KR101140463B1

KR101140463B1 - 미분기의 미분탄관 가변 오리피스

Info

Publication number: KR101140463B1
Application number: KR1020110131240A
Authority: KR
Inventors: 김도균
Original assignee: 김도균
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-04-30

Abstract

본 발명은 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하기 위한 개폐판의 종래 함체 내부로의 슬라이드 인입 방식에서 탈피하여, 새로운 방식으로 구성함으로써 함체 내부에 미분탄이 쌓여 개폐판의 작동 불능상태가 되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스에 관한 것이다.

Description

미분기의 미분탄관 가변 오리피스{VARIABLE ORIFICE OF DUST COAL FEEDER PIPE FOR PULVERIZER}

본 발명은 화력발전소의 미분기로부터 각 보일러로 이어지는 미분탄관의 미분탄 이송속도 및 압력을 조절하기 위하여 설치되는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스에 관한 것이다.

석탄을 주원료로 이용하는 화력발전소는 미세하게 분말화된 미분탄을 공기와 함께 공급하여 보일러에서 연소시키고, 보일러 내에 배관된 수관 속의 물을 증기화시켜 터빈을 회전시킴으로써 발전할 수 있도록 되어 있다.

이러한 화력발전소는 통상적으로 제공된 석탄을 미세한 크기의 미분탄으로 분쇄하여 미분탄관을 통해 보일러로 공급하는 미분기와, 상기 미분탄관을 통해 공기를 공급하는 송풍기 및 미분탄관을 통해 이송되는 미분탄과 공기의 혼합물을 연소시키는 보일러를 포함한다.

상기와 같은 화력발전소는 하나의 미분기로부터 다수의 보일러로 미분탄을 이송할 수 있도록 미분기로부터 각 보일러로 미분탄관이 분기되게 접속되어 있다. 따라서, 미분기로부터 각 보일러까지의 이송거리가 다르기 때문에 보일러로 공급되는 미분탄의 분사 압력을 동일하게 하기 위하여 각 보일러로 이어지는 미분탄관의 미분탄 이송속도 및 압력을 조절할 필요가 있고, 이를 위하여 각 보일러로 연결되는 미분기의 미분탄관에는 각각 오리피스가 설치된다.

도 1은 일반적인 미분기를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 평면도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 미분기의 미분탄관 오리피스를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 실시예의 평면도이다.

미분기는 통상 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 상부와 연결되어 상기 프레임(10)의 내부로 석탄을 공급하는 석탄공급관(20)과, 상기 프레임(10)의 내부에 설치되어 공급된 석탄을 미분탄으로 분쇄하는 석탄분쇄기(미도시)와, 상기 프레임(10)의 상부와 각각 연결되어 상기 미분탄을 각각의 보일러로 공급하는 복수의 미분탄관(30)과, 상기 미분탄관(30)의 관로 상에 연결 설치되고, 상기 관로의 단면적을 축소시켜 상기 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하는 오리피스(40)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 미분기는, 먼저 상기 석탄공급관(20)을 통해 프레임(10)의 내부로 석탄이 유입되면, 프레임(10)의 내부에 설치된 석탄분쇄기에 의하여 석탄이 미분탄으로 분쇄된다. 미분탄은 프레임(10)의 내부로 공급되는 공기 또는 가스에 의해 상승기류를 타고 상승하여 상기 미분탄관(30)으로 배출됨으로써 각각의 보일러로 공급된다. 이때, 미분탄관(30)의 관로상에 연결 설치된 오리피스(40)에 의하여 각각의 미분탄관(30)을 이동하는 미분탄의 이송속도 및 압력이 조절된다.

