KR101624887B1 - 펠렛보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠렛이 최대한 완전 연소될 수 있도록 하여 연소 효율을 높일 수 있도록 함과 더불어 이 펠렛의 연소에 의해 발생된 열기를 이용하여 가열되는 유체의 가열 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것으로써, 수직하게 세워진 통체로 형성됨과 더불어 상부벽의 중앙에는 통과공이 형성되고, 저부측 공간은 저부벽에 의해 상하로 구획되게 형성됨과 더불어 상기 저부벽은 중앙이 개방된 링 형상으로 형성되어 이루어진 연소통; 상기 연소통을 이루는 상부벽의 통과공을 상하로 관통하도록 설치되면서 펠렛을 상기 연소통 내의 공간으로 낙하되도록 안내함과 더불어 상기 펠렛의 투입 전달각에 대한 조절이 가능하도록 구성된 공급안내부; 상기 연소통의 저부측 공간 중 저부벽에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되면서 상기 저부벽의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 일부가 상기 저부측 공간 중의 상측 공간으로 노출되게 설치되며, 상기 연소통 내로 공급되는 펠렛의 연소를 위한 화염을 제공하는 연소버너부; 그리고, 상기 연소통 내에 설치됨과 더불어 양측 끝단은 상기 연소통을 관통하여 외부의 유체 관로와 연결되도록 설치되는 유체저장부;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 펠렛보일러가 제공된다.

Description

펠렛보일러{pellet boiler}

본 발명은 펠렛보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펠렛이 최대한 완전 연소될 수 있도록 하여 연소 효율을 높일 수 있도록 함과 더불어 이 펠렛의 연소에 의해 발생된 열기를 이용하여 가열되는 유체의 가열 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 펠렛보일러에 관한 것이다.

일반적으로 가정, 사무실, 공장 및 비닐하우스 등에서는 난방수 및 온수의 공급을 위해 다양한 유형의 보일러가 사용되고 있다.

즉, 보일러를 이용하여 물을 가열함으로써 난방수로의 공급 및 온수의 공급이 이루어질 수 있도록 하였으며, 이와 같은 보일러는 가스보일러 및 기름보일러로 대부분 이용되고 있다.

그러나, 이와 같은 기름보일러나 가스보일러의 경우 난방 면적이 크면 클수록 과도한 연료 비용의 증가가 야기될 수밖에 없었던 문제점이 있었으며, 특히 축사나 농가에서는 해당 연료 비용의 증가가 많은 부담이 될 수밖에 없었다.

더욱이, 상기 기름보일러나 가스보일러 등에 사용되는 연료의 경우 연소시 발생되는 배기가스나 유류 저장탱크 등에서 자연 증발되는 가스로 인해 대기오염을 포함한 환경오염의 주된 원인이 되고 있다는 문제점 역시 있다.

이에, 최근에는 왕겨, 톱밥, 기타 슬러지 등을 가공한 펠렛을 연료로 사용하는 펠렛보일러에 대한 관심이 커지고 있으며, 그의 적용 역시 점차 늘어가고 있는 추세이다. 이러한 펠렛보일러에 관련하여는 등록특허공보 제10-1287818호, 공개실용신안 제20-2011-002162호, 등록특허공보 제10-1369605호 등에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술된 종래 기술에 따른 펠렛보일러는 연소통 내의 측부를 통해 펠렛이 공급되도록 구성됨에 따라 충분한 연소작용이 일어나지 않는 구조이며, 연소실 바닥에 쌓여진 상태에서 한정된 공기와 접촉되면서 연소가 일어남에 따라 완전 연소가 어렵고 또한 원료가 가진 열량을 충분히 방출하기 어려운 구조이다.

그리고, 바닥에서 연소된 펠렛은 원료품질에 따라 자체로 응결되는 문제를 갖고 있는 등 연소 후의 재처리에서 다양한 문제를 야기시키고 있다.

더욱이, 종래의 펠렛보일러 중 펠렛을 자동으로 공급할 수 있도록 한 기술의 경우는 단순히 미리 설정된 공급량만 지속적으로 공급될 수 있을 뿐 사용자의 필요에 따른 공급량의 조절이 불가능하다는 단점이 있었다.

또한, 종래의 펠렛보일러는 버너부가 위치된 연소통 내의 하부에서만 유체가 가열될 뿐으로써, 상기 연소통 내에서 펠렛을 연소한 열기는 단순히 배기구를 통해 배출되도록 구성되기 때문에 열 손실이 크다는 단점이 있었다.

