KR101713083B1 - 펠렛스팀보일러 - Google Patents

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KR101713083B1
KR101713083B1 KR1020160066342A KR20160066342A KR101713083B1 KR 101713083 B1 KR101713083 B1 KR 101713083B1 KR 1020160066342 A KR1020160066342 A KR 1020160066342A KR 20160066342 A KR20160066342 A KR 20160066342A KR 101713083 B1 KR101713083 B1 KR 101713083B1
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heat storage
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이종원
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이상훈
이종원
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Abstract

본 발명은 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통이 설치된 화실과, 화실의 외측 둘레를 둘러싸며 내부에는 스팀수가 저장되어 화실로부터의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 상부에 설치된 제1스팀공급관으로 공급하는 제1스팀수저장실과, 제1스팀수저장실의 후방에 인접설치되고 상부가 내부연통과 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되는 제1축열배기실로 이루어진 연소보일러부와; 제1축열배기실의 후방에 인접설치되고 내부에 스팀수가 저장되며 하부에는 제1축열배기실의 하부와 연통되면서 격판으로 구획된 하부회류실이 구비되고 상부에는 상부회류실이 구비되어 제1축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되면서 스팀수를 가열하여 상부에 설치된 제2스팀공급관으로 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실과, 제2스팀수저장실의 후방에 인접설치되며 하부가 하부회류실의 후방과 연결되어 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되는 제2축열배기실로 이루어진 제1폐열회수부와; 제1,2스팀수저장실에 각각 보충수를 공급하되 제2축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하면서 보충수를 가온시키는 제2폐열회수부로 구성된 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러에 관한 것이다.

Description

펠렛스팀보일러{A wood pellet steam boiler}
본 발명은 각종 우드펠릿, 우드칩 등의 연소열로 내부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이때 발생되는 스팀을 난방용이나 각종 스팀처리공정에 사용하면서 연소시 발생되는 열기와 연소가스로부터의 폐열회수율을 극대화시킨 스팀보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통형상의 케이싱으로 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통이 설치된 화실과, 화실의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸며 내부에는 스팀수가 일정수위로 저장되어 화실로부터의 연소열에 의해 가열되면서 고온의 스팀을 발생시켜 상부에 설치된 제1스팀공급관으로 공급하는 제1스팀수저장실과, 제1스팀수저장실의 후방 외측에 인접 설치되고 상부가 내부연통과 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되는 제1축열배기실로 이루어진 연소보일러부와; 제1축열배기실의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 스팀수가 일정수위로 저장되며 하부에는 제1축열배기실의 하부와 연통되면서 격판으로 구획된 하부회류실이 구비되고 상부에는 상부회류실이 구비되어 제1축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되면서 폐열에 의해 스팀수를 가열하여 상부에 설치된 제2스팀공급관으로 저온의 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실과, 제2스팀수저장실의 후방 외측에 인접 설치되며 하부가 하부회류실의 후방과 연결되어 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되는 제2축열배기실로 이루어진 제1폐열회수부와; 제1,2스팀수저장실에 각각 보충수를 공급하되 제2축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하면서 보충수를 가온시키는 제2폐열회수부로 구성된 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러에 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 10-1288589호에서는 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 펠릿겸용화목보일러가 개시되었다.
