KR20110002161U - 축산배설물 연료를 이용하는 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 보일러에 관한 것으로서, 가축에서 배설된 배설물을 보일러의 연료로 이용할 수 있게 구성한 축산배설물 연료를 이용하는 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 축산배설물 연료를 이용하는 보일러는 축산배설물과 톱밥을 혼합한 연료가 내부로 투입되며 투입된 연료가 내부에서 연소하는 연소실과, 연소실에 장착되어 투입된 연료를 착화시키는 버너와, 연료를 저장해 두는 저장부와, 저장부와 연소실을 연결하며 저장부에서 토출된 연료를 연소실로 이송하는 이송부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

축산배설물 연료를 이용하는 보일러{Boiler using Livestock Excrement Fuel}
본 고안은 축산배설물 연료를 이용하는 보일러에 관한 것으로서, 특히 가축에서 배설된 배설물을 보일러의 연료로 이용할 수 있게 구성한 것이다.
난방을 목적으로 개발된 보일러는 그 에너지원에 따라 다양하게 구분된다. 대표적인 보일러로서, 기름보일러, 심야전력을 이용한 축열식 보일러, 그리고 화목보일러가 있다.
기름보일러, 축열식 보일러는 석유 및 전기를 이용하는 보일러로서 자원을 재활용하는 기능이 없으며, 환경오염의 문제점이 있다. 특히 우리나라와 같이 석유를 100% 수입에 의존하는 나라에서는 유가 및 환율이 상승할 경우 연료비 부담이 지나치게 커진다는 문제점이 있다.
화목보일러는 주로 장작을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로서, 주위에서 잔목이나 고목을 쉽게 접할 수 있는 농촌의 경우에 화목보일러를 많이 사용하고 있다. 이와 같은 화목보일러는 에너지원을 쉽게 구할 수 있고 에너지원이 저렴하다는 이점이 있지만, 필요시마다 나무를 수동으로 직접 투입하여야 하므로 번거롭고, 온도조절이 힘들다는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 가축의 배설물을 이용한 난방시스템이 지속적으로 개발되고 있다. 가축의 배설물을 이용하여 난방함에 따라 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 배설물의 처리량을 줄여 경제성이 높고 또한 배설물에 따른 환경오염의 문제점을 해결할 수 있다.
본 고안은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 축산배설물을 톱밥과 함께 배합하여 건조한 연료를 저장해 두었다고 지속적으로 또는 간헐적으로 공급하면서 난방할 수 있게 구성한 축산배설물 연료를 이용하는 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 축산배설물 연료를 이용하는 보일러는 축산배설물과 톱밥을 혼합한 연료가 내부로 투입되며 투입된 연료가 내부에서 연소하는 연소실과, 연소실에 장착되어 투입된 연료를 착화시키는 버너와, 연료를 저장해 두는 저장부와, 저장부와 연소실을 연결하며 저장부에서 토출된 연료를 연소실로 이송하는 이송부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 연소실은, 내부로 투입된 연료가 적재되는 받침망과, 받침망의 하부에 위치하며 받침망을 통과해 떨어지는 연료의 재를 받으며 연소실 외부로 인출되는 재수납대와, 연소실의 상부 쪽에 장착되며 사이클론과 연결된 덕트 및, 연소실 외부에 위치한 온수통의 물이 연소실 내부로 순환할 수 있게 온수통에 연결된 가열관을 포함한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 연소실에는 내부를 들어다 볼 수 있는 감시용 도어와 내부로 다른 연료를 투입할 수 있게 투입용 도어가 장착된다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 저장부는 호퍼로서, 상기 호퍼의 하단은 연소실보다 높게 위치하여 상기 이송부가 경사지게 위치한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이송부는 이송관으로 구성되며, 상기 이송관에는 저장부에서 토출된 연료의 공급량을 조절하는 공급조절기가 장착된다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 공급조절기는 이송관의 길이방향으로 위치하는 이송스크루와, 상기 이송관의 외측에 위치하며 상기 이송스크루와 연결되어 이송스크루를 회전시키는 모터를 포함한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이송스크루는 호퍼에서 연료가 토출되는 부위와 대응하게 위치한다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 사이클론에는 연소가스에 포함된 악취를 여과하는 필터가 장착된다.
또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 온수통에는 온도게이지가 장착된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 고안의 축산배설물 연료를 이용하는 보일러는 버려짐으로써 별도의 처리과정을 거쳐야 하는 축산배설물을 보일러의 연료로 사용함으로써, 환경오염의 방지 및 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 고안의 축산배설물 연료를 이용하는 보일러는 톱밥과 축산배설물이 혼합된 고형연료를 저장부에 저장한 상태에서 지속적 또는 간헐적으로 보일러로 고형연료를 공급함으로써, 보일러를 이용한 난방을 지속적 또는 간헐적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 고안의 축산배설물 연료를 이용한 보일러는 연소가스의 포함된 분진을 포집하고 악취를 제거함으로서, 배기되는 연소가스에 의한 환경오염을 최소화하고 있다.
