KR100265920B1 - 열교환기를 세척하기 위한 관형 물 분사기 - Google Patents
열교환기를 세척하기 위한 관형 물 분사기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 열교환기를 세척하기 위한 물분사용 송풍기에 관한 것이며, 특히 유출구가 증기보일러의 벽안에 선회식으로 지지되어 있고 후방부는 선회식으로 메달려서 지지되어 있는 방식의 증기보일러내의 연소실의 열전달 표면을 세척하기 위한 물분사용 송풍기에 관한 것이다.
이와같은 물분사용 송풍기의 유출구를 어떠한 오염도 발생하지 않는 상태로 하나의 평면내에서 여러 방향으로 이동시킬 수 있도록, 그리고 분사되는 물젯트가 정확한 경로를 통해서 마주하는 보일러의 연소실의 벽에 제공될 수 있도록, 연소실 벽(4)안에 고정되어 있는 카르단식 이음부(3)의 부분에 부착되는 플랜지가 송풍관(1)의 유출구에 제공되어 있으며, 송풍관(1)의 후방부는 상하부가 수직방향 스핀들(6)상에서 수평방향으로 이동가능하게 배열되어 있는 안내부(5)안에 설치되어 있으며, 수직방향 스핀들(6)은 수평방향 스핀들(7, 8)상에서 수평방향으로 이동가능하게 구성되어 있고, 안내부(5)는 수직방향 스핀들(6)상에 비회전식으로 위치된 하우징(9)으로 형성되어서 카르단 형상의 케이지(11)를 수용하는 포오크 형상의 수용부(10)를 지지하고 있으며, 케이스(11)의 내부는 송풍관(1)을 축선방향으로 이동가능하게 고정시키는 슬리이브(12)로 구성되어 있다.
Description
[발명의 명칭]
열교환기를 세척하기 위한 관형 물 불사기
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 열교환기를 세척하기 위한 관형 물 분사기에 관한 것이며, 특히 유출구가 증기 보일러 연소실 벽 내에 서회식으로 지지되어 있고 후방부는 선회식으로 매달려서 지지되어 있는 방식의 증기보일러내의 연소실 벽을 세척하기 위한 관형 물 분사기에 관한 것이다.
[종래기술]
대용량의 증기보일러의 연소실은 작동하는 동안 연소실을 통해서 마주하는 연소실 벽을 향해 다발형 문제트(bunched water jet)를 분사하는 물 분사기에 의해 세척된다. 이러한 물제트의 운동에너지 및 열충격(thermal shock)에 의해, 그을음, 슬래그, 및 재 등과 같은 오염물질들이 연소실 벽으로부터 벗겨져 제거된다. 중앙에 분사노즐을 갖추고 있는 분사관은 롤러 가이드를 통해 구동부에 연결되어서 분절식으로 중첩된 운동을 수행한다. 연소실 벽을 세척하기 위해, 관형 물 분사기가 개방된 해치(hatch)로 접근되거나, 또는 분사관이 해치 내에 지지되어 있는 일련의 관로를 통해서 연소실 내로 도입된다. 세척 공정을 수행한 후에는, 분사노즐을 열적 및 기계적으로 보호하기 이해 물 분사기는 후방으로 선회이동되거나 선형으로 이동된다. 이러한 방식의 세척 공정은 고가의 설비를 필요로 할 뿐만 아니라, 또한 세척 공정을 자동화시키기가 매우 어려운 문제점이 있다. 더욱이, 이러한 방식의 세척 공정을 행하기 위한 물공급 시스템은 많은 굴절 부분을 필요로 하기 때문에, 압력 손실이 현저하게 크다.
증기보일러 내로 누출 공기가 유입되는 것을 방지하는 동시에 증기보일러의 오염을 방지하기 위해, 연소실 벽을 통과하는 관로는 가능한 한 기밀하게 밀봉되어야 한다.