또한, 종래의 펠렛보일러는 연소되고 남은 연소재가 해당 연소통 내에 쌓임에 따라 주기적인 연소재의 제거를 위한 청소가 이루어져야만 하며, 이로써 해당 연소재의 제거를 위한 청소시에는 보일러의 동작이 중단될 수밖에 없다는 단점 역시 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 펠렛이 최대한 완전 연소될 수 있도록 하여 연소 효율을 높일 수 있도록 함과 더불어 이 펠렛의 연소에 의해 발생된 열기를 이용하여 가열되는 유체의 가열 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 하며, 연소재의 실시간적인 배출이 가능하도록 한 새로운 형태에 따른 펠렛보일러를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펠렛보일러는 수직하게 세워진 통체로 형성됨과 더불어 상부벽의 중앙에는 통과공이 형성되고, 저부측 공간은 저부벽에 의해 상하로 구획되게 형성됨과 더불어 상기 저부벽은 중앙이 개방된 링 형상으로 형성되어 이루어진 연소통; 상기 연소통을 이루는 상부벽의 통과공을 상하로 관통하도록 설치되면서 펠렛을 상기 연소통 내의 공간으로 낙하되도록 안내함과 더불어 상기 펠렛의 투입량에 대한 조절이 가능하도록 구성된 공급안내부; 상기 연소통의 저부측 공간 중 저부벽에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되면서 상기 저부벽의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 일부가 상기 저부측 공간 중의 상측 공간으로 노출되게 설치되며, 상기 연소통 내로 공급되는 펠렛의 연소를 위한 화염을 제공하는 연소버너부; 그리고, 상기 연소통 내에 설치됨과 더불어 양측 끝단은 상기 연소통을 관통하여 외부의 유체 관로와 연결되도록 설치되는 유체저장부;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연소통 내의 저부측 공간 중 상기 저부벽의 상단에는 중앙측 부위에 상기 연소버너부가 노출되도록 노출공이 형성된 링 형상의 회전판이 더 구비되고, 상기 회전판은 재처리용모터의 구동력을 전달받아 상기 노출공의 중앙을 중심으로 회전될 수 있도록 설치되며, 상기 회전판에는 적어도 하나 이상의 연소재배출공이 형성됨과 더불어 상기 연소통 내의 저부측 공간 중 상기 회전판의 상면에 인접된 부위에는 상기 회전판의 상면에 얹힌 연소재를 가로막아 상기 회전판의 회전시 상기 연소재가 상기 회전판의 연소재배출공으로 배출되도록 하는 스크래퍼가 구비되고, 상기 연소통을 이루는 저부벽의 저부에는 상기 연소재배출공을 통과하여 낙하된 연소재를 저장하기 위한 연소재저장통이 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급안내부는 상기 연소통을 이루는 상부벽의 통과공을 상하로 관통하도록 설치되면서 상하가 개방된 관체로 형성되며, 상기 개방된 상측을 통해 펠렛을 공급받도록 이루어진 펠렛공급관과, 상기 펠렛공급관 내에 중앙 부위를 관통하도록 설치되면서 사용자의 조작에 의해 상하 이동되는 승강샤프트와, 상기 승강샤프트의 하측 끝단에 구비되며, 상기 승강샤프트의 승강 이동에 의해 상기 펠렛공급관의 저면에 밀착되어 하측 개방 부위를 가로막거나 혹은, 상기 펠렛공급관의 저면으로부터 이격되면서 그 이격 거리에 따라 펠렛의 투입 전달각이 달리 설정되도록 하는 개폐막을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소버너부는 상기 연소통의 저부측 공간 중 저부벽에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되는 버너몸체와, 상기 버너몸체의 상단에 위치된 상태로 상기 버너몸체와 연통되면서 상기 저부벽의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 연소통 내로 노출되게 설치된 돔(dome) 형상의 버너헤드와, 상기 버너헤드를 관통하여 설치되는 복수의 가스노즐을 포함하여 이루어지고, 상기 연소버너부를 이루는 버너헤드에는 둘레 방향을 따라 복수의 공기 분사공이 관통 형성됨과 더불어 상기 버너몸체에는 송풍기로부터 공기를 공급받는 공기공급관이 연결됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소통의 둘레에는 내부 열기의 배출을 위한 열기배출관이 연결됨과 더불어 상기 열기배출관은 열교환부와 연결되면서 상기 열기를 상기 열교환부로 제공하도록 구성되며, 상기 열교환부는 상기 연소통 내의 유체저장부에 저장되는 유체 혹은, 유체저장부로부터 배출되는 유체를 상기 연소통 내로부터 배출되는 열기와 열교환하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환부는 상부는 막히고 저부는 개방된 관체로 형성됨과 더불어 적어도 일부는 저부로 갈수록 점차 관로가 협소해지는 콘(cone)의 형상으로 이루어지며, 상단 둘레로는 상기 열기배출관이 연결되는 사이클론탱크와, 상기 사이클론탱크의 막힌 상부의 중앙을 관통하도록 설치됨과 더불어 내부가 빈 관체로 형성되면서 상기 사이클론탱크 내에서 상승되는 공기의 배출을 위한 공기배출관과, 상기 사이클론탱크의 둘레를 감싸는 통체로 형성되면서 상기 유체저장부로부터 배출된 유체를 제공받아 상기 사이클론탱크와 열교환되도록 하는 열교환탱크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 펠렛보일러는 펠렛을 연소통의 중앙측 직상방으로부터 낙하시킴과 더불어 공급안내부를 이루는 개폐막의 안내를 받아 연소통 내의 전 부위로 고르게 공급되도록 구성됨에 따라 펠렛이 연소통 내의 특정 부위에 미처 연소되지 못하고 쌓이는 현상이 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기 공급안내부를 이루는 개폐막은 높낮이 조절이 가능하도록 구성되기 때문에 사용자의 필요에 따른 펠렛 공급량의 자유로운 조절이 가능하다는 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 본 발명의 펠렛보일러는 연소버너부를 통해 외부 공기가 연소통 내의 저부로부터 회오리치듯 상승되면서 공급될 수 있도록 함에 따라 상기 연소통의 상부에서 공급되어 낙하되는 펠렛이 그의 낙하도중 상기 와류의 영향에 의해 연소될 수 있도록 함으로써 연소통 내의 전 공간에서 펠렛이 연소됨에 따른 전열 면적의 극대화 및 이를 통한 전열 성능의 향상을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 펠렛보일러는 열교환부의 추가적 제공을 통해 유체저장부로 저장되는 유체 혹은, 유체저장부로부터 배출되어 온수저장탱크 내에 저장되는 유체의 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써 가열 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 펠렛보일러는 연소통 내의 저부측 공간에 회전판을 추가로 제공함으로써 연소후 잔존하게 되는 연소재가 펠렛보일러의 운전 중이라도 그 배출이 가능하게 되어 펠렛보일러의 연속 사용이 가능하다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 구축 상태를 설명하기 위해 정면에서 본 상태를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 구축 상태를 설명하기 위해 평면에서 본 상태를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러 중 공급안내부를 설명하기 위해 나타낸 요부 확대도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 저부측 부위를 설명하기 위해 나타낸 요부 확대도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 연소재 배출부에 의한 연소재의 배출 과정을 설명하기 위해 연소통 내를 평면에서 본 상태도