종래 기술에 따른 오리피스(40)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 미분기로부터 보일러로 미분탄을 공급하는 미분탄관의 관로 상에 연결설치된 관체(41)와, 상기 관체(41)의 외주면을 따라 결합된 함체(42)와, 상기 관체(41)의 단면적을 축소시키도록 상기 함체(42)의 내부에 상하 분리되어 서로 마주보도록 슬라이딩 가능하게 설치된 한 쌍의 개폐판(43)과, 상기 한 쌍의 개폐판(43)을 서로 근접하거나 멀어지도록 슬라이딩시켜 상기 관체(41)의 단면적을 축소 또는 확장시키는 회전손잡이(44)를 포함하여 이루어진다. 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 회전손잡이(44)의 회전운동을 상기 한 쌍의 개폐판(43)의 직선이동으로 변환하는 동력전달부(미도시)가 구비된다. 즉, 작업자가 회전손잡이(44)를 정회전시키면 한 쌍의 개폐판(43)이 서로 근접되도록 슬라이딩하여 상기 관체(41)의 단면적이 축소되고, 회전손잡이(44)를 역회전시키면 한 쌍의 개폐판(43)이 서로 멀어지도록 슬라이딩하여 상기 관체(41)의 단면적이 확대된다. 그에 따라, 상기 오리피스(40)를 통과하는 미분탄의 이송속도 및 압력이 조절되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 오리피스(40)는, 한 쌍의 개폐판(43)이 함체(42)의 내부로 슬라이딩 가능하게 설치되어 있는데, 미분탄이 개폐판(43)의 표면에 묻은 채로 함체(42)의 내부로 계속 밀려 들어가 종래에는 쌓인 미분탄에 의해 개폐판(43)의 슬라이딩 작동 자체가 불가능하게 되는 치명적인 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하기 위한 개폐판의 종래 함체 내부로의 슬라이드 인입 방식에서 탈피하여, 새로운 방식으로 구성된 미분기의 미분탄관 가변 오리피스를 제공하는 데 있다.

또한, 함체 내부로 미분탄이 쌓여 개폐판의 작동 불능상태가 되는 것을 원천적으로 방지할 수 있어 신뢰성을 제고할 수 있는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스는, 미분기로부터 보일러로 미분탄을 공급하는 미분탄관의 관로 상에 연결설치된 관체와, 상기 관체의 내경 방향으로 돌출된 환형의 고정리브와, 상기 고정리브의 내경 둘레를 따라 상방으로 돌출된 판재로서, 반구를 그 밑면에 평행하는 평면으로 잘랐을 때 상단 부분을 없애고 남은 부분으로 이루어지는 상협하광의 입체 형상으로 된 반구대관과, 상기 반구대관 보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관의 좌측면의 곡면형상보다 비례적으로 확장된 좌측면을 가지고, 양단이 상기 반구대관의 전후 양측면에 서로 마주보도록 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 반구대관의 개방된 상면 좌측부를 개폐하는 내측개폐판과, 상기 내측개폐판보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관의 우측면의 곡면 형상보다 비례적으로 확장된 우측면을 가지고, 양단이 상기 내측개폐판 양단의 회전중심과 각각 동일한 회전중심을 가지면서 상기 반구대관을 중심으로 상기 내측개폐판과 상호 대칭되게 설치되어 상기 반구대관의 개방된 상면 우측부를 개폐하는 외측개폐판과, 상기 내측개폐판의 좌측면 및 외측개폐판의 우측면을 서로 이격 또는 근접하도록 상호 다른 방향으로 회전시켜 상기 반구대관의 개방된 상면의 단면적을 확장 또는 축소시키는 회전작동부를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 회전작동부는, 정역회전하는 회전모터와, 상기 회전모터로부터 동력을 전달받아 회전하고, 상기 내측개폐판 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 내측개폐판을 회전시키는 내측회전축과, 내경이 상기 내측회전축의 외경보다 큰 중공이고, 상기 내측회전축의 회전에 간섭되지 않도록 내부로 상기 내측회전축이 삽입되며, 상기 외측개폐판 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 외측개폐판을 회전시키는 외측회전축과, 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받은 상기 내측회전축과 연결되고, 상기 내측회전축의 회전방향과 반대 방향으로 상기 외측회전축이 회전하도록 상기 외측회전축과 연결된 기어부와, 상기 내측개폐판의 타단 및 외측개폐판의 타단 각각의 회전중심을 상기 반구대관의 측면에 관통 연결하여 상기 내측개폐판 및 외측개폐판의 회전을 자유롭게 하는 회전핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기어부는, 상기 내측회전축 상에 결합되어 상기 내측회전축과 동일한 방향으로 회전하는 주동메인기어와, 상기 주동메인기어와 치합되어 상기 주동메인기어와 반대 방향으로 회전하는 주동서브기어와, 상기 주동서브기어와 동축상에 결합되어 동일한 방향으로 회전하는 제1 종동서브기어와, 상기 제1 종동서브기어와 치합되어 상기 제1 종동서브기어와 반대 방향으로 회전하는 제2 종동서브기어와, 상기 제2 종동서브기어와 치합되어 상기 제2 종동서브기어와 반대 방향으로 회전하고, 상기 외측회전축 상에 결합되어 상기 외측회전축과 동일한 방향으로 회전하는 종동메인기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내측개폐판은, 좌측면이 상기 반구대관의 개방된 상면 좌측부를 폐쇄시 상기 좌측면의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 좌측면의 상단부와 동일한 크기의 내측스톱퍼가 상기 양단으로부터 우측방향으로 연장 형성되고, 상기 외측개폐판은, 우측면이 상기 반구대관의 개방된 상면 우측부를 폐쇄시 상기 우측면의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 우측면의 상단부와 동일한 크기의 외측스톱퍼가 상기 양단으로부터 좌측방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관체의 일측면을 관통하여 압축공기를 분사하는 토출구가 상기 고정리브의 상면을 향하도록 설치된 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스는, 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하기 위한 개폐판의 종래 함체 내부로의 슬라이드 인입 방식에서 탈피하여 관체의 단면적을 축소 또는 확장시키는 개폐부가 한 쌍의 곡면 형상을 가진 내측개폐판 및 외측개폐판이 상호 다른 방향으로 회전 작동하면서 반구대관을 개폐하는 새로운 방식으로 구성함으로써, 종래 함체의 내부에 미분탄이 쌓여 오작동하거나 작동 불능상태가 되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.

