KR101917067B1 - 수랭 방식의 냉각 시스템을 포함하는 연소실 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 상부 방향으로 개방된 내부 공간을 포함하는 하우징의 측벽 상면 영역에 상기 개방된 내부 공간을 마감하도록 복수의 루프 패널이 상호 결속되어 형성되는 루프를 배치하는 단계 및 상기 하우징 및 상기 루프 간의 고정을 지원하는 적어도 하나의 지지 프레임의 일 영역이 상기 복수의 루프 패널 각각과 체결되고 다른 일 영역이 상기 하우징의 측벽 상면 영역 중 적어도 일부에 삽말되도록 상기 지지 프레임을 배치하는 단계를 포함하고, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간에 상기 복수의 루프 패널의 저면 내측 표면으로 냉각수를 분사하는 튜브를 배치하는 단계 및 상기 복수의 루프 패널의 저면 외측 표면에 상기 냉각수의 일부를 흡수하는 상기 복수의 루프 패널의 저면과 대응하는 형상의 겔 시트(gel sheet)를 배치하는 단계를 포함하는, 전기로에 인접 배치되어 상기 전기로에서 생성되는 고온가스를 연소시키는 연소실의 제조 방법을 개시한다. 이 외에도 명세서를 통하여 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

수랭 방식의 냉각 시스템을 포함하는 연소실 제조 방법{Method for manufacturing combustor including water cooled cooling system}

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 전기로 제강 공정에 수반되는 고온의 가스를 연소시키기 위한 연소실의 제조 방법과 관계된다.

전기로 제강은 전열을 이용하여 강(steel)을 제조하는 공정으로, 전극에 고전압 인가 시 발생하는 아크열을 이용하여 상기 전기로 내부에 장입된 스크랩(scrap)을 융해시키는 프로세스를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 전기로 내부에는 상기 스크랩이 융해된 용강의 온도를 높이기 위해 산소가 취입될 수 있으며, 상기 산소는 스크랩에 포함된 탄소와 반응하여 그 부산물로서 일산화탄소를 포함하는 섭씨 1000도 이상의 고온가스를 발생시킬 수 있다. 상기 고온가스는 분진과 같은 유해 물질을 포함할 수 있으며, 그 처리와 관련하여 전기로의 인접 영역으로는 고온가스를 연소시키기 위한 연소실(combustor)이 설치될 수 있다.

연소실은 상기 연소실 내부로 유입되는 고온가스의 열 또는 상기 고온가스의 연소에 따른 열에 대한 내열성 유지와 관련하여 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연소실의 상부를 차폐하는 루프(roof)에는 상기 연소실 내부의 고온에 따른 열 손상(예: 크랙(crack) 등)을 억제하고자 일 영역으로 저온의 냉각수가 분사될 수 있다. 그러나, 종래의 연소실 루프에 도입된 냉각 시스템은 상기 루프의 내부 공간 상에서 냉각수 분사가 수행되는 바, 실질적으로 고온에 노출되는 외측 표면(예: 연소실의 내부 공간에 노출되는 면)에 대한 냉각은 고려되고 있지 않다.

