KR20040036429A - 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 노즐을 회전시키며 그 상하부에 유기용제를 분사하여 노즐을 세척하고 이물질을 함유한 유기용제를 하부에서 필터링 및 침전등의 방법으로 재생하여 이를 다시 연료 노즐 세척에 사용하도록 하는 노즐 세척장치에 관한 것이다.

본 발명은 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치에 있어서, 원통형의 상부 케이스; 상기 상부 케이스 내에 장착되고, 연료 노즐이 장착되는 노즐고정원판; 상기 노즐고정원판 하부에 장착되어 상기 노즐 고정원판을 회전시키는 회전부; 상기 노즐고정원판의 상하부에 각각 설치되며 유기용제가 분사되는 상부 및 하부 세척노즐; 상기 회전부 하부에 설치되며, 상기 상부 케이스 내의 유기용제 및 세정된 연료 노즐의 이물질을 1차 분리하는 유수분리필터; 상기 유수분리필터의 하부에 제1 격실과 제2 격실 및 제3 격실을 형성하도록 설치되어 상기 유수분리필터를 통과한 세정된 연료 노즐의 더스트를 침전시켜 분리하는 제1 및 제2 분리격판을 포함하는 하부 탱크; 및 상기 하부 탱크의 제3 격실에 장착되고, 상기 세척노즐에 연결되어 걸러진 유기용제를 공급하는 공급 펌프;를 포함하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치를 제공한다.

Description

회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치{ROTATABLE AND REGENERATABLE APPARATUS FOR CLEANING A COMBUSTOR NOZZLE}

본 발명은 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 노즐을 회전시키며 그 상하부에 유기용제를 분사하여 노즐을 세척하고 이물질을 함유한 유기용제를 하부에서 필터링 및 침전 등의 방법으로 재생하여 이를 다시 연료 노즐 세척에 사용하도록 하는 노즐 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈에서는 연소기를 사용하게 되며, 연소기는 연료 노즐을 통해 연료를 공급하게 된다. 이와 같은 연소과정에서, 연소시 발생하게 되는 유분 성분과 연소시 발생되는 더스트가 연료노즐에 부착되어 노즐의 유로를 차단하게 되고, 부착된 유분 성분에 의해 연소시 역화되는 문제도 발생하게 된다.

따라서, 이러한 문제로 인한 설비 고장 및 사고의 위험을 없애기 위하여 연료 노즐을 정기적으로 세척하여야 한다. 도 1은 종래의 가스터빈의 연료 노즐을 세척하는 공정을 도시하고 있다. 도 1에서와 같이, 연료 노즐(10)에는 연소에 의한 더스트(7)와 같은 이물질들이 부착되어 있으며, 이를 제거하기 위하여 종래에는 작업자들이 세척탱크(6)에 유기용제(8)를 투입한 후 세척용 브러쉬(9)를 이용하여 수작업을 통해 연료 노즐(10)을 세척하였다.

그러나, 이와 같은 방법을 사용하여 연료 노즐을 세척하는 경우, 수작업 과정에서 발생되는 유기용제의 미세증발 유독물 및 가스의 유성분, 더스트 분진 등을작업자가 직접 들이마시게 되어 작업자의 안전 보건 상의 문제가 있게 된다. 또한, 수작업으로 인한 세척의 효율성이 떨어지고, 작업시간을 과다소요하게 되며, 폐세척제의 대량처리로 인하여 환경 오염과 원가가 상승하는 등의 여러 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노즐에 부착된 이물질들을 노즐을 회전시키면서 유기용제를 분사하여 세척하는 장치를 제공하여 세척 과정에서의 유해물질로부터 작업자를 보호하고, 안전사고를 예방하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 세척된 유기용제를 필터링 및 침전 등의 방법으로 정제하여 재사용하여 환경을 개선하고, 작업의 효율성을 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 예열장치 및 회전구조를 사용하여 노즐의 이물질을 처리하도록 하여 보다 효율적인 세척이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 가스터빈 연료 노즐 및 세척공정을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 연료 노즐 세척장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 세척장치의 분해 조립도이다.

도 4는 도 2의 세척장치의 단면도이다.

