KR20120039291A

KR20120039291A - 펠렛 보일러

Info

Publication number: KR20120039291A
Application number: KR1020100100926A
Authority: KR
Inventors: 이현수
Original assignee: 이현수
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-04-25

Abstract

본 발명은 본체(1) 내에 펠렛(P)을 공급하여 열원에 의해 난방수로(2)를 가온하는 보일러에 있어서: 상기 본체(1) 내에 펠렛(P)의 공급을 단속하게 댐퍼(11)를 구비하는 공급부(10); 상기 본체(10) 내에 구동축(21)을 개재하여 회전하는 로스톨(22)을 구비하고, 펠렛(P)의 탄화로 발생되는 재(A)를 배출하게 이송스크류(23)를 구비하는 연소부(20); 및 상기 연소부(20)의 로스톨(22)에 점화를 위한 버너(32)를 구비하고, 상기 연소부(20)에 연통되어 공기공급과 유해가스의 유출을 차단하는 송풍기(31)를 구비하는 작동부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은,연료의 공급 및 점화, 연소에 의해 발생되는 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 자동으로 이루어져 편의성이 증진되고, 산화 시 발생하는 오염된 기체의 누출을 방지하는 효과를 제공한다.

Description

펠렛 보일러{pellet boiler}

본 발명은 펠렛 보일러에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연료의 공급 및 점화, 연소에 의해 발생되는 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 자동으로 이루어져 편의성이 증진되고, 산화 시 발생하는 오염된 기체의 누출을 방지하는 펠렛 보일러에 관한 것이다.

통상적으로, 보일러는 사용연료에 따라 가스보일러, 기름보일러, 석탄보일러 등으로 구분되는데, 국제유가 상승 등의 원인으로 비용이 상대적으로 저렴한 연탄이나 석탄 및 목재 등과 같은 펠렛(pellet) 보일러에 대한 수요는 꾸준하게 이어지고 있다.

일예로 한국 공개특허공보 제2010-0081560호에 의하면 ‘몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징의 연소부 내에 설치되어 펠렛의 외기에 의한 1차연소와 연소가스에 의한 2차연소가 가능한 이중연소기; 상기 이중연소기에 펠렛을 연속적으로 공급하는 펠렛투입구; 상기 이중연소기에 외기를 공급하는 외기공급부; 상기 이중연소기 내부를 연소분위기로 유지시키는 점화부; 상기 연소부에 상승관으로 연결되는 열교환기; 및 상기 열교환기에 하강관으로 연결되는 배기관을 포함하는 레토르트 타입 펠렛보일러’를 개시한다.

하지만, 이러한 펠렛보일러는 열효율이 증가하는 효과는 있지만, 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 불편하고, 오염된 기체의 누출이 발생하는 문제가 있었다.

한국 공개특허 제2010-0081560호 “이중연소기를 가지는 레토르트 타입 펠렛보일러”

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 연료의 공급 및 점화, 연소에 의해 발생되는 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 자동으로 이루어져 편의성이 증진되고, 산화 시 발생하는 오염된 기체의 누출을 방지하는 펠렛 보일러를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 본 발명은 본체 내에 펠렛을 공급하여 열원에 의해 난방수로를 가온하는 보일러에 있어서: 상기 본체 내에 펠렛의 공급을 단속하게 댐퍼를 구비하는 공급부; 상기 본체 내에 구동축을 개재하여 회전하는 로스톨을 구비하고, 펠렛의 탄화로 발생되는 재를 배출하게 이송스크류를 구비하는 연소부; 및 상기 연소부의 로스톨에 점화를 위한 버너를 구비하고, 상기 공급부 및 연소부에 연통되어 공기공급과 유해가스의 유출을 차단하는 송풍기를 구비하는 작동부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공급부는 펠렛의 공급이 원활하도록 요동판을 구비하되, 상기 요동판은 모터와 크랭크축에 의해 유동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로스톨은 재를 이송스크류로 유입되도록 하면에 다수의 밀판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송스크류는 회전력에 의해 재를 외부로 배출하도록 일측에 배출판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 연료의 공급 및 점화, 연소에 의해 발생되는 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 자동으로 이루어져 편의성이 증진되고, 산화 시 발생하는 오염된 기체의 누출을 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 펠렛 보일러의 전체 구성을 나타내는 정면도,
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 펠렛 보일러의 연소실을 나타내는 사시도 및 단면도,
도 3a 내지 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 보일러를 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 펠렛 보일러의 전체 구성을 나타내는 정면도이고, 도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 펠렛 보일러의 연소실을 나타내는 사시도 및 단면도이다.