또한, 본 고안의 축산배설물 연료를 이용한 보일러는 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 부합한다.
도 1은 본 고안에 따른 축산배설물 연료를 이용하는 보일러를 나타낸 정면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 보일러의 평면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 연소실의 내부 단면 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이송부 및 공급조절기를 나타낸 개념도이고,
도 5는 도 1에 도시된 사이클론의 단면도이다.
아래에서는 본 고안에 따른 축산배설물 연료를 이용하는 보일러의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 고안에 따른 축산배설물 연료를 이용하는 보일러를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 보일러의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 연소실의 내부 단면 개략도이다. 그리고 도 4는 도 1에 도시된 이송부 및 공급조절기를 나타낸 개념도이고, 도 5는 도 1에 도시된 사이클론의 단면도이다
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 축산배설물 연료를 이용하는 보일러(이하 '보일러(100)'라 함)는 축산배설물과 톱밥을 혼합한 연료(1)를 연소시켜 온수를 생산하는 보일러로서, 축산배설물과 톱밥을 혼합한 연료(1)는 별도의 공정을 거쳐 제조된 상태로 연료 주머니(3)에 담겨 공급된다.
보일러(100)는 크게 연료(1)를 연소시켜 물을 가열하는 연소실(110)과, 연료(1)를 저장해 두는 저장부(130)와, 연료 주머니(3)를 저장부(130)로 이송하여 연료(1)를 저장부(130)로 투입하는 호이스트(140)와, 저장부(130)에 저장된 연료를 연소실(110)로 이송하는 이송부(150)를 포함하며, 연소실(110)에서 연료(1)가 연소하면서 발생하는 연소가스를 정화하는 사이클론(170)을 더 구비한다.
아래에서는 이와 같은 보일러에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 연소실(110)은 그 상부에 사이클론(170)과 연결된 덕트(111)가 형성되며 연소실(110)의 내부로 투입된 연료(1)는 연소실(110) 내에서 연소한다. 또한 연소실(110) 외측에 위치한 온수통(125)에서 연장된 가열관(112)이 연소실(110)을 관통해 연소실(110) 내부로 연장된 후 다시 외부로 빠져나가 온수통(125)에 연결되고, 연소실(110) 내부로 투입된 연료(1)를 받쳐주는 받침망(115)이 연소실(110) 내부에 고정되며, 연소실(110)의 하부에 장착된 버너(113)가 받침망(115)에 적재된 연료(1)에 불을 착화시킨다.
한편, 받침망(115)의 상면에 적재된 연료(1)는 재로 연소하게 되고 재는 받침망(115)을 통과해 하부로 떨어진다. 떨어지는 재를 재수납대(117)가 받으며, 재수납대(117)는 연소실(110)의 하단에 외측으로 인출 가능하게 장착된다. 또한 연소실(110)에는 여닫이식 감시용 도어(119)가 장착된다. 감시용 도어(119)를 개방하면 연소실(110)의 내부가 노출되며 연소상태를 확인할 수 있으며, 받침망(115)이 장착된 지점의 연소실(110) 상부에는 땔감을 투입할 수 있는 투입용 도어(121)가 장착된다. 한편, 도 5에 보이듯이, 덕트(111)는 연소실(110)의 외측에 위치한 사이클론(170)과 연결되며 덕트(111)를 통해 사이클론(170)으로 유동하는 연소가스는 사이클론(170) 내에서 회전하면서 분진 등이 제거된다. 또한 사이클론(170)의 상단부에는 필터(171)가 장착되어 악취를 여과한다.
보다 구체적으로, 연소실(110)은 원통형 구조로서, 하단은 폐쇄되고 상단에는 덕트(111)가 장착된다. 이와 같이 구성된 연소실(110)에 있어서, 연소실(110)의 하단에는 버너(113)가 장착되고 버너(113)의 토치(113T)는 연소실(110)의 내부 중심을 향해 위치한다. 이와 같은 버너(113)가 대용량일 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 한 대만 장착될 수 있으며, 용량이 작을 경우에는 다수 개의 버너(113)가 연소실(110)의 하단 둘레를 따라 장착된다.
버너(113)가 장착된 연소실(110)의 하단 상부에는 받침망(115)이 고정된다. 받침망(115)은 이송부(150)를 통해 투입된 연료(1)가 낙하하여 적재되는 곳으로서, 하부에서 방사되는 버너(113)의 화염에 의해 착화된 후 점화된다.
