KR101151174B1 - 펠릿보일러용 연소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소용기에서 연소되는 펠릿을 교반하여 펠릿의 연소가 용이하게 이루어지도록 하여, 연소되는 펠릿의 열기가 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있는 펠릿보일러용 연소기에 관한 것이다. 본 발명은 펠릿이 수용된 상태로 연소되는 연소용기; 상기 연소용기에 펠릿을 공급하는 펠릿공급수단; 상기 연소용기에 공급된 펠릿에 열을 가하여 펠릿을 점화하고, 점화된 펠릿이 연소되도록 외부에서 공급되는 공기를 펠릿에 제공하는 점화기; 상기 점화기에 공기를 제공하는 블로워; 및 상기 연소용기에 수용된 펠릿을 교반하는 펠릿교반수단;을 포함하며, 상기 점화기는, 상기 연소용기에 일단이 고정되어 상기 블로워에서 공급되는 공기를 연소용기에 제공하는 중공의 점화관; 및 상기 점화관의 중공에 내장되어 열기를 발생시키는 열선;을 포함한다. 본 발명은 연소용기에서 연소되는 펠릿을 교반수단으로 교반하여 펠릿을 용이하게 연소시킬 수 있으면서, 펠릿차단부에 의해 펠릿이 공급되는 관을 분리시키면서 관을 차단하여 화재를 방지할 수 있다.

Description

펠릿보일러용 연소기{BURNER FOR PELLET BOILER}

본 발명은 연소용기에서 연소되는 펠릿을 교반하여 펠릿의 연소가 용이하게 이루어지도록 하여, 연소되는 펠릿의 열기가 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있는 펠릿보일러용 연소기에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 전기 점화방식 등의 제어시스템에 의하여 버너가 점화된 채 운전되면서 온수 및 난방을 위해 순환되는 물탱크를 가열시키는 수단이며, 연료는 주로 기름이나 가스를 사용한다.

이러한 기름이나 가스 등을 연료로 사용하는 보일러의 경우 연료의 구입에 따른 비용이 과다하게 소요되어 유지비가 많이 들기 때문에 소득수준이 어려운 농촌 등에서는 보일러 사용에 따른 부담이 가중되고 있는 것이 현실이다.

이러한 특성을 감안하여 농촌 등에는 석탄, 나무, 조개탄 등의 고체연료로 사용하는 보일러가 많이 보급되고 있는 것이 최근의 추세이다.

위와 같은 고체연료를 사용하는 기존 대부분의 보일러들은 온수통의 하부에서 단순히 연료를 연소시키는 방식으로 되어 있기 때문에 연소실의 외벽을 통한 열손실이 커서 전반적인 열효율이 낮은 단점이 있다.

또한 연소실 주변의 부재들이 고온에 노출되는 관계로 쉽게 부식되는 등 보일러의 전체적인 수명이 짧아지는 단점이 있다.

이와 관련하여 최근에는 연료의 공급 및 연소, 연소재의 배출 등 전체적인 과정이 자동으로 수행되는 대용량의 온수보일러들이 많이 제시되고 있다.

예를 들면, 입자상의 고체 연료인 무연탄이나 왕겨 톱밥 등이 이송 스크류에 의하여 연소부측으로 자동 공급되고, 이렇게 공급된 고체 연료는 연소부에서 연소됨과 동시에 연소 후 발생하는 연소재는 재떨이장치에 의하여 자동으로 배출되는 형태의 대용량 온수보일러들이 많이 사용되고 있는 추세이다. 또한, 왕겨, 톱밥, 기타 슬러지 등을 가공하여 생산된 펠릿(pellet)이 많이 공급되어 사용되고 있다.

그러나, 종래의 펠릿을 연소하는 보일러는 연소실에 배치된 연소기에서 연소되는 펠릿에 포함된 불순물이 연소되면서 소성되어 연소기에 고착 되어 연소기의 연소효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 연소기에서 연소되는 펠릿의 열기가 전술한 스크류를 통해 공급되는 펠릿에 전달되어 화재가 발생되는 문제점도 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연소용기에서 연소되는 펠릿을 교반하여 펠릿을 용이하게 연소시킬 수 있는 펠릿보일러용 연소기를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 연소되는 펠릿의 연소열기가 스크류를 통해 전달되지 못하도록 연소열기가 전달되는 것을 방지할 수 있는 펠릿보일러용 연소기를 제공하는 것이 다른 목적이다.

