KR101173515B1 - 펠릿 보일러용 연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠릿 보일러용 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펠릿 보일러의 연소부에서 1차 연소가 이루어지고, 연소실에서 완전하게 연소가 이루어지지 않은 연료와 연소재가 열교환부로 공급되어 2차 연소가 이루어지도록 함으로써, 연료를 절감 및 열효율을 극대화시킬 수 있도록 한 펠릿 보일러용 연소장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 펠릿 보일러용 연소장치에 있어서, 상기 연소장치는 내측에서 열교환실이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 열교환실 하단부에 설치되는 스크루축과, 상기 몸체의 외측에 구비되어 스크루축을 동작시키는 동력전달부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

펠릿 보일러용 연소장치{A pellet boiler for combustion device}

본 발명은 펠릿 보일러용 연소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펠릿 보일러의 연소부에서 1차 연소가 이루어지고, 연소실에서 완전하게 연소가 이루어지지 않은 연료와 연소재가 열교환부로 공급되어 2차 연소가 이루어지도록 함으로써, 연료를 절감 및 열효율을 극대화시킬 수 있도록 한 펠릿 보일러용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 보일러는 공업용, 농업용 보일러로부터 가정용 보일러에 이르기까지 다양한 구조를 가지는 보일러가 보급되어 있다.

특히, 종래의 보일러는 경유, 등유, 가솔린 등의 화석연료나 가스를 주 연료로 하여 사용되고, 그에 맞는 구조로 보일러가 제작되고 있다.

그러나, 종래의 보일러 버너는 연소 연료로서 가스 또는 석유, 석탄 등의 화석연료를 사용함으로써 선진국을 중심으로 자연 자원을 절약하고 친환경적이고 재활용이 가능한 에너지원을 개발하는 추세에 역행하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허공개공보 제10-2010-106103호 “펠릿 연료를 이용한 버너”가 제시된바 있다.

이와 같이 선출원된 펠릿 연료를 이용한 버너는 연료 공급부로부터 공급된 연료를 공급받은 연소부의 몸체가 회전하면서 몸체의 연소실 내주면에 형성된 스크루에 의해 연료가 교반이 이루어지면서 연소가 이루어지게 된다.

그리고, 연소실에서 연소된 후 연소가 이루어지 않은 잔존의 연료와 연소재는 스크루에 의해 연소실의 외부로 배출되고, 연소실에서 배출된 연료와 연소재는 열교환이 이루어지는 열교환부에 적층되게 된다.

따라서, 열교환부의 내측으로 연료 및 연소재가 적층되게 되어 열교환부의 내부를 자주 청소해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 연소실에서 연료가 완전히 연소가 이루어지지 않고 열교환부로 배출됨으로써, 연료의 낭비는 물론 열효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 연소실에서 배출되는 연료 및 연소재를 처리하기 위하여 버너의 작동을 정지시킴으로써, 버너의 운전 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연소실에서 발생된 화염에 의해 열교환이 이루어지는 열교환부에 연소실에서 배출되는 완전연소가 되지 않은 연료 및 연소재를 교반시키는 스크루축을 구비함으로써, 이 스크루축에 의해 연료 및 연소재를 교반시켜 연소가 더 이루어지도록 하여 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 열교환부의 몸체 내측에 양측부가 경사지고 중앙부에 연료 및 연소재가 수집되는 수집홈을 형성하고, 이 수집홈에 스크루축을 구비함으로써, 연료 및 연소재가 한 곳으로 모이게 되어 스크루축의 회전에 의해 교반이 잘 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 스크루축의 내측에 길이 방향으로 공기공급공이 형성되고, 스크루축외측부에는 공기공급공과 연결되는 다수개의 공기배출공이 형성되어 공기공급공으로 공급된 공기가 공기배출공을 통하여 배출됨으로써, 스크루축의 회전에 의해 연료 및 연소재가 교반이 이루어짐과 동시에 공급되는 공기에 의해 완전연소가 이루어져 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

