KR20200098245A - 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치 - Google Patents

Abstract

랜스를 보다 효과적으로 받쳐 지지할 수 있고, 랜스의 이동이나 회전시 랜스와의 간섭을 방지할 수 있도록, 선단에 분사노즐이 구비된 랜스, 상기 랜스를 지지하는 프레임, 상기 프레임에 설치되어 랜스를 축방향을 따라 직선 왕복 이동시키기 위한 구동부, 상기 랜스를 회전시키기 위한 회전부, 상기 랜스의 분사노즐로 스팀을 공급하기 위한 공급부 및 상기 프레임 선단에 설치되고 자유롭게 유동하는 구형의 볼을 통해 상기 랜스를 받쳐 지지하는 지지부를 포함하는 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치를 제공한다.

Description

보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치{APPARATUS FOR SUPPORTING LANCE OF SOOT BLOWER IN BOILER}

본 개시내용은 보일러 슛 불로워의 랜스를 지지하는 랜스 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화력 발전소 보일러 등에는 슛 블로워(soot blower)가 구비된다. 슛 블로워는 보일러 내부로 삽입되는 랜스를 통해 배관에 고압의 스팀을 분사하여 배관에 축적되는 그을음(soot)를 제거한다.

랜스는 길게 연장된 튜브 구조물로, 선단에는 스팀 분사를 위한 분사노즐이 구비된다. 슛 블로워는 랜스를 보일러 내부로 삽입하여 전후진시키고 회전시키면서 보일러 내부의 배관 전체에 고르게 스팀을 분사한다. 보일러의 크기 등에 따라 랜스의 전체적인 길이나 보일러 내부로의 삽입 길이는 적절히 설정될 수 있다.

발전소 보일러 용량이 점차적으로 커짐에 따라 슛 불로워의 크기도 커지며 보일러로 삽입되는 랜스의 길이도 점차적으로 길어지고 있다. 길게 연장된 랜스가 보일러 내부로 삽입됨에 따라 랜스의 기단 쪽에 큰 굽힘 응력이 가해진다. 이에, 길게 연장된 랜스가 처지지 않도록 랜스를 받쳐 지지할 필요가 있다.

랜스는 고압 스팀 분사 과정에서 축방향을 따라 직선으로 전후진될 뿐만 아니라 자체적으로 회전한다. 이에, 종래의 경우 진선 운동과 회전 운동을 병행하는 랜스를 받쳐 지지하기 어려워 설비의 고장이나 파손이 자주 발생되고 설비 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

본 과제는 랜스를 보다 효과적으로 받쳐 지지할 수 있도록 된 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 랜스의 이동이나 회전시 랜스와의 간섭을 방지하면서 랜스를 지지할 수 있도록 된 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 랜스의 이동이나 회전시 손상을 방지할 수 있도록 된 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 지지장치는, 선단에 분사노즐이 구비된 랜스, 상기 랜스를 지지하는 프레임, 상기 프레임에 설치되어 랜스를 축방향을 따라 직선 왕복 이동시키기 위한 구동부, 상기 랜스를 회전시키기 위한 회전부, 상기 랜스의 분사노즐로 스팀을 공급하기 위한 공급부 및 상기 프레임 선단에 설치되고 자유롭게 유동하는 구형의 볼을 통해 상기 랜스를 받쳐 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.

상기 지지부는 상기 프레임 선단에 설치되는 고정브라켓, 상기 고정브라켓에 연결되어 랜스를 지지하는 포크부재, 상기 포크부재에 간격을 두고 설치되는 적어도 두 개의 볼하우징, 상기 볼하우징에 회전 가능하게 설치되고 상기 포크부재 외측으로 돌출되어 상기 랜스와 접하며 랜스를 지지하는 구형의 볼을 포함할 수 있다.

상기 포크부재는 상기 고정브라켓에 연결되고 상단부는 각도를 두고 양쪽으로 벌어져 경사면을 이루고, 양쪽으로 벌어진 상기 경사면에 각각 볼하우징이 설치되어, 상기 포크부재의 경사면 사이에서 랜스가 볼에 지지되는 구조일 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 랜스를 자유롭게 움직이는 볼베어링을 통해 지지함으로써, 랜스가 회전하거나 직선방향으로 이동하거나 어느 방향으로 움직이더라도 랜스와의 간섭을 최소화하면서 랜스를 지지할 수 있게 된다.

