KR0152657B1 - 익형 분무장치 - Google Patents

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KR0152657B1
KR0152657B1 KR1019900018923A KR900018923A KR0152657B1 KR 0152657 B1 KR0152657 B1 KR 0152657B1 KR 1019900018923 A KR1019900018923 A KR 1019900018923A KR 900018923 A KR900018923 A KR 900018923A KR 0152657 B1 KR0152657 B1 KR 0152657B1
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비이. 마이어스 로버트
에스. 야길라 안토니
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로버트 제이. 에드워즈
더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 유동하는 가스내에서, 직경이 다소 큰 선단부와 이 선단부보다 상대적으로 직경이 작은 후단부(18)를 갖춘 유선형 익형부재를 매개로 분무혼합물을 분무하는 익형분무장치에 관한 것으로, 상기 익형부재의 후단부(18)에는 노즐장치가 돌출되게 설치되고, 이 노즐장치를 에워싸도록 동심원상으로 하우징(8)이 설치되며, 또한 이 하우징(8)에 의해 상기 노즐장치주위에서의 익형부재의 내부공간으로부터 보호가스가 유도되게 되고, 분무되는 매개물과 이 매개물을 분무하기 위한 분무가스는 동심원상으로 배치된 공급관(1,3)을 통해 노즐로 공급되는 한편, 상기 하우징(8)에 의해 에워싸인 각 노즐은 상기 익형부재의 후단부(18)를 따라 소정의 간격을 두고 이격 배치되어 있다.

Description

익형(翼型)분무장치
제1도는 본 발명 익형 분무장치가 다수개 장착된 가스도관의 부분사시도이고,
제2도는 제3도의 2-2선 단면도.
제3도는 본 발명 익형분무장치의 부분사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 내부주관 2 : 내부관
3 : 외부주관 4 : 외부관
5 : 분무혼합실 6 : 분무캡
7 : 날개판 8 : 하우징
9 : 패킹마개 10 : 익형 분무장치
11 : 너트 12 : 보조공급판
13 : 고정판 18 : 후단부
20 : 스페이서 21 : 유입구
22 : 분무가스유입구 23 : 보호가스유입구
24 : 환형공간 30 : 도관
31 : 지지대 32 : 환형공간
33 : 분배오리피스
본 발명은 분무장치에 관한 것으로, 특히 유동가스내에서 물이나 소르벤트(sorbent)가 균등하게 분포되도록 분무하는 한편, 분무매개물을 공급하는 공급관이 연결된 다수개의 분무기와, 유동가스내에서 유동가스의 흐름을 유도하는 장치 및, 각 분무기에 보호가스를 균등하게 분배하기 위해 분무기 주위에 설치되는 분무기 분배구조물을 갖춘 착탈될 수 있도록 된 익형(翼型) 분무장치에 관한 것이다.
일반적으로 유동가스의 흐름을 조절하는데에는, 첫째 미립자의 응집성능의 개선, 즉 정전(靜電)기적 침전기의 성능 향상과, 둘째 제조공정 요건을 충족시키거나 공정설비의 한계성, 즉 가스의 체적감소를 조정하기 위한 유동가스의 냉각, 셋째 기체나 액채 또는 고체의 상호반응이 요구되는 화학반응공정의 촉진(예컨대 2산화유황을 집진하기 위한 소르벤트의 분사) 등의 이유가 있는 한편, 미립자 비산회(飛散灰;fly ash)의 저항을 감소시키기 위해서는 미립자가 함유된 연소가스내로 3산화 유황가스를 분사시키는 방법을 사용해 왔는바, 이와 같은 방법은 정전기적 침전기의 응집성능을 향상시키게 되고, 또 상기 3산화 유황가스의 분사는 전형적으로 액상(液相)의 2산화 유황 또는 고상(固相)의 유황입자를 3산화 유황가스로 변환시켜 상기 정전기적 침전기의 상류방향으로 분사시켜 왔다.
