KR100466529B1 - 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치에 관한 것으로서, 반응기(10)의 회전축과 동축을 이루도록 반응기(10)의 일단을 관통하여 삽입 설치되며, 일단에 제 1 회전접속부(21)가 연장 형성되는 결합관(20)과; 반응기(10) 내부의 온도를 측정함과 아울러 각각 소선보호관(31a)으로 감싸여지는 소선(31)이 결합관(20)의 내측에 설치되는 보호관(32)의 내측에 고정되고, 보호관(32)의 일측에는 소선(31)과 전기적으로 연결되는 제 1 단자(33)가 설치되는 열전대(30)와; 열전대(30)의 제 1 단자(33)에 회전 가능하게 전기적으로 연결되는 제 2 단자(41)가 일측에 설치되고, 결합관(20)의 제 1 회전접속부(21)에 회전 가능하게 결합되는 제 2 회전접속부(42)가 일측에 연장 형성되며, 결합관(20)과 보호관(32) 사이를 통해 공급되는 가스를 외측으로 배출시키는 외부관(40)과; 제 2 단자(41)에 전기적으로 연결되어 외부관(40) 내측에 설치되는 온도신호케이블(43)에 연결됨으로써 열전대(30)의 소선(31)에 의해 측정된 온도를 외부로 표시하는 온도표시부(50)와; 외부관(40)으로부터 배출되는 가스를 공급받아 가스압력을 측정하는 압력측정부(60)를 포함하는 것으로서, 반응기가 회전하더라도 반응기 내부의 온도 및 압력의 측정이 가능하고, 온도 및 압력의 측정이 하나의 장치로 구성됨으로써 설치시 비용이 저렴하며, 편리한 효과를 가지고 있다.
Description
본 발명은 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응기가 회전하더라도 반응기 내부의 온도 및 압력의 측정이 가능하고, 온도 및 압력의 측정이 하나의 장치로 구성됨으로써 설치시 비용이 저렴하며, 편리한 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 반응기라 함은 소각로, 용융로, 성상이 서로 다른 물질의 혼합기 등으로서 반응을 자유롭게 제어할 수 있도록 만들어진 장치로서, 반응을 제어하기 위하여 내측에는 온도측정장치와 압력측정장치가 각각 구비된다.
종래의 온도측정장치 및 압력측정장치를 구비한 반응기를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 반응기를 도시한 구성도이고, 도 2는 종래의 반응기의 온도측정장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 반응기(1)는 일측에 형성된 플랜지(2)에 내측으로 열전대(3)가 삽입되어 결합되고, 상측에 형성된 플랜지(4)에 내측의 압력을 압력측정부(5)로 전달하는 압력측정케이블(6)이 연결된다.
열전대(3)는 측정된 온도값을 온도신호케이블(7)을 통해 제어부(8)로 출력하고, 압력측정부(5)는 측정된 압력값을 압력신호케이블(9)을 통해 제어부(8)로 출력한다.
열전대(3)는, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 반응기(1) 내부의 온도를 측정하는 한 쌍의 소선(3a)이 각각 소선보호관(3b)에 의해 씌워져 보호되고, 이들은 보호관(3c)에 삽입되어 보호된다.
보호관(3c)에는 반응기(1) 내부의 열이 전달되지 못하도록 내화재료인 충진재(3d)가 충진되고, 반응기(1)의 외측에 위치하는 끝단에는 열전대 헤드(3e)가 구비되며, 열전대 헤드(3e)의 내측에는 온도신호케이블(7)의 연결단자(7a)가 접속되도록 소선(3a)과 전기적으로 접속되는 소선접속단자(3f)가 구비된다.
한편, 제어부(8)는 열전대(3) 및 압력측정부(5)로부터 출력되는 온도값 및 압력값을 각각 수신받아 반응기(1)를 제어한다.
