KR101744964B1 - 우드 펠릿 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우드 펠릿 버너에 관한 것으로서, 환형 캐스터블에 상호 일정 거리 이격하여 형성되는 다수의 급기공을 환형 캐스터블의 직경 라인에 대하여 소정의 경사각을 이루도록 천공형성하여 둠으로써 내화 연소실로 유입되는 기류(氣流)가 방사 나선상으로 유입되므로 높은 연소 효율성을 가짐과 아울러, 클링커(clinker) 생성이 최소화될 뿐만 아니라, 연소 효율 증대를 위하여 내화 연소실 내로 가열류를 송풍하고, 열류 방출구의 손상 우려 저감을 위하여 외기를 유입시켜 열류 방출구를 냉각시키는 한편, 선단부를 개방 가능하게 구성함으로써 유지보수성을 향상시키고 있다.

Description

우드 펠릿 버너{WOOD PELLET BURNER}

본 발명은 우드 펠릿 버너에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 내화 연소실로 유입되는 기류가 방사 나선상으로 유입되므로 높은 연소 효율성을 가짐과 아울러, 클링커(clinker) 생성이 최소화된 내화 연소실이 적용되며, 연소 효율 증대를 위하여 내화 연소실 내로 가열류를 송풍하고, 열류 방출구의 손상 우려 저감을 위하여 외기를 유입시켜 열류 방출구를 냉각시키는 한편, 유지보수성 향상을 위하여 선단부를 개폐가능하게 구성한 우드 펠릿 버너에 관한 것이다.

일반적으로 보일러(boiler)는 경유나 등유, 중유, 또는 천연가스와 같은 화석 연료나 전기 등을 이용하여 물이나 또는 열매(熱媒)를 가열하여 증기 또는 온수를 만들어 공급하는 장치를 일컬으며, 보일러에는 보일러 본체 외에 연소장치와 연소실, 그리고 송풍 장치 등이 포함된다.

위와 같은 보일러의 연소장치에 사용되는 연료로서는 석탄, 석유 및 천연가스와 같은 화석 연료가 가장 일반적이나, 화석연료의 고갈 문제와 환경오염 문제를 가지고 있어, 근래 들어서는 재생 가능한 청정연료로서 산림바이오매스 에너지가 주목받고 있다.

기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC))은 이산화탄소 등의 온실가스방출을 제한하여 지구온난화를 막을 목적으로 국가별 배출량과 제거량을 할당하고 탄소배출권을 규정하고 있으며, 그 일환으로서 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change: 기후변화에 관한 정부 간 협의체)는 기후변화 대안 중 산림이 유연성과 비용 대비 효과가 우수하므로 화석연료를 산림 바이오에너지로 대체할 것을 권고하고 있다.

최근 들어 산림 바이오에너지 중에서도 우드 펠릿 시장이 급격히 확대되고 있으며, 전 세계의 우드 펠릿 소비량은 2012년도에 약 1,900만 톤으로서, 2020년경에는 4,500만 톤까지 증대될 것으로 예상되며, 연평균 증가율은 12.7%에 달할 것으로 예상되고 있다.

상기한 우드 펠릿은 임업 폐기물이나 소나무 벌채목 등과 같은 톱밥이나 칩을 분쇄한 뒤 건조하고 고온고압으로 압축하여 길이 약 3.0cm, 직경 약 0.6~0.8cm의 원기둥 모양으로 소성한 신재생 에너지 연료로서, 목재 성분 중 리그닌이 성형 시 용융된 후 냉각에 의해 고형화되므로 접착제 없이 순수한 목재만으로 만들어진다.

우드 펠릿은 목질 칩과 비교하여 수송, 보관성, 품질안정성, 착화성, 연소제어성 등에서 우수하며, 단순 땔감목보다 발열량이 크고, 연소율도 약 95%에 달해 잔해를 거의 남기지 않으며, 탄소 배출량도 경유의 1/12 수준에 불과하므로 친환경 연료로 각광 받고 있으며, 열량 대비 가격 경쟁력도 상대적으로 우수하다.

상기한 우드 펠릿은 겉보기 밀도 및 함수율과 회분 함량, 발열량, 유해물질 함량 등의 기준에 따라 1 내지 4등급으로 분류되며, 특히 중요한 기준은 클링커 생성량과 관련이 깊은 회분 함량(1등급은 0.7중량% 이하)과 발열량과 직접 관련이 있는 함수율(1,2 등급은 10중량% 이하)이다.

