완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕{conica of holed briquette heater for complete combustion}

본 발명은 연탄난로를 위한 화덕으로, 연탄이 쌓이는 화덕토관을 형성하고, 이 화덕토관의 외부로 감싸는 별도의 금속 화덕외관을 형성하여, 연소를 위한 공기가 화덕토관의 측방에서도 공급될 수 있도록 한 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕에 관한 것이다.

특히 본 발명은 직접적으로 연탄을 태우는 화덕토관의 측방으로 다수의 연소공기 유입공을 형성하고, 상기 화덕토관의 외곽으로 화덕토관을 수용하는 화덕외관을 일정한 간격을 두고 배치하여, 상기 화덕토관과 화덕외관의 사이로 공급되는 공기가 유입공간을 지나 화덕토관의 측방 유입공으로 유입되어, 실질적으로 연탄의 연소가 어려운 연탄의 측면에도 다량의 공기를 공급하는 결과를 가져와 일산화탄소를 재연소시킴으로 완전한 연소를 가능하게 하면서도, 연탄이 쌓이는 화덕토관의 상단으로 일정한 공간인 재가열부를 형성하여 일차적으로 연소된 가스를 재 연소시켜, 일산화탄소의 방출을 최소화하여 연소효율을 향상시킨 것을 특징으로 하는 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕에 관한 것이다.

일반적으로 화석연료로 제작된 연탄은 고열을 발생시키는 장점에 비하여 다량의 일산화탄소를 발생시켜 유해 가스에 의한 폐해를 해결하기 힘들며, 저렴한 장점이 있는 반면에 가지고 있는 열량을 모두 다 열원으로 발생시키기 힘들다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 연소효율을 향상시키는 형태로 화덕을 실시하고, 이를 통해서 일산화탄소의 배출을 최소화시킨 연탄난로 화덕을 제공하고자 한다. 이를 보다 용이하게 설명하기 위해서 종래 일반적으로 사용하던 연탄난로의 구성과 그 작동의 방식을 설명한다.

도 1은 아주 간단한 구조의 연탄난로를 도시하고 있는데, 연탄난로(12)의 하우징(12) 내측에 화덕(A)을 장착하고 화덕(A)의 내측에 연탄(1)을 적재한 실시예이다. 단순하게 연탄(1)을 화덕(A)의 내측에 적재를 하고 교체하며 사용하는 기본적인 연탄난로의 모습이다.

이에 반하여 도시된 도 2에는, 특허 출원 제10-2008-0032613호의 "거꾸로 연소되는 연탄 난로"가 도시되어 있다. 본종래기술은, 거꾸로 연소되는 연탄 난로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연탄이 난로의 상부측에서부터 거꾸로 연소될 수 있도록 함으로써, 연탄의 교체작업이 용이하고 연소율을 향상시켜 줄 수 있는 거꾸로 연소되는 연탄 난로에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 연탄을 연료로 하는 연탄 난로에 있어서, 내부에 연소실(120)이 마련되고 하부측으로 통기실(140)이 형성된 본체(100)와; 연소실(120)의 내부에 설치되고, 연소실(120) 내부에서 본체(100)의 상부측으로 연통되어 지는 연통부(200)와; 본체(100)의 상부측으로부터 연소실(120)의 내측 하방으로 연장되게 설치되어 내부에 연탄을 수용할 수 있는 연탄수용부(320)가 마련된 연소통(300); 및 연소통(300)의 상부측에 설치되어 개폐가능한 덮개(400)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이와 같은 종래 발명에 의하면, 연소실 내부로 설치되는 연탄이 내부에서 거꾸로 연소될 수 있도록 하여 연탄의 교체작업이 용이하고, 연소시 발생되는 연기 및 연소가스를 연소실 내부에서 재연소시켜 외부로 누출되지 않도록 하며, 내부로 순환되는 공기의 흐름을 원활하게 유지시켜 연소율을 향상시켜 줄 수 있는 이점이 있다고는 하나 실질적으로 많은 문제점과 모순을 가지고 있다.

이들은 모두 실질적으로 연소 효율이 낮아 사실상 일산화탄소의 배출을 저감시키지 못한다. 특히나 연탄은 화력이 붙어 잘 타고 있는 동안에는 이러한 문제점이 저감되는데, 연탄을 교체 하고 하나의 연탄에서 다른 연탄으로 불이 붙는 시기에는 다량의 일산화탄소가 발생되는데 이 문제점을 해결할 수 없다. 나아가 종래의 모든 연탄난로는 1차적으로 일산화탄소의 배출이 있고 난 후, 이 방출되는 일산화탄소를 재연소시키고자 하는 기능이 없다는 점이 가장 큰 문제점이었다

본 발명은 연탄난로를 위한 화덕으로, 연탄이 쌓이는 화덕토관을 형성하고, 이 화덕토관의 외부로 감싸는 별도의 금속 화덕외관을 형성하여, 연소를 위한 공기가 화덕토관의 측방에서도 공급될 수 있도록 한 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕을 제공하고자 한다.

