KR20240000068U - 펠릿 연소장치용 연소판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 펠릿 연소장치 본체의 하부에 설치되는 펠릿 연소판에 있어서, 본체를 가로지르도록 설치되는 고정축부, 및 고정축부와 일체로 연결되는 그레이팅부를 포함하여 구성되며, 연소에 의해 발생되는 펠릿 재가 쌓이는 것을 최소화하고 공기 유입량을 향상시켜 연소 효율을 높일 수 있다.

Description

펠릿 연소장치용 연소판{GRATE FOR PELLET STOVE}

본 고안은 펠릿 연소판에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연소에 의해 발생되는 펠릿 재가 쌓이는 것을 최소화하고 연소 효율을 높일 수 있는 펠릿 연소장치용 연소판에 관한 것이다.

일반적으로, 가정, 사무실, 공장 및 비닐하우스 등에서는 난방수 및 온수의 공급을 위해 보일러가 사용되고 있으며, 이러한 보일러는 열 효율이 높으며 연소 후에 재를 남기지 않아 취급이 용이한 장점이 있는 기름보일러나 가스보일러가 널리 사용되고 있다.

그러나, 이러한 기름보일러나 가스보일러를 사용하기에는 기름이나 가스 등의 연료비 증가로 인해 경제적인 어려움이 있었으며, 특히 사정이 여의치 않은 농촌이나 산간·벽지 등에서는 연료비 증가에 따른 경제적 문제는 물론 그 설치 및 운용에 어려움 있다.

더욱이, 기름보일러나 가스보일러에 사용되는 화석 연료는 연소시 발생하는 배기가스나 유류 저장탱크 등에서 자연 증발되는 가스로 인해 대기오염을 포함한 지구 환경오염의 중요한 원인물질로서 작용하였다.

이에, 최근에는 가정용이나 소규모의 업무용으로 사용하는 일반농가, 공장 등을 중심으로 목재는 물론 그외 바이오매스(biomass) 등을 포함한 다양한 펠릿(pellet fuel)를 이용한 난로를 사용하는 경향이 점차 늘어나고 있다.

이러한 펠릿을 이용한 난로는 펠릿이 적재되어 착화에 따라 연소가스를 발생시키는 연소부와 연소부에서 발생한 연소가스를 순환시키는 가열 유로가 형성된 챔버 및 챔버와 연통되어 연소가스를 외부로 배기시키는 배기구로 구성된다.

이때, 연소부에 펠릿을 공급할 수 있게 연소부에는 펠릿 공급기가 설치된다. 이러한 펠릿 공급기의 선행기술로 대한민국 등록특허 제10-1650807호에 펠릿 연소장치(이하, 선행기술 1이라 함)가 개시되어 있다. 이를 도 1에 의거하여 설명한다.

도 1은 선행기술 1에 따른 펠릿 연소장치를 나타낸 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 선행기술 1의 펠릿 연소장치는 내부에 연소실(C)이 형성된 본체(100)와, 상기 본체(100)의 내부 일측에 설치되어 상기 연소실(C)로 펠릿을 공급하는 펠릿공급부(200)와, 연소실(C)의 내외부로 입출 가능하게 설치되어 상기 펠릿공급부(200)로부터 공급받은 펠릿을 연소시키는 펠릿연소부(300)와, 본체(100)의 내외부로 입출 가능하도록 펠릿연소부(300)의 하부에 설치되어 펠릿의 연소 후 남은 재를 수용하는 재받이부(400)로 구성된다.

여기서, 펠릿공급부(200)는 연소실(C)의 상측에 제1공급판(210) 및 제2공급판(220)이 상부에서 하부로 갈수록 직경이 축소되는 호퍼 형상을 가지도록 경사지게 설치되되, 제1공급판(210)이 제2공급판(220)보다 하측으로 더 연장 형성되도록 설치된다.

또한, 펠릿연소부(300)는 펠릿공급부(200)로부터 낙하하는 펠릿을 받치는 판 형상의 받침부재(310)와, 상기 받침부재(310)의 전단 및 후단 일부의 대응하는 위치에 수직방향으로 절곡된 한 쌍의 수직부재(320)와, 상기 한 쌍의 수직부재(320) 상부에 다단으로 형성되는 가이드부재(330)로 구성된다.

또한, 가이드부재(330)는 한 쌍의 수직부재(320) 상단에 상향으로 경사지되 받침부재(310)의 내측으로 절곡 형성되는 제1가이드판(332)과, 상기 제1가이드판(332)의 일단에 상향으로 경사지되 제1가이드판(332)보다 경사 각도가 상대적으로 크게 형성되는 제2가이드판(334)과, 상기 제2가이드판(334)의 단부에 수평방향으로 절곡된 제3가이드판(336)이 일체로 형성된다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 선행기술 1의 펠릿 연소장치는 펠릿공급부(200)에서 펠릿연소부(300)로 이동하는 펠릿의 이동량을 조절할 수 없기 때문에 화력을 조절하는데 어려움이 있다.

그리고, 선행기술 1은 받침부재(310)의 두께가 판재 형상으로 얇게 형성되기 때문에, 다회 사용으로 인한 연소 열 및 마찰에 의해 표면 등이 쉽게 마모되어 내구성 면에서 문제를 지니고 있었다.

