KR101530474B1 - 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치 - Google Patents

Abstract

탄화실 도어의 탈착시 탄화실 도어가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지하고, 좌측 또는 우측으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치에 관한 것이다.
본 발명의 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치는, 전방에 후크가 구비되어 탄화실 도어와 마주보며 위치하고, 상기 후크를 이용해 상기 탄화실 도어를 탈착하는 리프트부와, 상기 리프트부의 후방에 상기 리프트부와 마주보며 이격되어 위치하고, 상기 리프트부의 각도조절이 가능하도록 상기 리프트부와 연결되는 스윙암과, 상기 리프트부의 상부와 상기 스윙암의 상부를 연결하며, 상기 리프트부가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지하는 상부연결 유닛과, 상기 스윙암의 중심부와 상기 리프트부를 연결하며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제1밸런스 유닛 및 상기 스윙암의 하단부에 구비되어 상기 리프트부와 연결되며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제2밸런스 유닛을 포함한다.

Description

코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치{APPARATUS FOR MOUNTING/DEMOUNTING CARBONIZATION CHAMBER DOOR OF COKE OVEN}

본 발명은 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 코크스 오븐의 탄화실 도어를 탈착시 탄화실 도어가 기울어지는 것을 방지할 수 있는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치에 관한 것이다.

일반적으로 다수개의 탄화실을 구비하는 코크스 오븐은 장입차를 이용하여 탄화실에 석탄을 장입한 후, 약 1240℃ 이상의 온도로 약 26시간 동안 외부 공기를 차단시키고 가열함으로써, 코크스를 생산하는 설비이다.

이와 같은 작업을 '건류작업'이라고 하는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐(10)의 탄화실(20) 내에서 건류작업이 완료된 코크스(C)를 배출하기 위해 도어 탈착장치(미도시)를 이용하여 탄화실 도어(30)를 인출하여 오픈 시키고, 압출기(40)의 램(50)을 이용해 탄화실(20)로부터 코크스(C)를 배출하여 트랜스퍼카(70)의 코크스 가이드를 통해 소화차에 적재 후, 소화탑으로 이송하여 소화시킨다. 탄화실(20)로부터 코크스(C)의 배출이 완료되면 도어 탈착장치(미도시)를 이용해 탄화실 도어(30)를 장착시키고, 탄화실(30) 내에 석탄(C)을 재장입하여 건류작업을 반복 수행한다.

도어 탈착장치(미도시)는 구동실린더(210)에 의해 전후진 하게 되는데, 구동실린더의 전진시 리프트부(200)에 구비된 후크(220)가 탄화실 도어(30) 내에 설치된 후크걸이(60)의 하부에 위치하게 된다.

후크(220)와 후크걸이(60)의 위치가 일직선상에 위치하게 되면 리프트부 내에 설치된 승강실린더가 작동하여 후크(220)가 상승하게 되고, 후크(220)와 후크걸이(60)가 체결되면 구동실린더(210)가 후진하여 탄화실 도어(30)가 탄화실(20)로부터 인출된다.

리프트부(200)는 리프트 브라켓(240) 및 리프트 고정핀(250)을 매개로 스윙암(300)과 회동 가능하게 연결되어 있는데, 도어 탈착장치(미도시)의 이동시 리프트 브라켓(240)을 및 리프트 고정핀(250)을 중심으로 리프트부(200)의 각도가 변경되어 이동하게 된다.

하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄화실 도어(30)의 무게가 약 8톤에 달하기 때문에 도어 탈착장치(미도시)에 의해 탄화실 도어(30)가 탄화실로부터 분리될 때 미세한 흔들림 만으로도 무게중심이 어느 한 측으로 치우치면서 탄화실 도어(30)와 함께 리프트부(200)가 기울어지게 된다.

특히, 탄화실 도어(30)의 상단부가 전방 측(탄화실 측)으로 치우치고 하단부는 반대방향으로 치우치는 현상이 쉽게 발생되며, 이때 들어올려진 탄화실 도어(30)의 체결위치가 좌, 우 방향으로도 조금씩 틀어지게 된다.

또한, 탄화실 도어를 탈착하는 과정에서 발생되는 진동 및 충격, 탄화실 도어의 하중에 의해 리프트부와 스윙암의 결합위치가 조금씩 변하게 된다. 즉, 리프트 고정핀에 의해 리프트부와 연결된 스윙암이 좌측 또는 우측으로 미세한 이동을 하게 된다.

상술한 바와 같이, 리프트부(200)에 의해 들어올려진 탄화실 도어(30)는 구동실린더(210)의 후진에 의해 탄화실(20)로부터 분리된 후 코크스(C) 배출작업이 완료되면 다시 탄화실(20)에 장착되는데, 이러한 과정중 탄화실 도어(30)의 체결위치가 변경되면 탄화실 도어(30)를 탄화실(20)에 장착시 탄화실 도어(30)와 내화벽돌이 충돌 또는 마찰되어 탄화실(20)이 파손되는 문제점이 있다.

이렇게, 탄화실 내부 및 입구에 위치한 내화벽돌이 파손되면 탄화실 내부에서 발생되는 코크스 오븐 가스가 파손된 틈을 따라서 누출되며, 파손이 심할 경우에는 건류작업을 중단후 탄화실을 보수해야 하기 때문에 생산성이 감소하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안이 종래의 "코크스 오븐 도어의 탈착 유도장치(등록특허 10-0508508)" 및 "코크스 오븐 도어 장착용 가이드 장치(등록특허 10-0928576)"에 구체적으로 공지되어 있다.

