KR101329295B1 - 우드 펠릿 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 우드펠릿 보일러는 외관을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되어 펠릿을 저장하는 펠릿저장부와, 상기 펠릿을 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부와, 상기 펠릿을 상기 펠릿저장부에서 상기 연소부로 이송시키는 펠릿공급부와, 상기 연소부로 공기를 불어넣는 송풍모듈과, 상기 연소부에서 생성된 열에너지로 열교환파이프의 외면을 데워 열교환파이프 내부의 공기를 외부로 배출하는 열교환 모듈을 포함함으로써, 연료효율이 우수하며 슬러지의 배출이 감소되고, 화염의 역화를 방지할 수 있는 우드펠릿 보일러를 제공한다.

Description

우드 펠릿 보일러{The boiler with a wood pellet}

본 발명은 우드 펠릿 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠릿을 원료로 이용하여 난방비를 절감하면서도 환경 친화적인 우드 펠릿 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 전기 점화방식 등의 제어시스템에 의하여 버너가 점화된 채 운전되면서 온수 및 난방을 위해 순환되는 물탱크를 가열시키는 수단이며, 그 연료로는 주로 기름이나 가스가 사용된다.

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

이러한 특성을 감안하여 왕겨, 톱밥, 기타 슬러지 등을 가공하여 생산된 펠릿(pellet)을 이용한 보일러가 고안되어 많이 공급되어 사용되고 있다.

그러나, 환경에 도움이 되는 것뿐만 아니라 더 나은 연료효율을 위해 고안된 펠릿을 이용한 보일러인데, 실제로 펠릿의 연소가 제대로 이루어지지 않아 연료효율이 높지 않은 문제가 있다.

또한, 연소부에 펠릿이 타고 남은 슬러지가 쌓이게 됨으로써 펠릿의 연소를 방해하며, 찌꺼기를 자주 제거하여야 하는 문제도 있다.

그리고, 연소실로부터의 화염이 역화될 우려 또한 있는데, 이는 바로 화재랑 직결될 수 있는 문제이기 때문에 개선의 필요성이 시급하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연료효율이 우수하며, 슬러지의 배출이 감소되고, 화염의 역화를 방지할 수 있는 우드펠릿 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 우드 펠릿 보일러는 외관을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되어 펠릿을 저장하는 펠릿저장부와, 상기 펠릿을 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부와, 상기 펠릿을 상기 펠릿저장부에서 상기 연소부로 이송시키는 펠릿공급부와, 상기 연소부로 공기를 불어넣는 송풍모듈과, 상기 연소부에서 생성된 열에너지로 열교환파이프의 외면을 데워 열교환파이프 내부의 공기를 외부로 배출하는 열교환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 펠릿저장부와 상기 펠릿공급부를 연통시키는 펠릿공급관을 더 포함하며, 상기 펠릿공급관은, 상기 펠릿저장부의 개방된 하부면과 수직으로 연통되는 제1연결관과, 상기 제1연결관에서 일정 각도로 경사져 하부로 연장되는 경사관과, 상기 경사관에서 수직으로 연장되어 상기 펠릿공급부와 연통되는 제2연결관을 포함하는 것을 구체적인 특징으로 한다.

나아가, 상기 펠릿공급부는 일측이 상기 펠릿공급관의 제2연결관과 연통되고 타측은 상기 연소부 하부로 연장되는 펠릿이송관과, 상기 펠릿이송관 내부에 길이 방향으로 마련되는 축봉과, 상기 축봉의 외주면에 나선형으로 형성되는 이송스크류와, 상기 이송스크류를 회전시키는 이송모터를 포함하여, 상기 이송모터의 구동에 의해 상기 축봉이 회전되면, 상기 펠릿이 상기 이송스크류에 부딪히면서 연소부의 하부로 이송되어 상기 연소부 하부로부터 상기 연소부에 차올라와 적재되도록 구성되거나,

상기 송풍모듈은 공기를 공급하는 송풍수단과, 상기 송풍수단과 연결되어 유로를 형성하는 제1송풍관과, 상기 제1송풍관의 일측에서 연장되어 상기 펠릿공급관의 외주 일부면을 덮을 수 있게 마련된 역화방지관과, 상기 역화방지관으로부터 상기 연소부로의 유로를 형성하는 제2송풍관을 포함하고, 상기 역화방지관에 의해 둘러싸인 상기 펠릿공급관의 외주면에는 상기 역화방지관으로부터 공기가 유입될 수 있는 공기유입홀이 형성된 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

본 발명에 따르면,

첫째, 연소부에 펠릿이 하측으로부터 공급되기 때문에 연소부에 슬러지가 거의 쌓이지 않고, 이로 인해 펠릿의 연소를 방해하는 요인이 제거되며, 찌꺼기 청소 주기가 길어져 관리가 용이한 장점이 있다.

