KR100960372B1 - Automatic Ignition Apparatus for Stand Pipe of Coke Oven Using Sola Energy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코크스를 제조하는 코크스 공정에서 발생하는 COG 가스 중 대기로 방출되는 폐가스를 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 점화시켜 주는 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치에 관한 것이다.
본 발명은 태양에너지를 전기 에너지로 변환시켜 주는 태양 전지; 상기 태양 전지로부터 직류 전압을 공급받아 고압 고주파 전압을 출력하는 전압 변환부; 소결기의 상승관 출구에 장착되어, 상기 전압 변환부로부터 고압 고주파 전압을 공급받아 코로나 방전을 일으켜 소결기의 상승관으로 배출되는 가스를 점화시켜 주는 이그니션; 상기 상승관의 출구에 장착된 상승관 커버의 개폐 정도를 감지하는 상승관 커버 걔폐 감지 수단; 상기 상승관 커버 개폐 감지 수단을 통하여 상기 상승관 커버의 개폐 정도를 감지하여 폐가스가 배출되면 전압 변환부를 구동시켜 상기 이그니션에서 방전이 이루어지도록 하는 제어부로 구성된다.
코크스, 폐가스, 태양 전지, 고압, 전압, 직류, 교류, 초음파
The present invention relates to a coke riser automatic ignition apparatus using solar energy to ignite the waste gas emitted to the atmosphere of the COG gas generated in the coke process for producing coke to convert solar energy into electrical energy.
The present invention is a solar cell that converts solar energy into electrical energy; A voltage converter configured to receive a DC voltage from the solar cell and output a high voltage high frequency voltage; An ignition mounted at the outlet of the riser of the sintering machine to receive a high-voltage high frequency voltage from the voltage converting unit to cause corona discharge to ignite the gas discharged to the riser of the sintering machine; Ascending pipe cover closing means for detecting an opening and closing degree of the rising pipe cover mounted at the outlet of the rising pipe; The control unit is configured to sense the opening and closing of the riser cover opening and closing means of the riser cover to drive the voltage conversion unit to discharge the discharge when the waste gas is discharged.
Coke, waste gas, solar cells, high pressure, voltage, direct current, alternating current, ultrasonic
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 코크스 공장을 개략적으로 나타낸 사시도.1 is a perspective view schematically showing a coke plant to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.Figure 2 is a block diagram for explaining the configuration of the coke riser automatic ignition apparatus using solar energy according to the present invention.
도 3a∼도 3d는 본 발명의 회로도 및 파형도.3A to 3D are circuit diagrams and waveform diagrams of the present invention.
도 4는 본 발명의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.Figure 4 is a flow chart for explaining the control method of the present invention.
도 5는 본 발명에서 이그니션의 구조를 설명하기 위한 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the structure of the ignition in the present invention.
도 6은 본 발명에서 이그니션의 사시도.Figure 6 is a perspective view of the ignition in the present invention.
도 7은 본 발명의 이그니션을 상승관에 설치한 상태의 사시도.7 is a perspective view of a state in which the ignition of the present invention is installed in a rising pipe.
도 8은 본 발명에서 초음파 감지부를 이용하여 상승관 커버의 각도를 판단하는 것을 설명하기 위한 사시도.Figure 8 is a perspective view for explaining the determination of the angle of the riser cover using the ultrasonic sensor in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 코크스 오븐 12 : 핫 코크스11: coke oven 12: hot coke
13 : 상승관 14 : 상승관 커버13 riser 14: riser cover
15 : 분탄 투입구 16 : 태양전지15: coal injection hole 16: solar cell
20 : 이그니션 40 : 초음파 감지부 20: ignition 40: ultrasonic detection unit
41 : 초음파 반사판 52 : 전원스위치41: ultrasonic reflector 52: power switch
63 : 부저 65 : 릴레이63: buzzer 65: relay
66, 71 : 게이트 펄스 트랜스 67 : DC-AC 컨버터66, 71: gate pulse transformer 67: DC-AC converter
68 : 승압부 69 : AC-DC 컨버터68
70 : 고압 고주파 변환부 84 : 제어부70: high voltage high frequency conversion unit 84: control unit
87 : 비휘발성 메모리 88 : 트랜지스터 어레이87: nonvolatile memory 88: transistor array
89 : 디스플레이 90 : 설정치 다운 스위치89: display 90: setpoint down switch
92 : 설정치 업 스위치 93 : 모드 스위치92: setpoint up switch 93: mode switch
94 : 강제 점화 스위치94: forced ignition switch
본 발명은 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스를 제조하는 코크스 공정에서 발생하는 COG 가스 중 대기로 방출되는 폐가스를 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 점화시켜 주는 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic ignition system for coke rising tubes using solar energy, and more particularly, to convert ignition by converting solar energy into electrical energy and igniting waste gas emitted from the COG gas generated in the coke process for producing coke. The present invention relates to a coke riser automatic ignition device using solar energy.
