KR100937107B1 - Gas preheating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
가스예열장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 열공급원의 폐열을 이용하여 열공급원의 가동에 필요한 유입가스를 예열할 수 있는 가스예열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas preheating device, and more particularly, to a gas preheating device capable of preheating an inlet gas required for operation of a heat supply source using waste heat from a heat supply source.
최근에는 환경오염과 에너지 고갈에 대한 우려로 열공급원의 에너지 효율을 향상시키고 환경오염을 최소화하기 위한 여러 가지 방안이 제시되고 있다.Recently, various measures have been proposed to improve energy efficiency of heat sources and minimize environmental pollution due to concerns about environmental pollution and energy depletion.
에너지 효율을 향상시키기 위한 방안 중 하나로서, 기존에는 열병합 발전용 보일러에서 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 보일러 가동에 필요한 유입가스를 예열할 수 있도록 한 공기예열장치가 제시된 바 있다.As one of the measures to improve energy efficiency, the air preheating device has been proposed to preheat the inlet gas required to operate the boiler by using the waste heat of the exhaust gas discharged from the cogeneration boiler.
도 1은 종래 공기예열장치의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 공기예열장치(20)는 열교환소자로 이루어진 회전로터(rotor)(24)를 매개로 배기가스와 유입가스 간의 열교환이 이루어지도록 구성된다.1 is a view showing the structure of a conventional air preheater. As shown in FIG. 1, the
즉, 종래 공기예열장치(20)의 내부 공간은 분리판(22)에 의해 상/하부 공간으로 구획되어 있으며, 상기 회전로터(24)는 분리판(22)에 인접하게 배치되어 소정 속도로 회전하게 된다. 회전로터(24)가 회전함과 동시에 보일러(10)로부터 배출된 배기가스는 분리판(22)의 상부 공간을 따라 회전로터(24)의 상부 영역을 통과하며 배출될 수 있고, 유입가스는 회전로터(24)의 하부 영역을 통과하며 분리판(22)의 하부 공간을 따라 보일러(10)로 공급될 수 있다. 따라서, 배기가스가 회전로터(24)를 통과하는 동안 회전로터는 배기가스의 폐열에 의해 가열될 수 있고, 유입가스가 회전로터(24)를 통과하는 동안 유입가스는 가열된 회전로터에 의해 예열될 수 있다.That is, the internal space of the
그런데, 종래에는 회전로터(24)를 통과하여 보일러(10)로 유입되어야 할 유입가스 중 일부가 배기가스의 배출 경로로 누설되는 문제점이 있고, 이에 따라 열회수 효율이 저하되고 에너지 소모 효율이 저하되는 문제점이 있다. However, in the related art, some of the inflow gas to be introduced into the
즉, 종래 공기예열장치에서는 회전로터(24)의 원활한 회전을 보장하기 위해 회전로터(24)와 분리판(22) 사이에 소정의 갭이 형성되어야 했던 바, 분리판(22)과 회전로터(24) 사이의 갭을 통해 유입가스 중 일부가 배기가스의 배출 경로로 누설되는 문제점이 있으며, 유입가스의 누설에 의해 열회수 효율이 저하되고 연료의 에너지 소모 효율이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 유입가스 중 일부가 배기가스의 배출 경로로 누설될 경우 배기가스에 포함된 분진 등이 마찰됨에 따라 화재가 발생될 우려가 있다.That is, in the conventional air preheating device, in order to ensure smooth rotation of the
본 발명은 열회수 효율 및 에너지 소모 효율을 향상시킬 수 있는 가스예열장치를 제공한다.The present invention provides a gas preheating device that can improve heat recovery efficiency and energy consumption efficiency.
특히, 본 발명은 유입가스의 누설을 최소화하여 열회수 효율 및 에너지 소모 효율을 향상시킬 수 있는 가스예열장치를 제공한다.In particular, the present invention provides a gas preheating device that can minimize the leakage of the inlet gas to improve the heat recovery efficiency and energy consumption efficiency.
