KR101732664B1 - 펠렛 스토브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠렛 스토브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠렛을 저장하는 호퍼(12) 하부에 구동모터(M)에 의해 회전 구동하는 이송 스크류(13)에 의해 펠렛을 화로(8)에 자동 공급하는 펠렛 공급부(10)와, 상기 화로(8)로 공급된 펠렛을 점화부(22)에 의해 점화시켜 연소실(21)에서 연소시키는 연소부(20)와, 상기 화로(8) 하부에 급기관(32)으로 연결되는 급기통(31)을 설치하여 화로에 연소 공기를 공급하는 급기부(30)와, 상기 연소부(20)의 배기 가스를 배출하는 배기부(40) 및, 상기 연소부(20) 및 배기부(40)에서 열 교환에 의해 형성된 난방 공기를 제공하는 열 교환 난방부(50)를 본체(2) 내부에 집약 구성하여 전체 디자인을 컴팩트하게 구성함은 물론 연소 효율 및 열 교환 효율 향상에 의해 난방 성능이 우수하고, 그 밖에 재 처리 작업을 간편하게 행하도록 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

펠렛 스토브{PELLET STOVE}

본 발명은 펠렛 스토브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체 내부에 펠렛 공급부, 연소부, 급 배기부 및 열교환 난방부를 집약하여 전체 디자인을 컴팩트하게 구성함은 물론 연소 효율 및 열 교환 효율 향상에 의해 난방 성능이 우수하고, 그 밖에 재 처리 작업이 간편한 펠렛 스토브에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 겨울철 주택이나 음식점, 사무실, 공장 및 농촌에서 실내 난방을 위해 난방 장치를 사용하고 있다.

상기 난방 장치는 전기, 가스, 기름, 연탄 등을 연료로 많이 사용하는데 비용이 고가이어서 경제적 부담이 큰 문제점이 있고, 목재의 경우에 비용은 저렴하나 수급의 어려움과 취급의 불편함이 큰 문제점이 있었다.

이 때문에 최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 바이오매스 고체연료에 대한 연구가 활발한데, 이는 에너지 전용의 작물과 나무, 농산품과 사료작물, 농장 폐기물과 찌꺼기 등의 폐기물에서 추출된 재생 가능한 에너지로서 에너지를 자급 자족할 수 있을 뿐 아니라 환경오염을 크게 줄일 수 있게되는 것이다.

상기한 바이오매스 고체연료 중 펠렛은 순수 원목을 고온 고압으로 압축, 오랫동안 탈수 있도록 작은 원통형 알갱이로 만든 목재 연료로, 운반 및 취급이 간편하고 가격이 저렴한 친환경 연료로 각광받고 있다.

특히, 상기 펠렛은 목재 부산물을 톱밥화하여 선별, 건조, 압축공정을 거치면서 청정에너지로 변하며 열량은 일반 화목이나 칩보다 2배이상 높은 4,500kcal/kg 이상의 효과를 갖는 것이다.

이러한 펠렛을 이용하는 펠렛 스토브는 다양한 형태로 개시된 바 있는데, 특허등록 제10-1315109호에서와 같이 본체 하우징 내부 일측에 설치되어 펠렛의 연소가 이루어지는 버너와, 상기 버너의 상측으로 형성되어 열교환이 이루어지는 열교환덕트와, 상기 열교환덕트와 분배덕트에 의해 연결돼서 상기 버너의 배가스가 하향으로 이동하도록 배치되는 하향덕트와, 상기 하향덕트를 나온 연소배가스 중의 재를 낙하시켜 수집하는 재 수집실을 포함하는 본체; 상기 버너에 펠렛을 공급하는 공급부; 및 상기 재수집실과 연통되는 배기부를 포함하도록 구성하되, 상기 펠렛을 공급하는 공급부는 호퍼 하부에 구동모터에 의해 회전하는 이송 스크류가 펠렛을 버너로 낙하 공급하도록 이루어져 펠렛을 버너에서 가열 연소한 연소 화염이 연소실 상부의 열교환덕트에서 열 교환한 후 배기 가스로 하향 덕트- 분배 덕트- 재 수집실 및 배기부를 거쳐 배출되도록 하는 것이다.

그러나 상기한 종래 펠렛 스토브는 본체 외부에 펠렛 공급부, 배기부 등을 더 결합 구성한 구조로 이루어져 디자인 및 상품성이 떨어짐은 물론 컴팩트한 구조로 갖추기 곤란하여 실내 설치 사용에 불편한 문제점이 있었다.