특히, 연소실에서 1차 연소가 이루어짐과 동시에 연소실에서 완전연소되지 않은 연료 및 연소재를 공급받아 연소실의 화염에 의해 열교환부에서 열교환이 이루어짐과 동시에 스크루축의 회전에 의해 연료 및 연소재를 교반시켜 2차 연소가 이루어지도록 함으로써, 열효율을 극대화시키고, 연료의 낭비를 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 펠릿 보일러용 연소장치에 있어서, 상기 연소장치는 내측에서 열교환실이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 열교환실 하단부에 설치되는 스크루축과, 상기 몸체의 외측에 구비되어 스크루축을 동작시키는 동력전달부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체는 열교환실의 하단부 길이 방향으로 수집홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 몸체의 수집홈 양측으로 경사면이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스크루축은 몸체의 수집홈 상에 설치되되, 일측부가 몸체의 외측으로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달부는 몸체의 외측으로 돌출된 스크루축에 피동기어가 구비되고, 상기 피동기어에 맞물리는 구동기어가 결합 고정된 모터가 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 몸체의 열교환실로 외부공기를 공급하는 공기공급부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공기공급부는 몸체의 외측으로 돌출된 스크루축과 연통되게 결합되는 공기팬이 구비되고, 상기 스크루축의 길이 방향 내측에는 공기공급공이 형성되며, 상기 스크루축의 외주면에는 공기공급공과 연결되는 다수개의 공기배출공이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 연소실에서 발생된 화염에 의해 열교환이 이루어지는 열교환부에 연소실에서 배출되는 완전연소가 되지 않은 연료 및 연소재를 교반시키는 스크루축을 구비함으로써, 이 스크루축에 의해 연료 및 연소재를 교반시켜 연소가 더 이루어지도록 하여 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 열교환부의 몸체 내측에 양측부가 경사지고 중앙부에 연료 및 연소재가 수집되는 수집홈을 형성하고, 이 수집홈에 스크루축을 구비함으로써, 연료 및 연소재가 한 곳으로 모이게 되어 스크루축의 회전에 의해 교반이 잘 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 스크루축의 내측에 길이 방향으로 공기공급공이 형성되고, 스크루축외측부에는 공기공급공과 연결되는 다수개의 공기배출공이 형성되어 공기공급공으로 공급된 공기가 공기배출공을 통하여 배출됨으로써, 스크루축의 회전에 의해 연료 및 연소재가 교반이 이루어짐과 동시에 공급되는 공기에 의해 완전연소가 이루어져 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, 연소실에서 1차 연소가 이루어짐과 동시에 연소실에서 완전연소되지 않은 연료 및 연소재를 공급받아 연소실의 화염에 의해 열교환부에서 열교환이 이루어짐과 동시에 스크루축의 회전에 의해 연료 및 연소재를 교반시켜 2차 연소가 이루어지도록 함으로써, 열효율을 극대화시키고, 연료의 낭비를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 평단면도.
도 3은 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 측단면도.
도 4는 본 발명의 스크루축을 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치의 작용관계를 보인 단면도.

이하, 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 정단면이고, 도 2는 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 평단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치를 보인 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 스크루축을 보인 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치(100)는 본체(12)와, 본체(12)의 일측에 설치되는 연소부(14)와, 본체(12)의 상단부에 설치되어 연소부(14)로 펠릿연료를 공급하는 연료공급부(16)와, 상기 연소부(14)를 회전시키는 작동부(18)와, 상기 본체(12)의 내측부에는 연소부(14)로 공급된 펠릿연료를 점화시켜 화염을 발생시키는 점화부(20)로 펠릿 연료를 이용하는 보일러(10)가 구성된다.

여기서, 상기 펠릿 연료를 이용하는 보일러(10)의 구성, 즉 본체(12)와, 연소부(14)와, 연료공급부(16)와, 작동부(18)와, 점화부(20)는 통상의 공지된 기술로서, 여기에서는 펠릿 연료를 이용하는 보일러(10)의 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고, 상기 본체(12)의 측부에 결합 고정되되, 연소부(14)가 내측에 위치되게 설치되어 연소부(14)에서 발생하는 화염에 의해 열교환이 이루어지는 열교환부(110)가 구비된다.

여기서, 상기 열교환부(110)는 내측에 열교환실(114)이 형성되고, 연소부(14)가 위치한 반대 방향에는 도어(116)가 형성된 몸체(112)가 구비된다.

나아가, 상기 몸체(112)의 내측 열교환실(114)의 하단부에는 길이 방향으로 연료 및 연소재가 수집되는 수집홈(118)이 형성된다.

이때, 상기 수집홈(118)의 양측부에는 연료 및 연소재가 수집홈(118)으로 모일 수 있도록 가이드역할을 하는 경사면(120)이 형성된다.