이하, 본 발명의 펠렛보일러에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 구축 상태를 설명하기 위해 정면에서 본 상태를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 구축 상태를 설명하기 위해 평면에서 본 상태를 나타낸 구성도이다.

이러한 도면을 토대로 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러는 크게 연소통(100)과, 공급안내부(200)와, 연소버너부(300)와, 유체저장부(400)를 포함하여 이루어지며, 특히 펠렛이 연소통(100)의 중앙측 직상방으로부터 수직하게 낙하되면서 상기 연소통(100) 내의 전 공간으로 균일하게 공급되도록 하고, 유체저장부(400)가 상기 연소통(100) 내에 구비될 수 있도록 함으로써 가열 성능의 향상을 이룰 수 있도록 하며, 연소재는 어느 한 곳에 모인 상태로 그 저부의 연소재저장통 내에 저장될 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 연소통(100)은 펠렛의 연소를 위한 공간을 제공하는 부위이다.

이와 같은 연소통(100)은 수직하게 세워진 상태의 원통형 통체로 형성되며, 상면은 상부벽(110)으로 폐쇄되고, 둘레를 이루는 둘레벽(120)의 어느 한 부위에는 내부 열기의 배출을 위한 열기배출관(130)이 연통 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 열기배출관(130)은 연소후 배기가스로 배출되는 에너지를 회수할 수 있도록 상기 연소통(100)의 둘레벽 중 상단측 부위에 형성된다.

또한, 상기 연소통(100)을 이루는 상부벽(110)의 중앙에는 통과공(111)이 관통 형성되어 이루어진다.

이와 함께, 상기 연소통(100)의 저부측 공간에는 해당 공간을 상하로 분할하는 저부벽(140)이 더 구비되며, 이때 상기 저부벽(140)은 중앙이 개방된 링 형상으로 형성된다.

다음으로, 상기 공급안내부(200)는 펠렛이 공급되도록 안내하는 부위이다.

특히, 상기 공급안내부(200)는 상기 연소통(100)의 중앙측 직상방으로부터 펠렛을 낙하시키면서 상기 연소통(100) 내로 상기 펠렛이 공급될 수 있도록 함과 더불어 상기 낙하되는 펠렛은 상기 연소통(100) 내의 둘레측 전 부위로 균일하게 제공될 수 있도록 하면서도 사용자의 필요에 따라 상기 펠렛에 대한 공급량이 수동으로 조절될 수 있도록 함을 특징으로 하며, 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 상기 공급안내부(200)가 펠렛공급관(210)과 승강샤프트(220) 및 개폐막(230)을 포함하여 이루어짐을 제시한다.

여기서, 상기 펠렛공급관(210)은 상기 연소통(100)을 이루는 상부벽(110)의 통과공(111)을 상하로 관통하도록 설치된 펠렛을 공급받는 관체이다.

