KR101947115B1 - 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로에 관한 것으로서, 펠릿 연료가 연소되는 공간을 구비한 연소실; 상기 연소실 내로 상기 펠릿 연료를 공급하는 연료 공급부; 상기 연소실의 일단부에서 상기 연료 공급부에 연결되며 상기 연소실의 타단부에 설치되는 재 배출부까지 상기 펠릿 연료를 이송하는 연료 이송부; 및 상기 연소실 내에서 발생되는 연소 가스를 처리하는 가스 처리부를 포함하며, 상기 가스처리부는, 난방수가 순환되는 난방 배관과 연결되고 내부에 난방수를 수용하며 상기 연소실에 인접하여 배치되는 난방수조; 상기 연소실과 연통되어 연소 가스가 순환되는 배관 상에 설치되며 상기 연소 가스를 상기 배관으로 강제 순환시키는 송풍팬; 일측에는 상기 연소 가스가 유입되는 흡기관이 연결되고 타측에는 상기 연소 가스가 배출되는 배기관이 연결되며, 상기 흡기관으로 유입된 연소 가스로부터 오염물을 포집하여 상기 배기관으로 배출하는 적어도 하나의 사이클론부; 및 상기 흡기관 또는 상기 배기관에 연결되며 상기 난방수조와 연통되는 복수의 관통공을 구비한 혼합관을 포함한다.
본 발명에 따르면, 연소실에 인접하여 난방수조를 배치하여 난로와 보일러의 역할을 겸하여 사용할 수 있으며, 연소 가스로부터 오염물을 포집하는 사이클론부와 난방수조와 연통되는 혼합관을 이용하여 연소 가스로부터 오염물을 포집하면서 연소 가스를 재순환시킴으로써, 무연통 구조에서 실내 공기 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

가스 재순환을 이용한 펠릿 난로{PELLET STOVE USING GAS RECIRCULATION}

본 발명은 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난로와 보일러의 역할을 겸하면서 사이클론부 및 난방수를 이용하여 연소 가스에 포함된 오염물을 포집하여 재순환함으로써 연통 없이 유해 가스의 배출을 방지할 수 있는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로에 관한 것이다.

일반적으로, 펠릿(pellet)은 목재의 부산물을 연료화 한 것으로서, 등유와 같은 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 에너지원이며, 연료의 가격 역시 화석 연료에 비해 상당히 저렴하다. 펠릿은 주로 난로나 보일러 등과 같은 난방 기구에 사용되고 있다.

특히, 최근 들어 전기세의 인상과 누진세의 적용 등으로 전기 히터나 전기보일러를 사용하는 경우 상당한 전기료가 발생되는데 반해, 펠릿 난로는 연료비가 적게 들뿐만 아니라 연료비를 예측할 수 있어 누진세 적용에 따른 불안 요소도 해소할 수 있다.

대한민국 특허등록 제10-1305400호는 펠릿 난로를 제안하고 있으며, 동 선행문헌에 따르면 펠릿 연료를 이송하는 이송관체의 기단부에 급기공이 형성되어 급기공을 통해 이송관체의 기단부로 공기를 공급하며, 이를 통해 이송관체 내부에 펠릿 가루가 쌓여 역화하는 현상을 방지하고 있다.

그런데, 동 선행문헌을 참조하면 연소실에서 펠릿을 태우면서 발생하는 연소 가스를 연통을 통해 배출하고 있다. 이로 인해, 벽면에 구멍을 뚫고 연통을 실외로 연장하는 등의 복잡한 공사를 필요로 한다. 또한, 연통을 설치하여도 연통의 이음새 등에서 연소 가스가 유출되어 실내 공기가 오염될 수 있으며, 고온의 연소 가스가 연소 후 즉시 배출되므로 연소열을 난방에 충분히 활용하지 못하고 소모시키는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제10-1305400호

