KR880002396B1 - 유동층 연소 챔버 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

유동층 연소 챔버
제 1 도는 유동층(fluidized bed) 연소챔버의 개략 측단면도.
제 2 도는 제 1 도의 연소챔버의 중간 격벽의 1 실시예의 부분 확대도로서 제 3 도의 선 II-II에 따라 취한 도면.
제 3 도는 제 2 도에 상응하는 평면도.
제 4 도 및 5 도는 제 1 도의 연소챔버의 중간 격벽의 다른 2개의 실시예의 개략 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유동층 연소 챔버 1a : 상부 연소공간
1b : 하부 충만 챔버 2 : 중간격벽
2a : 개구(공기를 주입하기 위한 수단) 3 : 관
4 : 분기관 4a : 연료공급노즐(연료를 주입하기 위한 수단)
5 : 관 6 : 유동물질층
7,7',7" : 모듈 8 : 직립부 또는 연료공급부재
9,9',9" : 모서리 9a : 피라미드
10,10a : 구멍
본 발명은 유동층 연소 챔버에 관한 것으로서, 상세하게는, 연소 챔버를 상부의 연소공간과 하부의 충만챔버(plenum chamber)로 나누며 연소챔버의 사용시 내부에서 유동물질층이 형성되는 상부 연소공간 내로 공기 및 연료를 주입하기 위한 수단을 구비하는 중간 격벽을 갖는 종류의(예를 들어 미국특허 A-3914089호와 같은) 유동층 연소챔버에 관한 것이다.
유동물질의 층내에서 양호한 연소 효율을 얻기 위해서는 공급 구역에서의 연료와 공기의 양호한 혼합과, 층물질 내에서의 공기/연료 혼합의 충분한 체류시간이 요구된다. 특히, 첫번째 요구사항은 연관된 연료 및 공기 공급수단을 갖는 중간 격벽의 용의 주도한 구조를 필요로 한다. 또한 최초의 조립 및 계속되는 정비의 관점으로 부터도 편리한 설계를 하는 것이 중요하다.
본 발명은 상술한 요구사항을 간단하게 만족시키는 기 언급한 종류의 유동층 연소 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유도층 연소챔버는 중간 격벽이 모듈들로 구성되고, 이 모듈 각각은 실질상 중앙에 위치하는 연료 공급 부재 및 모듈의 중심으로 부터 멀어지는 방향으로 상향하여 경사진 모서리들을 갖는 다각형이며, 상기 모서리들은 상기 충만 챔버로 부터 상기 상부 연소공간 내로 공기가 주입될 수 있게 하는 구멍을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직하게 상기 모듈들은 추가적인 충전 부재를 필요로 하지 않으면서, 유동층 물질을 지지하기 위한 밀착 표면을 갖는 중간 격벽을 제공하기 위해 함께 밀집되어지는 형상을 갖는다. 그런 형상으로서 당분야의 숙련자들에게는 예를들어 불규칙한 5각형상(정 5각형이 아닌 형상)도 쉽게 착상될 것이다. 그러나, 각 모듈의 방향 선정을 고려할 필요 없이 아주 쉽게 밀집되어 조립될 수 있도록 하기 위해 정다각형상의 모듈을 선택하는 것이 유리하다. 정다각형의 모듈이 채용될때, 밀집된 그룹의 모듈들의 모서리각은 합계 360°를 형성하여야 하며, 이는 모서리각이 항상 30°의 정수 배수이어야 함을 의미한다. 다시 말하면 정다각형은 3각형, 4각형 또는 6각형이 고려된다.
모듈들은 이 모듈들의 상기한 형상을 반영한 프레임 상에 적절히 설치된다. 모듈을 제위치에 고정하는 것은, 예를들어 이 모듈 중심부에 있는 나사식 부착 수단에 의해 행해지며, 상기 부착수단은 연료 노즐 또는 이 연료 노즐에 이르는 연료 공급관 상의 보충적인 나사수단과 협동한다.
이하, 본 발명이 첨부도면을 참고로 예로 상세히 서술된다.
제1도는 연소 챔버를 상부 연소공간(1a)과 하부 충만 챔버(1b)로 나누는 중간격벽(2)이 구비된 연소챔버(1)를 포함하는 유동층 연소 챔버를 도시한다. 보통 분쇄된 광물질 및/또는 재로 구성되는 유동물질(6)은 격벽(2)상에 놓인다.연소챔버 사용시 유동물질(6)은, 관(3)을 통해 충만챔버(1b)에 공급되어 격벽(2)의 개구(2a)를 관통하여 상향하는 공기에 의해 유동된다. 액체, 가스 또는 고체, 또는 이들의 조합일 수 있는 연료는 분기관(4) 및 노즐(4a)을 경유하여 유동층으로 공급되며, 거기서 연료는 공기와 혼합되어 연소된다. 배기가스는 챔버(1)의 정상부(top)에서 관(5)을 통해 배출된다.
제2도 및 제3도는 인접히 밀집한 정방형 모듈(7)로 부터 만들어진 제1도의 격벽(2)의 1 실시예의 일부를 도시한다.
각 모듈(7) (모두 측선 치수 S를 가짐)은 실질적으로 평탄한 플로어부(7a)를 갖는다. 플로어부(7a)의 중앙에는 대략 원추형상인 직립부(8)가 있으며, 이 직립부는 제1도에 도시한 연료공급노즐(4a)의 하나를 둘러싸고 있다. 직립부(8)는 충만 챔버(1b) (제1도)로 부터 연소공기를 공급하기 위한 수단, 예컨대 그 측부의 구멍(10a)를 갖는다. 각 모듈(7)의 모서리(9) 각각은 모듈의 중심으로 부터 멀어지는 방향으로 상향하여 경사진다. 금속재의 평판을 적당히 접어서 모서리(9)와 플로어부(7a)를 형성하므로 모서리(9)가 상향하여 경사지게 형성된다.
4개의 인접히 밀접한 모듈(7)의 모서리들이 모이는 곳에 정방형의 밑면적을 갖는 피라미드(9a)가 형성된다. 두 모듈(7)의 모서리들이 모이는 곳인 연소챔버(1)의 측부에는 삼각형의 밑면적을 갖는 반 피라미드(9b)가 형성된다. 피라미드(9a)와 반 피라미드(9b)의 측부에는 충만챔버(1b) (제1도)로 부터 상부 연소공간내로로(1a) 연소공기를 공급하기 위한 구멍(10)들이 있다. 각 모듈(7)의 구멍(10)들은 연료와 공기의 소망하는 혼합을 확실케 하기 위해 모듈의 원추형 직립부(8)를 향해 내향하고 있다. 평탄한 플로어부(7a)는 제3도에 도시한 길이(a)를 따라서 인접된 상향하여 경사진 모서리(9)들 사이에서 모듈의 각 축부로 신장하고 있다.
이런 방식으로 밀접되어 조립된 모듈들은 함께 밀착 표면을 형성하며, 그 표면에는 균등하게 분포된 연료 공급노즐(4a)과 공기 주입 구멍들의 패턴이 형성되며, 그 표면상태에서는 유동층내에서 가장 내부에 있는 물질이 자유롭게 통과할 수 있다.
제2도 및 제3도에 도시한 정방형 모듈들은 장방형의 유동층 연소 챔버에 적합하다. 그러나, 근래에는 평면도로 보아서 원형 또는 환상인 유동층 연소 챔버를 설게하려는 경향이 있다. 이런 형상들의 연소 챔버에 대해서는 제4도에 도시한 육각형 모듈(7')이나 제5도에 도시한 삼각형 모듈(7")을 사용하는 것이 더욱 편리하다. 그러나, 원리는 동일하다. 즉, 각 모듈은 연료 공급 노즐을 수용하기 위한 중앙의 직립부(8') (제4도) 또는 (8") (제5도)를 구비하며, 또한 모듈들이 함께 조립될때 삼각형 밑면적의 피라미드(9a') (제4도) 또는 육각형 밑면적의 피리미드(9a") (제5도), 또는 연소챔버의 측부에 있어서는 부분적인 피라미드(9b') (제4도) 또는 (9b") (제5도)를 형성하는 상향 경사진 모서리(9') (제4도) 또는 (9") (제5도)를 갖는다. 제2도 및 제3도의 실시예의 경우에서와 마찬가지로, 중앙의 직립부(8',8")와 경사진 모서리(9',9")는 충만 챔버(1b) (제1도)로 부터 연소공기를 공급하기 위한 구멍(도시하지 않음)들을 구비한다. 피라미들 사이에는 충물질들이 모듈들 사이를 자유롭게 통과할 수 있게 하는 평탄한 플로어부가 있다.
상술한 각 실시예에서, 마모 또는 소실된 모듈들을 정비 검사중에 용이하게 대체할 수 있다. 즉, 중간격벽(2)이 격자 모양의 프레임 상에 설치된 다수의 동일한 모듈(7)들로 형성되기 때문에, 마모된 모듈을 제거하여 이 모듈이 제거된 곳에 모듈의 방향 선정을 고려할 필요 없이 새로운 모듈을 용이하게 설치할 수 있다.