또한, 본 발명은 구조를 간소화하고 설비의 구축 비용을 절감할 수 있으며, 유지비용을 절감할 수 있는 가스예열장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a gas preheating apparatus that can simplify the structure, reduce the construction cost of the installation, and reduce the maintenance cost.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 열공급원으로부터 배기되는 배기가스를 이용하여 유입가스를 예열하는 가스예열장치는, 배기가스 및 유입가스가 통과하며 열교환되는 회전로터, 열공급원으로부터 회전로터로 제공되는 배기가스를 공급하는 배기부, 회전로터를 통과한 유입가스를 열공급원으로 공급하는 유입부, 및 회전로터와 인접한 배기부의 단부와 유입부의 단부 경계에 제공되며 회전로터와 인접한 영역에서 유입부 및 배기구 간의 가스 이동을 제한하는 기체실링(gas sealing)을 형성하는 기체실링 발생부를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention, the gas preheater for preheating the inlet gas using the exhaust gas exhausted from the heat source, the exhaust gas and the inlet gas passing through the heat exchange A rotor, an exhaust portion for supplying exhaust gas provided from the heat source to the rotary rotor, an inlet portion for supplying inlet gas passing through the rotary rotor to the heat source, and an end boundary of the exhaust portion adjacent to the rotary rotor and an end portion of the inlet portion; And a gas sealing generator for forming a gas sealing for restricting gas movement between the inlet and the exhaust port in the region adjacent to the rotary rotor.
참고로, 본 발명에서 열공급원이라 함은 열병합 발전용 보일러를 포함할 수 있음은 물론 엔진 등과 같이 유입가스를 공급받아 구동되는 여타 다른 통상의 열공급원을 포함할 수 있으며, 열공급원의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, in the present invention, the heat source may include a cogeneration boiler, as well as other conventional heat sources driven by receiving inflow gas such as an engine, and the like and characteristics of the heat source. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention.
배기부 및 유입부는 서로 독립적인 덕트 또는 유로의 형태로 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 하나의 덕트(또는 유로)의 내부 공간을 분할하여 제공될 수 있다. 일 예로, 배기부 및 유입부는 하나의 유로(또는 덕트)의 내부 공간을 구획하여 제공될 수 있다. 즉, 하나의 유로 내부에는 분리판이 제공될 수 있으며, 이 분리판을 경계로 유로의 내부 공간이 배기부와 유입부로 구획될 수 있다.The exhaust part and the inlet part may be provided in the form of ducts or flow paths that are independent of each other, and in some cases, may be provided by dividing an internal space of one duct (or flow path). For example, the exhaust part and the inlet part may be provided by partitioning an internal space of one flow path (or duct). That is, a separation plate may be provided inside one flow path, and an inner space of the flow path may be divided into an exhaust part and an inlet part based on the separation plate.
회전로터는 배기가스와 유입가스 간의 상호 열교환을 위해 제공되는 바, 이러한 회전로터의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 회전로터는 배기가스 및 유입가스와 열교환 가능한 열교환소자로 이루어진 로터 본체, 배기부 및 유입부의 단부에 인접하도록 로터 본체의 내면에 방사상으로 형성되는 실링부재를 포함하여 구성될 수 있다.The rotary rotor is provided for mutual heat exchange between the exhaust gas and the inlet gas, and the structure of the rotary rotor may be variously changed according to the required conditions and design specifications. For example, the rotary rotor may include a rotor body formed of a heat exchange element capable of exchanging heat with the exhaust gas and the inflow gas, and a sealing member radially formed on the inner surface of the rotor body to be adjacent to an end of the exhaust part and the inlet part.
한편, 회전로터의 원활한 회전을 위해 회전로터와 분리판 사이에는 소정 갭이 확보될 수 있어야 하는데, 이 갭을 통해 회전로터를 통과하여 보일러로 유입되어야 할 유입가스 중 일부가 배기가스의 배출 경로로 누설될 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 기체실링 발생부를 통해 회전로터와 분리판 사이에 기체실링(gas sealing)을 형성함으로써 회전로터와 분리판 사이로의 유입가스 누설을 방지하도록 하였다. 즉, 기체실링 발생부는 기체의 강제 흐름을 이용하여 기체실링을 형성할 수 있는 바, 이러한 기체실링은 기체를 강제로 블로잉(blowing)하여 구현될 수 있으며, 경우에 따라서는 기체를 강제로 흡입(suction)하여 기체실링을 구현할 수도 있다.Meanwhile, in order to smoothly rotate the rotary rotor, a predetermined gap must be secured between the rotary rotor and the separator plate, and some of the inlet gas to be introduced into the boiler through the rotary rotor is discharged through the gap. May leak. However, in the present invention, a gas sealing is formed between the rotary rotor and the separator plate through the gas sealing generator to prevent inflow gas leakage between the rotary rotor and the separator plate. That is, the gas sealing generator may form a gas seal using a forced flow of gas, and this gas sealing may be implemented by forcibly blowing a gas, and in some cases, forcibly inhaling the gas ( suction) to implement gas sealing.
