∧부분은 상기 물탱크 속 온수의 하중에 굽힘 또는 처짐 방지되도록 지지하고, 하단의 V부분은 상기 연탄의 하중에 굽힘 또는 처짐 방지되도록 지지함과 동시에 상기 횡치된 연탄의 아래로 흐르는 목초액의 배출홈 역할을 수행하게 된다. 또한 온수가열연도 입구부분에 설치되는 연탄연소조절판은 연탄과 비슷한 크기로 설정되어 사용하는 나무연료와 원하는 연탄점화시점에 따라 완전히 메워진 원판에서 통공의 크기와 개수를 적절히 조정한 그물형 원판 모양으로 초기에 선택 장착될 수 있다.

이에 따라 연소실에서 태워지는 나무의 연소가스 흐름과 목초액배출 및 온수가열연도와 워터재킷간의 열교환을 거의 방해하지 않는 연탄의 보조 연소구조가 완성된다.

상술한 해결수단에 더하여, 본 발명의 기술사상을 뒷받침하는 추가적인 기술수단들과 그 결합구조들은 첨부된 도면을 바탕으로 한 아래의 구체적인 내용을 참조한다.

본 발명에 따르면 통상의 가정용 나무보일러에서 저녁에 연소실을 채우고 다음날 아침까지 추가로 나무연료를 보급하지 않았을 때 연소가 조기 종료되어 온수가 급속도로 식어버리는 단점을 해결할 수 있다.

통상의 22공 2호 연탄 1장(건조시 무게 3.3kg이상, 열량 15200kcal 이상, 시간당 발열량 1300~1500kcal/h)이 나무연료의 연소시작 2시간 후에 완전 점화되어 8시간 동안 연소된다고 가정할 때 최적의 연소조건은 아니므로 8시간 동안의 시간당 평균열량은 1000~1200kcal 정도로 볼 수 있다. 3장의 연탄을 횡치 시켰을 때 시간당 발열량은 3000~3600kcal이며 이는 물 300~360리터를 1시간 동안 10℃ 상승시킬 수 있는 열량이다. 즉 350리터 전후의 온수를 저장한 나무보일러의 겨울철 운전설정(난방온수 순환량)을 시간당 온도강하량 20℃로 설정하였을 때 나무가 완전 연소된 이후인 연소시작 4~5시간 이후에도 시간당 온도강하 5℃ 내외로 2~3시간 이상을 더 버틸 수 있게 되며, 난방온수 순환량을 적절히 줄인다면 겨울철 아침에 최소한의 온기를 유지하면서 온수샤워를 할 수 있는 충분한 열량을 제공할 수 있게 된다.

위와 같은 고유의 효과를 발휘하는 과정에서 연탄의 뜨거운 열기가 온수가열연도의 내벽 표면에 직접 닿아 워터재킷 속 온수를 더욱 뜨겁게 달구면서 한편으로는 어떠한 불필요한 추가 부속(비용)이나 장기간에 걸친 구조적 변형도 없이 나무보일러 고유의 기능을 충실히 발휘할 수 있는 것은 본 발명에 내재된 또 다른 효과이다.

도 1, 2는 본 발명 보일러의 전체 외형사시도
도 3, 4, 5는 본 발명 보일러의 전체 절개 사시도
도 6, 7은 연탄횡치구조의 확대도 및 주요 구성요소들의 개별 사시도
도 8은 본 발명 보일러의 전체 단면도

상술한 본 발명의 과제 해결수단을 구체적으로 뒷받침하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

다만, 아래에 설명될 실시예에서 특정 전문용어로 표현된 구성요소들과 이들의 결합구조가 본 발명에 포괄적으로 내재된 기술사상을 제한하는 것은 아니다.

참고로 본 발명에서는 온수가열연도와 같이 독립된 기술적 특징을 보여주는 구성요소를 도면부호 50번으로 정의하였으며 온수가열연도의 세부 구조나 부속품들은 해당 자리수에 속하는 51~59번 사이의 도면부호에 포함되도록 정의하였다.

즉 도면부호 51~59번 중 하나로 정의된 구성은 온수가열연도(50)에 포함되는 세부 구성이라 할 수 있으며 이 같은 정의 방식은 연소실도어(40)나 배출연도(70) 등, 나머지 구성에서도 마찬가지로 적용된다.

