KR101410938B1 - 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐 - Google Patents

코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 코크스 오븐 가스 점화 장치는 상승관의 상측 개구에 장착된 상승관 커버와, 상기 상승관 커버 및 상기 상승관과 각각 연결되어 상기 상승관 커버를 통해 상기 상승관의 상측 개구를 개폐하는 커버 개폐 조작부와, 상기 상승관 커버의 일 영역을 개폐하도록 설치된 미니 밸브, 그리고 상기 미니 밸브의 배출구를 둘러싸도록 배치된 스팀 분사부를 포함한다.

Description

코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐{COKE OVEN GAS IGNITION DEVICE AND COKE OVEN USING THE SAME}
본 발명의 실시예는 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정적인 점화가 가능한 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐에 관한 것이다.
일반적으로, 코크스 오븐은 석탄이 장입되어 코크스가 만들어지는 것으로 연소실과 탄화실로 구성된다. 연소실은 가스를 연소시켜 열을 가하는 곳이며 탄화실은 석탄을 장입하는 곳이다. 연소실에서 가스가 연소되면 열분해 작용에 의해 코크스 오븐 가스(COG ; Coke Oven Gas)가 발생된다.
이와 같이 발생된 코크스 오븐 가스는 코크스 오븐에서 상승관을 통해 곡관부와 수집관을 거쳐 화성 공장으로 보내지게 된다.
상승관은 코크스 오븐에 석탄을 장입하여 가열하는 경우 발생되는 코크스 오븐 가스를 정제 공정인 화성공장으로 보내는 통로이며, 원통형 관으로 형성된다. 상승관의 상부에는 상승관 커버가 구비된다.
코크스 오븐에 석탄을 장입한 후 가동율에 따라 차이가 있으나 대략 15시간 정도 경과하게 되면 코크스 오븐 내에서 가스발생이 거의 일어나지 않으므로 곡관부 댐퍼를 닫고 상승관 커버를 열어준다.
상승관을 개방함과 더불어 대기 오염 방지를 위해 상승관 내에 잔류하는 코크스 오븐 가스를 연소시켜 주어야 한다. 이를 위해 상승관에는 이그나이터(igniter)가 설치되어 상승관을 통해 배출되는 잔류 가스를 점화하여 연소시키게 된다.
하지만, 상승관의 개방과 동시에 상승관 측면에 부착된 이그나이터에 의해 점화되는 순간 폭음과 함께 착화가 이루어진다. 이러한 폭음 및 폭음에 따른 충격이 반복되면 눈에 보이지 않는 미세한 균열의 발생될 수 있다.
또한, 상승관을 통해 배출되는 잔류 가스가 이그나이터 쪽을 벗어나서 흘러나가는 경우에는 점화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다. 이와 같이, 점화가 제대로 이루어지지 않는 경우 미연소된 코크스 오븐 가스가 대기 중에 방출되어 대기 오염의 원인이 된다.
한국 공개특허공보 제10-2011-0069341호 (2011년 6월 23일 공개),
한국 공개특허공보 제10-2007-0041127호 (2007년 4월 18일 공개),
한국 등록특허공보 제10-0470653호 (2005년 1월 28일 등록)).
본 발명의 실시예는 안정적으로 점화가 가능한 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐 가스 점화 장치는 상승관의 상측 개구에 장착된 상승관 커버와, 상기 상승관 커버 및 상기 상승관과 각각 연결되어 상기 상승관 커버를 통해 상기 상승관의 상측 개구를 개폐하는 커버 개폐 조작부와, 상기 상승관 커버의 일 영역을 개폐하도록 설치된 미니 밸브, 그리고 상기 미니 밸브의 배출구를 둘러싸도록 배치된 스팀 분사부를 포함한다.
상기 스팀 분사부는 상기 미니 밸브를 둘러싸는 챔버관과, 상기 챔버관에 연결되며 상기 미니 밸브를 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 분사 노즐들을 포함할 수 있다.
상기 챔버관과 연결된 스팀 공급관을 더 포함할 수 있다.
상기 미니 밸브는 공기압 밸브(air operated valve)일 수 있다. 그리고 코크스 오븐 가스 점화 장치는 상기 미니 밸브에 공기압를 제공하는 밸브 조절관을 더 포함할 수 있다.
상기 미니 밸브의 배출구 주변에 설치된 이그나이터(igniter)를 더 포함할 수 있다.
상기한 코크스 오븐 가스 점화 장치에서, 상기 미니 밸브가 열리고, 상기 스팀 분사부가 스팀을 분사하면 상기 상승관 내부의 코크스 오븐 가스가 상기 미니 밸브 밖으로 빨려나오면서 착화될 수 있다.