더우기 펠렛을 가열 연소한 연소 화염을 연소실 상부의 열교환덕트에서 1차 열 교환한 후 배기 가스로 배출하기 때문에 열 손실이 크고, 특히 열 교환 효율이 떨어져 난방 공기의 온도를 효과적으로 높이지 못하므로 난방 효율도 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 재 수집실과 배기부 등이 완전히 이격 분리된 구조로 재를 수집하기 때문에 재 수거를 위해 재 수집실과 배기부 등을 각각 별도 분해하여 개방하므로 재 처리하기 때문에 재 처리 작업이 불편함은 물론 연소실에서 연소 과정에서 발생되는 재를 수거하는 재 처리실이 별도 없어 스토브 사용 후 연소실 내부를 자주 청소하여야 하는 불편함이 있었다.

특허문헌 1: 등록특허 제10-1315109호 특허문헌 2: 등록특허 제10-134044호

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 본체 내부에 펠렛 공급부, 연소부, 급 배기부 및 열교환 난방부를 집약하여 전체 디자인을 컴팩트하게 구성하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 연소부에 충분한 연소 공기를 공급하여 연소 효율을 높이도록 함은 물론 연소부와 배기 가스가 배출되는 배기부 등 다단계 열 교환에 의해 열 교환 효율을 높이므로 실내 난방 효율을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 연소부에서 발생되는 재와 배기부에서 배기 가스에 포함된 재를 각각 재 수거실과 배기통에서 각각 수거함은 물론 간편하게 재 처리할 수 있도록 하므로 재 처리 작업성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 본체 내부의 일측 상부에 펠렛을 저장하는 호퍼와 상기 호퍼 하부에 구동모터에 의해 회전 구동하는 이송 스크류를 설치하여 상기 이송 스크류에 의해 본체 내부의 타측 하부에 위치하는 연소실의 화로로 펠렛 공급관을 통해 펠렛을 낙하시켜 자동 공급하는 펠렛 공급부와; 상기 연소실의 화로에 공급된 펠렛을 점화부에 의해 점화 및 연소시키는 연소부와; 상기 연소실의 화로 하부에 형성된 급기통을 외부와 급기관으로 관통 연결하여 화로에 연소 공기를 공급하는 급기부와;상기 연소부의 연소실 상부 양측에 본체 하부의 배기통과 수직 연결되는 내부 배기관을 적어도 하나 이상 연결 형성하여 브러워에 의해 연소실 상부의 배기 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기부 및; 상기 연소부의 연소실 상부에 전후로 관통되는 적어도 하나 이상의 열 교환관과 상기 연소실 상부의 좌,우측 및 후측에 이격되고 배기부의 내부 배기관이 삽입 관통되는 열 교환실을 서로 연결 형성하되, 상기 열 교환실 후방 하부에 공기 유입구와 전방에 공기 배출구를 형성하여 열 교환에 의한 난방 공기를 공급하는 열 교환 난방부로 구성함에 그 특징이 있다.

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본 발명 상기 화로 외측 하부에 연소실에서 낙하되는 재를 수거하는 재 수거실을 마련하고, 상기 본체의 연소부 전방에 마련되는 개폐 도어 내측으로 상기 재 수거실과 배기통이 위치하도록 구성하되, 상기 재 수거실과 배기통의 전방에는 개폐 가능한 도어를 각각 마련하여 재 수거실에 수거된 재와 배기통을 지나는 배기 가스에서 수집된 재를 각각 청소 가능하도록 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 열 교환실에는 양측에 연소실에 연소 공기를 보충하기 위한 공기 구멍을 더 연결 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 본체 내부에 펠렛 공급부, 연소부, 급 배기부 및 열교환 난방부를 집약하여 전체 디자인을 컴팩트하게 구성하므로 제품 디자인 및 상품성이 우수한 효과를 갖는 것이다.

또한, 상기 연소부에 충분한 연소 공기를 공급하여 연소 효율을 높이도록 함은 물론 연소부와 배기 가스가 배출되는 배기부 등 다단계 열 교환에 의해 열 교환 효율을 높이므로 실내 난방 효율이 우수한 효과를 갖는 것이다.

