KR101606985B1 - 시일포트장치 - Google Patents

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KR101606985B1
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안광민
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현대제철 주식회사
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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Abstract

시일포트장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 시일포트장치는: 부생가스를 공급하는 가스배관과 연결되며, 가스배관상의 응축수가 유입되는 응축수유입관부와, 내부가 시일워터로 채워지며, 응축수유입관부를 통과한 응축수가 담기는 시일포트부와, 시일포트부의 용량을 초과한 시일워터를 외부로 배출하는 오버플로우관부와, 오버플로우관부상에 설치되며, 시일워터의 수위를 외부에 표시하는 수위표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시일포트장치{SEAL POT APPARATUS}
본 발명은 시일포트장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철 공정에서 발생되는 부생가스를 공급하는 가스배관의 내부에 생성되는 응축수를 배출시키기 위한 시일포트장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철소에서 발생되는 고로가스, 전로가스, 코크스가스 등의 부생가스는 발전소와 냉연공장, 열연공장 등에서 주요 에너지원으로 사용되고 있다. 이러한 부생가스는 수분을 함유하고 있어 부생가스를 공급하기 위한 가스배관의 내부에는 응축수가 생성되며, 가스배관상에는 응축수를 배출시키기 위한 시일포트장치가 설치된다.
관련 선행기술은 대한민국 공개특허공보 제2001-0057461호(2001.7.4. 공개, 발명의 명칭 : 씰포트의 가스누출 방지장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 시일포트에 담기는 시일워터의 수위를 외부에서 작업자가 확인할 수 있게 신속한 대응이 가능하도록 하는 시일포트장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 시일포트장치는: 부생가스를 공급하는 가스배관과 연결되며, 상기 가스배관상의 응축수가 유입되는 응축수유입관부; 내부가 시일워터로 채워지며, 상기 응축수유입관부를 통과한 응축수가 담기는 시일포트부; 상기 시일포트부의 용량을 초과한 시일워터를 외부로 배출하는 오버플로우관부; 및 상기 오버플로우관부상에 설치되며, 시일워터의 수위를 외부에 표시하는 수위표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오버플로우관부는, 상기 시일포트부의 상부에 상향 연장되게 형성되며, 상기 시일포트부의 용량을 초과한 시일워터가 유입되는 유입관부; 상기 유입관부의 중간부에 연결되며, 상기 유입관부상의 시일워터가 외부로 배출되는 유출관부; 및 상기 유입관부를 통해 상기 시일포트부로 시일워터를 공급하는 공급관부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수위표시부는, 시일워터의 수면에 부유되는 부유부; 및 상기 부유부와 연결되고, 상기 오버플로우관부의 외부로 연장되며, 시일워터의 수위에 따라 상기 부유부와 함께 상하로 이동되는 연장부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연장부는, 하부가 상기 부유부와 연결되고, 상부가 상기 오버플로우관부의 외부로 연장되는 막대부; 및 상기 막대부의 둘레에 연결되며, 상기 오버플로우관부의 내경에 대응되는 너비로 형성되는 유동방지부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동방지부는, 상기 막대부의 둘레에 상향 또는 하향 경사지게 형성되며, 시일워터가 통과되는 홀부가 형성되는 확장부; 및 상기 확장부의 단부에 연결되며, 상기 오버플로우관부의 내벽부와 접하는 접촉부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수위표시부는, 눈금을 구비하여 상기 오버플로우관부의 상부에 설치되는 눈금표시부; 및 상기 연장부와 연결되어 시일워터의 수위에 따라 상하로 이동되고, 상기 눈금표시부의 눈금을 가리키며 시일워터의 수위를 표시하는 외부표시부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수위표시부는, 상기 연장부의 높이에 따라 시일워터의 수위를 감지하는 수위센서부; 및 상기 수위센서부에서 측정된 시일워터의 수위가 설정치 이하이면 경고 신호를 발생시키는 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시일포트장치에 의하면, 오버플로우관부상에 설치된 수위표시부에 의해 시일워터의 수위를 시일포트부 외부의 작업자가 육안, 경고음 등으로 확인할 수 있어 시일워터의 수위를 조정하기 위한 신속한 대응이 이루어질 수 있다.