도 1~2는 본 발명의 본 발명 나무보일러의 외형 사시도이며 도 3~5는 나무보일러 몸체 외부 면을 일부 떼어내서 내부구조를 잘 볼 수 있게 한 절개 사시도이다.

나무보일러는 나무를 연소시키는 연소실(30)이 맨 아래에 배치되고 그 위로 물탱크(80)가 배치된다. 도면에서 도어들(40,42)이 배치된 보일러 전면부가 전방이며, 배출연도(70)가 연결된 보일러 후면부가 후방이다.

연소실(30)과 물탱크(80) 사이에는 워터재킷(81)이 상기 연소실을 둘러싸면서 온수의 가열 및 순환 공간을 제공한다.

워터재킷을 포함하는 구조물로 볼 수 있는 물탱크(80)는 워터재킷의 위로 이어져 서로 간에 물이 통하도록 배치되어 있다. 다시 말하면 물탱크(80) 속은 온수의 가열 보온 및 저장 공간으로서 그 저장공간은 아래에 배치된 워터재킷(81)속의 온수 가열 및 순환 공간에까지 이어진다.

연소실 상부에는 온수가열연도(50)가, 온수가열연도의 상부에는 폐열회수연도(60)가 차례로 배치되어 전형적인 나무보일러의 ㄹ자 연도를 형성한다.

연소실의 출구는 온수가열연도(50)의 후방 입구와 하나의 관로로 연결된다. 또한 온수가열연도의 전방 출구는 폐열회수연도의 전방입구와 하나의 관로로 연결된다.

온수가열연도(50)의 전방 출구를 개폐하여 연탄을 인입 또는 인출시키는 통로를 제공하는 연도도어(42)는 도면에서와 같이 연소실도어(40) 못지않게 크게 형성되어 폐열회수연도(60)의 전방 입구까지 동시에 개폐할 수 있도록 하는 것이 전체적인 연도 청소와 관리 면에서 유리하다.

참고로 연소가스가 식으면서 응결되는 목초액이 횡치된 연탄의 아래를 지나 연소실 바닥 쪽으로 원활하게 자연배출 될 수 있도록 온수가열연도(50)는 경사각도 1°~5° 범위로 기울어지게(연소실 출구 쪽이 낮고 연도도어 쪽이 높게) 설치되는 것이 바람직하다.

폐열회수연도(60)로는 온수가열연도를 통해 워터재킷에 열을 전달하고 나서 다소 식은 연소가스가 통과한다. 다소 식었지만 아직 온수온도보다는 현저히 뜨거운 연소가스가 배출연도(70)로 완전히 빠져나가기 전에 최대한 많은 폐열을 회수하기 위해, 폐열회수연도의 재질은 열전도가 뛰어난 매우 얇은 두께의 강판으로 된 초박관이 적당하며 유속이 빨라지도록 온수가열연도에 비해 관로 단면적을 줄이고, 얇은 판으로 물탱크의 수압을 견딜 수 있도록 원형 관으로 만든다.

연소가열연도의 후방 입구쪽과 연소실의 출구 쪽을 자세히 나타낸 도 5~6을 참조하여 본 발명의 연탄횡치 구조와 그 기술 작용을 살펴본다.

온수가열연도(50)는 강철판재로 된 육각형 관 모양으로 구성될 수 있으며 내부에 적어도 1장의 연탄이 횡치된 상태에서 연탄의 외주면 둘레로 연탄을 고르게 점화시킬 수 있는 뜨거운 연소가스가 충분히 흐를 수 있는 관로 단면적으로 형성된다.

온수가열연도(50)에서 상단의 ∧부분은 물탱크(80) 속 온수의 하중에 굽힘 또는 처짐 방지되도록 지지하고, 하단의 V부분은 워터재킷(81)에 열을 전달하면서 동시에 상기 횡치된 연탄의 아래로 흐르는 목초액의 배출홈(54) 역할을 수행한다.