그러나, 상기 종래기술은 화실의 상부와 연통설치된 복수개의 상방연통관이 화실로부터의 고온의 열기와 연소가스가 상승이동되는 과정에서 쉽게 열손상되어 파손되거나 크랙이 발생되면서 온수저장실에 저장된 온수가 파손된 부분을 통해 화실 내부로 누수되는 문제점이 있었을 뿐 아니라 상방연통관의 손상된 부분을 수리하거나 교체하기 어려운 문제점이 있었으며, 또한 화실에서 발생되는 열기와 연소가스가 연소보일러부의 상부회류실과 하부회류실 및 제1폐열회수부와 제2폐열회수부의 상,하부를 복잡하게 거치는 과정에서 배기가스의 정체로 원활한 배기가 이루어지지 않아 폐열회수율이 저하되고, 연소보일러부의 온수저장실과 제1폐열회수부의 보조온수저장실이 서로 연통되어 있어 상대적으로 저온인 보조온수저장실의 물이 온수저장실로 섞이는 과정에서 온수의 온도가 저하되어 스팀발생효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 제1스팀수저장실과 제2스팀수저장실 사이 및 제2스팀수저장실과 보충수저장실 사이에 제1,2축열배기실을 연통설치하여 화실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되거나 상승이동되면서 축열되어 폐열회수율을 높이도록 하고, 화실에 의해 직접적으로 가열되는 제1스팀수저장실과 배기되는 열기와 연소가스에 의해 가열되는 제2스팀수저장실의 스팀수가 서로 섞이지 않도록 하여 스팀발생효율을 높이면서 제1스팀수저장실로부터의 고온의 스팀과 제2스팀수저장실로부터의 저온의 스팀이 각각 구분되게 공급되어 용도에 따라 알맞는 온도의 스팀사용이 가능하도록 하며, 또한 연소보일러부와 제1,2폐열회수부의 일정간격 이격된 외측에는 외부케이싱으로 둘러싸 전체적인 폐열회수율을 극대화시키는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 통형상의 케이싱으로 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통이 설치된 화실과, 화실의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸며 내부에는 스팀수가 일정수위로 저장되어 화실로부터의 연소열에 의해 가열되면서 고온의 스팀을 발생시켜 상부에 설치된 제1스팀공급관으로 공급하는 제1스팀수저장실과, 제1스팀수저장실의 후방 외측에 인접 설치되고 상부가 내부연통과 연결되어 화실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되는 제1축열배기실로 이루어진 연소보일러부와; 제1축열배기실의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 스팀수가 일정수위로 저장되며 하부에는 제1축열배기실의 하부와 연통되면서 격판으로 구획된 하부회류실이 구비되고 상부에는 상부회류실이 구비되어 제1축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관을 통해 이송되면서 폐열에 의해 스팀수를 가열하여 상부에 설치된 제2스팀공급관으로 저온의 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실과, 제2스팀수저장실의 후방 외측에 인접 설치되며 하부가 하부회류실의 후방과 연결되어 하부회류실로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되는 제2축열배기실로 이루어진 제1폐열회수부와; 제1,2스팀수저장실에 각각 보충수를 공급하되 제2축열배기실로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하면서 보충수를 가온시키는 제2폐열회수부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 제1스팀수저장실과 제2스팀수저장실 사이 및 제2스팀수저장실과 보충수저장실 사이에는 제1,2축열배기실이 연통설치되어 있어 화실로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되거나 상승이동되면서 축열되어 폐열회수율을 높일 수 있고, 화실에 의해 직접적으로 가열되는 제1스팀수저장실과 배기되는 열기와 연소가스에 의해 가열되는 제2스팀수저장실의 스팀수가 서로 섞이지 않도록 되어 있어 스팀발생효율을 높이면서 제1스팀수저장실로부터의 고온의 스팀과 제2스팀수저장실로부터의 저온의 스팀이 각각 구분되게 공급되어 용도에 따라 알맞는 온도의 스팀사용이 이루어질 수 있으며, 또한 연소보일러부와 제1,2폐열회수부의 일정간격 이격된 외측에는 외부케이싱으로 둘러싸 전체적인 폐열회수율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펠렛스팀보일러의 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 펠렛스팀보일러의 단면개략도
도 3은 본 발명에 따른 펠렛스팀보일러의 사용상태를 도시한 단면개략도
도 4는 본 발명에 따른 펠렛스팀보일러의 다른 실시예를 도시한 단면개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 펠렛스팀보일러(1)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 각종 우드펠릿, 우드칩 등의 연소열로 내부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이때 발생되는 스팀을 난방용이나 각종 스팀처리공정에 사용하면서 연소시 발생되는 열기와 연소가스로부터의 폐열회수율을 극대화시킨 스팀보일러로서, 통형상의 케이싱으로 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통(4)이 설치된 화실(3)과, 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸며 내부에는 스팀수가 일정수위로 저장되어 화실(3)로부터의 연소열에 의해 가열되면서 고온의 스팀을 발생시켜 상부에 설치된 제1스팀공급관(15)으로 공급하는 제1스팀수저장실(14)과, 제1스팀수저장실(14)의 후방 외측에 인접 설치되고 상부가 내부연통(4)과 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되는 제1축열배기실(22)로 이루어진 보일러부(2)와; 제1축열배기실(22)의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 스팀수가 일정수위로 저장되며 하부에는 제1축열배기실(22)의 하부와 연통되면서 격판(30)으로 구획된 하부회류실(27)이 구비되고 상부에는 상부회류실(28)이 구비되어 제1축열배기실(22)로부터의 열기와 연소가스가 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 이송되면서 폐열에 의해 스팀수를 가열하여 상부에 설치된 제2스팀공급관(32)으로 저온의 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실(26)과, 제2스팀수저장실(26)의 후방 외측에 인접 설치되며 하부가 하부회류실(27)의 후방과 연결되어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되는 제2축열배기실(37)로 이루어진 제1폐열회수부(25)와; 제1,2스팀수저장실(14)(26)에 각각 보충수를 공급하되 제2축열배기실(37)로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하면서 보충수를 가온시키는 제2폐열회수부(39)로 구성된다.
