KR20150004143U - 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 펠렛을 연소시키는 버너연소실과, 상기 연소실과 연결되는 보일러와, 상기 보일러의 일측에서 연장되어 공기를 배출하는 배출로와, 상기 연소실과 연결되어 공기를 흡입하는 흡입로로 구성되는 보일러에 있어서, 상기 배출로(30)의 일측과 연결되어 재를 집진하는 집진기(51)와 상기 집진기(51)의 하부에 집진된 재를 버너연소실(10)측 방향으로 이동시키는 로터리밸브(53)와 상기 로터리밸브(53)와 흡입로(40)의 일측에 연결되는 순환로(55)가 구성되는 순환부(50)가 포함되어, 완전 연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 배출시키고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 재차 버너연소실(10)로 이동시켜 완전 연소시킴으로써, 배출로(30)를 통해 재가 배출되지 않아 대기 오염을 방지 할 수 있으며 지속적인 순환구조를 통해 경제적 효율성을 높일 수가 있는 유용한 고안인 것이다.

Description

순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템{Complete combustion of wood pellets with a circular structure boiler system}

본 고안은 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연소실에서 연소 후 공기가 배출되되, 이동하는 재를 재차 연소실로 이동시켜 완전 연소가 될 수 있도록 하여 대기 오염을 방지 할 수 있는 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 펠렛 보일러는 연소실에서 가연성재를 연소시킨 후 외부로 그 공기를 배출시키는 구조로 이루어져 있지만, 완전한 연소가 이루어지지 않아 재까지 외부로 배출되어 대기 오염을 유발하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 보완하기 위해 다양한 기능 및 연소기능을 갖는 보일러들이 다수개가 개발되어 왔다.

우선 종래의 기술들을 살펴보면,

공개번호 10-2000-0050726 (특) 나무와 가연성 생활 쓰레기를 연료로 겸용할 수 있도록 된 기름 보일러로; 상기 보일러의 수조의 하부에 배치되어 목재 또는 가연성 쓰레기를 투입할 수 있도록 버너가 부착된 투입구 도어가 힌지식으로 개폐가능하게 설치되고 그 상부벽이 상방을 향하여 돔형상으로 이루는 1차 연소실; 상기 보일러의 후부 내측에 상기 1차 연소실과 연결되도록 배치되고 측부에 2차 버너가 설치될 수 있는 버너장착부가 형성된 2차 연소실; 상기 2차 연소실의 상부에 보일러의 전방 상부로 수평되게 설치되는 다수개의 연관; 및 상기 보일러의 전방 내측에 배치되어 상기 연관을 청소할 수 있도록 전방에 도어가 힌지부착되고 하단에 착탈가능한 걸름망과 고정된 경사판및 인출가능한 분진 수거함 설치되는 연도가 연결된 소제구를 포함하여 이루어지는 것이다.

상기한 종래 기술은 기름보일러와 나무보일러를 통합적으로 사용할 수 있는 구성이다 보니 선택적으로 연료로 기름 또는 나무를 사용할 수 있지만, 구성을 함에 있어 많은 비용이 발생 할 수밖에 없는 구성일 뿐만 아니라, 소각이 된다 하더라도, 나무가 연소 시 그 재가 외부로 비산될 수밖에 없는 구조를 갖고 있다.

공개번호 10-2013-0050814(특) 온수의 열손실을 줄임과 동시에 온수파이프를 보호하게 되는 원형외판; 및 상기 원형외판에 삽설된 채연소가스를 제1원형통으로 유출하는 다수개의 천공구멍을 배열형성한 원형내판과; 상기 원형내판의 하단 외주연을 포설한 채 연소가스를 송풍기 방향으로 이동 유도하는 다수개의 천공구멍을 배열형성한 제1원형통과; 상기 원형외판에 구비된 채 공기속도 및 공기량을 조절하면서 대기의 외부공기를 유입하는 외부공기조절댐퍼와; 상기 외부공기조절댐퍼에 연결되어 외부공기를 송풍기 방향으로 이동유도하는 외부공기유입통로와; 상기 제1원형통 및 외부공기유입통로를 통하여 유입된 연소가스와 외부공기를 흡입하여 풍압으로 혼합공기를 내보내는 송풍기와; 상기 송풍기의 풍압으로 혼합공기를 흡입하는 원형외판과 제1원형통 사이에 형성된 혼합공기통로와; 상기 혼합공기통로를 통하여 유출되는 혼합공기를 분사하는 분사노즐과; 상기 분사노즐을 통하여 분사된 혼합공기를 불씨재 및 가연성재과 함께 재연소를 유도하는 제1원형통 내주연에 구비된 환봉메쉬판과; 상기 환봉메쉬판을 통과하면서 연소되는 혼합공기 중 혼합공기의 일부를 배기출구 방향으로 이동 유도하는 제1원형통의 하단 외주연을 포설한 제2원형통과; 상기 제2원형통을 통하여 유출되는 혼합공기를 대기 밖으로 배출하는 원형외판 외주연에 구비된 배기출구를; 포함하여 이루어지는 것이다.

