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KR101148696B1 - 펠렛 보일러 - Google Patents

펠렛 보일러 Download PDF

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KR101148696B1
KR101148696B1 KR1020100000651A KR20100000651A KR101148696B1 KR 101148696 B1 KR101148696 B1 KR 101148696B1 KR 1020100000651 A KR1020100000651 A KR 1020100000651A KR 20100000651 A KR20100000651 A KR 20100000651A KR 101148696 B1 KR101148696 B1 KR 101148696B1
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KR
South Korea
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combustion
pellet
pellets
chamber
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Abstract

펠렛 보일러가 개시된다.
개시되는 펠렛 보일러는 펠렛(wood-pellet)을 연료로 사용하여 가열 대상체를 가열시키는 것으로서,
상기 펠렛이 공급되어 1차 연소되는 1차 연소실; 상기 1차 연소실의 상측에 형성되어, 상기 1차 연소실에서 1차 연소된 상기 펠렛이 상승되면서 2차 연소되는 2차 연소실; 상기 2차 연소실을 감싸 상기 2차 연소실을 보온시키면서, 상기 2차 연소실에서 2차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 3차 연소되는 3차 연소실; 상기 3차 연소실을 감싸 상기 3차 연소실을 보온시키면서, 상기 3차 연소실에서 3차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 4차 연소되는 4차 연소실; 및 상기 4차 연소실까지 경유하면서 연소된 상기 펠렛의 연소 열에 의해 상기 가열 대상체가 가열될 수 있도록, 상기 4차 연소실을 감싸면서, 상기 4차 연소실과의 사이에 상기 가열 대상체를 수용시키는 본체;를 포함한다.
개시되는 펠렛 보일러에 의하면, 펠렛이 1차 연소실 내지 4차 연소실까지 복수 개의 연소실을 경유하면서 지속적으로 연소될 수 있고, 1차 연소실 및 2차 연소실은 3차 연소실에 의해 보온되고, 3차 연소실은 4차 연소실에 의해 보온되며, 1차 연소실 내지 3차 연소실에서 가열 대상체로 열기가 직접 전달되지 아니하고 4차 연소실에서 비로소 가열 대상체로 열기가 직접 전달되는 구조를 취하고 있어서, 펠렛을 연소시키면서 바로 가열 대상체에 그 열기를 전달하는 종래 방식에 비해, 1차 연소실 내지 4차 연소실까지 펠렛이 경유하면서 연소되는 동안 상대적으로 고온을 유지할 수 있으므로, 펠렛이 완전 연소될 수 있다. 따라서, 펠렛의 연소 효율이 향상될 수 있음은 물론, 불완전 연소된 펠렛 입자들이 대기 중으로 방출되어 유발되던 환경 오염이 방지될 수 있고, 그 불완전 연소된 펠렛 입자들이 연도 등에 들러 붙어 응결되면서 끈적끈적하게 흘러 내려 보일러도 오염되는 현상이 방지될 수 있는 장점이 있다.

Description

펠렛 보일러{Wood-pellet boiler}
본 발명은 펠렛 보일러에 관한 것이다.
펠렛(wood-pellet)은 나무를 톱밥 형태로 파쇄시킨 후, 건조, 소성, 냉각 등의 과정을 거쳐 제조된 고체 연료를 말한다. 이러한 펠렛을 이용하여 온수를 생산하거나 난방을 공급하는 것이 펠렛 보일러이다.
펠렛의 저렴한 연료비로 인해, 현재 펠렛 보일러에 대한 수요가 확대되고 있다.