상기 보일러부(2)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 각종 우드펠릿, 우드칩, 목재 등으로부터의 연소열로 내부의 스팀수를 직접적으로 가열하여 고온의 스팀을 발생시키는 부분으로, 통형상의 케이싱으로 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통(4)이 설치된 화실(3)과, 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸며 내부에는 스팀수가 일정수위로 저장되어 화실(3)로부터의 연소열에 의해 가열되면서 고온의 스팀을 발생시켜 상부에 설치된 제1스팀공급관(15)으로 공급하는 제1스팀수저장실(14)과, 제1스팀수저장실(14)의 후방 외측에 인접 설치되고 상부가 내부연통(4)과 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되는 제1축열배기실(22)로 이루어져 있다.
상기 화실(3)은 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 원통형의 케이싱으로 내부에 우드펠렛 등이 투입되어 연소되면서 연소열을 발생시키고 이 때 발생되는 연소열로 외측을 둘러싼 제1스팀수저장실(14)의 스팀수를 직접적으로 가열시켜 고온의 스팀을 발생시키도록 되어 있으며, 상기 화실(3)의 전방 상부에는 개폐도어(5)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있어 개폐도어(5)를 통해 내부에 각종 목재, 우드펠릿, 우드칩 등의 화목이 투입되어 연소되도록 되어 있고 상기 개폐도어(5)에는 도 1에 도시된 바와 같이 통풍구(6)가 개폐가능하게 설치되어 있어 통풍구(6)의 개폐를 통해 외기유입이 가능하도록 되어 있되, 상기 화실(3)의 전방에 설치된 개폐도어(5)는 제1스팀수저장실(14)의 내측을 관통하여 외부케이싱(48)의 전방 외측으로 노출되게 설치되며 화실(3)의 바닥면에는 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 바닥축열층(7a)이 설치되어 있어 화실(3)에서 발생된 열을 저장하여 제1스팀수저장실(14)로 장시간 동안 서서히 전달하도록 되어 있다.
또한, 상기 화실(3)은 전방 하부에 화실소제구(8)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있으며 상기 화실소제구(8)는 제1스팀수저장실(14)의 내측을 관통하여 외부케이싱(48)의 전방 외측으로 노출되게 설치되어 있어 화실(3) 내부에 연소되지 않고 남아있는 재나 이물질을 화실소제구(8)를 통해 제거하도록 되어 있다.
또한, 상기 화실(3)은 외측면 하부에 링형상의 에어공급관(9)이 구비되어 있고 상기 에어공급관(9)은 외부에 설치된 송풍기(10)로부터 공급되는 에어(air)를 공급받도록 되어 있으며 화실(3)의 외주면에는 수직으로 세워진 복수개의 에어토출관(11)이 일정간격으로 고정부착되어 있고 각 에어토출관(11)의 하부는 에어공급관(9)과 상하 연통되게 연결설치되어 있되, 상기 각 에어토출관(11)에는 상하 일정간격으로 복수개의 에어토출공(12)이 천공되어 있으며 각 에어토출공(12)은 화실(3)의 내부와 연통되도록 천공되어 있어 송풍기(10)로부터 공급되는 에어가 에어공급관(9)을 거쳐 각 에어토출관(11)의 에어토출관(11)을 통해 화실(3)의 내측으로 토출되도록 되어 있고, 이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 화실(3)의 내부로 토출되는 에어와 펠렛의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실(3)의 후방 상부에 설치된 내부연통(4)을 통해 제1축열배기실(22)로 열기와 연소가스가 원활하게 이동되도록 되어 있으며 이로 인해 화실(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 펠렛을 투입할 경우에도 완전연소되면서 그을음이나 연기 등이 발생되지 않도록 되어 있다.
한편, 상기 화실(3)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 일측면에 펠렛공급관(13)이 관통 설치되어 있어 통상의 펠렛공급장치(도시하지 않음)로부터 펠렛이 펠렛공급관(13)을 통해 일정량씩 정량공급되도록 되어 있다.
상기 제1스팀수저장실(14)은 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 내부에 저장된 스팀수가 가열되어 스팀을 발생시키는 부분으로, 수직으로 세워진 통형상의 케이싱으로 화실(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싸고 있어 화실(3)의 외주면과 제1스팀수저장실(14)의 내주면 사이에 일정수위로 물이 저장되도록 되어 있으며 화실(3)에서 발생된 연소열에 의해 내부에 저장된 물이 가온되면서 고온의 스팀을 발생시키도록 되어 있되, 상기 제1스팀수저장실(14)은 내측에 물이 가득 채워지지 않고 일정수위로만 채워져 제1스팀수저장실(14)의 내측 상부에 제1스팀저장공간부(16)를 형성하도록 되어 있으며 상부에는 제1스팀공급관(15)이 관통설치되어 있어 제1스팀저장공간부(16)에 저장된 스팀이 제1스팀공급관(15)을 통해 외부로 공급되도록 되어 있다.
