KR100904301B1 - 스택댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철공장 등에서 발생하는 가스를 집진하는 경우 집진 가스의 흐름을 제어하는 스택댐퍼에 관한 것이다.

본 발명은 제철공장 등에서 발생하는 가스의 집진시 블레이드측 샤프트와 모터측 샤프트를 서로 간에 간섭없이 일정각도 회전할 수 있는 구조로 구성한 새로운 형태의 스택댐퍼를 구현함으로써, 모터 등의 이상시에도 가스 압력에 의해 블레이드가 정상적으로 개폐될 수 있도록 하여 시스템의 정상화를 유지할 수 있고, 이에 따라 설비의 가동율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 점검이나 교체 등과 관련한 작업성을 향상시킬 수 있는 스택댐퍼를 제공한다.

가스, 집진, 스택댐퍼, 블레이드, 댐퍼 샤프트, 구동 샤프트, 모터

Description

스택댐퍼{Stack damper}

본 발명은 스택댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제철공장 등에서 발생하는 가스를 집진하는 경우 집진 가스의 흐름을 제어하는 스택댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 스택댐퍼는 제철공장, 소각로, 폐기물 처리장 등에서 발생하는 가스를 집진 처리하는 설비에 설치되어 가스의 흐름을 단속하는 역할을 한다.

예를 들면, 제철공장의 코크스 오븐(Coke Oven)은 석탄을 탄화 실내에서 고온으로 건류하여 고로의 열원으로 사용되는 다공질의 고체 연료를 생산하는데, 이때 석탄을 코크스 오븐에 투입한 후 1200℃의 온도로 가열하면 서서히 용융되기 시작하면서 분해되어 휘발분이 발생되고, 이러한 용융상태에서 온도가 더욱 상승시키면 고화되면서 코크스가 생성된다.

이렇게 코크스 오븐에 점결탄을 용융하여 고화시킨 후 생산하는 과정에서는 다량의 가스가 발생하게 되며, 이때의 가스를 주기적으로 배출 또는 차단하게 되는 것이 가스 집진라인이다.

이와 같은 가스 집진라인에서 가스의 흐름을 차단 또는 유동시키는 역할을 하는 것이 스택댐퍼이다.

가스 집진라인에 설치되는 스택댐퍼는 가스 집진라인상에 설치되는 댐퍼 바디와, 상기 댐퍼 바디의 내측에 배치되어 댐퍼 샤프트를 축으로 회전하면서 라인을 개방 또는 차단하는 블레이드와, 상기 댐퍼 샤프트에 직결되어 블레이드 회전을 위한 동력을 제공하는 모터 등으로 구성된다.

이에 따라, 모터가 구동하면 댐퍼 샤프트의 회전량만큼 블레이드가 회전하게 되고, 이때의 블레이드 회전에 의해 라인이 개방 또는 차단하면서 가스의 흐름이 제어될 수 있다.