또한, 선행기술 1은 펠릿이 적재되는 받침부재(310)가 그릴의 형태로 이루어져 펠릿의 작은 덩어리 또는 펠릿이 연소되어 발생하는 재의 일부가 그릴 사이에 끼이게 되어 연소실(C)에서 재받이부(400)로 재가 이동하는 것을 방해하여 받침부재(310)에 재가 쌓이게 된다.

이렇게 받침부재(310)에 재가 쌓이게 되면 펠릿연소부(300)에서 펠릿을 수용하는 공간이 감소하여 원하는 화력을 얻기 어려울 뿐만 아니라 펠릿연소부(300)에 산소 공급이 어려워 펠릿의 불완전 연소에 따른 유해가스의 배출이 증가하는 문제가 있다.

특히, 선행기술 1의 받침부재(310)는 통상 금속판에 천공 형상의 절개홈(300a)이 타공되므로 절개홈(300a)의 형상 및 타공 간격을 유지하기 위해 소정 면적의 비타공 부위가 형성되는데, 이러한 비타공 부위에 펠릿이나 재가 쉽게 쌓일 수 있어 절개홈(300a)의 사이 간격을 축소시키므로 공기 유동량이 저하되고, 펠릿 재가 원활하게 하부로 낙하하지 못하고 재와 펠릿이 표면에 점차 고착되어 연소를 방해하게 되는 문제가 발생하였다.

이에, 선행기술 1은 받침부재(310)에 쌓인 재를 제거하기 위해 본체(100)에 마련된 도어(110)를 개방하고 받침부재(310)를 펠릿연소부(300)에서 분리하여 그릴에 쌓인 재를 제거하게 된다.

그러나, 선행기술 1은 펠릿의 연소에 따라 받침부재(310)가 가열된 상태이기 때문에 펠릿의 연소 중에는 받침부재(310)를 펠릿연소부(300)에서 분리할 수 없고 받침부재(310)를 냉각시킨 후 그릴에 쌓인 재를 제거해야 하기 때문에 펠릿의 연소 중에는 받침부재(310)에 쌓인 재를 제거할 수 없는 불편함이 있다.

즉, 종래에는 내구성이 부족하여 교체 주기가 단축되는 문제가 있으며, 펠릿 받침대에 재가 쌓이는 문제가 있고, 쌓인 재의 제거가 어려운 불편함이 있었다.

한편, 펠릿 공급기의 선행기술로 대한민국 등록특허 제10-2291476호에 펠릿 난로용 연소기(이하 선행기술 2라 함)가 개시되어 있다. 이를 도 2에 의거하여 설명한다.

도 2는 선행기술 2에 따른 펠릿 연소기를 나타낸 평면도이다. 이러한 선행기술 2의 펠릿 연소기는 복수개의 로스톨바(55), 즉 핀이 본체(52)의 외면에 각각에 형성되어 있는 조립구멍을 관통하여 외측을 향해 일정길이로 돌출하도록 설치된다. 즉, 종래의 연소기는 핀을 개별적으로 끼움 결합해야 하는 번거로움이 있고, 모든 핀에 대한 고정이 필요하여 제조가 어려운 단점이 있다.

또한, 선행기술 2는 핀결합 구조의 경우 조립구멍에 끼움 설치되므로 본체와 인접한 위치에서의 공기 통로 확보에 어려움이 있다. 즉, 종래에는 핀형 받침대의 설치 구조에 의한 형상적인 제한으로 인해 공기 통행로 확보가 어려워 연소 효율이 저하되는 문제가 있었다. 이와 다른 방식의 그릴 구조일 경우라도, 본체에 결합되는 그릴의 테두리부의 존재로 인해 해당 영역에 의한 공기 통로 확보가 불가한 문제가 있었다.

더욱이, 선행기술 2는 펠릿 연소 후 발생되는 펠릿 재가 원형 막대 형상인 로스톨바(55)의 상부 표면에 쌓이게 되면서, 인접한 로스톨바(55)와의 사이 간격을 축소시키므로 공기 유동량이 저하되고 고착된 재에 의해 연소를 방해하게 되는 문제가 여전히 발생하였다.

아울러, 선행기술 2는 굴곡진 상부 표면을 가진 원형 막대 형상의 로스톨바(55)의 표면이, 펠릿 연료의 연소 과정 중 공기 흐름에 따른 열 흐름에 의해서 각진 단부면에 비해 더욱 쉽게 마모될 수 있으며, 마모 발생 시 인접한 로스톨바 사이 간격이 넓어지게 되면서 사이 공간에 펠릿 연료 또는 연소 재가 쉽게 끼이는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1650807호 (2016.08.18. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2291476호 (2021.08.12. 등록)

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 연소 후 발생하는 재가 펠릿 연소판에 쌓이는 것을 방지할 수 있는 펠릿 연소장치용 연소판을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 공기 통행로를 확보하여 원활한 공기 유입을 유도하고, 공기와의 접촉면적을 넓혀 연소 효율을 향상시킬 수 있는 펠릿 연소장치용 연소판을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 제조 및 조립이 간편하면서도 강성을 유지하도록 하여 구조적으로 안정적인 펠릿 연소장치용 연소판을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 펠릿 연소판은 본체를 가로지르도록 설치되되 양단이 본체에 고정되는 고정축부, 및 고정축부와 일체로 연결되는 그레이팅부를 포함한다.

여기서, 그레이팅부는, 고정축부와 교차되어 길이 방향으로 연장되며 고정축부를 따라 상호 이격되게 배치되는 복수의 연소대를 포함한다.

