KR102500351B1 - 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 다수개의 화염안정화링 단위부재들이 결합된 화염안정화링에 구비된 엣지를 통해 미분탄이 분사구를 향해 모아지게 하며, 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 구성마다 최적의 조성을 이용하며, 코팅층을 형성하여 내마모성과 내열성을 증대시킬 수 있는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 관한 것이다.
Description
본 발명은 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링에 구비된 엣지를 통해 미분탄이 분사구를 향해 모아지게 하며, 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 구성마다 최적의 조성을 이용하며, 코팅층을 형성하여 내열성, 내식성 및 내마모성을 증대시킬 수 있는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 관한 것이다.
일반적으로, 화력발전소에서는 대형보일러를 사용하여, 200메쉬 이하로 분쇄된 석탄을 연료로 사용한다.
이때 연소과정에서 석탄에 함유된 유기질 질소가 산화되며, 산화 이후 생성된 질소 산화물(NOx)은 대기를 크게 오염시킨다.
이에 따라, 질소 산화물(NOx)을 저감시키기 위한 연소방법을 2단 연소방법이 수행되며, 2단 연소방법은 1단계로 석탄을 낮은 산소농도로 연소시켜 질소 산화물(NOx)을 함유하는 환원성 불꽃을 형성시킨 다음, 2단계로 산소를 충분하게 공급하여 질소 산화물(NOx)을 질소로 기상 환원시키는 공법이다.
여기서, 한 개의 보일러 버너로 2단 연소방법을 수행하기 위해 버너 노즐 끝 부분에 화염안정화 장치를 부착하여 2단 연소방법을 수행한다.
도 1은 종래의 보일러 버너를 설명하기 위한 도면으로, 도 1을 참조하면, 종래의 보일러 버너는 제1 공기에 의해 미분탄이 이송되는 분탄관(11), 분탄관(11) 내부 중앙에 설치되어 농축된 미분탄을 이송하는 탄환 모양의 분탄 농축관(12), 분탄관(11)의 외경부에 형성되어 공기를 공급하기 위한 제2 공기 통로(b) 및 제3 공기 통로(c), 상기 분탄관(11)의 선단 내경부에 설치되는 슬리브링(13) 및 화염안정화링(14)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 화염안정화링(14)은 원주형 형태로 구비되며, 차단판(14a)이 원주 내면의 분탄 통로를 향하여 수직으로 돌출되어 구비되고, 차단벽(14b)이 보일러 화실쪽을 향하여 벌어진 형태로 형성되어 분탄과 불꽃이 외곽으로 분산되는 것을 방지한다.
또한, 노 내로 분사된 분탄은 공기가 희박한 상태로 불완전 연소되어 질소 산화물(NOx)가 포함된 환원성 1차 화염이 형성되며, 형성된 화원성 1차 화염은 노 내부로 진행함에 따라 분탄관(11) 외측에 설치된 제2 공기통로(b) 및 제3 공기통로(c)로부터 흘러나오는 충분한 량의 공기에 의해 질소산화물(NOx)가 질소(N2)로 황원되어 저NOx 연소가 이루어진다.
도 2는 종래의 보일러 버너 각 구성의 이미지이며, 도 2를 참조하면, (a)는 종래의 로드 프로텍터는 빠르게 이송되는 미분탄에 지속적으로 충돌되어, 외측면이 손상되고, (b)는 종래의 레귤레이션 로드는 장시간 고온에 노출됨과 동시에 미분탄이 충돌하여 파손되고, (c)는 종래의 세라믹 프로텍터는 미분탄이 이송되는 통로에 소정각도로 돌출되어 있어 미분탄의 충돌로 인해 마모되고, (d)는 종래의 분탄 농축관은 장시간 고온에 노출됨과 동시에 미분탄이 충돌하여 파손되며, (e)는 종래의 화염안정화링은 장시간 고온에 노출되어, 열손상과 열변형이 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 미분탄이 이송되는 통로에 구비된 로드 프로텍터, 세라믹 프로텍터는 미분탄과의 충돌로 인해 파손되며, 레귤레이션 로드, 분탄농축관 및 화염안정화링은 고온과 함께 미분탄이 충돌하여 파손되는 문제점이 있었다.