더욱이, 연소용기에 공급되는 공기가 연소용기의 구조에 의해 에어커튼을 형성하여 연소용기에서 연소되는 펠릿이 완전연소될 수 있는 펠릿보일러용 연소기를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
이에 더하여, 펠릿이 공급되는 관을 분리시키면서 관을 차단하여 화재를 방지할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 펠릿이 수용된 상태로 연소되는 연소용기;
상기 연소용기에 펠릿을 공급하는 펠릿공급수단;
상기 연소용기에 공급된 펠릿에 열을 가하여 펠릿을 점화하고, 점화된 펠릿이 연소되도록 외부에서 공급되는 공기를 펠릿에 제공하는 점화기;
상기 점화기에 공기를 제공하는 블로워; 및
상기 연소용기에 수용된 펠릿을 교반하는 펠릿교반수단;을 포함하며,
상기 점화기는, 상기 연소용기에 일단이 고정되어 상기 블로워에서 공급되는 공기를 연소용기에 제공하는 중공의 점화관; 및 상기 점화관의 중공에 내장되어 열기를 발생시키는 열선;을 포함하고,
상기 연소용기는, 상기 점화기가 일측에 관통상태로 설치되고, 상기 펠릿공급수단이 타측에 관통상태로 설치되며, 상부가 개방된 연소케이스; 상기 연소케이스의 내측면에 일측면이 일체적으로 고정되어 타측면 및 좌우측면이 연소케이스의 내측면들에서 이격되고, 상부 및 하부가 개방된 내벽부재; 상기 내벽부재 일측면의 하부는 개방시키고, 내벽부재의 중앙부분에서 타측면까지 폐쇄시키며, 내벽부재의 타측에서 일측으로 내리막 경사지도록 내벽부재의 하부에 일체적으로 고정되는 경사부재; 및 상기 경사부재에서 상부로 일정간격 이격되면서 상기 내벽부재의 내측에 일체로 설치되어 상기 펠릿공급수단에서 공급된 펠릿이 수용되고, 상기 점화기의 점화열과 공기를 펠릿에 제공하기 위해 타공이 형성된 타공부재;를 포함하며,
상기 연소케이스는, 상기 점화기의 공기가 상기 경사부재를 따라 오르면서 상기 타공부재의 하부에 공급됨과 동시에, 상기 내벽부재와 상기 연소케이스의 사이에 공급되어 상기 연소케이스와 내벽부재의 사이에 에어커튼이 형성되도록, 점화기를 경사부재의 하부에 마주된 상태로 고정시키는 고정구가 형성되고,
상기 경사부재는, 하부의 일단이 상기 연소케이스의 내측 전면에 일정간격 이격되어 상기 타공부재에서 연소된 재가 하부로 낙하되도록 재를 안내하는 홀형태의 안내수단이 마련되며,
상기 타공부재는, 상기 펠릿이 모여지도록 중앙부분이 오목하게 형성되고, 연소된 펠릿의 재가 배출되도록 중앙부분에 홀형태의 배출수단;이 형성되고,
상기 펠릿공급수단은, 상기 연소용기에 일단이 관통설치되고, 타측에 펠릿이 투입되는 투입구가 형성되는 실린더; 상기 연소용기에 펠릿을 공급하도록 상기 실린더에 회전가능하게 내장되는 스크류; 상기 스크류를 회전시키는 구동부재; 및 상기 블로워의 공기를 상기 스크류에 제공하여 상기 연소용기에서 연소되는 펠릿의 연소열이 상기 스크류나 상기 실린더로 전달되는 것을 방지하는 열전달방지수단;을 포함하며,
상기 구동부재는,
상기 스크류의 일단에 중심이 고정되는 제1회전부재; 상기 제1회전부재가 회전되도록 외부의 동력을 제1회전부재에 전달하는 제2회전부재; 및 상기 제2회전부재를 회전시키는 구동모터;를 포함하며,
상기 열전달방지수단은, 상기 스크류의 길이방향을 따라 스크류의 일단에서 내측으로 형성되어 상기 블로워의 공기를 스크류의 내측으로 안내하는 안내로; 상기 안내로로 안내되는 공기가 상기 스크류의 외측으로 분사되도록 안내로에서 스크류의 외측까지 관통형성되는 다수의 분기로;를 포함하고,
상기 펠릿공급수단은, 상기 실린더에 공급된 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 펠릿의 공급을 요청하는 요청신호를 외부에 발신하는 제1센서; 및 상기 제1센서보다 하부에 위치되어 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 상기 스크류를 정지시키는 정지신호를 외부에 발신하는 제2센서;를 더 포함하며,
상기 펠릿공급수단은, 상기 실린더를 통해 공급되는 펠릿이 연소되면서 실린더의 타측으로 전달되는 화재를 방지하는 화재방지수단;을 더 포함하며,
상기 화재방지수단은, 상기 실린더에 전달되는 열기를 감지하여 화재신호를 외부에 발신하는 제3센서; 및 상기 제3센서의 화재신호에 의해 작동되어 상기 스크류의 열을 냉각시키면서 연소되는 펠릿을 소화시키도록 상기 스크류에 소화액을 공급하는 소화액공급수단;을 더 포함하고,
상기 화재방지수단은 상기 실린더로 펠릿의 공급을 차단하기 위한 펠릿차단부;를 더 포함하며,
상기 펠릿차단부는 외부에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내하는 제1관; 상기 제1관의 단부에 접촉된 상태로 연결되어 제1관에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내하는 제2관; 상기 제2관의 단부 일측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되는 상기 제1관의 단부를 차단하는 제1차단판; 상기 제1관의 단부 타측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되면서 상기 제2관의 단부를 차단하는 제2차단판; 및 상기 제1관의 단부가 상기 제1차단판에 의해 차단되면서 상기 제2차단판이 상기 제2관의 단부를 차단하도록 상기 제2차단판을 이동시킴과 동시에 제1관을 직선으로 왕복이동시키는 구동부;를 포함하여 구성되고,
상기 소화액공급수단은, 상기 스크류에 외부에서 제공되는 소화액을 공급하는 호스; 및 상기 호스를 통해 소화액이 공급되도록 상기 제3센서에 의해 작동되어 호스를 개방하는 밸브;를 포함하며,
상기 펠릿교반수단은, 상기 연소용기의 내측에 위치된 상태로 상기 펠릿공급수단의 동작에 의해 작동되어 연소되는 펠릿을 교반하는 스크류;인 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 연소용기에서 연소되는 펠릿을 교반수단으로 교반하여 펠릿을 용이하게 연소시킬 수 있다.