독일 특허 제 17 51 511 호에는, 종방향으로 이동가능한 동시에 회전 가능한 물제트 분사고나들을 밀봉시키기 위해 물제트 분사관이 그을음 제거용 물 분사기에 나사 결합된 패킹박스(stuffing box)를 통과하도록 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 해결책은 견고한 구조의 관형 물 분사기에만 적용될 수 있는 것이다.
동독 특허 제 145 476 호에는 물 분사기의 헤드가 볼 조인트에 의해서 연소실 벽의 해치 내에 지지될 수 있는 선회식 물 분사기가 개시되어 있다.
이러한 해결책은 연소실 벽 내의 해치가 수평방향으로 분할되어서 볼 조인트의 가공된 타원형 보어 내로 삽입되어야만 하는 문제점을 갖는다. 볼 조인트의 미끄럼 표면 내로 불순물들이 유입됨으로써, 미끄럼 표면이 상당히 빠르게 마모되며, 유효수명이 짧게 되고, 볼 조인트의 파손으로 인한 밀봉 및 선회 작용이 더 이상 보장되지 않게 된다.
볼 조인트를 교체하기 위해서는, 해치를 전체적으로 제거시켜야만 한다. 따라서, 볼 조인트를 교체하는 동안에는 증기보일러가 작동되지 못한다.
동독 특허 제 235 105 호에는 종래의 물 분사기에 대한 다른 예가 개시되어 있는데, 이러한 물 분사기에서는 분사관이 축선 상으로 이동될 필요가 없으며, 해치를 통과하는 관로의 직경이 감소되고, 그러한 관로들 사이의 미끄럼 부분들의 사이에 자가 세척 효과가 달성된다.
이러한 구성에 따르면, 분사 통과 실린더가 분사노즐의 전방부에 견고하게 플랜지식으로 장착되어 있고, 분사노즐의 유출구가 분사 통과 실린더 내로 인입되어 있으며, 이러한 분사 통과 실린더는 볼 세그먼트에 의해 형성 된 볼 조인트 내에 견고하게 고정되어 있으며, 분사 통과 실린더의 자유 단부에는 슬롯이 형성되거나 보어가 제공되어 있다.
이러한 형태의 물 분사기는 볼 조인트의 자가 세척 효과가 불충분하다는 결점이 있다. 볼 조인트의 격벽은 각각의 절반부의 상이한 팽창으로 인해 열 유입에 대해 바람직하지 못하다. 이러한 문제점에 대한 해결책으로 선회식 롤러 가이드의 구성을 제공하더라도, 마주하는 연소실 벽 상에서 정확한 장방형 분사 패턴이 달성될 수 없다.
[발명의 목적]
따라서, 본 발명의 목적은 유출구가 증기 보일러의 연소실 벽 내엔 선회식으로 지지되고 후방부가 선회식으로 매달려서 지지되어 있는 관형 물 분사기를 제공하는 것으로, 유출구에 어떠한 오염도 발생시키지 않으면서 평면에서 모든 방향으로 작동할 수 있으며, 물제트가 마주하는 증기보일러의 연소실 벽에서 정확한 형상으로 형성되는 관형 물 분사기를 제공하는 것이다.
