KR20070065563A - 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 스팀 및 온수보일러 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 버려지는 폐목재(건축용 폐목재, 폐가구, 나무 뿌리, 가로수 전지목 및 수피 포함)를 목편(Wood Chip) 및 톱밥(Sawdust)(이하, 목편 및 톱밥 모두를 합하여 "연료"라한다)화하여 값싼 연소용 원료로 사용할 수 있게 하고, 또한 원료를 연료로 사용시에도 저장고(Silo)내에 원료가 저장되어 있는 동안은 일일히 사람 손에 의하지 않더라도 원료를 연소실로 자동으로 공급되게 하면서 연소 시킬수 있게 한 목편 및 톱밥을 사용하는 보일러 장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 원료를 저장하는 저장고(貯藏庫,Silo), 저장고에 저장되는 원료를 연소실로 이송하기 위한 원료 이송수단, 원료 이송수단에 의하여 정량씩 이송되는 원료를 연소 시키는 연소실, 연소실에서 발생되는 고열의 연기를 배출하기 위한 연도를 형성하는 가열관과 가열관에서 발생되는 열과 열교환을 위하여 가열관의 주위에 형성한 물 저장실을 구비한 물 저장 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

폐목, 목편, 톱밥, 보일러

Description

목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치{Boiler Appatrus using Wood Chip or Sawdust}

도 1은 본 발명에 따른 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치의 개략도이고,

도 2는 도1의 II선 방향에 따른 확대 절 단면도이고,

도 3은 도 1에 적용된 원료 자동 공급장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 보일러장치 110: 원료(목편이나 톱밥)저장고(Silo)

120 : 원료 이송수단 140: 연소실

160: 물 탱크 162a~162c : 연도(煙道)

164a~164c : 배출관 200 : 제어부

본 발명은 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치에 관한 것으로, 특히 버려지는 폐목재(건축용 폐목재, 폐가구, 나무 뿌리, 가로수 전지목 및 수피(樹皮)등)로부터 보일러용 연료[목편(Wood Chip) 및 톱밥(Sawdust)]를 얻게하는 경제 성을 갖게하고, 또한 연료가 저장고에 저장되어 있는 동안에는 일일히 사람의 손을 이용하지 않고서도 자동으로 원료를 연소실로 공급하면서 연소 시킬수 있는 편리성을 갖게 한 보일러 장치에 관한 것이다.

일반적으로 영업장(예컨대, 목욕탕(사우나),찜질방,여관 등의 업소)등에서는 보일러용 원료로서 편리성 때문에 기름이나 가스를 많이 사용하고 있음은 주지된 사실이다.

그러나 기존과 같은 국제 기름 값 및 가스 등의 폭등으로 인한 고유가 시대에는 위와 같은 원료를 땔감으로 사용하고 있는 대형 혹은 소형 영업장에서는 경제적으로 많은 어려움을 겪고 있음이 현 실정이다.

이 때문에 각 업장에서는 연료비를 줄이기 위한 목적으로 기름 대체용으로 연탄이나 장작과 같은 나무 등을 이용하기도 하지만, 연탄이나 나무를 연료로 사용하는 경우에는 사람들이 일일히 지켜서서 원료를 보일러 실에 공급하지 않으면 안되는 번거로움과 불편이 있고, 특히 도심에서는 장작을 연료로 사용한다는 일은 현실적으로 불 가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위하여, 가로수 전지목 등을 포함하여 일반적으로 버려지고 있는 폐목 등을 목편 및 톱밥화하여 연료로서 사용할 수 있게 함으로써 연료비를 획기적으로 줄일수 있게 한 경제성을 갖게 하였고, 또한 이렇게 만든 원료가 저장고에 저장되어 있는 동안에는 자동으로 원료를 공급하면서 연소할 수 있게 함으로써 원료 사용에 따른 편리성을 갖 게 한 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치를 제공하는 데 있다.

다른 목적은 어느 곳이든지 기름을 원료로 사용하는 것과 같이, 항시 안가(安價)로 공급할 수 있게 하여 사용함에 경제성과 편리성을 모두 만족할 수 있게 한 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치를 제공하는 데 있다.

