KR101047758B1 - 건조식 펠릿 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조식 펠릿 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료저장부에 저장된 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써, 펠릿 연료간 엉김에 의해 연료공급이 원활히 이루어지지 않는 것을 방지함은 물론, 습기에 의한 펠릿 연료의 연소특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 건조식 펠릿 보일러에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러는, 내부에 펠릿 연료가 저장되는 연료하우징 및 상기 연료하우징의 외부 일측에 설치되어 상기 연료하우징의 내부로 온풍을 방출하는 온풍기를 구비한 연료저장부와, 펠릿 연료를 공급받아 연소시킴으로써 온수나 난방수를 공급하는 보일러부 및 상기 연료저장부에 저장된 펠릿 보일러를 상기 보일러부로 이송 및 공급하는 연료공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

펠릿, 보일러, 습기, 엉김, 건조, 온풍

Description

건조식 펠릿 보일러{Pellet boiller using dry type pellet fuel}

본 발명은 건조식 펠릿 보일러에 관한 것으로, 특히 연료저장부에 저장된 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써, 펠릿 연료간 엉김에 의해 연료공급이 원활히 이루어지지 않는 것을 방지함은 물론, 습기에 의한 펠릿 연료의 연소특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 건조식 펠릿 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 가정, 사무실, 공장 및 비닐하우스 등에서는 난방수 및 온수의 공급을 위해 보일러가 사용되고 있으며, 이러한 보일러는 열효율이 높으며 연소 후에 재를 남기지 않아 취급이 용이한 장점이 있는 기름보일러나 가스보일러가 널리 사용되고 있다.

그러나, 이러한 기름보일러나 가스보일러를 사용하기에는 기름이나 가스 등의 연료비 증가로 인해 경제적인 어려움이 있었으며, 특히 사정이 여의치 않은 농촌이나 산간·벽지 등에서는 연료비 증가에 따른 경제적 문제는 물론 그 설치 및 운용 역시 어려운 실정이었다.

더욱이, 기름보일러나 가스보일러에 사용되는 화석 연료는 연소시 발생하는 배기가스나 유류 저장탱크 등에서 자연 증발되는 가스로 인해 대기오염을 포함한 지구 환경오염의 중요한 원인물질로서 작용하였다.

이에, 최근에는 가정용이나 소규모의 업무용으로 사용하는 일반농가, 공장 등을 중심으로 목재는 물론 그외 바이오매스(biomass) 등을 포함한 다양한 펠릿 연료(pellet fuel)를 이용한 보일러를 사용하는 경향이 점차 늘어나고 있다.

한편, 보일러에 상기한 바와 같은 펠릿 연료를 사용하기 위해서는 일반적으로 연료저장부에 저장되어 있는 펠릿 연료가 연료공급부를 통해 보일러의 버너로 이송 및 공급하여야 한다.

그러나, 연료저장부에 저장되어 있는 펠릿 연료는 당해 연료저장부 내부와 외부간의 온도차에 의해 습기가 차고, 그에 따라 펠릿 연료에 엉김 현상이 발생하거나 어는 현상이 발생하는 등 연료공급에 어려움이 발생한다는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점은 산간 지역이나 바닷가 지역에서 특히 심하였다.

또한, 이상과 같이 습기가 찬 펠릿 연료가 연료공급부를 통해 버너로 공급되면, 습기에 의해 함수율이 높아진 펠릿 연료의 완전 연소가 어려워지는 등 연소 특성이 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 연료저장부에 저장된 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써, 펠릿 연료간 엉김에 의해 연료공급이 원활히 이루어지지 않는 것을 방지함은 물론, 습기에 의한 펠릿 연료의 연소특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 건조식 펠릿 보일러를 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러는, 내부에 펠릿 연료가 저장되는 연료하우징 및 상기 연료하우징의 외부 일측에 설치되어 상기 연료하우징의 내부로 온풍을 방출하는 온풍기를 구비한 연료저장부와; 펠릿 연료를 공급받아 연소시킴으로써 온수나 난방수를 공급하는 보일러부; 및 상기 연료저장부에 저장된 펠릿 연료를 상기 보일러부로 이송 및 공급하는 연료공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 지면에 대해 수직한 방향으로 상기 연료하우징의 내부 중심측에 설치되며, 상기 온풍기를 통해 공급된 온풍을 분리 및 확산시키는 확산용 격벽판을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 확산용 격벽판의 일측면 또는 양측면에는 하측 방향으로 경사지도록 확산용 날개판이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 확산용 격벽판 또는 확산용 날개판에는 통공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료하우징의 외주면에는 고온의 열을 발산하는 전열히터가 부착되어 있는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러는, 연료저장부에 저장된 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써, 펠릿 연료간 엉김 현상을 방지하고 연료공급 특성을 향상시킨다. 또한, 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써 연소특성을 향상시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건조식 펠릿 보일러에 대해 상세히 설명하도록 한다.

