KR20120001382A

KR20120001382A - 펠릿보일러용 연소장치

Info

Publication number: KR20120001382A
Application number: KR1020100062131A
Authority: KR
Inventors: 안형근
Original assignee: 주식회사 그랜드코리아
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-04

Abstract

연소장치에서 연소된 펠릿이 연소부에 쌍이거나 적체되는 것을 방지할 수 있는 펠릿보일러용 연소장치에 관한 것이다.
본 발명의 펠릿보일러용 연소장치는, 펠릿의 연소가 이루어지는 연소부; 펠릿공급장치로부터 공급되는 펠릿을 상기 연소부 내부의 연소지점으로 이송시키는 펠릿이송부; 상기 연소부에서 연소 완료된 펠릿이 적체되지 않도록 하여 주면서 상기 연소부 외부로 배출을 유도하는 연소펠릿 배출 유도수단을 포함하는 펠릿보일러용 연소장치를 제공한다.
상기 연소펠릿 배출 유도수단은 상기 이송부의 구동축과 연결된 회전축과, 상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전하면서 연소된 펠릿을 휘젓는 다수의 날개로 이루어진다. 상기 연소펠릿 배출 유도수단은 상기 이송부에 분리 가능하게 고정된다.

Description

펠릿보일러용 연소장치{COMBUSTION DEVICE FOR WOOD PELLET BOILER}

본 발명은 펠릿보일러용 연소장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소된 펠릿이 연소장치에서 용이하게 배출될 수 있도록 이루어진 펠릿보일러용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로 난방 등을 위하여 사용되는 연료로서 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석 연료를 이용하는 경우가 대부분이다.

그러나 화석 연료는 연소과정에서 발생하는 각종 공해물질로 인하여 환경을 오염시키고, 또한 매장량의 한계가 있다.

따라서 근래에는 이를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발 및 환경 친화적인 연료원의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

이중에서 우드펠릿(Wood Pellet)이라고 칭하는 연료원을 이용하여 난방을 행하거나 온수를 얻을 수 있는 펠릿보일러가 제조되어 사용되고 있다.

우드펠릿(이하 "펠릿"이라고 기재함)은 목재를 가공하고 버려지는 목재 부산물을 고압으로 압축하여 작은 알갱이 형태로 제조한 목재연료로서 친환경적인 연료이다.

이러한 펠릿을 연료원으로 사용하는 펠릿보일러는 가동 시 지구온난화를 유발시키는 CO₂를 거의 발생시키지 않고 산성비의 주범인 황산화물도 발생시키지 않는 친환경보일러로 사용이 점차적으로 확대되고 있다.

또한 펠릿보일러는 연료원의 가격이 화석연료에 비하여 저렴하여 유지 및 가동비용을 그만큼 줄일 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 펠릿보일러는 보일러 본체와, 펠릿연료가 저장되는 펠릿저장부와, 상기 펠릿저장부에 저장된 펠릿을 상기 보일러 본체로 공급하는 펠릿공급장치로 구성된다.

상기 보일러 본체에는 연소장치가 제공되며, 보일러 본체로 공급된 펠릿을 상기 연소장치로 이송시킬 수 있도록 연소장치의 일측으로는 이송스크루로 이루어진 펠릿이송부가 제공된다.

상기 펠릿공급장치는 관로의 내부에 모터의 구동으로 회전하는 스크루로 구성되어 모터의 구동으로 스크루기 회전하면서 연료저장부에 저장된 펠릿을 보일러 본체로 공급하도록 되어있다.

상기 연소장치는 펠릿이송부로부터 이송된 펠릿의 연소가 이루어지는 연소부와, 상기 연소부의 펠릿이 발화될 수 있도록 열원을 제공하는 히터와, 상기 연소부의 펠릿에 연소를 위하여 강제로 공기를 공급하기 위한 송풍팬으로 구성된다.

