KR20190021729A - Continuous Feeding Machine of Particle Fuel using High-Pressure Hose and High-Pressure Roller - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus continuously supplying pulverized fuel in a high-pressure hose to a high temperature container and a high-pressure effector by using a high-pressure roller of the outside to pressurize and roll the high-pressure hose having elasticity. The pulverized fuel only moves in the high-pressure hose so as to provide an advantage of continuously supplying the pulverized fuel in a solid state to the high-pressure apparatus while the pulverized fuel is never exposed to the outside.

Description

고압호스 및 고압롤러를 이용한 분체연료 연속 공급장치{Continuous Feeding Machine of Particle Fuel using High-Pressure Hose and High-Pressure Roller}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a continuous feeder for continuously supplying powdered fuel using a high-pressure hose and a high-

본원 발명은 고압 분체연료 공급장치에 관한 것으로서 구체적으로 상압의 미분탄, 화학연료 등의 분체연료를 고압 용기 또는 고압 반응기에 연속적으로 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-pressure powder fuel supply apparatus, and more particularly, to an apparatus for continuously supplying pulverized fuel such as pulverized coal or chemical fuel at atmospheric pressure to a high-pressure vessel or a high-pressure reactor.

석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, 이하 'IGCC')이란 석탄을 가스화 후 이를 이용하여 복합발전소를 운전하는 발전기술을 말한다. 즉, 석탄을 고온, 고압 아래에서 수소와 일산화탄소를 주성분으로 한 합성가스로 전환한 뒤, 분진과 황 화합물 등 유해물질을 제거하고 천연가스와 유사한 수준으로 정제한 후 전기를 생산하는 원료로 사용하는 친환경 발전 기술이다.Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) is a power generation technology that operates a combined power plant using gas after coal is gasified. In other words, after converting coal into synthetic gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide under high temperature and high pressure, it is used as raw material for producing electricity after removing harmful substances such as dust and sulfur compounds and refining to a level similar to natural gas It is eco-friendly power generation technology.

IGCC는 석탄으로부터 합성가스를 생성하는 가스화공정, 합성가스에 포함된 입자 및 황 화합물 등을 제거하여 청정한 합성가스를 만드는 정제공정 및 가스 터빈과 스팀 터빈으로 구성된 복합발전 공정 등으로 나누어진다.The IGCC is divided into a gasification process that produces syngas from coal, a purification process that produces clean syngas by removing particles and sulfur compounds contained in the syngas, and a combined power generation process that consists of a gas turbine and a steam turbine.

IGCC 발전방식은 기존의 미분탄 발전방식에 비해 발전효율이 높아 20% 내외의 이산화탄소 저감 효과를 얻을 수 있다. 또한, 대기 오염물질인 SOx를 95%이상, NOx 발생량을 70%이상 줄일 수 있다. 우리나라는 에너지원을 해외로부터 거의 전량 수입하기 때문에 경제적인 석탄을 발전 연료로 사용할 수 밖에 없다. 또한 계속 강화되는 환경 규제로 인해서 최소 21세기 중반까지는 IGCC와 같은 친환경 발전 방식이 계속 사용될 것으로 예상된다.The IGCC power generation system has a higher power generation efficiency than the conventional coal-fired power generation system, and can achieve the effect of reducing the carbon dioxide by about 20%. In addition, it can reduce air pollutants SOx by more than 95% and NOx by 70% or more. Since Korea imports almost all energy sources from overseas, it is inevitable to use economical coal as a fuel for power generation. It is also expected that sustainable environmental regulations, such as IGCC, will continue to be used until at least the mid-21st century.

IGCC 기술은 수소와 일산화탄소가 주성분인 합성가스를 생산하며, 필요에 따라 수소를 분리, 정제하여 비료 등의 공업원료와 발전효율이 60% 이상까지 이르는 가스화 복합 연료전지(IGFC: Integrated Gasification Fuel Cell)의 원료가스로도 사용된다. 또한, IGCC 기술을 통해서 석탄 내 환경오염의 주성분인 황 성분을 유용한 상품으로서 판매할 수 있는 순수 유황으로 회수할 수 있다.IGCC technology produces syngas composed mainly of hydrogen and carbon monoxide, separates and purifies hydrogen as necessary, and supplies industrial raw materials such as fertilizers and IGFC (Integrated Gasification Fuel Cell) Is also used as the raw material gas of In addition, IGCC technology can be used to recover sulfur, the main component of environmental pollution in coal, as pure sulfur that can be sold as a useful product.