더욱이, 관체의 내부에 개방된 상태로 작동하는 한 쌍의 내측개폐판 및 외측개폐판에 직접적으로 노즐을 통해 압축공기를 분사할 수 있어 관체와 개폐부 사이에 미분탄이 쌓이는 것도 더욱 용이하게 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 미분기를 도시한 정면도이고,
도 2는 도 1의 실시예의 요부 평면도이며,
도 3은 종래 기술에 따른 미분기의 미분탄관 오리피스를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예의 평면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스의 일 실시예를 도시한 측면투시 단면도이고,
도 6은 도 5의 실시예의 평면도이며,
도 7은 도 6의 실시예에서 내측개폐판 및 외측개폐판이 회전작동하여 반구대관의 개방된 상면을 폐쇄하는 상태를 도시한 평면도이고,
도 8은 도 6의 실시예 중 관체 내부의 내측개폐판 및 외측개폐판을 도시한 요부 사시도이며,
도 9는 도 7의 실시예 중 관체 내부의 내측개폐판 및 외측개폐판을 도시한 요부 사시도이고,
도 10은 도 5의 실시예 중 내측회전축 및 외측회전축과 함께 기어부의 작동관계를 도시한 요부 사시도이며,
도 11은 본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스의 다른 실시예를 도시한 측면투시 단면도이고,
도 12는 도 11의 실시예의 평면도이며,
도 13은 도 11의 실시예 중 관체 내부의 내측개폐판 및 외측개폐판과 함께 내측스톱퍼 및 외측스톱퍼를 도시한 요부 사시도이고,
도 14는 도 13의 실시예에서 내측개폐판 및 외측개폐판이 회전작동하여 반구대관의 개방된 상면을 폐쇄하는 상태를 도시한 요부 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 미분기의 미분탄관 가변 오리피스는 도 5 내지 14에 도시된 바와 같이 관체(100), 고정리브(200), 반구대관(300), 내측개폐판(400), 외측개폐판(500) 및 회전작동부(600)를 포함하여 이루어지고, 노즐(700)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 회전작동부(600)는 회전모터(610), 내측회전축(620), 외측회전축(630), 기어부(640) 및 회전핀(650)을 포함할 수 있고, 상기 기어부(640)는 주동메인기어(641), 주동서브기어(642), 제1 종동서브기어(643), 제2 종동서브기어(644) 및 종동메인기어(645)를 포함할 수 있다.

