KR101421806B1 - 코크스 오븐의 방산가스 점화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 문제 발생으로 코크스 오븐에서 발생된 코크스 오븐 가스(COG)를 브리더를 통하여 대기중으로 방산시킬 때 브리더의 내부에서 코크스 오븐 가스를 착화시켜 연소시키기 위한 코크스 오븐의 방산가스 점화장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 코크스 오븐에 구비된 브리더(bleeder)를 통해 방산되는 코크스 오븐 가스(COG)를 점화시키는 점화장치로서, 상기 브리더의 측벽에 형성되는 점화구를 개폐시키는 게이트 유닛과; 상기 게이트 유닛과의 접촉에 의해 상기 게이트 유닛을 열면서 상기 점화구를 통하여 상기 브리더의 내부로 진입되고, 상기 코크스 오븐 가스에 스파크를 발생시켜 화염을 착화시키는 점화유닛을 포함한다.

Description

코크스 오븐의 방산가스 점화장치{IGNITION APPARATUS FOR EXHAUST GAS IN COKES OVEN}

본 발명은 코크스 오븐의 방산가스 점화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 문제 발생으로 코크스 오븐에서 발생된 코크스 오븐 가스(COG)를 브리더를 통하여 대기중으로 방산시킬 때 브리더의 내부에서 코크스 오븐 가스를 착화시켜 연소시키기 위한 코크스 오븐의 방산가스 점화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로에서 용선을 생산할 때 투입되는 부원료인 코크스(Cokes)는 고로 내에서 열원, 환원제 등의 역할과 함께 통기성을 확보하는 수단으로 이용되는 석탄 숯의 일종으로서 코크스 오븐(Cokes Oven)에서 생산된다.

도 1은 일반적인 코크스 오븐 조업공정을 도시한 개략도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 생산과정은 점결성이 있는 석탄을 코크스 오븐(10)의 노상부에서 장입차(Charging Car; 20)를 이용하여 네 개의 장입구를 통해 코크스 오븐(10)의 탄화실(11)로 장입한 뒤 코크스 오븐(10)을 밀폐시킨 상태에서 섭씨 1,300도로 간접 가열하여 약 18시간 동안 건류시킨다. 완성된 적열 코크스(C)는 압출차(Pusher Car)에 의해 코크스 오븐(10) 밖으로 압출(Pushing)하게 된다.

이때, 코크스 오븐(10) 반대편에서 트랜스퍼 카(Transfer Car)에 유도된 적열 코크스(C)를 이동대차(Quenching Car)의 버켓(Bucket)에 적재 후 다음 공정인 C.D.Q.(Coke Dry Quenching)로 이송하게 된다. 그리고 코크스(C)가 배출되어 탄화실(11)이 빈 코크스 오븐(10)에 다시 석탄을 장입하게 된다.

석탄이 적열 코크스(C)로 생성되는 과정 중에는 코크스 오븐(10)의 탄화실(11)에 장입된 석탄과 외부에서 공급되는 연소 가스의 작용에 의해 다량의 코크스 오븐 가스(Cokes Oven Gas; COG)가 발생되는데, 발생된 코크스 오븐 가스는 도 1에 도시된 바와 같이 코크스 오븐(10)에 형성된 탄화실(11)의 내부 공간 중 석탄(C)이 적치된 상부 공간을 통하여 유동되어 상승관(12)을 통과한 후 가스 집합 본관(13)에 모인 다음 가스 취출 본관(14)을 통해서 타설비, 예를 들어 화성설비로 보내진다. 이러한 코크스 오븐 가스의 흐름은 24시간 연속적으로 이루어지며, 화성설비로 보내진 가스는 정제공정을 거쳐 제철소 연료로 사용된다.

하지만, 만약 화성설비의 가스 흡입 블로워(blower) 고장, 정전 등으로 코크스 오븐 가스를 흡입하지 못하는 사고가 발생되는 경우에는 코크스 오븐(10)의 탄화실(11)에서 발생된 코크스 오븐 가스를 가스 집합 본관(13)에 별도로 구비되는 브리더(bleeder; 30) 또는 상승관(12)을 통해서 대기중으로 방산시킨다.

이렇게 브리더(30) 또는 상승관(12)을 통해서 대기중으로 방산할 때는 코크스 오븐 가스의 양이 대량이기 때문에 환경오염방지를 위하여 반드시 소각(연소)처리를 한 다음 방산시키고 있다.