본 발명은 보일러의 역할을 겸하는 펠릿 난로를 제공하되, 연소실에서 발생된 연소 가스를 포집하여 재순환시킴으로써 열효율이 높고 연통 없이 연소 가스에 의한 대기 오염을 방지할 수 있는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 사이클론부를 구성하고, 사이클론부 사이에 난방수조와 유통되는 혼합관을 구비하여 연소 가스에 포함된 오염물의 포집 효과를 높일 수 있도록 함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배기관에서 측정되는 먼지 농도에 따라 혼합관의 차광 범위를 조절함으로써, 오염물 포집 성능과 연소 가스의 순환 사이에서 발생되는 트레이드 오프(trade off) 현상을 방지할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연소실 외벽에 외기를 유도하는 유도관을 설치하여 난로 주변에서 가열된 공기를 실내에 원활하게 분산시킬 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연소실 상부에 가습 시설을 구비하여 난로 주변이 건조해지는 현상을 방지할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연료 이송부에 순차적으로 다른 각도로 경사지게 배치되는 혼합링을 설치하고, 혼합링 외주연에 돌출부를 형성함으로써, 연료의 이송 및 교반 성능을 향상시키도록 함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 펠릿 연료가 연소되는 공간을 구비한 연소실; 상기 연소실 내로 상기 펠릿 연료를 공급하는 연료 공급부; 상기 연소실의 일단부에서 상기 연료 공급부에 연결되며 상기 연소실의 타단부에 설치되는 재 배출부까지 상기 펠릿 연료를 이송하는 연료 이송부; 및 상기 연소실 내에서 발생되는 연소 가스를 처리하는 가스 처리부를 포함하며, 상기 가스처리부는, 난방수가 순환되는 난방 배관과 연결되고 내부에 난방수를 수용하며 상기 연소실에 인접하여 배치되는 난방수조; 상기 연소실과 연통되어 연소 가스가 순환되는 배관 상에 설치되며 상기 연소 가스를 상기 배관으로 강제 순환시키는 송풍팬; 일측에는 상기 연소 가스가 유입되는 흡기관이 연결되고 타측에는 상기 연소 가스가 배출되는 배기관이 연결되며, 상기 흡기관으로 유입된 연소 가스로부터 오염물을 포집하여 상기 배기관으로 배출하는 적어도 하나의 사이클론부; 및 상기 흡기관 또는 상기 배기관에 연결되며 상기 난방수조와 연통되는 복수의 관통공을 구비한 혼합관을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 상기 사이클론부는 적어도 둘 이상이 직렬로 연결되도록 구비되며, 상기 혼합관은 어느 하나의 사이클론부의 배기관과 다른 하나의 사이클론부의 흡기관 사이에 배치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 상기 혼합관에 슬라이드 가능하게 결합되어 상기 관통공을 부분적으로 또는 완전히 차폐하는 혼합관 차광막; 상기 혼합관 차광막을 구동시키는 구동모터; 상기 혼합관이 설치된 개소 후단의 상기 배기관에 설치되어 상기 연소 가스 내 먼지 농도를 검출하는 더스트 센서; 및 상기 더스트 센서에서 검출된 먼지 농도에 따라 상기 구동모터를 동작시키는 혼합관 차광막 구동모터 드라이버의 출력을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 상기 연소실의 외벽에는 하부로 유입된 외기를 상부로 배기하며 아치 형상을 갖는 유도관이 복수개 설치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 상기 연소실의 상부에는 복수의 가습공이 관통 형성되며 상기 연소실과 구획된 공간 내부에 물을 수용하는 가습부가 설치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는, 상기 연료 이송부는, 상기 연료 공급부로부터 상기 재 배출부를 향하여 배치되는 회전축; 및 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 고정 결합되며, 상기 회전축에 대하여 순차적으로 서로 다른 각도로 경사지게 배치되는 복수의 혼합링을 포함하며, 상기 혼합링 각각은 양단부가 서로 편심되도록 일측이 절단되는 형태를 가지며 외주연을 따라 복수의 돌출부가 돌출 형성된다.