또한, 상기 제1스팀공급관(15)은 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 제1스팀저장공간부(16)의 내측에 위치된 끝부분에 기수공발방지관(17a)이 연결설치되어 있어 상기 기수공발방지관(17a)에 의해 물방울과 증기의 밀도차이에 의해 증기만 분리하여 제1스팀공급관(15)을 통해 보내지도록 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 다른 실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1스팀공급관(15)은 제1스팀저장공간부(16)의 내측에 위치된 끝부분에 스팀가열관(18)이 연결설치되어 있되, 상기 스팀가열관(18)의 선단부는 개구된 상태로 제1스팀저장공간부(16)에 위치되고 중단부는 스팀수의 내측을 통해 화실(3)의 외주면 상부에 맞닿은 상태로 고정설치되며 종단부는 제1스팀공급관(15)의 끝부분에 일체로 연결되도록 되어 있어 제1스팀저장공간부(16)에 저장된 스팀이 스팀가열관(18)의 선단부를 통해 내측으로 유입되면서 중단부를 거치는 과정에서 화실(3)과 맞닿은 부분을 통한 열전도에 의해 더 높은 온도로 가온된 상태로 스팀가열관(18)의 종단부를 거쳐 제1스팀공급관(15)으로 보내지도록 되어 있다.
또한, 상기 제1스팀수저장실(14)은 일측면에 보충수공급관(19a)이 제2폐열회수부(39)의 보충수저장실(40)과 연결되게 설치되어 있어 보충수저장실(40)로부터 일정수위를 유지하도록 물을 공급받도록 되어 있되, 상기 제1스팀수저장실(14)의 외측면에는 상부와 하부를 연결하는 바이패스관(20)이 연통되게 설치되어 있으며 바이패스관(20)에는 통상의 제어부(도시하지 않음)와 연결된 수면계(21)가 설치되어 있어 수면계(21)를 통해 제1스팀수저장실(14)에 저장된 물이 일정수위 이하로 낮아지면 보충수공급관(19a)을 통해 보충수를 제1스팀수저장실(14)로 공급하여 일정수위를 유지시키도록 되어 있다.
상기 제1축열배기실(22)은 제1스팀수저장실(14)의 후방 외측에 인접 설치되고 상부가 내부연통(4)과 연결되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 축열되도록 되어 있되, 상기 제1축열배기실(22)은 상하로 길게 형성된 내부가 빈 케이스형상으로 제1스팀수저장실(14)과 제2스팀수저장실(26) 사이에 인접되게 설치되어 있으며 내주면에는 일정두께로 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 내부축열층(23a)이 설치되어 있고 제1축열배기실(22)의 전방 상부는 화실(3)의 내부연통(4)과 연통되게 설치되며 후방 하부는 제2스팀수저장실(26)의 하부회류실(27)과 하부연통(34a)을 통해 연통되게 설치되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 내부연통(4)을 통해 유입되어 제1축열배기실(22)의 내부를 하강이동되면서 통과되고 하부연통(34a)을 통해 하부회류실(27) 내측으로 보내지도록 되어 있고 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 제1축열배기실(22)의 내측을 통과하는 과정에서 내부축열층(23a)에서 열을 저장하여 제1스팀수저장실(14)과 제2스팀수저장실(26)로 장시간 동안 서서히 전달하도록 되어 있다.
또한, 상기 제1축열배기실(22)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부축열층(23a)의 내측면에 상하 일정간격으로 다수개의 축열돌기(24a)가 내측으로 돌출형성되어 있어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 지그재그(zigzag)식으로 통과되면서 축열효율을 증대시키도록 되어 있다.
상기 제1폐열회수부(25)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 내부에 스팀수가 저장되면서 보일러부(2)로부터의 열기와 연소가스가 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 이송되어 폐열에 의해 스팀수를 가열하여 스팀을 발생시키는 부분으로, 상기 제1축열배기실(22)의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 스팀수가 일정수위로 저장되며 하부에는 제1축열배기실(22)의 하부와 연통되면서 격판(30)으로 구획된 하부회류실(27)이 구비되고 상부에는 상부회류실(28)이 구비되어 제1축열배기실(22)로부터의 열기와 연소가스가 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 이송되면서 폐열에 의해 스팀수를 가열하여 상부에 설치된 제2스팀공급관(32)으로 저온의 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실(26)과, 제2스팀수저장실(26)의 후방 외측에 인접 설치되며 하부가 하부회류실(27)의 후방과 연결되어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되는 제2축열배기실(37)로 이루어져 있다.
