KR100808358B1 - 보일러 벅스테이 코너 연결장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 따른 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치는, 노벽의 코너부에 높이방향으로 설치되는 복수 개의 코너 플레이트, 일단부가 코너 플레이트와 제 1 핀에 의해 결합되는 복수 개의 링크 플레이트, 및 링크 플레이트의 타단부와 제 2 핀에 의해 결합되며 끝단이 벅스테이의 끝단에 연결된 러그 플레이트를 포함한다. 이에 의하면 노벽의 코너부에 설치되는 코너 플레이트를 복수 개 사용함으로써, 한 개의 코너 플레이트 사용 시 용접부에서 발생하는 응력 집중의 현상을 완화하는 효과가 있다.

보일럭, 벅스테이, 코너 연결장치, 응력, 코너 플레이트, 링크 플레이트

Description

보일러 벅스테이 코너 연결장치{Apparatus for connecting the corner of boiler buckstay}

도 1은 종래 기술에 의한 보일러 벅스테이 코너 연결장치의 평면도,

도 2는 도 1의 보일러 벅스테이 코너 연결장치의 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 벅스테이 코너 연결장치의 평면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ에서 본 단면도,

도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ에서 본 단면도,

도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ에서 본 단면도,

도 7은 링크 플레이트 결합부에서의 평면도 및 단면도,

도 8은 러그 플레이트 결합부에서의 평면도 및 단면도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명>

5,6. 노벽 9. 텐션 플레이트

10. 연결 플레이트 11. 코너 플레이트

13. 코너부 14. 벅스테이

15. 엔드 플레이트 16,17. 링크 플레이트

18. 러그 플레이트 19. 와셔 플레이트

20. 스페이서 플레이트 21a, 21b. 제 1 핀, 제 2 핀

본 발명은 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 장치에 관한 것이다.

보일러 벅스테이(Buckstay)란 보일러에 가해지는 연소 가스압력, 진동 등의 외력에 저항하여 보일러를 정상위치에 지지하기 위해 일정 간격을 두고 설치하며, 노벽의 변형을 방지하는 역할을 수행하는 구성요소를 말한다.

도 1 및 도 2는 미합중국 등록특허 제3,007,455호에 개시된 일반적인 증기발생기에 사용되는 벅스테이 코너 연결장치의 구조를 나타낸 것이다.

노벽(111,112)은 튜브(110)로 구성되어 내부 가스 압력에 대해 밀폐 구조를 가지며, 연결부재(115,116)와 노벽(111,112) 바깥면에 용접(118) 접착된다. 그리고 연결부재(115,116)는 노벽(111,112)의 코너부에서 코너 플레이트(132)와 용접된다. 이 코너 플레이트(132)는 각 노벽(111,112)의 맞은편에 위치한 벅스테이 빔(Beam)(119,120)과 링크 플레이트(130,135)를 핀(131,134)을 사용하여 연결된다.

노(furnace)내의 가스 압력은 노벽(111,112)과 벅스테이 빔(119,120)과 연결된 별도의 압력전달장치(미도시)를 통하여 벅스테이 빔(119,120)으로 전달되고, 벅 스테이 빔(119,120)은 양 쪽 코너에서 지지되기 때문에 링크 플레이트(130,135)를 통하여 양쪽 코너부에서 코너 플레이트(132)로 힘이 전달된다. 코너 플레이트(132)는 이 힘을 연결부재(115,116)로 전달하게 된다.

또한 노벽(111,112)과 벅스테이 빔(119,120) 사이에서 온도 차이에 의해 발생하는 열 팽창량의 차이는 코너 플레이트(132)에 연결된 링크 플레이트(130,135)를 이용하여 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

그러나 상기 개시된 벅스테이 코너 연결장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 한 장의 코너 플레이트(132)만을 사용하고, 연결부재(115,116)와 용접되는 부분의 코너 플레이트(132) 폭이 넓어 노내 가스 압력에 대한 휨 강성이 커지고 연결부재(115,116)의 변형을 구속함으로써 코너 플레이트(132)와 연결부재(115,116)의 용접부 끝단에 응력이 집중된다. 특히 대용량의 보일러에서 노벽(111,112)의 폭이 커지면 응력 집중 현상은 더욱 커지게 된다.

