KR101709136B1 - 냉각 장치 - Google Patents

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KR101709136B1
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이기연
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명에 따른 냉각 장치는 냉각시키고자 하는 피처리물이 통과 가능한 내부 공간을 가지며, 내부 공간의 상측에 설치되어, 피처리물의 냉각을 위한 냉각 매체의 이동이 가능하도록 하는 송풍기를 구비하는 냉각탑, 송풍기와 연결되어 상기 냉각탑의 본체 외부에서 상기 송풍기의 진동 발생 여부 및 진동의 크기를 감지하는 진동 감지 유닛을 포함하고, 진동 감지 유닛은, 상기 본체 내에서 상기 송풍기와 접촉되도록 설치되어, 상기 송풍기의 진동을 전달 받는 제 1 진동 전달부, 일단이 제 1 진동 전달부에 연결되고, 일단으로부터 냉각탑의 본체 외부로 연장 설치되어, 제 1 진동 전달부의 진동을 전달 받는 제 2 진동 전달부 및 제 2 진동 전달부의 타단에 대향 위치하여, 진동에 의한 상기 제 2 진동 전달부의 동작에 따라 진동 발생 여부 및 진동의 크기를 감지하는 진동 센서를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 진동 감지 유닛에 의하면, 냉각탑의 본체 외부에서 송풍기의 진동 발생 여부를 판단하고 진동의 크기를 검출할 수 있다. 이에, 작업자가 냉각탑 본체 위로 올라가 직접 확인하거나, 냉각탑 본체 또는 펜스를 해체하지 않고도, 본체 외부에서 송풍기의 진동 발생 여부를 용이하게 판단하고, 진동의 크기를 측정할 수 있다.

Description

냉각 장치{Cooling apparatus}
본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각탑 송풍기의 진동 발생 여부 감지가 용이한 진동 감지 유닛을 포함하는 냉각 장치에 관한 것이다.
건식 소화 설비에서 적열 코크스의 냉각에 사용된 순환 가스는 보일러로 공급되고, 보일러에서는 열 교환 작용을 통해 고온으로 가열된 순환 가스를 냉각하고, 냉각된 순환 가스는 다시 건식 소화 설비로 공급된다.
그리고 보일러에서 순환 가스의 열 교환 작용 중에 고온 또는 과열의 증기(steam)이 발생되는데, 이는 발전 설비의 터빈으로 공급되어 터빈을 동작시킨다. 터빈의 동작에 사용된 고온의 증기는 탱크로 이동하여 1차 냉각되어 냉각수가 되고, 1차 냉각된 냉각수는 냉각탑으로 이동하여 2차 냉각된다. 2차 냉각 완료된 냉각수는 다시 탱크로 이동되어, 고온의 증기를 냉각하는데 재 사용된다.
일반적으로 냉각탑은 본체, 본체의 상부에 설치되며 냉각수가 공급되는 상부 수조, 본체의 상부에 설치되는 송풍기, 본체의 하부에 설치되며 냉각된 냉각수가 집수되는 하부 수조를 포함한다. 또한 본체의 측면에는 송풍기의 동작에 의해 외기가 흡입되는 통풍구가 마련된다.
송풍기는 날개를 가지는 송풍팬과, 송풍기의 하부에 설치된 감속기를 포함하며, 감속기는 별도로 마련된 모터와 연결된다. 이러한 송풍기는 송풍팬이 본체 상부로 노출되도록 본체 내에 수용 설치된다.
한편, 송풍기의 송풍팬 및 감속기에 진동이 발생되면, 송풍팬, 감속기 또는 본체를 손상시킬 위험이 있다. 따라서 송풍기의 진동 발생 여부를 확인하기 위하여 송풍기의 감속기에 진동 감지 센서를 부착하였다.
그런데, 감속기가 송풍팬의 하측에 위치하며, 본체 내에 설치되기 때문에, 송풍기의 진동 발생 여부를 확인하기가 어려웠다. 그리고 진동 발생의 확인이 어렵기 때문에, 진동이 발생되었더라도 이를 모르고 작업을 진행하는 경우가 많아, 설비 사고의 원인이 되고 있다.
한국등록특허 0870768
본 발명은 냉각탑의 송풍기의 진동 발생 여부 감지가 용이한 진동 감지 유닛을 포함하는 냉각 장치를 제공한다.