본 발명은 펠렛 보일러에 관련되며, 그 구성의 특징으로 공급부(10), 연소부(20), 작동부(30)를 주요 구성으로 한다.

본 발명에 따른 공급부(10)는 상기 본체(1) 내에 펠렛(P)의 공급을 단속하게 댐퍼(11)를 구비한다. 공급부(10)는 펠렛(P)을 저장하여 후술하는 연소부(20) 상으로 펠렛(P)을 공급할 수 있도록 형성되어 댐퍼(11)에 의해 공급되는 펠렛(P)의 양을 조절하거나 공급을 중단 할 수 있도록 상부의 모터(M')와 연동되는 스크류 형태의 회동축(11a)을 구비하여 댐퍼(11)가 상하로 이송할 수 있도록 구성된다. 이러한, 공급부(10)는 석탄, 목재 등의 펠렛(P)이 공급되기 위하여 저장되는 부분임으로 상술한 회동축(11a)과의 마찰이 발생할 수 있음으로 커버(11b)를 더 장착하여 해소할 수 있으나, 이는 펠렛(P)이 저장되는 양과 소, 대형 보일러 등의 이유로 상황에 맞게 형성하지 않아도 무방하다. 그리고, 공급부(10)는 상부에 손잡이(15)를 구비하여 개폐 가능하도록 도시되어 있으나 일측에 호퍼(미도시)를 장착하여 슈트를 통해 자동으로 펠렛(P)이 공급부(10) 상에 공급될 수 있도록 구성할 수도 있다.

이때, 상기 공급부(10)는 펠렛(P)의 공급이 원활하도록 요동판(12)을 구비하되, 상기 요동판(12)은 모터(M)와 크랭크축(13)에 의해 유동하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 요동판(12)은 후술하는 작동부(30) 상에 형성되는 모터(M)에 의해 회전하는 크랭크축(13)이 로드(14)를 상하로 직선왕복 운동시켜 요동판(12)이 좌, 우로 회동할 수 있도록 구성된다. 이러한, 요동판(12)은 공급부(10) 상에 펠렛(P)이 서로 엉키거나 걸려 연소부(20) 상으로 이동이 불가능한 것을 방지하여 원활하게 펠렛(P)이 공급될 수 있도록 한다.

또, 본 발명에 따른 연소부(20)는 상기 본체(10) 내에 구동축(21)을 개재하여 회전하는 로스톨(22)을 구비하고, 펠렛(P)의 탄화로 발생되는 재(A)를 배출하게 이송스크류(23)를 구비한다. 이러한, 연소부(20)는 하부에서부터 돌출되어 베어링을 구비하는 구동축(21) 상에 로스톨(22)이 안착하여 회동 가능하도록 형성되는 바, 로스톨(22)은 방사상으로 다수개의 원형판 구조로 형성되어 펠렛(P)이 안착할 수 있도록 구성되어 펠렛(P)이 안착할 수 있도록 구성된다. 로스톨(22)은 다수개의 원형판 사이에 홈(22b)을 형성하여 펠렛(P)의 산화로 발생되는 재(A)가 하부의 이송스크류(23) 상으로 이동할 수 있도록 형성되는 바, 이때, 다수개의 원형판을 일체로 형성하고, 상기 재(A)를 관통홈(24)을 통해 이송스크류(23)로 이동이 용이하도록 다수개의 밀판(22a)이 로스톨(22)의 하면에 일체로 형성된다. 이러한, 밀판(22a)은 로스톨(22)이 회전함과 동시에 함께 회전하여 하부에 쌓인 재(A)를 밀어 관통홈(24) 상으로 강제로 쓸어 이동시키는 역할을 수행하여 로스톨(22)의 하부에 재(A)가 쌓이는 것을 방지하게 된다. 또한, 상기 로스톨(22)의 상면에 근접하도록 형성되는 냉수관(26)을 형성하여 고온에 의해 변형이 발생할 수 있는 로스톨(22)의 온도를 강제로 낮추어 방지함과 동시에 고열에 의해 응집된 펠렛(P)을 제거하는데도 용이한 역할을 수행한다. 이러한, 냉수관(26)은 로스톨(22)의 온도를 낮추는 역할만을 수행할 뿐 상술한 난방수로(2)와는 별개의 구성으로 형성된다.

