KR101753637B1 - 유체 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 이동하는 배관에 구비되는 유체 배출장치로서, 상기 배관의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 배관 내부에 채워지는 유체를 배출하도록 상기 배관의 둘레에 형성되는 배출구를 구비하는 제1 배출유닛, 상기 배관의 개구부를 개폐하도록 상기 배관의 하단에 회전가능하게 설치되는 댐퍼, 및 상기 댐퍼의 적어도 일부분을 개폐하도록 상기 댐퍼의 하부에 설치되는 제2 배출유닛을, 포함하고, 댐퍼가 파손되어 개방되지 않는 경우 자동으로 배관 내부의 유체를 배출할 수 있다.

Description

유체 배출장치{Fluid Discharging Apparatus}

본 발명은 유체 배출장치에 관한 것으로, 상세하게는 배관에 설치된 댐퍼가 파손되어 개방되지 않는 경우, 자동으로 배관 내부의 유체를 배출할 수 있는 유체 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코크스 오븐(Coke Oven)은 장입차로부터 공급받을 석탄을 탄화실 내에서 고온으로 건류하여 코크스를 제조하는 설비이다. 이러한 코크스 오븐에서 코크스를 제조하는 과정에서 탄화실에 장입된 석탄과 외부에서 공급되는 연소 가스가 반응하여 다량의 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas, 이하 COG라고 함)가 발생된다. 탄화실 내 COG는 코크스 오븐의 구비되는 상승관을 통해 가스 포집관으로 이동한 후, 화성설비로 보내져 제철소 연료로 사용될 수 있다. 이러한 상승관의 곡관부에는 댐퍼(Damper)가 설치되어 가스 포집관으로 이동하는 COG의 이동경로를 개폐한다.

건류가 완료된 코크스에서는 COG가 생성되지 않기 때문에, 코크스를 압출하기 직전 댐퍼를 닫아 탄화실 내부를 밀폐시킨다. 이때, 댐퍼의 틈새로 공기가 흡입되는 것을 방지하고, 설비를 냉각시키기 위해 댐퍼로 냉각수가 공급된다. 또한, COG를 가스 포집관으로 원활하게 이동시키기 위해 냉각수를 분사하여 가스 포집관 측의 압력을 강제로 감소시킬 수도 있고, 가스 및 설비의 냉각을 위해서도 냉각수가 상시 공급될 수 있다.

그런데, 댐퍼가 고착되거나 냉각수 공급라인이 파공되어 댐퍼가 폐쇄된 상태에서 냉각수가 계속 공급되면, 상승관의 곡관부 내부의 냉각수가 배출되지 못하고 역류하여 탄화실로 유입될 수 있다. 이에, 탄화실 내 연와가 냉각되어 손상되거나 탄화실 내부의 온도가 하락하여 제조되는 코크스에 불량이 생길 수 있다.

KR 2015-0011084 A

본 발명은 댐퍼가 개방되지 않아도 배관 내부의 유체를 배출할 수 있는 유체 배출장치를 제공한다.

본 발명은 유체의 역류를 방지할 수 있는 유체 배출장치를 제공한다.

본 발명은 설비의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 유체 배출장치를 제공한다.

본 발명은 유체가 이동하는 배관에 구비되는 유체 배출장치로서, 상기 배관의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 배관 내부에 채워지는 유체를 배출하도록 상기 배관의 둘레에 형성되는 배출구를 구비하는 제1 배출유닛; 상기 배관의 개구부를 개폐하도록 상기 배관의 하단에 회전가능하게 설치되는 댐퍼; 및 상기 댐퍼의 적어도 일부분을 개폐하도록 상기 댐퍼의 하부에 설치되는 제2 배출유닛을; 포함한다.

상기 제1 배출유닛은, 상기 배관의 둘레에 설치되어 상기 배출구를 커버하고, 하부가 개방되는 제1 케이스; 및 상기 제1 케이스의 하측에 설치되어 상기 제1 케이스의 하부를 커버하고, 상부가 개방되는 제2 케이스를; 포함하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 유체의 이동경로가 형성된다.

