KR200486030Y1 - 미분기내 화재 방지를 위한 부착형 세라믹 라이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 미분기의 내측면에 배치되어 분쇄된 미분탄의 마찰에 의한 미분기 내측면의 침식을 방지하기 위해 구비되는 라이너로서, 세라믹 소재로 이루어지는 패널 본체; 상기 세라믹 패널 본체의 중앙 부분에 구비되는 관통홀; 상기 관통홀에 삽입되어 상기 패널 본체가 보호하고자 하는 미분기 내측면에 부착되도록 고정하는 고정 부재; 및 상기 관통홀에 삽입되어 미분탄의 마찰로부터 상기 고정 부재를 보호하는 마감 부재를 포함한다.

Description

미분기내 화재 방지를 위한 부착형 세라믹 라이너{CERAMIC LINER PREVENTING FIRE IN A PULVERIZER}

본 발명은 세라믹 라이너에 관한 것으로서, 구체적으로는 미분탄의 미분기 내벽 침식에 의해 발생되는 화재 방지를 위한 부착형 세라믹 라이너에 관한 것이다.

석탄 화력발전설비에는 굵은 입자의 원석탄을 미세하게 분쇄하여 보일러로 공급하기 위한 석탄미분기(이하 '미분기'라 약칭함)가 설치되며, 이러한 미분기(pulverizer)는 내부에 보울이 설치되어 있어 보울 미분기(bowl pulverizer)라고도 명명된다.

미분기의 전형적인 형태는, 도 1과 같이 내부에 설치공간(1a)을 갖는 하우징(1), 하우징의 상부에 설치되어 입자가 굵은 원석탄을 공급하는 원탄공급유닛(2), 설치공간(1a)내에 위치하며, 원탄공급유닛(2)으로 부터 자신의 중앙으로 공급되는 원탄을 외곽으로 분산되도록 고속회전되는 턴테이블(3) 및 이를 받치고 있는 보울(4), 턴테이블(3)의 상면 외곽에 면접촉되게 설치되어 턴테이블과의 사이에서 원석탄을 분쇄시키는 역할을 하는 수 개의 분쇄롤러(5), 턴테이블 상에서 분쇄된 미분탄을 풍력에 의해 미분기내의 상부로 공급하는 역할을 하는 블로우유닛(6), 상부로 이송되는 미분탄을 크기별로 선별하여 적정크기의 미분탄만을 보일러(B)의 버너로 공급되게 하는 미분탄 선별기(7)를 포함한다.

이러한 미분기에 있어서 가장 문제점으로 지적되는 부분은 미분탄의 압송에 따른 부품의 조기마모 현상이다. 즉, 미분탄은 고압의 공기에 의해 송풍되기 때문에 미분탄과 충돌되는 부분이 쉽게 마모된다. 때문에 이를 방치할 경우 미분기 자체의 수명을 단축시키는 결과를 낳는다.

일반적으로 미분기는 선철과 강을 배합한 융용금속을 주조하여 미분 구조를 형성하는데, 고압의 미분탄과 과하게 충돌되는 부분에서 금속 조각이 분리되고 분쇄 롤러(5)와 마찰하여 불꽃이 발생하여 화재가 발생할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 33과 같이 턴테이블(3)의 상측에 위치하는 브이자(V)형의 1차 디플렉터(deflector)(8)에 미분탄이 집중적으로 충돌되므로, 1차 디플렉터의 표면에 라이너가 집중적으로 설치되고 있다.

라이너(9)는 여러 개의 조각 라이너(9a)가 조합되어 이루어지는데, 각각의 조각 라이너는 여러개의 쐐기형 경사홀(9b)이 형성되도록 판형으로 성형되며, 경사홀(9b)에는 링형상의 웰딩플러그(welding plug)(9c)를 인입한 상태에서 조각 라이너(9a)를 하우징(1)의 내면 일부 및 1차 디플렉터(8)의 표면에 퍼즐식으로 각각 대접시키고, 상기 웰딩플러그와 하우징 및 1차 디플렉터의 각 접촉면을 용접(W:Welding)에 의해 결합하게 된다.

이후에는 마감작업으로 웰딩플러그(9c)의 중공부(9c-1)에 인서트(9d)를 인입하고, 인서트 표면에 메탈본드(9e)를 충진하여 매끄러운 표면이 형성되게 하여 최종 마감작업이 완료된다.