종래 우드 펠릿을 이용한 다양한 버너가 제안되어 있으며, 그 전형적인 예를 하기에 기재한다.

한국 등록특허 제1262574호(2013.05.08. 등록)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 공기 탱크부(1)와, 일측에 송풍구(2)가 형성되고 측면에 공기유입홀(3)이 형성되는 연소부(4)와, 공기주입부로(6)로 구성되며, 상기한 공기주입부(6)를 통해 탱크부(1)로 유입되는 공기가 송풍구(2) 및 공기유입홀(3)을 통해 연소부(4) 내로 유입되고 펠릿이 발화되면서 연소하여 열에너지를 발생한다.

그러나 상기한 종래의 펠릿 버너는 상대적으로 낮은 온도의 외기가 공기주입부(6)를 통해 일방향으로만 유입되므로 연소부(4) 내의 온도가 저하되어 열손실이 발생하게 됨은 불균일 연소 내지 연소불량이 문제가 있음은 물론, 클링커(clinker)가 발생되기 쉽고, 그에 따라 열효율이 저하된다는 문제점이 있다.

또한 한국 등록특허 제1479632호(2014.12.30. 등록)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 일측이 폐쇄되고 타측이 개구된 관형의 외부틀(11)과, 그 내면에 부착되는 내화재 내벽(12)과, 다수의 공기주입공(13)과, 착화공(14) 및 관통공(21)을 가지며, 상기 내벽(12)의 내측으로 연소 공간을 형성하는 내통(10)과, 상기 외부틀(11)을 둘러싸는 상태로 형성되는 외통(20)과, 상기 외통(20)에 설치되어 상기 착화공(14)을 개폐시키는 개폐부(40)와, 상기 외통(20)의 하부에 설치되고, 상기 외통(20)을 수평으로 이동시키는 수평이동부(50)로 구성되며, 팬(24,26)에 의해 공기가 주입되는 제1 및 제2 공기주입부(23,25)는 목재 펠릿 버너를 제안하고 있다.

도면 중 미설명 부호 I는 버너를, 그리고 30은 펠릿 투입부이다.

상기한 종래 기술은 공기를 2방향으로 주입함으로써 균일 연소에 의한 완전 연소를 의도하고 있으나, 여전히 상대적으로 낮은 온도의 외기를 직접 주입하는 방식을 채택하고 있으므로 내통(10) 내의 온도 저하를 초래하게 되어 열손실이 발생하게 된다는 문제점이 있음과 아울러, 여전히 완전 연소 및 클링커 발생 억제 측면에서 충분히 만족스러운 것은 못되었다.

더욱이, 말단부를 이루는 화염 토출부에 대한 냉각 수단이 없어 고온에 의한 해당부의 손상 우려가 크다는 문제점이 있다.

또한 버너(I)가 위치하는 일단부가 폐쇄된 형태로 형성되므로, 잔여 재처리 혹은 유지보수를 위한 사후서비스를 위하여는 목배 펠릿 버너를 보일러(미도시)와 분리시킨 후 상기한 수평이동부(50)를 통하여 이동시킨 다음 내측 단부의 개방된 화염 토출부를 통하여 접근하여야 하므로 사용 편의성이 열등하다는 문제점이 있었다.

또한 한국 등록특허 제1422461호(2014.07.17. 등록)는 도 12에 나타낸 바와 같이, 양단부가 개방된 금속재의 제1 외부틀(11)과, 그 내측에 관형으로 형성되는 내화 단열재로 된 제1 단열몸체(12)와, 상기 제1 외부틀(11) 및 제1 단열몸체(12)를 방사상으로 관통하여 형성되는 다수의 제1 공기주입공(13)을 가지는 관형몸체(10)와, 상기 관형몸체(10)의 선단부를 폐쇄하게 형성되는 금속재의 제2 외부틀(21)과 제2 단열몸체 및 상기 제2 외부틀(21)의 전면과 제2 단열몸체를 관통하여 형성되는 다수의 제2 공기주입공(22)과, 점화기투입구를 가지는 선단폐쇄몸체(20)와, 상기 관형몸체(10)의 후단부에 부착되는 금속재의 제3 외부틀(31)과, 상기 제3 외부틀(31)의 내측에 관형으로 형성되는 내화 단열재로 된 제3 단열몸체(32)를 가지는 후단교체몸체(30)와, 단열몸체(42)를 가지는 외부틀(41)을 포함하는 후단경사몸체(40)로 구성되는 목재 펠릿 버너용 내통을 개시(開示)하고 있다.