일반적으로, 도 1에 도시한 코크스 오븐(11)의 구조에서 보는 바와 같이 코크스의 제조 공정은 원료탄을 코크스 오븐(11)에 투입하여 일정 시간을 굽게 되는데, 코크스를 굽는 공정에서 발생되는 양질의 가스(C.O.G)는 G.C.M(GAS COLLECTING MAIN)이라는 장치를 통하여 회수하여 열원으로 재 사용한다. 그런데, 코크스의 건 류 완료 시점에는 G.C.M으로 연결되는 라인을 차단하고 상승관 커버(14)를 열어서 잔류 가스를 대기로 방출하고 코크스 2차 건류를 한다.In general, as shown in the structure of the
이와 같은 2차 건류 공정은 코크스를 뜸들이는 과정으로 보면 되는데, 상승관 커버(14)를 열면 잔류 가스가 대기로 방출되기 때문에 대기오염을 막기 위하여 상승관(13) 토출구에 불을 점화시켜 가스를 태워주어야 한다.This secondary dry distillation process can be regarded as a process of depressing coke. When the
상승관(13)에 불을 붙여주는 방법으로 종래에는 탄화실 상부에 있는 원료탄 공급용 전차에 실린더 장치를 이용하여 점화를 하였으나, 이 방법은 전차에 설치한 기구가 상승관 커버(14)를 오픈한 후에 점화함에 따라 대기 중에 가스의 누출이 많은 단점과 함께 전차 이동시 이미 열려 있는 상승관 커버(14)와 미처 회수하지 못한 기구와의 충돌로 파손되는 문제점과 또한 점화 직전에는 상승관(13) 상부에서 배출되는 타르 및 불순물에 의해 전기적 기계적으로 오동작을 유발시켰고 일단 점화 후에는 실린더가 완전히 후진하기 전 수초 동안 800℃에 가까운 화염에 의해 점화 장치 자체가 불타거나 녹아버리는 문제점 등이 있어서 현재에는 전혀 사용하지를 않고 있다.In the conventional method of igniting the
종래의 또 다른 점화 방법으로는 오븐 내의 마이너스 기압을 이용하여 점화하는 방법을 사용하여 왔는데, 이 방법은 코크스 오븐 밖의 플러스 대기압과 오븐 내의 마이너스 대기압을 이용하여 점화하는 방법으로 별도의 점화 장치 없이 작업자가 상승관 커버(14)를 열고 원료탄 투입구(15)를 열면 마이너스 기압의 탄화실로 외부의 다량의 공기가 빠른 유속으로 흡입되어 상승관(13)으로 빠져나가게 되는데, 이 때 탄화실 하부에 있는 핫 코크스(12) 가루(불씨) 등이 상승관(13)을 타고 올라 오면서 상승관 커버(14) 상부에서 폭발하듯 점화되어 불이 붙게 되어 특별한 장치가 필요 없기 때문에 대부분 이러한 방법으로 점화를 하고 있으나 이러한 방식의 점화 방법은 작업자가 원료탄 투입구(15)를 기구를 이용하여 번거롭게 열어 주어야 하는 문제점과 또한 가장 큰 문제점으로는 기압의 차를 이용하여 상승관(13)에 대량의 폐가스를 배출해 놓은 상태에서 점화가 되는 관계로 코크스 상부 대기오염이 심화되는 문제점과 함께 다량의 가스가 이미 공기 중에 노출된 상태에서 점화되는 관계로 상승관(13)에 점화 시 엄청난 폭발음과 진동이 발생하게 된다. 상기 방법에 폭발이 일어나는 이유는 휴대용 가스렌지에 점화 시 점화 실패가 몇 번 일어난 후 다시 사람이 몇 번 더 시도하여 점화 될 때 퍽하는 소리와 함께 점화되는 현상으로 설명이 되는데 공기 중의 다량의 가스가 방출된 상태에서 불씨가 접촉되면 폭발이 일어나게 되는 것이다.Another conventional ignition method has been to ignite using a negative air pressure in the oven, which is a method of igniting using the positive atmospheric pressure outside the coke oven and the negative atmospheric pressure in the oven. Opening the rising
코크스 오븐에서 점화 시 발생되는 폭발성 진동은 오븐 내부의 내화 벽돌에 막대한 영향을 미치게 되어 내화 벽돌의 균열과 파손이 심화되게 되는데 코크스 오븐내의 내화 벽돌은 교환이 불가능하고 내화 벽돌의 수명은 곧 코크스 오븐(11) 자체의 수명이라 할 수 있으며 만약 내화 벽돌의 교환이 필요하다는 것은 코크스공장을 다시 건설하는 정도의 막대한 재산적 피해와 생산 장애를 초래하게 되는바 코크스 오븐을 수십 년간 무리 없이 가동하려면 내화 벽돌에 진동을 주어서는 안됨에도 불구하고 상승관(13)의 점화를 위하여 폭발성 진동이 15~17/Hr 주기로 발생되는 문제점들이 있다. 그리고 이러한 종래의 방법은 일단 상승관 커버(14)를 열어둔 후 점화가 되는 방법으로 약 5초간의 가스의 방출이 불가피하기 때문에 상승관(13) 한 개에서 배출되는 양은 미미하지만, 코크스 공장의 상승관(13)의 수량이 600개 정도이기 때문에 전체적으로 다량의 가스가 방출되는 상황이므로 대기환경 오염에 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.Explosive vibrations generated during ignition in the coke oven have a great effect on the fire bricks inside the oven, causing the cracks and breakage of the fire bricks to be intensified. 11) It is the life of its own. If the replacement of refractory bricks is necessary, it will cause enormous property damage and production disruption, such as rebuilding a coke plant. Although not to give a vibration there is a problem that the explosive vibration is generated in 15 ~ 17 / Hr cycle for the ignition of the riser (13). In the conventional method, since the gas is discharged for about 5 seconds after the
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 철광석을 쇳물로 제조하는 공정에 필수적으로 필요한 코크스를 제조하는 공정에서 발생하는 COG 가스 중 대기로 방출해야 하는 폐가스에 불을 붙이기 위하여 상승관에 점화시켜 주어야 하는데 상승관 커버가 조금이라도 열리는 순간 이 커버의 열리는 각도를 계산하여 대기 중으로 가스가 누출되지 않도록 자동으로 점화시키기 위하여 태양에너지를 여러 단계의 변환 회로를 이용하여 강력한 코로나 스파크를 발생시켜 COG 가스에 점화를 시켜주는 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, the purpose of which is to discharge the waste gas that must be discharged to the atmosphere of the COG gas generated in the process of producing coke, which is essential for the process of manufacturing iron ore from iron. It needs to be ignited in the ascending tube to attach it.The moment of opening of the ascending tube cover is calculated, the solar energy is turned on by using several stages of conversion circuit to calculate the opening angle of the cover and to ignite automatically to prevent the gas from leaking into the atmosphere. The present invention provides a coke riser automatic ignition device using solar energy that generates corona sparks to ignite COG gas.