KR100301988B1 - 폭방향방사온도계의센서보호창오염방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간압연공장내 조질압연기 및 사상압연기의 출측에 위치한 폭방향 방사온도계의 외장보호케이스에 관한 것으로서, 보다 상세히는 압연된 열연강판의 압연직후에 폭방향의 온도분포를 측정하는 경우, 폭방향 방사온도계에 부착하는 보호케이스로 분진의 유입을 방지하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치에 관한 것이다.

본 발명은, 열간압연공장내 조질압연기 및 사상압연기의 출측에 위치하여 압연된 열연강판의 압연직후에서 폭방향의 온도분포를 측정하는 폭방향 방사온도계에 있어서, 외장케이스의 내부로 유입되는 먼지에 의하여 센서보호창이 오염되는 것을 방지하기 위하여 외장케이스 하부의 방출구에서 압축공기의 흐름방향을 하부측으로 향하도록 안내하는 가이드판;과, 센서보호창이 위치해 있는 외장케이스의 내부에서 일부 유입된 먼지를 센서보호창에 도달하기 전에 내부벽에 고착시키기 위하여 와류를 강제 발생시키는 다수개의 경사판을 내부벽에 장착한 와류발생기;를 포함함을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치를 제공한다.

Description

폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.

본 발명은 열간압연공장내 조질압연기 및 사상압연기의 출측에 위치한 폭방향 방사온도계의 외장보호케이스에 관한 것으로서, 보다 상세히는 압연된 열연강판의 압연직후에 폭방향의 온도분포를 측정하는 경우, 폭방향 방사온도계에 부착하는 보호케이스로 분진의 유입을 방지하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치이에 관한 것이다.

일반적으로, 가열로에서 추출된 슬래브는 조질압연기 및 사상압연기를 거치면서 얇은 바(bar)와 코일로 압연되는데 이때의 온도는 약 800-1110℃의 고온인 동시에 3-15㎧의 속력으로 이동하므로 직접접촉방식으로 표면의 온도를 측정하는 것이 불가능하다. 따라서 비접촉식의 방사온도계를 사용하여 온도를 측정하게 된다.

이러한 비접촉식 방사온도계는 복사에너지를 받으면 그 양에 따라 기전력이 생기는 특수한 반도체를 이용한 온도계로서 물체의 표면으로부터 방출되는 복사에너지중 센서에 도달한 복사에너지의 양을 센서가 전압으로 출력하고, 이를 산출하여 다시 온도로 환산한다.

따라서, 물체표면의 방사율(emissivity)을 정확하게 산출하는 것이 중요하며, 이는 측정하고자 하는 물체의 주위온도에 따라 센서에 도달하는 복사에너지의 양이 달라지게 되므로 그 영향을 크게 받게된다.

만일, 이러한 문제들이 해결되었다면 그 다음의 문제는 물체표면에 방출되는 복사에너지가 이 복사에너지의 양을 검출하는 센서에 얼마나 정확하게 도착되는지가 정확한 온도산출에 결정적인 역할을 하게 된다. 따라서, 온도검출센서(1)는 주변의 분위기 온도의 영향을 가능한한 줄이고, 고온강판의 열기에 센서가 손상되지 않도록 적절한 냉각장치가 포함된 제 1도와 같은 외장케이스(2)가 덧붙여져있고, 공장에서 발생하는 면지로 부터 센서(1)가 오염되는 것을 방지하기 위하여 센서와 외장케이스(2)와의 사이에는 투과율이 좋은 센서보호창(3)이 부착되어 있다.

또한, 공장내에서 발생하는 먼지가 센서보호창(3)에 달라붙는 경우 고온의 열연강판 표면에서 방출되는 복사에너지가 센서보호창(3)에 달라붙은 먼지에 의해 차단되어 센서에 전달되지 못하게 되며, 센서는 제대로 된 온도값을 측정할 수 없으므로 이러한 현상을 방지하기 위하여 외장케이스(2)에는 압축공기 케이스(9)의 방출구(8)로 부터 압축공기를 방출하여 외장케이스(2)하부에 공기 커텐을 형성시켜서 공장내의 먼지가 외장케이스(2)내부로 유입되는 것을 방지하는 먼지유입방지장치가 장착되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 먼지유입방지장치는 구조상의 문제점으로 인하여 큰 효과를 보지 못하고 주기적(약 3-4일 간격)으로 청소를 해주지 않으면 실제보다 훨씬 낮은 온도값이 읽히는 결과를 초래하는 문제점을 가지고 있다.