이러한 펠릿보일러는 펠릿공급장치를 통하여 보일러 본체로 소정량의 펠릿이 소정의 속도로 공급되면 이송스크루에 의하여 펠릿이 연소장치로 이송되고, 이때 히터의 열원 및 송풍팬을 통한 강제급기를 받으며 펠릿이 발화되면서 열에너지를 발생한다.

이와 같은 펠릿보일러 가동으로 난방 및 필요한 온수 등을 얻을 수 있으며 펠릿공급장치는 일정량의 펠릿을 계속 공급하여 보일러는 계속 가동된다.

그리고 연소장치에서 연소된 펠릿은 송풍팬에서 공급되는 급기에 의하여 연소장치의 끝단부쪽으로 이동하고 이러한 과정이 반복적으로 이루어지면서 연소된 펠릿은 연소장치의 끝단으로 이동된 후 자유 낙하하여 그 하부에 설치된 재받이로 배출된다.

그러나 이와 같이 종래의 연소장치는 연소된 펠릿이 연소장치에서 배출되는 과정에서 연소된 펠릿이 배출되지 않고 일정지점에 쌓여 적체되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

즉, 펠릿은 나무를 압축하여 제조된 것이므로 펠릿의 연소가 완료되어도 연소된 펠릿의 일부는 덩어리 형태로 남아 있으므로 이러한 덩어리가 연소장치에서 배출되는 과정에서 일정지점에 쌓이는 경우가 발생한다.

이와 같이 연소된 펠릿이 연소장치에 쌓이거나 적체되면 펠릿의 연소를 저해하는 요소로 작용하고 이에 따른 결과로 보일러의 효율을 떨어뜨리게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 연소장치에서 연소된 펠릿이 연소부에 쌍이거나 적체되는 것을 방지할 수 있는 펠릿보일러용 연소장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 펠릿보일러용 연소장치는,

펠릿의 연소가 이루어지는 연소부; 펠릿공급장치로부터 공급되는 펠릿을 상기 연소부 내부의 연소지점으로 이송시키는 이송부; 상기 연소부에서 연소 완료된 펠릿이 적체되지 않도록 하여 주면서 상기 연소부 외부로 배출을 유도하는 연소펠릿 배출 유도수단을 포함하는 펠릿보일러용 연소장치를 제공한다.

상기 연소펠릿 배출 유도수단은 상기 이송부의 구동축과 연결된 회전축과, 상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전하면서 연소된 펠릿을 휘젓는 다수의 날개로 이루어진다. 상기 연소펠릿 배출 유도수단은 상기 이송부에 분리 가능하게 고정된다.

본 발명에 의한 펠릿보일러용 연소장치는 연소장치에서 연소된 펠릿을 연소펠릿 배출 유도수단을 통하여 휘저어 줌으로서 연소된 펠릿이 쌓이거나 적체되지 않고 용이하게 배출될 수 있도록 하여준다.

그러한 이류로 펠릿의 연소가 잘 이루어짐으로 펠릿보일러의 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치가 제공된 펠릿보일러의 전체구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치에 연소펠릿 배출 유도수단이 조립된 상태의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치에 제공된 연소펠릿 배출 유도수단의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치가 제공된 펠릿보일러의 전체구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치에 연소펠릿 배출 유도수단이 조립된 상태의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치에 제공된 연소펠릿 배출 유도수단의 작동상태를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 펠릿보일러용 연소장치가 제공된 펠릿보일러는 우드펠릿(Wood Pellet)(100)을 연료원으로 사용하여 가동되는 펠릿보일러 본체(2)와, 펠릿(100)이 저장되는 펠릿저장부(4)와, 상기 펠릿저장부(4)에 저장된 펠릿을 상기 보일러 본체(2)로 공급하는 펠릿공급장치(6)를 포함한다.

상기 보일러 본체(2)에는 펠릿(100)이 연소될 수 있도록 연소장치(8)가 설치되고, 보일러 본체(2)로 공급된 펠릿을 상기 연소장치(8)로 이송시켜 투입할 수 있도록 연소장치에는 펠릿이송부(10)가 설치된다.