상기 제1 배출유닛은, 상기 제2 케이스로 액체를 공급하도록 상기 제1 케이스에 설치되는 분사유닛을 더 포함한다.

상기 이동경로에서 유체가 배출되는 부분이 상기 배출구보다 하측에 위치한다.

상기 댐퍼는, 상기 배관의 개구부를 덮도록 상기 배관의 직경보다 크게 형성되고, 적어도 일부분이 개방되는 커버부재; 상기 커버부재의 둘레에서 상측으로 돌출되어 형성되는 돌출부재; 및 상기 커버부재를 회전시키도록 상기 커버부재와 상기 돌출부재 중 어느 하나와 연결되는 회전바를; 포함한다.

상기 커버부재의 개방된 부분은 상기 커버부재의 중심부에 위치하고, 상기 커버부재의 외곽부는 상기 중심부를 향하여 하향경사지게 형성된다.

상기 댐퍼는 적어도 일부분이 개방되고, 상기 제2 배출유닛은, 상기 댐퍼의 개방된 부분의 형상에 대응하여 형성되는 디스크; 상기 디스크의 하측에 이격되어 배치되는 플레이트; 상기 디스크와 상기 플레이트 사이에 배치되고 상하방향으로 신장수축 가능한 탄성부재; 및 상기 플레이트를 지지하도록 일단이 상기 댐퍼의 하부에 연결되고 타단이 상기 플레이트의 상부에 연결되는 연결부재를; 포함한다.

상기 제2 배출유닛은, 유체를 배출하도록 상기 플레이트의 하부 및 상기 연결부재의 측면 중 적어도 어느 한 부분에 형성된다.

상기 제2 배출유닛은, 상기 디스크의 하부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재가 수납되는 공간이 형성되는 제1 하우징; 및 상기 플레이트의 상부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재가 수납되는 공간이 형성되며, 적어도 일부가 상기 제1 하우징과 중첩되는 제2 하우징을; 더 포함한다.

상기 배관은 코크스 오븐의 상승관의 곡관부를 포함하고, 상기 배관에 상기 댐퍼로 냉각수를 분사하는 분사노즐이 구비된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 냉각수를 배출할 수 있는 복수의 배출유닛을 구비하여 배관의 댐퍼가 파손 등으로 개방되지 않더라도 배관 내부의 유체를 자동으로 배출할 수 있다. 이에, 배관 내부에 유체가 채워지면서 유체가 역류하기 전에 배출유닛이 유체를 배출하여 유체의 역류를 억제하거나 방지할 수 있다.

예를 들어, 코크스 오븐의 상승관의 곡관부에 냉각수가 공급될 수 있는데, 곡관부에 구비되는 댐퍼가 개방되지 않더라도 복수의 배출유닛이 상승관 내에 채워지는 냉각수를 자동으로 배출할 수 있다. 따라서, 냉각수가 탄화실로 유출되어 설비가 파손되거나 제조되는 코크스의 품질을 저하시키는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 설비의 유지보수가 용이해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 오븐의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상승관과 유체 배출장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치의 구조를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 배출유닛의 작동을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 댐퍼와 제2 배출유닛의 구조를 나타내는 분해사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 배출유닛의 작동을 나타내는 도면.

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. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예는 코크스 오븐의 상승관에 대해 예시적으로 서술하지만, 적용범위는 이에 한정되지 않고 유체가 이동하는 다양한 배관에 구비되어 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 오븐의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상승관과 유체 배출장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 배출유닛의 작동을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 댐퍼와 제2 배출유닛의 구조를 나타내는 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 배출유닛의 작동을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치(100)는, 유체가 이동하는 배관에 구비되는 유체 배출장치로서, 상기 배관의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 배관 내부에 채워지는 유체를 배출하도록 상기 배관의 둘레에 형성되는 배출구(111)를 구비하는 제1 배출유닛(110), 상기 배관의 개구부를 개폐하도록 상기 배관의 하단에 회전가능하게 설치되고 적어도 일부분이 개방되는 댐퍼(120), 및 상기 댐퍼의 개방된 부분을 개폐하도록 상기 댐퍼의 하부에 설치되는 제2 배출유닛(130)을 포함한다. 이때, 배관은 코크스 오븐의 상승관(20)의 곡관부를 포함할 수 있다.