이때, 상기 펠렛공급관(210) 내로의 펠렛 공급은 첨부된 도 3에 도시한 바와 같이 펠렛이 저장되는 저장호퍼(510)로부터 상기 펠렛공급관(210) 내로 펠렛을 지속적으로 반송시키는 스크류컨베이어(520)를 통해 이루어지도록 구성됨을 그 예로 한다. 물론, 상기 펠렛의 공급을 위한 구조는 비록 도시되지는 않았지만 사용자가 직접 수작업으로써 해당 펠렛을 공급할 수도 있고, 벨트컨베이어를 이용하여 해당 펠렛을 공급할 수도 있으며, 그 이외의 다양한 공급수단을 통해 공급되도록 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 승강샤프트(220)는 상기 펠렛공급관(210) 내에 중앙 부위를 관통하도록 설치되면서 사용자의 조작에 의해 상하 이동되도록 스크류형으로 이루어진 샤프트이다.

이때, 상기 펠렛공급관(210)의 상측 끝단 내부 혹은, 상기 펠렛공급관(210)의 상단측에는 상기 승강샤프트(220)와 스크류 방식으로 결합되는 너트하우징(240)이 설치됨으로써 사용자가 상기 승강샤프트(220)를 시계 방향 혹은, 반시계 방향으로 회전시키는 조작을 통해 상기 승강샤프트(220)가 상승 이동 혹은, 하강 이동될 수 있도록 한다.

한편, 상기 펠렛공급관(210)의 상측 끝단 내부에 너트하우징(240)이 설치될 경우 해당 부위로는 펠렛의 공급이 이루어질 수가 없다. 이에 따라 상기 펠렛공급관(210)의 상측 끝단측 둘레면에는 상기 펠렛공급관(210) 내부와 연통되는 연통관(211)이 추가로 연장 형성되어 상기 연통관(211)을 통해 펠렛을 공급받도록 구성됨을 제시하며, 이는 첨부된 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같다.

그리고, 상기 개폐막(230)은 상기 승강샤프트(220)의 승강 이동에 따라 상기 펠렛공급관(210)의 저부측 개방 부위를 가로막거나 혹은, 상기 펠렛공급관(210)의 저면으로부터 이격되면서 그 이격 거리에 따라 펠렛의 투입 전달각이 달리 설정되도록 하는 구성으로써, 상기 승강샤프트(220)의 하측 끝단에 구비된다. 이때, 상기 개폐막(230)은 저부로 갈수록 둘레 방향으로 확장되면서 하향 경사 혹은, 라운드진 돔(dome)형으로 형성된다.

결국, 사용자는 승강샤프트(220)의 회전 조작을 통해 상기 개폐막(230)과 펠렛공급관(210) 간의 이격 거리를 조절함으로써 상기 펠렛공급관(210)을 통한 연소통(10)) 내로의 펠렛 공급량을 자율적으로 조절할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 연소버너부(300)는 펠렛의 연소를 위한 화염을 제공하는 연소기이다.

이와 같은 연소버너부(300)는 상기 연소통(100)의 저부측 공간 중 저부벽(140)에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되는 버너몸체(310)와, 상기 버너몸체(310)의 상단에 위치된 상태로 상기 버너몸체(310)와 연통되면서 상기 저부벽(140)의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 연소통(100) 내로 노출되게 설치된 돔(dome) 형상의 버너헤드(320)와, 이 버너헤드(320)를 관통하여 설치되는 가스노즐(330)을 포함하여 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 연소버너부(300)를 이루는 버너헤드(320)에는 둘레 방향을 따라 복수의 공기 분사공(321)이 관통 형성되며, 상기 버너몸체(310)에는 송풍기(340)로부터 공기를 공급받는 공기공급관(341)이 연결되어 상기 송풍기(340)에 의해 강제 공급된 공기가 상기 각 공기 분사공(321)을 통해 회오리치듯 연소통(100) 내의 연소 공간으로 제공될 수 있도록 구성됨을 추가적인 특징으로 제시한다.

이러한 구조는, 연소통(100) 내의 저부 공간에서 상부로 공급되는 공기로 인해 상기 연소통(100) 내부에 와류가 형성되도록 하여 상기 연소통(100)의 상부에서 공급되어 낙하되는 펠렛이 그의 낙하도중 상기 와류의 영향에 의해 연소될 수 있도록 함으로써 연소통(100) 내의 전 공간에서 펠렛이 연소됨에 따른 전열 면적의 극대화 및 이를 통한 전열 성능의 향상을 이룰 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 유체저장부(400)는 난방 혹은, 온수의 생성을 위한 유체(물)의 가열이 이루어지는 부위이다.

이와 같은 유체저장부(400)는 상기 연소통(100) 내의 둘레를 따라 설치됨과 더불어 양측 끝단은 상기 연소통(100)을 관통하여 별도의 유체 관로(731,732)와 연결되도록 설치된다.