IGCC와 같은 가스화 플랜트, 특히 건식 가스화 플랜트에서는 미분탄의 계속적인 공급을 위하여 미분탄 등의 분체연료를 저장하는 저장호퍼(storage hopper), 항상 가스화기 또는 고압 반응기 압력보다 높은 고압 상태로 운전되며 분체연료를 기류수송 방식으로 가스화기에 공급하는 공급호퍼(feed hopper), 가압과 상압 상태를 반복하면서 상압 상태인 저장호퍼의 분체연료를 가압 상태인 공급호퍼로 계속 공급하는 록호퍼(lock-hopper) 등으로 구성되는 고압 분체연료 공급장치를 적용하고 있다.In a gasification plant such as an IGCC, in particular a dry gasification plant, a storage hopper for storing pulverized fuel such as pulverized coal for continuous supply of pulverized coal, a pulverized fuel which is always operated at a higher pressure than a gasifier or high- A feed hopper that feeds the gasifier in an air stream type, a lock hopper that continuously feeds the powdery fuel of the storage hopper, which is in an atmospheric pressure state, to a pressurized feed hopper while repeating pressurization and normal pressure Pressure powder fuel supply device.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 고압 분체연료 공급장치에서, 공급호퍼(20) 내부에 채워진 분체연료는, 정상운전 상태에서 고압질소 공급밸브(23)를 통해 공급되는 질소가스에 의해, 분체연료 이송라인(22) 및 이송라인 개폐밸브(21)를 통해 고압 반응기에 연속적으로 공급된다. 이후, 공급호퍼(20) 내 분체연료가 감소되면, 공급호퍼(20)에 분체연료를 재충진하기 위한 재충진 과정이 진행된다.As shown in Fig. 1, in the conventional high-pressure powder feeder, the powdery fuel filled in the feed hopper 20 is converted into the powdery fuel by the nitrogen gas supplied through the high-pressure nitrogen supply valve 23 in the normal operation state, And is continuously supplied to the high-pressure reactor through the transfer line 22 and the transfer line opening / closing valve 21. [ Thereafter, when the powder fuel in the supply hopper 20 is reduced, a refilling process is performed to refill the powder hopper 20 with the powdered fuel.

재충진 과정에서는, 저장호퍼(10)의 저장호퍼 개폐밸브(12)가 열리면서, 저장호퍼(10) 내 분체연료가 록호퍼(14)로 일정량 공급된다. 분체연료가 록호퍼(14)에 채워지면, 저장호퍼 개폐밸브(12)가 닫히고 고압질소 공급밸브(16)가 열리면서, 고압질소 공급밸브(16)를 통해 공급되는 질소가스에 의해, 록호퍼(14)가 공급호퍼(20)와 동일한 압력까지 가압된다. 이때, 차압 트랜스미터(19)는 록호퍼(14) 및 공급호퍼(20)가 동일한 압력에 도달하였는가를 측정한다.In the refilling process, the storage hopper opening / closing valve 12 of the storage hopper 10 is opened, and the powdery fuel in the storage hopper 10 is supplied to the lock hopper 14 by a certain amount. When the powder fuel is filled in the lock hopper 14, the storage hopper opening / closing valve 12 is closed and the high-pressure nitrogen supply valve 16 is opened and the nitrogen gas supplied through the high-pressure nitrogen supply valve 16 is supplied to the lock hopper 14 are pressurized to the same pressure as the feed hopper 20. At this time, the differential pressure transmitter 19 measures whether the lock hopper 14 and the supply hopper 20 have reached the same pressure.

록호퍼(14)에 대한 가압이 완료되면, 고압질소 공급밸브(16)가 닫히고 이퀄라이징 밸브(18)가 열린 상태에서, 돔밸브(17)가 열리면서 록호퍼(14) 내 분체연료가 중력에 의해 공급호퍼(20)로 재충진된다. 록호퍼(14)내 분체연료가 공급호퍼(20)로 재충진되면, 돔밸브(17)가 닫히고 이퀄라이징 밸브(18)가 닫힌 후, 벤트 밸브(15)가 열리면서 록호퍼(14)의 내부 압력이 감압된다. 록호퍼(14)의 내부가 벤트 밸브(15)를 통해 벤트되면, 다시 초기 상태로 되어 공급호퍼(20)의 재충진 과정이 완료된다. 이후, 분체연료의 재충진 과정은 고압 분체연료 공급장치의 정상운전 중 일정시간 간격으로 계속 반복된다.When the pressurization of the lock hopper 14 is completed, the high-pressure nitrogen supply valve 16 is closed and the equalizing valve 18 is opened, so that the dome valve 17 is opened, And then refilled with the feed hopper 20. When the powder fuel in the lock hopper 14 is refilled with the supply hopper 20, after the dome valve 17 is closed and the equalizing valve 18 is closed, the vent valve 15 is opened and the internal pressure of the lock hopper 14 Is decompressed. When the inside of the lock hopper 14 is vented through the vent valve 15, the initial state is established and the refilling process of the supply hopper 20 is completed. Thereafter, the refilling process of the powder fuel is continuously repeated at regular time intervals during the normal operation of the high-pressure powder fuel supply device.

