KR101597122B1 - 기름 점화용 펠릿 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠릿을 연료로서 사용하는 보일러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초기 기름으로 점화하고, 펠릿의 연소효율을 높일 수 있도록 보일러의 구조를 개선한 기름 점화용 펠릿 보일러에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 펠릿을 저장 및 공급하는 펠릿공급부, 공급된 연료를 연소시키는 연소부를 포함하고, 상기 펠릿공급부는 펠릿공급관이 연소부의 하부에서 연소부 내부로 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

기름 점화용 펠릿 보일러{Pellet boiler for oil ignition}

본 발명은 펠릿을 연료로서 사용하는 보일러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초기 기름으로 점화하고, 펠릿의 연소효율을 높일 수 있도록 보일러의 구조를 개선한 기름 점화용 펠릿 보일러에 관한 것이다.

현재 세계적으로 신재생 에너지 사용에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 화석연료 가격의 증가, 지구온난화 등으로 인해 다양한 방법으로 신재생 연료를 사용하는 연구 및 실용화 방법이 개발되고 있다.

근래에 들어 국내에도 다양한 신재생 에너지에 대한 보급정책이 이루어지고 있으며, 목재 펠릿 연료에 대한 이용 활성화도 그 중 하나이다.

이러한 목재 펠릿을 연료로 사용하는 대표적 제품으로, 펠릿 보일러를 들 수 있으나, 현재 국내에서 목재 펠릿 보일러 이용 중에 발생하는 소비자 불만족의 대부분은 목재 펠릿의 품질보다는 연소기의 기술 수준 낙후 및 안전성 문제로 인한 불만족이 급증하고 있는 추세로, 목재 펠릿 보일러 수요 확대에 걸림돌로 작용하고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2012-0108679호 '펠릿과 기름겸용 보일러'가 개시되어 있다.

상기 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2012-0108679호 '펠릿과 기름겸용 보일러'는 펠릿 연소부에 공기를 공급할 수 있고, 공급되는 공기의 양을 조절할 수 있게 하며, 더하여 펠릿공급수단을 설치하여 자동으로 펠릿이 공급될 수 있게 하도록 하는 구조를 통해 전술한 연소기의 기술적 문제를 일부 해결하고 있다.

그러나, 상기 공개특허는 단순히 펠릿 연소부에 공기를 하부에서 공급하거나 그 양을 조절하여 상부에서 자동으로 공급되는 펠릿을 부양시키고, 분산시켜 연소를 수행함에 따라 공급되는 공기의 양이 과대하고, 이를 잘못 조절하게 되면 불완전 연소 및 재발생의 원인이 되는 문제점을 내포하고 있다.

대한민국 공개특허 공개번호 제10-2012-0108679호 '펠릿과 기름겸용 보일러'

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연료인 펠릿을 보일러의 연소실 하부에서 부양시켜 공급하고, 점화된 화염에 의해 펠릿을 연소시킬 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 부양 후 낙하하는 또는 낙하된 펠릿의 연소효율을 높이기 위하여 공기가 회오리치면서 상승하도록 하는 것을 그 다른 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

전술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 펠릿을 저장 및 공급하는 펠릿공급부,

공급된 연료를 연소시키는 연소부를 포함하고,

상기 펠릿공급부는 펠릿공급관이 연소부의 하부에서 연소부 내부로 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 펠릿공급부는 펠릿공급관의 일단에 설치되어 펠릿공급관의 펠릿을 이송시키는 펠릿브로워를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 펠릿공급부는 펠릿이 저장되는 하나 이상의 호퍼와 상기 호퍼 내의 펠릿을 펠릿공급관으로 정량 공급하는 스크류피더를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 연소부는 화격자를 포함하여 이루어지고, 상기 화격자로는 공기공급봉이 화격자의 원주방향을 따라 다수개가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 공기공급봉들은 원주방향의 외주면을 따라 다수개의 배출공이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 공기공급봉들에 형성된 배출공은 공급된 공기가 원주방향으로 배출되도록 각 공기공급봉들에서 서로 다른 위치에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 연소부는 상기 화격자에 의해서 연소부의 내부가 상, 하부로 이격되고, 연소부의 하부로는 공기체류공간이 형성되며, 연소부의 외부로는 공기체류공간을 통해 연소부의 내부로 공기를 공급하는 송풍브로워와 기름점화장치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러는 펠릿을 보일러의 연소실 하부에서 부양 공급된 연료를 기름으로 점화된 화염을 통해 연소시키고, 미연소된 펠릿을 회오리 형태로 고속의 공기를 공급하여 화격자 상의 펠릿을 유동, 교반을 촉진시키고, 이들을 통해 고효율의 연소를 수행할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 적용된 펠릿공급부는 보일러와 이격된 거리에 설치된 호퍼 및 펠릿공급관을 통해 역화를 방지할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러를 개략적으로 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러를 개략적 구성을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러의 연소부 내부를 구체적으로 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러에 적용된 화격자와 공기공급봉들의 설치상태를 보여주는 사시도.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러를 개략적 구성을 보여주는 단면도이다.