관체(100)는 도 1 및 5를 참조할 때 미분기로부터 보일러(미도시)로 미분탄을 공급하는 미분탄관(30)의 관로 상에 연결설치된다. 관체(100)는 도 5 내지 7, 11 및 12에 도시된 바와 같이 명칭 그대로 원형관 형상의 몸체를 가지며, 미분탄관(30)과 연통되도록 설치되어 관로의 내부를 따라 미분탄이 공급된다. 이러한 관체(100)의 관로 내부를 따라 공급되는 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하기 위하여 후술할 각각의 구성요소가 상기 관체(100)에 각각 취부, 결합된다.

먼저, 고정리브(200)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 관체(100)의 내경 방향으로 환형으로 돌출된다. 고정리브(200)는 관체(100)의 단면적을 다소 축소시키지만 후술할 반구대관(300) 및 상기 반구대관(300)의 외경방향으로 설치되는 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)이 설치 및 작동될 수 있는 공간을 확보하기 위한 것이다.

반구대관(300)은 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 고정리브(200)의 내경 둘레를 따라 상방으로 돌출된 판재로서, 반구를 그 밑면에 평행하는 평면으로 잘랐을 때 상단 부분을 없애고 남은 부분으로 이루어지는 상협하광의 입체 형상으로 형성된다. 즉, 반구대관(300)의 경우 원뿔대와 같은 상하면을 가지되 측면의 곡면 형상이 원뿔의 표면이 아닌 반구의 표면과 같은 곡면을 가지도록 형성된다는 의미이다. 또한, 반구대관(300)은 일체로 된 판재로서 내부가 중공이고, 상하면이 관통되어 하면으로부터 올라오는 미분탄을 개방된 상면으로 배출할 수 있도록 형성된다. 다만, 반구대관(300)은 반구형상의 특성상 하면이 상면보다 넓은 지름을 가지는데, 결국 관체(100)로 공급되는 미분탄의 이송속도 및 압력은 반구대관(300)의 개방된 상면의 단면적 크기 변화에 따라 결정될 것이다.

이러한 고정리브(200) 및 반구대관(300)은 관체(100)의 내부에 고정 설치되어 관체(100)와 함께 고정된 프레임으로서 기능하고, 후술하는 내측개폐판(400), 외측개폐판(500) 및 회전작동부(600)의 작동을 통해 상기 반구대관(300)의 개방된 상면의 단면적 크기 변화를 꾀해 공급되는 미분탄의 이송속도 및 압력을 조절하게 된다.

내측개폐판(400)은 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 반구대관(300) 보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관(300)의 좌측면의 곡면형상보다 비례적으로 확장된 좌측면(410)을 가지고, 양단이 상기 반구대관(300)의 전후 양측면에 서로 마주보도록 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 반구대관(300)의 개방된 상면 좌측부를 개폐한다. 관체(100), 고정리브(200) 및 반구대관(300)은 도 6 및 7을 참조할 때 평면상 원형 또는 환형을 가지므로 원의 중심으로부터 4등분하여 90도 간격으로 나누면 전방, 후방 및 좌측, 우측 방향의 4방향으로 나눌 수 있다. 즉, 내측개폐판(400)의 좌측면이라는 의미는 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 내측개폐판(400)의 전후방향의 양단을 기준으로 좌측방향에 형성되어 있는 면이라는 뜻이다. 이러한 내측개폐판(400)의 좌측면(410)은 반구대관(300)의 좌측면의 곡면형상과 동일한 형상을 가지되 비례적으로 확장된, 즉 형상은 동일하되 배율적으로 더 커진 형상을 가진다. 즉, 양파껍질처럼 내부의 반구대관(300)의 좌측면을 내측개폐판(400)의 좌측면(410)이 겹층되어 있다는 것이다. 다만, 내측개폐판(400)은 양단이 반구대관(300)의 전후 양측면에 서로 마주보도록 각각 회전 가능하게 설치되어 있으므로 내측개폐판(400)의 좌측면(410)은 반구대관(300)의 좌측면에 접촉되지 않을 정도로 비례적으로 확장되어 설치된다. 따라서, 내측개폐판(400)은 양단을 중심으로 회전하면서 반구대관(300)의 개방된 상면 좌측부를 개방 또는 폐쇄하게 된다.

