KR101691625B1

KR101691625B1 - 펠렛 히터

Info

Publication number: KR101691625B1
Application number: KR1020150179471A
Authority: KR
Inventors: 백상호; 김용선
Original assignee: 에스티에이프로덕트(주)
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-12-30

Abstract

본 발명은 우드 펠렛을 연소시켜 난방열을 발생하는 펠렛 히터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펠렛 히터는, 연소실과 재 배출로가 마련된 연소 하우징과, 펠렛을 떠받칠 수 있도록 연소 하우징의 연소실에 배치되는 연소 스테이지와, 연소 스테이지에 놓이는 펠렛을 점화시키는 점화 유닛과, 스토커 유닛을 포함한다. 스토커 유닛은, 연소 스테이지에서 펠렛이 연소되면서 만들어지는 펠렛 연소물을 연소 하우징의 재 배출로 쪽으로 이송하기 위해 연소 스테이지 위에서 왕복 이동할 수 있게 설치되는 복수의 스토커와, 상기 복수의 스토커를 이동시키는 복수의 스토커 구동기를 구비하고, 복수의 스토커 구동기는 복수의 스토커를 시간차를 두고 작동시킨다. 이러한 본 발명에 따른 펠렛 히터는 펠렛의 완전 연소를 유도하여 연소 효율을 높일 수 있다.

Description

펠렛 히터{PELLET HEATER}

본 발명은 펠렛 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우드 펠렛을 연소시켜 난방열을 발생하는 펠렛 히터에 관한 것이다.

최근에 원유 등 에너지원 가격의 급등으로 인하여 임업 폐기물이나 벌채목 등을 분쇄하여 톱밥으로 만든 후 원기둥 모양으로 압축해 가공한 우드 펠렛(wood-pellets, 이하 '펠렛'이라 한다)이 대체 에너지로서 각광받고 있다. 이와 같은 펠렛은 등유나 경유 등에 비하여 비교적 적은 약 50~60%의 비용으로 높은 열효율을 낼 수 있으며, 고온에서 완전 연소하기 때문에 소각 후에도 소각재가 거의 남지 않는 특성이 있고, 연소에 의한 유해 가스가 거의 발생하지 않아 환경 오염의 문제가 적은 장점이 있다.

특히, 펠렛은 지구 온난화의 주범인 탄소 배출량도 일반 경유의 1/12 수준으로 미약하여 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 패널)에서 이산화탄소 규제 대상에서 제외된 연료이고, 균일한 형태로 연료를 공급할 수 있어 정확한 에너지량의 조절이 가능하다. 또한 에너지의 밀도와 저장능력이 크고, 에너지 비용절감에도 도움이 되는 선진국형 친환경 에너지원으로 널리 알려져 있어서 펠렛을 다양한 분야에서 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 펠렛을 연료로 이용하는 펠렛 난로나 펠렛 보일러 등의 펠렛 히터는 펠렛통의 펠렛을 펠렛 공급관을 통해 연소부로 공급하고, 연소부로 공급된 펠렛을 연소시켜 발생하는 열로 공기나 물을 가열하는 구성을 취한다.

현재 펠렛 히터의 사용량이 증가하고 있는 추세이며, 다양한 종류의 펠렛 난로나 펠렛 보일러가 개발 및 판매되고 있으며, 펠렛 히터의 성능 개선을 위한 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

등록특허공보 제1156188호 (2012. 06. 18) 공개특허공보 제2015-0065394호 (2015. 06. 15)

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 연소 효율이 우수하고 사용 편의성이 향상된 새로운 구조의 펠렛 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 펠렛 히터는, 연소실과 재 배출로가 마련된 연소 하우징; 펠렛을 떠받칠 수 있도록 상기 연소 하우징의 연소실에 배치되는 연소 스테이지; 상기 연소 스테이지에 놓이는 펠렛을 점화시키는 점화 유닛; 및 상기 연소 스테이지에서 펠렛이 연소되면서 만들어지는 펠렛 연소물을 상기 연소 하우징의 재 배출로 쪽으로 이송하기 위해 상기 연소 스테이지 위에서 왕복 이동할 수 있게 설치되는 복수의 스토커와, 상기 복수의 스토커를 이동시키는 복수의 스토커 구동기를 갖는 스토커 유닛;을 포함하고, 상기 스토커 유닛의 복수의 스토커 구동기는 상기 복수의 스토커를 시간차를 두고 작동시킨다.