이와 같은, 종래의 반응기는 효과적인 반응을 위하여 반응기가 수평 또는 수직의 어느 한 방향으로 회전하는 경우에 있어서 소선과 온도신호케이블을 서로 접속시키는 열전대 헤드 내부의 소선접속단자 부분이 꼬이게 되어 결과적으로 소선 또는 온도신호케이블의 단선을 초래할 뿐만 아니라 반응기의 회전으로 인해 역시 압력측정케이블도 꼬이게 되어 반응기의 회전이 불가능하다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 반응기 내부의 온도 및 압력을 각각 별도로 플랜지에 설치되는 열전대와 압력측정케이블에 의해 측정함으로써 열전대와 압력측정케이블을 반응기에 연결시 별도의 부재를 사용하게 됨으로써 설치 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반응기가 회전하더라도 반응기 내부의 온도 및 압력의 측정이 가능하도록 한 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 온도 및 압력의 측정이 하나의 장치로 구성됨으로써 설치시 비용이 저렴하며, 편리한 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 반응기의 회전축과 동축을 이루도록 반응기의 일단을 관통하여 삽입 설치되며, 일단에 제 1 회전접속부가 연장 형성되는 결합관과; 반응기 내부의 온도를 측정함과 아울러 각각 소선보호관으로 감싸여지는 소선이 결합관의 내측에 설치되는 보호관의 내측에 고정되고, 보호관의 일측에는 소선과 전기적으로 연결되는 제 1 단자가 설치되는 열전대와; 열전대의 제 1 단자에 회전 가능하게 전기적으로 연결되는 제 2 단자가 일측에 설치되고, 결합관의 제 1 회전접속부에 회전 가능하게 결합되는 제 2 회전접속부가 일측에 연장 형성되며, 결합관과 보호관 사이를 통해 공급되는 가스를 외측으로 배출시키는 외부관과; 제 2 단자에 전기적으로 연결되어 외부관 내측에 설치되는 온도신호케이블에 연결됨으로써 열전대의 소선에 의해 측정된 온도를 외부로 표시하는 온도표시부와; 외부관으로부터 배출되는 가스를 공급받아 가스압력을 측정하는 압력측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 반응기를 도시한 구성도이고,
도 2는 종래의 반응기의 온도측정장치를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치의 개략적인 설치 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치의 주요부분을 발췌한 분리 단면도이고,
도 5는 도 4의 결합 단면도이고,
도 6은 도 5의 A-A'선에 따른 단면도이고,
도 7은 도 5의 B-B'선에 따른 단면도이고,
도 8은 도 5의 C-C'선에 따른 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 반응기 20 ; 결합관
21 ; 제 1 회전접속부 21a ; 베어링 하우징
22 ; 플랜지 22a ; 고정부재
23 ; 제 1 지지부재 30 ; 열전대
31 ; 소선 31a ; 소선보호관
32 ; 보호관 32a ; 충진재
33 ; 제 1 단자 33a ; 제 1 내측단자
33b ; 제 1 외측단자 34 ; 제 1 절연부재
35 ; 제 2 절연부재 40 ; 외부관
41 ; 제 2 단자 41a; 제 2 내측단자
41b ; 제 2 외측단자 42 ; 제 2 회전접속부
42a ; 베어링 볼 42b ; 플렉시블 관
43 ; 온도신호케이블 44 ; 제 3 절연부재
45 ; 제 2 지지부재 46 ; 제 3 지지부재
47 ; 가스배출구 48 ; 가스이송관
50 ; 온도표시부 60 ; 압력측정부
70 ; 조절관 71 ; 통공
80 ; 보호커버
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치의 개략적인 설치 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치의 주요부분을 발췌한 분리 단면도이고, 도 5는 도 4의 결합 단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 7은 도 5의 B-B'선에 따른 단면도이고, 도 8은 도 5의 C-C'선에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 열전대(30)의 소선(31)이 한 쌍인 예를 들어 설명하기로 하겠다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치는 반응기(10)의 내측에 삽입 설치되는 결합관(20)과, 결합관(20) 내측에 설치되는 열전대(30)와, 열전대(30)의 소선(31)에 회전 가능하게 전기적으로 연결됨과 아울러 결합관(20)에 회전 가능하게 결합되는 외부관(40)과, 외부관(40)을 통해 열전대(30)로부터 출력되는 값을 수신받아 반응기(10)의 온도를 외부로 표시하는 온도표시부(50)와, 외부관(40)을 통해 가스를 공급받아 가스압력을 측정하는 압력측정부(60)를 포함한다.
