KR20050019281A - 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전용 또는 산업용 보일러뿐만 아니라 가열로에 설치되는 연소실 내부의 화염상태 관측, 기체와 고체의 연소생성물 샘플 채취 및, 내부온도 분포측정 등을 위한 관측창을 겸비한 샘플포트 구조에 관한 것으로, 연소로(1)에 부착되는 샘플포트 몸체(2)에 샘플포트 덮개(3)가 고정볼트(4)들을 매개로 체결되되, 상기 샘플포트 덮개(3)는 관측창 부분(5)과 샘플링 프루브 장착부분(6)으로 이루어지면서 이들은 연결부(7)를 이용하여 일체로 구성되며, 상기 관측창 부분(5)은 연소로(1) 내부의 관측이 용이하도록 중간에 원형 석영창(8)이 장착되는 한편, 상기 샘플링 프루브 장착부분(6)은 온도측정용 프루브(9)를 장착할 수 있도록 관통구멍 (10)을 갖춘 유니온 체결부(11)가 설치되어 있다.

Description

연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조{Combustor sample port structure with view port}

본 발명은 발전용 또는 산업용 보일러뿐만 아니라 가열로에 설치되는 연소실 내부의 화염상태 관측, 기체와 고체의 연소생성물 샘플 채취 및 내부온도 분포측정 등을 위한 샘플포트 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소로 내부의 각종 관측 및 샘플 채취 및 온도측정등을 간편하게 실시할 수 있으면서 연소로 운영을 효과적으로 수행하는 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조에 관한 것이다.

최근 발전용 또는 산업용 보일러뿐만 아니라 가열로에 설치되는 연소로의 최적 연소상태를 유지시키거나 환경오염 물질의 배출량을 저감시키기 위하여 연소 작동중 상기 연소로의 내부를 수시로 감시 및 관측하도록 되어 있는바, 즉 연소로 연소 중에도 수시로 연소로 내부에서 일어나는 연소현상을 모니터링 하기 위해 화염을 관측하거나 연소가스에 대한 성분을 측정하여 최적의 운전상태를 유지하기 위해 다양한 노력이 이루어지고 있다.

이러한 노력중 도 1과 같이 버너(101)와 엑세스 도어(102) 및 열 교환기(103) 등을 갖춘 연소로(1)에는 다수의 샘플포트(100)들이 설치되어 있는바, 종래 연소로(1)에 설치되는 종래 샘플포트는 샘플을 채취하거나 연소로(1) 내부를 관측하는 한가지 기능만을 제한적으로 수행할 수 있으며, 연소중에 샘플포트를 활용하기 위해서는 많은 인력과 노력이 요구되고 고열과 열팽창 등으로 인해 샘플포트의 조작이 불가능하게 되는 경우도 종종 발생함은 물론, 샘플포트 몸체와 덮개가 볼트로 단단히 고정되어 있어 연소로 내부의 압력이 정상수치 이상 상승하여도 연소로를 보호하는 기능을 수행할 수 없었다.

특히, 관측용 샘플포트일 경우 장시간 교체하지 않음으로 투명판에 오염물질이 누적되어 일정한 시간이 경과한 후에는 관측창이 기능을 수행할 수 없는 단점을 가지고 있다.

또한 다수의 샘플포트를 부착한 연소로를 이용할 때 동일한 구조의 샘플포트를 이용하여 여러 작업을 원활히 수행하기 위해서 필요한 목적과 용도를 쉽게 전환되는 샘플포트가 요구되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 발명된 것으로, 연소로에 설치되는 샘플포트를 이용하여 화염관측과 샘플링 및 온도측정이 간편하게 이루어지면서 연소로 내부 압력이 정상상태 이상으로 올라가게 되면 이 연소로를 보호할 수 있는 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연소로에 부착되는 샘플포트 몸체에 샘플포트 덮개가 고정볼트들을 매개로 체결되되, 상기 샘플포트 덮개는 관측창 부분과 샘플링 프루브 장착부분으로 이루어지면서 이들은 연결부를 이용하여 일체로 구성되며, 상기 관측창 부분은 연소로 내부의 관측이 용이하도록 중간에 원형 석영창이 장착되는 한편, 상기 샘플링 프루브 장착부분은 온도측정용 프루브를 장착할 수 있도록 관통구멍을 갖춘 유니온 체결부가 설치되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 연소로에 본 발명에 따른 다수의 샘플포트들이 설치된 상태를 도시한 것이고, 도 2(a),(b)는 본 발명의 요부인 샘플포트 덮개의 평면도와 단면도, 도 3은 본 발명의 샘플포트가 관측창으로 사용될 때 확대 조립단면도 및, 도 4는 샘플포트가 샘플링 및 측정용으로 사용될 때 확대 조립단면도이다.

본 발명은 연소로(1)에 부착되는 샘플포트 몸체(2)에 샘플포트 덮개(3)가 고정볼트(4)들을 매개로 체결되되, 상기 샘플포트 덮개(3)는 관측창 부분(5)과 샘플링 프루브 장착부분(6)으로 이루어지면서 이들은 연결부(7)를 이용하여 일체로 구성되며, 상기 관측창 부분(5)은 연소로(1) 내부의 관측이 용이하도록 중간에 원형 석영창(8)이 장착되는 한편, 상기 샘플링 프루브 장착부분(6)은 온도측정용 프루브(9)를 장착할 수 있도록 관통구멍(10)을 갖춘 유니온 체결부(11)가 설치되어 있다.