상기 복수의 스토커는 각각, 펠렛이 놓이는 상기 연소 스테이지의 상면과 평행한 밑면과, 상기 밑면의 한쪽 측부에 경사지게 배치되는 제 1 경사면과, 상기 밑면의 다른 쪽 측부에 경사지게 배치되고 상기 제 1 경사면과 연결되는 제 2 경사면을 구비하여 그 횡단면이 삼각형이 바람직하다.

상기 연소 스테이지에 놓이는 펠렛을 가열하는 상기 점화 유닛의 점화부가 상기 스토커 유닛에 구비되는 복수의 스토커 중에서 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.

상기 연소 스테이지는 복수가 상기 재 배출로 쪽으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮아지는 계단형으로 배치되고, 상기 스토커 유닛은 상기 복수의 연소 스테이지 각각에 대응하도록 복수로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 펠렛 히터는, 펠렛이 놓이는 상기 연소 스테이지의 상면에 마련되는 복수의 공기 공급공에 공기를 공급하기 위해 상기 복수의 공기 공급공과 연결되는 송풍기;를 더 포함할 수 있다.

상기 스토커 유닛의 복수의 스토커 구동기는 상기 복수의 스토커를 상기 연소 스테이지에 대해 상대적으로 가장자리에 배치된 것을 상대적으로 중앙에 배치된 것에 비해 먼저 작동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 펠렛 히터는 펠렛의 완전 연소를 유도하여 연소 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 펠렛 히터는 연소실로 공급된 펠렛을 점화시키는 작업이 쉽고, 사용이 편리하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 연소실 내 연소 스테이지를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 주요 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 작용을 설명하기 위한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 펠렛 히터를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 주요 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 연소실 내 연소 스테이지를 나타낸 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터의 주요 구성을 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 히터(100)는 펠렛(10;도 5 참조)을 공급하는 펠렛 공급 유닛(110)과, 펠렛(10)의 연소 공간을 제공하는 연소 하우징(114)과, 연소 하우징(114) 내부로 공급된 펠렛(10)을 점화시키기 위한 점화 유닛(130)과, 연소 하우징(114) 내에서 연소되는 펠렛(10)을 이송하기 위한 복수의 스토커 유닛(140)(150)을 포함한다. 이러한 펠렛 히터(100)는 펠렛(10)을 연소 하우징(114) 내부에서 연소시켜 난방열을 제공한다. 여기에서 펠렛(10)은 고체 연료를 대표하여 나타낸 것이다.

펠렛 공급 유닛(110)은 펠렛 호퍼(111)와, 펠렛 컨베이어(112)를 구비한다. 펠렛 호퍼(111)는 펠렛(10)을 저장하고, 펠렛 컨베이어(112)는 펠렛 호퍼(111)에 저장된 펠렛(10)을 연소 하우징(114)의 내부로 이송한다. 이러한 펠렛 공급 유닛(110)은 도시된 구조 이외에 펠렛(10)을 연소 하우징(114)의 내부로 공급할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

연소 하우징(114)은 펠렛 공급 유닛(110)의 펠렛 컨베이어(112)와 연결되어 펠렛 공급 유닛(110)으로부터 펠렛(10)을 공급받는다. 연소 하우징(114)의 내부에는 연소실(115)과 재 배출로(116)가 마련된다. 펠렛 공급 유닛(110)으로부터 공급되는 펠렛(10)은 연소실(115)에서 연소된다. 그리고 연소실(115)에서 타고 남은 펠렛(10)의 재는 재 배출 가이드(117)를 따라 재 배출로(116)로 가이드되어 재 배출관(118)을 통해 연소 하우징(114)의 외부로 배출될 수 있다. 연소 하우징(114)에는 개폐 가능한 도어(119)가 설치된다. 사용자는 도어(119)를 개방하고 연소 하우징(114)의 내부를 확인하거나, 연소 하우징(114) 내부에 대한 유지 보수 등의 작업을 수행할 수 있다.