또 보일러 본체(2)에는 전원의 온/오프, 펠릿공급장치(6), 연소장치(8), 펠릿이송부(10)의 작동을 제어할 수 있도록 제어패널이 제공된 제어부(12)가 제공된다.

그리고 보일러 본체(2) 내부에는 연소되는 펠릿(100)의 열에너지에 의하여 난방 및 온수를 사용하기 위하여 물을 가열하기 위한 배관라인(미도시)이 설치되고, 보일러 본체(2)의 내부 점검 및 뒤에서 설명되는 재받이 등을 인출할 수 있도록 개폐 가능한 도어(13)가 설치된다.

상기 펠릿저장부(4)에는 투명한 투시창(14)이 형성되어 펠릿(100)의 잔량을 외부에서 확인할 수 있도록 되어있다.

상기 펠릿공급장치(6)는 펠릿저장부(4) 내부와 통하도록 연결되고 내부에 이송스크루(16)가 설치된 공급관로(18)와, 상기 이송스크루(16)를 구동시키기 위한 모터(20)와, 일측이 상기 공급관로(18)와 연결되고 타측은 연소장치(8)와 연결되어 이송스크루(16)를 통하여 이송된 펠릿(100)을 연소장치(8)로 투입하기 위한 투입관로(22)를 포함한다.

이러한 펠릿공급장치(6)는 제어부(12)에서 모터(20)를 구동시키면 이송스크루(16)가 회전하면서 펠릿저장부(4)에 저장된 펠릿(100)을 공급관로(18)를 따라서 이송시킨 후 투입관로(22)로 투입시켜 연소장치(8)로 펠릿(100)이 연속적으로 공급될 수 있도록 작동한다.

또 상기 모터(20)는 제어부(12)의 제어에 의해서 소정시간의 인터벌을 두고서 구동/정지를 반복할 수도 있으며, 이러한 작동으로 연소장치(8)로 공급되는 펠릿(100)을 일정시간 간격으로 공급할 수 있다.

이와 같은 방법으로 제어부(12)에서 모터(20)의 회전속도를 조절하거나 인터벌시간을 조절하는 것으로 연소장치(8)로 공급되는 펠릿(100)의 공급량 및 공급 속도를 조절할 수 있다.

이렇게 연소장치(8)로 공급된 펠릿(100)은 펠릿이송부(10)를 통하여 연소장치(8)의 연소지점으로 이송시켜 투입된다.

상기 펠릿이송부(10)는 제어부(12)의 제어에 의하여 구동하는 모터(24)와, 이 모터(24)의 회전축에 고정되는 구동축(26)과, 상기 구동축(26)의 외주면을 따라서 나선모양으로 형성되는 이송스크루(28)를 포함한다.

이러한 펠릿이송부(10)는 제어부(12)를 통하여 모터(20)를 구동시키면 구동축(26)이 회전하면서 이송스크루(28)가 펠릿(100)을 연소장치(8)의 연소지점으로 이송시킨다.

상기 연소장치(8)는 펠릿이송부(10)로부터 이송된 펠릿(100)의 연소가 이루어지는 연소부(30)와, 상기 연소부(30)의 펠릿(100)이 발화될 수 있도록 열원을 제공하는 히터(32)와, 상기 펠릿(100)의 연소를 위하여 연소장치 내부로 공기를 공급하기 위한 송풍팬(34)을 포함한다.

상기 연소부(30)는 일측이 개방부로 이루어진 챔버 형태로 구성되며 그 하부에는 연소부(30)의 바닥면으로부터 약간의 간각을 띄우고 펠릿(100)이 놓여 연소가 행하여지는 연소판(36)이 설치된다.

연소판(36)에는 다수의 공기유입홀(38)이 뚫려 펠릿(100)의 연소 시 송풍팬(34)에서 공급되는 공기가 연소판(36)에 놓인 펠릿(100)으로 공급될 수 있도록 되어있다.

상기 히터(32)는 제어부(12)의 제어에 따라서 보일러의 초기 가동 시 연소부(30)로 투입된 펠릿(100)이 발화가 이루어질 수 있도록 일정시간 동안 가동된 후 가동중지 된다.