또 다른 목적은 나무를 연료로 함으로 인해 대기환경의 오염을 줄이게 하는 환경 친화성을 갖게 하고, 남은 재는 퇴비로 활용할 수 있게 하여 자원의 재 활용도를 높인 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치는 청구항1기재의 어느 일측에 설치되며 개구되게 형성된 입구를 통하여 원료를 내부 저장실에 저장하며, 그 저장실에 저장되는 원료들은 저장실의 하부에 개구되게 형성된 배출구를 통하여 배출할 수 있게 한 원료 저장고(Silo); 상기 원료 저장고의 하부에서 상기 배출구와 연락되게한 통로에 설치되며, 구동 속도에 따라 상기 배출구로 낙하되는 원료들의 이송량을 조절하면서 연소실의 내부로 이송하기 위한 원료 이송 수단; 상기 원료 이송 수단과 연락되게 설치되어 상기 원료 이송 수단으로부터 이송되는 원료들을 연소하며, 내 부에는 원료의 원활한 연소를 위한 로스터(roaster)가 배치된 연소실; 상기 연소실과 연락되게 그 연소실의 상부에 배치되며, 상기 연소실에서 발생되는 연기를 배출할 수 있게 외부로 개구시킨 다수개의 연도들을 형성하며 배치된 다수개의 가열관들과, 상기 가열관들의 모든 주위로 물을 채울수 있게 형성되며 가열관들의 주위로 채워지는 물은 가열관을 경유하는 고열의 연기로 인해 발생되는 열에의해 가열될 수 있게 한 물 저장실과, 상기 물 저장실의 상하부에 각각 설치된 물 공급구 및 온수 배수구를 구비하여 된 물 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 청구항 2 기재의 상기 장치에는 상기 물탱크에서 물 가열 온도의 감지에 따라서 상기 이송 스크류의 동작 속도를 조절하는 제어부를 설치함이 바람직하고, 상기 제어부는 상기 물탱크 내벽에 설치되어 물의 온도를 감지하는 센서와 상기 온도감지센서로부터 입력되는 물 감지 온도신호의 높고 낮음에 따라서 상기 이송 스크류의 구동용 모터의 작동 속도를 조절하는 콘트롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 청구항 3기재의 상기 원료 저장고의 어느 내벽면에는 상기 원료들이 상기 이송 스크류를 향하여 집중적으로 이동됨이 없도록 완화하기 위한 하중 분산용 경사판이 더 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 청구항 4기재의 상기 연소실의 저부에는 상기 연소실에서 낙하되는 재(灰)를 수집하기 위한 재 수집실이 설치됨을 특징으로 한다.

또 본 발명은 청구항 5기재의, 상기 연소실의 일측에는 원료들의 연소를 촉진하기 위한 공기 공급용 휀을 설치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 청구항6기재의 상기 가열관은 적어도 2단 이상으로 중첩되게 배열됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치의 보다 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치의 개략도이고, 도 2는 도1의 II선 방향에 따른 확대 절 단면도이다.

도면 표시된 바와 같이, 본 발명의 보일러 장치(100)의 구성을 대별(大別)하면 원료 저장고(Silo)(110), 원료 이송 수단(120), 연소실(140), 물 탱크(160)로 이루어져 있 다.

상기 원료 저장고(110)는, 보일러 장치(100)에서 어느 일측 즉, 도면에서 보아 오른쪽에 배치되는데, 개구되게 형성된 입구(112)와 입구(112)를 통하여 투입되는 원료(목편 및 톱밥)(10)를 내부에 저장할 수 있는 공간을 이루게 형성한 저장실(114)와 그 저장실(114)에 저장되는 원료(10)를 저장실(114)의 하부에 개구되게 형성된 배출구(116)를 통하여 배출할 수 있게 이루어져 있다.

그리고 원료 저장고(110)의 어느 내벽면에는 후술하는 원료 이송 수단(120)을 향하여 집중적으로 이동됨이 없이 분산시키면서 이동하기 위한 원료(10)의 하중 분산용 경사판(118)이 설치되어 있다. 원료 저장고(110)의 크기는 임의로 변경 가능한데, 원료 저장고(110)의 크기는 보일러의 크기에 따라서 얼마든지 변경할 수 있지만, 저장고(110)의 크기는 보통 목편 등의 원료(10)가 1일 혹은 1달 저장할 수 있는 크기로 제작된다. 목편 원료는 폐목재 즉, 건축용 폐목재, 폐가구, 나무 뿌리, 가로수 전지목 및 수피 등에서 1~2cm의 크기로 제조되는데, 목편은 일반적으로 사용하는 분쇄기나 우드 크랏셔(Wood Crusher)등에 의해 1~2cm 크기로 제작된다. 또한 목편은 소비자들로 하여금 사용을 쉽게 하기 위하여 일정 단위로 포장되어 공급될수도 있지만, 가스나 기름 등의 공급과 같이 운반차량에 의해서 운반하여 직접 보일러의 저장고(110)내에 채우게 함이 바람직하다.