그러나, 종래의 펠렛 보일러에 의하면, 펠렛의 주 성분이 나무이어서, 석탄 등 다른 고체 연료에 비해 상대적으로 저온에서 연소가 이루어지게 되므로, 펠렛이 불완전 연소되고, 그에 따라 연소 효율이 저하됨은 물론, 불완전 연소된 펠렛 입자들이 대기 중으로 방출되어 환경 오염을 유발시킬 수 있고, 그 불완전 연소된 펠렛 입자들이 연도 등에 들러 붙어 응결되면서 끈적끈적하게 흘러 내려 보일러도 오염시킬 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 펠렛이 완전 연소될 수 있는 구조를 가진 펠렛 보일러를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 펠렛 보일러는 펠렛(wood-pellet)을 연료로 사용하여 가열 대상체를 가열시키는 것으로서,
상기 펠렛이 공급되어 1차 연소되는 1차 연소실; 상기 1차 연소실의 상측에 형성되어, 상기 1차 연소실에서 1차 연소된 상기 펠렛이 상승되면서 2차 연소되는 2차 연소실; 상기 2차 연소실을 감싸 상기 2차 연소실을 보온시키면서, 상기 2차 연소실에서 2차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 3차 연소되는 3차 연소실; 상기 3차 연소실을 감싸 상기 3차 연소실을 보온시키면서, 상기 3차 연소실에서 3차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 4차 연소되는 4차 연소실; 및 상기 4차 연소실까지 경유하면서 연소된 상기 펠렛의 연소 열에 의해 상기 가열 대상체가 가열될 수 있도록, 상기 4차 연소실을 감싸면서, 상기 4차 연소실과의 사이에 상기 가열 대상체를 수용시키는 본체;를 포함한다.
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본 발명의 일 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 펠렛이 1차 연소실 내지 4차 연소실까지 복수 개의 연소실을 경유하면서 지속적으로 연소될 수 있고, 1차 연소실 및 2차 연소실은 3차 연소실에 의해 보온되고, 3차 연소실은 4차 연소실에 의해 보온되며, 1차 연소실 내지 3차 연소실에서 가열 대상체로 열기가 직접 전달되지 아니하고 4차 연소실에서 비로소 가열 대상체로 열기가 직접 전달되는 구조를 취하고 있어서, 펠렛을 연소시키면서 바로 가열 대상체에 그 열기를 전달하는 종래 방식에 비해, 1차 연소실 내지 4차 연소실까지 펠렛이 경유하면서 연소되는 동안 상대적으로 고온을 유지할 수 있으므로, 펠렛이 완전 연소될 수 있다. 따라서, 펠렛의 연소 효율이 향상될 수 있음은 물론, 불완전 연소된 펠렛 입자들이 대기 중으로 방출되어 유발되던 환경 오염이 방지될 수 있고, 그 불완전 연소된 펠렛 입자들이 연도 등에 들러 붙어 응결되면서 끈적끈적하게 흘러 내려 보일러도 오염되는 현상이 방지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 연소 생성물 수집실 개폐 도어를 개방함에 따라, 연소 생성물 주 수집실과 연소 생성물 부 수집실이 함께 개방될 수 있어서, 연소 생성물 주 수집실과 연소 생성물 부 수집실에 퇴적된 각 연소 생성물에 대해 외부에서 함께 접근이 가능해지므로, 외부의 작업자가 연소 생성물 주 수집실과 연소 생성물 부 수집실 내에 각각 퇴적된 연소 생성물을 간편하게 청소할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 블로워가 1차 연소실 내부로 외부 공기를 불어 주면서, 1차 연소실 내부로 공급되는 외부 공기에 펠렛을 실어 보내어, 1차 연소실 내부로 외부 공기와 함께 펠렛을 공급함에 따라, 1차 연소실로 간편하게 펠렛이 공급될 수 있음은 물론, 펠렛 공급을 위한 구조가 간결해질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 블로워를 통해 3차 연소실과 4차 연소실 중 적어도 하나에 외부 공기 중 일부가 공급될 수 있으므로, 3차 연소실과 4차 연소실에서 펠렛의 완전 연소가 가능할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 블로워 연장부가 1차 연소실의 중심에서 편심된 방향으로 외부 공기와 함께 펠렛을 공급함에 따라, 1차 연소실 내에서 와류를 유발시킬 수 있으므로, 1차 연소실 내에서 펠렛의 연소가 더욱 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 구성을 보이는 수직 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 본체 내부 구성을 보이는 수평 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 작동을 보이는 수직 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러에서 블로워와 1차 연소실의 연결 관계를 보이는 수평 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 구성을 보이는 수직 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 본체 내부 구성을 보이는 수평 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러의 작동을 보이는 수직 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러에서 블로워와 1차 연소실의 연결 관계를 보이는 수평 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 펠렛 보일러(100)는 1차 연소실(110)과, 2차 연소실(120)과, 3차 연소실(130)과, 4차 연소실(140)과, 하강 연도(150)와, 상승 연도(160)와, 본체(170)와, 연소 생성물 주 수집실(180)과, 연소 생성물 부 수집실(181)과, 급탕 부재(190)와, 블로워(blower)(200)와, 펠렛 공급 부재(210)와, 펠렛 수용실(220)을 포함하여, 펠렛(wood-pellet)(20)을 연료로 사용하여 물 등의 가열 대상체(10)를 가열시킨다.