둘째, 노벽(111,112)의 튜브(110)와 연결부재(115,116)가 용접(118)되어 노벽(111,112)과 연결부재(115,116) 사이의 온도 차이에 의한 서로 다른 열팽창을 구속시킴으로써 열응력을 유발시킬 수 있으며, 특히, 코너부에서 노벽(111,112)과 연결부재(115,116)가 밀착되어 있어, 서로 다른 열팽창으로 인한 움직임의 차이를 허용할 수 없는 구조로 되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 복수 개 의 코너 플레이트를 설치하여, 한 개의 코너 플레이트 사용시 코너 플레이트와 텐션 플레이트 용접부의 끝 부분에서 발생할 수 있는 응력 집중의 효과를 완화시킬 수 있는 벅스테이 코너 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 연결 플레이트와 용접되는 코너 플레이트 부분의 폭을 조절함으로써, 코너 플레이트와 연결 플레이트의 용접부 끝부분에 발생하는 국부 응력을 줄일 수 있도록 하는 벅스테이 코너 연결장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벅스테이 코너 연결장치는, 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 있어서, 상기 노벽의 코너부에 높이방향으로 설치되는 복수 개의 코너 플레이트; 일단부가 상기 코너 플레이트와 제 1 핀에 의해 결합되는 복수 개의 링크 플레이트; 및, 상기 링크 플레이트의 타단부와 제 2 핀에 의해 결합되며, 끝단이 상기 벅스테이의 끝단에 연결된 러그 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 노벽에는 텐션 플레이트가 직접 용접되지 않는 구조로 연결되고, 상기 텐션 플레이트에는 연결 플레이트의 일면의 일단부가 용접 접착되며, 상기 연결 플레이트의 타면의 타단부에는 상기 코너 플레이트가 용접 접착되어, 상기 코너 플레이트와 상기 노벽의 코너부 사이에는 일정 공간이 형성된다.

또한, 상기 코너 플레이트는 두 개 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 링크 플레이트는 상기 벅스테이의 일 측면 당 높이방향으로 두 개 씩 결합되며, 상기 링크 플레이트 사이에는 원형의 스페이서 플레이트가 삽입되는 것이 좋다.

또한, 상기 러그 플레이트는 상기 벅스테이의 일 측면 당 높이 방향으로 두 개 씩 결합되며, 상기 러그 플레이트 내측면 사이에 상기 링크 플레이트가 설치되는 것이 좋다.

한편, 상기 러그 플레이트에는 상기 제 2 핀이 통과하는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀은 일방향이 상기 제 2 핀의 직경보다 더 크도록 형성되어 상기 제 2 핀이 상기 관통홀 내부에서 상대적으로 이동할 수 있는 것이 좋다.

또한, 상기 러그 플레이트 외측면에는 상기 제 2 핀이 통과하는 와셔 플레이트가 결합되는 것이 좋다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 벅스테이 코너 연결장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 벅스테이 코너 연결장치는 튜브와 핀으로 구성된 노벽(5,6)의 코너부(13)에 설치되는 코너 플레이트(11)와, 코너 플레이트(11)와 제 1 핀(21a)에 의해 결합되는 링크 플레이트(16,17)와, 링크 플레이트(16,17)와 제 2 핀(21b)에 의해 결합되며 끝단이 벅스테이(14)와 연결된 러그 플레이트(18)를 포함한다.

노벽(5,6)의 바깥면에는 텐션 플레이트(9)가 노벽(5,6)과 직접 용접되지 않는 구조로 연결된다. 즉, 텐션 플레이트(9)는 핀이나 별도의 연결부재를 이용하여 노벽(5,6)과 연결되나, 직접 용접에 의해 접착되지는 않는다. 그리고, 텐션 플레이트(9)의 단부에는 연결 플레이트(10) 일면의 일단부가 용접 접착된다. 이 연결 플레이트(10)는 노벽(5,6)의 코너부(13)까지 연장되어 설치된다.

한편, 연결 플레이트(10) 타면의 타단부에는 코너 플레이트(11)가 용접 접착된다. 따라서, 도시된 바와 같이 코너부(13)에서 노벽(5,6)과 코너 플레이트(11) 사이에는 텐션 플레이트(9) 두께 및 코너부(13)에서 텐션 플레이트(9)가 떨어진 길이 만큼의 일정 공간(12)이 확보된다.