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 태양에너지를 전기 에너지로 변환시켜 주는 태양 전지; 상기 태양 전지로부터 직류 전압을 공급받아 교류 전압으로 변환시켜 주는 DC-AC 컨버터; 상기 태양 전지와 상기 DC-AC 컨버터 사이에 연결되어 회로를 개폐시켜 주는 릴레이; 상기 DC-AC 컨버터의 교류 전압을 고압 교류 전압으로 승압시켜 주는 승압부; 상기 승압부에서 출력되는 고압 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 주는 AC-DC 컨버터; 상기 AC-DC 컨버터로부터 고압 직류 전압을 공급받아 고압 고주파 전압을 출력하는 고압 고주파 변환부; 소결기의 상승관 출구 에 장착되어, 상기 고압 고주파 변환부로부터 고압 고주파 전압을 공급받아 코로나 방전을 일으켜 소결기의 상승관으로 배출되는 가스를 점화시켜 주는 이그니션; 상기 상승관의 출구에 장착된 상승관 커버의 개폐 정도를 감지하는 상승관 커버 걔폐 감지 수단; 상기 상승관 커버 개폐 감지 수단을 통하여 상기 상승관 커버의 개폐 정도를 감지하여 폐가스가 배출되면 상기 릴레이를 구동시켜 상기 태양 전지의 직류 전압을 상기 DC-AC 컨버터로 공급하여 상기 이그니션에서 방전이 이루어지도록 하는 제어부; 상기 DC-AC 컨버터로부터 전달받은 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 제어부의 구동에 필요한 구동 전압을 공급해 주는 구동 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a solar cell for converting solar energy into electrical energy; A DC-AC converter which receives a DC voltage from the solar cell and converts the DC voltage into an AC voltage; A relay connected between the solar cell and the DC-AC converter to open and close a circuit; A booster for boosting the AC voltage of the DC-AC converter to a high voltage AC voltage; An AC-DC converter converting the high voltage AC voltage output from the boosting unit into a DC voltage; A high voltage high frequency conversion unit for receiving a high voltage DC voltage from the AC-DC converter and outputting a high voltage high frequency voltage; An ignition mounted at the outlet of the riser of the sintering machine to receive a high-voltage high-frequency voltage from the high-frequency high-frequency converter to cause corona discharge to ignite the gas discharged to the riser of the sintering machine; Ascending pipe cover closing means for detecting an opening and closing degree of the rising pipe cover mounted at the outlet of the rising pipe; When the waste gas is discharged by detecting the opening / closing degree of the rising pipe cover through the rising pipe cover opening / closing detecting means, the relay is driven to supply the DC voltage of the solar cell to the DC-AC converter to discharge the ignition. A control unit; It provides a coke rising tube automatic ignition device using solar energy, characterized in that it comprises a drive voltage generator for converting the AC voltage received from the DC-AC converter into a DC voltage to supply the driving voltage required for driving the controller. .
상기 이그니션은 상기 상승관의 일단에 고정되는 베이스 클램프; 상기 베이스 클램프에 탈착 가능하게 장착되는 외부 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되는 내부 하우징; 상기 내부 하우징에 고정되는 한 쌍의 절연 애자; 상기 절연 애자를 통하여 고정되어 그 각 일단은 상기 내부 하우징 및 외부 하우징에 관통 형성된 구멍을 통하여 상승관 쪽으로 배치되고, 그 각 타단은 상기 고압 고주파 변환부에 연결선을 통하여 연결되는 점화 수단으로 구성된다.The ignition includes a base clamp fixed to one end of the riser; An outer housing detachably mounted to the base clamp; An inner housing mounted inside the housing; A pair of insulators fixed to the inner housing; It is fixed through the insulator and each end thereof is disposed toward the riser through a hole formed through the inner housing and the outer housing, and the other end is composed of ignition means connected to the high-voltage high-frequency converter through a connecting line.
