KR101232608B1 - 석탄 버너의 노즐 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것이다.
본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은, 내측패널(132)이 사각관체 형태를 이루는 내측관체(130), 내측관체(130)의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체(140), 내측관체(130)의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드(150), 복수 개의 내측패널(132)에 복수 개가 일렬로 배치되어 용접되는 복수 개의 쉐어 바(160) 및 내측패널(132)과 복수 개의 쉐어 바(160)를 관통하여 삽입되어 내측패널(132)에 복수 개의 쉐어 바(160)를 매달리도록 하는 복수 개의 제1 핀(170)을 포함한다.

Description

석탄 버너의 노즐 팁{the nozzle tip of the Coal Burner}

본 발명은 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러의 석탄 버너에서 석탄이 연료관을 통과하여 연소실에 투입될 때에 석탄의 투입방향을 조절하도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것이다.

일반적으로 접선 연소방식이 채택된 보일러에서 석탄 버너의 노즐 팁은 연소실 내부 네 곳의 모서리에 배치된다.

또한, 석탄 버너의 노즐 팁은 보일러를 가동할 때에 상.하로 방향이 가변될 수 있고, 일례로서 노즐 팁의 상.하 방향 가변은 연소실내부의 화염온도를 조절할 수 있도록 한다.

종래의 노즐 팁의 구성을 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁이 연료관의 단부에 설치된 사례를 설명하기 위한 도면이고, 첨부도면 도 2 및 도 3은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁의 구성을 설명하기 위한 조립상태의 사시도면 및 단면도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 연료관(10)의 단부에는 노즐 팁(20)이 설치되고, 상술한 노즐 팁(20)의 일측에는 드라이버 홀(14)(16)이 형성되며 상기 드라이버 홀(14)(16)에 액추에이터가 연결되고, 상술한 액추에이터의 작동에 의해 상술한 노즐 팁(20)은 굴절 축(12)을 중심으로 상.하 방향이 전환될 수 있다.

또한, 상술한 노즐 팁(20)은 연소실에 직접 노출되기 때문에 내구성을 향상시키기 위하여 벽체가 이중으로 구성되며, 중앙(내측공간)에 석탄이 공급되고, 그 바깥쪽(내측과 외측 사이의 공간)에는 연소용 공기의 일부가 공급된다.

상술한 노즐 팁(20)의 구성은 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 노즐 팁(20)은 내측관체(30)의 외측에 외측관체(40)가 배치되고, 내측관체(30)의 안쪽에는 가이드 블레이드(50)가 배치되며, 내측관체(30)의 내측면 한쪽에는 쉐어 바(60)가 배치된다.

또한, 상술한 내측관체(30)와 상술한 외측관체(40)의 사이에는 간격부재가 배치되어 공간부가 형성된다.

또한, 상술한 내측관체(30)의 한쪽은 상술한 연료관(10)의 단부에 굴절 축(12)으로 연결되어 상술한 연료관(10)에서 노즐 팁(20)의 방향이 굴절될 수 있도록 조립된다.

상술한 내측관체(30)와 상술한 외측관체(40)는 각각 4개의 내측패널의 각각 모서리가 용접되어 사각형 형상의 관체를 이룬다.

상술한 쉐어 바(60)는 도 3에 나타낸 바와 같이 어느 한쪽 측면이 상술한 내측관체(30)의 내측면(32)에 용접(W)되어 고정된다.

상술한 쉐어 바(60)는 공기 및 미분탄(Pulverized Coal)을 와류시켜 화염(Flame)을 노즐 팁(20) 쪽으로 당겨주는 작용을 한다.

석탄 버너의 연소실에는 상술한 바와 같이 구성되는 노즐 팁(20)이 복수개로 배치될 수 있고, 복수 개의 노즐 팁(20) 중에서 일부의 노즐 팁(20)만 운용되고 나머지 노즐 팁(20)은 예비용으로 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 노즐 팁(20)은 다음과 같은 문제점이 지적된다.

노즐 팁(20)은 연소실 내부의 높은 복사열에 노출되고, 이러한 복사열은 용접(W)부분에 균열을 발생시키며, 나아가 쉐어 바(60)를 탈락시키는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 쉐어 바(60)가 탈락되면 노즐 팁(20)은 더 이상 노즐 팁으로서의 특정기능을 수행하지 못하고, 특히 쉐어 바(60)는 단일체로 구성됨으로써 하나의 쉐어 바(60)가 탈락되면 쉐어 바(60) 본래의 기능인 화염을 노즐 팁(20)쪽으로 당겨주는 기능을 상실 함으로써 화염온도조절 및 질산화물(NOx) 보증에 문제가 발생하게 된다.

다른 한편으로, 예비용으로 배치되어 평소에 운용되지 않는 특정 노즐 팁(20)에서도 고온의 복사열에 의하여 변형되거나 용접(W)부분에 균열(crack)이 발생하는 문제점이 있고, 이로써 보일러의 석탄 버너로서 특정 기능을 유지하지 못하는 문제점이 있다.