이렇게 노벽(5,6)과 텐션 플레이트(9)를 직접 용접하지 않음으로써, 코너부(13)에서 서로 다른 온도 차이에 의한 열팽창 시 열응력의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 노벽(5,6)과 코너 플레이트(11) 사이의 확보된 공간(12)에 의해 노벽(5,6)의 열팽창 시 코너 플레이트(11)가 노벽(5,6)의 움직임을 구속하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 4를 참조하면, 코너 플레이트(11)는 노벽(5,6)의 높이 방향으로 복수개 설치되며, 본 실시예에서는 바람직하게 두 개가 설치되는 것이 예시된다. 이렇게 복수 개의 코너 플레이트(11)를 사용함으로써, 종래 기술과 같이 코너 플레이트를 한 개 사용할 때 코너 플레이트와 텐션 플레이트의 용접부 끝 부분에서 발생할 수 있는 응력 집중의 효과를 완화시킬 수 있는 이점이 있다.

다시 도 3을 참조하면, 두 개의 코너 플레이트(11) 각각은 양측부에 링크 플 레이트(16,17)와 제 1 핀(21a)에 의해 결합 된다. 도시된 바와 같이 코너 플레이트(11)는 제 1 핀(21a)이 결합되는 부위의 주변 영역에서는 폭이 넓고, 연결 플레이트(10)와 용접되는 영역(A)은 상대적으로 폭이 좁고 접촉되는 길이가 긴 것을 알 수 있다. 이렇게 연결 플레이트(10)와 용접되는 코너 플레이트(11) 영역(A)의 폭을 좁고 길게 함으로써, 링크 플레이트(16,17)에서 전달되는 인장력 또는 압축력을 효과적으로 연결 플레이트(10)에 전달하고 동시에 휨 강성을 줄임으로써 연결 플레이트(10)의 자연스러운 변형을 허용하여, 코너 플레이트(11)와 연결 플레이트(10)의 용접부 끝부분에서 발생하는 국부 응력을 상당히 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 3과, 도 5 및 도 6을 참조하면, 링크 플레이트(16,17)는 러그 플레이트(18)와 제 2 핀(21b)에 의해 결합되고, 이 러그 플레이트(18)가 벅스테이(14)의 끝단에 결합된 엔드 플레이트(15)와 용접 접착된다.

한편, 링크 플레이트(16,17) 역시 힘의 균형 및 분산 차원에서 높이 방향으로 즉, 하나의 벅스테이(14) 일 측면당 벅스테이(14) 높이방향으로 두 개씩 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 핀(21a) 및 제 2 핀(21b)이 결합되는 부위의 두 개의 링크 플레이트(16,17) 사이에는 원형의 스페이서 플레이트(20)가 삽입된다. 도 7은 상기 링크 플레이트(16,17)의 구성을 나타내 도면으로서, 도시된 바와 같이 링크 플레이트(16,17) 사이에는 스페이서 플레이트(20)가 삽입되어 있는데, 이 스페이서 플레이트(20)가 높이 방향으로 설치된 상하 링크 플레이트(16,17)의 위치를 고정시켜 주면서 핀(21a,21b)과의 접촉면을 넓혀서 허용지압응력(bearing stress)를 키울 수 있는 이점이 있다.

러그 플레이트(18) 역시 벅스테이(14)의 높이 방향으로 두 개가 설치되며, 러그 플레이트(18) 각각의 내측면에 상기 링크 플레이트(16,17)가 결합된다. 한편, 각각의 러그 플레이트(18)의 외측면에는 와셔 플레이트(19)가 설치된다. 도 8을 참조하면, 러그 플레이트(18)에는 제 2 핀(21b)이 관통하도록 관통홀(18a)이 형성되는데 상기 관통홀(18a)은 일 방향으로 제 2 핀(21b)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 따라서, 제 2 핀(21b)는 상대적으로 상기 관통홀(18a) 내부에서 이동할 수 있게 된다. 링크 플레이트(16,17)와 러그 플레이트(18) 결합 시, 제 2 핀 (21b)의 관통홀(18a) 내부의 삽입 위치에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 링크 플레이트(16,17)는 화살표 B, C 방향과 같이 이동된다. 결국, 링크 플레이트(16,17)와 연결된 제 1 핀(21a)의 관통홀과 제 2 핀(21b)의 관통홀 사이의 위치는 조정될 수 있다.