그리고 상기 연소부(30) 내부에는 불꽃감지용 광센서(40)가 설치되어 연소부(30)의 연소상태를 감지하여 제어부(12)로 전달하도록 구성된다.

불꽃감지용 광센서(40)에 의하여 감지된 데이터가 제어부(12)로 전송되면 펠릿공급장치(6)룰 구성하는 모터(20) 회전을 제어하여 펠릿(100)의 공급량을 조절할 수 있도록 작동하고, 이와 동시에 연소장치(8)를 구성하는 모터(24)의 회전을 제어하여 연소장치(8) 내부로 투입되는 펠릿(100)의 투입량을 조절할 수 있도록 작동한다. 그리고 이와 같은 펠릿의 공급량에 따라서 송풍팬(34)의 회전속도도 제어부(12)의 제어에 의하여 조절된다.

이와 같은 펠릿보일러는 가동 시 연료인 펠릿(100)이 연소판(36)으로 계속 투입되며, 여기에서 연소가 완료된 펠릿(110)은 일부는 연소판(36)에 남아있고 일부는 송풍팬(34)에서 공급되는 송풍력에 의하여 연소부(30)의 끝단부쪽으로 이동한 후 그 하부에 놓인 재받이(42)로 떨어진다.

즉, 펠릿(100)은 목재를 압축하여 제조하므로 이것이 연소 되면서 일부는 분진형태의 재로 변화되지만 대부분은 덩어리 형태의 재로 변화되므로 이 덩어리 형태의 재는 연소부(30) 끝단부쪽으로 쉽게 이동하지 못하고 연소판(36)에 남아 쌓이거나 적체된다.

따라서 이러한 것을 해소하기 상기 연소장치(8)에는 연소부(30)에서 연소 완료된 펠릿(110)이 쌓이거나 적체되지 않도록 하면서 연소부(30)에서 용이하게 배출될 수 있도록 유도하는 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)이 제공된다.

상기 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)은 상기 펠릿이송부(10)의 구동축(26)과 연결된 회전축(46)과, 상기 회전축(46)을 따라서 간격을 유지하며 고정되는 다수의 날개(48)로 구성된다.

이러한 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)은 이송부(10)가 구동하면 회전축(46)이 회전하면서 날개(48)도 같이 회전하여 연소판(36)에 놓인 연소된 펠릿(110)을 휘저어 연소된 펠릿(110)이 일정한 곳에 쌓이거나 적체되지 않도록 하여준다.

또 이렇게 연소된 펠릿(110)이 쌓이거나 적체되지 않도록 날개(48)가 휘저어주면 연소된 펠릿(110)은 연소부(30)의 배출방향으로 보다 용이하게 이동하여 재받이(42)로 배출될 수 있다.

상기 날개(48)는 도 3에서와 같이 회전축(46)의 끝단에서 보아 일자 형태로 설치되지만, 이에 한정되는 것은 아니고 십자형으로 설치될 수도 있다.

이러한 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)은 점검 및 보수를 위하여 이송부(10)와 분리 가능하게 결합되어 있다.

이를 위하여 이송부(10)의 구동축(26)과 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)의 회전축(46)이 연결되는 부분은 암나사부와 수나사부로 이루어진 체결부(50a)(50b)로 형성된다.

상기한 바와 같은 펠릿보일러를 가동하려면, 먼저 제어부(12)를 통하여 펠릿공급장치(6)의 모터(20)와 펠릿이송부(10)의 모터(24) 및 연소장치(8)의 송풍팬(34)을 구동시킨다.

이에 따라 펠릿저장부(4)에 저장된 펠릿(100)은 이송스크루(16)의 회전으로 공급관로(18)를 따라서 이동한 후 투입관로(22)를 통하여 연소장치(8)로 공급된다.

연소장치(8)로 공급된 펠릿(100)은 펠릿이송부(10)의 이송스크루(28)의 회전에 의하여 연소부(30)의 연소지점인 연소판(36)으로 투입된다.