기체를 강제로 블로잉(blowing)하여 기체실링을 형성하기 위한 기체실링 발생부의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 기체실링 발생부는 분리판의 단부에 인접하게 제공되는 노즐몸체, 및 노즐몸체에 형성되어 회전로터측으로 기체실링을 형성하기 위한 기체를 분사하는 노즐분사부를 포함하여 구성될 수 있다. 노즐분사부로서는 소정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수개의 노즐홀(nozzle hole) 또는 노즐팁(nozzle tip)이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 노즐분사부가 기체를 평면 분사(flat jet)하는 분사슬릿으로 구성될 수도 있다. 다르게는, 기체실링 발생부가 분리판의 내부에 형성되는 노즐챔버, 및 노즐챔버에 연통되게 형성되어 회전로터측으로 기체실링을 형성하기 위한 기체를 분사하는 노즐분사구를 포함하여 구성될 수 있으며, 회전로터와 분리판 사이에 형성되는 기체실링이 2중 이상의 기체실링 구조로 이루어질 수 있다.The structure of the gas sealing generator for forcibly blowing the gas to form a gas seal may be variously changed according to required conditions and design specifications. For example, the gas sealing generating unit may include a nozzle body provided adjacent to an end of the separator plate, and a nozzle injection unit formed on the nozzle body to inject gas for forming gas sealing toward the rotating rotor. As the nozzle injection unit, a plurality of nozzle holes or nozzle tips which are spaced apart from each other at predetermined intervals may be used. In some cases, an injection slit in which the nozzle injection unit flat jets gas. It may be configured as. Alternatively, the gas sealing generating unit may be configured to include a nozzle chamber formed in the interior of the separator plate, and a nozzle injection port formed in communication with the nozzle chamber to inject gas for forming the gas sealing toward the rotating rotor, the rotating rotor Gas sealing formed between and the separation plate may be made of a double or more gas sealing structure.
한편, 회전로터를 통과한 배기가스 중 일부를 기체실링 발생부로 바이패스시키기 위한 바이패스라인이 제공될 수 있으며, 기체실링 발생부는 바이패스라인을 통해 바이패스된 배기가스를 이용하여 기체실링을 형성할 수 있다. 경우에 따라서는 배기가스가 아닌 별도의 기체공급수단으로부터 공급된 기체에 의해 기체실링 발생부가 기체실링을 형성하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 기체실링 발생부에는 일정 이상의 송풍력을 제공하기 위한 송풍부가 제공될 수 있으며, 이 송풍부에 의해 기체실링 발생부에서 분사되는 기체는 회전로터를 통과하는 공급가스의 공급 압력보다 큰 압력으로 분사될 수 있다.Meanwhile, a bypass line may be provided to bypass some of the exhaust gas passing through the rotary rotor to the gas sealing generator, and the gas sealing generator forms the gas sealing using the exhaust gas bypassed through the bypass line. can do. In some cases, the gas sealing generator may be configured to form the gas sealing by the gas supplied from a separate gas supply means other than the exhaust gas. In addition, the gas sealing generating unit may be provided with a blowing unit for providing a predetermined or more blowing force, the gas injected from the gas sealing generating unit by the blowing unit is a pressure greater than the supply pressure of the supply gas passing through the rotary rotor It can be injected into.
본 발명에 따른 가스예열장치에 의하면, 열회수 효율을 향상시킬 수 있으며 에너지 소모 효율을 향상시킬 수 있다.According to the gas preheating apparatus according to the present invention, the heat recovery efficiency can be improved and the energy consumption efficiency can be improved.