종래의 "코크스 오븐 도어의 탈착 유도장치(등록특허 10-0508508)"에서는 열팽창이나 수축 등으로 인하여 코크스 오븐 도어가 한쪽으로 치우친 상태를 쉽게 교정함으로써 코크스오븐 도어의 장착 및 탈착지연을 방지하고, 장착후 개스 누출 등을 방지 할 수 있도록 개선된 코크스 오븐 도어의 탈착 유도장치를 제시하였다.

이러한 코크스 오븐 도어의 탈착 유도장치는 압출기의 후크걸이에는 코크스 오븐 도어의 삽입부로 후크의 진입시 삽입부 가이드의 경사면에 접촉되어 압출기에 대한 코크스 오븐도어의 좌우 벗어남 편차를 검출하도록 된 도어 위치검출기와, 압출기의 전면으로부터 연장되어 후크걸이에 핀을 통하여 연결되는 고정블럭에 장착되어 각각 후크걸이를 좌우로 이동시킬 수 있는 도어 위치조정기 및 도어 위치검출기로 부터의 신호에 따라서, 도어 위치조정기를 동작시켜 후크걸이를 좌우로 이동시킴으로써 코크스 오븐도어와 압출기의 위치정렬을 이루도록 된 제어부를 기재하고 있다.

또한, 종래의 "코크스 오븐 도어 장착용 가이드 장치(등록특허 10-0928576)"에서는 코크스를 생산하는 코크스 오븐 도어의 수축 팽창으로 인하여 변경된 장착위치를 검출하여 코크스 오븐의 외부로 유출되는 가스를 방지함은 물론 코크스 오븐 도어의 장착 및 탈착을 간편하게 수행할 수 있는 코크스 오븐 도어 장착용 가이드 장치를 제시하였다.

이러한 코크스 오븐 도어 장착용 가이드 장치는 코크스 오븐에 설치된 지지빔과 도어에 설치된 지지브래킷 사이의 간격을 검출하도록 도어를 분리/결합시키는 도어 착탈기의 전면에 설치된 검출수단과, 검출수단에서 출력되는 검출값에 의해서 도어를 지지하는 후크의 위치를 조절하도록 도어 착탈기에 설치된 실린더를 상승/하강시키는 실린더 조정수단 및 검출수단 및 실린더 조정수단을 제어하는 제어수단을 제시하였다.

하지만. 이러한 종래의 "코크스 오븐 도어의 탈착 유도장치(등록특허 10-0508508)" 및 "코크스 오븐 도어 장착용 가이드 장치(등록특허 10-0928576)"로는 리프트부와 탄화실 도어의 체결상태를 개선하는 것은 가능하지만, 탄화실 도어를 인출하였을 때 스윙암에 연결된 리프트부가 탄화실 도어의 무게에 의해 기울어지는 현상을 방지할 수 없는 문제점이 있다.

한국등록특허 10-0508508 (2005. 08. 08) 한국등록특허 10-0928576 (2009. 11. 18)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 탄화실 도어의 탈착시 탄화실 도어가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지하고, 좌측 또는 우측으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치는, 전방에 후크가 구비되어 탄화실 도어와 마주보며 위치하고, 상기 후크를 이용해 상기 탄화실 도어를 탈착하는 리프트부와, 상기 리프트부의 후방에 상기 리프트부와 마주보며 이격되어 위치하고, 상기 리프트부의 각도조절이 가능하도록 상기 리프트부와 연결되는 스윙암과, 상기 리프트부의 상부와 상기 스윙암의 상부를 연결하며, 상기 리프트부가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지하는 상부연결 유닛과, 상기 스윙암의 중심부와 상기 리프트부를 연결하며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제1밸런스 유닛 및 상기 스윙암의 하단부에 구비되어 상기 리프트부와 연결되며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제2밸런스 유닛을 포함한다.

상기 상부연결 유닛은, 상기 리프트부 상단 좌측 및 우측에 돌출 고정되되 그 중심에 관통홀이 형성된 한 쌍의 제1브라켓과, 상기 관통홀에 삽입되되 상기 관통홀의 직경보다 작게 형성되는 제1회동축과, 상기 한 쌍의 제1브라켓 사이에 위치하여 상기 제1회동축을 매개로 상기 한 쌍의 제1브라켓과 연결되되 상기 리프트부 상단과 반대 방향으로 돌출 형성되는 수직프레임과, 그 일단은 상기 수직프레임에 연결되고, 그 타단은 상기 스윙암 상부에 고정되는 지지프레임을 포함한다.

상기 제1밸런스 유닛은, 상기 리프트부 좌측 및 우측에 그 일단이 각각 고정 체결되고 상기 스윙암 중심부 좌측 및 우측에 그 타단이 각각 연결되는 한 쌍의 제2브라켓과, 상기 한 쌍의 제2브라켓 타단 및 스윙암을 관통하며 연결하는 제2회동축과, 상기 제2회동축 양단부에 각각 구비되어 상기 스윙암의 위치를 교정하는 한 쌍의 제1가압수단을 포함한다.

상기 제1가압수단은, 상기 제2회동축에 의해 관통되어 상기 스윙암과 제2브라켓 사이에 위치하되 상기 스윙암과 마주보는 면에는 제1삽입홈이 형성된 가압캡과, 상기 제2회동축에 의해 관통되며 상기 제1삽입홈에 삽입되어 상기 가압캡 및 스윙암과 접촉하는 제1탄성부재와, 상기 가압캡과 수직한 방향으로 상기 제2브라켓을 관통하며 구비되어 상기 가압캡과 접촉하되 그 외주면에는 나사산이 형성된 제1간격조절부재를 포함한다.

