KR101288589B1 - 펠릿겸용화목보일러 - Google Patents

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KR101288589B1
KR101288589B1 KR1020130046625A KR20130046625A KR101288589B1 KR 101288589 B1 KR101288589 B1 KR 101288589B1 KR 1020130046625 A KR1020130046625 A KR 1020130046625A KR 20130046625 A KR20130046625 A KR 20130046625A KR 101288589 B1 KR101288589 B1 KR 101288589B1
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hot water
water storage
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heat recovery
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이상훈
이종원
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주식회사 태현에너지
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Abstract

본 발명은 외주면에는 복수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되며 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실과, 화실의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실과, 온수저장실의 상부에 구비되고 화실의 상부와 복수개의 상방연통관을 통해 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실과, 온수저장실의 하부에 구비되며 상부회류실의 하부와 복수개의 하방연통관을 통해 연결되어 상부회류실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실로 이루어진 연소보일러부와; 온수저장실과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 저장되는 보조온수저장실이 구비되며 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 제1폐열회수부와; 온수저장실과 보충수공급관으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실이 구비되고 제1폐열회수부로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키는 제2폐열회수부로 구성된 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러에 관한 것이다.

Description

펠릿겸용화목보일러{The firewood and wood-pellet boiler}
본 발명은 각종 목재나 우드펠릿, 우드칩 등의 화목을 연소시켜 이 때 발생되는 연소열로 물을 가열하여 난방용이나 급탕용 또는 스팀용으로 사용하면서 연소시 발생되는 열기와 연소가스로부터의 폐열회수율을 극대화시킨 화목보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통형상의 케이싱으로 내부에 화목이 투입되어 연소되며 외주면에는 복수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되는 화실과, 화실의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실과, 온수저장실의 상부에 구비되고 화실의 상부와 복수개의 상방연통관을 통해 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실과, 온수저장실의 하부에 구비되며 상부회류실의 하부와 복수개의 하방연통관을 통해 연결되어 상부회류실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실로 이루어진 연소보일러부와; 온수저장실과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 순환 저장되는 보조온수저장실이 구비되며 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 제1폐열회수부와; 온수저장실과 보충수공급관으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실이 구비되고 제1폐열회수부로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키는 제2폐열회수부로 구성된 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 전자 점화 방식 등의 제어장치에 의하여 버너가 점화된 상태로 운전되면서 물탱크를 가열시켜 스팀수 및 급탕수를 얻는 장치로서, 주로 기름이나 가스 보일러가 채택되어 설치 사용되고 있으며, 이와 같은 보일러에는 각종 안전장치들이 부설되어 있어 사용자의 안전을 도모하면서 적정 실내온도 유지와 급탕수의 사용을 가능케 함으로써 건강 및 생활의 편의성을 도모하는데 사용되어 왔으나, 상기 기름 또는 가스 보일러는 연료로 사용되는 유류나 가스 등의 비용이 매우 높고 각종 전자, 전기적 구조를 갖춘 보일러로 제작됨으로써 보일러 장치의 제작비용이 높아지는 문제점들이 있어 최근에는 연료비의 부담이 적고 보일러의 제작비용이 저렴한 화목보일러가 가정용 및 산업용으로 활발하게 개발 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 화목보일러는 화실 내부에서 화목을 연소시키는 과정에서 외부로부터 충분한 산소공급이 이루어지지 못하여 초기 발화과정에서 발화가 잘 이루어지지 않거나 화력이 약해 연소열이 낮으며, 화실 내부에 한꺼번에 많은 양의 화목을 투입할 경우 불완전 연소되면서 많은 양의 그을음이나 연기 등이 발생되는 문제점이 있고, 화실에서 발생되는 열로 난방수를 가열하는 용도로만 사용되면서 여분의 열은 외부로 손실되어 사용되는 목재의 소비량에 비하여 열효율이 낮은 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 개선하기 위한 종래기술로서 본 발명자에 의해 출원되어 등록된 대한민국 등록특허공보 등록번호 제 10-0818227호에서는 상부에 연통이 수직방향으로 연설되어 있고 내측 바닥면에는 다수개의 에어토출공이 형성된 에어토출관이 수직방향으로 구비되어 있으며 내부에 화목이 투입되어 연소되도록 되어 있는 화실과 상기 화실의 측면둘레를 둘러싸고 있으며 내측 하부에는 황토가 충진되어 있어 상기 화실에서 발생되는 열을 저장 유지하도록 되어 있는 축열실과 상기 축열실의 측면둘레 및 화실의 상부를 둘러싸고 있으며 상기 화실 및 축열실로부터 전달된 열로 내부의 난방수를 가열하는 난방수저장실로 되어 있는 화실부와, 내부가 빈 통형상으로 상기 난방수저장실의 상부에 구비된 상태로 연통을 둘러싸고 있어 내부에서 가열된 공기를 발생시키도록 되어 있는 온풍발생실과 상기 온풍발생실의 일측 상부에 온풍배출관으로 연결되어 온풍발생실로부터의 가온된 공기를 실내로 공급하는 온풍공급팬이 구비되어 있는 온풍공급부와, 상기 화실부의 하부에 위치되어 화실부를 하부에서 지지하도록 되어 있되 외측면 일측에는 에어공급팬이 구비되어 있어 상기 에어토출관과 연결된 에어공급관을 통해 지속적으로 에어를 공급하도록 되어 있는 하부받침부로 구성되어 있는 화목보일러가 개시되었다.
