KR100967710B1 - 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치 - Google Patents

Abstract

코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐를 자동으로 조절하여 코크스 오븐의 연소실 내에서 연소시 가스 압력을 안정화시키고, 폐기변 설비의 수명을 연장시킬 수 있는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치를 제공한다. 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치는 코크스 오븐의 주변에서 배기 통로를 따라 복수개로 설치되며, 외부 동력의 개폐 제어동작에 연동되어 개폐됨으로써 코크스 오븐의 연소실에서 코크스 생산을 위한 연소 가스가 타고난 후 발생되는 폐가스의 배출을 단속하는 폐기변, 폐기변의 개폐동작에 필요한 동력을 제공하는 동력 발생부, 및 동력 발생부와 폐기변 사이에 배치되어 동력 발생부의 동력을 폐기변으로 전달하는 동력 전달부를 포함한다.

코크스, 오븐, 폐기변, 댐퍼

Description

코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치{WASTE GAS VALVE DAMPER OPEN AND CLOSED DEVICE IN COKE OVEN}

본 발명은 코크스 오븐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 오븐에 설치되는 폐기변 댐퍼를 개폐하는 장치에 관한 것이다.

코크스 오븐의 연소실 내부에서 연소되고 난 후 발생되는 폐가스는 폐기변을 통하여 소연도, 굴뚝 순으로 배출된다.

이러한 과정에서 폐기변 하부에 있는 복수개의 폐가스 제어용 댐퍼가 폐가스에 함유되어 있는 카본 및 이물질에 노출된다. 폐가스에 함유된 이물질이 폐기변 댐퍼 샤프트에 점차 누적되면, 복수개의 폐기변 댐퍼가 개별적으로 작동시 폐기변 댐퍼 샤프트가 고착되는 원인이 된다.

한편, 폐기변 댐퍼 샤프트가 고착되어 폐가스 압력 조정이 곤란하게 되면, 폐기변 댐퍼 샤프트 작동부 틈 사이로 외부에서 냉각수를 뿌려 카본 및 이물질 누적 개소를 녹여 폐기변 댐퍼를 작동시켰다.

그런데, 위와 같은 작업방식은 고열지역에서의 작업시간이 점차 늘어나는 원인이 된다. 그리고 코크스 오븐 내 연소실 연소시 폐가스 압력이 수시로 변동하는 경우 즉각 조정하지 못하게 되면 코크스 오븐 내 연소실의 연소효율 하락과 고열지역 작업자 업무 시간이 점차 늘어나 업무 부담감이 가중된다. 또한, 수시로 폐기변 댐퍼를 교체해야 하는 문제점이 있다.

코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐를 자동으로 조절하여 코크스 오븐의 연소실 내에서 연소시 가스 압력을 안정화시키고, 폐기변 설비의 수명을 연장시킬 수 있는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치를 제공한다.

코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치는 코크스 오븐의 주변에서 배기 통로를 따라 복수개로 설치되며, 외부 동력의 개폐 제어동작에 연동되어 개폐됨으로써 코크스 오븐의 연소실에서 코크스 생산을 위한 연소 가스가 타고난 후 발생되는 폐가스의 배출을 단속하는 폐기변, 폐기변의 개폐동작에 필요한 동력을 제공하는 동력 발생부, 및 동력 발생부와 폐기변 사이에 배치되어 동력 발생부의 동력을 폐기변으로 전달하는 동력 전달부를 포함한다.

동력 발생부는 유압라인으로 연결되어 외부로부터 전달받은 동력을 폐기변 개폐동력으로 전달하는 리버싱 윈치 실린더로 이루어지며, 리버싱 윈치 실린더는 기설정된 시간 주기마다 길이방향을 따라 반복 구동될 수 있다.

동력 발생부는 기설정된 시간 주기마다 길이방향을 따라 반복 구동되는 리버싱 윈치 실린더로 이루어질 수 있다.

폐기변은 적어도 2개 이상 배치되며, 동력 발생부는 복수개의 폐기변 가운데 홀수 위치의 폐기변과 짝수 위치의 폐기변에 대응하여 해당되는 폐기변 댐퍼를 번갈아 가며 개폐할 수 있다.