상기 1차 연소실(110)은 상기 블로워(200)가 연결되어, 상기 블로워(200)에 의해 공급되는 외부 공기와 상기 펠렛(20)이 1차 연소되는 것이다. 이러한 1차 연소를 위해, 상기 1차 연소실(110)에는 점화 부재(111)가 설치된다. 상기 점화 부재(111)는 전기 불꽃을 이용하여 점화되는 방식이 예시적으로 적용될 수 있고, 이러한 점화가 가능하도록 외부 전원(미도시)과 전선(112)에 의해 연결된다.
상기 2차 연소실(120)은 상기 1차 연소실(110)의 상측에 연통되도록 형성되어, 상기 1차 연소실(110)에서 1차 연소된 상기 펠렛(20)이 상승되면서 2차 연소되는 것이다. 상기 1차 연소실(110)과 상기 2차 연소실(120) 사이에는 상기 펠렛(20)이 상승될 수 있는 홀이 형성된 구획 벽(121)이 형성될 수 있다.
상기 3차 연소실(130)은 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)과 소정 거리로 이격되면서 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)을 덮어 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)을 감싸는 형태를 이룰 수 있다. 상기 3차 연소실(130)은 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)의 측면은 물론 상기 2차 연소실(120)의 상단까지도 각각 소정 거리로 이격되면서 덮는 형태를 이룰 수 있다. 그러면, 상기 3차 연소실(130)은 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)을 보온시킬 수 있고, 그와 함께 상기 2차 연소실(120)과 상기 3차 연소실(130) 사이에 형성된 간격 부분을 통해 상기 2차 연소실(120)에서 상승되면서 2차 연소된 상기 펠렛(20)이 유입되어, 하강되면서 3차 연소된다.
상기 4차 연소실(140)은 상기 3차 연소실(130)의 측면과 소정 거리로 이격되면서 상기 3차 연소실(130)을 감싸는 형태를 이룰 수 있다. 그러면, 상기 4차 연소실(140)은 상기 3차 연소실(130)을 보온시킬 수 있고, 그와 함께 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140) 사이에 형성된 간격 부분을 통해 상기 3차 연소실(130)에서 하강되면서 3차 연소된 상기 펠렛(20)이 유입되어, 상승되면서 4차 연소된다.
상기 3차 연소실(130)의 하단 및 상기 4차 연소실(140)의 하단은 각각 개방된 형태를 이루어, 상기 3차 연소실(130)에서 3차 연소되면서 하강된 상기 펠렛(20)이 상기 각 개방된 부분을 통해 상기 4차 연소실(140)로 유입될 수 있다.
도면 번호 131은 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)을 연결하여, 상기 3차 연소실(130)을 지지하는 지지대이다.
상기 4차 연소실(140) 상단은 개방된 형태를 이루고, 서로 이격된 위치에 배치되는 제 1 4차 연소실 덮개(141) 및 제 2 4차 연소실 덮개(142)에 의해 순차적으로 덮인다. 상기 제 1 4차 연소실 덮개(141)와 상기 제 2 4차 연소실 덮개(142)는 상기 4차 연소실(140)을 각각 개폐시킬 수 있는 것으로, 상기 제 1 4차 연소실 덮개(141)와 상기 제 2 4차 연소실 덮개(142)가 상기 4차 연소실(140)을 덮으면, 상기 제 1 4차 연소실 덮개(141)와 상기 제 2 4차 연소실 덮개(142) 사이에 공기층이 형성되어, 그러한 공기층 및 상기 제 1 4차 연소실 덮개(141)와 상기 제 2 4차 연소실 덮개(142)에 의해 상기 4차 연소실(140)이 보온될 수 있다. 그러면, 상기 4차 연소실(140) 내부에 대해 청소, 수리 등을 위한 접근이 용이해지면서도, 상기 4차 연소실(140) 내부의 열손실이 최소화될 수 있다.
