KR101461572B1

KR101461572B1 - 오븐

Info

Publication number: KR101461572B1
Application number: KR1020120083153A
Authority: KR
Inventors: 권재현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-11-13
Also published as: KR20140016060A

Abstract

본 발명은 오븐에 관한 것으로서, 유체를 연소시키는 연소실과, 연소실의 일측에 구비되어, 상기 연소실로부터 공급된 연소된 유체를 이용하여 원료를 열처리하는 저장실과, 연소실 및 저장실의 하부에 위치하며, 일단으로 유체가 유입되고 타단으로 유체가 배기되는 유체 입출실과, 유체 입출실의 내부에 설치되며, 상기 유체 입출실의 일단에서 타단 방향으로 하향 경사지도록 배치된 개폐기를 포함하고, 개폐기는 유체 입출실의 내부 공간에서 유체 입출실의 일단과 타단 간의 연통을 제어한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 유체 통로 부재로 유입된 유체는 통과시키고, 축열실에서 하강한 고열의 유체는 차단하는 개폐기를 설치함으로써, 유입 박스의 일단에 마련된 덮개가 연소실에서 연소되어 배출되는 고온의 유체에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 덮개로의 열전달을 최소화하여, 열로 인해 변형되거나 부식되는 문제를 예방하여 변형이나 부식에 의해 덮개가 교체되는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 덮개의 변형이나 부식을 예방하여 추가 조작이 필요하기 전까지 한번 설정된 유체 유입량을 점검하는 횟수를 줄일 수 있다. 이에, 작업자의 편의를 향상시킬 수 있다.

Description

오븐{Oven}

본 발명은 오븐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고열의 가스를 차단하여 유체가 유입되는 유입 박스 측 덮개의 부식을 방지하는 오븐에 관한 것이다.

일반적으로, 적열 코크스는 코크스 오븐에서 건류되어 제조된다. 코크스 오븐은 배합탄이 장입되는 복수의 탄화실과, 복수의 탄화실 사이에 배치되어 코크스 오븐의 내부에서 연소가 이루어지는 연소실과, 탄화실 하부에 배치되어 예열하는 축열실과, 축열실 하부에 배치되어 연소실로 공기를 유입시키고 연소된 공기를 배기시키는 공기 유입 박스를 포함한다. 상기 공기 유입 박스는 일단 및 타단이 개방되며 일단은 공기가 유입되는 유입구가 되며, 타단은 공기가 배기되는 배기구가 된다. 또한, 상기 유입구에는 유입구에 대응하도록 덮개가 위치한다. 이에, 덮개에 의해 공기 유입 박스가 개방되면 외부 공기는 공기 유입 박스를 통하여 유입되며, 유입된 공기는 축열실을 거쳐 연소실에서 연소된다. 이후 탄화실로 열을 전달하여 코크스를 건류하게 된다. 연소실에서 연소된 폐가스는 축열실을 거쳐 공기 유입 박스로 내려와 배기구를 통해 배기된다.

한편, 공기가 공기 유입 박스의 유입구를 통해 유입되어 연소실로 이동하고, 연소된 폐가스가 상기 공기 유입 박스를 거쳐 배기되는 중에, 덮개가 상온의 공기와 고열의 폐가스에 노출되는 과정을 반복하게 된다. 이에, 덮개의 가열 및 쿨링에 의한 온도 변화가 반복적으로 일어나며, 이로 인해, 덮개가 열로 인한 변형되거나 부식되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 덮개의 변형과 부식으로 인해 공기 유입량이 바뀌게 되는 문제점이 있었다.

한편, 한국공개특허 제2012-000372호에는 공기 유입 박스의 공기 유입량을 신속하고 보다 간편하게 조절할 수 있도록, 코크스 오븐의 공기 유입 박스 내에 회전 가능하게 설치되어 공기 유입 박스의 유입구 개폐량을 가변시키는 에어 플랩을 포함하는 조절부와, 조절부에 연결되어 에어 플랩을 회동시키기 위한 구동부를 포함하는 코크스 오븐의 공기 유량 조절 장치가 개시되어 있다.

한국공개특허 제2012-000372호

본 발명은 유체가 유입되는 유입 박스 측 덮개의 변형 및 부식을 방지하는 오븐을 제공한다.