그러나 종래의 하우징(1)과 조각 라이너(9a), 1차 디플렉터(8)와 조각 라이너(9a)의 결합구조는 용접에 의하기 때문에 조각 라이너를 교체하고자 할 때는 해머나 망치등의 도구를 이용하여 조각 라이너를 깨뜨려 제거한 후, 하우징(1)의 내면 및 1차 디플렉터의 표면에 용접된 상태로 남아있는 웰딩플러그(9c)를 산소절단기 등으로 절단해야 하므로 교체과정에서 어려움이 있고, 조각 라이너를 깨뜨리는 과정에서 작업자의 안전성에도 문제가 발생될 수 있기 때문에 바람직한 방법이라 보기 어렵다.

더욱이, 조각 라이너(9a)를 강제로 깨뜨려서 제거하는 방법은 시간적으로 오래 걸리기 때문에 미분기를 장시간동안 가동시키지 못하는 미가동상태가 오랫동안 지속될 수 밖에 없으므로 미가동에 따른 전력손실을 감수할 수 밖에 없으며, 이렇게 미가동에 따른 전력의 손실정도는 상상외로 크다 할 것이다.

또한, 도 4에서와 같이 상기 조각 라이너(9a)의 결합부재인 상기 웰딩플러그(9c), 인서트(9d), 메탈본드(9e) 등은 초경합금인 라이너(9)에 비해 상대적으로 경도가 낮기 때문에 미분탄에 의해 가장 먼저 마모가 시작되며, 이를 시발점으로 미분탄의 이송방향으로 조각 라이너가 이상 마모되는 편마모현상이 발생하게 된다.

이 경우에, 가장 큰 문제점은 조각 라이너(9a)의 결합부재가 과마모되면서 하우징(1) 및 1차 디플렉터(8) 대한 조각라이너의 결합력이 약화되고 이로 인해 조각 라이너가 하우징으로 부터 이탈되는 현상이 있을 수 있다. 또한, 진동이 많은 미분기의 특성상 조각 라이너의 결합력이 약화될 경우 조각 라이너에 진동이 전달되면서 2차 진동이 발생될 수 있으며, 이는 조각 라이너가 조기 이탈은 물론 2차소음의 원인이 되기도 한다.

따라서, 이러한 결합부재의 조기마모, 급속마모의 문제점을 해결하고자 결합부재가 일정수준 이상 마모될 경우에는 마모된 부위에 도 5에서와 같이 메탈본드(9e')를 충진시켜 복원하는 보수작업을 하게 되는데, 메탈본드는 내마모성이 양호하지 않기 때문에 임시방편일 뿐 장기적으로 마모를 방지할 수 없으므로 수시로 보수작업이 요구되고 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1070188호 특허문헌 2 : 대한민국 등록실용신안 제20-0371477호

본 발명은 미분탄의 미분기 내벽 침식에 의해 발생되는 화재 방지를 위한 부착형 세라믹 라이너 제공을 목적으로 한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 세라믹 라이너는, 석탄 미분기의 내측면에 배치되어 분쇄된 미분탄의 마찰에 의한 미분기 내측면의 침식을 방지하기 위해 구비되는 라이너로서, 세라믹 소재로 이루어지는 패널 본체; 상기 세라믹 패널 본체의 중앙 부분에 구비되는 관통홀; 상기 관통홀에 삽입되어 상기 패널 본체가 보호하고자 하는 미분기 내측면에 부착되도록 고정하는 고정 부재; 및 상기 관통홀에 삽입되어 미분탄의 마찰로부터 상기 고정 부재를 보호하는 마감 부재를 포함한다.

이때, 상기 관통홀은, 상기 고정 부재의 걸림이 가능하도록 상기 패널 본체의 마찰면 측 직경보다 축소된 직경을 가지는 걸림턱을 구비할 수 있다.

또한, 상기 걸림턱은, 상기 패널 본체의 미분기 부착면 측으로 반원 단면을 가지도록 완곡하게 함몰된 형태일 수 있다.

한편, 상기 고정 부재는, 상기 걸림턱의 함몰 형태에 대응되도록 금속 재질로 형성된 반구형 형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 고정 부재는, 상기 반구형 형상의 바닥면에 형성되는 결합 공; 및 상기 결합 공에서 시작하여 반구형 형상의 테두리까지 연장되는 슬릿을 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 미분기내 화재 방지를 위한 부착형 세라믹 라이너에 의하면,

첫째, 라이너의 부착 작업을 용이하게 할 수 있다.

둘째, 고정 부재의 열팽창에 따라 발생할 수 있는 패널 본체의 파손을 방지할 수 있다.

셋째, 고정 부재의 제거가 간편하므로 라이너 교체가 용이한 장점을 가진다.