도 5는 도 2의 세척장치의 유기용제 분사상태를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6: 세척탱크7: 더스트

8: 유기용제9: 세척용 브러쉬

10: 연료 노즐11: 상부 케이스

20: 노즐고정원판21: 노즐 고정 클램프

23: 구동용 풀리24: 노즐 회전용 감속기

30: 분사용 펌프35: 유수분리필터

40: 하부탱크44: 유기용제 가열판

51: 제1 격실52: 제2 격실

53: 제3 격실

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치에 있어서, 원통형의 상부 케이스; 상기 상부 케이스 내에 장착되고, 연료 노즐이 장착되는 노즐고정원판; 상기 노즐고정원판 하부에 장착되어 상기 노즐 고정원판을 회전시키는 회전부; 상기 노즐고정원판의 상하부에 각각 설치되며 유기용제가 분사되는 상부 및 하부 세척노즐; 상기 회전부 하부에 설치되며, 상기 상부 케이스 내의 유기용제 및 세정된 연료 노즐의 이물질을 1차 분리하는 유수분리필터; 상기 유수분리필터의 하부에 제1 격실과 제2 격실 및 제3 격실을 형성하도록 설치되어 상기 유수분리필터를 통과한 세정된 연료 노즐의 더스트를 침전시켜 분리하는 제1 및 제2 분리격판을 포함하는 하부 탱크; 및 상기 하부 탱크의 제3 격실에 장착되고, 상기 세척노즐에 연결되어 걸러진 유기용제를 공급하는 공급 펌프;를 포함하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치를 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 연료 노즐 세척장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 세척장치의 분해 조립도, 도 4는 도 2의 세척장치의 단면도이다. 본 발명은 연료 노즐이 장착되는 상부 케이스 및 그 내부의 노즐고정원판과, 노즐고정원판을 회전시키는 회전부, 세척노즐, 유수분리필터, 하부케이스, 공급펌프를 포함하게 된다.

먼저, 상부 케이스(11)는 원통형으로 형성되며, 이와 유사한 어떠한 구조도 가능하며, 그 내부에 연료 노즐(10)을 장착하기 위한 것이다. 상기 상부 케이스(11)에는 내부의 노즐을 점검하기 위한 점검창(12,13)이 각각 상부면, 측면에 설치되어 있게 된다.

상부 케이스(11)는 노즐고정원판(20)의 상부에 장착된다. 노즐고정원판(20)은 회전이 가능하도록 베이스(19)에 장착되어 있으며, 다수개의 연료 노즐(10)이 장착된다. 따라서 상기 연료 노즐(10)을 장착할 수 있도록 노즐 회전판(28)이 장착되어 있으며, 상기 노즐 회전판(28)은 각각 회전가능하도록 되어 있다. 상기 노즐 회전판(28)의 상부에는 노즐 고정 클램프(21)가 상기 연료 노즐(10)을 노즐 회전판상부에 고정시키게 된다.

상기 노즐고정원판(20)의 상부에는 상부 세척노즐(31)이 설치되며, 또한 노즐고정원판(20)의 하부에는 하부 세척노즐(32)이 설치된다. 상기 세척노즐(31,32)들은 모두 하부 베이스(34) 내부에 연결되어 있는 유기용제 공급배관(47)에 연결되어 있으며, 상부 세척노즐(31)은 노즐고정원판(20)의 중앙에서 상부로 뻗어있고, 하방으로 향해있는 세부 노즐이 다수개 형성된다. 또한 하부 세척노즐(32)은 상기 노즐고정원판(20)의 하부에서 상기 노즐 회전판(28)의 중앙으로 연결되어 있으며, 연료 노즐(10)의 내부를 세척하는 기능을 한다.