그리고 연소로(1)에 부착된 상기 샘플포트 몸체(2)와 덮개(3)를 고정볼트(4)로 결합시킬 때 이 고정볼트(4)와 너트(12) 사이에 일정한 장력을 갖춘 스프링(13)이 탄설 장착되어 있으며, 연소로(1) 내부의 압력이 조정된 이 스프링(13)의 압축력을 초과하게 되면 상기 샘플포트 덮개(3)가 스프링(13)의 힘을 초과하게 되어 샘플포트 몸체(2)와 덮개(3) 사이에 간극이 생기게 되고 이 간극을 통하여 연소로(1) 내부의 과도한 압력이 빠져 나와서 상기 연소로(1) 내부가 정상상태의 압력을 유지하도록 도와준다.

한편, 상기 샘플포트 몸체(2)와 덮개(3) 사이에는 기밀을 유지하기 위하여 실리콘 링(14)이 끼워져 있기 때문에 이 연소로(1) 내부와 연소로 외부 공기와의 기밀을 유지해 주도록 되어 있다.

그리고 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 샘플포트 몸체(2)와 샘플포트 덮개(3)가 조립될 때 2개의 고정볼트(4)를 이용하게 되는데, 이 2개의 고정볼트(4)중 한 개의 고정볼트에는 도너스 형태의 링(15)이 부착되어 있어서 샘플포트 덮개(3)의 관측창 부분(5)과 샘플링 프루브 장착부분(6)을 교체할 때 쉽게 작업할 수 있도록 되어 있다.

예를 들어 평상시의 샘플포트 구조는 샘플링 또는 측정용으로 사용시 샘플포트로 조립되어 사용하게 된다. 즉 연소로(1) 내부의 관측이 필요할 경우에 도너스형 링(15)이 달린 고정볼트(4)를 당긴 후 샘플포트 덮개(3)를 연결부(7)의 지지축인 다른 고정볼트(4)를 지점으로 180° 회전시켜 결합 고리홈(16)이 링(15)을 갖춘 고정볼트(4)에 맞물리게 한 다음, 이 고정볼트(4)의 당김 상태를 원래상태로 복귀 유지하면 된다.

이와 반대로 관측창용으로 사용하지 않을 경우에는 다시 샘플링 및 측정용으로 사용시의 상태로 이 샘플포트 덮개(3)를 180° 회전시켜 원래의 위치로 복귀시킨다. 왜냐하면, 연소로(1) 내부에서 연소중에 발생되는 여러 성분들에 의해 장시간 방치할 경우 석영창(8)의 오염이 누적되어 쉽게 닦이지 않을 우려가 있기 때문이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조는 연소로 내부의 화염상태 관측, 연소중에 발생하는 고체 또는 기체상 물질 채취, 열전대를 이용한 연소로 내부의 온도측정 등의 일을 간편하게 수행할 수 있으며, 관측창의 오염을 방지하고, 연소로 내부의 압력이 정상상태를 급격히 초과하게 될 때에는 연소로를 보호할 수 있게 된다. 이에 따라 연소로 운영을 효과적으로 할 수 있음은 물론 안전에도 기여할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 샘플포트들이 다수 설치된 연소로의 개략 사시도,

도 2(a),(b)는 본 발명에 따른 샘플포트의 덮개 구조를 나타낸 평면도와 단면도,

도 3은 본 발명의 샘플포트가 관측창으로 사용될 때 확대 조립단면도,

도 4는 본 발명의 샘플포트가 샘플링 및 측정용으로 사용될 때 확대 조립단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 연소로, 2 : 샘플포트 몸체,

3 : 샘플포트 덮개, 4 : 고정볼트,

5 : 관측창 부분, 6 : 샘플링 프루브 장착부분,

7 : 연결부, 8 : 석영창,

9 : 온도측정 프루브, 10 : 관통구멍,

11 : 유니온 체결부, 12 : 너트,

13 : 스프링, 14 : 실리콘 링,

15 : 링, 16 : 결합 고리홈,

100 : 샘플포트.

Claims (3)

1. 연소로(1)에 부착되는 샘플포트 몸체(2)에 샘플포트 덮개(3)가 고정볼트(4)들을 매개로 체결되되, 상기 샘플포트 덮개(3)는 관측창 부분(5)과 샘플링 프루브 장착부분(6)으로 이루어지면서 이들은 연결부(7)를 이용하여 일체로 구성되며, 상기 관측창 부분(5)은 연소로(1) 내부의 관측이 용이하도록 중간에 원형 석영창(8)이 장착되는 한편, 상기 샘플링 프루브 장착부분(6)은 온도측정용 프루브(9)를 장착할 수 있도록 관통구멍(10)을 갖춘 유니온 체결부(11)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연소로(1)에 부착된 상기 샘플포트 몸체(2)와 덮개(3)를 고정볼트(4)로 결합시킬 때 이 고정볼트(4)와 너트(12) 사이에 일정한 장력을 갖춘 스프링(13)이 탄설 장착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 샘플포트 몸체(2)와 덮개(3) 사이에는 기밀을 유지하기 위하여 실리콘 링(14)이 끼워 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실 관측창을 겸비한 샘플포트 구조.