상기 원료 이송 수단(120)은 원료 저장고(110)의 하부에서 배출구(116)와 연락되게 형성한 이송로(122)와 이송로(122)에 설치된 이송스크류(124)및 이송스크류(124)를 구동하기 위한 구동모터(126)로 이루어져 있으며, 이송 수단(120)은 구동모터(126)의 구동에 따른 이송 스크류(124)의 회전에 따라서 배출구(116)로 배출되는 원료를 후술하는 연소실(140)로 공급되게 이송하는데, 이송 스크류(124)에 의한 원료(10)의 이송량은 구동 모터(126)의 구동 속도 조절에 따라 얼마든지 조절 가능하다. 예컨대 높은 화력을 얻고자 할 경우에는 구동모터(126)의 속도를 사전에 빠르게 조절해 놓으면 되고, 반대로 낮는 화력을 얻고자 하는 경우에는 사전에 구동모터(126)의 속도를 저속으로 조절해 놓으면 된 다. 따라서 상기 원료 저장고(110)의 저장실(114)내부에 원료가 저장되어 있는 동안에는 별도의 사람 손을 빌리지 않더라도 원료(10)는 후술하는 연소실(140)쪽으로 항시 공급되게 이송하여 연소 시킬 수 있다.

상기 연소실(140)은 원료 이송 수단(120)의 하부 일측에서 원료 이송 수단 (120)과 연락되게 배치되어, 원료 이송수단(120)으로부터 이송되는 원료(10)를 연소시키도록 한 것으로, 연소실(140)은 원료 이송수단(120)로부터 이송되는 원료(10)를 수용하여 연소 시키는데, 연소실(140)의 내부에는 공급되는 원료(10)를 원활하게 연소시키기 위한 수단으로 연소실(140)의 내부로 공급된 원료(10)에 대하여 통풍이 잘 되게 하면서 바닥으로 떨어지지 않도록 받쳐주는 로스터 (roaster ) (146)가 연소실(140)을 건너지르는 형태로 배치되어 있다. 로스터(146)의 간격은 목편이나 톱밥과 같은 원료가 하부로 쉽게 빠지지 않게되는 간격을 이루게 배치함이 좋다. 또한 연소실(140)의 하부에는 연소된 재가 수집되게 하는 재 수집실(148)이 연소실(140)과 일체로 형성되어 있다. 재 수집실(148)의 일측면(도면1에서 보아 우측)에는 수집실(148)에 모인 재를 외부로 치울수 있게 하는 개폐문(144)을 설치함이 바람직하다. 수집된 재는 퇴비로 재 사용할 수 있다..

한편 연소실(140)에 공급된 원료(10)에 대하여 불을 지피는 방법은 개폐문(144)을 개방후, 미리 준비한 별도의 점화수단(버너 등과 같은 점화기구)을 이용하면 되는데, 원활한 점화를 위해서는 연소실(140)에 있는 원료(10)에 약간의 점화용 기름을 붓고서 점화하는 것도 바람직하다. 또한 연소실(140)에는, 그 연소실(140)에 적재되는 연료(10)의 연소 촉진을 위하여, 강제로 공기를 공급하는 공기 공급용 휀(150)을 연소실(142)의 하부쪽에 설치할 수 있다.