상기 제1탄성부재는, 복수 개의 리프 스프링이 서로 접하며 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1탄성부재는, 가장 짧은 금속판이 서로 접하며 구비되는 한 쌍의 리프 스프링으로 형성되되, 상기 한 쌍의 리프 스프링이 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1가압수단은, 상기 제2회동축의 단부를 상기 제2회동축의 중심부 방향으로 관통하며 구비되어 상기 제2회동축 외주면과 접하는 곳에 위치한 상기 스윙암 내주면에 윤활유를 공급하는 윤활수단을 더 포함한다.

상기 윤활수단은, 상기 제2회동축의 단부를 상기 제2회동축의 길이 방향으로 관통하며 구비되는 제1공급관과, 상기 제2회동축의 단부에 위치한 상기 제1공급관의 일단에 삽입 연통되며 상기 제2회동축의 단부에 고정되는 이음부재와, 상기 제1공급관과 수직한 방향으로 상기 제1공급관의 타단에 연통되어 상기 스윙암 내주면과 접하는 상기 제2회동축 외주면을 관통하며 구비되는 제2공급관을 더 포함한다.

상기 제2회동축의 양단부 외주면 일측에는 고정홈이 각각 형성되고, 상기 제1밸런스 유닛은, 상기 제2브라켓에 고정 체결되되 그 단부는 상기 고정홈에 삽입되는 이탈방지부재를 더 포함한다.

상기 제2밸런스 유닛은, 상기 스윙암 하단부에 구비되는 연장프레임과, 상기 리프트부에 고정되며 상기 연장프레임 좌측 및 우측에 이격되어 위치하는 한 쌍의 가이드레일과, 상기 한 쌍의 가이드레일에 각각 구비되어 상기 연장프레임의 좌측면 및 우측면을 가압하는 제2가압수단을 포함한다.

상기 가이드레일의 상부 및 하부에는 상기 스윙암과 수평한 방향으로 한 쌍의 제3브라켓이 각각 연결되고, 상기 한 쌍의 제3브라켓과 상기 연장프레임 사이에는 상기 제2가압수단이 각각 위치하여 상기 제3브라켓에 연결되며, 상기 제2가압수단은, 상기 연장프레임과 마주보는 상기 제3브라켓을 관통하며 구비되되 그 내부에는 복수 개의 제2삽입홈이 형성된 하우징과, 상기 스윙암과 수평한 방향으로 상기 하우징 및 제2삽입홈을 관통하며 구비되되 상기 제3브라켓과 연장프레임 사이에 위치하는 가압축과, 상기 가압축 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 가압편과, 상기 복수 개의 제2삽입홈에 각각 삽입되되 그 일단은 상기 하우징 외부로 돌출되고 그 타단은 상기 가압축과 접하는 복수 개의 제2탄성부재와, 상기 복수 개의 제2탄성부재 일단과 접하며 구비되는 가압플레이트와, 상기 제3브라켓과 수직한 방향으로 상기 가압플레이트를 관통하여 상기 하우징과 나사결합을 하되 상기 가압플레이트를 중심으로 상기 하우징과 반대 방향에 위치한 단부에는 상기 가압플레이트와 접촉하는 헤드가 형성된 제2간격조절부재를 포함한다.

상기 가압편은, 상기 가압축 단부 외주면에 회전 가능하게 구비되는 가압롤러를 포함한다.

본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 탄화실 도어의 하중에 의해 리프트부가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 본 발명은 탄화실 도어의 하중 및 진동, 충격 등에 의해 스윙암이 어느 한 방향으로 이동시 그 위치를 교정할 수 있다.

셋째, 본 발명은 탄화실 도어의 탈착시 리프트부 및 스윙암을 연결하는 부분에 무리한 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 리프트부 및 스윙암의 파손을 방지함으로써 생산성을 증가시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 코크스 오븐을 나타낸 개략도,
도 2는 탄화실 도어 탈착장치와 탄화실 도어가 체결되는 상태를 나타낸 도면,
도 3은 탄화실 도어의 하중에 의해 리프트부가 기울어진 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 탄화실 도어 탈착장치를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 제1밸런스 유닛의 정단면도,
도 6은 본 발명에 따른 제2밸런스 유닛의 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술에서 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.

이하에서 설명되는 본 발명의 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치(100)는, 리프트부(200), 스윙암(300), 상부연결 유닛(400), 제1밸런스 유닛(500) 및 제2밸런스 유닛(600)을 포함한다.

리프트부(200)는 탄화실(20)에 인입되어 있는 탄화실 도어(30)를 탈착하기 위한 것으로, 전방에는 후크(220)가 구비되어 탄화실 도어(30)와 마주보며 위치하고, 구동실린더(210) 및 승강실린더(미도시)의 작동시 후크(220)를 이용해 탄화실 도어(30)를 탈착하게 된다.

스윙암(300)은 리프트부(200)의 각도조절이 가능하도록 리프트부(200)와 연결되어 구비되는 것으로, 리프트부(200)의 후방에 마주보며 이격되어 위치하고, 후술하는 제1밸런스 유닛(500)에 의해 스윙암(300)의 중심부와 리프트부(200)의 중심부가 연결된다.

리프트부(200)를 이용해 탄화실 도어(30)를 탄화실(20)로부터 인출하게 되면 탄화실 도어(30)의 하중에 의해 리프트부(200)의 상부가 전방 또는 후방으로 기울어지게 되는데, 이를 방지하기 위하여 리프트부(200)의 상부와 스윙암(300)의 상부는 상부연결 유닛(400)에 의해 연결되어 있다.

