KR101314288B1 - Leveling apparatus for a coking chamber of coke oven - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레벨 센서를 탄화실 내로 삽입하지 않고 코크스로 탄화실 내의 석탄 또는 코크스 레벨을 측정할 수 있는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치를 제공한다. 이러한 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 탄화실 외부에 설치되며 레이저빔을 이용하여 거리를 측정하는 센싱부, 센싱부에서 나오고 센싱부로 들어가는 빛의 왕복 경로를 제공하는 광채널부, 광채널부의 일단에 배치되며 센싱부로부터 광채널부를 통해 탄화실로 들어오는 빛을 석탄 또는 코크스 측으로 반사시키고 석탄 또는 코크스 측에서 오는 빛을 센싱부로 반사시키는 광반사부, 및 광채널부가 탑재되고 탄화실의 길이 방향으로 움직이며 광반사부를 이동시키는 빔부를 포함한다.The present invention provides a coke oven carbonation chamber level measurement apparatus that can measure the coal or coke level in the coke oven carbonization chamber without inserting the level sensor into the carbonization chamber. The level measuring device for the coke oven carbonization chamber is installed outside the carbonization chamber and is disposed at one end of the sensing unit for measuring the distance using a laser beam, and at one end of the optical channel unit and the optical channel unit providing a reciprocating path of light exiting from the sensing unit and entering the sensing unit. A light reflecting portion for reflecting light from the sensing portion into the carbonization chamber through the optical channel portion to the coal or coke side and reflecting light from the coal or coke side to the sensing portion, and a light channel portion mounted and moving in the longitudinal direction of the carbonization chamber and moving the light reflecting portion It includes a beam portion to make.

Description

코크스로 탄화실용 레벨측정 장치{LEVELING APPARATUS FOR A COKING CHAMBER OF COKE OVEN}LEVELING APPARATUS FOR A COKING CHAMBER OF COKE OVEN}

본 발명은 레벨 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레벨 센서를 탄화실 내로 삽입하지 않고 코크스로 탄화실 내의 석탄 레벨 및 코크스 레벨을 측정할 수 있는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a level measuring device, and more particularly, to a level measuring device for a coke oven carbonization chamber which can measure the coal level and the coke level in the coke oven carbonization chamber without inserting the level sensor into the carbonization chamber.

코크스(Coke)는 강을 만드는 과정에서 철광석을 용융시키고 환원시키는데 사용되는 고체 탄소 원료 및 탄소원이다. 이러한 코크스는 도 1에 도시한 바와 같이 코크스로(Coke oven, 1)에 공급된 석탄(6)을 대기 조건과 비슷하게 제어되는 조건 하에서 약 24~48시간 동안 밀봉하고 약 1200~1300℃ 정도의 고온으로 가열시켜 제조된다.Coke is a solid carbon source and carbon source used to melt and reduce iron ore in the process of steel making. Such coke seals the coal (6) supplied to the coke oven (1) for about 24 to 48 hours under controlled conditions similar to the atmospheric conditions, as shown in FIG. 1, and a high temperature of about 1200 to 1300 ° C. It is prepared by heating.

이러한 코크스로(1)는 코크스의 효율적인 생산을 위하여 통상 좁은 축 형상의 내부 공간을 갖는 복수의 탄화실(2)을 구비한다. 코크스로 탄화실(Coking chamber of coke oven)은 통상 도 2에 도시한 바와 같이 대략 평행하게 배치되는 벽들 사이에 그 높이와 길이에 비해 그 폭이 상당히 좁은 내부 공간을 구비하도록 설치된다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이 코크스로 탄화실의 내부 공간은 높이(H) 약 6780㎜, 길이(L) 약 15480㎜, 폭(W) 약 430㎜를 구비한다.This coke oven (1) is provided with a plurality of carbonization chamber (2) having a narrow axial interior space for efficient production of coke. A coking chamber of coke oven is typically installed to have an interior space that is considerably narrower in width and height than the height and length between the walls arranged approximately parallel as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2, the internal space of the coke oven carbonization chamber has a height H of about 6780 mm, a length L of about 15480 mm, and a width W of about 430 mm.

탄화실(2)에 투입된 석탄(6)은 소위 레벨러(Leveler, 8)와 같은 레벨링 장치에 의해 그 상단부가 평탄화된다. 이러한 석탄의 평탄 작업은 석탄 투입량을 정확히 파악하고 코크스 작업을 최적화하기 위한 것이다. 여기에서, 레벨링(Leveling)은 코크스로 탄화실(2)로 투입된 석탄(6)의 높이를 평탄하게 하는 것이나 석탄의 레벨 또는 높이를 측정하는 것을 나타낸다. 탄화실에서 생성된 코크스는 해머 모양의 램(Ram, 도 3의 참조부호 9 참조)과 같은 장치에 의해 탄화실(2) 외부로 압출된다.The coal 6 injected into the carbonization chamber 2 is flattened at its upper end by a leveling device such as a so-called leveler 8. These coal flattening operations aim to pinpoint coal input and optimize coke operation. Here, leveling refers to flattening the height of the coal 6 introduced into the carbonization furnace 2 and measuring the level or height of the coal. The coke produced in the carbonization chamber is extruded out of the carbonization chamber 2 by a device such as a hammer-shaped ram (see reference numeral 9 in FIG. 3).

코크스의 압출 작업 전에는 통상 코크스의 레벨을 측정하여 석탄의 수축률을 파악할 수 있는데, 그러한 경우 측정된 코크스 레벨을 탄화실의 투입석탄량의 레벨과 비교함으로써 이후 코크스 공정에서의 투입석탄량을 적절히 조정하는 것이 가능하다.Before the coke extruding operation, it is usually possible to determine the shrinkage rate of the coal by measuring the coke level. In such a case, the measured coke level is compared with the level of the input coal in the carbonization chamber to adjust the amount of input coal in the subsequent coke process. It is possible.

한편, 기존 대부분의 레벨 측정 장치는 코크스 생산 공정의 전후에 있어서 탄화실의 석탄 레벨이나 코크스 레벨을 측정하기 위하여 레벨 센서를 탄화실 내로 삽입하도록 구성된다. 하지만, 전자 회로나 레이저 센서와 같이 열에 취약한 구성부를 가진 레벨 센서를 탄화실 내로 삽입하는 경우, 레벨 센서가 탄화실 내의 고온고열로 인하여 손상되기 쉽다. 이를 방지하기 위하여, 기존의 레벨 측정 장치에서는 고온고열 분위기의 탄화실 내로 레벨 센서를 투입하기 위하여 레벨 센서에 단열 수단이나 냉각 수단 등을 설치해야 하기 때문에 그 구조가 복잡하고 많은 비용이 요구되는 단점이 있다.
On the other hand, most existing level measuring device is configured to insert a level sensor into the carbonization chamber to measure the coal level or coke level of the carbonization chamber before and after the coke production process. However, when the level sensor having a heat-sensitive component such as an electronic circuit or a laser sensor is inserted into the carbonization chamber, the level sensor is likely to be damaged by the high temperature and high temperature in the carbonization chamber. In order to prevent this, the conventional level measuring device has a disadvantage in that the structure is complicated and expensive because the level sensor must be provided with a heat insulating means or a cooling means in order to inject the level sensor into the carbonization chamber of a high temperature and high temperature atmosphere. have.

본 발명은 레벨 센서를 탄화실 내로 삽입하지 않고 코크스로 탄화실 내의 석탄 레벨 및 코크스 레벨을 정확하게 측정할 수 있는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치를 제공하는 데에 주된 목적이 있다.The present invention aims to provide a coke oven carbonation chamber level measurement apparatus capable of accurately measuring the coal level and coke level in the coke oven carbonization chamber without inserting a level sensor into the carbonization chamber.