그러나, 상기 종래기술은 화실의 내부에 투입된 화목으로부터의 연소열이 외측을 둘러싼 온수저장실의 물을 가온시키는 과정에서 고온의 화염과 연소가스가 화실의 상부에 설치된 연통을 통해 외부로 곧바로 배출되어 배출되는 연소가스의 온도가 대략 250 ~ 350℃정도로 열손실이 매우 크고 폐열회수율이 낮은 문제점이 있었으며, 또한 화실 내측 중앙에 수직으로 설치된 에어토출관이 화실 내부에서 연소되는 화목 등의 연소열에 의해 열변형되면서 휘어지거나 에어토출공이 막혀 화실 내부로 에어공급이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 화실의 외주면에 수직으로 세워진 복수개의 에어토출관을 고정설치하고 각 에어토출관의 에어토출공을 화실 내부와 연통되게 천공하여 화실의 연소열에 의해 에어토출관이 손상되는 것을 방지하면서 화실 내부로 에어공급이 원활하게 이루어지도록 하며, 온수저장실의 상,하부에 상,하부회류실을 구비하고 상부회류실은 화실과 상방연통관으로 연결하며 하부회류실은 상부회류실과 하방연통관으로 연결하면서 상,하방연통관이 온수저장실의 내부에 관통되게 설치하여 화실에서 발생되는 고온의 열기와 연소가스가 상,하방연통관을 통과하는 과정에서 온수저장실의 물을 열교환식으로 가온시키고, 상기 온수저장실과 연결설치된 제1폐열회수부의 보조온수저장실과 제2폐열회수부의 보충수저장실에 설치된 제1,2폐열회수관을 통해 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 이동하면서 폐열에 의해 온수 및 보충수를 열교환식으로 가온시켜 폐열회수율을 극대화하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 통형상의 케이싱으로 내부에 화목이 투입되어 연소되며 외주면에는 복수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되는 화실과, 화실의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실과, 온수저장실의 상부에 구비되고 화실의 상부와 복수개의 상방연통관을 통해 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실과, 온수저장실의 하부에 구비되며 상부회류실의 하부와 복수개의 하방연통관을 통해 연결되어 상부회류실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실로 이루어진 연소보일러부와; 온수저장실과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 순환 저장되는 보조온수저장실이 구비되며 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 제1폐열회수부와; 온수저장실과 보충수공급관으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실이 구비되고 제1폐열회수부로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키는 제2폐열회수부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 화실의 외주면에는 수직으로 세워진 복수개의 에어토출관이 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 화실 내부와 연통되게 천공되어 화실의 연소열에 의해 에어토출관이 손상되는 것을 방지하면서 화실 내부로 에어공급이 원활하게 이루어질 수 있으며, 온수저장실의 상,하부에는 상,하부회류실이 구비되고 상부회류실은 화실과 상방연통관으로 연결되며 하부회류실은 상부회류실과 하방연통관으로 연결되면서 상,하방연통관이 온수저장실의 내부에 관통되게 설치되어 화실에서 발생되는 고온의 열기와 연소가스가 상,하방연통관을 통과하는 과정에서 온수저장실의 물을 열교환식으로 가온시키고 상기 온수저장실과 연결 설치된 제1폐열회수부의 보조온수저장실과 제2폐열회수부의 보충수저장실에 설치된 제1,2폐열회수관을 통해 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 이동하면서 폐열에 의해 온수 및 보충수를 열교환식으로 가온시켜 폐열회수율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러의 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러의 단면개략도
도 3은 도 2의 A-A'선의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러가 온수공급용으로 사용되는 상태를 도시한 단면개략도
도 5는 본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러가 스팀공급용으로 사용되는 상태를 도시한 단면개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 펠릿겸용화목보일러(1)는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 각종 목재나 우드펠릿, 우드칩 등의 화목을 연소시켜 이 때 발생되는 연소열로 물을 가열하여 난방용이나 급탕용 또는 스팀용으로 사용하면서 연소시 발생되는 열기와 연소가스로부터의 폐열회수율을 극대화시킨 화목보일러로서, 통형상의 케이싱으로 내부에 화목이 투입되어 연소되며 외주면에는 복수개의 에어토출관(7)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(7)의 에어토출공(8)이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되는 화실(3)과, 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실(4)과, 온수저장실(4)의 상부에 구비되고 화실(3)의 상부와 복수개의 상방연통관(27)을 통해 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실(5)과, 온수저장실(4)의 하부에 구비되며 상부회류실(5)의 하부와 복수개의 하방연통관(29)을 통해 연결되어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실(6)로 이루어진 연소보일러부(2)와; 온수저장실(4)과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 순환 저장되는 보조온수저장실(33)이 구비되며 하부회류실(6)로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실(33)의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 제1폐열회수부(32)와; 온수저장실(4)과 보충수공급관(40)으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실(39)이 구비되고 제1폐열회수부(32)로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실(39)의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키는 제2폐열회수부(38)로 구성된다.