또한, 연소되는 펠릿의 연소열기가 스크류를 통해 전달되지 못하도록 스크류의 내측으로 형성된 안내로에 공기를 제공하여 연소열기가 스크류로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 연소용기에 공급되는 공기가 연소용기의 구조에 의해 에어커튼을 형성하여 연소용기에서 연소되는 펠릿이 완전연소될 수 있다.
이에 더하여, 발명은 펠릿차단부에 의해 펠릿이 공급되는 관을 분리시키면서 관을 차단하여 관을 통해 전달되는 연소열기를 차단하므로 화재를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 사시도.
도 2는 도 1의 내부를 보인 단면도.
도 3a는 본 발명에 적용된 요부의 동작상태를 보인 단면도.
도 3b는 본 발명에 적용된 요부의 동작상태를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 연소용기의 내부를 보인 사시도.
도 5는 도 4의 내부를 보인 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 요부를 보인 사시도.
도 7은 연소용기의 내측에서 공기의 흐름을 보인 단면도.
도 8은 연소용기의 타공판에서 연소된 재가 배출되는 상태를 보인 단면도.
도 9는 본 발명에 의해 펠릿이 공급되어 연소되는 상태를 보인 단면도.
도 10은 본 발명에 의해 소화액이 공급되는 상태를 보인 단면도.
도 11은 본 발명의 구성을 보인 블록도.
도 12는 본 발명이 적용된 보일러를 보인 측도면.
도 13은 본 발명의 스크류에 형성되는 분기로들의 다양한 형태를 보인 도면.

이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이

본 발명은 도 1 및 도 2를 참조하면 연소용기, 펠릿공급수단(30), 점화기(50), 블로워(70) 및 펠릿교반수단(90)을 포함한다.

연소용기는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 펠릿이 수용된 상태로 연소되는 것으로, 예컨대 연소케이스(11), 내벽부재(13), 경사부재(15) 및 타공부재(17)를 포함하여 구성된다.

연소케이스(11)는 점화기(50)가 일측에 관통상태로 설치되고 펠릿공급수단(30)이 타측에 관통상태로 설치되며 상부가 개방된다. 이러한, 연소케이스(11)는 점화기(50)의 공기가 후술되는 경사부재(15)를 따라 오르면서 후술되는 타공부재(17)의 하부에 공급됨과 동시에, 후술되는 내벽부재(13)와 연소케이스(11)의 사이에 공급되어 연소케이스(11)와 내벽부재(13)의 사이에 에어커튼이 형성되도록, 점화기(50)를 경사부재(15)의 하부에 마주된 상태로 고정시키는 도 4 및 도 5에 도시된 고정구(12)가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 연소케이스(11)는 연소케이스(11)와 내벽부재(13)의 사이에 에어커튼이 형성되어 연소되는 펠릿과 외부의 공기가 차단되므로 불꽃이 중앙으로 집중되어 완전연소를 이룰 수 있다.

내벽부재(13)는 연소케이스(11)의 내측면에 일측면이 일체적으로 고정되어 타측면 및 좌우측면이 연소케이스(11)의 내측면들에서 이격되고, 상부 및 하부가 개방된다.

경사부재(15)는 내벽부재(13) 일측면의 하부는 개방시키고, 내벽부재(13)의 중앙부분에서 타측면까지 폐쇄시키며, 내벽부재(13)의 타측에서 일측으로 내리막 경사지도록 내벽부재(13)의 하부에 일체적으로 고정된다. 이러한, 경사부재(15)는 하부의 일단이 연소케이스(11)의 내측 전면에 일정간격 이격되어 타공부재(17)에서 연소된 재가 하부로 낙하되도록 재를 안내하는 홀형태의 안내수단(16)이 마련되는 것이 바람직하다.

타공부재(17)는 경사부재(15)에서 상부로 일정간격 이격되면서 내벽부재(13)의 내측에 일체로 설치되어 펠릿공급수단(30)에서 공급된 펠릿이 수용되고, 점화기(50)의 점화열과 공기를 펠릿에 제공하기 위해 타공이 형성된다. 이러한, 타공부재(17)는 펠릿이 모여지도록 중앙부분이 오목하게 형성된다. 즉, 타공부재(17)는 'V' 형태로 형성거나 이와 달리 'U' 형태로 형성될 수도 있으며, 연소된 펠릿의 재가 배출되도록 하부에 홀형태의 배출수단(18)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 타공부재(17)는 도 6에 도시된 바와 같이 'W'형태로 형성될 수 있다. 이러한, 'W'형태의 타공부재(17)는 후술되는 스크류(33)가 회전가능하게 복수로 배치된다. 즉, 복수의 스크류(33)는 후술되는 제1회전부재(35a)들이 제각기 고정된다. 따라서, 후술되는 제2회전부재(35b)는 복수의 제1회전부재(35a)들을 동시에 회전시킨다. 이때, 제2회전부재(35b)는 복수로 구성되어 서로 교합된 상태로 제1회전부재(35a)들에 제각기 교합되는 경우 제1회전부재(35a)들을 서로 반대되는 방향으로 회전시킬 수도 있다. 여기서, 복수의 제1회전부재(35a)들은 'W'형태의 타공부재(17)에 공급된 펠릿을 양쪽에서 교반 함으로써, 수용된 펠릿들이 중앙에 모이지 않으면서 분산되어 용이하게 연소될 수 있으므로 넓은 넓이의 타공부재(17)에 적용하는 것이 바람직하다.

펠릿공급수단(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 연소용기에 펠릿을 공급하기 위한 것으로, 예컨대 실린더(31), 스크류(33), 구동부재(35) 및 열전달방지수단(37)을 포함하여 구성된다.

실린더(31)는 연소용기에 일단이 관통설치되고, 타측에 펠릿이 투입되는 투입구가 형성된다. 여기서, 실린더(31)는 투입구에 외부에서 공급되는 펠릿을 안내하기 위한 안내관(32)이 설치될 수 있다. 이러한, 안내관(32)은 공급되는 펠릿을 센싱하도록 후술되는 제1센서(S1) 및 제2센서(S2)가 설치될 수 있다.

