KR101273425B1 - 로터리킬른의 냉각 시일장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리킬른의 냉각 시일장치에 관한 것으로, 이를 위해 회전하는 로터리킬른과, 상기 로터리킬른에서 발생되는 생성가스를 배출시킬 수 있도록 로터리킬른과 연결되는 챔버로 구성된 로터리킬른 장치에 있어서, 상기 로터리킬른의 생성가스 배출측 외주면에 결합되는 공냉식자켓;과, 상기 챔버의 생성가스 유입측 외주면에 상기 로터리킬른의 축선 방향으로 돌출 결합되고, 상기 공냉식자켓의 배출측을 안내하여 삽입될 수 있도록 상기 공냉식자켓 보다 상대적으로 큰 직경의 수냉식자켓; 및 상기 로터리킬른과 챔버 사이를 시일하여 연결하고, 열적 변형을 방지하기 위해 상기 수냉식자켓과 공냉식자켓의 사이에 결합되는 연결수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

로터리킬른의 냉각 시일장치{A SEALING APPARATUS FOR A HIGH-TEMPERATURE ROTARY KILN}

본 발명은 로터리킬른의 냉각 시일장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터리킬른과 상기 로터리킬른에서 생성된 생성가스를 배출시키는 챔버를 연결수단을 매개(媒介)로 시일하여 연결시키되, 상기 연결수단은 로터리킬른 및 챔버에 각각 결합되는 공냉식자켓과 수냉식자켓의 사이에 시일 결합되어 로터리킬른의 고열에 견딜 수 있도록 구성된 로터리킬른의 냉각 시일장치에 관한 것이다.

일반적으로 로터리킬른과 상기 로터리킬른에서 생성된 생성가스의 배출하기 위한 후단 설비인 챔버 부분을 연결하기 위해 시일장치가 설치된다. 이러한 시일 장치는 특히 저속 회전하는 로터리 킬른의 내부에서 생성가스가 유출되거나 외부의 공기가 침투되는 것을 막기 위해 설치된다.

이러한 로터리킬른에서 생성된 생성가스는 용도에 따라 산업폐기물의 연소시 발생되는 연소가스와, 석탄을 열분해 하여 추출된 합성가스 등이 있다.

아울러 회전하는 로터리킬른과 결합되는 챔버는 상대적으로 정지된 상태로 있기 때문에 산업폐기물의 유독가스나 석탄에서 추출된 합성가스가 유출되어 주위 기기를 부식시킬 뿐 아니라 유독성 냄새 및 주위 환경에 커다란 영향을 미치기 때문에 누출에 대한 대책이 요구되고 있다.

이러한 회전하는 로터리킬른에 적합한 시일방법은 메커니컬(mechanical) 실링과 그랜드패킹(grand packing) 있는데, 메커니컬 실링의 경우에는 수명은 길지만 그랜드패킹에 비해 설치비용이 매우 고가이고, 유지보수가 힘들다는 단점이 있었다.

반면 그랜드패킹의 경우에는 패킹의 소재(테프론과 석면의 복합소재)가 280℃ 이상에서 이용할 수 없어서 석탄 탈휘발과 같은 고온공정에서는 그 수명이 매우 짧지만 유지보수가 쉽고, 설치비용이 메커니컬 실링에 비해서 싸다는 장점이 있다.

따라서 600℃ 이상 고온에서 운전되는 로터리킬른의 시일장치로 가격이 싸고, 유지보수가 쉬운 그랜드패킹을 이용한 시일장치가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 회전하는 로터리킬른과 로터리킬른에서 생성된 생성가스를 배출시키는 챔버를 연결수단 매개(媒介)로 시일하여 연결시키되, 상기 연결수단은 로터리킬른 및 챔버에 각각 결합되는 공냉식자켓과 수냉식자켓의 사이에 시일 결합되어 로터리킬른의 고열에 견딜 수 있도록 구성된 로터리킬른의 냉각 시일장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은, 가격이 싸고, 유지보수가 쉬운 그랜드패킹을 이용한 로터리킬른의 냉각 시일장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3목적은, 연결수단의 3가지 구성요소(지지플랜지, 그랜드패킹, 압박플랜지)와, 연결수단의 그랜드패킹을 냉각하는 2가지의 구성요소(수냉식자켓, 공냉식자켓)로 구성되어 구조가 매우 간단하고 유지보수가 편리한 로터리킬른의 냉각 시일장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제 1발명은 회전하는 로터리킬른과, 상기 로터리킬른에서 발생되는 생성가스를 배출시킬 수 있도록 로터리킬른과 연결되는 챔버로 구성된 로터리킬른 장치에 있어서, 상기 로터리킬른의 생성가스 배출측 외주면에 결합되는 공냉식자켓;과, 상기 챔버의 생성가스 유입측 외주면에 상기 로터리킬른의 축선 방향으로 돌출 결합되고, 상기 공냉식자켓의 배출측을 안내하여 삽입될 수 있도록 상기 공냉식자켓 보다 상대적으로 큰 직경의 수냉식자켓; 및 상기 로터리킬른과 챔버 사이를 시일하여 연결하고, 열적 변형을 방지하기 위해 상기 수냉식자켓과 공냉식자켓의 사이에 결합되는 연결수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 공냉식자켓은 외부공기가 내부로 상통되도록 일단에 다수의 통공을 더 포함하는 것이 바람직하다.