상기 연소보일러부(2)는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 각종 목재, 우드펠릿, 우드칩 등의 화목을 연소시켜 물을 가온시키는 부분으로, 통형상의 케이싱으로 외주면에는 복수개의 에어토출관(7)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(7)의 에어토출공(8)이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되며 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실(3)과, 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실(4)과, 온수저장실(4)의 상부에 구비되고 화실(3)의 상부와 복수개의 상방연통관(27)을 통해 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실(5)과, 온수저장실(4)의 하부에 구비되며 상부회류실(5)의 하부와 복수개의 하방연통관(29)을 통해 연결되어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실(6)로 이루어져 있다.
상기 화실(3)은 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 원통형의 케이싱으로 내부에 화목이 투입되어 연소되면서 연소열을 발생시켜 외측을 둘러싼 온수저장실(4)의 물을 가온시켜 온수를 발생시키도록 되어 있으며 상기 화실(3)의 외주면에는 수직으로 세워진 복수개의 에어토출관(7)이 일정간격으로 고정부착되어 있고 각 에어토출관(7)에는 상하 일정간격으로 복수개의 에어토출공(8)이 천공되어 있으며 상기 각 에어토출공(8)은 화실(3)의 내부와 연통되게 천공되어 있어 화실(3)의 내측으로 에어가 토출되도록 되어 있되, 상기 각 에어토출공(8)은 화실(3) 내측 상방을 향해 비스듬히 천공되어 있어 화실(3) 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실(3)의 상부에 상부회류실(5)과 연통되게 설치된 복수개의 상방연통관(27)을 통해 열기와 연소가스가 원활하게 상승이동되도록 되어 있으며 이로 인해 화실(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 화목을 투입할 경우에도 완전연소되면서 그을음이나 연기 등이 발생되지 않도록 되어 있다.
또한, 상기 화실(3)은 하부에 에어공급실(9)이 구비되어 있으며 상기 에어공급실(9)에는 화실(3)의 외주면에 고정부착된 복수개의 에어토출관(7) 하부와 각각 연통되는 에어공급홀(10)이 천공되어 있고 상기 에어공급실(9)의 하부에는 하부회류실(6)을 통해 외부에 설치된 송풍기(12)와 연결되는 에어공급관(11)이 구비되어 있어 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 상기 송풍기(12)로부터 공급되는 에어(air)가 에어공급관(11)을 통해 에어공급실(9)의 내부로 지속적으로 보내지며 상기 에어공급실(9)로 보내진 에어는 에어공급홀(10)을 통해 각 에어토출관(7)으로 보내지고 에어토출공(8)을 통해 화실(3) 내부로 토출되도록 되어 있다.
또한, 상기 화실(3)은 외측면 상부에 화목투입로(13)가 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 외부로 노출되게 설치되어 있고 상기 화목투입로(13)의 끝부분에는 힌지식으로 개폐가능하게 설치된 화목투입구(14)가 구비되어 있어 상기 화목투입구(14) 및 화목투입로(13)를 통해 화실(3) 내부로 목재 등이 투입되도록 되어 있으며, 상기 화실(3)은 화목투입로(13)의 하부에 펠릿투입로(15)가 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 외부로 노출되게 설치되어 있고 상기 펠릿투입로(15)의 끝부분에는 힌지식으로 개폐가능하게 설치된 펠릿투입구(16)가 구비되어 있어 상기 펠릿투입구(16) 및 펠릿투입로(15)를 통해 화실(3) 내부로 우드펠릿이나 우드칩 등의 화목이 선별적으로 투입되도록 되어 있다.
한편, 상기 화실(3)은 바닥면 위에 일정두께를 지닌 내화시멘트나 내화벽돌 등으로 된 축열층(17)이 적층설치되어 있어 화실(3)에서 발생된 열을 저장하여 온수저장실(4)로 장시간동안 서서히 전달시키도록 되어 있다.
또한, 상기 화실(3)은 외측면 하부에 화실소제구(18)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있고 상기 화실소제구(18)는 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 온수저장실(4)의 외측으로 노출되게 설치된 소제통로(19)와 연결되어 있어 화실(3) 내부에 연소되지 않고 남아있는 재나 이물질을 화실소제구(18) 및 소제통로(19)를 통해 제거하도록 되어 있다.