결합관(20)은 반응기(10)의 중심에 위치한 회전축과 동축으로 일측단 내측에 관통하여 삽입 설치되고, 일단에 제 1 회전접속부(21)가 연장 형성되며, 반응기(10)와의 결합부위에 반응기(10)와 결합되도록 플랜지(22)가 설치되고, 플랜지(22)의 일측에는 결합관(20)의 외주연에 결합되는 고정부재(22a)가 연장 형성되어 플랜지(22)에 결합관(20)이 견고하게 고정되도록 한다. 또한, 결합관(20)의 내측에는 열전대(30)가 설치된다.
열전대(30)는 도 6에서 나타낸 바와 같이, 반응기(10) 내부의 온도를 측정하기 위한 한 쌍의 소선(31)이 수평방향으로 나란히 설치되고, 각각의 소선(31)에는 소선보호관(31a)이 길이방향으로 감싸여서 보호관(32)의 내측에 고정된다.
소선보호관(31a)과 보호관(32)사이에는 내화재인 충진재(32a)가 마련되며, 충진재(32a)는 보호관(32)의 내측 벽면에 설치됨이 바람직하다.
보호관(32)의 일측에는 한 쌍의 소선(31)과 전기적으로 각각 연결되는 제 1 내측단자(33a)와 제 1 외측단자(33b)로 이루어진 제 1 단자(33)가 설치되며, 도 7에서 나타낸 바와 같이, 제 1 내측단자(33a)와 제 1 외측단자(33b)는 제 1 절연부재(34)에 의해 서로 전기적으로 절연됨과 아울러 제 2 절연부재(35)에 의해 절연되어 보호관(32)의 내측에 설치된다.
또한, 보호관(32)과 결합관(20)의 제 1 회전접속부(21) 사이에 이들이 서로 부분적으로 지지되는 제 1 지지부재(23)가 설치된다.
한편, 보호관(32)과 결합관(20)사이에는 외주면에 길이방향으로 일정한 간격을 가지는 통공(71)이 형성된 조절관(70)이 설치된다.
외부관(40)은 열전대(30)의 제 1 단자(33)에 전기적으로 연결되는 제 2 단자(41)가 일측에 설치된다.
제 2 단자(41)는 열전대(30)의 제 1 내측단자(33a) 및 제 1 외측단자(33b)에 회전 가능하게 전기적으로 각각 연결되는 제 2 내측단자(41a) 및 제 2 외측단자(41b)로 이루어지며, 제 1 내측단자(33a)는 일단이 벌어진 깔대기 형상을 가지는 제 2 내측단자(41a)에 삽입 설치되며, 제 1 외측단자(33b) 및 제 2 외측단자(41b)는 소켓 형상으로 대향된 일측이 다른 일측에 삽입되어 결합된다. 따라서, 반응기(10)의 회전 중심축을 따라 반응기(10)와 함께 제 1 내측단자(33a) 및 제 1 외측단자(33b)가 회전하더라도 이들에 제 2 내측단자(41a) 및 제 2 외측단자(41b)는 전기적 연결을 유지한다.
도 8에서 나타낸 바와 같이, 제 2 내측단자(41a)와 제 2 외측단자(41b) 사이에는 이들을 서로 절연시키는 제 3 절연부재(44)가 설치되고, 제 2 외측단자(41b)와 온도신호케이블(43) 사이에는 이들을 서로 부분적으로 지지하는 제 2 지지부재(45)가 설치되며, 제 2 지지부재(45)와 외부관(40)의 내측면 사이에는 이들을 서로 부분적으로 고정시키기 위한 제 3 지지부재(46)가 설치된다.
그리고, 제 2 내측단자(41a) 및 제 2 외측단자(41b)와 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 온도신호케이블(43)이 외부관(40)의 내측으로부터 후단으로 연장되도록 설치된다.
또한, 외부관(40)은 결합관(20)의 제 1 회전접속부(21)에 회전 가능하게 결합되는 제 2 회전접속부(42)가 일측에 연장 형성된다.