특히 본 발명은 직접적으로 연탄을 태우는 화덕토관의 측방으로 다수의 연소공기 유입공을 형성하고, 상기 화덕토관의 외곽으로 화덕토관을 수용하는 화덕외관을 일정한 간격을 두고 배치하여, 상기 화덕토관과 화덕외관의 사이로 공급되는 미 산화된 공기가 유입공간을 지나 화덕토관의 측방 유입공으로 유입되어, 실질적으로 연탄의 연소가 어려운 연탄의 측면에도 다량의 공기를 공급하는 결과를 가져와 일산화탄소의 제거로 완전한 연소를 가능하게 하면서도, 연탄이 쌓이는 화덕토관의 상단으로 일정한 공간인 재가열부를 형성하여 일차적으로 연소된 공기를 재 연소시켜, 일산화탄소의 방출을 최소화하고 연소 효율을 향상시킨 것을 특징으로 하는 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕은, 연탄(1)이 길이 방향으로 직렬로 직립하여 안착될 수 있도록 원통형의 몸체(20a) 내측에 저장공간(23)을 갖고, 상기 원통형의 몸체(20a)에는 수평방향으로 일정한 간격을 두고 관통하는 다수의 연소 유입공(21)을 가지며, 상기 몸체(20a) 내측으로 쌓이는 연탄(1)의 상단부분에 형성된 100-140mm 길이의 재연소실(h1)을 가진 화덕토관(20); 상기 화덕토관(20)의 외측을 감싸되, 화덕토관(20)의 외주면에 간격을 형성하여 연소 공기 유입공간(35)을 제공하고, 유입공간(35)으로 진입한 재연소 공기가 화덕토관(20)의 측방으로 진입하여 연탄(1)의 측면에 연소공기를 공급하도록 공간을 구획하는 금속의 화덕외관(30);을 포함하여 구성되어, 화덕외관(30)과 화덕토관(20)의 사이 연소 공기 유입공간(35)으로 유입된 공기가 화덕토관(20)의 연소 유입공(21)으로 유입되어 연소가 어려운 연탄(1)의 측면을 빠르게 연소시키고, 화덕토관(20)의 최 상단 재연소실(h1)로 인하여 미연소된 일산화탄소가 재연소되어 연소효율을 향상한다.

또한 본 발명은 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕에 따른, 화덕토관(20)의 외부를 감싸는 화덕외관(30)은, 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 10-40mm 긴 형태로 원통형의 금속관을 형성하되, 최상단을 절곡하여 화덕토관(20)의 외측상부를 덮어 연소공기의 배출을 차단하는 폐쇄부(31)를 형성하고, 최 하단에는 수직방향으로 일정한 길이만큼 찢어 절곡하여 화덕토관(20)과 항상 일정한 간격(t)을 벌릴 수 있도록 하는 스페이서 절개부(32)를 형성하며, 화덕토관(20)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 화덕외관(30)의 최하단 유입부(33a)를 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 하고 : 테이퍼진 외주면을 가지도록 상협하공의 형상으로 형성하되, 최 상단은 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 2-5mm 작은 금속관을 형성하여, 최 상단이 화덕토관(20)의 상부를 감싸면서 연소공기의 배출을 차단하도록 하고, 최 하단에는 수직방향으로 일정한 길이만큼 찢어 절곡하여 화덕토관(20)과 항상 일정한 간격(t)을 벌릴 수 있도록 하는 스페이서 절개부(32)를 형성하며, 화덕토관(30)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 화덕외관(30)의 최하단 유입부(33a)를 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 하며 : 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 10-40mm 긴 형태로 원통형의 금속관을 형성하되, 최 상단을 절곡하여 화덕토관(20)의 외측상부를 덮어 연소공기의 배출을 차단하는 폐쇄부(31)를 형성하고, 화덕외관(30)의 길이에 비하여 동일 내지 유사한 길이로 전 화덕토관(20)의 외주면을 수용하지만 하단의 외주면은 공기의 유입을 허용하는 다수의 외주연통공(39)을 형성하여, 외주연통공(39)을 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 하되, 상기 유입공간(35)의 간격(t)이 일정하게 형성되도록 한다.

또한 본 발명 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕은, 상단부분만 테이퍼진 외주면을 가지도록 상협하광의 형상으로 형성하되, 최 상단은 화덕토관(30)의 외주 지름에 비하여 2-5mm 작은 금속관을 형성하여, 최 상단이 화덕토관(20)의 상단외부를 감싸면서 연소공기의 배출을 차단하도록 하고, 화덕외관(30)의 길이에 비하여 동일 내지 유사한 길이로 전 외주면을 수용하지만 하단의 외주면은 공기의 유입을 허용하는 외주연통공(39)을 형성하여, 외주연통공(39)을 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 유입공간(35)의 간격(t)이 형성되도록 하고 : 화덕토관(20)과 화덕외관(30)의 하단에는, 화덕외관(30)의 흔들림을 방지하는 제한돌기(51)나 홈을 형성하고, 그보다 지름이 좁은 위치에 화덕토관(20)의 흔들림을 방지하는 제한돌기(52)나 홈을 형성하며, 화덕토관(20)의 내측 부분에는 상하 방향으로 관통된 배출공(41)을 형성한 화덕밑판(40)을 깔아; 연탄난로(100)의 하우징(46) 내측에 화덕(B)이 설치될 때, 탄화된 연탄재(2)가 화덕밑판(40)의 배출공(41)을 통해 재받이공간(42)에 형성된 재받이통(45)으로 쌓일 수 있도록 하면서도, 화덕토관(20)과 화덕외관(30) 사이의 간격(유입공간; 35)이 일정할 수 있도록 하는 스페이서의 역할도 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 완전연소 촉진을 통해 연소효율을 향상한 연탄난로 화덕은, 연탄(1)이 길이 방향으로 직렬로 직립하여 안착될 수 있도록 원통형의 몸체(20a) 내측에 저장공간(23)을 갖고, 상기 원통형의 몸체(20a)에는 수평방향으로 일정한 간격을 두고 관통하는 다수의 연소 유입공(21)을 가지며, 상기 몸체(20a) 내측으로 쌓이는 연탄(1)의 상단부분에 형성된 100-140mm 길이의 재연소실(h1)을 가진 화덕토관(20)으로 이루어져, 화덕토관(20)의 외측의 흐르는 공기가 유입공(21)으로 유입되어 연소가 어려운 연탄(1)의 측면에서 연소를 촉진시키고, 화덕토관(20)의 최상단 재연소실(h1)로 인하여 다시 미연소된 일산화탄소가 재연소되게 함으로 써 연소효율을 향상시킨다.