그러나, 설비의 가동 중 모터의 소손이나 과부하 등과 같은 모터의 작동에 이상이 발생하는 경우 모터의 축과 직결되어 있는 댐퍼 샤프트를 포함하는 블레이드 전체가 움직이지 못하게 되고, 결국 블레이드가 관로를 막고 있는 상태에서는 라인 내에 상당한 압력이 조성되면서 설비 전체의 시스템 이상을 가져올 수 있는 등 설비 가동율이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 블레이드나 이와 관련한 부품의 손상시 점검 및 교체 등의 작업을 하는 경우, 블레이드 및 댐퍼 샤프트가 모터측과 일체식으로 되어 있기 때문에 모터를 포함하는 댐퍼 어셈블리 전체를 분해한 후, 손상된 블레이드나 샤프트를 교체해야 하고, 결국 작업을 매우 까다롭게 할 뿐만 아니라 상당한 작업시간이 소요되는 등 작업성 측면에서 비효율적인 면이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 제철공장 등에서 발생하는 가스의 집진시 블레이드측 샤프트와 모터측 샤프트를 서로 간에 간섭없이 일정각도 회전할 수 있는 구조로 구성한 새로운 형태의 스택댐퍼를 구현함으로써, 모터 등의 이상시에도 가스 압력에 의해 블레이드가 정상적으로 개폐될 수 있도록 하여 시스템의 정상화를 유지할 수 있고, 이에 따라 설비의 가동율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 점검이나 교체 등과 관련한 작업성을 향상시킬 수 있는 스택댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 스택댐퍼는 블레이드측에 연결되어 회전하는 댐퍼 샤프트, 모터측에 연결되어 회전하는 구동 샤프트, 상기 댐퍼 샤프트의 단부에 축설되어 함께 회전가능한 스톱퍼, 상기 구동 샤프트의 단부에 축설되어 함께 회전가능한 동시에 상기 스톱퍼측과 선택적으로 접촉 간섭되면서 구동 샤프트의 회전력을 댐퍼 샤프트측에 전달하는 회전 레버 등을 포함하는 형태로 이루어져서, 모터 이상 등으로 구동 샤프트가 정지되는 경우에도 댐퍼 샤프트를 포함하는 블레이드 전체가 가스 압력에 의해 회전되면서 열려질 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전 레버의 경우에는 서로 180°간격을 유지하면서 나란하게 위치되는 2개의 수평 바를 포함하며, 상기 각각의 수평 바를 이용하여 스톱퍼의 양쪽 단부 반대면을 각각 걸어주는 형태로 스톱퍼와 접촉 간섭되면서 회전시켜줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 스택댐퍼는 댐퍼 샤프트와 구동 샤프트가 일정한 각도의 범위 내에서 서로 간섭없이 자유롭게 회전할 수 있는 구조를 포함함으로써, 모터에 문제가 발생하는 경우 등과 같은 댐퍼 작동의 이상시에도 라인상의 유체 압력에 의해 댐퍼가 정상적으로 열릴 수 있고, 따라서 시스템의 과부하나 가동 중지 등과 같은 문제를 배제할 수 있는 등 설비의 가동율을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 댐퍼의 점검이나 교체시에도 댐퍼 샤프트와 구동 샤프트가 분리 가능한 형태로 조립되어 있으므로, 분해 또는 재조립이 간편하고 따라서 작업성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼를 분해한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼를 결합한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 1a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 스택댐퍼의 댐퍼 바디(16)는 가 스의 유로, 예를 들면 가스 집진관(미도시) 사이에 연결 설치되며, 이때의 댐퍼 바디(16)는 볼트체결방식 등으로 연결되어 가스 집진관측과 연통되는 구조를 갖게 된다.

이러한 댐퍼 바디(16)의 내부에는 대략 원형 등으로 되어 있는 블레이드(미도시)가 배치되며, 블레이드가 90°구간에서 회전을 반복함에 따라 가스의 흐름이 개방 또는 차단될 수 있다.

상기 블레이드의 회전을 위한 수단으로 댐퍼 샤프트(10)가 구비된다.

상기 댐퍼 샤프트(10)는 댐퍼 바디(16)에 설치되어 있는 브라켓, 예를 들면 베어링을 수용하고 있는 브라켓(17)에 그 양단부가 결합되어 회전가능하게 설치되고, 이렇게 설치되는 댐퍼 샤프트(10)에 블레이드가 용접이나 볼팅 등으로 일체 결합된다.

이에 따라, 상기 블레이드는 댐퍼 샤프트(10)를 축으로 하여 회전하면서 관로를 흐르는 가스의 흐름을 개방 또는 차단할 수 있게 된다.

이때, 댐퍼 샤프트(16)의 한쪽 단부는 댐퍼 바디(16)의 바깥쪽으로 일정길이 연장되고, 이렇게 연장된 부분을 이용하여 후술하는 모터로부터 제공되는 동력을 제공받을 수 있게 된다.

상기 댐퍼 샤프트(10)측으로 동력을 전달하는 역할의 구동 샤프트(11)는 모터(미도시)의 축에 연결되며, 모터 작동시 회전되면서 댐퍼 샤프트(10)를 회전시켜주게 된다.

이때의 구동 샤프트(11)는 통상의 커플링 등을 매개로 하여 모터축에 직결되 는 방식, 또는 기어나 벨트 등을 매체로 하는 간접 전동방식 등으로 회전될 수 있다.