이때, 상기 유체저장부(400)는 상기 연소통(100) 내의 둘레를 따라 나사형태로 여러번 감은 코일 구조의 관체로 형성될 수도 있고, 본 발명의 실시예로 도시된 바와 같이 상하로 세워진 형태의 다수의 관체로 형성됨과 더불어 연소통(100) 내의 상단 및 하단에는 상기 각 관체를 서로 연통시키는 연통관체(401)가 구비되어 이루어지는 구조로 형성될 수도 있는 등 연소통(100) 내의 공간 구조에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 연소통(100) 내의 저부측 공간에 연소재 배출부(600)가 더 구비됨을 제시한다.

상기한 연소재 배출부(600)는 상기 연소통(100) 내의 저부측 공간에서 연소된 후 잔존하는 펠렛의 연소재를 외부로 자동 배출하기 위한 구성이며, 본 발명의 실시예에서는 상기 연소재 배출부(600)가 회전판(610)과, 스크래퍼(620) 및 연소재저장통(630)을 포함하여 이루어짐을 그 예로 한다.

여기서, 상기 회전판(610)은 연소통(100) 내의 저부측 공간 중 저부벽(140)의 상단에 위치되면서 중앙측 부위에는 연소버너부(300)가 노출되도록 노출공(611)이 형성된 링 형상으로 이루어진다.

특히, 상기 회전판(610)의 둘레는 첨부된 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 기어 구조로 형성되면서 재처리용모터(612)의 구동력을 기어 결합으로 전달받아 상기 노출공(611)의 중앙을 중심으로 회전될 수 있도록 설치된다.

이와 함께, 상기 회전판(610)에는 적어도 하나 이상의 연소재배출공(613)이 형성됨과 더불어 상기 연소통(100)을 이루는 저부벽(140) 중 후술될 스크래퍼(620)의 인접 부위에는 연통공(141)이 형성되어 상기 회전판(610)의 연소재배출공(613)이 상기 연통공(141)에 일치될 경우에만 상기 회전판(610) 상면에 쌓인 연소재가 상기 연통공(141)으로 배출될 수 있도록 한다.

상기 연소재배출공(613) 및 연통공(141)은 상기 회전판(610)의 회전 방향을 따라 긴 구조의 장공으로 형성되거나 혹은, 상기 회전판(610)의 방사 방향을 따라 긴 구조의 장공으로 형성될 수 있으며, 둘 이상 복수로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 스크래퍼(620)는 상기 연소통(100) 내의 저부측 공간 중 상기 회전판(610)의 상면에 인접된 부위에 위치되면서 상기 회전판(610)의 상면에 얹힌 연소재를 가로막아 상기 회전판(610)의 회전시 상기 연소재가 상기 회전판(610)의 연소재배출공(613)으로 배출되도록 안내하는 역할을 한다.

이와 같은 스크래퍼(620) 역시 둘 이상 복수로 구비될 수도 있다.

또한, 상기 연소재저장통(630)은 상기 연소통(100)을 이루는 저부벽(140)의 하측 공간에 위치되면서 상기 저부벽(140)의 연통공(141)을 통과하여 낙하된 연소재를 저장하는 역할을 한다.

이렇듯, 연소재 배출부(600)의 추가적 제공에 의해 사용자는 펠렛보일러의 운전이 종료된 이후 뿐만 아니라, 상기 펠렛보일러가 동작되는 도중이라도 상기 연소통(100) 내의 연소재를 상기 연소재저장통(630) 내로 배출되도록 하거나 혹은, 상기 연소재저장통(630)을 취출하여 상기 연소재저장통(630) 내에 담겨진 연소재를 외부에 버릴 수 있게 된 장점을 가진다.

또 다른 한편, 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러는 유체저장부(400) 내에 저장되는 유체를 상기 연소통(100) 내로부터 배출되는 열기와 열교환되도록 함과 더불어 상기 유체저장부(400) 내로부터 배출되는 유체를 상기 연소통(100) 내로부터 배출되는 열기와 열교환되도록 하는 열교환부(700)가 더 포함되고, 상기 연소통(100)의 둘레에 연결된 열기배출관(130)은 상기 열교환부(700)와 연결되도록 구성됨을 추가로 제시한다.

이와 같은 열교환부(700)는 사이클론탱크(710)와, 공개배출관(720) 및 열교환탱크(730)를 포함하여 이루어짐을 그 예로 한다.

여기서, 상기 사이클론탱크(710)는 상부는 막히고 저부는 개방된 관체로 형성됨과 더불어 저부로 갈수록 점차 관로가 협소해지는 콘(cone) 구조로 형성되며, 상단 둘레로는 상기 열기배출관(130)이 연결되도록 구성된다. 이때 상기 사이클론탱크(710)의 저부는 배출되는 가열공기로부터 분리되어 낙하된 이물질의 저장을 위한 집진통(740)이 구비된다.