단, 이하에서 설명할 펠릿 연료라 함은 임지 잔재(가지, 말목, 수피, 집재장 잔재, 피해목, 댐유목 및 유목 등), 톱밥 및 불사용 간벌 소경재 등과 같은 목질계의 우드 펠릿(wood pellet)은 물론, 그 외 사탕수수나 옥수수 등과 같은 각종의 바이오매스(biomass) 등을 모두 포함하는 것으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러를 나타낸 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러의 확산판을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러의 전열히터를 나타낸 사시도이다.

먼저, 도 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러(100)는 펠릿 연료가 저장되는 연료저장부(110)와, 펠릿 연료를 공급받아 연소시킴으로써 온수나 난방수를 공급하는 보일러부(130) 및 연료저장부(110)에 저장된 펠릿 보일러를 보일러부(130)로 이송 및 공급하는 연료공급부(120)를 포함한다.

특히, 본 발명은 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지하고 건조된 펠릿 연료를 공급할 수 있도록, 상기 연료저장부(110)는 펠릿 연료에 온풍을 방출하는 온풍기(112)와, 상기 온풍이 펠릿 연료 전체에 가해지도록 확산시키는 확산판(113) 및 펠릿 연료에 열을 가하는 전열히터(114)를 구비한다.

따라서, 연료저장부(110)에 저장되어 있던 펠릿 연료가 연료공급부(120)를 통해 보일러부(130)의 버너(132)로 공급되고, 보일러부(130)에서는 펠릿 연료를 연소시켜 발생한 화염이나 고온의 열기를 이용하여 온수나 난방수를 제공할 수 있게 한다.

그리고, 이러한 과정에서 연료저장부(110)에 저장된 펠릿 연료가 온풍기(112), 확산판(113) 및 전열히터(114) 등에 의해 건조된 상태에서 보일러부(130)로 공급됨에 따라 연료공급 특성 및 펠릿 연료의 연소 특성을 향상시킬 수 있게 한다.

좀더 구체적으로, 연료저장부(110)는 펠릿 연료가 저장되는 연료하우징(111)과, 상기 연료하우징(111)의 외부 일측에 설치되어 연료하우징(111)의 내부로 온풍을 방출하는 온풍기(112)와, 연료하우징(111)의 내부에 설치된 확산판(113) 및 연료하우징(111)의 외주면에 설치된 전열히터(114)를 포함한다.

여기서, 연료하우징(111)은 내부에 펠릿 연료가 저장되는 공간을 구비하고 있으며 일반적으로는 호퍼(hopper)가 사용된다. 또한, 이러한 연료하우징(111)의 하부에 형성된 연료 배출구(미도시)는 연료공급부(120)의 일측과 연결되어 있어서, 당해 연료하우징(111)에 저장된 펠릿 연료를 연료공급부(120)에 제공할 수 있게 한다.

온풍기(112)는 연료하우징(111)의 외부 일측에 설치되어 펠릿 연료가 저장된 연료하우징(111)의 내부로 온풍을 방출함으로써, 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지하고, 당해 펠릿 연료가 적절히 건조된 상태로 저장될 수 있게 한다.

확산판(113)은, 도 2를 통해 좀더 명확히 알 수 있는 바와 같이, 지면에 대해 수직한 방향으로 연료하우징(111)의 내부 중심측에 설치된 확산용 격벽판(113a)과, 상기 확산용 격벽판(113a)의 일측면 또는 양측면에 하측 방향으로 경사지도록 결합된 확산용 날개판(113b) 및 당해 확산판(113)을 연료하우징(111) 내부에 고정시키기 위한 고정구(113c)를 포함한다.

여기서, 확산용 격벽판(113a)은 온풍기(112)에 의해 연료하우징(111) 내부로 방출된 온풍을 분리 및 확산시키고, 확산용 날개판(113b)은 온풍을 순환 및 확산시키며, 하측 방향으로 경사지게 결합된 확산용 날개판(113b)은 펠릿 연료가 연료하 우징(111)에 공급되는 경우에도 상기 경사각을 따라 미끄러져 내려와 적절히 저장될 수 있게 한다.

또한, 이러한 확산용 격벽판(113a)과 확산용 날개판(113b)에는 통공(113d)이 형성되어 있는데, 통공(113d)은 온풍이 당해 통공(113d)을 통과하여 확산될 수 있도록 함으로써 펠릿 연료의 건조 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 한다.

전열히터(114)는, 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 환형 띠 형상으로 이루어져 있어서 연료하우징(111)의 외주면에 부착되며, 고온의 열을 발산하여 연료하우징(111) 내부로 열을 전달하고, 그에 따라 펠릿 연료를 건조시킬 수 있게 한다.

