KR20100132810A - 톱밥 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 톱밥을 연료로 사용하는 보일러에 관한 것으로서, 구체적으로는 연소로로 톱밥을 정량 공급하는 이송장치; 톱밥을 하부에서 상부로 밀어올리면서 연소시키는 연소로; 및 연소로 내부와 상측으로 바람을 공급하는 송풍장치;가 구성됨에 따라, 불연소 불순물의 제거가 원활하게 이루어지며, 톱밥 저장조에 저장된 톱밥에 화재가 발생하는 것을 방지하고, 정량의 톱밥을 안정적으로 공급하여 톱밥 보일러의 원할한 운전이 가능하도록 한 톱밥 보일러를 제공하게 된다.

Description

톱밥 보일러{A Boiler using sawdust}

본 발명은 톱밥을 연료로 사용하는 보일러에 관한 것으로서, 구체적으로는 공급하기 위한 톱밥이 타들어가는 것을 방지하고, 정량의 톱밥을 안정적으로 공급하며, 불연소 불순물의 제거가 원활하게 이루어지도록 한 톱밥 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 본체의 구조, 노의 위치, 물의 순환방식, 사용되는 연료의 종류 등에 따라 다양한 형태로 분류되는데 이 중에서 사용되는 연료에 따라 보일러를 구분하면, 중유나 경유를 연료로 하는 기름보일러, 가스를 연료로 하는 가스보일러, 목재를 연료로 하는 화목보일러 등으로 나눌 수 있다. 이 외에도 제철소의 고로가스·코크스로가스의 폐가스와 폐열, 원자로 핵분열의 열, 태양열 등을 열원으로 하는 보일러도 있다. 이처럼 구분된 상기한 보일러 중에서도 기름보일러와 가스보일러는 연료의 공급이 원활한 장점으로 인하여 도심지에 거주하는 일반 가정에서 주로 많이 사용되는데, 기름보일러의 경우에는 열효율이 좋고 안전성이 뛰어난 장점이 있고, 특히 도시가스(LNG)를 연료로 하는 가스보일러의 경우에는 유지비가 저렴한 장점이 부가되어 사용하는 가정이 점차적으로 많아지고 있는 실정에 있다. 그러나, 상기한 가스보일러는 많은 사람들이 거주하는 도심지의 경우에 국한되어 설치 및 사용됨으로써, 인가가 적은 외딴 지역에는 사용하기 어려운 폐단이 있었다. 즉, 대부분의 농어촌과 같이 인구밀도가 낮거나 사람들의 발길이 많지 않은 곳은 도심지에 비해 상대적으로 도시가스의 보급율이 저조하므로, 비교적 저렴한 가격의 LNG연료가 사용되는 가스보일러는 사용이 불가능한 것이다. 더욱이, 기름보일러는 상대적으로 연료비가 비싸기 때문에 농어촌에서는 그 유지비를 감당하기가 어려운 문제가 있었다. 따라서, 농어촌에서는 연료비를 줄이기 위한 목적으로 기름 대체용인 연탄이나 장작과 같은 나무 등을 이용하기도 하고, 버려지는 폐목 등을 펠렛화하여 연료로서 사용할 수 있는 톱밥 펠렛 보일러도 사용되는 있는 실정이다.

종래의 톱밥 펠렛 보일러는 톱밥 펠렛을 연소시키기 위한 연소실이 구비되며, 연소실의 하부에는 연소된 재가 수집되게 하는 재 수집실이 설치되고, 연소실의 상부에는 연소가스 등이 배출되기 위한 배출구와 물탱크가 설치되어, 상기 물탱크 내의 물을 상기 연소실에서 발생되는 고열로 덥힌 후 난방용 온수 등 생활 용수로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

그러나 폐목 등을 펠렛화하여 연료로 사용할 경우, 폐목등에 혼합되어 있는 타지않는 불순물이나 플라스틱의 잔류물등, 일명 슬래그가 연소실 바닥에 누적되어 불꽃이 잘 착화되지 않고 연소 중 소화되는 문제가 있었다.

이에 따라, 펠렛형 톱밥을 사용하면서도 지속적으로 연소가 가능하도록 슬래그를 제거할 수 있는 개선된 구조의 연소실을 가지는 톱밥 보일러에 대한 요구가 계속되고 있다.