그런데 이러한 종래 고압 분체연료 공급장치의 경우, 작동을 위해 고압질소를 이용한 가압 및 감압 장치, 벤트되는 분진의 여과를 위한 고압 필터시스템, 순서에 따른 제어를 위한 정압/차압 계측기 등의 추가적인 설비가 필요하고 복잡한 절차에 따라 분체연료 주입이 이루어진다는 단점이 있다. 이와 함께, 연속식이 아닌 회분식(batch)으로 분체연료 주입이 이루어져 공급호퍼 내 일정한 레벨 유지가 불가능하고, 록호퍼를 공급호퍼와 동일한 압력까지 가압하는 과정에서 질소가스가 계속적으로 사용되며, 분체연료 내 수분 함량이 다소 높을 경우 브리징(bridging) 현상에 의해 록호퍼에서 공급호퍼로 분체연료가 내려오지 않는 문제점이 발생한다(도 2 참조). 브리징 현상은 수분 및 압력에 의해서 록호퍼 내의 분체연료가 눌려 제대로 외부로 배출되지 못하는 현상이다. 회분식 공급 문제를 해결하기 위해서 복수의 고압 분체연료 공급장치를 도입하는 경우가 있지만, 이러한 경우에도 펄스 형태의 연속식 공급만이 가능하며, 설비에 소요되는 비용이 배가된다는 문제점이 있다.However, in the case of such a conventional high-pressure powder feeder, additional equipment such as a pressurizing / decompressing device using high-pressure nitrogen, a high-pressure filter system for filtering vented dust, and a constant pressure / differential pressure gauge And powder fuel injection is performed according to a complicated procedure. In addition, it is impossible to maintain a constant level in the feed hopper due to the injection of powder fuel in a batch rather than a continuous type, and nitrogen gas is continuously used in the process of pressurizing the lock hopper to the same pressure as the feed hopper, When the moisture content is somewhat high, there is a problem that the powder fuel does not come down from the lock hopper to the feed hopper due to the bridging phenomenon (see FIG. 2). The bridging phenomenon is a phenomenon in which the powder fuel in the lock hopper is pressed by moisture and pressure and can not be properly discharged to the outside. There is a case where a plurality of high-pressure powder fuel supply devices are introduced to solve the batch feed problem. However, even in such a case, only pulse-type continuous feed is possible, and the cost for equipment is doubled.

특허문헌 1은 종래의 록호퍼 시스템을 개선한 것으로서 록호퍼에서 공급호퍼로 분체연료가 공급될 때 이에 대한 이송량을 정확하기 측정하기 어렵다는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이를 위해서 특허문헌 1은 록호퍼와 공급호퍼 사이에 플렉시블관을 도입하여 압력 변화에 대응하게 하고, 가압시 또는 배기시에 발생되는 플렉시블관의 팽창 및 수축에 따른 거리만큼 플렉시블관의 상부에 위치하는 록호퍼를 상하로 이동시킴으로써, 각 호퍼에 적재된 분체시료의 무게를 정확하게 측정하도록 한 장치이다.Patent Document 1 improves the conventional lock hopper system and solves the problem that when the powder fuel is supplied from the lock hopper to the feed hopper, it is difficult to measure the feed amount accurately. To this end, Patent Document 1 discloses that a flexible tube is introduced between a lock hopper and a supply hopper to cope with a change in pressure, and is located at an upper portion of the flexible tube by a distance corresponding to the expansion and contraction of the flexible tube during pressurization or evacuation And the lock hopper is moved up and down to accurately measure the weight of the powder sample loaded in each hopper.

특허문헌 2는 펌프 세그먼트를 갖는 고체 공급 펌프에 관한 것으로서, 다수의 연결된 카트리지가 폐쇄 곡선을 형성하여 트랙을 따라서 계속적으로 순환운동을 하고 상기 카트리지는 고체 공급물을 계속 공급하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 그러나 상기 장치는 본원 발명에서 적용하고자 하는 고온, 고압의 가스화기에 직접 분체연료를 직접 공급할 수 있을 만큼 고압에 견딜 수 있도록 설계되지 않았다.Patent Document 2 relates to a solid feed pump having a pump segment in which a plurality of connected cartridges form a closing curve to continuously circulate along the track and the cartridges continue to supply the solid feed . However, the apparatus is not designed to withstand high pressures so as to directly supply powdered fuel directly to the high-temperature, high-pressure gasifier to which the present invention is applied.

특허문헌 3은 순환 형태의 무한궤도에 의해서 고체 공급물을 이송하는 장치에 관한 것이다. 이 또한 본원 발명에서 적용하고 있는 고온, 고압의 가스화기에 직접 분체연료를 공급할 수 있는 방법은 아니며 단순히 상압에서 적용이 가능한 기술이다.Patent Document 3 relates to a device for feeding a solid feed by a circulating-type endless track. This is also not a method of directly supplying powdered fuel to the high-temperature and high-pressure gasifier applied in the present invention, and it is a technology that can be applied simply at normal pressure.

특허문헌 4는 로터리 디스크의 회전에 의해서 고체 공급물을 공급하는 장치에 관한 것으로서 Posimetric pump에 의한 장치이다. 현재 해당 장치는 68bar 조건에서 공급이 가능한 장비를 제공하고 있다.Patent Document 4 relates to a device for supplying a solid feed by rotation of a rotary disk, and is a device using a positive-displacement pump. Currently, the device provides equipment that can be supplied at 68 bar.

특허문헌 5는 고압용 고체 공급물을 제공하기 위한 펌프로서 한쌍의 무한궤도가 맞물리면서 그 틈을 이용하여 가압된 고체 공급물을 공급하는 장치이다.Patent Document 5 is a device for supplying a pressurized solid feed using a gap in which a pair of endless orbits are engaged as a pump for providing a high-pressure solid feed.

