KR101500134B1 - 클링커 방지용 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너 - Google Patents

클링커 방지용 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너 Download PDF

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최성환
이동호
박기식
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(주)귀뚜라미
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Abstract

본 발명은 화격자에 관한 것으로서, 버너 내부에 배치되며 공기유입구가 형성되는 베이스판과; 상기 공기유입구를 가로지르도록 배치되는 가이드프레임과; 상기 가이드프레임의 상면에 일정 간격으로 서로 이격되게 돌출 배치되어 슬롯삽입공을 형성하는 복수개의 고정가이드; 상기 슬롯삽입공에 삽입되며 상면에 펠릿가 적재되는 복수개의 연소슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

클링커 방지용 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너{FIRE GRATE TO PREVENT CLINKER AND PELLET BURNER HAVING THEREOF}
본 발명은 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너에 관한 것으로서, 보다 자세히는 펠릿의 연소시 발생되는 클링커 현상을 방지할 수 있는 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너에 관한 것이다.
펠릿 보일러는 목재, 열매, 기타 고체연소물질을 작은 알갱이 상태로 만들어 그를 연소시키면서 그 연소열로 난방을 한다.
펠릿 보일러는 통상 내부에 펠릿이 연소되는 버너가 구비되고, 버너 내부에는 펠릿이 연소되는 화격자가 배치된다. 펠릿 보일러의 구조는 등록특허 제10-1014767호에 자세히 개시된 바 있다.
도 1은 종래 펠릿 버너에 구비되는 화격자(10)의 구성을 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 화격자(10)는 판상의 적재판본체(11)에 연소에 필요한 공기를 펠릿으로 공급하는 공기공급공(13)이 관통된 형상으로 형성된다.
그런데, 펠릿 버너는 펠릿 속에 함유된 실리카 및 규소와 철성분이 고온에서 용해되면서 용암처럼 흐르게 되는 클링커현상이 발생하게 된다. 종래 화격자(10)는 상대적으로 공기공급공(13)에 비해 적재판본체(11)의 면적이 크게 되므로 그 부분에서 공기와 펠릿의 혼합이 원활히 이루어지지 않아 판면에 클링커성분이 고착되게 된다.
클링커성분이 화격자(10)에 고착되게 되면 화격자(10) 자체에 손상을 주게 되고, 펠릿 연소물 적체가 발생되어 연소효율이 낮아지고 후처리비용이 증가되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 펠릿의 연소 중에 발생되는 클링커현상을 예방하여 펠릿버너의 연소효율을 증가시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 화격자 및 이를 구비한 펠릿버너를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 화격자에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 화격자는, 버너 내부에 배치되며 공기유입구가 형성되는 베이스판과; 상기 공기유입구를 가로지르도록 배치되는 가이드프레임과; 상기 가이드프레임의 상면에 일정 간격으로 서로 이격되게 돌출 배치되어 슬롯삽입공을 형성하는 복수개의 고정가이드; 상기 슬롯삽입공에 삽입되며 상면에 펠릿이 적재되는 복수개의 연소슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수개의 연소슬롯은 상기 고정가이드의 폭에 대응되는 공기공급공만큼 서로 이격 배치되며, 상기 연소슬롯의 폭은 상기 공기공급공의 폭 보다 좁게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 펠릿 버너에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 펠릿 버너는, 펠릿 투입구와 화염토출구가 각각 형성된 버너본체와; 상기 버너본체 내부에 배치되며 상기 펠릿이 적재되어 상기 펠릿의 1차연소가 진행되는 화격자와; 상기 화격자의 상면 외부를 따라 설치되며 내주면에 공기유입공이 형성되어 상기 펠릿의 2차연소가 진행되는 2차연소구와; 상기 버너본체의 내벽면을 따라 형성되며 냉각수가 순환되는 냉각수순환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너는 화격자와 펠릿이 접촉되는 면적이 좁은 복수개의 슬롯이 빗살형태로 배치되므로 펠릿의 연소시 발생되는 클링커가 화격자 상에 고착되지 않고 하부로 떨어지게 된다. 이에 의해 클링커현상의 발생이 방지되므로 펠릿의 연소가 원활히 진행될 수 있다.
또한, 화격자의 내구성을 향상시킬 수 있으며 연소효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 화격자의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 화격자의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 화격자의 구성을 분해하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 화격자의 조립시의 단면구성을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 화격자가 적용된 펠릿버너의 단면구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 화격자(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 화격자(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 화격자(100)는 베이스판(110)과, 베이스판(110)에 수직방향으로 삽입되며 상면에 펠릿이 연소되는 연소슬롯(120)을 포함한다.
본 발명의 화격자(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 펠릿버너(200) 내부에 장착되어 사용된다. 펠릿버너(200)는 단독으로 사용되거나, 펠릿 보일러나 온풍기, 난방기 등에 결합되어 사용될 수 있다.
