KR200195361Y1 - 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수제거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 고온의 열설비에서 배출되는 배기가스를 분석하는 분석기에서 발생된 응축수를 제거하기 위한 분석기의 응축수 제거장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 열설비에서 배출되는 통로인 배출라인에 연결된 유입도관과 상기 유입도관과 연결된 시료가스흡입팬 사이에 설치되는 사각통형상의 하우징과; 상기 하우징 내부에 지그재그형상으로 절곡배설되고, 일단은 상기 유입도관과 연결되며, 타단은 상기 시료가스흡입팬과 연통되게 연결되는 냉각도관과; 상기 하우징을 견고히 지지하도록 그 하단면에 설치되는 사다리꼴형상의 내부가 빈 베이스와; 상기 하우징과 베이스가 면접하는 면을 관통하여 상기 냉각도관과 연통되게 배설된 배출구와; 상기 배출구에 연결되며 상기 베이스 내부에 설치되고 개폐밸브를 갖는 플라스크형상의 포집기와; 상기 하우징의 일측면을 통해 냉각수가 유입된 후 타측면을 통해 배출가능하도록 그 양측면에 각각 연결설치된 냉각수유입 및 배출라인를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 본 고안은 열설비에서 연소배기가스의 성분을 분석할 때에 응축수를 제거하는 전처리과정을 거친 후 분석토록 함으로써 시료가스의 분석오차를 줄이고 각 도관이 시료가스에 함유된 분진, 먼지 등에 의해 폐쇄되는 것을 방지하여 설비의 효율적인 운영이 가능하게 된다.

Description

고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치{CONDENSING-WATER REMOVING DEVICE OF ANALYZING INDICATOR FOR DISCHARGING GAS USED IN HIGH-TEMPERATURING REHEATING FURNACE}

본 고안은 각종 고온의 열설비에서 배출되는 배기가스를 분석하기 위해 사용되는 분석기에서 발생된 응축수를 제거하기 위한 분석기의 응축수 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고온의 열원을 사용하는 각종 가열로는 공연비 제어와 로내 분위기가스의 연소상태를 파악하기 위하여 배기가스 분석을 실시하고 있는 바, 이러한 배기가스의 분석에 사용되는 것이 분석기이다.

이러한 분석기는 가열로에서 연료 사용후 분위기가스 성분이나 배출되는 폐가스의 성분중에 일산화탄소, 이산화탄소, 산소 등의 성분을 검출하여 가열로의 연소상태를 파악하게 된다.

종래에는 도 1의 도시와 같이, 열설비 혹은 가열로로부터 배출라인(10)을 통해 직접 배출된 고온의 배기가스중 일부인 시료가스가 시료가스흡입팬(30)의 구동에 의해 흡입되면서 유입도관(20)을 통과하게 된다. 이때, 상기 시료가스에는 수분, 분진, 먼지 등이 공존한 상태이고 또한 대기와의 열교환 및 냉각과정을 통해 이슬점 이하로 떨어지면서 응축되어 더욱더 많은 수분을 발생시켜 응축수가 발생되게 되고, 이 상태에서 시료가스흡입팬(30)을 통해 가스와 응축수가 동시에 흡입된 후 배출도관(40)을 타고 가스분석기(50)로 유입됨으로써 가스분석기(50)의 잦은 고장을 유발하였다.

즉, 응축수의 영향으로 분석결과치의 오차를 발생시킴은 물론 수분, 먼지, 분진 등이 어우러져 유입도관(20) 혹은 배출도관(40)의 내주연에 고착됨으로써 이들 도관(20,40)을 폐쇄시키는 문제를 유발시켰다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 분석을 위해 채집된 시료가스가 분석기로 압송되는 과정에서 흡입팬의 전단에 구비된 냉각수단을 통해 냉각됨과 동시에 함유된 수분, 먼지, 분진 등의 이물질들은 응축수와 함께 별도의 라인을 통해 배출되도록 하여 이러한 이물질들이 완전히 제거된 상태의 시료가스만을 분석기로 압송함으로써 가스분석 결과치의 정밀도를 고양시킴은 물론 설비의 휴지상태를 최소화시킬 수 있도록 한 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배기가스 분석기의 설치상태를 도시한 개략적인 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 배기가스 분석기의 응축수 제거장치를 도시한 요부 확대도,

도 3은 본 고안에 따른 배기가스 분석기의 응축수 제거장치의 요부 구성 및 그 설치 상태를 도시한 개략적인 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 유입도관, 30 : 시료가스흡입팬,

50 : 가스분석기, 100 : 응축수제거장치,

110 : 베이스, 114 : 포집기,

116 : 개폐밸브, 130 : 하우징,

132 : 냉각도관, 134 : 주냉각부,

138 : 레벨계, 140 : 온도계,

152,154 : 냉각수라인.

