KR20120019111A - 상향식 연료공급 목재펠릿 버너 - Google Patents

상향식 연료공급 목재펠릿 버너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 관한 것으로, 연료투입구, 투입된 연료를 스크류피딩하여 공급하는 연료공급하우징, 피딩된 연료를 버너헤드 쪽으로 이송하여 공급하는 연료이송관, 버너헤드로 에어를 공급하는 메인에어공급관, 메인에어공급관으로 에어를 송풍하는 송풍기를 포함하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 있어서; 상기 메인에어공급관과 송풍기 사이에는 내부가 중공된 에어유로블럭이 설치되고; 상기 에어유로블럭에는 송풍방향으로만 개방되는 역류방지댐퍼가 설치되며; 일단은 상기 에어유로블럭의 상측에 연통되고, 타단은 상기 버너헤드의 상측에 경사 배치된 보조에어공급관이 구비되고; 상기 보조에어공급관의 상단에는 화염감지기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너를 제공한다.
본 발명에 따르면, 목재펠릿 보일러의 송풍기 용량을 증대시키지 않고도 버너헤드 중앙부로의 에어공급을 원활하게 하여 미연소 현상을 방지하고, 연료의 비산을 막아 연소효율을 향상시키며, 유해가스의 역류를 4중으로 차단하여 폐가스에 의한 중독사고도 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다..

Description

상향식 연료공급 목재펠릿 버너{UNDERFEED WOOD PELLET BURNER}
본 발명은 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 공급시 연소 열기가 연료 공급부로 침범하지 않는 구조로써 4중 역화 방지구조를 갖추어 화재를 예방하며 버너헤드의 중앙부로 에어를 공급하도록 하여 연소효율을 높임으로써 보일러의 효율은 향상시키되 유해가스의 배출은 최소화할 수 있도록 개선된 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 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, 코크스가스와 같은 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 LNG 연료가 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 펠릿화하여 연료로서 사용할 수 있는 목재펠릿 보일러도 사용되는 있는 실정이다.
그런데, 종래 목재펠릿 보일러용 버너는 연소를 위한 버너헤드의 에어공급이 버너헤드 주변에서 버너헤드 내부로 공급되는 방식이기 때문에 많은 양의 연료 투입시 버너헤드 중앙으로 에어가 유입되지 못해 중앙부에서 미연소가 발생되고, 이는 다량의 유해가스를 발생시키는 요인이 되었다.
이를 해결하기 위해서는, 에어공급용 송풍기의 볼륨이 커져야 하는데 그렇게 되면 설비가 커지고 소비전력이 증가되는 반대급부로 인해 목재펠릿 보일러에 불리하고, 과잉공기가 투입될 경우 에어의 양과 압력이 커져 가벼워진 연료가 버너헤드 밖으로 비산되면서 연소 효율을 떨어뜨리는 문제를 야기하게 된다.
뿐만 아니라, 보일러가 정지되었을 때에는 매연이 실내로 유입되게 되므로 이를 방지하기 위해서는 송풍기를 계속 가동해야만 하는 기현상이 발생된다.
아울러, 연소시 발생되는 폐가스의 역류로 인해 폐가스 중독사고의 유발가능성이 농후하여 안전상 문제도 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 효과 있게 해결하기 위해 창출된 것으로, 기존 상향식 목재펠릿 버너에서 송풍기의 용량을 늘리지 않으면서도 버너헤드 중앙부로의 에어공급이 원활하게 유지되고, 동시에 가벼워진 연료가 버너헤드 밖으로 비산되지 못하도록 하여 연소효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 상향식 연료공급 목재펠릿 버너를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 연료투입구, 투입된 연료를 스크류피딩하여 공급하는 연료공급하우징, 피딩된 연료를 버너헤드 쪽으로 이송하여 공급하는 연료이송관, 버너헤드로 에어를 공급하는 메인에어공급관, 메인에어공급관으로 에어를 송풍하는 송풍기를 포함하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 있어서; 상기 메인에어공급관과 송풍기 사이에는 내부가 중공된 에어유로블럭이 설치되고; 상기 에어유로블럭에는 송풍방향으로만 개방되는 역류방지댐퍼가 설치되며; 일단은 상기 에어유로블럭의 상측에 연통되고, 타단은 상기 버너헤드의 상측에 경사 배치된 보조에어공급관이 구비되고; 상기 보조에어공급관의 상단에는 화염감지기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너를 제공한다.
