KR20190062282A - 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석탄회 이송파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송되는 슬러리 내의 고형입자에 대한 내벽면의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 관한 것이다.
본 발명의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 내피관이 외피관보다 내마모성 및 강도가 높은 소재로 형성되어 경제적인 비용으로 내마모도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 요홈부에 삽입돌출된 고형입자에 이차적으로 유입되는 슬러리 내의 고형입자가 접촉되면서 내피관의 내벽면에 고형입자의 직접 접촉이 최소화되므로 마모가 지연되어 내구성이 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프 {Pipe for transfering fly ashes having improved abrasion resistance}
본 발명은 석탄회 이송파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송되는 슬러리 내의 고형입자에 대한 내벽면의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 관한 것이다.
국내 화력발전소의 근간이 되는 화석연료 중의 하나인 석탄을 연소시켜 에너지를 생산하는 과정에서 부수적으로 약 800만톤 이상의 석탄회가 배출되고 있으며 이러한 석탄회는 포집장소에 따라 플라이 애쉬, 신더 애쉬, 바텀 애쉬로 구분할 수 있다.
이 가운데 바텀애쉬는 플라이 애쉬에 비해 입자가 굵으며 최종적으로 매립처분되고 있다. 매립처분되는 석탄회 즉, 바닥재는 해수와 섞여 슬러리 형태로 이송관을 따라 매립장으로 이동하게 된다. 슬러리 이송관은 주로 크롬합금주철 이송관과 고밀도폴리에틸렌 이송관 등이 사용되고 있다.
그런데, 크롬합금주철 이송관은 가격이 고가이며 해수에 의한 부식이 심각할 뿐 아니라 중량이 무겁기 때문에 시공성이 떨어져 고밀도 폴리에틸렌 이송관이 주로 사용되고 있다.
고밀도 홀리에틸렌 이송관의 경우에는 취성적인 특성이 없고 산화 또는 부식되지 않으며 가격이 저렴한 장점이 있는 반면, 크롬합금주절 이송관에 비해 마모가 심하여 내구성이 부족한 문제점이 있다.
이에 따라, 고밀도폴리에틸렌으로 형성된 이송관은 슬러리 내의 고형입자와내벽면이 마찰되면서 마모가 진행되어 내구성이 저하되고, 나아가서는 수명이 단축되어 교체주기가 빨라지게 된다.
이러한, 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 대한민국 등록특허공보 제10-0795913호에 개시된 바와 같이, 폴리부텐을 이용한 관이 제작되고 있다.
그러나, 폴리부텐으로 형성된 이송관은 폴리에틸렌으로 이루어진 이송관에 비해 상대적으로 생산단가가 높아 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0795913호 : 폴리부텐계 수지, 그것으로 되는 관재료 및 관
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 슬러리와 접촉되는 내측이 외측보다 내마모도가 높은 재질로 형성된 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 슬러리와 접촉되는 내측이 고형입자와의 접촉 면적을 줄일수 있도록 형성된 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내마모성이 향상된 이송파이프는 내측에 길이방향으로 중공이 형성되어 슬러리가 중공을 따라 이송되는 내피관과; 상기 내피관을 덮을 수 있도록 상기 내피관의 외측에 형성되며 상기 내피관과 다른 재질로 형성된 외피관;을 구비하고, 상기 내피관은 상기 외피관보다 내마모도가 높은 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 외피관은 폴리에틸렌 소재로 형성되고, 상기 내피관은 상기 외피관보다 내마모도, 내열성, 강도가 높은 고밀도 폴리에틸렌과, 에틸렌 옥텐고무와, 초고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 소재로 형성된 것이 특징이다.
상기 내피관은 내벽면에 외측방향으로 인입되고 길이방향으로 연장되어 상기 슬러리 내의 고형입자들 일부가 삽입되어 상기 내피관의 내벽면와 상기 슬러리 내의 고형입자와의 마찰 면적을 줄일 수 있도록 하는 요홈부가 형성되는 것이 바림직하다.