즉, 종래의 장치는 제 1도와 같은 외장케이스(2)에 외부와의 경계에 해당하는 하부에서 압축공기를 불어넣어 마치 공기커텐과 같은 효과로 먼지의 유입을 방지하고자 하였는데 실제에 있어서는 먼지가 각각의 모서리의 영역에서 외장케이스(2)안으로 유입되는 것이 유동현상의 계산에 의하여 확인되었으며, 실제로 센서보호창(3)에 먼지가 주기적으로 고착되는 현상이 이를 증명한다.

이는 외장케이스(2)와 주변의 공기의 이동에 의한 유동현상을 고려하지 않고 단순한 압축공기의 방출로 먼지의 유입을 방지하려는 단순한 구조에 기인한 것으로 짧은 순간에는 효과를 낼수 있으나 계속적으로 청소를 해주어야하는등 많은 문제점을 안고 있다.

이는 제 5도에서와 같이, 하부에서 수평으로 방출되는 압축공기는 맞은편에서 방출되는 공기와 충돌하면서 공기흐름 방향(10)의 일부는 외장케이스(2)의 외부로 이동하나 일부는 내부로 유입되면서 오히려 외부의 먼지를 내부로 이동시키는 것이다.

또한, 내부로 유입된 먼지는 제 4도에서와 같이, 케이스의 내부에서 일정간격으로 반복되는 회전유동에 의하여 상부의 센서보호창까지 운반되어 고착되는 문제점을 갖는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 제반의 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 외장케이스에서 방출되는 압축공기를 이 부분에서의 유동현상을 고려하여 먼지가 구조적으로 외장케이스의 내부로 유입되는 것을 방지하며, 일단 유입된 먼지는 센서보호창으로의 접근을 최대한 억제함으로서 잘못된 온도값을 읽는 경우를 사전에 방지하고, 센서외장케이스의 정비 및 청소주기를 대폭 연장함으로써 공장설비의 신뢰성 및 효율성을 크게 높일수 있도록 개선된 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제 1도 일반적인 폭방향방사온도계 및 주변장치 구성도,

제 2도 본 발명에 따른 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치에 갖춰진 외장케이스 내부 상세도,

제 3도 본 발명에 따른 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치에 갖춰진 압축공기방출구 상세도,

제 4도 종래의 기술에 따른 외경케이스의 내부 상세도,

제 5도 종래의 기술에 따른 압축공기방출구의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 온도검출센서 2 : 외장케이스

3 : 센서보호창 4 : 상부 가이드판

5 : 하부 가이드판 6 : 와류발생기

7 : 압축공기 유입구 8 : 압축공기 방출구

9 : 압축공기 케이스 10 : 공기의 흐름방향

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열간압연공장내 조질압연기 및 사상압연기의 출측에 위치하여 압연된 열연강판의 압연직후에서 폭방향의 온도분포를 측정하는 폭방향 방사온도계에 있어서, 외장케이스의 내부로 유입되는 먼지에 의하여 센서보호창이 오염되는 것을 방지하기 위하여 외장케이스 하부의 방출구에서 압축공기의 흐름방향을 하부측으로 향하도록 안내하는 가이드판;과,

센서보호창이 위치해 있는 외장케이스의 내부에서 일부 유입된 먼지를 센서보호창에 도달하기 전에 내부벽에 고착시키기 위하여 와류를 강제 발생시키는 다수개의 경사판을 내부벽에 장착한 와류발생기;를 포함함을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치(20)는 외장케이스(2)에서 방출되는 압축공기가 제 3도에 도시된 바와 같은 상,하부가이드판(4)(5)에 의하여 구조적으로 외장케이스(2)의 외부로 강제적으로 방출되도록 한다.