본 발명의 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로에 따르면, 본 발명에 따르면, 연소실에 인접하여 난방수조를 배치하여 난로와 보일러의 역할을 겸하여 사용할 수 있으며, 연소 가스로부터 오염물을 포집하는 사이클론부와 난방수조와 연통되는 혼합관을 이용하여 연소 가스로부터 오염물을 포집하면서 연소 가스를 재순환시킴으로써, 무연통 구조에서 실내 공기 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 사이클론부를 직렬로 연결되도록 구성하고, 사이클론부 사이에 난방수조와 유통되는 혼합관을 설치함으로써 사이클론부, 혼합관, 및 사이클론부로 이어지는 연소 가스의 순환 경로를 형성함으로써, 오염물의 포집 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 혼합관에 슬라이드 결합되는 혼합관 차광막을 설치하고, 배기관에서 측정되는 먼지 농도에 따라 혼합관의 차광 범위를 조절하도록 제어함으로써, 오염물 포집 성능을 유지하면서 연소 가스를 원활하게 순환시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 연소실 외벽에 설치된 유도관을 이용하여 난로 주변의 공기를 가열시켜 상부로 유도시킴으로서, 가열된 공기를 대류시켜 실내에 분산시키는 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 연소실 상부에 복수의 가습공이 형성된 가습부를 설치함으로서, 연소열에 의해 증발된 수증기를 이용하여 실내를 가습하여 난로 주변이 건조해지는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 연료 이송부에 순차적으로 다른 각도로 경사지게 배치되는 혼합링을 설치하고, 혼합링 외주연에 돌출부를 형성함으로써, 연료의 이송 및 교반 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 외관 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 측면 투영도,
도 3은 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 평면 투영도,
도 4는 본 발명에서 가스 처리부를 예시한 평면 투영도,
도 5는 본 발명에서 가스 처리부의 혼합관 배치를 예시한 정면 투영도,
도 6은 본 발명에서 혼합관 차광막의 제어 구조를 예시한 블록도,
도 7은 본 발명에서 연료 이송부의 구조를 예시한 사시도,
도 8a는 본 발명에서 연료 이송부의 혼합링을 예시한 정면도,
도 8b는 본 발명에서 연료 이송부의 혼합링을 예시한 측면도,
도 9는 본 발명에서 연료 이송부의 회전축과 혼합링의 결합 구조를 예시한 도면, 및
도 10은 본 발명에서 혼합링 외주연에 돌출부가 형성된 구조를 예시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.

실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는 펠릿을 보일러의 기능을 겸하는 난로로서, 난방수를 저장하는 난방수조에 연소 가스의 배관 일부를 유통시켜 연소 가스 내에 포함된 오염물을 포집하고 연통 없이 유해 가스의 배출을 방지하는 구조를 갖는다. 유해 가스로부터 오염물을 포집하는 것은 복수의 사이클론부와 혼합관의 복합적인 작용에 의해 달성될 수 있으며, 난방수조와 혼합관의 유통 범위를 제어하여 오염물 포집 성능과 연소 가스의 순환 사이에서 발생되는 트레이드 오프(trade off) 현상을 방지할 수 있다. 이하에서는 이러한 특징적 구성에 대하여 구체적으로 설명하며, 일반적인 펠릿 난로와 동일하거나 유사한 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략할 수 있다. 또한, 본 발명에서 연료 이송부에 혼합링이 설치되는 구성에 대하여 구체적인 설명이 생략되어도 본원인의 등록특허 제10-1557095를 참조하여 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 측면 투영도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로의 평면 투영도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는 연소실(100), 가스 처리부(200), 연료 이송부(300), 및 연료 공급부(400)를 포함한다.

연소실(100)은 펠릿 연료가 연소되는 공간으로, 도 1에서와 같이 연소실(100)의 일측에는 연소실(100) 내부를 관찰하기 위한 확인창(110)이 설치된다. 연소실(100)의 후방으로는 펠릿 연료를 공급하는 연료 공급부(400)가 배치되며, 도 2에서와 같이 연소실(100)의 내부에는 연료 공급부(400)로부터 공급되는 연료를 연소실(100) 내에서 재 배출부(120)까지 이동시키는 연료 이송부(300)가 배치된다. 그리고 연료 공급부(400)와 연소실(100) 사이에는 연소 가스를 처리하는 가스 처리부(200)가 배치된다.

도 2를 참조하면, 연료 공급부(400)는 연료 저장고(410)와, 연료 공급관(420)과, 스크류(430)를 포함한다. 연료 저장고(410)는 펠릿 연료를 저장하는 공간을 가지며, 상광 하협의 호퍼 형태로 구성된다. 연료 저장고(410)의 하부에는 펠릿 연료를 연료 공급관(420)으로 이동시키는 스크류(430)가 배치되며, 스크류(430)에 배출되는 펠릿 연료가 연료 공급관(420)을 타고 낙하하여 연료 이송부(300)로 안내된다.