상기한 본 고안의 목적은 열설비에서 배출되는 통로인 배출라인에 연결된 유입도관과 상기 유입도관과 연결된 시료가스흡입팬 사이에 설치되는 사각통형상의 하우징과; 상기 하우징 내부에 지그재그형상으로 절곡배설되고, 일단은 상기 유입도관과 연결되며, 타단은 상기 시료가스흡입팬과 연통되게 연결되는 냉각도관과; 상기 하우징을 견고히 지지하도록 그 하단면에 설치되는 사다리꼴형상의 내부가 빈 베이스와; 상기 하우징과 베이스가 면접하는 면을 관통하여 상기 냉각도관과 연통되게 배설된 배출구와; 상기 배출구에 연결되고 상기 베이스 내부에 설치되고 개폐밸브를 갖는 플라스크형상의 포집기와; 상기 하우징의 일측면을 통해 냉각수가 유입된 후 타측면을 통해 배출가능하도록 그 양측면에 각각 연결설치된 냉각수유입 및 배출라인를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 응축수 제거장치의 요부를 확대 도시한 도면이고, 도 3은 본 고안에 따른 응축수 제거장치가 설치된 상태를 도시한 요부 확대도이다.

상기 도면들에 따르면, 응축수제거장치(100)는 배출라인(10)을 통해 배출되는 배기가스의 일부가 흡입되는 시료가스의 통로인 유입도관(20)과 시료가스흡입팬(30) 사이에 설치됨이 바람직하다.

응축수제거장치(100)는 베이스(110)와 하우징(130)으로 대별되어 구성된다.

베이스(110)는 상기 하우징(130)의 하단면을 견고히 지지하며 바닥면에 설치되는 것으로 대략 사다리꼴형상으로 형성된다.

베이스(110)의 내부는 저장조(112)를 인출입시킬 수 있는 구조로 형성되며, 상기 저장조(112)는 일종의 수조로써 포집기(114)의 직하방에 위치된다.

포집기(114)는 구형의 플라스크와 같은 형상을 가진 것으로 응축수가 일정량 임시 저장되는 구형부위의 상하측으로는 다소 가늘고 긴 관형태의 유로가 연통형성된다.

상기 포집기(114)의 유로상에는 개폐밸브(116)가 구비되는 바, 상기 개폐밸브(116)는 저장조(112)의 인접 상방에 위치한 유로상에 설치되어 상기 저장조(112)로 배출되는 응축수량을 조절할 수 있도록 작동된다.

상기 포집기(114)는 적어도 하나 이상 설치됨이 바람직하며, 두개 정도 설치됨이 특히 바람직하다.

하우징(130)은 사각통체로 형성되며 그 내부에는 냉각도관(132)이 설치된다.

냉각도관(132)은 상기 하우징(130)의 외측에서 관통된 고정나사(142)에 의해 체결되어 그 고정성이 유지된다.

또한, 냉각도관(132)의 일단은 배출라인(10)으로부터 인출된 유입도관(20)과 연결되고, 타단은 시료가스흡입팬(30)과 연결된다.

냉각도관(132)은 상기 하우징(130) 내부에 지그재그형상으로 배설되며, 그 길이방향을 따라 일정간격으로 다수의 주냉각부(134)가 형성된다.

상기 주냉각부(134)는 구형상으로 형성되며, 유입도관(20)을 통해 흡입되어 시료가스흡입팬(30)측으로 압송되던 시료가스가 좁은 유로의 유입도관(20)에서 유로가 현저히 넓어진 주냉각부(134)를 통과하면서 순간적인 와류현상을 일으켜 관 외부와의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 하기 위해 구비된다. 이는, 시료가스가 가진 열을 단시간에 방열시켜 일정온도 이하로 떨어뜨릴 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 냉각도관(132)의 절곡된 부위중 일부, 즉 상기 하우징(130)의 바닥면에 인접하여 절곡배설된 부위에는 상기 하우징(130) 및 베이스(110)를 관통하여 배출구(136)가 하방향으로 연장형성된다.

상기 배출구(136)는 연결부재(118)에 의해 상기 포집기(114)와 연결된다.

따라서, 상기 냉각도관(132) 내부에 잔류하는 먼지, 분진 및 응축시 발생되는 응축수는 상기 배출구(136)를 통해 포집기(114)로 배출가능한 상태에 놓이게 된다.

한편, 상기 하우징(130)의 일측면을 관통하여 냉각수유입라인(152)이 연결되고, 그 타측면을 관통하여 냉각수배출라인(154)이 연결되며, 상기 냉각수배출라인(154)이 연결된 면에는 레벨계(138)가 설치된다.

상기 냉각수유입 및 배출라인(152,154)을 통해 유입된 냉각수는 하우징(130)의 하측부로 유입된 후 하우징(130) 내부에서 순환한 뒤 하우징(130)의 상측을 통해 배출되도록 함으로써 냉각효율을 배가시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

레벨계(138)는 상기 하우징(130)의 일측면에 설치되어 냉각수량의 레벨을 목측가능하게 하여주는 수단이며, 상기 레벨계(138) 내부에는 온도계(140)를 내장토록 하여 냉각수의 온도를 수시로 혹은 주기적으로 점검할 수 있도록 함이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안은 다음과 같이 작동된다.

