KR20090028683A - 사이클론 분리기 - Google Patents

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Abstract

사이클론 하우징(1), 방출 덕트(5), 가스 전환용 중심 튜브(3)를 포함하는 사이클론 분리기가 설명되며, 상기 중심 튜브(3)는 상기 사이클론 하우징(1) 내부로 축방향으로 연장되고 다수의 단편(3a)으로 구성되며, 상기 다수의 단편은 사이클론 하우징(1)과 방출 덕트(5) 사이의 영역에 제공되는 지지 요소(15) 상에 현수된다. 사이클론 분리기는 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5)의 내측면에 고르게 분포되고 고정되는 다수의 지지 수단(17)을 포함하고, 지지 요소(15)가 환형 디스크를 포함하며, 상기 환형 디스크가 지지 수단(17)의 상부에 느슨하게 조립되며 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5)의 내경보다 작은 외경을 가져서, 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5) 사이에 간극(18)이 제공되는 특징이 있다. 이에 따라, 지지 요소로부터 사이클론 하우징 및/또는 방출 덕트로의 열 전달의 상당한 감소가 얻어져서, 지지 요소에서 방사상 온도 구배가 요소의 방사상 단면에 걸쳐서 거의 균일한 온도로 감소된다. 그러므로 지지 요소 내의 열 응력이 실질적으로 감소될 것이다. 이는 주로 방출 덕트(5) 및/또는 사이클론 하우징과 지지 요소 사이의 접촉 영역의 감소로 인한 것이다.