그러나 상기한 종래기술은 목재 펠릿 버너용 내통을 다수의 부품으로 나누어 제작함으로써 조립 작업이 번거롭고 수고스럽다는 문제점이 있음과 더불어, 금속재로 형성되며 화염이 집중되는 후단경사몸체에 대한 냉각 수단이 없으므로 손상되기 쉬워 손상 시 그에 대한 교체가 필요하며, 공기를 2방향으로 주입함으로써 균일 연소에 의한 완전 연소를 의도하고 있으나, 여전히 상대적으로 낮은 온도의 외기를 직접 주입하는 방식을 채택하고 있어서 내통(10) 내의 온도 저하를 초래하게 되어 열손실이 발생하게 된다는 문제점이 있음과 아울러, 여전히 완전 연소 및 클링커 발생 억제 측면에서 충분히 만족스러운 것은 못 된다는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제1262574호(2013.05.08. 등록) 한국 등록특허 제1479632호(2014.12.30. 등록) 한국 등록특허 제1422461호(2014.07.17. 등록)

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은, 내화 연소실로 유입되는 기류(氣流)가 방사 나선상으로 유입되도록 유도함으로써 높은 연소 효율성을 가짐과 아울러, 클링커(clinker) 생성을 최소화할 수가 있는 내화 연소실을 가지는 우드 펠릿 버너를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 내화 연소실 내부의 길이 방향을 따른 우드 펠릿의 집적 분포에 최적화된 그리드 구조를 가지는 바텀 캐스터블(bottom castable)이 적용된 우드 펠릿 버너를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 내화 연소실 내로 송품되는 기류로서 내화 연소실에 의한 예열류를 송풍함과 아울러, 내화 연소실로 유입되는 기류가 방사 나선상 기류로 유입되도록 유도함으로써 높은 연소 효율성을 가짐과 아울러, 클링커(clinker) 생성을 최소화할 수가 있는 우드 펠릿 버너를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 향상된 유지보수성을 지니는 우드 펠릿 버너를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은 외기 유입에 의하여 초고온 상태의 열류 방출구를 냉각시킴으로써 열류 방출구에 대한 손상 우려를 현저히 저감시킬 수가 있는 우드 펠릿 버너를 제공하기 위한 것이다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명의 상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 후방 경사부의 외측 단부에 형성되는 열류 방출구와 전방 개구를 가지며, 다수의 경사 급기공이 상호 일정 거리 이격하여 교호적(交互的)으로 형성되어 있는 환형 캐스터블(castable)과, 화격자(grate)로서의 바텀(bottom) 캐스터블을 가지는 내화 연소실과; 전면 격벽과 배면 격벽 및 경사 환형벽을 가지는 금속 외피를 포함하며, 상기한 환형 캐스터블과 금속 외피 사이에 제1 덕트가 위치하고, 바텀 캐스터블과 금속 외피 사이에 제2 덕트가 위치하며, 하부 격벽에 의해 상기한 제2 덕트와는 분리되나 상기한 제1 덕트와는 연통되도록 환형 캐스터블의 후방 단부와 금속 외피 사이에 제3 덕트가 위치하도록 소정의 간격을 두고 상기한 내화 연소실을 수용하며, 상기한 경사 환형벽에 인접한 배면 격벽에 다수의 유입공이 소정 거리 이격하여 반원상으로 형성되어 있는 본체와; 금속 외피와, 연소기가 장착되는 연소공과 다수의 급기공이 형성되고 상기한 금속 외피에 공간부를 두고 장착되는 커버 캐스터블을 가지며, 상기한 환형 캐스터블의 전방 개구를 개폐하는 클램프 커버로 구성되고: 상기한 제1 덕트의 예열류가 제1 급기관을 통하여 클램프 커버의 공간부로 도입된 후 커버 캐스터블에 형성된 다수의 급기공을 통하여 내화 연소실 내로 도입되며; 외기가 제2 급기관을 통하여 제2 덕트로 도입된 후 바텀 케스터블의 급기 슬롯을 통하여 내화 연소실 내로 도입되고; 외기가 제3 급기관을 통하여 제1 덕트로 유입된 후 제1 급기관으로 공급됨과 동시에, 제4 급기관에 의해 상기한 제3 덕트의 다수의 유입공을 통하여 유입된 외기가 상기한 제3 덕트와 연통된 제1 덕트 후방부에 예열류로서 공급되는 우드 펠릿 버너가 제공된다.

