KR101388346B1 - 미분탄 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미분탄 공급장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 미분탄의 연소성 실험을 하기위해 연소성 실험장치로 미분탄을 공급함에 있어 미분탄의 응집을 방지하며, 정량의 미분탄을 정량으로 공급할 수 있는 미분탄 공급장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 미분탄이 공급되는 공급관과 연소성 실험장치로 미분탄을 배출하는 배출관이 구비된 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 공급관을 통해 공급되는 미분탄을 유동화시키는 유동화수단 및 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 유동화수단에 의해 유동화된 미분탄을 상기 배출관으로 정량배출하는 배출부를 포함한다.

Description

미분탄 공급장치{SUPPLY DEVICE OF PULVERIZED COAL}

본 발명은 미분탄 공급장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 미분탄의 연소성 실험을 하기위해 연소성 실험장치로 미분탄을 공급함에 있어 미분탄의 응집을 방지하며, 정량의 미분탄을 정량으로 공급할 수 있는 미분탄 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 용광로에서 용선을 생산하는 조업은 용광로 상부에서 코크스와 소결광을 순차적으로 반복하여 장입하고, 용광로의 하부에서 고온, 고압의 공기를 송풍하여 코크스를 연소시켜 발생하는 열과 환원 가스로 소결광을 환원 용융하여 용선을 제조하고, 제조된 용선은 용광로의 하부에서 배출하는 작업이 연속적으로 이루어지는 것이다.

그리고 상기 용광로의 하부에는 소결광을 환원 용융하기 위한 고온, 고압의 공기, 즉 열풍을 용광로 내부로 공급하기 위한 풍구가 구비되며, 상기한 풍구를 통해 열풍 및 미분탄이 함께 취입되고 있다.

여기에서 열풍과 함께 취입하는 미분탄은 소결광을 환원 용융시키기 위한 환원재 및 연료로 사용되는 것이다.

이와 관련한 선행기술로는 국내공개특허공보 제2002-0028346호(2002.04.17. 공개, 고로에서의 미분탄 연소성 평가 방법)가 있다.

본 발명은 미분탄이 공급되는 챔버의 내부에 유동화수단이 설치되어 챔버의 내부에서 미분탄이 응집되는 것을 방지하고, 유동화 상태의 미분탄을 연소성 실험장치에 연속적으로 정량 공급하는 것이 가능한 미분탄 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 상기 챔버에는 미분탄과 함께 불활성가스를 취입함으로써 미분탄의 응집을 더욱 효과적으로 방지하여 미분탄을 연속적으로 정량절출이 가능한 미분탄 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 챔버 내부로 미분탄을 공급하는 공급관의 말단부에는 비산팬이 구비되어 상기 공급관에서 취입되는 미분탄을 비산시키며, 응집된 미분탄을 분쇄함으로써 챔버 내에서 유동화가 잘 되도록 하는 미분탄 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

한편, 상기 불활성가스를 취입하는 가스공급관은 상기 챔버에 경사지게 결합됨으로써 유동화수단의 회전 방향으로 가스를 공급하여 더욱 효과적인 미분탄의 유동화가 가능한 미분탄 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,

본 발명은 미분탄이 공급되는 공급관과 연소성 실험장치로 미분탄을 배출하는 배출관이 구비된 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 공급관을 통해 공급되는 미분탄을 유동화시키는 유동화수단 및 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 유동화수단에 의해 유동화된 미분탄을 상기 배출관으로 정량배출하는 배출부를 포함한다.

상기 유동화수단은 상기 챔버의 상면 중앙에 설치되는 구동모터 및 상기 구동모터에 결합되며 측면에는 다수의 회전날개가 구비되는 블레이드로 구성된다.

상기 배출부는 상기 챔버의 단면적에 상응하는 가압판 및 상기 가압판의 하면에 결합되어 상기 가압판을 밀어올리는 피스톤로드로 구성된다.

상기 챔버에는 불활성 가스가 공급되는 가스공급관이 더 구비된다.

상기 공급관, 배출관 및 가스공급관은 상기 챔버의 상부에 위치하며, 상기 공급관은 상기 챔버의 상면에 연결되어 상기 미분탄이 챔버의 내부로 낙하되도록 설치되고, 상기 가스공급관은 상기 챔버의 상부 측면에 대하여 경사지게 연결될 수 있다.

특히, 상기 공급관은 상기 챔버에 연결되는 부위에 설치되어 상기 공급관으로 공급되는 미분탄을 비산시키는 비산팬이 더 구비될 수 있다.

상기와 같은 과제 해결 수단에 의하여,

본 발명은 미분탄의 연소성을 실험하는 장치에 미분탄을 공급할 때 챔버 내에서 유동화수단과 불활성가스에 의해 미분탄을 유동화 함으로써 미분탄이 응집되는 현상을 방지하는 효과가 있다.