상기 온수저장실(4)은 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 화실(3)에서 발생된 열에 의해 내부에 저장된 물이 가열되어 온수나 난방수 또는 스팀수로 사용되는 것으로, 원통형의 케이싱으로 상기 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격된 상태로 둘러싸고 있어 화실(3)의 외주면과 온수저장실(4)의 내주면 사이에 물이 저장되도록 되어 있으며 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 내부에 저장된 물이 가온되면서 온수를 발생시키도록 되어 있되, 상기 온수저장실(4)의 외측면 상부에는 통상의 순환펌프(도시하지 않음)와 연결된 온수배출관(20)이 설치되어 있어 온수저장실(4)에서 가열된 고온의 온수가 온수배출관(20)을 통해 외부로 공급되어 난방용이나 급탕용 또는 각종 처리공정에 사용되도록 되어 있으며 제1폐열회수부(32)의 보조온수저장실(33)과 상부통수관(21) 및 하부통수관(22)을 통해 연통되게 설치되어 있어 온수저장실(4)의 가온된 온수가 상,하부통수관(21)(22)을 통해 보조온수저장실(33)로 순환 저장되도록 되어 있으며, 상기 온수저장실(4)의 외측면에는 보충수공급관(40)이 제2폐열회수부(38)의 보충수저장실(39)과 연결되어 되어 있어 보충수저장실(39)로부터 일정수위를 유지하도록 물을 공급받도록 되어 있다.
또한, 상기 온수저장실(4)은 외측면 상부에 통상의 제어부(도시하지 않음)에 연결된 온도감지센서(23)가 설치되어 있어 가온된 온수의 온도를 감지하여 상기 제어부에 표시하도록 되어 있고 상기 온수저장실(4)의 상면부에는 통상의 압력변(24)이 온수저장실(4)의 내부와 연통 설치되어 있어 온수저장실(4) 내부의 온수가 가열되면서 과도하게 생성되는 스팀을 일부 외부로 배출하여 외부와 통기되도록 되어 있어 온수저장실(4) 내부의 압력이 높아지는 것을 방지하는 감압밸브 역할을 하도록 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 상기 온수저장실(4)은 도 5에 도시된 바와 같이 내측에 물을 가득 채우지 않고 일정수위로 채워 온수저장실(4)의 내측 상부에 스팀저장공간부(25)를 형성함으로써 스팀공급용으로 사용되도록 되어 있되, 상기 스팀저장공간부(25)와 연통되는 높이에 스팀배출관(26)이 설치되어 있어 상기 온수저장실(4)의 온수를 가열시키는 과정에서 발생되는 스팀이 상부의 스팀저장공간부(25)에 저장되면서 스팀배출관(26)을 통해 외부로 공급되도록 할 수 있다.
상기 상부회류실(5)은 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 온수저장실(4)의 상부에 구비되어 있고 화실(3)의 상부와 복수개의 상방연통관(27)을 통해 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되도록 되어 있되, 상기 상부회류실(5)의 하부는 온수저장실(4)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 온수저장실(4)의 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며 상기 복수개의 상방연통관(27)이 온수저장실(4)의 내측에 위치되어 있어 화실(3)에서 발생되는 고온의 열기와 연소가스가 자연상승되면서 복수개의 상방연통관(27)을 통과하는 과정에서 온수저장실(4)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있으며, 상기 상부회류실(5)의 상부에는 개폐덮개(28a)가 설치되어 있어 상부회류실(5) 내부의 재나 이물질 등을 소제가능하도록 되어 있다.
상기 하부회류실(6)은 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 온수저장실(4)의 하부에 구비되어 있으며 상부회류실(5)의 하부와 복수개의 하방연통관(29)을 통해 연결되어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되도록 되어 있되, 상기 복수개의 하방연통관(29)이 온수저장실(4)의 내측을 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 복수개의 상방연통관(27)을 통과하는 과정에서 온수저장실(4)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있으며, 상기 하부회류실(6)의 외측면에는 하부회류실소제구(30)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있어 하부회류실(6) 내부의 재나 이물질 등을 하부회류실소제구(30)를 통해 제거하도록 되어 있다.
또한, 상기 하부회류실(6)은 하부통기관(31)을 통해 제1폐열회수부(32)의 하부에 구비된 제1하부폐열회수실(34)과 연통되게 설치되어 있어 상기 하부회류실(6)로부터의 열기와 연소가스가 하부통기관(31)을 통해 제1하부폐열회수실(34)로 보내지도록 되어 있다.
상기 제1폐열회수부(32)는 도 1, 2, 4, 5에 도시된 바와 같이 내부에 온수가 저장되면서 연소보일러부(2)로부터의 열기와 연소가스가 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 부분으로, 상기 연소보일러부(2)의 온수저장실(4)과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 순환 저장되는 보조온수저장실(33)이 구비되며 하부회류실(6)로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실(33)의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키도록 되어 있되, 상기 보조온수저장실(33)은 원통형의 케이싱으로 온수저장실(4)의 상부 및 하부와 상부통수관(21) 및 하부통수관(22)을 통해 연결되어 있어 온수저장실(4) 내부의 가온된 온수가 보조온수저장실(33)로 순환 저장되도록 되어 있으며, 상기 보조온수저장실(33)의 하부에는 하부회류실(6)과 연통되게 설치된 제1하부폐열회수실(34)이 구비되어 있고 상기 보조온수저장실(33)의 상부에는 제1하부폐열회수실(34)과 제1폐열회수관(35)을 통해 연결된 제1상부폐열회수실(36)이 구비되어 있다.
