KR101112188B1 - 고체 연료 이송 라인의 보강 구조 및 이에 사용되는 완충부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 관한 것으로서, 특히 고체 연료의 이송시 파이프 라인의 엘보우(elbow)의 파손을 방지하기 위한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조 및 이에 사용되는 완충부재에 관한 것이다.

Description

고체 연료 이송 라인의 보강 구조 및 이에 사용되는 완충부재{STRENGTHENED STRUCTURE OF TRANSFERRING-LINE FOR SOLID FUEL AND A BUFFER FOR THE SAME STRUCTURE}

본 발명은 고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 관한 것으로서, 특히 고체 연료의 이송시 파이프 라인의 엘보우(elbow)의 파손을 방지하기 위한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조 및 이러한 보강 구조에 사용되는 완충부재에 관한 것이다.

바이오매스란 태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의하여 생성되는 식물체, 균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물유기체를 일컫는다.

따라서, 바이오매스 자원은 곡물, 감자류를 포함하는 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농부산물을 포함하는 셀룰로스계의 자원과 사탕수수, 사탕무우와 같은 당질계의 자원은 물론이고 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 동물 단백질계의 자원까지를 포함하는 다양한 성상을 가지고 있다.

바이오 에너지는 인류가 불을 사용한 이래로 오늘날의 화석연료와 제3의 에너지라 불리는 원자력이 등장하기 전까지 그야말로 제1의 에너지원의 자리를 지켜온 재상가능하며 환경 친화적인 에너지이다. 현재도 바이오 에너지는 전세계 에너지원의 10% 정도를 공급하고 개발 도상국에서는 자국 에너지 소비의 90% 이상을 이에 의존하고 있는 경우도 있다.

이러한 바이오매스 연료로서 슬러지, 플라스틱, 우드칩, RDF 등을 사용하고 있다.

바이오매스 연료 저장소에 이송되는 슬러지는 일반적으로 물기를 제거한 상태의 슬러지이다. 따라서 수분을 함유하고 있는 슬러지의 경우에는 수분 제거 장치를 통과하여 수분을 제거한다.

슬러지는 선택 컨베이어 벨트에 의해 선별적으로 소각로로 곧바로 보내질 수도 있고, 이하의 공정을 통해 바이오매스 연료 저장소로 이송될 수도 있다. 이하 슬러지를 바이오매스 연료 저장소에 이송하는 장치 및 과정을 설명한다.

슬러지는 컨베이어 벨트에 의해 슬러지 혼합 저장소(sludge dosing bin)로 이동된다. 슬러지는 이동하는 과정 및 저장되는 과정에서 서로 엉키게 될 수 있으므로, 슬러지 혼합 저장소에는 절단기(cutter)가 제공되어, 슬러지를 적당한 규격으로 절단되어 연료 이송 라인을 이동한다.

플라스틱 연료의 경우에는 서로 엉켜있는 모여진 플라스틱을 플라스틱 분쇄기를 이용하여 적당한 크기로 분쇄를 시킨 후 연료 이송 라인을 통해 이동된다. 다만, 서로 엉켜있는 부분은 날카로운 부분을 가지는 경우가 일반적이다.

우드칩 및 RDF 연료이송의 경우에는 철편이 함유되어 있는 것이 일반적이다. 이러한 철편을 사전에 전자석을 이용하여 거르기도 하지만, 그 이전 또는 미처 거리지 못한 철편이 이동중에 연료 이송 라인에 충격을 가하거나 스크레치를 계속적으로 가하게 되어 구멍 및 마모의 발생이 심하게 된다.

이와 같이, 고체 연료의 이송시에는 액체 연료와는 달리 이송 라인(또는 파이프)의 벽면에 계속적인 충격을 가하게 되는데, 특히 이송 라인이 굽어지는 엘보(elbow)에서는 이러한 충격이 더 크게 작용한다.

도 1은 종래의 고체 연료 이송 라인에 사용되는 엘보 구조(100)로서, 직선 부분이 연장되는 부위(110)에서 이러한 파손은 심하게 발생하게 된다.