상기한 종래기술을 보면, 온수파이프가 외부로 노출되지 않게 되어 열의 온도를 유지할 수 있는 것을 목적으로 하고 있으나, 단순히 온수파이프를 외부에 노출되지 않도록 하는 기술 이외에는 별다른 특징점이 없을 뿐만 아니라, 연소 시 재가 외부로 비산될 수밖에 없는 구성이다.

등록번호 10-1099469 (특) 나무를 상부에서 하부로 연소시켜 온수를 공급하는 하향 연소식 나무 보일러에 있어서, 상기 나무가 적재되어 상부에서 하부로 연소되는 연소실; 상기 연소실 주위에 물이 충진되는 물탱크; 상기 연소실 내부로 공기를 강제 공급하는 메인 송풍기; 상기 메인 송풍기에 연결되며 상기 연소실 중간 내벽을 따라 설치된 중간 공급부와, 상기 중간 공급부 상부 및 하부에 일정 간격을 두고 수직하게 설치된 복수의 상부 및 하부 노즐부로 이루어진 메인 노즐체; 상기 연소실 하부로 공기를 강제 공급하는 보조 송풍기; 및 연소 초기 상기 메인 송풍기와 상기 보조 송풍기 중 적어도 상기 메인 송풍기를 작동시킨 후, 연소 시간, 상기

물탱크 내부의 물 온도 및 배기 온도에 따라 상기 메인 송풍기와 상기 보조 송풍기의 작동 여부를 선택적으로 제어하는 제어부; 를 포함하되, 상기 상부 또는 하부 노즐부는, 관체로 이루어지고, 상기 관체는 상기 연소실 내부로 공기를 경사지게 분사시켜 와류를 형성하도록 상기 연소실 내부 중심선을 향하여 편심되게 분사시키는 복수개의 분사공이 형성된 것이다.

상기한 종래 기술을 보면, 하향 연소식 나무 보일러로써, 연소가 되면서 그 열이 하부로 이동되도록 하고 있으나, 연소실의 내부로 바람을 주입할 수 있도록 별도의 환풍기를 구성시켜야 하고, 완전연소가 되지 못하는 문제점을 갖고 있다.

등록번호 10-1262574(특) 공기 탱크부와; 상기 공기 탱크부 내에 공기를 주입하는 공기 주입부; 및 전방에 화구가 형성된 연소실을 갖고, 공기 탱크부와 연통하는 하나 이상의 공기 주입구와 송풍구가 각각 형성된 내화 단열재의 외벽을 갖는 연소부를 포함하여 구성되며, 상기 연소부의 외벽에는 착화로가 관통되게 형성되어, 착화부가 연소실 내로 진출입하도록 구성되며, 상기 착화로에는 진출입하는 착화부와의 간섭에 의해 개폐되는 개폐도어가 구비된 것이다.

상기한 종래 기술은 펠렛 버너에 관한 것으로 열효율성 및 내구성과 열기의 손실을 방지 할 수 있는 것을 중심적으로 기재 하고 있으며 구조를 보면 완전한 연소가 이루어지지 않고, 펠렛의 연소로 인해 형성하는 재와 가스가 배출구를 통해 그대로 배출되어 대기 오염을 초래할 수가 있다.

따라서 본 고안의 목적은 버너연소실에서 투입되는 펠렛을 연소시키되, 완전히 연소된 재는 외부로 배출될 수 있도록 하면서도 완전히 연소되지 않은 재는 재차 버너연소실로 이동시켜 완전히 연소시킬 수 있게 구성하여 지속적인 순환을 통해 재가 완전히 연소가 될 수 있도록 하여 경제적 효율성을 높이면서도 대기오염을 줄일 수 있는 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템를 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 펠렛을 연소시키는 버너연소실과, 상기 연소실과 연결되는 보일러와, 상기 보일러의 일측에서 연장되어 공기를 배출하는 배출로와, 상기 연소실과 연결되어 공기를 흡입하는 흡입로로 구성되는 보일러에 있어서, 상기 배출로(30)의 일측과 연결되어 재를 집진하는 집진기(51)와 상기 집진기(51)의 하부에 집진된 재를 버너연소실(10)측 방향으로 이동시키는 로터리밸브(53)와 상기 로터리밸브(53)와 흡입로(40)의 일측에 연결되는 순환로(55)가 구성되는 순환부(50)가 포함되어, 완전 연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 배출시키고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 재차 버너연소실(10)로 이동시켜 완전 연소시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 고안에 따른 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템에 의하면, 보일러의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 완전연소가 된 재는 배출로를 통해 외부로 배출되도록 하고, 완전한 연소가 되지 않은 재는 재차 순환부를 통해 버너연소실로 이동될 수 있는 순환구조로 구성됨으로써, 경제적 효율성을 높일 수 있음은 물론, 완전히 연소된 재만 배출로를 통해 배출되어 대기 오염을 줄일 수 있는 유용한 고안인 것이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예를 나타내는 정단면도
도 2는 본 고안의 순환부를 나타내는 정단면도
도 3은 본 고안의 바람직한 실시 예를 나타내는 사용상태도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시 예를 나타내는 사용상태도