상기 미니 밸브를 통해 배출된 상기 코크스 오븐 가스가 착화되면, 상기 커버 개폐 조작부를 통해 상기 상승관 커버를 오픈하여 상기 상승관의 상측 개구를 통해 상기 상승관 내부에 잔류된 코크스 오븐 가스를 소각할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐은 오븐 본체와, 상기 오븐 본체와 연결된 상승관, 그리고 상기 상승관에 장착된 코크스 오븐 가스 점화 장치를 포함한다. 상기 코크스 오븐 가스 점화 장치는 상기 상승관의 상측 개구에 장착된 상승관 커버와, 상기 상승관 커버 및 상기 상승관과 각각 연결되어 상기 상승관 커버를 통해 상기 상승관의 상측 개구를 개폐하는 커버 개폐 조작부와, 상기 상승관 커버의 일 영역을 개폐하도록 설치된 미니 밸브, 그리고 상기 미니 밸브의 배출구를 둘러싸도록 배치된 스팀 분사부를 포함한다.
상기 스팀 분사부는 상기 미니 밸브를 둘러싸는 챔버관과, 상기 챔버관에 연결되며 상기 미니 밸브를 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 분사 노즐들을 포함할 수 있다.
상기 챔버관과 연결된 스팀 공급관을 더 포함할 수 있다.
상기 미니 밸브는 공기압 밸브(air operated valve)일 수 있다. 그리고 상기 코크스 오븐 가스 점화 장치는 상기 미니 밸브에 공기압를 제공하는 밸브 조절관을 더 포함할 수 있다.
상기 미니 밸브의 배출구 주변에 설치된 이그나이터(igniter)를 더 포함할 수 있다.
상기한 오븐은 상기 상승관과 연결된 곡관부, 상기 곡관부 내부에 설치된 곡관부 댐퍼, 및 상기 곡관부와 연결된 수집관을 더 포함할 수 있다.
상기 곡관부 댐퍼를 닫고, 상기 미니 밸브를 연 후, 상기 스팀 분사부가 스팀을 분사하면 상기 상승관 내부의 코크스 오븐 가스가 상기 미니 밸브 밖으로 빨려나오면서 착화될 수 있다.
상기 미니 밸브를 통해 배출된 상기 코크스 오븐 가스가 착화되면, 상기 커버 개폐 조작부를 통해 상기 상승관 커버를 오픈하여 상기 상승관의 상측 개구를 통해 상기 상승관 내부에 잔류된 코크스 오븐 가스를 소각할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐 가스 점화 장치는 안정적인 점화가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코크스 오븐은 점화 과정에서 손상되는 것을 최소화할 수 있으며, 미점화에 의한 대기 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 코크스 오븐 가스 점화 장치를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 코크스 오븐 가스 점화 장치에 의해 점화된 코크스 오븐을 나타낸 도면이다.
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 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 점화 장치(100) 및 이를 구비한 코크스 오븐(101)을 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐(101)은 오븐 본체(210), 상승관(220), 곡관부(230), 곡관부 댐퍼(235), 수집관(240), 및 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)를 포함한다.
코크스 오븐(101)은 석탄이 장입되어 코크스(ck)가 만들어지는 것으로 연소실과 탄화실로 구성된다. 연소실은 가스를 연소시켜 열을 가하는 곳이며 탄화실은 석탄을 장입하는 곳이다. 연소실에서 가스가 연소되면 열분해 작용에 의해 코크스 오븐 가스(COG; coke oven gas)가 발생된다.
이때 발생된 코크스 오븐 가스는 오븐 본체(210)에서 상승관(220)을 통해 곡관부(230)과 수집관(240)을 거쳐 화성 공장으로 보내진다.
상승관(220)은 오븐 본체(210)에 석탄을 장입하여 가열하는 경우 발생되는 코크스 오븐 가스를 화성 공장으로 보내는 통로이며, 일반적으로 원통형 관으로 형성되나 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
곡관부(230)는 상승관(220)과 수집관(240) 사이에 설치된다. 또한, 곡관부(230)의 내부에는 가스 통로를 차단하고 개폐할 수 있는 곡관부 댐퍼(235)가 설치된다. 그리고 곡관부 댐퍼(235)의 후단에 수집관(240)이 상승관(220)과 이어져 있다.
코크스 오븐 가스 점화 장치(100)는 상승관 커버(150), 커버 개패 조작부(160), 미니 밸브(110), 스팀 분사부(120)를 포함한다.