본 발명은 냉각탑 외부에서 송풍기의 진동 발생 감지가 용이하도록 하는 진동 감지 유닛을 포함하는 냉각 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 피처리물의 냉각을 위한 냉각 매체의 이동을 위한 송풍기를 구비하는 냉각탑; 상기 송풍기와 연결되어 상기 냉각탑의 본체 외부에서 상기 송풍기의 적어도 진동 발생 여부를 감지하는 진동 감지 유닛;을 포함하고, 상기 진동 감지 유닛은, 상기 본체 내에서 상기 송풍기와 접촉되도록 설치되어, 상기 송풍기의 진동을 전달 받는 제 1 진동 전달부; 일단이 상기 제 1 진동 전달부에 연결되고, 상기 일단으로부터 상기 냉각탑의 본체 외부로 연장 설치되어, 상기 제 1 진동 전달부의 진동을 전달 받는 제 2 진동 전달부; 및 상기 제 2 진동 전달부의 타단에 대향 위치하여, 진동에 의한 상기 제 2 진동 전달부의 동작에 따라 진동 발생 여부를 감지하는 진동 센서;를 포함한다.
상기 진동 감지 유닛은 진동의 크기를 더 감지한다.
상기 제 2 진동 전달부는, 일단이 상기 제 1 진동 전달부와 연결되고, 상기 일단으로부터 상기 냉각탑 외부로 연장 형성된 제 1 전달 부재; 상기 제 1 전달 부재의 타단과 연결되며, 상기 진동 센서의 상측에 대응 위치하는 제 2 전달 부재;를 포함한다.
상기 제 2 진동 전달부는 상기 제 1 전달 부재의 연장 경로 상에 위치하며, 상기 제 1 전달 부재의 일부가 관통하도록 설치되어, 상기 제 1 전달 부재를 지지, 고정하는 고정부를 포함한다.
상기 고정부는 상기 제 1 전달 부재의 일부가 관통하는 고정 블록; 상기 고정 블록의 내부에서 상기 제 1 전달 부재의 상측 및 하측에 각기 설치되어, 상기 제 1 전달 부재를 지지하는 탄성 부재;를 포함한다.
상기 진동 센서는 진동에 의한 상기 제 2 전달 부재의 운동 거리를 감지하는 거리 센서 또는 진동에 따른 접촉 여부 및 접촉 시의 힘의 크기를 감지하는 터치 센서인 것이 효과적이다.
상기 제 1 진동 전달부는, 상기 냉각탑 내부에서 상기 송풍기와 접촉되도록 설치된 상부 블록; 상기 상부 블록의 하측으로 이격 배치되는 하부 블록; 상기 상부 블록과 하부 블록 사이를 연결하도록 설치된 탄성 부재; 일단이 상기 상부 블록과 연결되고 타단이 상기 하부 블록과 연결되어, 상기 상부 블록과 하부 블록 간의 이격 거리를 유지하도록 설치되는 연결 부재;를 포함한다.
상기 냉각탑은 적열 코크스를 냉각시키는 건식 소화 설비의 순환 가스를 처리하여 발생한 증기(steam)를 이용하여 동작함으로써 전기를 생산하는 발전 설비와 연결되어, 상기 발전 설비에서 배출된 상기 증기를 냉각시킨다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 진동 감지 유닛에 의하면, 냉각탑의 본체 외부에서 송풍기의 진동 발생 여부를 판단하고 진동의 크기를 검출할 수 있다. 이에, 작업자가 냉각탑 본체 위로 올라가 직접 확인하거나, 냉각탑 본체 또는 펜스를 해체하지 않고도, 본체 외부에서 송풍기의 진동 발생 여부를 용이하게 판단하고, 진동의 크기를 측정할 수 있다. 따라서, 진동 센서가 냉각탑 본체 내부에 설치된 종래에 비해 송풍기의 진동 발생 여부 감지가 용이한 장점이 있다.
도 1은 코크스 건식 소화 설비 및 발전 설비에 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치가 연결 설치된 모습을 개념적으로 도시한 도면
도 2는 냉각탑에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛이 설치된 모습을 도시한 입체 도면이다.
도 3은 냉각탑을 도시한 단면도
도 4는 냉각탑에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛이 설치된 모습을 도시한 단면도
도 5는 송풍기에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛을 개념적으로 도시한 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진동 전달부 및 제 1 전달 부재를 도시한 입체도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛을 도시한 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 고온의 피처리물을 냉각시키는 냉각탑을 구비하는 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건식 소화 설비에 연결된 보일러에서 생성된 고온의 증기를 다시 냉각 또는 쿨링시켜 냉각수로 제조하는 냉각탑을 구비하는 냉각 장치에 관한 것이다.
도 1은 코크스 건식 소화 설비 및 발전 설비에 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치가 연결 설치된 모습을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 2는 냉각탑에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛이 설치된 모습을 도시한 입체 도면이다. 도 3은 냉각탑을 도시한 단면도이다. 도 4는 냉각탑에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛이 설치된 모습을 도시한 단면도이다. 도 5는 송풍기에 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛을 개념적으로 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진동 전달부 및 제 1 전달 부재를 도시한 입체도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛을 도시한 단면도이다.
