KR100704376B1 - 고온용 사이클론 스탠드 파이프의 열충격방지를 위한 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경, 건축 기술분야로서 고온에서 연소가스 속의 고체입자를 포집하는 사이클론의 스탠드 파이프의 열충격 방지를 위한 고정방법에 관한 것으로,

더욱 상세하게는 내마모강이며 하부는 보강판으로 보강하여 진원도를 유지하는 스탠드 파이프를 사용하고, 열팽창에 의한 팽창을 흡수하기 위해 세라믹 화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며 쿠션이 있는 완충제을 삽입하고 고정판은 슬롯홀에 고정핀을 이용하여 체결함으로써 열팽창에 의한 충격을 흡수하도록 하는 고온용 사이클론 스탠드파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 열충격을 방지하며 방지하며 진원도를 유지할 수 있도록 하측에 스탠드 파이프 보강판(10)이 설치된 스탠드 파이프(3)와;

상기 스탠드 파이프(3)의 상측 외주연에 열팽창을 흡수하기 위해 내열성이며 쿠션이 있도록 삽입하는 완충제(4)와;

상기 스탠드 파이프(3)의 외측으로 설치되며 스탠드 파이프 고정핀 구멍(8)에 스탠드 파이프 고정핀(7)이 체결되는 스탠드 파이프 지지대(6)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

고온용 사이클론, 스탠드 파이프, 완충제

Description

고온용 사이클론 스탠드 파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치{Assembly of a stand pipe for hot cyclone to avoid thermal shock}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 단면도

도 2 는 본 발명의 도 1에대한 C선 단면도

도 3 은 본 발명의 도 1 에 대한 G부분의 확대 단면도

도 4 는 본 발명의 도 3에 대한 평면도

도 5 는 본 발명의 도 4에 대한 d부분의 확대도

도 6 은 본 발명의 도 5에 대한 저면도

도 7 은 본 발명의 사이클론 본체와 출구 몸체에 대한 연결부분의 확대 단면도

도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 측면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 가스입구 2 : 사이클론 본체

3 : 스탠드 파이프 4 : 완충재

5 : 가스 출구 6 : 스탠드 파이프 지지대

7 : 스탠드 파이프 고정핀 8 : 스탠드 파이프 고정핀 구멍

10 : 스탠드 파이프 보강판

본 발명은 환경, 건축 기술분야로서 고온에서 연소가스 속의 고체입자를 포집하는 사이클론의 스탠드 파이프의 열충격 방지를 위한 고정방법에 관한 것으로,

더욱 상세하게는 내마모강이며 하부는 보강판으로 보강하여 진원도를 유지하는 스탠드 파이프를 사용하고, 열팽창에 의한 팽창을 흡수하기 위해 세라믹 화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며 쿠션이 있는 완충제을 삽입하고 고정판은 슬롯홀에 고정핀을 이용하여 체결함으로써 열팽창에 의한 충격을 흡수하도록 하는 고온용 사이클론 스탠드파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치에 관한 것이다.

사이클론이란 유체(流體) 속에 들어 있는 비중이 다른 물질을 원심력을 이용하여 분리하는 장치로서 전 세계적으로 고체입자 포집을 위해 널리 사용되는데 이는 많은 장점이 있기 때문이다.

사이클론은 선회운동을 일으켜 분체에 작용하는 원심력에 의해 입자를 분리시킨다.

즉, 유입되는 처리가스에 사이클론의 유입구나 날개 등에 의해 선회운동을 가하여 하강하는 선회류를 형성시킨다. 함진 가스내 입자가 원심력을 얻어 선회류를 벗어나 본체 내벽이 충돌하여 바닥의 분진 퇴적함으로 낙하하여 집진 된다. 원통 하부로 갈수록 좁아지므로 선회류 속도가 증가하여 입자는 충분한 원심력을 얻는다. 그러므로 미세입자의 포집이 효과적으로 된다.

