KR0129970Y1 - 석탄파쇄기의 원료비산 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 제안은 제철소의 원료 파쇄 설비인 석탄 파쇄기의 무부하 운전시 회전자(rotor)의 과대 풍압에 의해 발생한 비산 더스트(dust)가 대기중에 비산되는 것을 방지하고, 부하작업시 파쇄전 미분탄이 에어덕트(air duct)로 흡입됨으로써, 집진 장치의 성능 저하가 유발되는 것을 방지하기 위한 석탄파쇄기의 원료비산 방지장치에 관한 것으로 피더(1) 내부로의 수송물 투입여부를 감지하는 γ-RAY 레벨 검파기(2)로 구성된 감지장치와 파워 실린더(3), 공기압 실린더(4), 각각의 댐퍼(5)(6), 레버(7), 샤프트(8), 댐퍼 바디(9) 등의 기계적 장치로 구성된 에어락킹장치시스템 그리고, γ-RAY의 감지상태로써 파워실린더 작동용 솔레노이드 밸브 정,역 선택을 위한 유니트 장치, 운전실 및 현장용 셀렉트 스위치 미믹보드(select switch mimic board) 의 조작 상태 표시용 램프(lamp), 릴레이판넬(relay pannel) 의 릴레이 장치 등을 케이블(cable)과 전기접점으로 회로 구성한 전기장치 등으로 구성된다.

Description

석탄파쇄기의 원료비산 방지장치

제1도는 본 고안의 발췌 측면도.

제2도는 본 고안을 설치한 상태의 측면도.

제3도 (a)(b)는 본 고안의 작동상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피더(feeder)

2 : γ-RAY레벨검파기(γ-ray level detector)

3 : 파워실린더(power cylinder) 4 : 공기압실린더

5,6 : 댐퍼(damper) 7 : 레버(lever)

8 : 샤프트(shaft) 9 : 댐퍼바디(damper body)

10 : 투광기 11 : 수광기

12 : 피더사이드판(feeder side plate) 13 : 서포트(support)

14 : 베드(bed)

15 : 트러니언 브라켓트(trunnion bracket)

16 : 실린더로드(cylinder rod) 17 : 키(key)

18 : 베어링(bearing) 19 : 보강판(plate)

20 : A'에어덕트(air-ductor) 21 : 수동조작용 댐퍼

22 : B'에어덕트(air-ductor) 23 : 벨트콘베어

24 : 오픈 포지션(open position)

25 : 크로스 포지션(close position)

26 : 회전자(rotor) 27 : 언더슈트(under chute)

28 : 헤드슈트(head chute) 29 : 피더저부(feeder bottom)

30 : A실 31 : B실

본 제안은 제철소의 원료 파쇄 설비인 석탄 파쇄기의 무부하 운전시 회전자(rotor)의 과대 풍압에 의해 발생한 비산 더스트(dust)가 대기중에 비산되는 것을 방지하고, 부하작업시 파쇄전 미분탄이 에어덕트(air duct)로 흡입됨으로써, 집진 장치의 성능 저하가 유발되는 것을 방지하기 위한 석탄파쇄기의 원료비산 방지장치에 관한 것으로 좀더 상세히 설명하면, 파쇄설비의 부하운전과 석탄혼합(coal blend), 탄종변경 전,후 공정간의 트러블(trouble) 발생, 교대타임등의 요인으로 발생되는 무부하 운전시 집진기 에어덕트의 반송풍속이 일정한 상태로 유지된 조건하에서 피더(feeder) 내부의 에어(air) 흐름에 의해 다음과 같은 문제점이 발생된다.

첫째, 부하운전 상태이고, 에어덕트의 반송풍속이 강하게 조정될 때에는 강력한 흡인력에 의해 발진원에서 흡인된 미분탄이 집진기 내부로 침투되어 빽필터(bag-filter)의 기공을 폐하고, 압력손실에 의한 집진 성능 저하를 유발하고 있다.

둘째, 반송풍속이 약하게 조정되고, 무부하 운전시에는 회전자의 고속회전에 의해 발생된 풍압이 회전자에서 언더슈트(under chute)를 경유하여 피더 내부로 이동하는 과정에서 피더 내부 단면적보다 상대적으로 협소한 언더슈트 내부의 단면적에 의해, 나팔 흐름의 효과가 발생한다. 이것에 의하여 에어가 피더 내부로 이동할때, 입구 부근에서 일정간격유지(break away) 현상의 유발과 함께 와류가 형성됨으로써, 반송풍속을 오버(over)한 잔류 풍압이 더스트를 동반한 채 각 개구부로 리크(leak) 되어 대기중에 석탄 더스트를 비산시키는 요인이 되고 있다.