그리고 받침망(115)의 하부에는 재수납대(117)가 위치한다. 재수납대(117)는 서랍형태와 같이 연소실(110)의 외측으로 인출되거나 또는 연소실(110) 내부로 인입되어 위치한다. 받침망(115)에서 연료(1)는 재로 연소하고, 재는 받침망(115)을 통과해 재수납대(117)로 떨어진다. 이와 같이 받침망(115) 위의 재가 재수납대(117)로 떨어지면서 연소공기의 공급 및 착화가 용이하여 열효율이 우수해 진다.
한편, 재수납대(117)의 상부에는 연소실(110)의 외측으로 감시용 도어(119)가 형성된다. 사용자가 감시용 도어(119)를 개방함으로써, 연소실(110)의 내부를 관찰할 수 있으며, 관찰을 통해 연소상태를 확인할 수 있다. 그리고 받침망(115)의 상부에는 연소실(110)의 외측으로 투입용 도어(121)가 형성된다. 투입용 도어(121)를 개방함으로써, 받침망(115)의 상부가 개방되며 사용자는 연소실(110) 내부로 땔감 등을 투입하여 필요에 따라서는 연료(1) 외에 다른 연료를 연소시킬 수 있다.
연료(1)가 연소하면서 발생한 연소가스는 연소실(110) 상부에 연결된 덕트(111)를 통해 사이클론(170)으로 유동하게 되고, 사이클론(170) 내에서 연소가스에 포함된 분진이 포집된다. 한편 본원 고안에 따른 보일러(100)의 연료는 축산배설물을 포함하고 있기 때문에 연소하는 과정 중에 발생한 연소가스에는 악취가 포함되어 있다. 이와 같은 악취 및 먼지가 대기 중으로 배기될 경우 환경오염의 문제점을 갖게 된다. 따라서 사이클론(170)의 상단부에는 필터(171)가 장착된다. 상기 필터(171)는 악취를 여과하는 필터로서, 세라믹재질의 필터 또는 글라스 재질의 필터이다. 이와 같이 사이클론(170)에서 분진이 포집되고 필터(171)에 의해 악취가 제거된 상태의 연소가스가 대기 중으로 배기됨으로써, 환경오염을 최소화할 수 있다.
연소실(110)에는 가열관(112)이 위치하며 가열관(112)의 양단은 연소실(110)을 관통해 외부로 연장되며, 가열관(112)의 양단은 온수통(125)에 연결된다. 따라서 온수통(125)에 저장된 물은 펌프(도면에 도시 안 됨)에 의해 가열관(112)을 통해 연소실(110) 내부를 거쳐 순환하게 되는데, 연소실(110)에서 연료(1)가 연소하면서 발생하는 열에 의해 가열된 상태로 온수통(125)에 저장된다. 온수통(125)에는 주거 및 생활에 필요한 장소로 온수를 공급할 수 있는 온수배수관이 연결되고, 또한 온수통(125)에는 냉수를 공급하는 냉수공급관이 연결된다.
이와 같이 구성된 연소실(110)의 측부에는 저장부(130)가 위치한다. 저장부(130)는 호퍼(131)로서, 저장부(130)의 하부에는 연료(1)를 토출하는 토출구가 형성된다. 그리고 호퍼(131)의 토출구에는 이송부(150)의 이송관(151) 일단이 연결되며, 이송관(151)의 타단은 연소실(110)에 연통된다. 따라서 호퍼(131)의 토출구를 통해 토출된 연료(1)는 이송관(151)을 통해 연소실(110)로 투입된다. 여기에서 이송관(151)의 타단은 받침망(115)의 상부에 연통되며 이송관(151)을 통해 이동한 연료는 받침망(115)의 중앙으로 투입된다.
도 4에 보이듯이 이송관(151)에 있어서, 호퍼(131)의 토출구 위치는 이송관(151)이 연소실(110)에 연통된 위치보다 높게 위치한다. 따라서 이송관(151)의 양단 높이 차에 따라 이송관(151)은 경사지게 위치하며 호퍼(131)의 토출구를 통해 토출된 연료는 경사진 이송관(151)을 따라 연소실(110)로 굴러 내려가게 된다.
한편, 호퍼(131)의 상부에는 호이스트(140)가 장착되며, 호이스트(140)를 이용하여 연료 주머니(3)를 호퍼(131) 상부로 이동시키고 연료 주머니(3)에 담긴 연료(1)를 호퍼(131) 내부로 떨어뜨려 저장한다. 호퍼(131)의 상부에는 호이스트(140)의 이동을 안내하는 가이드(141)가 설치된다.
이와 같은 구성에 있어서, 호퍼(131)의 토출구에 연결된 이송관(151)의 내부에는 공급조절기(160)가 장착된다.