종래 톱밥 보일러가 도 1에 예시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 톱밥을 저장하는 저장장치(10); 상기 저장장치로부터 배출되는 톱밥을 이송시키는 이송장치(20); 상기 이송장치로부터 공급되는 톱밥을 담아 연소시키는 연소로(30); 상기 연소로 내부로 바람을 공급하기 위한 송풍장치(40); 상기 연소로 상측에 설치되는 열교환장치(50); 및 상기 연소로로부터 떨어지는 재를 받기 위한 재수거장치(60);로 구성된다.

그러나 이와 같은 종래 이송장치는 연소로로 톱밥을 원활하게 공급하기 위해서 연소로 상부에 톱밥을 떨어뜨리도록 구성되어 있다. 따라서 이 경우 상기 연소로로부터 뜨거운 열기와 함께 재나 불순물이 비산되면서 이송장치 내부로 침투하여 이송장치 내부의 톱밥을 태우는 현상이 발생한다. 더구나 이와 같은 상태로 보일러를 정지시키면 이송장치 내부에서 톱밥이 역으로 계속해서 타들어가는 심각한 위험을 초래하기도 한다.

또한, 상기 이송장치는 관로 내부에 스크루가 설치된 것으로서, 스크루가 회전하면서 저장장치로부터 떨어지는 톱밥을 관로 밖으로 밀어내도록 구성되어 있다. 따라서 이 경우 저장장치에 담긴 톱밥의 무게나 압력에 따라 스크루를 통해 공급되는 톱밥의 양에 차이가 발생하기 때문에 결국 연소로에서 일정한 온도 조절이 곤란해진다.

또한, 상기 연료로서 톱밥은 이를 모으고 압축하는 과정에서 여러 불순물이 혼합되는 단점이 있다. 따라서 상기 연소로에서 톱밥을 연소시킬 때 불순물이 타지 않고 남으면서 계속해서 쌓이기 때문에 결국에는 연소하는 톱밥의 상층부가 불순물로 덮이는 현상이 발생한다. 이와 같이 불순물이 연소하는 톱밥의 상층부를 덮은 상태로 오래 지속되면 열효율이 크게 저하되는 것은 물론이고, 불이 꺼지는 현상을 초래하기도 한다.

본 발명은 연소되는 톱밥 중에 포함된 불연소 불순물이 제거되지 못하고 계속해서 쌓이기 때문에 연소하는 톱밥의 상층부가 덮여 열효율이 저하되는 종래 문제점을 해결하려는 것이다.

본 발명은 톱밥을 공급하기 위한 이송장치가 연소로 상부에 설치되기 때문에 연소로로부터 뜨거운 열기와 함께 재나 불순물이 비산되면서 이송장치 내부로 침투하여 이송장치 내부의 톱밥이 타들어가는 종래 문제점을 해결하려는 것이다.

본 발명은 저장장치에 담긴 톱밥의 무게나 압력에 따라 이송장치를 통해 공급되는 톱밥의 양이 일정하지 못하기 때문에 일정한 온도 조절이 어려운 종래 문제점을 해결하려는 것이다.

본 발명은 톱밥을 저장하는 저장장치, 상기 저장장치로부터 배출되는 톱밥을 이송시키는 이송장치, 상기 이송장치로부터 공급되는 톱밥을 담아 연소시키는 연소로, 상기 연소로 내부로 바람을 공급하기 위한 송풍장치, 상기 연소로 상측에 설치되는 열교환장치 및 상기 연소로로부터 떨어지는 재를 받기 위한 재수거장치로 구성된 톱밥 보일러에 있어서,

상기 이송장치는 저장장치로부터 배출되는 톱밥을 연소로 하부로 정량 공급하도록 형성되고, 상기 연소로는 이송장치로부터 정량 공급되는 톱밥을 하부에서 상부로 밀어올리면서 연소시키도록 형성되며, 상기 송풍장치는 상기 연소로 내부로 바람을 공급하여 톱밥의 연소에 필요한 공기를 공급하는 한편, 상기 연소로 상부로 바람을 공급하여 불연소 불순물을 날려보내도록 형성된 것이다.