그리고 챔버 내에서 피스톤로드에 의해 이동되는 가압판이 유동화된 미분탄을 공급부로 밀어냄으로써 미분탄을 연속으로 정량절출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 유동화수단 뿐만 아니라 공급관의 말단에 비산팬이 설치되어 챔버 내에서 미분탄을 비산시키며, 응집된 미분탄 덩어리를 분쇄함으로써 미분탄의 유동화가 더욱 잘 되도록 하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미분탄 공급장치와 미분탄 연소성 실험장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 미분탄 공급장치의 내부를 도시한 절개도.
도 3은 공급관에 설치되는 비산팬을 도시한 확대도.
도 4는 챔버에 연결되는 가스공급관의 다른 실시예를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미분탄 공급장치를 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2을 참조하여 상기 미분탄 공급장치를 더욱 상세히 설명하면, 미분탄이 공급되는 공급관(110)과 연소성 실험장치(10)로 미분탄을 배출하는 배출관(120)이 구비된 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 내부에 설치되어 상기 공급관(110)을 통해 공급되는 미분탄을 유동화 시키는 유동화수단(200) 및 상기 챔버(100)의 내부에 설치되어 상기 유동화수단(200)에 의해 유동화된 미분탄을 상기 배출관(120)으로 정량배출하는 배출부(300)를 포함한다.

상기 챔버(100)는 내부가 비어있는 형태로써, 그 내부로 미분탄이 공급되어 상기 유동화수단(200)에 의해 미분탄이 유동화 되는 것이다.

여기에서, 상기 미분탄이 유동화 된다는 것은, 미세한 분말 형상의 미분탄이 덩어리로 응집되지 않고, 챔버(100) 내에서 유동화수단(200)의 회전에 의하여 공기 또는 불활성가스 중에 흩날리는 것을 일컫는다.

상기 챔버(100)에는 미분탄을 공급하는 공급관(110)과, 유동화된 미분탄을 연소성 실험장치(10)로 공급하는 배출관(120)이 구비된다.

상기 배출관(120)에는 미분탄의 배출을 제어할 수 있는 개폐장치1210)가 설치되어 상기 연소성 실험장치(10)에 미분탄의 공급을 계속하거나 중단할 수 있다.

상기 유동화수단(200)는 상기 챔버(100)의 내부에 구동모터(210)가 설치되고, 중앙부가 상기 구동모터(210)에 결합되며 측면에 다수의 회전날개가 구비되는 블레이드(220)로 구성된다.

상기 배출부(300)는 챔버(100)의 내부에서 유동화된 미분탄을 배출관(120)으로 배출시키는 것으로써, 본 발명에서는 상기 챔버(100)의 단면적에 상응하는 가압판(310)과, 상기 가압판(310)의 하면에 결합되어 상기 가압판(310)을 밀어올리는 피스톤로드(320)로 구성된다.

상기 가압판(310)은 상기 챔버(100)의 단면적에 상응하는 면적을 가진 것으로써, 챔버(100)의 내부에서 피스톤로드(320)에 의해 이동됨으로서 유동화된 미분탄을 상기 배출관(120)으로 밀어내는 것이다.

상기 피스톤로드(320)에 의하여 가압판(310)이 하강하게 되면 상기 챔버(100) 내부에서 발생하는 압력차를 이용하여 챔버(100) 내로 미분탄 또는 불활성가스를 강제로 흡입할 수도 있다.

본 발명에서는 상기 배출부(300)의 작동으로 인하여 상기 유동화수단(200)에 간섭이 발생하지 않도록 하기위하여 상기 챔버(100)는 원통 형상이고, 상기 가압판(310)은 원통 형상인 챔버(100)의 단면적에 상응하는 면적의 원판형상으로 상기 챔버(100)의 하부에 설치되어 일정 범위에서 상하로 승하강 되며, 상기 유동화수단(200)은 상기 챔버(100)의 상부에 설치함으로써 가압판(310)의 승하강 중 가압판(310)과 유동화수단(200)이 서로 충돌하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기와 같은 구조에 따라 미분탄의 공급과 배출이 용이하게 하기 위하여, 본 발명의 공급관(110), 배출관(120) 및 가스공급관(130)은 상기 챔버(100)의 상부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 공급관(110)은 상기 챔버(100)의 상면에 대하여 수직하도록 연결되어 미분탄이 챔버(100)의 상면에서 낙하되도록 한다.

한편, 상기 공급관(110)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 공급관(110)의 하부에 비산팬(111)이 설치되어 공급관(110)을 통해 공급되는 미분탄이 챔버(100)의 내부에서 비산되도록 한다.

이를 위하여, 상기 비산팬(111)은 상기 챔버(100)의 내부에서 공급관(110)이 연결되는 곳에 설치함으로써 공급관(110)에서 공급되는 미분탄이 상기 비산팬(111)으로 낙하되어 비산팬(111)에 의하여 응집된 미분탄을 파쇄하거나, 또는 챔버(100)의 내부로 비산되도록 한다.

또, 상기 가스공급관(130)의 다른 실시예가 도시된 도 4와 같이, 상기 가스공급관(130)은 상기 챔버(100)의 측면에 대하여 경사지게 연결됨으로써, 상기 유동화수단(200) 뿐만 아니라 상기 챔버(100)로 공급되는 불활성가스에 의해서도 미분탄을 유동화 시킨다.