또한, 로스톨(22) 상에서 펠렛(P)의 산화로 발생되는 재(A)를 외부로 이송하기 위한 이송스크류(23)를 구비한다. 이러한, 이송스크류(23)는 상술한 모터(M)에 의해 요동판(12)과 연동하도록 형성하는 바, 이는, 모터(M)의 회전으로 의해 요동판(12)이 펠렛(P)의 이동시킴과 동시에 이송스크류(23)가 회전하여 재(A)를 외부로 이송하게 되는 것이다.

이때, 상기 이송스크류(23)는 회전력에 의해 재(A)를 외부로 배출하도록 일측에 배출판(23a)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 배출판(23a)은 이송스크류(23)의 끝단에 형성되어 이송스크류(23)가 회전 시 배출홈(25)으로 재(A)를 배출하는 역할을 수행하는 바, 배출판(23a)의 회전방향은 하부에서 상부로 회전하여 재(A)를 퍼 올리는 형태로 구성되는 것이 적합하다.

또, 본 발명에 따른 작동부(30)는 상기 연소부(20)의 로스톨(22)에 점화를 위한 버너(32)를 구비하고, 상기 공급부(10) 및 연소부(20)에 연통되어 공기공급과 유해가스의 유출을 차단하는 송풍기(31)를 구비한다. 이러한, 작동부(30)는 공급부(10)로부터 공급되는 펠렛(P)이 로스톨(22) 상에 안착되면 버너(32)가 발동하여 펠렛(P)이 점화되어 연소할 수 있도록 구성된다. 이때, 송풍기(31)는 연소부(20)와 연통하는 송풍관(31b) 및 버너(32)와 연통하는 송풍관(31a)과 이송스크류(23)와 연통하는 송풍기(31c)를 구비하여 서로 공기를 공급하게 된다. 이러한, 송풍기(31)는 공급부(10) 상으로 공기가 공급되어 연소부(20)로부터 발생되는 유해가스가 외부로 유출되지 않도록 하고, 로스톨(22)의 펠렛(P)의 산화에 도움을 주기 위하여 공기공급을 실행한다. 즉, 송풍기(31)로부터 발생되는 공기가 공급되기 때문에 유해가스가 자연스럽게 외부로 배출되는 것을 방지하게 되는 것이다. 이때, 미설명부호인 차단구(D)는 상술한 댐퍼(11)와 유사하게 송풍기(31) 상에서 발생되는 공기를 연소부(20)에서 펠렛(P)이 연소될 시 열어 공기의 흐름을 유도한 다음, 보일러의 정지 시 다시 닫혀 내부의 열기가 외부로 이탈함과 동시에 찬공기 유입을 방지하게 된다.

그리고, 상기 송풍기(31)에 의해 로스톨(22) 상에 공기공급이 이루어질 때, 통공(27)이 굴곡되는 형태로 형성되어 유해가스 차단의 도움을 줄 수도 있다. 이러한, 통공(27)은 송풍기(31)의 공기가 로스톨(22)의 하부로부터 유입되도록 하는 바, 로스톨(22)의 로스톨상면(22c)이 통공(27)과 평행되는 위치에 고정하여 로스톨하면(2d)에 형성되는 다수의 밀판(22a) 사이에 공기가 유입되어 홈(22b)의 하부에서부터 상부로 공기가 공급되는 것이다. 이때, 송풍관(31a)을 통하여 이송스크류(23)로 유입되는 공기 또한 고열의 재(A)를 식혀줌과 동시에 상부로 이동하여 통공(27)을 통해 로스톨(22)로 향하게 된다. 이는, 고열의 재(A)를 식힐 수도 있지만, 재(A)를 통해 공기가 온도가 올라가게 됨으로 보일러의 온도를 높여주는 효과도 기대할 수 있다.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 펠렛 보일러를 나타내는 사시도이다.