이때, 상기 에어유로블럭의 하단면에는 상기 연료이송관과 연통되는 연통공이 더 형성된 것에도 그 특징이 있다..
또한, 상기 연료이송관의 외주면에는 역화시 과열을 감지하여 전원을 오프시키는 과열방지기가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다..
뿐만 아니라, 상기 연료공급하우징의 내부에는 회전방향으로 연료를 이송하면서 매연이나 유해가스의 역류를 차단하는 물레방아 형태의 역류방지판이 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.
그리고, 상기 버너헤드의 상부에는 연소된 연료의 비산을 방지하는 방지판이 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 버너헤드의 중앙부에는 공기를 넣어주는 버너헤드 중앙 에어공급관이 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 목재펠릿 버너의 송풍기 용량을 증대시키지 않고도 버너헤드 중앙부로의 에어공급을 원활하게 하여 미연소 현상을 방지하고, 연료의 비산을 막아 연소효율을 향상시키며, 유해가스의 역류를 4중으로 차단하여 폐가스에 의한 중독사고도 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상향식 연료공급 목재펠릿 버너의 조립상태를 보인 외관 사시도이다..
도 2는 본 발명에 따른 상향식 연료공급 목재펠릿 버너의 커버가 제거된 모습을 보인 예시적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 상향식 연료공급 목재펠릿 버너를 구성하는 연료하우징의 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다..
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상향식 연료공급 목재펠릿 보일러는 본체를 감싸 외장하는 커버(100)와, 연료를 연소시키는 버너헤드(200)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 커버(100)는 분할판들이 조립되는 형태를 갖고, 조립된 커버(100)의 상단면에는 연료투입구(110)가 돌출된 형태로 노출된다.
그리고, 상기 연료투입구(110)는 투입용량을 최대화시키면서 투입의 용이성을 확보할 수 있도록 원통형상으로 형성됨이 바람직하다.
아울러, 상기 버너헤드(200)의 중앙부에는 공기를 넣어주는 버너헤드 중앙 에어공급관(210)이 더 설치된다.
이 경우, 상기 버너헤드 중앙 에어공급관(210)은 버너헤드(200)에 내장되는데, 상기 버너헤드(200)는 다수의 판들이 조립되어 구성된다.
한편, 상기 커버(100) 내부에 구비되는 본체는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 버너헤드(200)에 인접하여 간격을 두고 설치되는 버너플랜지(112)를 포함한다.
아울러, 상기 버너플랜지(112)를 관통하여 상기 버너헤드(200)로 에어를 공급하는 메인에어공급관(114)이 설치되고, 상기 메인에어공급관(114)의 내부 관로상에는 관류되는 에어를 착화시키기 적당한 온도로 예열하는 히터(118)가 경사 배치된다..
또한, 상기 메인에어공급관(114)의 상측에는 이와 별도 유로를 갖는 보조에어공급관(116)이 설치되는데, 상기 보조에어공급관(116)은 상기 버너헤드(200)와 연통되며, 특히 상기 버너헤드(200)의 상측에 위치되도록 하여 상기 버너헤드(200)의 상측으로 에어를 공급함으로써 연료가 많을 때 버너헤드(200) 중앙부로 에어공급이 원활하지 못하여 미연소 현상이 발생되는 것을 최소화시키게 된다.
이에 더하여, 상기 보조에어공급관(116)은 연료 연소시 에어차단막을 형성함으로써 연료의 비산을 억제하는 기능도 담당하게 된다..
덧붙여, 상기 버너헤드(200) 상측에는 연소시 가벼워진 연료(숯)가 곧바로 직상승하는 것을 차단하여 외부로 튀어나가는 것을 방지할 수 있도록 방지판을 더 구비할 수 있다..
이때, 상기 보조에어공급관(116)은 버너헤드(200)의 상측에서 버너헤드(200) 측을 향해 경사방향으로 에어를 분사할 수 있도록 배치되면 비산 억제효과를 더욱 높일 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 보조에어공급관(116)의 경사진 상단, 즉 버너플랜지(112) 쪽 단부에는 소화안전장치용 화염감지기(CDS)가 설치된다.