이와 함께, 상기 열기배출관(130)의 관로상에는 상기 공기의 강제적인 유동을 위한 블로워(750)가 구비되며, 이러한 블로워(750)의 동작에 의해 연소통(100) 내의 열기가 상기 사이클론탱크(710) 내로 제공될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 공기배출관(720)은 상기 사이클론탱크(710)의 막힌 상부의 중앙을 관통하도록 설치됨과 더불어 내부가 빈 관체로 형성되면서 상기 사이클론탱크(710) 내에서 상승되는 공기의 배출을 안내하는 역할을 한다.

이때, 상기 공기배출관(720)은 별도의 연통관(721)을 통해 집진통(740)과 연통되도록 구성됨으로써, 상기 집진통(740) 내의 진공압이 해소될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 열교환탱크(730)는 상기 사이클론탱크(710)의 둘레를 감싸는 통체로 형성되면서 상기 유체저장부(400)로부터 배출된 유체를 제공받아 상기 사이클론탱크(710)와 열교환되도록 하는 역할을 한다.

상기 열교환탱크(730)의 둘레면에는 상기 열교환탱크(730) 내의 유체를 유체저장부(400)로 공급하기 위한 온수공급관(731) 및 상기 유체저장부(400) 내의 유체를 상기 열교환탱크(730) 내로 공급받기 위한 온수유입관(732)이 각각 연결됨과 더불어 외부의 유체(예컨대, 수도수 등) 유입을 위한 유체유입관(733)이 연결된다. 이는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같다.

물론, 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 온수저장탱크(800)가 추가로 제공될 경우 상기 열교환탱크(730)는 상기 온수저장탱크(800)와 연결관로(810)를 통해 연결되도록 구성됨이 더욱 바람직하다.

이때, 상기 유체저장부(400)와 온수공급관(731)과 온수유입관(732) 및 연결관로(810) 등은 열교환탱크(730) 내의 유체 온도나 유체저장부(400) 내의 유체 온도에 따라 자연적으로 유동되도록 이루어짐을 그 예로 하고 있으나, 필요에 따라 상기 각 관로(731,732) 중 어느 한 관로(731,732)에 펌프(도시는 생략됨)를 추가로 구비하여 유체의 강제 펌핑이 이루어지도록 구성할 수도 있다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 펠렛보일러의 작용을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 사용자는 그의 필요에 따라 공급안내부(200)를 조작하여 펠렛이 공급되는 양을 설정한다. 즉, 공급안내부(200)를 이루는 승강샤프트(220)의 회전 조작을 통해 상기 승강샤프트(220)의 하측 끝단에 구비된 개폐막(230)과 상기 공급안내부(200)를 이루는 펠렛공급관(210)의 저면 간의 간격을 조절함으로써 상기 펠렛공급관(210)을 통과하는 펠렛의 공급량이 설정될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 최초의 상태에서, 사용자의 필요에 의한 펠렛보일러의 동작 제어가 이루어지면 연소버너부(300)가 동작되면서 연소통(100) 내에 화염을 발생시키고, 이와 함께 스크류컨베이어(520)가 동작되면서 저장호퍼(510) 내에 저장된 펠렛을 상기 공급안내부(200)의 펠렛공급관(210) 내로 공급하게 된다.

그리고, 상기 과정을 통해 펠렛공급관(210) 내로 공급되는 펠렛은 상기 펠렛공급관(210)을 따라 낙하되면서 상기 펠렛공급관(210)과 개폐막(230) 사이의 틈새를 통해 연소통(100) 내로 제공되며, 이때 상기 펠렛은 상기 개폐막(230)이 이루는 경사(혹은, 라운드)의 안내를 받아 상기 연소통(100) 내의 전 부위로 균일하게 낙하됨으로써 상기 연소통(100) 내의 특정 부위에만 쌓임에 따른 펠렛의 연소 불량이 방지된다.

또한, 상기와 같이 펠렛공급관(210)을 따라 연소통(100) 내의 저부 공간으로 펠렛이 낙하되는 도중 상기 연소통(100) 내부는 그 저부 공간으로부터 연소버너부(300)를 통해 회오리치듯 상승되면서 공급되는 공기에 의한 와류가 생성되며, 이로써 상기 펠렛은 상기 와류의 영향에 의해 연소버너부(300)에 이르기까지 낙하되지 않더라도 상기 연소통(100) 내의 상측 공간에서부터 그 연소가 이루어지며, 이로써 연소통(100) 내의 전 공간에서 펠렛이 완전 연소됨에 따른 전열 면적의 극대화 및 이를 통한 전열 성능의 향상을 이룰 수 있게 된다.

그리고, 상기한 펠렛의 연소가 이루어지는 도중에는 열기배출관(130)에 구비된 블로워(750)의 동작에 의한 공기흡입력으로 상기 연소통(100) 내의 고온의 열기가 상기 열기배출관(130)을 통해 배출된 후 열교환부(700)를 이루는 사이클론탱크(710) 내로 유입되며, 계속해서 상기 사이클론탱크(710)의 내벽을 타고 선회하며 하강하는 과정에서 원심력에 의해 공기로부터 이물질이 분리된 후 공기만이 공기배출관(720)을 통해 외부로 배출된다. 이때 상기 공기로부터 분리된 이물질은 상기 사이클론탱크(710)의 저부에 위치된 집진통(740) 내에 집진된다.