연소실(115)에는 한 쌍의 연소 스테이지(120)(121)가 배치된다. 이들 연소 스테이지(120)(121)는 각각 펠렛(10) 또는 그 연소물이나 재를 떠받칠 수 있는 평평한 상면(122)을 갖는다. 각 연소 스테이지(120)(121)의 상면(122)에는 복수의 공기 공급공(123)이 마련된다. 복수의 공기 공급공(123)은 연소 하우징(114)의 외측에 배치되는 송풍기(125)와 연결된다. 송풍기(125)의 작용으로 각 연소 스테이지(120)(121)의 공기 공급공들(123)에는 공기가 공급될 수 있다. 따라서 연소 스테이지(120)(121) 위에 놓이는 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)은 송풍기(125)로부터 외기를 공급받아 원활하게 점화 또는 연소될 수 있다. 여기에서 펠렛 연소물(20)은 점화된 후 완전히 재로 변하기 전까지 연소 중인 펠렛(10)을 의미한다.

한 쌍의 연소 스테이지(120)(121)는 재 배출로(116) 쪽으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮아지도록 계단형으로 배치된다. 펠렛 공급 유닛(110)으로부터 연소 하우징(114)의 내부로 공급되는 펠렛(10)은 재 배출로(116)로부터 상대적으로 먼 쪽의 첫 번째 연소 스테이지(120) 위로 공급되어 첫 번째 연소 스테이지(120) 위에서 점화된다. 그리고 점화된 펠렛(10)은 첫 번째 연소 스테이지(120) 위에서 연소되면서 스토커 유닛(140)에 의해 두 번째 스토커 유닛(150)으로 떨어져 두 번째 스토커 유닛(150) 위에서 끝까지 연소된다. 두 번째 스토커 유닛(150) 위에서 완전히 연소되고 남은 펠렛(10)의 재는 또 다른 스토커 유닛(150)에 의해 재 배출로(116)로 이송된다.

첫 번째 연소 스테이지(120) 상에서 펠렛 연소물(20)이 완전히 연소되기 전에 펠렛 공급 유닛(110)이 첫 번째 연소 스테이지(120)에 펠렛(10)을 재공급함으로써, 한 번의 점화로 첫 번째 연소 스테이지(120) 상에서 펠렛(10)의 연소가 지속적으로 이루어질 수 있다. 또한 스토커 유닛(140)의 작용으로 첫 번째 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)이 지속적으로 두 번째 연소 스테이지(121)로 이송됨으로써 두 번째 연소 스테이지(121) 상에서도 펠렛(10)의 연소가 지속적으로 이루어질 수 있다.

점화 유닛(130)은 펠렛 히터(100)의 작동 초기에 한번 작동함으로써 첫 번째 연소 스테이지(120) 상에 공급된 펠렛(10)을 점화시킨다. 이러한 점화 유닛(130)은 연료 공급기(131)와, 연료 공급 튜브(132)와, 점화 플러그(133)를 포함한다. 연료 공급기(131)는 연료 공급 튜브(132)를 통해 가스 등의 발화점이 낮은 연료를 공급한다. 점화 플러그(133)는 연료 공급기(131)에서 공급되는 연료 중으로 불꽃을 제공함으로써 연료를 점화시킨다. 이러한 점화 유닛(130)의 펠렛(10)을 가열하는 점화부(134)는 스토커 유닛(140)(150) 중에서 첫 번째 연소 스테이지(120)에 대응하는 스토커 유닛(140)에 구비되는 하나의 스토커(141)에 배치된다. 점화 유닛(130)의 점화부(134)의 구체적인 구성과 그 작용에 대해서는 후술하기로 한다.

한 쌍의 스토커 유닛(140)(150)은 한 쌍의 연소 스테이지(120)(121)에 각각 대응하도록 설치된다. 즉, 첫 번째 연소 스테이지(120)에 대응하는 스토커 유닛(140)은 첫 번째 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)을 두 번째 연소 스테이지(121)로 이송할 수 있도록 설치된다. 그리고 두 번째 연소 스테이지(121)에 대응하는 스토커 유닛(150)은 두 번째 연소 스테이지(121) 상의 펠렛 연소물(20) 또는 펠렛(10)의 재를 재 배출로(116)로 이송할 수 있도록 설치된다.