Description

사이클론 분리기{CYCLONE SEPARATOR}
본 발명은 사이클론 하우징, 방출 덕트, 및 가스 전환용 중심 튜브를 포함하는 사이클론 분리기에 관한 것으로, 상기 중심 튜브는 사이클론 하우징 내부로 축방향으로 연장하고 다수의 단편(segments)으로 구성되며, 다수의 단편은 사이클론 하우징과 방출 덕트 사이의 영역에 제공되는 지지 요소 상에서 현수된다.
사이클론 분리기는 일반적으로 공지되어 있으며, 현탁액 내의 물질 입자 및 가스와 같이 2개의 상이 분리되는 많은 상이한 기술적 적용에 사용된다. 통상적으로 사이클론은 상부의 실질적으로 원통형인 부분 및 하부의 원뿔형 부분, 분리되어야 하는 현탁액을 도입시키기 위한 사이클론 하우징의 상부의 종종 접선 방향의 유입구, 현탁액의 제 1 소량을 전환시키기 위한 원뿔형 부분의 바닥의 유출구, 및 방출 덕트를 통해 현탁액의 제 2 소량을 전환시키기 위해 자유 단부로 사이클론 하우징 내부에서 축방향으로 연장되는 중심 튜브 갖는 사이클론 하우징을 포함한다.
US 특허 제4,505,051호로부터 전술한 종류의 사이클론 분리기의 일례가 공지된다. 이러한 공지된 사이클론 분리기에서, 중심 튜브의 단면의 상부열은 L자형 부분을 포함하고, L자형 부분은 바깥쪽 및 아래쪽으로 돌출하며 지지 요소에 놓여있으며, 지지 요소는 위쪽으로 돌출하는 부분을 갖도록 형성되고 용접에 의해 사이 클론 하우징/방출 덕트에 견고하게 연결된다. 사이클론 분리기가, 예를 들면 시멘트 제조를 위한 시멘트 원료의 가열과 함께, 고온 재료/가스 현탁액을 분리하는데 사용되는 경우, 이때 온도는 900℃만큼 높은 레벨에 도달할 수 있으며, 중심 튜브 상의 열 충격이 매우 현저하여 횡방향 치수에 변화의 원인이 될 것이다. 이는 US 특허 제4,505,051호에 따른 공지된 사이클론 분리기의 상세한 특징이며, 이 특허는, 중심 튜브에 대한 심각한 손상을 방지하기 위해, 지지 요소 상의 중심 튜브의 단편의 특별한 현수 장치가 열 충격으로 인해 중심 튜브가 횡방향 치수의 이러한 변화에 영향을 받는 점을 고려한다. 공지된 사이클론 분리기에 대해서, 중심 튜브로부터 지지 요소를 거쳐 사이클론 하우징/방출 덕트까지의 열 전달은 그러나 이들 구조상 요소들 사이에 존재하는 비교적 큰 접촉 표면으로 인해 매우 현저할 것이다. 그 결과, 지지 요소의 가장 안쪽 부분에서 약 600℃의 수준으로부터 지지 요소의 가장 바깥쪽 부분에서 약 200℃까지의 범위에 있는 방사상 온도 구배가 지지 요소에 나타날 것이다. 지지 요소에서의 이러한 크기의 방사상 온도 구배는 상당한 열 응력 하중을 일으킬 것이며, 이러한 열 응력 하중은 반대 환경에서 사용되는 강의 항복 응력 한계를 초과할 수 있으며, 최악의 상황에서 중심 튜브가 붕괴될 위험을 수반할 수 있다.
본 발명의 목적은 전술한 단점이 상당히 감소된 사이클론 분리기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 도입부에 언급된 유형의 사이클론 분리기에 의해 본 발명에 따라 획득되며, 이러한 사이클론 분리기는 사이클론 하우징 및/또는 방출 덕트의 내측면에 고르게 분포되어 고정되는 다수의 지지 수단(carrying means)을 포함하고, 지지 요소가 사이클론 하우징 및/또는 방출 덕트의 내경보다 더 큰 외경을 갖고 지지 수단의 상부에 느슨하게 조립되는 환형 디스크를 포함하여서, 방출 덕트 및/또는 사이클론 하우징과 환형 디스크 사이에 간극이 제공된다.
이에 따라, 지지 요소로부터 사이클론 하우징 및/또는 방출 덕트까지의 열 전달에 상당한 감소가 얻어져, 요소의 방사상 단면에 걸쳐서 거의 균일한 온도로 지지 요소에서의 방사상 열 구배가 감소된다. 따라서, 지지 요소에서의 열 응력이 실질적으로 감소될 것이다. 이는 주로 방출 덕트 및/또는 사이클론 하우징과 지지 요소 사이의 접촉 영역의 감소로 인한 것이다.
지지 수단은 임의의 적합한 방식으로 형성될 수 있지만, 강도 특성의 최적화를 위해 실질적으로 삼각형 형상을 갖는 선반대(shelf brackets)로서 구성되는 것이 바람직하다.
선반대는 임의의 적합한 방식으로 사이클론 하우징 및/또는 방출 덕트에 고정될 수 있지만, 용접에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
지지 요소를 형성하는 환형 디스크는 위쪽으로 돌출하는 플랜지를 갖도록 형성될 수 있어서, 통상적으로 대응하게 아래쪽으로 돌출하는 플랜지를 갖도록 형성되는 중심 튜브 단편의 고정을 개선한다. 환형 디스크의 위쪽으로 돌출하는 플랜지 내의 열 응력을 제한하기 위해, 플랜지는 다수의 단편으로 우선적으로 분할된다.
환형 디스크는 그 상측면 상에 단열층을 구비하여, 중심 튜브로부터의 열 전달을 감소시킬 수도 있다.
위쪽으로 돌출하는 플랜지를 갖는 환형 디스크 및 선반대는 내열강(heat-resistant steel)으로 제조되는 것이 바람직하다.
사이클론 분리기는 전통적인 방식으로 라이닝되는(lined) 것이 또한 바람직하다.
이제 도면을 참조로 본 발명이 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중심 튜브를 포함하는 사이클론 분리기의 부분 절단도를 도시하고,
도 2는 도 1에 도시된 사이클론 분리기의 세부도를 도시한다.
도 1 및 도 2에는 사이클론 하우징(1)을 포함하는 사이클론 분리기가 나타내어진다. 사이클론 하우징(1)은 상부의 원통형 부분(1a) 및 하부의 원뿔형 부분(1b), 분리되어야 하는 현탁액을 도입시키기 위한 접선 방향의 유입구(9), 현탁액의 제 1 소량을 전환시키기 위한 원뿔형 부분의 바닥의 유출구(11), 및 방출 덕트(5)를 통해 현탁액의 제 2 소량을 전환시키기 위해 사이클론 하우징(1) 내부로 축방향으로 연장되는 중심 튜브(3)를 갖는다.
중심 튜브(3)는 다수의 단편(3a)으로 구성되며, 다수의 단편은 사이클론 하우징(1)의 상단부의 지지 요소(15) 상에 현수된다. 지지 요소(15)는 위쪽으로 돌 출하는 플랜지(16)를 포함하며, 이 플랜지는 도시된 바와 같이 단편(16a)으로 분할된다.
본 발명에 따르면, 사이클론 분리기는 여기서는 선반대(17)로서 도시된, 다수의 지지 수단(17)을 포함하며, 지지 수단은 방출 덕트(5)의 내측면의 가장 아래쪽 부분에 고르게 분포되어 고정된다. 환형 디스크(15) 형상의 지지 요소는 선반대(17) 상에 느슨하게 조립되어, 디스크가 선반대(17)에 대하여 이동할 수 있도록 한다. 환형 디스크(15)는 방출 덕트(5)의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성됨으로써, 환형 디스크(15)와 방출 덕트(5) 사이에 간극(18)을 형성한다.
도입부에서 언급된 바와 같이, 환형 디스크(15)로부터 선반대(17)를 거쳐 방출 덕트(5)로까지의 열 전달은 이에 따라 접촉 영역의 감소로 인해 실질적으로 감소될 것이며, 이에 따라 환형 디스크(15)는 그 방사상 단면에 걸쳐서 거의 균일한 온도를 가지므로, 실질적으로 감소된 열 응력을 받는다.