종래 상승관(12)에서 코크스 오븐 가스를 소각시키는 장치에 대해서는 "코크스 오븐 가스 자동 점화장치(공개특허 10-2007-0041127)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다. 하지만, 상승관(12)은 코크스 오븐(10)에 구비된 다수의 탄화실(11)에 각각 대응되어 구비되는 요소로서 상승관(12)에서 코크스 오븐 가스를 소각시키는 것은 상승관(12) 내에 잔류하는 코크스 오븐 가스를 소각시키는 것이다. 따라서 상승관(12)에 구비되는 점화장치만으로는 코크스 오븐 가스를 화성설비로 보내는 경우에 발생되는 문제를 해결하지는 못하였다.

이렇게 코크스 오븐 가스를 화성설비로 보내는 경우에 발생되는 문제를 해결하기 위해서는 각각의 탄화실(11)에서 상승관(12)을 통하여 가스 집합 본관(13)에 모여진 코크스 오븐 가스를 일괄적으로 처리하는 설비인 브리더(30)를 이용하는 방법이 사용되고 있다.

도 2는 종래의 브리더에 구비된 방산가스 점화장치를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 브리더(30)의 내측 하부에는 코크스 오븐 가스의 유동을 단속하는 댐퍼(31)가 구비되어 평시에는 댐퍼(31)를 닫아 코크스 오븐 가스가 브리더(30)를 통하여 배출되는 것을 막고 있다가 비상시에는 댐퍼(31)를 열어 코크스 오븐 가스가 브리더(30)를 통하여 대기중으로 배출되도록 한다.

한편, 브리더(30)의 주변에는 코크스 오븐 가스를 착화시키는 방산가스 점화장치가 구비되는데, 종래의 방산가스 점화장치(40)는 브리더(30)와는 별개로 코크스 오븐 가스를 브리더(30)의 상단영역으로 공급하여 브리더(30)를 통하여 배출되는 코크스 오븐 가스가 소각되도록 파일럿 불꽃을 제공하기 위하여 가스 집합 본관(13)에서 분기되어 브리더(30)의 상단영역으로 연장되는 파일럿 불꽃용 배관(41)이 구비되고, 상기 파일럿 불꽃용 배관(41)의 상단부 주변에는 파일럿 불꽃의 착화를 위하여 고전압을 이용하는 점화 플러그(43)가 구비된다. 상기 점화 플러그(43)는 브리더(30)의 외측 하부에 구비되는 점화코일(44)에 연결 케이블(45)로 연결되어 작동된다.

한편, 상기 파일럿 불꽃용 배관(41)에는 실린더(50)에 의해 개폐되는 상기 댐퍼(31)의 작동과 연동하여 개폐되는 밸브(42)가 구비되어 브리더(30)로 코크스 오븐 가스가 배출되면 동시에 파일럿 불꽃용 배관(41)을 통해서도 코크스 오븐 가스가 배출된다.

그래서, 비상시 실린더(50)를 작동시키면 브리더(30)에 구비된 댐퍼(31)와 파일럿 불꽃용 배관(41)에 구비된 밸브(42)가 동시에 열리면서 브리더(30)와 파일럿 불꽃용 배관(41)에 코크스 오븐 가스가 유동된다. 이때 점화코일(44)을 작동시켜 점화 플러그(43)에서 스파크를 발생시키면 스파크에 의해 파일럿 불꽃용 배관(41)의 상단에서 파일럿 불꽃이 발생되고, 이 파일럿 불꽃이 브리더(30)를 통하여 배출되는 코크스 오븐 가스를 착화시켜 코크스 오븐 가스를 소각시키면서 대기중으로 배출시키는 것이다.

하지만, 고전압을 이용하는 점화 플러그(43)는 그 설치 위치가 코크스 공장의 특성상 주변 환경이 매우 열악한 상태(고열, 분진, 가스)에 노출되는 위치이기 때문에 점화 플러그(43)가 주변 환경에 의해 열화, 부식, 전기적 문제점(접지)을 일으켜 정확하게 작동하지 않거나 완전히 소손되는 문제가 발생하였다.

또한, 오작동 또는 소손과 같은 문제로 인하여 보수 정비가 필요한 경우에 점화 플러그(43)가 설치되는 위치가 대략 25m의 높이인 브리더(30)의 상부 끝에 설치되어 있기 때문에 보수에 어려움이 있었고, 고압 전압을 이용한 점화 방식이기 때문에 보수작업 및 수리시 감전의 위험이 있어 취급도 어려운 문제가 있었다.