또한, 가습(加濕)법을 이용한 유동가스, 예컨대 연소가스의 냉각은 기공지된 바와 같이 안개 형상의 작은물방울을 연소가스내로 분사시키고, 이 분사된 작은 물방울의 증발을 유도하여 가스의 습기함유량을 증가시키도록 되어 있으며, 포화온도에 가까운 온도(26.6℃∼37.7℃)에서의 가습법은 가스도관내에 간단한 구조의 분사노즐을 장착시킴으로써 쉽게 이루어질 수 있는 한편, 이러한 가습법은 특히 자유로이 유동하는 미립자가 함유된 유동가스에 대해서는 효과적이다.
그러나, 상기와 같은 방법은 미립자가 함유된 연소가스에 적용시킬 경우 분사노즐상에 고체입자가 응집되는 문제점이 있고. 만일 이 응집물이 커지게 되면 노즐로부터 분무량이 감소되게 되면서 보다 큰 물방울과 보다 긴 증발시간이 필요하게 되며, 또한 포화온도에 가까운 온도에서는 증발이나 작은 물방울을 분사시키는데 높은 온도로의 구동력 보상이 필요하게 되어, 분무되는 물방울의 증발을 이용해 포화온도에 가까운 온도로 접근하는 냉각법은 유동가스의 온도가 조속하게 감소되는 많은 다른 실시예에서 종종 이용되게 된다.
한편, 소르벤트와 2산화유황을 화학반응시키기 위해 습기를 이용한 건조 가스세정기(洗淨器)는 연소가스내에서 2산화유황을 제거하는데 상업적으로 유용하고, 이러한 가스세정기는 뱁콕앤드 윌콕스(Babcock Wilcox), 프랙트(Flakt), 조이 니로(Joy Niro)와 리써치코트럴(Research Cottrell)에 의해 주로 생산되어 왔으며, 또한 선형 브이지에이 노즐(The Linear VGA Nozzle)을 매개로 습기와 소르벤트가 분사된 연소가스의 취급방법에 대해서는 윌쉬 2세의 미국특허출원 제4,314,670호에 공지되어 있지만, 이 방법은 상기 서술된 노즐상에 고체입자가 퇴적되는 문제점을 해결해 주지 못하고, 선형 브이지에이 노즐의 상업적 개발을 통한 액상-분무가스 취급공정의 설계에 있어서 주요한 개선점의 발표(A General Disclosure of Major Improvements In the Design of Liquid-Spray Gas Treating Processes Through Commerical Development of Linear VGA Nozzle) 단 상기인의 논문에서는 선형 브이지에이 노즐(Linear VGA Nozzle)을 이용하여 연소가스내로 액체를 분무하는데 따른 취급공정을 개선해주지만, 익형부재의 기하학적 구조와 보호가스설비가 충분치 못해 노즐상에 고체가 응집되고 압력손실이 발생되게 된다.
