KR20000076321A - 중공축 구동모터를 갖춘 동적분급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 분쇄기용 동적분급기에 관한 것으로, 이는 분쇄기의 상부에 장착되고 분급기의 회전축과 동심을 이루면서 직접적으로 제어가능한 향상된 구동기구(18,20,26)를 갖추는데, 이 구동기구는 중공의 모터축(28)을 갖춘 변속가능한 직류 또는 교류의 전기모터(20)이고, 이 모터는 분급기 회전자(60)가 50과 200rpm 사이의 속도에서 회전되게 하되, 이 분급기 회전자는 중공의 모터축으로부터 지지되는 한편, 석탄 공급파이프(16)는 분쇄기 쪽으로 중공의 모터축(28)과 분급기 회전자의 축을 관통하고 있다.

Description

중공축 구동모터를 갖춘 동적분급기 {Dynamic Classifier with Hollow Shaft Drive Motor}

생성품을 입자크기로 분류하는 제어를 향상시키기 위한 동적인, 또는 외부적으로 구동되는 석탄분급기의 사용은 환경오염을 감소시키기 위한 저NO_x의 석탄버너에 추가적인 기술로서 현저하게 증가하고 있다. 동적인 석탄분급기는 일반적으로 석탄입자 크기의 제어를 향상시키고, 수직한 주축을 가진 분쇄기의 용량을 향상시키는 데에 사용되었으며, 동적인 석탄분급기의 대부분은 현존하는 분쇄기들을 개조한 것이었다. 고비용과 설치의 어려움은 현존하는 분쇄기들을 동적분급기로 대폭적으로 개조하는 데에 가장 큰 장애가 되고 있다.

수직한 주축을 가진 분쇄기는 통상 분쇄판의 회전중심에서 공급파이프를 통해 원탄을 받아들이며, 분급기는 동일한 분쇄판의 중심축에 대해 회전하고 이와 동심을 이룬다. 또한, 버너로의 석탄 배출라인은 일반적으로 분쇄기의 상부 주위로 위치되는데, 이 배출라인은 분쇄기의 상부로부터 연장하는 4개 이상의 파이프로 이루어진다. 분쇄기의 공급과 배출파이프들의 위치는 분급기의 기계적 구동성분을 배치하는 데에 있어서 특정한 문제들을 일으킨다.

분급기의 중심축이 공급축에 의해 점유되기 때문에, 분급기의 회전을 구동시키는 데에 사용되는 수직하게 위치된 모터가 공급파이프의 한 측면에 위치된 V벨트나 체인 전동체에 의해 분급기의 회전자에 연결되어야 하며, 바람직하기로 상기 모터는 큰 중공축을 갖춘 기어형태의 감속기에 의해 분급기에 연결될 수 있다. 각각의 경우에, 잠재적인 문제는 계획되거나 현존하는 배출파이프들과 구동요소들의 간섭에 대해 일어난다.

전형적으로 분급기를 작동시키는 데에 사용되는 전기모터의 구동축으로부터의 감속 또는 제어는 요구되는 낮은 회전속도를 얻기 위해 필요하게 되는데, 감속기구와 결합되는 전기 또는 유압모터는 통상 분급기와 함께 사용되어 50과 200rpm 사이의 작동회전속도를 얻게 된다.

이들 공지된 분급기와 구동기구는 고비용과 개조상의 어려움을 포함하여 여러 결점을 갖고 있는 바, 분쇄기의 높이가 동적분급기의 개조로 인해 높아져야 할 경우에, 분급기의 구동기구에 의해 점유되는 추가적인 공간은 비용이 많이 들고 때때로 성취되기 어렵다.

본 발명은 연소를 위해 노에 사용되는 연료용 석탄을 으깨고 빻아서 분류하는 데에 사용되는 석탄분급기 및 분쇄기에 관한 것으로, 특히 수직축을 가진 석탄분쇄기의 상부에 중공(中空)축 구동모터를 갖춘 새롭고 유용한 동적분급기에 관한 것이다.