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 고온에 노출되는 루프 면의 내측 표면으로 냉각수를 분사함과 동시에, 상기 루프 면의 외측 표면으로 상기 냉각수를 흡수하는 겔 시트(gel sheet)를 배치함으로써, 상기 루프 면의 내외부에 대한 냉각을 수행할 수 있는 연소실의 제조 방법을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 연소실 제조 방법은, 상부 방향으로 개방된 내부 공간을 포함하는 하우징의 측벽 상면 영역에 상기 개방된 내부 공간을 마감하도록 복수의 루프 패널이 상호 결속되어 형성되는 루프를 배치하는 단계 및 상기 하우징 및 상기 루프 간의 고정을 지원하는 적어도 하나의 지지 프레임의 일 영역이 상기 복수의 루프 패널 각각과 체결되고 다른 일 영역이 상기 하우징의 측벽 상면 영역 중 적어도 일부에 삽말되도록 상기 지지 프레임을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간에 상기 복수의 루프 패널의 저면 내측 표면으로 냉각수를 분사하는 튜브를 배치하는 단계 및 상기 복수의 루프 패널의 저면 외측 표면에 상기 냉각수의 일부를 흡수하는 상기 복수의 루프 패널의 저면과 대응하는 형상의 겔 시트(gel sheet)를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 일측 모서리 영역이 라운드지게 내입된 형상을 포함하는 상기 복수의 루프 패널을 상기 일측 모서리 영역이 상호 접하도록 결속하는 단계 및 상기 복수의 루프 패널의 결속을 기반으로 상기 루프 상에 적어도 하나의 제1 관통홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 튜브를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 일측 측면 영역에 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간으로 냉각수를 공급하는 제1 파이프를 배치하는 단계, 상기 제1 파이프의 일측 종단과 상기 튜브를 연결하는 단계, 및 상기 제1 파이프와 인접되는 영역으로 상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 외부 배출을 지원하는 덕트를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 덕트를 배치하는 단계는, 상기 덕트의 일 영역으로 상기 덕트로 유입되는 냉각수를 외부로 배출하는 제2 파이프를 배치하는 단계 및 상기 제2 파이프와 인접되는 영역으로 상기 덕트로의 공기 유입을 지원하는 제3 파이프를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 유동을 상기 덕트로 유도하기 위하여, 상기 복수의 루프 패널의 저면을 지정된 기울기를 갖는 플랫(plat) 형상의 경사면으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 유동을 상기 덕트로 유도하기 위하여, 상기 복수의 루프 패널의 저면을 소정의 기울기를 가지며 연속되는 복수의 엠보싱(embossing) 패턴의 경사면으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역으로 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간을 외부로 노출시키기 위한 적어도 하나의 해치도어를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 튜브를 배치하는 단계는, 적어도 일 영역이 플렉시블(flexible)한 소재를 포함하는 상기 튜브의 일 영역을 상기 복수의 루프 패널의 형상에 대응하도록 굴곡시켜 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 튜브를 배치하는 단계는, 다단으로 중첩 체결된 구조의 복수의 단위 튜브를 포함하는 상기 튜브의 길이를 상기 복수의 루프 패널의 형상에 대응하도록 신축시켜 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 겔 시트를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 저면 외측 표면에 필름을 점착시키는 단계, 금속 박판을 상기 필름과 대면하도록 배치하는 단계, 및 상기 필름 및 상기 금속 박판 상이 영역에 복수의 히드로겔(hydrogel)을 충적시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 저면에 상기 필름을 관통하며 상기 복수의 히드로겔로 연장되는 적어도 하나의 공극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 하우징 내부 공간에서의 상기 고온가스 폭발과 관련하여, 상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역으로 상기 고온가스 폭발에 따른 부산물을 외부로 배출시키는 방폭 도어를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 방폭 도어를 형성하는 단계는, 상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역에 제1 프레임의 일측 종단을 상기 복수의 루프 패널과 소정의 각도를 이루도록 고정하는 단계, 상기 제1 프레임의 타측 종단에 제2 프레임의 일측 종단을 힌지 결합하는 단계, 상기 제2 프레임의 타측 종단을 원판에 고정하는 단계, 및 상기 원판을 상기 제2 프레임과 고정된 상태로 상기 복수의 루프 패널의 상면에 거치시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프를 배치하는 단계는, 상기 부산물의 외부 배출과 관련하여, 상기 복수의 루프 패널에 상기 원판의 거치 영역과 대응하는 영역으로 상기 복수의 루프 패널의 상면으로부터 저면을 관통하는 형태의 제2 관통홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 연소실 제조 방법에 의한 연소실은, 고온에 노출되는 루프 면의 내측 및 외측 표면에 대한 동시적 냉각이 수행됨으로써, 상기 루프의 냉각 효율 또는 내열성이 향상될 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 연소실을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 루프를 도시한 도면이다.
도 3, 도 4 및 도 5는 다양한 실시 예에 따른 루프 패널의 일 방향 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 연소실 및 제1 덕트 간의 체결 형태를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 루프 패널의 방폭 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 연소실 제조 방법을 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 수랭 방식의 냉각 시스템을 포함하는 연소실 제조 방법을 기반으로 제조될 수 있는 연소실을 설명하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 연소실을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 루프를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 연소실(100)은 하우징(110), 루프(roof)(130) 및 지지 프레임(150)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 연소실(100)은 상술된 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 연소실(100)은 상기 루프(130)의 일 영역을 관통하며 설치되는 적어도 하나의 덕트(11 및/또는 21)를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징(110)은 연소실(100)에 인접된 전기로로부터 이송되는 고온의 가스(이하, 고온가스로 칭함)가 유입되는 구조물로, 상기 고온가스를 수용 및 연소하기 위한 내부 공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 밑면 및 상기 밑면의 가장자리로부터 수직으로 연장되는 소정 두께의 측벽으로 구성되어, 상부 방향으로 개방되는 형태의 내부 공간을 포함할 수 있다. 상기 하우징(110)의 밑면 및 측벽은 예컨대, 복수의 내화 벽돌을 조적하여 형성되거나, 콘크리트를 타설하여 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 하우징(110)의 내부 공간 일 영역으로는 온도 센서가 배치될 수 있으며, 상기 온도 센서는 하우징(110)으로 유입된 고온가스의 온도를 센싱하여 작업자 단말 또는 별도의 디스플레이 장치로 상기 고온가스의 온도 정보를 제공할 수 있다.