우선, 본 발명을 이해하기 위해 코크스 오브의 탄화실(10)에 대해 설명하기로 한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 탄화실(10)은 복수개가 나란히 나열되고, 각 탄화실(10)의 상부에는 석탄을 장입하기 위한 장입구(12)가 복수개 마련된다. 이러한 장입구(12)에는 장입구(12)를 밀폐시키는 장입구 커버(13)가 장착될 수 있다. 또한, 탄화실(10)의 상부에는 석탄이 건류되면서 발생하는 가스를 배기시키기 위한 배기구(14)가 마련된다.

배기구(14)에는 상승관(20)이 연결된다. 이러한 상승관(20)은, 상하방향으로 연장형성되고 내부에 가스가 이동하는 경로를 형성하는 직관부(21), 및 직관부(21)의 측면에 연결되어 하측으로 굴절형성되는 곡관부(22)를 포함할 수 있다. 또한, 곡관부(22)의 하단은 가스 포집관(30)을 관통하여 내부가 서로 연통될 수 있다. 따라서, 탄화실(10) 내부의 가스는 상승관(20)을 통해 가스 포집관(30)으로 이동한 후, 화성설비로 보내져 제철소 연료로 사용될 수 있다.

곡관부(22)는 내부에 가스가 이동하는 경로를 형성한다. 곡관부(22)는 일단이 직관부(21)의 측면에 연결되고, 타단이 하측으로 굴절되어 가스 포집관(30)을 관통한다. 예를 들어, 곡관부(22)에 본체의 하부에 구비되는 연결부(22a)를 포함할 수 있다. 즉, 상하방향으로 연장형성되는 곡관부(22)의 본체 및 상하방향과 교차하는 방향으로 연장형성되는 가스 포집관(30)을 연결해주도록 연결부(22a)의 상단은 곡관부(22) 본체의 하부에 연결되고, 하단은 굴절되어 가스 포집관(30)의 측면에 연결될 수 있다. 또한, 곡관부(22)의 타단 즉 하단부는 개방된다. 이에, 직관부(21), 곡관부(22), 및 가스 포집관(30)의 내부가 서로 연통될 수 있고, 가스가 직관부(21) 및 곡관부(22)를 통과하여 가스 포집관(30)으로 이동할 수 있다.

또한, 곡관부(22)의 상부에는 냉각수를 분사하는 분사노즐(23)이 구비될 수 있다. 분사노즐(23)은 곡관부(22)의 상부에서 하부를 향하여 냉각수를 분사할 수 있다. 이때, 냉각수가 직관부를 통해 탄화실(10) 내로 유입되는 것을 방지하기 위해 분사노즐(23)을 곡관부(22)의 하단을 향하여 기울여 설치할 수 있다.

냉각수는 댐퍼(120)에 의해 곡관부(22) 하부에 저장되어 곡관부(22)를 가스 포집관(30)으로부터 밀폐시킬 수 있다. 또는, 가스를 상승관(20)에서 가스 포집관(30)으로 원활하게 이동시키기 위해 냉각수를 분사하여 가스 포집관(30) 측의 압력을 강제로 감소시킬 수도 있고, 가스 및 설비의 냉각을 위해서도 냉각수가 상시 공급될 수 있다. 그러나 곡관부의 형상 및 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