그러나 특허문헌 4, 5의 경우에는 완벽한 씰링 문제로 인해서 장기간 상업적 규모로 사용시 일부 분체연료가 누출된다는 문제점이 있다.However, in the case of Patent Documents 4 and 5, there is a problem that some powder fuel leaks when used on a commercial scale for a long period due to a complete sealing problem.

이상과 같이 현재까지 세계적으로 록호퍼 시스템의 일부를 개선하는 기술은 제시되고 있으나 분체연료의 누출이 전혀 없이 고압에서 공급할 수 있는 연속식 고압 분체연료 공급장치 관련 상용화 설비는 없다.As described above, a technology for improving a part of the lock hopper system around the world has been proposed so far, but there is no commercialization facility for a continuous high-pressure powder fuel supply device which can supply at high pressure without leakage of powder fuel.

등록특허공보 제1590135호Patent Registration No. 1590135 미국특허공보 제8579103호U.S. Patent No. 8579103 미국특허공보 제8739962호U.S. Patent No. 8739962 미국특허공보 제5497873호U.S. Patent No. 5,497,873 미국특허공보 제6439185호U.S. Patent No. 6,439,185

본원의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분체연료가 전혀 누출되지 않으면서, 상압의 분체연료를 기계적 작동에 의해서 압축하여 고압 용기 또는 고압 반응기에 연속적으로 주입하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide an apparatus for continuously injecting a powdery fuel of atmospheric pressure into a high-pressure vessel or a high-pressure reactor by mechanically compressing the powdery fuel at normal pressure without any leakage of powdery fuel do.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본원 발명의 제1양태는 분체연료를 고압 용기 또는 고압 반응기에 연속적으로 공급하기 위한 분체연료 연속 공급장치에 있어서, 분체연료를 주입하는 분체연료 주입부; 고압호스 및 상기 고압호스를 상기 분체연료 주입부와 연결 하는 고압호스 결합부; 상기 고압호스 내부에 있는 분체연료를 이송하도록 상기 고압호스를 외부에서 압착 후 일방향으로 롤링하는 고압롤러; 상기 고압롤러가 직선 형태의 상기 고압호스를 따라서 외부에서 상기 고압호스를 압착 롤링할 수 있도록 압력을 가하면서 무한궤도의 운동을 하는 동력전달부; 상기 동력전달부를 회전시키는 스프라켓; 상기 스프라켓이 회전할 수 있는 동력을 공급하는 구동모터를 포함하는 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a powder fuel continuous supply apparatus for continuously supplying powdery fuel to a high-pressure vessel or a high-pressure reactor, comprising: a powder fuel injecting unit for injecting powdery fuel; A high pressure hose and a high pressure hose coupling portion connecting the high pressure hose to the powder fuel injection portion; A high-pressure roller for pressing the high-pressure hose from the outside so as to roll the powdery fuel in the high-pressure hose in one direction; A power transmitting portion for performing an endless orbital motion while applying pressure so that the high-pressure roller can press-roll the high-pressure hose from the outside along the linear high-pressure hose; A sprocket for rotating the power transmission unit; And a drive motor for supplying a power to rotate the sprocket.

본원 발명의 제2양태는 상기 고압롤러는 상기 동력전달부에 결합되어 상기 동력전달부의 이동과 같이 움직이는 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.According to a second aspect of the present invention, the high-pressure roller is coupled to the power transmission portion and moves as the movement of the power transmission portion.

본원 발명의 제3양태는 상기 고압롤러는 상기 동력전달부의 무한궤도 외부로 돌출되어 배치되며, 상기 고압롤러의 중심축은 외부의 압력에 대응하여 위치가 이동할 수 있도록 탄성부가 마련된 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.In the third aspect of the present invention, the high-pressure roller is disposed so as to protrude to the outside of the endless track of the power transmitting portion, and the central axis of the high-pressure roller is provided with a continuous powdery fuel supply device provided with elastic portions, to provide.

본원 발명의 제4양태는 상기 고압롤러의 최외부는 수지 또는 금속으로 이루어진 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.In a fourth aspect of the present invention, the outermost layer of the high-pressure roller is made of resin or metal.

본원 발명의 제5양태는 상기 고압호스는 외부 압력에 의해서 형태가 변형되고 외부 압력이 제거되면 형태가 복원될 수 있는 탄성있는 재질로 이루어지는 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.According to a fifth aspect of the present invention, the high-pressure hose is made of an elastic material whose shape is deformed by external pressure and whose shape can be restored when external pressure is removed.

본원 발명의 제6양태는 상기 동력전달부 및 스프라켓은 체인 또는 벨트 형태인 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.In a sixth aspect of the present invention, there is provided a powder fuel continuous feeder in which the power transmitting portion and the sprocket are in the form of a chain or a belt.

본원 발명의 제7양태는 상기 고압호스 내의 분체연료는 상기 고압롤러에 의한 압력에 의해서 고압 용기 또는 고압 반응기로 직접 공급되는 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a continuous powdered fuel supply apparatus wherein powdery fuel in the high-pressure hose is directly supplied to a high-pressure vessel or a high-pressure reactor by pressure by the high-pressure roller.