도 1은 수직축을 가진 분쇄기 상부의 정단면도이고,

도 2는 회전자 블레이드의 일부가 제거된 상태에서 분급기 회전자의 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 분급기 회전자의 회전자 블레이드의 사시도,

도 4는 본 발명에 사용된 모터의 정단면도이다.

본 발명의 목적은 현존하는 분쇄기의 설계에 있어서, 쉽고 비교적 비싸지 않게 개조할 수 있는 석탄분쇄기용 동적분급기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 동적분급기의 구동기구에 의해 사용되는 공간을 확보하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동모터와 분급기를 연결하는 추가적인 기어감속기나 다른 감속기구들을 제거하는 데에 있다.

따라서, 동적분급기는 분쇄기의 상부에 장착되면서 분급기의 회전축과 동심을 이루며 직접적으로 제어가능한 향상된 구동수단을 갖추게 되는데, 이 구동수단은 분급기의 회전자가 50과 200rpm 사이의 회전속도를 일으키게 한다. 분급기의 회전자는 상기 구동수단에 의해 지지되는 한편, 석탄 공급파이프는 상기 구동수단과 분급기 회전자의 축중심을 관통하게 된다. 상기 구동수단은 중공의 모터축을 갖춘 변속가능한 직류 또는 교류 전기모터이다.

본 발명을 특징짓는 새롭고 다양한 특징들은 특히 이 명세서의 일부를 이루면서 첨부된 청구범위에 나타나 있으며, 본 발명과 작동상의 장점 및 이를 사용함으로써 성취되는 특정한 목적들은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도면들을 참조로 하여 설명하는 바, 동일한 참조번호가 같거나 유사한 부재들을 표시하는 데에 사용된다.

도 1은 분류실(11)을 구비한 석탄분쇄기(10)의 상부를 도시한 것으로, 분쇄기 하우징(12)이 이 분류실(11)을 둘러싸는데, 이는 분급기 회전자(6)를 수용하고 있다. 석탄분쇄기(10)와 분쇄기 하우징(12)의 상부에서, 중앙에 위치된 석탄 공급파이프(16)는 아래의 분쇄기(10)쪽으로 연장되어 있다. 천연의 처리되지 않은 석탄은 석탄 공급파이프(16)를 통해 분쇄기(10)의 분쇄영역(도시되지 않음)으로 중력에 의해 공급된다. 석탄 공급파이프(16)는 직경(D;도 4 참조)을 갖는데, 이는 바람직하기로 대략 0.36미터(14인치) 내지 0.6미터(24인치)이다.

변속가능한 모터(20)는 분쇄기(10)의 상부에서 석탄 공급파이프(16)의 주위에 동심적으로 위치된다. 이 모터(20)는 분급기의 회전자(60)에 직접적으로 연결되는데, 이는 석탄 공급파이프(16)를 둘러싸는 분급기 회전자의 중공축(50)을 갖추고 있다. 변속가능한 모터(20)는 분급기 회전자(60)를 구동시켜 고정된 석탄 공급파이프(16)의 주위로 회전자를 회전시키게 된다.

고정된 석탄 공급파이프(16)는 분급기 회전자(60) 아래의 고정된 기밀접촉부 (14)에 연결되며, 기밀체(air seal;67)는 상기 고정된 기밀접촉부(14)와, 분급기 회전자(60)에 연결된 회전하는 미로밀봉체(labyrinth seal;69)의 사이에 구비된다.

처리된 석탄은 분류실(11)과 버너의 공급파이프(70)를 통해 분쇄기(10)를 나가게 된다. 4개 이상인 버너의 공급파이프(70) 전체는 동일한 간격으로 분쇄기(10)의 상부에 있는 중앙의 석탄 공급파이프(16) 주위에 위치되는데, 이들 버너의 공급파이프(70)는 처리된 석탄을 연소시키기 위해 노의 버너(도시되지 않음)로 이송시킨다.

이제, 도 2와 도 3을 참조로 하면, 분급기 회전자(60)가 더욱 상세히 도시되어 있는 바, 분급기 회전자의 플랜지를 붙인 중공축(50)은 허브(66)의 상부에 연결되어 있으며, 분급기 회전자의 중공축(50)은 석탄 공급파이프(16)가 이 분급기 회전자의 중공축(50) 내부면에 접촉하지 않고 관통할 수 있도록 충분히 큰 직경을 갖고 있다.