이러한 내측개폐판(400)에 의해 반구대관(300)의 개방된 상면 좌측부를 개폐하므로 반대로 반구대관(300)의 개방된 상면 우측부를 개폐할 수 있도록 외측개폐판(500)이 설치된다.

외측개폐판(500)은 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 내측개폐판(400)보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관(300)의 우측면의 곡면 형상보다 비례적으로 확장된 우측면(510)을 가지고, 양단이 상기 내측개폐판(400) 양단의 회전중심과 각각 동일한 회전중심을 가지면서 상기 반구대관(300)을 중심으로 상기 내측개폐판(400)과 상호 대칭되게 설치되어 상기 반구대관(300)의 개방된 상면 우측부를 개폐한다. 즉, 우측개폐판(500)의 우측면(510)은 반구대관(300)의 우측면의 곡면형상과 동일한 형상을 가지되 비례적으로 확장된, 예컨대 형상은 동일하되 배율적으로 더 커진 형상을 가진다. 다만, 내측개폐판(400)과의 간섭이 없도록 외측개폐판(500)의 크기는 내측개폐판(400)보다 넓은 반지름을 가지도록 겹층되어 있다. 이때, 외측개폐판(500)의 양단 역시 내측개폐판(400)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지면서 회전 가능하게 설치되어 반구대관(300)의 개방된 상면 우측부를 개방 또는 폐쇄한다.

즉, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 반구대관(300)의 좌측면과 바로 겹층된 것은 내측개폐판(400)이고, 내측개폐판(400)은 반구대관(300) 보다 넓은 반지름을 가지며, 반구대관(300)의 우측면과 겹층된 것은 외측개폐판(500)이되 외측개폐판(500)은 내측개폐판(400) 보다 넓은 반지름을 가져 내측개폐판(400)의 회전 작동에 간섭되지 않도록 설치된다. 그에 따라, 내측개폐판(400)은 반구대관(300)의 개방된 상면의 좌측부를 폐쇄하고, 외측개폐판(500)은 반구대관(300)의 개방된 상면의 우측부를 폐쇄할 수 있다.

이러한 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)이 서로 다른 방향으로 동시에 회전 작동할 수 있도록 회전작동부(600)가 설치된다. 즉, 회전작동부(600)는 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이, 상기 내측개폐판(400)의 좌측면(410) 및 우측개폐판(500)의 우측면(510)을 서로 이격 또는 근접하도록 상호 다른 방향으로 회전시켜 상기 반구대관(300)의 개방된 상면의 단면적을 확장 또는 축소시킨다. 그에 따라 반구대관(300)의 개방된 상면의 단면적 변화를 통해 공급되는 미분탄의 이송속도 및 압력을 변화시킬 수 있는 것이다.

이러한 회전작동부(600)의 상세 구성은, 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 회전모터(610), 내측회전축(620), 외측회전축(630), 기어부(640) 및 회전핀(650)으로 구성된다. 회전모터(610)는 정역회전하는 일반적인 전기모터로서, 회전모터(610)로부터 발생하는 회전력을 인풋(input)이라고 한다면, 결국 아웃풋(output)은 내측개폐판(400) 및 외측개페판(500)의 서로 다른 방향의 회전이라 할 것이다. 이때, 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)은 반구대관(300)의 개방된 상면을 개방 또는 폐쇄하는 작동을 하므로 정회전 및 역회전할 수 있어야 한다. 따라서, 상기 회전모터(610)는 정역회전이 가능한 모터이다.

내측회전축(620)은 상기 회전모터(610)로부터 동력을 전달받아 회전하고, 상기 내측개폐판(400) 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 내측개폐판(400)을 회전시킨다. 내측회전축(620)은 회전모터(610)의 인풋(input) 회전력을 직접 전달받아 회전하되 이러한 회전모터(610)의 인풋(input) 회전력은 곧바로 상기 내측개폐판(400) 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 내측개폐판(400)을 회전시키게 된다.