이에 따라 본 발명에 의하면, 가스배관상의 부생가스가 시일포트부로 유입되어 오버플로우관부를 통해 외부로 배출되는 것으로 인한 가스압력 헌팅(hunting) 현상과, 가스배관의 외부로 배출된 부생가스로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시일포트장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시일포장치의 작동을 설명하고자 도시한 작동상태도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유동방지부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 시일포트장치의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시일포트장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시일포장치의 작동을 설명하고자 도시한 작동상태도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 시일포트장치(300)는 응축수유입관부(310), 시일포트부(320), 오버플로우관부(330), 수위표시부(340)를 포함한다.
응축수유입관부(310)는 가스배관(10) 내부의 응축수(W2)를 시일포트부(320)측으로 배출시키는 경로를 이룬다. 제철소에서 발생되는 고로가스, 전로가스, 코크스가스 등의 부생가스는 가스배관(10)을 통해 발전소나 공장 등으로 공급되며, 이러한 부생가스에 포함된 수분이 가스배관(10)의 내부에서 응축되어 응축수(W2)가 생성된다. 이러한 응축수(W2)는 가스배관(10)의 하부에 연결된 응축수유입관부(310)로 자연히 유입되고, 시일포트부(320)측으로 유동된다.
시일포트부(320)는 공급관부(333)를 통해 공급되는 시일워터(W1)로 내부가 채워지며, 상기와 같이 응축수유입관부(310)를 통과한 응축수(W2)가 담긴다. 본 발명의 설명에서는 시일포트부(320)측으로 유입되어 시일워터(W1)와 합류된 응축수(W2) 또한 시일워터(W1)로 통칭하기로 한다.
정상(正常)상태에서 시일포트부(320)의 내부는 시일워터(W1)로 채워지고, 시일워터(W1)로 인해 가스배관(10)은 밀봉된 상태가 유지된다. 즉, 시일포트(320)에 채워진 시일워터(W1)에 의해 가스배관(10) 내 부생가스의 유출이 방지된다.
오버플로우관부(330)는 시일포트부(320)의 상부에 연통되게 연결되고, 시일포트부(320)의 용량을 초과한 시일워터(W1)를 외부로 배출한다. 본 발명의 일실시예에 따른 오버플로우관부(330)는 유입관부(331), 유출관부(332), 공급관부(333)를 포함한다.
유입관부(331)는 시일포트부(320)의 상부에 상향 연장되게 형성되며, 시일포트부(320)의 용량을 초과한 시일워터(W1)가 유입된다. 유출관부(332)는 유입관부(331)의 중간부에 수평방향으로 연장되게 연결되며, 수위가 상승하며 유출관부(332)까지 도달된 시일워터(W1)는 유출관부(332)로 자연히 유입되고 유출관부(332)의 단부에 하향 개방되게 형성된 개방부를 통해 집수피트(20)측으로 배출된다.
공급관부(333)는 유입관부(331)를 통해 시일포트부(320)로 시일워터(W1)를 공급한다. 이에 따라 유입관부(331)상에서 시일워터(W1)의 유입 및 배출이 이루어지게 된다. 정상(正常)상태에서는 상기와 같은 작용에 의해 시일워터(W1)가 시일포트부(320)의 내부를 채운 상태로 일정한 범위의 수위를 유지하게 된다.
수위표시부(340)는 상하로 연장되게 형성되고 상부가 개방된 유입관부(331)상에 설치되며, 시일워터(W1)의 수위를 시일포트부(320) 및 오버플로우관부(330)의 외부에 표시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 수위표시부(340)는 부유부(341), 연장부(342), 눈금표시부(347), 외부표시부(348), 수위센서부(349a), 가스감지부(349b), 제어부(349c)를 포함한다.