도 3은 종래의 보일러 버너 화염안정화링의 타입별 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 화염안정화링(14)은 4개의 화염안정화링 단위부재가 결합되어 하나의 링 형상을 이루며, 종래의 화염안정화링(14)의 외측에는 분탄관과 결합된 곳부터 미분탄이 이송되는 방향으로 다수개의 홈이 형성되며, 상기 홈에는 화염검출기 또는 오일점화기가 구비되며, 홈의 위치에 따라 형태가 달라진다.
보다 구체적으로, 종래의 화염안정화링 단위부재는 상부 화염안정화링 단위부재, 하부화염안정화링 단위부재, 일측 화염안정화링 단위부재, 타측 화염안정화링이 단위부재를 포함하며, 상부 화염안정화링 단위부재와 일측 화염안정화링 단위부재 및 타측 화염안정화링 단위부재가 결합부위의 외측면에는 공통적으로 홈이 형성되며, (a)는 타측 화염안정화링 단위부재의 외측면에 추가적인 홈이 생성되고, (b)는 상부 화염안정화링 단위부재의 외측면에 추가적인 홈이 형성되고, (c)는 상부 화염안정화링 단위부재의 외측면 중 (b)와 다른위치에 추가적인 홈이 형성되고, (d)는 일측 화염안정화링 단위부재에 홈이 형성되며, (e)는 종래의 화염안정화링의 실제 이미지이다.
여기서, 종래의 화염안정화링 단위부재는 위치에 따라 열부식 및 마모되는 정도가 차이가 나며, 주로 상부, 일측 및 타측 화염안정화링 단위부재에 열부식 및 마모가 발생하고 있어, 효율적인 관리가 어렵고, 종래의 화염안정화링 단위부재들은 제품이 세트화되어 있어, 상부, 일측 및 타측 화염안정화링 단위부재의 잦은 교체로 인해 하부 화염안정화링 단위부재는 악성 재고가 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 화염안정링에 구비되는 엣지에 의해 미분탄이 분사구를 향해 모아지게 할 수 있는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 구성마다 최적의 조성을 이용하며, 외측면에 코팅층을 형성하여, 각 구성의 내열성, 내식성 및 내마모성을 증대시킬 수 있는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링은 형상이 다른 다수개의 화염안정화링 단위부재가 결합되어 이루어진 종래의 화염안정화링과 비교하여, 형상이 동일한 다수개의 화염안정화링 단위부재가 결합되어 이루어져, 화염안정화링 단위부재를 교체할 경우 악성 재고가 발생되지 않음으로써, 화염안정화링의 효율적인 관리를 통해 경제성과 편의성이 증대될 수 있는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 미분탄이 이송되는 분탄관 내측에 구비되며, 내부에 오일이 일측에서 타측방향으로 이송되는 로드 프로텍터, 일측은 상기 로드 프로텍터의 타측과 연결되는 세라믹 프로텍터, 일측은 상기 세라믹 프로텍터의 타측과 연결되는 분탄 농축관, 상기 세라믹 프로텍터와 상기 분탄 농축관의 내부에 구비되며, 일측은 상기 로드 프로텍터의 타측과 연통되고, 상기 로드 프로텍터를 통해 공급되는 오일이 타측의 분사구로 분사되며, 상기 세라믹 프로텍터와 상기 분탄 농축관에 의해 상기 미분탄으로부터 손상이 방지되는 레귤레이션 로드 및 양단이 개방된 원통형상으로 일측은 상기 분탄관의 타측과 연결되고, 타측은 일측에서 타측방향으로 내측 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련되는 화염안정화링 본체부, 상기 화염안정화링 본체부의 내측 중앙부에서 원주방향을 따라 상기 분탄관의 중심측을 향해 일체로 소정크기 돌출되어 형성되고, 소정형상으로 원주방향을 따라 서로 동일간격 이격되게 배치되는 다수개의 엣지홈이 마련되는 엣지고정턱, 일측은 상기 엣지홈과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 엣지홈들에 각각 측방으로 끼워져 조립되며, 타측은 상기 분탄관의 중심측을 향해 돌출되는 엣지;를 포함하는 화염안정화링을 포함하고, 상기 엣지에 의해 상기 미분탄이 상기 분사구를 향해 모아지게 하는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 엣지홈들은 일측에서 타측을 향해 일정 깊이로 파여져 형성되고, 상기 엣지는 상기 엣지홈에 일측에서 타측방향으로 끼워져 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 세라믹 프로텍터는 일측에서 타측을 향해 내측 직경이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되며, 상기 분탄 농축관은 소정위치에서 타측을 향해 내측직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 