상기 루프(130)는 하우징(110)의 상부 영역으로 배치되어 상기 하우징(110)의 개방된 내부 공감을 마감함으로써, 하우징(110)으로 유입된 고온가스가 외부로 비산되는 것을 차단할 수 있다. 일 실시 예에서, 루프(130)는 난연 또는 내열 특성의 소재를 포함하는 복수의 루프 패널(131)이 상호 결속되어 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 복수의 루프 패널(131) 중 제1 루프 패널의 일 영역에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되고, 상기 제1 루프 패널에 접하여 결속되는 제2 루프 패널의 일 영역에는 상기 돌출부에 대응하는 적어도 하나의 수용부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 루프 패널 또는 제2 루프 패널의 다른 영역에는 또 다른 제3 루프 패널과의 결속과 관련하여, 상기 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 수용부가 더 형성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 돌출부 및 적어도 하나의 수용부는 예컨대, 외력에 의하여 상호 맞물리며 결합되거나, 결합된 상태로부터 탈거될 수 있다. 또는, 복수의 루프 패널(131)은 지정된 결속 부재(예: 클램프(clamp) 등)를 기반으로 상호 결속될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131) 각각의 측면 영역에는 패킹(packing) 부재가 포함될 수 있으며, 복수의 루프 패널(131) 간의 결속 시 상기 패킹 부재에 의하여 이음매 영역이 실링(sealing)될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131)이 상호 결속되어 형성되는 루프(130)는 하우징(110)의 측벽 상면 영역에 안착될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 복수의 루프 패널(131) 각각은 일측 모서리 영역이 라운드지게 내입된 형상을 포함할 수 있으며, 복수의 루프 패널(131) 간의 결속 시 상기 일측 모서리 영역들이 상호 접하도록 배치되는 경우 루프(130) 상에는 적어도 하나의 제1 관통홀(10 및/또는 20)이 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 제1 관통홀(10 및/또는 20)은 고온가스의 유입구 또는 유출구로 이해될 수 있으며, 이와 관련하여 상기 적어도 하나의 제1 관통홀(10 및/또는 20)에 대응하는 루프(130)의 상부 영역으로는 전기로로부터 하우징(110)으로의 고온가스 이송을 가이드하는 제1 덕트(11) 및/또는 하우징(110)으로부터 외부 설비(예: 집진 설비 또는 냉각탑 등)로의 고온가스 이송을 가이드하는 제2 덕트(21)가 설치될 수 있다.

일 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131) 각각은 내부 공간을 포함할 수 있으며, 일측 측면 영역으로 상기 내부 공간으로의 냉각수 투입을 지원하는 제1 파이프(132) 및 상기 투입된 냉각수가 유동하여 유입되는 덕트(133)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 파이프(132) 및 덕트(133)는 상기 일측 측면 영역을 관통함으로써 상기 복수의 루프 패널(131)의 내부 공간과 상통하는 형태로 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 덕트(133)는 상기 덕트(133)로 유입된 냉각수의 외부 배출을 지원하는 제2 파이프(133a) 및 상기 냉각수의 용이한 배출과 관련하여 공기가 투입되는 제3 파이프(133b)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131) 각각의 상면 영역에는 상기 내부 공간 상에서의 냉각수 분사 상태 확인 및 상기 냉각수 분사와 관계되는 구성요소(예: 후술되는 제1 튜브(도 3의 136))의 용이한 수리를 지원하는 적어도 하나의 해치도어(134)가 포함될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 해치도어(134)는 작업자가 파지할 수 있는 적어도 하나의 핸들(handle)을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 핸들에 작용하는 외력에 대응하여 개방됨으로써 복수의 루프 패널(131)의 내부 공간을 외부로 노출시킬 수 있다.