외측회전축(630)은 내경이 상기 내측회전축(620)의 외경보다 큰 중공이고, 상기 내측회전축(620)의 회전에 간섭되지 않도록 내부로 상기 내측회전축(620)이 삽입되며, 상기 외측개폐판(500) 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 외측개폐판(500)을 회전시킨다. 여기서 상기 외측회전축(630)의 경우 내측회전축(620)과 달리 회전력을 받는 동력원이 없는데, 이는 후술하는 기어부(640)와의 연결을 통해 회전모터(610)로부터 회전력을 전달받은 내측회전축(620)의 회전력을 함께 사용한다.

즉, 기어부(640)는 상기 회전모터(610)로부터 회전력을 전달받은 상기 내측회전축(620)과 연결되고, 상기 내측회전축(620)의 회전방향과 반대 방향으로 상기 외측회전축(630)이 회전하도록 상기 외측회전축(630)과 연결된다. 보다 상세하게 기어부(640)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 내측회전축(620) 상에 결합되어 상기 내측회전축(620)과 동일한 방향으로 회전하는 주동메인기어(641)와, 상기 주동메인기어(641)와 치합되어 상기 주동메인기어(641)와 반대 방향으로 회전하는 주동서브기어(642)와, 상기 주동서브기어(642)와 동축상에 결합되어 동일한 방향으로 회전하는 제1 종동서브기어(643)와, 상기 제1 종동서브기어(643)와 치합되어 상기 제1 종동서브기어(643)와 반대 방향으로 회전하는 제2 종동서브기어(644)와, 상기 제2 종동서브기어(644)와 치합되어 상기 제2 종동서브기어(644)와 반대 방향으로 회전하고, 상기 외측회전축(630) 상에 결합되어 상기 외측회전축(630)과 동일한 방향으로 회전하는 종동메인기어(645)를 포함할 수 있다.

따라서, 회전모터(610)의 인풋(input) 회전력은 내측회전축(620)에 전달되면서, 내측회전축(620)의 회전은 주동메인기어(641)를 회전시키고, 주동메인기어(641)는 주동서브기어(642) 및 제1 종동서브기어(643)를 회전시키며, 제1 종동서브기어(643)는 제2 종동서브기어(644)를 회전시킴과 동시에 제2 종동서브기어(644)가 종동메인기어(645)를 회전시켜 결국, 외측회전축(630)에 회전력이 전달된다. 그에 따라, 내측회전축(620)은 내측개폐판(400)을 회전시키고, 외측회전축(630)은 외측개폐판(500)을 회전시키게 된다. 이때, 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)은 서로 다른 방향으로 회전되어야 하는데, 회전방향을 중심으로 내측회전축(620), 외측회전축(630) 및 기어부(640)의 작동과정을 살펴본다.

예컨대, 회전모터(610)로부터 인풋(input) 회전력이 정방향이라 한다면, 내측회전축(620)은 정방향으로 회전하고, 주동메인기어(641) 역시 정방향으로 회전한다. 주동서브기어(642)는 역방향으로 회전하고, 제1 종동서브기어(643) 역시 역방향으로 회전한다. 제2 종동서브기어(644)는 다시 정방향으로 회전하고, 종동메인기어(645)는 반대로 역방향으로 회전하게 된다. 종동메인기어(645)는 외측회전축(630)과 함께 동일한 방향으로 회전하므로 결국, 외측회전축(630)은 종동메인기어(645)와 같이 역방향으로 회전하게 된다. 따라서, 내측회전축(620)과 함께 회전하는 내측개폐판(400)은 정방향으로 회전하고, 외측회전축(630)과 함께 회전하는 외측개폐판(500)은 역방향으로 회전하므로 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)은 서로 다른 방향으로 회전하게 되는 것이다.

이때, 내측개폐판(400) 일단의 회전중심은 내측회전축(620)과 연결되어 회전하고, 외측개페판(500) 일단의 회전중심은 외측회전축(630)과 연결되어 회전하지만, 내측개폐판(400)의 타단과 외측개폐판(500)의 타단이 회전 가능하게 고정되어 있지 않다면 제대로 회전 작동이 일어나지 않을 것이다. 따라서, 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 회전핀(650)이 상기 내측개폐판(400)의 타단 및 외측개폐판(500)의 타단 각각의 회전중심을 상기 반구대관(300)의 측면에 관통 연결하여 상기 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)의 회전을 자유롭게 한다.