상부연결 유닛(400)은, 한 쌍의 제1브라켓(440), 제1회동축(430), 수직프레임(420) 및 지지프레임(410)을 포함하는데, 한 쌍의 제1브라켓(440)은 리프트부(200) 상단 좌측 및 우측에 돌출 고정되되 그 중심에는 관통홀(미도시)이 형성되어 있고, 제1회동축(430)은 한 쌍의 제1브라켓(440)에 형성된 관통홀(미도시)에 삽입되어 한 쌍의 제1브라켓(440)을 연결한다.

한 쌍의 제1브라켓(440) 사이에는 수직프레임(420)이 위치하여 제1회동축(430)을 매개로 한 쌍의 제1브라켓(440)과 연결되는데, 리프트부(200) 상단과 반대 방향으로 돌출 형성된다. 이러한 수직프레임(420)의 돌출된 부분에는 지지프레임(410)의 일단이 연결되며, 지지프레임(410)의 타단은 스윙암(300) 상부에 고정된다.

이렇게, 상부연결 유닛(400)에 의해 스윙암(300)의 상부 및 리프트부(200)의 상부가 연결됨으로써 리프트부(200)가 탄화실 도어(30)를 들어올렸을 때 전방 또는 후방으로 기울어지지 않게 된다. 또한, 종래에는 스윙암(300)과 리프트부(200)를 연결시 그 연결되는 부분이 스윙암(300) 중심부측에 위치하였기 때문에 탄화실 도어(30)의 하중이 스윙암(300)의 리프트부(200)의 전방측으로 치우치는 경향이 있었지만, 본 발명에서는 스윙암(300)의 상부와 리프트부(200)의 상부를 연결하였기 때문에 탄화실 도어(30)의 하중이 제1회동축(430) 및 수직프레임(420)을 중심으로 지면과 수직하게 가해진다.

즉, 탄화실 도어(30)의 하중이 후술하는 제1밸런스 유닛(500)에 일방적으로 가해지는 것이 아닌 상부연결 유닛(400)에 의해 지면과 수직한 방향으로 가해지는 것이다.

또한, 상술한 제1회동축(430)의 직경은 관통홀(미도시)의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 탄화실 도어 탈착장치(100)의 특성상 탄화실 도어(30)를 탈착할 때 발생되는 진동 및 충격, 하중, 기계적인 특성에 의해 리프트부(200)와 스윙암(300)이 항상 고정된 채로 수평을 유지하는 것이 아닌, 전방, 후방, 좌측 및 우측으로 조금씩 움직이게 되는데, 이때 제1회동축(430)과 관통홀(미도시)의 직경이 동일하다면 제1회동축(430) 및 제1브라켓(440)에 무리한 하중이 가해져 쉽게 파손되는 문제가 발생될 것이다.

즉, 후술하는 제1밸런스 유닛(500)을 중심으로 리프트부(200)가 미세하게 회동할 때 그와 대응하여 제1회동축(430)이 관통홀(미도시) 내에서 미세하게 이동함으로써 제1회동축(430) 및 관통홀(미도시)에 무리한 하중이 가해지는 것을 방지하게 되는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1밸런스 유닛(500)은 스윙암(300)의 중심부와 리프트부(200)를 연결하는 것으로, 리프트부(200)가 탄화실 도어(30)를 리프팅 하였을 때 스윙암(300)이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하며, 한 쌍의 제2브라켓(530), 제2회동축(510) 및 한 쌍의 제1가압수단(540)을 포함한다.

리프트부(200)의 좌측 및 우측에는 한 쌍의 제2브라켓(530)의 일단이 각각 고정 체결되고, 스윙암(300) 중심부 좌측 및 우측에는 한 쌍의 제2브라켓(530)의 타단이 각각 연결된다.

제2회동축(510)은 한 쌍의 제2브라켓(530) 및 그 사이에 위치한 스윙암(300)을 관통하며 구비되어 한 쌍의 제2브라켓(530) 및 스윙암(300)을 연결하며, 이러한 제2회동축(510)의 양단부에는 스윙암(300)의 위치를 교정하는 한 쌍의 제1가압수단(540)이 각각 구비된다.

즉, 한 쌍의 제2브라켓(530) 사이에 위치한 스윙암(300)이 좌측 또는 우측으로 이동시 제2회동축(510)의 양단부에 구비된 한 쌍의 제1가압수단(540)이 스윙암(300)의 이동방향과 반대 방향으로 스윙암(300)을 가압하기 때문에 스윙암(300)의 위치가 교정되는 것이다.

이러한 제1가압수단(540)은, 가압캡(550), 제1탄성부재(560) 및 제1간격조절부재(570)를 포함한다.

가압캡(550)은 소정의 두께와 직경을 가지도록 형성되며 상술한 제2회동축(510)에 의해 관통되어 스윙암(300)과 제2브라켓(530) 사이에 위치한다. 또한, 가압캡(550)의 측면중 스윙암(300)의 좌측면 및 우측면과 마주보는 면에는 제1삽입홈(551)이 형성되는데, 이러한 제1삽입홈(551)은 제2회동축(510)의 외주면과 접하는 부분을 중심으로 일정 직경 및 깊이를 가지며 형성된다.