연료 이송부(300)는 연소실(100)의 하부를 횡단하도록 배치된다. 연료 이송부(300)를 따라 펠릿 연료가 이송되면서, 도시 안된 점화 장치에 의해 펠릿 연료가 점화되고 연소가 진행된다. 연소가 완료된 재는 연료 이송부(300)의 단부에 위치한 재 배출부(120)에 모이게 된다. 연료 이송부(300)는 회전축(310)과, 이 회전축(310)에 결합되는 복수의 혼합링(320)을 포함한다. 연료 이송부(300)의 구조 및 펠릿 연료를 완전히 연소시키기 위한 혼합링(320)의 구성은 도 7 이하를 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.

도 1을 참조하면, 연소실(100) 외측에는 복수의 유도관(500)이 수직으로 배치된다. 유도관(500)은 연소실(100)의 양측부를 따라 일렬로 배치되며, 도 1에서와 같이 각각의 유도관(500)은 연소실(100) 외측을 감싸도록 아치 형상을 가진다. 이때 서로 이웃하는 유도관(500)의 사이는 연소실(100)의 외벽(140)에 의해 밀폐되며, 외벽(140)과 연소실(100) 사이의 내부 공간에는 물이 채워질 수 있다. 외벽(140)과 연소실(100) 사이에 채워지는 물은 난로의 표면 온도를 낮춰 인체의 접근 시에 화상을 방지하도록 할 수 있다. 유도관(500)은 하부의 차가운 공기를 가열하여 상부로 이동시킴으로써, 더운 공기를 실내의 상부 공간으로 유통시켜 대류 현상을 유도할 수 있다.

도 1을 참조하면, 연소실(100)의 상부에는 가열부(600)가 설치된다. 가열부(600)는 연소실(100)로부터 전달된 열에 의해 상부에 올려진 주전자 등의 용기를 가열하는 용도로 사용될 수 있다.

가열부(600)의 양 옆으로는 연소실(100)과 구획된 공간을 갖는 한 쌍의 가습부(610)가 설치된다. 가습부(610) 내부에는 가습용 물이 채워지며, 가습부(610)의 상부에는 복수의 가습공(611)이 관통 형성된다. 따라서 연소실(100)에서 전달된 열에 의해 가습부(610) 내부의 물이 가열되고, 가습공(611)을 통해 수증기가 배출되면서 난로 주변의 습도를 조절할 수 있다.

도 2를 참조하면, 연소실(100) 내에는 연소 가스의 유동 경로를 연장시키는 복수의 유도판(130)이 설치된다. 하나의 유도판(130)은 연소실(100) 내의 일측 내벽으로부터 수평 연장되며, 다른 유도판(130)은 연소실(100) 내의 타측 내벽으로부터 수평 연장된다. 도 2에서는 2개의 유도판(130)을 예시하였으나, 유도판(130)의 개수는 더 많이 설치될 수도 있다. 유도판(130)들은 서로 다른 높이로 설치되어 연소 가스의 유동 경로가 굴곡지도록 함으로써 유동 경로를 연장시킨다.

도 2 및 3을 참조하면, 가스 처리부(200)는 난방수조(250)와, 송풍팬(700)과, 사이클론부(210, 220)를 포함한다. 난방수조(250)는 도시하지 않았지만 난방수를 순환시키는 난방 배관에 연결되며, 내부에 난방수를 수용한다. 난방수조(250)는 연소실(100)에 인접하여 배치되어 연소실(100)에서 발생된 열에 의해 난방수를 가열한다. 난방수의 유입 및 유출은 밸브(251)의 개폐에 의해 제어될 수 있다.

송풍팬(700)은 연소실(100)과 연통되어 연소 가스가 순환되는 배관 상에 설치되며, 연소실(100) 상부에서 연소 가스를 배관 측으로 강제 순환시킨다. 사이클론부(210, 220) 및 후술하는 혼합관(240)을 따라 순환되는 연소 가스는 삽입관(260)을 통해 연소실(100)로 재순환 된다.