첫 번째 연소 스테이지(120)에 대응하는 하나의 스토커 유닛(140)은 복수의 스토커(141)와 복수의 스토커 구동기(145)를 포함한다. 복수의 스토커(141)는 첫 번째 연소 스테이지(120) 상에서 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)을 두 번째 연소 스테이지(121) 쪽으로 밀기 위해 첫 번째 연소 스테이지(120) 위에서 왕복 이동할 수 있도록 설치된다. 스토커(141)는 그 횡단면이 삼각형인 막대 구조로 이루어진다. 즉, 스토커(141)는 연소 스테이지(120)의 상면(122)과 평행한 밑면(142)과, 밑면(142)의 양쪽 측부에 각각 배치되는 제 1 경사면(143) 및 제 2 경사면(144)을 갖는다. 제 1 경사면(143)은 밑면(142)의 한쪽 측부에 경사지게 배치되고, 제 2 경사면(144)은 밑면(142)의 다른 쪽 측부에 경사지게 배치되어 제 1 경사면(143)과 제 2 경사면(144)은 서로 연결된다.

이러한 스토커(141)는 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)을 다른 연소 스테이지(121) 쪽으로 밀거나 그 양쪽 측부로 밀어낼 수 있다. 스토커(141)가 다른 연소 스테이지(121) 쪽으로 전진할 때 스토커(141)의 끝단은 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)을 다른 연소 스테이지(121) 쪽으로 밀어낸다. 그리고 스토커(141)의 제 1 경사면(143) 및 제 2 경사면(144)은 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)을 그 양쪽 측부로 밀어낼 수 있다.

또한 스토커 유닛(140)의 복수의 스토커(141)는 각각의 밑면(142)이 연소 스테이지(120)의 상면(122)과 평행한 직선으로 형성되어 연소 효율이 나쁜 펠렛 등의 고체 연료를 연소시킬 때 많이 발생하게 되는 클링커(clinker)를 연소 스테이지(120)로부터 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서 연소 효율이 떨어지는 저가의 고체 연료의 사용을 가능할 뿐만 아니라, 이러한 고체 연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

스토커 유닛(140)의 복수의 스토커(141)는 연소 하우징(114)을 관통하여 형성되는 복수의 스토커 가이드 구멍(148)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 스토커 가이드 구멍(148)은 첫 번째 연소 스테이지(120)의 상면(122)과 평행하게 마련되어 스토커(141)를 첫 번째 연소 스테이지(120)의 상면(122)과 평행하게 직선 왕복 이동할 수 있도록 가이드한다.

스토커 유닛(140)의 복수의 스토커(141) 중에서 어느 하나의 스토커(141), 구체적으로 연소 스테이지(120)의 중앙에 배치되는 스토커(141)에는 점화 유닛(130)의 점화부(134)를 구성하는 복수의 화염 분사구(135)가 구비된다. 점화 유닛(130)의 점화부(134)는 펠렛(10)을 점화될 수 있게 가열하는 부분이다. 복수의 화염 분사구(135)는 스토커(141)의 제 1 경사면(143) 및 제 2 경사면(144)에 길이 방향으로 이격되도록 배치된다. 이러한 복수의 화염 분사구(135)로 이루어지는 점화부(134)를 갖는 스토커(141)에는 점화 유닛(130)의 점화 플러그(133)가 설치되고, 그 일측에 점화 유닛(130)의 연료 공급 튜브(132)가 연결된다.

점화 유닛(130)의 연료 공급 튜브(132)를 통해 연료 공급기(131)에서 연료가 스토커(141)의 내부로 공급되면서 점화 플러그(133)가 작동하면 스토커(141)의 내측에서 화염이 발생한다. 그리고 발생된 화염은 복수의 화염 분사구(135)를 통해 스토커(141)의 외부로 분출된다. 따라서 스토커(141)가 움직여 점화부(134)가 연소 스테이지(120) 상에 놓인 펠렛(10) 속으로 진입한 상태에서 점화 유닛(130)이 화염을 발생시킴으로써 펠렛(10)을 쉽게 점화시킬 수 있다.

도면에 나타낸 점화 유닛(130)은 예시적인 구조일 뿐, 스토커(141)에 마련되는 점화부(134) 등 점화 유닛(130)의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.