온수가열연도의 후방 입구에는 연탄연소조절판(51)이 설치되어 횡치된 연탄의 겉과 속을 흐르는 연소가스 중 상당량을 적절히 차단하며 이에 따라 연탄의 점화시기와 총 연소시간을 조절한다.

즉 연탄연소조절판(51)은 연탄의 점화시기와 총 연소시간을 조절할 수 있도록 통공의 크기와 밀도가 조절된 다양한 형태일 필요가 있으며 그 같이 다종 다양한 연탄연소조절판(51)을 필요에 따라 온수가열연도에 쉽게 탈부착할 수 있어야 한다. 이를 위해서 온수가열연도의 입구 상단에는 연탄연소조절판(51)에 나 있는 구멍을 이용하여 쉽게 걸 수 있는 조절판행거(52)가 설치된다.

연탄횡치턱(53)은 온수가열연도의 입구 하단에 설치되어 연탄이 연소실 내부로 낙하하지 않도록 지지한다. 도면에서 보는 바와 같이 연탄횡치턱(53) 아래와 온수가열연도 하단의 V부분 사이에는 약간의 틈이 있어 목초액 자연배출에는 아무런 지장이 없다.

상술한 바와 같이 구성된 연탄 횡치 온수가열연도의 효과를 극대화할 수 있는 추가적인 요건은 연소실 출구로부터 올라오는 연소가스의 화염이 연탄이 최대한 늦게 점화될 수 있도록 충분히 오랜 시간동안 지속되어야 한다는 점이다.

이를 위해서 연소실 하단에 (빨리 타는) 작은 크기의 나무연료를, 연소실 상단에 (늦게 불붙고 오래 타는) 굵고 큰 통나무 연료를 선택적으로 배치하는 방법을 생각해 볼 수 있으며 아래와 같이 연소실 하단의 화염을 최대한 효과적으로 활용하는 C형강 이용 연소대(20)와 연소실 도어 개폐시 연료보충 작업성을 저하시키지 않으면서 연소대 상단 적치 나무연료의 화염을 효과적으로 막아주는 화염차단판(10)이 적용될 수 있다.

도 7, 8을 참조하여 살펴본다. 먼저, 나무보일러용 화염차단판(10)은 연소실 입구 내측 상단 좌우에 회전가능하도록 결합되어 연소실 내부의 화염, 특히 후술할 연소대(20) 상단의 굵은 나무로부터 뿜어져 나오는 강렬한 열기와 불꽃을 막아준다.

화염차단판(10)을 들어올려 연소실 안쪽으로 밀면 차단판고정돌기가 ㄱ형 꺾임부를 지탱하게 된다. 연소실 입구는 화염차단판의 차단벽이 수평 이상으로 활짝 들어올려진 상태로 충분히 개방된다.

바람직하게, 상기 화염차단판(10)은 차단벽이 아래로 늘어뜨려져 있을 때 상기 연소실 입구 면적의 0.3~0.6배에 이르는 면적을 차단벽으로 차폐하고, 상기 차단벽이 위로 들어올려져 있을 때 상기 연소실 입구 면적의 0.1~0.3배에 이르는 면적을 ㄱ자로 짧게 꺾여있는 차단턱으로 차폐하도록 적절한 크기로 조정된다. 이렇게 설정된 차폐면적은 후술하는 연소대(20) 상단에 적치된 굵은 나무로부터의 강한 화염과 열기를 효과적으로 막아주면서, 연소대를 넣고 빼거나 연소실 바닥의 잔류물을 청소하는 데에도 아무런 불편을 주지 않게 된다.

나무보일러용 연소대(20)는 수직기둥과 수평적치대를 조합하여 상태에서 연소대 상단에 나무를 적치한 상태로 연소실(30) 내부로 인입시킬 수 있도록 연소실의 내부공간보다 작은 크기의 선반형태로 만든다.

수직기둥은 단면이 C형으로 형성되어 상기 수평적치대의 4귀퉁이와 양쪽 측면 중 적어도 1곳 이상을 수직으로 지지한다.

바람직하게는 상기 수평적치대의 양쪽 측면에 각각 3~6개로 등간격 배치되면서 상기 수평적치대 아래로 충분한 양의 나무를 하단적치할 수 있도록 어떠한 장애물 없이 깨끗한 6발~12발 다리를 가진 구조물로 배치한다.