둘째, 연소실로 에어가 공급됨에 의해 펠릿의 완전연소에 의해 보일러의 연소효율이 증가한다.

셋째, 펠릿공급부로 일정한 양의 공기가 주입되도록 함으로써, 연소부로부터 펠릿공급부 측으로 화염의 역화를 방지하여 사고의 위험을 줄일 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 우드 펠릿 보일러를 나타낸 측면도이다.
도2는 본 발명에 따른 우드 펠릿 보일러의 일부를 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 우드 펠릿 보일러를 나타낸 측면도이며, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 우드 펠릿 보일러의 일부를 도시한 것이다.

도1 내지 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 우드 펠릿 보일러(100)는 외관을 형성하는 하우징(10)과, 하우징(10) 내부에 구비되어 펠릿(P)을 저장하는 펠릿저장부(20)와, 펠릿(P)을 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부(30)와, 펠릿(P)을 펠릿저장부(20)에서 연소부(30)로 이송시키는 펠릿공급부(40)와, 펠릿저장부(20)와 펠릿공급부(40)를 연통시키는 펠릿공급관(50)과, 연소부(30)로 공기를 불어넣어 펠릿(P)의 원활한 연소가 이루어지도록 하는 송풍모듈(60)과, 연소부(30)에서 생성된 열에너지로 열교환파이프(72)의 외면을 데워 열교환파이프(72) 내부의 공기를 외부로 배출하는 열교환 모듈(70)을 포함하여 구성된다.

하우징(10)은 우드 펠릿 보일러(100)의 전체적인 골격을 형성하는데, 하우징(10)의 내부에는 펠릿저장부(20), 연소부(30), 펠릿공급부(40), 펠릿공급관(50), 송풍모듈(60), 열교환 모듈(70)이 구비된다.

펠릿저장부(20)는 하우징(10)의 내부 상측에 구비되는데, 이러한 펠릿저장부(20)는 그 상측이 개구되도록 형성되어 내부에 대량의 펠릿(P)을 저장할 수 있게 된다. 이때, 펠릿저장부(20)의 하측은 직경이 점점 작아지도록 테이퍼면이 형성되어, 펠릿(P)이 펠릿저장부(20) 하부로 집중되게 구성된다.

또한, 펠릿저장부(20)의 하부면은 개방되어 펠릿공급관(50)과 연결되고 펠릿공급관(50)은 펠릿공급부(40)와 연통되어, 펠릿저장부(20)에 저장되었던 펠릿(P)이 펠릿공급부(40)로 공급되도록 한다.

펠릿공급관(50)은 펠릿저장부(20)의 개방된 하부면과 수직으로 연통되는 제1연결관(51)과, 제1연결관(51)에서 일정 각도로 경사져 하부로 연장 형성되는 경사관(52)과, 경사관(52)에서 수직 하부로 연장되어 펠릿공급부(40)와 연통되는 제2연결관(53)을 포함하여 구성된다.

이러한 제1연결관(51)에 대한 경사관(52)의 경사각도는 대략 15도~20도 사이의 각도로 이루어질 수 있는데, 이러한 경사관(52)을 통하여 펠릿(P)의 자중에 의한 터널 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 펠릿공급부(40)로 낙하하여 공급되는 펠릿(P)이 펠릿공급부(40) 내에 적체되지 않으므로 펠릿공급부(40)에서 연소부(30)로의 공급이 원활하게 이루어진다.

연소부(30)는 펠릿공급부(40)에서 이송된 펠릿(P)이 연소되는 연소실(31)과, 연소실(31)의 하측부에 구비되어 펠릿(P)이 안착되는 연소판(32)과, 연소판(32)의 하측부에 구비되어 펠릿(P)을 점화하는 버너(미도시)를 포함하여 이루어진다.