이렇게 점화 플러그(43)가 오작동 또는 소손되어 작동되지 않는 경우에는 코크스 오븐 가스가 소각되지 않아 타르, 암모니아, 유황 등의 불순 성분을 함유한 상태로 대기중으로 방출되기 때문에 제철소의 대기환경을 크게 오염시키는 주원인이 되었다.

또한, 코크스 오븐 방산시 단시간 내 많은 양의 정제되지 않은 가스가 브리더로 방출될 때 점화 플러그(43)의 불씨가 착화되지 못하는 경우가 발생되고, 이로인해 작업자가 브리더 하부로 접근한 상태에서 수동으로 점화를 하게 된다. 이러한 과정에서 점화를 시도하는 작업자는 고온의 화염에 노출되어 재해 발생이 우려되는 등의 안전상의 문제가 발생된다.

공개특허 10-2007-0041127 (2007. 04. 18)

본 발명은 점화장치의 점화 성공률 및 정확성을 높일 수 있는 코크스 오븐의 방산가스 점화장치를 제공한다.

또한, 종래의 브리더 상단에 설치되던 점화장치의 위치를 브리더의 하부로 변경하여 점화 플러그의 설치와 유지 및 보수를 손쉽게 하는 동시에 점화 플러그를 기계적인 작동에 의해 브리더의 내부로 진입시켜 코크스 오븐 가스를 연소시키기 위한 화염을 착화시킬 수 있게 하는 코크스 오븐의 방산가스 점화장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 코크스 오븐에 구비된 브리더(bleeder)를 통해 방산되는 코크스 오븐 가스(COG)를 점화시키는 점화장치로서, 상기 브리더의 측벽에 형성되는 점화구를 개폐시키는 게이트 유닛과; 상기 게이트 유닛과의 접촉에 의해 상기 게이트 유닛을 열면서 상기 점화구를 통하여 상기 브리더의 내부로 진입되고, 상기 코크스 오븐 가스에 스파크를 발생시켜 화염을 착화시키는 점화유닛을 포함한다.

상기 게이트 유닛은 상기 브리더의 외주면에 구비되어 상기 점화구를 개폐하도록 슬라이딩 되는슬라이드 게이트와; 상기 슬라이드 게이트의 일측에서 상기 점화유닛 방향으로 연장 돌출되어 상기 슬라이드 게이트와 일체로 동작되는 게이트 플레이트와; 상기 슬라이드 게이트의 타측을 커버하면서 상기 슬라이드 게이트의 슬라이딩 동작을 안내하는 게이트 가이드와; 상기 슬라이드 게이트가 상기 점화구를 닫는 방향으로 슬라이딩되는 복원력을 제공하는 복원수단을 포함한다.

상기 슬라이드 게이트, 게이트 플레이트, 게이트 가이드 및 복원수단은 각각 한 쌍이 구비되어 상기 브리더의 외주면에서 상기 점화구를 기준으로 서로 대칭되도록 배치되고, 상기 각각의 게이트 플레이트는 상기 점화유닛이 진입되는 진입영역을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 복원수단은 상기 브리더의 외주면에 설치되는 브래킷과; 상기 브래킷의 단부에 설치되면서 내부에 스프링이 내장되는 하우징과; 일측이 상기 게이트 플레이트에 고정되어 일체로 동작되고, 타측이 상기 하우징에 내장된 스프링에 지지되도록 상기 하우징의 단부를 관통하여 설치되는 작동바를 포함하고, 상기 점화유닛의 접촉에 의한 상기 게이트 플레이트의 작동시 상기 스프링을 압축시켜 상기 게이트 플레이와 함께 상기 슬라이드 게이트가 상기 점화구를 닫는 방향으로 슬라이딩되는 복원력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 점화유닛은 상기 점화구의 전방에 설치되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트에 설치되어 상기 점화구 방향으로 동작되는 로드가 구비되는 실린더와; 상기 로드의 단부에 설치되어 상기 실린더의 작동에 의해 상기 게이트 플레이트와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트를 동작시켜 상기 점화구를 여는 작동블럭과; 상기 작동블럭과 일체로 동작되도록 상기 작동블럭의 전단부에 부착되는 점화 플러그를 포함한다.