상기 노즐고정원판(20)을 회전시키기 위하여 그 하부에 중심축에 연결되는 구동풀리(23)가 설치되며, 이는 다시 일측에 떨어져서 위치하는 노즐 회전용 감속모터(24)가 설치된다. 노즐 회전용 감속모터(24)는 풀리 구동용 벨트(25)를 통하여 구동풀리(23)와 연결된다. 또한 상기 노즐고정원판(20)의 중심축과 노즐 회전판(28)의 하부에는 서로 맞물려서 회전할 수 있도록 회전용 기어(22)가 설치된다. 상기 회전용 기어(22)는 노즐고정원판(20)의 중심축의 회전에 의하여 회전하도록 설치되는 것이며, 각각의 노즐 회전판(28)을 회전시키게 된다. 이와 같은 구동풀리, 감속모터, 회전용 기어 등은 회전부를 구성하며, 하부 베이스(34)의 내부 및 상부에 장착된다.

하부 베이스(34)의 하부측에는 상기 회전부의 하부에 설치되고, 상부 케이스 내의 유기용제 및 세정된 연료 노즐의 이물질을 1차로 분리하는 유수분리필터(35)가 착탈식으로 설치된다. 상기 유수분리필터(35)에서는 비교적 크기가 큰 이물질을분리하게 되며, 하부 베이스는 노즐을 세척한 세척액이 유수분리필터(35)를 통과하여 하부로 흐를수 있도록 통로가 형성된다. 이러한 통로를 형성함으로써 하부 베이스 내에 위치하는 회전부에 세척액이 침투되지 않도록 한다.

또한, 상기 하부 베이스(34) 하부에는 유기용제를 저장하고 공급하는 하부 탱크(40)가 설치된다. 하부 탱크(40)는 상기 유수분리필터(35)를 통과한 세척액이 모여서 다시 침전을 통해 이물질을 분리하고 재공급되도록 하며, 이를 위하여 제1 격실(51), 제2 격실(52), 및 제3 격실(53)이 형성되도록 제1 및 제2 분리격판(41,42)을 설치한다. 분리격판(41,42)은 하부 탱크(40)의 높이의 절반 정도를 차지하도록 세워서 설치되며, 제1 격실(51)에 먼저 세척액이 채워지며, 그후 제1 격실(51)에서 제2 격실(52)로 세척액이 넘쳐서 제2 격실에 채워지며, 다시 제3 격실(53)로 넘쳐서 채워지게 된다. 상기 하부 탱크의 제2 격실(52)의 상부에는 하방으로 기울어져서 제1 격실(51)에 끝단이 위치하고 있는 슬라이딩 판(43)이 설치되어, 하부 베이스(34)로부터의 세척후의 용액이 제2 격실(52)에 먼저 채워지는 것을 방지한다.

이와 같이 상기 각각의 격실을 차례로 채우는 과정에서 이물질을이 침전되게되며, 제3 격실에는 정제된 세척액, 즉 유기용제가 채워지게 된다. 따라서, 제3 격실(53)에는 정제된 유기용제를 다시 세척노즐(31,32)로 공급하기 위한 공급 펌프(30)가 설치되며, 또한 상기 제3 격실(53)에는 유기용제를 가열하여 세정효과를 높이기 위한 유기용제 가열판(44)이 설치된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 연료 노즐 세척장치의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5는 도 2의 세척장치의 유기용제 분사상태를 도시한 도면이다.

가스 터빈의 가스와 연료의 연소과정에서 오염된 연료 노즐(10)은 노즐고정원판(20) 위에 장착되며, 이는 다시 노즐고정 클램프(21)에 의해 고정된다. 연료 노즐(10)은 구동풀리(23) 및 감속모터(24)에 의해 회전하게 되며, 또한 각각의 노즐(10)은 노즐 회전판(28)의 하부 회전기어(22)에 의해 또한 회전하게 된다. 이러한 회전은 노즐(10)에 분사되는 세척액, 즉 유기용제가 노즐(10)에 고루 분사되도록 하는 기능을 하게 된다. 회전하는 노즐(10)의 상부 및 하부에서는 상부 및 하부 세척노즐(31,32)로부터 유기용제가 분사된다. 세척 노즐(31,32)은 연료 노즐(10)의 몸체에 부착된 오염물질을 제거하며, 특히 하부의 세척노즐(32)은 노즐 회전판(28)의 중앙에서 분사할 수 있도록 연결되어, 연료 노즐(10)의 내부 및 분사용 팁 부분을 용이하게 청소할 수 있게 된다.