또한, 익형구조물과 차폐공기시스템에 대해서는 1988년 2월 18일에 발표된 에너지 기술협의 및 설명(Energy Technology Conference Expositim)의 연구논문에서 자세히 설명되어 있고, 다단버너를 이용한 석회석분사(LIMB) 시스템에 대해서는 피이.에스.노란(P.S.Nolan)과 아르.브이.헨드릭(R.V.Hendricds)의 석회석분사시스템의 개발과 실시프로그램(EPA'S LIMB Development and Demonstration Program)의 연구기술논문에서 언급되어 있는 한편, 미국특허출원 제4,285호 및 제4,285,773호에서는 익형구조물에 대해서 서술하고 있지만, 노즐상의 고체입자의 응집이나 압력강화와 같은 상기의 문제점을 해결해주지 못하고 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유동가스내에서 물이나 소르벤트가 균등하게 분포되도록 분무하는 한편, 공기역학적으로 가장 효과적인 형상으로서 다수개의 분무기와 이 분무기에 분무개개물을 공급하는 공급관 및 유동가스의 흐름을 유도하는 장치를 갖춘 착탈될 수 있도록 된 익형분무장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 유동가스내에서 발생되게 되는 난류현상을 최소화시켜 장치의 외부면상에, 특히 노즐의 주위와 아랫면에 미립자가 퇴적되는 것을 막고, 압력강하현상을 감소시킴과 더불어 소르벤트가 익형부재의 외부로 누수되지 않도록 하면서 구조가 간단한 경제적인 익형분무장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미립화된 혼합물이 분무되는 유동가스와 접하게 되는 다소 큰 직경으로 이루어진 선단부 및 이 선단부보다 상대적으로 작은 직경으로 반대방향에서 형성된 후단부를 갖춘 익형부재와; 분매개물을 공급하기 위해 상기 익형부재로부터 돌출형성되면서 유입구와 유출구를 갖춘 분무매개물 공급관; 분무가스를 공급하기 위해 상기 익형부재로부터 돌출형성되면서 유입구와 유출구를 갖춘 분무가스 공급관; 상기 익형부재내에서 분매개물과 분무가스를 혼합하여 분무혼합물을 만들기 위해 상기 분무매개물 공급관과 분무가스 공급관의 유출구에 연결된 적어도 하나이상의 분무혼합실; 유동가스의 흐름방향과 동일하게 분무혼합물을 분무하기 위해 상기 익형부재의 후단부로부터 돌출형성되면서 상기 분무혼합실에 연결된 노즐수단; 상기 노즐수단 주위에서의 상기 익형부재로부터 유동가스와 동일한 방향으로 보호가스를 분무하기 위해 환형의 보호가스 분무통로가 형성되도록 상기 노즐수단을 에워싸면서 상기 후단부에 연결된 하우징; 상기 다수개의 분무노즐로 보호가스를 균등하게 분배하기 위해 상기 하우징내부에 설치되는 오리피스 및; 상기 보호가스 분무통로에 보호가스를 공급하기 위해 상기 익형부재에 연결된 보호가스 공급수단으로 구성되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명 실시예로서 분무용 혼합물을 도관(30)내부의 가스흐름방향과 동일하게 분무해주는 닥트구조를 도시하는 것으로, 분무용 혼합물을 분사하기 위한 다수의 분사노즐이 날개후방으로 배치되어 있는 익형(翼型)분무장치(10)가 도관(30)내부에 설치되어 있다.
제2도와 제3도는 상기 익형 분무장치(10)의 사시도와 단면도로서, 분무되는 물이나 소르벤트(sorbent)는 유입구(21)를 통해 내부주관(1; 主管)으로 유입된 다음 내부관(2)을 거쳐 분무혼합실(5)로 유동되게 되는바, 상기 내부주관(1)은 본 발명 익형 분사장치(10)의 선단부를 이루는 외부주관(3)의 내부에서 스페이서(34)에 의해 동심원상으로 배치되어 있는 한편, 분무가스는 분무가스유입구(22)를 통해 상기 내부주관(1)과 외부주관(3)사이에 형성된 환형공간(14)과 공기를 연결해주는 보조공급관(12)내부로 유입된 다음 유입구(19)와, 상기 내부관(2)과 외부관(4)사이에 스페이서(32)에 의해 형성된 다른 환형공간(32)을 거쳐 분무혼합실(5)로 유입되며, 이 분무혼합실(5)내부에서 균일하게 혼합된 분무용가스나 액 또는 분말은 분무캡(6)의 노즐개구부(16)를 통하여 상기 도관(30)내부로 분사되게 되고, 상기 외부관(4)은 패킹마개(9)와 오링(50) 및 너트(11)를 매개로 상기 외부주관(3)에 장착되어 있다.