곡관부(22)의 하부 즉, 곡관부(22) 본체와 연결부(22a) 사이에는 댐퍼(120)가 설치되어 곡관부(22)와 가스 포집관(30)을 연통시켜주는 개구부를 개폐할 수 있다. 그런데, 댐퍼(120)가 고착되거나 분사노즐(23)로 냉각수를 공급하는 공급라인(미도시)이 파공되어 댐퍼(120)가 폐쇄된 상태에서 냉각수가 계속 공급되면, 곡관부(22) 내부의 냉각수가 차올라 탄화실(10)로 유입될 수 있다. 이에, 탄화실 내 연와가 냉각되어 손상되거나 탄화실 내부의 온도가 하락하여 제조되는 코크스에 불량이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 유체 배출장치(100)를 구비하여 냉각수가 탄화실(10)로 유출되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 유체 배출장치(100)는, 곡관부(22)의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 곡관부의 둘레에 형성되는 배출구(111)를 구비하는 제1 배출유닛(110), 곡관부(22)의 하단에 위치하는 댐퍼(120), 및 곡관부(22) 내부에 채워지는 유체의 압력 또는 중량에 의해 댐퍼(120)의 적어도 일부분을 개폐하는 제2 배출유닛(130)을 포함할 수 있다. 이때, 곡관부(22)는 탄화실 내부에서 배출되는 가스가 이동하는 경로를 형성하고, 댐퍼(120)는 곡관부(22) 내로 분사된 냉각수 또는 안수를 곡관부(22) 내에 잔류시키거나 배출할 수 있다. 따라서, 곡관부(22)는 가스와 냉각수가 이동하는 경로를 형성할 수 있고, 유체는 가스와 냉각수 모두를 포함할 수 있다. 그러나 유체의 종류는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제1 배출유닛(110)은 곡관부(22)의 둘레에 구비되어 곡관부(22) 내부에 채워지는 냉각수를 자동으로 배출할 수 있다. 제1 배출유닛(110)은, 냉각수를 배출하도록 곡관부(22)의 둘레에 구비되는 배출구(111), 곡관부(22)의 둘레에 설치되어 배출구(111)를 커버하고, 하부가 개방되는 제1 케이스(112), 제1 케이스(112)의 하측에 설치되어 제1 케이스(112)의 하부를 커버하고, 상부가 개방되는 제2 케이스(113), 제2 케이스(113)로 냉각수를 공급하도록 제1 케이스(112)에 설치되는 분사유닛(114)과, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이에 구비되는 칸막이(115)를 포함할 수 있다.

배출구(111)는 곡관부(22)의 개구부보다 상측에 위치하고, 슬릿 형태로 형성되어 곡관부(22)의 둘레를 따라 하나 또는 복수개가 구비된다. 이에, 곡관부(22) 내부에 냉각수가 배출구(111)의 위치까지 채워지면, 자동으로 배출구(111)를 통해 곡관부(22) 외부로 배출될 수 있다. 그러나 배출구(111)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제1 케이스(112)는 배출구(111)를 커버하도록 곡관부(22)의 둘레에 설치된다. 즉, 제1 케이스(112)의 곡관부(22)와 연결되는 부분이 배출구(111)보다 높은 곳에 위치하고, 제1 케이스(112)의 하부는 개방될 수 있다. 예를 들어, 제1 케이스(112)의 끝단이 하측으로 돌출형성되어 측면에서 배출구(111)를 커버할 수 있다. 이에, 배출구(111)에서 배출되는 냉각수가 제1 케이스(112)에 의해 하측방향으로 유도되어 이동할 수 있다.

제2 케이스(113)는 제1 케이스(112)의 하부를 개방하도록 곡관부(22)의 둘레에 설치된다. 즉, 제2 케이스(113)의 곡관부(22)와 연결되는 부분이 배출구(111)보다 낮은 곳에 위치하고, 제2 케이스(113)의 상부는 개방될 수 있다. 예를 들어, 제2 케이스(113)의 끝단이 상측으로 돌출되어 제2 케이스(113)에 단차가 형성될 수 있다. 이에, 제1 케이스(112)에 의해 하측으로 유도되는 냉각수가 제2 케이스(113)에 채워져 제2 케이스(113)의 끝단 높이까지 채워지면 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 제2 케이스(113) 내에 냉각수가 임시로 저장될 수 있다.

이와 같이, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113)는 서로 이격되어 사이에 냉각수가 이동하는 경로를 형성한다. 따라서, 배출구(111)에서 배출되는 냉각수는 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이의 경로를 따라 이동하여 곡관부(22) 외부로 배출될 수 있다.

이때, 제1 케이스(112)의 끝단 높이가 제2 케이스(113)의 끝단 높이보다 낮게 형성될 수 있다. 이에, 도 5와 같이 제2 케이스(113)에 냉각수가 채워지면 제1 케이스(112)의 끝단이 제2 케이스(113)의 끝단 높이까지 저장되는 냉각수에 침지될 수 있다. 따라서, 제2 케이스(113) 내에 채워진 냉각수가 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이의 틈새를 막아 곡관부(22) 내부를 밀폐시킬 수 있다.