일반적인 코크스 건식 소화 설비(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 적열 코크스를 냉각시키는 내부 공간을 가지며, 상부에 코크스가 장입되는 장입구(130)가 마련된 상부 챔버(110) 및 상부 챔버(110)의 하부에 설치되어, 상부 챔버(110)에서 냉각된 코크스가 적재되는 하부 챔버(120)로 구성된 냉각 챔버(100), 상부 챔버(110)에 마련된 장입구(130)를 개폐하는 장입구 뚜껑(140), 하부 챔버(120)의 하측에 설치되어 불활성 가스와 같은 냉각 가스를 분사하는 브라스팅 디바이스(630), 하부 챔버(120)의 하부와 연결되어 적열 코크스를 냉각시키기 위한 저온의 순환 가스를 공급하는 하부 덕트(410), 상부 챔버(110)의 상부와 연결되어 상기 상부 챔버(110) 내부에서 가열된 순환 가스를 외부로 배출시키는 상부 덕트(420), 상부 덕트(420)와 하부 덕트(410) 사이를 연결하도록 설치되어, 열 교환 작용을 하는 보일러(500), 하부 챔버(120)에 적재된 코크스를 배출하는 코크스 배출관(610), 하부 챔버(120)의 하측에서 코크스 배출관(610)과 연결되도록 설치되어, 코크스를 일정한 크기로 절단하여 배출하는 코크스 배출 밸브(620), 하부 덕트(410)에 설치되어 순환 가스를 하부 챔버(120)로 송풍시키는 불로어(620), 하부 덕트(410)의 압력을 조절하는 압력 조절기(440)를 포함한다.
발전 설비(20)는 날개를 구비하고, 보일러(500)로부터 제공되는 과열의 증기에 의해 회전 동작하는 터빈(21), 터빈(21)과 연결되어 터빈(21)의 동작에 의해 전기를 생산하는 발전기(22)를 포함한다. 즉, 보일러(500)에서 열 교환 작용 중에 생성된 과열 증기는 터빈(21)으로 공급되어 터빈(21)의 회전 동작에 사용되며, 이는 터빈(21)과 냉각탑(1100) 사이에 위치하는 탱크(30)에 일시 저장되어 소정 온도까지 냉각된 후, 다시 본 발명에 따른 냉각탑(1100)으로 이동하여 보다 낮은 온도로 냉각된다.
상기에서 코크스 건식 소화 설비(10), 발전 설비(20) 및 탱크(30)의 구성들은 해당 기술 분야에서 공지된 기술이므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 상술한 코크스 건식 소화 설비 및 발전 설비를 이용한 적열 코크스의 냉각 과정을 간략히 설명한다.
상부 챔버(110)의 장입구(130)로 적열 코크스가 장입되면, 보일러(500) 및 하부 덕트(410)를 통해 하부 챔버(120)로 저온의 순환 가스를 공급한다. 이때, 하부 챔버(120) 내부로 공급된 저온의 순환 가스가 상부 챔버(110)로 이동하며, 이로 인해 상부 챔버(110)에 수용된 적열 코크스가 냉각된다. 이때, 순환 가스는 적열 코크스의 열에 의해 가열되며, 가열된 순환 가스는 상부 덕트(420)를 통해 보일러(500)로 공급된다. 그리고 보일러(500)에서는 열 교환 작용을 통해 고온의 순환 가스를 냉각시켜 다시 하부 덕트(410)를 통해 하부 챔버(120)로 공급한다.
또한, 보일러(500)에서 고온의 순환 가스를 열 교환 작용에 의해 냉각시킬 때, 약 500℃ 이상의 과열 증기가 발생되며, 이는 발전 설비(20)의 터빈(21)으로 공급된다. 이때 터빈(21)은 공급되는 과열 증기에 의해 회전 동작하며, 이러한 터빈(21)의 동작에 의해 발전기(22)에서는 전기를 생산한다.
탱크(30)는 터빈(21)으로부터 배출된 고온의 증기를 소정 온도까지 냉각시켜, 냉각수로 제조한다. 이때 증기를 냉각시키기 위한 수단으로 냉각탑(1100)에서 냉각된 냉각수를 이용한다. 즉, 냉각탑(1100)에서 제조된 저온 예컨대 25℃ 이하의 냉각수는 탱크(30)로 공급되고, 터빈(21)의 동작 후 배출된 증기가 탱크(30)로 공급되는데, 상기 증기는 냉각탑(1100)으로부터 제공된 냉각수에 의해 냉각되어, 소정 온도 예컨대 39℃ 이하의 온도로 냉각된다. 그리고 탱크(30)에서 1차 냉각된 냉각수가 냉각탑(1100)으로 이동하여 보다 낮은 온도로 2차 냉각되고, 이 냉각수는 상술한 바와 같이 다시 탱크(30)로 공급되어 증기를 냉각시키는데 사용된다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(1000)는 냉각시키고자 하는 피처리물 예컨대, 냉각수의 통과 가능한 내부 공간을 가지며, 내부 공간의 상측에 설치되어, 상기 피처리물의 냉각을 위한 냉각 매체의 이동이 가능하도록 하는 송풍기(1180)를 구비하는 냉각탑(1100), 송풍기(1180)와 연결되어 냉각탑(1100)의 외부에서 송풍기(1180)의 진동 발생 여부 및 진동의 크기를 감지하는 진동 감지 유닛(1130)을 포함한다.