상기 연소로는 중앙에 공간이 형성된 상태로 그 내주면을 따라 다수개의 통풍구가 형성된 상부의 버너; 및 상기 이송장치가 일측면을 통해 연결되면서 공급되는 톱밥이 상기 버너의 중앙으로 밀려 올라가도록 형성된 홈통;으로 구성되고, 상기 이송장치는 저장장치 하부와 상기 홈통의 일측으로 연결되는 상하부 스크루관; 상기 상하부 스크루관을 연결하는 정량 밸브; 및 상기 상하부 스크루관과 정량 밸브를 연동시키기 위한 모터;로 구성된 것이다.

상기 정량 밸브는 수직 관로 상에 형성된 원통형 분배 홀; 및 상기 분배 홀 중앙에 축 결합되고, 분배 홀 내부를 구획하는 다수 개의 편축 날개가 형성된 회전체;로 구성되어 상부의 스크루관으로부터 공급되는 톱밥의 양을 하부의 스크루관으로 일정하게 공급하도록 형성된 것이다. 또한, 상기 하부 스크루관의 스크루는 홈통 내부로 연장 형성된 것이다.

상기 송풍장치는 하나의 블로우; 상기 블로우로부터 공급되는 많은 량의 바람을 상기 연소로의 측면으로 공급하도록 형성되 주관; 및 상기 블로우로부터 공급되는 작은 량의 바람을 상기 연소로의 상측으로 공급하도록 형성된 지관;으로 구성된 것이다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 톱밥 보일러의 연소장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연소장치는

중앙에 공간이 형성된 상태로 그 내주면을 따라 다수개의 통풍구가 형성된 상부의 버너와 일측면을 통해 공급되는 톱밥이 상기 버너의 중앙으로 밀려 올라가도록 형성된 하부 홈통으로 이루어진 연소로와

블로우; 상기 블로우로부터 공급되는 바람을 상기 연소로에 공급하도록 연소로 측면에 연결되는 주관; 및 상기 주관에서 분지되어 연소로의 상부에서 재를 불어날리도록 개방단이 형성된 지관으로 이루어진 송풍부;

상기 홈통의 일측에 연결되어 톱밥이 공급되는 하부 스크류관; 상기 하부 스크류관에 톱반을 정량 공급하는 정량 밸브, 톱밥 저장조에서 낙하되는 톱밥을 상기 정량밸브에 공급하는 상부 스크류관; 및 상기 상하부 스크루관과 정량 밸브를 연동시키기 위한 모터;로 구성된 공급부

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 연소장치를 톱밥 보일러 끼워서 고정할 수 있도록 평판형 플렌지가 형성된다. 발명의 일 실시에 있어서, 상기 플렌지는 하부 스크류관, 주관, 및 분지관이 관통된다. 플렌지에 의해서 고정되는 연소장치는 톱밥 보일러의 내측에 연소로가 고정되고, 톱밥 보일러의 외측에 송풍부와 공급부가 위치되게 된다.

본 발명의 톱밥 보일러에 의하면 톱밥을 연소로 하부로부터 밀어 올리는 형태로 공급하여 연소로 상부로부터 발생하는 뜨거운 열기나 재 또는 불순물이 이송장치 내부로 침투하는 것을 방지함으로써, 안전성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 톱밥 보일러에 의하면 저장장치로부터 연소로로 톱밥을 공급하는 과정에서 정량 밸브를 통해 항상 일정량의 톱밥을 이송시켜 연소로의 연소 온도를 일정하게 유지함으로써, 온도 조절의 안정성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 톱밥 보일러에 의하면 송풍장치로부터 공급되는 바람 중 일부가 지관을 통해 연소로 상부로 순환되도록 하여 연소로에 쌓이는 불연소 불순물을 제거함으로써, 연소로의 열효율이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 톱밥 보일러는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 크게 연소로로 톱밥을 정량 공급하는 이송장치(100), 톱밥을 하부에서 상부로 밀어올리면서 연소시키는 연소로(200) 및 연소로 내부와 상측으로 바람을 공급하는 송풍장치(300)가 구성된다.

상기 이송장치(100)는 톱밥을 저장하고 있는 호퍼 형태의 저장장치(10)로부터 배출되는 톱밥을 연소로(200)로 공급하기 위한 것으로서, 항상 정량의 톱밥이 공급되도록 형성된다.

상기 이송장치(100)의 실시 예로서 관로 중심에 스크루가 설치된 상하부 스크루관(110a, 110b)과 상기 상하부 스크루관(110a, 110b)을 연결하는 정량 밸브(120) 및 상기 상하부 스크루관(110a, 110b)과 정량 밸브(120)를 연동시키기 위한 모터(130)로 구성된다.