상승관 커버(150)는 상승관(220)의 상측 개구(225)에 설치된다. 커버 개폐 조작부(160)는 상승관 커버(150) 및 상승관(220)과 각각 연결되어 상승관 커버(150)를 통해 상승관(220)의 상측 개구(225)를 개폐한다. 미니 밸브(110)는 상승관 커버(150)의 일 영역을 개폐하도록 설치된다. 스팀 분사부(120)는 미니 밸브(110)으 배출구를 둘러싸도록 배치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 스팀 분사부(120)는 미니 밸브(110)를 둘러싸는 챔버관(125)과, 챔버관(125)에 연결되며 미니 밸브(110)를 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 분사 노즐들(121)을 포함한다. 그리고 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)는 챔버관(125)과 연결된 스팀 공급관(128)을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 미니 밸브(110)는 공기압 밸브(air operated valve)이다. 그리고 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)는 미니 밸브(110)에 공기압를 제공하는 밸브 조절관(115)을 더 포함할 수 있다.
또한, 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)는 미니 밸브(110)의 배출구 주변에 설치된 이그나이터(igniter)(130)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)는 안정적인 점화가 가능하다.
또한, 코크스 오븐(101)은 점화 과정에서 손상되는 것을 최소화할 수 있으며, 미점화에 의한 대기 오염을 방지할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)를 구비한 코크스 오븐(101)의 작동 과정을 구체적으로 설명한다.
도 1과 같이, 코크스 오븐(101)의 오븐 본체(210)에 석탄을 장입한 후 가동율에 따라 차이가 있으나 대략 15시간 정도 경과하면 오븐 본체(210) 내에서 코크스 가스 발생이 거의 일어나지 않게 된다. 이때, 곡관부 댐퍼(230)를 닫고 코크스 오븐 가스 점화 장치(100)의 미니 밸브(110)를 개방한다.
도 2와 같이, 미니 밸브(110)를 개방하고, 스팀 분사부(120)의 분사 노즐(121)을 통해 스팀을 분사하면, 개방된 미니 밸브(110)를 통해 상승관(220) 내부의 코크스 가스가 분사 노즐(121)로 분사되는 스팀의 기류에 견인되어 빨려 나온다.
미니 밸브(110)를 통해 밖으로 빨려 나온 코크스 가스는 공기와 접촉하게 된다. 이때, 이그나이터(igniter)(130)의 점화에 의해 코크스 가스가 착화된다.
한편, 미니 밸브(110)는 상승관(220)의 상측 개부(225)보다 상대적으로 매우 작다. 따라서 미니 밸브(110)를 통해 배출되는 코크스 가스에 이그나이터(130)를 사용하여 안정적으로 점화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예와 달리, 상승관(220)의 상측 개구(225)에 직접 이그나이터(130)로 점화시킬 경우, 이그나이터(130)가 설치된 위치와 반대 방향으로 바람이 부는 경우 점화가 되지 않거나 점화가 지연될 수 있다.
하지만, 미니 밸브(110)의 배출구는 상승관(220)의 상측 개구(225)와 비교하여 상대적으로 크기가 작고, 스팀 분사부(120)에서 분사되는 스팀에 의해 코크스 가스의 배출이 견인되므로, 이그나이터(130)에 의해 안정적으로 점화될 수 있다. 이에, 미점화 또는 점화 지연에 의해 불연소된 코크스 가스가 대기 중으로 그대로 방출되어 발생되는 환경오염의 문제를 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 미니 밸브(110)의 배출구는 상대적으로 적은 크기를 가지므로, 점화시 폭음이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 점화시 발생되는 폭음에 의한 충격 및 손상을 최소화할 수 있다.