냉각탑(1100)은 피처리물을 냉각시키는 것으로, 실시예에 따른 냉각 타냉각탑(1100)은 터빈(21)의 동작 후에 배출된 고온의 증기를 탱크(30)에서 1차 냉각시킨 냉각수를 2차 냉각시킨다. 따라서, 이하 냉각탑(1100)은의 구성 및 동작을 설명하는데 있어서, 냉각시키고하자 하는 피처리물을 냉각수로 명명한다.
냉각탑(1100)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 공간을 가지는 본체(1110), 각각이 냉각수의 수용이 가능한 내부 공간을 가지는 형상으로, 본체(1110)의 상부면에서 상호 이격 되도록 설치된 복수의 상부 수조(1110), 탱크(30)와 복수의 상부 수조(1110) 간을 연결하도록 설치되어, 탱크(30)에서 1차 냉각된 냉각수를 복수의 상부 수조(1110) 각각으로 공급하는 공급관(1150), 각각이 본체(1110)의 상부에 설치되어, 본체(1110) 외부의 외기를 흡입하고, 이를 상측으로 배기시키는 송풍팬(1181)을 구비하는 송풍기(1180), 본체(1110)의 하부에 설치되어 본체(1110)를 거쳐 냉각 처리된 냉각수가 집수되는 하부 수조(1130), 하부 수조(1130)와 연결되어 냉각수를 외부로 배출하는 배출관(1160)을 포함한다. 여기서 배출관(1160)의 일단은 하부 수조에 연결되고 타단은 탱크(30)에 연결되어, 배출관(1160)을 통해 냉각탑(1100)에서 냉각된 냉각수가 탱크(30)로 공급된다.
상부 수조(1110)는 공급관(1150)이 설치된 위치 즉, 상측이 개방되어 있으며, 냉각수의 수용이 가능한 내부 공간을 가진다. 그리고 상부 수조(1110)의 바닥면에는 복수의 개구가 상호 이격되도록 형성되며, 상부 수조(1110)로 공급된 냉각수는 복수의 개구를 통과하여 본체 내부로 살수된다. 이러한 상부 수조(1110)는 복수개로 마련되어 본체(1110) 상부에 상호 이격 설치된다.
본체(1110)는 내부 공간을 가지는 통 형상으로, 냉각탑(1100)의 구조와 형상을 유지한다. 이러한 본체(1110)의 내부에는 복수의 상부 수조(1110)의 각각의 하측에 엘리미네이터(1140)가 설치되고, 복수의 엘리미네이터(1140)와 각기 대향하는 본체의 외측면에 외부의 공기가 흡입되는 통풍구(1111)가 마련된다.
또한, 본체(1110)의 상부에는 상측 및 하측이 개방되고, 내부 공간을 가지는 펜스(1170)가 설치되는데, 펜스(1170)의 상측 개구는 본체(1110) 외부로 노출되어 있고, 하측 개구는 본체(1110) 내부로 노출되어 있다. 이러한 펜스(1170)는 송풍기(1180)와 대응되는 갯수로 마련되며, 각각의 내부에 송풍기(1180)가 설치된다.
공급관(1150)은 상부 수조(1110)로 냉각시키고자 하는 냉각수를 공급하는 수단이다. 실시예에 따른 공급관(1150)의 일단은 발전 설비(20)의 터빈(21)과 연결되고, 타단은 상부 수조(1110) 상측에 대응 위치된다. 이에, 발전 설비(20)의 동작에 사용된 증기를 1차 냉각시킨 탱크(30) 내 냉각수가 공급관(1150)에 의해 냉각탑(1100)의 상부 수조(1110)로 공급된다.