상기 제1하부폐열회수실(34)은 도 1, 2, 4, 5에 도시된 바와 같이 보조온수저장실(33)의 하부에 일체로 구비된 상태로 상기 연소보일러부(2)의 하부회류실(6)과 하부통기관(31)을 통해 연결되어 있어 하부회류실(6)로부터의 열기와 연소가스가 이동되도록 되어 있되, 상기 제1하부폐열회수실(34)의 외측면에는 폐열회수실소제구(37a)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있어 제1하부폐열회수실(34) 내부의 재나 이물질 등을 폐열회수실소제구(37a)를 통해 제거하도록 되어 있다.
상기 제1상부폐열회수실(36)은 도 1, 2, 4, 5에 도시된 바와 같이 보조온수저장실(33)의 상부에 일체로 구비되어 있고 제1하부폐열회수실(34)의 상부와 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 연결되어 제1하부폐열회수실(34)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되도록 되어 있되, 상기 제1상부폐열회수실(36)의 하부는 보조온수저장실(33)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 보조온수저장실(33)의 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며 상기 복수개의 제1폐열회수관(35)은 보조온수저장실(33)의 내측에 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 고온의 열기와 연소가스가 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통과하는 과정에서 보조온수저장실(33)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있으며, 상기 제1상부폐열회수실(36)의 상부에는 개폐덮개(28b)가 설치되어 있어 제1상부폐열회수실(36) 내부의 재나 이물질 등을 소제가능하도록 되어 있다.
상기 제2폐열회수부(38)는 도 1, 2, 4, 5에 도시된 바와 같이 내부에 보충수가 저장되고 제1폐열회수부(32)로부터의 열기와 연소가스가 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 외부로 배기시키는 부분으로, 상기 연소보일러부(2)의 온수저장실(4)과 보충수공급관(40)으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실(39)이 구비되어 있고 상기 제1폐열회수부(32)로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실(39)의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키도록 되어 있되, 상기 보충수저장실(39)은 원통형의 케이싱으로 되어 있고 보충수저장실(39)의 상부에는 제1상부폐열회수실(36)과 연통되게 설치된 제2상부폐열회수실(41)이 구비되어 있고, 상기 보충수저장실(39)의 하부에는 제1상부폐열회수실(36)과 제2폐열회수관(42)을 통해 연결되며 내부의 열기와 연소가스를 배기관(43)을 통해 외부로 배기시키는 제2하부폐열회수실(44)이 구비되어 있다.
또한, 상기 보충수저장실(39)은 외측면 상부에 급수관(45)이 설치되어 있어 난방용으로 사용되어 순환된 온수나 일반 상수도로부터의 보충수가 급수관(45)을 통해 보충수저장실(39)의 내부로 유입되도록 되어 있으며, 상기 보충수저장실(39)의 외측면 하부에는 보충수공급관(40)이 연소보일러부(2)의 온수저장실(4)과 연결되어 있어 보충수저장실(39)로부터의 보충수가 온수저장실(4)에 공급되어 온수저장실(4)이 일정수위를 유지하도록 되어 있고 상기 보충수공급관(40)에는 개폐밸브(48)가 설치되어 있어 보충수의 공급을 조절하도록 되어 있다.
상기 제2상부폐열회수실(41)은 도 1, 2, 4, 5에 도시된 바와 같이 보충수저장실(39)의 상부에 일체로 구비된 상태로 상기 제1폐열회수부(32)의 제1상부폐열회수실(36)과 상부통기관(46)을 통해 연결되어 있어 제1상부폐열회수실(36)로부터의 열기와 연소가스가 이동되도록 되어 있되, 상기 제2상부폐열회수실(41)의 하부는 보충수저장실(39)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 보충수저장실(39)의 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며, 상기 제2상부폐열회수실(41)의 상부에는 개폐덮개(28c)가 설치되어 있어 제2상부폐열회수실(41) 내부의 재나 이물질 등을 소제가능하도록 되어 있다.
상기 제2하부폐열회수실(44)은 보충수저장실(39)의 하부에 일체로 구비되어 있고 제2상부폐열회수실(41)의 하부와 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 연결되어 제2상부폐열회수실(41)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되도록 되어 있되, 상기 복수개의 제2폐열회수관(42)은 보충수저장실(39)의 내측에 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 고온의 열기와 연소가스가 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통과하는 과정에서 보충수저장실(39)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있으며, 상기 제2하부폐열회수실(44)에는 배기팬(47)이 장착된 배기관(43)이 연통되게 설치되어 있어 배기팬(47)의 흡입작동에 따라 상기 연소보일러부(2)의 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 상,하부회류실(5)(6)과 제1상,하부폐열회수실(36)(34)과 제2상,하부폐열회수실(41)(44)을 거쳐 배기관(43)으로 보내지면서 외부로 배기되도록 되어 있다.