특히, 예비용으로 설치된 노즐 팁(20)의 쉐어 바(60)가 불안정하게 유지되므로 운용 중이던 노즐 팁(20)을 대신하여 예비용 노즐 팁(20)을 이용하고자 할 때에는 쉐어 바(60)가 불안정하여 해당 노즐 팁(20)을 이용하지 못하게 되는 심각한 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 쉐어 바가 용접에 의해 고정되고 고온의 복사열에 의해 용접부분에 균일이 발생하여 쉐어 바의 고정이 불안정 하더라도 쉐어 바가 탈락되지 않도록 하여 노즐 팁의 기본적인 기능 및 특정기능을 수행할 수 있도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 쉐어 바를 분할하여 배치함으로써 어느 하나의 쉐어 바가 탈락하더라도 나머지 쉐어 바가 쉐어 바로서의 작용을 수행할 수 있도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은, 내측패널이 사각관체 형태를 이루는 내측관체; 상기 내측관체의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체; 상기 내측관체의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드; 복수 개의 상기 내측패널에 복수 개가 일렬로 배치되어 용접되는 복수 개의 쉐어 바; 및 상기 내측패널과 상기 복수 개의 쉐어 바를 관통하여 삽입되어 상기 내측패널에 상기 복수 개의 쉐어 바를 매달리도록 하는 복수 개의 제1 핀;을 포함한다.

또한, 상기 복수 개의 제1 핀의 단부에 각각 제2 핀이 더 배치되어 상기 복수 개의 제1 핀이 상기 내측패널에서 분리되지 않도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 내측패널은 제1 핀 홀이 형성되고, 상기 복수 개의 쉐어 바는 제2 핀 홀이 형성되며, 상기 제2 핀 홀의 일측에 헤드 홀이 형성되고, 상기 복수 개의 제1 핀에 각각 핀 헤드가 형성되며, 상기 복수 개의 제1 핀은 상기 제1, 제2 핀 홀에 관통하고 상기 핀 헤드가 상기 헤드 홀에 수납되어 상기 복수 개의 제1 핀은 상기 복수 개의 쉐어 바에서 돌출되지 않도록 구성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은 쉐어 바를 용접에 의해 부착시키고 핀에 의해 고정시켜 2중으로 고정함으로써 용접부분이 약화되더라도 핀에 의해 계속 지지될 수 있어 쉐어 바는 쉐어 바의 기능을 계속 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은 쉐어 바를 복수개로 구비함으로써 어느 하나의 쉐어 바가 탈락되더라도 다른 쉐어 바에 의해 쉐어 바의 기본적인 기능을 수행할 수 있고 이로써 노즐 팁의 수명을 연장할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁이 연료관의 단부에 설치된 사례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁의 구성을 설명하기 위한 조립상태의 사시도면 및 단면도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁을 설명하기 위한 사시도면 및 단면도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 쉐어 바를 설명하기 위한 상세 단면도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 쉐어 바의 다른 예를 설명하기 위한 단면도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 다른 설명은 생략한다.

이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁(100)에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁을 설명하기 위한 사시도면 및 단면도면이다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 노즐 팁(100)은 내측관체(130)와 외측관체(140)가 이중으로 벽체를 구성하여 이루어지고, 내측관체(130)와 외측관체(140)의 사이에는 스페이서가 배치되어 내측관체(130)와 외측관체(140)의 간격을 유지한다.

또한, 상술한 내측관체(130)의 안쪽에는 석탄이 투입되는 방향을 안내하도록 하는 가이드 블레이드(150)가 배치되고, 내측관체(130)의 외부 일측에는 연료관(10)에 설치되도록 굴절 축(12)이 설치된다.

또한, 상술한 내측관체(130)는 복수 개의 내측패널이 용접되어 사각형 관체를 이루고, 상술한 외측관체(140)도 복수 개의 외측 패널이 용접되어 사각형 관체를 이룬다.

또한, 상술한 외측관체(140)의 후방에는 커버 관체(180)가 배치될 수 있고, 상술한 커버 관체(180)는 연료관(10)의 일부에 씌워지는 형태로 배치될 수 있다.

또한, 상술한 내측관체(130)의 내측패널(132)에는 쉐어 바(160)가 배치되고, 상술한 쉐어 바(160)는 공기 및 미분(Pulverized Coal)을 와류시켜, 화염(Flame)을 노즐 팁(100)쪽으로 당겨주는 작용을 한다.

상술한 쉐어 바(160)는 복수 개로 분할되어 배치될 수 있고, 노즐 팁(100)의 규모에 따라서 많은 개수로 배치될 수 있다.

좀 더 상세하게는, 쉐어 바(160)는 2개 내지 6개가 일렬로 배치될 수 있고, 7개 이상의 개수로 배치가 가능하지만 쉐어 바(160)의 개수가 너무 많으면 노즐 팁(100)의 제작에 너무 많은 노동력이 소요될 수 있으므로 적정한 개수로 배치되는 것이 좋다.

상술한 내측관체(130)의 내측패널(132)에는 제1 핀 홀(134)이 형성되고, 상술한 쉐어 바(160)에는 상술한 제1 핀 홀(134)과 대응하는 위치에 제2 핀 홀(162)이 형성된다.