본 발명은 기존의 사다리 형태의 레벨러를 이용하여 간단히 구축할 수 있는 저비용의 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a low-cost coke oven level measuring apparatus that can be simply constructed using a ladder type leveler.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 코크스로 탄화실 내의 석탄 및 코크스의 레벨을 측정하는 장치로서, 탄화실 외부에 설치되며 레이저빔을 이용하여 거리를 측정하는 센싱부; 센싱부에서 나오고 센싱부로 들어가는 빛의 왕복 경로를 제공하는 광채널부; 광채널부의 일단에 배치되며 센싱부로부터 광채널부를 통해 탄화실로 들어오는 빛을 석탄 또는 코크스 측으로 반사시키고 석탄 또는 코크스 측에서 오는 빛을 센싱부로 반사시키는 광반사부; 및 광채널부가 탑재되고 탄화실의 길이 방향으로 움직이며 광반사부를 이동시키는 빔부를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a level measuring apparatus for a coke oven carbonization chamber according to an aspect of the present invention is a device for measuring the level of coal and coke in the coke oven carbonization chamber, installed outside the carbonization chamber and using a laser beam distance Sensing unit for measuring; An optical channel unit providing a reciprocating path of light exiting the sensing unit and entering the sensing unit; An optical reflection part disposed at one end of the optical channel part and reflecting light from the sensing part into the carbonization chamber through the optical channel part to the coal or coke side and reflecting light from the coal or coke side to the sensing part; And a beam part mounted on the optical channel part and moving in the longitudinal direction of the carbonization chamber and moving the light reflection part.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 빔부의 이동 거리를 측정하는 보조센싱부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further comprises an auxiliary sensing unit for measuring the moving distance of the beam unit.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 센싱부 및 보조센싱부로부터 받은 센싱값에 기초하여 석탄 또는 코크스의 레벨을 산출하는 제어부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further includes a control unit for calculating the level of coal or coke based on the sensing values received from the sensing unit and the auxiliary sensing unit.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 광채널부를 통해 광반사부 측으로 퍼지가스 또는 냉각가스를 공급하는 가스공급부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further includes a gas supply unit for supplying a purge gas or a cooling gas to the light reflection side through the optical channel portion.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 광반사부에 반사되는 가스를 회수하는 가스방출부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further includes a gas discharge unit for recovering the gas reflected by the light reflecting unit.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 광채널부의 중간부에 설치되며 광채널부의 중간부를 소정 각도로 절곡하는 관절부; 및 관절부 내부에서 광채널부를 통해 센싱부 측에서 오는 빛을 광반사부 측으로 반사하고 광반사부 측에서 오는 빛을 센싱부 측으로 반사하도록 설치되는 보조광반사부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber is provided in the middle portion of the optical channel portion joint portion for bending the intermediate portion of the optical channel portion at a predetermined angle; And an auxiliary light reflecting unit installed to reflect light from the sensing unit side to the light reflecting unit side through the optical channel unit and to reflect light from the light reflecting unit side to the sensing unit side within the joint part.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 센싱부 및 빔부를 탄화실의 높이 방향으로 승강시키는 승강구동부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further includes a lifting drive unit for lifting the sensing unit and the beam unit in the height direction of the carbonization chamber.

일 실시예에서, 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치는 광채널부에 결합하며 광반사부와 탄화실 내의 석탄 사이에 위치하는 홀 또는 아울렛을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 셔터부를 더 포함한다.In one embodiment, the level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further includes a shutter portion coupled to the optical channel portion and selectively opening or closing holes or outlets located between the light reflection portion and the coal in the carbonization chamber.

일 실시예에서, 빔부는 사다리 형태의 레벨러바(Leveler bar)를 포함한다.In one embodiment, the beam portion comprises a leveler bar in the form of a ladder.

일 실시예에서, 광채널부는 레벨러바의 측면이나 상단면 중앙부 또는 가장자리 부분에서 레벨러바의 길이 방향으로 연장하도록 설치된다.
In one embodiment, the optical channel portion is provided to extend in the longitudinal direction of the leveler bar at the side portion, the top surface center portion or the edge portion of the leveler bar.

본 발명에 의하면, 코크스로 탄화실 내부의 고온고열 분위기 속으로 레이저 거리 측정 센서와 같은 레벨 센서를 투입할 필요가 없으므로 센서의 수명을 안정적으로 유지하고, 센서의 수명 내에서 레벨 측정에 대한 신뢰성을 보장할 수 있다.According to the present invention, it is not necessary to put a level sensor such as a laser distance measuring sensor into a high temperature and high temperature atmosphere inside a coke oven carbonization chamber, so that the life of the sensor is stably maintained and reliability of the level measurement within the life of the sensor is maintained. I can guarantee it.

게다가, 기존의 레벨러와 같은 평탄화 장치를 이용하여 저비용으로 레벨 측정 장치를 구축할 수 있고, 장치의 신뢰성과 수명 보장이 용이하므로 유지관리가 편리한 이점이 있다.In addition, it is possible to build a level measuring device at a low cost by using a flattening device such as an existing leveler, and there is an advantage in that maintenance is easy because the reliability and life of the device can be easily guaranteed.

또한, 탄화실 외부의 레벨 센서와 탄화실 내부의 반사부 구조를 이용함으로써, 탄화실 외부에서 탄화실 내에 투입된 석탄의 봉우리 또는 골짜기 높이를 효과적으로 파악할 수 있고, 그것에 의해 탄화실로 투입되는 석탄의 품질 변화에 따라 발생하는 투입석탄량을 효과적으로 파악하고 결정할 수 있다.In addition, by using the level sensor outside the carbonization chamber and the reflector structure inside the carbonization chamber, it is possible to effectively grasp the peak or valley height of coal injected into the carbonization chamber from the outside of the carbonization chamber, thereby changing the quality of coal introduced into the carbonization chamber. In this way, the amount of input coal generated can be effectively identified and determined.

또한, 투입석탄량을 정확하게 판단함으로써 레벨러의 올바른 평탄작업 시작시간을 용이하게 결정할 수 있고, 그것에 의해 석탄 평탄작업을 자동화하거나 그 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, by accurately determining the amount of input coal, it is possible to easily determine the correct start time of leveling of the leveler, thereby automating the coal leveling or improving the efficiency thereof.

또한, 탄화실 내의 가스웨이를 정확한 시간에 정확하게 확보할 수 있으므로, 석탄 평탄 불량에 의한 가스웨이 협소로 인하여 발생가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the gasway in the carbonization chamber can be accurately secured at an accurate time, the generated gas can be prevented from leaking to the outside due to narrowing of the gasway due to poor coal flatness.

아울러, 고온 고열의 탄화실 내부로 레벨 센서를 삽입하지 않으면서 탄화실에서 생성된 코크스의 레벨을 효과적으로 측정할 수 있고, 그것에 의해 코크스 케이크의 부피를 산출함으로써 이후의 석탄 장입량을 정확하게 조정할 수 있다.그리고, 정확하게 조정되는 석탄 장입량에 의해 탄화실 상부 공간을 적절하게 확보하여 코크스 품질 및 탄화실 상부 온도의 불균일 현상을 방지할 수 있다.
In addition, it is possible to effectively measure the level of coke generated in the carbonization chamber without inserting the level sensor into the high temperature and high temperature carbonization chamber, whereby the volume of the coke cake can be accurately adjusted by calculating the volume of the coke cake. In addition, it is possible to appropriately secure the upper space of the carbonization chamber by the amount of coal to be adjusted accurately to prevent the uneven phenomenon of the coke quality and the temperature of the upper carbonization chamber.

도 1은 종래의 코크스로의 일례를 설명하기 위한 개략적인 부분 단면 사시도이다.
도 2는 도 1의 코크스로의 탄화실의 일례를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치(이하, 간단히 "레벨측정 장치"라고 함)의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 레벨측정 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레벨측정 장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 5의 레벨측정 장치의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레벨측정 장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 도 7의 레벨측정 장치에 채용가능한 광채널부 및 보조광반사부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 레벨측정 장치에 채용가능한 레벨러의 일례에 대한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 레벨측정 장치에 채용가능한 레벨러의 또 다른 일례에 대한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 레벨측정 장치를 이용하여 코크스 레벨을 측정하는 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
1 is a schematic partial cross-sectional perspective view for explaining an example of a conventional coke oven.
FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining an example of a carbonization chamber of the coke oven of FIG. 1.
3 is a schematic configuration diagram of a coke oven carbonization chamber level measuring apparatus (hereinafter, simply referred to as "level measuring apparatus") according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic plan view of the level measuring apparatus of FIG. 3.
Figure 5 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation principle of the level measuring device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram for describing a modification of the level measuring apparatus of FIG. 5.
Figure 7 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation principle of the level measuring device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining an embodiment of an optical channel unit and an auxiliary light reflecting unit that may be employed in the level measuring apparatus of FIG. 7.
9 is a perspective view of an example of a leveler employable in the level measuring device of the present invention.
10 is a perspective view of still another example of a leveler employable in the level measuring device of the present invention.
11 is a schematic diagram for explaining a process of measuring coke level using the level measuring device of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치의 개략적인 구성도이다. 도 4는 도 3의 레벨측정 장치의 개략적인 평면도이다.3 is a schematic configuration diagram of a level measuring apparatus for a coke oven carbonization chamber according to an embodiment of the present invention. 4 is a schematic plan view of the level measuring apparatus of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 레벨측정 장치(10)는 센싱부(12), 광채널부(14), 광반사부(16), 및 빔부(18)를 구비한다. 또한, 레벨측정 장치(10)는 보조센싱부(20)를 구비할 수 있다. 또한, 레벨측정 장치(10)는 센싱부(12)와 전기적으로 연결되는 제어부(22)를 구비할 수 있다. 또한, 레벨측정 장치(10)는 적어도 하나의 제1 승강구동부(24)와 제2 승강구동부(26)를 구비할 수 있다.3 and 4, the level measuring device 10 includes a sensing unit 12, an optical channel unit 14, a light reflecting unit 16, and a beam unit 18. In addition, the level measuring device 10 may include an auxiliary sensing unit 20. In addition, the level measuring device 10 may include a control unit 22 electrically connected to the sensing unit 12. In addition, the level measuring apparatus 10 may include at least one first lift driver 24 and a second lift driver 26.