본원 발명의 제8양태는 상기 고압호스의 뒷면에는 지지판이 배치되어 상기 고압롤러에 의해서 상기 고압호스가 가압 및 변형될 수 있게 하는 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a continuous powdered fuel supply apparatus in which a support plate is disposed on a rear surface of the high-pressure hose to allow the high-pressure hose to be pressed and deformed by the high-pressure roller.

본원 발명의 제9양태는 상기 고압호스는 상기 지지판의 단면적에 대응될 수 있도록 단면이 타원형이거나 단면이 원형인 고압호스가 다수 배치된 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.According to a ninth aspect of the present invention, the high-pressure hose is provided with a plurality of high-pressure hoses each having an elliptical cross section or a circular cross-section so as to correspond to the cross-sectional area of the support plate.

본원 발명의 제10양태는 상기 지지판의 상기 고압호스 대향면은 평면이 아닌 상기 고압호스의 길이방향을 따라서 파형을 이루고 있으며, 상기 파형은 상기 고압호스의 시작 부분인 상기 분체연료 주입부와 가까운 부분 및 상기 고압호스의 끝부분의 높이가 가장 낮고 상기 고압호스의 중간 부분이 가장 높게 구성된 한 주기의 파형 형태인 분체연료 연속 공급장치를 제공한다.The tenth aspect of the present invention is characterized in that the high pressure hose opposed surface of the support plate has a waveform along the longitudinal direction of the high pressure hose rather than a plane and the waveform is a part near the powder fuel injection part And a waveform of a period of one cycle in which the height of the end portion of the high-pressure hose is the lowest and the middle portion of the high-pressure hose is the highest.

본원 발명은 기존의 록호퍼 시스템을 대체하면서, 분체연료가 전혀 누출되지 않으면서, 연속적으로 분체연료를 공급할 수 있으며, 운전이 편리하고, 설치 및 운영비가 저렴하다는 효과가 있다.The present invention has an effect of supplying powdery fuel continuously without replacing the conventional lock hopper system without leakage of the powdered fuel at all, providing an easy operation, and a low installation and operating cost.

도 1은 종래기술에 따른 고압 분체연료 공급장치로서, 록호퍼를 사용하여 분체연료를 공급하는 장치의 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따른 고압 분체연료 공급장치 록호퍼 내에서 분체연료 내 수분 함량이 다소 높을 경우 록호퍼가 작동함에도 내부 분체연료가 배출되지 않고 고화되는 브리징 현상에 대한 사진이다. 록호퍼 내부 초기 분체연료인 미분탄이 제대로 공급되는 경우와 브리징 현상으로 잔류하는 경우를 보여준다.
도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따른 분체연료 연속 공급장치의 개략도이다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 지지판의 형태에 대한 개략도이다.1 is a schematic view of a device for supplying powdered fuel using a lock hopper as a high-pressure powder fuel supply device according to the prior art.
FIG. 2 is a photograph of a bridging phenomenon in which the inner powder fuel is solidified without discharging the inner powder fuel even when the lock hopper is operated when the moisture content in the powder fuel in the high-pressure powder fuel supply device lock hopper according to the prior art is rather high. It shows the case where pulverized coal as initial powder fuel in the lock hopper is properly supplied and remains as a bridging phenomenon.
3 is a schematic view of a continuous powdery fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a support plate according to an embodiment of the present invention.

이하 본원 발명에 대한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본원 발명은 분체연료를 주입하는 분체연료 주입부(300); 고압호스(350) 및 상기 고압호스(350)를 상기 분체연료 주입부(300)와 연결 하는 고압호스 결합부(320); 상기 고압호스(350) 내부에 있는 분체연료를 이송하도록 상기 고압호스(350)을 외부에서 압착 후 일방향으로 롤링하는 고압롤러(250); 상기 고압롤러(250)가 직선 형태의 상기 고압호스(350)를 따라서 외부에서 상기 고압호스(350)를 압착 롤링할 수 있도록 압력을 가하면서 무한궤도의 운동을 하는 동력전달부(200); 상기 동력전달부(200)를 회전시키는 스프라켓(240); 상기 스프라켓(240)이 회전할 수 있는 동력을 공급하는 구동모터(100);를 포함하는 분체연료 연속 공급장치로 구성된다.The present invention relates to a powder fuel injection unit (300) for injecting powdered fuel; A high pressure hose coupling unit 320 connecting the high pressure hose 350 and the high pressure hose 350 to the powder fuel injection unit 300; A high pressure roller 250 for rolling the high-pressure hose 350 from the outside so as to convey powdered fuel in the high-pressure hose 350 in one direction after being compressed; A power transmitting part 200 for performing an endless track motion while applying pressure to the high pressure roller 250 so that the high pressure hose 350 can be pressed and rolled from the outside along the linear high pressure hose 350; A sprocket 240 for rotating the power transmission unit 200; And a drive motor (100) for supplying power to rotate the sprocket (240).

