KR20120001186A - 석탄 버너의 노즐 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것이다.
본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은, 내측패널(134)이 사각관체 형태를 이루고 어느 한쪽 내측패널(134)의 전방에 유체의 흐름을 안내하도록 하는 에어 디플렉터(132)가 형성되며 에어 디플렉터(132)의 일측에 제1 슬릿(132a)이 형성되어 균열의 진행이 확장되는 것을 방지하는 내측관체(130), 내측관체(130)의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체(140) 및 내측관체(130)의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드(150)를 포함한다.

Description

석탄 버너의 노즐 팁{the nozzle tip of the Coal Burner}

본 발명은 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러의 석탄 버너에서 석탄이 연료관을 통과하여 연소실에 투입될 때에 석탄의 투입방향을 조절하도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁에 관한 것이다.

일반적으로 접선 연소방식이 채택된 보일러에서 석탄 버너의 노즐 팁은 연소실 내부 네 곳의 모서리에 배치된다.

또한, 석탄 버너의 노즐 팁은 보일러를 가동할 때에 상.하로 방향이 가변될 수 있고, 일례로서 노즐 팁의 상.하 방향 가변은 연소실 내부의 화염온도를 조절할 수 있도록 한다.

종래의 노즐 팁의 구성을 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁이 연료관의 단부에 설치된 사례를 설명하기 위한 도면이고, 첨부도면 도 2 및 도 3은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁의 구성을 설명하기 위한 조립상태의 사시도면 및 단면도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 연료관(10)의 단부에는 노즐 팁(20)이 설치되고, 상술한 노즐 팁(20)의 일측에는 드라이버 홀(14)(16)이 형성되며 상술한 드라이버 홀(14)(16)에 액추에이터가 연결되고, 상술한 액추에이터의 작동에 의해 상술한 노즐 팁(20)은 굴절 축(12)을 중심으로 상.하 방향이 전환될 수 있다.

또한, 상술한 노즐 팁(20)은 연소실에 직접 노출되기 때문에 내구성을 향상시키기 위하여 벽체가 이중으로 구성되며, 중앙(내측공간)에 석탄이 공급되고, 그 바깥쪽(내측과 외측 사이의 공간)에는 연소용 공기의 일부가 공급된다.

상술한 노즐 팁(20)의 구성은 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 노즐 팁(20)은 내측관체(30)의 외측에 외측관체(40)가 배치되고, 내측관체(30)의 안쪽에는 가이드 블레이드(50)가 배치되며, 내측관체(30)의 내측면 한쪽에는 쉐어 바(60)가 배치된다.

또한, 상술한 내측관체(30)와 상술한 외측관체(40)의 사이에는 간격부재가 배치되어 공간부가 형성된다.

또한, 상술한 내측관체(30)의 한쪽은 상술한 연료관(10)의 단부에 굴절 축(12)으로 연결되어 상술한 연료관(10)에서 노즐 팁(20)의 방향이 굴절될 수 있도록 조립된다.

상술한 내측관체(30)와 상술한 외측관체(40)는 각각 4개의 내측패널의 각각 모서리가 용접되어 사각형 형상의 관체를 이룬다.

또한, 상술한 내측관체(30)는 유체의 흐름을 안내하도록 하는 에어 디플렉터(air deflector: 32)가 형성된다.

상술한 쉐어 바(60)는 도 3에 나타낸 바와 같이 어느 한쪽 측면이 상술한 내측관체(30)의 내측면에 용접되어 고정되고, 공기 및 미분탄(Pulverized Coal)을 와류시켜 화염(Flame)을 노즐 팁(20) 쪽으로 당겨주는 작용을 한다.

석탄 버너의 연소실에는 상술한 바와 같이 구성되는 노즐 팁(20)이 복수 개로 배치될 수 있고, 복수 개의 노즐 팁(20) 중에서 일부의 노즐 팁(20)만 운용되고 나머지 노즐 팁(20)은 예비용으로 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 노즐 팁(20)은 다음과 같은 문제점이 지적된다.