한편, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이에는 칸막이(116)가 구비될 수도 있다. 또한, 칸막이(116)에는 배출구(111)에 대응하는 하나 또는 복수의 구멍이 형성될 수 있다. 이에, 배출구(111)를 통과한 냉각수가 칸막이(116)에 형성된 구멍을 따라 배출될 수 있다.

또한, 칸막이(116)로 인해 배출구(111)와 칸막이(116) 사이의 공간에 냉각수가 일시적으로 저장될 수 있다. 이에, 냉각수가 곡관부(22) 둘레에서 곡관부(22)를 냉각시킬 수 있다. 또한, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 내 냉각경로를 따라 이동하는 냉각수가 역류하여도 이를 억제할 수 있다. 그러나 제1 배출유닛(110)의 구조와 제1 배출유닛(110)의 구성요소들의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

분사유닛(114)은 제1 케이스(112)를 관통하여 제2 케이스(113)의 내부를 향하도록 설치될 수 있다. 분사유닛(114)은 냉각수 공급라인(115)과 연결된다. 이에, 냉각수를 제2 케이스(113) 내로 공급하면, 제2 케이스(113) 내 형성된 단차로 인해 단차가 형성된 높이까지만 냉각수가 채워지고, 나머지 냉각수는 배출될 수 있다.

이러한 냉각수는 설비를 냉각시킬 수 있다. 또한, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이의 틈새를 막아 외부의 공기가 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113) 사이의 틈새를 통해 탄화실(10) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 탄화실(10) 내에서 석탄을 건류시키는 작업을 수행하는 동안, 탄화실(10) 내부가 밀폐되도록 분사유닛(114)이 제2 케이스(113) 내로 냉각수를 연속적으로 공급할 수 있다.

이때, 제1 케이스(112)와 제2 케이스(113)의 냉각수의 이동경로에서 냉각수가 배출되는 부분이 배출구(111)보다 하측에 위치할 수 있다. 즉, 제2 케이스(113)로 냉각수가 공급되면 이동경로를 따라 이동하여 배출될 수 있다. 따라서, 배출구(111)의 위치까지 냉각수가 채워지지 않아 냉각수가 배출구(111)로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 제2 케이스(113) 내로 냉각수를 계속 공급해도 이동경로를 따라 이동하면서 계속 배출되어 수위가 배출구(111)의 위치까지 높아지는 것을 방지할 수 있다.

도 6을 참조하면, 댐퍼(120)는, 곡관부(22)의 개구부를 덮도록 곡관부(22)의 직경보다 크게 형성되고, 적어도 일부분이 개방되는 커버부재(121), 상기 커버부재(121)의 둘레에서 상측으로 돌출되어 형성되는 돌출부재(122), 및 상기 커버부재(121)를 회전시키도록 상기 커버부재(121)와 상기 돌출부재(122) 중 어느 하나와 연결되는 회전바(123)를 포함한다.

커버부재(121)는 곡관부(22)의 개구부 형상에 대응하여 원형의 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 커버부재(121)는 곡관부(22)의 직경보다 크게 형성된다. 이에, 커버부재(121)가 곡관부(22)의 개구부를 막으면 곡관부(22) 내부의 유체가 개구부를 통해 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 커버부재(121)의 중심부에 원형의 홀이 형성되어 개방될 수 있고, 제2 배출유닛(130)이 커버부재(121)의 개방된 중심부를 개폐할 수 있다. 즉, 댐퍼(120)의 개방된 부분은 커버부재(121)의 개방된 부분일 수 있다. 그러나, 커버부재(121)의 형상 및 개방된 부분의 위치는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