본 발명에 따라 화석연료인 연탄을 이용하여 난방을 하여도, 재연소의 과정을 통해서 일산화탄소의 배출을 최소화시키며 열에너지를 방출하기에, 인체에 유리하면서도 연소 효율이 매우 높다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 종래 일반적인 연탄난로의 경우, 연료의 비용이 저렴한 반면에 일산화탄소의 배출량이 많아 인체에 유해하고, 연탄을 교체하는 시간에는 온도가 높지 않아 다량의 열에너지를 방출할 수 없어 연소 효율이 떨어지는 문제점을, 화덕토관의 측방으로 공급하는 연소공기의 흐름을 통해서 1차적으로 해결했고, 완전히 연소되지 못하고 일산화탄소의 형태로 배출되는 연소가스를 화덕토관의 상단 재연소실에서 재연소시켜 무해한 이산화탄소로 배출시킬 수 있도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 저렴한 종래의 화덕토관을 일부 수정하여 활용하고, 이 화덕토관의 외측에 저가의 화덕외관을 덧 씌우는 구성적인 추가만으로 높은 효율을 발생시키도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.

도 1은 종래 연탄난로에 따른 일반적인 실시예를 도시한 도면,
도 2는 종래 연탄난로 중 특허 출원된 실시예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 연탄난로 중 원통형의 화덕외관을 가진 제1실시예의 연탄난로와 화덕을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예의 화덕을 일부 절개하여 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예의 화덕이 장착된 연탄난로와 화덕을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 화덕 중 테이퍼진 화덕외관을 가진 제2실시예의 연탄화덕을 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 화덕 중 테이퍼진 화덕외관을 가진 제2실시예의 연탄화덕을 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 제3실시예로서, 원통형의 화덕외관이 화덕밑판까지 이어진 실시예를 분해하여 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제3실시예로서, 원통형의 화덕외관이 화덕밑판까지 이어진 실시예를 단면하여 도시한 단면도,
도 10은 본 발명의 제4실시예로서, 테이퍼면을 가진 화덕외관이 화덕밑판까지 이어진 실시예를 분해하여 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제4실시예로서, 테이퍼면을 가진 화덕외관이 화덕밑판까지 이어진 실시예를 단면하여 도시한 단면도,
도 12는 본 발명의 화덕밑판을 사시도로 도시한 도면이다.

본 발명은 화석연료의 일종인 연탄을 이용하여 난방을 달성하는 연탄난로의 화덕에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 구성과 그 작동의 원리를 도시된 도 3 내지 도 12를 통해서 상세히 설명한다.

본 발명은 도시된 도면에서처럼, 화덕에 관한 것으로, 연탄(1)이 길이 방향으로 직렬로 직립하여 안착될 수 있도록 원통형의 몸체(20a) 내측에 저장공간(23)을 갖고, 상기 원통형의 몸체(20a)에는 수평방향으로 일정한 간격을 두고 관통하는 다수의 연소 유입공(21)을 가지며, 상기 몸체(20a) 내측으로 쌓이는 연탄(1)의 상단부분에 형성된 100-140mm 길이의 재연소실(h1)을 가진 화덕토관(20)을 형성한다. 그리고 상기 화덕토관(20)의 외측을 감싸되, 화덕토관(20)의 외주면에 간격을 형성하여 연소 공기 유입공간(35)을 제공하고, 유입공간(35)으로 진입한 재연소 공기가 화덕토관(20)의 측방으로 진입하여 연탄(1)의 측면에 연소공기를 공급하도록 공간을 구획하는 금속의 화덕외관(30)을 포함하여 구성되어, 화덕외관(30)과 화덕토관(20)의 사이 연소 공기 유입공간(35)으로 유입된 공기가 화덕토관(20)의 연소 유입공(21)으로 유입되어 연소가 어려운 연탄(1)의 측면을 완전 연소가 될 수 있도록 촉진시키고, 화덕토관(20)의 최 상단 재연소실(h1)로 인하여 미 연소된 일산화탄소가 재연소되어 연소효율을 향상시킨다.