부유부(341)는 시일워터(W1)의 수면에 부유된다. 연장부(342)는 부유부(341)와 연결되고, 유입관부(331)의 외부로 연장되며, 시일워터(W1)의 수위에 따라 부유부(341)와 함께 상하로 이동된다. 이에 따라, 유입관부(331)의 외부로 노출된 연장부(342)의 상부의 높이에 따라 시일워터(W1)의 수위를 예측할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유부를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 부유부(341)는 내부에 공기가 채워지는 본체부(341a)와, 본체부(341a)를 관통하는 형상으로 형성되는 통과홀부(341b)를 포함한다. 통과홀부(341b)는 상하측으로 관통되게 형성된다. 이에 따라, 부유부(341)가 공급관부(333)보다 낮게 위치된 상태에서 공급관부(333)에서 공급된 시일워터(W1)가 통과홀부(341b)를 통해 본체부(341a) 하측의 시일워터(W1)와 합류될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 본체부(341a)의 상부는 가장자리부측으로 갈수록 너비가 점차 확장되게 하측으로 테이퍼진 형상을 가지며, 통과홀부(341b)는 본체부(341a)의 가장자리부에 형성된다. 이에 따라, 공급관부(333)에서 유입관부(331)로 유입된 시일워터(W1)가 본체부(341a) 상부의 경사면을 타고 통과홀부(341b)측으로 유동되면서 유입관부(331)의 내벽면을 타고 본체부(341a)의 하측으로 유동될 수 있다.
상기와 같은 작용에 의해 시일워터(W1)가 부유부(341) 및 유동방지부(344)를 통과함에 따른 수면의 파동 발생을 최소화할 수 있어, 수위표시부(340)를 이용한 수위 표시의 신뢰성을 확보할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 통과홀부(341b)는 본체부(341a)의 가장자리부에 형성되나, 본체부(341a)의 중간부에 형성될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일실시예에 따른 연장부(342)는 막대부(343)와 유동방지부(344)를 포함한다. 막대부(343)는 상하로 연장된 막대 형상을 가지며, 하부가 부유부(341)와 연결되고, 상부가 유입관부(331)의 외부로 연장된다. 유동방지부(344)는 막대부(343)의 둘레에 형성되며, 유입관부(331)의 내경에 대응되는 너비로 형성된다. 이에 따라, 유동방지부(344)는 유입관부(331)의 내벽면과 접촉된 상태로 막대부(343)가 기울어지는 것을 방지한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유동방지부를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유동방지부(344)는 확장부(345)와 접촉부(346)를 포함한다. 확장부(345)는 막대부(343)의 둘레에 상향 또는 하향 경사지게 형성되며, 시일워터(W1)가 통과되는 홀부(345a)가 형성된다. 접촉부(346)는 확장부(345)의 단부에 형성되고 유입관부(331)의 내벽부와 접한다.
본 발명의 일실시예에서 확장부(345)는 방사형의 바퀴살 형상으로 형성되어 막대부(343)의 둘레에 시일워터(W1)가 통과될 수 있는 홀부(345a)를 균일하게 형성한다. 또한, 접촉부(346)는 확장부(345)보다 확장된 상하 너비로 형성되어, 유입관부(331)의 내벽부와 안정되게 선접촉, 또는 면접촉될 수 있다. 유동방지부(344)는 유입관부(331) 및 막대부(343)의 길이에 따라 복수개가 형성될 수 있다.
확장부(345)는 유입관부(331)의 상단부 또는 하단부와의 접촉 여부에 따라 상향 경사지게 또는 하향 경사지게 형성된다. 예를 들어, 수위의 변화에 따라 유입관부(331)의 상단부 보다 상측에 위치될 수 있는 확장부(345)는 가장자리부측으로 갈수록 상측으로 경사진 형상을 가지며, 유입관부(331)의 하단부보다 하측에 위치될 수 있는 확장부(345)는 가장자리부측으로 갈수록 하측으로 경사진 형상을 가진다. 상기와 같이 확장부(345)를 테이퍼지게 형성함으로써 유동방지부(344)가 수위에 따라 상하로 이동되는 과정에서 유입관부(331)의 상단부 또는 하단부에 걸리는 것을 방지할 수 있다.