연소실(31)은 상면에 배기구(33)가 형성되고 하측부에는 펠릿저장부(20)와 유사하게 직경이 점점 작아지도록 테이퍼면이 형성된다. 또 연소실(31)의 하측은 개방부가 형성되어, 이 개방부에 연소판(32)이 위치하게 된다.

연소판(32)은 원형의 판 형상으로 이루어지고, 중앙으로 펠릿(P)이 공급될 수 있는 홀 이외의 경사면에는 원주상에 복수의 재처리공(32a)이 형성되어 마련된다. 이와 같이 형성된 재처리공(32a)은 연소 전의 펠릿(P)은 통과될 수 없는 크기로 마련되어, 펠릿(P)이 타고 남은 재만 재처리공(32a)을 통해 하부로 배출되도록 형성된 것이다. 이렇게 하부로 배출되는 재는 펠릿공급부(40) 하부에 마련되는 재받이(A)에 쌓이게 되어 수거되도록 한다.

다음으로, 펠릿공급부(40)는 펠릿이송관(41), 축봉(42), 정방향 이송스크류(43), 역방향 이송스크류(44), 이송모터(45)를 포함하여 구성된다.

펠릿이송관(41)은 그 일측 외주면을 통해 펠릿공급관(50)의 제2연결관(53)과 연결되며 타측은 연소부(30) 하부로 연장되어 형성된다.

이송스크류(43,44)는 펠릿이송관(41) 내부에 배치되는데, 이러한 이송스크류(43,44)는 펠릿이송관(41)의 길이 방향으로 마련되는 축봉(42)의 외주면에 나선형으로 형성된다.

이러한 펠릿공급부(40)는 이송모터(45)의 구동에 의해 축봉(42)이 회전되면, 펠릿(P)이 이송스크류(43,44)에 부딪히면서 연소실(31)의 하측에서부터 차올라와 적재되어 공급되게 되는데, 보다 효율적인 공급을 위해서 이송스크류는 정방향 이송스크류(43)와 역방향 이송스크류(44)로 구분 형성된다.

정방향 이송스크류(43)와 역방향 이송스크류(44)는 연소부(30) 하측을 기준으로 구분되는데, 도면상 알 수 있듯이 연소부(30) 하측을 기준으로 이송모터(45) 측으로는 정방향 이송스크류(43)가 형성되고, 연소부(30) 하측을 기준으로 반대 방향으로는 역방향 이송스크류(44)가 형성되는 것이다.

동일한 방향으로 형성된 스크류와 달리 이와 같이 펠릿(P)이 연소부(30)의 하부에서 상측으로 공급되는 지점을 기준으로 반대 방향의 스크류가 형성됨에 의해서, 펠릿(P)은 상승되어 공급되는 지점에 집중이 되어 상승됨으로써, 연소실(31) 내로 빠르고 효율적으로 공급이 가능한 것이다.

그리고, 연소부(30)에 공기를 공급하기 위한 송풍모듈(60)은 공기를 공급하는 송풍수단(61)과, 송풍수단(61)과 연결되는 연결되는 제1송풍관(62)과, 제1송풍관(62)에서 절곡 연장되고 펠릿공급부(40)의 일부를 덮을 수 있게 마련되는 역화방지관(63)과, 역화방지관(63)과 연결되어 연소부(30)로의 유로를 형성하는 제2송풍관(64)을 포함하여 구성된다.

송풍수단(61)은 미도시된 유입부를 가지도록 형성되는 팬하우징과, 팬하우징 내부에 수용되어 회전함으로써 공기의 유동을 강제하는 팬과, 팬에 회전력을 제공하는 송풍모터를 포함한다.

삭제

따라서, 제어부(미도시)를 통하여 송풍모터에 제어명령이 있으면 팬이 회전하여 공기의 유동이 발생하고 유입부를 통해 유입된 외기가 제1송풍관(62)과 역화방지관(63)을 따라 이동한 다음, 제2송풍관(64)을 통하여 연소실(31)로 공급되게 된다.

한편, 역화방지관(63)에 의해 둘러싸인 펠릿이송관(41)의 외주면에는 공기유입홀(41a)이 형성되어, 역화방지관(63)으로 유입된 공기가 공기유입홀(41a)을 통해 펠릿이송관(41)으로 유입될 수 있도록 구성된다.