그리고, 연소대는 고정축부의 일측으로 하향 경사지며 연장되게 배치되는 제1 경사면과, 제1 경사면과 반대 방향으로 하향 경사지며 연장되게 배치되는 제2 경사면을 포함한다.

이때, 연소대는 고정축부로부터 제1 경사면 및 제2 경사면의 길이가 동일하거나 편향된 길이로 형성된다.

한편, 연소대는 상부 표면이 수평 또는 경사지되 평탄한 면으로 형성되는 각형 부재로 형성된다.

또한, 연소대는 단면이 삼각, 사각, 오각 또는 육각 형상 중 어느 하나로 구성된다.

여기서, 연소대는 제1 각형부재 및 제2 각형부재를 포함하고, 제1 각형부재와 제2 각형부재는 서로 다른 단면 형상으로 형성된다.

아울러, 그레이팅부는, 연소대의 폭 방향 길이보다 높이 방향 길이가 더 길게 형성되며, 이때 연소대의 폭 두께가 1 ~ 6mm로 형성되고, 상호 인접한 연소대 간의 폭 간격이 4 ~ 8mm로 형성된다.

그리고, 본 고안의 펠릿 연소판은 연소대 및 본체가 이격되는 이격 간격이 약 4 ~ 8mm로 배치되도록 형성된다.

전술한 바와 같은 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판은 연소 후 발생하는 재가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판은 복수개의 판재를 상호 이격되게 배치하여 샤프트 결합에 의해 일체로 제조함에 따라, 제조 및 조립이 간편하면서도 강성을 유지하도록 하여 구조적으로 안정성을 확보할 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판은 공기 통행로를 확보하여 원활한 공기 유입을 유도하고, 공기와의 접촉면적을 넓혀 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판은 펠릿 연료에 대한 거치면적을 최소화하여 펠릿 재가 쌓이는 공간을 줄여 막힘 현상을 해소하면서도, 표면 마모에 대한 내구성을 향상시켜 수명을 늘려 교체 주기를 단축시킴에 따라 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 선행기술 1에 따른 펠릿 연소장치를 나타낸 단면 사시도;
도 2는 선행기술 2에 따른 펠릿 연소기를 나타낸 평면도;
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판이 설치된 펠릿 연소장치 본체를 개략적으로 도시한 사시도;
도 4는 도 3의 펠릿 연소장치 본체의 내부를 나타낸 단면도;
도 5는 도 3의 펠릿 연소장치 본체의 저부를 나타낸 저면도;
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판을 나타낸 사시도;
도 7은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판의 변형 예를 나타낸 평면도;
도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판의 측면 일부를 확대하여 도시한 부분확대도;
도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판의 각형부재를 확대하여 도시한 부분확대도; 및
도 10은 본 고안의 다른 실시예에 따른 펠릿 연소판이 설치된 연소장치 본체의 저면도이다.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판이 설치된 펠릿 연소장치 본체를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 펠릿 연소장치 본체의 내부를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 3의 펠릿 연소장치 본체의 저부를 나타낸 저면도이고, 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판을 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판(10)은, 연소장치 본체(1)에 설치되어 목재 등의 펠릿(Pellet) 연료를 거치하도록 마련될 수 있다. 여기서, 연소장치 본체(1)는 펠릿 연료에 의해 작동되는 펠릿 난로(또는 펠릿 스토브)로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부와 하부가 개방되는 함체형의 하우징으로 형성되는데, 상부에 펠릿 연료 공급부로서 투입구(1a)가 마련되고, 투입구(1a)와 연통되는 내부에는 펠릿 연료 연소부로서 연소실(1b)이 형성된다. 이때, 연소실(1b)은 하부면이 개구된 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 연소장치는 내부 공간으로 목재 펠릿(Pellet)을 담아 연소기 하부에서 펠릿 연료가 연소됨에 따라 공간 내부에 마련된 펠릿 연료가 연속적으로 공급되며, 본체(1)의 외부에 마련된 핸들 등의 조작을 통해 펠릿 연료의 공급량이나 공기량 등을 제어하여 화력을 조절할 수 있는 것이다.

이처럼, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 연소장치 본체(1)의 하부 즉, 연소실(1b)의 바닥면에 설치되어 연소실(1b) 내로 공급되는 펠릿 연료를 거치할 수 있다. 여기서, 연소장치에 사용되는 펠릿 연료는 비교적 작은 크기로 제조되는 바, 직경이 5 ~ 15mm이고, 길이가 10 ~ 40mm 정도의 크기로 제조되고 있으며, 예컨대 직경 크기가 6 ~ 8mm인 것이 사용될 수 있다.

이에, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 본체(1)의 상부에 마련된 투입구(1a)를 통해 목재 등의 펠릿 연료를 공급받게 되며, 공급된 펠릿 연료가 적재 상태로 거치되게 함으로써 본체(1)의 내부에서 연소될 수 있도록 한다.

이때, 펠릿 연소판(10)은 본체(1)의 연소실(1b)로부터 펠릿 연료가 배출되지 않도록 거치하는 동시에 연소가 원활하게 이루어지도록 펠릿 연료의 분산 배치 구조를 갖는 것이 바람직하며, 펠릿 연료의 직경보다는 작은 크기의 연소공이 형성된 것으로 제공될 수 있다.