본 발명은 유체가 유입 박스 측으로 향하는 것을 차단할 수 있는 오븐을 제공한다.

본 발명은 오븐으로서, 유체를 연소시키는 연소실과, 상기 연소실의 일측에 구비되어, 상기 연소실로부터 공급된 연소된 유체를 이용하여 원료를 열처리하는 저장실과, 상기 연소실 및 저장실의 하부에 위치하며, 일단으로 유체가 유입되고 타단으로 유체가 배기되는 유체 입출실; 및 상기 유체 입출실의 내부에 설치되며, 상기 유체 입출실의 일단에서 타단 방향으로 하향 경사지도록 배치된 개폐기를 포함하고, 상기 개폐기는 상기 유체 입출실의 내부 공간에서 상기 유체 입출실의 일단과 타단 간의 연통을 제어한다.

상기 유체 입출실은, 상기 연소실 및 저장실의 하부에 배치된 유체 통로 부재와, 상기 유체 통로 부재의 일단과 연통되도록 설치되어, 상기 유체 통로 부재로 유체를 공급하는 유입 박스와, 상기 유입 박스의 타단에 설치되어, 상기 유입 박스의 개폐를 조절하는 덮개 및 상기 유체 통로 부재의 타단과 연통되도록 설치되어, 상기 저장실을 통과하여 상기 유체 통로 부재로 유입된 유체를 배기시키는 배기 박스를 포함한다.

상기 개폐기의 일단은 상기 유체 입출실 내부의 상부와 연결되고, 타단은 상기 유체 입출실의 하부와 연결된다.

상기 개폐기는 복수의 개구부가 마련된 바디와, 상기 바디의 상부에 설치되어, 상기 개구부를 개폐하는 개폐 부재를 포함한다.

상기 바디의 일단은 유체 입출실의 내부에서 상기 유체 통로 부재의 일단의 상부, 상기 유입 박스의 상부 및 상기 유체 통로 부재와 유입 박스가 상호 연결된 연결 부위의 상부 중 어느 하나에 연결된다.

상기 개폐 부재의 일단에 설치되어, 상기 개폐 부재를 상기 바디에 체결하는 고정 부재를 포함한다.

상기 개폐 부재는 플렉서블한 재질로 이루어진다.

상기 개폐 부재는 상기 개구부의 면적보다 크거나 같다.

상기 개폐기는 상기 유체 입출실로 유입된 유체가 상승하는 힘에 의해 상기 개폐 부재가 상측으로 동작하여 상기 개구부가 열리고, 상기 연소실에서 연소된 고온의 유체가 하강하는 힘에 의해 상기 개폐 부재가 상기 바디의 상부와 접촉되어 상기 개구부가 폐쇄된다.

본 발명의 실시예에 따른 오븐은 유체 통로 부재로 유입된 유체는 통과시키고, 축열실에서 하강한 고열의 유체는 차단하는 개폐기를 설치함으로써, 유입 박스의 일단에 마련된 덮개가 연소실에서 연소되어 배출되는 고온의 유체에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 덮개로의 열전달을 최소화하여, 열로 인해 변형되거나 부식되는 문제를 예방하여 변형이나 부식에 의해 덮개가 교체되는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 덮개의 변형이나 부식을 예방하여 추가 조작이 필요하기 전까지 한번 설정된 유체 유입량을 점검하는 횟수를 줄일 수 있다. 이에, 작업자의 편의를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오븐을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유체 입출실을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유체 입출실의 개폐기를 도시한 상면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 개폐기가 닫혀있을 때의 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 개폐기가 열려있을 때의 상태를 나타낸 도면

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 1은 본 발명의 실시예에 따른 오븐을 나타내는 개략도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유체 입출실을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유체 입출실의 개폐기를 도시한 상면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 개폐기가 닫혀있을 때의 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 개폐기가 열려있을 때의 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오븐은 내부공간에 원료를 장입하여 가열하기 위한 저장실(100)과, 저장실(100)의 일측에 구비되어 저장실(100)을 간접 가열하는 연소실(200)과, 저장실(100)의 하부에 배치되어 유체를 예열하는 축열실(300)과, 축열실(300) 하부에 위치하며 유체가 입출하는 유체 입출실(700)과, 유체 입출실(700)과 연통되며 흡입력을 발생시키는 펌프(900)를 포함한다.