레벨측정 장치(10)는 드롭슬리브(도 1의 참조부호 4 참조)를 통해 코크스로의 각 탄화실로 투입된 석탄(6)이 레벨러(8)에 의해 평탄화된 다음, 탄화실 내의 석탄(6)의 레벨을 측정한다. 이때, 레벨측정 장치(10)의 센싱부(12)는 탄화실 내부로 삽입되지 않으며 탄화실 외부에서 탄화실로 투입된 석탄의 레벨을 측정한다.The level measuring device 10 has a coal 6 introduced into each carbonization chamber of the coke oven through a drop sleeve (see reference numeral 4 of FIG. 1), and is leveled by the leveler 8, and then the coal 6 in the carbonization chamber is Measure the level. At this time, the sensing unit 12 of the level measuring device 10 is not inserted into the carbonization chamber and measures the level of coal introduced into the carbonization chamber from the outside of the carbonization chamber.

예를 들면, 탄화실내 석탄에 대한 센싱부(12)의 거리값은 L1과 h의 합이 되고, 보조센싱부(20)에 기초한 오프셋(Offset) 값은 L1에서 L2를 뺀 값이 된다. 따라서, 탄화실 내의 석탄(6)의 레벨(h)는 탄화실내 석탄에 대한 센싱부(12)의 측정값에서 보조센싱부(20)의 측정값을 빼고 여기에 오프셋(offset)값을 빼면 구할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 보조센싱부(20)는 빔부(18)의 이동 거리를 파악하기 위한 수단으로써 빔부(18)의 위치를 보조센싱부(20)의 측정값(L2)에 의해 구할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 빔부(18)는 광채널부(14) 및 광반사부(16)를 지지하기 위한 수단으로서 탄화실의 길이 방향으로 연장 가능하도록 설치되므로, 광채널부(14) 및 광반사부(16)와 함께 탄화실의 길이 방향으로 연장되게 된다. 따라서, 오프셋(offset)값은 일정한 값으로서 미리 알 수 있는 값이다. 이를 수식으로 표현하면 다음의 수학식 A와 같다.
[수학식 A]
h=센싱부(12)의 측정값-보조센싱부(20)의 측정값-오프셋(offset)값
이를 풀어서 쓰면 다음의 수학식 1과 같다.

Figure 112013012114704-pat00001

이러한 원리에 의하여 탄화실 내의 석탄(6)의 레벨(h)를 구할 수 있게 된다. For example, the distance value of the sensing unit 12 with respect to coal in the carbonization chamber is the sum of L1 and h, and the offset value based on the auxiliary sensing unit 20 is the value obtained by subtracting L2 from L1. Therefore, the level h of the coal 6 in the carbonization chamber is obtained by subtracting the measurement value of the auxiliary sensing unit 20 from the measurement value of the sensing unit 12 for the coal in the carbonization chamber and subtracting the offset value therein. Can be. As will be described later, the auxiliary sensing unit 20 can obtain the position of the beam unit 18 by the measurement value L2 of the auxiliary sensing unit 20 as a means for grasping the moving distance of the beam unit 18. In addition, as will be described later, since the beam portion 18 is provided to extend in the longitudinal direction of the carbonization chamber as a means for supporting the optical channel portion 14 and the light reflection portion 16, the optical channel portion 14 and the light reflection Together with the portion 16 is extended in the longitudinal direction of the carbonization chamber. Therefore, the offset value is a value known in advance as a constant value. If this is expressed as an equation, Equation A is as follows.
[Mathematical formula A]
h = measurement value of the sensing part 12-measurement value of the auxiliary sensing part 20-offset value
Solve it and write it as in Equation 1 below.
Figure 112013012114704-pat00001

By this principle, the level h of the coal 6 in the carbonization chamber can be obtained.

삭제delete

전술한 코크스로의 탄화실(2)은 그 길이 방향에서 볼 때 축 모양의 내부 공간이 형성되도록 그 길이나 높이에 비해 상대적으로 매우 좁은 폭을 갖고 설치되는 한 쌍의 내벽들(3a, 3b)을 구비하고, 광채널부(14)와 광반사부(16)를 탑재한 빔부(18)는 내벽(3a, 3b)을 따라 탄화실의 내부를 그 길이 방향(D)으로 왕복 운동한다.The above-mentioned carbonization chamber 2 of the coke oven has a pair of inner walls 3a and 3b which are installed with a very narrow width relative to their length or height so that an axially shaped inner space is formed in the longitudinal direction thereof. The beam portion 18 provided with the optical channel portion 14 and the light reflection portion 16 reciprocates the inside of the carbonization chamber in its longitudinal direction D along the inner walls 3a and 3b.

이와 같이, 레벨측정 장치(10)는 실질적으로 탄화실 외부에서 탄화실 내부의 석탄 레벨을 측정할 수 있다.As such, the level measuring device 10 may substantially measure the coal level inside the carbonization chamber outside the carbonization chamber.

본 실시예에 따른 레벨측정 장치의 각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Each component of the level measuring apparatus according to the present embodiment will be described in more detail as follows.

센싱부(12)는 레이저빔을 이용하여 물체와의 거리를 측정하는 수단 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 구성부이다. 센싱부(12)는 예를 들어 광반사부(16)를 향해 빛을 방출하는 발광기(Transmitter)와, 석탄으로부터 광반사부(16)를 통해 반사되어 되돌아오는 빛을 감지하는 광검출기(Detector), 및 빛의 방출로부터 감지까지의 시간 계산을 위한 계수기(Counter) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 센싱부(12)는 소위 레이저 거리 측정 센서로 언급될 수 있다.The sensing unit 12 is a component that measures a distance to an object using a laser beam or a component that performs a function corresponding thereto. The sensing unit 12 may include, for example, a light emitter for emitting light toward the light reflecting unit 16 and a light detector for detecting light reflected from the coal through the light reflecting unit 16 and returned. And a counter for calculating the time from the emission of light to the detection. This sensing unit 12 may be referred to as a so-called laser distance measuring sensor.

광채널부(14)는 센싱부(12)에서 방출된 빛이 광반사부(16)로 원활히 전달되고 광반사부(16)에서 반사되어 되돌아오는 빛이 센싱부(12)에 원활히 도달하도록 빛 진행 경로를 보호하는 수단 또는 이에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다. 광채널부(14)는 금속성 파이프, 내열성 유리관, 내열성 복합재료 등으로 구현가능하다.The light channel unit 14 proceeds to allow the light emitted from the sensing unit 12 to be smoothly transmitted to the light reflecting unit 16 and the light reflected from the light reflecting unit 16 to reach the sensing unit 12 smoothly. It refers to a means for protecting a path or a component that performs a corresponding function. The optical channel unit 14 may be implemented as a metallic pipe, a heat resistant glass tube, a heat resistant composite material, or the like.

광반사부(16)는 광채널부(14)를 통해 오는 빛을 탄화실 내의 석탄(6) 측으로 반사하고, 석탄(6)에서 반사되는 빛을 센싱부(12) 측으로 다시 반사하기 위한 수단 또는 이에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 포함한다. 광반사부(16)는 광채널부(14)의 일단에 밀착되거나 광채널부(14)의 일단부 내측에 삽입 설치될 수 있다. 광반사부(16)는 예를 들어 미러(Mirror)나 미러에 상응하는 기능을 수행하는 표면 또는 계면을 가진 재료로 구현될 수 있다. 표면 또는 계면은 내열성 재료상에 소정의 내열 코팅층으로 형성될 수 있고, 100% 반사율을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The light reflecting portion 16 reflects the light coming through the optical channel portion 14 toward the coal 6 in the carbonization chamber, and means for reflecting the light reflected from the coal 6 back to the sensing portion 12 or the like. It includes a component that performs a corresponding function. The light reflection part 16 may be in close contact with one end of the optical channel part 14 or may be inserted into one end of the optical channel part 14. The light reflecting portion 16 may be implemented with, for example, a mirror or a material having a surface or an interface that performs a function corresponding to the mirror. The surface or interface may be formed with a predetermined heat resistant coating layer on the heat resistant material, and is preferably formed to have 100% reflectance.