랜스의 이동이나 회전시 랜스와의 간섭이 최소화되어 내구성을 높이고 파손이나 고장을 방지할 수 있게 된다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 랜스 지지 장치가 구비된 보일러 슛 불로워를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치 작용을 설명하기 위한 도시한 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 보일러 슛 불로워를 도시하고 있으며, 도 2는 슛 불로워의 랜스 지지장치를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 슛 불로워(100)는 분사노즐(112)이 구비된 랜스(110), 랜스(110)를 지지하는 프레임(120), 프레임(120)에 설치되어 랜스(110)를 축방향을 따라 직선 왕복 이동시키기 위한 구동부(130), 랜스(110)를 회전시키기 위한 회전부(140), 랜스(110)의 분사노즐(112)로 스팀을 공급하기 위한 공급부(150) 및 랜스(110)를 받쳐 지지하는 지지장치를 포함할 수 있다.

슛 불로워(100)는 예를 들어, 발전소에서 배기가스로부터 열을 회수하는 보일러의 측벽에 구비될 수 있다. 슛 블로워(100)는 랜스(110)를 보일러 내부로 진입시켜 열회수 튜브의 표면에 부착된 그을음 등을 제거하게 된다. 슛 불로워(100)는 발전소의 열 회수 보일러에 한정되지 않으며 열교환기를 포함하여 다양한 설비에 적용될 수 있다.

프레임(120)은 사각 형태의 구조물로 랜스(110)를 수용할 수 있는 길이로 길게 연장 형성된다. 프레임(120) 일측에 구동부(130)가 구비되며, 선단부에는 랜스(110)를 받쳐 지지하는 지지장치가 설치된다.

랜스(110)는 길게 연장된 원형의 관구조물로, 선단에는 스팀을 분사하기 위한 분사노즐(112)이 설치된다. 랜스(110)에는 공급부(150)가 연결 설치되어, 랜스(110) 내부를 통해 분사노즐(112)로 스팀을 공급한다.

랜스(110)는 구동부(130)에 연결되어 축방향을 따라 전후진 되어 보일러 내부로 삽입 또는 인출된다. 축방향이라 함은 도 1에서 y축 방향을 의미한다.

본 실시예에서 랜스(110)는 자체적으로 회전되는 구조로 되어 있다. 이를 위해, 구동부(130)와 랜스(110) 사이에는 랜스(110)를 회전시키기 위한 회전부(140)가 설치될 수 있다. 이에, 랜스(110)는 구동부(130)에 의해 축방향을 따라 직선 왕복 이동되면서 회전부(140)에 의해 자체적으로 회전되어 스팀을 사방으로 분사할 수 있다.

랜스(110)를 직선 왕복 이동시키기 위한 구동부(130)는 예를 들어, 프레임(120)을 따라 설치되는 랙기어와 랙기어에 맞물린 피니언 및 피니언을 회전시키기 위한 구동모터를 포함할 수 있다. 이에, 구동모터를 정역 회전시키켜 랙기어를 따라 피니언을 이동시킴으로써, 피니언에 연결된 랜스(110)를 전후진 시킬 수 있게 된다.

랜스(110)를 이동시키기 위한 구동부(130)와 랜스(110) 회전을 위한 회전부(140) 및 스팀 공급을 위한 공급부(150)의 구성은 이미 알려진 것으로, 이하 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 지지장치는 프레임(120) 선단에 설치되고 자유롭게 유동하는 구형의 볼(20)을 통해 랜스(110)를 받쳐 지지하는 지지부(10)를 포함할 수 있다. 이에, 랜스(110)는 자유롭게 움직이는 볼(20)에 의해 지지되어, 지지부(10)와의 간섭을 최소화하면서 자유롭게 움직일 수 있게 된다. 따라서, 랜스(110)와 지지부(10) 사이에 손상을 최소화하며서 랜스(110)를 축방향을 따라 전후진 이동하거나 자체적으로 회전운동할 수 있게 된다.