구체적으로, 펠릿 연소판(10)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정축부(11) 및 그레이팅부(13)를 포함할 수 있다.

고정축부(11)는 길이 방향으로 연장되게 마련되는 원형봉 또는 사각막대형의 샤프트로 구성될 수 있으며, 펠릿 연소장치 본체(1)를 가로지르도록 설치될 수 있다. 이러한 고정축부(11)는 펠릿 연소판(10)을 본체(1)에 고정하기 위한 것으로 함체형인 본체(1)의 마주하는 한 쌍의 벽면에 대해 관통되게 결합될 수 있다. 즉, 고정축부(11)는 양단이 본체(1)의 양측 벽면에 각각 고정될 수 있다.

이때, 고정축부(11)는 본체(1)의 벽면에 고정되는 방식으로 나사식 또는 끼움식으로 결합될 수 있다. 예컨대, 고정축부(11)는 양단부에 나사산이 형성되고 벽면을 관통한 상태로 양단부에 너트 형상의 마감부재(12, 도 5 참고)가 체결됨에 따라 본체(1)의 벽면에 고정될 수 있다. 이와 달리, 고정축부(11)는 도시하진 않았지만 벽면에 장공 형태로 형성되는 끼움홈(미도시됨)에 끼움되고, 끼움홈을 별도의 마감재로 고정 차폐함에 따라 고정축부(11)를 벽면에 파지시키는 방식으로 구성될 수도 있다.

그레이팅부(13)는 펠릿 연료가 거치되는 공간을 제공하기 위한 것으로, 고정축부(11)와 일체로 연결될 수 있다. 이때, 그레이팅부(13)는 거치를 위한 소정 면적의 공간을 형성할 수 있다. 즉, 그레이팅부(13)는 통상의 로스톨(Rostol)이나 그레이트(Grate)로 기능할 수 있으며 펠릿 연료가 적재될 수 있는 다공성 판으로 마련될 수 있다. 이에, 그레이팅부(13)는 본체(1)에서 공급된 펠릿 연료가 상부에 적재되어 연소될 수 있도록 소정 크기의 공간을 형성하는 판으로 구성된다.

이를 위해, 그레이팅부(13)는 망이나 그릴, 또는 도 6에 도시된 것처럼 빗살 형태로 고정축부(11)에서 상향 또는 하향 경사지며 연장되게 마련될 수 있으며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 연소장치 본체(1)의 하측면 개구부를 덮도록 배치될 수 있다. 이러한 그레이팅부(13)는 고정축부(11)의 축방향과 교차하는 일측 방향으로 연장되거나, 축방향에서 양측으로 교차되게 연장될 수 있다.

이상과 같이, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 본체(1)에 고정을 위한 고정축부(11)와 펠릿 연료의 거치를 위한 그레이팅부(13)가 결합되어 일체로 제공되는 바, 본체(1)에 대한 고정 작업을 간소화할 수 있다. 즉, 펠릿 연소판(10)을 본체(1)에 고정할 시 고정축부(11)에 대한 고정 작업만을 수행함으로써 고정 작업이 간단하게 수행될 수 있다. 그리고, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 고정축부(11) 및 그레이팅부(13)의 결합이 간단한 구조로 제공됨에 따라, 효과적으로 제조 비용을 절감하고 작업 시간을 단축할 수 있다.

한편, 그레이팅부(13)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 연소대(14)를 포함할 수 있다.

연소대(14)는 고정축부(11)와 교차되며 길이 방향으로 연장되게 설치될 수 있다. 이러한 연소대(14)는 다수개로 마련되어 고정축부(11)의 축방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 연소대(14)는 이격 배치됨에 따라 사이 공간을 통해 소정의 연소공 형태로 제공할 수 있게 되며, 펠릿 연료가 거치되면서도 연소가 원활하게 이루어지도록 한다.

이러한 연소대(14)는 판재를 소정 형상으로 레이저 가공함에 따라 제조할 수 있으며, 제조된 연소대(14)를 고정축부(11)에 다양한 형태로 결합할 수 있다.

예를 들면, 고정축부(11)는 외면에 나사산이 형성된 스크류 형상의 원형의 봉상부재로 마련될 수 있으며, 연소대(14)는 확대되어 도시된 바와 같이 고정축부(11)에 나사식으로 결합되는 결합공(14a)이 중심부 측에 형성될 수 있다. 이때, 연소대(14)는 결합공(14a)의 주위로 돌출되게 마련되는 리브(14b)가 형성될 수 있으며, 리브(14b)는 하면으로 돌출되어 강성을 보강할 수 있다. 즉, 고정축부(11)는 크로스바(Cross bar)로 제공될 수 있으며, 연소대(14)는 고정축부(11)에 결합되는 베어링바(Bearing bar)일 수 있다.

이와 달리, 연소대(14)는 고정축부(11)가 관통되게 삽입되어 용접 등으로 고정될 수도 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 것처럼 고정축부(11)가 사각형의 각봉으로 제공되고, 연소대(14)의 결합공(14a)의 단면 형상이 사각형으로 형성될 수도 있으며, 이는 고정축부(11)에 결합되는 연소대(14)의 우발적 회전을 방지하기 위함이다.

