KR100977796B1 - 중공형 연소 튜브 파열 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소 튜브의 내부에 고정 내열판 및 유동 내열판을 내장하고 버너에 화염 발생시 모터의 구동으로 유동 내열판을 유동시키면서 튜브가 급가열/급냉각되는 것을 방지할 수 있는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 유튜브(10)의 내측면을 감싸도록 내장된 복수개의 유동 내열판(20)과, 그 유동 내열판(20)의 외측면에 볼 조인트(41)를 매개로 설치되고 중앙부는 유튜브(10)에 나사 결합되며 상단부에는 종동기어(43)가 형성된 이동축(40)과, 상기 종동기어(43)에 선택적으로 나사 결합되도록 내부 양측면에는 아이들기어(51)가 간헐적으로 형성되고 외측 둘레면에는 외접기어(52)가 형성된 회전부재(50)와, 상기 외접기어(52)에 기어 결합되는 구동기어(61)를 회전시키도록 유튜브(10)의 외측 둘레면에 고정된 모터(60)를 포함하여서 된 것이다.

유튜브, 고정 내열판, 유동 내열판, 모터, 외접기어

Description

중공형 연소 튜브 파열 방지장치{Explosion prevention apparatus of combustion hollow tube}

도 1은 일반적인 간접 가열 방식의 연소튜브를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 튜브 파열 방지장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 튜브 파열 방지장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도.

도 4및 도 5는 본 발명에 따른 튜브 파열 방지장치의 작동상태를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 유튜브 11 : 삽입공

20 : 유동 내열판 21 : 유도핀

30 : 고정 내열판 40 : 이동축

41 : 볼 조인트 43 : 종동기어

50 : 회전부재 51 : 아이들기어

52 : 외접기어 53 : 구름 볼

60 : 모터 61 : 구동기어

본 발명은 중공형 연소 튜브 파열 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소 튜브의 내부에 고정 내열판 및 유동 내열판을 내장하고 버너에 화염 발생시 모터의 구동으로 유동 내열판을 유동시키면서 튜브가 급가열/급냉각되는 것을 방지할 수 있는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 소재강판에는 기계가공, 미세결정입자, 불순물 등에 의해 내부응력이 발생한다. 이러한 내부응력의 일부는 소재강판의 강도, 연전성을 높이고 기계적 성질을 개선시키지만, 우수한 자기적 특성 등을 얻기 위해서는 그 응력을 제거하기 위하여 소둔로에서 소둔공정이 수행된다.

상기 소둔로는 복사열을 이용해서 열간압연을 행한 소재강판을 열처리하여 금속의 재질을 결정하는 핵심설비로서, 압연 조직을 재결정시키고 성장시켜 내부응력을 제거하고, 적절한 인성을 가진 조직으로 만드는 역할을 한다.

즉, 소둔공정은 소재강판의 내부응력을 제거시키고 연화시키기 위하여 탄소성분 및 첨가 원소에 근거하여 기설정되어진 온도에 소재강판을 가열한 후 소정 시간동안 소둔로에 충분히 유지한다. 그리고, 냉각하여 수요가가 원하는 금속의 재질을 만드는 것이다.

이러한 소둔공정에 있어서, 열처리 순서는 소재강판, 예를 들어 스트립 표면의 압연유 및 이물질을 제거시키는 예열공정과, 스트립의 온도를 급상승 시키는 무산화공정과, 스트립을 소정온도로 가열시키는 가열공정과, 가열된 스트립의 온도를 균일하게 유지시키는 균열공정과, 스트립을 서서히 냉각시키는 서냉공정과, 스트립 의 시효 방지를 위한 과시효공정과, 급냉공정으로 이루어진다.

이때, 가열공정과 균열공정이 수행되는 가열대와 균열대를 합하여 방사튜브구역(RTS: radiant tube section)이라 한다. 이러한 방사튜브구역에 있어서, 주요설비는, 도 1에 도시된 바와 같이 연소튜브(1)의 내부에 연소가스(CO gas)와 공기(air)를 혼합 연소시켜 열량을 공급하는 메인버너(3)가 설치되어 있고, 메인버너(3)를 점화시키기 위한 보조 버너로서 파이로트 버너(9)가 설치되어 있으며, 상기 메인버너(3)와 파이로트 버너(9)는 메인버너(3)에 의해 연소되어진 폐가스의 대류 및 복사에 의해 스트립에 열전달을 시키는 유튜브(2)에 내장되어 있다.