이러한 상기 문제점들을 해소하기 위하여 부하 운전시에는 γ-RAY 검파기(detector)의 감지작용을 전기접점에 의하여 파워 실린더(power cylinder)가 작동할 수 있도록 전기적 구성을 하고 파워 실린더(power cylinder)작동으로 신장된 로드(rod)의 작용으로 댐퍼(damper)가 오픈(open)되고, 동시에 γ-RAY 검파기의 또 다른 전기접점에 의해 솔레노이드 밸브(solenoid valve)가 작동됨으로써, 공기압 실린더 로드가 축소되어 댐퍼를 크로스(close)한다.

따라서, 석탄 낙차에 의해 발생하는 풍력과 내부축소 효과로 미약해진 에어는 에어덕트로 배출된다.

또한 무부하 운전시에는 γ-RAY 검파기의 감지작용에 의하여 실린더로드의 축소에 의해 댐퍼가 크로즈되고, 동시에 솔레노이드의 작동으로 에어덕트의 공기 에어와 부유분진이 댐퍼 실린더의 크로즈에 의해 A,B 실로 양분된 A실 A'덕트와 B실 B'에어덕트로 분산 배출되게 하여 함진 에어가 대기중으로 비산되는 것을 방지하도록 한 것이다.

종래에는 석탄 파쇄기에서 발생하는 비산덕트가 대기중으로 추출되는 것을 방지하기 위하여, 집진후드를 설치, 덕트를 포집하는 방식이 운용되어 왔는데, 이 방식은 에어덕트의 반송풍량과 석탄파쇄기의 운전상태에 따라 다음과 같은 문제가 발생된다.

첫째, 에어덕트의 반송풍량이 과대하고, 부하운전 상태일 경우에는 파쇄전 미분탄이 발진원에서 직접 흡입되어 에어덕트를 경유 집진기 본체내부로 침투되어 집진 빽필터 기공이 폐쇄되고, 표면에 접결성(caking)현상이 과대 유발되어 통풍성이 저하됨으로써 에어덕트이 반송풍속이 약화된다. 이와 같이 약화된 반송풍속으로 인하여 마찰저항이 증가하여 더스트의 큰 입자가 덕트의 수직상승에서 수평으로 변환되는 수평부분 입구에 퇴적되고, 퇴적 더스트로 덕트 내부유량과 통과 면적이 축소되는 등 집진기 성능 저하요인의 악순환이 심화되었다.

둘째, 반송풍속이 약하게 조정되고, 무부하 운전 상태일 경우 회전자 풍압에 의해 발생된 에어가 회전자에서 언더슈트를 경유하여 피더 내부로 이동하는 과정에서 피더 내부 단면적보다 상대적으로 협소한 언더슈트의 내부 면적에 의해 나팔흐름의 효과가 발생한다. 이것에 의하여 에어가 피더 내부로 이동할때, 입구 부근에서 일정간격유지현상과 와류가 발생하게 되고 이러한 현상에 의하여 부유분진이 발생하게 되며 발생된 부유분진은 반송풍속을 오버(over)한 잔류풍압이 각 개구부로 누출될때, 대기중으로 비산됨으로써 환경오염의 주 요인이 되고 있다.

또한, 오염지역에 장시간 누출시 직업병 발병의 우려감으로 작업자는 설비점검을 회피함으로써, 설비관리상의 공백이 초래되고 외부에 누적된 더스트의 재처리 비용이 과다발생 하는 등 산업상의 부정적인 제반요소가 다발함으로써 문제 해소의 시급성이 요구되는 설비이다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로 석탄 파쇄기의 부하운전시 집진후드부로 파쇄전 미분탄이 흡입되어 에어덕트를 경유 집진기 본체내부의 빽 필터 기공을 폐쇄, 표면부 점결 현상을 과대 유발하여 집진기의 성능을 저하시키는 원인을 제거하고 또한 무부하 운전시에는 회전자 풍압으로 발생한 부유분진이 에어덕트의 반송풍속을 오버한 잔류풍압이 각 개구부로 누출, 비산됨으로써 발생되는 공해 등 제반 문제점을 해소키 위하여, γ-RAY 검파기, 파워 실린더 솔레노이드밸브, 공기압 실린더등으로 피더 내부 에어의 흐름을 제어하는 에어락킹 시스템(air-locking system)을 구성하여, 피더 내부 에어 흐름을 석탄 파쇄기의 운전상태 및 집진후드 반송풍속과의 상관관계를 고려하여 적절하고 효율적으로 제어함으로써, 진술한 종래의 제반 문제점을 해소하여, 파쇄설비의 산업적인 효율성을 증가시키고자 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