이 외에도, 본 고안은 도 7에 도시된 바와 같이, 고정축부(21)와 그레이팅부(23)가 일체로 연결된 구조일 수 있다. 즉, 고정축부(21) 및 그레이팅부(23)에 해당하는 전체 형상을 가공하여 일체의 그릴 형상으로 제조할 수 있으며, 이때에는 본체(1)와의 결합을 위해 고정축부(21)의 단부측이 그레이팅부(23)로부터 연장 형성되는 결합돌부(24)로 마련되거나 별도의 결합볼트가 체결되는 구멍(25)이 측면에 형성될 수 있다. 본 고안은 일체형 구조일 경우 제조 및 조립 과정을 단축시킬 수 있으며, 강성을 확보하여 더욱 안정적인 제품을 제공할 수 있게 된다.

도 6을 다시 참고하면, 본 고안의 일 실시예에 따르면 연소대(14)의 전체적인 형상은 소정 경사를 이루는 판재로 형성될 수 있다.

예를 들어, 연소대(14)는 꺽쇠형상을 갖는 판재로 마련될 수 있다. 즉, 연소대(14)는 고정축부(11)의 일측으로 하향 경사지게 연장되는 제1 경사면(141)과, 제1 경사면(141)의 반대 측에 배치되어 고정축부(11)의 타측으로 하향 경사지게 연장되는 제2 경사면(142)을 포함하여 구성될 수 있다. 이들 경사면(141, 142)은 고정축부(11)가 결합되는 결합공(14a)의 외측으로 연장되는 일체의 부재로 형성될 수 있다.

이에, 본 고안은 공급되는 펠릿 연료들이 복수의 연소대(14)의 표면상에 적층되어 쌓여질 때, 고정축부(11)가 마련된 상단부 즉, 펠릿 연료들의 내부 중심부에는 적재량이 최소화되며 일정한 분산 공간이 형성되도록 하여 그러한 공간으로 공기가 유입되면서 연료가 효과적으로 연소되도록 한 것이다.

이때, 연소대(14)는 고정축부(11)에서 연장되는 제1 경사면(141) 및 제2 경사면(142)의 길이가 동일하게 형성되거나, 한 쪽으로 편향된 길이의 비대칭 구조로 형성될 수 있다. 양 경사면의 길이가 동일한 경우, 고정축부(11)가 본체(1)의 중심부 측에 관통되게 설치될 수 있게 되며, 비대칭일 경우 본체(1)에 편향되게 설치될 수 있을 것이다.

즉, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 도면에 도시된 것처럼 본체(1)에 고정된 구조일 수 있지만, 고정축부(11)를 회전축으로 하여 힌지 동작되며 회전되는 구조로 제공될 수도 있으며, 이때에는 비대칭으로 형성되는 것이 힌지 회전에 더욱 적합하며 힌지 동작에 의한 펠릿 연료 이동이나, 고착되는 재의 제거 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

이처럼, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 연소장치 본체(1)의 하부에 경사진 형태로 마련되어 펠릿 또는 재를 유동시킴에 따라, 펠릿 또는 재가 고착(저품질 펠릿의 사용에 따른 이물질 및 재뭉침)되어 연소를 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 펠릿의 연소를 원활하게 할 수 있다.

또한, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은, 목재 등이 사용되는 펠릿부재의 직경보다 작은 폭 방향 간격을 이루도록 연소대(14)가 상호 일정간격을 두고 이격되게 배치된다.

도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판의 측면 일부를 확대하여 도시한 부분확대도이다.

도 5 및 도 8을 참조하면, 연소대(14)는 폭 방향의 길이(L1)인 폭 두께(W)의 길이가 약 1 ~ 7mm로 형성될 수 있다. 바람직하게는 약 3 ~ 5mm로 형성될 수 있다. 이러한 본 고안의 연소대(14)는 판재에 대한 가공에 의해 개별적으로 제조되어 상호 결합되는 구조로 인해 폭 두께 길이(L1)를 얇은 두께로 제작할 수 있으며, 강성을 갖는 소재를 사용할 경우 더 얇은 두께가 될 수 있다.

이때, 연소대(14)의 폭 두께 길이(L1)는 7mm보다 더 크게 형성될 수 있지만 펠릿 연료의 거치를 위한 적정 크기보다 과도하게 형성되어 제조 비용이 증대될 수 있으며, 1mm보다 얇게 형성될 경우 판재의 강성 약화 및 펠릿 연료에 대한 지지력 저하로 이어질 수 있으므로 적정 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 연소대(14)는 펠릿 연료의 거치 목적으로 사용되는 것이므로 복수의 연소대(14)의 상부에 펠릿 연료가 적재될 수 있는 폭 두께라면 적정 범위 내에서 사용될 수 있을 것이다.

이에, 연소대(14)는 펠릿 연료가 거치될 수 있도록 상호 인접한 연소대(14)와의 폭 간격(S) 거리(D1)가 약 4 ~ 8mm로 마련될 수 있다. 바람직하게는 연소대(14) 간의 폭 간격(S)이 약 5 ~ 6mm로 배치될 수 있으며, 예컨대 5.5mm로 형성될 수 있다. 즉, 본 고안에서는 펠릿 연료의 직경 크기가 6 ~ 8mm인 것이 사용될 수 있으므로, 연소대(14)의 간격이 최대 6mm인 것으로 형성될 수 있다. 한편, 연소대(14)의 폭 간격(S) 거리가 더 좁게 형성될 수도 있지만 간격이 협소해질 경우 사용되는 연소대(14)의 수량이 늘어나기 때문에 제조비용이 증대될 수 있으며, 공기 통로의 공간이 작아지므로 연소 효율이 저하될 수 있으므로 적정 간격을 유지하도록 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 연소대(14)의 단면상 높이(H) 방향 길이(L2)는 고정축부(11)가 결합되는 부분에서 제1 경사면(141)과 제2 경사면(142)의 각 첨부를 향할수록 감소되는 형태일 수 있다. 연소대(14)의 단면 높이는 약 3 ~ 15mm 사이일 수 있다. 바람직하게는 약 5 ~ 10 mm로 형성될 수 있다. 예컨대, 연소대(14)는 폭 두께 길이(L1)가 4mm로 형성될 경우 단면 높이 길이(L2)가 8mm로 형성될 수 있다.