빔부(18)는 광채널부(14) 및 광반사부(16)를 지지하기 위한 수단 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 기구나 장치를 지칭한다. 빔부(18)는 탄화실의 길이 방향으로 탄화실의 길이만큼 연장가능하도록 설치된다. 이러한 빔부(18)는 일정 이상의 강도를 갖는 부재로 구현될 수 있으며, 이러한 부재로는 철재 빔 등이 이용될 수 있다. 또한, 빔부(18)는 탄화실 내부에 투입되는 석탄의 높이에 따라 그 높이를 조정할 수 있도록 설치될 수 있다.Beam portion 18 refers to a means for supporting optical channel portion 14 and light reflecting portion 16, or an instrument or device that performs a corresponding function. The beam portion 18 is provided to extend in the longitudinal direction of the carbonization chamber by the length of the carbonization chamber. The beam unit 18 may be implemented as a member having a predetermined strength or more, and as such a member, a steel beam may be used. In addition, the beam unit 18 may be installed to adjust the height according to the height of the coal injected into the carbonization chamber.

보조센싱부(20)는 빔부(18)의 특정 지점의 위치를 감지함으로써 적어도 탄화실의 길이 방향으로 이동하는 빔부(18)의 이동 거리를 파악하기 위한 수단 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다. 보조센싱부(20)는 빔부의 특정 지점에 위치하는 기준반사부(19)와 이 기준반사부(19)에 대한 거리를 측정하는 레이저 거리 측정 센서로 구현될 수 있다. 기준반사부(19)는 미러 등으로 구현될 수 있다.The auxiliary sensing unit 20 is a component for performing a function or a function for determining the moving distance of the beam unit 18 moving at least in the longitudinal direction of the carbonization chamber by detecting the position of a specific point of the beam unit 18. Refer. The auxiliary sensing unit 20 may be implemented as a reference reflector 19 positioned at a specific point of the beam unit and a laser distance measuring sensor measuring a distance to the reference reflector 19. The reference reflector 19 may be implemented as a mirror.

제어부(22)는 기본적으로 센싱부(12) 및 보조센싱부(20)에 전기적으로 연결되어 센싱부(12)의 측정값 또는 출력값에 상응하는 석탄 레벨을 디스플레이 장치 등으로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(22)는 측정된 복수의 석탄 레벨들에 기초하여 석탄 레벨 프로파일을 생성할 수 있고, 그것에 기초하여 각 탄화실에 투입된 석탄량이나 부피를 산출할 수 있다. 이러한 제어부(22)는 컴퓨터 기반의 장치를 포함할 수 있다.The controller 22 may be electrically connected to the sensing unit 12 and the auxiliary sensing unit 20 to output a coal level corresponding to the measured value or the output value of the sensing unit 12 to the display device. In addition, the controller 22 may generate a coal level profile based on the measured coal levels, and calculate the amount or volume of coal input to each carbonization chamber based on the measured coal levels. The control unit 22 may include a computer-based device.

제1 승강구동부(24)는 빔부(18)를 탄화실의 높이 방향으로 승강하는 수단 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다. 제2 승강구동부(26)는 센싱부(12) 및 보조센싱부(20)를 탄화실의 높이 방향으로 승강시키는 수단 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다. 제1 및 제2 승강구동부(24, 26)는 유압 장치나 엘리베이터 장치 등으로 하나 이상의 장치로 구현가능하다. 도 3에서는 도시의 편의상 제1 및 제2 승강구동부(24, 26)가 생략되어 있다.The first lift driver 24 refers to a means for lifting the beam 18 in the height direction of the carbonization chamber or a component for performing a function corresponding thereto. The second elevating driver 26 refers to a means for elevating the sensing unit 12 and the auxiliary sensing unit 20 in the height direction of the carbonization chamber, or a component for performing a function corresponding thereto. The first and second lift drivers 24 and 26 may be implemented as one or more devices such as a hydraulic device or an elevator device. In FIG. 3, the first and second lift drivers 24 and 26 are omitted for convenience of illustration.

전술한 구성에 의하면, 탄화실 외부에 설치된 센싱부(12)에서 방출한 빛은 광채널부(14)를 경유하여 광반사부(16)에서 반사된 후 탄화실내의 석탄 상부에 조사되고, 석탄 상부에서 반사되는 일부 빛은 광반사부(16)에서 반사된 후 다시 광채널부(14)를 경유하여 센싱부(12)에 도달한다. 여기에서, 센싱부(12)는 석탄에서 반사되어 되돌아온 빛을 감지하게 되고, 그것에 의해 빛의 왕복 시간을 계산하고 현재의 레벨측정 장치의 높이를 감안하여 석탄의 레벨을 산출할 수 있다.
According to the above-described configuration, the light emitted from the sensing unit 12 provided outside the carbonization chamber is reflected by the light reflection unit 16 via the optical channel unit 14 and then irradiated to the upper part of the coal in the carbonization chamber. Some of the light reflected by the light reflected from the light reflecting unit 16 and reaches the sensing unit 12 via the optical channel unit 14 again. Here, the sensing unit 12 detects the light reflected back from the coal, thereby calculating the round trip time of the light and calculating the level of coal in consideration of the height of the current level measuring device.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레벨측정 장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 5 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation principle of the level measuring device according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 레벨측정 장치(10a)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 레벨측정 장치(10)에 더하여 가스공급부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 5, the level measuring device 10a may further include a gas supply unit 30 in addition to the level measuring device 10 described with reference to FIGS. 3 and 4.

가스공급부(30)는 예를 들어 퍼지가스 또는 공기를 저장하는 가스탱크 및/또는 가스압축기를 구비하고, 광채널부(14)의 인렛(Inlet, 32)과 가스탱크 사이에 연결되는 소정의 배관을 통해 공기를 공급한다. 여기에서, 인렛(32)은 공기 흐름 방향(D1)이 센싱부(12) 측에서 광반사부(16) 측으로 향하도록 광채널부(14)에 소정 경사각을 갖고 결합될 수 있다.The gas supply unit 30 includes, for example, a gas tank and / or a gas compressor for storing purge gas or air, and includes a predetermined pipe connected between the inlet 32 of the optical channel unit 14 and the gas tank. Supply air through. Here, the inlet 32 may be coupled to the optical channel unit 14 with a predetermined inclination angle such that the air flow direction D1 is directed from the sensing unit 12 toward the light reflection unit 16.

가스공급부(30)에 의해 광채널부(14) 내로 공급된 공기는 광채널부(14) 내부를 유동한 후 광반사부(16)에서 반사되어 아울렛(outlet, 34)으로 배출될 수 있다. 아울렛(34)은 빔부(18)를 관통하는 홀 형태나 빔부(18)의 측면에서 하부측을 향하여 개구부 형태로 설치될 수 있다.The air supplied into the optical channel unit 14 by the gas supply unit 30 may flow through the optical channel unit 14 and then be reflected by the light reflection unit 16 and discharged to the outlet 34. The outlet 34 may be installed in the form of a hole penetrating the beam portion 18 or in the form of an opening toward the lower side from the side of the beam portion 18.

또한, 가스공급부(30)는 공기 탱크와 공기 인렛(32) 사이의 공기 유동 경로 상에서 공기를 냉각하는 냉각 수단, 공기 중의 불순물을 제거하는 공기 필터, 또는 공기 공급량을 조절하기 위한 밸브 또는 유량조절장치(MFC, Mass flow controler) 등을 구비할 수 있다. 여기에서, 공기는 퍼지가스 등의 적절한 가스로 대체될 수 있다.In addition, the gas supply unit 30 is a cooling means for cooling the air on the air flow path between the air tank and the air inlet 32, an air filter for removing impurities in the air, or a valve or flow control device for adjusting the air supply amount (MFC, Mass flow controler) and the like can be provided. Here, the air can be replaced with a suitable gas such as purge gas.