또한, 상기 연소부에서 발생되는 재와 배기부에서 배기 가스에 포함된 재를 각각 재 수거실과 배기통에서 수거함은 물론 본체 전방의 개폐 도어 개방에 의해 재 수거실과 배기통이 노출되어 간편하게 수거된 재를 처리할 수 있도록 하므로 재 처리 작업성이 우수한 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 외관 전체 사시도.
도 2는 도 1의 일부 절결 상태를 보여주는 정면 사시도.
도 3은 도 1의 일부 절결 상태를 보여주는 측면 사시도.
도 4는 본 발명의 측 단면도.
도 5는 본 발명의 요부 발췌 정면 사시도.
도 6은 도 5의 배면 사시도.
도 7은 도 5의 정면도.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도.
도 9는 도 5의 평면도.
도 10은 본 발명 이송 스크류를 보여주는 요부 정면도.
도 11은 본 발명의 작동 상태를 보여주는 측 단면도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 펠렛 스토브는 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본체(2)와, 본체 내부의 화로(8)에 펠렛을 자동 공급하는 펠렛 공급부(10)와, 상기 화로(8)에 공급된 펠렛을 연소시키는 연소부(20)와, 상기 연소부에 연소 공기를 공급하는 급기부(30)와, 상기 연소부의 펠렛 연소 과정에서 발생되는 배기 가스를 배출하는 배기부(40) 및, 상기 연소부 및 배기부에서 열 교환에 의해 난방 공기를 공급하는 열 교환 난방부(50)로 구성하여 이루어진다.

특히, 상기 본체(2) 내부에 펠렛 공급부(10), 연소부(20), 급기부(30), 배기부(40) 및 열 교환 난방부(50)를 집약 구성하여 컴팩트한 구조로 구성하는 것이다.

상기 본체(2)는 전면에 연소부(20) 전방으로 투명의 투시창(3a)을 갖는 개폐 도어(3)와, 열 교환 난방부(50)에 연결되어 전방으로 난방 공기를 배출하는 공기 배출구(4)를 형성하고, 배면에 후술하는 급기부(30)의 급기관(32)과 배기부(40)의 배기관(미도시)이 지나는 통공(5)과, 열 교환 난방부(50)로 외부 공기를 공급하기 위한 다수의 통기공(6)이 관통 형성되어 구성된다.

상기 펠렛 공급부(10)는 상부 투입공(11)으로 투입되는 펠렛을 저장하는 호퍼(12)와, 상기 호퍼 하부 일측에 경사 설치되어 구동모터(M)에 의해 회전 구동하면서 펠렛을 상승 공급하는 이송 스크류(13) 및, 상기 이송 스크류에 의해 이송 공급되는 펠렛을 화로(8)로 낙하 공급시키는 펠렛 공급관(15)으로 구성된다.

상기 연소부(20)는 연소실(21) 하부에 화로(8)를 마련하되, 상기 화로(8) 일측에 세라믹 히터 등과 같이 화로에 공급된 펠렛을 초기 점화시키는 점화부(22)를 마련하고, 상기 화로 외측 하부에 연소실(21)에서 낙하되는 재를 수거하는 재 수거실(25)이 마련되어 구성된다.

이때, 상기 연소실(21)과 재 수거실(25) 사이에는 다수의 구멍(24a)이 관통되는 격판(24)이 설치되어 재를 하부로 낙하시켜 수거하도록 구성된다.

상기 급기부(30)는 화로(8) 하부에 급기통(31)을 마련하여 외부와 연결되는 급기관(32)에 의해 화로에 연소 공기를 공급하도록 구성된다.

상기 배기부(40)는 연소부의 연소실(21) 상부 양측에 본체 하부의 배기통(42)과 수직 연결되는 내부 배기관(41)을 적어도 하나 이상 연결 형성하여 브러워(43)에 의해 연소실 상부의 배기 가스를 흡입하여 외부로 배출하도록 구성된다.

이때, 상기 배기통(42)은 배기 가스에 포함되는 재를 수거하는 재 수거실 기능도 함께 하도록 구성한다.

상기 열 교환 난방부(50)는 연소부의 연소실(21) 상부에 전후로 관통되는 적어도 하나 이상의 열 교환관(51)과 상기 연소실(21) 상부의 좌,우측 및 후측에 이격되고 배기부의 내부 배기관(41)이 삽입 관통되는 열 교환실(52)을 서로 연결 형성하되, 상기 열 교환실 후방 하부에 공기 유입구(53)와 전방에 공기 배출구(4)를 형성하여 열 교환에 의한 난방 공기를 공급하도록 구성된다.