따라서 장시간 사용하는 경우, 엘보(elbow)에서 파손이 발생하고, 파손된 부위를 통해 고체 연료가 외부로 방출되어 화재의 위험 및 주변 환경을 오염시키는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 고체 연료 이송시 발생할 수 있는 연료 이송 라인의 파손을 방지하기 위해 안출된 것으로서, 특히 엘보(elbow) 부위에 가해지는 파손을 방지하기 위한 완충부재를 제공하는 것 이외에 이중 보강 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조의 바람직한 실시예로서, 제1 이송관(11)과, 상기 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)과, 상기 제1 이송관(11)의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관(11)과 상기 제2 이송관(12)의 연결부위의 후방에 제공되는 완충부재(40)를 포함하고, 상기 완충부재(40)는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조인, 고체 연료 이송 라인의 보강 구조를 제공한다.

이때, 상기 완충부재(40)는 상기 제1 이송관(11)과 상기 제2 이송관(12)의 연결 각도만큼 사선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 이송관(11)의 외측면에 제공되고, 상기 제1 이송관(11)을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제1 보강재(21)와, 상기 제2 이송관(12)의 외측면에 제공되고, 상기 제2 이송관(12)을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제2 보강재(22)를 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조의 다른 실시예로서, 제1 이송관(11)과, 상기 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)과, 상기 제2 이송관(12)의 측면에 연결되어 제공되는 제3 이송관(13)과, 상기 제1 이송관(11)의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관(11)과 상기 제2 이송관(12)의 연결부위의 후방에 제공되는 제1 완충부재와, 상기 제2 이송관(12)의 내측에 제공되고, 상기 제2 이송관(12)과 상기 제3 이송관(13)의 연결부위의 후방에 제공되는 제2 완충부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 완충부재는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고, 제1 완충부재는 상기 제1 이송관(11)에 제공시, 상기 제2 이송관(12)과 평행한 면을 갖도록 제공되고, 제2 완충부재는 상기 제2 이송관(12)에 제공시, 상기 제3 이송관(13)과 평행한 면을 갖도록 제공되는, 고체 연료 이송 라인의 보강 구조를 제공한다.

또한, 이러한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 사용되는 완충부재로서, 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)의 연결부위의 고체 연료 이송에 의한 파손을 방지하기 위해 사용되는 완충부재(40)이고, 상기 완충부재(40)는 상기 제1 이송관(11)의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관(11)과 상기 제2 이송관(12)의 연결부위의 후방에 제공되며, 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고, 상기 제1 이송관(11)과 상기 제2 이송관(12)의 연결 각도만큼 사선형으로 형성되는 고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 사용되는 완충부재를 제공한다.

본 발명은 완충부재를 제공하고, 엘보(elbow) 부위를 이중 보강 구조를 갖도록 하여 고체 연료 이송시 발생할 수 있는 연료 이송 라인의 파손을 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 고체 연료 이송 라인의 파이프 구조,
도 2는 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인 구조의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인 구조의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인 구조의 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인에 사용되는 완충부재의 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조의 외부 사시도 및 외부 평면도이다. 본 발명은 제1 이송관(11)과 제2 이송관(12)의 연결부위에 사용되거나, 혹은 제1 이송관(11), 제2 이송관(12) 및 제3 이송관(13)의 연결부위에 사용된다. 또는 4개 이상의 이송관의 연결부위에 사용되는 것도 가능하다.

앞서 설명한 바와 같이, 이송 중인 고체 연료는 이송 라인이 만곡 형성되어 방향이 바뀌는 경우에도, 관성에 의해 직선운동을 하는 과정에서 이송 라인의 내부면에 충격을 가하게 된다. 특히 이송 중인 고체 연료에 날카로운 부분을 가진 물질 또는 금속 이물질이 함유된 경우에는 내부 면에 구멍을 발생시키거나 마모를 시키게 된다. 이러한 취약부분(110) 도 1에서 도시된 바와 같다.

따라서 본 발명에서 해결하고자 하는 목적은 고체 연료 이송 라인에 있어서 취약부분(110)에 고체 연료에 의한 직접적인 충격을 최소화하는 데에 있다.