여기서, 상기한 내화 연소실의 상기한 소정의 경사각은 7~15°이며, 상기한 경사 급기공은 직경 5~14mm이고, 상기한 경사 급기공 상호 간의 간격은 40~100mm일 수 있다.

또한 상기한 내화 연소실의 상기한 바텀 캐스터블에는 다수의 급기 슬롯이 형성되고, 상기한 바텀 캐스터블의 선단부 및 후단부에는 급기 슬롯 사이의 간격이 넓고 중앙부에는 급기 슬롯 사이의 간격이 좁게 형성될 수 있다.

상기한 본체의 금속 외피 내표면에는 내화 단열재가 위치할 수 있다.

상기한 클램프 커버에는 힌지부와 복수의 클로징 핸들이 설치되고, 상기한 본체에는 힌지 지지틀과 복수의 밸브 고정구가 설치될 수 있다.

또한 상기한 클램프 커버, 또는 본체와 내화연소실에는 투시창이 설치된 투시공이 형성될 수 있다.

한편, 본체와 내화연소실에는 우드 펠릿 공급부가 설치된다.

상기한 제1 급기관에는 축류형 팬이 설치되고, 제2 및 제3 급기관에는 반경류형 팬이 설치되며, 제4 급기관에는 축류형 또는 반경류형 팬이 설치될 수 있다.

상기한 클램프 커버 하방의 본체에는 애쉬 트레이(ash tray)가 설치될 수 있다.

또한 상기한 본체의 하부에는 바퀴가 달린 하부 프레임이 설치되며 상기한 본체가 레일 상에 이동 가능하게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 우드 펠릿 버너는 내화 연소실로 유입되는 기류(氣流)가 방사 나선상으로 유입되도록 유도함으로써 높은 연소 효율성을 가짐과 아울러, 클링커(clinker) 생성을 최소화할 수가 있음과 아울러, 내화 연소실 내부의 길이 방향을 따른 우드 펠릿의 집적 분포에 최적화된 그레이트 구조를 제공하며, 클램프 커버의 개폐 조작에 의하여 향상된 유지보수성을 보유하는 한편, 외기 유입에 의하여 초고온 상태의 열류 방출구를 냉각시킴으로써 열류 방출구에 대한 손상 우려를 현저히 저감시킬 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너가 보일러에 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너의 작동 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너의 정면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 도 4의 배면도이다.
도 7은 클램프 커버의 개방 상태 내부 사시도이다.
도 8은 내화 연소실로 유입되는 기류가 경사 급기공에 의해 방사 나선상으로 유입됨을 나타내는 기류 방향 모식도이다.
도 9는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너가 적용된 일예시 시스템도이다.
도 10 및 도 11은 종래의 우드 펠릿 버너의 단면도이다.
도 12는 종래의 우드 펠릿 버너의 분리형 내통 구조를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)가 보일러(60)에 결합된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 작동 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 단면도이고, 도 4는 도 3의 정면도이며, 도 5은 도 4의 측면도이고, 도 6은 도 4의 배면도이며, 도 7은 클램프 커버(10)의 개방 상태 내부 사시도이고, 도 8은 내화 연소실(30)로 유입되는 기류가 방사 나선상으로 유입됨을 나타내는 기류 방향 모식도로서, 설명의 편의상 함께 언급하기로 하며, 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)가 적용된 일예시 시스템도인 도 9에 대해서는 마지막에 언급하기로 한다.

먼저, 본 발명에 적용되는 우드 펠릿 버너용 내화 연소실(30)은, 도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 전방 개구(31a)와, 후방 경사부(31b)의 외측 단부에 형성되는 열류 방출구(31c)를 가지는 고강도의 환형 캐스터블(31)과, 화격자(grate)로서의 바텀 캐스터블(32)로 구성된다.