다만, 연소대(14)는 높이(H) 방향 길이(L2)가 폭 방향 두께(W)의 길이(L1) 보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 연소대(14)는 높이 방향으로 장부가 형성되고 폭 방향으로 단부가 형성되는 세로 장방형 단면을 갖는 부재로 마련될 수 있으며, 이에 적정 폭 간격(W)을 유지하여 펠릿 재가 쌓이는 공간을 줄이면서도 본 고안의 펠릿 연소판(10)의 높이(H)를 두껍게 하여 열에 의한 연소대(14)의 마모 현상이 쉽게 발생되되지 않으므로 수명이 늘어나 교체 주기가 증대되는 이점을 갖는다.

다시 말해, 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 연소대(14)가 펠릿 연료의 연소 시 연소열에 대한 표면 마모가 발생할 수 있는데, 종래의 원형 봉이나 그릴 형태의 연소판의 경우 사이 공간 또는 구멍으로 이루어진 통로 공간 외에 연소판의 면적 부분과 하측으로 연장되는 측면 부분에 대한 마모 발생으로 이격 간격이 넓어지면서 필렛 연료에 의한 막힘 현상 발생 문제나 내구성이 저하되어 교체 주기가 단축되는 등의 문제가 있지만, 본 고안에 따른 연소대(14)는 적정 두께를 갖도록 높이 방향의 길이가 길게 형성됨에 따라 전술한 문제를 최소화할 수 있다.

한편, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 연소대(14)가 본체(1)의 바닥 개구면으로부터 이격되게 마련될 수 있으며, 연소대(14)와 본체(1)가 이격되는 이격 간격(G) 거리(D2)는 약 4 ~ 8mm로 마련될 수 있다. 이는 폭 간격(S)과 동일할 수 있다. 예컨대, 펠릿 연소판(10)의 본체(1)와의 이격 간격(G)은 5 ~ 6mm, 더 바람직하게는 약 5.5mm를 갖도록 마련될 수 있다. 이때, 펠릿 연소판(10)의 이격 간격(G)은 연소대(14)의 길이 방향 양단부와 본체(1) 사이의 거리 또는 폭 방향으로 최외측에 각각 배치된 연소대(14)의 폭 방향 단부와 본체(1) 사이의 거리일 수 있다.

즉, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 연소대(14)의 폭 방향 길이(W)와 폭 방향 간격(S)이 거의 비슷하게 형성될 수 있으며, 폭 방향 길이(W)의 경우 제조 단가를 낮추려면 두께를 얇게 형성하고 지지력 및 강성을 높이려면 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 연소대(14)의 폭 방향 간격(S) 및 본체(1)와의 이격 간격(G)의 경우 너무 협소하게 형성될 경우 공기 유동면에서 제한적이며 너무 넓게 형성될 경우 펠릿 연료가 이탈될 수 있으므로 적정 간격을 갖는 것이 바람직할 것이다.

이처럼, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 펠릿 연료가 이탈되는 것을 방지하면서도, 공기 유입 통로를 확보할 수 있으므로 연소 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 전술한 크기로 구성될 수 있지만, 연소장치 본체(1)의 크기에 따라 상이하게 변경되거나, 사용되는 펠릿 연료의 크기에 따라 변경되는 등 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다.

아울러, 본 고안의 펠릿 연소판(10)은 연소된 펠릿 재가 쌓이는 것을 방지하기 위해 기존 원형 단면의 봉상부재로 구성된 구조로부터 탈피하여, 각형 단면을 갖는 각봉형 또는 각판형 부재로 마련하고 있다.

즉, 연소대(14)는 수평 또는 경사진 상태와 상관 없이 상부 표면이 평탄하게 형성될 수 있으며, 소정의 곡률을 갖는 기존 원형 봉에서 평탄하게 형성되는 표면을 갖게 되어 펠릿 재가 쌓이는 면적을 줄이고, 제조의 용이성을 확보할 수 있다.

예컨대, 연소대(14)는 단면이 삼각, 사각, 오각, 육각, 또는 팔각 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 연소대(14)의 단면은 각 경사면의 첨부측에서의 단면인 것으로 이해될 수 있다.

특히, 기존의 봉상부재의 경우 상부면이, 단면 중심을 기준으로 역원뿔 형태의 각도(대략 100 ~ 140°) 구간에 해당하는 면적 전체에 대한 곡률을 따라 연장되므로, 펠릿 재가 쌓이는 접촉 면적이 늘어날뿐만 아니라 평탄한 경사면에 비해 곡면 형상이 갖는 마찰 구조로 인해 펠릿 재가 면접촉되며 하부로 낙하되지 못하여 점차 쌓이게 되는 바, 결과적으로 연소공을 막게 되어 펠릿 연료에 대한 연소 효율을 저하시키는 문제가 있었다.