상기 제2스팀수저장실(26)은 수직으로 세워진 통형상으로 내부에 일정수위로 물이 저장되도록 되어 있으며 하부에는 제1축열배기실(22)의 하부와 연통되는 하부회류실(27)이 구비되고 상부에는 상부회류실(28)이 구비되며 내부에는 복수개의 제1폐열회수관(29)이 수직으로 세워진 상태로 설치되면서 하부회류실(27)과 상부회류실(28)이 복수개의 제1폐열회수관(29)에 의해 상하 연통되게 설치되도록 되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1축열배기실(22)로부터의 열기와 연소가스가 하부회류실(27)로 유입되면서 하부회류실(27)의 가운데부분에 수직으로 세워진 격판(30)에 의해 제2스팀수저장실(26)의 전방에 위치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 상부회류실(28)로 상승이동되고 상부회류실(28)에서 후방에 위치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 다시 하부회류실(27)의 내측 후방으로 하강이동되면서 폐열에 의해 내부에 저장된 스팀수가 가온되어 스팀을 발생시키도록 되어 있되, 상기 제2스팀수저장실(26)은 내측에 물이 가득 채워지지 않고 일정수위로만 채워져 제2스팀수저장실(26)의 내측 상부에 제2스팀저장공간부(31)를 형성하도록 되어 있으며 상부에는 제2스팀공급관(32)이 관통설치되어 있어 제2스팀저장공간부(31)에 저장된 스팀이 제2스팀공급관(32)을 통해 외부로 공급되도록 되어 있다.
또한, 상기 제2스팀공급관(32)은 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 제2스팀저장공간부(31)의 내측에 위치된 끝부분에 기수공발방지관(17b)이 연결설치되어 있어 상기 기수공발방지관(17b)에 의해 물방울과 증기의 밀도차이에 의해 증기만 분리하여 제2스팀공급관(32)을 통해 보내지도록 되어 있다.
또한, 상기 제2스팀수저장실(26)은 일측면에 보충수공급관(19b)이 제2폐열회수부(39)의 보충수저장실(40)과 연결되게 설치되어 있어 보충수저장실(40)로부터 일정수위를 유지하도록 물을 공급받도록 되어 있으며, 상기 제2스팀수저장실(26)의 외측면 하부에는 배수드레인(33)이 내부와 연통되게 설치되어 있어 제2스팀수저장실(26) 내부에 저장된 물을 배수드레인(33)을 통해 외부로 배수시키도록 되어 있다.
상기 하부회류실(27)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 제2스팀수저장실(26)의 내측 하부에 일체로 구비된 상태로 상기 제1축열배기실(22)의 하부연통(34a)과 연통설치되어 있어 제1축열배기실(22)로부터의 열기와 연소가스가 이동되도록 되어 있되, 상기 하부회류실(27)의 가운데부분에는 수직으로 격판(30)이 설치되어 있어 하부회류실(27)의 전방과 후방의 공간을 나누어 구획하도록 되어 있으며 하부회류실(27)의 일측면에는 하부회류실소제구(35)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있고 하부회류실소제구(35)는 외부케이싱(48)의 일측면 외측으로 돌출되게 설치되어 하부회류실(27) 내부의 재나 이물질 등을 하부회류실소제구(35)를 통해 용이하게 제거하도록 되어 있으며, 하부회류실(27)의 바닥면에는 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 바닥축열층(7b)이 설치되어 있어 하부회류실(27)의 열을 저장하여 제2스팀수저장실(26)로 장시간 동안 서서히 전달하도록 되어 있다.
상기 상부회류실(28)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 제2스팀수저장실(26)의 내측 상부에 일체로 구비된 상태로 하부회류실(27)과 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 연결되어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되도록 되어 있되, 상기 상부회류실(28)의 상부는 외부케이싱(48)의 상부 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며 상기 복수개의 제1폐열회수관(29)은 제2스팀수저장실(26)의 내측에 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 고온의 열기와 연소가스가 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통과하는 과정에서 제2스팀수저장실(26)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있으며, 상기 상부회류실(28)의 상부에는 개폐덮개(36a)가 설치되어 있어 상부회류실(28) 내부의 재나 이물질 등을 용이하게 소제가능하도록 되어 있다.
상기 제2축열배기실(37)은 제2스팀수저장실(26)의 후방 외측에 인접 설치되고 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 축열되도록 되어 있되, 상기 제2축열배기실(37)은 상하로 길게 형성된 내부가 빈 케이스형상으로 제2스팀수저장실(26)과 보충수저장실(40) 사이에 인접되게 설치되어 있으며 내주면에는 일정두께로 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 내부축열층(23b)이 설치되어 있고 제2축열배기실(37)의 전방 하부는 하부회류실(27)의 하부연통(34b)과 연통되게 설치되며 후방 상부는 보충수저장실(40)의 상부연통실(41)과 상부연통(38)을 통해 연통되게 설치되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 하부연통(34b)을 통해 유입되어 제2축열배기실(37)의 내부를 상승이동되면서 통과되고 상부연통(38)을 통해 상부연통실(41) 내측으로 보내지도록 되어 있고 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 제2축열배기실(37)의 내측을 통과하는 과정에서 내부축열층(23b)에서 열을 저장하여 제2스팀수저장실(26)과 보충수저장실(40)로 장시간 동안 서서히 전달하도록 되어 있다.