상기 물 탱크(160)는 연소실(140)의 상부에 그 연소실(140)과 연락되게 배치하고 있다. 물 탱크(160)는 연소실(140)에서 발생되는 고열의 연기를 외부로 배출하도록 하고자 외부로 개구(163)되게 설치한 다수개의 연도(煙道)들(162a~162c)을 형성하도록 설치된 가열관들 (164a~164c)과, 그 가열관들(164a~164c)에서 발생되는 열과 열교환을 위하여 가열관들(164a~164c)의 주위를 포위하는 형태로 형성한 물 저장실(166)과, 물 저장실(166)의 상하부에 각각 설치되어, 물을 공급하는 공급구 (167) 및 가열된 온수를 원하는 장소로 유동하도록 배출하기 위한 온수 배수구 (168)로 이루어져 있다. 물 탱크(160)의 크기는 보일러의 용량에 따라서 임의로 조절 가능한데, 물 탱크(160)의 크기에 따라서 가열관들(164a~164c)을 일단으로 혹 은 도면 1의 표시와 같이 위로 올라 갈수록 다단구조를 이루게 배치할 수 있는데, 예컨대 열효율을 높게 하기 위해서는 가열관들(164a~164c)을 위로 올라 갈수록 겹쳐지는 구조의 ㄹ자형으로 배치함이 바람직하고, 그 반대로 작은 열효율을 얻는데에서는 가열관들(164a~164c)을 일단으로 배치하면된다.

온수 배수구(168)로부터 배출되는 온수는 생활 용수로 직접 사용할 수 있으나, 혹은 배수구(168)와 별도의 관을 연결하여 배치함으로서 난방용 온수로 사용할 수 있음을 도면1로부터 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또 물 탱크의 가열시 가열로 인한 안전사고 방지를 위하여 물탱크(160)의 상부에는 안전밸브(170)를 설치하는 것도 바람직하다. 도면 부호 161 및 167은 개폐밸브를 각각 표시한 것이다.

본 발명의 보일러에 사용되는 원료(10)는 일반적으로 버려지는 폐목재 즉, 건축용 폐목재, 폐가구, 나무 뿌리, 가로수 전지목 및 수피 등을 사용한 것이므로, 버려지는 자원의 활용면에서 국가 경제에 이바지 하게한 이점이 있고, 특히 목편은 분쇄기나 우드 크럿셔(Wood Crusher) 등으로 간편하게 제작하여 공급할 수 있는데, 목편은 1~2cm의 크기를 이루게 만들어지 때문에 보일러에 사용하는 경우 완전연소가 가능하여 그 만큼 열효율이 향상되지만, 기존의 장작과 같은 나무를 원료로 하는 경우 완전 연소의 어려움이 있다. 또 나무 장작을 원료로하는 경우 일일히 사람이 보일러에 지켜서서 원료를 넣어야 하지만, 본 발명은 1~2cm의 크기를 이루는 목편 원료를 저장고(110)에 넣어두고 연속하여 공급하면서 연소하는 것이므로 원료 사용에 편리성이 있다. 저장고(110)에 저장되는 원료의 저장량은 저장고(110)의 크기에 따라서 다를 수 있으나, 사용자들의 사용에 편리성을 주고자 1일 혹은 1개월 에 한번씩 채워줄 수 있도록 하는데, 이는 본 발명에 따른 나무 보일러의 사용시 에는 사람의 손이 필요없게 되는 이점이 있다.

도 3은 도 1에 적용된 원료 자동 공급장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

이 도면을 참조하여 본 발명의 원료 이송수단(120)에 의하여 원료가 자동으로 연소실(140)(도1참조)에 공급되는 구성을 설명한다.

본 발명의 보일러 장치(100)에는 제어부(200)를 설치하여, 제어부(200)에서 유도되는 신호로 하여금 원료 이송수단(120)에 의해 원료가 자동으로 연소실 (140)(도1참조)에 공급되게 할 수 도 있다.

이러한 작용을 하는 제어부(200)는 도 1에서 보아 물탱크(160)의 어느 내벽에 설치되어 물 탱크(160)에서 물의 높고 낮은 온도를 감지할수 있게 한 센서(210), 물 온도감지용 센서(210)로부터 입력되는 물 감지 온도의 높고 낮음에 따라서 이송수단(120)에서 원료 이송용 스크류(124)의 구동 모터(126)의 구동 속도를 조절하는 콘트롤러(230)로 이루어져 있다.