[발명의 구성]
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 관형 물 분사기는, 분사관의 출구에는 카아던식 서스펜션을 통해 연소실 벽에 부착된 플랜지가 제공되어 있고, 분사관의 후방부는 수직방향 스핀들 상에서 수직방향으로 이동가능하게 설치되어 있는 가이드 내에 배열되어 있으며, 수직방향 스핀들의 상하부가 수평방향 스핀들 상에서 수평방향으로 이동가능 하게 설치되어 있고, 수직방향 스핀들 상에 비회전식으로 설치된 하우징에 의해 형성된 가이드가 축선방향으로 포오크 형상의 수용부를 지지하고, 수용부의 횡축에는 케이지가 회전식으로 배치되어 있으며, 케이지가 포오크 형상의 수용부의 종축에 배치된 슬리이브를 수용하고 있으며, 분사관이 슬리이브 내에서 축선방향으로 이동가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 수직방향 스핀들은 종방향 홈을 갖춘 고정식 보호관에 의해서 둘러싸여 있고, 피팅 키이를 갖춘 너트가 수직방향 스핀들 상에 배열되어 있으며, 피팅 키이가 고정식 보호관의 종방향 홈 내에서 안내되며, 이러한 피팅 키이가 종방향 홈으로부터 돌출하여서 하우징이 설치된 부싱을 유지시킨다. 수직방향 스핀들은 기어모터에 의해서 구동된다. 바람직하게, 하우징 및 수용부는 일체로 구성되어 있으며, 피팅 키이는 T자 형상을 가지며, 피팅 키이의 플랜지에 의해 외부로부터 하우징에 고정되어 있고, 피팅 키이의 자루부가 하우징을 관통하여 나사형 너트 내로 삽입되어 있다. 수직방향 및 수평방향 스핀들은 각각 벨로우즈 또는 스파이럴 형상의 보호용 스프링에 의해 둘러싸여 있다.
상하부의 수평방향 스핀들의 각각의 단부는 전방 및 후방의 박스내에 각각 지지되어 있는데, 상부의 수평방향 스핀들은 기어모터에 의해 구동되고, 하부의 수평방향 스핀들은 후방의 박스 내에서 체인을 통해서 상부의 스핀들과 연결되어 있다.
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 물 분사기의 정면도이다.
제 2 도는 제 1 도의 측면이다.
제 3 도는 분사관의 가이드를 도시한 도면이다.
제 4 도는 제 3 도에 도시된 가이드의 횡단면도이다.
제 5 도는 다른 형태의 분사관의 가이드를 도시한 부분 단면도이다.
제 6 도는 제 5 도의 분사관에서 피팅 키이를 갖춘 하우징의 횡단면도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 분사관 2 : 피팅 키이
3 : 카아던식 서스펜션 4 : 연소실 벽
5 : 가이드 6 : 수직방향 스핀들
7 : (상부의) 수평방향 스핀들 8 : (하부의) 수평방향 스핀들
9 : 하우징 10 : 수용부
11 : 케이지 12 : 슬리이브
13 : 부싱 14 : 스파이럴 형상의 보호용 스프링
15 : 프레임 16 : 체인
17 : 기어모터 18 : 박스
19 : 박스 20 : 기어모터
21 : 미끄럼 부싱 22 : 보호관
23 : 너트 24 : 플랜지
25 : 자루부
[실시예]
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저 제 1 도 내지 제 4 도를 참조하면, 본 발명의 관형 물 분사기는 분사관(1), 카아던식 서스펜션(cardan suspension, 3), 가이드(5), 수직방향 스핀들(6), 및 2 개의 수평방향 스핀들(7 ; 8)을 포함하고 있다. 분사관(1)의 유출구는 플랜지 안으로 위치되어 있다. 이러한 분사관(1)의 플랜지는 카아던식 서스펜션(3)을 통해 다수의 볼트에 의한 공지된 방식으로 연소실 벽(4)의 해치 내에 부착되어 있다. 