한편, 내측개폐판(400)의 좌측면(410) 및 외측개폐판(500)의 우측면(510)은 반구대관(300)의 표면과 동일한 형상을 가지되 비례적으로 확장된 형상을 가지므로 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)의 과도한 회전은 반구대관(300)의 개방된 상면의 단면적 변화를 정밀하게 조절하기 어려울 수 있다. 또한, 내측개폐판(400) 및 외측개폐판(500)이 어느 일측면만 구비될 경우 일방향으로만 집중적인 하중이 발생하여 각각의 회전이 부자연스러울 수 있다. 이러한 문제를 해결하고자 도 11 내지 14에 도시된 바와 같이 상기 내측개폐판(400)은 좌측면(410)이 상기 반구대관(300)의 개방된 상면 좌측부를 폐쇄시 상기 좌측면(410)의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 좌측면(410)의 상단부와 동일한 크기의 내측스톱퍼(420)가 상기 양단으로부터 우측방향으로 연장 형성된다. 외측개폐판(500) 역시 우측면(510)이 상기 반구대관(300)의 개방된 상면 우측부를 폐쇄시 상기 우측면(510)의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 우측면(510)의 상단부와 동일한 크기의 외측스톱퍼(520)가 상기 양단으로부터 좌측방향으로 연장 형성된다. 따라서, 상기 내측스톱퍼(420)는 내측개폐판(400)의 회동을 제한하고, 상기 외측스톱퍼(520)는 외측개폐판(500)의 회동을 각각 제한하여 과도한 회전을 구속하면서 일방향으로의 편중된 하중을 양방향으로 분산할 수 있다.

또 한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 가변 오리피스에 있어서, 관체(100)의 관로를 통해 이송되는 미분탄이 내측개폐판(400) 및 외측개페판(500)의 외주면과 관체(100)의 내주면 사이, 특히 고정리브(200)의 상부에 쌓일 수 있다. 이러한 미분탄이 쌓이는 문제를 해결하고자 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 노즐(300)을 설치하여 간단히 해결할 수 있다. 예컨대, 내측개폐판(400) 및 외측개페판(500)으로 구성된 본 발명은 종래 별도의 함체 내부로 인입출되는 방식이 아니고, 관체(100)의 내부에 개방된 상태이므로 미분탄이 쌓일 경우 쉽게 털어낼 수 있기 때문이다. 즉, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 노즐(700)은 상기 관체(100)의 일측면을 관통하여 압축공기를 분사하는 토출구(310)가 상기 고정리브(200)의 상면을 향하도록 설치된다. 상기 노즐(300)의 토출구(310)는 고정리브(200)의 상면이 형성하는 원호를 따라 복수로 설치될 수 있다. 또한, 토출구(310)가 고정리브(200)의 상면을 향해 설치되는 이유는 주로 고정리브(200)의 상면에 미분탄이 쌓이는 것을 제거하기 위한 것이다. 더욱이, 노즐(300)의 토출구(310)를 통해 분사되는 압축공기는 고정리브(200)의 상면으로 분사되어 흐름상 고정리브(200)의 상면에서 되팅겨 관체(100)의 내주면을 따라 상방으로 상승기류를 타게 되는데, 이때 미분기로부터 올라오는 미분탄의 상승기류와 합쳐져 미분탄관(30)의 관로를 따라 보일러로 함께 공급될 것이다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100 : 관체
200 : 고정리브
300 : 반구대관
400 : 내측개폐판
410 : 좌측면 420 : 내측스톱퍼
500 : 외측개폐판
510 : 우측면 520 : 외측스톱퍼
600 : 회전작동부 610 : 회전모터
620 : 내측회전축 630 : 외측회전축
640 : 기어부 641 : 주동메인기어
642 : 주동서브기어 643 : 제1 종동서브기어
644 : 제2 종동서브기어 645 : 종동메인기어
650 : 회전핀
700 : 노즐 710 : 토출구