상기 요홈부는 상기 내피관의 길이방향을 따라 나선형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 요홈부는 안착된 상기 슬러리 내의 고형입자의 이탈을 방지할 수 있도록, 상기 내피관의 내벽면에 상기 외피관 방향으로 인입되되 상기 외피관에 인접할 수록 폭이 확장되게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 내피관이 외피관보다 내마모성 및 강도가 높은 소재로 형성되어 경제적인 비용으로 내마모도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 요홈부에 삽입돌출된 고형입자에 이차적으로 유입되는 슬러리 내의 고형입자가 접촉되면서 내피관의 내벽면에 고형입자의 직접 접촉이 최소화되므로 내피관의 마모가 지연되어 내구성이 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 대한 일부 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 대한 일부 사시도이고,
도 3은 도 2의 이송파이부에 대한 일부 횡단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 대한 일부사시도이고,
도 5는 본 발명의 제4실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프에 대한 일부 횡단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 석탄회이송파이프를 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프가 도시되어 있다. 본 발명의 제1실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(1)는 내측에 길이방향으로 중공이 형성되어 슬러리가 중공을 따라 이송되게 압출 성형된 내피관(10)과, 내피관(10)을 덮을 수 있도록 내피관(10)의 외측에 형성되며 내피관(10)과 다른 재질로 압출 성형된 외피관(30)을 구비한다. 여기서 슬러리는 고체와 액체의 혼합물 또는 미세한 고체입자가 물 속에 현탁된 현탁액을 말하는 것으로서, 즉, 석탄회와 물이 혼합된 혼합물을 말한다.
내피관(10)은 슬러리 내의 고형입자와 마찰에 의한 마모를 최소화 할 수 있도록 외피관(30)보다 내마모도가 높은 소재로 형성된다.
바람직하게, 외피관(30)은 고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene)이 적용되며, 내피관(10)은 외피관(30) 보다 내마모성, 내열성 및 강도가 높은 고밀도폴리에틸렌에 에틸렌옥텐 고무와, 초고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 혼합물이 적용된다.
내피관(10)의 소재는 고밀도 폴리에틸렌보다 내마모도 및 강도가 높고 부식되지 않은 소재이면 한정되지 않는데, 고밀도 폴리에틸렌과, 에틸렌옥텐 고무(EOR, ethylene octane rubber)과, 초고밀도 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)이 혼합된 혼합물이 압출 성형된 것일 수도 있다. 상기 혼합물은 높은 강도를 유지하면 제조단가를 낮출 수 있도록 고밀도 폴리에틸렌의 비중이 가장 많이 혼합되는 것이 바람직하다. 고밀도폴리에틸렌과, 초고밀도폴리에틸렌과, 에틸렌고무이 혼합되는 비율은 한정되지 않고 다양한 비율로 혼합된 혼합물이 적용될 수 있다. 일 예로, 혼합물은 고밀도 폴리에틸렌 50중량%, 초고밀도폴리에틸렌 30중량%, 에틸렌고무 20중량%로 혼합된 것이 적용될 수 있다.
또한, 내피관(10)은 혼합물의 사용량이 절감될 수 있도록, 외피관(30)의 두께보다 적은 두께로 압출 성형된다. 바람직하게 내피관(10)과 외피관(30)의 두께는 2:8 또는 1:9의 비율의 두께로 압출 성형되는 것이 바람직하다. 내피관(10)과 외피관(30)은 상호 접합되는데 열에 의해 접합이 이루어질 수 있으나, 접착비닐, 접착테이프, 열경화성 접착제, 열가소성 접착제 또는 경화된 페이스트에 의해 상호 접합될 수도 있다. 열경화접착제는 에폭시수지계, 페놀수지계, 요소수지계 등이 사용될 수 있고, 열가소성접착제는 폴리아마이드계, 아크릴계, 초산비닐계 등이 사용될수 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(1)는 내피관(10)이 외피관(30)보다 내마모성 및 강도가 높은 소재로 형성되어 경제적인 비용으로 내마모도를 높일 수 있다. 이에 따라. 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(1)는 일반적인 고밀도폴리에틸렌으로만 형성된 이송파이프보다 내구성이 향상되어 교체주기가 연장될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(2)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(2)는 본 발명의 제1실시 예에 따른 이송파이프(1)에 요홈부(16)를 더 구비한다.