또한, 안내관(32)은 외부에서 공급되는 펠릿을 펠릿공급수단(30)에 제한적으로 제공하기 위한 펠릿제한수단(20)이 마련될 수 있다. 이러한, 펠릿제한수단(20)은 예컨대 안내관(32)의 내측을 개폐하는 개폐부재(21)와 상기 개폐부재(21)를 구동시키는 구동수단(23)으로 구성될 수 있다. 여기서, 개폐부재(21)는 판재형태로 형성되어 구동수단(23)의 축을 중심으로 중앙부분이 고정설치되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 개폐부재(21)는 물레방아 형태로 형성되어 일정속도로 회전되는 경우 일정량의 펠릿을 간헐적으로 공급하면서 화재를 차단할 수 있다. 따라서, 개폐부재(21)는 구동수단(23)에 의해 회전되는 경우 안내관(32)을 통해 펠릿을 공급한 후에 안내관(32)을 폐쇄하므로 실린더(31)를 통해 전달된 화재를 차단할 수 있다. 그리고, 구동수단(23)은 모터로 구성될 수 있다. 또한, 구동수단(23)은 제1센서(S1)의 요청신호에 의해 작동되거나, 요청신호를 수신한 도 11에 도시된 제어부(40)에 의해 작동될 수 있다.

스크류(33)는 연소용기에 펠릿을 공급하도록 실린더(31)에 회전가능하게 내장된다. 이러한, 스크류(33)는 도 2에 도시된 바와 같이 실린더(31)의 고정된 부쉬(BS)에 의해 실린더(31)에 지지된 상태로 회전될 수 있다. 또한, 스크류(33)는 베어링(B)에 의해 회전이 지지된 상태로 회전될 수 있다. 여기서, 베어링(B)은 미도시된 펠릿보일러의 일측에 고정될 수 있고, 이에 의해 스크류(33)의 회전을 안정되게 지지할 수 있다.

구동부재(35)는 스크류(33)를 회전시키기 위한 것으로, 예컨대 제1회전부재(35a), 제2회전부재(35b) 및 구동모터(35c)로 구성된다.

제1회전부재(35a)는 스크류(33)의 일단에 중심이 고정설치된다.

제2회전부재(35b)는 제1회전부재(35a)가 회전되도록 외부의 동력을 제1회전부재(35a)에 전달한다. 전술한 제1회전부재(35a) 및 제2회전부재(35b)는 서로 맞물리는 피니언이거나 도 3a에 도시된 베벨기어로 구성될 수 있다. 여기서, 제2회전부재(35b)는 제1회전부재(35a)와 일체적으로 된 상태가 아니고 접촉된 상태이므로 스크류(33)를 통해 전달되는 연소용기의 연소열가 제1회전부재(35a)에 전달되지 않는다. 따라서, 제1회전부재(35a) 및 제2회전부재(35b)는 스크류(33)의 열기를 구동모터(35c)나 별도의 부품에 전달하지 않으면서 스크류(33)를 용이하게 회전시킬 수 있다.

구동모터(35c)는 제2회전부재(35b)를 회전시킨다.

열전달방지수단(37)은 블로워(70)의 공기를 스크류(33)에 제공하여 연소용기에서 연소되는 펠릿의 연소열이 스크류(33)나 실린더(31)로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 예컨대 안내로(37a) 및 다수의 분기로(37b)를 포함하여 구성된다.

안내로(37a)는 스크류(33)의 길이방향을 따라 스크류(33)의 일단에서 내측으로 중공으로 형성되어 블로워(70)의 공기를 스크류(33)의 내측으로 안내한다. 이러한, 안내로(37a)는 드릴링에 의해 스크류(33)의 축방향으로 형성될 수 있다.

다수의 분기로(37b)는 안내로(37a)로 안내되는 공기가 스크류(33)의 외측으로 분사되도록 안내로(37a)에서 스크류(33)의 외측까지 관통형성된다. 이러한, 분기로(37b)는 드릴링에 의해 스크류(33)의 외측에서 안내로(37a)까지 형성되며, 서로 일정간격으로 이격형성되는 것이 바람직하다. 이때, 분기로(37b)들은 도 13의 a에 도시된 바와 같이 블로워(70)로부터 가까울수록 직경이 작게 형성되고, 블로워(70)로부터 멀수록 직경이 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 작은 직경의 분기로(37b)는 적은 양의 공기를 강하게 분사하고, 큰 직경의 분기로(37b)는 많은 양의 공기를 약하게 분사한다. 따라서, 점차커지는 직경으로 형성되는 분기로(37b)들은 스크류(33)에서 전체적으로 고르게 공기를 분사하므로, 스크류(33)에 전해지는 연소열을 전체적으로 방지하면서 연소를 위한 공기를 연소용기에 제공한다. 이와 달리, 분기로(37b)들은 도 13의 b에 도시된 바와 같이 스크류(33)의 끝단에 집중적으로 모여서 형성될 수도 있다. 이러한 경우 연소용기에 용이하게 공기를 제공할 수 있으면서 연소용기에서 전달되는 연소열을 스크류(33)의 끝단에서 집중적으로 차단할 수 있다.

그리고, 펠릿공급수단(30)은 제1센서(S1) 및 제2센서(S2)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 제1센서(S1) 및 제2센서(S2)는 펠릿의 이동을 센싱하기 위한 적외선센서나 광센서로 구성될 수 있다.

제1센서(S1)는 실린더(31)에 공급된 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 펠릿의 공급을 요청하는 요청신호를 외부에 발신한다. 이러한, 제1센서(S1)는 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 요청신호를 후술되며 도 11에 도시된 제어부(40)에 발신한다. 따라서, 제어부(40)는 수신되는 요청신호에 따라 외부에서 펠릿공급수단(30)으로 펠릿이 공급되도록 외부에서 펠릿을 공급하는 공급장치(미도시)를 제어한다.