베이스판(110)은 펠릿버너(200) 내부에 고정된다. 베이스판(110)은 공기유입구(112)가 형성된 베이스본체(111)와, 공기유입구(112)에 가로방향으로 배치되는 가이드프레임(114)과, 가이드프레임(114)의 상면에 돌출 형성되어 연소슬롯(120)을 지지하는 고정가이드(113)를 포함한다.
베이스본체(111)는 내구성을 갖는 금속재질로 형성된다. 공기유입구(112)는 펠릿버너(200)의 일측에 배치된 송풍기(미도시)를 통해 내부로 유입된 공기를 펠릿(M) 측으로 유입시킨다. 이 때, 공기유입구(112)의 크기가 클 수록 많은 량의 공기가 유입되어 펠릿의 1차 연소를 돕게 된다.
가이드프레임(114)은 공기유입구(112)에 가로방향으로 복수개가 배치된다. 가이드프레임(114)은 복수개의 연소슬롯(120)이 안정적으로 결합될 수 있도록 베이스본체(111)와 일체로 형성된다.
고정가이드(113)는 가이드프레임(114)의 상면에 돌출 형성된다. 고정가이드(113)는 가이드프레임(114)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되게 배치된다. 이웃하는 고정가이드(113) 사이에 형성되는 이격공간이 연소슬롯(120)이 삽입되는 삽입공(113a)이 된다. 삽입공(113a)은 연소슬롯(120)의 두께에 대응되게 형성된다.
복수개의 가이드프레임(114)에 형성된 고정가이드(113)들은 서로 축선 정렬되어 연소슬롯(120)의 결합이 원활하게 이루어지도록 한다.
여기서, 고정가이드(113)와 가이드프레임(114)도 일체로 형성될 수 있다.
연소슬롯(120)은 베이스판(110)의 고정가이드(113)에 장착되어 상면에 펠릿이 적재되도록 한다. 연소슬롯(120)은 얇은 폭을 갖는 바의 형태로 형성되어 고정가이드(113)의 삽입공(113a)에 결합된다. 복수개의 연소슬롯(120)은 베이스판(110) 상에 빗살형태로 서로 배치되어 펠릿(M)이 안착되도록 지지한다.
도 4는 연소슬롯(120)이 베이스판(110)에 결합되는 과정을 도시한 단면도와, 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이 연소슬롯(120)은 삽입공(113a)에 삽입된 후 용접 등의 방법으로 고정된다. 연소슬롯(120)의 폭은 삽입공(113a)에 대응되게 형성되므로 연소슬롯(120)은 삽입공(113a)에 억지끼워맞춤 되게 삽입된다. 연소슬롯(120)의 폭은 펠릿(M)과의 접촉면적이 최소화되는 것이 클링커의 고착을 예방할 수 있으므로 고정가이드(113)의 폭 보다 좁게 형성된다.
이 때, 이웃하는 연소슬롯(120)은 고정가이드(113)의 폭 만큼 서로 이격되게 된다. 이에 의해 연소슬롯(120) 사이에 공기가 유동하는 공기유동로(130)가 형성된다. 베이스판(110)의 공기유입구(112)로 유입된 공기는 공기유동로(130)를 통해 상방향으로 이동되어 펠릿(M)으로 공급된다.
펠릿(M)이 연소슬롯(120) 상에 적재된 상태에서 연소에 의해 클링커가 발생되면, 연소슬롯(120)의 폭이 좁으므로 클링커가 연소슬롯(120) 면에 고착되지 않고 공기유동로(130)를 따라 하부로 낙하되게 된다. 또한, 연소슬롯(120)의 폭 보다 공기유동로(130)의 면적이 더 크게 되므로 공기공급량이 많아져 연료의 완전연소가 유도되게 된다.
특히, 공기유동로(130)가 전체 화격자(100)에 걸쳐 균일하게 형성되어 펠릿의 연소효율 및 연소속도가 도 1에 도시된 종래 화격자(10)에 비해 향상될 수 잇다.
또한, 클링커가 연소슬롯(120) 상에 고착되는 클링커현상이 예방되므로 화격자(100) 자체의 내구성도 유지할 수 있어 제품 수명도 연장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 화격자(100)가 적용된 펠릿버너(200)의 개략적인 구성을 도시한 개략도이다.
도시된 바와 같이 펠릿버너(200)는 버너본체(210) 내부에 상술한 화격자(100)가 수용된다. 화격자(100)는 버너본체(210)의 송풍관(270)과 연결되게 배치된다. 화격자(100)의 상면 외부를 따라 2차연소구(230)가 배치된다. 2차연소구(230)의 외주면에는 2차공기유입공이 관통형성된다.
버너본체(210)의 상부에는 화격자(100)로 펠릿(M)이 공급되는 펠릿 연료투입공(220)이 형성되고, 화격자(100)의 전면에는 재배출도어(240)가 구비된다. 버너본체(210)의 내부면에는 냉각수(W)가 유동되어 버너본체(210)의 과열을 방지한다.
버너본체(210)의 일측에는 보일러(미도시)와 연결되는 본체연결플랜지(250)가 구비된다. 본체연결플랜지(250)의 화염토출구(251)를 통해 화염(F)이 토출되어 열교환기(미도시) 등으로 이동된 후 난방수 또는 난방공기와 열교환이 이루어진다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 펠릿버너(200)의 동작과정을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
사용자는 펠릿 연료투입공(220)을 통해 펠릿(M)을 투입한다. 투입된 펠릿(M)는 화격자(100)의 연소슬롯(120) 상에 적재된다. 착화기(260)를 통해 펠릿(M)에 화염이 착화되고, 송풍기(미도시)가 구동된다. 송풍기(미도시)로부터 유입된 공기는 공기유입구(112)를 통해 공기유동로(130)를 거쳐 펠릿(M)으로 공급된다.
공기의 공급으로 펠릿은 연소되고, 펠릿(M)으로부터 생성된 클링커는 공기유동로(130)를 따라 낙하된다. 즉, 연소슬롯(120)의 면적이 좁아 클링커가 연소슬롯(120)의 표면에 고착되지 못하고 공기유동로(130) 하부로 낙하되므로 클링커 현상이 방지될 수 있다.
화격자(100)에서 1차 연소가 이루어지고, 2차연소구(230)로부터 공기가 재공급되어 2차 연소가 이루어진다. 2차 연소된 화염(F)은 화염토출구(251)를 통해 보일러(미도시) 측으로 이동되게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 화격자 및 이를 구비한 펠릿 버너는 화격자가 펠릿과 접촉되는 면적이 좁은 복수개의 슬릿이 빗살형태로 배치되므로 펠릿의 연소시 발생되는 클링커가 화격자 상에 고착되지 않고 하부로 떨어지게 된다. 이에 의해 클링커현상의 발생이 방지되므로 펠릿의 연소가 원활히 진행될 수 있다.
또한, 화격자의 내구성을 향상시킬 수 있으며 연소효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 화격자 및 이를 구비한 펠릿버너의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 화격자 110 : 베이스판
111 : 베이스본체 112 : 공기유입구
113 : 고정가이드 113a : 삽입공
114 : 가이드프레임 120 : 연소슬롯
130 : 공기유동로 200 : 펠릿 버너
210 : 버너본체 220 : 연료투입공
230 : 2차연소구 240 : 재배출도어
250 : 본체연결플랜지 251 : 화염토출구
260 : 착화기