그리고, 상기 메인에어공급관(114)의 하측에는 이와 간격을 두고 상기 버너헤드(200)의 하부와 연통된 원통형상의 연료이송관(120)이 수평하게 배열되고, 상기 연료이송관(120)의 내부에는 연료를 피딩할 수 있는 이송스크류(122)가 설치된다.
또한, 상기 메인에어공급관(114)의 선단, 즉 공급하는 쪽 단부에는 내부가 중공된 에어유로블럭(124)이 설치되고, 상기 에어유로블럭(124)에는 송풍기(126)가 연결된다.
물론, 앞서 설명한 메인에어공급관(114)은 상기 에어유로블럭(124)과 연통되고, 상기 에어유로블럭(124) 상에는 일방향으로만 개방되는 역류방지댐퍼(128)가 설치되어 상기 송풍기(126)로부터 블로잉된 에어는 버너헤드(200) 쪽으로 송풍만 될 뿐 버너헤드(200) 쪽에서 역방향으로 역류하지는 못하도록 방지하게 된다.
뿐만 아니라, 상기 보조에어공급관(116)도 상기 에어유로블럭(124)과 연통되어 공기를 공급받을 수 있게 구성된다.
특히, 상기 에어유로블럭(124)의 하단 일부에는 상기 연료이송관(120)의 내부와 연통되는 연통공(130)이 형성되어 에어 일부가 분사됨으로써 상기 연료이송관(120)을 통해 유해가스가 역류되는 것을 방지하게 되며, 이에 더하여 연료이송관(120)으로 공급된 에어는 연료와 함께 버너헤드(200) 하부로 공급됨으로써 대량 연료 공급시 버너헤드(200) 주변 하측공간에서 에어를 공급할 수 있어 미연소 현상을 극소화시키는데 조력하기도 한다..
나아가, 상기 연료이송관(120)의 길이 일부 외주면에는 과열방지기(D)가 설치되며, 이를 통해 연료이송관(120) 내부로 역화발생시 이를 감지하여 전원 차단함으로써 보일러를 보호하게 된다.
다른 한편, 상기 송풍기(126)와 간격을 두고 상기 연료이송관(120)의 일단에는 도 2 및 도 5와 같이 연료공급하우징(132)이 설치된다.
이때, 상기 연료공급하우징(132)은 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 'ㄷ'형상의 내부 유로를 갖는데, 이 내부 유로의 최하단인 제1수평유로(132a)는 상기 연료이송관(120)과 연통되고, 수직유로(132b)는 상기 제1수평유로(132a)의 말단과 연결된 상태에서 수직방향으로 연장되며, 상기 수직유로(132b)의 상단과 연결되고 제1수평유로(132a)와 평행하게 형성되는 제2수평유로(132c)는 앞서 설명한 연료투입구(110)와 연통된다.
이에 더하여, 상기 제2수평유로(132c) 상에는 상기 연료투입구(110)를 통해 투입된 연료를 더욱 원활하게 이송할 수 있도록 피딩스크류(138)가 내장되며, 상기 수직유로(132b) 상에는 연료를 피딩하면서 역류되는 유해가스를 차단할 수 있도록 회전축(134) 상에 고정되어 물레방아 형태로 회전되는 역류방지판(136)이 설치된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 상향식 연료공급 목재펠릿 보일러는 연료투입구(110)로 펠릿형태의 연료가 투입되면 상기 연료는 피딩스크류(138)에 의해 수직유로(132b)로 이송되고, 역류방지판(136)을 거쳐 연료이송관(120)으로 반송된다..
그러면, 상기 연료이송관(120) 내부에 설치된 이송스크류(122)는 유입된 연료를 밀어 버너헤드(200) 쪽으로 배출시킨다.
이때, 송풍기(126)에서는 에어가 송풍되게 되는데, 송풍된 에어는 에어유로블럭(124)을 통해 블로잉된 대부분이 메인에어공급관(114)을 거쳐 예열된 상태로 버너헤드(200)로 공급되면서 연료를 연소시키게 된다..