상기 본체(170)는 상기 4차 연소실(140)에서 소정 거리로 이격되면서 상기 4차 연소실(140)을 감싸는 형태를 이루고, 상기 4차 연소실(140)과의 사이에 상기 가열 대상체(10)를 수용시키는 것이다. 그러면, 상기 4차 연소실(140)까지 경유하면서 연소된 상기 펠렛(20)의 연소 열에 의해 상기 본체(170) 내에 수용된 상기 가열 대상체(10)가 가열될 수 있다.
도면 번호 171은 상기 가열 대상체(10)가 상기 본체(170) 내부로 유입되는 본체 유입관이고, 도면 번호 172는 상기 가열 대상체(10)가 상기 본체(170) 내부에서 가열된 후 유출되는 본체 유출관이다.
상기 1차 연소실(110) 내지 상기 4차 연소실(140) 및 상기 본체(170)는 각각 원통형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 2차 연소실(120) 내지 상기 4차 연소실(140)에서는 별도의 점화 부재가 마련되지 아니하고, 상기 1차 연소실(110)에서 상기 점화 부재(111)에 의해 점화되어 1차 연소된 상기 펠렛(20)에서 아직 연소가 이루어지지 아니한 부분과 상기 펠렛(20)에 잔존하는 불씨가 함께 유동되면서 그 잔존 불씨에 의해 연소가 이루어질 수 있다.
상기 하강 연도(150)는 상기 4차 연소실(140)의 상부와 연통되고, 상기 본체(170) 내의 상기 가열 대상체(10) 내를 하강하면서 연장되는 형태로 형성되어, 상기 4차 연소실(140)까지 경유하는 동안 상기 펠렛(20)이 연소되어 형성된 연소 생성물이 포함된 연기가 하강되는 것이다. 상기 하강 연도(150)는 복수 개로 이루어질 수 있다.
상기 하강 연도(150)가 상기 가열 대상체(10) 내를 하강하는 형태로 형성됨으로써, 상기 하강 연도(150)를 따라 하강되는 연기 중의 열기가 상기 가열 대상체(10)로 회수될 수 있다.
상기 상승 연도(160)는 상기 하강 연도(150)를 통해 하강된 연기가 모아져 상승되어, 외부로 유출되는 것이다. 이러한 상승 연도(160)도 상기 가열 대상체(10)와 접하고 있어서, 상기 상승 연도(160)를 통해 상기 연기가 상승되면서 상기 연기 중의 열기가 상기 가열 대상체(10)로 회수될 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 상기 펠렛(20)이 상기 1차 연소실(110) 내지 상기 4차 연소실(140)까지 복수 개의 연소실을 경유하면서 지속적으로 연소될 수 있고, 상기 1차 연소실(110) 및 상기 2차 연소실(120)은 상기 3차 연소실(130)에 의해 보온되고, 상기 3차 연소실(130)은 상기 4차 연소실(140)에 의해 보온되며, 상기 1차 연소실(110) 내지 상기 3차 연소실(130)에서 상기 가열 대상체(10)로 열기가 직접 전달되지 아니하고 상기 4차 연소실(140)에서 비로소 상기 가열 대상체(10)로 열기가 직접 전달되는 구조를 취하고 있어서, 펠렛을 연소시키면서 바로 가열 대상체(10)에 그 열기를 전달하는 종래 방식에 비해, 상기 1차 연소실(110) 내지 상기 4차 연소실(140)까지 상기 펠렛(20)이 경유하면서 연소되는 동안 상대적으로 고온을 유지할 수 있으므로, 상기 펠렛(20)이 완전 연소될 수 있다. 따라서, 상기 펠렛(20)의 연소 효율이 향상될 수 있음은 물론, 불완전 연소된 펠렛 입자들이 대기 중으로 방출되어 유발되던 환경 오염이 방지될 수 있고, 그 불완전 연소된 펠렛 입자들이 연도 등에 들러 붙어 응결되면서 끈적끈적하게 흘러 내려 보일러도 오염되는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)의 각 하단을 개방된 형태를 이루므로, 상기 3차 연소실(130)까지 상기 펠렛(20)이 연소되면서 형성된 연소 생성물과 상기 4차 연소실(140)에서 상기 펠렛(20)이 연소되면서 형성된 연소 생성물이 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)의 각 개방된 하단을 통해 낙하될 수 있는데, 상기 낙하되는 연소 생성물을 수용하는 것이 상기 연소 생성물 주 수집실(180)이다.