피더(1) 내부로의 수송물 투입여부를 감지하는 γ-RAY 레벨 검파기(2)로 구성된 감지장치와 파워 실린더(3), 공기압 실린더(4), 각각의 댐퍼(5)(6), 레버(7), 샤프트(8), 댐퍼 바디(9) 등의 기계적 장치로 구성된 에어락킹장치시스템 그리고, γ-RAY의 감지상태로써 파워실린더 작동용 솔레노이드 밸브 정,역 선택을 위한 유니트 장치, 운전실 및 현장용 셀렉트 스위치 미믹보드(select switch mimic board) 의 조작 상태 표시용 램프(lamp), 릴레이판넬(relay pannel) 의 릴레이 장치 등을 케이블(cable)과 전기접점으로 회로 구성한 전기장치 등으로 구성된다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 투광기(10)와 수광기(11)로 구성된 감지장치는 피더(1) 내부 공간을 사이에 두고 피더사이드(12) 일측면에는 투광기(10)를 고정볼트와 너트를 이용하여 설치하고, 그 반대측에는 투광기(10)와 동일한 위치에 정면으로 투광기(10)의 주사선을 수광할 수 있는 지점에 수광기(11)를 설치하여 감지장치를 구성한다.

그리고, 기계적 에어락킹 시스템은 다음과 같이 구성한다.

H-빔으로써, 실린더(3) 설치용 서포트(13)를 구성하고, 상부 베드(14)부에는 파워 실린더(3)를 장착할 수 있도록 트러니언 브라켓트(trunnion bracket)(15)를 이용하여 실린더 로드(16)의 신축작용시 상,하로 일정 여유각도 범위내에서 유동이 자유로운 상태로 고정핀과 스냅링을 이용하여 파워 실린더(3)를 고정설치 한다.

한편 실린더 로드(16)의 체결부에는 반대편 단부가 댐퍼 샤프트(8)와 연결되는 레버(7)를 체결한다.

그리고, 레버(7)의 길이방향 중심부에는 실린더 로드(16)의 신축작용시 발생하는 비틀림 응력에 대응할 수 있도록 판넬키(17)를 구성하고 댐퍼바디(9)의 설치측 레버(7)의 단부에는 보스와 키홈등의 체결요소들을 샤프트(8)와 체결이 가능한 구조로 구성한다.

또한 레버(7)에 연결되는 샤프트(8)의 단부에는 키홈을 설치하고, 이 홈과 레버(7)의 키홈을 새들키를 이용 짝을 맞춰 고정한다.

그리고, 샤프트(8) 양 단부에는 실린더로드(16)이 신축 작용시 회전이 용이토록 베어링(18)을 구성 설치한다.

샤프트(8)에 구성한 양쪽 베어링(18)의 간격 사이에는 댐퍼 바디(9)가 구성 설치되는데, 풍압과 진동에 의해 발생되는 벤딩 현상에 대한 내구력을 갖추는 구조로 보강판(19)를 다수개 설치하고, 베어링(18)과 인접한 댐퍼 양측 개소에는 샤프트(8)의 회전 작동시 댐퍼 바디(9)가 동조할 수 있도록 샤프트 키와 체결이 가능한 형태로 고정홈을 구성하고, 키로써 샤프트(8)와 일체로 구성한다.

그리고, A'에어덕트(20)에는 수동 조작용 댐퍼(21)을 구성하고, B'에어덕트(22)에는 공기압 실린더(4)와 공기압 실린더 로드의 신장, 축소에 의해 작동되는 댐퍼(6)를 구성하여 기계적 구성을 완성한다.

전기장치의 구성은 전기실에는 파워 실린더 모타 작동용 정,역 유니트를 설치하고, 현장에는 오픈, 크로즈 조작용 국부 스위치 및 운전실에서 오픈, 크로즈가 가능토록 하는 리모트(remote) 조작 선택용 스위치가 겸용된 셀렉트 스위치를 설치한다. 또한 케이블과 전기적 접점으로써 정,역 유니트, γ-RAY 레벨 검출기, 셀렉트 스위치, 파워 실린더를 설치하고 γ-RAY 수광기(11)의 검출기능 작동시에는 타이머의 셋팅타임후 파워실린더가 오픈되고, 검출기능 오프시에는 크로즈 되도록 직렬회로로 구성한다. 그리고 파워 실린더 댐퍼(5)의 개폐와 동작이 반대되는 공기압 실린더 작동용 솔레노이드 밸브의 전기회로는 γ-RAY에 파워 실린더 전기접점과 병렬접속 회로로 구성한다.

운전실 미믹보드(mimic board)에는 조작상태 표시 램프장치를, 그리고 제어 판넬에는 유니트의 작동상태를 릴레이로써 체크가 가능토록 케이블과 전기접점으로 상기한 전기작동 장치들과 연결 설치하여 전기적 구성을 완성한다.