또한, 상기 제2축열배기실(37)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부축열층(23b)의 내측면에 상하 일정간격으로 다수개의 축열돌기(24b)가 내측으로 돌출형성되어 있어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 지그재그(zigzag)식으로 통과되면서 축열효율을 증대시키도록 되어 있다.
상기 제2폐열회수부(39)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 내부에 제1,2스팀수저장실(14)(26)에 각각 보충수를 공급하며 제2축열배기실(37)로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하는 과정에서 보충수를 일정온도로 가온시킨 후 배기시키는 부분으로, 수직으로 세워진 통형상으로 제2축열배기실(37)의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 보충수가 일정수위로 저장되는 보충수저장실(40)이 구비되고 상기 보충수저장실(40)의 상부에는 제2축열배기실(37)의 상부와 상부연통(38)을 통해 연통되게 설치되는 상부연통실(41)이 구비되고 하부에는 외부연통(43)과 연통되게 설치되는 하부연통실(42)이 구비되며 상기 보충수저장실(40)의 내측에는 수직방향으로 상부연통실(41)과 하부연통실(42)을 상하로 연결하는 복수개의 제2폐열회수관(44)이 설치되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2축열배기실(37)로부터의 열기와 연소가스가 상부연통실(41)로 유입된 후 복수개의 제2폐열회수관(44)을 통해 하부연통실(42)로 하강이동되면서 폐열에 의해 내부에 저장된 보충수가 가온되도록 되어 있고 가온된 보충수는 보충수공급관(19a)(19b)을 통해 제1,2스팀수저장실(14)(26)에 공급되도록 되어 있으며 하부연통실(42)의 열기와 연소가스는 하부연통실(42)의 후방 하부에 연결설치된 외부연통(43)을 통해 외부로 배기되도록 되어 있다.
또한, 상기 보충수저장실(40)은 외측면 상부에 급수관(45)이 설치되어 있어 일반 상수도로부터의 보충수가 급수관(45)을 통해 보충수저장실(40)의 내부로 유입되도록 되어 있다.
상기 상부연통실(41)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 보충수저장실(40)의 내측 상부에 일체로 구비된 상태로 제2축열배기실(37)의 상부연통(38)과 연통되게 설치되어 있어 제2축열배기실(37)로부터의 열기와 연소가스가 이동되도록 되어 있되, 상기 상부연통실(41)의 상부는 외부케이싱(48)의 상부 외측으로 돌출되게 설치되어 있으며 상부연통실(41)의 상부에는 개폐덮개(36b)가 설치되어 있어 상부연통실(41) 내부의 재나 이물질 등을 용이하게 소제가능하도록 되어 있다.
상기 하부연통실(42)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 보충수저장실(40)의 내측 하부에 일체로 구비된 상태로 상부연통실(41)의 하부와 복수개의 제2폐열회수관(44)을 통해 연결되어 상부연통실(41)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되도록 되어 있되, 상기 복수개의 제2폐열회수관(44)은 보충수저장실(40)의 내측을 상하로 가로지른 상태로 설치되어 있어 제2축열배기실(37)로부터의 열기와 연소가스가 복수개의 제2폐열회수관(44)을 통과하는 과정에서 보충수저장실(40)의 물을 열교환식으로 가온시키도록 되어 있고, 상기 하부연통실(42)의 후방 하부에는 배기팬(46)이 장착된 외부연통(43)이 연통되게 설치되어 있어 배기팬(46)의 흡입작동에 따라 보일러부(2)의 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 제1,2축열배기실(22)(37)과 제1,2폐열회수부(25)(39)를 거쳐 외부연통(43)으로 보내지면서 외부로 배기되도록 되어 있다.
또한, 상기 하부연통실(42)은 일측면에 하부연통실소제구(47)가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되어 있고 하부연통실소제구(47)는 외부케이싱(48)의 일측면 외측으로 돌출되게 설치되어 하부연통실(42) 내부의 재나 이물질 등을 하부연통실소제구(47)를 통해 용이하게 제거하도록 되어 있으며, 하부연통실(42)의 바닥면에는 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 바닥축열층(7c)이 설치되어 있어 하부연통실(42)의 열을 저장하여 보충수저장실(40)로 장시간 동안 서서히 전달하도록 되어 있다.
한편, 상기 보일러부(2)와 제1폐열회수부(25)와 제2폐열회수부(39)는 외측에 일정간격 이격된 상태로 외부케이싱(48)이 둘러싸고 있어 보일러부(2)와 제1폐열회수부(25)와 제2폐열회수부(39)에서 발생되는 열기가 외부로 새나가는 것을 차단하여 열효율을 증대시키도록 되어 있다.