제2센서(S2)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 실린더에 공급된 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 스크류(33)를 정지시키는 정지신호를 후술되는 제어부(40)에 발신한다. 따라서, 제어부(40)는 수신되는 정지신호에 따라 스크류(33)가 정지되도록 스크류(33)를 제어한다. 즉, 제어부(40)는 제2센서(S2)가 정지신호를 발신하는 경우 스크류(33)를 정지시켜서 스크류(33)의 사이에 펠릿이 채워진 상태가 유지되도록 함으로써, 스크류(33)의 사이를 통해 펠릿의 연소열기의 이동이 방지될 수 있다. 여기서, 제2센서(S2)는 제1센서(S1)의 인식 이후에 인식하도록 제1센서(S1)보다 다음(낮은) 위치에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 펠릿공급수단(30)은 실린더(31)를 통해 공급되는 펠릿이 연소되면서 실린더의 타측으로 전달되는 화재를 미연에 방지하는 화재방지수단을 더 포함하여 구성된다. 이러한, 화재방지수단은 예컨대 제3센서(S3) 및 소화액공급부(S4)를 포함하여 구성된다.

제3센서(S3)는 실린더(31)에 전달되는 열기를 감지하여 화재신호를 외부의 제어부(40)에 발신하거나 후술되는 소화액공급부(S4)의 밸브(S43)에 직접발신할 수 있다. 따라서, 밸브(S43)는 발신되는 화재신호에 의해 작동되거나 제어부(40)에 의해 제어되어 액체상태의 소화액이나 물을 공급할 수 있다. 여기서, 제3센서(S3)는 실린더(31)에 관통설치되어 실린더(31)를 통해 전달되는 열기(온도)를 감지하는 온도센서나 실린더(31)의 내측에서 펠릿의 연소에 의한 빛을 감지하는 광센서로 구성될 수 있다.

소화액공급부(S4)는 제3센서(S3)의 화재신호에 의해 작동되어 스크류(33)의 열을 냉각시키면서 연소되는 펠릿을 소화시키도록 스크류(33)에 소화액을 공급하기 위한 것으로, 예컨대 호스(S41) 및 밸브(S43)를 포함하여 구성된다.

호스(S41)는 스크류(33)에 외부에서 제공되는 소화액을 공급하도록 소화액이 충전된 탱크(T)에 일단이 연결되고 타단이 후술되는 공기공급관(71)에 관통되게 연결된다. 따라서, 호스(S41)는 소화액을 공기공급관(71)에 공급할 수 있다. 이와 달리, 탱크(T)는 실린더(31)의 내부에 소화액을 공급하는 다른 호스(S42)가 연결될 수 있다. 즉, 다른 호스(S42)는 탱크(T)에 충전된 소화액을 실린더(31)에 직접공급할 수 있다. 또한, 호스(S41)는 도 1에 도시된 바와 같이 공기공급관(71)으로 소화액을 펌핑하는 펌프(P)가 연결될 수도 있다. 그리고, 펌프(P)는 다른 호스(S42)에도 구비될 수도 있다. 따라서, 전술한 분기로(37b)는 펌프(P)에 의해 펌핑되는 소화액을 강하게 분출할 수 있다.

밸브(S43)는 호스(S41)를 통해 소화액이 공급되도록 제3센서(S3)에서 발생되는 화재신호에 의해 작동되어 호스(S41)나 다른 호스(S42)를 개방한다. 따라서, 밸브(S43)는 호스(S41)를 개폐하므로 탱크(T)의 소화액을 공기공급관(71)이나 실린더(31)의 내측에 공급할 수 있다.

이때, 블로워(70)는 후술되는 제어부(40)에 의해 제어되어 공기공급을 중지한다. 이와 달리, 블로워(70)는 소화액이 공급되는 동안에도 공기를 제공할 수도 있다. 따라서, 블로워(70)는 공기를 공급하여 소화액이 스크류(33)의 외측으로 강하게 분사될 수 있다. 그리고, 블로워(70)는 내측으로 공기공급관(71)에 공급되는 소화액이 침투되지 못하도록, 공기공급관(71)보다 높은 위치에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 밸브(S43)는 호스(S41)가 연결된 공기공급관(71)의 내장되는 경우 3웨이밸브로 구성될 수 있다. 따라서, 3웨이밸브는 블로워(70)가 작동되는 경우 블로워(70)쪽과 공기공급관(71)을 개방하고, 제3센서(S3)의 화재신호가 발생되는 경우 블로워(70)쪽을 폐쇄하면서 호스(S41)와 공기공급관(71)을 개방한다. 즉, 3웨이밸브는 호스(S41)를 통해 소화액이 공급되는 경우 소화액이 블로워(70)에 침투되는 것을 방지할 수 있다.

이와 달리, 밸브(S43)는 다른 호스(S42)에 설치되는 경우 다른 호스(S42)를 개폐하도록 솔벨브로 구성될 수도 있다.

또한, 화재방지수단은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 펠릿차단부(34)를 더 포함할 수 있다. 이러한, 펠릿차단부(34)는 펠릿이 공급되는 안내관(32)을 분리시켜서 안내관(32)을 통해 공급되는 펠릿의 공급을 차단하기 위한 것으로, 제1관(34b), 제2관(34a), 제1차단판(34c), 제2차단판(34d) 및 구동부(34e)를 포함하여 구성된다.

제1관(34b)은 외부에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내한다. 여기서, 제1관(34b)은 플렉시블한 주름관인 것이 바람직하다.