도 1은 일반적인 미분기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 미분기의 하우징 및 1차 디플렉터에 라이너가 설치된 상태를 설명하는 확대도이다.
도 3은 도 2의 종단면도이다.
도 4는 하우징 및 1차 디플렉터에 설치된 라이너의 마모상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 마모된 라이너의 보수상태를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 관통홀 부분의 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 고정 부재의 사시도 이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 관통홀 부분의 단면도이고, 도 8은 도 6에 도시된 고정 부재의 사시도 이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너(1000)는 패널 본체(100), 관통홀(200), 고정 부재(300) 및 마감 부재(400)를 포함한다.

세라믹 라이너(1000)는 석탄 미분기의 내측면(1)에 배치되어 분쇄된 미분탄의 마찰에 의한 미분기 내측면(1)의 침식을 방지하기 위해 구비되는 라이너이다.

패널 본체(100)는 세라믹 소재로 이루어지는 패널이다. 패널 본체(100)는 원료 분발을 원하고자 하는 형태로 소성 가공한 이후 고온에서 소결하여 형성할 수 있다.

도시된 예에서 패널 본체(100)는 장방형 패널 형태로 되어 있으나, 이는 실시 형태의 하나일 뿐으로서, 부착하고자 하는 미분기의 내측면(1)의 굴곡에 맞추기 위해 장방형, 사다리꼴 내지 삼각형과 같이 다양한 형태로 실시될 수 있다.

관통홀(200)은 세라믹 패널 본체(100)의 중앙 부분에 구비되는 구멍으로서, 고정 부재(300)가 관통홀(200)에 삽입되어 부착하고자 하는 미분기의 내측면(1)에 결합하는 방식으로 패널 본체(100)의 부착이 이루어진다.

즉, 고정 부재(300)는 관통홀(200)에 삽입되어 패널 본체(100)가 보호하고자 하는 미분기 내측면(1)에 부착되도록 고정한다.

이때, 고정 부재(300)는 미분기 내측면(1)에 바로 용접방식으로 결합될 수도 있으며, 용접의 편의를 위해 미분기 내측면(1)에 미리 구비된 결합 돌기(600)에 끼워지는 형태로 결합될 수 있다.

실시 형태에 따라 결합 돌기(600)를 수나사로 구현하고 고정 부재(300)에 삽입되어 볼트로 고정하는 형태로 결합이 수행될 수도 있다.

마감 부재(400)는 관통홀(200)에 삽입되어 미분탄의 마찰로부터 고정 부재(300)를 보호한다. 마감 부재(400)는 패널 본체(100)와 동일한 세라믹 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 관통홀(200)의 직경(R1)에 대응되는 직경을 가지는 원통 형상으로 형성한다.

마감 부재(400)의 고정은 관통홀(200)에 내열 실리콘을 충진하고 마감 부재(400)를 삽입하여 내열 실리콘의 응고에 의해 이루어진다. 따라서 미분탄에 의한 고정 부재(300)의 침식을 방지할 수 있다.

실시 형태에 따라 내열 실리콘은 패널 본체(100)의 미분기 부착면(120)에 고루 도포하여 미분기 내측면(1)과의 접착력을 강화할 수 있다.

이때, 관통홀(200)은, 고정 부재(300)의 걸림이 가능하도록 패널 본체(100)의 마찰면(110) 측 직경(R1) 보다 축소된 직경(R2)을 가지는 걸림턱(210)을 구비하도록 형성된다.

구체적으로, 걸림턱(210)은 패널 본체(100)의 미분기 부착면(120) 측으로 반원 단면을 가지도록 완곡하게 함몰된 형태를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

고정 부재(300)는 걸림턱(210)의 함몰 형태에 대응되도록 금속 재질로 형성된 반구형 형상으로 형성된다.

이때, 도 7 및 도 8에서 설명되고 있는 바와 같이, 고정 부재(300)는 반구형 형상의 바닥면에 형성되는 결합 공(310) 및 결합 공(310)에서 시작하여 반구형 형상의 테두리까지 연장되는 슬릿(320)을 포함하는 형태를 가지는 것이 바람직하다.

즉, 고정 부재(300)는 관통홀(200)에 삽입되어 미분기 내측면(1)에 구비된 결합 돌기(600)에 끼워지는 형태로 패널 본체(100)를 미분기 내측면(1)에 고정한다.