이처럼 하향의 선회류가 내부원통의 말단부를 지나므로 직경이 큰 외부 와류의 내층은 와류 중심축을 따라 낮은 압력 영역으로 이탈하여 스스로 분리된다. 외부 와류로부터의 이러한 분리는 원추하부의 정점에 접근함에 따라 더욱 커져 최종적으로 상승하는 내부 와류에 합류되어 상향으로 선회운동을 하면서 내부 원통을 통하여 흘러나가게 된다.

기존의 고온용 사이클론의 경우 고온의 환경에서 내마모, 보온 및 부식 등을 고려하여 내화물과 보온재로 사이클론 내부를 제작하나 스탠드파이프의 경우 금속재질이 고온의 환경에서 고체와 고속의 가스 흐름으로 변형되어 입자의 포집 효율을 저하시킴으로써 일정기간(단기)에 교체를 해야 하는 등 단점을 안고 있다.

기존 발명중 사이클론 집진 장치용 집진통의 정전기 제거 장치(출원번호 : 10-2002-0071047호 2002. 09. 12. 출원)의 경우 사이클론 집진장치용 집진통의 정전기 제거장치에 관한 것으로서, 이 발명에 따르면 정전기의 이동이 가능하도록 전기 전도성을 가짐과 아울러 그 내부에 포집된 오염물의 양을 식별할 수 있도록 투명성을 갖는 집진통과, 외부 전원콘센트로부터 인가받은 전원을 본체 내에 구비된 회로기판의 전원입력부로 전달하는 전원선과 일단부는 상기 전원콘센트의 접지단과 연결 가능하고 타단 부는 상기 회로기판에 연결되는 접지선을 갖는 삼상전원코드와, 상기 집진통에 발생한 정전기를 외부 전원콘센트의 접지 단으로 누설시킬 수 있도록 일단부는 상기 집진통과 전기적으로 연결되고 타단부는 회로기판 상에서 상기 삼상전원코드의 접지선과 전기적으로 연결되는 접지수단을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 사이클론 집진장치용 집진통의 정전기 제거장치를 제공하여, 고유 절연체인 투명성 합성수지 재질의 집진통에 대전 방지성을 부여함과 아울러 상기 집진통에 접지수단에 의한 접지를 수행함으로써 종래의 합성수지 재질로 된 집진통의 투명성 및 저가성 등의 장점을 그대로 유지하면서 집진통에 발생하는 정전기의 제거 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기에서 알 수 있는 바와 같이 대부분의 사이클론이 상온이나 저온에서 사용하는 경우의 기존 사이클론원리를 이용할 때 생기는 문제나 효율의 저하를 개선한 발명이다.

기존 특허 중 사이클론 도입도관에서의 클링커 방지 및 공기분산 장치(출원번호 : 10-2002-0031687, 2002. 05. 03. 출원)는 사이클론 도입도관에 관한 것으로. 특히 순환유동층의 상승 관과 사이클론 도입도관내의 클링커 생성을 방지하고 기체유속을 조절하여 사이클론 내로 유입되는 유체의 속도를 변화시켜 효율을 조절하는 사이클론 도입도관에서의 클링커 방지 및 공기분산 장치에 관한 것이다.

종래에 순환유동층 장치를 이용해 연료를 연소할 경우, 사이클론 도입도관에서 순환되는 고온 고체의 축적 및 클링커 생성의 위험이 있다. 이는 특히, 연소로에서 비산 고체 량이 과다하게 증가하여 도입도관에서 기체의 포화 고체 운송 량을 넘었을 경우에 발생할 수 있으며, 이로 인해 고온의 고체가 축적되어 클링커를 형성하고 고체 순환에 방해를 가져오게 된다. 이 발명은 사이클론 도입도관내의 공기분산노즐은 공기주입 방식에 있어 유체 흐름의 접선 주입 방식 및 유량 조절 방식을 가짐으로써 미분 축적에 의한 클링커 생성을 방지하고 사이클론의 효율 조절을 통한 순환유동층의 안정적이고 최적의 운전조건을 제공하는 것이다. 즉 이발명의 경우 가스의 유입관에 유체의 속도를 조절할 수 있는 물리적 장치를 함으로써 사이클론의 효율 및 고온에서 발생하는 클링커의 형성을 조절하는 것이다.