제1탄성부재(560)는 스윙암(300)의 좌우측에 배치되어 스윙암(300)이 진동 또는 충격 등에 의해 좌측 또는 우측으로 이동시 어느 한측으로 치우치지 않고 중심(처음의 위치)에 있을 수 있도록 교정하는 것으로, 제2회동축(510)에 의해 관통되어 제1삽입홈(551)에 삽입된다. 제1탄성부재(560)의 일단은 가압캡(550)과 접촉되고 그 타단은 스윙암(300)과 접촉되며, 가압캡(550)과 스윙암(300) 사이의 간격을 조절함에 따라 제1탄성부재(560)의 탄성력을 조절할 수 있게 되며, 결국 탄성력을 조절하여 스윙암(300)의 위치를 교정하게 되는 것이다.

이러한 제1탄성부재(560)는 복수 개의 리프 스프링이 서로 접하며 형성되는 것이 바람직하다. 리프 스프링은 스프링 강재로 만든 널빤지 모양의 평판을 7 ~ 8매 또는 10여 매를 포갠 스프링으로, 겹판 스프링이라고도 한다. 또한, 리프 스프링은 길이가 다른 금속판을 몇 겹으로 겹쳐 만들기 때문에 구조는 간단하지만 충격흡수성 및 안정성이 뛰어나다.

따라서, 이러한 리프 스프링을 복수 개 구비하여 서로 접하도록 하는 것이 바람직할 것이며, 완충효과 및 교정효과를 극대화 하기 위해서는 한 쌍의 리프 스프링을 구비하여 각각의 가장 짧은 금속판이 서로 접하도록 한 후 이러한 한 쌍의 리프 스프링을 복수 개 구비하는 것이 더욱 효과적일 것이다.

제1간격조절부재(570)는 스윙암(300)의 좌측 및 우측에 각각 구비된 가압캡(550)을 스윙암(300) 측으로 가압하여 제1탄성부재(560)의 탄성력을 조절하는 것으로, 가압캡(550)과 수직한 방향으로 제2브라켓(530)을 관통하며 구비되어 그 일단은 가압캡(550)과 반대 방향에 위치한 제2브라켓(530)의 측면 방향으로 돌출되고 그 타단은 가압캡(550)과 접촉한다.

이때, 제1간격조절부재(570)의 일단에는 작업자가 제1간격조절부재(570)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 다각형의 헤드 또는 십자, 일자 등의 홈이 형성된 헤드를 형성하는 것이 바람직하다. 제1간격조절의 외주면에는 나사산이 형성되어 있기 때문에 헤드를 이용하여 제1간격조절부재(570)를 어느 한 방향으로 회전시키면 제1간격조절부재(570)의 타단이 가압캡(550)을 스윙암(300) 측으로 가압하게 되며, 반대 방향으로 회전시키면 스윙암(300)과 반대 방향으로 회전하여 가압력이 감소하게 되는 것이다.

한편, 제1가압수단(540)은 제2회동축(510)의 단부를 제2회동축(510)의 중심부 방향으로 관통하며 구비되어 제2회동축(510) 외주면과 접하는 곳에 위치한 스윙암(300) 내주면에 윤활유를 공급하는 윤활수단(580)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이는, 리프트부(200) 및 스윙암(300)이 작동하여 탄화실 도어(30)를 탈착하는 과정중 발생되는 진동 및 충격 등에 의해 스윙암(300)이 제2회동축(510)을 중심으로 미세한 회동을 하게 되는데, 이때 발생되는 마찰에 의해 제2회동축(510) 및 스윙암(300)이 파손되는 것을 방지하기 위한 것으로, 윤활유를 공급함으로써 과도한 마찰을 감소시켜 부드럽게 회동할 수 있게 된다.

이러한 윤활수단(580)은, 제1공급관(581), 이음부재(583) 및 제2공급관(582)을 포함한다.

제1공급관(581)은 제2회동축(510)의 단부를 제2회동축(510)의 길이 방향으로 관통하며 구비되며 그 내부에는 윤활유가 유동할 수 있도록 유로가 형성되어 있다. 제1공급관(581)의 일단은 제2회동축(510)의 단부에 위치하고 타단은 제2회동축(510) 내부에 위치하는데, 제1공급관(581)의 일단에는 이음부재(583)가 삽입 연통된다.

이음부재(583)의 내부에는 윤활유가 흐를 수 있도록 유로가 형성되어 있는데, 이음부재(583)의 일단은 제1공급관(581)의 일단에 삽입되고, 그 타단은 제1공급관(581)의 직경보다 크게 형성되어 제2회동축(510)의 단부에 고정 체결된다. 이는, 이음부재(583)가 제1공급관(581) 내로 유입되는 것을 방지하고 제1공급관(581)과 이음부재(583)가 견고히 고정되도록 하기 위한 것이다. 이음부재(583)의 타단에는 별도의 윤활유 공급관이 연결되어 외부로부터 윤활유를 지속적으로 공급받게 된다.

제1공급관(581)의 타단에는 제1공급관(581)과 수직한 방향으로 제2공급관(582)의 일단이 연통되며, 제2공급관(582)의 타단은 스윙암(300) 내주면과 접하는 제2회동축(510) 외주면을 관통하며 위치한다.

이렇게 제1공급관(581), 제2공급관(582) 및 이음부재(583)가 연통됨으로써 외부에서 공급되는 윤활유가 제1공급관(581), 제2공급관(582) 및 이음부재(583) 내부에 형성된 유로를 따라 이동하여 제2회동축(510) 외주면과 접하는 스윙암(300) 내주면에 공급되는 것이다.

한편, 제2회동축(510)의 양단부 외주면 일측에는 고정홈(미도시)이 각각 형성되어 이탈방지부재(520)가 삽입되는 것이 바람직하다.