특히, 본 발명에 따르면 배기부 및 유입부의 단부 경계와 회전로터 사이에 기체실링을 형성함으로써, 유입가스의 누설을 최소할 수 있으며, 유입가스의 누설에 따른 열회수 효율 저하를 최소화할 수 있다. 이와 같이, 유입가스의 예열 효율을 극대화할 수 있기 때문에, 에너지 소모 효율을 향상시킬 수 있으며, 보일러의 구동 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, according to the present invention by forming a gas seal between the end boundary of the exhaust and the inlet and the rotary rotor, it is possible to minimize the leakage of the inlet gas, it is possible to minimize the reduction of heat recovery efficiency due to the leakage of the inlet gas. As such, since the preheating efficiency of the inlet gas can be maximized, the energy consumption efficiency can be improved, and the driving efficiency of the boiler can be improved.
또한, 본 발명에 따르면 유입가스의 누설을 방지하기 위한 기체실링이 외부로 배출되는 배기가스 중 일부를 바이패스시킴으로써 형성될 수 있기 때문에, 구조를 간소화할 수 있으며, 설비의 구축 비용을 절감하고, 유지비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the gas seal for preventing the leakage of the inlet gas can be formed by bypassing some of the exhaust gas discharged to the outside, the structure can be simplified, and the construction cost of the equipment can be reduced, Maintenance cost can be reduced.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations may be omitted to clarify the gist of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 가스예열장치가 적용된 열병합 발전용 보일러 시스템을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 단면도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 가스예열장치로서, 실링부의 구조를 도시한 도면이 다.Figure 2 is a block diagram showing a boiler system for cogeneration with a gas preheater according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the structure of the gas preheater according to the present invention, Figure 4 is a gas according to the present invention It is sectional drawing which shows the structure of a preheating apparatus. 5 and 6 are views showing the structure of the sealing unit as a gas preheating apparatus according to the present invention.
도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스예열장치(120)는 보일러(110)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 보일러(110) 가동에 필요한 유입가스를 예열하기 위해 제공될 수 있으며, 회전로터(126), 배기부(122), 유입부(123) 및 기체실링 발생부(200)를 포함한다.As shown in Figures 2 to 4, the
상기 배기부(122) 및 유입부(123)는 보일러(110)로부터 배출되는 배기가스 및 보일러(110)에 공급되기 위한 공급가스가 유동되는 유로로 이해될 수 있는 바, 이러한 배기부 및 유입부는 서로 독립적인 덕트 또는 유로의 형태로 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 하나의 덕트(또는 유로)의 내부 공간을 분할하여 제공될 수 있다. 이하에서는 상기 배기부(122) 및 유입부(123)가 하나의 유로(121)의 내부 공간을 구획하여 제공된 예를 들어 설명하기로 한다.The