그러나 고온에서 사이클론을 이용할 때 발생하는 근본 문제인 스탠드 파이프의 찌그러짐으로 인한 포집효율이 저하되며, 이로 인하여 사이클론의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 가연성 고체, 액체, 기체연료 중 발생하는 연소설비에 고체 입자 포집용으로 사용되는 고온에서 사이클론의 스탠드 파이프(센터파이프) 고정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 센터파이프의 재질은 내마모강이며, 하부는 보강판으로 보강하여 진원도를 유지하고, 열팽창에 의한 팽창을 흡수하기 위해 세라믹화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며, 쿠션이 있는 완충제을 삽입하고 고정판은 슬롯홀에 고정핀을 이용하여 체결함으로써 열팽창에 의한 충격을 흡수하도록 하여 고온에서 사이 클론을 이용할 때 발생하는 근본 문제인 스탠드 파이프의 찌그러짐으로 인한 포집효율 저하를 방지하고 사이클론의 수명을 연장하는 것이 가능하고, 열팽창 및 마모, 부식을 효율적으로 관리하여 안정적 에너지 이용이 가능하도록 하는데 목적이 있다.

이러한 목적으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 경우 고온(500℃ 이상)에서 사이클론을 이용할 때 발생하는 근본 문제인 스탠드 파이프(3)의 찌그러짐으로 인한 포집 효율 저하를 방지하고 사이클론의 수명을 연장하는 것이 가능하고, 열팽창 및 부식을 효율적으로 관리하여 안정적 에너지 이용이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 가연성 고체, 액체, 기체연료 중 발생하는 연소설비에 고체 입자포집용으로 사용되는 고온에서 사이클론 본체(2)의 내부에 설치되는 스탠드 파이프(3)를 고정하는 것으로,

상기 스탠드 파이프(3)는 출구 몸체(50)와 사이클론 본체(2)의 연결부위에 직립되게 설치되며 하측은 사이클론 본체(2)의 내부에 노출되도록 길게 설치되어 있고, 재질은 내마모강이며, 하부는 선단부에 스탠드 파이프 보강판(10)으로 보강하여 진원도를 유지한다.

또한, 스탠드 파이프(3)의 상측부는 도 3과, 도 4에 도시한 바와 같이, 열팽 창에 의한 팽창을 흡수하기 위해 세라믹화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며, 쿠션이 있는 완충제(4)를 삽입한다.

상기 완충제(4)의 외측면은 도 4의 d부분 및 도 5와, 도 6에 나타난 바와 같이 스탠드 파이프(3)에 장방형이 되도록 등간격으로 고정된 다수의 스탠드 파이프 지지대(6)의 외측으로 스탠드 파이프 고정핀(7)을 돌출시켜 스탠드 파이프 지지대(6)에 형성된 스탠드 파이프 고정핀 구멍(8)에 여유있게 체결되도록 함으로써 열팽창에 의한 충격을 흡수하도록 구성하였다.

상기 사이클론 본체(2)와 출구 몸체(50)는 도 7에 도시한 바와 같이, 각각 외측으로 플랜지(20, 51)가 각각 돌출되어 있으며, 이 플랜지(20, 51)를 이용하여 볼트(52)와 너트(21)로 체결하여 일체형이 되도록 고정하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 첨부도면에 따라 상세하게 설명하면, 연소가스 입구(1)에 일정량의 고온의 함진가스가 유입되면 선회운동을 통해 사이클론 본체(2)의 벽면을 따라 고체는 비중차이에 하강하고 가스는 스탠드 파이프(3)을 통해 출구 몸체(50)로 이동한 후 가스 출구(5)를 통해 배출된다.

이때 고온에서 고속으로 가스의 흐름이 형성되고 사이클론 본체(2)의 부품 재질이 다름에 따라 열팽창 정도가 달라 스탠드 파이프(3)가 찌그러질 수 있으므로 스탠드 파이프(3)의 재질을 고온에서 견딜 수 있는 내마모강을 사용하였고, 하부는 스탠드 파이프 보강판(10)으로 보강하여 진원도를 유지할 수 있도록 하였다.