Claims (8)

  1. 연소 챔버(1)를 상부 연소공간(1a)과 하부 충만 챔버(1b)로 나누어 연소챔버의 사용시 내부에서 유동물질의 층(6)이 형성되는 상기 상부 연소공간(1a)내로 공기 및 연료를 주입하기 위한 수단(2a 및 4a)을 구비하는 중간 격벽(2)을 갖는 유동층 연소챔버(1)에 있어서, 상기 중간격벽(2)이 모듈(7,7',7")들로 구성되고, 이 모듈 각각은 실질상 중앙에 위치하는 연료 공급 부재(8,8',8") 및 상기 모듈의 중심으로 부터 멀어지는 방향으로 상향하여 경사진 모서리(9,9',9")들은 갖는 다각 형상이며, 상기 모서리(9,9',9")들은 공기가 상기 충만챔버(1b)로 부터 상기 상부 연소공간(1a)내로 주입될 수 있게 하는 구멍(10)들을 갖는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈(7,7',7")의 모서리각이 30°의 정수 배수인 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  3. 제 1항에 있어서, 바로 인접한 모듈들의 상향하여 경사진 모서리(9,9',9")들이 함께 피라미드(9a,9a',9a")들을 형성하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서, 각 모듈(7)이 상기 중앙에 위치하는 연료 공급부재(8)와 상기 모서리(9) 와의 사이에 실질상 평탄한 플로어부(7a)를 가지며, 상기 플로어부(7a)가 모듈(7)의 각 측부로 신장하는 것을 특지으로 하는 유동층 연소 챔버.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈(7,7',7")들의 각각이 정다각 형상인 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 공급부재(8,8',8")가 원추 형상인 직립 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 실질상 평탄한 플로오부(7a)와 상기 모서리(9)들이 금속재의 평판을 접음으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 연소 공급부재(8,8',8")가 상기 충만챔버(1b)로 부터 상기 상부 연소공간(1a)내로 공기가 주입될 수 있게 하기 위한 구멍(10a)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 챔버.
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