요홈부(16)는 내피관(10)의 내벽면에 외피관(30) 방향으로 인입되고 내피관(10)의 길이방향으로 연장된다. 요홈부(16)는 슬러리 내의 고형입자들 일부가 삽입되어 내피관(10)의 내벽면과 슬러리 내의 고형입자와의 마찰 면적을 줄일 수 있도록, 슬러리 내의 고형입자들 일부가 삽입되어 돌출되게, 폭보다 인입된 깊이가 짧게 형성된다. 구체적으로, 요홈부(16)는 10~20mm의 폭을 가지며 인입된 깊이는 상기 폭보다 적은 길이로 인입되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 도 4를 참고하면, 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(2)는 요홈부(16)에 슬러리 내의 고형입자가 일차적으로 삽입 돌출되어 이차적으로 유입되는 슬러리 내의 고형입자와의 접촉 면적을 줄여 상기 고형입자와의 충돌에 의한 마모를 지연시키거나 최소화 할 수 있어 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(3)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(3)의 요홈부(116)는 내피관(10)의 길이방향을 따라 연장되되 나선형상으로 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 제3실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(3)는 요홈부에 삽입된 슬러리 내의 고형입자가 나선형상으로 따라 삽입 될출되므로 이차적으로 내피관(10)으로 유입돠는 슬러리의 이송이 상대적으로 원활할 수 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 제4실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(4)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(4)의 요홈부(216)는 내벽면에서 외측 방향으로 인입되되 외피관(30)에 인접할수록 폭이 확장되는 더브테일 형상으로 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 제4실시 예에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프(4)는 도 5에 도시된 바와 같이, 요홈부(116)로 삽입된 고형입자가 더욱 견고하게 안착될 수 있어 이차적으로 내피관(10)으로 유입되는 슬러리 내의 고형입자와 충돌 시 요홈부로부터 이탈이 방지된다.
지금까지 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 내피관(10)이 외피관(30)보다 내마모성 및 강도가 높은 소재로 형성되어 경제적인 비용으로 내마모도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 요홈부(16,116,216)에 삽입돌출된 고형입자에 이차적으로 유입되는 슬러리 내의 고형입자가 접촉되면서 내피관(10)의 내벽면에 고형입자의 직접 접촉이 최소화되므로 내피관의 마모가 지연되어 내구성이 높일 수 있는 이점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 내마모성이 향상된 석탄회 이송파이프
10 : 내피관 16 : 요홈부
30 : 외피관

Claims (5)

  1. 내측에 길이방향으로 중공이 형성되어 슬러리가 중공을 따라 이송되는 내피관과;
    상기 내피관을 덮을 수 있도록 상기 내피관의 외측에 형성되며 상기 내피관과 다른 재질로 형성된 외피관;을 구비하고,
    상기 내피관은
    상기 외피관보다 내마모도가 높은 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이송파이프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외피관은 고밀도 폴리에틸렌 소재로 형성되고,
    상기 내피관은 상기 외피관보다 내마모도, 내열성, 강도가 높은 고밀도 폴리에틸렌과, 에틸렌 옥텐 고무와, 초고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 혼합물이 성형되어 형성된 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이송파이프.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 내피관은
    내벽면에 외측방향으로 인입되고 길이방향으로 연장되어 상기 슬러리 내의 고형입자들 일부가 삽입 돌출되어 상기 내피관의 내벽면와 상기 슬러리 내의 고형입자와의 마찰 면적을 줄일 수 있도록 하는 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이송파이프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 요홈부는
    상기 내피관의 길이방향을 따라 나선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이송파이프.
  5. 제 3항 또는 제4항에 있어서, 상기 요홈부는
    안착된 상기 슬러리 내의 고형입자의 이탈을 방지할 수 있도록, 상기 내피관의 내벽면에 상기 외피관 방향으로 인입되되 상기 외피관에 인접할 수록 폭이 확장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이송파이프.
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