상기 작동블럭에는 상기 게이트 플레이트와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트가 슬라이딩 동작되도록 전단부의 외주면에 경사면이 형성되고, 슬라이딩 동작된 상기 슬라이드 게이트를 지지하도록 상기 경사면에 이어지는 지지면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 점화 플러그는 상기 작동블럭의 후면을 관통하여 상기 경사면을 통해 상기 작동블럭의 전방으로 노출되는 것을 특징으로 한다.

상기 점화 플러그에는 전원을 공급하는 케이블이 연결되고, 상기 베이스 플레이트에는 상기 점화 플러그에 전원을 공급하도록 상기 케이블에 연결되는 전원 판넬 및 상기 케이블이 권취되어 상기 작동블럭의 동작에 대응하여 상기 케이블의 길이를 조절하는 케이블 릴이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 종래에 코크스 오븐 가스가 연소되는 브리더의 상부영역에 구비되던 점화 플러그를 브리더의 하부영역에 배치함에 따라 점화 플러그의 설치와 유지 및 보수를 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 점화 플러그를 기계적인 작동에 의해 브리더의 내부로 직접 진입시켜 코크스 오븐 가스를 연소시키기 위한 화염을 착화시킴에 따라 점화 성공률을 높일 수 있는 동시에 작업자의 브리더에 근접하여 작업하는 것을 배제하여 화염에 의한 작업자의 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 평시에는 점화 플러그를 브리더의 외부에 배치시키고, 점화시에만 브리더의 내부로 인입시킴에 따라 점화 플러그를 최상의 상태로 유지할 수 있어 점화 플러그에 의한 점화 성공률 및 작동의 정확성을 항상 최상의 상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 코크스 오븐 조업공정을 도시한 개략도이고,
도 2는 종래의 브리더에 구비된 방산가스 점화장치를 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치의 사용상태를 보여주는 도면이며,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치를 보여주는 도면이다.

먼저 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 코크스 오븐에 설치되는 브리더(30)의 하부 영역에 측벽에 설치되는 장치로서, 본 실시예가 구현되기 위해서는 브리더(30)의 하부영역 측벽에 소정 크기의 점화구(32)가 형성되어야 한다. 이러한 점화구(32)는 종래의 브리더에도 형성되어 있던 구성으로 통상 종래의 점화 플러그가 손상된 경우에 조업자가 직접 불씨를 브리더(30)의 내부로 진입시키기 위하여 형성된 구멍이다. 상기 점화구(32)는 직사각형의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 점화구(32)는 전술된 예에 한정되지 않고 브리더(30)의 측벽에 형성되어 브리더(30)의 내부로 관통되는 구멍이라면 어떠한 구멍이라도 가능할 것이다.

한편, 상기 브리더(30)의 점화구(32)와 인접된 영역에는 화염의 착화시 착화성공율을 향상시키기 위하여 외부 공기를 브리더(30)의 내부로 유입시키는 에어 유입구(33)가 다수개 형성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 에어 유입구(33)는 상기 점화구(32)의 형성높이보다 조금 낮은 위치에 일정한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 크게 브리더(30)의 측벽에 형성되는 점화구(32)를 개폐시키는 게이트 유닛(100)과; 상기 게이트 유닛(100)과의 접촉에 의해 상기 게이트 유닛(100)을 열면서 상기 점화구(32)를 통하여 상기 브리더(30)의 내부로 진입되고, 상기 코크스 오븐 가스에 스파크를 발생시켜 화염을 착화시키는 점화유닛(200)을 포함한다.

상기 게이트 유닛(100)은 상기 점화구(32)를 개폐시키는 유닛으로서, 본 실시예에서는 미닫이 방식으로 구현된다. 예를 들어 상기 게이트 유닛(100)은 상기 브리더(30)의 외주면에 구비되어 상기 점화구(32)를 개폐하도록 슬라이딩 되는 슬라이드 게이트(110a, 110b)와; 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 일측에서 상기 점화유닛(200) 방향으로 연장 돌출되어 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)와 일체로 동작되는 게이트 플레이트(120a, 120b)와; 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 타측을 커버하면서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 슬라이딩 동작을 안내하는 게이트 가이드(130a, 130b)를 포함한다. 또한, 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상기 점화구(32)를 닫는 방향으로 슬라이딩되는 복원력을 제공하는 복원수단(140a, 140b)을 더 포함한다.