상기 연소 생성물 주 수집실(180)은 상기 1차 연소실(110)의 하부와 소정 거리로 이격되면서 감싸는 형태로 상기 본체(170) 하부에 형성될 수 있는 것으로, 상기와 같이 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)의 각 개방된 하단을 통해 낙하되는 연소 생성물을 수용한다. 또한, 상기 연소 생성물 주 수집실(180)은 상기 1차 연소실(110)의 하부를 보온시킨다.
상기 하강 연도(150)의 하측에는 연소 생성물 부 수집실(181)이 형성되어, 상기 4차 연소실(140)까지 경유하는 동안 상기 펠렛(20)이 연소되면서 형성된 연소 생성물 중 상기 하강 연도(150)를 경유하는 연소 생성물이 낙하되면서 수용된다. 상기 연소 생성물 부 수집실(181)은 도넛 형태로 서로 연통되도록 형성되어, 복수 개의 상기 하강 연도(150)에서 각각 낙하되는 연소 생성물이 수용되어, 상기 상승 연도(160)를 통해 상승되도록 한다.
상기 연소 생성물 주 수집실(180)과 상기 연소 생성물 부 수집실(181)은 서로 연접된 부분에서 개방되고, 그 개방된 부분은 연소 생성물 수집실 개폐 도어(182)에 의해 개폐될 수 있다. 상기 연소 생성물 주 수집실(180)과 상기 연소 생성물 부 수집실(181)의 개방된 부분과, 상기 연소 생성물 수집실 개폐 도어(182)는 상기 연소 생성물 주 수집실(180) 외주를 따라 복수 개가 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 상기 연소 생성물 수집실 개폐 도어(182)를 개방함에 따라, 상기 연소 생성물 주 수집실(180)과 상기 연소 생성물 부 수집실(181)이 함께 개방될 수 있어서, 상기 연소 생성물 주 수집실(180)과 상기 연소 생성물 부 수집실(181)에 퇴적된 각 연소 생성물에 대해 외부에서 함께 접근이 가능해지므로, 외부의 작업자가 상기 연소 생성물 주 수집실(180)과 상기 연소 생성물 부 수집실(181) 내에 각각 퇴적된 연소 생성물을 간편하게 청소할 수 있다.
상기 급탕 부재(190)는 급탕 수요처에 급탕을 공급할 수 있는 것으로, 급탕 열교환기(192)와, 급탕 냉매 유입관(191)과, 급탕 냉매 유출관(193)을 포함한다.
상기 급탕 열교환기(192)는 상기 본체(170) 내, 예를 들어 상기 본체(170) 상부의 상기 가열 대상체(10)에 잠긴 형태로 배치되어 상기 가열 대상체(10)와 열교환되는 것이다. 상기 급탕 열교환기(192)는 긴 관의 양 말단이 각각 상기 급탕 냉매 유입관(191) 및 상기 급탕 냉매 유출관(193)과 각각 연결되고, 상기 본체(170) 상부 내벽을 따라 소정 횟수로 감긴 형태로 이루어질 수 있다.
상기 급탕 냉매 유입관(191)은 상기 급탕 수요처로부터 유동된 순환 냉매를 상기 급탕 열교환기(192)로 유입시킨다.
상기 급탕 냉매 유출관(193)은 상기 급탕 열교환기(192)를 경유하는 동안 상기 가열 대상체(10)와 열교환되어 가열된 상기 순환 냉매를 상기 급탕 수요처로 공급한다.