즉, 본 발명은 연탄난로(100)에 활용되는 화덕(B)에 관한 것이다. 요즘들어 연탄난로(100)는 그 사용이 줄어, 농가나 온난한 곳에서 작물을 재배하기 위한 하우스에서만, 재배용으로 사용될 수 있는 연료로서 인지되고 있다. 저가이기에 활용이 클 소지가 높지만, 연소시키기 위해서는 일정한 사용의 방법을 숙지해야 하고, 연탄의 교체를 위해서는 번거로운 작업을 수행해야 하는 문제점이 있다. 더욱이 이 연탄난로(100)의 경우, 연소의 과정에서 다량의 일산화탄소를 배출시켜 인체에 유해하다는 큰 문제점에 의해서 그 사용은 더욱 배척되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결했는데, 그 해결의 방법도 단순하고 저렴한 비용이 발생되며, 종래의 연탄난로(100)에 적용이 용이하여 실질적인 활용 가능성이 높다. 즉, 본 발명은 도시된 도 3 내지 5에서처럼, 종래의 연탄 화덕과 동일한 재질 즉, 흙이나 철을 이용하여 화덕토관(20)을 제작한다. 동일한 형상으로 제작하되, 토관의 길이에 약간의 변화를 준다. 즉, 연탄난로(100)의 경우 그 화덕을 제작함에 있어서, 연탄(1)의 높이(h2)에 따라, 일렬로 쌓을 수 있는 저장공간(23)을 원통형의 화덕토관(20)의 내측에 마련한다. 따라서 종래의 토관은 가정용의 경우 높이가 약 15cm(=150mm)인 연탄(1)의 높이(h2)에 맞추어 제작하다. 즉, 연탄(1)을 2개씩 사용하는 토관의 높이는 약 30-32cm인 것을 사용하고, 3개씩 사용하는 토관(10; 도 1의 도면 부호)의 높이는 약 45-47cm인 것을 사용한다. 여유분으로 둔 2cm는 실재로 특별한 이유가 없기에 종류에 따라서 2cm가 없는 토관(10; 도 1의 도면 부호)으로 실시하기도 한다. 이러한 본 발명의 화덕토관은 2구나 3개(크로바형)으로 연장하여 실시가 가능하다.

그런데 이러한 종래의 토관(10; 도 1의 도면부호)에 비교된, 본 발명 의 화덕토관(20)은 동일한 재질로 동일한 형상으로 제작하되, 그 길이만을 다소 길게 형성한다. 즉, 만일 2개의 연탄(1)을 사용하는 화덕토관(20)의 경우 두 개의 연탄(1)을 위해서 30cm를 형성하고, 연탄(1)이 적재되고 그 상방향으로 남아 있는 별도의 재연소실(h1)을 위해서 100-140mm의 빈 공간을 둔다. 후술하겠지만, 본 발명 의 경우 연소 효율을 향상시키기 위해, 일산화탄소를 자체열로 재가열하여 이산화탄소로 완전 연소화시켜야 하기에 이 공간을 허용한 것이다. 또한 본 발명 의 화덕토관(20)은 도시된 도 3에서처럼, 그 몸체(20a)의 외주면을 둘레로 다수의 연소 유입공(21)을 형성한다. 이 연소 유입공(21)의 지름은 약 1-3cm로 형성하여 외부의 공기가 내측으로 유입되기 용이하도록 한다.

연탄(1)의 경우 연소된 상태를 보면 연탄(1)의 내부는 외부에서 유입된 공기가 원활히 공급되고, 온도가 높기 때문에 완전 연소를 이루지만, 외주면 부분에서는 연탄 구조상 외부에서 유입되는 공기의 흐름이 차단되고 또한 화덕을 열이 전도며, 그에 따라 상대적으로 온도가 떨어지기에 일산화탄소의 배출이 많아진다. 종래의 화덕(10; 도 1의 도면부호)은 연탄(1)이 그 저장공간(23)에 내장된 상태에서 폐쇄된 공간이 형성되기에 실질적으로 연소를 위한 공기의 유입이 차단된다. 결국 이렇게 공기의 흐름이 원할하지 못한 문제점으로 인하여 종래의 연탄난로는 연소 효율이 현저히 떨어졌다.

본 발명은 화덕토관(20)의 측방을 관통하는 다수의 유입공(21)을 이용하여 이러한 문제점을 완벽하게 해결하였다.

본 발명은 또한 상기 화덕토관(20)의 외곽을 감싸는 별도의 화덕외관(30)을 금속으로 제작한다. 이 화덕외관(30)을 비치한 이유는 화덕외관(30)의 내주면과 화덕토관(20) 외주면 사이의 공간부 즉, 유입공간(23)을 형성하여 내측으로 흐르는 유입공기의 흐름을 원활하게 하기 위함이다. 도시된 도면에서처럼, 본 발명 의 화덕외관(30)은 화덕토관(20)의 외주면을 감싸도록 한다. 보다 정확하게는 화덕토관(20)을 수용하도록 외측에서 덮어 씌우는 형태인데, 상단이 폐쇄된 상태여서 화덕외관(30)의 하단에서 공기가 유입되고 화덕외관(30)과 화덕토관(20)의 사이 공간부 즉, 유입공간(23)의 내측으로 원활한 공기의 흐름이 형성된다. 이때 화덕토관(20)의 내측에서는 연탄(1)이 직렬로 쌓인 상태로 화력을 발하고 있기에 그 측방 유입공(21)을 통해서 공기가 유입된다. 일단 한 번 연소되어 배출된 일산화탄소도 화덕토관(20)의 측방 유입공(21)을 통해서 연탄(1)의 측면으로 유입되고 재연소된다. 연탄(1)의 측면에서 불완전 연소가 가장 많이 발생하는 부분이지만, 이 측면으로 공기가 유입되어 연탄(1)의 측면이 보다 안정적이며 효과적으로 연소될 수 있도록 한다.