이탈방지부재(520)는 제2회동축(510)의 양단부에 위치한 한 쌍의 제2브라켓(530)과 제2회동축(510)을 견고하게 고정하여 제2회동축(510)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로, 제2브라켓(530)과 마주보는 이탈방지부재(520)의 측면은 제2브라켓(530)에 고정 체결되고, 그 단부는 고정홈(미도시)에 삽입됨으로써 제2회동축(510)의 위치가 고정되는 것이다.

제2밸런스 유닛(600)은, 스윙암(300) 하단부에 구비되는 연장프레임(610)과, 리프트부(200)에 고정되며 연장프레임(610) 좌측 및 우측에 이격되어 위치하는 한 쌍의 가이드레일(620)과, 한 쌍의 가이드레일(620)에 각각 구비되어 연장프레임(610)의 좌측면 및 우측면을 가압하는 제2가압수단(640)을 포함한다.

또한, 가이드레일(620)의 상부 및 하부에는 스윙암(300)과 수평한 방향으로 한 쌍의 제3브라켓(630)이 각각 연결되고, 한 쌍의 제3브라켓(630)과 연장프레임(610) 사이에는 상술한 제2가압수단(640)이 각각 위치하여 제3브라켓(630)에 연결되는 것이 바람직하다. 이는, 연장프레임(610) 좌측 및 우측에 각각 하나의 가압수단을 구비하여 연장프레임(610)의 위치를 교정하는 것이 아닌, 연장프레임(610)의 좌측 및 우측의 상단 및 하단에 가압수단을 각각 구비하여 교정효과를 극대화하기 위한 것이다.

제2가압수단(640)은 하우징(641), 가압축(644), 가압편(645), 복수 개의 제2탄성부재(646), 가압플레이트(643) 및 제2간격조절부재(647)를 포함한다.

하우징(641)은 후술하는 가압축(644) 및 제2탄성부재(646)가 삽입되는 것으로, 연장프레임(610)과 제3브라켓(630) 사이에 위치한다. 제3브라켓(630)과 마주보는 하우징(641)의 측면은 제3브라켓(630)을 관통하여 고정되며, 연장프레임(610)과 마주보는 하우징(641)의 측면은 연장프레임(610)과 이격되어 위치한다. 또한, 그 내부에는 후술하는 제2탄성부재(646)가 삽입되는 복수 개의 제2삽입홈(미도시)이 형성된다.

가압축(644)은 제3브라켓(630)과 연장프레임(610) 사이에 위치하며, 하우징(641) 및 제2삽입홈을 스윙암(300)과 수평한 방향으로 관통하며 구비된다. 가압축(644)의 양단에는 한 쌍의 가압편(645)이 각각 구비되어 연장프레임(610)과 접촉하게 되는데, 이러한 가압편(645)은 가압축(644) 단부 외주면에 회전 가능하게 체결되는 가압롤러로 구비되는 것이 바람직하다.

이는, 리프트부(200)가 탄화실 도어(30)를 리프팅할 때 스윙암(300)이 미세하게 전방 또는 후방으로 움직이기 때문에 가압편(645)이 스윙암(300)의 이동방향과 수직한 방향으로 가압하게 되면 스윙암(300) 및 가압편(645)이 파손될 수 있기 때문에 스윙암(300)의 이동방향에 따라 가압편(645)이 회전함으로써 가압과 동시에 무리한 하중이 가해지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상술한 복수 개의 제2삽입홈(미도시)에는 복수 개의 제2탄성부재(646)가 각각 삽입되는데, 제2탄성부재(646)는 일반적인 스프링뿐만 아니라 탄성력이 뛰어나다면 그 재질 및 형상과 무관하게 사용 가능할 것이다.

제2삽입홈(미도시)에 삽입된 제2탄성부재(646)의 일단은 하우징(641) 외부로 돌출되고 그 타단은 가압축(644)과 접하게 되는데, 제2탄성부재(646)의 일단측에는 가압플레이트(643)가 구비되어 제2탄성부재(646)의 일단과 접하게 된다. 이때, 가압플레이트(643)는 제2탄성부재(646)에 의해 지지되어 하우징(641)과 비접촉 상태로 있게 된다.

제2간격조절부재(647)는 가압플레이트(643)를 직접 가압하여 가압플레이트(643)와 하우징(641) 사이의 간격을 조절하는 것으로, 가압플레이트(643)의 위치가 하우징(641)과 근접할 수록 제2탄성부재(646)가 압축되며, 그에 따라 제2탄성부재(646)가 가압축(644)을 가압하여 가압축(644) 양단에 구비된 가압편(645)이 연장프레임(610)을 가압하게 된다.

이러한 제2간격조절부재(647)는 머리부 및 몸체부로 형성되며, 제2간격조절부재(647)의 몸체부 외주면에는 나사산이 형성되어 제3브라켓(630)과 수직한 방향으로 가압플레이트(643)를 관통하여 구비된다. 제2간격조절부재(647)의 머리부는 하우징(641)과 반대 방향에 위치한 제2간격조절부재(647)의 일단에 형성되며, 가압플레이트(643)와 접촉하여 가압할 수 있도록 몸체부의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제2간격조절부재(647)를 복수 개 구비하여 가압플레이트(643) 상에 균일한 간격으로 배치함으로써 제2간격조절부재(647)가 가압플레이트(643)를 가압하였을 때 제2탄성부재(646)에 전달되는 힘이 어느 한 측으로 편향되지 않고 균일하게 전달될 수 있을 것이다.