이때, 각 2 개의 볼트는 2개의 상이한 축선에 놓이므로 카아던식 서스펜션(3)의 부품들은 2 개의 소정평면에서 이동될 수 있다. 분사관(1)의 후방부는 수직방향으로 이동가능하게 수직방향 스핀들(6) 상에 설치된 가이드(5) 내에 끼워져 있다. 수직방향 스핀들(6)의 상부는 수평방향 스핀들(7)상에 회전가능하게 설치되어서 포오크 형상의 수용부(10)를 측방향으로 지지하며, 이러한 수용부(10)내에는 카아던 형태의 케이지(11)가 설치되어 있다. 케이지(11)의 내부에는 분사관(1)을 축선방향으로 이동가능하게 고정시키는 슬리이브(12)가 제공되어 있다. 또한, 슬리이브(12)의 양단부에는 미끄럼 부싱(21)이 제공되어 있다. 수직방향 스핀들(6)은 고정식 보호관(22)에 의해서 둘러싸여 있으며, 보호관(22)에는 종방향 홈이 제공되어 있다. 스핀들(6) 상에는 피팅키이(2)를 갖춘 나사형 너트(23)가 배열되어 있다. 피팅 키이(2)는 보호관(22)의 종방향 홈 내에서 가이드 되는데, 이 종방향 홈으로부터 피팅 키이(2)가 돌출하여서 하우징(9)이 설치되어 있는 부싱(13)을 유지시킨다. 보호관(22)의 종방향 홈을 덮어서 보호하기 위해, 수직 방향 스핀들(6)은 벨로우즈 또는 스파이럴 형상의 보호용 스프링 (14)으로 둘러싸여 있다. 수평방향 스핀들(7; 8)도 각각 벨로우즈 또는 스파이럴 형상의 보호용 스프링(14)으로 둘러싸여 있다. 수평방향 스핀들(7 ; 8)의 양단부는 박스(18 및 19)내에 각각 지지되어 있다. 하부의 수평방향 스핀들(8)은 후방의 박스(19) 내에서 체인을 통해서 상부의 수평방향 스핀들(7)과 연결되어 있다.
이제 제 5도 및 제 6 도를 참조하면, 본 발명의 관형 물 분사기의 다른 형태의 실시예가 도시되어 있는데, 특히 분사관(1)을 양호하게 가이드하도록 하우징(9)과 수용부(10)가 주조 등에 의해서 일체식으로 제조되어 있다. 피팅 키이(2)는 T자 형상을 이루고 있으며, 그 플랜지(24)에 의해서 외부로부터 하우징(9)에 견고하게 결합되어 있다. 피팅 키이(2)의 자루부(25)는 하우징(9)을 관통하여서 나사형 너트(23) 내로 삽입되어 있다(제 6도 참조).
제 5 도 및 제 6 도에 도시된 실시예에서, 보호관(22)은 나사형 너트(23)에 의해 작동되는 피팅 키이(2)에 대한 가이드로서 작용한다. 분할된 부싱(13)의 양단부 만이 하우징(9) 내로 삽입되어 있다. 이러한 실시예에서, 작동 중에 마모된 피팅 키이(2)는 짧은 시간 동안에 매우 용이하게 교체될 수 있다. 즉, 플랜지(24)와 하우징(9)의 나사결합을 풀어줌으로써, 피팅 키이(2)를 제거하고 다른 새로운 피팅 키이(2)로 교체시킬 수 있다.
이하에, 본 발명에 따른 관형 물 분사기의 작동을 설명한다.
기어모터(20)에 의해 수직방향 스핀들(6)을 작동시키는 동시에 기어모터(17)에 의해서 수평방향 스핀들(7 ; 8)을 작동시킴으로써, 분사관(1)은 피봇식으로 선회회전된다. 분사관(1)은 가이드(5)를 통해 복합적인 형태로 작동하며, 이러한 작동은 마주하는 연소실 벽에서 물분사제트가 거울상으로 이루어 지게 한다. 하우징(9)은 비회전식이므로, 분사관(1)의 피봇 회전작동은 항상 수직방향 스핀들(6)의 운동평면 상에서 이루어지지만, 분사관(1)은 카아던 현태의 케이지(11)내에 지지되어 있으므로 필요한 모든 작동을 수행할 수가 있다.
따라서, 마주하는 연소실 벽에서 불완전한 직선형상을 유발하는 종래의 분사관의 곡선형 작동과 비교하여, 본 발명의 분사관은 직선형상을 보장하는 연속적인 직선형 작동이 가능하며, 이에 의해 물제트가 직선형태로 분사된다.
