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- 2010.07.21
위나르스키 박사의 화덕 설계 지침
가능한 가벼운 내화재료를 이용해서 화덕을 단열처리 한다. 단열처리를 한 화덕은 고온 상태가 된다. 고온 상태의 화덕은 불완전 연소로 생기는 연기와 유해 가스를 줄일 수 있다. 화덕을 단열하면 장작이 탈 때 생기는 열을 화덕 몸체에 빼앗기지 않고 그대로 솥으로 전달할 수 있다. 그만큼 빨리 솥을 데울 수 있고 땔감도 아낄 수 있다.
연소연통(연소실과 연통이 하나로 연결된 구조)은 연소실 지름의 약 세배 정도 높이가 적당하다. 연소실 바로 위애 연소연통을 달면 장작이 잘 타들어간다. 단열처리된 고온 상태의 연소연통은 불완전 연소되었던 연기가 다시 연소 되게 만든다. 고온의 연소연통은 완전연소 될 수 있는 최적의 조건을 만든다.
불 붙은 장작불이 높은 열을 낼 때는 연기가 나지 않는다. 연기가 나지 않는다는 것은 불안전 연소 상태가 아니란 증거다. 장작을 너무 조각 내지 말고 불 붙은 연소점이 장작 끝에 집중되게 해야 한다. 장작이 불이 붙어 타 들어가는 만큼씩 화덕 안으로 집어 넣는다. 연소점을 집중한다는 것은 타들어가는 장작의 양을 조절하는 하고 불 붙지 않은 장작의 나머지 부분이 미리 가열되지 않게 하는 것이다. 이렇게 하는 이유는 재와 연기가 적게 나오게 하면서 완전 연소가 이루어지도록 하기 위해서다. 연기는 불완전 연소의 증거다. 나무 때는 연기도 들이마시면 몸에 해롭다. 안전해 보이는 화덕도 상당한 유해가스를 내뿜는다.
요리하기에 적절한 불길이 올라올 수 있도록 적당한 양의 장작을 화덕에 넣는다. 장작이 뜨거워지면 나무 가스가 나오고 가스에 불이 붙어 열을 내게 된다.
화덕을 설계할 때 가능하면 솥과 화덕 사이의 간격을 좁게 만들어야 열을 효과적으로 솥에 전달할 수 있다. 화덕과 솥 사이의 간격은 조금씩 임시로 막은 뚜껑을 열면서 경험을 통해 파악해야 한다. 가장 불길이 좋은 순간의 간격을 알아내야 한다. 화덕과 솥 사이의 좁은 틈으로 뜨거운 열기가 솥의 표면을 훑고 지나가면서 솥은 빠르게 뜨거워지고 물을 더 빨리 끓게된다. 간격이 너무 크게 되면 되려 불길은 솥 밑바닥에서만 놀게 된다. 너무 좁으면 반대로 불길이 잦아들게 된다. 간격을 적당히 좁히되 불이 잘 붙는 상태여야 하고 열기가 솥 주변을 훑고 지나가되 느리지 않고 빠르게 지나갈 수 있도록 해야 한다. 그래야 느리게 움직이는 차가운 공기보다 뜨거운 열기가 솥에 잘 전달될 수 있다. 연소실과 바로 연결된 연소연통이 아니라 별도의 연통을 다는 경우라면 화덕과 솥 사이의 간격은 더 줄일 수 있다. 연통때문에 빠른 열기의 흐름이 생기기 때문이다.
위나르스키 박사의 화덕 설계 지침을 소개한다. 위나르스키의 설계 지침은 연소효율과 열저도율을 높이는 데 초점을 두고 있다.
1 지침 : 단열처리 하라
가능한 가벼운 내화재료를 이용해서 화덕을 단열처리 한다. 단열처리를 한 화덕은 고온 상태가 된다. 고온 상태의 화덕은 불완전 연소로 생기는 연기와 유해 가스를 줄일 수 있다. 화덕을 단열하면 장작이 탈 때 생기는 열을 화덕 몸체에 빼앗기지 않고 그대로 솥으로 전달할 수 있다. 그만큼 빨리 솥을 데울 수 있고 땔감도 아낄 수 있다.