눈금표시부(347)는 눈금을 구비하여 오버플로우관부(330)의 상부에 설치된다. 외부표시부(348)는 막대부(343)의 상부에 연결되어 시일워터(W1)의 수위에 따라 상하로 이동되고, 눈금표시부(347)의 눈금을 가리키며 시일워터(W1)의 수위를 표시한다.
본 발명의 일실시예에서 외부표시부(348)는 깃발(348a)과 감지대상부(348b)를 포함한다. 깃발(348a)은 주위의 작업 환경과 구별될 수 있는 색상을 가진다. 막대부(343)의 상하 이동 시, 유입관부(331)의 외부로 노출된 깃발(348a)이 함께 상하로 이동하게 되므로, 작업자는 깃발(348a)의 위치를 확인하는 것에 의해 시일워터(W1)의 실시간 수위를 원거리에서 육안으로 확인할 수 있다.
감지대상부(348b)는 눈금표시부(347)측으로 돌출되게 형성된다. 감지대상부(348b)는 눈금표시부(347)상의 눈금을 가리킴과 동시에 수위센서부(349a)의 감지 대상이 된다. 시일워터(W1)의 수위 변화 시, 감지대상부(348b)는 눈금표시부(347)의 눈금을 가리킨 상태로 막대부(343)와 함께 상하로 이동되므로, 작업자는 보다 근거리에서 감지대상부(348b)가 가리키는 눈금을 육안으로 확인하면서 시일워터(W1)의 수위를 정밀하게 측정할 수 있다.
수위센서부(349a)는 연장부(342)의 높이에 따라 시일워터(W1)의 수위를 감지한다. 수위센서부(349a)로써 근접센서 또는 접촉센서를 적용하는 경우, 수위센서부(349a)는 감지대상부(348b)의 이동 경로상에 설치된다. 시일워터(W1)의 수위가 점차 낮아지면서 유입관부(331)의 상측에 위치된 감지대상부(348b)가 점차 하강하게 되면 수위센서부(349a)와 점차 근접하거나 접촉되면서 수위센서부(349a)의 신호가 변화된다.
가스감지부(349b)는 부생가스의 누출을 감지한다. 공급관부(333)를 통한 시일워터(W1)의 공급이 원활하게 이루어지지 않거나, 시일포트부(320) 또는 오버플로우관부(330)의 손상으로 인해 누수가 발생되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 시일포트부(320)의 내부가 시일워터(W1)로 채워지지 않고 부생가스가 유입관부(331)의 상단부를 통해 외부로 누출된다. 가스감지부(349b)는 이러한 부생가스의 누출 여부를 감지하기 위해 유입관부(331)상에 설치된다. 가스감지부(349b)로는 가스누출경보기 등에 이용되는 공지의 가스센서를 이용할 수 있다.
제어부(349c)는 수위센서부(349a)에서 측정된 시일워터(W1)의 수위가 설정치 이하이면 경고 신호를 발생시킨다. 또한, 제어부(349c)는 가스감지부(349b)에서 부생가스의 누출이 감지되면 경고 신호를 발생시킨다. 이러한 경고 신호는 작업자의 주의를 환기, 집중시키기 위해 경고등(349d)을 점멸 작동시키거나, 스피커(349e)를 작동시켜 경고음을 발생시키는 형태로 이루어질 수 있다.
수위센서부(349a)로써 근접센서 또는 접촉센서를 적용하는 경우, 제어부(349c)는 도 2에 도시된 바와 같이 감지대상부(348b)가 수위센서부(349a)와 근접하거나 접촉된 상태에서 수위센서부(349a)가 송신한 신호를 수신받아 경고 신호를 발생시킨다. 또한, 제어부(349c)는 가스감지부(349b)에서 부생가스의 누출이 감지되면, 가스감지부(349b)가 송신한 신호를 수신받아 경고 신호를 발생시킨다.