Claims (8)

  1. 사이클론 하우징(1), 방출 덕트(5) 및 가스 전환용 중심 튜브(3)를 포함하고, 상기 중심 튜브(3)가 상기 사이클론 하우징(1) 내부로 축방향으로 연장되고 다수의 단편(3a)으로 구성되며, 상기 단편(3a)이 상기 사이클론 하우징(1)과 방출 덕트(5) 사이의 영역에 제공되는 지지 요소(15) 상에 현수되는, 사이클론 분리기에 있어서,
    상기 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5)의 내측면에 고르게 분포되어 고정되는 다수의 지지 수단(17)을 포함하고, 상기 지지 요소(15)가 환형 디스크를 포함하며, 상기 환형 디스크가 상기 지지 수단(17)의 상부에 느슨하게 조립되며 상기 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5)의 내경보다 작은 외경을 가져서, 상기 방출 덕트(5) 및/또는 사이클론 하우징(1)과 상기 환형 디스크(15) 사이에 간극(18)이 제공되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 수단(17)이 실질적으로 삼각형 형상을 갖는 선반대로서 형성되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 수단(17)이 상기 사이클론 하우징(1) 및/또는 방출 덕트(5)에 용접에 의해서 고정되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 디스크(15)가 위쪽으로 돌출하는 플랜지(16)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 환형 디스크(15)의 상기 위쪽으로 돌출하는 플랜지(16)가 다수의 단편(16a)으로 분할되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 환형 디스크(15)가 그 상측면 상에 단열층을 구비하는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 위쪽으로 돌출하는 플랜지(16)를 갖는 상기 환형 디스크(15) 및 상기 선반대(17)가 내열강으로 제조되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사이클론 분리기가 라이닝되는 것을 특징으로 하는
    사이클론 분리기.
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