이렇게 링크 플레이트(16,17)와 빔 형태의 벅스테이(14)를 연결 시, 벅스테이(14)의 끝단에서 엔드 플레이트(15)에 부착되는 러그 플레이트(18)와 링크 플레이트(16,17)를 제 2 핀(21b)에 의해 결합시 삽입 위치를 조정한 후 와셔 플레이트(19)를 이용하여 고정하면, 장치 설치 시 현장 환경에 맞게 손쉽게 조정할 수 있어 현장에서의 설치를 용이하게 하는 이점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 의하면, 노벽의 코너부에 설치되는 코너 플레이트를 복수 개 사용함으로써, 한 개의 코너 플레이트 사용 시 용접부에서 발생하는 응력 집중의 현상을 완화하는 효과가 있다.

또한, 연결 플레이트와 용접되는 코너 플레이트 부분의 폭을 좁고 길게 함으로써, 링크 플레이트에서 전달되는 인장력 또는 압축력을 효과적으로 연결 플레이트에 전달하고 동시에 휨 강성을 줄임으로써, 연결 플레이트의 자연스러운 변형을 허용하고 이로 인하여 코너 플레이트와 연결 플레이트의 용접부 끝부분에서 발생하는 국부 응력을 상당히 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 노벽과 텐션 플레이트를 직접 용접하지 않고 노벽의 코너부에서 일정 공간 여유있도록 설치함으로써, 서로 다른 온도 차이에 의한 열팽창 시 열응력의 발생을 저감시킬 수 있으며 노벽의 열팽창 시 코너 플레이트가 노벽의 움직임을 구속하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 링크 플레이트와 벅스테이 연결 시, 벅스테이 끝단에서 엔드 플레이트에 부착되는 러그 플레이트의 간격 세팅을 설치 현장에서 손쉽게 조정할 수 있어 현장 설치를 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 있어서,

   상기 노벽의 코너부에 높이방향으로 설치되는 복수 개의 코너 플레이트;

   일단부가 상기 코너 플레이트와 제 1 핀에 의해 결합되는 복수 개의 링크 플레이트; 및,

   상기 링크 플레이트의 타단부와 제 2 핀에 의해 결합되며, 끝단이 상기 벅스테이의 끝단에 연결된 러그 플레이트;를 포함하고,

   상기 노벽에는 텐션 플레이트가 직접 용접되지 않는 구조로 연결되고, 상기 텐션 플레이트에는 연결 플레이트의 일면의 일단부가 용접 접착되며, 상기 연결 플레이트의 타면의 타단부에는 상기 코너 플레이트가 용접 접착되어,

   상기 코너 플레이트와 상기 노벽의 코너부 사이에는 일정 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.
3. 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 있어서,

   상기 노벽의 코너부에 높이방향으로 설치되는 복수 개의 코너 플레이트;

   일단부가 상기 코너 플레이트와 제 1 핀에 의해 결합되는 복수 개의 링크 플레이트; 및,

   상기 링크 플레이트의 타단부와 제 2 핀에 의해 결합되며, 끝단이 상기 벅스테이의 끝단에 연결된 러그 플레이트;를 포함하고,

   상기 코너 플레이트는 두 개 설치되는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.
4. 보일러 노벽의 코너부와 벅스테이를 연결하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치에 있어서,

   상기 노벽의 코너부에 높이방향으로 설치되는 복수 개의 코너 플레이트;

   일단부가 상기 코너 플레이트와 제 1 핀에 의해 결합되는 복수 개의 링크 플레이트; 및,

   상기 링크 플레이트의 타단부와 제 2 핀에 의해 결합되며, 끝단이 상기 벅스테이의 끝단에 연결된 러그 플레이트;를 포함하고,

   상기 링크 플레이트는 상기 벅스테이의 일 측면 당 높이방향으로 두 개 씩 결합되며, 상기 링크 플레이트 사이에는 원형의 스페이서 플레이트가 삽입되는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 러그 플레이트는 상기 벅스테이의 일 측면 당 높이 방향으로 두 개 씩 결합되며, 상기 러그 플레이트 내측면 사이에 상기 링크 플레이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 러그 플레이트에는 상기 제 2 핀이 통과하는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀은 일방향이 상기 제 2 핀의 직경보다 더 크도록 형성되어 상기 제 2 핀이 상기 관통홀 내부에서 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 러그 플레이트 외측면에는 상기 제 2 핀이 통과하는 와셔 플레이트가 결합되는 것을 특징으로 하는 보일러 벅스테이 코너 연결장치.

Images