본 고안은 연소실에서 연소 후 공기가 배출되되, 이동하는 재를 재차 연소실로 이동시켜 완전 연소가 될 수 있도록 하여 대기 오염을 방지 할 수 있는 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템를 제공한다.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

우선 본 고안을 설명하기에 앞서 그 구성을 도 1 내지 도 2를 참고하여 설명하면 살펴보면, 펠렛을 연소시키는 버너연소실과, 상기 연소실과 연결되는 보일러와, 상기 보일러의 일측에서 연장되어 공기를 배출하는 배출로와, 상기 연소실과 연결되어 공기를 흡입하는 흡입로로 구성되는 보일러에 있어서, 상기 배출로(30)의 일측과 연결되어 재를 집진하는 집진기(51)와 상기 집진기(51)의 하부에 집진된 재를 버너연소실(10)측 방향으로 이동시키는 로터리밸브(53)와 상기 로터리밸브(53)와 흡입로(40)의 일측에 연결되는 순환로(55)가 구성되는 순환부(50)가 포함되어, 완전 연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 배출시키고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 재차 버너연소실(10)로 이동시켜 완전 연소시키는 것이다.

먼저 상기 버너연소실(10)은 도시하진 않았지만, 펠렛을 투입할 수 있는 투입구가 형성되고, 일측에는 공기가 유입될 수 있도록 유입구가 별도로 구성되며, 통상적인 버너연소실과 동일한 기능을 수행하게 된다.

상기 버너연소실(10)의 일측에 위치하여 연결되는 보일러는 연소실과 유사한 개념을 가지며, 투입된 펠렛이 내부에서 연소되도록 하고, 상기 버너연소실(10) 및 보일러(20)에는 통상적인 냉난방 온수로 사용할 수 있는 물탱크를 별도로 연결 구성하여 사용할 수도 있다.

또한, 상기 보일러(20)의 일측과 연결되는 배출로(30)가 구성되어 완전 연소된 재(j`)가 외부로 배출될 수 있게 되는데, 상기 배출로(30)의 일측에는 완전 연소된 재(j`)의 원활한 배출이 가능하도록 공기배출휀(31)이 구성된다. 즉, 상기 공기배출휀(31)의 회전을 통해 완전 연소된 재(j`)가 원활하며 신속하게 배출될 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 보일러(20)의 일측에서 연결되는 배출로(30)와 공기를 흡입하는 흡입로(40)와 상호 연결되는 순환부(50)가 구성되는데 상기 순환부(50)를 더욱 자세하게 설명하면, 상기 배출로(30)의 일측과 연결되어 연소되지 않은 재(j)를 집진하는 집진기(51)가 구성되고, 상기 집진기(51)의 하부에는 회전을 통해 집진된 상기 연소되지 않은 재(j)를 버너연소실(10)측으로 이동시키는 로터리밸브(53)가 구성되며, 상기 로터리밸브(53)에 의해 이동되는 완전 연소되지 않은 재(j)가 이동할 수 있도록 흡입로(40)의 일측과 연결되는 순환로(55)가 구성된다.

즉, 보일러(20)의 내부에서 완전 연소되지 않은 재(j)와 완전 연소된 재(j`)가 배출로(30)를 통해 외부로 이동될 때 완전 연소되지 않은 재(j)를 집진기(51)로 집진하고, 집진된 완전 연소되지 않은 재(j)를 로터리밸브(53)의 작동으로 흡입로(40)로 이동시켜 자연스레 버너연소실(10)측 방향으로 이동시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 집진기(51)는 로터리밸브(53)측 방향으로 재가 모아질 수 있는 좁아지는 형태로 구성되어, 완전 연소되지 않은 재(j)가 용이하게 모아져 로터리밸브(53)의 작동으로 한 번에 많은 양의 완전 연소되지 않은 재(j)를 이동시킬 수 있도록 하는 것이다.