상기 유로(121)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 유로(121)는 대략 중공의 원통 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 유로(121)의 양단부에는 배기가스가 배출되기 위한 배기가스덕트(132) 및 유입가스가 공급되기 위한 유입가스덕트(134)가 각각 연결될 수 있다. 아울러, 상기 배기가스덕트(132) 상에는 배기가스를 필터링하기 위한 필터수단 및 각종 부가장치(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 부가장치의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The shape and structure of the
상기 분리판(124)은 유로(121)의 내부 공간을 두개의 유로로 구획하기 위해 형성된다. 즉, 분리판(124)을 경계로 유로(121)의 내부 공간은 배기부(122)와 유입 부(123)로 구획될 수 있는 바, 이하에서는 분리판(124)이 유로(121) 내부에 대략 수평으로 배치되어 분리판(124)의 상부 공간은 배기부(122)로 정의되고 분리판(124)의 하부 공간은 유입부(123)로 정의된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 분리판이 수직 또는 여타 다른 각도로 경사지게 배치될 수도 있다.The
상기 회전로터(126)는 분리판(124)의 단부에 인접하도록 유로(121)의 내부에 회전 가능하게 적어도 하나 이상 제공되어, 배기가스 및 유입가스가 통과하며 열교환될 수 있게 한다. 즉, 회전로터(126)가 회전함과 동시에 보일러(110)로부터 배출된 배기가스는 배기부(122)를 따라 회전로터(126)의 상부 영역을 통과하며 배출될 수 있고, 유입가스는 회전로터(126)의 하부 영역을 통과하며 공급부(123)를 따라 보일러(110)로 공급될 수 있는 바, 고온의 배기가스가 회전로터(126)를 통과하는 동안 회전로터(126)는 배기가스의 폐열에 의해 가열될 수 있고, 저온의 유입가스가 회전하는 회전로터(126)를 통과하는 동안 유입가스는 가열된 회전로터(126)에 의해 예열될 수 있다. 이러한 회전로터(126)의 회전속도는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절하게 변경될 수 있다.The
상기와 같이 회전로터(126)는 배기가스와 유입가스 간의 상호 열교환을 위해 제공되는 바, 이하에서는 상기 회전로터(126)가 배기가스 및 유입가스와 열교환 가능한 열교환소자(127a)로 이루어진 원형의 로터 본체(127), 및 상기 분리판(124)을 마주하는 로터 본체(127)의 내면에 방사상으로 형성되어 로터 본체(127)와 상기 분리판(124) 사이에 배치되는 실링부재(128)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.As described above, the
상기 로터 본체(127)는 배기가스 및 유입가스가 통과될 수 있도록 통상의 열교환소자(127a)를 적층 또는 다발 형태로 조립하여 대략 원판 형상을 갖도록 제공될 수 있으며, 배기가스 및 유입가스는 열교환소자(127a)의 사이를 통과하는 동안 열교환소자(127a)와 열교환이 이루어질 수 있다.The
한편, 회전로터(126)의 원활한 회전을 보장하기 위해서는 즉, 분리판(124)과 회전로터(126) 간의 간섭 및 마찰이 없는 상태로 회전로터(126)가 회전하기 위해서는 로터 본체(127)와 분리판(124) 사이에 소정의 갭(gap)(G)이 형성될 수 있어야 하는 바, 로터 본체(127)와 분리판(124) 사이의 갭을 저감시키기 위해 분리판(124)을 마주하는 로터 본체(127)의 내면에는 방사상으로 복수개의 실링부재(128)가 제공될 수 있다. 상기 실링부재(128)의 개수 및 배치 각도는 회전로터(126)의 회전 속도 및 직경 등에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 상기 실링부재(128)와 함께 로터 본체(127)의 외주면과 유로(121) 사이의 갭을 실링하기 위한 외주실링부재(미도시)가 사용될 수 있다.On the other hand, in order to ensure the smooth rotation of the
상기 기체실링 발생부(200)는 상기 회전로터(126)와 인접한 배기부(122)의 단부와 유입부(123)의 단부 경계에 제공되어 회전로터(126)와 인접한 영역에서 배기부(122) 및 유입부(123) 간의 가스 이동을 제한하는 기체실링(gas sealing)을 형성하기 위해 제공된다.The
즉, 상기 기체실링 발생부(200)는 기체의 강제 흐름을 이용하여 상기 기체실링을 형성할 수 있는 바, 이러한 기체실링은 기체를 강제로 블로잉(blowing)하여 구현될 수 있으며, 경우에 따라서는 기체를 강제로 흡입(suction)하여 기체실링을 구현할 수도 있다. 이하에서는 기체의 강제 블로잉에 의해 기체실링이 구현되도록 한 예를 들어 설명하기로 한다.That is, the