제2간격조절부재(647)의 머리부는 가압플레이트(643)를 직접 가압할 뿐만 아니라 작업자가 머리부를 이용하여 제2간격조절부재(647)를 회전시키기 때문에, 작업자가 용이하게 회전시킬 수 있도록 다각형 또는 십자, 일자 등의 홈이 형성된 형상으로 구비되는 것이 바람직할 것이다.

이하에서는 도 3을 참고로 탄화실 도어를 탈착하기 위한 본 발명의 작동 과정을 설명한다.

탄화실 도어(30)를 탄화실(20)로부터 분리하기 위해 구동실린더(210)를 전진시키면 리프트부(200) 및 스윙암(300)이 전진하게 된다. 리프트부(200) 전방에 구비된 후크(220)가 후크(220)걸이(60) 하단에 위치하면 승강실린더(미도시)가 작동하고, 그에 따라 후크(220)와 후크(220)걸이(60)가 체결된다.

그 후, 구동실린더(210)의 후진에 의해 탄화실 도어(30)가 리프트부(200)의 후크(220)에 체결된 상태로 탄화실(20)로부터 분리되며, 이때 탄화실 도어(30)의 하중이 상부연결 유닛(400) 및 제1밸런스 유닛(500)에 가해지게 된다.

지면과 수직한 상태로 들어올려진 탄화실 도어(30)의 하중이 약 8톤에 달하기 때문에, 탄화실 도어(30)는 쉽게 중심을 잃고 전방 또는 후방으로 기울어지려고 하는데, 이때 제1회동축(430) 및 제1브라켓(440)과 연결된 지지프레임(410) 및 수직프레임(420)에 의해 탄화실 도어(30)가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것이 방지된다.

하지만, 탄화실 도어 탈착장치(100)의 특성상 미세한 진동 및 충격 등이 발생되고, 리프트부(200)와 스윙암(300)이 하나로 형성된 것이 아닌 각각의 장치가 연결된 상태이기 때문에 리프트부(200)와 스윙암(300)이 연결된 부분에서 미세한 움직임이 발생하게 된다.

즉, 제1밸런스 유닛(500)을 매개로 리프트부(200)와 연결된 스윙암(300)이 좌측 또는 우측으로 조금씩 이동하려고 하는데, 스윙암(300)의 양측을 가압하고 있는 제1가압수단(540)이 지속적으로 가압함으로써 스윙암(300)의 위치가 어느 한 측으로 치우치지 않고 처음의 위치에 있을 수 있게 된다.

이때, 제1가압수단(540)이 스윙암(300)의 양측을 가압하는 가압력은 제1간격조절부재(570)를 이용하여 조절할 수 있으며, 제2회동축(510)과 스윙암(300)이 접하는 부분에 윤활수단(580)을 이용해 윤활유를 공급함으로써 제2회동축(510)과 스윙암(300) 사이에 발생되는 마찰력을 감소시킬 수 있다.

스윙암(300) 및 리프트부(200)의 상부 및 중심부 측에서 발생되는 현상은 상술한 상부연결 유닛(400) 및 제1밸런스 유닛(500)에 의해 교정 또는 방지할 수 있지만, 스윙암(300) 및 리프트부(200)의 길이가 매우 길기 때문에 하단부에서 발생되는 위치 이동은 교정하기 어렵다.

따라서, 스윙암(300) 및 리프트부(200)에 진동 및 충격이 발생되어 스윙암(300)이 어느 한 측으로 이동하게 되면 제1밸런스 유닛(500) 뿐만 아니라 제2밸런스 유닛(600)에 의해서도 스윙암(300)의 위치가 교정된다.

이러한 제2밸런스 유닛(600)은, 스윙암(300)의 하단부에 구비되는데, 제2가압수단(640)을 이용하여 연장프레임(610)의 좌측 및 우측을 동시에 가압함으로써 스윙암(300)이 어느 한 측으로 이동하는 것을 교정하게 된다.

연장프레임(610)을 가압하는 제2가압수단(640)의 가압력은 제2간격조절부재(647)를 이용해 조절할 수 있는데, 제2간격조절부재(647)를 어느 한 방향으로 회전시키면 머리부가 가압플레이트(643)를 가압하여 가압플레이트(643)와 하우징(641) 사이의 간격이 가까워지며, 이에 따라 제2탄성부재(646)가 압축되어 제2탄성부재(646)가 가압축(644)을 가압하는 힘이 증가되는 것이다.

또한, 제2간격조절부재(647)를 반대 방향으로 회전시키면 가압플레이트(643)와 하우징(641) 사이의 간격이 증가하여 제2탄성부재(646)가 가압축(644)을 가압하는 힘이 감소되며, 가압편(645)이 연장프레임(610)을 가압하고 있는 상태에서 연장프레임(610)이 전방 또는 후방으로 미세하게 움직이게 되면 가압편(645)이 그와 동일한 방향으로 회전하여 가압편(645) 및 연장프레임(610)에 무리한 하중이 가해지는 것이 방지된다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 탄화실 도어 탈착장치 200 : 리프트부
300 : 스윙암 400 : 상부연결 유닛
500 : 제1밸런스 유닛 510 : 제2회동축
540 : 제1가압수단 600 : 제2밸런스 유닛
640 : 제2가압수단

Claims (12)