동력 전달부는 폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되며, 리버싱 윈치 실린더로부터 전달받은 동력을 폐기변 댐퍼 구동라인에 전달하는 폐기변 댐퍼 실린더, 폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되어 폐기변 댐퍼 실린더의 동작에 연동되는 랙기어, 랙기어에 연결되어 랙기어의 직선운동을 회전운동으로 전환하는 피니언기어, 및 피니언기어와 폐기변에 연결되는 폐기변 댐퍼를 연결하며, 피니언기어의 회전 동력을 폐기변 댐퍼의 개폐 동력으로 전달하는 지지부재를 포함할 수 있다.

폐기변 댐퍼 구동라인은 홀수측 구동라인과 짝수측 구동라인으로 구분되며, 폐기변 댐퍼 실린더와 랙기어, 피니언기어 및 지지부재는 각각의 구동라인에 대응하여 배치될 수 있다.

리버싱 윈치 실린더의 유압라인에 폐기변 댐퍼 실린더를 연결하고, 리버싱 윈치 실린더의 구동시 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변 내에 배치되는 각각의 스핀들 및 디스크가 해당되는 순서에 따라 번갈아 가며 움직일 때 폐기변 댐퍼 실린더도 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변의 순서에 따라 연동되어 해당되는 폐기변 댐퍼를 개폐할 수 있다.

폐기변 외측에 장착되어 폐기변 댐퍼의 회전 정도를 표시하는 폐기변 댐퍼 궤도패널을 더 포함할 수 있다.

지지부재는 피니언기어의 회전 동력이 폐기변 댐퍼의 개폐 동력으로 전달시 연동되는 회전축에 지지 결합되어 회전축에 기설정된 압력을 제공하는 가압 조절부를 더 포함할 수 있다.

가압 조절부는 분리 결합되는 하우징, 하우징 내측에 개재되는 탄성부재, 하 우징의 일측에 배치되는 압력볼, 압력볼에 연결되며, 댐퍼축을 지지하는 반달링을 포함할 수 있다.

하우징의 일측에는 압력볼이 안착되는 안착구멍을 가질 수 있다.

코크스 오븐 연소실에서 연소시 가스 압력 안정화로 인한 코크스 생산 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 작업자의 고열지역 업무시간 부담감을 해소할 수 있다.

또한, 연소실 불연소에 의한 대기환경오염을 방지할 수 있으며, 폐기변 설비의 장수명화를 기대할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치는 폐기변(10), 동력 발생부(20), 동력 전달부를 포함한다.

폐기변(10)은 코크스 오븐의 주변에서 배기 통로를 따라 복수개로 설치된다. 여기서 배기 통로는 소연도를 포함하며, 폐기변(10)은 소연도에 설치된다. 폐기변(10)은 외부 동력의 개폐 제어동작에 연동되어 개폐됨으로써 코크스 오븐의 연소실에서 코크스 생산을 위한 연소 가스가 타고난 후 발생되는 폐가스의 배출을 단속한다. 폐기변(10)은 적어도 2개 이상 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 폐기변(10)의 개수는 77개이다. 폐기변(10)의 개수는 필요에 따라 증감될 수 있다.

동력 발생부(20)는 폐기변(10)의 개폐동작에 필요한 동력을 제공한다. 동력 발생부(20)는 폐기변 댐퍼(16)를 개폐하는데 필요한 동력을 발생하며, 발생된 동력을 해당되는 경로를 통해 동력 전달부로 전달한다. 동력 발생부(20)는 유압라인으로 연결되어 외부로부터 전달받은 동력을 폐기변 댐퍼(16)의 개폐동력으로 전달하는 리버싱 윈치 실린더로 이루어지며, 리버싱 윈치 실린더는 기설정된 시간 주기마다 길이방향을 따라 반복 구동된다. 동력 발생부(20)는 복수개의 폐기변(10) 가운데 홀수 위치의 폐기변과 짝수 위치의 폐기변에 대응하여 해당되는 폐기변 댐퍼(16)를 번갈아 가며 개폐할 수 있다.

동력 전달부는 동력 발생부(20)와 폐기변(10) 사이에 배치되어 동력 발생부(20)의 동력을 폐기변(10)으로 전달한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달부의 결합관계를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 동력 전달부는 폐기변 댐퍼 실린더(30), 랙기어(32), 피니언기어(34), 지지부재(400)를 포함한다. 필요한 경우 도 2에 도시한 바와 같이 구동 체인(31)과 체인 구동기어(33)를 더 구비할 수 있다. 그리고 구동 체인(31)의 장력을 조절하기 위한 턴버클(35)을 더 구비할 수 있다.