제 3발명은, 제 1발명에서, 상기 연결수단은 상기 수냉식자켓의 내주연에 안착되는 단면이 "

" 형상의 지지플랜지와, 상기 공냉식자켓의 외주면에 끼움결합되어 상기 지지플랜지의 내부에 밀착되는 그랜드패킹과, 상기 지지플랜지와 공냉식자켓의 사이로 삽입되어 지지플랜지에 밀착된 그랜드패킹을 압박하여 시일할 수 있도록 단면이 "

" 형상의 압박플랜지로 구성되는 것이 바람직하다.

제 4발명은, 제 3발명에서, 상기 압박플랜지는 그랜드패킹의 압박정도를 조절하여 챔버와 로터리킬른이 고정될 수 있도록 상기 지지플랜지와 볼트 체결되는 것이 바람직하다.

제 5발명은, 제 3발명에서, 상기 수냉식자켓의 내주연에는 지지플랜지가 안착될 수 있도록 단턱을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치는 공냉식자켓과, 수냉식자켓을 이용하여 600℃ 이상으로 운전되는 로터리킬른에 그랜드패킹을 냉각시켜 사용함으로써, 그랜드패킹의 수명이 1년 이상으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그랜트패킹이 갖는 유지보수의 편이성과 가격의 낮은 경제성의 효과가 있다.

또한 연결수단의 3가지 구성요소(지지플랜지, 그랜드패킹, 압박플랜지)와, 연결수단의 그랜드패킹을 냉각하는 2가지의 구성요소(수냉식자켓, 공냉식자켓)로 구성되어 구조가 매우 간단하고 유지보수가 편리하기 때문에 로터리킬른의 운전성을 좋게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 적용된 로터리킬른의 냉각 시일장치의 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도,
도 3은 도 1의 단면구성도,
도 4는 도 3에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치의 냉각 작동도,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치의 조립순서도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 적용된 로터리킬른의 냉각 시일장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 단면구성도이며, 도 4는 도 3에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치의 냉각 작동도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 회전하는 로터리킬른과 생성가스를 배출시키는 챔버를 연결수단 매개(媒介)로 시일하여 연결시키되, 상기 연결수단은 로터리킬른 및 챔버에 각각 결합되는 공냉식자켓과 수냉식자켓의 사이에 시일 결합되어 로터리킬른의 고열에 견딜 수 있도록 구성된 로터리킬른의 냉각 시일장치에 관한 것이다.

또한 본 발명의 로터리킬른의 냉각 시일장치는 공냉식자켓(20)과, 수냉식자켓(10)의 사이에서 개재된 연결수단(30)이 실시간으로 냉각되어 열적 변형을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연결수단(30)의 구성요소 중 하나인 그랜드패킹(33)이 축방향으로 압착되어 로터리킬른(100)과의 마찰에 의한 마모시에도 항상 동일한 시일 능력을 갖게 구성된다.

여기서 로터리킬른(100)과 챔버(200)는 생성가스를 유도하여 배출시킬 수 있도록 연결수단(30)을 매개로 상호 결합되는 구조이다.

상기 로터리킬른(100)은 내부에서 발생되는 생성가스의 배출측 외주면에 공냉식자켓(20)이 일체로 결합되는 구조이다.

이러한 상기 공냉식자켓(20)은 외부공기가 내부로 상통되도록 일단에 다수의 통공(21)이 형성되는 구조이다.

여기서 상기 공냉식자켓(20)은 생성가스의 배출측인 타단이 폐쇄된 형태이며, 일단은 로터리킬른(100)의 외주면을 따라 원호를 그리며 다수의 통공(21)이 형성되는 구조이다.