이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 펠릿스팀보일러(1)를 이용하여 각종 우드펠릿, 우드칩 등을 화실(3)에 투입 연소하고 이 때 발생되는 연소열로 스팀수를 가열하여 스팀을 공급하고자 하는 경우에는 상기 보일러부(2)의 화실(3)에 구비된 개폐도어(5)나 펠렛공급관(13)을 통해 화실(3)의 내부에 적정량의 펠렛을 투입하고 연소시키면서 도 1에 도시된 바와 같이 외부에 설치된 송풍기(10)를 가동시켜 화실(3)의 외측 하부에 설치된 에어공급관(9)을 거쳐 복수개의 에어토출관(11)을 통해 화실(3) 내부로 에어(air)를 공급하여 펠렛의 원활한 연소가 이루어지도록 하며, 상기 화실(3)로부터의 연소열에 의해 외측을 둘러싼 제1스팀수저장실(14)의 스팀수가 가열되면서 고온의 스팀을 발생시켜 제1스팀저장공간부(16)에 저장되고 제1스팀수저장실(14)의 상부에 관통설치된 제1스팀공급관(15)을 통해 외부로 공급되어 난방용이나 급탕용 또는 각종 처리공정에 사용하게 된다.
또한, 상기 화실(3)에서 발생되는 고온의 열기와 연소가스는 도 3에 도시된 바와 같이 화실(3)의 후방 상부에 설치된 내부연통(4)을 통해 제1축열배기실(22)로 보내지고 제1축열배기실(22)을 통해 하강이동되는 과정에서 내부축열층(23a)에 열이 저장되어 제1스팀수저장실(14)과 제2스팀수저장실(26)로 장시간 동안 서서히 전달하며, 상기 제1축열배기실(22)을 통과한 열기와 연소가스는 하부연통(34a)을 통해 제1폐열회수부(25)의 하부회류실(27)로 보내지며 하부회류실(27)의 가운데부분에 수직으로 세워진 격판(30)에 의해 제2스팀수저장실(26)의 전방에 위치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 상부회류실(28)로 상승이동되고 상부회류실(28)에서 후방에 위치된 복수개의 제1폐열회수관(29)을 통해 하부회류실(27)의 내측 후방으로 다시 하강이동되면서 폐열에 의해 제2스팀수저장실(26)의 내부에 저장된 스팀수가 열교환식으로 가온되어 스팀을 발생시키고 제2스팀저장공간부(31)에 저장되며 제2스팀수저장실(26)의 상부에 관통설치된 제2스팀공급관(32)을 통해 제1스팀저장공간부(16)의 스팀보다 저온의 스팀을 외부로 공급하여 난방용이나 급탕용 또는 각종 처리공정에 사용하게 된다.
또한, 상기 하부회류실(27)의 열기와 연소가스는 하부연통(34b)을 통해 제2축열배기실(37)로 보내지며 제2축열배기실(37)을 통해 상승이동되는 과정에서 내부축열층(23b)에 열이 저장되어 제2스팀수저장실(26)과 보충수저장실(40)로 장시간 동안 서서히 전달하고, 상기 제2축열배기실(37)을 통과한 열기와 연소가스는 상부연통(38)을 통해 제2폐열회수부(39)의 상부연통실(41)로 보내지며 보충수저장실(40)의 내측에 설치된 복수개의 제2폐열회수관(44)을 통해 하부연통실(42)로 하강이동되면서 폐열에 의해 보충수저장실(40)의 내부에 저장된 보충수가 열교환식으로 가온되며 일정온도로 가온된 보충수는 보충수공급관(19a)(19b)을 통해 제1,2스팀수저장실(14)(26)로 공급되고 하부연통실(42)의 열기와 연소가스는 외부연통(43)에 설치된 배기팬(46)의 흡입작동에 따라 외부로 배기된다.