폐기변 댐퍼 실린더(30)는 폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되며, 리버싱 윈치 실린더로부터 전달받은 동력을 폐기변 댐퍼 구동라인에 전달한다. 폐기변 댐퍼 실린더(30)는 도 2에 도시한 바와 같이 한 개로 구비될 수 있으며, 필요한 경우 각각의 폐기변 댐퍼 구동라인에 한 개씩 구비될 수 있다.

랙기어(32)는 폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되어 폐기변 댐퍼 실린더(30)의 동작에 연동된다. 랙기어(32)는 홀수측 랙기어(32a)와 짝수측 랙기어(32b)로 구분할 수 있다.

피니언기어(34)는 랙기어(32)에 연결되어 랙기어(32)의 직선운동을 회전운동으로 전환한다. 피니언기어(34)는 홀수측 피니언기어(34a)와 짝수측 피니언기어(34b)로 구분할 수 있다.

지지부재(400)는 피니언기어(34)와 폐기변(10)에 연결되는 폐기변 댐퍼(16)를 연결하며, 피니언기어(34)의 회전 동력을 폐기변 댐퍼(16)의 개폐 동력으로 전달한다. 지지부재(400)는 도 2에 도시한 바와 같이 피니언기어(34)의 회전을 지지하는 프레임(420)과 회전축(440)들을 포함하며, 동력전달방식에 따라 지지부재(400)의 구성도 다르게 설계변경될 수 있다.

폐기변 댐퍼 구동라인은 홀수측 구동라인과 짝수측 구동라인으로 구분되며, 폐기변 댐퍼 실린더(30)와 랙기어(32), 피니언기어(34) 및 지지부재(400)는 각각의 구동라인에 대응하여 배치된다.

리버싱 윈치 실린더의 유압라인에 폐기변 댐퍼 실린더(30)를 연결하고, 리버 싱 윈치 실린더의 구동시 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변 내에 배치되는 각각의 스핀들(12) 및 디스크(14)가 해당되는 순서에 따라 번갈아 가며 움직일 때 폐기변 댐퍼 실린더(30)도 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변의 순서에 따라 연동되어 해당되는 폐기변 댐퍼(16)를 개폐한다.

도 2를 참조하면, 폐기변(10) 외측에 장착되어 폐기변 댐퍼(16)의 회전 정도를 표시하는 폐기변 댐퍼 궤도패널(36)을 더 포함한다. 폐기변 댐퍼 궤도패널(36)이 장착됨에 따라 작업자는 외부에서도 폐기변 댐퍼(16)의 개폐정도를 알 수 있다.

지지부재(400)는 피니언기어(34)의 회전 동력이 폐기변 댐퍼(16)의 개폐 동력으로 전달시 연동되는 회전축(440)에 지지 결합되어 회전축(440)에 기설정된 압력을 제공하는 가압 조절부(40)를 더 포함한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압 조절부의 결합관계를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 가압 조절부(40)는 분리 결합되는 하우징(42a, 42b), 하우징(42a, 42b) 내측에 개재되는 탄성부재(44), 하우징(42a, 42b)의 일측에 배치되는 압력볼(46), 압력볼(46)에 연결되며, 댐퍼축을 지지하는 반달링(48)을 포함한다. 하우징(42a, 42b)은 압력볼(46)이 안착되는 안착구멍(41)을 갖는다.

본 발명의 실시예는 코크스 오븐 내 연소실에서 코크스 생산을 위한 연소 가스가 타고난 후 발생되는 폐가스를 배출하는 폐기변(10)의 폐기변 댐퍼(16)를 개폐하는 장치에 관한 것이다.

폐기변 댐퍼(16)의 개폐주기는 매 20분 주기로 설정한다. 리버싱 윈치 실린 더가 좌측과 우측으로 번갈아 가며 작동하여 각각의 폐기변(10) 내에 설치되는 스핀들(12)과 디스크(14)를 홀수측과 짝수측으로 구분하여 서로 번갈아 가며 움직이게 한다. 스핀들(12)과 디스크(14)는 폐기변(10) 내측에서 상부와 하부로 움직인다.

본 발명의 실시예는 복수개의 폐기변(10)을 개별적으로 수동 조정하던 것을 개선하여 리버싱 윈치 실린더를 부가적으로 설치하여 매 20분 주기 마다 홀수측과 짝수측으로 구분하여 번갈아 가며 복수개의 폐기변 댐퍼(16)를 자동으로 개폐되도록 하는 폐기변 댐퍼 개폐장치이다.