복수의 스토커 구동기(145)는 연소 하우징(114)의 외측에 결합되는 프레임(149)에 결합되어 복수의 스토커(141)를 왕복 이동시킨다. 스토커 구동기(145)는 스토커(141)와 연결되는 작동 로드(146; 도 5 참조)를 구비한다. 작동 로드(146)는 프레임(149)을 관통하여 프레임(149) 내측의 스토커(141)와 연결된다. 스토커 구동기(145)로는 공압 실린더 등 스토커(141)를 직선 왕복시킬 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

복수의 스토커 구동기(145)는 스토커(141)를 시간차를 두고 작동시킨다. 즉, 복수의 스토커 구동기(145)는 복수의 스토커(141)를 연소 스테이지(120)에 대해 상대적으로 가장자리에 배치된 것을 상대적으로 중앙에 배치된 것에 비해 먼저 작동시킨다. 복수의 스토커 구동기(145)의 작용에 의해 연소 스테이지(120)의 양쪽 가장자리에 배치된 스토커(141)가 먼저 움직이기 시작하고, 그 보다 안쪽에 배치된 스토커(141)가 움직인 후, 마지막으로 중앙에 배치된 스토커(141)가 움직여 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 차례로 다른 연소 스테이지(121) 쪽으로 밀어낸다. 이렇게 복수의 스토커(141)가 시간차를 두고 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 밀어내면 펠렛 연소물(20)이 또 다른 연소 스테이지(121)의 가장자리 쪽으로 치우치는 문제를 줄일 수 있다. 즉, 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 연소 스테이지(121)의 중앙 쪽에 모이도록 이송할 수 있다.

한편, 복수의 스토커(141)를 동시에 작동시키면 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)이 한꺼번에 또 다른 연소 스테이지(121)로 밀려나 펠렛 연소물(20)이 또 다른 연소 스테이지(121) 상에서 뭉칠 수 있다. 이에 반해, 시간차를 두고 스토커들(141)을 작동시키면 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 조금씩 또 다른 연소 스테이지(121)로 이송함으로써 펠렛 연소물(20)을 두 연소 스테이지(120)(121) 상에서 각각 산개시킬 수 있다. 이렇게 펠렛 연소물(20)을 산개시키면 펠렛 연소물(20)이 공기와 접촉하는 면적 및 시간을 증가시킬 수 있어 펠렛 연소물(20)의 완전 연소를 유도할 수 있고, 결과적으로 연소 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

복수의 스토커(141)를 작동시키는 방법은 연소 스테이지(120)에 대해 상대적으로 가장자리에 배치된 것을 상대적으로 중앙에 배치된 것에 비해 먼저 작동시키는 방법 이외에, 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 스토커들(141)의 작동 순서는 다양하게 설정될 수 있다.

두 번째 연소 스테이지(121)에 대응하는 또 다른 스토커 유닛(150)은 두 번째 연소 스테이지(121) 상의 펠렛 연소물(20) 또는 펠렛(10)의 재를 재 배출로(116)로 이송하기 위한 것으로, 그 구체적인 구성은 앞서 설명한 스토커 유닛(140)과 유사하다. 즉, 두 번째 연소 스테이지(121)에 대응하는 스토커 유닛(150)은 복수의 스토커(151)와 복수의 스토커 구동기(155)를 포함한다. 복수의 스토커(151)는 두 번째 연소 스테이지(121) 상에서 펠렛 연소물(20) 또는 재를 재 배출로(116) 쪽으로 밀기 위해 연소 스테이지(121) 위에서 왕복 이동할 수 있도록 설치된다. 스토커(151)는 앞서 설명한 스토커(141)와 동일하게 밑면(142)과 제 1 경사면(143) 및 제 2 경사면(144)을 구비하여 그 횡단면이 삼각형인 막대 구조로 이루어진다.

스토커 유닛(150)의 복수의 스토커(151)는 연소 하우징(114) 및 연소 스테이지(120)를 관통하여 형성되는 복수의 스토커 가이드 구멍(158)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 스토커 가이드 구멍(158)은 두 번째 연소 스테이지(121)의 상면(122)과 평행하게 마련되어 스토커(151)를 두 번째 연소 스테이지(121)의 상면(122)과 평행하게 직선 왕복 이동할 수 있도록 가이드한다.