한편, 분무기보호가스는 장착판(13)의 보호가스유입구(23)를 통해 유입된 다음 상기 외부주관(3)에 의해 일부가 차단된 날개판(7)내부의 공간과, 상기 외부관(4)과 날개판(7)의 후단부(18)로부터 돌출된 하우징(8)사이의 환형공간(24)을 통해 분무캡(6)의 주위를 흐르게 되는데, 이때 상기 각 하우징(8)의 내벽에 고정된 동일한 크기의 분배오리피스(33)에 의해 다수의 각 분무기에 분배되게 된다.
그리고, 상기 도관(30)내부에 흐르는 가스는 먼저 날개의 선단부, 즉 외부주관(3)과 접촉하게 되고, 이때 날개의 선단부에는 흐름이 정체되는 정체점(stagnation point)이 형성되며, 이 정체점으로부터 대칭적으로 가스가 날개의 몸체주위를 흐르기 시작하는 층류경계층(laminar boundary layer)이 형성되는데, 이 경계층은 날개의 몸체표면에 인접된 얇은 가스층으로 구성되게 된다. 또 상기 경계층 내에서의 가스유동속도는 상기 날개몸체와의 마찰로 인해 느리게 되어 층류상태가 유지되고, 외부주관(3)의 선단부를 거쳐 날개판(7)을 따라 흐르게되면 상기 경계층은 점점 두꺼워 지면서 불안정한 상태로 되어 날개판(7)의 후단부(18)까지 난류경계층(turbulent boundary layer)이 형성되게 된다.
그런데, 만일 상기 날개몸체가 유선형이 아니게 되면 상기 난류경계층은 더욱 불안정하게 되어 마침내 날개몸체의 표면에서 완전히 분리되게 되고, 이 분리된 가스흐름은 난류궤적(trubulentwake)를 형성하면서 비유선형 날개몸체에 대한 가스의 유동을 저항하는 공기역학적인 저항력으로 작용하게되며, 또한 날개몸체의 항력(drag)을 증가시키게 되어, 상기 외부주관(3)과 날개판(7)등 날개외관의 설계시에는 가스흐름의 분리형상과 날개몸체의 항력이 최소가 되도록 설계하는바, 일반적으로 유선형 날개의 항력계수(drag coefficient) CD는 약 0.27인 반면에 둥근 파이프형상의 항력계수는 약 1.2정도이다. 또 각 날개에 부착된 상기 하우징(8)은 날개의 후단부(18)에서 생성되는 난류의 흐름을 더욱 심한 상태로 만들게 되고, 상기 날개판(7)의 일단에는 고정판(13)이 부착되면서 타단에는 지지판(15)이 부착되어 있는데, 이 지지판(15)에는 부싱(17)이 갖추어져 이 부싱(17)에 장착된 상기 도관(30)의 지지대(31)에 장착된 정렬핀(도시되지 않음)이 끼워지도록 되어 있다.
또한 제1도와 제3도에 도시된 바와 같이, 외부관(4)과 분무혼합실(5) 및 분무캡(6)으로 구성된 노즐어셈블리는 익형부재의 후단부(18)로부터 돌출되어 있는데, 이 익형부재는 도관(30)내에 유동하는 유동가스와 직면하게되는 다소 큰 반경으로 형성된 선단부를 갖는 외부주관(3)과, 상기 선단부와 반대방향으로 다소 작은 반경으로 형성된 후단부(18)를 갖는 날개판(7)으로 구성되며, 각 유입구(21,22)를 갖춘 내·외부주관(1,3)은 분무매개물과 분무용가스가 통과하도록 된 도관인 한편, 보호가스유입구(23)와 날개판(7)내부의 공간에 의해 보호가스 공급통로가 형성되고, 이 보호가스 공급통로를 통해 보호가스는 상기 하우징(8)에 의해 형성된 환형공간(24)내로 공급되게 된다.
한편, 본 발명의 주요 특징으로 열거하면 다음과 같다.