상기 기체실링 발생부(200)는 회전로터(126)를 통과한 유입가스가 회전로터(126)와 분리판(124) 사이로 누설되는 것을 방지하기 위해, 회전로터(126)와 분리판(124) 사이에 기체의 강제 블로잉에 의한 기체실링(gas sealing)을 형성하기 위해 제공된다.The
즉, 로터 본체(127)와 분리판(124) 사이에 실링부재(128)가 구비된다 하더라도 로터 본체(127)와 분리판(124) 사이에는 불가피하게 소정의 갭이 형성될 수밖에 없고, 배기부(122)를 따라 배출되는 배기가스에 비해 유입부(123)를 따라 공급되는 유입가스가 상대적으로 높은 풍압으로 유동되기 때문에, 로터 본체(127)와 분리판(124) 사이의 갭을 통해 회전로터(126)를 통과하여 보일러(110)로 유입되어야 할 유입가스 중 일부가 배기가스의 배출 경로(배기부)로 누설될 수 있는 바, 상기 기체실링 발생부(200)는 회전로터(126)와 분리판(124) 사이에 기체실링을 형성하여 유입가스의 누설을 최소화할 수 있게 한다. 여기서 기체의 강제 블로잉에 의한 기체실링이라 함은 일종의 에어커튼 방식으로 기체를 분사하여 형성된 실링막으로 이해될 수 있다.That is, even though the sealing
상기 기체실링을 형성하기 위한 기체실링 발생부(200)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The structure of the
일 예로, 도 5와 같이, 상기 기체실링 발생부(200)는 분리판(124)의 단부에 인접하게 제공되는 노즐몸체(210), 및 상기 노즐몸체(210)에 형성되어 상기 회전로 터(126)측으로 기체실링을 형성하기 위한 기체를 분사하는 노즐분사부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 노즐몸체(210)는 통상의 용접 또는 체결 방법을 통해 분리판(124) 상에 일체로 장착될 수 있으며, 상기 노즐몸체(210)로 공급된 기체는 노즐분사부를 통해 분사되어 기체실링을 형성할 수 있다. 이러한 노즐분사부는 소정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수개의 노즐홀(nozzle hole)(220) 또는 노즐팁(nozzle tip)으로 구성될 수 있으며, 이하에서는 상기 노즐분사부가 복수개의 노즐홀(220)로 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 노즐홀(220)의 개수 및 배치간격은 회전로터(126)의 직경 및 설계 조건 등에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 기체실링 효율을 극대화하기 위해 노즐분사부는 최대한 회전로터(126)에 근접하게 배치되는 것이 바람직하다.For example, as shown in FIG. 5, the
전술한 실시예에서는 노즐분사부로서 복수개의 노즐홀(또는 노즐팁)이 적용된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 도 6과 같이, 노즐분사부가 기체를 평면 분사(flat jet)하는 분사슬릿(220')으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 분사슬릿(220')은 전체적으로 균일한 폭을 갖는 직선구간으로 이루어질 수 있으며, 분사슬릿(220')을 통해 분사되는 기체는 분사슬릿(220')의 전체 구간에 걸쳐 균일한 분사속도 및 유량을 갖도록 평면 분사되며 기체실링을 형성할 수 있다. 이와 같이 분사슬릿(220')을 통해 형성되는 기체실링은 전 구간에 걸쳐 분사속도 및 유량이 균일하게 유지될 수 있기 때문에, 기체실링에 의한 실링 효율을 극대화할 수 있다.In the above-described embodiment, a plurality of nozzle holes (or nozzle tips) are applied as the nozzle sprayer. However, in some cases, as illustrated in FIG. 6, a spray slit in which the nozzle sprayer flat jets gas. 220 '. That is, the injection slit 220 'may be formed in a straight section having a uniform width as a whole, and the gas injected through the injection slit 220' is uniformly sprayed over the entire section of the injection slit 220 '. And a plane spray to have a flow rate to form a gas seal. As such, the gas sealing formed through the injection slit 220 'may maintain the injection speed and the flow rate uniformly over the entire section, thereby maximizing the sealing efficiency due to the gas sealing.