복수의 스토커 구동기(155)는 프레임(149)에 결합되어 복수의 스토커(151)를 왕복 이동시킨다. 스토커 구동기(155)는 앞서 설명한 스토커 유닛(140)의 스토커 구동기(145)와 동일한 구조로 이루어지며, 공압 실린더 등 스토커(151)를 직선 왕복시킬 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

복수의 스토커 구동기(155)는 스토커(151)를 시간차를 두고 작동시킨다. 즉, 복수의 스토커 구동기(155)는 복수의 스토커(151)를 연소 스테이지(121)에 대해 상대적으로 가장자리에 배치된 것을 상대적으로 중앙에 배치된 것에 비해 먼저 작동시킨다. 복수의 스토커 구동기(155)의 작용에 의해 연소 스테이지(121)의 양쪽 가장자리에 배치된 스토커(151)가 먼저 움직이기 시작하고, 그 보다 안쪽에 배치된 스토커(151)가 움직인 후, 마지막으로 중앙에 배치된 스토커(151)가 움직여 연소 스테이지(121) 상의 펠렛 연소물(20) 또는 재를 차례로 밀어낸다. 이렇게 복수의 스토커(151)가 시간차를 두고 작동하면 연소 스테이지(121) 상에서 펠렛 연소물(20)을 각각 산개시켜 펠렛 연소물(20)이 공기와 접촉하는 면적 및 시간을 증가시킬 수 있어 펠렛 연소물(20)의 완전 연소를 유도하면서 재를 재 배출로(116)로 밀어낼 수 있다.

복수의 스토커(151)를 작동시키는 방법, 즉 스토커들(151)의 작동 순서는 다양하게 설정될 수 있다.

이 밖에, 본 실시예에 따른 펠렛 히터(100)는 펠렛(10)의 연소열로 온수를 가열하는 온수 헤더(160)와, 온수의 유동을 위해 온수 헤더(160)에 연결되는 온수관(162)을 더 포함한다. 온수 헤더(160)에서 가열된 온수를 온수관(162)을 통해 외부로 공급함으로써 난방 기능을 수행할 수 있다.

이하에서는 본 실시예에 따른 펠렛 히터(100)의 작용에 대하여 설명한다.

펠렛 공급 유닛(110)이 펠렛(10)을 연소 하우징(114)의 내부로 이송하면, 연소 하우징(114) 내부로 유입되는 펠렛(10)은 연소실(115) 내의 두 연소 스테이지(120)(121) 중에서 첫 번째 연소 스테이지(120) 위에 적층된다. 이렇게 연소 스테이지(120) 위에 펠렛(10)이 쌓인 상태에서, 도 5에 나타낸 것과 같이 점화부(134)가 구비된 스토커 유닛(140)의 스토커(141)가 전진함으로써 점화부(134)가 펠렛(10) 속으로 진입한다. 물론, 점화부(134)가 구비된 스토커(141)를 먼저 전진시켜 연소 스테이지(120) 위에 위치시킨 상태에서 펠렛(10)을 연소 스테이지(120) 위에 적층하여 점화부(134)를 펠렛(10) 더미 속에 놓이게 할 수도 있다.

점화부(134)가 펠렛(10) 속에 놓인 상태에서 점화 유닛(130)이 작동하면 스토커(141) 내측에서 화염이 발생하고, 발생된 화염이 점화부(134)를 구성하는 복수의 화염 분사구(135)를 통해 펠렛(10) 중으로 분출됨으로써 펠렛(10)이 점화된다. 펠렛(10)의 점화 시, 송풍기(125)에 의해 연소 스테이지(120)의 복수의 공기 공급공(123)으로 공기가 공급됨으로써 펠렛(10)이 활발하게 연소될 수 있다. 도면에 명확하게 나타내지는 않았으나, 점화부(134)가 구비된 스토커(141)에 송풍기(125)에서 송풍되는 공기를 가이드할 수 있는 튜브를 연결하면 펠렛(10)의 점화 시 점화부(134)에 공기를 공급함으로써 점화 효율을 높일 수 있다.

이렇게 첫 번째 연소 스테이지(120) 위에서 펠렛(10)이 점화된 펠렛 연소물(20)이 활발하게 연소되는 중에, 도 6 내지 도 8에 도시된 것과 같이 스토커 유닛(140)이 작동한다. 먼저, 도 6에 나타낸 것과 같이, 복수의 스토커(141) 중에서 연소 스테이지(120)의 양쪽 가장자리에 배치된 스토커(141)가 먼저 움직이기 시작하고, 도 7 및 도 8에 나타낸 것과 같이 그 보다 안쪽에 배치된 스토커(141) 및 중앙에 배치된 스토커(141)가 차례로 움직이기 시작함으로써 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 차례로 다른 연소 스테이지(121) 쪽으로 밀어낸다. 이렇게 복수의 스토커(141)가 시간차를 두고 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 밀어냄으로써, 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 다른 연소 스테이지(121)의 중앙 쪽에 모이도록 이송할 수 있다.