이러한 작용 시 연소판(36)으로는 송풍팬(34)에서 급기되는 공기가 공기유입홀(38)을 통하여 공급되면서, 이와 함께 히터(32)에서 발생된 열원의 공급으로 연소판(36)에 투입된 펠릿(100)은 발화되면서 연소가 진행된다.

이렇게 펠릿(100)이 연소되면서 발생된 열에너지는 연소부(30)의 끝단부를 따라 상승하여 보일러 본체(2)에 설치된 배관라인(미도시)의 물을 가열하여 사용처의 난방용 및 급탕으로 사용하면 된다.

이때 히터(32)는 제어부(12)의 제어에 의하여 보일러의 초기 가동 후 일정시간 동안 가동된 후 가동중지 된다.

이러한 펠릿(100)보일러는 펠릿저장부(4)에 저장된 펠릿(100)이 펠릿공급장치(6)를 통하여 소정량의 펠릿이 일정시간 간격으로 연소장치(8)로 계속 공급되고, 이 펠릿은 이송스크루(28)에 의하여 연소판(36)으로 공급되어 펠릿(100)은 계속하여 연소된다.

그리고 연소판(36)에서 연소가 완료된 펠릿(110)은 일부는 재로 변화여 송풍팬(34)의 송풍력으로 연소부(30)의 끝단부쪽으로 이동한 후 그 하부에 놓인 재받이(42)로 떨어지고 나마지는 연소판(36)에 남는다.

이와 같은 펠릿보일러 가동 시 펠릿이송부(10)가 구동할 때 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)도 같이 구동하게 된다.

따라서 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단(44)의 회전축(46)이 회전하면서 이와 함께 날개(48)도 회전하여 연소판(36)에 놓인 연소된 펠릿(110)을 휘젓는다.

이에 따라 연소판(36)에 남아있는 연소된 펠릿(110)은 일정지점에 쌓이거나 적체되지 않아 연소부(30)의 배출방향으로 용이하게 이동한다.

보일러의 가동을 중지하려면 제어부(12)의 조작패널을 조작하여 전원을 오프 시키면 펠릿공급장치(6)의 모터(20)와 펠릿이송부(10)의 모터(24) 및 송풍팬(34)의 구동이 정지되면서 연소부(30)에서 펠릿(100)의 연소가 중지되며 보일러 가동이 중지된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

2: 펠릿보일러 본체 4: 펠릿저장부
6: 펠릿공급장치 8: 연소장치
10: 펠릿이송부 12: 제어부
14: 투시창 16: 이송스크루
18: 공급관로 20: 모터
22: 투입관로 24: 모터
26: 구동축 28: 이송스크루
30: 연소부 32: 히터
34: 송풍팬 36: 연소판
38: 공기유입홀 40: 광센서
42: 재받이 44: 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단
46: 회전축 48: 날개
50a, 50b: 체결부
100: 우드펠릿 110: 연소된 펠릿

Claims

펠릿의 연소가 이루어지는 연소부;
펠릿공급장치로부터 공급되는 펠릿을 상기 연소부 내부의 연소판으로 이송시켜 투입하는 펠릿이송부;
상기 연소부에서 연소 완료된 펠릿이 적체되지 않도록 하여 주면서 연소부 외부로 배출을 유도하는 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단;
을 포함하는 펠릿보일러용 연소장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단은 상기 펠릿이송부의 구동으로 작동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 펠릿보일러용 연소장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단은 상기 펠릿이송부의 구동축과 연결된 회전축과, 상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전하면서 연소된 펠릿을 휘젓는 다수의 날개로 이루어진 것을 특징으로 하는 펠릿보일러용 연소장치.
청구항 3에 있어서,
상기 펠릿이송부의 구동축과 연소펠릿 적체방지 및 배출유도수단의 회전축은 서로 분리 가능하게 이루어진 체결부로 연결된 것을 특징으로 하는 펠릿보일러용 연소장치.
청구항 4에 있어서,
상기 체결부는 암나사부와 수나사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 펠릿보일러용 연소장치.