상기한 환형 및 바텀 캐스터블(31,32)은 골재에 알루미나 시멘트 혹은 인산염 화합물을 배합한 분말상 내화 재료에 물을 가하여 혼련하고 수경성을 이용하여 주형에 넣어 경화시킨 것으로서, 일반적으로 최고안전사용온도는 1300℃ 이하이며, 골재로는 1000℃ 이상의 것으로는 경량 샤모트(chamotte), 1000℃ 이하의 것으로는 팽창 질석(vermiculite), 소석고, 규조토 등이 사용된다.

상기한 환형 캐스터블(31)에는 다수의 경사 급기공(31d)이 상호 일정 거리 이격하여 교호적(交互的)으로 배열되는 환형의 열을 이루어 형성되며, 상기한 경사 급기공(31d)의 각각은 환형 캐스터블(31)의 직경 라인에 대하여 소정의 경사각을 이루도록 천공되어 있으므로 다수의 경사 급기공(31d)을 통하여 내화 연소실(30)로 유입되는 기류(氣流)는 방사 나선상으로 회오리류를 형성하며 유입된다.

따라서 높은 연소 효율성과 균일한 완전 연소에 의해 낮은 클링커(clinker) 생성율을 나타내게 된다.

본 발명에 있어서는 상기한 경사 급기공(31d)의 경사각은 환형 캐스터블(31)의 외주면에 위치하는 경사 급기공(31d)의 입구로부터 시작되는 환형 캐스터블(31)의 직경 라인에 대하여 7~15°의 범위 중 특정한 각도만큼 벗어나게 치우쳐 천공된다.

따라서 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 덕트(S1)를 통하여 방사상으로 복수의 열을 이루어 형성되는 상기한 경사 급기공(31d)으로 급기되는 기류는 방사 나선상의 회오리 흐름을 형성하면서, 도 3에서의 열류 방출구(31c)를 통하여 토출된다.

또한 상기한 경사 급기공(31d)은 직경 5~14mm의 범위, 특정하게는 7~11mm일 수 있으며, 상기한 경사 급기공(31d) 상호 간의 간격은 40~100mm, 특정하게는 50~90mm의 범위일 수 있다.

한편, 본 발명에 적용되는 내화 연소실(30)에 있어서는, 특별히 제한적인 것은 아니지만, 바텀 캐스터블(32)에 통상적인 다수의 홀 대신에 다수의 급기 슬롯(32a)을 형성함으로써, 제2 덕트(S2)를 통한 신선한 외기의 유입량을 증가시킬 수 있는 구조로 형성되며, 상기한 바텀 캐스터블(32)의 선단부 및 후단부에는 급기 슬롯(32a) 사이의 간격을 넓게 유지함으로써 급기량을 상대적으로 작게 하는 한편, 중앙부에는 급기 슬롯(32a) 사이의 간격을 좁게 유지함으로써 급기량을 상대적으로 크게 하는 것에 의해 바텀 캐스터블(32)의 길이 방향으로 중앙부에 상대적으로 많이 쌓이게 투입되는 우드 펠릿의 완전 연소에 최적화될 수 있게 형성될 수 있다.

상기한 급기 슬롯(32a)은 세로방향 또는 가로방향의 임의의 방향으로 할 수 있음은 물론이다.

한편, 비록 도시하지는 않았지만, 상기한 환형 캐스터블(31) 또는 바텀 캐스터블(32)의 외표면에는 지지 강도 보강을 위한 금속 외피를 붙여 둘 수도 있다.

이어서, 본 발명에 적용되는 내화 연소실(30)을 포함하는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 기본적인 구성은 내화 연소실(30)과, 이를 수용하는 본체(20)와, 상기한 내화 연소실(30)의 전방에 위치하는 클램프 커버(10)로 이루어진다.

여기서, 상기한 내화 연소실(30)은 전술한 바와 같이, 전방 개구(31a)와, 후방 경사부(31b)의 외측 단부에 형성되는 열류 방출구(31c)를 가지며, 다수의 경사 급기공(31d)이 상호 일정 거리 이격하여 교호적(交互的)으로 형성되어 있는 환형 캐스터블(31)과, 화격자로서의 바텀 캐스터블(32)로 구성된다.