또한, 상기 제2하부폐열회수실(44)은 외측면에 폐열회수실소제구(37b)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있어 제2하부폐열회수실(44) 내부의 재나 이물질 등을 폐열회수실소제구(37b)를 통해 제거하도록 되어 있다.
이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러(1)를 이용하여 각종 목재나 우드펠릿, 우드칩 등의 화목을 화실(3)에 투입 연소하고 이 때 발생되는 연소열로 온수저장실(4)의 물을 가열하여 난방용이나 급탕용 또는 스팀용으로 사용하는 경우, 상기 연소보일러부(2)의 화실(3)에 구비된 화목투입구(14)나 펠릿투입구(16)를 통해 화실(3)의 내부에 적정량의 화목을 투입하고 연소시키면서 도 4에 도시된 바와 같이 외부에 설치된 송풍기(12)를 가동시켜 에어공급관(11)을 통해 화실(3)의 하부에 구비된 에어공급실(9)로 에어(air)를 공급하고 상기 에어공급실(9)로 유입된 에어는 에어공급홀(10)을 통해 화실(3)의 외주면에 고정부착된 복수개의 에어토출관(7)으로 각각 보내지며 각 에어토출관(7)에 천공된 복수개의 에어토출공(8)을 통해 화실(3) 내부로 에어가 지속적으로 토출되어 연소되는 화목에 산소를 공급하게 되며, 지속적으로 토출되는 에어와 연소되는 화목의 상승기류에 의해 화실(3) 내부에는 와류가 형성되면서 화실(3)의 상부에 형성된 복수개의 상방연통관(27)을 통해 고온의 열기와 연소가스가 배출되고 이에 따라 화실(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 화목을 투입하는 경우에도 화목이 완전연소되면서 불완전연소로 인한 그을음이나 연기 등의 거의 발생되지 않게 된다.
상기 복수개의 상방연통관(27)을 통해 상승이동되는 고온의 열기와 연소가스는 온수저장실(4) 상부에 구비된 상부회류실(5)로 보내지고 상부회류실(5)로 보내진 열기와 연소가스는 상부회류실(5)의 하부와 복수개의 하방연통관(29)을 통해 연결된 온수저장실(4) 하부에 구비되어 있는 하부회류실(6)로 보내지면서 화실(3)에서 발생되는 고온의 열기와 연소가스가 온수저장실(4)의 내부에 관통되게 설치된 상,하방연통관(27)(29)을 통과하는 과정에서 온수저장실(4)의 물을 열교환식으로 가온시키며, 하부회류실(6)로 보내진 열기와 연소가스는 하부통기관(31)을 통해 제1폐열회수부(32)의 제1하부폐열회수실(34)로 보내지고 보조온수저장실(33)의 내부를 상하로 가로질러 설치된 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 보조온수저장실(33)의 상부에 구비되어 있는 제1상부폐열회수실(36)로 보내지는 과정에서 보조온수저장실(33)의 물을 열교환식으로 가온시키게 되며, 상기 제1상부폐열회수실(36)로 보내진 열기와 연소가스는 상부통기관(46)을 통해 제2폐열회수부(38)의 제2상부폐열회수실(41)로 보내지며 보충수저장실(39)의 내부를 상하로 가로질러 설치된 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 보충수저장실(39)의 하부에 구비되어 있는 제2하부폐열회수실(44)로 보내지는 과정에서 보충수저장실(39)의 물을 열교환식으로 가온시킨 후 배기관(43)에 설치된 배기팬(47)의 흡입작동에 의해 외부로 배기되며, 이 때 배기되는 연소가스의 온도는 본 발명에 따른 제1폐열회수(32)와 제2폐열회수부(38)를 거치면서 열교환에 따라 온도가 낮아져 150℃ 미만의 온도를 나타내게 된다.