상기 정량 밸브(120)는 상부의 스크루관(110a)으로부터 공급되는 톱밥의 양을 하부의 스크루관(110b)으로 일정하게 공급하기 위한 것으로서, 상하부 스크루 관(110a, 110b)의 끝단을 연결하는 수직 관로 상에 형성된 원통형 분배 홀(121) 및 상기 분배 홀(121) 중앙에 축 결합되고, 분배 홀(121) 내부를 구획하는 다수 개의 편축 날개가 형성된 회전체(122)로 구성된다. 즉, 상부 스크루관(110a)에 의해 이송된 톱밥이 정량 밸브(120)로 떨어지면 회전체(122)의 편축 날개가 회전하면서 분배 홀(121)과 편축 날개 사이에 일정량의 톱밥을 저장한 후 회전하여 아래로 배출시킨다.

상기 이송장치(100)는 상하부 스크루관(110a, 110b)의 스크루와 정량 밸브(120)의 회전체(122) 및 상기 모터(130)의 끝단에 각각 스프로킷을 결합하고, 상기 스프로킷을 연결하는 체인을 통해 동시에 회전 가능한데, 이때 상기 각 스프로킷의 크기를 통해 각 구성의 회전비를 조절함으로써, 톱밥의 정량 공급이 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 연소로(200)는 이송장치(100)로부터 정량 공급되는 톱밥을 하부에서 상부로 밀어올리면서 연소시키도록 형성된다.

상기 연소로(220)의 실시 예로 중앙에 공간이 형성된 상태에서 그 내주면을 따라 다수개의 통풍구가 형성된 상부의 버너(210)와 상기 이송장치(100)가 일측면을 통해 연결되면서 공급되는 톱밥이 상기 버너(210)의 중앙으로 밀려 올라가도록 형성된 홈통(220)으로 구성된다.

이때, 연소로(200)의 홈통(220) 내부로 상기 하부 스크루관(110b)의 내부에서 회전하는 스크루가 연장됨으로써, 홈통(220) 내부로 공급되는 톱밥이 원활하게 위로 밀려 올라갈 수 있다.

톱밥에 포함된 불연소분은 신규로 공급되는 톱밥에 의해서 연소로의 바닥에 부착되지 못하고, 톱밥 재와 함께 날려가게 되며, 상기 송풍장치(300)는 연소로(200) 내부로 바람을 공급하여 톱밥의 연소에 필요한 공기를 공급하는 한편, 상기 연소로(200) 상측으로 바람을 공급하여 불연소 불순물을 날려보내도록 추가로 형성된다.

상기 송풍장치(300)의 실시 예로 하나의 블로우(310)와 상기 블로우(310)로부터 공급되는 많은 량의 바람을 상기 연소로(200)의 측면으로 공급하도록 형성되 주관(320) 및 상기 블로우(310)로부터 공급되는 작은 량의 바람을 상기 연소로(200)의 상측으로 공급하도록 형성된 지관(330)으로 구성된다. 이와 같이 주관(320)과 지관(330)으로 공급되는 송풍 량을 많게 또는 적게 조절하는 수단으로써, 도 6에 도시된 바와 같이 블로우(310)와 주관(320) 및 지관(330) 사이에 홀을 형성하여 블로우(310)의 배출구와 직면하여 설치하거나, 어긋나게 설치하는 것으로 가능하다.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 톱밥을 연소로(200) 하부로부터 밀어 올리는 형태로 공급함으로써, 연소로(200) 상부로부터 발생하는 뜨거운 열기나 재 또는 불순물이 비산하여 이송장치(100) 내부의 톱밥이 타들어가는 것을 방지할 수 있고, 저장장치(10)로부터 연소로(200)로 톱밥을 공급하는 과정에서 정량 밸브(120)를 통해 항상 일정량의 톱밥을 이송함으로써, 연소로(200)의 연소 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 송풍장치(300)로부터 공급되는 바람 중 일부가 지관(330)을 통해 연소로(200) 상부로 순환됨으로써, 연소로(200)에 쌓이는 불연소 불순물을 제거 할 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 톱밥 보일러에 의하면 더욱 안전하고, 안정된 운전이 이루어질 뿐만 아니라, 연소 효율이 더욱 향상될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형할 수 있고, 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 톱밥 보일러를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명이 적용된 톱밥 보일러를 도시한 구성도.