상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)는 상기 점화구(32)를 미닫이 방식으로 개폐시키는 수단으로서, 서로 상하방향으로 근접되거나 멀어지도록 슬라이딩 되어 상기 점화구(32)를 개폐하도록 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)는 평평하게 형성될 수 있지만 바람직하게는 상기 브리더(30)의 표면 굴곡정도에 대응되는 곡률반경을 갖는 것이 좋을 것이다.

상기 게이트 플레이트(120a, 120b)는 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 일측에서 연장 형성되어 일체로 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)를 슬라이딩 시키는 수단으로서, 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 개수에 대응하여 한 쌍이 구성되는 것이 바람직하다. 그래서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 서로 대면되는 부분에 각각 위치된다.

이때 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)는 후술되는 점화유닛(200)의 작동블럭(230)이 접촉되면서 상호 간의 간격이 넓어지도록 하기 위하여 상기 작동블럭(230)이 이동되는 영역을 둘러싸는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 단면이 대략 "ㄷ"자 형상을 갖도록 형성되어 한 쌍의 게이트 플레이트(120a, 120b)가 서로 대향 배치되어 대략 "ㅁ"자 형상을 유지하게 된다.

상기 게이트 가이드(130a, 130b)는 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상하방향으로 슬라이딩 되는 동작을 가이드 하는 수단으로서, 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 타측을 둘러싸도록 상기 브리더(30)의 측벽에 고정설치된다. 이때 상기 게이트 가이드(130a, 130b)의 내부에는 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 이동되는 내부 공간이 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 게이트 가이드(130a, 130b)도 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 개수에 대응하여 한 쌍이 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 복원수단(140a, 140b)은 후술되는 작동블럭(230)에 의해 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 열린 상태에서 작동블럭(230)과의 접촉이 해제될 때 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상기 점화구(32)를 닫을 수 있도록 동작되는 복원력을 제공하는 수단으로서, 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)를 동작시킬 수 있도록 구비된다. 이때 상기 복원수단(140a, 140b)도 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 개수에 대응하여 한 쌍이 구성되는 것이 바람직하다.

예를 들어 상기 복원수단(140a, 140b)은 상기 브리더(30)의 외주면에 설치되는 브래킷(141a, 141b)과; 상기 브래킷(141a, 141b)의 단부에 설치되면서 내부에 스프링(143a, 143b)이 내장되는 하우징(142a, 142b)과; 일측이 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)에 고정되어 일체로 동작되고, 타측이 상기 하우징(142a, 142b)에 내장된 스프링(143a, 143b)에 지지되도록 상기 하우징(142a, 142b)의 단부를 관통하여 설치되는 작동바(144a, 144b)를 포함한다.

상기 브래킷(141a, 141b)은 상기 하우징(142a, 142b)을 상기 브리더(30)의 외주면에 고정시키는 수단으로서, 그 형상 및 방식은 어떠하여도 무방하다. 본 실시예에서는 상기 하우징(142a, 142b)을 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상하방향으로 슬라이딩 되는 방향과 평행하게 배치하기 위하여 일측이 상기 브리더(30)의 측벽에 입설된 다음 90도로 되어 타측이 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 슬라이딩 되는 방향과 평행하게 위치되도록 구현하였다.

상기 하우징(142a, 142b)은 복원력을 제공하기 위하여 구성되는 수단으로서, 내부에 복원력을 제공하는 스프링(143a, 143b), 예를 들어 코일 스프링이 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 슬라이딩 방향과 평행한 방향으로 배치되어 내장된다. 그래서 상기 하우징(142a, 142b)은 대략 내부에 스프링(143a, 143b)이 내장되는 공간이 마련되고 일측 단부는 밀폐되고 타측 단부는 개구되는 함체로 구성된다.

상기 작동바(144a, 144b)는 상기 스프링(143a, 143b)과 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)를 연결하여 상기 스프링(143a, 143b)에서 발생되는 복원력을 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)에 전달하는 수단으로서, 상기 작동바(144a, 144b)는 일측이 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)의 후면에 고정되고, 타측이 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)의 개구된 타측 단부를 통하여 상기 하우징(142a, 142b)의 내부로 인입되어 상기 스프링(143a, 143b)에 지지된다.