사이클론부(210, 220)는 연소 가스로부터 오염물을 포집하여 하부에 위치한 포집부(231)로 낙하시키는 수단으로, 난방수조(250) 내에 배치되며 사이클론부(210, 220)의 내부 공간은 난방수조(250)와는 구획된다. 본 실시예에서 사이클론부(210, 220)는 제1 사이클론부(210)와 제2 사이클론부(220)가 직렬로 연결되는 구성을 갖는다.

도 4는 본 발명에서 가스 처리부를 예시한 평면 투영도이고, 도 5는 본 발명에서 가스 처리부의 혼합관 배치를 예시한 정면 투영도이고, 도 6은 본 발명에서 혼합관 차광막의 제어 구조를 예시한 블록도이다.

사이클론부(210, 220)는 원통체의 하부가 콘(Corn) 형상을 가지는 몸체(230)를 포함하고, 몸체(230)의 하단에는 포집부(231)가 설치된다. 제1 사이클론부(210)와 제2 사이클론부(220)는 공히 몸체(230)의 상부 일측에 흡기관(232)이 수평으로 연결되고, 배기관(233)이 몸체(230)의 상부로부터 관통되어 삽입된다.

이때, 흡기관(232)은 몸체(230)의 중심축으로부터 편향되어 연결되고, 이에 따라 흡기관(232)을 통하여 몸체(230)로 유입되는 가스는 몸체(230)의 내벽을 따라 하부를 향하여 나선형으로 유동하게 된다. 포집부(321)에서 오염물이 포집되며 가벼워진 연소 가스는 배기관(233)을 향해 상승되어 배출된다.

사이클론부(210, 220)는 하나로 구성될 수도 있겠으나, 본 실시예에서는 가스 처리 성능 향상을 위하여 제1 사이클론부(210)와 제2 사이클론부(220)가 직렬로 연결되는 구조를 갖는다. 물론, 본 발명의 기술사상에 따르면 사이클론부(210, 220)의 개수는 도시된 실시예와 달리 증감될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 사이클론부(210)의 배기관(233)은 제2 사이클론부(220)의 흡기관(232)과 연결된다. 이때, 제1 사이클론부(210)의 배기관(233)과 제2 사이클론부(220)의 흡기관(232) 사이에 혼합관(240)이 설치된다. 한편, 연소 가스가 지나가는 배관에는 도시한 바와 같이 복수의 U자관(U-tube)이 포함될 수 있으며, U자관에 의해 협소한 공간 내에서도 연소 가스의 긴 유통 경로를 확보할 수 있다.

혼합관(240)에는 난방수조(250)와 연통되는 복수의 관통공(241)이 형성된다. 따라서 혼합관(240)을 지나는 연소 가스가 관통공(241)을 통해 난방수조(250)와 유통되면서 오염물이 난방수에 침전될 수 있다.

예를 들어, 송풍팬(700)에 의해 가스 처리부(200)로 유입된 연소 가스는 제1 사이클론부(210)에서 1차로 사이클론 처리되며, 제1 사이클론부(210)의 포집부(231)로 직경이 큰 오염물들이 포집된다. 연소 가스가 제1 사이클론부(210)의 배기관(233)을 지나 혼합관(240)을 지나면서 난방수와 유통되면서, 가스 내 포함된 오염물 및 유해 성분이 난방수에 침전된다. 연소 가스가 혼합관(240)을 지나 제2 사이클론부(220)에 이르러 2차로 사이클론 처리되면서, 대부분의 오염물이 제거될 수 있다. 정화된 연소 가스는 삽입관(260)을 통해 다시 연소실(100) 내로 흡기되면서 재순환 된다.

즉, 연소 가스가 제1 사이클론부(210), 혼합관(240), 및 제2 사이클론부(220)를 순차적으로 지나면서 오염물의 포집 효과를 더욱 높일 수 있다.

한편, 연소 가스의 순환 경로 상에서 혼합관(240)의 존재는 오염물 포집 성능을 높이지만, 반대로 연소 가스의 순환에 장애로 작용할 수 있다. 예를 들어, 오염물 포집 성능이 증가할수록 연소 가스의 순환 속도는 느려질 것이다. 본 발명은 이와 같은 오염물 포집 성능과 연소 가스의 순환 사이의 트레이드 오프(trade off) 현상을 방지할 수 있는 제어 환경을 제공한다.