돌출부재(122)는 커버부재(121)의 둘레를 따라 형성된다. 돌출부재(122)는 커버부재(121)상부면에서 상측으로 돌출되어 커버부재(121)의 둘레를 감쌀 수 있다. 이러한 커버부재(121)의 상부면으로 냉각수를 공급하면 돌출부재(122)에 의해 냉각수가 흘러내리지 않고 커버부재(121)의 상부면에 저장될 수 있다. 따라서, 커버부재(121)의 상부면에 냉각수를 저장한 상태에서 곡관부(22)의 개구부를 폐쇄하면 커버부재(121)와 곡관부(22) 사이의 존재하는 작은 틈새들을 냉각수가 차단할 수 있다. 이에, 외부의 공기가 커버부재(121)와 곡관부(22) 사이의 틈새를 통해 탄화실(10)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 그러나, 돌출부재(122)의 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

회전바(123)는 길이방향으로 연장형성되는 막대 형태로 형성될 수 있다. 회전바(123)는 커버부재(121) 또는 돌출부재(122) 중 어느 하나와 연결된다. 예를 들어, 측면이 돌출부재(122)의 외측벽에 연결될 수 있다. 또한, 회전바(123)의 끝단은 곡관부(22)를 관통하여 곡관부(22) 외부에 배치되는 구동기(미도시)에 연결되어 지지될 수 있다. 따라서, 구동기를 이용하여 회전바(123)를 회전시키면, 회전바(123)에 의해 지지되는 돌출부재(122)와 커버부재(121)가 회전바(123)를 따라 회전하여 곡관부(22)의 개구부를 개폐할 수 있다. 이때, 구동기는 모터 또는 실린더를 포함할 수 있다.

즉, 커버부재(121)의 일측이 회전바(123)를 중심으로 상측 또는 하측으로 이동할 수 있다. 이에, 커버부재(121)의 일측이 하측으로 이동하면, 곡관부(22)의 개구부가 개방된다. 반대로, 커버부재(121)의 일측이 상측으로 이동하면, 커버부재(121)의 상부면과 곡관부(22)의 개구부가 서로 접촉하면서 커버부재(121)가 곡관부(22)의 개구부를 폐쇄할 수 있다.

한편, 도 4의 (b)와 같이 커버부재(121')의 외곽부가 중심부를 향하여 하향경사지게 형성될 수도 있다. 즉, 커버부재(121')에 경사면이 형성되어 냉각수가 커버부재(121')의 중심부로 모여지도록 유도할 수 있다. 이에, 제2 배출유닛(130)이 커버부재(121')의 중심부를 개방하면, 냉각수가 커버부재(121')의 개방된 중심부를 통해 용이하게 배출될 수 있다. 그러나 커버부재의 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제2 배출유닛(130)은 댐퍼(120)의 커버부재(121) 하부에 구비되어 커버부재(121)의 개방된 부분을 개폐할 수 있다. 제2 배출유닛(130)는, 상기 댐퍼(120)의 개방된 부분의 형상에 대응하여 형성되는 디스크(131), 상기 디스크(131)의 하측에 이격되어 배치되는 플레이트(132), 상기 디스크(131)와 상기 플레이트(132) 사이에 배치되고 상하방향으로 신장수축 가능한 탄성부재(133), 및 상기 플레이트(132)를 지지하도록 일단이 상기 댐퍼(120)의 하부에 연결되고 타단이 상기 플레이트(132)의 상부에 연결되는 연결부재(134)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 배출유닛(130)은 상기 디스크(131)의 하부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재(133)가 수납되는 공간이 형성되는 제1 하우징(135), 상기 플레이트(132)의 상부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재(133)가 수납되는 공간이 형성되며, 적어도 일부가 상기 제1 하우징(135)과 서로 중첩되는 제2 하우징(136), 및 유체를 배출하도록 플레이트(132)의 하부 및 연결부재(134)의 측면 중 적어도 어느 한 부분에 형성되는 배출홀을 포함할 수 있다.

디스크(131)는 커버부재(121)의 개방된 부분의 형상에 대응하여 원형의 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 디스크(131)의 직경은 커버부재(121)의 개방된 부분의 직경에 맞추어 형성될 수 있다. 이에, 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분에 삽입되면 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분에 끼워져 개방된 부분을 차단할 수 있다.