저장실(100)은 원료, 예컨대 코크스가 수용되는 내부 공간을 가지는 사각 박스 형상으로 이루어진다. 하지만 저장실(100)의 형상은 이에 한정되지 않고 원료가 수용될 수 있는 다양한 형상으로 변형시킬 수 있다. 또한 저장실(100)의 상부에는 원료가 장입될 수 있도록 장입구(미도시)가 마련된다.

연소실(200)은 저장실(100)의 일측에 마련되어 유체 예컨대, 연료 가스와 공기(air)를 연소시켜 저장실(100) 내의 석탄이 건류되는데 필요한 열을 발생시킨다. 하나의 연소실(200)은 복수의 연소실(200)(일예로 36개소)로 구성되고, 복수의 연소실(200)들은 홀수번 연소실(200)과 짝수번 연소실(200)로 구별되며, 저장실(100)의 온도를 적정한 수준으로 유지시키기 위하여 홀수번 연소실(200)과 짝수번 연소실(200)이 교대로 작동된다.

축열실(300)은 저장실(100)의 하부에 위치하며, 내부 공간을 가지는 사각 박스 형상으로 이루어진다. 하지만 축열실(300)의 형상은 이에 한정되지 않고 유체가 흐를 수 있는 공간을 가지는 다양한 형상으로 변형시킬 수 있다. 또한, 이러한 축열실(300)은 유체를 예열하여 연소실(200)로 공급하는 역할을 한다.

유체 입출실(700)은 축열실(300) 하부에 위치하며, 유체가 이동할 수 있는 내부공간을 가지도록 형성된다. 이러한 유체 입출실(700)은 유체가 통과할 수 있도록 내부공간을 가지는 유체 통로 부재(500)와, 타단이 유체 통로 부재(500)의 일단과 연결되고, 유체가 유입될 수 있도록 내부공간을 가지는 유입 박스(400)와, 일단이 유체 통로 부재(500)의 타단과 연결되고 연소 과정을 거친 유체가 배출되는 배기 박스(600)를 포함하며, 상기 유입 박스(400)와 배기 박스(600)는 대향하도록 배치된다.

유체 통로 부재(500)는 내부공간을 가지며, 축열실(300) 하부에 위치하여 축열실(300)과 연통되고, 일단이 유입 박스(400)와 연통되고, 타단이 배기 박스(600)와 연결되어 상기 유입 박스(400)에서 배기 박스(600)가 배치된 방향으로 연장 형성된다. 이러한 유체 통로 부재(500)는 유입된 유체 및 연소된 고온의 유체가 배기될 수 있도록 통로를 제공하며, 통로는 예건대 파이프 일 수 있다.

유입 박스(400)는 유체가 유입되어 통과할 수 있도록 내부공간을 가지며 타단이 유체 통로 부재(500)의 내부와 연통되도록 설치된다. 이러한 유입 박스(400)의 일단에는 덮개(410)가 설치되고, 상기 덮개(410)에 의해 유입 박스(400)가 개폐된다. 이러한 덮개(410)는 일단이 유입 박스(400)의 일단에 연결되어 회동함으로써 유체, 예컨대 공기의 유입 여부 및 유입량을 조절하는 역할을 한다.

배기 박스(600)는 유체 통로 부재(500)의 타단에 연결되며, 연소실(200)로부터 연소되어 축열실(300)을 거쳐 내려오는 고온의 유체, 예컨대, 가스를 펌프(900)로 배출하는 역할을 한다.

개폐기(800)는 유체 입출실(700)의 일단에서 타단 방향으로 경사지도록 배치되며, 복수의 개구부(830)가 마련된 바디(810)와, 바디(810)의 상부에 설치되어, 복수의 개구부(830)를 개폐하는 개폐 부재(820)와, 개폐 부재(820)의 일단에 설치되어 상기 개폐 부재(820)를 지지 고정하는 고정 부재(840)를 포함하고, 유체 통로 부재(500) 내부에 설치되어 배출되는 유체 이동을 제어하는 역할을 한다. 보다 상세하게 설명하면, 유입 박스(400)로 유입된 유체가 유체 통로 부재(500)를 통과하여 축열실(300)을 거쳐 연소실(200)로 상승하여 연소가 이루어진 후, 연소된 고온의 유체가 다시 축열실(300)을 거쳐 유체 통로 부재(500)로 하강하는 과정에서 고온의 유체가 개폐기(800)의 하측 즉, 유입 박스(400) 측으로 향하지 않고 배기 박스(600)로 배출될 수 있도록 유체의 이동을 제어한다.