더욱이, 연소대(14)는 단면이 사각형일 경우 측면 형상이 직각을 이루므로 상부면을 제외하곤 돌출된 부분이 전혀 존재하지 않게 되며, 삼각형이나 오각형 등의 각형인 경우라도 곡면에 비해 미끄럼을 유도할 수 있는 경사면으로 존재하게 되므로 펠릿 재가 쌓이는 면적을 제거 또는 최소화할 수 있게 된다.

이에 더하여, 연소대(14)는 제1 경사면(141)과 제2 경사면(142)으로 이루어짐에 따라 단면 형상에 상관 없이 경사면 구조를 갖게 되어, 펠릿 재가 쌓이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 결국, 본 고안은 연소 과정 및 연소 후에 펠릿 재가 쌓이는 것을 최소화하여 연소 효율을 향상시킬 수 있으며, 힌지 작동 구조 등의 강제적인 움직임을 가하지 않더라도 펠릿 재를 제거하는 것에 유리하다.

여기서, 연소대(14)는 연속되게 배치되는 제1 각형부재(15) 및 제2 각형부재(16)를 포함할 수 있으며, 제1 각형부재(15)와 제2 각형부재(16)가 복수개로 마련될 수 있다. 연속되게 배치되는 각각의 각형부재(15, 16)는 같은 형상의 부재로 마련될 수 있다.

이와 달리, 제1 각형부재(15) 및 제2 각형부재(16)는 서로 다른 단면 형상으로 형성될 수 있다. 도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 펠릿 연소판의 각형부재를 도시한 도면이다.

도 9를 참고하면, 제1 각형부재(15)는 육각형의 단면을 갖도록 형성되고, 제2 각형부재(16)는 다이아몬드형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 제1 각형부재(15)와 제2 각형부재(16)가 서로 다른 형상으로 연속되게 배치됨으로써, 동일한 형상이 반복 배치되는 것에 비해 펠릿 재가 쌓이는 면적을 상대적으로 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 연소대(14)들을 상하 교차 형태로 연속 배치할 수 있다. 즉, 본 고안의 실시예에서는 연소대(14)가 동일한 방향으로, 즉 고정축부(11)와 결합되는 부분이 돌출되는 산형으로 경사지게 배치되지만, 이와 다르게 인접한 연소대(14)가 배치되는 방향과 교차되게 배치될 수 있다. 다시 말해, V-V 형태로 연속 배치되는 것과 달리, V-A 형태로 연소대(14)의 결합 방향이 번갈아가며 역으로 결합될 수도 있다.

이에 따라, 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 동일한 방향으로 반복 배치되는 것에 비해 펠릿 재가 쌓이는 면적을 상대적으로 줄일 수 있으며, 연소대(14)가 서로 다른 방향으로 경사지게 배치됨에 따라 오목 홈부 형태인 일부 구간에서는 펠릿 연료가 중앙부에 밀집되고, 볼록 돌부 형태인 다른 구간에서는 펠릿 연료가 중앙부에서 분산되게 분포될 수 있게 된다. 이로 인해, 연소 효과를 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 고안의 펠릿 연소판(10) 상에서 연소된 재는 경사면에 의해 자연스럽게 탈락되며 하부로 낙하하여 배출되거나, 하부에 별도의 재받이판(미도시됨)이 마련되어 수집될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 펠릿 받침부에 연소 후 발생하는 재가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 연소대(14)의 간격 및 본체(1)와의 간격 유지를 통해 공기 통행로를 확보하여 원활한 공기 유입을 유도하고, 공기와의 접촉면적을 넓혀 연소 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 공기 흐름을 좋게하여 펠릿 연료의 연소 효율을 높일 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 제조 및 조립이 간편하면서도 강성을 유지하도록 하여 구조적으로 안정성을 확보할 수 있다.

본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 연소대(14)의 폭 방향 길이를 단축하여 펠릿 연료에 대한 거치면적을 최소화하므로 펠릿 재가 쌓이는 공간을 줄여 막힘 현상을 해소할 수 있으며, 폭 방향 길이보다 높이 방향 길이를 길게 형성하여 측면의 표면 마모에 대한 내구성을 향상시키고 수명을 늘려 교체 주기를 단축시킴에 따라 비용을 절감할 수 있다.

한편, 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 스페이서(미도시됨)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

스페이서는 복수개로 구성되어 고정축부(11)에 끼움되되 판상형의 연소대(14)의 각 사이에 배치될 수 있다. 즉, 스페이서는 연소대(14) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 이러한 스페이서는 중공형의 슬리브 형태나 스크류 결합되는 너트 형태로 형성될 수 있다. 즉, 스페이서는 고정축부(11)에 나사 결합되지 않는 슬리브로 구성되거나 나사 결합되는 너트로 구성될 수 있다.

여기서, 스페이서에는 그레이팅부(13)의 각 연소대(14)의 접촉면과 끼움되는 수평유지돌기(미도시됨)가 형성될 수 있다. 이러한 수평유지돌기는 키와 홈 결합 방식으로 제공될 수 있다. 이에, 수평유지돌기는 연소대(14)에 끼움 삽입됨에 따라 연소대(14)의 우발적 회전을 방지할 수 있다.

도 10은 본 고안의 다른 실시예에 따른 펠릿 연소판이 설치된 연소장치 본체의 저면도를 도시한 도면이다.