상기 지지 프레임(150)은 지정된 체결 부재(예: 클램프(clamp) 등)를 기반으로 복수의 루프 패널(131) 각각과 체결되어 상기 복수의 루프 패널(131) 간의 고정을 지원할 수 있다. 또는, 지지 프레임(150)은 상기 복수의 루프 패널(131) 각각과 체결된 상태에서, 일부 프레임이 하우징(110)의 측벽 상면 영역 중 적어도 일부에 삽말되어 상기 하우징(110)과 복수의 루프 패널(131) 간의 고정을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지지 프레임(150)은 제1 순차로 복수의 루프 패널(131) 각각과 체결될 수 있으며, 상기 제1 순차 이후의 제2 순차로 일부 프레임이 하우징(110)의 측벽 상면 영역에 삽말될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 지지 프레임(150)은 루프(130) 상의 상이한 영역들로 배치되는 복수의 지지 프레임(150)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 복수의 지지 프레임(150) 각각의 일부 프레임은 복수의 루프 패널(131) 중 일부(또는, 루프(130)의 일 영역)를 횡단하도록 연장되어 다른 일부 프레임과 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 지지 프레임(150)의 일 영역에는 상기 루프(130)의 상부 영역으로 설치되는 제1 덕트(11) 및/또는 제2 덕트(21)가 체결될 수 있으며, 이로 인하여 상기 루프(130)에 인가되는 제1 덕트(11) 및/또는 제2 덕트(21)의 하중이 경감될 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 5는 다양한 실시 예에 따른 루프 패널의 일 방향 단면을 도시한 도면이다. 도 3, 도 4 및 도 5에서 참조되는 상기 루프 패널의 일 방향 단면은 도 2에 제시된 A-A' 방향에 대한 단면으로 이해될 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 복수의 루프 패널(131) 각각의 일측 측면 영역으로 포함되는 제1 파이프(132)는 상기 일측 측면 영역을 관통하여 복수의 루프 패널(131)의 내부 공간으로 연장될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 내부 공간 상의 제1 파이프(132) 종단 영역에는 중공을 포함하는 제1 튜브(136)가 연결될 수 있으며, 상기 제1 튜브(136)의 중공 영역으로는 제1 파이프(132)로부터 공급되는 냉각수가 유동할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 튜브(136)는 상기 중공 영역에서 유동하는 냉각수를 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 내측 표면으로 분사하기 위한 복수의 확대 노즐(135)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 확대 노즐(135)은 예컨대, 제1 튜브(136) 상의 일 지점에서 좌우 측면 및 저면 영역에 상기 중공과 상통하는 형태로 포함될 수 있으며, 상기 일 지점은 제1 튜브(136) 상에서 균일한 간격으로 반복될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제1 튜브(136)는 적어도 일 영역이 플렉시블(flexible)한 소재를 포함하여, 복수의 루프 패널(131)의 형상(예: 일측 모서리 영역이 라운드지게 내입된 형상)에 따라 일 영역이 굴곡될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 튜브(136)는 다단으로 중첩 체결된 구조를 갖는 복수의 단위 튜브를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 단위 튜브를 기반으로 그 길이가 신축 가능할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단위 튜브를 포함하는 제1 튜브(136)는 복수의 루프 패널(131)의 형상에 따라 적절한 길이로 신축되거나, 적어도 하나의 해치도어(도 2의 134)를 통한 상기 내부 공간 상태 확인 동작에서 상기 복수의 단위 튜브 중 적어도 일부가 다단으로 인입되어 길이가 축소될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 복수의 단위 튜브 각각은 확대 노즐(135)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131) 각각의 일측 측면 영역으로 포함되는 제1 파이프(132) 및 상기 제1 파이프(132)의 일측 종단 영역에 연결되는 제1 튜브(136)는 복수의 루프 패널(131) 상에 복수로 포함될 수 있으며, 복수의 제1 파이프(132) 및 제1 튜브(136) 구조체는 상호 지정된 간격으로 이격 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제1 튜브(136) 및 복수의 확대 노즐(135)을 통하여 분사되는 냉각수는 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 내측 표면 상을 유동하여 덕트(133)로 유입된 후, 상기 덕트(133)에 형성된 제2 파이프(133a)에 의해 가이드되어 외부로 배출될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)은 냉각수의 유동을 상기 덕트(133)로 유도하기 위하여 지정된 기울기를 갖는 플랫(plat) 형상의 경사면을 포함할 수 있다. 또는, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)은 각각 소정의 기울기를 가지며 연속되는 복수의 엠보싱(embossing) 패턴의 경사면으로 구현될 수 있다. 상기 복수의 엠보싱 패턴은 예컨대, 복수의 루프 패널(131) 저면(137)의 표면적을 증가시켜 상기 냉각수에 의한 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또는, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)은 상기 지정된 기울기를 갖는 플랫 형상의 경사면으로 구현되고, 상기 플랫 형상의 경사면의 상부로 상기 복수의 엠보싱 패턴을 갖는 별도의 레이어가 적층될 수 있다.