바디(810)는 일단이 유체 통로 부재(500)의 상부에 연결되고 타단이 유체 통로 부재(500)의 하부에 연결되어 하향 경사지도록 설치된다. 더욱 상세하게 설명하면, 일단이 유체 입출실(700)의 내부에서 유체 통로 부재(500)의 일단의 상부와 유입 박스(400)의 상부 및 유체 통로 부재(500)와 유입 박스(400)가 상호 연결된 연결 부위의 상부 중 어느 하나에 연결되고, 타단이 유체 통로 부재(500) 타단의 하부, 즉, 유체 통로 부재(500)와 배기 박스(600)가 상호 연결된 연결 부위의 하부에 연결되도록 하향 경사지게 설치된다. 하지만 이에 한정되지 않고 타단이 고온의 유체가 유입 박스(400) 측으로 향하지 않도록 할 수 있는 다양한 위치에 하향 경사지게 설치될 수 있다. 이러한 바디(810)는 복수개의 개구부(830)를 포함하며, 그 단면의 형상이 사각형, 예컨대 판 형상일 수 있다.

개폐 부재(820)는 바디(810)의 일측, 예컨대 축열실(300)이 설치된 방향인 바디(810)의 상부에서 개구부(830)와 대응되도록 설치되며, 상기 복수개의 개구부(830)를 개폐하는 역할을 한다. 또한, 개폐 부재(820)는 상기 개구부(830)의 면적보다 크거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 연소된 고온의 유체가 개구부(830)를 통과하여 개폐기(800)의 하측, 즉, 유입 박스(400) 측으로 향하지 않도록 하기 위함이다. 이러한 개폐 부재(820)는 바디(810)의 개구부(830)에 대응하는 형상 예컨대, 그 단면의 형상이 사각형인 판 형상이며, 내열성을 가지는 플렉서블(flexible)한 재질, 예컨대 고무 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 하지만 이에 한정되지 않고, 개폐 부재(820)의 형상은 바디(810)의 개구부(830)를 차단할 수 있는 다양한 형상으로 변형시킬 수 있으며, 플렉서블한 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

고정 부재(840)는 개폐 부재(820)의 일단에 설치되어 상기 개폐 부재(820)를 바디에 체결할 수 있도록 지지 고정하는 역할을 한다.

펌프(900)는 일단이 유체 입출실(700)과 연결되도록 배치된다. 더욱 상세하게는 유체 입출실(700)의 배기 박스(600)와 연결되어 흡입력을 발생시킴으로써 배기 박스(600)로부터 배출된 유체를 흡입하며, 예컨대 송풍기일 수 있다.

하기에서는 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 개폐기의 동작을 설명한다.

먼저, 오븐의 저장실(100)에 원료가 장입되면, 연소실(200)에서 유체, 예컨대 연료 가스를 연소시켜 이때 발생되는 열을 이용하여 원료를 건류한다. 상기 연소 과정에 필요한 유체는, 예컨대 외부 공기를 자연 통풍 방식으로 유입시킨다. 이에, 덮개(410)가 열리면 유입 박스(400)를 통해 유체가 유입되고, 유입된 유체는 유체 통로 부재(500)를 지나 축열실(300)로 상승하게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 유체 통로 부재(500)의 내부에 설치된 개폐기(800)의 개폐 부재(820)는 유체가 상승하는 힘에 의해 열리게 되어 개폐기(800)의 상측으로 유체가 통과하게 된다. 이는, 개폐 부재(820)가 플렉서블한 재질로 이루어졌기 때문이다. 이후, 유체는 축열실(300)을 통해 연소실(200) 내부로 공급되어 연소되고, 저장실(100)을 가열하여 원료를 건류하게 된다. 연소실(200)로부터 연소된 고온의 유체는 축열실(300)을 거쳐 유체 통로 부재(500)로 하강하게 된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 개폐 부재(820)의 면적이 개구부(830)의 면적보다 크거나 같기 때문에 유체가 하강하는 힘에 의해 개폐 부재(820)가 개구부(830)를 차단하게 되어 고온의 유체가 개폐기(800)의 하측, 즉 유입 박스(400) 측 덮개(410) 방향으로 향하지 않고 펌프(900)에서 발생하는 흡입력에 의해 배기 박스(600)를 거쳐 배출된다.