분사구는 상기 분탄농축관의 타측 외부로 돌출되어 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 분사구는 하나의 홀로 형성되거나, 다수의 홀이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화염안정화링은 형상이 동일한 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어 하나의 링 형상을 이루도록 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 엣지고정턱의 타측면에 구비되어, 상기 엣지들의 측방향 이탈을 방지하는 링 형상의 엣지 커버를 더 포함하여 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화염안정화링 및 상기 분탄 농축관은 탄소 0.3 내지 0.8 중량%, 규소 2 내지 2.5 중량%, 망간 1.5 내지 2 중량%, 인 0.01 내지 0.04 중량%, 황 0.01 내지 0.04 중량%, 크롬 26 내지 31 중량%, 니켈 17 내지 21 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화염안정화링, 상기 분탄 농축관 및 상기 레귤레이션 로드는 지르코늄디옥사이드(ZrO2)를 이용한 열차폐코팅(TBC)층이 형성되며, 상기 지르코늄디옥사이드(ZrO2)는 8 내지 20중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 로드 프로텍터는 탄소 0.1 내지 0.5 중량%, 망간 0.5 내지 4 중량%, 규소 0.5 내지 2 중량% 및 크롬 24 내지 26 중량%, 니클 3 내지 10 중량%, 질소 0.05 내지 0.5 중량%, 0.03 내지 0.04 중량%, 황 0.05 내지 0.5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 세라믹 프로텍터는 탄화규소 85 내지 95 중량%를 포함하거나 질화규소 85 내지 95중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 레귤레이션 로드는 탄소 0.06 내지 0.08 중량%, 규소 0.7 내지 1.5 중량%, 망간 1.4 내지 2 중량%, 인 0.02 내지 0.045 중량%, 황 0.01 내지 0.03 중량%, 크롬 24 내지 26 중량% 및 니켈 19 내지 22 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 의하면, 화염안정화링 내측에 구비된 엣지에 의해 분탄관에서 분출되는 미분탄이 분사구를 향해 모아지게 하여, 연소 효율을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.
또한, 본 발명의 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 의하면, 세라믹 보일러 버너의 구성마다 최적의 조성을 이용하며, 외측면의 코팅층을 형성하여, 종래의 보일러 버너보다 내열성, 내식성 및 내마모성을 증대시킴으로써, 세라믹 보일러 버너의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너에 의하면, 형상이 다른 다수개의 화염안정화링 단위부재가 결합되어 이루어지는 종래의 화염안정화링과 비교하여, 본 발명의 화염안정화링은 형상이 동일한 다수개의 화염안정화링 단위부재가 결합되어 이루어져, 화염안정화링 단위부재의 교체시 악성 재고가 발생되지 않음으로써, 효율적인 관리를 통해 경제성과 편의성을 증대시키고, 화염안정화링의 생산과 정비 및 관리 효율을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.
도 1은 종래의 보일러 버너를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 (a)는 경도가 낮은 주철 재질로 인해 마모된 종래의 보일러 버너 로드 프로텍터의 이미지이며, 도 2 (b)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 깨진 종래의 보일러 버너 레귤레이션 로드의 이미지이며, 도 2 (c)는 미분탄의 충돌로 인해 마모가 발생된 종래의 보일러 버너 세라믹 프로텍터의 이미지이며, 도 2 (d)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 깨진 종래의 보일러 버너 분탄 농축관의 이미지이며, 도 2 (e)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 손상된 종래의 보일러 버너 화염안정화링의 이미지이다.