한편, 상기한 본체(20)는 상기한 환형 캐스터블(31)과의 사이에 제1 덕트(S1)가 위치하며, 상기한 바텀 캐스터블(32)과의 사이에 제2 덕트(S2)가 형성되도록, 상기한 내화 연소실(30)과는 소정의 간격을 두고 상기한 내화 연소실(30)을 수용한다.

상기한 클램프 커버(10)는 금속 외피(11)와, 연소기(13)가 장착되는 연소공(31a)과 다수의 급기공(12b)이 형성되고 상기한 금속 외피(11)에 공간부(14a)를 두고 장착되며 환형 돌출부(12a)를 가지는 커버 캐스터블(12)로 구성되며, 상기한 환형 돌출부(12a) 부분은 환형 캐스터블(31)의 전방 개구 내로 약간 삽입되어 완전히 밀폐할 수 있는 구조로 형성된다.

상기한 클램프 커버(10)에는 힌지부(16)와 복수의 클로징 핸들(15)이 설치되는 한편, 상기한 본체(20)에는 힌지 지지틀(23)과 상기한 복수의 클로징 핸들(15) 각각에 대응하는 위치에 복수의 밸브 고정구(23a)가 설치되어 있어, 상기한 클램프 커버(10)를 본체(20)에 수용된 내화 연소실(30)의 전방 개구(31a)를 개폐할 수 있는 구조로 형성되어 있다.

따라서 보일러(60)로부터 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)를 분리할 필요 없이, 클램프 커버(10)만을 간단히 개방하는 것에 의해 잔류 재를 제거하는 청소 작업 또는 사후 서비스나 수리 등을 용이하게 수행할 수가 있다.

한편, 상기한 본체(20)의 금속 외피(21) 및 상기한 클램프 커버(10)의 내표면에는 각각 단열성 제고를 위한 내화 단열재(22,11a)가 붙어 있을 수 있다.

또한 상기한 클램프 커버(10), 혹은 본체(20)와 내화 연소실(20)의 임의의 개소에 투시창(17)이 설치된 투시공(17a)이 형성될 수 있다.

아울러, 본체(20)와 내화 연소실(30)에는 우드 펠릿 공급부(28)가 설치되며, 비록 도시하지는 않았지만 호퍼와 같은 자동 투입 장치를 본체(20)에 부착하여 이용하는 것에 의해 우드 펠릿 버너(1)의 방출열에 의한 우드 펠릿의 가열 및 그에 따른 함유 수분의 증발을 유도함으로써 연료 절감 및 발열량 증대에 따른 효율 증대를 도모할 수도 있다.

또한 상기한 클램프 커버(10) 하방의 본체(20)에는 개폐 핸들(24d)에 의해 개폐되는 애쉬 트레이(ash tray)(24c)가 설치될 수 있다.

도시된 예에서는, 상기한 본체(20)의 하부에 바퀴(24a)가 달린 하부 프레임(24)을 설치하고 있으며, 그에 의해 상기한 본체(20)가 레일(40) 상에서 이동 가능하게 되도록 설치된 예를 나타낸다.

또한 필요하다면 선택적으로, 상기한 바퀴(24a)에 구동 모터(24b)(eh 9 참조)를 달아 자동으로 레일(40) 상에서 이동 가능하게 구성할 수도 있음은 물론이다.

다음에는 본 발명에 따른 내화 연소실(30)을 포함하는 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 급기 및 연소에 의한 열류 방출에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 있어서는, 내화 연소실(30)의 연소열 전도에 의해 달궈진 상기한 제1 덕트(S1) 내의 예열류가 제1 급기관(14)을 통하여 클램프 커버(10)의 공간부(14a)로 도입된 후 커버 캐스터블(12)에 형성된 다수의 급기공(12b)을 통하여 내화 연소실(30) 내로 도입되므로 높은 연소 효율성 및 완전 연소가 이루어지며 그에 따라 클링커 생성도 최소화될 수 있다.

한편, 신선한 외기가 제2 급기관(25)을 통하여 바텀 케스터블(32) 하부의 제2 덕트(S2)로 도입된 후, 바텀 케스터블(32)에 형성된 다수의 급기 슬롯(32a)을 통하여 내화 연소실(30) 내로 급기된다.