본 고안의 제2 실시예에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 도 10에 도시된 바와 같이, 연소장치 본체(1)에 결합되는 제1 보조그레이팅부(17) 및 제2 보조그레이팅부(19)를 더 포함할 수 있다.

제1 및 제2 보조그레이팅부(17, 19)는 연소판(10)의 양측으로 각각 이격되게 배치될 수 있으며, 본체(1)에 고정 설치될 수 있다.

제1 보조그레이팅부(17)는 제1 샤프트(171) 및 복수의 제1 돌출대(173)를 포함할 수 있다. 제1 샤프트(171)는 막대 형상 부재로 마련되고, 제1 돌출대(173)는 제1 샤프트(171)와 교차되어 돌출되게 연결될 수 있다. 이러한 제1 돌출대(173)는 복수개가 제1 샤프트(171)의 축 방향을 따라 상호 이격되며 배치될 수 있다. 이때, 제1 샤프트(171) 및 제1 돌출대(173)는 전술한 연소대(13)와 동일한 재질 및 제조 방식으로 마련될 수 있으며, 사각 형상의 막대 형상으로 제조될 수 있다.

다만, 제1 보조그레이팅부(17)는 전술한 고정축부(11) 및 그레이팅부(13)의 연결 방식과 상이하게 조립될 수 있다. 즉, 제1 보조그레이팅부(17)는 제1 샤프트(171)에 복수의 연결홈(미도시됨)이 형성되고, 연결홈에 제1 돌출대(173)가 삽입되어 고정되는 방식으로 양자가 연결될 수 있으며, 삽입된 상태에서 용접 등으로 고정된다.

제2 보조그레이팅부(19)는 제2 샤프트(191) 및 복수의 제2 돌출대(193)를 포함하며, 전술한 제1 보조그레이팅부(17)와 설치 방향만 다르게 배치되는 동일한 구성일 수 있다.

그리고, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 샤프트(171) 및 제2 샤프트(191)는 연소대(13)와 인접하도록 배치되고, 제1 돌출대(173) 및 제2 돌출대(193)는 본체(1)와 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 돌출대(173)와 제2 돌출대(193) 각각이 이격 배치되는 폭 간격은 전술한 연소대(13)의 폭 간격(S)과 동일하게 형성될 수 있다.

여기서, 본 고안에 의한 펠릿 연소장치용 연소판(10)은, 제1 및 제2 보조그레이팅부(17, 19)의 설치를 위해서 연소대(13)의 길이가 전술한 실시예보다 짧은 길이로 형성될 수 있으며, 이때, 고정축부(10)의 양측으로 마련된 연소대(13)의 단부면과 각 샤프트(171, 191) 사이의 이격 간격은 전술한 이격 간격(G)과 동일하게 형성될 수 있다.

이와 같은, 본 실시예에 따른 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 중심부의 고정축부(11)에 의해 그레이팅부(13)를 지지하는 구조로 인해, 연소장치의 크기가 커지는 경우 연소판(10)의 전체 사이즈가 변경되면서 연소대(14)의 처짐이 발생할 수 있으므로, 별도의 보조그레이팅부(17, 19)를 설치할 수 있도록 함에 따라 구조적 제한을 해소할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 펠릿 연소장치용 연소판(10)은 사이즈 변경이 아니더라도, 연소대(14)의 길이를 단축하고 보조그레이팅부(17, 19)를 설치함에 따라 연소대(14)와 본체(1)의 사이 공간 뿐만 아니라, 연소대(14) 및 보조그레이팅부(17, 19) 간 공간을 추가로 형성하여 공기 통로를 더욱 확보할 수 있으며, 공기 유입 면적을 늘려 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시예는 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

1: 연소장치 본체 1a: 투입구
1b: 연소실 10: 연소판
11: 고정축부 12: 마감부재
13: 그레이팅부 14: 연소대
141: 제1 경사면 142: 제2 경사면
15: 제1 각형부재 16: 제2 각형부재
21: 고정축부 23: 그레이팅부
24: 결합돌부 25: 구멍

Claims (3)

1. 펠릿 연소장치 본체의 하부에 설치되는 펠릿 연소판에 있어서,
   상기 본체를 가로지르도록 설치되되 양단이 상기 본체에 고정되는 고정축부; 및
   상기 고정축부와 교차되어 길이 방향으로 연장되며 상기 고정축부를 따라 상호 이격되게 배치되는 복수의 연소대가 상기 고정축부와 일체로 연결되는 그레이팅부를 포함하는 펠릿 연소판.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연소대는,
   상기 고정축부의 일측으로 하향 경사지며 연장되게 배치되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면과 반대 방향으로 하향 경사지며 연장되게 배치되는 제2 경사면을 포함하고, 상기 고정축부로부터 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면의 길이가 동일하거나 편향된 길이로 형성되되, 상부 표면이 수평 또는 경사지되 평탄한 면으로 형성되는 각형 부재인 펠릿 연소판.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 연소대는,
   단면이 삼각, 사각, 오각, 육각, 또는 팔각 형상 중 어느 하나로 형성되고, 폭 방향 두께가 높이 방향 길이보다 크게 형성되되 폭 방향 두께가 1 ~ 6mm이며, 상호 인접한 연소대와의 폭 간격이 4 ~ 8mm으로 배치되는 펠릿 연소판.

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