즉, 열 교환 난방부(50)는 연소실(21) 상부를 지나는 열 교환관(51)에 의한 열 교환과, 연소실(21) 외측의 열 교환실(52)에서 연소실의 연소열에 의한 열 교환 및, 상기 열 교환실(52)을 수직으로 지나는 내부 배기관(41)의 배기 가스에 의한 열 교환을 다단계로 행하면서 난방 공기의 열 교환 효율을 높이도록 구성되는 것이다.

상기 열 교환관(51)의 다수의 관을 병렬 설치함과 함께 상하 방향으로 지그 재그 배치하여 연소 화염이 열 교환관 사이를 수직 경유하는 것이 아니라 지그 재그 경유하도록 유도하면서 열 교환관의 표면과 최대한 접촉 경유하도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 열 교환실(52)에는 양측에 연소실(21)에 연소 공기를 보충하기 위한 공기 구멍(58)을 더 형성하여 연소실(21)의 완전 연소를 행하도록 구성되는 것이다.

그리고 본 발명은 펠렛 공급부(10)의 구동모터에 의한 이송 스크류(13) 제어에 의한 펠렛 연료 공급량과, 급기부(30) 및 배기부(40)의 브로워(43)에 의한 급기 및 배기량 조절로 펠렛의 연소량, 연소 시간을 조절하므로 스토브의 온도를 조절할 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 본 발명은 상기 본체(2) 전방에 마련되는 개폐 도어(3) 내측으로 재 수거실(25)과 배기통(42)이 위치하도록 구성하되, 상기 재 수거실(25)과 배기통(42)의 전방에는 개폐 가능한 도어를 각각 마련하여 재 수거실(25)에 수거된 재와 배기통(42)을 지나는 배기 가스에서 수집된 재를 각각 청소 가능하도록 구성된 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저 본체(2) 상부의 투입구(11)를 통해 펠렛 공급부(10)의 호퍼(12)에 펠렛을 공급한다.

이 상태에서 본 발명의 스토브 전원을 온 작동하면, 펠렛 공급부(10)의 호퍼(12)에 저장된 펠렛이 구동모터(M)에 의해 회전 구동하느 이송 스크류(13)에 의해 이송되어 펠렛 공급관(15)을 통해 연소부(20)의 화로(8)로 낙하 공급되는 것이다.

이와 같이 연소부(20)의 화로(8)에 펠렛이 낙하 공급되면, 세라믹 히터와 같은 점화부(22)에 의해 초기 점화가 이루어진다.

이와 같이 상기 화로(8)의 펠렛이 점화하여 연소되면서 연소 화염이 상부 연소실(21)로 상승 공급된다.

이때, 상기 화로(8) 하부의 급기부(30)에서는 급기관(32)을 통해 급기통(31)으로 유입된 연소 공기가 공급되어 펠렛의 연소 효율을 높이게 하는 것이다.

이와 같이 펠렛의 연소 화염이 상부 연소실(21)로 상승하여 연소실 상부에 연소실(21)을 전후로 관통 연결하는 다수의 열 교환관(51) 사이를 지그 재그 형태로 경유하면서 열 교환관 내부의 난방 공기와의 열 교환에 의해 가열한 후 상승 배출되는 것이다.

이와 같이 열 교환관(51)의 열 교환을 행한 고온의 배기 가스는 연소실(21) 상부 양측에 하부로 수직 형성된 복수의 내부 배기관(41)을 통해 분기 안내되어 하부의 배기통(42)에 수집된다.

이때, 상기 배기 가스는 배기통(42)에 연결된 브로워(43)의 흡입 작동으로 연소실(21)- 내부 배기관(41)- 배기통(42)을 거쳐 외부로 배출하도록 원활히 작동하는 것이다.

한편, 상기 연소실(21)의 좌,우측 및 후측에 이격되는 열 교환실(52)에는 하부의 공기 유입구(53)를 통해 유입되는 외부 공기가 연소실(21) 벽면과의 열 교환을 행함과 동시에 열 교환실(52)을 경유하는 배기부의 내부 배기관(41)과 접촉하면서 열 교환을 행하여 난방 공기를 가열하게 되는 것이다.

특히, 상기 열 교환실(52)은 열 교환관(51)의 후방과 서로 연결되기 때문에 연소실(21) 상부를 지나는 열 교환관(51)에 의한 열 교환과, 연소실(21) 외측의 열 교환실(52)에서 연소실의 연소열에 의한 열 교환 및, 상기 열 교환실(52)을 수직으로 지나는 내부 배기관(41)의 배기 가스에 의한 열 교환을 다단계로 행하여 가열된 난방 공기를 본체(2) 전방의 배출구(4)를 통해 배출하기 때문에 열 손실이 적고 난방 효율이 우수하게 되는 것이다.