이때, 연소부(20)의 상부에 전기히터(28)를 추가적으로 결합하여 사용할 수 있다. 이러한, 전기히터(28)는 펠렛(P)을 산화하지 않은 상태에서 전기히터(28)만으로 난방수로(2)를 가열할 수도 있지만, 그런 경우 고열이 되기 위해서는 장시간 사용해야만 하기 때문에 펠렛(P)의 산화 시 함께 사용하는 것이 더 적합하다. 그리고, 별도의 석유통(미도시)를 더 구비하여 상기 전기히터(28)와 같은 이유로 사용 가능하도록 형성할 수도 있다. 또한, 미설명된 도면부호 40은 제어부이다.

작동에 있어서, 먼저 공급부(10) 상에 적층되어 있는 펠렛(P)을 연소부(20)로 이송하기 위하여 모터(M')와 연계되어 작동하는 댐퍼(11)가 상부로 이동하게 됨과 동시에 하부의 모터(M)가 회전으로 크랭크축(13)과 이송스크류(23)가 회전하게 된다. 이때, 연계되는 로드(14)에 의해 요동판(12)이 회동하여 펠렛(P)을 연소부(20)의 로스톨(22) 상에 안착하여 공급하게 되고, 이송스크류(23)는 회전하여 내부의 재(A)를 외부로 배출하게 된다. 이때, 댐퍼(11)는 타이머 및 센서에 의해 적당량의 펠렛(P)을 공급한 다음 하부로 이동하여 펠렛(P)의 공급을 중단함과 동시에 펠렛(P)의 연소 시 열기가 공급부(10)로 이동하는 것을 방지하는 역할도 수행하게 된다. 또한, 로스톨(22)의 상부에 안착된 펠렛(P)이 버너(32)에 의해 점화되고, 송풍기(31)가 작동되어 펠렛(P)의 연소를 위한 공기공급과 유해가스의 유출을 방지하여 작동하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 연료의 공급 및 점화, 연소에 의해 발생되는 재나 불연소 잔재물을 배출시키는 과정이 자동으로 이루어져 편의성이 증진되고, 산화 시 발생하는 오염된 기체의 누출을 방지하는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
1: 본체 2: 난방수로
10: 공급부 11: 댐퍼
11a: 회동축 11b: 커버
12: 요동판 13: 크랭크축
14: 로드 15: 손잡이
20: 연소부 21: 구동축
22: 로스톨 22a: 밀판
22b: 홈 22c: 로스톨상면
22d: 로스톨하면 23: 이송스크류
23a: 배출판 24: 관통홈
25: 배출홈 26: 냉수관
27: 통공 28: 전기히터
30: 작동부 31: 송풍기
32: 버너 40: 제어부
D: 차단구

Claims

본체(1) 내에 펠렛(P)을 공급하여 열원에 의해 난방수로(2)를 가온하는 보일러에 있어서:
상기 본체(1) 내에 펠렛(P)의 공급을 단속하게 댐퍼(11)를 구비하는 공급부(10);
상기 본체(10) 내에 구동축(21)을 개재하여 회전하는 로스톨(22)을 구비하고, 펠렛(P)의 탄화로 발생되는 재(A)를 배출하게 이송스크류(23)를 구비하는 연소부(20); 및
상기 연소부(20)의 로스톨(22)에 점화를 위한 버너(32)를 구비하고, 상기 공급부(10) 및 연소부(20)에 연통되어 공기공급과 유해가스의 유출을 차단하는 송풍기(31)를 구비하는 작동부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 공급부(10)는 펠렛(P)의 공급이 원활하도록 요동판(12)을 구비하되, 상기 요동판(12)은 모터(M)와 크랭크축(13)에 의해 유동하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 로스톨(22)은 재(A)를 이송스크류로 유입되도록 하면에 다수의 밀판(22a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 이송스크류(23)는 회전력에 의해 재(A)를 외부로 배출하도록 일측에 배출판(23a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.