도 3과 같이, 미니 밸브(110)를 통해 배출되는 코크그 가스가 점화된 상태에서, 커버 개폐 조작부(160)를 통해 상승관 커버(150)를 열어 상승관(220)의 상측 개구(225)를 개방시킨다. 이때, 점화 상태는 자연스럽게 유지되고, 미니 밸브(110)의 배출구보다 큰 크기를 갖는 상승관(220)의 상측 개구(225)를 통해 코크스 가스가 상대적으로 대량으로 배출되면서 소각되어 상승관(220)에 잔류하는 코코스 가스를 빠르게 제거할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 가스 점화 장치(100) 및 이를 구비한 코크스 오븐(101)은 안정적으로 코크스 가스에 점화시켜 코크스 오븐(101)의 내부에 잔류하는 코크스 가스를 효과적으로 소각할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 코크스 오븐 가스 점화 장치
101: 코크스 오븐
110: 미니 밸브
115: 밸브 조절관
120: 스팀 분사부
121: 분사 노즐
122: 챔버관
128: 스팀 공급관
130: 이그나이터
150: 상승관 커버
160: 커버 개폐 조작부
210: 오븐 본체
220: 상승관
230: 곡관부
235: 곡관부 댐퍼
240: 수집관

Claims (15)

  1. 상승관의 상측 개구에 장착된 상승관 커버;
    상기 상승관 커버 및 상기 상승관과 각각 연결되어 상기 상승관 커버를 통해 상기 상승관의 상측 개구를 개폐하는 커버 개폐 조작부;
    상기 상승관 커버의 일 영역을 개폐하도록 설치된 미니 밸브; 및
    상기 미니 밸브의 배출구를 둘러싸도록 배치된 스팀 분사부
    를 포함하는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 스팀 분사부는 상기 미니 밸브를 둘러싸는 챔버관과, 상기 챔버관에 연결되며 상기 미니 밸브를 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 분사 노즐들을 포함하는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 챔버관과 연결된 스팀 공급관을 더 포함하는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 미니 밸브는 공기압 밸브(air operated valve)이며,
    상기 미니 밸브에 공기압를 제공하는 밸브 조절관을 더 포함하는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 미니 밸브의 배출구 주변에 설치된 이그나이터(igniter)를 더 포함하는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 미니 밸브가 열리고, 상기 스팀 분사부가 스팀을 분사하면 상기 상승관 내부의 코크스 오븐 가스가 상기 미니 밸브 밖으로 빨려나오면서 착화되는 코크스 오븐 가스 점화 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 미니 밸브를 통해 배출된 상기 코크스 오븐 가스가 착화되면, 상기 커버 개폐 조작부를 통해 상기 상승관 커버를 오픈하여 상기 상승관의 상측 개구를 통해 상기 상승관 내부에 잔류된 코크스 오븐 가스를 소각하는 코크스 오븐 점화 장치.
  8. 오븐 본체;
    상기 오븐 본체와 연결된 상승관; 및
    상기 상승관에 장착된 코크스 오븐 가스 점화 장치
    를 포함하며,
    상기 코크스 오븐 가스 점화 장치는,
    상기 상승관의 상측 개구에 장착된 상승관 커버와;
    상기 상승관 커버 및 상기 상승관과 각각 연결되어 상기 상승관 커버를 통해 상기 상승관의 상측 개구를 개폐하는 커버 개폐 조작부와;
    상기 상승관 커버의 일 영역을 개폐하도록 설치된 미니 밸브; 그리고
    상기 미니 밸브의 배출구를 둘러싸도록 배치된 스팀 분사부
    를 포함하는 코크스 오븐.
  9. 제8항에서,
    상기 스팀 분사부는 상기 미니 밸브를 둘러싸는 챔버관과, 상기 챔버관에 연결되며 상기 미니 밸브를 중심으로 방사상으로 배치된 복수의 분사 노즐들을 포함하는 코크스 오븐.
  10. 제9항에서,
    상기 챔버관과 연결된 스팀 공급관을 더 포함하는 코크스 오븐.
  11. 제8항에서,
    상기 미니 밸브는 공기압 밸브(air operated valve)이며,
    상기 미니 밸브에 공기압를 제공하는 밸브 조절관을 더 포함하는 코크스 오븐.
  12. 제8항에서,
    상기 미니 밸브의 배출구 주변에 설치된 이그나이터(igniter)를 더 포함하는 코크스 오븐.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에서,
    상기 상승관과 연결된 곡관부;
    상기 곡관부 내부에 설치된 곡관부 댐퍼; 및
    상기 곡관부와 연결된 수집관;
    을 더 포함하는 코크스 오븐.
  14. 제13항에서,
    상기 곡관부 댐퍼를 닫고, 상기 미니 밸브를 연 후, 상기 스팀 분사부가 스팀을 분사하면 상기 상승관 내부의 코크스 오븐 가스가 상기 미니 밸브 밖으로 빨려나오면서 착화되는 코크스 오븐.
  15. 제14항에서,
    상기 미니 밸브를 통해 배출된 상기 코크스 오븐 가스가 착화되면, 상기 커버 개폐 조작부를 통해 상기 상승관 커버를 오픈하여 상기 상승관의 상측 개구를 통해 상기 상승관 내부에 잔류된 코크스 오븐 가스를 소각하는 코크스 오븐.
KR1020110115964A 2011-11-08 2011-11-08 코크스 오븐 가스 점화 장치 및 이를 구비한 코크스 오븐 KR101410938B1 (ko)

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