한편, 상기 유로(121)에 연결되어 배기가스가 배출되는 배기가스덕트(132)에는 회전로터(126)를 통과한 배기가스 중 일부를 기체실링 발생부(200)로 바이패스 시키기 위한 바이패스라인(136)이 제공될 수 있으며, 상기 기체실링 발생부(200)는 바이패스라인(136)을 통해 바이패스된 배기가스를 이용하여 기체실링을 형성할 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 배기가스가 아닌 별도의 기체공급수단으로부터 공급된 기체에 의해 기체실링 발생부가 기체실링을 형성하도록 구성될 수 있으나, 구조 및 구축 비용을 절감하고 유지비용을 절감할 수 있도록 외부로 배출되는 배기가스를 이용하여 기체실링을 형성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, a bypass line for bypassing a part of the exhaust gas passing through the
또한, 상기 기체실링 발생부(200)에는 일정 이상의 송풍력을 제공하기 위한 송풍부(137)가 제공될 수 있으며, 이 송풍부(137)에 의해 기체실링 발생부(200)에서 분사되는 기체는 회전로터(126)를 통과하는 공급가스의 공급 압력보다 큰 압력으로 분사될 수 있다. 상기 송풍부(137)로서는 통상의 송풍기가 사용될 수 있으며, 송풍기의 용량은 유입가스의 공급속도 및 갭으로 누설되는 유입가스의 누설속도 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.In addition, the
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, Figure 7 is a view showing the structure of a gas preheater according to another embodiment of the present invention. In addition, the same or equivalent reference numerals are given to the same or equivalent components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스예열장치는, 보일러(110)와 연결되는 유로(121), 상기 유로(121)의 내부 공간을 배기부(122)와 유입부(123)로 구획하는 분리판(124), 분리판(124)의 단부에 인접하도록 회전 가능하게 제공되며 배기가스 및 유입가스가 통과하며 열교환되는 회전로터(126), 및 상기 회전로터(126)를 통과한 유입가스가 회전로터(126)와 분리판(124) 사이로 누설 되는 것을 방지하기 위해 상기 회전로터(126)와 분리판(124) 사이에 기체실링(gas sealing)을 형성하는 기체실링 발생부(300)를 포함하되, 상기 기체실링 발생부(300)는 분리판(124)의 내부에 형성되는 노즐챔버(310), 및 상기 노즐챔버(310)에 연통되게 형성되어 회전로터(126)측으로 기체실링을 형성하기 위한 기체를 분사하는 노즐분사구(320)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the gas preheater according to another embodiment of the present invention includes a
즉, 상기 노즐챔버(310) 및 노즐분사구(320)는 분리판(124)의 최초 제작시 일체로 제작되어 제공될 수 있다. 상기 노즐챔버(310)는 분리판(124)의 단부에 인접하게 분리판(124) 내부에 관통 형성될 수 있으며, 노즐분사구(320)는 분리판(124)의 측단부에 관통 형성될 수 있다. 따라서, 노즐챔버(310)로 유입된 기체는 노즐분사구(320)를 통해 분사되며 회전로터(126)와 분리판(124) 사이에 기체실링을 형성할 수 있다.That is, the
아울러, 전술한 실시예와 마찬가지로 바이패스라인(도 2의 136 참조)을 통해 회전로터(126)를 통과한 배기가스 중 일부는 기체실링 발생부(300)로 바이패스될 수 있으며, 상기 기체실링 발생부(300)는 바이패스라인(도 2의 136 참조)을 통해 바이패스된 배기가스를 이용하여 기체실링을 형성할 수 있다.In addition, as in the above-described embodiment, some of the exhaust gas passing through the
또한, 상기 회전로터(126)와 분리판(124) 사이에 형성되는 기체실링이 2중 이상의 기체실링 구조로 이루어질 수 있게 함으로써, 보다 안정적인 실링 효과를 구현할 수 있다. 즉, 상기 노즐챔버(310) 및 노즐분사구(320)로 이루어진 기체실링 발생부(300)와 함께 노즐몸체(210) 및 노즐분사부(220)로 이루어진 다른 기체실링 발생부(200)가 함께 적용될 수 있는 바, 노즐챔버(310) 및 노즐분사구(320)로 이루 어진 기체실링 발생부(300)에 의해 1차 기체실링이 형성될 수 있고, 노즐몸체(210) 및 노즐분사부(220)로 이루어진 다른 기체실링 발생부(200)에 의해 2차 기체실링이 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 3중 이상의 기체실링을 형성할 수 있으며, 기체실링 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.In addition, by allowing the gas sealing formed between the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 종래 공기예열장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional air preheater.
도 2는 본 발명에 따른 가스예열장치가 적용된 열병합 발전용 보일러 시스템을 도시한 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a boiler system for cogeneration with a gas preheater according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing the structure of the gas preheater according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the structure of the gas preheater according to the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 가스예열장치로서, 실링부의 구조를 도시한 도면이다.5 and 6 are views showing the structure of the sealing unit as a gas preheating apparatus according to the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스예열장치의 구조를 도시한 도면이다.7 is a view showing the structure of a gas preheater according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110 : 보일러 120 : 공기예열장치110: boiler 120: air preheating device
122 : 유로챔버 124 : 분리판122: euro chamber 124: separator
126 : 회전로터 127 : 로터 본체126: rotary rotor 127: rotor body
128 : 실링부재 200 : 기체실링 발생부128: sealing member 200: gas sealing generating unit
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