이러한 통공(21)은 공냉식자켓(20)의 일단면에 형성되기 때문에 공냉식자켓(20)이 회전함에 따라 외부의 차가운 공기가 내부로 자연스럽게 확산 및 대류되면서 방열될 수 있는 구조를 마련한다.

그리고 상기 수냉식자켓(10)은 상기 챔버(200)의 생성가스 유입측 외주면에 상기 로터리킬른(100)의 축선 방향으로 돌출 결합되고, 상기 공냉식자켓(20)을 배출측을 안내하여 삽입할 수 있도록 상기 공냉식자켓(20) 보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 구조이다. 여기서 수냉식자켓(10)의 형상은 공냉식자켓(20)과의 사이에 연결수단(30)이 개재될 수 있도록 갭(G)을 형성하는 구조이다.

이러한 수냉식자켓(10)은 고정된 챔버(200)에 결합되어 내부로 냉각수를 순환시켜 로터리킬른(100)에서 전달되는 열을 방열할 수 있도록 구성된다.

아울러 상기 연결수단(30)은 공냉식자켓(20)과, 수냉식자켓(10)의 사이에 개재되어 회전하는 로터리킬른(100)을 챔버(200)에 대해 시일 결합시키는 것으로, 지지플랜지(31)와, 그랜드패킹(33) 및 압박플랜지(32)로 구성된다.

여기서 지지플랜지(31)는 상기 수냉식자켓(10)의 내주연에 안착되는 단면이 "

" 형상을 취한다.

그리고 상기 수냉식자켓(10) 역시 내주연에는 지지플랜지(31)가 안착될 수 있도록 단턱(11)을 더 포함하는 구조이다.

이러한 구조는 수냉식자켓(10)과 지지플랜지(31)의 구조는 지지플랜지(31)의 타단이 상기 로터리킬른(100)의 외주면과 밀착되지 않게 감싸면서 상기 수냉식자켓(10)의 내주연에 안착될 수 있는 구조이다.

아울러 그랜드패킹(33)은 "링" 형상으로써, 로터리킬른(100)의 공냉식자켓(20)의 외주면에 결합된다. 이러한 구조는 표면이 뜨거운 로터리킬른(100)와 그랜드패킹(33)과 거리를 두고 설치하여 열전달이 감소될 수 있게 한 구조이다.

이러한 그랜드패킹(33)은 상기 로터리킬른(100)의 배출측에 결합된 공냉식자켓(20)을 수냉식자켓(10)의 내주면으로 삽입시키면 그랜드패킹(33)이 수냉식자켓(10)의 단턱(11)에 안착된 지지플랜지(31)의 내측에 밀착되는 구조이다.

아울러 상기 압박플랜지(32)는 상기 지지플랜지(31)와 공냉식자켓(20)의 사이로 삽입되어 지지플랜지(31)에 밀착된 그랜드패킹(33)을 압박하여 시일할 수 있도록 단면이 "

" 형상을 취한다.

즉, 상기 압박플랜지(32)는 로터리킬른(100)의 축선방향으로 연장되는 원형의 압박테(321)가 상기 지지플랜지(31)와 공냉식자켓(20)의 사이로 삽입되어 그랜드패킹(33)을 압착할 있도록 하고, 또한 압박테(321)와 직교되게 수직 연장된 지지테(322)가 수냉식자켓(10)의 내주면에 안착된 지지플랜지(31)의 타단과 볼트(B)체결되어 압박테(321)로 하여금 그랜드패킹(33)의 압박 정도를 조절하고, 더불어 압박 정도에 따라 챔버(200)에 대해 로터리킬른(100)이 시일과 함께 안정적으로 고정될 수 있는 구조를 마련한다.

즉, 상기 그랜드패킹(33)은 내측으로는 공냉식자켓(20)과, 외측으로는 수냉식자켓(10)이 이중으로 로터리킬른(100)으로부터 전달되는 열을 냉각할 수 있기 때문에 저가의 그랜드패킹(33)이 같은 낮은 열적 안정성 문제를 해결할 수 있다.

또한 그랜드패킹(33)이 마모된다 하더라도, 상기 압박플랜지(32)로 하여금 지속적으로 그랜드패킹(33)를 압착할 수 있어 그랜드패킹(33)의 수명을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한 연결수단(30)의 3가지 구성요소(지지플랜지, 그랜드패킹, 압박플랜지)와, 연결수단의 그랜드패킹(33)을 냉각하는 2가지의 구성요소(수냉식자켓, 공냉식자켓)로 구성되어 구조가 매우 간단하고 유지보수가 편리하기 때문에 로터리킬른(100)의 운전성을 좋게 할 수 있다.