단, 전열히터(114)는 화재의 위험을 방지하기 위해 연료하우징(111)의 외주면에 부착된 것이므로 화재의 위험이 없다면 연료하우징(111)의 내주면에 부착될 수 있으며, 전열히터(114)가 환형 띠 모양인 이유는 연료하우징(111)의 외주 형상과 일치시키기 위한 것이므로, 연료하우징(111)의 외주 형상이 원형이 아니라면 전열히터(114)의 형상도 바뀔 수 있음은 자명하다.

한편, 연료공급부(120)는 연료저장부(110)에 저장된 펠릿 연료를 공급받아 상승시키도록 제1경사 방향으로 설치된 제1공급관(121) 및 일단은 제1공급관(121)의 상단측과 연결되어 있고, 타단은 보일러부(130)의 버너(132)에 인접 배치되어 있으며, 제1공급관(121)을 통해 공급된 펠릿 연료가 자유낙하하여 버너(132)에 투하되도록 제2경사 방향으로 설치된 제2공급관(122)을 포함한다. 또한, 제1공급 관(121)의 내부에는 펠릿 연료를 상승시키는 이송 스크류(참조번호 미참조)가 설치되어 있으며, 이송 스크류의 일단은 연료공급모터(참조번호 미참조)와 연결되어 있다.

따라서, 연료저장부(110)의 하부측을 통해 배출된 펠릿 연료가 제1공급관(121) 내부로 공급되면, 연료공급모터에 의해 회전하는 이송 스크류에 의해 펠릿 연료가 제1공급관(121)을 따라서 상승하고, 그 상승된 펠릿 연료가 제2공급관(122)을 따라 자유낙하하여 보일러부(130)의 버너(132)로 투입된다.

특히, 본 발명은 이상과 같이 연료저장부(110)에서 건조된 상태의 펠릿 연료를 공급하도록 함으로써, 당해 연료저장부(110)에서의 펠릿 연료의 배출이 원활히 이루어지도록 함은 물론, 연료공급부(120)를 통한 펠릿 연료의 이송 및 공급 역시 원활히 이루어질 수 있게 함에 따라 정량 및 정속도의 연료공급이 가능하도록 한다.

보일러부(130)는 펠릿 연료를 공급받아 연소시킴으로써 발생한 화염이나 고온의 열기를 이용하여 온수나 난방수 등을 제공하기 위한 것으로, 내부에 연소실을 구비한 보일러 하우징(131)과, 상기 보일러 하우징(131)의 하부에 설치된 버너(132) 및 상기 버너(132)의 상부에 설치된 열교환기(133) 등을 포함한다.

따라서, 펠릿 연료가 연료공급부(120)를 통해 보일러부(130)의 버너(132)로 공급된 다음 점화장치(미도시)에 의해 연소되어 화염 및 고온의 열기를 발생시키고, 이와 같이 발생된 화염 및 고온의 열기에 의해 열교환기(133) 내부를 순환하는 직수를 가열하고, 가열된 직수를 온수나 난방수로서 제공할 수 있게 한다.

특히, 본 발명은 당해 보일러부(130)의 버너(132)로 공급된 펠릿 연료가 건조된 상태의 것이어서, 즉, 함수율이 낮은 펠릿 연료이어서, 버너(132)에서의 완전 연소가 가능하게 하는 등 연소 특성을 향상시킬 수 있게 한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 건조식 펠릿 보일러는 연료저장부에 저장된 펠릿 연료에 습기가 차는 것을 방지함으로써 연료공급 특성은 물론 연소특성을 향상시킨다. 따라서, 친환경적이면서도 저가인 펠릿 보일러의 실용화를 앞당길 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러를 나타낸 정단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러의 확산판을 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 건조식 펠릿 보일러의 전열히터를 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 연료저장부 111: 연료하우징

112: 온풍기 113: 확산판

113a: 확산용 격벽판 113b: 확산용 날개판

113d: 통공 114: 전열히터

120: 연료공급부 130: 보일러부

Claims (5)

1. 내부에 펠릿(pellet) 연료가 저장되는 연료하우징 및 상기 연료하우징의 외부 일측에 설치되어 상기 연료하우징의 내부로 온풍을 방출하는 온풍기를 구비한 연료저장부와;

   펠릿 연료를 공급받아 연소시킴으로써 온수나 난방수를 공급하는 보일러부;

   상기 연료저장부에 저장된 펠릿 연료를 상기 보일러부로 이송 및 공급하는 연료공급부; 및

   지면에 대해 수직한 방향으로 상기 연료하우징의 내부 중심측에 설치되며, 상기 온풍기를 통해 공급된 온풍을 분리 및 확산시키는 확산용 격벽판;을 포함하되,

   상기 확산용 격벽판의 일측면 또는 양측면에는 하측 방향으로 경사지도록 확산용 날개판이 결합되고, 상기 확산용 격벽판 또는 확산용 날개판에는 통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건조식 펠릿 보일러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 연료하우징의 외주면에는 고온의 열을 발산하는 전열히터가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 건조식 펠릿 보일러.

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