동시에, 일부 공기는 상기 에어유로블럭(124) 내부에서 분기되어 보조에어공급관(114)을 통해 버너헤드(200) 상측으로 공급되기도 하고, 연통공(130)을 통해 연료이송관(120)으로 공급된 후 버너헤드(200) 하측으로 공급되기도 하므로 대량 연료 공급시에도 버너헤드(200) 주변의 중앙부 미연소 현상을 극소화시키게 되며, 이를 통해 유해가스 발생도 낮출 수 있게 된다.
또한, 이러한 연소과정에서 발생되는 폐가스, 화염 등의 역류 또는 역화가 일어날 수 있는데, 연료이송관(120)을 통해 에어를 분출함으로써 열기 및 유해가스의 유입을 차단하고, 또 과열방지기(D)는 역화에 의한 화재사고를 미연에 방지하게 되며, 물레방아 형태의 역류방지판(136)은 회전방향이 항상 하방향을 향하도록 함으로써 열기 및 매연이 올라오는 것을 방지하게 된다.
나아가, 에어유로블럭(124) 내부에 설치된 역류방지댐퍼(128)는 버너 정지시 폐가스나 매연이 송풍기(126)로 유입되는 것을 원천적으로 차단하기 때문에 보다 안전한 보일러 사용환경을 구축할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 4중 안전구조를 갖추고 있으며, 버너헤드(200) 중앙부에서의 미연소 현상을 완전히 해소하고, 원활하고 효율적인 연소가 가능하여 매우 유용한 보일러 장비가 될 것으로 기대된다.
100 : 커버 110 : 연료투입구
112 : 버너플랜지 114 : 메인에어공급관
116 : 보조에어공급관 118 : 히터
120 : 연료이송관 122 : 이송스크류
124 : 에어유로블럭 126 : 송풍기
128 : 역류방지댐퍼 130 : 연통공
132 : 연료공급하우징 134 : 회전축
136 : 역류방지판 138 : 피딩스크류
200 : 버너헤드 210 : 버너헤드 중앙 에어공급관

Claims (6)

  1. 연료투입구(110), 투입된 연료를 스크류피딩하여 공급하는 연료공급하우징(132), 피딩된 연료를 버너헤드(200) 쪽으로 이송하여 공급하는 연료이송관(120), 버너헤드(200)로 에어를 공급하는 메인에어공급관(114), 메인에어공급관(114)으로 에어를 송풍하는 송풍기(126)를 포함하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너에 있어서;
    상기 메인에어공급관(114)과 송풍기(126) 사이에는 내부가 중공된 에어유로블럭(124)이 설치되고;
    상기 에어유로블럭(124)에는 송풍방향으로만 개방되는 역류방지댐퍼(128)가 설치되며;
    일단은 상기 에어유로블럭(124)의 상측에 연통되고, 타단은 상기 버너헤드(200)의 상측에 경사 배치된 보조에어공급관(116)이 구비되고;
    상기 보조에어공급관(116)의 상단에는 화염감지기(CDS)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어유로블럭(124)의 하단면에는 상기 연료이송관(120)과 연통되는 연통공(130)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연료이송관(120)의 외주면에는 역화시 과열을 감지하여 전원을 오프시키는 과열방지기(D)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연료공급하우징(132)의 내부에는 회전방향으로 연료를 이송하면서 매연이나 유해가스의 역류를 차단하는 물레방아 형태의 역류방지판(136)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너..
  5. 제1항에 있어서, 상기 버너헤드(200)의 상부에는 연소된 연료의 비산을 방지하는 방지판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너.
  6. 제1항에 있어서, 상기 버너헤드(200)의 중앙부에는 공기를 넣어주는 버너헤드 중앙 에어공급관(210)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 상향식 연료공급 목재펠릿 버너.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102679384A (zh) * 2012-04-26 2012-09-19 包头市绿茵生物能源设备制造有限公司 一种多灰份生物质能颗粒燃料燃烧器
CN104990068A (zh) * 2015-07-27 2015-10-21 杨增威 一种生物质燃烧机及使用方法
KR102302996B1 (ko) 2020-08-04 2021-09-16 주식회사 포스코 비산수 간섭을 방지하는 디스케일링 헤더

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