도 3 내지 도 5는 본 실시예에 따른 지지부의 구조를 나타내고 있다. 이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 실시예의 지지부 구조에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이, 지지부(10)는 프레임(120) 선단에 설치되는 고정브라켓(30), 고정브라켓(30)에 연결되어 랜스(110)를 지지하는 포크부재(32), 포크부재(32)에 간격을 두고 설치되는 적어도 두 개의 볼하우징(22), 볼하우징(22)에 회전 가능하게 설치되고 포크부재(32) 외측으로 돌출되어 랜스(110)와 접하며 랜스(110)를 지지하는 구형의 볼(20)을 포함할 수 있다.

고정브라켓(30)은 지지부(10)를 프레임(120) 선단에 고정한다. 고정브라켓(30)은 예를 들어, 볼트 등으로 프레임(120) 선단에 고정 설치될 수 있다. 고정브라켓(30)의 형태나 설치 구조는 다양하게 변형가능하다.

포크부재(32)는 고정브라켓(30)에 일체로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 포크부재(32)는 고정브라켓(30)에 연결되고 상단부는 각도를 두고 양쪽으로 벌어지도록 형성된 구조일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 포크부재(32)는 상단부가 양쪽으로 벌어져 Y 자 형태로 형성될 수 있다. 양쪽으로 벌어진 포크부재(32)의 상단부를 경사면(34)이라 한다. 이에, 포크부재(32)는 양쪽으로 벌어진 경사면(34)이 마치 파여진 홈과 같은 형태를 이룬다. 따라서 랜스(110)가 포크부재(32)의 경사면(34) 사이에 보다 안정적으로 놓여져, 포크부재(32)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

포크부재(32)의 벌어진 양 경사면(34)에 각각 볼하우징(22)이 설치된다. 볼하우징(22) 내부에 볼(20)이 회전가능하게 설치된다. 볼하우징(22)은 볼(20)이 경사면(34) 위쪽으로 일부 돌출된 상태로 볼(20)을 회전가능하게 지지한다. 경사면(34)에는 볼(20)이 돌출되거나 볼하우징(22)이 설치될 수 있도록 홀이 형성될 수 있다. 이에, 볼(20)은 경사면(34)의 표면에서 소정 높이로 돌출되어 볼하우징(22)에 대해 자유롭게 회전된다. 볼(20)은 경사면(34) 사이에 놓여지는 랜스(110)를 받쳐 지지한다. 따라서, 포크부재(32)에 지지되는 랜스(110)는 두 경사면(34)과 이격되어 경사면(34)에서 돌출된 볼(20)에 접하여 지지된다. 본 실시예의 지지부(10)는, 경사면(34)에서 돌출된 볼(20)이 랜스(110)를 받쳐 지지할 수 있으면 충분하며, 볼(20)의 크기나 경사면(34)에 대한 볼(20)의 돌출 정도는 특별히 한정되지 않으며 다양하게 변형가능하다.

이와 같이, 랜스(110)는 자유롭게 움직이는 볼(20)에 접촉된 상태로 경사면(34)에서 이격되어 지지된다. 볼(20)은 볼하우징(22) 내에서 자유롭게 회전가능하므로, 랜스(110)의 움직임에 따라 볼(20)이 회전되면서 랜스(110)와 포크부재(32) 사이 간섭을 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 랜스(110)는 자체적으로 회전하거나 축방향을 따라 전후진으로 이동시 어느 경우에도 포크부재(32)와 간섭없이 원활하게 움직일 수 있게 된다.

종래의 경우, 랜스가 롤러에 의해 받쳐 지지된 구조로, 랜스의 회전이나 축방향 이동 어느 한쪽으로의 움직임에 대해서만 랜스가 원활하게 이동할 수 있었다. 예를 들어, 롤러의 회전축이 랜스의 축방향을 향하도록 배치된 경우, 롤러가 랜스를 회전 가능하게 받쳐 지지할 수 있으나, 랜스가 축방향으로 이동할 때 롤러와 간섭이 발생된다. 이에, 랜스나 롤러가 손상되고 파손되는 문제가 있다.