우선 본 발명의 일실시예에 따라 적용되는 기름 점화용 펠릿보일러의 형태는, 도 1의 펠릿보일러를 통해 전체적인 형상을 파악할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 펠릿보일러의 연료는 이격된 거리 외부에서 공급되는 구조를 갖는다.

여전히 본 발명은 예시한 모델의 활용에 한정되지는 않는다.

위와 같은 목적을 위한 본 발명의 일실시예에 따른 기름 점화용 펠릿보일러 는 도 1 및 도 2의 사시도와 단면도에 도시된 바와 같이, 펠릿을 저장 및 공급하는 펠릿공급부(100), 공급된 연료를 연소시키는 연소부(200)를 포함하여 이루어져 있다.

펠릿공급부(100)는 전체적으로 참조 번호(100)로 표시되어 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 펠릿과 같은 유동성 물질을 보유, 저장하기 위한 원추형의 호퍼(102)를 다수개 포함한다.

호퍼(102)는 순차적으로 다열을 이루며 정렬, 설치되어 있으며, 이를 통해 사용자는 펠릿의 저장량을 자유롭게 설정할 수 있다.

호퍼(102)의 하단부는 호퍼(102) 내에 보유된 펠릿을 효과적으로 배출시키기 위하여 배출관(104)을 갖고 있다. 이 배출관(104)으로는 호퍼(102)의 내부에서 수직으로 스크류피더(106)가 설치되어 있으며, 스크류피더(106)는 호퍼(102) 내의 수용, 저장된 펠렛을 일정한 양으로 배출관(104)을 통해 배출시킨다.

한편, 본 발명에 적용된 스크류피터(106)은 스크류의 회전에 의해서 정량적으로 토출할 수 있는 구조를 갖고 있으며, 이는 통상적인 구조이다.

이를 통해, 펠릿은 배출시 파동치거나 또는 포켓팅(pocketing)되는 것을 방지한다.

위와 같이 배출관(104)을 통해 정량으로 배출되는 펠릿은 배출관(104)의 단부에서 대체로 수평 위치에 설치된 펠릿공급관(108)을 통해 이송하게 된다.

펠릿공급관(108)은 연소부(200)의 하부로 연장되어 있으며, 다시 연소부(200) 내부로 설치된다.

즉, 펠릿은 펠릿공급관(108)을 통해서 연소부(200)의 내부로 분사되어 부유하게 되는 것이다.

펠릿공급관(108)의 일측으로는 전술한 바와 같이 펠릿을 연소부(200)의 내부로 분사, 부유시키기 위하여 펠릿브로워(110)가 설치되어 있다.

펠릿브로워(110)는 호퍼(102)로부터 정량적으로 배출된 펠릿을 송풍하여 이송시키는 것으로, 펠릿공급관(108)의 수평 방향 말단에 설치하여 펠릿의 이송 능력을 증대시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러의 연소부 내부를 구체적으로 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러에 적용된 화격자와 공기공급봉들의 설치상태를 보여주는 사시도이다.

도 3에 구체적으로 도시된 바와 같이, 연소부(200)는 보일러의 본체를 이루는 곳으로, 연소가 이루어지는 내부와 후술하는 송풍블로워(202), 기름점화장치(204) 등은 외부에 설치되어 있다.

송풍블러워(202)는 연소실(200) 내부에 공기를 공급하기 위한 것으로, 적절한 공기의 공급은 연소효율을 높여 불완전연소를 방지하고, 연소과정의 산물로 발생되는 각종 오염물질 배출수준을 낮추기 위해서이다.

기름점화장치(204)는 연소부(200) 내부에서 기름(경유 또는 등유)을 이용하여 일정시간 동안 연소시키는 것으로 이 연소과정에서 펠릿을 공급하여 펠릿이 연소되기 시작하면, 그 작동을 중단시켜 전술한 송풍블로워(202)의 공기 공급과 펠릿 만으로 연소가 시작된다.

이러한 연소부(200)의 내부는 다시 화격자(206)에 의해서 상, 하부로 이격되어 있다.

화격자(206)는 내화벽돌로 이루어져 있으며, 연료인 펠릿이 적층되는 곳으로, 본 발명에서는 화격자(206)에 의해서 연료인 펠릿이 연소되는 상부와 공기체류공간(208)이 형성되는 하부가 형성된다.

공기체류공간(208)은 송풍블로워(202)에서 공급된 공기가 머무는 곳이고, 펠릿공급관(108)이 통과하여 상부로 연장되는 곳이다.

도 4는 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러에 적용된 화격자와 공기공급봉들의 설치상태를 보여주는 사시도로서, 화격자(206)를 이루는 내화벽돌 사이에는 공기공급봉(210)이 설치되어 있다.