본 실시예에 의하면, 탄화실 내의 고온고열 분위기에 직접 노출되는 광반사부(16)를 냉각시켜 광반사부(16)의 열화 또는 손상을 방지하고, 탄화실 내에서 비산하여 아울렛(34)으로 유입되는 석탄 가루나 오염 물질이 광반사부(16)의 표면을 덮거나 광채널부(14)를 막는 것을 차단하여 석탄 레벨 측정에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
According to the present embodiment, the light reflection portion 16 which is directly exposed to the high temperature and high temperature atmosphere in the carbonization chamber is cooled to prevent deterioration or damage of the light reflection portion 16, and scattered in the carbonization chamber to the outlet 34. The incoming coal dust or contaminants may not cover the surface of the light reflection part 16 or block the optical channel part 14 to prevent an error in coal level measurement.

도 6은 도 5의 레벨측정 장치의 변형예를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.FIG. 6 is a schematic diagram for describing a modification of the level measuring apparatus of FIG. 5.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레벨측정 장치(10b)는 도 5를 참조하여 설명한 레벨측정 장치(10a)에 더하여 가스방출부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 6, the level measuring device 10b according to the present embodiment may further include a gas discharge part 40 in addition to the level measuring device 10a described with reference to FIG. 5.

가스방출부(40)는 예를 들어 배기 펌프(42)와 배관(44)를 구비하고, 광반사부(16) 부근과 배기 펌프(42)를 연결하는 배관(44)을 통해 광반사부(16)에 반사되는 냉각공기를 배기 펌프(42)로 탄화실 외부로 방출한다. 배관(44)의 일단은 아울렛(34)에 유체소통 가능하게 연결되고 타단은 배기 펌프(42)에 연결된다. 배관(44)의 일단부(44a)는 빔부(18)에 의해 지지될 수 있다.The gas discharge part 40 is provided with the exhaust pump 42 and the piping 44, for example, and the light reflection part (through the piping 44 which connects the light reflection part 16 and the exhaust pump 42) The cooling air reflected by 16 is discharged to the outside of the carbonization chamber by the exhaust pump 42. One end of the pipe 44 is fluidly connected to the outlet 34 and the other end is connected to the exhaust pump 42. One end 44a of the pipe 44 may be supported by the beam unit 18.

광반사부(16) 부근에서 광반사부(16)에서 반사된 냉각공기의 대부분의 흐름(D2)은 배기 펌프(42)에 의한 소정의 흡인력으로 인하여 광반사부(16)로부터 배관(44)을 향하여 형성된다. 여기에서, 광채널부(14) 내의 압력 등의 조건에 따라 광채널부(14)로부터 광반사부(16)를 경유하는 냉각공기의 흐름은 그 대부분이 배관(44)을 통해 외부로 방출되고 그 일부분이 아울렛(34)을 통해 탄화실 내로 방출될 수 있다.Most of the flow D2 of the cooling air reflected by the light reflection unit 16 near the light reflection unit 16 is discharged from the light reflection unit 16 to the pipe 44 due to a predetermined suction force by the exhaust pump 42. It is formed toward. Here, the flow of the cooling air from the optical channel portion 14 via the light reflection portion 16 to the outside through the pipe 44 and a part of the flow of cooling air from the optical channel portion 14 according to conditions such as pressure in the optical channel portion 14. Through this outlet 34 can be discharged into the carbonization chamber.

이러한 배관(44)은 유연한 내열성 배관인 것이 바람직하며, 빔부(18)의 이동에 따라 배관(44)의 길이를 연장하거나 축소할 수 있는 호스 릴(Hose Reel, 46) 또는 이와 유사한 기능을 수행하는 장치에 결합될 수 있다.The pipe 44 is preferably a flexible heat resistant pipe, and performs a hose reel 46 or similar function that can extend or reduce the length of the pipe 44 according to the movement of the beam unit 18. Can be coupled to the device.

본 실시예에 의하면, 탄화실 내부로부터 아울렛(34)을 통해 광반사부(16)로 유입되는 석탄 가루나 기타 원하지 않는 물질을 중간에 낚아채서 탄화실 외부로 방출하면서 탄화실내 석탄(6)과 아울렛(34) 사이에 석탄 가루 등이 거의 존재하지 않도록 작용함으로써 석탄(6) 상부면에서 반사되는 소량의 빛이 효과적으로 광반사부(16)를 통해 다시 센싱부(12)로 되돌아올 수 있도록 한다.
According to this embodiment, coal powder 6 and other unwanted substances flowing into the light reflection portion 16 through the outlet 34 from the inside of the carbonization chamber are caught in the middle and released to the outside of the carbonization chamber, while By acting so that little coal powder or the like is present between the outlet 34 so that a small amount of light reflected from the upper surface of the coal 6 can be effectively returned to the sensing unit 12 through the light reflecting unit 16. .

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레벨측정 장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다. 도 8은 도 7의 레벨측정 장치에 채용가능한 광채널부 및 보조광반사부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.Figure 7 is a schematic diagram for explaining the configuration and operation principle of the level measuring device according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a view for explaining an embodiment of an optical channel unit and an auxiliary light reflecting unit that may be employed in the level measuring apparatus of FIG. 7.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 레벨측정 장치(10c)는, 도 5 또는 도 6을 참조하여 설명한 레벨측정 장치에 있어서, 광채널부의 중간부에 설치되는 관절부(50), 및 관절부(50) 내부에 설치되는 보조광반사부(52)가 더 구비되는 것을 주된 기술적 특징으로 한다.Referring to FIG. 7, the level measuring device 10c according to the present embodiment includes the joint part 50 and the joint part 50 provided in the middle part of the optical channel part in the level measuring device described with reference to FIG. 5 or 6. It is a main technical feature that the auxiliary light reflecting unit 52 is further provided therein.

관절부(50)는 광채널부의 중간부를 소정 각도로 절곡하기 위한 수단이다. 예를 들면, 관절부(50)는 두 개로 분할된 제1 광채널부(14a)와 제2 광채널부(14b)를 연결하면서 제1 광채널부(14a)의 길이 방향의 연장선에 대하여 제2 광채널부(14b)가 적어도 어느 하나의 특정한 각도로 경사지도록 동작한다.The joint part 50 is a means for bending the intermediate part of the optical channel part at a predetermined angle. For example, the joint part 50 connects the first optical channel part 14a and the second optical channel part 14b, which are divided into two, and the second optical channel part 14 is extended with respect to the extension line in the longitudinal direction of the first optical channel part 14a. 14b) is inclined to at least one particular angle.

보조광반사부(52)는 광채널부가 절곡된 상태에서 센싱부(12)와 광반사부(16) 사이에 오고 가는 레이저빔을 반사하도록 설치된다. 광채널부 내에서 레이저빔의 반사를 위해 보조광반사부(52)는 관절부(50)가 절곡될 때 관절부(50)의 경사각의 절반만큼 경사지도록 설치된다.The auxiliary light reflecting unit 52 is installed to reflect the laser beam coming and going between the sensing unit 12 and the light reflecting unit 16 while the optical channel unit is bent. In order to reflect the laser beam in the optical channel part, the auxiliary light reflecting part 52 is installed to be inclined by half of the inclination angle of the joint part 50 when the joint part 50 is bent.

또한, 본 실시예에 따른 레벨측정 장치(10c)는 제1 광채널부(14a) 및 제2 광채널부(14b)는 빔부(18)과 각 광채널부(14a, 14b) 사이의 길이를 신축성 있게 조절하면서 빔부(18) 상에 광채널부(14a, 14b)를 각각 지지하는 고정부(54a, 54b)를 구비할 수 있다. 적어도 하나의 제1 고정부(54a)는 빔부(18)와 제1 광채널부(14a)에 신축가능하게 결합하고, 적어도 하나의 제2 고정부(54b)는 빔부(18)와 제2 광채널부(14b)에 신축가능하게 결합한다. 이러한 제1 및 제2 고정부(54a, 54b)는 스프링 부재나 소형 유압 장치로 구현될 수 있다.In addition, in the level measuring device 10c according to the present embodiment, the first optical channel portion 14a and the second optical channel portion 14b elastically adjust the length between the beam portion 18 and each of the optical channel portions 14a and 14b. In the meantime, fixing parts 54a and 54b supporting the optical channel parts 14a and 14b may be provided on the beam part 18. At least one first fixing portion 54a is elastically coupled to the beam portion 18 and the first optical channel portion 14a, and the at least one second fixing portion 54b is the beam portion 18 and the second optical channel portion. It is elastically coupled to 14b. The first and second fixing parts 54a and 54b may be implemented as spring members or small hydraulic devices.

