KR20000025088A - 내마모성 미분기 분쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화력발전용 보일러의 중요 설비인 미분기 분쇄장치에 있어서, 석탄 분쇄장치에 장착된 그라인딩 롤러(Grinding Roller)와 보울(Bowl)면 사이에서 석탄이 분쇄될 때 상기 그라인딩 롤러가 편마모되는 현상을 방지하는 것에 관한 것으로, 본 발명에 의한 화력발전용 미분기의 분쇄장치에 의하면, 그라인딩 롤러 내·외경의 직경을 변경하고, 보울의 경사각도를 변경하며, 상기 그라인딩 롤러와 보울이 닿는 면을 평평하게 함으로써, 그라인딩 롤러의 편마모현상이 감소되고 이로인해 상기 그라인딩 롤러의 수명을 증대시키는 효과가 있으며, 이는 분쇄효율을 증진시키고, 상기 그라인딩 롤러의 교체시간 및 비용이 감소되며, 석탄 분쇄장치의 운전 신뢰성이 향상되는 등의 효과가 있다.

Description

내마모성 미분기 분쇄장치

본 발명은 화력발전용 보일러의 중요 설비인 미분기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라인딩 롤러(Grinding Roller)와 보울(Bowl)면 사이에서 석탄이 분쇄될 때 상기 그라인딩 롤러가 편마모되는 현상을 방지하고 아울러, 고효율·내마모성이 향상된 미분기 분쇄장치에 관한 것이다.

종래에 화력발전용으로 사용하는 석탄분쇄기구인 미분기는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 원석탄(Raw Coal)을 미분기 내부로 이송시키는 이송관(1)과, 상기 이송관(1)을 통해 유입된 원석탄이 떨어지면 회전을 하는 보울(2)과, 상기 보울(2)이 회전할 수 있도록 원동력을 공급하는 모터 및 감속기(3) 그리고, 상기 보울(2)이 회전을 시작하면 동시에 회전하여 원석탄을 분쇄시키는 그라인딩 롤러(4)로 구성되어 있다.

즉, 연소를 위해 석탄을 분쇄, 건조 및 선별하는 이 장치는, 원석탄이 이송관(1)을 통해 미분기 내에서 회전하는 보울(2)의 표면 위로 떨어지고 그라인딩 롤러(4)의 자중과 유압 또는 스프링힘에 의해 분쇄된다.

즉, 보울(2)면에 그라인딩 롤러(4)가 회전하는 상태는 도 2에 도시된 바와 같으며, 분쇄된 석탄은 일차공기에 의해 미분기 상부로 불려 올라가서 선별기에 의해 여과된 석탄(#200 이상)만 연소장치로 들어가고 나머지는 보울(2) 표면 위로 떨어져 재분쇄된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 화력발전용 미분기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 그라인딩 롤러와 보울면 사이에서 석탄이 분쇄될 때, 상기 그라인딩 롤러의 회전중심이 보울의 회전중심축과 일치하지 않도록 설계되어 있어, 상기 그라인딩 롤러는 보울면을 벗어나는 큰 궤적을 그리며 회전하려고 하지만 그라인딩 롤러는 저어널 어셈블리에 의해 구속되어 있기 때문에 원활한 롤링 운동을 하지 못하고 바깥방향으로 힘을 받으며 미끄러지면서 회전을 하게 된다.

결국, 이상 마찰에 의해 그라인딩 롤러의 외경부에 생기는 과도한 편마모 현상에 의해 그라인딩 롤러의 수명이 저하되고, 이는 석탄 분쇄효율의 저하, 그라인딩 롤러 교체에 따른 시간 및 비용 증대 그리고 분쇄장치의 운전 신뢰성 저하 등과 같은 여러 가지 문제점을 야기시켜 왔다.

실제로, 사용되고 있는 그라인딩 롤러(4)에 대해서는 약 20,000시간 이상의 제품수명을 보장하고 있지만 실제로는 약 15,000시간 정도 사용한 후 교체, 보수하여 사용하고 있다.

주지하다시피, 화력발전용 미분기의 분쇄장치에 장착된 그라인딩 롤러에 대한 선행 연구를 보면 주로 상기 그라인딩 롤러의 소재적인 측면에 입각하여, 그라인딩 롤러의 표면 경도를 높임으로써 내마모성을 향상시켜 왔다.