전술된 재연소실(h1)의 경우, 연탄(1)이 한 장 완벽하게 수용되기는 힘들지만 직립되어 쌓여진 연탄(1)의 상부로 일정한 공간을 형성시킨다. 이 재연소실(h1)은 연탄(1)이 연소되면서 발생시키는 다량의 일산화탄소가 자체열과 재 흡입된 공기로 재연소되어 이산화탄소로 변화될 수 있도록 한다. 화덕토관(20)의 측방으로 형성되는 유입공간(23)을 통해서 유입된 공기나 일산화탄소가 유입공(21)을 통해서 재연소실(h1)의 내측으로 다량 진입하면, 하단에서 타오르는 연탄(1)의 화력이 이를 연소시켜 이산화탄소로 변화시키고, 이에 따라 일산화탄소가 저감된 배기가스를 배출시키며 연소과정을 마친다. 결국 본 발명 의 화덕(B)은 간단한 구성적인 추가만을 이용하여, 연탄(1)의 화력을 향상시키고 종래 연탄(1)을 연료로 사용하던 연탄난로(100)의 문제점인 일산화탄소의 대량배출을 최소화시켰다.

다시 한 번 설명한다. 본 발명은 종래 연탄난로(100)에서 발생되는 문제점인 일산화탄소의 대량방출을, 연탄의 측면의 화력을 향상시키고 재가열시켜 연소 효율을 향상시키는 호반응을 이용하여 문제점을 해결하였기에 더욱 유용한 발명이다.

그럼 이러한 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 도시된 도면을 통해서 살펴본다. 본 발명은 도시된 도면에서 표시된 것처럼, 주요하게 4가지의 실시예로 구분된다. 도시된 도 3 내지 5에는 제1실시예(단형이며 원통형의 실시예), 도 6과 7에는 제2실시예(단형이며 테이퍼원통형의 실시예), 도 8과 9에는 제3실시예(장형이며 원통형의 실시예) 및 도 10과 11에는 제4실시예(장형이며 테이퍼원통형의 실시예)를 도시하고 있다. 따라서 이 순서를 통해서 본 발명 의 작동 설명을 한다.

1. 제1실시예(단형이며 원통형의 실시예)

본 발명에서 제1실시예의 화덕토관(20)의 외부를 감싸는 화덕외관(30)은, 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 10-40mm 긴 형태로 원통형의 금속관을 형성하되, 최 상단을 절곡하여 화덕토관(20)의 외측상부를 덮어 연소공기의 배출을 차단하는 폐쇄부(31)를 형성하고, 최하단에는 수직방향으로 일정한 길이만큼 찢어 절곡하여 화덕토관(20)과 항상 일정한 간격(t)을 벌릴 수 있도록 하는 스페이서 절개부(32)를 형성하며, 화덕토관(20)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 화덕외관(30)의 최하단 유입부(33a)를 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 한다.

도시된 도면에서처럼, 본 발명 제1실시예의 화덕외관(30)은 원통형의 형상으로 화덕토관(20)의 상부에 안착되어 대롱대롱 걸려져 있는 형태이다. 원통형으로 구성되고, 최 상단에는 금속의 화덕외관(30)의 몸체(30a) 끝단을 절개한 후, 절곡하여 내측으로 꺽어 일정한 길이의 차단막을 형성한다. 그리고 이 화덕외관(30)을 상기 화덕토관(20)에 끼우게 되면, 상기 화덕외관(30)의 폐쇄부(31)가 화덕토관(20)의 상면에 안착되면서 마치 모자를 쓴 것처럼 서로 결합한다. 이때 상기 화덕외관(30)에 비하여 상기 화덕토관(20)은 그 지름이 작다. 도시된 도면에서처럼 화덕토관(20)의 외주면에서 화덕외관(30)의 내주면까지의 간격(t)이 약 5mm-20mm이기에 실질적으로 그 지름의 차이는 10-40mm가 된다. 또한 이 간격(t)은 화덕토관(20)의 주변을 감싸는 화덕외관(30)의 내주면과 고른 간격으로 이루어짐이 바람직하다. 본 발명 에서는 이를 위해서 별도의 스페이서와 같은 특별한 구성을 추가하지 않고 화덕외관(30)의 일부를 절곡하는 방식으로 해결한다.