이렇게 되면 수직기둥 사이로 하단 적치된 나무(연료)의 화염과 열기가 적절히 빠져나가 연소실의 측벽에 전달된다. 또한 하단 적치 나무(연료)의 나머지 열기는 연소실(30)의 중앙 쪽으로 향하도록 배치된 C형 단면의 개방된 부분, 즉 C형 단면의 홈을 따라 수평적치대 상단에 적치된 나무로 효과적으로 유도된다.

이에 따라 상단 적치 나무에 매우 적절한 열기와 화염이 전달되어 좀 더 불붙기 어려운 굵고 큰 나무를 적치할 수 있다. C형 단면 강재는 다양한 사이즈의 기성품으로 널리 유통되고 있으므로 전체적인 제작비의 절감은 물론 별도의 시뮬레이션을 거치지 않고 다양한 크기의 C형 강재를 사다가 적절히 절단하여 즉석에서 실험하면 특정 연소실에 꼭 맞는 최적의 수직기둥과 적절한 기둥개수 및 간격배치를 도출할 수 있다. C형 강재 특유의 좌굴에 견디는 충분한 강도와 열효율을 떨어뜨리지 않는 얇은 두께는 높은 열효율과 장시간 적절한 화염을 제공할 수 있는 하단 - 상단 순차 점화 기능을 제공한다.

이상 본 발명의 기술사상을 구체적인 실시예를 통해 설명하였다. 덧붙여 본 실시예에서 미처 포함되지 않은 단순 변경 또는 간단 확장 사례가 있을 수 있겠으나, 본 발명의 기술사상은 실시예의 기술적 해석범주보다는 이하의 청구범위에서 기재되는 내용을 바탕으로 해석되어야 할 것이다.

10: 화염차단판
20: 연소대
30: 연소실
40: 연소실도어
41: 공기조절구
42: 연도도어
50: 온수가열연도
51: 연탄연소조절판
52: 조절판행거
53: 연탄횡치턱
54: 목초액 배출홈
55: 목초액 배출공
60: 폐열회수연도
70: 배출연도
71: 강제배출기
80: 물탱크
81: 워터재킷

Claims (5)

1. 나무를 연소시키는 연소실;
   온수의 가열 및 순환 공간으로서 상기 연소실을 둘러싸는 워터재킷;
   온수의 가열 보온 및 저장 공간으로서 상기 워터재킷의 위로 이어지는 물탱크;
   상기 연소실 상부에 배치되며 내부에 적어도 1장의 연탄이 횡치된 상태에서 연탄의 외주면 둘레로 연소가스가 흐를 수 있는 관로 단면적을 가지는 온수가열연도; 및
   상기 연탄을 인입 또는 인출시킬 수 있도록 상기 온수가열연도의 전방 출구를 개폐하는 연도도어;를 포함하는 나무보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온수가열연도는 강철판 재질의 육각형 관으로 형성되어 상단의 ∧부분은 상기 물탱크 속 온수의 하중에 굽힘 또는 처짐 방지되도록 지지하고, 하단의 V부분은 상기 연탄의 하중에 굽힘 또는 처짐 방지되도록 지지함과 동시에 상기 횡치된 연탄의 아래로 흐르는 목초액의 배출홈 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 나무보일러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 온수가열연도의 상부에 배치되는 폐열회수연도;
   상기 온수가열연도의 후방 입구에 설치되어 상기 횡치된 연탄의 점화시기와 총 연소시간을 조절하는 연탄연소조절판;을 더 포함하는 나무보일러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 온수가열연도의 입구 상단과 하단에는 각각 상기 연탄연소조절판을 탈부착할 수 있는 조절판행거;와 상기 연탄이 연소실 내부로 낙하하지 않도록 지지하는 연탄횡치턱;이 더 설치되는 나무보일러.
5. 제3항에 있어서,
   상기 온수가열연도는 연소실 바닥으로 목초액이 자연배출 되도록 1도~5도 범위로 기울어지고,
   상기 연도도어는 상기 온수가열연도의 출구와 상기 폐열회수연도의 입구를 동시에 개폐하는 크기로 형성되는 나무보일러.

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