도 6을 참조하면, 혼합관(240)에는 슬라이드 가능하게 결합되어 관통공(241)을 부분적으로, 또는, 완전히 차폐하는 혼합관 차광막(880)이 설치된다. 혼합관 차광막(880)은 구동모터(870)에 의해 슬라이드 이동된다. 예를 들어, 구동모터(870)는 소정 각도로 회전되어 혼합관 차광막(880)을 단계적으로 이동시키는 스텝 모터이다.

혼합관(240)이 설치된 개소 후단의 배기관(233)에는 연소 가스 내 먼지 농도를 검출하는 더스트 센서(850)가 설치된다. 본 실시예에서 더스트 센서(850)는 제2 사이클론부(220)의 배기관(233) 측에 설치될 수 있다.

예를 들어, 더스트 센서(850)는 배기관(233)을 지나는 공기의 투명도를 측정하는 센서로서, 발광부와 수광부로 구성될 수 있다. 더스트 센서(850)는 수광부에서 측정된 광량에 따라 전기적 신호를 달리 출력할 수 있다.

도 6을 참조하면, 제어부(800)는 더스트 센서(850)에서 검출된 먼지 농도, 즉, 더스트 센서(850)에서 출력되는 신호에 따라 구동모터(870)를 동작시키는 혼합관 차광막 구동모터 드라이버(860)의 출력을 제어한다. 예를 들어, 제어부(800)는 마이크로프로세서 유닛을 포함하며, 더스트 센서(850)의 출력을 디지털 값으로 변환하고 미리 정해진 설정치와 비교한다. 그리고 비교 결과에 따라 복수의 출력 핀 중 하나로 출력 신호를 발생시킨다. 혼합관 차광막 구동모터 드라이버(860)는 마이크로프로세서 유닛의 출력 핀에서 신호가 발생되면, 스위칭 동작을 수행하여 구동모터(870)에 전원을 투입하는 것으로 혼합관 차광막(880)에 의한 관통공(241) 차폐 비율을 결정할 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로는 전체 시스템의 제어를 위한 설정값, 기기의 On/Off 등을 조작하기 위한 키패드(810)와, 난방수의 온도, 연소 가스의 미세 먼지 농도, 기타 전기기기의 상태 등을 표시하는 디스플레이(820)를 더 포함할 수 있다.

또한, 난방수조(250)에는 수위를 검출하는 레벨 센서(830)가 설치될 수 있다. 제어부(800)는 레벨 센서(830)의 검출 값에 따라 물보충 솔레노이드 밸브(840)를 동작시켜 난방수를 보충하거나 난방수를 배출시켜 난방수조(250) 내 수위를 적절하게 유지하도록 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명에서 연료 이송부의 구조를 예시한 사시도이고, 도 8a는 본 발명에서 연료 이송부의 혼합링을 예시한 정면도이고, 도 8b는 본 발명에서 연료 이송부의 혼합링을 예시한 측면도이고, 도 9는 본 발명에서 연료 이송부의 회전축과 혼합링의 결합 구조를 예시한 도면이고, 도 10은 본 발명에서 혼합링 외주연에 돌출부가 형성된 구조를 예시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 연료 이송부(300)는 회전축(310)과, 회전축(310)을 감싸도록 회전축(310)에 고정 결합되는 복수의 혼합링(320)을 포함한다. 혼합링(320)은 회전축(310)에 대하여 경사지게 배치되며, 회전축(310)의 일단에서 타단으로 갈수록 순차적으로 서로 다른 경사각을 갖도록 배치된다. 일예로서, 혼합링(320)은 회전축(310)의 길이 방향 중심축으로부터, 원주 방향으로 90ㅀ씩 순차적으로 틀어지도록 회전축(310)에 결합된다. 물론 혼합링(320)의 경사각은 다른 각도로 순차적으로 틀어지도록 결합될 수도 있다.

도 8a 및 8b를 참조하면, 혼합링(320)은 내부에 공간을 가지는 링 형상이되, 그 양 단부가 서로 마주하지 않고 어긋나도록 형성된다. 즉, 혼합링(320)은 도시된 바와 같이 일측이 편심되어 절단되는 절개부(321)가 형성되는 링 형상을 가진다.