도시된 도면에서처럼, 화덕외관(30)의 최 하단 즉, 공기가 유입되는 유입공간(35)의 시작점인 유입부(33a)의 일부를 찢어 내측으로 절곡한 절개부(32)를 통해서 실현하였다. 유입부(33a)의 일부를 커팅을 하거나 찢어주고, 이를 절곡하여 내측으로 구부리게 되면, 화덕외관(30)이 화덕토관(20)의 외주면을 수용한 상태에서 절곡된 절개부만큼의 간격(t)이 벌어지게 된다. 이는 모든 방향에서 동일한 간격(t)만큼 유입공간(35)을 갖도록 하여 보다 원활하게 공기가 유입될 수 있도록 한다.

또한 상기 제1실시예 화덕외관(30)의 길이는 화덕토관(20)의 길이에 비하여 짧기에 본 발명 에서는 단형이라고 칭했다. 화덕외관(30)의 길이는 화덕토관(20)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 화덕외관(30)의 최하단 유입부(33a)가 화덕토관(20)의 하단에서 일정한 높이까지 올라간 수준에서 형성되도록 한다. 화덕외관(30)의 유입부(33a)로 진입된 유입공기는 유입공간(35)을 타고 상승하다가, 화덕토관(20)의 측방에 형성된 다수의 유입공(21)을 통과하여 화덕토관(20) 내측으로 공급된다. 공기의 공급이 원활하기에 연탄(1)의 측면이 보다 원활하게 연소될 수 있으면서 재연소실로의 유입이 용이하다.

2. 제2실시예(단형이며 테이퍼원통형의 실시예)

도시된 도 6과 7에 도시된 본 발명 의 화덕토관(20)의 외부를 감싸는 화덕외관(30)은, 제2실시예이다. 도시된 것처럼, 테이퍼진 외주면을 가지도록 상협하공의 형상으로 형성하되, 최 상단은 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 2-5mm 작은 금속관을 형성하여, 최 상단이 화덕토관(20)의 상부를 감싸면서 연소공기의 배출을 차단하도록 하고, 최 하단에는 수직방향으로 일정한 길이만큼 찢어 절곡하여 화덕토관(20)과 항상 일정한 간격(t)을 벌릴 수 있도록 하는 스페이서 절개부(32)를 형성하며, 화덕토관(20)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 화덕외관(30)의 최하단 유입부(33a)를 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 한다.

전술된 제1실시예가 화덕외관(30)의 최 상단을 절곡하여 화덕토관(20)의 상단에 모자를 씌우는 것으로, 폐쇄부(31)를 실시하였다면, 이 제2실시예의 화덕외관(30)은 그 지름을 좁혀서, 화덕외관(30)의 내주면이 화덕토관(20)의 외주면에 끼일 수 있도록 한다. 실질적으로 최 상단을 폐쇄하여 일정한 공간인 유입공간(35)을 형성하는 방식이다. 아주 단순한 구조이기에 제작을 위한 별도의 비용이 발생되지 않는다. 결국 테이퍼진 단면을 가지게 될 제2실시예의 화덕외관(30)은 제1실시예의 화덕외관(30)과 동일한 유입부(33a)를 가지고, 별도의 절개부(32)를 가져 하단부분이 일정한 간격(t)을 형성할 수 있도록 한다 제1실시예와 동일한 기능을 유지하면서도, 최 상단의 지름을 줄이는 것으로 별도의 폐쇄부(31)를 형성하는 수고를 제거하였다.

양자는 동일한 취지이고 동일한 목적을 가지며, 동일 내지 유사한 기술적 효과를 발생시킨다.

또한 화덕외관(30)의 길이는 화덕토관(20)의 길이에 비하여 1/2~4/5의 길이로 형성하여 최 하단의 유입부(33a)가 화덕토관(20)의 상부로 일정한 수준 올라서 형성되게 한 부분도 제1실시예와 동일하다.

3. 제3실시예(장형이며 원통형의 실시예)

도시된 도 8과 9에는 제3실시예의 화덕외관(30)이 도시되어 있다.

제3실시예의 경우, 화덕토관(20)의 외부를 감싸는 화덕외관(30)은, 화덕토관(20)의 외주 지름에 비하여 10-40mm 긴 형태로 원통형의 금속관을 형성하되, 최 상단을 절곡하여 화덕토관(20)의 외측상부를 덮어 연소공기의 배출을 차단하는 폐쇄부(31)를 형성하고, 화덕외관(30)의 길이에 비하여 동일 내지 유사한 길이로 전 화덕토관(20)의 외주면을 수용하지만 하단의 외주면은 공기의 유입을 허용하는 다수의 외주연통공(39)을 형성하여, 외주연통공(39)을 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 하되, 상기 유입공간(35)의 간격(t)이 일정하게 형성되도록 한다.

즉, 제3실시예의 화덕외관(30)은 전술한 제1실시예의 화덕외관(30)과 동일하게 원통형의 단면을 가진다. 단지 다른 점이 있다면 장형이기에 사실상 화덕토관(20)의 외주면을 전부 감쌀 수 있도록 했다. 그 길이도 동일 내지 유사하게 형성하여 화덕토관(20)의 외주면을 완벽하게 수용한다. 이러한 구조적인 특성에 따라서 화덕외관(30)의 하단부분 몸체(30a)는 일정한 구멍이 형성되는데 이 구멍이 도시된 외주연통공(39)이다. 전술된 실시예의 유입부(33a)와 동일한 역할을 수행할 수 있도록 외주면의 일부를 개방하는 간단한 구조를 통해서 공기의 유입이 활발하도록 했다. 외주연통공(39)으로 유입된 공기는 유입공간(35)을 타고 상승하다가, 유입공(21)을 관통하고, 화덕토관(20)의 내측으로 유입된다. 다수의 유입공(21)을 통해서 가능한 것이다. 이러한 공기의 유입은 연탄(1)의 측면이 더 효과적으로 연소될 수 있도록 함과 동시에, 최 상단의 재연소실(h1)에서 일산화탄소가 재연소되어 이산화탄소로 변화될 수 있도록 한다.