상기 상승관 커버 개폐 감지 수단은 상승관의 일단에 고정되어 상기 제어부에서 제공되는 신호를 초음파로 변환하여 발생하는 초음파 진동자; 상기 초음파 진동자에서 발생되는 초음파를 반사시키도록 상기 상승관 커버에 장착된 초음파 반사판; 상기 초음파 반사판에 의하여 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신 수단으로 이루어지고, 상기 제어부는 상기 초음파 진동자를 통하여 발생된 초음파와 상기 초음파 수신 수단을 통하여 수신된 반사 초음파간의 위상차를 펄스폭변조(PWM) 파형으로 변환 인식하여 상기 상승관 커버의 개폐 정도를 판단한다.The rising tube cover opening and closing detection means is an ultrasonic vibrator fixed to one end of the rising tube is generated by converting the signal provided from the control unit into ultrasonic waves; An ultrasonic reflector mounted to the riser cover to reflect ultrasonic waves generated from the ultrasonic vibrator; And an ultrasonic wave receiving means for receiving the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic reflector, wherein the controller controls the phase difference between the ultrasonic wave generated through the ultrasonic vibrator and the reflected ultrasonic wave received through the ultrasonic wave receiving means. The degree of opening and closing of the riser cover is determined by the conversion recognition.
(실시예)(Example)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention described above in more detail.
본 발명은 우선 가스의 대기누출을 방지하여 코크스 공장(11) 주변 상공에 청정한 대기환경을 유지하기 위하여 상승관 커버(14)가 열린 후 점화하는 플로우가 아닌 상승관 커버(14)가 열리는 각도 중 가스가 나오기 시작하는 점에서 점화시켜 주기 위하여 초음파를 이용하여 커버(14)의 움직임을 연산하여 점화 시기를 책정하여 가스가 누출되기 시작하는 각도에서 점화시켜 준다.In the present invention, in order to prevent the air leakage of gas to maintain a clean air environment in the vicinity of the
점화 이그니션(20)의 양극(26)이 코크스에 함유된 다량의 타르에 의해 극과극(26) 사이에 타르와 스케일이 점착되어 오동작이 일어나는데, 이는 코크스 상승관(13)에 올라오는 COG 가스는 다량의 수분과 타르 및 미세 먼지 등이 함께 대기 중으로 올라옴에 따라 일반적인 점화 방식으로는 스파크가 일어나는 양단(26)에 타르 및 스케일(SCALE)이 누적되어 이 양단(26)이 절연되기 때문에 수 시간 내에는 스파크가 일어나지 않는다.Tar and scale adhere between the pole and the
예를 들어 자동차 점화 이그니션도 자동차 엔진 혹은 캬브레이터 계통의 문제점으로 완전연소가 되지 않을 경우 이그니션의 스파크가 발생되는 부분에 타르 가 끼어 양극을 절연시킴에 따라 스파크가 일어나지 않는 경우가 있는데 즉, 전기 를 이용하여 스파크를 일으키려면 교류이던 직류이던 양극에 이 물질이 묻어 있으면, 그 이 물질이 절연 역할을 하여 스파크가 발생하지 않게 된다.For example, if the car ignition is not completely burned due to the problem of the car engine or the carburetor system, there is a case that the spark does not occur because the tar is insulated from the spark generating part of the ignition to insulate the anode. In order to cause a spark, if the material is buried in the anode, whether alternating or direct current, the material acts as an insulating material so that the spark does not occur.
다시 말하면, 공기는 다량의 수분을 내포하고 있어 완전한 절연유체라 할 수 없다, 이 공기 중에 고전압을 가진 금속 두개를 가까이 하면 공기를 통하여 전자의 이동이 이루어지면서 스파크가 발생하게 되는 것이다.In other words, air contains a large amount of moisture, which is not a perfect insulating fluid. When two metals with high voltage are placed in the air, electrons are moved through the air and sparks are generated.
그런데, 이들 두개의 금속사이에 절연물 등을 삽입하면 당연히 스파크는 발생하지 않게 된다.By the way, if an insulator or the like is inserted between these two metals, sparks will not naturally occur.
그러나, 그 절연물을 태울 수 있는 열량을 내포하는 스파크라면 그 절연물을 뚫고서 스파크가 일어난다는 점에 착안하여 것을 방지하기 위하여 이그니션(20)의 양단(26)극에 강력한 열원을 공급하기 위하여 태양에너지의 미소전력을 고압 고주파화하여 두개의 극사이에 타르를 태워줄 수 있도록 하고 점화이그니션(20)이 화염에 소손됨을 방지하기 위하여 이중 격막이 내재된 점화이그니션(20) 구조와 탈착이 용이한 슬라이드식 베이스를 구비하여 교환시간을 줄이는 점화 시스템을 구성하기 위하여 안출된 것으로 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.However, in order to prevent a spark that contains a calorific value that can burn the insulator, it is necessary to penetrate the insulator to prevent the spark from occurring and to supply a strong heat source to the
본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 코크스 상승관 자동 점화 장치의 개략적인 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.A schematic configuration of a coke rising tube automatic ignition apparatus using solar energy according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.