그 밖에 본 발명은 상기 열 교환실(52) 양측에 연소실(21)과 연결되는 공기 구멍(58)을 더 형성하여 연소 공기를 보충하기 때문에 연소실(21)에서 펠렛의 완전 연소를 행하므로 배기 가스의 배출을 최소화하게 되는 것이다.

이와 같이 펠렛을 연소하여 난방을 행하는 가운데 연소실(21)에서 펠렛의 연소 과정에서 발생되는 재는 연소실 하부의 재 수거실(25)에 낙하되어 수거되고, 상기 배기 가스에 포함된 재는 배기통(42)에서 수집되게 된다.

그리고 이와 같이 수집된 재의 처리는 본체(2) 전방의 개폐 도어(3)를 개방하면, 개폐 도어 내측에 재 수거실(25)과 배기통(42)이 위치하기 때문에 재 수거실(25)과 배기통(42) 전방의 도어를 개방하여 재 수거실(25)과 배기통(42)에 수집된 재를 간단히 청소하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 본체(2) 내부에 펠렛 공급부(10), 연소부(20), 급기부(30), 배기부(40) 및 열 교환 난방부(50)를 집약하여 전체 디자인을 컴팩트하게 구성함은 물론 특히 연소 효율 및 열 교환 효율 향상에 의해 난방 성능이 우수하고, 그 밖에 재 처리 작업이 간편하게 제공되는 것이다.

2: 호퍼 3: 개폐 도어
4: 배출구 8: 화로
10: 펠렛 공급부 12: 호퍼
13: 이송 스크류 20: 연소부
21: 연소실 22: 점화부
25: 재 수거실 30: 급기부
31: 급기통 32: 급기관
40: 배기부 41: 내부 배기관
42: 배기통 43: 브로워
50: 열 교환 난방부 51: 열 교환관
52: 열 교환실 53: 공기 유입구
58: 공기 구멍

Claims (3)

1. 본체(2) 내부의 일측 상부에 펠렛을 저장하는 호퍼(12)와 상기 호퍼 하부에 구동모터(M)에 의해 회전 구동하는 이송 스크류(13)를 설치하여 상기 이송 스크류에 의해 본체(2) 내부의 타측 하부에 위치하는 연소실의 화로(8)로 펠렛 공급관(15)을 통해 펠렛을 낙하시켜 자동 공급하는 펠렛 공급부(10)와;
   상기 연소실의 화로(8)에 공급된 펠렛을 점화부(22)에 의해 점화 및 연소시키는 연소부(20)와;
   상기 연소실의 화로(8) 하부에 형성된 급기통(31)을 외부와 급기관(32)으로 관통 연결하여 화로(8)에 연소 공기를 공급하는 급기부(30)와;
   상기 연소부의 연소실(21) 상부 양측에 본체 하부의 배기통(42)과 수직 연결되는 내부 배기관(41)을 적어도 하나 이상 연결 형성하여 브러워(43)에 의해 연소실 상부의 배기 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기부(40) 및;
   상기 연소부의 연소실(21) 상부에 전후로 관통되는 적어도 하나 이상의 열 교환관(51)과 상기 연소실(21) 상부의 좌,우측 및 후측에 이격되고 배기부의 내부 배기관(41)이 삽입 관통되는 열 교환실(52)을 서로 연결 형성하되, 상기 열 교환실 후방 하부에 공기 유입구(53)와 전방에 공기 배출구(4)를 형성하여 열 교환에 의한 난방 공기를 공급하는 열 교환 난방부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 펠렛 스토브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 화로(8) 외측 하부에 연소실(21)에서 낙하되는 재를 수거하는 재 수거실(25)을 마련하고,
   상기 본체(2)의 연소부(20) 전방에 마련되는 개폐 도어(3) 내측으로 상기 재 수거실(25)과 배기통(42)이 위치하도록 구성하되, 상기 재 수거실(25)과 배기통(42)의 전방에는 개폐 가능한 도어를 각각 마련하여 재 수거실(25)에 수거된 재와 배기통(42)을 지나는 배기 가스에서 수집된 재를 각각 청소 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 펠렛 스토브.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 열 교환실(52)에는 양측에 연소실(21)에 연소 공기를 보충하기 위한 공기 구멍(58)을 더 연결 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 펠렛 스토브.

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