한편, 상기 유튜브(2)에는 연소시 발생되는 폐 가스를 배출하는 폐 가스배출부(4) 및 폐가스 배출관(5)이 연결되어 있다.

여기서, 메인버너(3)의 점화는 파이로트 버너(9)에 의하여 이루어지며, 공급되는 공기 및 연소가스는 메인버너 내부의 보염기 주위에서 혼합되어 연소된다. 그리고, 연소된 폐가스는 소정의 흡입력에 의하여 폐 가스배출부(4)를 경유하여 대기로 방출된다.

이때, 메인버너(3)의 연속가동 중 충분한 열량을 확보하기 위해서는 공기와 연소가스는 완전 혼합되어야 한다. 그러나, 연소공기와 가스가 만나 화염이 형성되는 메인버너(3)는 열 팽창으로 인하여 파열 또는 변형되므로 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.

즉, 메인버너(3)와 파이롯트(9) 주변의 화염방사부 온도는 급속한 열팽창과 수축을 동반하여 유튜브(2) 입구가 변형 및 파열되는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 연속 소둔설비인 소둔로의 유튜브 내측 메인버너의 주변에 열변형을 최소화 할 수 있는 유동식 열 분사수단을 설치하여 유튜브의 사용수명을 연장시켜 생산성향상 및 생산원가를 절감할 수 있는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 중공형 연소 튜브 파열 방지장치는 유튜브의 내측면을 감싸도록 내장된 복수개의 유동 내열판과, 그 유동 내열판의 외측면에 볼 조인트를 매개로 설치되고 중앙부는 유튜브에 나사 결합되며 상단부에는 종동기어가 형성된 이동축과, 상기 종동기어에 선택적으로 나사 결합되도록 내부 양측면에는 아이들기어가 간헐적으로 형성되고 외측 둘레면에는 외접기어가 형성된 회전부재와, 상기 외접기어에 기어 결합되는 구동기어를 회전시키도록 유튜브의 외측 둘레면에 고정된 모터를 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 튜브 파열 방지장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 튜브 파열 방지장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도.이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 유튜브(10)의 내부에는 내측면을 감싸도록 유 동 내열판(20)이 설치되어 있되, 상기 유동 내열판(20)은 개별적으로 작동될 수 있도록 복수개가 등 간격으로 설치되어 있고, 그 유동 내열판(20)의 개수는 4개를 설치하는 것이 가장 바람직하며, 각 유동 내열판(20)의 양측 단부에는 유동 내열판(20)이 진동할 때 이탈되지 않도록 안내하기 위한 유도핀(21)이 설치되어 있고 상기 유튜브(10)에는 유도핀(21)이 이동될 수 있도록 삽입공(11)이 형성되어 있다.

한편, 상기 유튜브(10)의 내측 둘레면에는 그 유튜브(10)가 파열되는 것을 방지하기 위하여 고정 내열판(30)을 설치할 수도 있다.

상기 유동 내열판(20)의 외측면에는 이동축(40)의 하단부가 설치되어 있되, 상기 이동축(40)은 회전이 가능하도록 볼 조인트(41)를 매개로 설치되어 있고, 상기 이동축(40)의 중앙부분에는 유튜브(10)와 나사결합하기 위한 나사부(42)가 형성되어 있으며, 상단부에는 이동축(40)의 회전력을 전달받기 위한 종동기어(43)가 유튜브(10)의 외부로 돌출되게 형성되어 있다.

한편, 상기 유튜브(10)의 외측 둘레면에는 종동기어(43)를 감싸도록 회전부재(50)가 설치되어 있되, 상기 유튜브(10)와 회전부재(50)의 접촉부에는 회전부재(50)의 원활한 회전력을 부여하기 위하여 구름 볼(53)을 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고 상기 회전부재(50)의 내부 양측면에는 종동기어(43)와 선택적으로 기어 결합되는 아이들기어(51)가 간헐적으로 형성되어 있으며, 상기 아이들기어(51)를 간헐적으로 형성하는 이유는 회전부재(50)가 일방향으로 회전될 때 종동기어(43)를 정/역방향으로 반복적으로 회전시키기 위함이다. 상기 회전부재(50)의 외측 둘레면에는 외접기어(52)가 형성되어 있다.