상기 고압롤러(250)는 상기 동력전달부(200)에 결합되어 상기 동력전달부(200)의 이동과 같이 움직인다. 바람직하게는 상기 고압롤러(250)는 상기 동력전달부(200)의 무한궤도 외부로 돌출되어 배치되며, 상기 고압롤러(250)의 중심축은 외부의 압력에 대응하여 위치가 이동할 수 있도록 탄성부가 마련될 수 있다. 일 실시예에 의하면 상기 고압롤러(250)는 고압롤러 지지부(255)에 의해서 상기 동력전달부(200)와 연결될 수 있다. 고압롤러 지지부(255) 내부에 스프링과 같은 탄성부를 부가하여 고압롤러(250)의 중심축이 이동할 수 있게 변형이 가능하다.The high-pressure roller 250 is coupled to the power transmission unit 200 and moves together with the movement of the power transmission unit 200. Preferably, the high-pressure roller 250 protrudes outside the endless track of the power transmission unit 200, and the central axis of the high-pressure roller 250 is provided with an elastic portion . According to an embodiment, the high-pressure roller 250 may be connected to the power transmission unit 200 by a high-pressure roller support 255. The elastic member such as a spring is added to the inside of the high-pressure roller support portion 255 so that the central axis of the high-pressure roller 250 can be deformed.

상기 동력전달부(200)에 전달되는 힘이 상기 고압롤러(250)에 전달되는 과정에서 상기 고압롤러(250)의 위치에 변동이 생기지 않도록 가이드부를 별도로 마련할 수 있다.The guide portion may be separately provided so that the position of the high-pressure roller 250 is not changed in the process of transmitting the force transmitted to the power transmitting portion 200 to the high-pressure roller 250.

하기에서 설명하는 파형 형태의 지지판(330)에 있어서 파고의 높이가 높은 부분, 즉 지지판과(330)과 고압롤러(250)의 거리가 가까워서 고압호스(350)가 가장 강하게 압축되는 부분에 있어서 지나치게 강한 압력이 고압호스(350)에 부가되지 않도록 고압롤러(250)의 중심축이 다소간 밀릴 수 있게 할 필요가 있다. 이와 관련되어 고압롤러(250)의 중심축은 스프링 등에 의해서 위치가 변경되고 압력이 줄어든 경우에 다시 원상태로 복귀한다.The portion of the supporting plate 330 having the corrugated shape described below where the height of the corrugation is high, that is, the distance between the supporting plate 330 and the high-pressure roller 250 is so small that the high- It is necessary to allow the center axis of the high-pressure roller 250 to be slightly pushed so that a strong pressure is not added to the high-pressure hose 350. [ In this case, the center axis of the high-pressure roller 250 is returned to its original position when the position is changed by a spring or the like and the pressure is reduced.

이러한 강압 압력에 대비하여 고압롤러의 중심축이 이동할 수 있는 것은 고압호스(250)의 수명을 상대적으로 연장시킬 수 있는 효과가 있다.The fact that the central axis of the high-pressure roller can move relative to such a pressure-lowering pressure has an effect of relatively prolonging the service life of the high-pressure hose 250.

고압롤러(250)의 최외부는 수지 또는 금속으로 이루어질 수 있으며, 통상적으로 철, 우레탄, PVC 등의 다양한 재료가 사용될 수 있다. 본원 발명에서는 고압롤러에 강한 압력이 가해지므로 P-2 타입의 롤러가 바람직하다.The outermost portion of the high-pressure roller 250 may be made of resin or metal, and various materials such as iron, urethane, and PVC may be used. In the present invention, since a strong pressure is applied to the high-pressure roller, the roller of the P-2 type is preferable.

상기 고압호스(350)는 외부 압력에 의해서 형태가 변형되고 외부 압력이 제거되면 형태가 복원될 수 있는 탄성있는 재질로 이루어진다. 고압호스는 당업계에서 널리 사용되는 고압호스를 사용할 수 있으며, 원하는 압력 조건에 따라 호스의 레이어 수, 각 레이어에 배치되는 재료 등이 변경될 수 있으며, 이는 통상의 기술자가 적의 선택할 수 있는 정도이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 고압호스는 공급 용량 등의 필요에 따라서 복수개가 사용될 수 있다.The high-pressure hose 350 is made of an elastic material whose shape is deformed by external pressure and shape can be restored when external pressure is removed. The high-pressure hose can be a high-pressure hose widely used in the art, and the number of layers of the hose and the material disposed in each layer may be changed according to a desired pressure condition, A detailed description thereof will be omitted. A plurality of high-pressure hoses can be used as needed, such as a supply capacity.

상기 동력전달부(200) 및 스프라켓(240)은 체인 또는 벨트 형태가 가능하나 압력이 높아질 경우에는 그에 따른 부하기 커지기 때문에 체인 또는 직접적인 기어에 의한 동력전달이 연결이 바람직하다.The power transmitting portion 200 and the sprocket 240 can be formed into a chain or a belt. However, when the pressure is increased, the power transmission portion 200 and the sprocket 240 are connected to each other through a chain or a direct gear.

본원 발명에 따른 분체연료 연속 공급장치는 추가의 가압 수단없이 고압호스(350) 내의 분체연료가 상기 고압롤러(250)에 의한 압력에 의해서 고압 용기 또는 고압 반응기로 직접 공급된다.The powdery fuel in the high-pressure hose 350 is directly supplied to the high-pressure vessel or the high-pressure reactor by the pressure of the high-pressure roller 250 without additional pressing means.