그러나, 이러한 경우에도 전술한 문제점을 근본적으로 해소시키지는 못했으므로 본 발명을 제안하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 화력발전용 미분기로 유입되는 원석탄을 분쇄시키는 과정에서 그라인딩 롤러의 편마모현상을 최소화함으로써 그라인딩 롤러의 수명을 연장시키고, 석탄 분쇄효율을 증가시키고, 그라인딩 롤러 교체에 따른 시간 및 비용을 감소시키며, 또한 분쇄장치의 운전 신뢰성을 향상시키는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내마모성 미분기 분쇄장치는, 회전이 가능하게 설치되되 원판형의 중앙부와 상기 중앙부의 외주에 경사지도록 형성된 외주경사부로 이루어진 보울과 상기 보울의 외주경사부 측방이 간격을 두고 맞붙여져 회전이 가능하게 설치되는 절두원추형의 그라인딩 롤러로 이루어진 화력발전용 미분기의 분쇄장치에 있어서, 상기 보울과 상기 그라인딩 롤러가, 상기 그라인딩 롤러의 회전중심이 보울의 회전중심축선상에 놓이도록 설계변경 하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 화력발전용 미분기 상태를 나타낸 측면도,

도 2 는 종래의 미분기에 장착된 보울면에서 회전하는 그라인딩 롤러의 상태 를 도시한 단면도,

도 3 은 도 2의 회전에 의해 마모된 그라인딩 롤러의 상태를 나타낸 사진,

도 4 는 본 발명에 따른 화력발전용 미분기의 분쇄장치에서 이송관, 보울 및 그라인딩 롤러의 조립상태를 나타낸 사진,

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 롤러의 직경을 변경한 상태를 나타낸 도면,

도 6 은 본 발명의 이 실시예에 따른 보울 경사각을 변경한 상태를 나타낸 도면,

도 7 은 본 발명의 삼 실시예에 따른 그라인딩 롤러와 보울의 접촉면을 평평 하게 설계한 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 10 : 이송관 2, 20 : 보울

3 : 감속기 4, 40 : 그라인딩 롤러

21 : 중앙부 22 : 외주경사부

이하, 본 발명의 일실시예, 이실시예 및 삼실시예에 의한 내마모성 미분기 분쇄장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 화력발전용 미분기의 분쇄장치에서 이송관, 보울 및 그라인딩 롤러의 조립상태를 나타낸 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 롤러의 내·외경 직경을 변경한 상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 이 실시예에 따른 보울 경사각을 변경한 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 삼 실시예에 따른 그라인딩 롤러와 보울의 접촉면을 평평하게 설계한 상태를 나타낸 도면으로서, 본 발명은 이송관(10), 보울(20) 및 그라인딩 롤러(40)등으로 구성되어 있다.

상기 이송관(10)은 외부에서 유입되는 원석탄을 미분기 내부의 분쇄장치로 떨어지도록 유도하는 통로 역할을 한다.

상기 보울(20)은 회전이 가능하게 설치되되 원판형의 중앙부(21)와, 상기 중앙부(21)의 외주에 경사지도록 형성된 외주경사부(22)로 이루어져 있는 것으로, 이송관(10)을 통해 유입되는 원석탄이 떨어지면 받는 곳이고, 감속기가 회전시켜 주게 되면 원석탄이 원심력에 의해 바깥쪽으로 이동하도록 유도하는 역할을 한다.

그리고, 상기 그라인딩 롤러(40)는 상기 보울(20)의 외주경사부(22)에 소정의 간격을 두고 측방이 위치하도록 하고, 회전이 가능하게 설치되는 절두원추형으로, 상기 이송관(10)을 통해 유입된 원석탄이 보울(20)에 떨어진 이후, 상기 보울(20)이 회전할때 보울(20) 위에 투입되는 원석탄을 분쇄시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 보울(20)과 그라인딩 롤러(40)는, 상기 그라인딩 롤러(40)의 회전중심이 상기 보울(20)의 회전중심축선상에 놓이도록 설계한다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 석탄 분쇄용 미분기를 이용한 본 발명의 일 실시예, 이 실시예 및 삼 실시예에 의한 화력발전용 미분기 분쇄장치에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 4에 도시된 이송관(10)을 통해 분쇄시키고자 하는 원석탄을 넣는다. 이후, 상기 이송관(10)을 통해 투입되는 원석탄은 보울(20)의 중앙부(21)에 떨어지게 된다.