이와 같이 역화방지관(63)에 의해 공기가 펠릿이송관(41)을 통해서 연소실(31) 하부 방향으로 유입됨에 의해서, 송풍모듈(60)의 제2송풍관(64)을 통해 연소실(31)로 유입된 공기가 연소실(31)의 하부를 통해 펠릿공급관(50)으로 역화되는 것을 방지할 수 있게 된다.

다음으로, 하우징(10)의 내부에는 열교환모듈(70)이 구비된다. 열교환 모듈(70)은 열교환송풍기(71)와, 열교환송풍기(61)와 연결되는 복수의 열교환파이프(72)를 포함한다. 열교환파이프(72)는 내부를 통과하는 공기가 열교환파이프(72)의 외면을 가열하는 연소가스와 열교환되어 따뜻한 공기를 하우징(10)의 외부로 배출하게 된다. 이러한 열교환파이프(62)는 효율적인 열교환을 위하여 연소가스의 체류시간을 길게 할 수 있도록 하우징(10)의 내부에서 수회 절곡된 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 우드펠릿 보일러
10 : 하우징
20 : 펠릿저장부
30 : 연소부
40 : 펠릿공급부
50 : 펠릿공급관
60 : 송풍모듈
70 : 열교환모듈

Claims (4)

1. 외관을 형성하는 하우징(10)과, 상기 하우징 내부에 구비되어 펠릿을 저장하는 펠릿저장부(20)와, 상기 펠릿을 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부(30)와,상기 펠릿을 상기 펠릿저장부에서 상기 연소부로 이송시키는 펠릿공급부(40)와, 상기 펠릿저장부와 상기 펠릿공급부를 연통시키는 펠릿공급관(50)과, 상기 연소부로 공기를 불어넣는 송풍모듈(60), 및 상기 연소부에서 생성된 열에너지로 열교환파이프의 외면을 데워 열교환파이프 내부의 공기를 외부로 배출하는 열교환 모듈(70)을 포함하며,
   상기 펠릿공급관(50)은 상기 펠릿저장부(20)의 개방된 하부면과 수직으로 연통되는 제1연결관(51)과, 상기 제1연결관에서 일정 각도로 경사져 하부로 연장되는 경사관(52)과, 상기 경사관에서 수직으로 연장되어 상기 펠릿공급부와 연통되는 제2연결관(53)을 포함하며,
   상기 연소부(30)는 상기 펠릿공급부에서 이송된 펠릿이 연소되는 연소실(31)과, 연소실의 하측부에 구비되어 펠릿이 안착되는 연소판(32)과, 연소판의 하측부에 구비되어 펠릿을 점화하는 버너를 포함하고,
   상기 연소판(32)은 원형의 판 형상으로 이루어지고, 중앙에 펠릿이 공급되는 홀이 형성되어 있고 홀 주위의 경사면에 원주상으로 연소 전의 펠릿은 통과될 수 없고 펠릿이 타고 남은 재만 통과될 수 있는 크기의 복수의 재처리공(32a)이 형성되고,
   상기 송풍모듈(60)은 공기를 공급하는 송풍수단(61)과, 상기 송풍수단과 연결되어 유로를 형성하는 제1송풍관(62)과, 상기 제1송풍관의 일측에서 연장되어 펠릿이송관(41)의 외주 일부면을 덮을 수 있게 마련된 역화방지관(63)과, 상기 역화방지관으로부터 상기 연소부로의 유로를 형성하는 제2송풍관을 포함하며,
   상기 역화방지관(63)에 의해 둘러싸인 상기 펠릿이송관(41)의 외주면에는 상기 역화방지관으로부터 공기가 유입될 수 있는 공기유입홀(41a)이 일정 간격을 두고 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 우드 펠릿 보일러.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 펠릿공급부(40)는 일측이 상기 펠릿공급관의 제2연결관과 연통되고 타측은 상기 연소부 하부로 연장되는 펠릿이송관(41)과,
   상기 펠릿이송관 내부에 길이 방향으로 마련되는 축봉(42)과,
   상기 축봉의 외주면에 나선형으로 형성되는 이송스크류(43,44)와,
   상기 이송스크류를 회전시키는 이송모터(45)를 포함하여,
   상기 이송모터의 구동에 의해 상기 축봉이 회전되면, 상기 펠릿이 상기 이송스크류에 부딪히면서 연소부의 하부로 이송되어 상기 연소부 하부로부터 상기 연소부에 차올라와 적재되는 것을 특징으로 하는 우드 펠릿 보일러.
   
4. 삭제

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