전술한 관절부(5)의 작동원리를 좀더 구체적으로 설명하면, 도 8에 도시한 바와 같이, 탄화실 내부로 삽입되는 광채널부의 길이는 탄화실의 길이에 따라 다를 수 있지만 일반적인 코크스로 탄화실의 경우 약 15m에 달한다. 따라서, 광채널부는 빔부(18)의 무게나 그 자체의 무게 등에 의해 탄화실 내에서 길이 방향을 기준으로 약간 휘어질 수 있다. 예를 들면, 광반사부(16)가 위치하는 광채널부의 일단은 센싱부(12)에 인접한 광채널부의 타단을 기준으로 탄화실 하부측으로 약 1m 정도 아래에 위치할 수 있다. 그러한 경우, 센싱부(12)의 레이저빔은 센싱부(12)와 광반사부(16) 사이의 휘어진 광채널부를 제대로 통과할 수 없어 탄화실 내의 석탄이나 코크스 레벨을 측정할 수 없게 된다. 따라서, 본 실시예의 레벨측정 장치(10c)에서는 빔부(18)의 구부러짐에 상관없이 센싱부(12)와 광반사부(16) 사이에 광 진행 경로를 확보할 수 있도록 관절부(50)와 보조광반사부(52)를 구비한다.Referring to the operation principle of the above-described joint portion 5 in more detail, as shown in Figure 8, the length of the optical channel portion inserted into the carbonization chamber may vary depending on the length of the carbonization chamber in the case of a general coke oven carbonization chamber It is about 15m long. Accordingly, the optical channel portion may be slightly curved in the carbonization chamber with respect to the longitudinal direction by the weight of the beam portion 18 or the weight of the beam 18. For example, one end of the optical channel unit in which the light reflection unit 16 is located may be positioned about 1 m below the carbonization chamber lower side with respect to the other end of the optical channel unit adjacent to the sensing unit 12. In such a case, the laser beam of the sensing unit 12 cannot properly pass the curved optical channel portion between the sensing unit 12 and the light reflecting unit 16, and thus the coal or coke level in the carbonization chamber cannot be measured. Therefore, in the level measuring device 10c according to the present embodiment, the joint part 50 and the auxiliary light reflection may be secured so as to secure a light propagation path between the sensing unit 12 and the light reflecting unit 16 regardless of the bending of the beam unit 18. The part 52 is provided.

일 실시예에서, 관절부(50)는 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 광채널부(14a)의 일단에 설치되며 힌지결합홀을 구비하는 힌지부(51a), 및 제1 광채널부(14a)의 일단과 마주하는 제2 광채널부(14b)의 타단에 설치되며 힌지결합홀에 삽입되는 힌지돌기(51b)를 구비한다. 관절부(50)는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 제1 광채널부(14a)에 대하여 제2 광채널부(14b)가 경사질 때 그 경사각이 특정 각도(θ)에서 제한되도록 설치되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the joint part 50 is installed at one end of the first optical channel part 14a as shown in FIG. 8A and includes a hinge part 51a having a hinge coupling hole, and a first optical channel part. A hinge protrusion 51b is installed at the other end of the second optical channel portion 14b facing one end of the 14a and is inserted into the hinge coupling hole. As shown in FIG. 8B, the joint part 50 is installed such that the inclination angle is limited at a specific angle θ when the second optical channel part 14b is inclined with respect to the first optical channel part 14a. desirable.

관절부(50)의 경사각을 특정 각도(θ)로 제한하기 위하여, 제1 및 제2 광채널부들(14a, 14b)은 그 사이에 일정 간격을 두고 배치될 수 있고, 그 사이에는 신축성있는 내열성 소재(56)가 설치될 수 있다. 또한, 관절부(50)의 경사각을 제한하기 위하여, 제1 또는 제2 광채널부(14a, 14b) 외표면에 돌출되도록 설치되는 돌기 형태의 스토퍼(Stopper, 미도시) 등이 구비될 수 있다. 또한, 힌지부(51a)의 힌지결합홀과 힌지돌기(51b)의 구조를 그 상대적인 회전각이 제한되도록 설치함으로 관절부(50)의 경사각을 특정 각도(θ)로 제한하는 것도 가능하다.In order to limit the inclination angle of the joint part 50 to a specific angle θ, the first and second optical channel parts 14a and 14b may be disposed at regular intervals therebetween, and an elastic heat resistant material ( 56 may be installed. In addition, in order to limit the inclination angle of the joint part 50, a stopper (not shown) having a protrusion shape installed to protrude on the outer surface of the first or second optical channel parts 14a and 14b may be provided. In addition, it is also possible to limit the inclination angle of the joint part 50 to a specific angle θ by installing the structures of the hinge coupling hole and the hinge protrusion 51b of the hinge part 51a to limit their relative rotation angles.

여기에서, 특정 각도(θ)는 약 0.079068° 정도일 수 있다. 특정 각도(θ)는 제1 및 제2 광채널부(14a, 14b) 각각의 길이가 약 7500㎜이고, 광채널부 또는 빔부의 타단에 대한 일단의 최대 처짐 값이 약 1000㎜일 때의 값인 약 tan(0.0138)의 값으로부터 얻어진 것이다. 그러한 경우, 보조광반사부(52)는 tan(0.0138)의 절반에 해당하는 각도로 제1 광채널부(14a)에 대하여 제2 광채널부(14b)가 기울어지는 방향으로 경사짐으로써 센싱부(12)와 광반사부(16) 사이에서 레이저빔을 반사하여 레이저빔이 원활히 진행하도록 하는 기능을 수행한다.Here, the particular angle θ may be about 0.079068 °. The specific angle [theta] is about tan when the length of each of the first and second optical channel portions 14a and 14b is about 7500 mm, and the maximum deflection value at one end of the other end of the optical channel portion or the beam portion is about 1000 mm. It is obtained from the value of (0.0138). In such a case, the auxiliary light reflecting portion 52 is inclined in a direction in which the second optical channel portion 14b is inclined with respect to the first optical channel portion 14a at an angle corresponding to half of tan (0.0138). And reflects the laser beam between the light reflecting portion 16 performs a function to allow the laser beam to proceed smoothly.

전술한 보조광반사부(52)는 레이저빔을 반사하는 미러 또는 그에 상응하는 기능을 수행하는 수단으로 구현될 수 있으며, 제1 및/또는 제2 광채널부(14a, 14b) 내의 대응 부분에 설치되는 돌기나 톱니 구조 등에 의해 관절부(50)의 경사각의 절반으로 경사지도록 구현될 수 있다. 예컨대, 보조광반사부(52)를 경사지게 하는 돌기(미도시)는 보조광반사부(52)를 그 회전축에 대하여 회전시키는 타점에 대하여 관절부(50)의 경사각에 상응하는 이동 거리의 절반에 해당하는 간격을 두고 배치되도록 구현될 수 있다.The above-described auxiliary light reflecting unit 52 may be implemented as a mirror reflecting a laser beam or a means for performing a function corresponding thereto, and may be installed at corresponding portions in the first and / or second optical channel units 14a and 14b. It may be implemented to be inclined at half of the inclination angle of the joint part 50 by a protrusion or a tooth structure. For example, the projection (not shown) for inclining the auxiliary light reflecting portion 52 is an interval corresponding to half of the moving distance corresponding to the inclination angle of the joint part 50 with respect to the spot for rotating the auxiliary light reflecting portion 52 about its rotation axis. It can be implemented to be placed.

본 실시예에 의하면, 상대적으로 긴 길이에 의해 빔부(18)가 처지는 경우에도, 빔부(18)에 탑재되는 광채널부의 중간부를 관절부(50)에 의해 특정 각도로 구부리고, 관절부(50) 내에 설치한 보조광반사부(52)를 통해 레이저빔의 경사진 왕복 경로를 중계함으로써 탄화실 외부에서 탄화실 내부의 석탄이나 코크스의 레벨을 용이하게 측정하도록 할 수 있다.
According to the present embodiment, even when the beam portion 18 sags due to a relatively long length, the intermediate portion of the optical channel portion mounted on the beam portion 18 is bent at a specific angle by the joint portion 50 and installed in the joint portion 50. By relaying the inclined reciprocating path of the laser beam through the auxiliary light reflecting unit 52, it is possible to easily measure the level of coal or coke inside the carbonization chamber outside the carbonization chamber.