이러한 방식에서, 예컨대 버너 입구 또는 화염가스의 재흡수부분과 같은 연소실 벽의 어떠한 부분도 제어된 방식으로 세척될 수 있다.
본 발명의 해결수단에 의해서, 첫째로 분사되는 물제트가 정확한 직선형상으로 가이드 될 수 있으므로, 세척될 연소실 표면의 다른 여러 구조에 대해 분사 패턴을 정확히 결정할 수 있고, 세척작업이 필요한 곳으로 직접 이동하여 정확한 세척작업을 용이하게 실행할 수 있다.
그러므로, 실제로 형성된 분사 패턴을 변화시킬 필요가 없다.
따라서, 본 발명의 관형 물 분사기의 사용 범위는 매우 광범위하게 확장된다.
Claims (6)
- 유출구가 증기보일러의 연소실 벽(4)내에 선회식으로 지지되어 있으며 후방부가 여러 방향으로 이동가능하게 매달려서 지지되어 있는, 증기보일러의 연소실 벽(4)과 같은 열교환기를 세척하기 위한 관형 물분사기로서,분사관(1)의 유출구에는 카아던식 서스펜션(3)을 통해 상기 연소실 벽(4)에 부착된 플랜지가 제공되어 있고, 상기 분사관(1)의 후방부는 수직방향 스핀들(6)상에서 수직방향으로 이동가능하게 설치되어 있는 가이드(5) 내에 배열되어 있으며, 상기 수직방향 스핀들(6)의 상하부가 수평방향 스핀들(7 ; 8) 상에서 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 있고, 상기 수직방향 스핀들(6)상에 비회전식으로 설치된 하우징(9)에 의해 형성된 상기 가이드(5)가 축선 방향으로 포오크 형상의 수용부(10)를 지지하며, 상기 수용부(10)의 횡축에는 케이지(11)가 회전식으로 배치되어 있으며, 상기 케이지(11)가 포오크 형상의 상기 수용부(10)의 종축에 배치된 슬리이브(12)를 수용하고 있으며, 상기 분사관(1)이 상기 슬리이브(12)내에서 축선방향으로 이동가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 관형 물분사기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 수직방향 스핀들(6)이 종방향 홈을 갖춘 고정식 보호관(22)으로 둘러싸여 있고, 상기 수직방향 스핀들(6) 상에는 피팅 키이(2)를 갖춘 나사형 너트(23)가 배열되어 있고, 상기 피팅 키이(2)가 상기 보호관(22)의 종방향 홈 내에서 가이드되며, 상기 피팅 키이(2)가 상기 종방향 홈으로부터 돌출하여서 상기 하우징(9)이 설치된 부싱(13)을 유지시키는 것을 특징으로 하는 관형 물분사기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하우징(9) 및 상기 수용부(10)가 일체로 구성되어 있으며, 상기 피팅 키이(2)가 T자 형상을 가지며, 상기 피팅 키이(2)는 플랜지(24)에 의해 외부로부터 상기 하우징(9)에 고정되며, 상기 피팅 키이(2)의 자루부(25)가 상기 하우징(9)을 관통하여 상기 나사형 너트(23)내로 삽입되어 있는 것을 특징으로 한느 관형 물 분사기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수직방향 스핀들(6)이 기어모터(20)에 의해서 구동되는 것을 특징으로 하는 관형 물 분사기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수직방향 스핀들(6)및 상기 수평방향 스핀들(7 ; 8) 이 벨로우즈 또는 스파이럴 형상의 보호용 스프링(14)에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 관형 물분사기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수평방향 스핀들(7 ; 8)의 양단부가 전방의 박스(18) 및 후방의 박스(19) 내에 각각 지지되어 있고, 상부의 상기 수평방향 스핀들(7)이 기어모터(17)에 의해 구동되고, 하부의 상기 수평방향 스핀들(8)이 상기 후방의 박스(19)내에서 체인을 통하여 상기 상부의 수평방향 스핀들(7)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 관형 물 분사기.
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