또한 상기한 제1 덕트(S1)에는 제3 및 제4 급기관(26,27)을 통하여 신선한 외기 및 상기한 제1 덕트(S1) 후방부의 예열류를 흡기하여 도입하며 상기한 제1 덕트(S1)의 전방 쪽으로도 급기한다.

또한 선택적으로는, 바텀 케스터블(32) 하부의 제2 덕트(S2)로 급기하는 제2 급기관(25) 외에, 그 반대측에 다른 급기관(미도시)을 더욱 설치할 수도 있음은 물론이다.

상기한 제1 급기관(14)에는 축류형 급기팬(50)이 설치되고, 제2 및 제3 급기관(25,26)에는 반경류형 급기팬(51,52)이 설치되며, 제4 급기관(27)에는 축류형 또는 반경류형 급기팬(53)을 설치할 수 있으나, 이는 본 발명에 있어 임의적이며 제한적인 것은 아니다.

한편, 본 발명에 있어서는, 상기한 본체(20)의 금속 외피(21)는 내화 연소실(30)을 수용하기 위한 전면 격벽(21a)과 배면 격벽(21b) 및 경사 환형벽(21c)으로 구성되며, 상기한 본체(20)의 후방 하부에는 상기한 제1 덕트(S1)와 연통되는 제3덕트(S3)가 형성되고, 상기한 제3 덕트(S3)는 하부 격벽(21e)에 의해 상기한 제2 덕트(S2)와 분리되며, 상기한 경사 환형벽(21c)에 인접한 하부의 배면 격벽(21b)에는 고열에 의해 과열되기 쉬운 열류 방출구(31c)를 형성하는 후방 경사부(31b)를 냉각시킬 수 있도록 다수의 유입공(21d)이 소정 거리 이격하여 반원상으로 형성될 수 있으며, 이러한 냉각 구성에 의하여 열류 방출구(31c)를 형성하는 후방 경사부(31b)의 손상을 방지하여 그 수명을 현저히 연장할 수가 있다.

본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)가 적용된 일 예시 시스템도인 도 9에 대하여 간략히 설명하면, 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너(1)의 열류 방출구는 열교환기인 보일러(60)에 결합되며, 열류는 1차로 사이클론(70)을 통과하며 이때 입경이 미연소 재는 피드백 라인(feedback line)(29)를 통하여 우드 펠릿 버너(1)로 순환되어 재연소에 의한 완전연소가 이루어지며, 사이클론(70)을 통과한 열류는 다시 멀티사이클론(71)을 통하여 미세한 재는 하방으로 수집되고 열류는 팬(80)에 의해 연돌(90)로 이송되어 대기 중으로 방산된다.

지금까지 본 발명에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명의 영역을 제한하고자 하는 것이 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

1: 본 발명에 따른 우드 펠릿 버너
10: 클램프 커버(clamp cover)
11: 금속 외피 11a: 내화 단열재
12: 커버 캐스터블(cover castable)
12a: 환형 돌출부 12b: 급기공
13: 연소기 13a: 연소공
14: 제1 급기관 14a: 공간부
15: 클로징 핸들 16: 힌지부
17: 투시창 17a: 투시공
20: 본체
21: 금속 외피 21a: 전면 격벽
21b: 배면 격벽 21c: 경사 환형벽
21d: 유입공 21e: 하부 격벽
22: 내화 단열재 23: 힌지 지지틀
23a: 밸브 고정구 24: 하부 프레임
24a: 바퀴 24b: 구동 모터
24c: 애쉬 트레이(ash tray) 24d: 개폐 핸들
25: 제2 급기관 26: 제3 급기관
27: 제4 급기관 28: 우드 펠릿 공급부
29: 피드백 라인
30: 내화 연소실
31: 환형 캐스터블(castable) 31a: 전방 개구
31b: 후방 경사부 31c: 열류 방출구
31d: 방사상 경사 급기공 32: 바텀 캐스터블
32a: 급기 슬롯
40: 레일 50,51,52,53: 급기팬
60: 보일러 70,71: 사이클론, 멀티사이클론
80: 팬 90: 연돌
S1, S2, S3: 제1, 제2, 제3 덕트(duct)