도 3은 종래의 보일러 버너 화염안정화링의 타입별 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 엣지 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 개방형 레귤레이션 로드 및 폐쇄형 레귤레이션 로드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링 단위부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 분탄 농축관 및 화염안정화링에 코팅된 열차폐코팅을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 (a)는 경도가 낮은 주철 재질로 인해 마모된 종래의 보일러 버너 로드 프로텍터의 이미지이며, 도 2 (b)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 깨진 종래의 보일러 버너 레귤레이션 로드의 이미지이며, 도 2 (c)는 미분탄의 충돌로 인해 마모가 발생된 종래의 보일러 버너 세라믹 프로텍터의 이미지이며, 도 2 (d)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 깨진 종래의 보일러 버너 분탄 농축관의 이미지이며, 도 2 (e)는 고열과 미분탄의 충돌로 인해 손상된 종래의 보일러 버너 화염안정화링의 이미지이다.
도 3은 종래의 보일러 버너 화염안정화링의 타입별 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 엣지 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 개방형 레귤레이션 로드 및 폐쇄형 레귤레이션 로드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링 단위부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 분탄 농축관 및 화염안정화링에 코팅된 열차폐코팅을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너(100)는 분탄관(11)의 내부에 구비되며, 내부에서 측방향으로 이송되는 오일과 상기 분탄관(11) 내부에서 측방향으로 이송되는 미분탄(S)을 이용하여 연소반응을 일으키기 위한 버너로, 로드 프로텍터(110), 세라믹 프로텍터(120), 분탄 농축관(130), 레귤레이션 로드(140), 화염안정화링(150)을 포함하여 이루어진다.
상기 로드 프로텍터(110)는 상기 분탄관(11)의 내측에 구비되며, 내부에 오일이 일측에서 타측방향으로 이송된다.
또한, 상기 로드 프로텍터(110)는 탄소 0.1 내지 0.5 중량%, 망간 0.5 내지 4 중량%, 규소 0.5 내지 2 중량% 및 크롬 24 내지 26 중량%, 니클 3 내지 10 중량%, 질소 0.05 내지 0.5 중량%, 0.03 내지 0.04 중량%, 황 0.05 내지 0.5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹 프로텍터(120)는 일측이 상기 로드 프로텍터(110)의 타측과 연결된다.
보다 구체적으로, 상기 세라믹 프로텍터(120) 일측의 내측직경은 상기 로드 프로텍터(11) 타측의 외측 직경보다 크게 형성되어, 상기 로드 프로텍터(110)의 타측이 상기 세라믹 프로텍터(120)의 일측에 끼워져 연결된다.
또한, 상기 세라믹 프로텍터(120)는 일측에서 타측을 향해 내측 직경이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련될 수 있다.
이에 따라, 상기 세라믹 프로텍터(120)에 의해 상기 미분탄(S)이 충돌되어 굴절되며, 굴절된 미분탄(S)이 상기 분탄관(11)의 내측에 충돌되어 굴절됨으로써, 상기 미분탄(S)이 상기 분탄관(11)의 중심측으로 이동된다.
즉, 상기 세라믹 프로텍터(120)는 상기 미분탄(S)이 상기 분탄관(11)의 중심측으로 모이게 한다.
또한, 상기 세라믹 프로텍터(120)는 탄화규소 85 내지 95 중량%를 포함하거나 질화규소 85 내지 95중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 분탄 농축관(130)은 일측이 상기 세라믹 프로텍터(12)의 타측과 연결된다.
여기서, 상기 분탄 농축관(130)은 일측에서 소정위치까지 내측 직경이 유지되며, 소정위치부터 타측을 향해 내측 직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 분탄 농축관(130)은 탄소 0.3 내지 0.8 중량%, 규소 2 내지 2.5 중량%, 망간 1.5 내지 2 중량%, 인 0.01 내지 0.04 중량%, 황 0.01 내지 0.04 중량%, 크롬 26 내지 31 중량%, 니켈 17 내지 21 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 레귤레이션 로드(140)는 상기 세라믹 프로텍터(120)와 상기 분탄 농축관(130)의 내부에 구비되며, 일측은 상기 로드 프로텍터(110)의 타측과 연통되고, 상기 로드 프로텍터(110)를 통해 공급되는 오일이 타측의 분사구(141)로 분사되며, 상기 세라믹 프로텍터(120)와 상기 분탄 농축관(130)에 의해 상기 미분탄(S)로부터 손상이 방지된다.