그래서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 후술되는 작동블럭(230)의 접촉에 의해 점화구(32)를 여는 방향으로 동작되면 슬라이드 게이트(110a, 110b)와 일체로 게이트 플레이트(120a, 120b) 및 작동바가 이동되면서 스프링(143a, 143b)을 압축시키게 된다. 그리고 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 열리는 방향으로 작동하는 힘이 해제되면 압축되었던 상기 스프링(143a, 143b)이 원래의 형상으로 복원되면서 상기 작동바(144a, 144b)를 밀어 상기 게이트 플레이트(120a, 120b) 및 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상기 점화구(32)를 닫는 방향으로 슬라이딩 되도록 하는 복원력을 제공하는 것이다.

한편, 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b), 게이트 플레이트(120a, 120b), 게이트 가이드(130a, 130b) 및 복원수단(140a, 140b)은 전술된 바와 같이 각각 한 쌍이 구비되는데 이때 각각의 슬라이드 게이트(110a, 110b), 게이트 플레이트(120a, 120b), 게이트 가이드(130a, 130b) 및 복원수단(140a, 140b)은 상기 점화구(32)의 중심을 기준으로 서로 상하 대칭되도록 배치되는 것이 바람직하다. 물론 상기 대칭 방향으로 상하방향에 한정되지 않고 좌우방향으로 대칭을 이루어도 무방할 것이다.

상기 점화유닛(200)은 상기 브리더(30)의 내부로 진입하여 코크스 오븐 가스에 화염을 착화시키는 유닛으로서, 상기 점화구(32)의 전방에 설치되는 베이스 플레이트(210)와; 상기 베이스 플레이트(210)에 설치되어 상기 점화구(32) 방향으로 동작되는 로드(221)가 구비되는 실린더(220)와; 상기 로드(221)의 단부에 설치되어 상기 실린더(220)의 작동에 의해 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)를 동작시켜 상기 점화구(32)를 여는 작동블럭(230)과; 상기 작동블럭(230)과 일체로 동작되도록 상기 작동블럭(230)의 전단부에 부착되는 점화 플러그(240)를 포함한다.

상기 베이스 플레이트(210)는 상기 실린더(220)가 설치되는 위치를 제공하는 수단으로서, 상기 베이스 플레이트(210)의 형상 및 크기는 특정 형상 및 크기에 한정되지 않고 상기 실린더(220)가 바람직한 위치에 배치될 수 있도록 구성된다면 어떠한 형상 및 크기로 구현되어도 무방할 것이다.

상기 실린더(220)는 상기 유압 또는 공압에 의해 작동되어 로드(221)를 전진 또는 후진시키는 수단으로서, 상기 베이스 플레이트(210)의 상면에 설치된다. 이때 상기 로드(221)는 전진되어 상기 점화구(32)의 내부로 인입될 수 있을 정도의 길이로 구현되는 것이 바람직하다.

상기 작동블럭(230)은 상기 게이트 유닛(100), 보다 정확하게는 게이트 플레이트(120a, 120b)와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상기 점화구(32)를 개폐하도록 동작시키는 수단으로서, 상기 로드(221)의 단부에 설치되는 다각형의 블럭이다. 이때 상기 작동블럭(230)에는 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 슬라이딩 동작되도록 상기 점화구(32)를 향하는 방향, 즉 전단부의 외주면에 상하 대칭되도록 경사면(231)이 형성되고, 슬라이딩 동작된 상기 슬라이드 게이트(110a, 110b)를 지지하도록 상기 경사면에 이어지도록 상부 및 하부에 지지면(232)이 형성된다. 그래서 상기 작동블럭(230)은 전단부가 대략 단면의 형상이 삼각형으로 형성되고 전단부에 이어지는 후단부는 대략 단면의 형상이 사각형으로 형성된다.

그리고, 상기 점화 플러그(240)는 코크스 오븐 가스에 스파크를 일으켜 화염을 착화시키는 수단으로서, 예를 들어 이그나이터(igniter)로 구현된다. 상기 점화 플러그(240)는 스파크를 일으키는 전단부가 상기 작동블럭(230)의 전단부로 노출되도록 상기 작동블럭(230)에 일체로 설치된다. 부연하자면 상기 점화 플러그(240)는 상기 작동블럭(230)의 후면을 관통하여 작동블럭(230)의 상기 경사면을 통해 상기 작동블럭(230)의 전방으로 노출된다. 그래서 상기 작동블럭(230)의 작동과 일체로 이동되어 상기 작동블럭(230)과 함께 상기 브리더(30)의 점화구(32)를 통과하여 브리더(30)의 내부로 진입된다.