송풍기(1180)는 냉각탑(1100) 외부의 공기 즉, 외기를 본체(1110)에 마련된 통풍구(1111)를 통해 흡입하고, 흡입된 외기가 엘리미네이터(1140)를 통과하여 송풍기(1180) 상측으로 배출되도록 흡입력을 제공한다. 이러한 송풍기(1180)는 일축을 동심으로 하여 연결된 복수의 날개를 구비하며, 회전 가능한 송풍팬(1181), 송풍팬(1181)에 하부에 연결되어, 상기 송풍팬(1181)을 회전시키는 구동부(1182)를 포함한다. 구동부(1182)는 송풍팬(1181)을 회전시킬 수 있는 다양한 수단이 가능하다. 실시예에 따른 구동부(1182)는 예컨대, 회전 동력을 제공하는 모터 및 모터의 회전 동력을 일정 수준 이하로 감속시키는 감속기를 포함한다. 이때 송풍기(1180)의 하부에 감속기가 연결되고, 감속기와 모터가 상호 연결된다. 실시예에서는 모터가 본체(1110) 외부에 위치하며, 감속기와 모터가 별도의 부재를 통해 상호 연결된다. 물론 모터 및 감속기가 일체형으로 구비되어 본체(1110) 내부에 설치될 수도 있다.
한편, 송풍기(1180)를 구성하는 송풍팬(1181)의 날개 또는 구동부에 이상이 발생되면, 송풍기(1180)에 진동이 발생되게 된다. 그리고 송풍기(1180)의 진동은 송풍팬(1181)의 날개, 구동부(1182) 및 펜스(1170)의 손상을 야기시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 송풍기(1180)의 진동 발생 여부 및 진동 상태를 용이하게 센싱할 수 있는 진동 감지 유닛(1130)을 가지는 냉각 장치(1000)를 제공한다.
진동 감지 유닛(1130)은 적어도 일부가 구동부(1182)와 접촉 또는 연결되도록 설치되어 송풍기(1180)에서의 진동을 전달받는 제 1 진동 전달부(1310), 제 1 진동 전달부(1310)와 연결되도록 설치되어 진동을 전달하는 제 2 진동 전달부(1320), 제 2 진동 전달부(1320)로부터 전달된 진동을 감지하여 진동을 센싱하는 진동 센서(1330)를 포함한다. 또한, 진동 감지 유닛(1130)은 제 1 진동 전달부(1310)와 진동 센서(1330) 사이에 위치하여 제 2 진동 전달부(1320)를 지지 고정하는 고정부(1340)를 포함한다.
제 1 진동 전달부(1310)는 적어도 일부가 구동부와 접촉 또는 연결되도록 설치되는 상부 블록(1311), 상부 블록(1311)의 하측에 이격 위치하는 하부 블록(1312), 상부 블록(1311)과 하부 블록(1312) 사이에 위치하며, 일단이 상기 상부 블록(1311)과 연결되고 타단이 상기 하부 블록(1312)과 연결된 제 1 탄성 부재(1313), 상부 블록(1311)의 상부에 장착되며, 제 2 진동 전달부(1320)가 연결, 지지되는 지지 부재(1314), 상부 블록(1311)과 하부 블록(1312)을 상호 연결하면서, 상부 블록(1311)과 하부 블록(1312) 간의 간격 조절이 가능한 연결 부재(1315)를 포함한다.
상부 블록(1311)은 상술한 바와 같이 송풍기(1180)의 구동부(1182)와 직접 접촉되도록 설치되어, 진동 발생시에 진동이 직접 전달되는 수단이다. 예컨대, 구동부(1182)가 감속기와 모터로 구성되고, 감속기가 송풍기(1180)의 하부에 연결되는 설치 구조의 경우, 상부 블록(1311)은 감속기와 접촉, 연결되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 상부 블록(1311)은 구동부(1182)와 접촉이 용이하고, 하부 블록(1312)이 위치한 방향에 제 1 탄성 부재(1313)의 설치가 용이한 어떠한 형상이어도 무방하다. 실시예에 따른 상부 블록(1311)은 그 횡단면의 형상이 사각형이면서, 하부 블록(1312)을 향하는 하부에 제 1 탄성 부재(1313)의 상부 일부가 삽입 및 고정 가능한 삽입구(이하 상부 삽입구)가 마련된다.
하부 블록(1312)은 상부 블록(1311)의 하측에 이격 위치하며, 송풍기(1180)와 접촉 또는 연결되지 않도록 설치된다. 실시예에 따른 하부 블록(1312)은 상부 블록(1311)과 대응하도록 그 횡단면의 형상이 사각형의 형상이면서, 상부 블록(1311)을 향하는 상부에 제 1 탄성 부재(1313)의 하부 일부가 삽입 및 고정 가능한 삽입구(하부 삽입구)가 마련된다. 여기서 상부 블록(1311)의 상부 삽입구와 하부 블록(1312)의 제 2 삽입구는 상호 대향 위치되도록 마련된다.