이러한 구동 샤프트(11)는 댐퍼 샤프트(10)의 단부로부터 일직선상으로 나란하게 배치되며, 샤프트 간의 보다 정확한 동력 전달을 위하여 댐퍼 샤프트(10)의 홈부(18)에 구동 샤프트(11)의 돌기부(19)가 헐겁게 끼워지게 되고, 이에 따라 샤프트 간의 중심이 정확히 일치되면서 확실한 동력 전달이 가능하게 된다.

본 발명에서 제공하는 동력 전달 방식은 2개의 샤프트가 선택적으로 접촉 간섭되면서 동력을 전달하는 방식, 예를 들면 일체식으로 직접 맞물려 동력을 전달하는 방식이 아니라, 어느 한쪽 방향으로의 걸림구조를 통해 걸어서 동력을 전달하고, 또 다른 한쪽 방향으로는 일정각도 범위 내에서 자유롭게 헛돌 수 있는, 즉 1개의 샤프트가 다른 1개의 샤프트와 무관하게 일정각도 자유롭게 회전할 수 있는 방식으로 이루어져 있다.

이를 위하여, 상기 댐퍼 샤프트(10)에는 원통형의 몸체부분과 이 몸체부분으로부터 일체 형성되면서 바깥쪽으로 연장되는 동시에 서로 180°간격을 유지하는 돌출부분으로 이루어진 스톱퍼(12)가 동심원상으로 설치되고, 상기 구동 샤프트(11)에는 원통형의 몸체부분과 이 몸체부분으로부터 일체 형성되면서 바깥쪽으로 연장되는 동시에 서로 180°간격을 유지하는 날개부(15)로 이루어진 회전 레버(13)가 동심원상으로 설치된다.

이렇게 설치되는 스톱퍼(12)와 회전 레버(13)는 동축의 샤프트상에서 서로 앞뒤로 나란하게 근접 배치되는 형태가 될 수 있다.

여기서, 상기 스톱퍼(12)와 회전 레버(13)는 키홈(20a),(20b)과 키(미도시)를 이용한 체결구조로 샤프트측에 일체식으로 결속되어 샤프트 회전시 함께 회전될 수 있게 된다.

그리고, 상기 회전 레버(13)에는 양쪽의 날개부(15)에 설치되어 서로 180°간격을 유지하면서 나란하게 위치되는 2개의 수평 바(14)가 구비된다.

이때의 수평 바(14)는 스톱퍼(12)의 회전궤적에 속하는 영역까지 길게 연장되는 길이를 갖게 되고, 이에 따라 수평 바(14)의 회전시 스톱퍼(12)측과 접촉 간섭을 일으킬 수 있게 되므로, 결국 수평 바(14)를 이용하여 스톱퍼(12)를 회전시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 각각의 수평 바(14)는 스톱퍼(12)의 양쪽 돌출부분 반대면을 각각 걸어주는 형태, 즉 1개의 수평바(14)는 돌출부분의 뒷쪽면을 걸어주고, 이와 180°위치관계에 있는 다른 1개의 수평바(14)는 돌출부분의 앞쪽면을 걸어주는 형태로 스톱퍼(12)측과 접촉 간섭될 수 있으므로, 구동 샤프트(11)의 작동에 따른 회전 레버(13)의 회전시 수평 바(14)에 의해 걸려 스톱퍼(12)를 포함하는 댐퍼 샤프트(10) 전체가 회전될 수 있게 된다.

또한, 상기 회전 레버(13)에 있는 수평 바(14)의 경우, 레버 몸체로부터 연장되는 2열의 나란한 날개부(15)를 동시에 수평 관통하는 형태로 설치되므로서, 스톱퍼(12)와의 걸림시 과도한 하중이 가해지는 경우에도 견고한 내구성을 발휘할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 스택댐퍼의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼의 정상적인 작동상태를 나타내는 개략도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 도면에서 왼쪽은 블레이드의 닫힌 상태이고, 오른쪽은 블레이드의 열림 상태를 나타낸다.

모터의 구동으로 구동 샤프트측 회전 레버(13)가 반시계방향으로 회전하게 되면, 양쪽의 수평 바(14)가 스톱퍼(12)를 한쪽으로 걸어서 밀게 되고, 계속해서 스톱퍼(12)와 일체식으로 결합되어 있는 댐퍼 샤프트(10)가 회전되며, 이와 함께 블레이드가 90°회전되면서 관로를 열어주게 되므로서, 결국 관로상의 가스가 정상적으로 흘러갈 수 있게 된다.