종래의 장치에서는 제 5도와 같이 압축공기가 수평으로 방출되면서 반대편에서 방출된 공기와 충돌하면서 일부는 케이스(2)의 외부로 방출되고 일부는 내부로 유입되는 현상을 초래했으나 개선된 본 발명의 장치는 상부 가이드판(4)에 하향으로 형성됨으로서 방출되는 공기의 운동량이 하부로 집충되도록 하는 것이다.

또한, 상부 가이드판(4)과 하부 가이드판(5)의 각도 및 길이를 다르게 하여 그 효과를 더욱 크게 한 것이다.

상기 상,하부가이드판(4)(5)의 길이 및 각도는 아래의 표 1과 같으며, 여기서 각도 θ4, θ5는 각각 양(+)의 값을 가질 때 수평에 대하여 하향의 각도를 가짐을나타낸다.

[표 1]

여기서, 상기 θ4, θ5는 각각 상,하부 가이드판(4)(5)의 수평선에 대한 각도이고, 상기 L4, L5는 상기 상,하부 가이드판(4)(5)의 길이이며, W1은 외장케이스(2)의 내측 폭이다.

또한,제 3도에서와 같이 외장케이스(2)와 외부공기가 만나는 위치에 가이드판(4)(5)을 장치하여 외부 먼지의 유입을 방지하더라도 100% 완벽하게 먼지의 유입을 차단하기는 불가능하며 일부의 먼지는 유입이 불가피하다.

상기 가이드판(4)(5)에 의해서 외장케이스내로의 먼지유입은 대부분 차단될수 있으나, 케이스내부에 잔류하는 먼지와 극히 일부의 유입되는 먼지와, 보수정비등에 의해서 불가피하게 유입되는 먼지가 센서보호창으로 유입되는 것을 방지하기위하여 외장케이스(2)의 내부에 별도의 짧은 길이를 가지는 와류발생기(6)를 제 2도와 같이 장착한 것이다.

이는 종래의 장치에서는 제 4도에서와 같이 외장케이스(2) 내부에서 거시적인 원통유동 형태가 존재하며, 이 유동은 운동량이 크기 때문에 내부로 유입된 먼지를 센서보호창(3)에까지 운반할 수 있으며 중간과정에 장애물이 없기 때문에 먼지는 바로 센서보호창(3)에 도착하게 된다.

그러나, 본 발명의 개선된 장치(20)는 일부 유입된 먼지가 상부의 센서보호창(3)에 도달하기전에 외장케이스(2)의 내부벽에 다수개의 불규칙적인 경사판(6a)을 장착하여 미리 고착되도록 조장하는 역할을 한다.

상기 와류발생기(6)의 다수개의 경사판(6a)은 외장케이스(2)의 내부유동이 회전운동을 가진 작은 와류로 변형되도록 함으로써 상부의 센서보호창(3)에까지 도달하는 것을 방해하며 경사판(6a)의 사이사이에서 유동이 가진 운동량의 일부를 흡수함으로써 유속을 감소시키고 이 곳에서의 정압을 증가시킴으로써 내부로 유입된 먼지가 센서보호창(3)이 아닌 외장케이스(2) 내부벽에 달라붙도록 한다.

이는 외장케이스(2) 내부에서 유동적으로 움직이고 있는 공기와 이 공기에 실려 움직이는 먼지의 밀도값이 다르기 때문인데 센서보호창(3)을 향하여 상승하던 공기가 와류발생기(6)에 의해서 직선운동에서 회전성을 가지면서 공기의 속력이 감소하고 공기에 비하여 밀도값이 상당히 큰 먼지는 급격한 운동량의 감소로 인하여 외장케이스(2)의 경사판(6a) 내부벽에 고착하게 된다.

외장케이스(2)의 내부에 설치된 경사판의 길이, 각도 및 부착위치는＜표 2＞에 도시된 바와 같다. 여기서 각도 θ6_ⅰ은 각각 양(+)의 값을 가질 때 수평에 대하여 하향의 각도를 가짐을 나타낸다.

[표 2]

상기에서 부착위치 X₁,X₂는 센서보호창(3)으로 부터의 간격을 나타내며, 그리고, 부착되는 와류발생기(6)의 경사판(6a)의 최소개수는 1개이며, 최대개수는 주워진 공식에 의해서 최대한 부착할수 있는 개수이다.