1. 본 발명에 따른 익형부재는 표면속도를 갖는 유동가스내에서 몸체의 위치와 관련된 난류의 분리현상이 최소화되도록 되어 있는데, 이러한 난류는 상기와 같이 최소화로 되어 있지 않으면 유동가스의 재순환패턴을 이루어 유동가스와 접촉되는 익형부재의 표면에 미립재를 쌓이게 하는 매개물의 역할을 하게되며, 이 문제는 분무기의 작동에 따른 흡기매카니즘에 의한 재순환패턴, 즉 각 분무기의 분사작용에 의한 주위가스의 퇴적에 의해 더욱더 심화된다.
2. 익형부재의 후단부(18)에 배치된 분무노즐어셈블리의 바깥쪽에는 하우징(8)이 갖추어져 보호가스의 공급통로를 이루고 있는바, 이와 같은 하우징구조로 인해 보호가스는 환형의 유로(24)를 통해 분무노즐캡(6)주위로 균일하게 분배되게 된다.
3. 보조공급관은 동심으로 배치되어 액체 또는 소르벤트(sorbent)가 익형분무장치의 외부면으로 누수되는 것이 방지되게 된다.
4. 본 발명에 따른 익형분무장치는 현재 생산되는 모든 형식, 예컨대 2중액식, 압력식, 로타리 컵식, 진동식, 또는 정전기(靜電氣)식 분무기에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 익형분무장치는 LIMB형 버너(Limestone Injection Multistage Burner)에 장착되어 오하이오주 로레인에 위치한 오하이오 에디슨즈 에지워터 연구소(Ohio Edision's Edgewater Station)에서 성능시험을 위한 시험이 수행되었는데, 우선 본 발명에 따른 익형분무장치를 장착하지 않은 LIMB형 버너의 작동중 정전기적 침전기(Electrostatic Precipitator)의 제거성능은 다음과 같은 원인들에 의해 현저히 저하됨이 관찰되었다.
1. ESP에 쌓이는 미립재의 량이 두배 이상으로 됨.
2. 분사된 소르벤트의 입자크기는 보통의 공기속 분진의 크기보다 작아 집진하기 어려움.
3. 소르벤트 칼슘의 함유량이 분진의 저항력을 증대시킴.
한편으로 연소가스를 습윤함에 따라 아황산가스(SOz; 2산화황)가 현저히 제거되었고, 비록 그 원인은 확실히 규명되지 않았지만 아황산가스의 흡수율은 최종의 연소가스온도가 단열포화온도에 접근함에 따라 증가한다고 하는 사실이 발견되었다.
또한 가습기를 작동하지 않은 상태에서 상기 LIMB형 버너의 아황산가스제거율이 50∼55%인 반면에, 가습기를 작동한 경우는 상기 아황산가스제거율이 5∼20% 더 향상되었고, 익형분무장치 또는 습윤실의 내벽에 퇴적되는 분진의 량도 극히 미미하였다.
상기 시험에 있어서 장치의 작동온도는 포화온도에 근접하는 -3.9도℃로 유지하였고, 본 발명에 따른 익형분무장치를 갖춘 LIMB형 버너의 작동중 정전기식 침전기의 미립재 제거성능은 가습에 의해 미립재의 저항성이 정상수준으로 복귀함에 따라 연통의 불통과 ESP의 초기 및 2차 전압과 전류량의 측정에 의해 다시 회복되었다.
따라서 본 발명에 따른 가습장치는 3산화황(SO3)분사장치에 비해 최소의 투자비용과 운전경비로서 침전기의 성능을 향상시키는 방법인데, 이는 상기 3산화황 분사장치가 LIMB형 버너와 함께 사용되는 경우에 특히 두드러진다. 즉 LIMB형 버너가 작동될 때, 분진의 저항성을 증가시키면서 침전기의 성능저하를 야기하는 소르벤트는 목표로 하는 2산화황 뿐만 아니라 3산화황과도 반응하게 되고, 따라서 침전기의 성능을 향상시키기 위한 LIMB형 버너의 연소가스의 조건을 개선하기 위해 2산화황의 5∼10배에 달하는 상당량의 3산화황이 소요되기 때문에 기타의 방법에 비해 운전경비가 많이 필요하게 된다.