이상과 같이 구성한 에어락킹 장치를 작동순서에 의해 설명하면 다음과 같다.

벨트 콘베이어(23)에 의해 피더(1) 내부로 투입되던 수송물의 수송이 중단되면, γ-RAY 투광기(10)의 발신신호를 수광기(11)가 감지하여, 전기적 신호로써, 접점에 의해 연설된 타이머를 작동시키고, 셋팅된 타임후에는 타이머에 전기접점으로 연설된 파워 실린더(3)가 작동되어 실린더로드(16)를 축소시킴으로써 댐퍼바디(9)를 오픈 포지션(24)에서 크로즈포지션(25)으로 이동시켜 회전자(26) 풍압이 언더슈트(27)를 경유하여 피더(1)로 진입하고, 다시 상부 해드 슈트(28)로 이동하는 것을 차단, 피더(1) 내부를 (A),(B) 실로 양분하고, 동시에 γ-RAY 레벨검파기(2)에 파워 실린더(3)와 병렬접속으로 연결설치된 솔레노이드 밸브가 γ-RAY의 전기적 신호에 의하여 작동되어, 공기압 실린더(4)의 로드를 신장시켜 B' 에어덕트(2)를 개방함으로써, 피더(1) 입구에서 발생하는 나팔효과에 의한 일정간격유지 및 와류현상을 효과적으로 분산처리되도록 하고, 수송물의 투입시에는 중단때와 상반되는 작용 즉, 실린더로드(16)가 신장되어 댐퍼바디(9)가 오픈되고, 공기압 실린더 로드는 축소되어 댐퍼(6)를 닫음으로써, 피더(1) 내부 폐쇄물의 흐름길이 열리어 회전자의 부하작용이 가능해지고 에어의 처리도 가능해지는 작용이 발생한다.

이상의 장치에서 수송물의 투입 유무를 감지하는 방법에 있어서 제안한 γ-RAY에 의한 방법 이외에도 피더(1) 상부 해드슈트(28) 라인의 전기적 회로상에 로드셀 및 터치 작동에 의한 L/S 검지장치를 제안 활용할 수 있으며, 피더 저부(29)와 댐퍼 바디(9) 단부와의 밀봉효과를 증가시키기 위해서는 피더저부(29)에 부착재로써 고무를 코팅하는 방법이 제안될 수 있고, 이 때에 예상되는 피딩(feeding) 저조 문제는 피더 각도조정으로 해소가 가능해진다.

이상의 에어락킹장치의 작동으로 발생하는 효과를 살펴보면 다음과 같다.

회전자(26)의 무부하 운전시 발생되는 풍압이 언더 슈트(27)를 경유하여 피더(1) 내부로 진입시, 입구에서 나팔흐름의 효과에 의해 일정간격유지현상과 와류가 발생되고, 이러한 현상에 의하여, 입자가 큰 더스트의 부유현상이 발생되고 부유된 더스트가 A' 에어덕트(20)의 반송풍속을 오버한 잔류풍압이 각 개구부로 누출될때 동반 누출되어 대기중으로 비산되고, 부하 운전시 A' 에어덕트(20)부로 파쇄전 미분탄이 흡입되어 덕트를 경유하여 집진기 본체내부로 유입됨으로 빽 필터 기공막힘과 과대한 점결성현상 유발, 덕트 내부 퇴적 더스트 발생, 덕트와 더스트의 마찰저항 증가 및 유량통과 면적 축소 등이 발생되는 것을 γ-RAY, 실린더 솔레노이드 밸브 등으로 구성된 에어-락킹 제어 시스템을 구성하여 해소함으로써, 집진기 효율저하, 공해발생, 퇴적 더스트 재처리 비용과다, 미분 원료 손실등 산업상의 제반 부정적인 요소들을 해소하는데 기여할 수 있는 장치이다.

Claims (1)

1. 피더(1) 내부로의 수송물 투입여부를 감지하는 γ-RAY 레벨 검파기(2)로 구성된 감지장치와 파워 실린더(3), 공기압 실린더(4), 각각의 댐퍼(5)(6), 레버(7), 샤프트(8), 댐퍼 바디(9) 등의 기계적 장치로 구성된 에어락킹장치시스템 그리고, γ-RAY의 감지상태로써 파워실린더 작동용 솔레노이드 밸브 정,역 선택을 위한 유니트 장치, 운전실 및 현장용 셀렉트 스위치 미믹보드(select switch mimic board) 의 조작 상태 표시용 램프(lamp), 릴레이판넬(relay pannel) 의 릴레이 장치 등을 케이블(cable)과 전기접점으로 회로 구성한 전기장치 등으로 구성된 것을 특징으로 하는 석탄파쇄기의 원료비산 방지장치.