노즐 팁(20)은 연소실 내부의 높은 복사열에 노출되고, 이러한 복사열은 노즐 팁(20)에 열응력을 발생시킬 수 있고, 특히 열응력은 내측관체(30)의 에어 디플렉터(32)에 균열을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 상술한 에어 디플렉터(32)는 균열이 발생한 이후에 그 균열이 내측관체(30)로 확장 진행되어 내측관체(30)가 절단되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이, 내측관체(30)가 균열되어 절단되거나 훼손되면 노즐 팁(20)은 더 이상 노즐 팁으로서의 기능을 수행하지 못하여 노즐 팁(20)의 수명이 극단적으로 단축되는 문제점이 있다.

다른 한편으로, 예비용으로 배치되어 평소에 운용되지 않는 특정 노즐 팁(20)에서도 고온의 복사열에 의하여 변형되거나 모서리 부분에 균열(crack)이 발생하는 문제점이 있고, 이로써 보일러의 석탄 버너로서 정상적인 기능을 유지하지 못하는 문제점이 있다.

특히, 예비용으로 설치된 노즐 팁(20)의 쉐어 바(60)가 불안정하게 유지되므로 운용 중이던 노즐 팁(20)을 대신하여 예비용 노즐 팁(20)을 이용하고자 할 때에는 내측관체(30)가 손상된 상태이므로 노즐 팁(20)의 정상적인 기능을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 에어 디플렉터가 고온의 복사열에 의해 균열이 발생하여 에어 디플렉터의 균열이 확장 진행되더라도 그 균열이 확대되는 것을 방지하여 에어 디플렉터의 기본적인 기능을 수행할 수 있도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 내측관체가 고온의 복사열에 의해 균열이 발생하고 그 균열이 확장 진행되더라도 그 균열이 확대되는 것을 방지하여 노즐 팁의 기본적인 기능을 수행할 수 있도록 하는 석탄 버너의 노즐 팁을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은, 내측패널이 사각관체 형태를 이루고 어느 한쪽 내측패널의 전방에 유체의 흐름을 안내하도록 하는 에어 디플렉터가 형성되며 상기 에어 디플렉터의 일측에 제1 슬릿이 형성되어 균열의 진행이 확장되는 것을 방지하는 내측관체; 상기 내측관체의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체; 및 상기 내측관체의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드;를 포함한다.

또한, 상기 내측패널의 일측에 제2 슬릿이 더 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 슬릿 또는 제2 슬릿은 복수 개로 형성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은 에어 디플렉터 또는 측면패널에 각각 슬릿을 형성시킴으로써 균열을 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있고, 이로써 에어 디플렉터 또는 측면패널의 일부에서 발생하는 균열을 방지하여 노즐 팁의 기본적인 기능은 계속 기대할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁이 연료관의 단부에 설치된 사례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래의 석탄 버너의 노즐 팁의 구성을 설명하기 위한 조립상태의 사시도면 및 단면도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁을 설명하기 위한 사시도면 및 단면도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 내측관체를 발췌하여 보인 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 다른 설명은 생략한다.

이하, 도 4 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁(100)에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁을 설명하기 위한 사시도면 및 단면도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 버너의 노즐 팁에서 내측관체를 발췌하여 보인 도면이다.

먼저, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 노즐 팁(100)은 내측관체(130)와 외측관체(140)가 이중으로 벽체를 구성하여 이루어지고, 내측관체(130)와 외측관체(140)의 사이에는 스페이서가 배치되어 내측관체(130)와 외측관체(140)의 간격을 유지한다.

또한, 상술한 내측관체(130)의 안쪽에는 석탄이 투입되는 방향을 안내하도록 하는 가이드 블레이드(150)가 배치되고, 내측관체(130)의 외부 일측에는 연료관(10)에 설치되도록 굴절 축(12)이 설치된다.

또한, 상술한 내측관체(130)는 복수 개의 내측패널이 용접되어 사각형 관체를 이루고, 상술한 외측관체(140)도 복수 개의 외측 패널이 용접되어 사각형 관체를 이룬다.