다수의 분급기 블레이드(62)가 허브(66)에 연결되고, 수직하게 외부로 뻗어 있으며, 일련의 편평한 블레이드 보강재(64)가 상기 블레이드(62)들의 상부끝을 연결하여 추가적으로 지지하게 된다. 분급기 회전자의 바닥커버(68)는 블레이드(62)들과 허브(66)에 연결되어 있는데, 분급기 회전자의 바닥커버(68)는 그 중심을 통하는 구멍을 갖추어 석탄 공급파이프(16;도 1참조)가 관통될 수 있도록 되어 있다. 분급기 회전자는 바람직하기로 도 1에 도시된 바와 같이 분쇄기에 사용될 때 R방향으로 회전하게 된다.

도 4는 분쇄기(10)의 상부에 위치된 변속가능한 모터(20)를 상세히 도시한 것으로, 이 모터(20)는 모터 하우징(26)을 갖추는데, 도 1에 도시된 바와 같이 이는 분쇄기(10)의 상부에 지지된다. 상기 모터(20)는 통상 개략적으로 원통형이고, 이 모터(20)는 전기모터이며, 직류나 교류의 가변주파수 모터일 수 있다. 상기 모터(20)는 바람직하기로 저속의 제어가능한 모터이다.

상기 석탄 공급파이프(16)는 모터 구동축(28)의 내부에서 모터(20)의 중심을 통해 뻗어 있는데, 이 모터 구동축(28)과 석탄 공급파이프(16)는 서로 접촉되지 않으며, 상기 모터 구동축(28)은 볼트(52)나 다른 공지된 고정수단으로 분급기 회전자의 중공축(50)에 확실히 연결된다. 또한, 상기 모터 구동축(28)은 베어링(30)을 매개로 하여 모터 하우징(26)에 연결되는데, 상기 베어링(30)은 모터(20)의 수직축 (36) 주위로 모터 구동축(28)이 회전운동할 수 있도록 한다.

기밀체(32)와 패킹마개(18)는 석탄 공급파이프(16)와 모터 하우징의 사이에 구비되어 고온의 가압된 석탄가루가 석탄 공급파이프(16)와 모터 구동축(28) 및 분급기 회전자의 중공축(50) 사이의 틈새를 통해 모터로 들어가거나 주변으로 새어 나가는 것을 방지하게 된다. 이 석탄가루는 통상 약 3psig까지의 압력이고, 약 93℃(200℉)까지의 온도로 된다.

모터 고정자(24)는 모터 하우징(26)에 확실히 고정되는 한편, 모터 회전자 (22)는 모터 구동축(28)에 고정되게 연결된다. 모터 회전자(22)는 모터 구동축(28)에 연결된 베어링(30)에 의해 모터 하우징(26)내에서 회전할 수 있게 되어 있다. 모터 회전자(22)와 모터 고정자(24)는 전원(도시되지 않음)이 모터(20)에 가해졌을 때 전기모터에 평범한 종래의 공지된 방식으로 작동된다. 분급기 회전자(60)를 구동시키는 데에 유압모터도 사용될 수 있는데, 이 경우에 모터는 적절히 변경된다.

상기 모터(20)가 동력을 공급받을 때, 회전자(22)는 모터 하우징(26)내의 회전을 일으키고, 이에 의해 베어링(30)의 모터 구동축(28)이 회전하게 된다. 분급기 회전자의 중공축(50)은 이 모터 구동축(28)에 의해 구동되어 도 2에 표시된 R방향으로 회전한다. 모터(20)는 바람직하기로 50과 200rpm 사이의 속도로 분급기의 회전자(60)를 회전시킨다.