본 발명은 태양에너지를 전기 에너지로 변환시켜 주는 태양 전지(16); 상기 태양 전지(16)로부터 직류 전압을 공급받아 교류 전압으로 변환시켜 주는 DC-AC 컨버터(67); 상기 태양 전지(16)와 상기 DC-AC 컨버터(67) 사이에 연결되어 회로를 개폐시켜 주는 릴레이(65); 상기 DC-AC 컨버터(67)의 교류 전압을 고압 교류 전압 으로 승압시켜 주는 승압부(68); 상기 승압부(68)에서 출력되는 고압 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 주는 AC-DC 컨버터(69); 상기 AC-DC 컨버터(69)로부터 고압 직류 전압을 공급받아 고압 고주파 전압을 출력하는 고압 고주파 변환부(70); 소결기의 상승관(13) 출구에 장착되어, 상기 고압 고주파 변환부(70)로부터 고압 고주파 전압을 공급받아 코로나 방전을 일으켜 소결기의 상승관(13)으로 배출되는 가스를 점화시켜 주는 이그니션(40); 상기 상승관(13)의 출구에 장착된 상승관 커버(14)의 개폐 정도를 감지하는 초음파 감지부(40); 상기 초음파 감지부(40)를 통하여 상기 상승관 커버(14)의 개폐 정도를 감지하여 폐가스가 배출되면 상기 릴레이(65)를 구동시켜 상기 태양 전지(16)의 직류 전압을 상기 DC-AC 컨버터(67)로 공급하여 상기 이그니션(40)에서 방전이 이루어지도록 하는 제어부(84); 상기 DC-AC 컨버터(67)로부터 전달받은 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 제어부(84), 초음파 감지부(40) 등의 구동에 필요한 구동 전압을 공급해 주는 구동 전압 발생부(54∼60); 상기 이그니션(20)을 통한 점화가 이루어지면 상기 제어부(84)에 의하여 경보음을 발생하는 부저(63); 상기 제어부(84)를 통하여 상기 상승관 커버(14)가 열려서 폐가스가 발생되는 시점을 상기 초음파 감지부(40)를 통하여 설정하고(모드 1), 상기 부저(63)를 통한 경보음 발생시간을 설정하고(모드 2), 상기 이그니션(20)을 통한 점화 시간을 설정하고(모드 3), 현재 설정된 설정치를 디스플레이(89)로 표시하기(모드 4) 위한 설정을 하는 모드 스위치(93), 상기 모드 스위치(93)에 의하여 선택된 모드에서 설정치를 업 또는 다운시켜 주는 업 스위치(92) 및 다운 스위치(90), 폐가스의 배출 여부와 상관없이 상기 이그니션(20)을 통한 점 화의 정상 여부를 확인하기 위한 강제 점화 스위치(94)로 이루어진 조작부; 상기 조작부의 모드 4에서의 설정된 상태를 표시해 주는 디스플레이(89)로 구성된다.The present invention is a
상기와 같이 구성된 본 발명의 상세 회로를 도 3a∼도 3c를 참조하여 다음과 같이 설명한다.Detailed circuit of the present invention configured as described above will be described as follows with reference to Figs. 3A to 3C.
본 발명에서 필요한 구동 전원으로 사용되는 전원은 태양 전지(16)를 통하여 생성된 전기 에너지를 이용한다. 따라서, 상기 태양 전지(16)에는 축전지가 포함되어 있다.The power source used as the driving power source required in the present invention uses electrical energy generated through the
태양전지(16)에서 출력된 저압 직류는 릴레이(65)의 공통 단자에 연결되고, 상기 릴레이(65)의 A 접점은 DC-AC 컨버터(67)의 입력단에 연결되어 AC220V 60Hz의 저압 교류 전압이 출력된다.The low voltage direct current output from the
상기 DC-AC 컨버터(67)는 직류-교류 인버터 모듈로 구성되며, 인버터의 구동은 상기 제어부(84)에서 출력되어 제 1게이트 펄스 트랜스(66)에 의하여 승압된 펄스 1 신호(PULSE 1)에 의하여 스위칭되어 교류 전압을 출력한다.The DC-
상기 DC-AC 컨버터(67)의 출력 단자는 고압 발생용 트랜스(T2)로 구성된 승압부(68)에 연결되어 고압 교류 전압을 출력한다.The output terminal of the DC-
상기 승압부(68)에서 출력되는 고압 교류 전압은 평활용 브릿지 모듈 BD2(69) 및 평활 전해 콘덴서에 의하여 고압 직류 전압으로 변환되어 AC-DC 컨버터(69)에 입력되고, 상기 AC-DC 컨버터(69)에서 출력된 고압 직류 전압은 고압 고주파 변환부(70)에 입력되어 교류화 인버터 모듈로 구성된 상기 고압 고주파 변환부(70)는 고압 고주파 전압을 이그니션(20)으로 출력한다.