또한, 상술한 외측관체(140)의 후방에는 커버 관체(180)가 배치될 수 있고, 상술한 커버 관체(180)는 연료관(10)의 일부에 씌워지는 형태로 배치될 수 있다.

또한, 상술한 내측관체(130)의 내측패널(134)에는 쉐어 바(160)가 배치되고, 상술한 쉐어 바(160)는 공기 및 미분(Pulverized Coal)을 와류시켜, 화염(Flame)을 노즐 팁(100)쪽으로 당겨주는 작용을 한다.

또한, 상술한 내측관체(130)의 전방에는 에어 디플렉터(air deflector: 132)가 형성되어 유체의 흐름을 안내하게 된다.

첨부도면 도 5 및 도 6을 참조하여 상술한, 내측관체(130)의 에어 디플렉터(132)를 좀 더 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 내측관체(130)는 내측 패널(134)이 사각형 형상의 관체로 형성되고 상술한 굴절 축(12)의 축선과 평행한 쪽의 측방에 에어 디플렉터(132)가 형성된다.

상술한 에어 디플렉터(132)는 모서리 부분에서부터 제1 슬릿(132a)이 형성되고, 상술한 내측관체(130)의 모서리 부분에도 제22 슬릿(134a)이 형성될 수 있다.

또한, 상술한 제1 슬릿(132a) 또는 제2 슬릿(134a)은 복수 개로 형성될 수 있으며, 상술한 제1, 제2 슬릿(132a)(1324a)은 많이 형성될수록 균열의 진행을 더욱 효과적으로 방지할 수 있지만, 제1, 제2 슬릿(132a)(134a)의 개수가 너무 많을 경우 오히려 내측관체(130)의 내구성이 약화될 수 있으므로 제1, 제2 슬릿(132a)(134a)은 적정한 개수로 형성되는 것이 바람직하다.

다른 한편으로, 노즐 팁(100)의 사이즈가 큰 규격일 경우에는 제1 슬릿(132a)의 개수는 좀 더 많이 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁(100)은 내측관체(130)가 고온의 복사열에 의해 에어 디플렉터(132) 또는 측면패널(134)에 균열이 발생할 경우를 대비하여 미리 슬릿(132a) 가공을 함으로써 균열을 미연에 방지하게 된다.

이로써 비록 내측관체(130)의 일부가 훼손되더라도 노즐 팁(100)의 고유 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 석탄 버너의 노즐 팁은 보일러의 연소실에 설치되어 연소실에 연료(석탄)를 공급할 때에 연료의 투입방향을 조절하는 데에 이용된다.

10: 연료관 12: 굴절 축
14, 16: 드라이버 홀 20: 노즐 팁
30: 내측관체
32: 에어 디플렉터(air deflector)
40: 외측관체 50: 블레이드
60: 쉐어 바(share bar)
100: 노즐 팁 130: 내측관체
132: 에어 디플렉터(air deflector) 132a: 제1 슬릿
134: 측면패널 134a: 제2 슬릿
140: 외측관체
150: 가이드 블레이드 160: 쉐어 바(share bar)

Claims (3)

1. 내측패널(134)이 사각관체 형태를 이루고 어느 한쪽 내측패널(134)의 전방에 유체의 흐름을 안내하도록 하는 에어 디플렉터(132)가 형성되며 상기 에어 디플렉터(132)의 일측에 제1 슬릿(132a)이 형성되어 균열의 진행이 확장되는 것을 방지하는 내측관체(130);
   상기 내측관체(130)의 외측에 이격되어 배치되는 외측관체(140); 및
   상기 내측관체(130)의 안쪽에 설치되어 석탄의 흐름을 유도하는 가이드 블레이드(150);
   를 포함하는 석탄 버너의 노즐 팁.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내측패널(134)의 일측에 제2 슬릿(134a)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 석탄 버너의 노즐 팁.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제1 슬릿(132a) 또는 제2 슬릿(134a)은 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 석탄 버너의 노즐 팁.

Images