예컨대 물 온도감지용 센서(210)로부터 입력되는 물 감지 온도의 신호가 콘트롤러(230)에 기 설정된 온도보다 높은 온도의 감지 신호가 입력되면, 콘트롤러(230)는 구동 모터(126)의 속도를 저속으로 조절함으로써 도1에서 보아 이송스크류(124)로 하여금 원료의 이송을 천천히 적게 이송되게 함으로써, 연소실의 화력을 그만큼 약하게 한다. 이와는 반대로 물 온도감지용 센서(210)로부터 입력되는 물 감지 온도의 신호가 콘트롤러(230)에 기 설정된 온도보다 낮다는 온도 감지 신호가 입력되면, 콘트롤러(230)는 구동 모터(126)의 속도를 고속으로 조절하여 도1에서 보아 이송스크류(124)로 하여금 원료를 많이 이송되게 함으로써, 연소실의 화력을 높게 한다. 이러한 제어장치는 본 발명과 같은 목편이나 톱밥 등의 나무원료를 사용하게 되는 경우에도, 기름 혹은 가스를 원료로써 사용하는 경우와 마찬가지로 원료 저장고(110)에 원료가 저장되어 있는 동안에는, 일일히 사람이 원료를공급하지 않더라도 자동으로 원료를 공급되게 하면서 보일러를 가동할 수 있다고 하는 편리성이 있다.

이상과 같이 본 발명은 가로수 전지목 등을 포함하여 일반적으로 버려지고 있는 폐목 등을 목편 및 톱밥화 하여 연료로서 사용할 수 있게 함으로써 기존의 어느 연료의 비용에 비하더라도 획기적으로 비용이 작게 소요되는 경제성을 갖는 효과가 있고, 또한 이렇게 만든 원료는 보일러의 저장고에 저장되어 있는 동안에는 연속하여 원료로서 공급할 수 있게 함으로서, 원료 공급에 사람을 필요없게한 사용상의 편리성을 갖게 한 효과가 있고, 또 어느 곳이든지 항시 안가(安價)로 공급할 수 있어서 비용 등의 경제성이나 사용시의 편리성을 모두 만족할 수 있게 한 효과가 있고. 또 원료가 나무이기 때문에 대기환경의 오염을 줄게 하는 환경 친화성을 갖게 함과 아울러 연소된 재는 퇴비로 활용할 수 있게 하여 자원의 재 활용성도 높게한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 어느 일측에 설치되며 개구되게 형성된 입구를 통하여 원료를 내부 저장실에 에 저장하며, 그 저장실에 저장되는 원료들은 저장실의 하부에 개구되게 형성된 배출구를 통하여 배출할 수 있게 한 원료 저장고(Silo);

   상기 원료 저장고의 하부에서 상기 배출구와 연락되게한 통로에 설치되며, 구동 속도에 따라 상기 배출구로 낙하되는 원료들의 이송량을 조절하면서 연소실의 내부로 이송하기 위한 원료 이송 수단;

   상기 원료 이송 수단과 연락되게 설치되어 상기 원료 이송 수단으로부터 이송되는 원료들을 연소하며, 내 부에는 원료의 원활한 연소를 위한 로스터(roaster)가 배치된 연소실; 및

   상기 연소실과 연락되게 그 연소실의 상부에 배치되며, 상기 연소실에서 발생되는 연기를 배출할 수 있게 외부로 개구시킨 다수개의 연도들을 형성하며 배치된 다수개의 가열관들과, 상기 가열관들의 모든 주위로 물을 채울수 있게 형성되며 가열관들의 주위로 채워지는 물은 가열관을 경유하는 고열의 연기로 인해 발생되는 열에의해 가열될 수 있게 한 물 저장실과, 상기 물 저장실의 상하부에 각각 설치된 물 공급구 및 온수 배수구를 구비하여 된 물 탱크를 포함하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장치에는 상기 물탱크에서 물 가열 온도의 감지에 따 라서 상기 이송 스크류의 동작 속도를 조절하는 제어부가 더 설치되고,

   상기 제어부는 상기 물탱크 내벽에 설치되어 물의 온도를 감지하는 센서와 상기 온도감지센서로부터 입력되는 물 감지 온도신호의 높고 낮음에 따라서 상기 원료 이송용 스크류의 구동용 모터의 작동 속도를 조절하는 콘트롤러로 이루어진 것을 특징으로 하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원료 저장고의 어느 내벽면에는 상기 원료들이 상기 이송 스크류를 향하여 집중적으로 이동됨이 없도록 완화하기 위한 하중분산용 경사판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소실의 저부에는 상기 연소실에서 낙하되는 재(灰)를 수집하기 위한 재 수집실이 설치됨을 특징으로 하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소실의 일측에는 원료들의 연소를 촉진하기 위한 공기 공급용 휀이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열관은 적어도 2단 이상으로 중첩되게 배치됨을 특징으로하는 목편 및 톱밥을 원료로 사용하는 보일러 장치.

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