상기 블로워(200)는 블로워 팬과 구동 모터가 배치되는 팬 배치부(201)와, 상기 팬 배치부(201) 내의 구동 모터를 외부 전원(미도시)와 연결시키는 전선(202)과, 상기 팬 배치부(201)에서 연장되어 상기 1차 연소실(110)을 관통하여 상기 팬 배치부(201)와 상기 1차 연소실(110)을 서로 연통시키는 블로워 연장부(203)와, 상기 펠렛(20)이 상기 블로워 연장부(203) 내로 공급되는 펠렛 공급관(204)과, 외부 공기 도입관(205)을 포함한다.
상기 팬 배치부(201) 내의 구동 모터가 구동되면 블로워 팬이 회전되면서 외부 공기를 흡입하고, 그 흡입된 외부 공기는 상기 팬 배치부(201)와 연통된 상기 블로워 연장부(203)로 유입된다.
상기 펠렛 공급관(204)은 상기 블로워 연장부(203) 내로 상기 펠렛(20)을 낙하시킬 수 있는 관으로, 상기 펠렛 공급관(204)을 통해 상기 펠렛(20)이 상기 블로워 연장부(203)로 낙하되면, 상기 낙하된 펠렛(20)은 상기 블로워 연장부(203) 내를 유동하는 외부 공기에 실려, 상기 외부 공기와 함께 상기 1차 연소실(110)로 공급된다.
상기와 같이, 상기 블로워(200)가 상기 1차 연소실(110) 내부로 외부 공기를 불어 주면서, 상기 1차 연소실(110) 내부로 공급되는 상기 외부 공기에 상기 펠렛(20)을 실어 보내어, 상기 1차 연소실(110) 내부로 상기 외부 공기와 함께 상기 펠렛(20)을 공급함에 따라, 상기 1차 연소실(110)로 간편하게 상기 펠렛(20)이 공급될 수 있음은 물론, 상기 펠렛(20) 공급을 위한 구조가 간결해질 수 있다.
상기 외부 공기 도입관(205)은 상기 블로워 연장부(203) 내에서 상기 외부 공기의 유동 방향을 기준으로 상기 펠렛 공급관(204)의 전측 부분에 그 일측 말단이 배치되어, 상기 일측 말단을 통해 상기 블로워 연장부(203)를 따라 유동되는 외부 공기 중의 일부가 도입되고, 그 타측 말단이 상기 블로워 연장부(203) 외부까지 관통하여, 상기 연소 생성물 주 수집실(180) 내부로 돌출된 형태를 이룬다. 그러면, 상기 펠렛 공급관(204)을 통해 공급되는 상기 펠렛(20)이 상기 외부 공기 도입관(205)에 유입되지 아니하면서, 상기 블로워 연장부(203) 내를 유동하는 상기 외부 공기 중의 일부가 상기 외부 공기 도입관(205)을 통해 상기 블로워 연장부(203) 외부로 유출될 수 있다. 상기와 같이 유출된 외부 공기는 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140) 중 적어도 하나에 공급된다.
상기와 같이 상기 블로워(200)를 통해 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140) 중 적어도 하나에 상기 외부 공기 중 일부가 공급될 수 있으므로, 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)에서 상기 펠렛(20)의 완전 연소가 가능할 수 있다.
상기 블로워 연장부(203)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 1차 연소실(110)의 중심에서 편심된 방향으로 상기 외부 공기와 함께 상기 펠렛(20)을 공급함에 따라, 상기 1차 연소실(110) 내에서 와류를 유발시킬 수 있으므로, 상기 1차 연소실(110) 내에서 상기 펠렛(20)의 연소가 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 펠렛 공급 부재(210)는 상기 펠렛 공급관(204) 상단에 설치된 것으로, 펠렛 공급 구동 모터(211)와, 상기 펠렛 공급 구동 모터(211)와 외부 전원(미도시)을 연결시키는 전선(212)과, 상기 펠렛 공급 구동 모터(211)에 의해 회전되면서 상기 펠렛(20)을 상기 펠렛 공급관(204)을 따라 상기 블로워 연장부(203) 쪽으로 공급하는 공급 스크류(213)와, 상기 펠렛 공급 구동 모터(211)와 상기 펠렛 공급관(204) 사이에 형성되어 상기 펠렛(20)이 상기 공급 스크류(213)로 공급되도록 하는 공급 홀(214)을 포함하여, 상기 펠렛(20)을 상기 펠렛 공급관(204)을 통해 상기 블로워 연장부(203) 쪽으로 공급한다.