본 발명의 제3실시예의 화덕외관(30)의 특징은 장형이기에 화덕토관(20)을 완벽히 수용할 수 있도록 하면서, 일단 설치되면 흔들리거나 그 위치의 변동이 없도록 한다. 정확한 위치의 장착을 통해서 정위치를 고수할 수 있는 것이다. 물론 본 발명 에서는 화덕토관(20)과 화덕외관(30) 사이의 간격(t)을 일정하게 유지시키기 위해서 별도의 구성인 화덕밑판(40)을 형성하고 있다. 이에 대한 구체적인 작동의 설명은 후술한다.

4. 제4실시예(장형이며 테이퍼원통형의 실시예)

본 발명에 따른 제4실시예의 화덕토관(20)의 외부를 감싸는 화덕외관(30)은, 상단부분만 테이퍼진 외주면을 가지도록 상협하광의 형상으로 형성하되, 최 상단은 화덕토관(30)의 외주 지름에 비하여 2-5mm 작은 금속관을 형성하여, 최 상단이 화덕토관(20)의 상단외부를 감싸면서 연소공기의 배출을 차단하도록 하고, 화덕외관(30)의 길이에 비하여 동일 내지 유사한 길이로 전 외주면을 수용하지만 하단의 외주면은 공기의 유입을 허용하는 외주연통공(39)을 형성하여, 외주연통공(39)을 통해서 다량의 연소공기가 연소공기 유입공간(35)으로 유입될 수 있도록 유입공간(35)의 간격(t)이 형성되도록 한다.

즉, 본 발명의 제4실시예의 화덕외관(30)은 도시된 도 10과 11에서처럼, 장형이지만, 전술된 제2실시예의 화덕외관(30)과 같이 상단부분이 테이퍼진 단면을 하고 있다. 따라서 실질적으로 화덕토관(20)의 상단 외주면에 끼여 공간을 폐쇄하지만, 하단부분은 화덕토관(20)의 지름에 비하여 넓은 지름을 갖기에, 간격이 자연스럽게 형성된다. 이 간격(t)이 상기 유입공간(35)이 되면, 하단부분은 측방을 관통한 외주연통공(39)이 형성되어 이 외주연통공(39)을 통해서 공기가 유입되고, 유입된 공기는 유입공간(35)을 통해서 유입공(21)으로 공급된다.

전술된 설명에서 이미 본 발명의 제3, 4실시예의 화덕외관(30)은 장형으로 형성되어 화덕토관(20)을 전면적으로 감쌀 수 있도록 했다는 설명을 하였다. 그리고 단순하게 안착시키는 것으로 지름이 넓은 화덕외관(30)이 화덕토관(20)의 주위로 유입공간(35)을 형성한다고 했다. 지름의 차이가 자연스럽게 간격(t)을 형성하고, 이 간격(t)이 유입공간(35)이 되는 것이다. 이 유입공간(35)은 일단 설치되고 나서 이동이나 진동이 발생되면 흐트러지게 된다. 특별히 흐트러지지 않는다. 그러나 본 발명은 비록 진동이나 사용자의 부주의를 통해서 그 정위치가 벗어나는 현상이 발생될 우려마져도, 본 발명의 화덕밑판(40)을 통해서 해결하였다.

즉, 도시된 도 12와 도 9 및 11을 통해서 설명하자면, 화덕토관(20)과 화덕외관(30)의 하단에는, 화덕외관(30)의 흔들림을 방지하는 제한돌기(51)나 홈을 형성하고, 그보다 지름이 좁은 위치에 화덕토관(20)의 흔들림을 방지하는 제한돌기(52)나 홈을 형성하며, 화덕토관(20)의 내측 부분에는 상하 방향으로 관통된 배출공(41)을 형성한 화덕밑판(40)을 깐다. 그리고 상기 연탄난로(100)의 하우징(46) 내측에 화덕(B)이 설치될 때, 탄화된 연탄재(2)가 화덕밑판(40)의 배출공(41)을 통해 재받이공간(42)에 형성된 재받이통(45)으로 쌓일 수 있도록 하면서도, 화덕토관(20)과 화덕외관(30) 사이의 간격(유입공간; 35)이 일정할 수 있도록 하는 스페이서의 역할도 수행할 수 있도록 한다.

일반적인 연탄난로(100)의 경우, 화덕(B)의 외부를 별도의 하우징(46)으로 감싸는 형태로 제작된다. 도 3a에서처럼, 화덕(B)은 하우징(46)의 내측 공간부(49)에 수용될 수 있는 형태로 되어 있고, 상단의 개방부는 그 커버판(47)을 통해서 여닫을 수 있는 구조이다. 또한 상기 커버판(47)의 중심부분도 연탄(1)을 교체할 수 있는 개폐캡(48)을 형성하여, 개폐캡(48)의 개방만을 이용하여 간단히 연탄(1)만을 교체할 수 있도록 한다.