세척노즐(31,32)을 통해 분사된 유기용제는 연료 노즐(10)의 이물질과 함께 하부 베이스(34)로 흘러내리고, 유수분리필터(35)를 통과하게 된다. 여기서 비교적 큰 이물질은 1차적으로 걸러지게 된다. 다시 상기 필터(35)를 통과한 용액은 하부에 설치된 하부 탱크(40)의 제1 격실(51)에 채워지게 된다. 제1 분리격판(41)에 의해 제1 격실(51)에 채워지는 세척액은 이물질이 하부로 침전되며, 다시 제1 분리격판(41)을 넘어 제2 격실(52)에 채워지게 되고, 이물질이 다시한번 침전되어 정제된다. 그후 다시 제3 격실(53)에 세척액, 즉 유기용제가 채워지며, 이는 공급펌프(30)에 의해 배관(47)을 거쳐서 세척 노즐(31,32)에 공급된다.

상기 하부 탱크의 제2 격실(52)의 상부에는 하방으로 기울어져서 제1 격실(51)에 끝단이 위치하고 있는 슬라이딩 판(43)이 설치되어, 하부 베이스(34)로부터의 세척후의 용액이 제2 격실(52)에 먼저 채워지는 것을 방지한다. 또한, 상기 제3 격실(53)에는 유기용제 가열판(44)을 설치하여 세척의 효과를 높일 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 노즐에 부착된 이물질들을 노즐을 회전시키면서 유기용제를 분사하여 세척하도록 하여, 작업자가 세척 작업에 직접 관여하지 않고 자동으로 세척하게 되어 세척 과정에서의 유해물질로부터 작업자를 보호할 수 있고, 안전사고를 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 세척된 유기용제를 필터링 및 침전 등의 방법으로 정제하여 재사용할 수 있게 되어 환경을 개선하고, 작업의 효율성을 높일 수 있게 되며, 예열장치 및 회전구조를 사용하여 노즐의 이물질을 처리하도록 하여 보다 효율적인 세척이 가능하게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치에 있어서,

   원통형의 상부 케이스;

   상기 상부 케이스 내에 장착되고, 연료 노즐이 장착되는 노즐고정원판;

   상기 노즐고정원판 하부에 장착되어 상기 노즐 고정원판을 회전시키는 회전부;

   상기 노즐고정원판의 상하부에 각각 설치되며 유기용제가 분사되는 상부 및 하부 세척노즐;

   상기 회전부 하부에 설치되며, 상기 상부 케이스 내의 유기용제 및 세정된 연료 노즐의 이물질을 1차 분리하는 유수분리필터;

   상기 유수분리필터의 하부에 제1 격실과 제2 격실 및 제3 격실을 형성하도록 설치되어 상기 유수분리필터를 통과한 세정된 연료 노즐의 더스트를 침전시켜 분리하는 제1 및 제2 분리격판을 포함하는 하부 탱크; 및

   상기 하부 탱크의 제3 격실에 장착되고, 상기 세척노즐에 연결되어 걸러진 유기용제를 공급하는 공급 펌프;를 포함하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 노즐고정원판은 상기 연료 노즐이 각각 회전할 수 있도록 노즐 회전판을 포함하고, 상기 회전부는 상기 노즐고정원판의 중심축의 하부에 연결되는 구동풀리, 상기 구동풀리를 회전시키는 감속모터 및 상기 노즐고정원판의 중심축과 맞물리도록 상기 노즐 회전판의 하부에 장착된 노즐회전용 기어를 포함하여, 상기 노즐고정원판과 상기 노즐 회전판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부 탱크의 제3 격실에는 회수된 유기용제를 가열하는 유기용제 가열판이 장착되는 것을 특징으로 하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하부 탱크의 제2 격실 상부에는 상기 유수분리필터를 통과한 용액이 제1 격실에 먼저 수집되도록 하는 경사진 슬라이드판이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 하부 세척노즐은 상기 노즐 회전판의 중앙에 연결되어 연료 노즐의 내부를 세척하는 것을 특징으로 하는 회전과 유기용제 재생이 가능한 연료 노즐 세척장치.