이를 위해 본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인은 고체 연료가 이송되는 제1 이송관(11)과, 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)의 연결부위를 보강하는 것이다. 본 발명에서는 도 5에서 도시된 것과 같은 완충부재(40)를 이용한다.

본 발명에서 사용되는 이송 라인의 만곡 부위는 종래와 같이 곡선 구조를 사용하지 않고 직선 구조를 사용한다. 제1 이송관(11)의 일측면에는 제2 이송관(12)이 결합되어 고체 연료가 이송되는데, 제1 이송관(11)은 제2 이송관(12)과의 연결부위의 하부에 완충역할을 하는 빈공간이 제공된다. 이러한 빈공간은 개폐부재(31)를 개방하는 것에 의해 작업을 위한 접근이 가능하다.

완충부재(40)는 제1 이송관(11)의 이러한 빈공간 내에 설치되는 것이 바람직하다. 도 4는 완충부재가 설치된 구조의 절개 단면도를 보여준다.

완충부재(40)는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조로 형성되는 것이 바람직하다. 격자는 벌집모양의 구조일 수도 있는데, 완충부재(40)의 내측이 칸을 형성하는 부재에 의해 구별되는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 완충부재(40)는 제1 이송관(11)과 제2 이송관(12)이 연결된 각도만큼 사선형으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 완충부재(40)는 제1 이송관(11)에 삽입 설치되었을 때에, 제2 이송관(12)의 외벽과 평행하게 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 고체연료의 흐름에 방해를 주지 않고, 원활한 흐름을 유도하기 위함이다.

이러한 완충부재(40)의 동작 원리에 대해 설명하면 다음과 같다. 이송 중의 고체 연료는 완충부재(40)의 틈새에 끼이게 되고, 계속적으로 고체 연료가 이송되는 경우에 완충부재(40)에 의해 이러한 완충부재(40)가 고체 연료가 직접적으로 이송 라인의 내벽에 직접적인 충격 및 손상을 가하는 것을 방지하게 된다.

완충부재(40)는 제1 이송관(11)에 착탈이 가능한 구조로 제공되는 것이 바람직하다. 완충부재(40)에 많은 양의 고체 연료가 끼이게 되는 경우에는 제2 이송관(12)으로의 이송이 방해를 받게 되는데, 이 경우에는 개폐부재(31)를 개방한 후에, 완충부재(40)에 끼여진 고체 연료를 제거할 수 있다.

제3 이송관(13)이 제2 이송관(12)에 연결되어 있는 경우에도 동작 원리에 대해서는 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

고체 연료가 이송되는 과정에서 만곡 부위에서는 이송 라인의 내측벽과의 접촉이 빈번히 이루어지게 된다. 따라서 직선 부위보다 만곡 부위의 마모가 크게 발생할 우려가 있다.

따라서 본 발명에서는 이러한 만곡 부위에는 이송 라인의 외측에 추가적인 보강재로 감싸는 것이 바람직하다. 도 2 및 도 3에서 이러한 보강재의 구조가 도시되어 있다. 이러한 보강재는 연료 이송 라인 중 파손 위험도가 높은 부분의 외측벽면을 감싸는 형태로 제공하여 연료 이송 라인을 이중 구조로 제공하는 것이다. 이러한 보강재를 연료 이송 라인의 외측벽에 용접 등의 방법을 이용하여 접합을 시키는 구조이다.

본 발명에서는 제1 이송관(11)의 외측면에 제공되고, 제1 이송관(11)을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제1 보강재(21)와, 제2 이송관(12)의 외측면에 제공되고, 제2 이송관(12)을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제2 보강재(22)를 특징으로 한다.

이러한 연료 이송 라인의 벽과 각 보강재 사이의 공간은 강도를 더욱 강화하기 위해 충진물질로 충진시킬 수가 있다. 충진물질로는 콘크리트 등의 물질이 될 수 있다.

보강재는 연료 이송 라인이 만곡하는 구조의 경우에, 원호 중심의 안쪽보다는 바깥쪽의 벽면에 제공하는 것이 바람직하다. 이는 고체 연료가 이송시 연료 이송 라인의 안쪽보다 바깥쪽 벽면에 더 잦은 접촉 및 마모를 일으키기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 일실시예로서 연료 이송 라인의 바깥쪽 벽면에만 이러한 보강재를 부가하고 있다.