즉, 상기 로터리밸브(53)가 작동 시 한 번에 많은 양을 이동시킬 수 있는 작업효율성을 극대화 시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 배출로의 공기배출휀(31)으로 전체적인 순환이 이루어질 수 있는데, 여기서 로터리밸브(53)의 작동을 통해 이동하는 완전 연소되지 않은 재(j)가 공기가 흡입되는 방향으로 배출되지 않고 더욱 효과적으로 순환이 이루어질 수 있게 상기 흡입로(40)의 일측에 완전 연소되지 않은 재(j)의 이동속도를 높일 수 있게 공기흡입휀(41)과 공기압입휀(42)이 각각 구성된다.

다시 말해, 최초 공기를 흡입하는 공기압입휀(42)이 지속적으로 작동하여 외부로 완전 연소되지 않은 재(j)가 배출되지 않도록 하고, 상기 로터리밸브(53)를 통해 이동되는 완전 연소되지 않은 재(j)의 이동속도를 높이면서도 효과적으로 버너연소실(10)측 방향으로 이동될 수 있게 버너연소실(10)과 순환로(55)와 연결되는 흡입로(40)의 중간부분에 공기흡입휀(41)이 구성되어 원활하게 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

종래에 있어서, 펠렛 또는 일반적인 나무를 투입하여 연소시키는 보일러들은 대체적으로 완전연소가 이루어지지 않아 재가 외부로 배출되어 대기오염을 일으키는 원인으로 작용하였다.

그러나 본 고안에서는 순환부(50)의 구성을 통해 완전 연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 하면서도 완전 연소가 되지 않은 재(j)는 재차 버너연소실(10)측 방향으로 신속하게 이동시켜 재차 완전연소가 될 수 있도록 하여 경제적 효율성을 높임은 물론, 대기 오염을 방지 할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 고안의 순환구조를 갖는 완전연소 보일러의 사용 및 작동을 도 3 내지 도 4를 참고하여 설명하면,

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 전체적인 작동을 시키게 되면 흡입로(40)를 통해 기본적으로 공기를 유입하게 되고, 버너연소실(10)로 펠렛 등과 같은 통상의 연소 가능한 재료를 투입하게 된다. 이렇게 되면 열을 가하기 때문에 공기와 만나 자연스레 연소가 될 수 있게 되며, 연소 시 발생하는 재는 보일러(20)의 내부를 통과 하여 배출로(30)측 방향으로 이동하게 된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이 배출로(30)를 통해 이동하는 재들 중에 완전연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 외부로 배출되게 되고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 순환부(50)에 의해 흡입로(40)측 방향으로 이동되며 최종적으로 버너연소실(10)로 이동되어 재차 연소가 될 수 있게 되는 것이다.

즉, 완전 연소가 된 재(j`)만 배출로(30)를 통해 외부로 배출되게 되고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 지속적인 순환을 통해 완전 연소시킬 수 있도록 하여 연료 절약 및 대기 오염을 방지 할 수 있게 되는 것이다.

본 고안에 따른 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템에 의하면, 보일러의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 완전연소가 된 재는 배출로(30)를 통해 외부로 배출되도록 하고, 완전한 연소가 되지 않은 재(j)는 재차 순환부(50)를 통해 버너연소실(10)로 이동될 수 있는 순환구조로 구성됨으로써, 경제적 효율성을 높일 수 있음은 물론, 완전연소된 재(j`)만 배출로(30)를 통해 배출되어 대기 오염을 줄일 수 있는 유용한 고안인 것이다.

10 : 버너연소실 20 : 보일러
30 : 배출로 31 : 공기배출휀
40 : 흡입로 41 : 공기흡입휀 42 : 공기압입휀
50 : 순환부 51 : 집진기
53 : 로터리밸브 55 : 순환로
p : 펠렛 j : 연소되지 않은 재 j` : 완전연소된 재

Claims (2)

1. 펠렛을 연소시키는 버너연소실과, 상기 연소실과 연결되는 보일러와, 상기 보일러의 일측에서 연장되어 공기를 배출하는 배출로와, 상기 연소실과 연결되어 공기를 흡입하는 흡입로로 구성되는 보일러 시스템에 있어서,
   상기 배출로(30)의 일측과 연결되어 재를 집진하는 집진기(51)와 상기 집진기(51)의 하부에 집진된 재를 버너연소실(10)측 방향으로 이동시키는 로터리밸브(53)와 상기 로터리밸브(53)와 흡입로(40)의 일측에 연결되는 순환로(55)가 구성되는 순환부(50)가 포함되어,
   완전 연소된 재(j`)는 배출로(30)를 통해 배출시키고, 완전 연소되지 않은 재(j)는 재차 버너연소실(10)로 이동시켜 완전 연소시키는 것을 특징으로 하는 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 흡입로(40)의 일측에 재(j)의 이동속도를 높일 수 있게 공기흡입휀(41)과 공기압입휀(42)이 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 순환구조를 갖는 완전연소 목재 펠렛 보일러 시스템.
   
   

Images