상기 고압호스(350)의 뒷면에는 지지판(330)이 배치되어 상기 고압롤러(250)에 의해서 상기 고압호스(350)가 가압 및 변형될 수 있도록 한다. 고압호스(350)는 상기 지지판(330)의 단면적에 대응될 수 있도록 단면이 타원형이거나 단면이 원형인 고압호스(350)가 다수 배치될 수 있다.A support plate 330 is disposed on a rear surface of the high pressure hose 350 so that the high pressure hose 350 can be pressed and deformed by the high pressure roller 250. The high-pressure hose 350 may have a plurality of high-pressure hoses 350 having an elliptical cross section or a circular cross-section so as to correspond to the cross-sectional area of the support plate 330.

상기 지지판(330)의 상기 고압호스(350) 대향면은 평면이 아닌 상기 고압호스(350)의 길이방향을 따라서 파형을 이룰 수 있으며, 바람직하게 상기 파형은 상기 고압호스(350)의 시작 부분인 상기 분체연료 주입부(300)와 가까운 부분 및 상기 고압호스(350)의 끝부분의 높이가 가장 낮고 상기 고압호스(350)의 중간 부분이 가장 높게 구성된 한 주기의 파형 형태일 수 있다. 이러한 구성은 고압호스(350)의 중앙 한부분만이 고압롤러(250)에 가장 강하게 압착이 되어 상압인 분체연료 주입부(300)와 고압 용기(도면 미도시) 사이의 씰링 역할을 하게 된다. 특히 고압 상태의 반응기에 분체연료를 주입할 경우 고압호스 모든 부분에 강한 압력을 가하면 고압호스의 수명이 급격하게 단축되므로, 파형 형태를 이용하여 일부분만을 강하게 압축하여 씰링하는 것이 바람직하다.The hose 350 may be formed on the support plate 330. The support plate 330 may have a wave-shape along the longitudinal direction of the high-pressure hose 350, Pressure hose 350 and the middle portion of the high-pressure hose 350 may have the highest level and the middle portion of the high-pressure hose 350 may have the highest level. In this configuration, only one central portion of the high-pressure hose 350 is most strongly pressed against the high-pressure roller 250 to serve as a seal between the powder fuel injection unit 300 at a normal pressure and a high-pressure vessel (not shown). Especially, when powder fuel is injected into a high-pressure reactor, strong pressure is applied to all parts of the high-pressure hose, the lifetime of the high-pressure hose is shortened sharply.

한 주기의 파형 또는 다수 주기의 파형 형태가 지지판(330)에 배치될 수 있으며, 이는 고압롤러(250)의 갯수, 고압롤러의 배치 간격에 따라서 변경이 가능하다. 고압롤러의 위치와 파형이 동기화 되지 않게 배치하는 것이 씰링 관점에서는 바람직하다. 한편, 도 4는 한 주기 이상의 파형 형태를 나타내고 있다.A waveform of one cycle or a waveform of a plurality of cycles can be arranged on the support plate 330. This can be changed according to the number of the high pressure rollers 250 and the arrangement interval of the high pressure rollers. It is preferable from the viewpoint of sealing to arrange the position and waveform of the high-pressure roller so as not to be synchronized. On the other hand, Fig. 4 shows waveforms of one or more cycles.

상기 기술적 특징과 관련된 사항 이외에 본 발명을 실시함에 필요한 부수적인 요소들은 이 출원이 속하는 기술 분야에서 통상적인 기술 내용에 따라 가감이 가능한 것이므로 이에 대한 구체적인 사항은 기재를 생략하며, 이 출원이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 알려진 주지 또는 관용의 기술이 필요에 따라 본 발명에 적용될 수 있다.In addition to the matters relating to the above technical features, the additional elements necessary for carrying out the present invention may be added or subtracted according to the ordinary technical contents in the technical field to which this application belongs, so that detailed description thereof will be omitted, Known or commonly known techniques generally known in the art may be applied to the present invention as needed.

또한, 앞서 설명한 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 통상의 기술자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

10 : 저장호퍼
12 : 저장호퍼 개폐밸브
14 : 록호퍼
15 : 벤트 밸브
16 : 고압질소 공급밸브
17 : 돔밸브
18 : 이퀄라이징 밸브
19 : 차압 트랜스미터
20 : 공급호퍼
21 : 이송라인 개폐밸브
22 : 분체연료 이송라인
23 : 고압질소 공급밸브
100 : 구동모터
200 : 동력전달부
240 : 스프라켓
250 : 고압롤러
255 : 고압롤러 지지부
300 : 분체연료 주입부
320 : 고압호스 결합부
330 : 지지판
350 : 고압호스
360 : 밸브
370 : 분체연료10: Storage hopper
12: Storage hopper opening and closing valve
14: Rock hopper
15: Bent valve
16: High-pressure nitrogen supply valve
17: Dome valve
18: Equalizing valve
19: Differential pressure transmitter
20: Feed hopper
21: Transfer line opening / closing valve
22: Powder fuel transfer line
23: High-pressure nitrogen supply valve
100: drive motor
200: Power transmission unit
240: Sprocket
250: High pressure roller
255: High pressure roller support
300: Powder fuel injection part
320: High pressure hose coupling part
330: Support plate
350: High pressure hose
360: Valve
370: Powdered fuel