그리고 복수의 스토커(141)를 시간차를 두고 작동시켜 연소 스테이지(120) 상의 펠렛 연소물(20)을 조금씩 또 다른 연소 스테이지(121)로 이송함으로써 펠렛 연소물(20)을 두 연소 스테이지(120)(121) 상에서 각각 산개시킬 수 있다. 이렇게 펠렛 연소물(20)을 산개시키면 펠렛 연소물(20)이 공기와 접촉하는 면적 및 시간을 증가시킬 수 있어 펠렛 연소물(20)의 완전 연소를 유도할 수 있다.

한편, 첫 번째 연소 스테이지(120) 상에서 펠렛 연소물(20)이 완전히 연소되거나 두 번째 연소 스테이지(121)로 모두 이송되기 전에 펠렛 공급유닛(110)이 첫 번째 연소 스테이지(120)에 펠렛(10)을 재공급함으로써, 첫 번째 연소 스테이지(120) 상에서 펠렛(10)의 연소가 지속적으로 이루어질 수 있다. 그리고 스토커 유닛(140)의 작용으로 첫 번째 연소 스테이지(120) 상의 펠렛(10) 또는 펠렛 연소물(20)이 지속적으로 두 번째 연소 스테이지(121)로 이송됨으로써 두 번째 연소 스테이지(121) 상에서도 펠렛(10)의 연소가 지속적으로 이루어질 수 있다.

두 번째 연소 스테이지(121) 상에서 펠렛(10)의 연소가 이루어지는 중에 또 다른 스토커 유닛(150)이 작동함으로써 펠렛(10)이 타고 남은 재를 재 배출로(116)로 밀어낸다. 두 번째 연소 스테이지(121)에 배치되는 스토커 유닛(150)은 첫 번째 연소 스테이지(120)에 배치되는 스토커 유닛(140)과 같은 방법으로 작동한다. 즉, 복수의 스토커(151)가 시간차를 두고 작동하여 연소 스테이지(121) 상의 펠렛 연소물(20) 또는 재를 차례로 밀어낸다. 이렇게 복수의 스토커(151)가 시간차를 두고 작동함으로써 연소 스테이지(121) 상에서 펠렛 연소물(20)을 산개시켜 완전 연소를 유도하면서 재를 재 배출로(116)로 밀어낼 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 펠렛 히터(100)는 펠렛(10)의 완전 연소를 유도하여 연소 효율을 높일 수 있다.

또한 연소실(115)로 공급된 펠렛(10)을 점화시키는 작업이 쉽고, 사용이 편리하다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 본 발명에 따른 펠렛 히터(100)가 펠렛(10)의 연소열로 온수를 가열하여 난방에 이용하는 보일러 구조를 갖는 것으로 나타냈으나, 본 발명에 따른 펠렛 히터는 보일러 이외에 온풍을 이용하는 난로 등 펠렛(10)의 연소열로 난방을 할 수 있는 다양한 장치에 적용될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 펠렛 히터(100)는 펠렛(10)뿐만 아니라 다양한 고체 연료를 이용할 수 있다.

또한 도면에는 연소 하우징(114)의 연소실(115)에 한 쌍의 연소 스테이지(120)(121)가 계단형으로 배치된 것으로 나타냈으나, 연소 스테이지는 3단 이상이 마련될 수 있다. 이 경우, 스토커 유닛의 설치 개수도 연소 스테이지의 단수에 맞게 3개 이상이 될 수 있다.

또한 도면에는 스토커 유닛(140)(150)이 스토커들(141)(151) 각각에 스토커 구동기(145)(155)가 일대일로 결합된 것으로 나타냈으나, 스토커 유닛은 하나의 스토커 구동기가 2개 이상의 스토커를 움직일 수 있게 구성될 수도 있다.

또한 도면에는 스토커 유닛(140)(150)의 스토커(141)(151)가 횡단면이 삼각형인 막대 모양인 것으로 나타냈으나, 스토커는 연소 스테이지에 놓이는 펠렛(10)이나 펠렛 연소물(20) 또는 재를 밀어낼 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

또한 도면에는 점화 유닛(130)이 연료 공급기(131)와, 연료 공급 튜브(132), 점화 플러그(133) 및 스토커(141)에 마련된 복수의 화염 분사구(135)로 이루어지는 점화부(134)를 구비한 것으로 나타냈으나, 점화 유닛(130)은 펠렛(10)을 점화시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 펠렛(10)에 열을 가하는 점화부(134)도 복수의 화염 분사구(135)를 포함하는 구조 이외의 다른 구조로 변경될 수 있다.