본 실시예의 지지부(10)는 어느 방향으로나 자유롭게 구르는 볼(20)이 랜스(110)를 받쳐 지지함에 따라 랜스(110)의 회전이나 축방향 이동 어느 경우에도 볼(20)이 랜스(110)의 움직임에 따라 구르면서 랜스(110)를 받쳐 지지할 수 있다. 이에, 랜스(110)와 지지부(10) 사이에 간섭을 최소화하고 파손을 방지할 수 있게 된다.

도 4는 랜스가 회전 운동하는 상태를 나타내고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 랜스(110)는 양쪽으로 갈라진 두 개의 경사면(34) 사이에서 경사면(34) 위로 돌출된 두 볼(20)에 받쳐져 지지된다. 랜스(110)는 경사면(34)으로부터 이격되어 있고, 벌어져 있는 두 볼(20)에 점접촉된 상태로 포크부재(32)에 안정적으로 지지된다.

이 상태에서 랜스(110)가 회전하게 되면 랜스(110)와 접하고 있는 볼(20) 역시 볼하우징(22) 내에서 자유롭게 회전하면서 랜스(110)를 계속 받쳐 지지하게 된다. 따라서, 랜스(110)는 볼(20)과 접촉되어 자유롭게 회전할 수 있게 된다. 이에, 랜스(110)는 포크부재(32)에 받쳐 지지된 상태로 자유롭고 원활하게 회전운동할 수 있게 된다.

도 5는 도 4의 A-A선 단면도로, 랜스가 축방향을 따라 직선 왕복 운동하는 상태를 나타내고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 랜스(110)가 축방향을 따라 직선 왕복 이동할 경우 랜스(110)를 받쳐 지지하고 있는 볼(20) 역시 랜스(110) 움직임에 대응되는 방향으로 회전된다. 볼(20)은 볼하우징(22) 내에서 어느 방향으로나 자유롭게 움직이므로, 랜스(110)의 직선 이동에 맞춰 구르게 되는 것이다.

이에, 랜스(110)가 축방향으로 직선 이동하게 되면 볼(20)이 그 방향에 맞춰 구르면서 계속 랜스(110)를 받쳐 지지하게 된다. 따라서, 랜스(110)는 볼(20)과 계속 접촉되어 포크부재(32)와 간섭없이 축방향을 따라 자유롭게 직선 왕복 이동할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예는 직선 이동이나 회전 등 랜스(110)의 어떠한 움직임에 대해서도 간섭없이 랜스(110)를 받쳐 지지할 수 있다. 이에, 랜스(110)와 지지부(10) 사이에 간섭을 최소화하고 파손을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 지지부 20 : 볼
22 : 볼하우징 30 : 고정브라켓
32 : 포크부재 34 : 경사면

Claims (3)

1. 선단에 분사노즐이 구비된 랜스,
   상기 랜스를 지지하는 프레임,
   상기 프레임에 설치되어 랜스를 축방향을 따라 직선 왕복 이동시키기 위한 구동부,
   상기 랜스를 회전시키기 위한 회전부,
   상기 랜스의 분사노즐로 스팀을 공급하기 위한 공급부, 및
   상기 프레임 선단에 설치되고 자유롭게 유동하는 구형의 볼을 통해 상기 랜스를 받쳐 지지하는 지지부
   를 포함하는 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 프레임 선단에 설치되는 고정브라켓, 상기 고정브라켓에 연결되어 랜스를 지지하는 포크부재, 상기 포크부재에 간격을 두고 설치되는 적어도 두 개의 볼하우징, 및 상기 볼하우징에 회전 가능하게 설치되고 상기 포크부재 외측으로 돌출되어 상기 랜스와 접하며 랜스를 지지하는 구형의 볼을 포함하는 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 포크부재는 상기 고정브라켓에 연결되고 상단부는 각도를 두고 양쪽으로 벌어져 경사면을 이루고, 양쪽으로 벌어진 상기 경사면에 각각 볼하우징이 설치되어, 상기 포크부재의 경사면 사이에서 랜스가 볼에 지지되는 구조의 보일러 슛 불로워의 랜스 지지 장치.

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