상술한 상부 블록(1311)과 하부 블록(1312)은 상호 이격 설치되는데, 이는 송풍기(1180)에서 진동 발생시에 그 진동을 제 2 진동 전달부(1320)로 효과적으로 전달할 수 있도록 하기 위함이다.
연결 부재(1315)는 상부 블록(1311)과 하부 블록(1312)이 일정 간격을 유지하면서 상호 이격 설치되도록 하는 역할을 한다. 실시예에 따른 연결 부재(1315)는 볼트와 너트로 구성된 수단이며, 상부 블록(1311) 및 하부 블록(1312)에는 상기 볼트가 관통하는 홀이 마련된다. 물론 연결 부재(1315)는 상술한 볼트와 너트로 한정되지 않고 다양한 수단의 적용이 가능하다.
제 1 탄성 부재(1313)는 상술한 바와 같이 상측 일부가 상부 블록(1311)에 마련된 상부 삽입구에 삽입되고, 하측 일부가 하부 삽입구에 삽입, 고정되도록 설치된다. 이러한 제 1 탄성 부재(1313)는 송풍기(1180)의 진동 발생시에 제 2 진동 전달부(1320)로 진동을 효과적으로 전달하는 역할을 한다.
지지 부재(1314)는 상부 블록(1311)의 상부에 장착되며, 제 2 진동 전달부(1320)와 연결된다. 실시예에 따른 지지 부재(1314)는 제 2 진동 전달부(1320)의 일단이 삽입 가능한 개구를 가지는 중공형의 형상이나, 이에 한정되지 않고, 제 2 진동 전달부(1320)와 연결, 지지 가능한 어떠한 구조로의 변경도 무방하다.
제 2 진동 전달부(1320)는 일단이 제 1 진동 전달부(1310)의 지지 부재(1314)에 연결되며, 상기 지지 부재(1314)의 위치로부터 진동 센서(1330)의 상측 위치까지 연장 형성된 제 1 전달 부재(1321), 제 1 전달 부재(1321)의 타단에 연결되며, 진동 센서(1330)가 위치한 방향으로 연장 형성된 제 2 전달 부재(1322), 제 1 전달 부재(1321)에 장착되며, 이후 설명되는 고정부(1340) 일부와 연결, 지지되는 고정 부재(1323a, 1323b)를 포함한다.
제 1 전달 부재(1321)는 바(bar) 형상으로서, 일단이 진동 감지진동 전달 시에 진동 센서(1330)와 직접 접촉되는 수단으로서, 제 1 진동 전달부(1310)의 지지 부재(1314)에 마련된 개구에 삽입 설치된다. 그리고 제 2 전달 부재(1322)는 진동 센서(1330)의 상측에 대응 위치하여 진동 센서(1330)에 진동 발생 신호를 보내는 수단으로서, 제 1 전달 부재(1321)의 타단에 연결되며, 진동 센서(1330)가 위치한 방향으로 연장 형성된 바(bar) 형상이다. 실시예에 따른 제 1 전달 부재(1321)는 좌우 방향으로 연장 형성되고, 제 2 전달 부재(1322)는 상하 방향으로 연장 형성된다.
고정 부재(1323a, 1323b)는 제 2 진동 전달부(1320)가 고정부(1340)에 안정적으로 지지 고정되도록 하기 위한 수단으로, 제 1 전달 부재(1321)의 상부에 연결된 상부 고정 부재(1323a)와, 제 2 전달 부재(1322)의 하부에 연결된 하부 고정 부재(1323b)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제 2 진동 전달부(1320)는 냉각탑(1100)의 본체(1110)의 외부까지 연장되도록 설치되며, 이를 위해서 제 2 진동 전달부(1320)는 긴 연장 길이를 가져야 한다. 연장 길이가 길게 될 경우, 그 설치 또는 지지 상태가 불안정할 수 있기 때문에, 본 발명에서는 고정부(1340)를 마련하여 제 2 진동 전달부(1320)를 안정적으로 지지 고정한다.
고정부(1340)는 제 1 진동 전달부(1310)와 진동 센서(1330) 사이에 위치하여, 제 2 진동 전달부(1320)의 제 1 전달 부재(1321)의 일부가 삽입되도록 설치되어, 제 2 진동 전달부(1320)를 안정적으로 지지 고정한다. 이러한 고정부(1340)는 내부 공간을 가지며, 제 1 전달 부재(1321)의 일부가 관통하는 고정 블록(1341), 고정 블록(1341) 내부에 설치되는 제 2 탄성 부재(1342a, 1342b)를 포함한다. 여기서 제 2 탄성 부재(1342a, 1342b)는 고정 블록(1341) 내부로 삽입된 제 1 전달 부재(1321)의 상측에 위치하며, 상부 고정 부재(1323a)에 지지되는 상부 탄성 부재(1342a) 및 제 1 전달 부재(1321)의 하측에 위치하며, 하부 고정 부재(1323b)에 지지되는 하부 탄성 부재(1342b)를 포함한다. 그리고 상부 고정 부재(1323a)가 상부 탄성 부재(1342a)의 내부로 삽입되고, 하부 고정 부재(1323b)가 하부 탄성 부재(1342b)의 내부로 삽입된다. 이러한 고정부의 상부 및 하부 탄성 부재(1342a, 1342b)에 의하면, 제 2 진동 전달부(1320)에 의해 진동이 전달될 때, 제 2 진동 전달부(1320)의 진동을 완충시켜, 제 2 진동 전달부(1320)가 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.