또한 도면에는 펠렛(10)을 가열하여 점화시키는 점화 유닛(130)의 점화부(134)가 스토커 유닛(140)에 구비되는 복수의 스토커(141) 중에서 연소 스테이지(120)에 대해 중앙에 배치되는 하나의 스토커(141)에 구비되는 것으로 나타냈으나, 점화부(134)는 다른 위치에 배치되는 하나 또는 복수의 스토커(141)에 배치될 수도 있다.

또한 점화부(134)가 구비되는 스토커(141)에는 송풍기(125)에서 송풍되는 공기를 가이드할 수 있는 튜브가 연결될 수 있다. 이 경우 펠렛(10) 등의 고체 연료를 점화부(134)를 이용하여 점화시킬 때 송풍기(125)에서 송풍되는 공기를 스토커(141)에 공급함으로써 점화부(134)의 점화 효율을 높일 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10: 펠렛 20: 펠렛 연소물
100: 펠렛 히터 110: 펠렛 공급 유닛
111: 펠렛 호퍼 112: 펠렛 컨베이어
114: 연소 하우징 115: 연소실
116: 재 배출로 117: 재 배출 가이드
118: 재 배출관 119: 도어
120, 121: 연소 스테이지 122: 상면
123: 공기 공급공 125: 송풍기
130: 점화 유닛 131: 연료 공급기
132: 연료 공급 튜브 133: 점화 플러그
134: 점화부 135: 화염 분사구
140, 150: 스토커 유닛 141, 151: 스토커
142: 밑면 143, 144: 제 1, 2 경사면
145, 155: 스토커 구동기 146: 작동 로드
148, 158: 스토커 가이드 구멍 149: 프레임
160: 온수 헤더 162: 온수관

Claims

연소실과 재 배출로가 마련된 연소 하우징;
펠렛을 떠받칠 수 있도록 상기 연소 하우징의 연소실에 배치되는 연소 스테이지;
상기 연소 스테이지에 놓이는 펠렛을 점화시키는 점화 유닛; 및
상기 연소 스테이지에서 펠렛이 연소되면서 만들어지는 펠렛 연소물을 상기 연소 하우징의 재 배출로 쪽으로 이송하기 위해 상기 연소 스테이지 위에서 왕복 이동할 수 있게 설치되는 복수의 스토커와, 상기 복수의 스토커를 이동시키는 복수의 스토커 구동기를 갖는 스토커 유닛;을 포함하고,
상기 스토커 유닛의 복수의 스토커 구동기는 상기 복수의 스토커를 시간차를 두고 작동시키는 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 스토커는 각각, 펠렛이 놓이는 상기 연소 스테이지의 상면과 평행한 밑면과, 상기 밑면의 한쪽 측부에 경사지게 배치되는 제 1 경사면과, 상기 밑면의 다른 쪽 측부에 경사지게 배치되고 상기 제 1 경사면과 연결되는 제 2 경사면을 구비하여 그 횡단면이 삼각형인 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.
제 1 항에 있어서,
상기 연소 스테이지에 놓이는 펠렛을 가열하는 상기 점화 유닛의 점화부가 상기 스토커 유닛에 구비되는 복수의 스토커 중에서 적어도 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.
제 1 항에 있어서,
상기 연소 스테이지는 복수가 상기 재 배출로 쪽으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮아지는 계단형으로 배치되고,
상기 스토커 유닛은 상기 복수의 연소 스테이지 각각에 대응하도록 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.
제 1 항에 있어서,
펠렛이 놓이는 상기 연소 스테이지의 상면에 마련되는 복수의 공기 공급공에 공기를 공급하기 위해 상기 복수의 공기 공급공과 연결되는 송풍기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.
제 1 항에 있어서,
상기 스토커 유닛의 복수의 스토커 구동기는 상기 복수의 스토커를 상기 연소 스테이지에 대해 상대적으로 가장자리에 배치된 것을 상대적으로 중앙에 배치된 것에 비해 먼저 작동시키는 것을 특징으로 하는 펠렛 히터.