여기서, 상기 분사구(141)는 상기 분탄 농축관(130)의 타측을 통해 외부로 노출되어 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 화염안정화링(150)은 상기 미분탄(S)이 상기 분사구(141)를 향해 모아지게 하여, 상기 미분탄(S)과 상기 오일에 의해 발생되는 화염이 안정적으로 연소 및 확산되게 하며, 화염안정화링 본체부(151), 엣지고정턱(152) 및 엣지(153)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 화염안정화링 본체부(151)는 양단이 개방된 원통형상으로 일측은 상기 분탄관(11)의 타측과 연결되고, 타측은 일측에서 타측방향으로 내측 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련된다.
또한, 상기 엣지고정턱(152)은 상기 화염안정화링 본체부(151)의 내측 중앙부에서 원주방향으로 따라 상기 분탄관(11)의 중심측을 향해 일체로 소정크기 돌출되어 형성되고, 소정형상으로 서로 동일간격 이격되게 배치되는 엣지홈(152a)이 마련된다.
또한, 상기 엣지(153)는 일측이 상기 엣지홈(152a)과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 엣지홈(152a)들에 각각 측방으로 끼워져 조립되며, 타측이 상기 분탄관(11)의 중심측을 향해 돌출된다.
여기서, 상기 엣지홈(152a)에는 엣지걸림턱(152b)이 구비되어, 상기 엣지(153)의 일측에 걸림으로써, 상기 엣지(153)가 상기 분탄관(11)의 중심측으로 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 상기 엣지(153)는 상기 미분탄(S)과 충돌하며, 충돌된 미분탄(S)은 상기 분사구(141) 방향을 향해 모아지게 된다.
또한, 상기 화염안정화링(150)은 탄소 0.3 내지 0.8 중량%, 규소 2 내지 2.5 중량%, 망간 1.5 내지 2 중량%, 인 0.01 내지 0.04 중량%, 황 0.01 내지 0.04 중량%, 크롬 26 내지 31 중량%, 니켈 17 내지 21 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 엣지 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 화염안정화링(150)은 상기 엣지(153)가 탈락되지 않게 하는 엣지 커버(154)를 더 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 엣지 커버(154)는 링 형상으로 구비되며, 상기 엣지고정턱152)의 타측면에 결합되어, 상기 엣지(153)들의 측방향 이탈을 방지한다.
또한, 상기 엣지홈(152a)들은 일측에서 타측을 향해 일정 깊이로 파여져 형성되고, 상기 엣지(153)는 상기 엣지홈(152a)에 일측에서 타측방향으로 끼워져 설치된다.
즉, 상기 엣지홈(152a)은 상기 엣지(153)의 타측면을 지지하며, 상기 엣지 커버(154)는 상기 엣지(153)의 일측면을 지지하여, 일측에서 타측 방향으로 이송되는 미분탄(S)과의 충돌에 의해 상기 엣지(153)가 이탈되는 것을 방지한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 개방형 레귤레이션 로드 및 폐쇄형 레귤레이션 로드를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 레귤레이션 로드(140)는 상기 분사구(141)의 분무형태에 따라 개방형 레귤레이션 로드 또는 폐쇄형 레귤레이션 로드가 이용될 수 있으며, 상기 레귤레이션 로드는 상기 분사구가 하나의 홀로 형성되며, 상기 폐쇄형 레귤레이션 로드는 다수의 홀이 형성된다.
여기서, 상기 개방형 레귤레이션 로드의 분사구(141)는 하나의 홀로 형성되어, 상기 오일이 집중적으로 분사된다.
또한, 상기 폐쇄형 레귤레이션 로드의 분사구(141)는 다수의 홀이 형성되어, 상기 오일이 방사상으로 분사된다.