일 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면에는 상기 저면(137) 외측 표면과 유사한 형상 및 면적을 포함하는 겔 시트(gel sheet)(138)가 점착될 수 있다. 예를 들어, 겔 시트(138)는 상기 저면(137)의 형상과 대응하는 플랫 형상 또는 엠보싱 패턴 형상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 겔 시트(138)는 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면에 점착되는 필름(138a), 상기 필름(138a)에 대면하는 금속 박판(138b) 및 상기 필름(138a)과 금속 박판(138b) 사이 영역에 충적되는 복수의 히드로겔(hydrogel)(138c)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 히드로겔(138c)은 예컨대, 상기 제1 튜브(136) 및 복수의 확대 노즐(135)을 통하여 분사되는 냉각수를 흡수하여 고밀도로 팽윤됨으로써, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면을 냉각시킬 수 있다. 이와 관련하여, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)은 제1 튜브(136) 및 복수의 확대 노즐(135)을 통하여 분사되는 냉각수의 일부를 복수의 히드로겔(138c)로 가이드하기 위한 공극을 포함할 수 있으며, 상기 공극의 내면은 필름(138a)을 관통하며 복수의 히드로겔(138c)이 충적된 영역으로 연장될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 공극은 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 상에서 단일의 공극으로 구성되거나, 상호 지정된 이격 간격을 갖는 복수의 공극으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 공극에 의하여 가이드되는 냉각수는 일부 히드로겔에 함유되고, 상기 일부 히드로겔의 냉각수 함유량이 포화 상태가 되는 경우 상기 일부 히드로겔에 인접되는 다른 일부의 히드로겔로 함유되며 점진적으로 복수의 히드로겔(138c)에 흡수될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상호 결속된 복수의 루프 패널(131) 중 임의의 루프 패널은 상기 결속으로부터 탈거될 수 있는 바, 탈거된 상기 임의의 루프 패널의 저면(137) 외측 표면에 점착된 겔 시트(138)는 교체 가능할 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 연소실 및 제1 덕트 간의 체결 형태를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 루프(130)의 상부로 설치되는 제1 덕트(11)는 상기 루프(130)에 형성된 제1 관통홀(10)과 대응하는 크기의 중공을 포함하고, 상기 중공을 둘러싸는 격벽으로는 냉각수가 유동할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 덕트(11)의 저면 영역에는 상기 냉각수를 배출하기 위한 복수의 파이프(12)가 포함될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 덕트(11)에 형성된 복수의 파이프(12)로부터 배출되는 냉각수는 루프(130)를 형성하는 복수의 루프 패널(도 2의 131) 중 일부 루프 패널(예: 제1 덕트(11)의 설치 범위에 포함되는 루프 패널) 각각의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 일부 루프 패널 각각의 상면에는 상기 제1 덕트(11)에 형성된 복수의 파이프(12)와 일대일 대응하는 제2 관통홀(139)이 포함될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 루프(130)의 상부로 제1 덕트(11)가 설치되는 경우, 상기 제1 덕트(11)에 형성된 복수의 파이프(12)는 상기 일부 루프 패널에 형성된 제2 관통홀(139)에 정합되며 내입될 수 있다. 이에 따르면, 상기 제1 덕트(11)에 형성된 복수의 파이프(12)로부터 배출되는 냉각수는 상기 일부 루프 패널 각각의 관통홀(139)을 통하여 해당 루프 패널의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 상기 일부 루프 패널의 내부 공간으로 유입된 냉각수는 상기 일부 루프 패널의 저면 경사를 따라 덕트(133)로 유동하여 상기 덕트(133)에 형성된 제2 파이프(133a)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 루프 패널의 방폭 구조를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 복수의 루프 패널(131) 중 적어도 일부는 하우징(도 1의 110)에 유입된 고온가스의 폭발과 관련한 방폭 구조를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 고온가스는 하우징(110)의 내부 공간에서 각종 요인(예: 수분과의 반응 등)에 의하여 폭발할 수 있으며, 이 경우 하우징(110)의 상부로 배치된 루프(도 1의 130)의 적어도 일부는 상기 폭발에 따른 압력 또는 충격파 등에 의하여 요동할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 복수의 루프 패널(131) 중 적어도 일부는 상기 고온가스의 폭발 발생시, 루프(130)의 요동이 억제되도록 상기 폭발에 수반되는 압력 또는 충격파 등을 외부로 배출시키기 위한 방폭 도어(170)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 방폭 도어(170)는 제1 프레임(171), 제2 프레임(172) 및 원판(173)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(171)의 일단은 복수의 루프 패널(131)의 상면과 고정되고, 타단은 상기 복수의 루프 패널(131)의 상부를 향해 소정의 기울기로 신장될 수 있다. 상기 제2 프레임(172)은 일단이 제1 프레임(171)의 타단과 지정된 각도로 힌지 결합되고, 타단이 원판(173)에 고정될 수 있다. 상기 원판(173)은 제2 프레임(172)과 연결된 상태로 복수의 루프 패널(131)의 상면에 별도의 점착 또는 체결이 배제되며 거치될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 루프 패널(131)은 상기 원판(173)에 대응하는 영역으로 상기 복수의 루프 패널(131)의 상면으로부터 저면을 관통하는 형태의 제3 관통홀(174)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 고온가스의 폭발 발생시, 상기 원판(173)에는 제3 관통홀(174)을 통하여 상기 폭발에 따른 압력 또는 충격파가 인가될 수 있으며, 원판(173)은 제1 프레임(171) 및 제2 프레임(172) 간의 힌지 결합을 기반으로 상기 압력 또는 충격파에 대응하여 적어도 일부가 자동 개방될 수 있다. 상기 원판(173)의 적어도 일부가 개방됨에 따라, 상기 고온가스의 폭발에 따른 압력 또는 충격파가 외부로 배출되는 경우, 원판(173)은 제1 프레임(171) 및 제2 프레임(172) 간의 힌지 결합에 의해 자동 폐쇄될 수 있다.