Claims

미분기로부터 보일러로 미분탄을 공급하는 미분탄관의 관로 상에 연결설치된 관체와,
상기 관체의 내경 방향으로 돌출된 환형의 고정리브와,
상기 고정리브의 내경 둘레를 따라 상방으로 돌출된 판재로서, 반구를 그 밑면에 평행하는 평면으로 잘랐을 때 상단 부분을 없애고 남은 부분으로 이루어지는 상협하광의 입체 형상으로 된 반구대관과,
상기 반구대관 보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관의 좌측면의 곡면형상보다 비례적으로 확장된 좌측면을 가지고, 양단이 상기 반구대관의 전후 양측면에 서로 마주보도록 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 반구대관의 개방된 상면 좌측부를 개폐하는 내측개폐판과,
상기 내측개폐판보다 넓은 반지름을 가지도록 상기 반구대관의 우측면의 곡면 형상보다 비례적으로 확장된 우측면을 가지고, 양단이 상기 내측개폐판 양단의 회전중심과 각각 동일한 회전중심을 가지면서 상기 반구대관을 중심으로 상기 내측개폐판과 상호 대칭되게 설치되어 상기 반구대관의 개방된 상면 우측부를 개폐하는 외측개폐판과,
상기 내측개폐판의 좌측면 및 외측개폐판의 우측면을 서로 이격 또는 근접하도록 상호 다른 방향으로 회전시켜 상기 반구대관의 개방된 상면의 단면적을 확장 또는 축소시키는 회전작동부와,
상기 관체의 일측면을 관통하여 압축공기를 분사하는 토출구가 상기 고정리브의 상면을 향하도록 설치된 노즐을 포함하여 이루어진 미분기의 미분탄관 가변 오리피스.
제1항에 있어서,
상기 회전작동부는,
정역회전하는 회전모터와,
상기 회전모터로부터 동력을 전달받아 회전하고, 상기 내측개폐판 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 내측개폐판을 회전시키는 내측회전축과,
내경이 상기 내측회전축의 외경보다 큰 중공이고, 상기 내측회전축의 회전에 간섭되지 않도록 내부로 상기 내측회전축이 삽입되며, 상기 외측개폐판 일단의 회전중심과 고정 결합되어 상기 외측개폐판을 회전시키는 외측회전축과,
상기 회전모터로부터 회전력을 전달받은 상기 내측회전축과 연결되고, 상기 내측회전축의 회전방향과 반대 방향으로 상기 외측회전축이 회전하도록 상기 외측회전축과 연결된 기어부와,
상기 내측개폐판의 타단 및 외측개폐판의 타단 각각의 회전중심을 상기 반구대관의 측면에 관통 연결하여 상기 내측개폐판 및 외측개폐판의 회전을 자유롭게 하는 회전핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스.
제2항에 있어서,
상기 기어부는,
상기 내측회전축 상에 결합되어 상기 내측회전축과 동일한 방향으로 회전하는 주동메인기어와,
상기 주동메인기어와 치합되어 상기 주동메인기어와 반대 방향으로 회전하는 주동서브기어와,
상기 주동서브기어와 동축상에 결합되어 동일한 방향으로 회전하는 제1 종동서브기어와,
상기 제1 종동서브기어와 치합되어 상기 제1 종동서브기어와 반대 방향으로 회전하는 제2 종동서브기어와,
상기 제2 종동서브기어와 치합되어 상기 제2 종동서브기어와 반대 방향으로 회전하고, 상기 외측회전축 상에 결합되어 상기 외측회전축과 동일한 방향으로 회전하는 종동메인기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스.
제1항에 있어서,
상기 내측개폐판은,
좌측면이 상기 반구대관의 개방된 상면 좌측부를 폐쇄시 상기 좌측면의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 좌측면의 상단부와 동일한 크기의 내측스톱퍼가 상기 양단으로부터 우측방향으로 연장 형성되고,
상기 외측개폐판은,
우측면이 상기 반구대관의 개방된 상면 우측부를 폐쇄시 상기 우측면의 회동을 제한하도록 양단을 중심으로 상기 우측면의 상단부와 동일한 크기의 외측스톱퍼가 상기 양단으로부터 좌측방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 미분기의 미분탄관 가변 오리피스.
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