가스의 흐름을 차단하기 위한 관로의 폐쇄는 구동 샤프트가 시계방향으로 180°공전한 후, 재차 수평 바(14)로 스톱퍼(12)를 건 상태에서 90°회전하는 메카니즘에 의해 달성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼에서 모터 이상시 댐퍼 샤프트의 회전상태를 나타내는 개략도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 마찬가지로 도면의 왼쪽은 블레이드의 닫힌 상태이고, 오른쪽은 블레이드의 열림 상태를 나타내며, 구동 샤프트는 그대로 있고 댐퍼 샤프트만 회전하는 형태를 보여준다.

모터의 과부하 등과 같은 설비의 이상시 모터를 포함하는 구동 샤프트가 정지되는 경우 관로를 막고 있는 닫힌 상태의 블레이드에는 가스의 흐름에 의해 발생하는 압력을 받게 되는데, 관로 내의 압력이 어느 정도 높아지면 이때의 압력이 블 레이드를 밀게 되고, 이에 따라 스톱퍼(12) 및 댐퍼 샤프트(10)를 포함하는 블레이드 전체는 구동 샤프트측과의 간섭없이 반시계방향으로 회전하게 되고, 결국 블레이드가 관로를 열어주게 되므로서, 관로상의 가스가 정상적으로 흘러갈 수 있게 된다.

이와 같이, 댐퍼 샤프트와 구동 샤프트가 별개의 부품으로 서로 회전가능하게 연결되므로서, 관로 내에 소정 이상의 압력이 되면 이 압력의 힘에 의해 댐퍼 샤프트를 축으로 블레이드가 자유롭게 회전될 수 있고, 따라서 관로 내에 과도한 압력이 걸리는 현상을 방지할 수 있는 등 전체적인 설비를 보호할 수 있으며, 그 만큼 설비를 세우는 일을 줄일 수 있어 설비의 가동률을 한층 높일 수 있다.

한편, 댐퍼 샤프트와 구동 샤프트가 별개의 부품으로 되어 있으므로, 댐퍼의 점검이나 교체시에도 댐퍼 샤프트측과 구동 샤프트측을 쉽게 분리할 수 있고, 이에 따라 분해 또는 재조립 작업을 용이하게 할 수 있는 등 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1a,1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼를 나타내는 분해 사시도

도 2a,2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼를 나타내는 결합 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼의 정상적인 작동상태를 나타내는 개략도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택댐퍼에서 모터 이상시 댐퍼 샤프트의 회전상태를 나타내는 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 댐퍼 샤프트 11 : 구동 샤프트

12 : 스톱퍼 13 : 회전 레버

14 : 수평 바 15 : 날개부

16 : 댐퍼 바디 17 : 브라켓

18 : 홈부 19 : 돌기부

20a,20b : 키 홈

Claims (3)

1. 스택댐퍼에 있어서,

   블레이드측에 연결되어 회전하는 댐퍼 샤프트(10)와, 모터측에 연결되어 회전하는 구동 샤프트(11)와, 상기 댐퍼 샤프트(10)의 단부에 축설되어 함께 회전가능한 스톱퍼(12)와, 상기 구동 샤프트(11)의 단부에 축설되어 함께 회전가능한 동시에 상기 스톱퍼(12)측과 선택적으로 접촉 간섭되면서 구동 샤프트(11)의 회전력을 댐퍼 샤프트(10)측에 전달하는 회전 레버(13)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스택댐퍼.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전 레버(13)는 서로 180°간격을 유지하면서 나란하게 위치되는 2개의 수평 바(14)를 포함하며, 상기 각각의 수평 바(14)를 이용하여 스톱퍼(12)의 양쪽 단부 반대면을 각각 걸어주는 형태로 스톱퍼(12)와 접촉 간섭되면서 회전시켜줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 스택댐퍼.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 회전 레버(13)의 수평 바(14)는 레버 몸체로부터 연장되는 2열의 나란한 날개부(15)를 동시에 수평 관통하는 형태로 설치된 것을 특징으로 하는 스택댐퍼.

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