한편, 결합관(20)의 제 1 회전접속부(21)와 외부관(40)의 제 2 회전접속부(42)중 어느 일측 단부에는 베어링 하우징(21a)이 설치되고, 다른 일측 단부에는 베어링 하우징(21a)에 결합되는 베어링 볼(42a)이 설치된다.
여기서 다른 실시예로서 도시된 바와는 반대로 베어링 볼(42a)이 제 1 회전접속부(21)의 단부에 설치되고, 베어링 하우징(21a)은 제 2 회전접속부(42)의 단부에 설치될 수도 있다.
베어링 볼(42a) 결합부의 외주연에는 기밀성 유지를 위한 플렉시블관(42b)이 길이 방향으로 설치된다. 플렉시블관(42b)은 불연성 및 내산 내알칼리성의 자재로 탄력을 지닌 주름관 형상으로 형성되며, 그 단부가 베어링 하우징(21a)에 씌워지게 결합된다.
한편, 결합관(20)의 제 1 회전접속부(21)와 외부관(40)의 제 2회전접속부(42)의 외측에는 이들을 감싸는 보호커버(80)가 설치되며, 보호커버(80)는 그 일단이 결합관(20)과 외부관(40)중 어느 하나의 일단에 결합됨이 바람직하며, 본 실시예에서는 결합관(20)의 일단에 설치됨을 나타낸다.
그리고, 제 1 회전접속부(21), 제 2 회전접속부(42) 그리고, 보호커버(80)는 원뿔 형상으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 외부관(40)에는 조절관(70)의 통공(71) 사이를 통해 공급되는 가스를 배출하는 가스배출구(47)가 형성된다.
온도표시부(50; 도 3에 도시)는 외부관(40)의 온도신호케이블(43)에 연결되어 열전대(30)의 소선(31)으로부터 출력되는 신호를 수신받아 반응기(10) 내부의 온도를 외부로 표시한다.
압력측정부(60; 도 3에 도시)는 반응기(10)로부터 외부관(40)의 가스배출구(47)를 통해 배출되는 가스를 가스이송관(48; 도 3에 도시)에 의해 공급받아 반응기(10) 내의 압력을 측정한다.
이와 같은 구조로 이루어진 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 반응기(10)의 회전은 제 1 단자(33)와 제 2 단자(41)의 상호 결합에 의해 외부관(40)의 내측에 설치되어 후단으로 연장된 온도신호케이블(43)의 단선과 꼬이는 현상없이 회전된다.
또한, 제 1 회전접속부(21)와 제 2 회전접속부(42)의 상호 결합과 함께 제 1 회전접속부(21)의 단부에 설치된 베어링 하우징(21a)에 제 2 회전접속부(42)의 베어링 볼(42a)이 삽입되며, 이로 인해 제 1 회전접속부(21)의 베어링 하우징(21a)은 제 2 회전접속부(42)의 베어링 볼(42a)을 중심으로 회전하여 결합관(20)은 외부관(40)이 고정된 상태에서 원활한 회전이 가능하다.
그리고, 제 2 회전접속부(42)의 플렉시블관(42b)이 제 1 및 제 2 회전접속부(21,42)의 볼 결합부의 외주연에 설치됨으로써 결합관(20)과 외부관(40)의 결합부위의 기밀을 유지토록 한다. 따라서, 결합관(20) 내측으로 유입된 반응기(10) 내부의 가스가 외부로 누설됨이 없이 조절관(70)의 통공(71)을 통해 결합관(20)과 보호관(32)을 따라 외부관(40)의 가스배출구(47)로 배출되어 압력측정부(60)로 공급됨으로써 반응기(10) 내부의 압력을 정확하게 측정토록 한다.
한편, 조절관(70)은 일정량의 반응기(10) 내부의 가스를 통공(71)을 통해 통과시킴으로써 압력측정부(60)가 안정되게 가스압력을 측정토록 한다.