열설비에서 배출된 고온의 배출가스는 배출라인(10)을 통과하다가 유입도관(20)을 통해 일부 시료가스가 응축수제거장치(100) 내부로 유입되게 된다.

유입된 시료가스는 냉각도관(132)을 따라 이동하게 되는 바, 이때 하우징(130) 내부로 유입된 냉각수에 의해 냉각되게 된다.

특히, 다수의 주냉각부(134)를 관류하던 시료가스는 와류현상에 의해 열교환율이 현저히 증가되어 상기 냉각도관(132)을 관류하는 중에 충분히 냉각되게 되며, 시료가스에 함유된 분진, 먼지 등은 냉각도관(132)의 절곡부, 즉 하우징(130)의 바닥면에 근접하여 'U'형상으로 절곡된 부위에 잔류하게 되고 잔류된 분진, 먼지 등은 시료가스에 함유된 수분 및 시료가스가 냉각되는 과정에서 발생된 응축수 등과 함께 배출구(136)를 통해 포집기(114)로 배출되게 된다.

포집기(114)에는 항상 일정량의 응축수가 잔류토록 하여 상기 배출구(136)를 통해 시료가스의 일부가 상기 포집기(114)를 거쳐 외부로 누설되지 않도록 하여 준다.

이렇게 하여, 상기 포집기(114)로 배출된 분진, 먼지, 응축수 등이 일정량에 이르게 되면 개폐밸브(116)를 개방하여 저장조(112)로 배출토록 하고 상기 포집기(114)에는 응축수의 일부가 잔류토록 조절한다.

배출과정에서, 분진, 먼지 등은 응축수에 비해 무거우므로 먼저 배출되게 되므로 잔류 응축수량을 조절하기가 용이하다.

배출 후 일정량의 배출물이 상기 저장조(112)에 적치되게 되면 저장조(112)를 베이스(110)로부터 인출하여 배출물을 폐기처리한 후 다시 원래 위치에 설치토록 한다.

한편, 상술한 과정을 통해 분진, 먼지, 수분 등이 제거된 시료가스는 완전한 가스상태로만 시료가스흡입팬(30)을 거쳐 가스분석기(50)로 공급되며, 상기 가스분석기(50)는 공급된 시료가스를 샘플링하여 시료가스의 성분을 분석하게 된다.

아울러, 냉각수는 레벨계(138)를 통해 항상 일정량이 상기 하우징(130) 내부에 잔류되도록 조절되며, 냉각수의 수온이 열교환과정에서 상승되므로 상기 수온은 레벨계(138)에 내장된 온도계(140)를 통해 확인 후 새로운 냉각수를 공급토록 함으로써 조절가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치는 열설비에서 연소배기가스의 성분을 분석할 때에 응축수를 제거하는 전처리과정을 거친 후 분석토록 함으로써 시료가스의 분석오차를 줄이고 각 도관이 시료가스에 함유된 분진, 먼지 등에 의해 폐쇄되는 것을 방지하여 설비의 효율적인 운영이 가능하게 된다.

뿐만 아니라, 본 고안에 따른 응축수 제거장치는 구조가 간단하고 해체와 조립이 용이하여 이동성이 우수한 장점도 있다.

Claims (4)

1. 열설비에서 배출되는 통로인 배출라인(10)에 연결된 유입도관(20)과 상기 유입도관(20)과 연결된 시료가스흡입팬(30) 사이에 설치되는 사각통형상의 하우징(130)과;

   상기 하우징(130) 내부에 지그재그형상으로 절곡배설되고, 일단은 상기 유입도관(20)과 연결되며, 타단은 상기 시료가스흡입팬(30)과 연통되게 연결되는 냉각도관(132)과;

   상기 하우징(130)을 견고히 지지하도록 그 하단면에 설치되는 사다리꼴형상의 내부가 빈 베이스(110)와;

   상기 하우징(130)과 베이스(110)가 면접하는 면을 관통하여 상기 냉각도관(132)과 연통되게 배설된 배출구(136)와;

   상기 배출구(136)에 연결되며 상기 베이스(110) 내부에 설치되고 개폐밸브(116)를 갖는 플라스크형상의 포집기(114)와;

   상기 하우징(130)의 일측면을 통해 냉각수가 유입된 후 타측면을 통해 배출가능하도록 그 양측면에 각각 연결설치된 냉각수유입 및 배출라인(152,154)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징(130)의 일측면에는 냉각수의 수위를 목측가능하게 하여주는 레벨계(138)가 부설되는 것을 특징으로 하는 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 레벨계(138)에는 냉각수의 수온을 점검할 수 있는 온도계(140)가 내장되는 것을 특징으로 하는 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 냉각도관(132)에는 그 길이방향을 따라 일정간격으로 구형상의 주냉각부(134)가 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 고온가열로에 사용되는 배기가스 분석기의 응축수 제거장치.