이와 같이, 본 발명에서는 유체 통로 부재(500)로 유입된 유체는 통과시키고, 축열실(300)에서 하강한 고열의 유체는 차단하는 개폐기(800)를 설치함으로써, 유입 박스(400)의 일단에 마련된 덮개(410)가 연소실(200)에서 연소되어 배출되는 고온의 유체에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 덮개(410)로의 열전달을 최소화하여, 열로 인해 변형되거나 부식되는 문제를 예방하여 변형이나 부식에 의해 덮개(410)가 교체되는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 덮개(410)의 변형이나 부식을 예방하여 추가 조작이 필요하기 전까지 한번 설정된 유체 유입량을 점검하는 횟수를 줄일 수 있다. 이에, 작업자의 편의를 향상시킬 수 있다.

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.

400: 유입 박스 410: 덮개
500: 유체 통로 부재 600: 배기 박스
700: 유체 입출실 800: 개폐기
900: 펌프

Claims

유체를 연소시키는 연소실;
상기 연소실의 일측에 구비되어, 상기 연소실로부터 공급된 연소된 유체를 이용하여 원료를 열처리하는 저장실;
상기 연소실 및 저장실의 하부에 위치하며, 일단으로 유체가 유입되고 타단으로 유체가 배기되는 유체 입출실; 및
상기 유체 입출실의 내부에 설치되며, 상기 유체 입출실의 일단에서 타단 방향으로 하향 경사지도록 배치된 개폐기를 포함하고,
상기 개폐기는, 복수의 개구부가 마련된 바디, 상기 바디의 상부에 설치되어 상기 개구부를 개폐하는 개폐 부재를 포함하며, 상기 유체 입출실의 내부 공간에서 상기 유체 입출실의 일단과 타단 간의 연통을 제어하는 오븐.
청구항 1에 있어서,
상기 유체 입출실은,
상기 연소실 및 저장실의 하부에 배치된 유체 통로 부재;
상기 유체 통로 부재의 일단과 연통되도록 설치되어, 상기 유체 통로 부재로 유체를 공급하는 유입 박스;
상기 유입 박스의 타단에 설치되어, 상기 유입 박스의 개폐를 조절하는 덮개; 및
상기 유체 통로 부재의 타단과 연통되도록 설치되어, 상기 저장실을 통과하여 상기 유체 통로 부재로 유입된 유체를 배기시키는 배기 박스를 포함하는 오븐.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 개폐기의 일단은 상기 유체 입출실 내부의 상부와 연결되고, 타단은 상기 유체 입출실의 하부와 연결된 오븐.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 바디의 일단은 유체 입출실의 내부에서 상기 유체 통로 부재의 일단의 상부, 상기 유입 박스의 상부 및 상기 유체 통로 부재와 유입 박스가 상호 연결된 연결 부위의 상부 중 어느 하나에 연결된 오븐.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 개폐 부재의 일단에 설치되어, 상기 개폐 부재를 상기 바디에 체결하는 고정 부재를 포함하는 오븐.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 개폐 부재는 플렉서블한 재질로 이루어진 오븐.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 개폐 부재는 상기 개구부의 면적보다 크거나 같은 오븐.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 개폐기는 상기 개폐 부재의 일단에 설치되어 상기 개폐 부재를 상기 바디에 지지 고정하는 고정 부재를 포함하고,
상기 유체 입출실로 유입된 유체가 상승하는 힘에 의해, 일단이 고정된 상기 개폐 부재가 상측으로 동작하여 상기 개구부가 열리고, 상기 연소실에서 연소된 고온의 유체가 하강하는 힘에 의해 상기 개폐 부재가 상기 바디의 상부와 접촉되어 상기 개구부가 폐쇄되는 오븐.