또한 상술한 제1, 제2 핀 홀(134)(162)에는 제1 핀(170)이 삽입되고 이후 상술한 쉐어 바(160)와 내측패널(132)은 용접되며, 상술한 제1 핀(170)도 상술한 내측패널(132)의 외측에 용접될 수 있다.

첨부도면 도 6을 참조하여 상술한, 쉐어 바(160)의 장착된 구성을 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 쉐어 바를 설명하기 위한 상세 단면도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 쉐어 바(160)는 제2 핀 홀(162)의 단부에는 헤드 홀(162a)이 더 형성될 수 있고, 상술한 제1 핀(170)의 일측에는 핀 헤드(170a)가 형성될 수 있으며, 상술한 헤드 홀(162a)에 상술한 핀 헤드(170a)가 수용되어 제1 핀(170)이 쉐어 바(160)의 표면으로 돌출되지 않도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 쉐어 바(160)의 일측은 상술한 내측관체(130)의 내측패널(132)에 용접(W)되고, 또한 제1 핀(170)도 상술한 내측패널(132)의 한쪽면에 용접(W)되어 고정될 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 제1 핀(170)의 단부 한쪽에는 제3 핀 홀(172)이 형성될 수 있고, 상술한 제3 핀 홀(172)에는 제2 핀(174)이 삽입되어 제1 핀(170)이 내측패널(132)에서 분리되지 않도록 할 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 제2 핀(174)은 다양한 종류로 대체가 가능하며 일례로서 분할 핀일 수 있으며 이는 첨부도면 도 7을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 쉐어 바의 다른 예를 설명하기 위한 단면도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 핀(174)은 분할 핀일 수 있고, 이로써 제2 핀(174)의 단부를 구부림으로써 제2 핀(174)은 제1 핀(170)에서 빠지지 않을 수 있고, 이로써 쉐어 바(160)는 제1 핀(170)에 의해 내측관체(130)에 견고하게 배치된 상태가 유지될 수 있다.

또 다른 한편으로, 상술한 제2 핀(174)은 관체형상의 스프링 핀일 수 있으며, 이로써 제2 핀(174)은 상술한 제3 핀 홀(172)에 끼워진 상태가 유지될 수 있다.

또 다른 한편으로, 상술한 제2 핀(174)은 상술한 제3 핀 홀(172)에 억지끼움 되어 고정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁(100)은 쉐어 바(160)가 고온의 복사열에 의해 용접(W) 부분에서 균열이 생겨 쉐어 바(160)와 내측관체(130)가 분리되더라도 제1 핀(170)에 의해 쉐어 바(160)는 매달리게 되므로 쉐어 바(160)의 고유 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.

또한, 알 수 없는 이유로 인하여 제1 핀(170)이 훼손되어 해당 쉐어 바(160)가 탈락되더라도 복수 개의 쉐어 바(160)가 구비됨으로써 탈락되지 않은 쉐어 바(160)는 쉐어 바로서의 고유기능을 계속 수행할 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은 보일러의 연소실에 설치되어 연소실에 연료(석탄)를 공급할 때에 연료의 투입방향을 조절하는 데에 이용된다.

10: 연료관 12: 굴절 축
14, 16: 드라이버 홀 20: 노즐 팁
30: 내측관체 32: 내측패널
40: 외측관체 50: 블레이드
60: 쉐어 바(share bar)
100: 노즐 팁 130: 내측관체
132: 내측패널 134: 제1 핀 홀
140: 외측관체
150: 가이드 블레이드 160: 쉐어 바(share bar)
162: 제2 핀 홀 162a: 헤드 홀
170: 제1 핀 172: 제3 핀 홀
174: 제2 핀

Claims (4)

1. 내측패널이 사각관체 형태를 이루는 내측관체;
   상기 내측관체의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체;
   상기 내측관체의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드;
   상기 내측패널에 분할되어 용접되는 복수 개의 쉐어 바; 및
   상기 내측패널과 각각의 쉐어 바를 관통하여 상기 내측패널에 각각의 쉐어 바를 고정하는 복수 개의 제1 핀;을 포함하고,
   상기 내측패널에는 상기 복수 개의 제1 핀이 각각 관통되는 복수 개의 제1 핀 홀이 형성되고,
   상기 복수 개의 쉐어 바에는 상기 복수 개의 제1 핀이 각각 관통되는 제2 핀 홀이 상기 제1 핀 홀과 각각 대응되도록 형성되며,
   상기 제2 핀 홀의 일측에는 헤드 홀이 형성되고,
   상기 복수 개의 제1 핀에는 상기 헤드 홀에 각각 삽입되어 상기 제1 핀이 쉐어 바에서 돌출되지 않으면서 지지되도록 각각 핀 헤드가 형성되는 것을 특징으로 하는 석탄 버너의 노즐 팁.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수 개의 제1 핀의 단부에는 각각 제3 핀 홀이 형성되고, 상기 제3 핀 홀에는 제2 핀이 삽입되어 상기 제1 핀이 상기 내측패널에서 분리되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄 버너의 노즐 팁.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 핀은 상기 내측패널에 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 석탄 버너의 노즐 팁.

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