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 펠릿 투입구와 화염토출구가 각각 형성된 버너본체;
    상기 버너본체 내부에 배치되며 상기 펠릿이 적재되어 상기 펠릿의 1차연소가 진행되는 화격자;
    상기 화격자의 상면 외부를 따라 설치되며 내주면에 공기유입공이 형성되어 상기 펠릿의 2차연소가 진행되는 2차연소구; 및
    상기 버너본체의 내벽면을 따라 형성되며 냉각수가 순환되는 냉각수순환부를 포함하되,
    상기 화격자는,
    공기유입구가 형성된 베이스판; 상기 공기유입구를 가로지르도록 배치되는 가이드프레임; 상기 가이드프레임의 상면에 일정 간격으로 서로 이격되게 돌출 배치되어 슬롯삽입공을 형성하는 복수개의 고정가이드; 및 상기 슬롯삽입공에 삽입되고, 상면에서 펠릿이 연소되며, 상기 고정가이드의 폭에 대응되는 공기공급공만큼 서로 이격 배치되고 그 폭은 상기 공기공급공의 폭보다 좁게 형성된 복수개의 연소슬롯;으로 이루어지는 펠릿 버너.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104932A1 (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 우경기술주식회사 클링커 방지를 위한 분리 연소 버너

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101205551B1 (ko) * 2012-09-18 2012-11-27 주식회사 대경에스코 화장시간을 단축한 고효율 화장로

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