그러나 본 발명에 따른 익형분무장치는 상기 3산화황 분사장치에 대신하여 2산화황 감소공정에 사용되어 가습효과를 발생시킴으로써 침전기의 성능향상에 기여할 수 있는 장치이고, 또한 가스를 균일하게 습윤시킴으로써 포화상태에 근접할 수 있도록 되어 있는바, 가스내에는 균일하게 습도가 분포되어 침전기 내부의 전기적 조건을 균일하게 유지시킴으로써 침전기가 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 되어 있다.
그런데, 건식 가스세정기(Dry Scrubber)는 자본이 많이 소용되는 장치이므로 아황산가스를 보다 경제적으로 제거하기 위한 방법들이 계속 연구되어 왔는데, 이는 DOE 클린 코올 기술프로그램(Clean Coal technology Program)의 목표이기도 하다.
그리고 도관내장식 소르벤트 분사장치는 그중 가장 으뜸가는 방법으로서, 이 기술은 장치가 현존하는 도관내부에 설치될 수 있으므로 기존의 유니트를 저가로 활용하는 좋은 방법이긴 하지만 이러한 도관내장식 기술은 포화상태에 접근하기 위한 온도, 즉 목표치 -3.9도℃ 또는 그 이하에 접근하기 위해 연소가스의 가습을 필요로 한다. 이러한 연소가스의 가습은 소르벤트가 분말형태 또는 물속에 용해되어 있는 상태에 관계없이 필요로 되며, 이를 연구하기 위한 2개의 프로젝트가 진행중인데, 그중 하나는 건조 소로벤트를 습윤흐름의 상류로 분사하는 방식에 관한 것으로 LIMB 프로젝트의 일환으로 오하이로 에디슨 에지워터공장(Ohio Edison Edgewater Plant)에서 시험중인 쿨사이드 프로세서(Coolside Process)이고, 다른 하나는 라임 슬러리(lime slurry)를 분사하는 방식으로서, 오하이오 에디슨 버거공장(Ohio Edison Burger Plant)에서 시험중인 E-SOX테크놀로지이다.
상기 2개의 프로젝트는 모두 아황산가스를 제거하기 위해 포화온도까지 저온으로 낮추어 시험되어지는바, 연소가스의 흐름내부에 습도가 균일하게 유지되지 않는 경우에 부분적으로 물방울이 생성되기도 하고, 또한 가스의 재순환에 의해 분말이 분무기와 분무액 공급라인의 분무패턴 자체를 변형시키는 등의 문제가 우려되나, 본 발명에 따른 익형분무장치는 포화온도까지 낮추어진 온도로 작동되면서도 물방울이 생성되거나 분말이 분무기 또는 익형구조물에 퇴적되지 않고 가스내부에 균일한 습도분포를 이룰수 있도록 되어 있다.