그리고, 센서 보호창에서 가장 가까운 와류발생기(6)의 경사판(6a)₁으로 부터 차례로 (6a)₂, (6a)₃, (6a)₄로 하면, 특히 센서보호창에서 가장 가까운 위치로부터 3번째까지 부착하는 경사판(6a)₁(6a)₂,(6a)₃의 각도를 5°보다 작게 하여 부착하거나, 상향의 각도를 부여하여 부착하게 되면 오히려 센서보호창의 오염을 가중시키게 되며, 상기 최상층의 경사판(6a)₁의 길이는 두 번째 경사판(6a)₂의 길이에 대하여 적어도 같거나 길어야 하는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명의 폭방향방사온도계의 센서보호창 오염방지장치(20)는 방사온도계 외장케이스(2)의 내부로의 먼지유입을 근원적으로 줄여주며, 일부 유입된 먼지는 내부에서 공기유동을 회전성을 가지는 와류로 전환하여 내부벽에 고착되도록 함으로써 센서보호창(3)에 달라붙어 잘못된 온도값을 읽는 경우를 사전에 방지하도록 하고, 센서외장케이스(2)의 정비 및 청소주기를 대폭 연장함으로써 공장설비의 신뢰성 및 효율성을 크게 높인 것이다.

Claims (6)

1. 열간압연공장내 조질압연기 및 사상압연기의 출측에 위치하여 압연된 열연강판의 압연직후에서 폭방향의 온도분포를 측정하는 폭방향 방사온도계에 있어서,

   외장케이스(2)의 내부로 유입되는 먼지에 의하여 센서보호창(3)이 오염되는 것을 방지하기 위하여 외장케이스(2) 하부의 방출구에서 압축공기의 흐름방향을 하부측으로 향하도록 안내하는 가이드판(4)(5);과

   센서보호창(3)이 위치해 있는 외장케이스(2)의 내부에서 일부 유입된 먼지를 센서보호창(3)에 도달하기 전에 내부벽에 고착시키기 위하여 와류를 강제 발생시키는 다수개의 경사판(6a)₁을 내부벽에 장착한 와류발생기(6);를 포함함을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 가이드판(4)의 수평선에 대한 각도(θ4)는 5°≤θ4≤ 45°이고, 상기 상부 가이드판(4)의 길이(L4)는 0.1W1 ≤ L4 ≤ 0.25W1이며, 여기서 W1은 외장케이스(2)의 내측 폭임을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부 가이드판(5)의 수평선에 대한 각도(θ5)는 -10°≤ θ5 ≤ 15°이고, 상기 하부 가이드판(5)의 길이(L5)는 0.05W1≤ L5 ≤0.2W1 이며, 여기서 W1은 외장케이스(2)의 내측 폭임을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 경사판 (6a)₁의 길이(L₆)는 0.1W1 ≤ L₆≤0.35W1 이고, 각도(θ6₁)는 5°≤θ6₁≤ 30°이며, 부착 위치(X₁)는 0.25W1≤X₁≤0.5W1이고, 상기 부착위치 X₁는 센서보호창(3)으로 부터의 간격을 나타냄을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 경사판(6a)_i의 길이(L₆)는 0.1W1 ≤ L₆≤0.35W1이고, 각도(θ6₂)는 0°≤θ6₂≤ 30°이며, 부착 위치(X₂)는 X₁+0.2W1≤X₂≤X₁+0.5W1이고, 상기 부착위치X₂는 센서보호창(3)으로 부터의 간격을 나타냄을 특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 경사판(6a)ⅰ의 길이(L₆)는 0.1W1≤L₆≤0.35W1이고, 각도(θ6_i)는 0°≤θ6i≤ 30°이며, 부착 위치(X_i)는 X_i-1+0.2W1≤X_i≤X_i-1+0.33W1이고, 상기 부착위치 X_i는 센서보호창(3)으로 부터의 간격을 나타내는 한편, 상기 첨자 i는 i ≥3임을특징으로 하는 폭방향 방사온도계의 센서보호창 오염방지장치.