진동 센서(1330)는 접촉식 또는 비접촉식 센서일 수 있다. 예컨대 접촉식 센서일 경우 기계적인 운동에 의한 접촉 여부에 따라 진동 발생 여부를 결정하는 터치형 센서일 수 있다. 접촉식 센서일 경우, 진동 센서는 제 2 전달 부재(1322)와의 거리를 검출할 수 있는 거리 센서 또는 자계 센서일 수 있으며, 자계 센서의 경우 제 2 전달 부재(1322)는 자석일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치의 동작을 설명한다.
건식 소화 설비의 상부 챔버로 적열 코크스가 장입되면, 하부 덕트(410)를 통해 하부 챔버(120)로 저온의 순환 가스를 공급한다. 이때, 하부 챔버(120) 내부로 공급된 저온의 순환 가스가 상부 챔버(110)로 이동하며, 이로 인해 상부 챔버(110)에 수용된 적열 코크스가 냉각된다. 이러한 적열 코크스의 냉각 과정에서 순환 가스는 적열 코크스의 열에 의해 가열되며, 가열된 순환 가스는 상부 덕트(420)를 통해 보일러(500)로 공급된다. 보일러(500)에서는 열 교환 작용을 통해 고온의 순환 가스를 냉각시켜 다시 하부 덕트(410)를 통해 하부 챔버(120)로 공급한다.
또한, 보일러(500)에서 고온의 순환 가스를 열 교환 작용에 의해 냉각시킬 때, 약 500℃ 이상의 고온의 증기가 발생되며, 이는 발전 설비(20)의 터빈(21)으로 공급된다. 이때, 터빈(21)으로 유입되는 고온의 증기에 의해 터빈(21)이 동작하며, 이에 따라 발전기(22)에서는 전기를 생산한다.
터빈(21)의 동작에 사용된 고온의 증기는 상기 터빈(21)으로부터 배출되어 탱크(30)로 공급되며, 탱크(30) 내의 냉각수 또는 탱크(30)로 공급되는 냉각수에 의해 1차 냉각되어 냉각수가 되며, 이때 냉각수의 온도는 약 35℃이다.
탱크(30)에서 1차 냉각된 냉각수는 공급관(1150)을 통해 냉각탑(1100)의 복수의 상부 수조(1110)로 공급된다. 상부 수조(1110)로 공급된 냉각수는 상부 수조(1110)의 바닥면에 마련된 복수의 개구를 통해 살수되어 엘리미네이터(1140)를 통과하도록 하측으로 이동한다.
이때, 냉각탑(1100)의 복수의 송풍기(1180)가 동작하고 있어, 외기가 통풍구(1111)를 통해 본체(1110) 내부로 흡입되며, 엘리미네이터(1140) 및 송풍기(1180)가 위치한 방향으로 이동한다. 이렇게 외기가 엘리미네이터(1140)를 통과하도록 이동할 때, 상기 엘리미네이터(1140)를 통과하도록 하측으로 이동하는 냉각수가 상기 외기에 의해 2차 냉각되며, 이는 하부 수조(1130)로 집수된다. 그리고 하부 수조(1130)에 집수된 냉각수는 탱크(30)로 공급되어 고온의 증기를 냉각하는데 재 사용된다.
냉각탑(1100)의 송풍기(1180)가 동작하는 동안, 본 발명의 실시예에 따른 진동 감지 유닛(1130)은 송풍기(1180)의 진동 발생 여부를 감지하고, 진동의 크기를 측정한다.