상기 펠렛(20)이 원활하게 공급될 수 있도록, 상기 펠렛 공급 부재(210)가 설치된 상기 펠렛 공급관(204)은 상기 블로워 연장부(203)의 상부에 형성되고, 상기 펠렛(20)이 상기 블로워 연장부(203) 내를 유동하는 방향과 반대 방향으로 소정 각도로 경사진 형태를 이룰 수 있다.
상기 펠렛 수용실(220)은 상기 펠렛(20)이 수용되는 것으로, 그 하부에 상기 펠렛 공급 부재(210)가 삽입된 상태가 되어, 상기 펠렛 수용실(220) 내의 상기 펠렛(20)이 상기 펠렛 공급 부재(210)를 통해 상기 펠렛 공급관(204)으로 공급될 수 있다.
도면 번호 221은 상기 펠렛 수용실(220)에 상기 펠렛(20)을 보충하는 등의 경우에 상기 펠렛 수용실(220)을 개폐시킬 수 있는 펠렛 수용실 개폐 덮개(221)이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛 보일러(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 블로워(200)의 팬 배치부(201) 내의 구동 모터가 작동되면, 블로워 팬이 회전되면서 외부 공기를 흡입하고, 그 흡입된 외부 공기는 상기 팬 배치부(201)와 연통된 상기 블로워 연장부(203)를 통해 유동된다.
이 때, 상기 펠렛 공급 구동 모터(211)가 작동되면, 상기 펠렛 수용실(220) 내부의 상기 펠렛(20)이 상기 펠렛 공급관(204)을 통해 상기 블로워 연장부(203) 내로 공급되어, 상기 블로워 연장부(203) 내를 유동하는 외부 공기에 실려 함께 유동된다.
상기와 같이 유동된 외부 공기와 펠렛(20)은 상기 1차 연소실(110)로 유입되고, 상기 1차 연소실(110)의 점화 부재(111)에 의해 점화되어 1차 연소되면서 상승된다. 상기 1차 연소와 함께 상기 펠렛(20)이 상승되는 것은 그 자체의 열기에 의한 상승과 함께 상기 블로워(200)에 의해 제공된 압력에 의할 수 있다.
상기와 같이 1차 연소된 상기 펠렛(20)은 상기 2차 연소실(120)로 유입되어, 상기 2차 연소실(120) 내부를 따라 상승되면서 2차 연소된다.
상기와 같이 2차 연소된 상기 펠렛(20)은 상기 3차 연소실(130)로 유입되어, 상기 3차 연소실(130) 내부를 따라 하강되면서 3차 연소된다.
상기와 같이 3차 연소된 상기 펠렛(20)은 상기 4차 연소실(140)로 유입되어, 상기 4차 연소실(140) 내부를 따라 상승되면서 4차 연소된다. 이 때, 상기 3차 연소된 상기 펠렛(20)이 포함된 연기 중의 연소 생성물은 낙하되어 상기 연소 생성물 주 수집실(180)에 수집된다.
또한, 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140) 중 적어도 하나에는 상기 외부 공기 도입관(205)을 통해 외부 공기가 도입되어, 상기 3차 연소실(130)과 상기 4차 연소실(140)에서의 연소가 촉진될 수 있다.
상기와 같이 상기 펠렛(20)이 4차 연소까지 완료된 후 형성되는 연소 생성물을 포함한 연기는 상기 하강 연도(150)를 통해 하강된다. 이 때, 상기와 같이 4차 연소되면서 상기 펠렛(20)이 완전 연소되면서 형성된 연소 생성물 중 상기 연소 생성물 주 수집실(180)에 낙하되지 아니한 것은 상기 연소 생성물 부 수집실(181)에 수집된다.