고정 부재(300)는 걸림턱(210)의 함몰 형태에 대응되는 반구 형태를 가지므로 걸림턱(210)과의 접촉 면적이 증가하며, 또한 원형 면접촉 형태로 접촉하므로 미분기로부터 발생하는 진동이 관통홀(200)에 누적되어 관통홀(200) 내측의 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 고정 부재(300)에 슬릿(320)이 형성되어 있어 고정 부재(300)의 열 팽창에 의한 발생하는 변형이 관통홀(200)에 전가되는 것을 방지할 수 있다.

미분기 내부의 온도는 가동시 섭시 60 ℃ ~ 100 ℃ 정도이므로 금속 소재로 이루어지는 고정 부재(300)는 미분기의 가동 및 휴식에 따라 팽창 및 수축이 이루어지고, 이러한 변형에 따른 따른 응력이 관통홀(200)에 전가될 경우 관통홀(200)이 파손되어 패널 본체(100)의 탈락으로 이루어질 수 있다.

고정 부재(300)는 슬릿(320)을 구비하므로, 열팽창에 따라 슬릿(320)의 간격이 조절되므로 열 팽창에 의한 발생하는 변형 응력이 관통홀(200)에 전가되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 패널 본체(100')는 미분기 내측면(1)에 고정되기 위한 걸이홈(130)을 더 구비할 수 있다. 고정 부재(300) 및 관통홀(200)은 간결한 도시를 위해 도시 생략하였다.

걸이홈(130)은 패널 본체(100')의 미분기 부착면(120)측에 구비되는 L 형 홈으로서, 미분기 내측면(1)에 미리 구비된 L 형 결합 돌기(600')에 끼워지는 형태로 형성될 수 있다. 걸이홈(130)에 내열 실리콘을 충진하고 L 형 결합 돌기(600')에 끼우는 형태로 패널 본체(100')가 미분기 내측면(1)에 고정될 수 있다.

접착력 강화를 위해 패널 본체(100')와 미분기 내측면(1) 사이에 충진재가 더 도포될 수 있다. 사용되는 충진재는 걸이홈(130)에 충진되는 내열 실리콘과 동일한 실리콘이 사용될 수 있다. 즉, 걸이홈(130)에 내열 실리콘을 충진할 때 패널 본체(100')의 미분기 부착면(120)측에도 내열 실리콘을 고루 도포하여 미분기 내측면(1)에 부착한다.

실시자에 따라 미분기 부착형 세라믹 라이너는 도 9에 도시되어 있는 구성만으로 실시할 수도 있으며, 도 6에 도시된 구성에 도 9에 개시된 구성을 추가하여 실시할 수도 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미분기 부착형 세라믹 라이너의 사시도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 패널 본체(100'')는 미분기 내측면(1)에 고정되기 위한 걸이홈(130')을 더 구비할 수 있다. 걸이홈(130')은 모서리 부분이 각지기 형성될 경우 진동에 의해 모서리 부분에 파손이 발생할 수 있어, 라운드 모서리 부분을 라운드 형태로 실시할 수도 있다. 또한, L 형 결합 돌기(600'')기 또한 걸이홈(130')의 형태에 맞추어 라운드 형태로 형성될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000 : 미분기 부착형 세라믹 라이너
100 : 패널 본체
200 : 관통홀
300 : 고정 부재
400 : 마감 부재

Claims (5)

1. 석탄 미분기의 내측면에 배치되어 분쇄된 미분탄의 마찰에 의한 미분기 내측면의 침식을 방지하기 위해 구비되는 라이너로서,
   세라믹 소재로 이루어지는 패널 본체;
   상기 세라믹 패널 본체의 중앙 부분에 구비되는 관통홀;
   상기 관통홀에 삽입되어 상기 패널 본체가 보호하고자 하는 미분기 내측면에 부착되도록 고정하는 고정 부재; 및
   상기 관통홀에 삽입되어 미분탄의 마찰로부터 상기 고정 부재를 보호하는 마감 부재를 포함하되,
   상기 관통홀은,
   상기 고정 부재의 걸림이 가능하도록 상기 패널 본체의 마찰면 측 직경보다 축소된 직경을 가지는 걸림턱을 구비하고,
   상기 걸림턱은,
   상기 패널 본체의 미분기 부착면 측으로 반원 단면을 가지도록 완곡하게 함몰된 형태이고,
   상기 고정 부재는,
   상기 걸림턱의 함몰 형태에 대응되도록 금속 재질로 형성된 반구형 형상으로 형성되고,
   상기 고정 부재는,
   상기 반구형 형상의 바닥면에 형성되는 결합 공; 및
   상기 결합 공에서 시작하여 반구형 형상의 테두리까지 연장되는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분기 부착형 세라믹 라이너.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images