폐기변 댐퍼(16)를 리버싱 윈치 실린더 매 20분 주기로 복수개의 스핀들(12) 및 디스크(14)를 움직일 때 폐기변 댐퍼 실린더(30)는 리버싱 윈치 실린더에 유압라인을 통해 연결되어 리버싱 윈치 실린더의 움직임에 연동한다. 즉, 도 1에서 리버싱 윈치 실린더가 좌측과 우측으로 유압에 의해 움직이면, 폐기변 댐퍼 실린더(30)는 좌측과 우측 방향으로 동일하게 움직여 복수개 폐기변 댐퍼(16)를 홀수측과 짝수측으로 번갈아 가며 작동시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐의 연소실에서 연소된 후 발생되는 폐가스를 폐기변(10)을 통해서 외부로 배출할 때 폐기변(10) 하부에 있는 폐가스 량을 제어하는 폐기변 댐퍼(16)를 자동으로 개폐되도록 함으로써 코크스 오븐의 연소실내에서 연소되는 가스 압력을 안정화시킬 수 있다. 즉, 코크스 오븐 내 연소실에서 연소용 가스가 연소되고 난 후 발생되는 폐가스를 폐기변 댐퍼(16)의 개폐동작에 의해 일정하게 제어함으로써 연소실 내 연소용 가스의 연소 효율을 변화시키 므로 탄화실 내부 코크스 품질에 직접적으로 영향을 주게 된다. 따라서, 코크스 생산 품질을 향상시킬 수 있다. 그리고 작업자의 고열지역 업무시간 부담감을 해소할 수 있다. 또한, 연소실 불연소에 의한 대기환경오염을 방지할 수 있으며, 폐기변 설비의 수명을 연장시킬 수 있다.

종전에는 코크스 오븐의 폐기변에 설치되는 폐기변 댐퍼들을 작업자가 개별적으로 한 개씩 조정하였다. 그러다보니 연소실에서 폐가스가 배출되면서 폐기변 주위 온도가 고열로 되고, 폐가스 배출 중 함유되는 카본 및 각종 이물질이 동반되어 폐기변 댐퍼축에 점차 누적되면서 폐기변 댐퍼 수동 조작시 작동부 고착에 의한 연소실 폐가스 조정이 되지 않아 댐퍼축 작동부 틈 사이로 외부에서 냉각수를 넣어 댐퍼축 고착부에 카본 및 각종 이물질을 녹이는 작업을 하였다. 이러한 방법으로 폐기변 댐퍼 작동부를 관리함으로써 폐기변 댐퍼 작동부 고착으로 인한 코크스 오븐 내 연소실 연소시 압력이 수시로 변화되었다. 이러한 압력변화에 적합하도록 압력 조정이 쉽지 않아 연소실 내부 연소용 가스가 불연소가 자주 발생하는 대기 환경오염을 초래하고 고열 지역 내에 작업자 업무 시간이 점차 늘어났던 것이다.

만약, 폐기변 댐퍼축이 고착되는 경우에는 작업자가 85도 이상 되는 곳에서 수시로 복수개의 폐기변 댐퍼를 개별적으로 홀수와 짝수를 번갈아 가며 수동 작동 테스트 및 교체하였다.

본 발명의 실시예는 코크스 오븐의 폐기변(10)이 홀수와 짝수로 번갈아 가며 폐기변(10) 상부 스핀들(12)과 디스크(14)가 리버싱 윈치 실린더에 의해 매 20분 마다 올라가고 내려감에 따라 해당되는 폐기변 댐퍼(16)도 연동되어 개폐되도록 한 다. 따라서, 복수개의 폐기변 댐퍼(16)가 작업자에 의해 개별적으로 수동 조정되던 것을 해당되는 폐기변 댐퍼(16)가 자동으로 개폐되도록 한다.

이를 위해 리버싱 윈치 실린더의 유압라인에 연결되는 폐기변 댐퍼 실린더(30)에 의해 동력을 랙기어(32), 피니언기어(34)로 전달하고, 최종적으로 해당되는 폐기변 댐퍼(16)에 동력이 전달되어 매 20분마다 개폐되도록 함으로써 폐기변 댐퍼축이 고착되는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예는 매 20분마다 리버싱 윈치 실린더의 유압라인에 폐기변 댐퍼 실린더(30)를 연결하여 폐기변(10)의 스핀들(12) 및 내부 디스크(14)가 복수개 홀수와 짝수로 번갈아 가며 움직일 때 폐기변 댐퍼 작동 실린더도 도 1에 도시한 바와 같이 홀수와 짝수로 움직여 해당되는 폐기변 댐퍼(16)가 매 20분 주기로 개폐되는 동작을 반복한다. 이러한 제어동작으로 코크스 오븐의 연소실에서 연소되고 난 후 발생되는 폐가스가 해당되는 폐기변(10)과 소연도를 통해 굴뚝으로 배출되게 된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 폐기변 댐퍼(16)를 자동으로 개폐되도록 함으로써 폐기변 댐퍼축의 고착을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달부의 결합관계를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압 조절부의 결합관계를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 폐기변 12 ; 스핀들