한편 상기 점화 플러그(240)에는 전원을 공급하는 케이블(241)이 연결되고, 상기 베이스 플레이트(210)에는 상기 점화 플러그(240)에 전원을 공급하도록 상기 케이블(241)에 연결되는 전원 판넬(250)이 설치된다.

그리고, 상기 케이블(241)은 작동블럭(230)의 동작에 대응하여 상기 케이블(241)의 길이이 조절되도록 상기 베이스 플레이트(210)에 설치되는 케이블 릴(260)에 권취되어 준비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명이 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치의 작동 상태 및 설치 상태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치의 사용상태를 보여주는 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 코크스 오븐에 구비되는 브리더(30)의 측부에 설치된다. 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 게이트 유닛(100)이 브리더(30)의 측벽에 부착되고, 점화유닛(200)은 상기 게이트 유닛(100)의 전방에 배치된다. 이때 베이스 플레이트(210)는 브리더(30) 또는 코크스 오븐의 소정 위치에 연장되는 지지수단(미도시)에 의해 지지되는 것이 바람직하다.

이렇게 설치된 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 방산가스 점화장치는 평상시 도 5a에 도시된 바와 같이 게이트 유닛(100)과 점화유닛(200)이 서로 이격되어 배치된 상태를 유지하게 되며, 이때 브리더(30)의 점화구(32)는 게이트 유닛(100)의 슬라이드 게이트(110a, 110b)에 의해 닫힌 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 브리더(30)를 통하여 코크스 오븐 가스를 방산하게 되면 이 신호를 받아 실린더(220)가 작동되어 로드(221)가 전진되고, 이에 따라 로드(221)와 일체로 작동블럭(230)이 점화구(32) 방향으로 전진된다.

작동블럭(230)은 점점 전진되면서 한 쌍의 게이트 플레이트(120a, 120b) 사이로 진입되고 이때 작동블럭(230)에 형성된 한 쌍의 경사면(231)이 상기 게이트 플레이트(120a, 120b)와 각각 접촉되면서 한 쌍의 게이트 플레이트(120a, 120b)를 서로 이격되는 방향으로 이동시킨다. 그러면 게이트 플레이트(120a, 120b)의 이동에 의해 일체로 한 쌍의 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 상하 방향으로 게이트 가이드(130a, 130b)에 안내를 받으면서 슬라이딩 되고 이에 따라 점화구(32)가 열리게 된다. 이때 게이트 플레이트(120a, 120b)와 함께 작동바(144a, 144b)도 이동되어 하우징(142a, 142b)에 내장된 스프링(143a, 143b)이 압축된다.

실린더(220)의 계속적인 전진 동작에 의해 작동블럭(230)의 지지면(232)이 게이트 플레이트(120a, 120b)를 지지하면서 슬라이드 게이트(110a, 110b)의 슬라이딩 동작은 멈추게 되고, 작동블럭(230)의 전단부가 점화구(32)를 관통하여 브리더(30)의 내부로 진입된다.

이 상태에서 전원 판넬(250)이 작동되어 점화 플러그(240)에 전원이 공급되면 점화 플러그(240)에서는 스파크를 발생시켜 브리더(30)의 내부에서 코크스 오븐 가스에 화염이 착화된다.

이렇게 화염의 착화가 성공적으로 이루어졌다면 도 5b에 도시된 바와 같이 실린더(220)를 역으로 동작시켜 로드(221)를 점화구(32)에서 멀어지는 방향으로 후진시킨다. 그러면 로드(221)와 함께 작동블럭(230)이 후진되면서 게이트 플레이트(120a, 120b)와의 접촉이 해제된다. 그러면 작동바(144a, 144b)가 스프링(143a, 143b)의 복원력에 의해 게이트 플레이트(120a, 120b)를 서로 가까워지는 방향으로 이동시키게 되고, 게이트 플레이트(120a, 120b)와 일체로 슬라이드 게이트(110a, 110b)가 슬라이딩 되면서 점화구(32)가 닫히는 것이다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10: 코크스 오븐 11: 탄화실
12: 상승관 13: 가스 집합 본관
14: 가스 취출 본관 20: 장입차
30: 브리더 31: 댐퍼
32: 점화구 33: 에어 유입구
40: 종래의 방산가스 점화장치 41: 파일럿 불꽃용 배관
42: 밸브 43: 점화 플러그
44: 점화코일 45: 연결 케이블
50: 실린더 100: 게이트 유닛
110a, 110b: 슬라이드 게이트 120a, 110b: 게이트 플레이트
130a, 130b: 게이트 가이드 140a, 140b: 복원수단
141a, 141b: 브래킷 142a, 142b: 하우징
143a, 143b: 작동바 200: 점화유닛
210: 베이스 플레이트 220: 실린더
221: 로드 230: 작동블럭
231: 경사면 232: 지지면
240: 점화 플러그 241: 케이블
250: 전원 판넬 260: 케이블 릴