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 후방 경사부의 외측 단부에 형성되는 열류 방출구와 전방 개구를 가지며, 다수의 경사 급기공이 상호 일정 거리 이격하여 교호적(交互的)으로 형성되어 있는 환형 캐스터블(castable)과, 화격자(grate)로서의 바텀(bottom) 캐스터블을 가지는 내화 연소실과;
   전면 격벽과 배면 격벽 및 경사 환형벽을 가지는 금속 외피를 포함하며, 상기한 환형 캐스터블과 금속 외피 사이에 제1 덕트가 위치하고, 바텀 캐스터블과 금속 외피 사이에 제2 덕트가 위치하며, 하부 격벽에 의해 상기한 제2 덕트와는 분리되나 상기한 제1 덕트와는 연통되도록 환형 캐스터블의 후방 단부와 금속 외피 사이에 제3 덕트가 위치하도록 소정의 간격을 두고 상기한 내화 연소실을 수용하며, 상기한 경사 환형벽에 인접한 배면 격벽에 다수의 유입공이 소정 거리 이격하여 반원상으로 형성되어 있는 본체와;
   금속 외피와, 연소기가 장착되는 연소공과 다수의 급기공이 형성되고 상기한 금속 외피에 공간부를 두고 장착되는 커버 캐스터블을 가지며, 상기한 환형 캐스터블의 전방 개구를 개폐하는 클램프 커버로 구성되고:
   상기한 제1 덕트의 예열류가 제1 급기관을 통하여 클램프 커버의 공간부로 도입된 후 커버 캐스터블에 형성된 다수의 급기공을 통하여 내화 연소실 내로 도입되며;
   외기가 제2 급기관을 통하여 제2 덕트로 도입된 후 바텀 케스터블의 급기 슬롯을 통하여 내화 연소실 내로 도입되고;
   외기가 제3 급기관을 통하여 제1 덕트로 유입된 후 제1 급기관으로 공급됨과 동시에, 제4 급기관에 의해 상기한 제3 덕트의 다수의 유입공을 통하여 유입된 외기가 상기한 제3 덕트와 연통된 제1 덕트 후방부에 예열류로서 공급되는
   우드 펠릿 버너.
7. 제6항에 있어서, 상기한 내화 연소실의 상기한 소정의 경사각이 7~15°이며, 상기한 경사 급기공이 직경 5~14mm이고, 상기한 경사 급기공 상호 간의 간격은 40~100mm인 우드 펠릿 버너.
8. 제6항에 있어서, 상기한 내화 연소실의 상기한 바텀 캐스터블에 다수의 급기 슬롯이 형성되고, 상기한 바텀 캐스터블의 선단부 및 후단부에는 급기 슬롯 사이의 간격이 넓고 중앙부에는 급기 슬롯 사이의 간격이 좁게 형성되어 있는 우드 펠릿 버너.
9. 제6항에 있어서, 상기한 본체의 금속 외피 내표면에 내화 단열재가 붙어 있는 우드 펠릿 버너.
10. 제6항에 있어서, 상기한 클램프 커버에 힌지부와 복수의 클로징 핸들이 설치되고, 상기한 본체에 힌지 지지틀과 복수의 밸브 고정구가 설치되어 있는 우드 펠릿 버너.
11. 제6항에 있어서, 상기한 클램프 커버, 또는 본체와 내화연소실에 투시창이 설치된 투시공이 형성되어 있는 우드 펠릿 버너.
12. 제6항에 있어서, 본체와 내화연소실에 우드 펠릿 공급부가 설치되는 우드 펠릿 버너.
13. 제6항에 있어서, 상기한 제1 급기관에는 축류형 팬이 설치되고, 제2 및 제3 급기관에는 반경류형 팬이 설치되며, 제4 급기관에는 축류형 또는 반경류형 팬이 설치되어 있는 우드 펠릿 버너.
14. 제6항에 있어서, 상기한 클램프 커버 하방의 본체에는 애시 트레이(ash tray)가 설치되어 있는 우드 펠릿 버너.
15. 제6항에 있어서, 상기한 본체의 하부에 바퀴가 달린 하부 프레임이 설치되며 상기한 본체가 레일 상에 이동 가능하게 설치되어 있는 우드 펠릿 버너.

Images