또한 하우징(46)의 최하단은 별도의 재받이공간(42)이 형성되어, 연소되어 재가된 연탄(1)의 부스러기(2)들이 낙하하여 손쉽게 빼낼 수 있는 형태로 실시된다. 재받이통(45)을 받치어 슬라이딩 방식으로 재받이통(45)을 빼내어 간단히 청소를 완성할 수도 있다. 이때 상기 재받이공간(42)을 구획하는 별도의 구성이 본 발명 의 화덕밑판(40)이다.

종래의 연탄난로(100)는 도시된 도 1에서처럼, 하우징(46)의 하단에 모래나 흙을 안착시키고, 화덕(B)을 설치하는 구조가 일반적이었다. 이러한 구조에서는 연탄(1)이 재가되어 부스러져도, 커버판(47)을 벗겨내고 일일이 청소하는 방법만이 유일한 청소 방식이다.

그러나 본 발명은 상기 화덕밑판(40)의 중심부분 즉, 화덕토관(20)이 안착되고, 화덕토관(20)의 지름 내측과 연통되는 중심부분에는 도시된 배출공(41)이 형성되어, 만일 연탄(1)이 연소되어 부스러지는 현상이 발생되면, 배출공(41)을 통해서 하단의 재받이공간(42)으로 자연스럽게 낙하할 수 있도록 했다. 또한 본 발명 의 화덕밑판(40)은 도시된 것처럼, 그 상면의 상단으로 일정한 지름을 가진 제한돌기(51, 52)나 홈을 형성하여 이 제한돌기(51, 52)나 홈이 화덕토관(20)과 화덕외관(30)의 위치를 확보하고, 간격(t)을 정확하게 유지할 수 있도록 했다.

즉, 화덕토관(20)의 내주면이나 외주면과 면접할 수 있는 일정한 지름의 제한돌기(52)를 형성하여 화덕토관(20)과 밀착하도록 하여, 화덕토관(20)이 항상 직립된 상태를 유지하도록 한다. 화덕토관(20)에 비하여 넓은 지름의 화덕외관(30)은 화덕토관(20)을 완벽하게 수용하는 형태로 안착되면서도, 화덕외관(30)의 내주면이나 외주면에 밀착되는 또 하나의 제한돌기(51)를 통해서 화덕외관(30)은 항상 직립하고 정확한 위치를 잡을 수 있도록 한다.

다음으로 이 건 발명에 따른 특별한 실시예의 화덕은, 연탄(1)이 길이 방향으로 직렬로 직립하여 안착될 수 있도록 원통형의 몸체(20a) 내측에 저장공간(23)을 갖고, 상기 원통형의 몸체(20a)에는 수평방향으로 일정한 간격을 두고 관통하는 다수의 연소 유입공(21)을 가지며, 상기 몸체(20a) 내측으로 쌓이는 연탄(1)의 상단부분에 형성된 100-140mm 길이의 재연소실(h1)을 가진 화덕토관(20)으로 이루어져, 화덕토관(20)의 외측의 흐르는 공기가 유입공(21)으로 유입되어 연소가 어려운 연탄(1)의 측면에서 연소를 촉진시키고, 화덕토관(20)의 최상단 재연소실(h1)로 인하여 다시 미연소된 일산화탄소가 재연소되게 함으로써 연소효율을 향상한다.

즉, 이 건 발명에서 다른 형태의 실시예로 청구하는 이 건의 주요한 특징은 첫째, 연탄의 측방으로 공기를 유입시키도록 토관에 형성한 상기 측방 유입공(21)을 형성한다. 원칙적으로 모든 다른 연탄난로를 통해서 연소되는 연탄(1)은 측면에서 불완전 연소가 가장 많이 발생하기에, 이 건 발명의 화덕토관은 측방에 형성한 유입공을 통해서 공기가 연탄의 측면으로 직접적으로 유입되도록 하여 연탄(1)의 측면을 태운다. 둘째, 상기 전술된 재연소실(h1)의 경우, 연탄(1)이 한 장 완벽하게 수용되기는 힘들지만 직립되어 쌓여진 연탄(1)의 상부로 일정한 공간을 형성시킨다. 이 재연소실(h1)은 연탄(1)이 연소되면서 발생시키는 다량의 일산화탄소가 자체열과 재 흡입된 공기로 재연소되어 이산화탄소로 변화될 수 있도록 한다.

바로 이 실시예는, 도시된 도 3a의 도면에서 화덕토관(20)만을 연탄난로에 끼워 사용하는 방식이다. 이 화덕토관(20)만을 이용하여 화덕을 형성하는 실시예가 이 건 발명에서 가장 간단한 실시예이기는 하지만, 전술된 모든 기능적 효과와 목적을 달성할 수 있는 기술적 사상이다.

20; 화덕토관 21; 유입공
30; 화덕외관 31; 폐쇄부
32; 절개부 33; 개방부
33a; 유입부 35; 유입공간
39; 외주연통공