14 ; 디스크 16 ; 폐기변 댐퍼

20 ; 동력 발생부 30 ; 폐기변 댐퍼 실린더

32 ; 랙기어 34 ; 피니언기어

36 ; 폐기변 댐퍼 궤도패널 40 ; 가압 조절부

Claims (10)

1. 코크스 오븐의 주변에서 배기 통로를 따라 복수개로 설치되며, 외부 동력의 개폐 제어동작에 연동되어 개폐됨으로써 상기 코크스 오븐의 연소실에서 코크스 생산을 위한 연소 가스가 타고난 후 발생되는 폐가스의 배출을 단속하는 폐기변;

   유압라인으로 연결되어 외부로부터 전달받은 동력을 상기 폐기변 개폐동력으로 전달하며, 기설정된 시간 주기마다 길이방향을 따라 반복 구동되는 리버싱 윈치 실린더로 이루어지는 동력 발생부, 및

   상기 동력 발생부와 상기 폐기변 사이에 배치되어 상기 동력 발생부의 동력을 상기 폐기변으로 전달하는 동력 전달부

   를 포함하며,

   상기 동력 전달부는

   폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되며, 상기 리버싱 윈치 실린더로부터 전달받은 동력을 상기 폐기변 댐퍼 구동라인에 전달하는 폐기변 댐퍼 실린더;

   상기 폐기변 댐퍼 구동라인에 배치되어 상기 폐기변 댐퍼 실린더의 동작에 연동되는 랙기어;

   상기 랙기어에 연결되어 상기 랙기어의 직선운동을 회전운동으로 전환하는 피니언기어, 및

   상기 피니언기어와 상기 폐기변에 연결되는 폐기변 댐퍼를 연결하며, 상기 피니언기어의 회전을 지지하는 프레임과 회전축을 포함하여 이루어지고, 상기 피니언기어의 회전 동력을 상기 폐기변 댐퍼의 개폐 동력으로 전달하는 지지부재, 및

   상기 폐기변 외측에 장착되어 상기 폐기변 댐퍼의 회전 정도를 표시하는 폐기변 댐퍼 궤도패널

   을 포함하는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 폐기변은 적어도 2개 이상 배치되며, 상기 동력 발생부는 상기 복수개의 폐기변 가운데 홀수 위치의 폐기변과 짝수 위치의 폐기변에 대응하여 해당되는 폐기변 댐퍼를 번갈아 가며 개폐하는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 폐기변 댐퍼 구동라인은 홀수측 구동라인과 짝수측 구동라인으로 구분되며, 상기 폐기변 댐퍼 실린더와 랙기어, 피니언기어 및 지지부재는 각각의 구동라인에 대응하여 배치되는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 리버싱 윈치 실린더의 유압라인에 상기 폐기변 댐퍼 실린더를 연결하 고, 상기 리버싱 윈치 실린더의 구동시 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변 내에 배치되는 각각의 스핀들 및 디스크가 해당되는 순서에 따라 번갈아 가며 움직일 때 상기 폐기변 댐퍼 실린더도 상기 홀수측 폐기변과 짝수측 폐기변의 순서에 따라 연동되어 해당되는 폐기변 댐퍼를 개폐하는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 지지부재는 상기 피니언기어의 회전 동력이 상기 폐기변 댐퍼의 개폐 동력으로 전달시 연동되는 회전축에 지지 결합되어 상기 회전축에 기설정된 압력을 제공하는 가압 조절부를 더 포함하는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 가압 조절부는

   분리 결합되는 하우징;

   상기 하우징 내측에 개재되는 탄성부재;

   상기 하우징의 일측에 배치되는 압력볼;

   상기 압력볼에 연결되며, 댐퍼축을 지지하는 반달링

   을 포함하는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 하우징의 일측에는 상기 압력볼이 안착되는 안착구멍을 갖는 코크스 오븐의 폐기변 댐퍼 개폐장치.

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