또한, 상기 화실(3)의 연소열과 상,하방연통관(27)(29)에 의해 가열된 온수저장실(4) 내부의 물은 도 4에 도시된 바와 같이 제1폐열회수부(32)의 보조온수저장실(33)과 상,하부통수관(21)(22)을 통해 순환 저장되며 온수저장실(4)의 외측면 상부에 설치된 온수배출관(20)을 통해 외부로 공급되어 난방용이나 급탕용 또는 각종 처리공정에 사용되며, 상기 보충수저장실(39)의 외측면 상부에 설치된 급수관(45)을 통해 난방용으로 사용되어 순환된 온수나 일반 상수도로부터의 보충수가 보충수저장실(39)의 내부로 유입되고, 상기 보충수저장실(39)의 물은 보충수공급관(40)을 통해 연소보일러부(2)의 온수저장실(4)로 공급되어 온수저장실(4)이 일정수위를 유지하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 펠릿겸용화목보일러(1)를 스팀공급용으로 사용하는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 화실(3)의 연소열과 상,하방연통관(27)(29)에 의해 온수저장실(4) 내부의 물이 가열되면서 온수저장실(4) 상부의 스팀저장공간부(25)에 스팀이 저장되고 온수저장실(4)의 외측면 상부에 설치된 스팀배출관(26)을 통해 외부로 공급되어 난방용이나 급탕용 또는 각종 처리공정에 사용되며, 상기 보충수저장실(39)의 외측면 상부에 설치된 급수관(45)을 통해 일반 상수도로부터의 보충수가 보충수저장실(39)의 내부로 유입되고, 상기 보충수저장실(39)의 물은 보충수공급관(40)을 통해 연소보일러부(2)의 온수저장실(4)로 공급되어 재가열되면서 스팀을 발생시키게 된다.
1. 펠릿겸용화목보일러 2. 연소보일러부
3. 화실 4. 온수저장실
5. 상부회류실 6. 하부회류실
7. 에어토출관 8. 에어토출공
9. 에어공급실 10. 에어공급홀
11. 에어공급관 12. 송풍기
13. 화목투입로 14. 화목투입구
15. 펠릿투입로 16. 펠릿투입구
17. 축열층 18. 화실소제구
19. 소제통로 20. 온수배출관
21. 상부통수관 22. 하부통수관
23. 온도감지센서 24. 압력변
25. 스팀저장공간부 26. 스팀배출관
27. 상방연통관 28a, 28b, 28c. 개폐덮개
29. 하방연통관 30. 하부회류실소제구
31. 하부통기관 32. 제1폐열회수부
33. 보조온수저장실 34. 제1하부폐열회수실
35. 제1폐열회수관 36. 제1상부폐열회수실
37a, 37b. 폐열회수실소제구 38. 제2폐열회수부
39. 보충수저장실 40. 보충수공급관
41. 제2상부폐열회수실 42. 제2폐열회수관
43. 배기관 44. 제2하부폐열회수실
45. 급수관 46. 상부통기관
47. 배기팬 48. 개폐밸브

Claims (10)

  1. 통형상의 케이싱으로 내부에 화목이 투입되어 연소되며 외주면에는 복수개의 에어토출관(7)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(7)의 에어토출공(8)이 내부와 연통되게 천공되어 내측으로 에어가 토출되는 화실(3)과, 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있으며 내부에는 일정량의 물이 저장되어 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 온수를 발생시키는 온수저장실(4)과, 온수저장실(4)의 상부에 구비되고 화실(3)의 상부와 복수개의 상방연통관(27)을 통해 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되는 상부회류실(5)과, 온수저장실(4)의 하부에 구비되며 상부회류실(5)의 하부와 복수개의 하방연통관(29)을 통해 연결되어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되는 하부회류실(6)로 이루어진 연소보일러부(2)와; 온수저장실(4)과 연통되게 설치되어 내부에 온수가 순환 저장되는 보조온수저장실(33)이 구비되며 하부회류실(6)로부터의 열기와 연소가스가 보조온수저장실(33)의 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 이송되어 폐열에 의해 온수를 가온시키는 제1폐열회수부(32)와; 온수저장실(4)과 보충수공급관(40)으로 연결되어 보충수를 공급하는 보충수저장실(39)이 구비되고 제1폐열회수부(32)로부터의 열기와 연소가스가 보충수저장실(39)의 내부에 설치된 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 이송되어 폐열에 의해 보충수를 가온시키면서 순환된 열기와 연소가스를 외부로 배기시키는 제2폐열회수부(38)로 구성된 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화실(3)은 하부에 에어공급실(9)이 구비되어 있으며 에어공급실(9)에는 화실(3)의 외주면에 고정부착된 복수개의 에어토출관(7) 하부와 각각 연통되는 에어공급홀(10)이 천공되어 있고 상기 에어공급실(9)의 하부에는 하부회류실(6)을 통해 외부에 설치된 송풍기(12)와 연결되는 에어공급관(11)이 구비되어 있으며, 상기 복수개의 에어토출관(7)에 천공된 에어토출공(8)은 화실(3)의 내측 상방을 향해 비스듬히 천공되어 있어 화실(3) 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실(3) 내부에 와류가 형성되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 화실(3)은 외측면 상부에 화목투입로(13)가 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 외부로 노출되게 설치되어 있고 화목투입로(13)의 끝부분에는 힌지식으로 개폐가능하게 설치된 화목투입구(14)가 구비되어 있으며, 상기 화실(3)은 화목투입로(13)의 하부에 펠릿투입로(15)가 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 외부로 