일 실시 예에서, 원판(173)은 내부 공간을 포함할 수 있으며, 상기 원판(173)의 내부 공간으로는 상기 폭발 발생에 따라 원판(173)의 저면에 가해지는 열기를 냉각시키기 위한 냉각수가 공급될 수 있다. 예를 들어, 원판(173)의 내부 공간 및 제1 파이프(132)는 제2 튜브(175)에 의해 연결됨으로써, 상기 제1 파이프(132)로부터 공급되는 냉각수가 제2 튜브(175)를 통하여 원판(173)의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 또한, 원판(173) 내부 공간 상의 냉각수 배출과 관련하여, 상기 원판(173)의 내부 공간 및 덕트(도 2의 133)는 제3 튜브(176)에 의해 연결될 수 있다.

도 8은 일 실시 예에 따른 연소실 제조 방법을 도시한 도면이다. 도 8을 통하여 언급되는 연소실(도 1의 100)의 구성요소에 대한 구조적 형상, 특징, 작용 및 효과 등은 도 1 내지 도 7을 통하여 전술한 바와 동일할 수 있으며, 이하에서 상기 연소실(100)의 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

도 8을 참조하면, 단계 801에서, 상호 결속되어 루프(도 1의 130)를 형성하는 복수의 루프 패널(도 2의 131)의 내부 공간으로 튜브(도 3의 136)가 배치될 수 있다. 상기 튜브(136)는 복수의 루프 패널(131)의 저면(도 3의 137) 내측 표면으로 냉각수를 분사할 수 있으며, 이와 관련하여 복수의 루프 패널(131)의 일측 영역에는 튜브(136)의 일측 종단과 연결되어 상기 튜브(136)로 냉각수를 공급하는 제1 파이프(도 2의 133a) 및 상기 튜브(136)로부터 분사된 냉각수의 외부 배출을 지원하는 덕트(도 2의 133)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 덕트(133) 상에는 상기 튜브(136)로부터 분사된 후 덕트(133)로 유입되는 냉각수를 외부로 배출시키기 위한 제2 파이프(도 2의 133a) 및 상기 제2 파이프(133a)를 통하여 냉각수가 용이하게 배출되도록 덕트(133)로 공기를 유입시키는 제3 파이프(133b)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 튜브(136)를 배치하는 단계는 튜브(136)의 일 영역을 굴곡시키거나, 상기 튜브(136)의 길이를 신축시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 튜브(136)는 적어도 일 영역이 플렉시블한 소재를 포함하여 일 영역이 복수의 루프 패널(131)의 형상에 대응하도록 굴곡될 수 있다. 또는, 상기 튜브(136)는 다단으로 중첩 체결된 구조의 복수의 단위 튜브를 포함함으로써, 상기 복수의 단위 튜브 중 적어도 일부의 인입 또는 인출을 기반으로 복수의 루프 패널(131)의 형상에 따라 길이가 신축될 수 있다.

단계 803에서, 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면에 겔 시트(도 3의 138)가 점착 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 겔 시트(138)는 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면과 대응하는 형상 및 면적을 포함할 수 있으며, 수분(예: 냉각수) 흡수 시 고밀도로 팽윤되는 특성을 포함하여 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면을 냉각시킬 수 있다. 이와 관련하여, 겔 시트(138)는 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면에 점착되는 필름(도 3의 138a), 상기 필름(138a)에 대면하도록 배치되는 금속 박판(도 3의 138b) 및 상기 필름(138a)과 금속 박판(138b) 사이 영역에 충적되어 수분을 흡수하는 복수의 히드로겔(도 3의 138c)을 포함할 수 있다.