제2관(34a)은 제1관(34b)의 단부에 접촉된 상태로 연결되어 제1관(34b)에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내한다.

제1차단판(34c)은 제2관(34a)의 단부 일측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되는 제1관(34b)의 단부를 차단한다.

제2차단판(34d)은 제1관(34b)의 단부 타측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되면서 제2관(34a)의 단부를 차단한다.

구동부(34e)는 제1관(34b)의 단부가 제1차단판(34c)에 의해 차단되면서 제2차단판(34d)이 제2관(34a)의 단부를 차단하도록 제2차단판(34d)을 이동시킴과 동시에 제1관(34b)을 직선으로 왕복이동시키기 위한 것으로, 다양한 실시예가 제안될 수 있으나 유압(공압)실린더인 것이 바람직하다. 특히, 구동부(34e)는 제3센서(S3)에서 발신되는 화재신호에 의해 작동되거나 화재신호를 수신한 제어부(40)에 의해 구동될 수 있다. 이와 달리, 구동부(34e)는 수동으로 제2차단판(34d)을 슬라이딩시킬 수 있는 부재(샤프트)로 구성될 수도 있다.

따라서, 펠릿차단부(34)는 한번의 동작으로 제1관(34b)과 제2관(34a)의 단부들을 서로 어긋나게 하면서 각각의 단부들을 차단하여 제1관(34b)에서 공급되는 펠릿의 공급을 차단함과 동시에 제2관(34a)을 통해 전달될 수 있는 연소열기를 차단할 수 있다. 또한, 펠릿차단부(34)는 역으로 구동되는 경우 제1관(34b)과 제2관(34a)의 단부들을 서로 마주되게 연결시킬 수 있으므로 펠릿은 다시 공급될 수 있다.

점화기(50)는 연소용기에 공급된 펠릿에 열을 가하여 펠릿을 점화하고, 점화된 펠릿이 연소되도록 외부에서 공급되는 공기를 펠릿에 제공하기 위한 것으로, 예컨대 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 점화관(51) 및 열선(53) 포함하여 구성된다.

점화관(51)은 연소용기에 일단이 고정되어 블로워(70)에서 공급되는 공기를 연소용기에 제공하는 중공이 형성된다.

열선(53)은 점화관(51)의 중공에 내장된 상태로 열기를 발생시킨다. 이러한, 열선(53)은 후술되는 제어부(40)에 의해 제어되어 펠릿이 점화되는 시간동안만 발열될 수 있다.

따라서, 점화기(50)는 열선(53)의 열기를 이용하여 펠릿을 점화하고, 점화가 완료된 후에 점화관(51)을 통해 연소용기에 연소를 위한 공기를 제공할 수 있다.

블로워(70)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 점화기(50)에 공기를 제공한다. 이러한, 블로워(70)는 점화기(50)에 연결된 연결관(72)을 통해 점화기(50)에 공기를 공급한다. 또한, 블로워(70)는 전술한 안내로(37a)에 공기를 공급하기 위해 스크류(33)에 일단이 연결된 공기공급관(71)의 타단이 연결된다. 이때, 블로워(70)는 연결관(72)과 공기공급관(71)에 제각기 공기를 공급하기 위해 복수로 구성될 수 있다. 또한, 연결관(72)과 공기공급관(71)은 점화기(50)와 안내로(37a)에 제각기 공기를 공급하도록 하나의 블로워(70)에 동시에 연결될 수도 있다. 즉, 공기공급관(71)은 안내로(37a)에 연결된다. 연결관(72)은 공기공급관(71)에서 분기되게 연결된다. 여기서, 공기공급관(71)은 전술한 베어링(B)의 일측에 고정된 상태로 회전되지 않으면서 안내로(37a)에 공기를 공급할 수 있다.

펠릿교반수단(90)은 도 2에 도시된 바와 같이 연소용기에 수용된 펠릿을 교반하기 위한 것으로, 연소용기의 내측에 위치된 상태로 펠릿공급수단(30)의 동작에 의해 작동되어 연소되는 펠릿을 교반하는 스크류(33)의 일단인 것이 바람직하다. 이와 달리, 연소용기의 내측으로 회전가능하게 돌출되게 설치되는 별도의 스크류(미도시)로 구성될 수도 있다. 즉, 스크류(33)는 일단이 연소용기의 내측까지 돌출된 상태로 회전되는 경우 연소용기의 내측에서 연소되는 펠릿을 용이하게 교반시킬 수 있다. 따라서, 펠릿은 펠릿교반수단(90)에 의해 교반되면서 연소용기의 내측에서 연소되므로 연소용기의 내측면에 소성되면서 고착되지 않는다.

이하, 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.

먼저, 도 9에 도시된 바와 같이 펠릿제한수단(20)의 개폐부재(21)가 동작되는 경우 안내관(32)을 통해 펠릿이 펠릿공급수단(30)의 실린더(31)로 공급된다. 이어서, 스크류(33)가 회전되어 공급된 펠릿을 연소용기로 제공한다. 계속해서, 점화기(50)의 열선(53)은 일정시간동안 열을 발생시킨다. 그리고, 블로워(70)는 공기를 공기공급관(71)과 점화관(51)으로 공기를 공급한다. 따라서, 점화관(51)은 도 1에 도시된 바와 같이 열선(53)의 열기를 연소용기로 분사하여 연소용기의 펠릿을 점화한다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 공기공급관(71)으로 공급된 공기는 안내로(37a)를 거쳐 분기로(37b)을 통해 분사된다. 따라서, 연소용기의 펠릿은 분기로(37b)에서 분사되는 공기에 의해 용이하게 연소될 수 있다. 또한, 점화관(51)도 열선(53)이 발열을 중지한 상태에서 연소용기에 펠릿의 연소를 위한 공기를 제공할 수 있다.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이 점화관(51)을 통해 공급되는 공기는 타공부재(17)의 전방에 공급되면서 경사부재(15)에 의해 타공부재(17)의 후방에 공급된다. 따라서, 타공부재(17)의 펠릿은 전후로 공급되는 공기에 의해 용이하게 연소될 수 있다. 이와 동시에, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 점화관(51)을 통해 공급되는 공기는 내벽부재(13)와 연소케이스(11)의 사이를 통과하게 된다. 따라서, 점화관(51)에서 공급되는 공기는 내벽부재(13)와 연소케이스(11)의 사이를 통과하면서 에어커튼을 형성하므로, 불완전연소에 의해 발생되는 연기나 외부의 공기가 연소되는 펠릿에 접촉되는 것이 차단되면서 불꽃이 중앙으로 집중되어 펠릿이 완전연소될 수 있다.