가스배관(10)상의 부생가스가 시일포트부(320)로 유입되어 오버플로우관부(330)를 통해 외부로 배출되는 경우, 가스배관 내 가스압력이 급변하는 헌팅(hunting) 현상과, 가스배관(10)의 외부로 배출된 부생가스로 인한 폭발 등의 안전사고가 발생될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 시일포트장치(300)에 의하면, 오버플로우관부(330)상에 설치된 수위표시부(340)에 의해 시일워터(W1)의 수위를 작업자가 실시간으로 확인할 수 있고, 시일워터(W1)의 수위가 설정치보다 낮아지는 경우에는 시각적, 청각적 자극 등에 의해 보다 적극적으로 신속하게 대처할 수 있어 상기와 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 가스배관 20 : 집수피트
300 : 시일포트장치 310 : 응축수유입관부
320 : 시일포트부 330 : 오버플로우관부
331 : 유입관부 332 : 유출관부
333 : 공급관부 340 : 수위표시부
341 : 부유부 341a : 본체부
341b : 통과홀부 342 : 연장부
343 : 막대부 344 : 유동방지부
345 : 확장부 345a : 홀부
346 : 접촉부 347 : 눈금표시부
348 : 외부표시부 348a : 깃발
348b : 감지대상부 349a : 수위센서부
349b : 가스감지부 349c : 제어부
349d : 경고등 349e : 스피커
W1 : 시일워터 W2 : 응축수

Claims (7)

  1. 부생가스를 공급하는 가스배관과 연결되며, 상기 가스배관상의 응축수가 유입되는 응축수유입관부;
    내부가 시일워터로 채워지며, 상기 응축수유입관부를 통과한 응축수가 담기는 시일포트부;
    상기 시일포트부의 용량을 초과한 시일워터를 외부로 배출하는 오버플로우관부; 및
    상기 오버플로우관부상에 설치되며, 시일워터의 수위를 외부에 표시하는 수위표시부;를 포함하고,
    상기 수위표시부는,
    시일워터의 수면에 부유되는 부유부; 및
    상기 부유부와 연결되고, 상기 오버플로우관부의 외부로 연장되며, 시일워터의 수위에 따라 상기 부유부와 함께 상하로 이동되는 연장부;를 포함하며,
    상기 부유부는,
    내부에 공기가 채워지고, 상부가 가장자리부측으로 갈수록 하측으로 테이퍼진 형상을 가지는 본체부; 및
    상기 본체부의 가장자리부에 상하측으로 관통되게 형성되는 통과홀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오버플로우관부는,
    상기 시일포트부의 상부에 상향 연장되게 형성되며, 상기 시일포트부의 용량을 초과한 시일워터가 유입되는 유입관부;
    상기 유입관부의 중간부에 연결되며, 상기 유입관부상의 시일워터가 외부로 배출되는 유출관부; 및
    상기 유입관부를 통해 상기 시일포트부로 시일워터를 공급하는 공급관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는,
    하부가 상기 부유부와 연결되고, 상부가 상기 오버플로우관부의 외부로 연장되는 막대부; 및
    상기 막대부의 둘레에 연결되며, 상기 오버플로우관부의 내경에 대응되는 너비로 형성되는 유동방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유동방지부는,
    상기 막대부의 둘레에 상향 또는 하향 경사지게 형성되며, 시일워터가 통과되는 홀부가 형성되는 확장부; 및
    상기 확장부의 단부에 연결되며, 상기 오버플로우관부의 내벽부와 접하는 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수위표시부는,
    눈금을 구비하여 상기 오버플로우관부의 상부에 설치되는 눈금표시부; 및
    상기 연장부와 연결되어 시일워터의 수위에 따라 상하로 이동되고, 상기 눈금표시부의 눈금을 가리키며 시일워터의 수위를 표시하는 외부표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 수위표시부는,
    상기 연장부의 높이에 따라 시일워터의 수위를 감지하는 수위센서부; 및
    상기 수위센서부에서 측정된 시일워터의 수위가 설정치 이하이면 경고 신호를 발생시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시일포트장치.
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