1. 전방에 후크가 구비되어 탄화실 도어와 마주보며 위치하고, 상기 후크를 이용해 상기 탄화실 도어를 탈착하는 리프트부;
   상기 리프트부의 후방에 상기 리프트부와 마주보며 이격되어 위치하고, 상기 리프트부의 각도조절이 가능하도록 상기 리프트부와 연결되는 스윙암;
   상기 리프트부의 상부와 상기 스윙암의 상부를 연결하며, 상기 리프트부가 전방 또는 후방으로 기울어지는 것을 방지하는 상부연결 유닛;
   상기 스윙암의 중심부와 상기 리프트부를 연결하며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제1밸런스 유닛; 및
   상기 스윙암의 하단부에 구비되어 상기 리프트부와 연결되며, 상기 스윙암이 좌측 또는 우측 방향으로 이동하는 것을 교정하는 제2밸런스 유닛을 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부연결 유닛은, 상기 리프트부 상단 좌측 및 우측에 돌출 고정되되 그 중심에 관통홀이 형성된 한 쌍의 제1브라켓과, 상기 관통홀에 삽입되되 상기 관통홀의 직경보다 작게 형성되는 제1회동축과, 상기 한 쌍의 제1브라켓 사이에 위치하여 상기 제1회동축을 매개로 상기 한 쌍의 제1브라켓과 연결되되 상기 리프트부 상단과 반대 방향으로 돌출 형성되는 수직프레임과, 그 일단은 상기 수직프레임에 연결되고, 그 타단은 상기 스윙암 상부에 고정되는 지지프레임을 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1밸런스 유닛은, 상기 리프트부 좌측 및 우측에 그 일단이 각각 고정체결되고 상기 스윙암 중심부 좌측 및 우측에 그 타단이 각각 연결되는 한 쌍의 제2브라켓과, 상기 한 쌍의 제2브라켓 타단 및 스윙암을 관통하며 연결하는 제2회동축과, 상기 제2회동축 양단부에 각각 구비되어 상기 스윙암의 위치를 교정하는 한 쌍의 제1가압수단을 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1가압수단은, 상기 제2회동축에 의해 관통되어 상기 스윙암과 제2브라켓 사이에 위치하되 상기 스윙암과 마주보는 면에는 제1삽입홈이 형성된 가압캡과, 상기 제2회동축에 의해 관통되며 상기 제1삽입홈에 삽입되어 상기 가압캡 및 스윙암과 접촉하는 제1탄성부재와, 상기 가압캡과 수직한 방향으로 상기 제2브라켓을 관통하며 구비되어 상기 가압캡과 접촉하되 그 외주면에는 나사산이 형성된 제1간격조절부재를 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1탄성부재는, 복수 개의 리프 스프링이 서로 접하며 형성되는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1탄성부재는, 가장 짧은 금속판이 서로 접하며 구비되는 한 쌍의 리프 스프링으로 형성되되, 상기 한 쌍의 리프 스프링이 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1가압수단은, 상기 제2회동축의 단부를 상기 제2회동축의 중심부 방향으로 관통하며 구비되어 상기 제2회동축 외주면과 접하는 곳에 위치한 상기 스윙암 내주면에 윤활유를 공급하는 윤활수단을 더 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 윤활수단은, 상기 제2회동축의 단부를 상기 제2회동축의 길이 방향으로 관통하며 구비되는 제1공급관과, 상기 제2회동축의 단부에 위치한 상기 제1공급관의 일단에 삽입 연통되며 상기 제2회동축의 단부에 고정되는 이음부재와, 상기 제1공급관과 수직한 방향으로 상기 제1공급관의 타단에 연통되어 상기 스윙암 내주면과 접하는 상기 제2회동축 외주면을 관통하며 구비되는 제2공급관을 더 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
9. 청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2회동축의 양단부 외주면 일측에는 고정홈이 각각 형성되고,
   상기 제1밸런스 유닛은, 상기 제2브라켓에 고정 체결되되 그 단부는 상기 고정홈에 삽입되는 이탈방지부재를 더 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2밸런스 유닛은, 상기 스윙암 하단부에 구비되는 연장프레임과, 상기 리프트부에 고정되며 상기 연장프레임 좌측 및 우측에 이격되어 위치하는 한 쌍의 가이드레일과, 상기 한 쌍의 가이드레일에 각각 구비되어 상기 연장프레임의 좌측면 및 우측면을 가압하는 제2가압수단을 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가이드레일의 상부 및 하부에는 상기 스윙암과 수평한 방향으로 한 쌍의 제3브라켓이 각각 연결되고, 상기 한 쌍의 제3브라켓과 상기 연장프레임 사이에는 상기 제2가압수단이 각각 위치하여 상기 제3브라켓에 연결되며,
    상기 제2가압수단은, 상기 연장프레임과 마주보는 상기 제3브라켓을 관통하며 구비되되 그 내부에는 복수 개의 제2삽입홈이 형성된 하우징과, 상기 스윙암과 수평한 방향으로 상기 하우징 및 제2삽입홈을 관통하며 구비되되 상기 제3브라켓과 연장프레임 사이에 위치하는 가압축과, 상기 가압축 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 가압편과, 상기 복수 개의 제2삽입홈에 각각 삽입되되 그 일단은 상기 하우징 외부로 돌출되고 그 타단은 상기 가압축과 접하는 복수 개의 제2탄성부재와, 상기 복수 개의 제2탄성부재 일단과 접하며 구비되는 가압플레이트와, 상기 제3브라켓과 수직한 방향으로 상기 가압플레이트를 관통하여 상기 하우징과 나사결합을 하되 상기 가압플레이트를 중심으로 상기 하우징과 반대 방향에 위치한 단부에는 상기 가압플레이트와 접촉하는 헤드가 형성된 제2간격조절부재를 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가압편은, 상기 가압축 단부 외주면에 회전가능하게 구비되는 가압롤러를 포함하는, 코크스 오븐의 탄화실 도어 탈착장치.

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