한편 본 발명에 따른 익형분무장치에는 물 또는 용액을 공급하는 내부주관(1)이 분무가스를 공급하는 외부주관(3)의 내부에 동축상으로 배치된 구조이므로 날개구조의 외관크기를 최소화할 수 있도록 되어 그 결과 분말이 쌓일 수 있는 장치의 노출표면적이 감소되게 되고, 상기 동축구조의 또다른 이점은, 연소가스로부터 익형구조의 선단을 통하여 분무가스로 전해지는 열전달의 결과로 고온의 공기상태가 유지될 수 있다는 점인데, 온도가 높을수록 외부주관(3)표면에 산화물이 응결되는 것이 방지되고, 따라서 부식이 방지되어 장치의 수명이 연장되게 되고, 이러한 부식방지 기능은 상업적으로 중요한 의미를 갖는다고 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 익형분무장치에는 보호가스가 각각의 분무기에 공급되어 분진이 퇴적되지 않도록 되어 있는데, 보호가스는 하우징(8)내부에 배치된 각 분무기 주위로 균일하게 흐르도록 되어 있고, 상기 하우징(8)은 원통형상으로서 익형부재의 후단부(18)후방으로 완만하게 경사진 형태로 돌출되게 부착되어 가능한 한 난류가 생성되는 것이 방지되도록 되어 있으며, 또한 기능상 내부에 배치된 분무기를 보호하면서 분무기 주위를 흐르는 가스에 대한 바람막이의 역할을 하도록 되어 있다. 한편 상기 보호가스는 청정한 공기 또는 불활성 가스이다.
그리고, 익형부재의 후방으로 돌출된 상기 하우징(8)의 전체길이는 날개부재와 접촉되는 연소가스의 난류현상이 분사기의 분사가스 혼합물이 분사되는 위치에 도달하기 이전에 소멸될 수 있도록 고려하여 결정하여야 하는 바, 그 길이는 최소한 그 직경보다 크게 구성하여 익형부재와 제트난류사이의 상호작용을 방지할 수 있도록 되어야 한다.
이러한 상호작용은 가스흐름의 재순환패턴을 형성하여 미립재를 포함한 가스가 분무기와 익형부재의 외면에 접촉되면서 결과적으로 분진을 퇴적시키게 되는바, 상기 하우징(8)의 길이와 익형부재의 형상은 보호가스가 효율적으로 작용하는데 있어서 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.
또 분무기와 하우징(8)사이의 환형캡의 폭은 보호가스를 효과적으로 분배하는데 있어서 매우 중요한 한편, 보호가스는 상기 익형부재의 내부공간을 통해 각 하우징(8)의 유입구에 부착된 오리피스(33)를 매개로 각 하우징(8)에 균일하게 공급되므로, 각 분무기에 보호가스를 공급하기 위한 추가적인 배관이 필요없게 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 익형분무장치는 여러 가지 다른 실시예로 응용될 수 있는바, 상기 도관(30)의 크기에 따라 길이가 길어지거나 짧아질 수도 있고, 각 익형부재에 대한 노즐의 부착위치도 변화될 수 있으며, 또한 본 발명의 요지가 내부 분무기에 적용되었지만, 특히 뱁콕 윌콕스(The Babcock Wilcox) I-제트, Y-제트 및 T-제트에 있어서, 모든 형상의 분무기는 최소한의 수정으로 날개부재의 하우징내에 설치될 수 있고, 검사와 보수과정에 있어서 쉽게 정착시키거나 제거할 수 있는 한편, 상기 도관(30)내에 본 발명 익형분무장치를 지지하는 지지장치를 적당히 디자인함으로써 제조공정상에 운전을 중지할 필요없이 본 발명장치를 제거할 수 있다.