또한, 보호커버(80)는 저속회전하는 반응기(10)와 플랜지(22) 결합된 결합관(20)과 같이 회전하게 되며, 제 1 및 제 2 회전접속부(21,42)를 입자상의 물질과 가스상에서 발생되는 수분으로부터 보호한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 반응기(10) 내부의 온도의 측정은, 소선보호관(31a) 및 충진재(32a)가 내재된 보호관(32)에 감싸있는 소선(31)에서 반응기(10) 내부의 온도를 감지하게 된다. 소선(31)은 기전력의 차이로 자체 mV가 출력되며, 출력된 값은 제 1 및 제 2 내측단자(33a,41a)와, 제 1 및 제 2 외측단자(33b,41b)를 지나 온도신호케이블(43)을 통해 전송되고 최종적으로 온도표시부(50)에 출력되어 반응기(10) 내부의 온도가 패널(미도시)에 표시된다. 이 때,제 1, 2, 3 절연부재(34,35,44)는 온도가 감지된 단자(33,41)들의 통전을 방지하는 것이다.
한편, 압력의 측정은 반응기(10) 내부로부터 조절관(70)의 통공(71)을 통하여 결합관(20)과 보호관(32) 사이를 따라 흐르는 가스는 제 1 지지부재(23) 및 제 3 지지부재(46)를 경유하여 외부관(40)의 가스배출구(47)로 배출되며, 배출된 가스는 외부관(40)의 가스배출구(47)와 연결된 가스이송관(48)을 통해 압력측정부(60)로 전달되어 반응기(10)내의 압력을 측정하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 반응기(10)가 회전하더라도 반응기(10) 내측에 설치된 열전대(30)와 온도표시부(50)를 서로 연결하는 온도신호케이블(43)이 꼬이거나 단선되지 않으며, 반응기(10) 내부의 가스가 누설없이 압력측정부(60)로 공급됨으로써 회전하는 반응기(10) 내부의 온도 및 압력을 연속적으로 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치는 반응기가 회전하더라도 반응기 내부의 온도 및 압력의 측정이 가능하게 하는 효과를 가지고 있다. 또한, 온도 및 압력의 측정이 하나의 장치로 구성됨으로써 설치시 비용이 저렴하며, 편리한 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (5)
- 일단에 제 1 회전접속부가 연장 형성되어, 반응기의 회전축과 동축을 이루도록 상기 반응기의 일단을 관통하여 삽입 설치되는 결합관과;상기 반응기 내부의 온도를 측정하는 한쌍의 소선이 각각 소선보호관에 의해길이방향으로 감싸여져서 상기 결합관의 내측에 설치되는 보호관의 내측에 고정되고, 상기 소선과 전기적으로 연결되는 제 1 단자가 상기 보호관의 일측에 설치되는 열전대와;상기 열전대의 제 1 단자에 회전 가능하게 전기적으로 연결되는 제 2 단자가 일측에 설치되고, 상기 결합관의 제 1 회전접속부에 회전 가능하게 결합되는 제 2 회전접속부가 일측에 연장 형성되며, 상기 결합관과 상기 보호관 사이를 통해 공급되는 가스를 외측으로 배출시키는 외부관과;상기 외부관의 제 2 단자에 전기적으로 연결되어 상기 외부관 내측에 설치되는 온도신호케이블에 연결됨으로써 상기 열전대의 소선에 의해 측정된 온도를 외부로 표시하는 온도표시부와;상기 외부관으로부터 배출되는 가스를 공급받아 가스압력을 측정하는 압력측정부;를 포함하되,상기 결합관의 제 1 회전접속부 또는 상기 외부관의 제 2 회전접속부중 어느 일측단부에는 베어링 하우징이 설치되고, 다른 일측단부에는 상기 베어링 하우징에 결합되는 베어링 볼이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 결합관과 상기 보호관 사이에 조절관이 설치되며, 상기 조절관의 외주면에 길이 방향으로 일정한 간격마다 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전접속부와 상기 제 2 회전접속부의 베어링 볼 결합부의 외주연에 기밀성 유지를 위한 플렉시블관이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전접속부와 상기 제 2 회전접속부의 외측에는 이들을 감싸는 보호커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 반응기의 온도 및 압력측정장치.
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