공급조절기(160)는 호퍼(131)의 토출구와 대응하게 위치하며 이송관(151)의 길이방향으로 위치한 이송스크루(161)와, 이송관(151) 밖에 위치하며 이송스크루(161)와 연결되어 이송스크루(161)를 회전시키는 모터(163)를 포함한다.
상기 모터(163)에 의해 이송스크루(161)가 회전하면 호퍼(131)의 하부에 위치한 연료(1)는 이송스크루(161)를 따라 연소실(110) 쪽으로 이동하게 된다. 연료(1)의 밀도가 높은 호퍼(131)의 하단부에서만 이송스크루(161)로 연료를 밀어내면 이송스크루(161)에 밀려 경사진 이송관(151)으로 이동한 연료(1)는 이송관(151)의 경사에 의해 미끄러져 연소실(110) 내부로 이동하게 된다. 반면에 모터(163)가 정지하게 되면 이송스크루(161)의 회전은 정지하고, 연료(1)의 이동은 차단되어 더 이상 경사진 이송관(151)으로 연료가 공급되지 않게 된다.
한편, 온수통(125)에는 온도게이지(127)가 장착되며, 온도게이지(127)는 온수통(125)의 온도를 측정한 후 그 온도에 따른 전기적신호를 발생하며, 제어부에서는 온도게이지(127)에서 입력된 전기적신호에 따라 공급조절기(160)의 모터(163)를 작동한다. 즉 온수통(125)에 온도가 설정된 온도보다 낮으면 모터(163)를 작동시켜 연료를 연소실로 공급하여 연료를 연소시키며 설정된 온도 이상이면 모터의 작동을 정지시켜 연료의 공급을 차단한다.
1 : 연료 3 : 연료 주머니
100 : 보일러 110 : 연소실
111 : 덕트 112 : 가열관
113 : 버너 113T : 토치
115 : 받침망 117 : 재수납대
119 : 감시용 도어 121 : 투입용 도어
125 : 온수통 130 : 저장부
131 : 호퍼 140 : 호이스트
141 : 가이드 150 : 이송부
151 : 이송관 160 : 공급조절기
161 : 이송스크루 163 : 모터
170 : 사이클론 171 : 필터

Claims (1)

  1. 축산배설물과 톱밥을 혼합한 연료가 내부로 투입되며 투입된 연료가 내부에서 연소하는 연소실과, 연소실에 장착되어 투입된 연료를 착화시키는 버너와, 연료를 저장해 두는 저장부와, 저장부와 연소실을 연결하며 저장부에서 토출된 연료를 연소실로 이송하는 이송부를 포함하며,
    상기 연소실은, 내부로 투입된 연료가 적재되는 받침망과, 받침망의 하부에 위치하며 받침망을 통과해 떨어지는 연료의 재를 받으며 연소실 외부로 인출되는 재수납대와, 연소실의 상부 쪽에 장착되며 사이클론과 연결된 덕트 및, 연소실과 거리를 두고 위치한 온수통의 물이 연소실 내부로 순환할 수 있게 온수통과 연소실을 연결한 가열관을 포함하고, 상기 연소실의 내부를 들어다 볼 수 있게 여닫이식 감시용 도어가 연소실에 장착되며, 상기 연소실의 내부로 다른 연료를 투입할 수 있게 투입용 도어가 연소실에 장착되며,
    상기 저장부는 호퍼로서, 상기 호퍼의 하단은 연소실보다 높게 위치하여 상기 이송부가 경사지게 위치하고, 상기 호퍼의 상부에는 호이스트가 장착되어 상기 호이스트로 이송된 상기 연료를 상기 호퍼 내부로 공급하여 저장하며,
    상기 이송부는 이송관으로 구성되며, 상기 이송관에는 저장부에서 토출된 연료의 공급량을 조절하는 공급조절기가 장착되고,
    상기 공급조절기는 이송관의 길이방향으로 위치하는 이송스크루와, 상기 이송관의 외측에 위치하며 상기 이송스크루와 연결되어 이송스크루를 회전시키는 모터를 포함하며,
    상기 이송스크루는 호퍼에서 연료가 토출되는 부위와 대응하게 위치하고 상기 이송관은 상기 이송스크루의 끝단에서 상기 연소실로 경사지게 위치하여 상기 이송스크루의 끝단에서 이송관으로 진입한 연료는 이송관을 따라 자중에 의해 연소실까지 굴러 이송되며,
    상기 사이클론에는 연소가스에 포함된 악취를 여과하는 필터가 장착되고,
    상기 온수통에는 온도게이지가 장착된 것을 특징으로 하는 축산배설물 연료를 이용한 보일러.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101384181B1 (ko) * 2012-08-03 2014-04-10 신철항 배설물을 연료로 사용하는 난방시스템
WO2020017372A1 (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 株式会社ブルークロス ごみ焼却設備

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