또한, 스탠드 파이프(3)의 연결부분인 상측에서는 열팽창에 의한 팽창을 흡 수하기 위해 고온에서도 사용가능한 세라믹화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며, 쿠션이 있는 완충제(4)를 삽입하여 1차로 열팽창에 의한 열 충격을 흡수할 수 있도록 하고, 스탠드 파이프(3)의 외측면에 등간격으로 연결된 스탠드 파이프 지지대(6)는 스탠드 파이프 고정핀 구멍(8)에 스탠드 파이프 고정핀(7)을 이용하여 체결함으로써 2차로 열팽창에 의한 열 충격을 흡수하도록 한 것이다.

그리고 스탠드 파이프(3)는 내부의 수리, 관리 등을 목적으로 가스 몸체(50)와는 플랜지(20, 51)에서 볼트(52)와 너트(21)로 조립 및 분리할 수 있도록 체결한 것이다.

본 발명은 가연성 고체, 액체, 기체연료 중 발생하는 연소설비에 고체 입자 포집용으로 사용되는 고온에서 사이클론의 스탠드 파이프(센터파이프) 고정방법이 제공되는 것이다.

본 발명은 센터파이프의 재질을 내마모강으로 하며, 하부는 보강판으로 보강하여 진원도를 유지하고, 열팽창에 의한 팽창을 흡수하기 위해 세라믹화이버, 세라크울, 유리섬유 등 내열성이며, 쿠션이 있는 완충제을 삽입하여 1차 열충격을 흡수하고 고정판은 고정핀 구멍에 고정핀을 이용하여 체결함으로써 열팽창에 의한 충격을 2중으로 흡수하도록 하여, 사이클론의 수명을 연장하고 효율을 유지시키는 것이다.

본 발명은 스탠드 파이프는 내부의 수리, 관리 등을 목적으로 가스 몸체와는 플랜지에서 볼트와 너트로 조립 및 분리할 수 있도록 체결하여 언제든지 자유롭게 확인할 수 있도록 하는 것이다.

Claims (4)

1. 가스입구(1)가 설치된 사이클론 본체(2)에 설치된 스탠드 파이프(3)를 통하여 가스 출구(5)로 가스가 배출되도록 구성함에 있어서,

   열충격을 방지하며 진원도를 유지할 수 있도록 하측에 스탠드 파이프 보강판(10)이 설치된 스탠드 파이프(3)와;

   상기 스탠드 파이프(3)의 상측 외주연에 열팽창을 흡수하기 위해 내열성이며 쿠션이 있도록 삽입하는 완충제(4)와;

   상기 스탠드 파이프(3)의 외측으로 설치되며 스탠드 파이프 고정핀 구멍(8)에 스탠드 파이프 고정핀(7)이 체결되는 스탠드 파이프 지지대(6)로 이루어짐을 특징으로 하는 고온용 사이클론 스탠드 파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치.
2. 제1항에 있어서, 스탠드 파이프(3)의 열팽창을 흡수하기 위한 완충제(4)는 세라믹화이버, 세라크울, 유리섬유를 선택적으로 사용하여 1차 충격을 흡수하도록 구성됨을 특징으로 하는 고온용 사이클론 스탠드 파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치.
3. 제1항에 있어서, 스탠드 파이프(3)에 설치되는 스탠드 파이프 지지대(6)는 장방형으로 등간격에 다수개가 연결되어 2차로 충격을 흡수하도록 구성됨을 특징으 로 하는 고온용 사이클론 스탠드파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치.
4. 제1항에 있어서, 사이클론 본체(2)와 출구 몸체(50)의 사이에 플랜지(20, 51)를 돌출시켜 볼트(52)와 너트(21)로 체결하여 스탠드 파이프(3)의 수리, 관리를 가능하도록 함을 특징으로 하는 고온용 사이클론 스탠드파이프의 열충격방지를 위한 고정 장치.

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