상기 4차 연소실(140)과 상기 하강 연도(150)를 통해 상기 펠렛(20)의 연소열이 상기 가열 대상체로 흡수되어, 상기 가열 대상체가 가열될 수 있다. 상기와 같이 가열된 가열 대상체는 상기 본체 유출관(172)을 통해 상기 펠렛 보일러(100) 외부의 수요처로 공급되고, 수요처를 거친 가열 대상체는 상기 본체 유입관(171)을 통해 재유입된다.
상기와 같이 상기 하강 연도(150)를 통해 하강된 연기는 상기 상승 연도(160)를 통해 상승되어 외부로 배출된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 펠렛 보일러에 의하면, 펠렛이 완전 연소될 수 있으므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.

Claims (6)

  1. 펠렛(wood-pellet)을 연료로 사용하여 가열 대상체를 가열시키는 펠렛 보일러에 있어서,
    상기 펠렛이 공급되어 1차 연소되는 1차 연소실;
    상기 1차 연소실의 상측에 형성되어, 상기 1차 연소실에서 1차 연소된 상기 펠렛이 상승되면서 2차 연소되는 2차 연소실;
    상기 2차 연소실을 감싸 상기 2차 연소실을 보온시키면서, 상기 2차 연소실에서 2차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 3차 연소되는 3차 연소실;
    상기 3차 연소실을 감싸 상기 3차 연소실을 보온시키면서, 상기 3차 연소실에서 3차 연소된 상기 펠렛이 유입되면서 4차 연소되는 4차 연소실; 및
    상기 4차 연소실까지 경유하면서 연소된 상기 펠렛의 연소 열에 의해 상기 가열 대상체가 가열될 수 있도록, 상기 4차 연소실을 감싸면서, 상기 4차 연소실과의 사이에 상기 가열 대상체를 수용시키는 본체;를 포함하는 펠렛 보일러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠렛이 연소되면서 형성된 연소 생성물이 낙하될 수 있도록, 상기 3차 연소실과 상기 4차 연소실의 하부는 개방되고,
    상기 펠렛 보일러는
    상기 3차 연소실과 상기 4차 연소실의 개방된 하부를 통해 낙하되는 상기 연소 생성물을 수용하는 연소 생성물 주 수집실;
    상기 4차 연소실의 상부와 연통되고, 상기 가열 대상체 내를 하강하면서 연장되는 형태로 형성되는 하강 연도;
    상기 4차 연소실까지 경유하는 동안 상기 펠렛이 연소되면서 형성된 상기 연소 생성물 중 상기 하강 연도를 경유하는 연소 생성물을 수용하는 연소 생성물 부 수집실; 및
    상기 연소 생성물 주 수집실과 상기 연소 생성물 부 수집실에 수용된 각 연소 생성물에 대해 외부에서 함께 접근이 가능하도록, 상기 연소 생성물 주 수집실과 상기 연소 생성물 부 수집실을 함께 개폐시키는 연소 생성물 수집실 개폐 도어;를 포함하는 펠렛 보일러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 내에 배치되어 상기 가열 대상체와 열교환되는 급탕 열교환기와,
    급탕 수요처로부터 유동된 순환 냉매를 상기 급탕 열교환기로 유입시키는 급탕 냉매 유입관과,
    상기 급탕 열교환기를 경유하는 동안 상기 가열 대상체와 열교환되어 가열된 상기 순환 냉매를 상기 급탕 수요처로 공급하는 냉매 유출관을 포함하는 급탕 부재;를 포함하는 펠렛 보일러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠렛 보일러는
    상기 1차 연소실에서 상기 펠렛이 연소될 수 있도록, 상기 1차 연소실 내부로 외부 공기를 불어 주면서, 상기 1차 연소실 내부로 공급되는 상기 외부 공기에 상기 펠렛을 실어 보내어, 상기 1차 연소실 내부로 상기 외부 공기와 함께 상기 펠렛을 공급하는 블로워(blower);를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 1차 연소실 내에서 와류가 형성될 수 있도록, 상기 블로워는 상기 1차 연소실의 중심에서 편심된 방향으로 상기 외부 공기와 함께 상기 펠렛을 공급하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 블로워는 상기 3차 연소실과 상기 4차 연소실 중 적어도 하나에도 상기 외부 공기 중 일부를 공급하는 것을 특징으로 하는 펠렛 보일러.
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