상기한 구성에 의하여 본 발명에 따른 미분탄 공급장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 공급관(110)을 통하여 미분탄이 챔버(100)내로 공급되면 상기 미분탄은 챔버(100) 내에서 하방으로 낙하되는데, 이때 상기 유동화수단(200)의 회전에 의해 챔버(100) 내부에는 유동화수단(200)의 회전 방향을 따라 기류가 형성되고, 이러한 기류에 의해 미세한 분말인 미분탄은 챔버(100)의 내부에서 부유한 상태로 유동화 된다.

그리고, 상기 가스공급관(130)을 통하여 불활성가스, 즉 질소가스가 취입되면서 상기 미분탄이 더욱 효과적으로 유동화된다.

또, 상기 미분탄이 공급관(110)을 통해 이송되면서 응집될 수 있는데, 상기 공급관(110)의 하부에 비산팬(111)이 설치되어, 미분탄이 챔버(100) 내로 공급되면 상기 비산팬(111)에 충돌하게 되고, 이로 인하여 응집된 미분탄이 분쇄됨과 동시에 챔버(100) 내부로 흩어짐으로써 유동화 효율이 향상된다.

상기 가스공급관(130)은 하나, 또는 그 이상으로 설치될 수 있으며, 상기 챔버(100)의 외측면에서 경사지도록 다수의 가스공급관(130)이 설치될 경우에는 상기 미분탄의 유동화 효율이 더욱 극대화 되는 효과가 있다.

이와 같이, 챔버(100)의 내부에서 부유 상태로 유동화된 미분탄은 피스톤로드(320)에 의하여 가압판(310)이 상승하면 가압판(310)의 상승으로 인하여 줄어든 부피만큼 상기 배출관(120)으로 미분탄이 배출된다.

즉, 상기 가압판(310)을 일정한 속도로 상승시키면 미분탄 또한 일정한 양으로 배출관(120)을 통해 배출되는 것이다.

상기 미분탄은 풍구를 통해 용광로 내부로 취입될 때 완전 연소되지 않으면 풍구의 출구 측에 형성되는 연소대 내에서 장입물의 용융 슬래그와 동화되어 난투과층을 형성하여 열풍이 용광로 내의 노심 내부로 유입되지 못하게 된다.

따라서, 용광로 내의 미연소 미분탄은 노심에서 상부로 흐르는 중심류가 생성되지 못하고, 노벽을 따라 흐르는 주변류로 열풍의 흐름이 집중되므로 내의 노열이 저하되어 용광로 내에 투입되는 연료비가 증대되고, 용선의 생산성이 저하며, 미연소 미분탄으로 노 내에서 집중된 주변류는 노의 내벽을 빠르게 침식시켜 용광로의 수명을 저하시키는 문제점이 있다.

종래 스크류를 이용하여 미분탄을 공급하면 응집현상이 발생하여 상기와 같이 연소효율이 저하되고, 스크류의 형상으로 인하여 일정 간격으로 미분탄이 공급되었으나, 본 발명에 따른 미분탄 공급장치에 의하면, 미분탄의 연속 공급이 가능하고, 가압판(310)의 상승거리를 조절함으로써 미분탄의 공급량과 속도를 제어할 수 있으며, 특히 연속적으로 정량절출이 가능한 효과가 있는 것이다.

본 발명의 권리는 상기한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10 : 연소성 실험장치
100 : 챔버 110 : 공급관
111 : 비산팬 120 : 배출관
121 : 개폐장치 130 : 가스공급관
200 : 유동화수단 210 : 구동모터
220 : 블레이드 300 : 배출부
310 : 가압판 320 : 피스톤로드

Claims (6)

1. 미분탄이 공급되는 공급관과 연소성 실험장치로 미분탄을 배출하는 배출관이 구비된 챔버;
   상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 공급관을 통해 공급되는 미분탄을 유동화시키는 유동화수단; 및
   상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 유동화수단에 의해 유동화된 미분탄을 상기 배출관으로 정량배출하는 배출부;를 포함하고,
   상기 배출부는,
   상기 챔버의 단면적에 상응하는 가압판; 및
   상기 가압판의 하면에 결합되어 상기 가압판을 밀어올리는 피스톤로드;로 구성되는 것을 특징으로 하는 미분탄 공급장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동화수단은,
   상기 챔버의 상면 중앙에 설치되는 구동모터; 및
   상기 구동모터에 결합되며 측면에는 다수의 회전날개가 구비되는 블레이드;로 구성되는 것을 특징으로 하는 미분탄 공급장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버에는,
   불활성 가스가 공급되는 가스공급관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미분탄 공급장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 가스공급관은,
   상기 챔버의 상부 측면에 대하여 경사지게 연결되는 것을 특징으로 하는 미분탄 공급장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 공급관은,
   상기 챔버에 연결되는 부위에 설치되어 상기 공급관으로 공급되는 미분탄을 비산시키는 비산팬;이 더 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 미분탄 공급장치.

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