도 9는 본 발명의 레벨측정 장치에 채용가능한 레벨러의 일례에 대한 사시도이다.9 is a perspective view of an example of a leveler employable in the level measuring device of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 레벨측정 장치(10d)에 있어서, 빔부(도 3의 참조부호 18 참조)는 코크스로 탄화실에 사용되던 기존의 사다리 형태의 레벨러바(18d)로 구현될 수 있다(도 1의 참조부호 8 참조). 용어 "레벨러바"는 탄화실의 평탄화 작업을 위한 기존의 레벨러에 있어서 적어도 탄화실 안으로 삽입되는 사다리 형태의 구성부와 이를 지지하기 위한 구성부를 포함하는 것을 지칭한다. 레벨러바(18d)는 길이 방향으로 대략 나란히 연장하는 한 쌍의 제1 플레이트(70)와 한 쌍의 제1 플레이트들(70) 사이를 다리 형태로 연결하는 복수의 제2 플레이트(72)로 구성될 수 있다. 그 경우, 광채널부(14d)는 레벨러바(18d)의 길이 방향을 따라 적어도 일측 측면의 외표면 상에 설치되도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 9, in the level measuring device 10d of the present embodiment, the beam part (see reference numeral 18 of FIG. 3) may be implemented as a conventional ladder type leveler bar 18d used in a coke oven carbonization chamber. (See 8 in FIG. 1). The term " leveler bar " refers to a conventional leveler for planarizing a carbonization chamber, comprising at least a ladder-shaped component inserted into the carbonization chamber and a component for supporting it. The leveler bar 18d is composed of a pair of first plates 70 extending in parallel in the longitudinal direction and a plurality of second plates 72 connecting in a bridge form between the pair of first plates 70. Can be. In this case, the optical channel portion 14d may be implemented to be installed on an outer surface of at least one side surface in the longitudinal direction of the leveler bar 18d.

여기에서, 광반사부(미도시)는 광채널부(14d)의 일단부 내측에 설치되고, 그에 따라 가스공급부로부터 공급되고 광채널부(14d)를 통해 유동하는 냉각 공기는 광반사부를 거쳐 광반사부 하부측의 아울렛으로 방출될 수 있다. 또한, 아울렛에는 가스방출부의 배관(미도시)의 일단이 연결되어 냉각 가스의 배기를 위한 채널을 형성할 수 있다(도 6의 참조부호 40 참조). 센싱부는 도시의 편의상 생략되어 있다.Here, the light reflection portion (not shown) is installed inside one end of the optical channel portion 14d, and thus cooling air supplied from the gas supply portion and flowing through the optical channel portion 14d passes through the light reflection portion and then the light reflection portion. It can be discharged to the outlet on the lower side. In addition, one end of a pipe (not shown) of the gas discharge unit may be connected to the outlet to form a channel for exhausting the cooling gas (see reference numeral 40 of FIG. 6). The sensing unit is omitted for convenience of illustration.

도 10은 본 발명의 레벨측정 장치에 채용가능한 레벨러의 또 다른 일례에 대한 사시도이다.10 is a perspective view of still another example of a leveler employable in the level measuring device of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 실시예의 레벨측정 장치(10e)에 있어서, 빔부(도 3의 참조부호 18 참조)는 코크스로 탄화실에 사용되던 기존의 사다리 형태의 레벨러바(18e)로 구현될 수 있다(도 1의 참조부호 8 참조). 그 경우, 광채널부(14e)는 레벨러바(18e)의 길이 방향을 따라 레벨러바의 상부측 중앙에 설치되도록 구현될 수 있다. 물론, 상부측 중앙의 양측 가장자리에 두 개의 광채널부를 설치하는 것도 가능하다. 본 실시예의 레벨러바(18e)는 도 9의 레벨러바(18d)와 비교할 때 제1 플레이트(70)에 형성된 복수의 관통홀(80)에 의해 탄화실 내에서 가스 흐름을 원활하게 할 수 있도록 구성된다.Referring to FIG. 10, in the level measuring device 10e of the present embodiment, the beam part (see reference numeral 18 of FIG. 3) may be embodied as a conventional ladder type leveler bar 18e used in a coke oven carbonization chamber. (See 8 in FIG. 1). In this case, the optical channel unit 14e may be implemented to be installed at the center of the upper side of the leveler bar along the longitudinal direction of the leveler bar 18e. Of course, it is also possible to provide two optical channel portions at both edges of the upper center. Compared to the leveler bar 18d of FIG. 9, the leveler bar 18e of the present embodiment is configured to smoothly flow the gas in the carbonization chamber by the plurality of through holes 80 formed in the first plate 70. do.

여기에서, 광반사부(미도시)는 광채널부(14e)의 일단부 하부측에 설치되며, 광반사부의 하부에는 아울렛(34)이 설치된다. 아울렛(34)은 레벨러바(18e)의 하부측의 석탄을 향해 노출된다. 가스공급부로부터 공급되고 광채널부(14d)를 통해 유동하는 냉각 공기는 광반사부를 거쳐 아울렛(34)으로 방출된다. 한편, 아울렛(34)에는 가스방출부의 배관(미도시)의 일단이 연결되어 냉각 가스 등의 배기를 위한 채널을 형성할 수 있다(도 6의 참조부호 40 참조).Here, the light reflection portion (not shown) is provided on the lower side of one end of the optical channel portion 14e, and the outlet 34 is provided on the lower portion of the light reflection portion. The outlet 34 is exposed toward the coal on the lower side of the leveler bar 18e. Cooling air supplied from the gas supply portion and flowing through the optical channel portion 14d is discharged to the outlet 34 via the light reflection portion. On the other hand, one end of the pipe (not shown) of the gas discharge unit may be connected to the outlet 34 to form a channel for exhausting cooling gas or the like (see reference numeral 40 of FIG. 6).

전술한 실시예들에 의하면, 기존의 레벨러바를 이용하여 본 발명에 따른 레벨측정 장치를 간단히 구현할 수 있다. 또한, 기존의 레벨러바 및 레벨러를 이용하면, 레벨러의 석탄 평탄 작업을 완료한 다음 레벨러의 위치를 조금 상승시킨 후 탄화실로부터 레벨러를 후퇴시키면서 탄화실내 석탄의 레벨을 용이하게 측정할 수 있다. 아울러, 제어부에서 기측정된 복수의 석탄 레벨들에 기초하여 석탄 레벨 프로파일을 생성하고 그것에 의해 탄화실로의 투입석탄량을 용이하게 파악할 수 있다.According to the embodiments described above, it is possible to simply implement the level measuring device according to the present invention using the existing level bar. In addition, by using the existing leveler bar and leveler, it is possible to easily measure the level of coal in the carbonization chamber while completing the leveling operation of the leveler and then raising the position of the leveler slightly and retracting the leveler from the carbonization chamber. In addition, the coal level profile may be generated based on the plurality of coal levels previously measured by the controller, thereby easily determining the amount of coal input into the carbonization chamber.

참고로, 기존의 레벨러는 등록특허 제10-0600329호의 코크스 오븐의 장입탄 레벨 평탄화 장치에 개시된 것을 인용한 것이다.
For reference, the existing leveler is cited as disclosed in the charging coal level flattening apparatus of the coke oven of Patent No. 10-0600329.

도 11은 본 발명의 레벨측정 장치를 이용하여 코크스 레벨을 측정하는 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.11 is a schematic diagram for explaining a process of measuring coke level using the level measuring device of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 레벨측정 장치는 도 5에 도시한 레벨측정 장치의 변형예로서 추가적으로 아울렛(34)에 결합된 셔터부(36)를 더 포함하는 것을 주된 기술적 특징으로 한다.Referring to FIG. 11, the level measuring apparatus according to the present embodiment is a modification of the level measuring apparatus illustrated in FIG. 5, and further includes a shutter unit 36 coupled to the outlet 34. .

셔터부(36)는 레벨측정 작업시 제어부(22)의 제어에 따라 닫힘 상태에서 개방 상태로 전환되도록 구현될 수 있다. 이러한 셔터부(36)를 이용하면, 레벨측정 작업시에만 아울렛(34)와 광채널부(14)가 개방되도록 동작함으로써 레벨링 작업시에 닫힘 상태를 유지하여 탄화실내의 석탄이 아울렛(34)이나 광채널부(14)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The shutter unit 36 may be implemented to switch from the closed state to the open state under the control of the controller 22 during the level measurement operation. When the shutter unit 36 is used, the outlet 34 and the optical channel unit 14 are opened only during the level measurement operation, thereby maintaining the closed state during the leveling operation so that coal in the carbonization chamber is stored in the outlet 34 or the optical channel. It is possible to prevent the inflow into the portion 14.