예컨대, 송풍기(1180)의 송풍팬(1181) 또는 구동부(1182)에서 진동이 발생되면, 이는 구동부(1182)에 접촉 또는 연결 설치된 제 1 진동 전달부(1310)의 상부 블록으로 전달된다. 그리고 상부 블록(1311)의 진동은 제 2 진동 전달부(1320)의 제 1 전달 부재(1321)를 통해 제 2 전달 부재(1322)로 이동, 전달된다. 이렇게 송풍기(1180)의 진동이 제 2 진동 전달부(1320)로 전달되면, 상기 진동에 의해 제 2 진동 전달부(1320)가 상하 방향으로 소정거리 왕복 운동할 수 있으며, 진동 센서(1330)는 제 2 전달 부재(1322)의 상하 운동을 감지하여 진동 발생 여부를 감지하고, 진동의 크기를 검출한다. 즉, 진동 센서(1330)는 제 2 전달 부재(1322)의 상하 운동에 따른 이동 거리 또는 높이 변화를 감지하여, 진동 발생 여부를 감지한다. 그리고 제 2 전달 부재(1322)의 이동 거리 또는 높이 변화 값을 진동의 크기로 검출하며, 검출된 진동의 크기가 기 설정된 진동 크기 이상일 경우, 송풍기(1180)의 보수를 실시한다.
이렇게 본 발명에 따른 진동 감지 유닛(1130)에 의하면, 냉각탑(1100)의 본체(1110) 외부에서 송풍기(1180)의 진동 발생 여부를 판단하고 진동의 크기를 검출할 수 있다. 이에, 냉각탑(1100) 본체(1110) 또는 펜스(1170)를 해체하지 않고도, 본체(1110) 외부에서 송풍기(1180)의 진동 발생 여부를 용이하게 판단하고, 진동의 크기를 측정할 수 있다. 따라서, 진동 센서(1330)가 냉각탑(1100) 본체(1110) 내부에 설치된 종래에 비해 송풍기(1180)의 진동 발생 여부 감지가 용이한 장점이 있다.
1000: 냉각 장치 1310, 1320 : 제 1 진동 전달부
1330: 진동 센서 1340 : 고정부

Claims (8)

  1. 피처리물의 냉각을 위한 냉각 매체의 이동을 위한 송풍기를 구비하는 냉각탑;
    상기 송풍기와 연결되어 상기 냉각탑의 본체 외부에서 상기 송풍기의 적어도 진동 발생 여부를 감지하는 진동 감지 유닛;
    을 포함하고,
    상기 진동 감지 유닛은,
    상기 본체 내에서 상기 송풍기와 접촉되도록 설치되어, 상기 송풍기의 진동을 전달 받는 제 1 진동 전달부;
    일단이 상기 제 1 진동 전달부에 연결되고, 상기 일단으로부터 상기 냉각탑의 본체 외부로 연장 설치되어, 상기 제 1 진동 전달부의 진동을 전달 받는 제 2 진동 전달부; 및
    상기 제 2 진동 전달부의 타단에 대향 위치하여, 진동에 의한 상기 제 2 진동 전달부의 동작에 따라 진동 발생 여부를 감지하는 진동 센서;
    를 포함하고,
    상기 제 1 진동 전달부는,
    상기 냉각탑 내부에서 상기 송풍기와 접촉되도록 설치된 상부 블록;
    상기 상부 블록의 하측으로 이격 배치되는 하부 블록;
    상기 상부 블록과 하부 블록 사이를 연결하도록 설치된 탄성 부재;
    일단이 상기 상부 블록과 연결되고 타단이 상기 하부 블록과 연결되어, 상기 상부 블록과 하부 블록 간의 이격 거리를 유지하도록 설치되는 연결 부재;
    를 포함하는 냉각 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동 감지 유닛은 진동의 크기를 더 감지하는 냉각 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 진동 전달부는,
    일단이 상기 제 1 진동 전달부와 연결되고, 상기 일단으로부터 상기 냉각탑 외부로 연장 형성된 제 1 전달 부재;
    상기 제 1 전달 부재의 타단과 연결되며, 상기 진동 센서의 상측에 대응 위치하는 제 2 전달 부재;
    를 포함하는 냉각 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 2 진동 전달부는 상기 제 1 전달 부재의 연장 경로 상에 위치하며, 상기 제 1 전달 부재의 일부가 관통하도록 설치되어, 상기 제 1 전달 부재를 지지, 고정하는 고정부를 포함하는 냉각 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정부는
    상기 제 1 전달 부재의 일부가 관통하는 고정 블록;
    상기 고정 블록의 내부에서 상기 제 1 전달 부재의 상측 및 하측에 각기 설치되어, 상기 제 1 전달 부재를 지지하는 탄성 부재;
    를 포함하는 냉각 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 진동 센서는 진동에 의한 상기 제 2 전달 부재의 운동 거리를 감지하는 거리 센서 또는 진동에 따른 접촉 여부 및 접촉 시의 힘의 크기를 감지하는 터치 센서인 냉각 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각탑은 적열 코크스를 냉각시키는 건식 소화 설비의 순환 가스를 처리하여 발생한 증기(steam)를 이용하여 동작함으로써 전기를 생산하는 발전 설비와 연결되어, 상기 발전 설비에서 배출된 상기 증기를 냉각시키는 냉각 장치.
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