아울러, 펠릿은 도 8에 도시된 바와 같이 타공부재(17)에서 연소되어 재로 변하여 타공부재(17)의 배출수단(18)을 통해 경사부재(15)로 낙하되면서 경사부재(15)의 경사면을 따라 하강되면서 경사부재(15)의 안내수단(16)을 통해 연소케이스(11)의 하부로 배출된다.

이와 같이, 분기로(37b)와 점화관(51)을 통해 공기는 도 9에 도시된 바와 같이 연소용기에 공급되므로 연소용기의 펠릿은 용이하게 연소될 수 있다.

그리고, 공기공급관(71)으로 공급된 공기는 스크류(33)의 분기로(37b)를 통해 분사되면서 스크류(33)를 용이하게 냉각시킬 수 있으므로, 연소용기의 열기가 스크류(33)를 통해 전달되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 제1센서(S1)는 도 10에 도시된 바와 같이 안내관(32)으로 펠릿의 공급이 중단되는 경우 펠릿이 공급되지 않는 상태를 센싱하여, 펠릿의 공급을 요청하는 신호를 도 11에 도시된 제어부(40)에 발신한다. 따라서, 제1센서(S1)는 도 9에 도시된 바와 같이 외부로부터 안내관(32)을 통해 펠릿이 공급되는 경우 이를 센싱하여 요청신호의 발신을 중단한다.

또한, 제2센서(S2)는 도 10에 도시된 바와 같이 외부로부터 안내관(32)를 통해 펠릿이 계속적으로 공급되지 않는 상태가 지속되어 펠릿이 공급되지 않는 경우 이를 센싱한다. 따라서, 제2센서(S2)는 펠릿의 공급이 장시간 공급되지 않는 경우 스크류(33)의 동작을 중지시키는 중지신호를 도 11에 도시된 제어부(40)에 발신하여 펠릿이 연소용기로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 스크류(33)에 의해 실린더(31)의 잔류 펠릿이 연소용기로 모두 공급되어 실린더(31)가 중공상태로 되는 경우, 연소용기의 열기가 실린더(31)를 통해 안내관(32)으로 전달될 수 있다. 그러므로, 제2센서(S2)는 스크류(33)의 동작을 중지시키는 중지신호를 도 11에 도시된 제어부(40)에 발신하여 제어부(40)에 의해 실린더(31)의 동작이 정지되어 실린더(31)가 중공상태로 되는 것을 방지하므로 연소용기의 열기가 실린더(31)를 통해 안내관(32)으로 전달되는 것을 방지하여 화재발생을 방지할 수 있다.

한편, 제3센서(S3)는 도 10에 도시된 바와 같이 연소용기에서 열기가 실린더(31)의 내측으로 전달되는 경우 열기를 감지하여 화재신호를 도 11에 도시된 제어부(40)에 발신한다. 이때, 개폐부재(21)는 제어부(40)의 제어에 의해 작동되어 안내관(32)을 폐쇄하므로 안내관(32)을 통해 실린더(31)로 펠릿의 공급을 중단한다. 이와 동시에, 블로워(70)의 작동이 중지되면서 밸브(S43)가 동작된다. 따라서, 탱크(T)의 소화액은 호스(S41)를 통해 안내로(37a)에 공급되어, 분기로(37b)를 통해 분사되어 연소되는 펠릿을 소화시키면서 화재를 진압할 수 있다.

이와 같은, 본 발명의 연소용기에서 연소되는 펠릿의 열기는 도 12에 도시된 바와 같이 호퍼(H)를 통하면서 호퍼(H)에 연결되면서 서로 이격된 다수의 덕트(D)로 이루어진 익스체인져를 통해 외부로 배기된다.

이때, 다수의 덕트(D)의 사이로 공기나 액체를 이동시키는 경우 덕트(D)의 사이에서 열교환이 발생되어 공기나 액체가 가열되므로, 가열된 공기나 액체를 이용하여 난방이나 온수를 이용할 수 있다.