The high voltage AC voltage output from the boosting
인버터로 구성되는 상기 고압 고주파 변환부(70)는 상기 제어부(84)에서 출력되어 제 2게이트 펄스 트랜스(71)에 의하여 승압된 펄스 2 신호(PULSE 2)를 이용하여 상기 AC-DC 컨버터(69)로부터 공급된 고압 직류 전압을 고압 고주파 전압으로 스위칭시켜 준다.The high-voltage high-
상기 DC-AC 컨버터(67)의 출력 중 일부는 구동 전압 발생부(54∼60)에 의하여 DC12V, DC5V의 구동 전압을 생성하여 출력하는데, 그 상세 회로는 다음과 같다.Some of the outputs of the DC-
즉, DC-AC 컨버터(67)에서 인출된 P2 단자는 P1 단자를 통하여 잭 단자 J2의 1번 및 3번에 연결되어, 다시 잭 단자 J1의 1번 및 3번을 통하여 콘트롤 전원 보호 퓨즈(53)를 거친 후 전원 스위치(52)에 연결되고, 상기 전원 스위치(52)의 출력에 전원 감시 LED(51)가 병렬 연결된 후, 잭 단자 J1의 5번 및 7번을 통하여 잭 단자 J2의 5번 및 7번을 통하여 제어 전압 확보용 트랜스 T1(64)의 입력단에 연결된다.That is, the P2 terminal drawn out from the DC-
상기 제어 전압 확보용 트랜스 T1(64)의 출력은 평활 브릿지 모듈 BD1(55)의 입력에 연결되고, 상기 평활 브릿지 모듈(55)의 출력은 평활 전해 콘덴서 C2(56)와 노이즈 제거 세라믹 콘덴서 C1(57)을 각각 거친 후, 다운 볼테이지 레귤레이터 7805 모듈(58)에 연결되고, 상기 다운 볼테이지 레귤레이터 7805 모듈(58)의 출력은 고주파 제거용 세라믹 콘덴서 C3(59)와 전압 안정화용 전해 콘덴서 C4(60)와 연결되어 각 소자 구동에 필요한 DC5V의 안정된 전원을 공급하고, 상기 평활 전해 콘덴서 C2(56) 단에서는 DC12V의 전압이 출력되어 상기 부저(63) 및 초음파 감지부(40) 등의 구동에 필요한 전원을 공급한다.The output of the control voltage securing
초음파 감지부(40)의 1번 및 4번 단자는 각각 전원 단자의 + 전위와 그라운 드 전위에 연결되고, 2번 및 3번 단자는 트리거 단자(TRIGGER)와 에코 펄스 단자(ECHO PULSE)와 연결된다.
상기 트리거 단자(TRIGGER)와 경보 부저(63)를 구동시켜 주는 부저 신호(BUZZER)와 출력 제어 릴레이(65)의 구동 신호인 릴레이 제어 신호(RY1)는 잭단자 J3에 연결되는 잭 단자 J4를 통하여 트랜지스터 어레이(88)에 연결된다.The buzzer signal BUZZER for driving the trigger terminal TRIGGER and the
그리고, 상기 초음파 감지부(40)에서 출력되는 에코펄스 즉, 반사 초음파 신호를 전달하는 에코 펄스 단자(ECHO PULSE)는 잭단자 J3 및 J4를 통하여 CPU(84)에 연결된다.In addition, an echo pulse output from the
한편, 도 3c는 본 발명의 제어부(84)인 CPU 및 그 주변 회로와 FND로 구성된 디스플레이(89), 조작부(90, 92∼94) 등을 나타낸 회로로써, 상기 제어부(84)는 범용 프로세서인 PIC16C62 CPU로 구현되며, 상기 제어부(84)의 VPP(1번 단자)에는 상기 구동 전원 공급부의 DC5V의 전압을 입력받아 전원 전압의 레벨을 감시하는 전원 레벨 감시 소자 KA7042(81)의 출력이 연결된다.On the other hand, Figure 3c is a circuit showing a
상기 전원 레벨 감시 소자 KA7042(81)의 GND 단자는 제로 전위에 연결되며, IN 단자는 DC5V에 연결되고, OUT 단자는 그 일단이 DC5V에 연결된 저항 R2(82)와 그 일단이 그라운드 처리된 콘덴서 C5(81)의 연결점을 통하여 상기 제어부(84)의 VPP 단자에 연결된다.The GND terminal of the power level
상기 제어부(84)의 전원 단자인 VDD(20번 단자)는 외부 노이즈 제거용 콘덴서 C6(85)과 연결되고, 제어부(84) 출력단 9번과 10번은 4MHz의 클럭을 공급하는 CPU 클럭 발생용 오실레이터(83)에 연결되며, 제어부(84)의 디지털 출력 단자(OUTPUT)는 트랜지스터 어레이 US2608 모듈(88)의 INPUT으로 각각 연결되고 CPU(84)의 디지털 입력 단자(INPUT)는 조작부를 구성하는 설정치 다운 스위치(90), 설정치 업 스위치(92), 모드 선택 스위치(93), 강제 점화 스위치(94)와 병렬로 디지털 FND SND630A 모듈로 구성된 디스플레이(89)의 출력 신호와 함께 각각 연결되며, 또한 이들 연결점에 동일하게 발광 다이오드 L1, L2, L3, L4, L5가 연결되며, 이 발광 다이오드의 출력은 모두 트랜지스터 어레이 US2608 모듈(88)에 연결되고, AT24C04로 구성된 비휘발성 메모리(87)의 SCL단자와 SDA단자로 연결된다.The VDD (terminal 20) of the power supply terminal of the