본 발명에 의한 고체 연료 이송 라인의 보강 구조의 또 다른 실시예로서, 제1 이송관(11)과, 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)과, 제2 이송관(12)의 측면에 연결되어 제공되는 제3 이송관(13)과, 제1 이송관(11)의 내측에 제공되고, 제1 이송관(11)과 제2 이송관(12)의 연결부위의 후방에 제공되는 제1 완충부재와, 제2 이송관(12)의 내측에 제공되고, 제2 이송관(12)과 제3 이송관(13)의 연결부위의 후방에 제공되는 제2 완충부재를 포함하고, 제1 및 제2 완충부재는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고, 제1 완충부재는 제1 이송관(11)에 제공시, 제2 이송관(12)과 평행한 면을 갖도록 제공되고, 제2 완충부재는 제2 이송관(12)에 제공시, 제3 이송관(13)과 평행한 면을 갖도록 제공되는 고체 연료 이송 라인의 보강 구조가 가능하다.

도 4에는 이러한 구조에 대한 단면도가 개시되어 있고, 제1 완충부재와 제2 완충부재는 동일한 기능을 수행하므로 동일한 도면부호로 표시되었다.

또한, 제1 이송관(11)의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관(12)의 연결부위의 고체 연료 이송에 의한 파손을 방지하기 위해 사용되는 완충부재(40)이고, 완충부재(40)는 제1 이송관(11)의 내측에 제공되고, 제1 이송관(11)과 제2 이송관(12)의 연결부위의 후방에 제공되며, 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고, 제1 이송관(11)과 제2 이송관(12)의 연결 각도만큼 사선형으로 형성되는 고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 사용되는 완충부재도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.

11, 12, 13 : 이송관, 21, 22, 23 : 보강재, 40 : 완충부재

Claims (5)

1. 제1 이송관과,
   상기 제1 이송관의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관과,
   상기 제1 이송관의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관과 상기 제2 이송관의 연결부위의 후방에 제공되는 완충부재를 포함하고,
   상기 완충부재는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조인,
   고체 연료 이송 라인의 보강 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충부재는 상기 제1 이송관과 상기 제2 이송관의 연결 각도만큼 사선형으로 형성되는,
   고체 연료 이송 라인의 보강 구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 이송관의 외측면에 제공되고, 상기 제1 이송관을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제1 보강재와,
   상기 제2 이송관의 외측면에 제공되고, 상기 제2 이송관을 이중으로 감싸는 형태로 제공되는 제2 보강재를 더 포함하는,
   고체 연료 이송 라인의 보강 구조.
4. 제1 이송관과,
   상기 제1 이송관의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관과,
   상기 제2 이송관의 측면에 연결되어 제공되는 제3 이송관과,
   상기 제1 이송관의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관과 상기 제2 이송관의 연결부위의 후방에 제공되는 제1 완충부재와,
   상기 제2 이송관의 내측에 제공되고, 상기 제2 이송관과 상기 제3 이송관의 연결부위의 후방에 제공되는 제2 완충부재를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 완충부재는 고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고,
   제1 완충부재는 상기 제1 이송관에 제공시, 상기 제2 이송관과 평행한 면을 갖도록 제공되고,
   제2 완충부재는 상기 제2 이송관에 제공시, 상기 제3 이송관과 평행한 면을 갖도록 제공되는,
   고체 연료 이송 라인의 보강 구조.
5. 제1 이송관의 측면에 연결되어 제공되는 제2 이송관의 연결부위의 고체 연료 이송에 의한 파손을 방지하기 위해 사용되는 완충부재이고,
   상기 완충부재는 상기 제1 이송관의 내측에 제공되고, 상기 제1 이송관과 상기 제2 이송관의 연결부위의 후방에 제공되며,
   고체 연료가 끼이도록 복수 개의 틈새가 제공되는 격자구조이고, 상기 제1 이송관과 상기 제2 이송관의 연결 각도만큼 사선형으로 형성되는,
   고체 연료 이송 라인의 보강 구조에 사용되는 완충부재.

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