이와 함께, 전술된 펠렛의 연소가 이루어지는 도중에는 열교환탱크(730)와 유체저장부(400) 내의 온도 차이 혹은, 도시되지 않은 펌프의 강제 펌핑력에 의해 유체가 지속적으로 순환하면서 연소통(100) 내의 화염에 의한 가열 및 사이클론탱크(710) 내를 유동하는 고온 열기(배기 공기)와의 열교환에 의해 지속적인 가열이 이루어지며, 이후 온수저장탱크(800) 내에 저장된다. 이때 상기 온수저장탱크(800) 내로 온수의 저장이 이루어지게 될 경우 그 저장된 양만큼의 물이 유체유입관(733)을 통해 열교환탱크(730) 내로 추가 공급됨으로써 유체저장부(400)와 열교환탱크(730) 내에는 항상 적정량의 물이 존재할 수 있게 된다.

한편, 펠렛보일러의 운전이 종료된 이후 혹은, 펠렛보일러의 운전이 이루어지는 도중이라도 사용자에 의한 동작 제어가 발생될 경우라면 연소재 배출부(600)를 이루는 재처리용모터(612)의 구동이 이루어지면서 첨부된 도 5 내지 도 7과 같이 회전판(610)을 회전시키게 된다.

이러한 회전판(610)의 회전이 이루어지면, 상기 회전판(610)의 상면에 쌓인 연소재 역시 상기 회전판(610)과 함께 회전되는데, 이때 상기 회전판(610)의 상면 일측에 인접하게 위치된 상태로 고정된 스크래퍼(620)로 인해 상기 연소재는 상기 스크래퍼(620)에 걸려 더 이상의 이동이 이루어지지 못하고 해당 부위에 잔존하면서 쌓이게 된다.

이의 과정에서 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회전판(610)에 형성된 연소재배출공(613)이 저부벽(140)의 연통공(141)에 일치되면서 상기 스크래퍼(620)를 통과하게 된다면 상기 스크래퍼(620)에 의해 해당 부위에 쌓여있던 연소재들은 상기 연소재배출공(613)을 통해 낙하하게 되고, 계속해서 저부벽(140)의 연통공(141)을 통과한 후 연소재저장통(630) 내에 저장된다.

따라서, 사용자는 펠렛보일러가 동작되는 도중이라도 상기 연소통(100) 내의 생성된 연소재를 상기 연소재저장통(630) 내로 배출되도록 하거나 혹은, 상기 연소재저장통(630)을 취출하여 상기 연소재저장통(630) 내에 담겨진 연소재를 외부에 버릴 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 펠렛보일러는 펠렛을 연소통(100)의 중앙측 직상방으로부터 낙하시킴과 더불어 공급안내부(200)를 이루는 개폐막(230)의 안내를 받아 연소통(100) 내의 전 부위로 고르게 공급되도록 구성됨에 따라 펠렛이 연소통(100) 내의 특정 부위에 미처 연소되지 못하고 쌓이는 현상이 방지될 수 있게 된다.

특히, 상기 공급안내부(200)를 이루는 개폐막(230)은 높낮이 조절이 가능하도록 구성되기 때문에 사용자의 필요에 따른 펠렛 공급량의 자유로운 조절이 가능하다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 펠렛보일러는 열교환부(700)의 추가적 제공을 통해 유체저장부(400)로 저장되는 유체 혹은, 유체저장부(400)로부터 배출되어 온수저장탱크(800) 내에 저장되는 유체의 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써 가열 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 펠렛보일러는 연소통(100) 내의 저부측 공간에 회전판(610)을 추가로 제공함으로써 연소후 잔존하게 되는 연소재가 펠렛보일러의 운전 중이라도 그 배출이 가능하게 되어 펠렛보일러의 연속 사용이 가능하다는 장점을 가진다.

100. 연소통 110. 상부벽
111. 통과공 120. 둘레벽
130. 열기배출관 140. 저부벽
141. 연통공 200. 공급안내부
210. 펠렛공급관 211. 연통관
220. 승강샤프트 230. 개폐막
240. 너트하우징 300. 연소버너부
310. 버너몸체 320. 버너헤드
321. 공기 분사공 330. 가스노즐
340. 송풍기 341. 공기공급관
400. 유체저장부 401. 연통관체
510. 저장호퍼 520. 스크류컨베이어
600. 연소재 배출부 610. 회전판
611. 노출공 612. 재처리용모터
613. 연소재배출공 620. 스크래퍼
630. 연소재저장통 700. 열교환부
710. 사이클론탱크 720. 공기배출관
721. 연통관 730. 열교환탱크
731. 온수공급관 732. 온수유입관
733. 유체유입관 740. 집진통
750. 블로워 800. 온수저장탱크
810. 연결관로