다음으로 이그니션(20)에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 이그니션(20)은 내부 하우징, 외부 하우징, 점화 수단, 베이스 클램프 등으로 구성된다고 할 수 있는데, 상기 점화 수단은 상승관(13)에 근접하게 설치되는 점화 단자(26), 상기 점화 단자(26)의 타단에 형성된 이그니션 단자(25)로 구성되며, 이그니션 애자(24)에 의하여 절연 처리되어 있다.Next, the
상기 내부 하우징은 상기 점화 수단을 고정시켜 주는 역할을 하는 것으로, 두개의 격리판(27)에 조립 볼트(34)로 밀착 지지되고, 격리판(27)은 외부 하우징을 구성하는 측면판(29)의 내측에 형성된 홈에 끼워지며, 상기 이그니션 단자(25)는 상기 외부 하우징의 중간에 형성된 중판(22)에 안배된 홀에 끼워져 조립된다.The inner housing serves to fix the ignition means, and is closely supported by the
상기 외부 하우징은 상판(21), 하판(23), 상기 중판, 상기 판들의 측면을 구성하는 측면판(29)으로 구성된다.The outer housing is composed of an
상기 측면판(29) 중에서 일면의 하단부는 서로 맞대응하는 측면판의 하부에 형성된 슬라이드 홈에 착탈 가능하게 장착되는 슬라이딩 베이스(31)가 장착된다.
The lower end of one side of the
그리고, 상기 슬라이딩 베이스(31)에는 베이스 클램프(36)가 연결되어, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 상승관(13)의 일단에 고정 설치된다.A
따라서, 상승관(13)을 통하여 배출되는 폐가스의 연소에 의한 화염에 의하여 상기 이그니션(20)이 손상되는 경우에 상기 슬라이딩 베이스(31)를 통하여 간단하게 분리하여 새로운 이그니션을 장착할 수 있다.Therefore, when the
또한, 상기 초음파 감지부(40)는 초음파 브래킷(43)에 의하여 상승관(13) 주변에 설치되어 있는 보행자 통로(44)에 고정 설치된다.In addition, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
제어부(84)인 CPU에서 출력되는 릴레이 제어 신호(RY1)의 제어에 따라 릴레이(65)의 코일이 온되면서 접점 3과 5, 그리고 6과 7번 단자가 연결되면서 태양전지(16)에서 출력되는 전력은 DC-AC 컨버터(67)의 입력단에 인가된다.As the coil of the
따라서, 태양 전지(16)의 직류 전압(도 2d의 (A) 참조)은 상기 DC-AC 컨버터(67)에 의하여 교류 전압(도 2d의 (B) 참조)으로 변환된다.Therefore, the direct current voltage (see (A) of FIG. 2D) of the
상기 DC-AC 컨버터(67)에 의하여 교류화된 전원은 고압 발생용 트랜스로 구성된 승압부(68)에 의하여 고압 교류 전압(도 2d의 (C) 참조)으로 변환되고, 고압 교류 전압은 AC-DC 컨버터(69)에 의하여 고압 직류 전압(도 2d의 (D) 참조)으로 변환되어, 다시 고압 고주파 변환부(70)에 의하여 구형파 파형인 고압 고주파 전압(도 2d의 (E) 참조)으로 변환된다.The power AC exchanged by the DC-
상기와 같이 태양전지(16)의 전원을 공급받아 고압 고주파 전압으로 변환된 전원은 이그니션(20)에 공급되어 이그니션 점화 단자(26)에 의하여 강력한 열을 발 생하는 코로나 방전을 일으켜서 상승관(13)에서 배출되는 가스를 점화시켜 준다.As described above, the power supplied from the
즉, 이그니션 점화 단자(26)에 공급된 고압 고주파 전원은 방전되어 대기 중에 코로나 현상을 일으키면서 이그니션 점화 단자(26)에 점착되어 있는 타르 성분 등을 태우면서 확실하게 상승관(13)을 통하여 배출되는 가스를 점화시켜 주는 것이다.That is, the high-voltage high-frequency power supplied to the
상기와 같이 태양 전지(16)에서 출력된 약한 직류 전압(도 3c의 (A) 참조) - 교류 전압(도 3c의 (B) 참조) - 고압 교류 전압(도 3c의 (C) 참조) - 고압 직류 전압(도 3c의 (D) 참조) - 고압 고주파 교류 전압(도 3c의 (E) 참조)으로 이중 인버팅시키는 이유는 직류 미소 전압을 고압으로 승압하기 위하여서는 트랜스를 거쳐야 하나 직류는 트랜스에 연결하여도 교번 자속이 발생하지 않음에 따라 교류로 우선 변환시켜 고압화하여 다시 고주파 초핑을 하기 위하여 고압교류를 다시 직류로 변환한 후, 이 고압 직류를 초핑하여 고주파화 하는 것이다.Weak DC voltage output from
상기와 같이 태양 전지(16)에서 출력되는 전원을 이용하여 고압 고주파 교류 전원을 이그니션 점화 단자(26)를 통하여 출력하기 위한 제어를 도 4를 참조하여 설명한다.As described above, the control for outputting the high voltage high frequency AC power through the
상기 교류화 인버터 모듈(67)에서 출력되는 교류 전압(AC 220V 60Hz)은 전원 스위치(52) 및 P2단자 및 P1 단자를 통하여 제어 전압 확보용 트랜스 T1(54)에 의하여 전압 강하되어 평활용 브릿지 모듈 BD1(55)을 비롯한 직류화 회로(56∼60)에 의하여 DC5V 및 DC12V의 직류 전압으로 변환되어 각종 소자의 구동 전원으로 사용된다.