Claims (11)

  1. 분무혼합물이 분무되는 유동가스와 직접하게 되는 다소 큰 직경으로 이루어진 선단부와, 이 선단부보다 상대적으로 작은 직경으로서 반대방향에서 형성되는 후단부(18)를 갖춘 익형부재와; 분무매개물을 공급하기 위해 상기 익형부재로부터 돌출형성되면서 유입구와 유출구를 갖춘 분무매개물 공급관; 분무가스를 공급하기 위해 상기 익형부재로부터 돌출형성되면서 유입구와 유출구를 갖춘 분무가스 공급관; 상기 익형부재내에서 분무가스와 매개물을 혼합하여 분무혼합물을 만들기 위해 상기 분무매개물 공급관과 분무가스 공급관의 유출구에 연결된 적어도 하나이상의 분무혼합실(5); 유동가스의 흐름방향과 동일하게 분무혼합물을 분무하기 위해 상기 익형부재의 후단부(18)로부터 돌출형성되면서 상기 분무혼합실(5)에 연결된 노즐수단; 상기 노즐수단 주위에 상기 익형부재 내부로부터 유동가스와 동일한 방향으로 보호가스를 분무하기 위해 보호가스 분무통로가 형성되도록 상기 노즐수단을 에워싸면서 상기 후단부(18)에 연결된 하우징(8) 및; 상기 보호가스분무통로에 보호가스를 공급하기 위해 상기 익형부재에 연결된 보호가스 공급수단을 갖춘 익형분무장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분무매개물 공급관이 내부주관(1)을 갖춤과 더불어 상기 분무가스 공급관이 상기 내부주관(1)을 에워싸는 외부주관(3)을 갖추고서, 이들 내·외부주관(1,3)에 의해 분무가스의 환형유통통로가 형성되는 한편, 상기 외부주관(3)의 외주면의 일부가 상기 익형부재의 선단부를 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 익형부재가 상기 외부주관(3)에서 상기 후단부(18)까지 이어지는 표면이 공기역학적으로 미끄럽게 형성된 날개판(7)을 갖춤과 더불어, 상기 하우징(8)이 상기 날개판(7)의 외부면을 따라 접촉되게 형성된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐수단이 상기 내부주관(1)에 연결된 내부관(2)과, 이 내부관(2)주위에 환형공간(14)이 형성되도록 함과 더불어 상기 분무혼합실(5)이 상기 환형공간(14) 및 내부관(2)과 연통되도록 외부주관(3)에 연결된 외부관(4) 및 분무혼합물을 분배하도록 상기 분무혼합실(5)에 연결된 최소한 하나의 오리피스(33)가 설치된 노즐캡(6)을 갖춘 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하우징(8)이 보호가스 분무통로가 형성되도록 상기 외부관(4)을 따라 돌출형성된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하우징(8)이 보호가스를 일정하게 분배하기 위해 내부에 분배오리피스(33)를 갖춘 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 익형부재가 한쪽이 폐쇄된 내부공간을 갖는 날개판(7)과 이 날개판(7)의 일단에 연결되면서 개구부(23)가 형성된 장착판(13) 및 상기 날개판(7)의 타단에 연결되는 지지판(15)을 갖춤과 더불어, 상기 하우징(8)과 접촉되는 상기 날개판(7)의 후단부(18)에는 개구부가 형성되는 한편, 상기 날개판(7)의 내부공간이 상기 보호가스 공급수단이 되도록 된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하우징(8)이 상기 익형부재의 후단부(18)로부터 최소한 그 직경만큼 돌출됨과 더불어 분무기 외경(外徑)에 대한 그 내경비(內徑比)가 1.5∼6.0인 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 노즐수단이 서로 소정의 간격을 두고 상기 익형부재의 후단부(18)로부터 돌출되면서 상기 하우징(8)에 의해 감싸지도록 설치된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유동매개물 공급관 및 분무가스 공급관이 동심원상으로 배치되는 내·외부주관(1,3)을 갖춤과 더불어, 상기 분무가스 공급관의 유입구(22)가 상기 외부주관(3)에 연결된 보조공급관(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 장착판(13)이 상기 보조공급관(12)에 인접된 상기 익형부재의 일단에 연결되고, 이 장착판(13)에는 상기 익형부재의 내부공간과 서로 연통되는 개구부(23)가 형성되며, 이 개구부(23)와 상기 익형부재의 내부공간이 상기 보호가스 공급수단으로 구성되는 한편, 상기 익형부재의 내부공간으로부터 상기 하우징(8)에 의해 형성된 분배공간을 통해 보호가스를 공급받기 위해 상기 하우징(8)과 중첩된 상기 익형부재의 선단부(18)에는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 익형분무장치.
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