전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 연소용기
30 : 펠릿공급수단
50 : 점화기
70 : 블로워
90 : 펠릿교반수단

Claims (12)

1. 펠릿이 수용된 상태로 연소되는 연소용기;
   상기 연소용기에 펠릿을 공급하는 펠릿공급수단;
   상기 연소용기에 공급된 펠릿에 열을 가하여 펠릿을 점화하고, 점화된 펠릿이 연소되도록 외부에서 공급되는 공기를 펠릿에 제공하는 점화기;
   상기 점화기에 공기를 제공하는 블로워; 및
   상기 연소용기에 수용된 펠릿을 교반하는 펠릿교반수단;을 포함하며,
   상기 점화기는, 상기 연소용기에 일단이 고정되어 상기 블로워에서 공급되는 공기를 연소용기에 제공하는 중공의 점화관; 및 상기 점화관의 중공에 내장되어 열기를 발생시키는 열선;을 포함하고,
   상기 연소용기는, 상기 점화기가 일측에 관통상태로 설치되고, 상기 펠릿공급수단이 타측에 관통상태로 설치되며, 상부가 개방된 연소케이스; 상기 연소케이스의 내측면에 일측면이 일체적으로 고정되어 타측면 및 좌우측면이 연소케이스의 내측면들에서 이격되고, 상부 및 하부가 개방된 내벽부재; 상기 내벽부재 일측면의 하부는 개방시키고, 내벽부재의 중앙부분에서 타측면까지 폐쇄시키며, 내벽부재의 타측에서 일측으로 내리막 경사지도록 내벽부재의 하부에 일체적으로 고정되는 경사부재; 및 상기 경사부재에서 상부로 일정간격 이격되면서 상기 내벽부재의 내측에 일체로 설치되어 상기 펠릿공급수단에서 공급된 펠릿이 수용되고, 상기 점화기의 점화열과 공기를 펠릿에 제공하기 위해 타공이 형성된 타공부재;를 포함하며,
   상기 연소케이스는, 상기 점화기의 공기가 상기 경사부재를 따라 오르면서 상기 타공부재의 하부에 공급됨과 동시에, 상기 내벽부재와 상기 연소케이스의 사이에 공급되어 상기 연소케이스와 내벽부재의 사이에 에어커튼이 형성되도록, 점화기를 경사부재의 하부에 마주된 상태로 고정시키는 고정구가 형성되고,
   상기 경사부재는, 하부의 일단이 상기 연소케이스의 내측 전면에 일정간격 이격되어 상기 타공부재에서 연소된 재가 하부로 낙하되도록 재를 안내하는 홀형태의 안내수단이 마련되며,
   상기 타공부재는, 상기 펠릿이 모여지도록 중앙부분이 오목하게 형성되고, 연소된 펠릿의 재가 배출되도록 중앙부분에 홀형태의 배출수단;이 형성되고,
   상기 펠릿공급수단은, 상기 연소용기에 일단이 관통설치되고, 타측에 펠릿이 투입되는 투입구가 형성되는 실린더; 상기 연소용기에 펠릿을 공급하도록 상기 실린더에 회전가능하게 내장되는 스크류; 상기 스크류를 회전시키는 구동부재; 및 상기 블로워의 공기를 상기 스크류에 제공하여 상기 연소용기에서 연소되는 펠릿의 연소열이 상기 스크류나 상기 실린더로 전달되는 것을 방지하는 열전달방지수단;을 포함하며,
   상기 구동부재는,
   상기 스크류의 일단에 중심이 고정되는 제1회전부재; 상기 제1회전부재가 회전되도록 외부의 동력을 제1회전부재에 전달하는 제2회전부재; 및 상기 제2회전부재를 회전시키는 구동모터;를 포함하며,
   상기 열전달방지수단은, 상기 스크류의 길이방향을 따라 스크류의 일단에서 내측으로 형성되어 상기 블로워의 공기를 스크류의 내측으로 안내하는 안내로; 상기 안내로로 안내되는 공기가 상기 스크류의 외측으로 분사되도록 안내로에서 스크류의 외측까지 관통형성되는 다수의 분기로;를 포함하고,
   상기 펠릿공급수단은, 상기 실린더에 공급된 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 펠릿의 공급을 요청하는 요청신호를 외부에 발신하는 제1센서; 및 상기 제1센서보다 하부에 위치되어 펠릿이 공급되지 않는 상태를 인식하여 상기 스크류를 정지시키는 정지신호를 외부에 발신하는 제2센서;를 더 포함하며,
   상기 펠릿공급수단은, 상기 실린더를 통해 공급되는 펠릿이 연소되면서 실린더의 타측으로 전달되는 화재를 방지하는 화재방지수단;을 더 포함하며,
   상기 화재방지수단은, 상기 실린더에 전달되는 열기를 감지하여 화재신호를 외부에 발신하는 제3센서; 및 상기 제3센서의 화재신호에 의해 작동되어 상기 스크류의 열을 냉각시키면서 연소되는 펠릿을 소화시키도록 상기 스크류에 소화액을 공급하는 소화액공급수단;을 더 포함하고,
   상기 화재방지수단은 상기 실린더로 펠릿의 공급을 차단하기 위한 펠릿차단부;를 더 포함하며,
   상기 펠릿차단부는 외부에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내하는 제1관; 상기 제1관의 단부에 접촉된 상태로 연결되어 제1관에서 공급되는 펠릿의 이동을 안내하는 제2관; 상기 제2관의 단부 일측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되는 상기 제1관의 단부를 차단하는 제1차단판; 상기 제1관의 단부 타측에 수평상태로 고정되어 측방으로 이동되면서 상기 제2관의 단부를 차단하는 제2차단판; 및 상기 제1관의 단부가 상기 제1차단판에 의해 차단되면서 상기 제2차단판이 상기 제2관의 단부를 차단하도록 상기 제2차단판을 이동시킴과 동시에 제1관을 직선으로 왕복이동시키는 구동부;를 포함하여 구성되고,
   상기 소화액공급수단은, 상기 스크류에 외부에서 제공되는 소화액을 공급하는 호스; 및 상기 호스를 통해 소화액이 공급되도록 상기 제3센서에 의해 작동되어 호스를 개방하는 밸브;를 포함하며,
   상기 펠릿교반수단은, 상기 연소용기의 내측에 위치된 상태로 상기 펠릿공급수단의 동작에 의해 작동되어 연소되는 펠릿을 교반하는 스크류;인 것을 특징으로 하는 펠릿보일러용 연소기.
   
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