단계 805 및 단계 807에서, 하우징(도 1의 110)의 상부 영역으로 복수의 루프 패널(131)이 상호 결속되어 형성되는 루프(130)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 루프(130)는 하우징(110)이 포함하는 개방된 내부 공간을 마감하도록 상기 하우징(110)의 측벽 상면 영역에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 루프(130)를 배치하는 단계는 복수의 루프 패널(131)을 지정된 형상으로 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)은 튜브(136)로부터 분사된 냉각수의 유동을 덕트(133)로 유도하기 위하여 상기 덕트(133)를 향해 지정된 기울기를 갖는 플랫 형상의 경사면으로 형성될 수 있다. 또는, 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)는 상기와 유사한 목적으로, 소정의 기울기를 가지며 연속되는 복수의 엠보싱 패턴을 포함하는 경사면으로 형성될 수 있다. 또는, 복수의 루프 패널(131)의 상면 일 영역에는 상기 복수의 루프 패널(131)의 내부 공간에 대한 상태 확인을 지원하는 적어도 하나의 해치도어(도 2의 134)가 형성될 수 있다. 또는, 복수의 루프 패널(131)의 저면(137)에는 상기 튜브(136)로부터 분사되는 냉각수의 일부를 겔 시트(138)로 가이드하기 위한 적어도 하나의 공극이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 공극은 복수의 루프 패널(131)의 저면(137) 외측 표면에 점착된 필름(138a)를 관통하여 복수의 히드로겔(138c)로 연장되도록 형성될 수 있다. 또는, 복수의 루프 패널(131)의 상면 일 영역에는 하우징(110)의 내부 공간 상에서 발생 가능한 고온가스의 폭발에 따른 부산물(예: 압력 또는 충격파 등)을 외부로 배출시키기 위한 방폭 도어(도 7의 170)가 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 루프 패널(131)에는 상기 방폭 도어(170)에 대응하는 영역으로, 상기 방폭 도어(170)와 하우징(110)의 내부 공간을 상통시키기 위한 관통홀(도 7의 174)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 방폭 도어(170)는 복수의 루프 패널(131)의 상면에 고정되는 제1 프레임(도 7의 171), 상기 제1 프레임(171)과 힌지 결합되는 제2 프레임(도 7의 172) 및 상기 제2 프레임(172)의 일단과 고정되어 상기 복수의 루프 패널(131)의 상면에 거치되는 원판(도 7의 173)을 포함할 수 있으며, 상기 고온가스의 폭발에 따른 부산물은 관통홀(174)을 통하여 원판(173)에 인가될 수 있다. 상기 원판(173)은 제1 프레임(171) 및 제2 프레임(172) 간의 힌지 결합을 기반으로 상기 부산물에 대응하여 적어도 일부가 자동 개방될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 루프(130)를 배치하는 단계는 복수의 루프 패널(131)을 결속시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 루프 패널(131)은 상기 제조 단계에서 일측 모서리 영역이 라운드지게 내입된 형상으로 제조될 수 있으며, 이를 기반으로 복수의 루프 패널(131)은 상기 일측 모서리 영역들이 상호 접하도록 배치되며 결속될 수 있다. 이 경우, 루프(130) 상에는 외부 덕트(도 1의 11 및/또는 21)와 상통되기 위한 적어도 하나의 관통홀(도 1의 10 및/또는 20)이 형성될 수 있다.

단계 809에서, 하우징(110) 및 루프(130)는 지지 프레임(도 1의 150)에 의하여 상호 고정될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 지지 프레임(150)은 복수의 루프 패널(131) 각각과 체결되어 상기 복수의 루프 패널(131) 각각의 고정을 지원하고, 상기 복수의 루프 패널(131) 각각과 체결된 상태에서 일부 프레임이 하우징(110)의 측벽 상면 영역 중 적어도 일부 영역에 삽말되어 상기 하우징(110)과 복수의 루프 패널(131) 간의 고정을 지원할 수 있다.