도 10을 참조하면, 혼합링(320)의 외주연을 따라 복수의 돌출부(330)가 소정 높이로 돌출 형성될 수 있다. 이러한 돌출부(330)는 연소실(100)의 바닥에 적체된 불완전 연소된 펠릿 연료들을 긁어 재 배출부(120) 방향으로 전진시킴으로써, 연료의 효율적인 연소를 촉진할 수 있다.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 연소실 110: 확인창
120: 재 배출부 130: 유도판
140: 외벽 200: 가스 처리부
210: 제1 사이클론부 220: 제2 사이클론부
230: 몸체 231: 포집부
232: 흡기관 233: 배기관
240: 혼합관 241: 관통공
250: 난방수조 251: 밸브
260: 삽입관 300: 연료 이송부
310: 회전축 320: 혼합링
321: 절개부 330: 돌출부
400: 연료 공급부 410: 연료 저장고
420: 연료 공급관 430: 스크류
500: 유도관 600: 가열부
610: 가습부 611: 가습공
700: 송풍팬 800: 제어부
810: 키패드 820: 디스플레이
830: 레벨 센서 840: 물보충 솔레노이드 밸브
850: 더스트 센서 860: 혼합관 차광막 구동모터 드라이버
870: 구동모터 880: 혼합관 차광막

Claims (6)

1. 펠릿 연료가 연소되는 공간을 구비한 연소실;
   상기 연소실 내로 상기 펠릿 연료를 공급하는 연료 공급부;
   상기 연소실의 일단부에서 상기 연료 공급부에 연결되며 상기 연소실의 타단부에 설치되는 재 배출부까지 상기 펠릿 연료를 이송하는 연료 이송부; 및
   상기 연소실 내에서 발생되는 연소 가스를 처리하는 가스 처리부
   를 포함하며,
   상기 가스처리부는,
   난방수가 순환되는 난방 배관과 연결되고 내부에 난방수를 수용하며 상기 연소실에 인접하여 배치되는 난방수조;
   상기 연소실과 연통되어 연소 가스가 순환되는 배관 상에 설치되며 상기 연소 가스를 상기 배관으로 강제 순환시키는 송풍팬;
   일측에는 상기 연소 가스가 유입되는 흡기관이 연결되고 타측에는 상기 연소 가스가 배출되는 배기관이 연결되며, 상기 흡기관으로 유입된 연소 가스로부터 오염물을 포집하여 상기 배기관으로 배출하는 적어도 하나의 사이클론부;
   상기 흡기관 또는 상기 배기관에 연결되며 상기 난방수조와 연통되는 복수의 관통공을 구비한 혼합관;
   상기 혼합관에 슬라이드 가능하게 결합되어 상기 관통공을 부분적으로 또는 완전히 차폐하는 혼합관 차광막;
   상기 혼합관 차광막을 구동시키는 구동모터;
   상기 혼합관이 설치된 개소 후단의 상기 배기관에 설치되어 상기 연소 가스 내 먼지 농도를 검출하는 더스트 센서; 및
   상기 더스트 센서에서 검출된 먼지 농도에 따라 상기 구동모터를 동작시키는 혼합관 차광막 구동모터 드라이버의 출력을 제어하는 제어부
   를 포함하는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 사이클론부는 적어도 둘 이상이 직렬로 연결되도록 구비되며,
   상기 혼합관은 어느 하나의 사이클론부의 배기관과 다른 하나의 사이클론부의 흡기관 사이에 배치되는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연소실의 외벽에는 하부로 유입된 외기를 상부로 배기하며 아치 형상을 갖는 유도관이 복수개 설치되는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로.
   
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 연소실의 상부에는 복수의 가습공이 관통 형성되며 상기 연소실과 구획된 공간 내부에 물을 수용하는 가습부가 설치되는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 연료 이송부는,
   상기 연료 공급부로부터 상기 재 배출부를 향하여 배치되는 회전축; 및
   상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 고정 결합되며, 상기 회전축에 대하여 순차적으로 서로 다른 각도로 경사지게 배치되는 복수의 혼합링
   을 포함하며,
   상기 혼합링 각각은 양단부가 서로 편심되도록 일측이 절단되는 형태를 가지며 외주연을 따라 복수의 돌출부가 돌출 형성되는 가스 재순환을 이용한 펠릿 난로.

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