Claims (6)

1. 수직하게 세워진 통체로 형성됨과 더불어 상부벽의 중앙에는 통과공이 형성되고, 저부측 공간은 저부벽에 의해 상하로 구획되게 형성됨과 더불어 상기 저부벽은 중앙이 개방된 링 형상으로 형성되어 이루어진 연소통;
   펠렛을 상기 연소통 내의 공간으로 낙하되도록 안내하는 공급안내부;
   상기 연소통의 저부측 공간 중 저부벽에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되면서 상기 저부벽의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 일부가 상기 저부측 공간 중의 상측 공간으로 노출되게 설치되며, 상기 연소통 내로 공급되는 펠렛의 연소를 위한 화염을 제공하는 연소버너부; 그리고,
   상기 연소통 내에 설치됨과 더불어 양측 끝단은 상기 연소통을 관통하여 외부의 유체 관로와 연결되도록 설치되는 유체저장부;를 포함하며,
   상기 공급안내부는
   상기 연소통을 이루는 상부벽의 통과공을 상하로 관통하도록 설치되면서 상하가 개방된 관체로 형성되며, 상기 개방된 상측을 통해 펠렛을 공급받도록 이루어진 펠렛공급관과,
   상기 펠렛공급관 내에 중앙 부위를 관통하도록 설치되면서 사용자의 조작에 의해 상하 이동되는 승강샤프트와,
   상기 승강샤프트의 하측 끝단에 구비되며, 상기 승강샤프트의 승강 이동에 의해 상기 펠렛공급관의 저면에 밀착되어 하측 개방 부위를 가로막거나 혹은, 상기 펠렛공급관의 저면으로부터 이격되면서 그 이격 거리에 따라 펠렛의 투입 전달각이 달리 설정되도록 하는 개폐막을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 펠렛보일러.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소통 내의 저부측 공간 중 상기 저부벽의 상단에는 중앙측 부위에 상기 연소버너부가 노출되도록 노출공이 형성된 링 형상의 회전판이 더 구비되고,
   상기 회전판은 재처리용모터의 구동력을 전달받아 상기 노출공의 중앙을 중심으로 회전될 수 있도록 설치되며,
   상기 회전판에는 적어도 하나 이상의 연소재배출공이 형성됨과 더불어 상기 연소통 내의 저부측 공간 중 상기 회전판의 상면에 인접된 부위에는 상기 회전판의 상면에 얹힌 연소재를 가로막아 상기 회전판의 회전시 상기 연소재가 상기 회전판의 연소재배출공으로 배출되도록 하는 스크래퍼가 구비되고,
   상기 연소통을 이루는 저부벽의 저부에는 상기 연소재배출공을 통과하여 낙하된 연소재를 저장하기 위한 연소재저장통이 구비됨을 특징으로 하는 펠렛보일러.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소버너부는
   상기 연소통의 저부측 공간 중 저부벽에 의해 구획된 하측 공간 내에 위치되는 버너몸체와,
   상기 버너몸체의 상단에 위치된 상태로 상기 버너몸체와 연통되면서 상기 저부벽의 개방된 중앙측 부위를 관통하여 연소통 내로 노출되게 설치된 돔(dome) 형상의 버너헤드와,
   상기 버너헤드를 관통하여 설치되는 복수의 가스노즐을 포함하여 이루어지고,
   상기 연소버너부를 이루는 버너헤드에는 둘레 방향을 따라 복수의 공기 분사공이 관통 형성됨과 더불어 상기 버너몸체에는 송풍기로부터 공기를 공급받는 공기공급관이 연결됨을 특징으로 하는 펠렛보일러.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소통의 둘레에는 내부 열기의 배출을 위한 열기배출관이 연결됨과 더불어 상기 열기배출관은 열교환부와 연결되면서 상기 열기를 상기 열교환부로 제공하도록 구성되며,
   상기 열교환부는 상기 연소통 내의 유체저장부에 저장되는 유체 혹은, 유체저장부로부터 배출되는 유체를 상기 연소통 내로부터 배출되는 열기와 열교환하도록 이루어짐을 특징으로 하는 펠렛보일러.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 열교환부는
   상부는 막히고 저부는 개방된 관체로 형성됨과 더불어 적어도 일부는 저부로 갈수록 점차 관로가 협소해지는 콘(cone)의 형상으로 이루어지며, 상단 둘레로는 상기 열기배출관이 연결되는 사이클론탱크와,
   상기 사이클론탱크의 막힌 상부의 중앙을 관통하도록 설치됨과 더불어 내부가 빈 관체로 형성되면서 상기 사이클론탱크 내에서 상승되는 공기의 배출을 위한 공기배출관과,
   상기 사이클론탱크의 둘레를 감싸는 통체로 형성되면서 상기 유체저장부로부터 배출된 유체를 제공받아 상기 사이클론탱크와 열교환되도록 하는 열교환탱크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 펠렛보일러.
   

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