노출되게 설치되어 있고 펠릿투입로(15)의 끝부분에는 힌지식으로 개폐가능하게 설치된 펠릿투입구(16)가 구비되어 있으며, 상기 화실(3)의 외측면 하부에는 화실소제구(18)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있고 상기 화실소제구(18)는 온수저장실(4)의 내측을 관통하여 온수저장실(4)의 외측으로 노출되게 설치된 소제통로(19)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 온수저장실(4)은 외측면 상부에 온수배출관(20)이 설치되어 있으며 제1폐열회수부(32)의 보조온수저장실(33)과 상부통수관(21) 및 하부통수관(22)을 통해 연통되게 설치되어 있어 온수저장실(4)의 가온된 온수가 상,하부통수관(21)(22)을 통해 보조온수저장실(33)로 순환 저장되며, 상기 온수저장실(4)의 외측면에는 보충수공급관(40)이 제2폐열회수부(38)의 보충수저장실(39)과 연결되어 되어 있어 보충수저장실(39)로부터 일정수위를 유지하도록 물을 공급받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 온수저장실(4)은 내측에 물을 가득 채우지 않고 일정수위로 채워 온수저장실(4)의 내측 상부에 스팀저장공간부(25)를 형성하여 스팀공급용으로 사용되도록 되어 있되, 상기 스팀저장공간부(25)와 연통되는 높이에 스팀배출관(26)이 설치되어 있어 상기 온수저장실(4)의 온수를 가열시키는 과정에서 발생되는 스팀이 상부의 스팀저장공간부(25)에 저장되면서 스팀배출관(26)을 통해 외부로 공급되도록 되어 있고 상기 온수저장실(4)의 외측면에는 제2폐열회수부(38)의 보충수저장실(39)과 보충수공급관(40)으로 연결되어 되어 있어 보충수저장실(39)로부터 일정수위를 유지하도록 물을 공급받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 상부회류실(5)은 하부가 온수저장실(4)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 온수저장실(4)의 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며 상기 복수개의 상방연통관(27)이 온수저장실(4)의 내측에 위치되어 있어 화실(3)에서 발생되는 열기와 연소가스가 상승이동되면서 복수개의 상방연통관(27)을 통과하는 과정에서 온수저장실(4)의 물을 열교환식으로 가온시키며 상기 상부회류실(5)의 상부에는 개폐덮개(28a)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 하부회류실(6)은 복수개의 하방연통관(29)이 온수저장실(4)의 내측을 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 상부회류실(5)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 복수개의 상방연통관(27)을 통과하는 과정에서 온수저장실(4)의 물을 열교환식으로 가온시키며 상기 하부회류실(6)은 하부통기관(31)을 통해 제1폐열회수부(32)의 하부에 구비된 제1하부폐열회수실(34)과 연통되게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  8. 제 1항 또는 제 4항 또는 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1폐열회수부(32)는 보조온수저장실(33)의 하부에 하부회류실(6)과 연통되게 설치된 제1하부폐열회수실(34)이 구비되고 상기 보조온수저장실(33)의 상부에는 제1하부폐열회수실(34)과 복수개의 제1폐열회수관(35)을 통해 연결된 제1상부폐열회수실(36)이 구비되어 있으며, 상기 제1하부폐열회수실(34)은 하부회류실(6)과 하부통기관(31)을 통해 연결되어 있고 상기 제1상부폐열회수실(36)은 하부가 보조온수저장실(33)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 보조온수저장실(33)의 외측으로 돌출되게 설치되며 복수개의 제1폐열회수관(35)은 보조온수저장실(33)의 내측에 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있으며 상기 제1상부폐열회수실(36)의 상부에는 개폐덮개(28b)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제2폐열회수부(38)는 원통형의 케이싱으로 된 보충수저장실(39)의 상부에 제1상부폐열회수실(36)과 연통되게 설치된 제2상부폐열회수실(41)이 구비되고 상기 보충수저장실(39)의 하부에는 제1상부폐열회수실(36)과 복수개의 제2폐열회수관(42)을 통해 연결되며 내부의 열기와 연소가스를 배기관(43)을 통해 외부로 배기시키는 제2하부폐열회수실(44)이 구비되어 있되, 상기 보충수저장실(39)은 외측면 상부에 급수관(45)이 설치되어 있어 외부로부터 보충수가 급수관(45)을 통해 보충수저장실(39)의 내부로 유입되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제2상부폐열회수실(41)은 보충수저장실(39)의 상부에 일체로 구비된 상태로 제1폐열회수부(32)의 제1상부폐열회수실(36)과 상부통기관(46)을 통해 연결되어 있되, 상기 제2상부폐열회수실(41)의 하부는 보충수저장실(39)의 내측 상부에 삽입된 상태로 설치되고 상부는 보충수저장실(39)의 외측으로 돌출되게 설치되며 제2상부폐열회수실(41)의 상부에는 개폐덮개(28c)가 설치되어 있고, 상기 복수개의 제2폐열회수관(42)은 보충수저장실(39)의 내측에 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있으며 제2하부폐열회수실(44)에는 배기팬(47)이 장착된 배기관(43)이 연통되게 설치된 것을 특징으로 하는 펠릿겸용화목보일러.
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