1. 펠렛스팀보일러 2. 보일러부
3. 화실 4. 내부연통
5. 개폐도어 6. 통풍구
7a, 7b, 7c. 바닥축열층 8. 화실소제구
9. 에어공급관 10. 송풍기
11. 에어토출관 12. 에어토출공
13. 펠렛공급관 14. 제1스팀수저장실
15. 제1스팀공급관 16. 제1스팀저장공간부
17a, 17b. 기수공발방지관 18. 스팀가열관
19a, 19b. 보충수공급관 20. 바이패스관
21. 수면계 22. 제1축열배기실
23a, 23b. 내부축열층 24a, 24b. 축열돌기
25. 제1폐열회수부 26. 제2스팀수저장실
27. 하부회류실 28. 상부회류실
29. 제1폐열회수관 30. 격판
31. 제2스팀저장공간부 32. 제2스팀공급관
33. 배수드레인 34a, 34b. 하부연통
35. 하부회류실소제구 36a, 36b. 개폐덮개
37. 제2축열배기실 38. 상부연통
39. 제2폐열회수부 40. 보충수저장실
41. 상부연통실 42. 하부연통실
43. 외부연통 44. 제2폐열회수관
45. 급수관 46. 배기팬
47. 하부연통실소제구 48. 외부케이싱

Claims (6)

  1. 내부에 펠렛이 투입되어 연소되며 후방 상부에는 내부연통(4)이 설치된 화실(3)과, 화실(3)의 외측둘레를 둘러싸며 내부에는 스팀수가 저장되어 화실(3)로부터의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 제1스팀공급관(15)으로 공급하는 제1스팀수저장실(14)로 이루어진 보일러부(2)와; 보일러부(2)로부터의 열기와 연소가스가 하부회류실(27)과 내부에 설치된 복수개의 제1폐열회수관(29)과 상부회류실(28)을 통해 이송되면서 내부에 저장된 스팀수를 가열하여 제2스팀공급관(32)으로 스팀을 공급하는 제2스팀수저장실(26)로 이루어진 제1폐열회수부(25)와; 제1,2스팀수저장실(14)(26)에 보충수를 공급하되 제1폐열회수부(25)로부터의 열기와 연소가스가 내부를 통과하면서 보충수를 가온시키는 제2폐열회수부(39)로 구성된 펠렛스팀보일러에 있어서, 상기 보일러부(2)는 제1스팀수저장실(14)의 후방 외측에 상하로 긴 케이스형상의 제1축열배기실(22)이 인접설치되고 제1축열배기실(22)의 전방 상부는 내부연통(4)과 연통되게 설치되어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 하강이동되면서 제1축열배기실(22)의 내주면에 설치된 내부축열층(23a)에 의해 축열되며, 상기 제1폐열회수부(25)는 제1축열배기실(22)의 후방 외측에 제2스팀수저장실(26)이 인접설치되고 하부회류실(27)은 격판(30)으로 구획된 상태로 제1축열배기실(22)의 후방 하부와 하부연통(34a)을 통해 연통되게 설치되고 제2스팀수저장실(26)의 후방 외측에는 상하로 긴 케이스형상의 제2축열배기실(37)이 인접설치되며 제2축열배기실(37)의 전방 하부는 하부회류실(27)의 하부연통(34b)과 연통되게 설치되어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 상승이동되면서 제2축열배기실(37)의 내주면에 설치된 내부축열층(23b)에 의해 축열되는 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1스팀공급관(15)은 제1스팀저장공간부(16)의 내측에 위치된 끝부분에 스팀가열관(18)이 연결설치되어 있되, 상기 스팀가열관(18)의 선단부는 개구된 상태로 제1스팀저장공간부(16)에 위치되고 중단부는 스팀수의 내측을 통해 화실(3)의 외주면 상부에 맞닿은 상태로 고정설치되며 종단부는 제1스팀공급관(15)의 끝부분에 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1축열배기실(22)은 내부축열층(23a)의 내측면에 상하 일정간격으로 다수개의 축열돌기(24a)가 내측으로 돌출형성되어 있어 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 지그재그식으로 통과되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2축열배기실(37)은 제2스팀수저장실(26)과 보충수저장실(40) 사이에 인접설치되고 후방 상부는 보충수저장실(40)의 상부연통실(41)과 상부연통(38)을 통해 연통되게 설치되며 내부축열층(23b)의 내측면에 상하 일정간격으로 다수개의 축열돌기(24b)가 내측으로 돌출형성되어 있어 하부회류실(27)로부터의 열기와 연소가스가 지그재그식으로 통과되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2폐열회수부(39)는 수직으로 세워진 통형상으로 제2축열배기실(37)의 후방 외측에 인접 설치되고 내부에 보충수가 일정수위로 저장되는 보충수저장실(40)이 구비되고 보충수저장실(40)의 상부에는 제2축열배기실(37)의 상부와 상부연통(38)을 통해 연통되게 설치되는 상부연통실(41)이 구비되고 하부에는 외부연통(43)과 연통되게 설치되는 하부연통실(42)이 구비되며 보충수저장실(40)의 내측에는 수직방향으로 상부연통실(41)과 하부연통실(42)을 상하로 연결하는 복수개의 제2폐열회수관(44)이 설치되고, 상기 보충수저장실(40)의 외측면 상부에는 급수관(45)이 설치되어 있으며, 상기 하부연통실(42)은 후방 하부에 배기팬(46)이 장착된 외부연통(43)이 연통되게 설치되어 있어 배기팬(46)의 흡입작동에 따라 보일러부(2)의 화실(3)로부터의 열기와 연소가스가 제1,2축열배기실(22)(37)과 제1,2폐열회수부(25)(39)를 거쳐 외부연통(43)으로 보내지면서 외부로 배기되는 것을 특징으로 하는 펠렛스팀보일러.
  6. 삭제
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