또한 600℃ 이상으로 운전되는 로터리킬른(100)에서는 그랜드패킹(33)의 수명이 60일 정도인 반면, 공냉식자켓(20)과, 수냉식자켓(10)을 적용한 본 발명에서는 그랜드패킹(33)의 수명이 1년 이상으로 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치의 조립순서에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 로터리킬른의 냉각 시일장치의 조립순서도이다.

먼저 도 5와 같이, 로터리킬른(100)의 배출측에 형성된 공냉식자켓(20)의 외주면에 압박플랜지(32)를 결합시킨다.

그리고 도 6과 같이, 공랭식자켓(20)의 외주면에 그랜드패킹(33)을 결합시켜 압박플랜지(32)가 일측에 배치되도록 한다.

다음으로 도 7과 같이, 상기 챔버(200)에 결합된 수냉식자켓(10)의 단턱(11)에 지지플랜지(31)를 삽입시킨다.

다음으로 도 8과 같이, 로터리킬른(100)의 배출측을 챔버(200)의 수냉식자켓(10)의 내부로 삽입시키되, 압박플랜지(32)의 압박테(321)가 상기 수냉식자켓(10)과 공냉식자켓(20)의 사이로 진입되게 하고, 더불어 상기 공냉식자켓(20)의 외주면에 삽입된 그랜드패킹(33)이 수냉식자켓(10)의 단턱(11)에 안착된 지지플랜지(31)의 내측에 밀착될 수 있도록 진입시킨다.

마지막으로 압박플랜지(32)의 지지테(322)를 수냉식자켓(10)의 단턱(11)에 안착된 지지플랜지(31)의 타단과 볼트(B) 체결하여 압박테(321)로 하여금 그랜드패킹(33)의 압박 정도를 조절하고, 더불어 압박 정도에 따라 챔버(200)에 대해 로터리킬른(100)이 시일과 함께 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

10: 수냉식자켓 11: 단턱
20: 공냉식자켓 21: 통공
30: 연결수단 31: 지지플랜지
32: 압박플랜지 321: 압박테
322: 지지테
33: 그랜드패킹
100: 로터리킬른로 200: 챔버
B: 볼트 G: 갭

Claims (5)

1. 회전하는 로터리킬른(100)과, 상기 로터리킬른(100)에서 생성되는 생성가스를 배출시킬 수 있도록 로터리킬른(100)과 연결되는 챔버(200)로 구성된 로터리킬른 장치에 있어서,
   상기 로터리킬른(100)의 생성가스 배출측 외주면에 결합되는 공냉식자켓(20);
   상기 챔버(200)의 생성가스 유입측 외주면에 상기 로터리킬른(100)의 축선 방향으로 돌출 결합되고, 상기 공냉식자켓(20)의 배출측을 안내하여 삽입될 수 있도록 상기 공냉식자켓(20) 보다 상대적으로 큰 직경의 수냉식자켓(10); 및
   상기 로터리킬른(100)과 챔버(200) 사이를 시일하여 연결하고, 열적 변형을 방지하기 위해 상기 수냉식자켓(10)과 공냉식자켓(20)의 사이에 결합되는 연결수단(30);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리킬른의 냉각 시일장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공냉식자켓(20)은 외부공기가 내부로 상통되도록 일단에 다수의 통공(21)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리킬른의 냉각 시일장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연결수단(30)은 상기 수냉식자켓(10)의 내주연에 안착되는 단면이 "

   

   " 형상의 지지플랜지(31)와, 상기 공냉식자켓(20)의 외주면에 끼움결합되어 상기 지지플랜지(31)의 내부에 밀착되는 그랜드패킹(33)과, 상기 지지플랜지(31)와 공냉식자켓(20)의 사이로 삽입되어 지지플랜지(31)에 밀착된 그랜드패킹(33)을 압박하여 시일할 수 있도록 단면이 "

   

   " 형상의 압박플랜지(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리킬른의 냉각 시일장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 압박플랜지(32)는 그랜드패킹(33)의 압박정도를 조절하여 챔버(200)와 로터리킬른(100)이 고정될 수 있도록 상기 지지플랜지(31)와 볼트(B) 체결되는 것을 특징으로 하는 로터리킬른의 냉각 시일장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 수냉식자켓(10)의 내주연에는 지지플랜지(31)가 안착될 수 있도록 단턱(11)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리킬른의 냉각 시일장치.

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