The AC voltage (AC 220V 60Hz) output from the
상기 전원 스위치(52)를 통하여 전원이 공급되면 상기 제어부(84)가 리셋되면서 제어가 시작되는데, 상기 조작부에 의하여 미리 설정되어 있는 설정치에 의하여 동작한다(S 11). 이 때, 전원 스위치(52)가 온되면 상기 전원감시 LED(51)를 통하여 표시된다.When power is supplied through the
제어부(84)에서 출력되는 트리거 신호(TRIGGER)는 잭 단자 J3의 2번 단자를 통하여 초음파 감지부(40)에 인가되어 초음파를 발생시킨다(S 12).The trigger signal TRIGGER output from the
한편, 상기 초음파를 반사시키기 위한 초음파 반사판(41)은 상기 상승관 커버(42)의 회전축(42)에 장착되어, 상승관 커버(14)의 개폐에 따라 회전하도록 되어 있다.On the other hand, the
상기 초음파 반사판(41)에 의하여 반사된 신호인 에코 펄스 신호(ECHO PULSE)는 잭단자 J3의 3번 단자를 통하여 제어부(84)의 CCP 단자에 입력되고(S 13), 제어부(84)는 초음파 감지부(40)에서 출력된 초음파와 에코 신호간의 위상차를 PWM 신호로 변환하여 상기 상승관(13)의 상승관 커버(14)의 개폐 정도를 판단하는데(S 14), 개폐 정도가 폐가스의 배출이 이루어지는 각도의 도달 여부를 확인한다(S 15).The echo pulse signal ECHO PULSE, which is a signal reflected by the
그리고, 상승관 커버(14)의 개폐 정도를 확인한 결과, 폐가스의 배출이 시작되면 이를 상기 디스플레이(89)를 통하여 표시하고, 상기 부저(63)를 통하여 경보음을 출력하면서(S 17), 상기 릴레이(65)를 구동시켜 주는 RY1 신호를 출력함과 상기 DC-AC 컨버터(67) 및 고압 고주파 변환부(70)의 동작에 필요한 펄스 1 신호(PULSE 1) 및 펄스 2 신호(PULSE 2)를 출력한다(S 22).
And, as a result of confirming the opening and closing degree of the
따라서, 상기 태양 전지(16)에 의한 저압 직류 전압은 출력 상태를 유지하고 있어야 한다(S 21).Therefore, the low voltage DC voltage by the
이 때, 상기 상승관 커버(14)의 개폐 정도 즉, 폐가스의 배출이 이루어지는 상승관 커버(14)의 개폐 각도, 상기 부저(63)를 통한 경보음 발생 시간, 상기 이그니션(20)을 통한 점화 시간, 상기와 같은 설정치들의 디스플레이를 통한 확인은 상기 설명과 같은 조작부에 의하여 이루어지며, 각 모드의 변환은 상기 LED L1∼L5을 통하여 표시된다.At this time, the opening and closing degree of the rising
상기와 같은 제어부(84)에 의하여, 릴레이(65)에 의하여 저압 직류 전압이 DC-AC 컨버터(67)로 공급되면서 펄스 1 신호(PULSE 1) 및 펄스 2 신호(PULSE 2)가 상기 DC-AC 컨버터(67)와 고압 고주파 변환부(70)에 공급되면, 순차적으로 저압 직류 - 저압 교류 변환(S 23), 저압 교류 - 고압 교류 변환(S 24), 고압 교류 - 고압 직류 변환(S 25), 고압 직류 - 고압 고주파 전압 변환(S 26)을 통하여 발생된 고압 고주파 전압이 이그니션(20)에 공급되어(S 27) 상승관(13)을 통하여 배출되는 폐가스가 상승관 커버(14)를 밀면서 배출되는 즉시 자동으로 점화가 이루어지도록 한다(S 28).By the
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 태양 에너지를 이용하여 코크스 공장의 상승관을 통하여 배출되는 가스를 자동으로 감지하여 점화시켜 줌으로써 가스 누출을 방지하고, 폭발에 의한 진동 및 소음을 완전 해소시켜 주는 효과를 제공한다. The present invention made as described above has the effect of automatically detecting and igniting the gas discharged through the rising pipe of the coke plant using solar energy to prevent gas leakage, and completely eliminate the vibration and noise caused by the explosion to provide.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be made by those who possess.
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