흔히 화덕을 만들 때 진흙을 사용한다. 그러나 가능하다면 모래나 흙과 같이 무거운 중량재를 사용하지 말아야 한다. 흙과 모래는 축열재다. 축열재로 만든 화덕은 열을 빼앗기 때문에 연소 효율이 떨어진다. 단열재는 대부분 스치로폼처럼 가볍고 작은 공기 주머니인 공극을 가지고 있다. 대표적인 천연 단열재는 부석(pumice rock), 질석(vermiculite), 진주암(perlite), 나무 숯이다. 진흙과 톱밥을 반죽해서 단열 성능이 높은 내화벽돌을 집에서 만들어 사용해도 된다. 불행하게도 금속은 열에 약하다. 도기 토관은 주로 연탄 보일러에 주로 사용되는 데 금속 보다 불에 더 잘 견딘다. 토관의 문제는 단열을 고려하지 않고 만들어져 있다는 점이다.
열기가 흐르는 통로를 단열처리 한다. 단열은 화덕을 만들 때 가장 중요한 내용이다. 화덕의 몸체가 장작불에서 열을 빼앗는 축열재라면 솥안의 물은 늦게 끓게 된다. 화덕 몸체, 특히 화구, 연소실, 연소연통 등 열기가 지나는 통로를 단열하면 장작불의 열을 화덕 외부로 빼앗기지 않고 고온을 유지할 수 있다. 진흙이나 모래와 같이 중량재료는 장작불에서 열을 빼앗는 축열재이다
2 지침 : 단열 처리한 연통을 연소실 바로 위에 설치한다.
연소실 지름의 세배 높이의 연소연통 높게 만들수록 깨끗이 연소 되고 연기도 적어진다. 반면 연소연통이 낮을수록 뜨거운 열기는 바로 솥에 전달된다. 지나치게 높은 연소연통은 너무 많은 차가운 공기를 빨아들이기 때문에 되려 솥에 전달되는 열을 감소시킨다.
제 3 지침 : 장작 끝 부분부터 불을 붙인다. (연소점을 집중한다.)
제 4 지침 : 불의 높낮이는 장작의 양으로 조절한다.
제 5 지침 : 장작 사이로 공기를 주입하라.
불 붙은 장작 사이로 공기 주입이 잘 될 수 있도록 만든다. 적절한 공기 주입만으로도 고온을 유지할 수 있다. 고온으로 타는 화로가 깨끗하게 연소된다는 점을 잊지 말자. 장작 사이로 공기를 원활하게 주입하기 위해 별도의 공기주입구를 화구쪽에 만들기도 한다.
제 6 지침 : 화구를 좁게 만든다.
공기 주입을 너무 줄이면 불완전 연소의 결과로 연기와 재가 많아진다. 반대로 지나치게 공기가 주입되도 역시 연소구를 냉각시키기 때문에 불완전연소의 원인이 될 수 있다. 화구(장작주입구)를 좁게 만들면 지나치게 공기가 주입되는 걸 막을 수 있다.
제 7 지침 : 화구, 연소실, 연소연통의 크기를 같게하라.
장작을 넣는 화구, 불이 붙는 연소실, 연기와 불꽃이 올라가는 연소연통은 거의 같은 크기여야 한다. 화덕 주요 부위의 크기를 같게 하면 한결 같은 불길의 흐름을 만들 수 있다. 불길의 원활한 흐름은 화덕을 고온 상태로 유지할 뿐 아니라 뜨거운 열기가 솥으로 잘 전달될 수 있도록 만든다. 공기는 열을 잘 전달하지 않는다. 공기가 뜨거워졌다해도 그대로 멈춰있다면 열기가 전달되지 않는다. 뜨거운 공기가 흐르게 만들어야 뜨거운 열기가 잘 전달될 수 있다.
주입구 크기가 크면 클수록 불이 잘 붙는 화덕이 된다. 장작은 더 잘타고 더 뜨겁게 된다. 그러나 너무 크면 되려 불완전연소의 원인이 된다. 일반적으로 적당한 화구와 연소실, 연소연통은 가로 세로 12cm이다.
제 8 지침 : 땔감 받침을 만든다.
화구 안쪽에 쇠창살로 땔감 받침을 만든다. 장작이 화덕 바닥에 닿지 않고 띄어져 이께 하기 위해서다. 재를 긁어낼 때도 도움이 된다. 장작을 바닥에서 띄워놓으면 공기가 잘 들어가고 장작과 숯에 불이 잘 붙게 된다. 수평으로 장작을 넣을 수 있도록 만든 서랍형 화구(장작주입구) 역시 공기주입에 도움이 된다. 공기는 서랍형 화구 아래서 올라오고 장작은 수평으로 나란히 화구 속으로 들어가는 방식이 연소가 잘된다.
제 9 지침 : 화덕과 솥 사이 간격을 좁게하라.
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