Claims (11)

분체연료를 고압 용기 또는 고압 반응기에 연속적으로 공급하기 위한 분체연료 연속 공급장치에 있어서,
분체연료를 주입하는 분체연료 주입부;
고압호스 및 상기 고압호스를 상기 분체연료 주입부와 연결 하는 고압호스 결합부;
상기 고압호스 내부에 있는 분체연료를 이송하도록 상기 고압호스를 외부에서 압착 후 일방향으로 롤링하는 고압롤러;
상기 고압롤러가 직선 형태의 상기 고압호스를 따라서 외부에서 상기 고압호스를 압착 및 롤링할 수 있도록 압력을 가하면서 무한궤도의 운동을 하는 동력전달부;
상기 동력전달부를 회전시키는 스프라켓;
상기 스프라켓이 회전할 수 있는 동력을 공급하는 구동모터;를
포함하는 분체연료 연속 공급장치.A continuous powder fuel supply apparatus for continuously supplying powdered fuel to a high-pressure vessel or a high-pressure reactor,
A powder fuel injector for injecting powder fuel;
A high pressure hose and a high pressure hose coupling portion connecting the high pressure hose to the powder fuel injection portion;
A high-pressure roller for pressing the high-pressure hose from the outside so as to roll the powdery fuel in the high-pressure hose in one direction;
A power transmitting portion for performing an endless orbital motion while applying pressure so that the high pressure roller can squeeze and roll the high pressure hose from the outside along the linear high pressure hose;
A sprocket for rotating the power transmission unit;
A drive motor for supplying a power to rotate the sprocket;
Wherein the powder fuel continuous supply device comprises: 제1항에 있어서,
상기 고압롤러는 상기 동력전달부에 결합되어 상기 동력전달부의 이동과 같이 움직이는 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the high-pressure roller is coupled to the power transmission unit and moves together with the movement of the power transmission unit. 제2항에 있어서,
상기 고압롤러는 상기 동력전달부의 무한궤도 외부로 돌출되어 배치되며, 상기 고압롤러의 중심축은 외부의 압력에 대응하여 위치가 이동할 수 있도록 탄성부가 마련된 분체연료 연속 공급장치.3. The method of claim 2,
Wherein the high-pressure roller is disposed so as to protrude out of the endless track of the power transmitting portion, and the central axis of the high-pressure roller is provided with elastic portions so that the position thereof can move corresponding to an external pressure. 제1항에 있어서,
상기 고압롤러의 최외부는 수지 또는 금속으로 이루어진 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the outermost layer of the high-pressure roller is made of resin or metal. 제1항에 있어서,
상기 고압호스는 외부 압력에 의해서 형태가 변형되고 외부 압력이 제거되면 형태가 복원될 수 있는 탄성있는 재질로 이루어지는 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the high-pressure hose is made of an elastic material whose shape is deformed by external pressure and whose shape can be restored when external pressure is removed. 제1항에 있어서,
상기 동력전달부 및 스프라켓은 체인 또는 벨트 형태인 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the power transmitting portion and the sprocket are in the form of a chain or a belt. 제1항에 있어서,
상기 고압호스 내의 분체연료는 상기 고압롤러에 의한 압력에 의해서 고압 용기 또는 고압 반응기로 직접 공급되는 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the powder fuel in the high-pressure hose is directly supplied to the high-pressure vessel or the high-pressure reactor by the pressure of the high-pressure roller. 제1항에 있어서,
상기 고압호스의 뒷면에는 지지판이 배치되어 상기 고압롤러에 의해서 상기 고압호스가 가압 및 변형될 수 있게 하는 분체연료 연속 공급장치.The method according to claim 1,
And a support plate is disposed on a rear surface of the high-pressure hose so that the high-pressure hose can be pressed and deformed by the high-pressure roller. 제8항에 있어서,
상기 고압호스는 상기 지지판의 단면적에 대응될 수 있도록 단면이 타원형이거나 단면이 원형인 고압호스가 다수 배치된 분체연료 연속 공급장치.9. The method of claim 8,
Wherein the high-pressure hose has a plurality of high-pressure hoses each having an elliptical cross-section or a circular cross-section so as to correspond to the cross-sectional area of the support plate. 제8항에 있어서,
상기 지지판의 상기 고압호스 대향면은 평면이 아닌 상기 고압호스의 길이방향을 따라서 파형을 이루는 분체연료 연속 공급장치.9. The method of claim 8,
Wherein the supporting plate has a waveform opposite to the high pressure hose facing surface in a wave form along the longitudinal direction of the high pressure hose. 제10항에 있어서,
상기 파형은 상기 고압호스의 시작 부분인 상기 분체연료 주입부와 가까운 부분 및 상기 고압호스의 끝부분의 높이가 가장 낮고 상기 고압호스의 중간 부분이 가장 높게 구성된 한 주기의 파형 형태인 분체연료 연속 공급장치.11. The method of claim 10,
Wherein the waveform is a waveform of a waveform of one cycle in which the height of the end portion of the high-pressure hose is the lowest and the middle portion of the high-pressure hose is the highest portion, Device.
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