공기공급봉(210)은 화격자(206) 사이에서 규칙적으로 간격을 이루며, 원주방향을 따라 공기공급봉(210)은 다수개가 설치되어 있다.

특히, 공기공급봉(210)은 송풍블로워(202)와 공기체류공간(208)에서 공급된 공기를 연소실(200) 내부, 특히 그 상부로 공급하기 위한 매개수단으로 다수개가 설치되어 연소환경의 공기비를 조절하여 펠릿의 불완전 연소를 방지한다.

본 발명에 적용된 공기공급봉(210)들은 일실시예로 원통형이 개시되어 있으나, 이는 원통형에 한정되지 않고 다양한 형상으로 적용가능하다.

이러한 공기공급봉(210)은 그 외주면을 따라 다수개의 배출공(212)이 형성되어 있으며, 이때 공기공급봉(210)의 상면은 막혀있다.

공기공급봉(210)들에 형성된 배출공(212)은 각 공기공급봉(210)에서 서로 다른 위치에 설치되어 공급된 공기가 원주방향으로 분사되도록 하는 역할을 수행한다.

위와 같은 구성으로 본 발명에 따른 기름 점화용 펠릿보일러의 작동과정을 설명한다.

먼저, 기름점화장치(204)의 작동에 의해서 연소실(200) 내부에 점화를 수행하여 화염을 발생시킨다.

화염이 발생되면 호퍼(102) 내부에 저장된 펠릿은 스크류피더(106)에 의해서 일정량 배출되어 펠릿공급관(108)으로 투하된다.

이때, 펠릿공급관(108)의 일단에 설치된 펠릿블로워(110)가 작동하여 호퍼(102)에서 배출되고, 펠릿공급관(108)으로 투하된 펠릿을 이송시키게 된다.

전술한 바와 같이, 펠릿공급관(108)은 연소실(200)의 내부까지 연장되어 있고, 펠릿은 최종적으로 연소실(200) 내부로 취출되어 부양한다.

부양된 펠릿은 점화된 화염에 의해서 연소되기 시작하며, 미연소된 펠릿은 화격자(206)의 상면으로 낙하하게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 송풍블로워(200)와 공기공급봉(210)을 통해 공기를 연소부(200) 내부로 분사하게 한다.

이러한 송풍블로워(200)의 공기공급은 연소되는 펠릿의 공기비를 좋게 하여 연소효율을 증대시킨다.

공기공급봉(210)을 통한 공기공급은 배출관(104)을 통해 분사되면 연소실(200) 내부로 회오리 형상을 이루며 퍼지게 된다.

이렇게 분사된 공기는 미연소된 펠릿을 재상승시키고, 펠릿을 유동, 교반시켜 펠릿의 완전연소를 유도한다.

즉, 미연소된 펠릿은 화격자(206)에 적층된 상태에서 미연소 상태로 연소되는 현상을 방지하여 펠릿의 연소효율을 높일 수 있고, 공기공급봉(210)을 교체가능하게 설치하여 교체 및 유지보수가 매우 용이함은 물론 미연소된 연료까지 한 번 더 연소시켜 연료를 완전 연소시킴으로써 연료의 낭비를 저지하여 경제적일 뿐 아니라 열손실을 줄여 열효율을 향상시킴은 물론 완전연소로 인해 유해물질 배출이 예방되어 친환경적이다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

100: 연료공급부 102: 호퍼
104: 배출관 106: 스크류피더
108: 펠릿공급관 110: 펠릿브로워
200: 연소부 202: 송풍블로워
204: 기름점화장치 206: 화격자
208: 공기체류공간 210: 공기공급봉

Claims (7)

1. 펠릿을 저장 및 공급하는 펠릿공급부,
   공급된 연료를 연소시키는 연소부,
   원주방향의 외주면을 따라 다수개의 배출공이 형성되고, 배출공은 공급된 공기가 원주방향으로 배출되도록 각 공기공급봉들에서 서로 다른 위치에 형성된 기름 점화용 펠릿 보일러에 있어서,
   상기 연소부는 화격자를 더 포함하여 이루어지되, 화격자에 의해서 연소부의 내부가 상, 하부로 이격되고, 연소부의 하부로는 공기체류공간이 형성되며, 연소부의 외부로는 공기체류공간을 통해 연소부의 내부로 공기를 공급하는 송풍브로워와 기름점화장치를 더 포함하여 이루어지고,
   펠릿공급부는 펠릿공급관이 연소부의 하부에서 연소부 내부로 설치되어 이루어지되, 펠릿공급관의 일단으로는 펠릿공급관으로 펠릿을 이송시키기 위한 펠릿브로워가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기름 점화용 펠릿 보일러.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 펠릿공급부는 펠릿이 저장되는 하나 이상의 호퍼와 상기 호퍼 내의 펠릿을 펠릿공급관으로 정량 공급하는 스크류피더를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기름 점화용 펠릿보일러.
   
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5. 삭제
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