상기 보울(20)의 중앙부(21)에 원석탄이 떨어지게 되면 모터에 의해 구동되는 감속기가 이 보울(20)을 회전시키는데, 이때 보울(20)은 원판으로 제작되어 있어 보울(20)이 회전할 때 보울(20)의 중앙부(21)에 떨어져 있는 원석탄은 원심력에 의해 바깥쪽 즉, 외주경사부(22)쪽으로 이동하게 된다.

이후, 상기 보울(20)의 외주경사부(22)와 그라인딩 롤러(40)의 측방 틈사이에 원석탄이 위치하게 되고, 회전하는 보울(20) 위의 원석탄은 그라인딩 롤러(40)의 자중과 유압 또는 스프링 힘에 의해 분쇄된다.

이때, 상기 그라인딩 롤러(40)가 보울(20)이 회전함에 따라 편마모되는 현상을 감소시키기 위해서는 다음과 같은 세가지 실시예를 적용하면 된다.

우선, 일 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 롤러(40)의 내·외경의 직경비를 변경하여 그라인딩 롤러(40)의 회전중심이 보울(20)의 회전중심축선상에 놓이도록 함으로써 그라인딩 롤러(40)와 보울(20)의 회전속도 비율을 일치시킨다.

또한, 이 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 롤러(40)와 간격을 두고 접촉되는 보울(20)의 외주경사부(22) 경사각도를 A만큼 조정하여 그라인딩 롤러(40)의 회전중심이 보울(20)의 회전중심축선상에 놓이도록 함으로써, 그라인딩 롤러(40)와 보울(20)의 회전속도 비율을 일치시킨다.

또한, 삼 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 롤러(40)와 보울(20)이 간격을 두고 접촉되는 면인 외주경사부(22)를 평평하게 설계하여 그라인딩 롤러(40)가 회전할 때 생기는 집중하중을 분산시켜 편마모 현상을 방지한다.

상기와 같은 세가지 실시예를 통해, 상기 보울(20)의 중앙부(21)에 떨어진 원석탄이 회전할 때 동작하는 그라인딩 롤러(40)의 편마모현상을 최소화 시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 내마모성 미분기 분쇄장치에 의하면, 그라인딩 롤러 내·외경의 직경을 변경하고, 보울의 경사각도를 변경하며, 또한 상기 그라인딩 롤러와 보울이 닿는 면을 평평하게 함으로써, 그라인딩 롤러의 편마모 현상이 감소되고 이로인해 상기 그라인딩 롤러의 수명이 연장되며, 분쇄효율을 높여주고, 상기 그라인딩 롤러의 교체시간 및 비용을 감소시키며, 또한 석탄 분쇄장치의 운전 신뢰성을 향상시켜주는 등의 효과가 발휘된다.

Claims (4)

1. 회전이 가능하게 설치되되 원판형의 중앙부와 상기 중앙부의 외주에 경사지도록 형성된 외주경사부로 이루어진 보울과, 상기 보울의 외주경사부에 측방이 간격을 두고 맞붙여져 회전이 가능하게 설치되는 절두원추형의 그라인딩 롤러로 이루어지는 화력발전용 미분기의 분쇄장치에 있어서,

   상기 그라인딩 롤러의 회전중심이 상기 보울의 회전중심축선상에 놓이도록 하여 회전속도 비율을 일치시키는 것을 특징으로 하는 내마모성 미분기 분쇄장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보울의 외주경사부와 중앙부가 소정의 경사각도를 형성하여 상기 그라인딩 롤러의 회전중심이 상기 보울의 회전중심축선상에 놓이도록 함으로써, 그라인딩 롤러와 보울의 회전속도 비율을 일치시키는 것을 특징으로 하는 내마모성 미분기 분쇄장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 그라인딩 롤러는 내·외경의 직경비를 변경하여 상기 그라인딩 롤러의 회전중심이 보울의 회전중심축선상에 놓이도록 함으로써, 그라인딩 롤러와 보울의 회전속도 비율을 일치시키는 것을 특징으로 하는 내마모성 미분기 분쇄장치.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보울의 외주경사부를 평평하게 제작하는 것을 특징으로 하는 내마모성 미분기 분쇄장치.