또한, 상기 레귤레이션 로드(140)는 탄소 0.06 내지 0.08 중량%, 규소 0.7 내지 1.5 중량%, 망간 1.4 내지 2 중량%, 인 0.02 내지 0.045 중량%, 황 0.01 내지 0.03 중량%, 크롬 24 내지 26 중량% 및 니켈 19 내지 22 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링 단위부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 화염안정화링(150)은 형상이 동일한 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어 하나의 링 형상을 이루도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 화염안정화링 단위부재의 외측에는 미분탄이 이송되는 방향으로 다수개의 화염안정화링 홈(150a)이 형성되며, 상기 화염안정화링 홈(150a)에는 화염검출기 또는 오일점화기가 구비된다.
즉, 종래의 화염안정화링은 형상이 다른 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어, 마모로 인해 화염안정화링 단위부재를 교체할 경우 주로 마모되는 화염안정화링 단위부재만 교체됨으로써, 교체되지 않은 화염안정화링 단위부재들의 재고가 쌓이게 되지만, 본 발명에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 화염안정화링은 형상이 동일한 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어 하나의 링 형상을 이룸으로써, 열부식 및 마모로 인해 화염안정화링 단위부재를 교체할 경우 특정 화염안정화링 단위부재의 재고가 쌓이지 않게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너의 분탄 농축관 및 화염안정화링에 코팅된 열차폐코팅을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 열차폐코팅(TBC)은 본드코팅과 본드코팅 이후 코팅되는 탑코팅으로 이루어지며, 상기 본드코팅은 모재와 탑 코팅의 결속을 유지시키는 역할을 하며, 상기 탑 코팅은 열이 상기 모재로 전달되는 것을 막는 역할을 한다.
또한, 도 9의 (a)는 본드코팅된 분탄 농축관의 이미지이며, 도 9의 (b)는 본드 코팅 이후 탑코팅된 분탄농축관의 이미지이며, 도 9의 (c)는 본드 코팅된 화염안정화링의 이미지이며, 도 9의 (d)는 본드코팅 이후 탑코팅된 화염안정화링의 이미지이다.
또한, 상기 열차폐코팅(TBC)은 상기 레귤레이션 로드(140)에 코팅될 수 있다.
여기서, 상기 분탄 농축관(130), 상기 레귤레이션 로드(140) 및 상기 화염안정화링(150)은 지르코늄디옥사이드(ZrO2)를 이용한 열차폐코팅(TBC)층이 형성되며, 상기 지르코늄디옥사이드(ZrO2)는 8 내지 20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 분탄 농축관(130), 상기 레균레이션 로드(140) 및 상기 화염안정화링(150)에 열차폐코팅되어, 상기 미분탄(S)과 상기 오일에 의해 연소반응에 의한 1200~1300℃의 고온에서 상기 분탄 농축관(130), 상기 레균레이션 로드(140) 및 상기 화염안정화링(150)이 손상되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 세라믹 보일러 버너에 의하면, 엣지에 의해 미분탄이 분사구를 향해 모아져, 연소효율을 증대시킬 수 있으며, 종래의 세라믹 보일러 버너보다 최적의 세라믹 조성으로 마련되는 세라믹 보일러 버너를 사용하며, 외부에 코팅층을 형성하여, 경도와 내열성을 증가시키고, 마모량을 낮춤으로써, 세라믹 보일러 버너의 수명을 증대시킬 수 있으며, 화염안정화링은 형상이 동일한 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어 이루어져, 화염안정화링의 교체의 작업성과 편의성을 향상시킴으로써, 화염안정화링의 관리, 생산 및 작업효율을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
11 : 분탄관 12 : 종래의 분탄농축관
13 : 슬리브링 14 : 종래의 화염안정화링
14a : 종래의 화염안정화링 홈 100 : 세라믹 보일러 버너
110 : 로드 프로텍터 120 : 세라믹 프로텍터
130 : 분탄 농축관 140 : 레귤레이션 로드
141 : 분사구 150 : 화염안정화링
150a : 화염안정화링 홈 151 : 화염안정화링 본체부
152 : 엣지고정턱 152a : 엣지홈
152b: 엣지걸림턱 153 : 엣지
S : 미분탄
13 : 슬리브링 14 : 종래의 화염안정화링
14a : 종래의 화염안정화링 홈 100 : 세라믹 보일러 버너
110 : 로드 프로텍터 120 : 세라믹 프로텍터
130 : 분탄 농축관 140 : 레귤레이션 로드
141 : 분사구 150 : 화염안정화링