본 문서에 개시된 실시 예는, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

1. 전기로에 인접 배치되어 상기 전기로에서 생성되는 고온가스를 연소시키는 연소실의 제조 방법에 있어서,
   상부 방향으로 개방된 내부 공간을 포함하는 하우징의 측벽 상면 영역에 상기 개방된 내부 공간을 마감하도록 복수의 루프 패널이 상호 결속되어 형성되는 루프를 배치하는 단계; 및
   상기 하우징 및 상기 루프 간의 고정을 지원하는 적어도 하나의 지지 프레임의 일 영역이 상기 복수의 루프 패널 각각과 체결되고, 다른 일 영역이 상기 하우징의 측벽 상면 영역 중 적어도 일부에 삽말되도록, 상기 지지 프레임을 배치하는 단계;를 포함하고,
   상기 루프를 배치하는 단계는,
   상기 복수의 루프 패널의 내부 공간에 상기 복수의 루프 패널의 저면 내측 표면으로 냉각수를 분사하는 튜브를 배치하는 단계; 및
   상기 복수의 루프 패널의 저면 외측 표면에 상기 냉각수의 일부를 흡수하는 상기 복수의 루프 패널의 저면과 대응하는 형상의 겔 시트(gel sheet)를 배치하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 루프를 배치하는 단계는,
   일측 모서리 영역이 라운드지게 내입된 형상을 포함하는 상기 복수의 루프 패널을 상기 일측 모서리 영역이 상호 접하도록 결속하는 단계; 및
   상기 복수의 루프 패널의 결속을 기반으로 상기 루프 상에 적어도 하나의 제1 관통홀을 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 튜브를 배치하는 단계는,
   상기 복수의 루프 패널의 일측 측면 영역에 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간으로 냉각수를 공급하는 제1 파이프를 배치하는 단계;
   상기 제1 파이프의 일측 종단과 상기 튜브를 연결하는 단계; 및
   상기 제1 파이프와 인접되는 영역으로 상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 외부 배출을 지원하는 덕트를 배치하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 덕트를 배치하는 단계는,
   상기 덕트의 일 영역으로 상기 덕트로 유입되는 냉각수를 외부로 배출하는 제2 파이프를 배치하는 단계; 및
   상기 제2 파이프와 인접되는 영역으로 상기 덕트로의 공기 유입을 지원하는 제3 파이프를 배치하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 루프를 배치하는 단계는,
   상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 유동을 상기 덕트로 유도하기 위하여, 상기 복수의 루프 패널의 저면을 지정된 기울기를 갖는 플랫(plat) 형상의 경사면으로 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
6. 제3항에 있어서,
   상기 루프를 배치하는 단계는,
   상기 튜브로부터 분사된 냉각수의 유동을 상기 덕트로 유도하기 위하여, 상기 복수의 루프 패널의 저면을 소정의 기울기를 가지며 연속되는 복수의 엠보싱(embossing) 패턴의 경사면으로 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 루프를 배치하는 단계는,
   상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역으로 상기 복수의 루프 패널의 내부 공간을 외부로 노출시키기 위한 적어도 하나의 해치도어를 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 튜브를 배치하는 단계는,
   적어도 일 영역이 플렉시블(flexible)한 소재를 포함하는 상기 튜브의 일 영역을 상기 복수의 루프 패널의 형상에 대응하도록 굴곡시켜 배치하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 튜브를 배치하는 단계는,
   다단으로 중첩 체결된 구조의 복수의 단위 튜브를 포함하는 상기 튜브의 길이를 상기 복수의 루프 패널의 형상에 대응하도록 신축시켜 배치하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 겔 시트를 배치하는 단계는,
    상기 복수의 루프 패널의 저면 외측 표면에 필름을 점착시키는 단계;
    금속 박판을 상기 필름과 대면하도록 배치하는 단계; 및
    상기 필름 및 상기 금속 박판 상이 영역에 복수의 히드로겔(hydrogel)을 충적시키는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 루프를 배치하는 단계는,
    상기 복수의 루프 패널의 저면에 상기 필름을 관통하며 상기 복수의 히드로겔로 연장되는 적어도 하나의 공극을 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
12. 제1항에 있어서,
    상기 루프를 배치하는 단계는,
    상기 하우징 내부 공간에서의 상기 고온가스 폭발과 관련하여, 상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역으로 상기 고온가스 폭발에 따른 부산물을 외부로 배출시키는 방폭 도어를 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 방폭 도어를 형성하는 단계는,
    상기 복수의 루프 패널의 상면 일 영역에 제1 프레임의 일측 종단을 상기 복수의 루프 패널과 소정의 각도를 이루도록 고정하는 단계;
    상기 제1 프레임의 타측 종단에 제2 프레임의 일측 종단을 힌지 결합하는 단계;
    상기 제2 프레임의 타측 종단을 원판에 고정하는 단계; 및
    상기 원판을 상기 제2 프레임과 고정된 상태로 상기 복수의 루프 패널의 상면에 거치시키는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 루프를 배치하는 단계는,
    상기 부산물의 외부 배출과 관련하여, 상기 복수의 루프 패널에 상기 원판의 거치 영역과 대응하는 영역으로 상기 복수의 루프 패널의 상면으로부터 저면을 관통하는 형태의 제2 관통홀을 형성하는 단계;를 포함하는, 연소실 제조 방법.

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