아울러, 상기 몸체(112)의 열교환실(114)의 내측면에는 액체가 순환하면서 열교환이 이루어지도록 하는 수관(122)이 배치된다.

따라서, 상기 연소부(14)로 공급된 연료가 연소되어 화염이 발생됨과 동시에 연소부(14)의 연소실에서 연소된 연소재와 완전연소가 되지 않은 연료가 외부로 배출되어 몸체(112)의 열교환실(114)로 공급되고, 열교환실(114)로 공급된 연료 및 연소재는 경사면(120)을 따라 수집홈(118)에 모이게 된다.

또한, 상기 몸체(112)의 열교환실(114)에는 연소부(14)에서 1차 연소시 완전연소되지 않고 배출되어 공급된 연료 및 연소재를 교반시켜 2차연소가 이루어질 수 있도록 스크루축(130)이 구비된다.

여기서, 상기 스크루축(130)은 몸체(114)의 수집홈(118)에 회전 가능하게 설치되되, 일측부가 몸체(112)의 외측으로 돌출되게 설치된다.

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 몸체(114)에 결합 고정되는 스크루축(130)의 결합부에는 스크루축(130)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링이 구비된다.

그리고, 상기 스크루축(130)에 동력을 전달하여 회전할 수 있도록 하는 동력전달부(140)가 구비된다.

여기서, 상기 동력전달부(140)는 몸체(112)의 외측으로 돌출된 스크루축(130)에 피동기어(142)가 결합 고정된다.

나아가, 상기 피동기어(142)에 맞물리는 구동기어(146)가 모터축(144a)에 결합 고정되는 모터(144)가 구비된다.

따라서, 상기 모터(144)의 작동에 의해 모터축(144a)에 구비된 구동기어(146)가 회전함과 동시에 구동기어(146)에 맞물려 있는 피동기어(142)가 회전하면서 스크루축(130)을 회전시켜 수집홈(118)에 모인 연료 및 연소재를 교반시키게 된다.

한편, 상기 스크루축(130)을 회전시키는 수단으로 풀리와 벨트를 이용할 수도 있고, 스크루축(130)을 회전시킬 수 있는 모든 수단이 적용 가능하다.

또한, 상기 몸체(112)의 열교환실(114)로 외부공기를 공급하는 공기공급부(150)가 구비된다.

여기서, 상기 공기공급부(150)는 몸체(112)의 외측으로 돌출된 스크루축(130)에 연결되는 공기팬(152)이 구비된다.

이때, 상기 공기팬(152)은 스크루축(130)에 설치될 때 스크루축(130)이 원활하게 회전할 수 있도록 별도의 고정수단을 이용하여 연결 설치할 수도 있다.

나아가, 상기 스크루축(130)의 내측 길이 방향으로 공기공급공(132)이 형성되고, 외주면에는 공기공급공(132)과 연결되는 다수개의 공기배출공(134)이 형성된다.

따라서, 상기 공기팬(152)의 작동에 의해 스크루축(130)에 형성된 공기공급공(132)을 통하여 외부공기를 공급하고, 공기공급공(132)으로 공급된 공기는 스크루축(130)의 외주면에 형성된 다수개의 공기배출공(134)을 통하여 열교환실(114)로 공기가 분사 배출되게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치에 대란 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치의 작용관계를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치(100)는 먼저, 작동부(18)에 의해 연소부(14)가 회전되도록 한 후 연료공급부(16)로부터 연료를 연소부(14)의 연소실로 공급하고 점화부(20)에 의해 연소부(14)로 공급된 연료에 점화가 이루어지게 된다.

이때, 상기 연소부(14)가 회전하면서 연소실에 공급된 연료가 교반이 이루어지면서 연소 되어 화염이 발생하게 된다.

이렇게, 상기 연소실(14)에서 발생된 화염을 열교환부(110)로 발산되어 몸체(112)의 열교환실(114)에서 열교환이 이루어져 온, 난방을 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 펠릿 연료를 이용한 보일러(10), 즉, 연소부(14)와, 연료공급부(16)와, 작동부(18)와, 점화부(20)에 대한 작용관계는 종래의 기술과 동일한 방법에 의해 이루어지는 것으로, 여기에서는 이들에 대한 작용관계는 생략한다.