또한, 본 실시예에 따른 레벨측정 장치는 석탄의 코킹 공정이 완료되고 다음의 코크스 공정이 시작되기 전에 탄화실 내로 삽입되어 코크스(7)의 레벨(h2)을 측정할 수 있다. 탄화실 내의 코크스 상단부의 다수 개소에서 측정한 복수의 코크스 레벨들을 이용하면, 제어부(22)에서 코크스 레벨 프로파일을 생성할 수 있고, 그것에 의해 코크스의 부피를 산출할 수 있다.In addition, the level measuring device according to the present embodiment may be inserted into the carbonization chamber before the coking process of coal is completed and the next coke process starts to measure the level h2 of the coke 7. By using the plurality of coke levels measured at a plurality of places of the coke upper end in the carbonization chamber, the coke level profile can be generated by the control unit 22, whereby the volume of the coke can be calculated.

그 경우, 레벨측정 장치는 석탄의 레벨(h1) 또는 부피와 코크스의 레벨(h2) 또는 부피를 비교함으로써 원료 석탄의 물성, 또는 탄화실로 투입된 석탄의 장입 밀도, 또는 코크스로의 조업 조건 등에 따른 코크스의 품질을 파악할 수 있고, 그것에 의해 차후 생성되는 코크스 강도 또는 품질을 향상시키거나 유지할 수 있다.
In that case, the level measuring device compares the level (h1) or volume of the coal with the level (h2) or the volume of the coke, and the coke according to the physical properties of the raw coal, or the loading density of the coal injected into the carbonization chamber, or the operating conditions of the coke. It is possible to grasp the quality of and improve or maintain the coke strength or quality subsequently produced.

이상에서, 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be possible. Accordingly, the present invention should be construed by reference to the appended claims, drawings, and the like, and all of its equivalents or equivalent variations fall within the scope of the present invention.

Claims (10)

코크스로 탄화실 내의 석탄 및 코크스의 레벨을 측정하는 장치로서,
상기 탄화실 외부에 설치되며 레이저빔을 이용하여 거리를 측정하는 센싱부;
상기 센싱부에서 나오고 상기 센싱부로 들어가는 빛의 왕복 경로를 제공하는 광채널부;
상기 광채널부의 일단에 배치되며 상기 센싱부로부터 상기 광채널부를 통해 상기 탄화실로 들어오는 빛을 상기 석탄 또는 상기 코크스 측으로 반사시키고 상기 석탄 또는 코크스 측에서 오는 빛을 상기 센싱부로 반사시키는 광반사부;
상기 광채널부가 탑재되고 상기 탄화실의 길이 방향으로 움직이며 상기 광반사부를 이동시키는 빔부;
상기 광채널부를 통해 상기 광반사부 측으로 퍼지가스 또는 냉각가스를 공급하는 가스공급부;
상기 광채널부의 중간부에 설치되며 상기 광채널부의 중간부를 소정 각도로 절곡하는 관절부; 및
상기 관절부 내부에서 상기 광채널부를 통해 상기 센싱부 측에서 오는 빛을 상기 광반사부 측으로 반사하고 상기 광반사부 측에서 오는 빛을 상기 센싱부 측으로 반사하도록 설치되는 보조광반사부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
Coke oven for measuring the level of coal and coke in the carbonization chamber,
A sensing unit installed outside the carbonization chamber and measuring a distance by using a laser beam;
An optical channel unit providing a reciprocating path of light exiting the sensing unit and entering the sensing unit;
A light reflection unit disposed at one end of the optical channel unit and reflecting light from the sensing unit into the carbonization chamber through the optical channel unit to the coal or coke side and reflecting light from the coal or coke side to the sensing unit;
A beam part mounted with the optical channel part and moving in the longitudinal direction of the carbonization chamber and moving the light reflection part;
A gas supply unit supplying a purge gas or a cooling gas to the light reflection unit through the optical channel unit;
A joint part installed at an intermediate part of the optical channel part and bending the intermediate part of the optical channel part at a predetermined angle; And
The auxiliary light reflector is installed to reflect light from the sensing unit side through the optical channel unit to the light reflecting unit and reflects light from the light reflecting unit to the sensing unit.
Level measurement apparatus for coke oven carbonization chamber comprising a.
제1항에 있어서,
상기 빔부의 이동 거리를 측정하는 보조센싱부를 더 포함하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
The method of claim 1,
Level measuring apparatus for the coke oven carbonization chamber further comprises an auxiliary sensing unit for measuring the moving distance of the beam unit.
제2항에 있어서,
상기 센싱부 및 상기 보조센싱부로부터 받은 센싱값에 기초하여 상기 석탄 또는 상기 코크스의 레벨을 산출하는 제어부를 더 포함하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
3. The method of claim 2,
And a control unit for calculating the level of the coal or the coke based on the sensing values received from the sensing unit and the auxiliary sensing unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광반사부에 반사되는 가스를 회수하는 가스방출부를 더 포함하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
The method of claim 1,
And a gas discharge unit for recovering the gas reflected by the light reflection unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 센싱부 및 상기 빔부를 상기 탄화실의 높이 방향으로 승강시키는 승강구동부를 더 포함하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
The method of claim 1,
And a lifting and lowering driving unit for elevating the sensing unit and the beam unit in the height direction of the carbonization chamber.
코크스로 탄화실 내의 석탄 및 코크스의 레벨을 측정하는 장치로서,
상기 탄화실 외부에 설치되며 레이저빔을 이용하여 거리를 측정하는 센싱부;
상기 센싱부에서 나오고 상기 센싱부로 들어가는 빛의 왕복 경로를 제공하는 광채널부;
상기 광채널부의 일단에 배치되며 상기 센싱부로부터 상기 광채널부를 통해 상기 탄화실로 들어오는 빛을 상기 석탄 또는 상기 코크스 측으로 반사시키고 상기 석탄 또는 코크스 측에서 오는 빛을 상기 센싱부로 반사시키는 광반사부;
상기 광채널부가 탑재되고 상기 탄화실의 길이 방향으로 움직이며 상기 광반사부를 이동시키는 빔부; 및
상기 광채널부에 결합하며 상기 광반사부와 상기 석탄 사이에 위치하는 홀 또는 아울렛을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 셔터부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
Coke oven for measuring the level of coal and coke in the carbonization chamber,
A sensing unit installed outside the carbonization chamber and measuring a distance by using a laser beam;
An optical channel unit providing a reciprocating path of light exiting the sensing unit and entering the sensing unit;
A light reflection unit disposed at one end of the optical channel unit and reflecting light from the sensing unit into the carbonization chamber through the optical channel unit to the coal or coke side and reflecting light from the coal or coke side to the sensing unit;
A beam part mounted with the optical channel part and moving in the longitudinal direction of the carbonization chamber and moving the light reflection part; And
A shutter unit coupled to the optical channel unit and selectively opening or closing a hole or outlet located between the light reflection unit and the coal.
Level measurement apparatus for coke oven carbonization chamber comprising a.
코크스로 탄화실 내의 석탄 및 코크스의 레벨을 측정하는 장치로서,
상기 탄화실 외부에 설치되며 레이저빔을 이용하여 거리를 측정하는 센싱부;
상기 센싱부에서 나오고 상기 센싱부로 들어가는 빛의 왕복 경로를 제공하는 광채널부;
상기 광채널부의 일단에 배치되며 상기 센싱부로부터 상기 광채널부를 통해 상기 탄화실로 들어오는 빛을 상기 석탄 또는 상기 코크스 측으로 반사시키고 상기 석탄 또는 코크스 측에서 오는 빛을 상기 센싱부로 반사시키는 광반사부; 및
상기 광채널부가 탑재되고 상기 탄화실의 길이 방향으로 움직이며 상기 광반사부를 이동시키는 빔부
를 포함하고,
상기 빔부는 사다리 형태의 레벨러바(Leveler bar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
Coke oven for measuring the level of coal and coke in the carbonization chamber,
A sensing unit installed outside the carbonization chamber and measuring a distance by using a laser beam;
An optical channel unit providing a reciprocating path of light exiting the sensing unit and entering the sensing unit;
A light reflection unit disposed at one end of the optical channel unit and reflecting light from the sensing unit into the carbonization chamber through the optical channel unit to the coal or coke side and reflecting light from the coal or coke side to the sensing unit; And
A beam part mounted with the optical channel part and moving in the longitudinal direction of the carbonization chamber and moving the light reflection part;
Lt; / RTI >
The beam unit level measuring device for the coke oven carbonization chamber characterized in that it comprises a ladder-level leveler bar (Leveler bar).
제9항에 있어서,
상기 광채널부는 상기 레벨러바의 측면이나 상단면 중앙부 또는 가장자리 부분에서 상기 레벨러바의 길이 방향으로 연장하도록 설치되는 코크스로 탄화실용 레벨측정 장치.
10. The method of claim 9,
And the optical channel portion extends in a longitudinal direction of the leveler bar at a side portion, a center portion, or an edge portion of the leveler bar.
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