분쇄기(10)에 동심적으로 위치된 변속가능하고 제어가능한 모터(20)의 사용은 감속기어와 감속기구를 제거할 수 있게 하는 한편, 중심에 위치된 석탄 공급파이프(16)는 적소에 유지된다. 현존하는 분쇄기(10)의 개조는 분급기의 높이(H)가 동일하게 유지되기 때문에 덜 비싸고 덜 어렵게 되며, 큰 직경의 석탄 공급파이프 (16)와 버너의 공급파이프(70) 때문에 초과되는 분쇄기 상부의 공간은 더욱 효과적으로 사용된다.

분쇄기의 완전한 상부인 새로운 터릿(turret)을 구비함으로써, 높이(H)를 동일하게 유지할 수 있는 한편, 버너 파이프의 원형부내에 기어박스를 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 방식에 의해 상부 하우징을 변경하지 않아도 된다. 중심선을 버너 파이프의 중심선과 버너 파이프의 원형부와 동일하게 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명은 전술한 장점을 제공하게 된다.

본 발명의 특정한 실시예가 도시되고 상세히 기술되어 본 발명의 원리의 적용을 설명하였는데, 본 발명이 이러한 원리로부터 벗어남 없이 다르게 실시될 수 있음이 이해될 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 동적분급기의 구동기구에 의해 사용되는 공간을 확보하고, 구동모터와 분급기를 연결하는 추가적인 기어감속기나 다른 감속기구들을 제거하여서, 현존하는 분쇄기의 설계에 있어 쉽고 비교적 비싸지 않게 개조할 수 있는 석탄 분쇄기용 동적분급기를 제공할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (12)

1. 상부에 장착되되, 모터 하우징과, 중앙의 공급파이프를 둘러싸면서 동심적으로 위치되는 중공의 모터축을 갖춘 모터와; 수직축을 가진 분급기의 분류실 내부에서 중앙의 공급파이프를 둘러싸면서 동심을 이루고, 중공의 모터축과 고정되게 연결된 분급기의 중공축을 갖춘 분급기 회전자를 구비하는, 수직축과 상부에 중앙의 공급파이프를 갖춘 동적분급기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 모터는 변속가능한 전기모터인 것을 특징으로 하는 동적분급기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 모터축은 50과 200rpm 사이의 속도로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
4. 제 2항에 있어서, 상기 모터는 모터하우징에 연결된 고정자와, 중공의 모터축에 고정되게 연결된 회전자, 및 이 회전자를 모터하우징에 회전가능하게 연결시키는 베어링수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 고정자와 회전자는 중공의 모터축과 동심을 이루며 이 모터축을 둘러싸도록 위치되는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 분급기 회전자는 분급기의 중공축에 연결된 다수의 수직한 블레이드를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 모터하우징에 중앙의 공급파이프를 밀봉하는 밀봉수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
8. 분쇄기 상부에서 중앙의 공급파이프를 둘러싸면서 이 중앙의 공급파이프 주위로 회전할 수 있는 중공의 구동축과; 상기 중앙의 공급파이프 주위의 중공의 구동축을 회전시키도록 분쇄기의 상부에 장착되고, 중공의 구동축을 둘러싸면서 동심적으로 위치되는 중공의 구동수단; 및 수직축을 가진 석탄분쇄기의 분류실 내부에서 중앙의 공급파이프를 둘러싸면서 동심을 이루는 분급기의 중공축을 갖추되, 상기 중공의 구동축이 중공의 구동수단에 의해 회전될 때 분류실내에서 중앙의 공급파이프 주위로 회전하는 분급기 회전자를 구비한, 분쇄기 상부에 중앙의 공급파이프를 갖춘 수직축의 석탄 분쇄기용 동적분급기.
9. 제 8항에 있어서, 상기 중공의 구동수단에 중앙의 공급파이프를 밀봉하는 밀봉수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
10. 제 1항에 있어서, 상기 동적분급기는 석탄분쇄기를 구비하는 것을 특징으로 하는 동적분급기.
11. 고정자와 회전자를 갖추되, 공급파이프를 수용하도록 구성된 중공의 모터 구동축을 구비한 모터.
12. 제 11항에 있어서, 상기 공급파이프는 약 0.36미터(14인치) 내지 0.6미터 (24인치) 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 모터.