한편, 상기 연소부(14)에서 연료가 연소된 후 발생하는 연소재와 연소실에서 미쳐 연소 되지 않은 연료는 연소부(14)의 외부로 배출되고, 연소부(14)의 외부로 배출된 연소재 및 연료는 열교환부(110)의 몸체(112) 내측에 형성된 수집홈(118)으로 모이게 된다.

이때, 상기 열교환실(114)로 이동하는 연소재 및 연소 되지 않은 연료는 경사면(120)을 따라 수집홈(118)에 쌓이게 된다.

이와 같이 상기 수집홈(118)에 연소재 및 연료가 쌓인 상태에서 모터(144)를 작동시키게 되면 모터축(144a)에 구비된 구동기어(146)와 피동기어(142)가 회전함과 동시에 피동기어(142)가 결합 고정된 스크루축(130)이 회전하면서 수집홈(118)에 모인 연료 및 연소재를 교반시키면서 앞으로 이동시키게 된다.

이렇게, 상기 스크루축(130)이 회전하면서 연교환실(114)의 수집홈(118)에 모인 연료 및 연소재가 교반이 이루어지면서 연소부(14)에서 발산되는 화염에 의해 점화되어 2차 연소가 이루어지게 된다.

따라서, 상기 연소부(14)에서는 연료공급부(16)로부터 공급되는 연료를 공급받아 1차 연소가 이루어지고, 이 연소부(14)에서 완전 연소가 이루어지지 않은 연료는 연소재와 함께 열교환실(114)로 이동하고, 이 열교환실(114)로 이동된 연료 및 연소재는 연교환실(114)에서 2차 연소가 이루어지게 되어 연료의 낭비를 방지함과 동시에 열효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 스크루축(130)을 회전시킴과 동시에 스크루축(130)에 결합 설치된 공기팬(152)을 작동시키게 되면 이 공기팬(152)을 통하여 외부공기가 흡입되어 스크루축(130)의 공기공급공(132)으로 공급되고, 공기공급공(132)으로 공급된 공기는 스크루축(130)의 외측부에 형성된 다수개의 공기배출공(134)을 통하여 배출되어 열교환실(114)로 공기가 공급되게 된다.

따라서, 상기 스크루축(130)에 형성된 공기공급공(132)과 공기배출공(134)을 통하여 열교환실(114)로 공기를 공급함으로써, 열교환실(114)에서 연료 및 연소재가 완전 연소가 이루어지게 되어 연소재가 적게 나오게 되어 열교환부(110)의 열교환실(114)을 자주청소하지 않아도 되고, 또한, 완전연소가 이루어지게 되어 열효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 펠릿 보일러용 연소장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

10 : 보일러 12 : 본체
14 : 연소부 16 : 연료공급부
18 : 작동부 100 : 연소장치
110 : 열교환부 112 : 몸체
114 : 열교환실 116 : 도어
118 : 수집홈 120 : 경사면
122 : 수관 130 : 스크루축
132 : 공기공급공 134 : 공기배출공
140 : 동력전달부 142 : 피동기어
144 : 모터 144a ; 모터축
146 : 구동기어 150 : 공기공급부
152 : 공기팬

Claims (7)

1. 펠릿 보일러용 연소장치에 있어서,
   상기 연소장치는 내측에서 열교환실이 형성된 몸체와,
   상기 몸체의 측부에 설치되는 보일러와,
   상기 열교환실의 내측면에 설치되는 수관과,
   상기 몸체의 열교환실 하단부에 길이 방향으로 형성되는 수집홈의 내부에 설치되는 스크루축과,
   상기 몸체의 외측에 구비되어 스크루축을 동작시키는 동력전달부로 이루어지되,
   상기 몸체의 수집홈 양측으로 경사면이 형성되고,
   상기 스크루축은 일측부가 몸체의 외측으로 돌출되게 설치되며,
   상기 동력전달부는 몸체의 외측으로 돌출된 스크루축에 피동기어가 구비되고, 상기 피동기어에 맞물리는 구동기어가 결합 고정된 모터가 구비된 것을 특징으로 하는 펠릿 보일러용 연소장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체의 열교환실로 외부공기를 공급하는 공기공급부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 펠릿 보일러용 연소장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 공기공급부는 몸체의 외측으로 돌출된 스크루축과 연통되게 결합되는 공기팬이 구비되고,
   상기 스크루축의 길이 방향 내측에는 공기공급공이 형성되며,
   상기 스크루축의 외주면에는 공기공급공과 연결되는 다수개의 공기배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 펠릿 보일러용 연소장치.
   

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