또한 상기 외접기어(52)에는 구동기어(61)가 기어 결합되어 있고, 그 구동기어(61)는 유튜브(10)의 외부 둘레면 일측에 지지부재(62)를 매개로 고정된 모터(60)에 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공기와 연소가스를 혼합시켜 파이이로트(9)를 점화시키면 메인버너(3)에 화염이 발생되면서 온도가 급상승하게 되는 것이며, 이때 모터(60)를 작동시킨다.

상기 모터(60)가 작동되면 구동기어(61)가 회전하게 됨에 따라서 그 구동기어(61)에 기어 결합된 외접기어(52)가 회전하게 되므로 상기 외접기어(52)가 형성된 회전부재(50)가 회전하게 되는 것이다.

상기 회전부재(50)가 회전되면, 그 내부에 간헐적으로 형성된 아이들기어(51)는 종동기어(43)에 순차적으로 기어 결합되면서 상기 종동기어(43)를 회전시키게 되는 것이다. 즉, 상기 종동기어(43)의 좌측에 아이들기어(51)가 기어 결합된 상태로 회전부재(50)가 회전되면 상기 종동기어(43)가 형성된 이동축(40)은 정방향으로 회전되므로 그 유튜브(10)와 나사 결합된 나사부(42)에 의해서 하부로 이동되는 것이며, 상기 이동축(40)의 하단부는 유동 내열판(20)에 볼 조인트(41)로 결합되어 있으므로 원활하게 회전되는 것이며, 상기 유동 내열판(20)을 유튜브(10)의 중심 방향으로 이동시키게 되는 것이다.

한편, 상기 회전부재(50)가 더욱 회전되어 종동기어(43)의 우측에 아이들기어(51)가 기어 결합된 상태로 회전부재(50)가 회전되면 상기 종동기어(43)가 형성된 이동축(40)은 역방향으로 회전되므로 그 유튜브(10)와 나사 결합된 나사부(42)에 의해서 상부로 이동되는 것이며, 상기 이동축(40)의 하단부는 유동 내열판(20)에 볼 조인트(41)로 결합되어 있으므로 원활하게 회전되는 것이며, 상기 유동 내열판(20)을 유튜브(10)의 원주방향으로 이동시키게 되는 것이다.

따라서 상기 회전부재(50)가 연속적으로 회전되면 종동기어(43)의 좌측 및 우측에 아이들기어(51)가 순차적으로 기어 결합되면서 이동축(40)을 이동시키게 되어 유튜브(10)의 내부에 설치된 유동 내열판(20)이 유동되면서 유튜브(10)가 급가열/급냉각되는 것을 방지하게 되는 것이며, 상기 유동 내열판(20)이 진동될 때 그 유동 내열판(20)의 양단부에 설치된 유도핀(21)은 유튜브(10)에 형성된 삽입공(11)을 따라서 이동되므로 유동 내열판(20)의 이탈을 방지하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 모터의 회전력을 전달받아 회전되는 회전부재에 의해서 이동축에 설치된 유동 내열판이 유동되면서 온도를 적정하게 유지하여 유튜브가 파열 및 변형되는 것을 미연에 방지할 수 있게되는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유튜브(10)의 내측면을 감싸도록 내장된 복수개의 유동 내열판(20)과, 그 유동 내열판(20)의 외측면에 볼 조인트(41)를 매개로 설치되고 중앙부는 유튜브(10)에 나사 결합되며 상단부에는 종동기어(43)가 형성된 이동축(40)과, 상기 종동기어(43)에 선택적으로 나사 결합되도록 내부 양측면에는 아이들기어(51)가 간헐적으로 형성되고 외측 둘레면에는 외접기어(52)가 형성된 회전부재(50)와, 상기 외접기어(52)에 기어 결합되는 구동기어(61)를 회전시키도록 유튜브(10)의 외측 둘레면에 고정된 모터(60)를 포함함을 특징으로 하는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유동 내열판(20)의 유동을 안내하도록 유동 내열판(20)의 양단부에 형성된 유도핀(21)과, 상기 유도핀(21)이 삽입되도록 유튜브(10)에 형성된 삽입공(11)을 더 포함함을 특징으로 하는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유튜브(10)와 회전부재(50)의 접촉부에는 회전부재(50)의 원활한 회전력을 부여하기 위하여 구름 볼(53)을 더 포함함을 특징으로 하는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유튜브(10)와 유동 내열판(20)의 사이에 위치되도록 유튜브(10)의 내측 둘레면에 설치된 고정 내열판(30)을 더 포함함을 특징으로 하는 중공형 연소 튜브 파열 방지장치.

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