150a : 화염안정화링 홈 151 : 화염안정화링 본체부
152 : 엣지고정턱 152a : 엣지홈
152b: 엣지걸림턱 153 : 엣지
S : 미분탄
Claims (12)
- 미분탄이 이송되는 분탄관 내측에 구비되며, 내부에 오일이 일측에서 타측방향으로 이송되는 로드 프로텍터;
일측은 상기 로드 프로텍터의 타측과 연결되는 세라믹 프로텍터;
일측은 상기 세라믹 프로텍터의 타측과 연결되는 분탄 농축관;
상기 세라믹 프로텍터와 상기 분탄 농축관의 내부에 구비되며, 일측은 상기 로드 프로텍터의 타측과 연통되고, 상기 로드 프로텍터를 통해 공급되는 오일이 타측의 분사구로 분사되며, 상기 세라믹 프로텍터와 상기 분탄농축관에 의해 상기 미분탄으로부터 손상이 방지되는 레귤레이션 로드; 및
양단이 개방된 원통형상으로 일측은 상기 분탄관의 타측과 연결되고, 타측은 일측에서 타측방향으로 내측 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련되는 화염안정화링 본체부; 상기 화염안정화링 본체부의 내측 중앙부에서 원주방향을 따라 상기 분탄관의 중심측을 향해 일체로 소정크기 돌출되어 형성되고, 소정형상으로 원주방향을 따라 서로 동일간격 이격되게 배치되는 다수개의 엣지홈이 마련되는 엣지고정턱; 일측은 상기 엣지홈과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 엣지홈들에 각각 측방으로 끼워져 조립되며, 타측은 상기 분탄관의 중심측을 향해 돌출되는 엣지;를 포함하는 화염안정화링;을 포함하고,
상기 엣지에 의해 상기 미분탄이 상기 분사구를 향해 모아지게 하는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 엣지홈들은 일측에서 타측을 향해 일정 깊이로 파여져 형성되고, 상기 엣지는 상기 엣지홈에 일측에서 타측방향으로 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 세라믹 프로텍터는 일측에서 타측을 향해 내측 직경이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되며, 상기 분탄 농축관은 소정위치에서 타측을 향해 내측직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 분사구는 상기 분탄농축관의 타측 외부로 돌출되어 구비되는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 분사구는 하나의 홀로 형성되거나, 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 화염안정화링은
형상이 동일한 화염안정화링 단위부재 다수개가 결합되어 하나의 링 형상을 이루도록 구비되는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 제 1항에 있어서,
상기 엣지고정턱의 타측면에 구비되어, 상기 엣지들의 측방향 이탈을 방지하는 링 형상의 엣지 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 화염안정화링, 상기 분탄 농축관 및 상기 레귤레이션 로드는
지르코늄디옥사이드(ZrO2)를 이용한 열차폐코팅(TBC)층이 형성되며, 상기 지르코늄디옥사이드(ZrO2)는 8 내지 20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 세라믹 프로텍터는
탄화규소 85 내지 95 중량%를 포함하거나 질화규소 85 내지 95중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너.
- 삭제
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| KR1020210162125A KR102500351B1 (ko) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 내열성, 내식성 및 내마모성이 증대된 화력발전소용 세라믹 보일러 버너 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11173510A (ja) * | 1997-12-05 | 1999-06-29 | Babcock Hitachi Kk | 微粉炭バーナ |
| JP2000039108A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-02-08 | Babcock Hitachi Kk | 低ＮＯｘバーナ |
| JP2012247176A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Babcock Hitachi Kk | 固体燃料バーナ |
| KR101803278B1 (ko) * | 2016-07-13 | 2017-12-01 | 주식회사 하나웰텍 | 화염 안정화 장치 |
-
2021
- 2021-11-23 KR KR1020210162125A patent/KR102500351B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |