KR101495435B1 - 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 이물질이 연소실에 유입되는 것을 방지하고, 연소실 내부의 가스의 흐름을 유도하여 가스가 정체되는 것을 방지함과 동시에 타르 및 불완전 연소가스를 완전 연소가 이루어지도록 하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 상면에 점검공이 형성되고, 연료가스와 공기를 공급받아 연소시키는 연소챔버; 상기 점검공을 밀폐하는 커버; 및 상기 연소챔버 내부의 가스 흐름을 유도할 수 있도록 상기 커버 저면에 결합되는 가스 유도구를 포함한다.

Description

타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실{A COMBUSTOR WITH FUNCTION OF COMPLETE COMBUSTION OF TAR FOR COKE OVEN}

본 발명은 코크스 오븐에 구비되는 연소실에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 이물질이 연소실에 유입되는 것을 방지하고, 연소실 내부의 가스의 흐름을 유도하여 가스가 정체되는 것을 방지함과 동시에 타르 및 불완전 연소가스를 완전 연소가 이루어지도록 하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실에 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 일종으로써, 코크스 오븐에서 생산된다.

도 1은 종래 코크스 오븐의 일부를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐(1)은 코크스를 생산하기 위해 석탄이 장입된 탄화실(20)을 고온(1100℃~1350℃)으로 일정시간 유지하게 되며, 이를 위해 연소실(10)은 축열실(30)로부터 공기와 연료가스를 공급받아 이를 연소시켜 발생된 열을 탄화실(20)에 전달하여 코크스를 생산한다.

도 2는 종래 코크스 오븐의 연소실 일부를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 연소실(10)의 상부에는 점검구 형성장치가 구비되어 있다. 종래 점검구 형성장치는 연소실(10) 상부에 형성된 점검공(11)에 설치되며, 상부와 하부가 개방된 바디(201) 및 상기 바디(201)의 개방된 상부를 밀폐하는 커버(101)를 포함한다.

도 3은 종래 코크스 오븐의 연소실 점검을 도시한 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연소실(10)을 점검하는 경우 상기 바디(300)로부터 상기 커버(100)를 분리하고 별도의 측정수단(M)을 상기 점검공(11) 내부로 삽입하여 연소실(10)을 점검한다.

그러나, 연소실(10)의 상부는 상기 점검공(11)과 인접하는 탄화실(20)에 구비된 미니 상승관에서 넘친 수봉수(水封水)와 탄화실(20)에 석탄 장입시 발생되는 비산재 또는 석탄 등 이물질(E)이 쌓이는 경우가 빈번하게 발생되고, 상기 커버(100)와 상기 바디(201) 사이에 고착되어 상기 커버(101)의 개폐를 불가능하게 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 연소실 점검구 형성장치는 상면이 연소실(10)의 상면과 일치되어, 연소실(10) 점검을 위해 상기 커버(100)를 제거한 경우, 연소실(10) 상부에 쌓인 이물질(E)이 연소실(10) 내부로 유입되어 연소실(10) 내부를 오염시키고, 연소실(10)에 연료가스 및 공기의 흐름을 방해하여 불완전 연소가 이루어지는 문제점을 가지고 있었다.

이와같이, 연소실(10)에서 불완전 연소가 이루어지면 타르(T)가 발생되며, 발생된 타르(T)는 전술한 바와 같이 연소실(10) 내벽에 부착되어 공기의 흐름을 방해하거나, 상기 커버(101)와 상기 바디(201) 사이에 고착되어 상기 커버(101)의 분리를 불가능하게 한다.

따라서, 연소실(10)은 내부에 고착된 이물질 및 타르(T)를 주기적으로 제거하는 작업이 필요하고, 이물질(E) 및 타르(T) 제거작업을 위해 상기 바디(201)로 부터 상기 커버(101)를 분리시키면 연소실(10) 외부 공기가 연소실로 유입되면서, 연소실(10) 내벽에 부착된 타르(T)와 연소실(10) 내에 잔류하는 불완전 연소가스가 반응하여 유해가스를 발생시켜 대기를 오염시키는 문제점을 가지고 있었다.

종래, 이물질이 연소실에 유입되지 않으면서 외부공기를 연소실로 유입하여 완전연소가 이루어지도록 하는 장치에 대해서는 "연소실 점검구 형성장치(공개특허 10-2012-0071712)"등에서 구체적으로 공지되어 있다.

하지만, 커버 하부에 가스가 정체되는 부분에 타르가 고착되어 점검공이 막히는 문제점을 해결하지 못하였다. 또한, 공기구멍에서 외부 공기와 불완전 연소가스 및 타르가 반응함에 따라 화염이 발생되어 주변 설비를 손상시키고, 안전사고를 발생시키는 문제점이 있었다

또한, 커버 제거시 작업자의 실수 등으로 인하여 점검공을 통해 이물질 등이 연소실 내부로 유입되는 문제점을 가지고 있었다.

공개특허 10-2012-0071712 (2012. 07. 03.)

본 발명은 이물질이 연소실에 유입되는 것을 방지하고, 연소실 내부에서 타르 및 이물질이 고착되는 것을 방지할 수 있는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실을 제공한다.

또한, 연소실 내부의 가스 흐름을 유도하여 가스가 정체되는 것을 방지하고, 연소실 내부에서 완전연소가 이루어질 수 있는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른, 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 상면에 점검공이 형성되고, 연료가스와 공기를 공급받아 연소시키는 연소챔버; 상기 점검공을 밀폐하는 커버; 및 상기 연소챔버 내부의 가스 흐름을 유도할 수 있도록 상기 커버 저면에 결합되는 가스 유도구;를 포함한다.

바람직하게 본 발명의 일 실시형태에 따른, 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 하부가 상기 점검공에 삽입될 수 있도록 그 외주면이 상기 점검공의 내주면에 대응되고, 상부는 상기 연소실 상부 방향으로 상기 점검공에서 돌출되도록 형성되며 상면과 하면이 개방된 바디;를 더 포함한다.

상기 바디의 돌출된 상부에는 상기 가스 유도구를 따라 이동된 가스가 배출되는 하나 이상의 배출공이 형성되되, 상기 배출공은 연소실 상면 방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른, 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 바디의 내경에 대응하는 크기로 형성되어 상기 바디에 탈착 가능하게 설치되는 스크린을 더 포함하며, 상기 바디는 돌출된 상부의 외경 및 내경이 상기 점검공에 삽입된 하부의 외경 및 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 유도구는, 내주면에 가스의 흐름을 유도할 수 있도록 가이드 홈 또는 가이드 바가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고온의 연소실 내부 가스 흐름을 유도하여 연소실 내부에서 완전연소가 이루어지도록 함으로써, 연소 효율을 극대화 하여 연료가 낭비되는 것을 방지하고, 이물질 및 타르가 고착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 연소실 내부에서 가스가 정체되는 것을 방지하여, 타르가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 연소실 내부로 이물질이 유입되거나, 연소식 내벽에 고착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 코크스 오븐의 일부를 도시한 도면이고,
도 2는 종래 코크스 오븐의 연소실 일부를 도시한 도면이며,
도 3은 종래 코크스 오븐의 연소실 점검을 도시한 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실의 일부를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 유도구를 설명하기 위한 사시도이며,
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 유도구의 저면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실의 일부를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 축열실(30)에서 공급받은 연소가스 및 공기가 수용되는 내부공간이 형성되고, 상면에 상기 내부공간으로 연통되는 점검공(11)이 형성된 연소챔버(12)와 상기 점검공(11)을 선택적으로 개폐하는 커버(100) 및 상기 커버(100) 저면에 결합되어 상기 연소챔버(12) 내부의 가스 흐름을 유도하는 가스 유도구(200)를 포함한다.

상기 연소챔버(12)는 상기 축열실(30)에 공급받은 연소가스 및 공기를 연소시켜 발생되는 열을 탄화실(20)에 간접적으로 전달하여, 그 간접열(약 1000~1100℃)에 의해 상기 탄화실(20)에 장입된 석탄이 연화, 용융, 팽창, 수축, 고화 등의 건류과정을 거쳐 코크스로 건류시킨다.

이때, 상기 연소챔버(12)의 상면에는 상기 내부공간으로 온도계, 마노메타(Mono-Meter), 미압계 등 측정수단(M)을 삽입하여 상기 내부공간의 온도 또는 압력 등을 측정하여 이상 유무를 판단할 수 있도록, 상기 내부공간으로 관통되는 점검공(11)이 형성된다.

본 발명의 일 실시형태에 따른, 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 상면과 하면이 모두 개방되고, 하부가 상기 점검공(11)에 삽입되어 설치될수 있도록 그 외주면이 상기 점검공(11)의 내주면에 대응되되, 상부는 상기 점검공(11)에서 돌출되도록 설치되는 바디(300);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 점검을 위해 상기 커버(100)를 분리하고 별도의 측정수단(M)을 상기 내부공간으로 삽입하는 경우, 상기 연소실(10) 상부에 쌓인 이물질(E)이 상기 내부공간으로 유입되는 것을 방지함으로써, 상기 내부공간으로 연료가스 및 공기를 공급하는 연료 공급부(미도시) 또는 공기 공급부(미도시)가 막히는 것을 방지함과 동시에 상기 내부공간의 가스 흐름을 원활하게 할 수 있다.

또한, 상기 바디(300)의 돌출된 상부에는 상기 가스 유도구(200)를 따라 이동된 가스가 배출될 수 있도록 하나 이상의 배출공(310)이 형성되되, 상기 배출공(310)은 상기 연소챔버(12) 상면 방향으로 경사지게 형성되게 형성되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 가스 유도구(200)가 상기 내부공간의 고온의 가스를 이용하여 상기 연소실(10)에 유입된 타르(T) 및 이물질(E)이 상기 커버(100) 및 상기 바디(300) 내벽에 고착되지 않도록 완전연소시켜 상기 배출공(310)을 통해 배출시키되, 상기 연소실(10) 상부방향으로 가스를 배출시켜, 상기 배출공(310)을 통해 배출되는 고온의 가스에 의해 안전사고 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 내부공간으로 유입된 타르(T) 및 이물질(E)을 완전 연소시킴으로써, 상기 연료 공급부 및 공기 공급부가 막히는 것을 방지하여 상기 내부공간의 가스 흐름을 원활하게 하는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 보여주는 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 상기 바디(300)의 내경에 대응하는 크기의 스크린(400)을 더 포함한다.

상기 스크린(400)은 상기 바디(300)의 내주면에 탈착가능하게 설치되어 상기 커버(100) 제거시 상기 점검공(11)을 통해 이물질(E) 등이 유입되는 것을 방지한다. 이때, 상기 스크린(400)은 복수 개의 메쉬공(410)이 형성되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 메쉬공(410)을 통해 가스의 흐름에 영향을 주지 않으면서, 상기 내부공간으로 유입되는 이물질(E)을 걸러낼 수 있기 때문이다.

이때, 상기 바디(300)는 돌출된 상부의 외경 및 내경이 상기 점검공(11)에 삽입된 하부의 외경 및 내경보다 크게 형성되며, 상기 스크린(400)은 상기 바디(300)의 내경이 줄어드는 상기 바디(300)의 중심부에 설치되며, 그 외주면이 상기 바디(300)의 내주면에 대응되도록 외주면이 경사지게 형성된다. 이에, 상기 스크린(400)은 별도의 고정수단 없이 상기 바디(300) 내부에 설치된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 유도구를 설명하기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 유도구의 저면도이다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 유도구(200)는 종형상으로 형성되고, 상기 가스 유도구(200)의 상면 중심이 상기 커버(100)의 저면 중심에 부착된다.

이에, 상기 점검공(11) 방향으로 이동되는 가스의 흐름을 자연스럽게 유도하여, 상기 점검공(11)에 정체되어 타르(T) 등이 발생되는 것을 방지함과 동시에, 상기 점검공(11)로 유입된 타르(T) 및 이물질(E)을 가스의 고온을 이용하여 완전연소시킬 수 있다.

이때, 상기 가스 유도구(200)는 내주면에 상기 내부공간에서 상기 커버(100) 방향으로 이동되는 가스의 흐름이 원활할 수 있도록 상기 커버(100) 방향으로 복수 개의 가이드 홈(210)이 형성되거나 동일한 형상의 가이드 바(220)가 부착되는 것이 바람직하다.

이에, 상기 내부공간에서 상기 커버(100) 방향으로 이동된 고온의 가스가 상기 가스 유도구(200)의 상면에 접촉되고 내주면에 형성된 상기 가이드 홈(210) 또는 상기 가이드 바(220)를 따라 상기 배출공(310) 방향으로 유도되면서, 상기 커버(100) 또는 상기 바디(300)의 내벽 등에 부착된 타르(T) 및 이물질(E)을 완전 연소시켜 고착되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실은 외부의 이물질(E)이 유입되는 것을 방지함과 동시에, 가스의 흐름을 유도하여 가스의 고온을 이용하여 타르(T) 및 이물질(E)을 완전연소시킴으로써, 상기 커버(100) 또는 내벽 등에 타르(T) 및 이물질(E)이 고착되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구번위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

E: 이물질 T: 타르
M: 측정수단 1: 코크스 오븐
10: 연소실 11: 점검공
12: 연소챔버 20: 탄화실
30: 축열실 100: 커버
200: 가스 유도구 210: 가이드 홈
220: 가이드 바 300: 바디
310: 배출공 400: 스크린
410: 메쉬공

Claims (5)

1. 상면에 점검공이 형성되고, 연료가스와 공기를 공급받아 연소시키는 연소챔버;
   상기 점검공을 밀폐하는 커버; 및
   상기 점검공 방향으로 이동된 상기 연소챔버 내부의 가스가 내주면을 따라 하방으로 유도할 수 있도록, 상기 커버 저면 중심에 결합되되, 하방으로 갈수록 종단면이 증가되고 하방이 개방되는 종 형상으로 형성된 가스 유도구;를 포함하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   하부가 상기 점검공에 삽입될 수 있도록 그 외주면이 상기 점검공의 내주면에 대응되고, 상부는 상기 연소실 상부 방향으로 상기 점검공에서 돌출되도록 형성되며 상면과 하면이 개방된 바디;를 더 포함하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 바디의 돌출된 상부에는 상기 가스 유도구를 따라 이동된 가스가 배출되는 하나 이상의 배출공이 형성되되, 상기 배출공은 연소실 상면 방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 바디의 내경에 대응하는 크기로 형성되어 상기 바디에 탈착 가능하게 설치되는 스크린을 더 포함하며,
   상기 바디는 돌출된 상부의 외경 및 내경이 상기 점검공에 삽입된 하부의 외경 및 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스 유도구는,
   종 형상의 내주면에 가스의 흐름을 유도할 수 있도록 가이드 홈 또는 가이드 바가 형성된 것을 특징으로 하는 타르 완전연소 기능을 갖는 코크스 오븐용 연소실.
   

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