Claims (8)

1. 코크스 오븐에 구비된 브리더(bleeder)를 통해 방산되는 코크스 오븐 가스(COG)를 점화시키는 점화장치로서,
   상기 브리더의 측벽에 형성되는 점화구를 개폐시키는 게이트 유닛과;
   상기 게이트 유닛과의 접촉에 의해 상기 게이트 유닛을 열면서 상기 점화구를 통하여 상기 브리더의 내부로 진입되고, 상기 코크스 오븐 가스에 스파크를 발생시켜 화염을 착화시키는 점화유닛을 포함하고,
   상기 게이트 유닛은
   상기 브리더의 외주면에 구비되어 상기 점화구를 개폐하도록 슬라이딩 되는슬라이드 게이트와;
   상기 슬라이드 게이트의 일측에서 상기 점화유닛 방향으로 연장 돌출되어 상기 슬라이드 게이트와 일체로 동작되는 게이트 플레이트와;
   상기 슬라이드 게이트의 타측을 커버하면서 상기 슬라이드 게이트의 슬라이딩 동작을 안내하는 게이트 가이드와;
   상기 슬라이드 게이트가 상기 점화구를 닫는 방향으로 슬라이딩되는 복원력을 제공하는 복원수단을 포함하는 코크스 오븐의 방산가스 점화장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬라이드 게이트, 게이트 플레이트, 게이트 가이드 및 복원수단은 각각 한 쌍이 구비되어 상기 브리더의 외주면에서 상기 점화구를 기준으로 서로 대칭되도록 배치되고, 상기 각각의 게이트 플레이트는 상기 점화유닛이 진입되는 진입영역을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 방산가스 점화장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 복원수단은
   상기 브리더의 외주면에 설치되는 브래킷과;
   상기 브래킷의 단부에 설치되면서 내부에 스프링이 내장되는 하우징과;
   일측이 상기 게이트 플레이트에 고정되어 일체로 동작되고, 타측이 상기 하우징에 내장된 스프링에 지지되도록 상기 하우징의 단부를 관통하여 설치되는 작동바를 포함하고,
   상기 점화유닛의 접촉에 의한 상기 게이트 플레이트의 작동시 상기 스프링을 압축시켜 상기 게이트 플레이와 함께 상기 슬라이드 게이트가 상기 점화구를 닫는 방향으로 슬라이딩되는 복원력을 제공하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 방산가스 점화장치.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 점화유닛은
   상기 점화구의 전방에 설치되는 베이스 플레이트와;
   상기 베이스 플레이트에 설치되어 상기 점화구 방향으로 동작되는 로드가 구비되는 실린더와;
   상기 로드의 단부에 설치되어 상기 실린더의 작동에 의해 상기 게이트 플레이트와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트를 동작시켜 상기 점화구를 여는 작동블럭과;
   상기 작동블럭과 일체로 동작되도록 상기 작동블럭의 전단부에 부착되는 점화 플러그를 포함하는 코크스 오븐의 방산 가스 점화장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 작동블럭에는 상기 게이트 플레이트와 접촉되면서 상기 슬라이드 게이트가 슬라이딩 동작되도록 전단부의 외주면에 경사면이 형성되고, 슬라이딩 동작된 상기 슬라이드 게이트를 지지하도록 상기 경사면에 이어지는 지지면이 형성되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 방산 가스 점화장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 점화 플러그는 상기 작동블럭의 후면을 관통하여 상기 경사면을 통해 상기 작동블럭의 전방으로 노출되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 방산 가스 점화장치.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 점화 플러그에는 전원을 공급하는 케이블이 연결되고,
   상기 베이스 플레이트에는 상기 점화 플러그에 전원을 공급하도록 상기 케이블에 연결되는 전원 판넬 및 상기 케이블이 권취되어 상기 작동블럭의 동작에 대응하여 상기 케이블의 길이를 조절하는 케이블 릴이 설치되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 방산 가스 점화장치.
   

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