도 3은 본 발명이 적용된 톱밥 보일러의 요부를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명이 적용된 톱밥 보일러의 요부를 도시한 분해 사시도.

도 5는 본 발명이 적용된 톱밥 보일러의 요부를 도시한 측단면도.

도 6은 본 발명이 적용된 톱밥 보일러의 요부를 도시한 정단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100: 이송장치 110a, 110b: 상하부 스크루관

120: 정량 밸브 121: 분배 홀

122: 회전체

130: 모터

200: 연소로 210: 버너

220: 홈 통

300: 송풍장치 310: 블로우

320: 주관 330: 지관

Claims (6)

1. 톱밥을 저장하는 저장장치, 상기 저장장치로부터 배출되는 톱밥을 이송시키는 이송장치, 상기 이송장치로부터 공급되는 톱밥을 담아 연소시키는 연소로, 상기 연소로 내부로 바람을 공급하기 위한 송풍장치, 상기 연소로 상측에 설치되는 열교환장치 및 상기 연소로로부터 떨어지는 재를 받기 위한 재수거장치로 구성된 톱밥 보일러에 있어서,

   상기 이송장치는 저장장치로부터 배출되는 톱밥을 연소로 하부로 정량 공급하도록 형성되고,

   상기 연소로는 이송장치로부터 정량 공급되는 톱밥을 하부에서 상부로 밀어올리면서 연소시키도록 형성되며,

   상기 송풍장치는 상기 연소로 내부로 바람을 공급하여 톱밥의 연소에 필요한 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연소로는 중앙에 공간이 형성된 상태로 그 내주면을 따라 다수개의 통풍구가 형성된 상부의 버너; 및 상기 이송장치가 일측면을 통해 연결되면서 공급되는 톱밥이 상기 버너의 중앙으로 밀려 올라가도록 형성된 하부의 홈통;으로 구성되고,

   상기 이송장치는 저장장치 하부와 상기 홈통의 일측으로 각각 연결되는 상하부 스크루관; 상기 상하부 스크루관을 연결하는 정량 밸브; 및 상기 상하부 스크루 관과 정량 밸브를 연동시키기 위한 모터;로 구성된 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 정량 밸브는 수직 관로 상에 형성된 원통형 분배 홀; 및

   상기 분배 홀 중앙에 축 결합되고, 분배 홀 내부를 구획하는 다수 개의 편축 날개가 형성된 회전체;로 구성되어 상부의 스크루관으로부터 공급되는 톱밥의 양을 하부의 스크루관으로 일정하게 공급하도록 형성되며,

   상기 하부 스크루관의 스크루는 홈통 내부로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러.
4. 제1항에 있어서, 상기 송풍장치는 상기 연소로 상부로 바람을 공급하여 불연소 불순물을 날려보내도록 형성된 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러.
5. 톱밥 보일러의 연소장치에 있어서,

   중앙에 공간이 형성된 상태로 다수개의 통풍구가 형성된 상부의 버너와 일측면을 통해 공급되는 톱밥이 상기 버너의 중앙으로 밀려 올라가도록 형성된 하부 홈통으로 이루어진 연소로;

   블로우, 상기 블로우로부터 공급되는 바람을 상기 연소로에 공급하도록 연소로 측면에 연결되는 주관, 및 상기 주관에서 분지되어 연소로의 상부에서 재를 불 어날리도록 개방단이 형성된 지관으로 이루어진 송풍부;

   상기 홈통의 일측에 연결되어 톱밥이 공급되는 하부 스크류관, 상기 하부 스크류관에 톱반을 정량 공급하는 정량 밸브, 톱밥 저장조에서 낙하되는 톱밥을 상기 정량밸브에 공급하는 상부 스크류관, 및 상기 상하부 스크루관과 정량 밸브를 연동시키기 위한 모터;를 포함하는 공급부

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러 연소장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 연소장치를 톱밥 보일러 끼워서 고정할 수 있도록 평판형 플렌지가 형성되며, 상기 플렌지는 하부 스크류관, 주관, 및 지관이 관통하는 것을 특징으로 하는 톱밥 보일러 연소장치.

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