또는, 디스크(131)의 직경이 커버부재(121)의 개방된 직경보다 크게 형성될 수도 있다. 이에, 디스크(131)가 탄성부재(133)에 의해 상측으로 이동하면 커버부재(121)의 하부면에 밀착되어 커버부재(121)의 개방된 부분을 차단할 수도 있다. 그러나, 디스크(131)의 형상은 사각판, 삼각판 등 커버부재(121)의 개방된 부분의 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 디스크(131)의 크기도 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

플레이트(132)는 원형의 판 형태로 형성될 수 있다. 플레이트(132)의 면적은 커버부재(121)의 개방된 부분을 커버할 수 있도록 개방된 부분의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 플레이트(132)의 하부에는 냉각수가 배출될 수 있는 하나 또는 복수의 배출홀이 구비될 수 있다. 이에, 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분을 개방하면 곡관부(22) 내 유체가 플레이트(132)에 구비된 배출홀을 통해 외부로 배출될 수 있다. 그러나 플레이트(132)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

탄성부재(133)는 스프링일 수 있고, 상단이 디스크(131)의 하부면에 연결되고, 하단이 플레이트(132)의 상부면에 연결된다. 이에, 플레이트(132)는 탄성부재(133)의 길이만큼 디스크(131)와 이격될 수 있다. 또한, 플레이트(132)가 하측방향으로 힘을 받으면 탄성부재(133)가 하측으로 수축하여 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분을 개방할 수 있다. 반대로, 플레이트(132)를 하측으로 이동시키는 힘이 없어지면 탄성부재(133)가 상측으로 신장되면서 디스크(131)를 커버부재(121)의 개방된 부분에 끼워 넣어지거나 커버부재(121)의 하부면에 밀착되면서 개방된 부분을 차단할 수 있다.

예를 들어, 댐퍼(120)가 고착되거나 분사노즐(23)로 냉각수를 공급하는 공급라인이 파공되어 댐퍼(120)가 폐쇄된 상태에서 냉각수가 계속 공급되면, 곡관부(22) 내부의 압력이 상승하거나 냉각수의 중량이 증가할 수 있다. 따라서, 도 7과 같이 디스크(131)가 냉각수에 압력 또는 중량에 의해 하측으로 이동하면 탄성부재(133)가 수축되면서 커버부재(121)의 개방된 부분이 개방될 수 있다. 이에, 곡관부(22) 내에 채워지던 냉각수가 자동으로 배출될 수 있고, 냉각수의 역류를 방지할 수 있다. 그러나 탄성부재(133)가 신장수축되는 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

연결부재(134)는 하나 또는 복수개가 상단이 커버부재(121)의 하부면에 연결되고, 하단이 플레이트(132)의 상부면에 연결된다. 이에, 플레이트(132)는 연결부재(134)의 길이만큼 커버부재(121)와 이격될 수 있다.

예를 들어, 하나의 연결부재(134)가 배관형태로 구비되어 커버부재(121)과 플레이트(132) 사이를 감싸는 경우, 연결부재(134)의 측면에 둘레를 따라 하나 또는 복수의 배출홀(134a)이 구비될 수 있다. 이에, 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분을 개방하면 곡관부(22) 내 유체가 연결부재(134)에 구비된 배출홀(134a)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

또는, 복수의 연결부재가 플레이트(132)의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에, 연결부재들 사이사이에 유체가 배출될 수 있는 배출홀이 형성될 수 있다. 이에, 디스크(131)가 커버부재(121)의 개방된 부분을 개방하면 곡관부(22) 내 유체가 연결부재들 사이사이의 공간 즉, 배출홀을 통해 외부로 배출될 수도 있다. 그러나 연결부재(134)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제1 하우징(135)은 탄성부재(133)를 수납하도록 중공형의 배관 형태로 형성될 수 있고, 디스크(131)의 하부면에 볼트로 고정될 수 있다. 제2 하우징(136)은 탄성부재(133)를 수납하도록 중공형의 배관 형태로 형성될 수 있고, 플레이트(132)의 상부면에 볼트로 고정될 수 있다.

또한, 제1 하우징(135)과 중첩되는 제2 하우징(136)은 서로 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(135)의 하부가 제2 하우징(136) 내로 삽입될 수 있도록 제2 하우징(136)의 내경이 제1 하우징(135)의 외경의 크기 이상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 하우징(135)의 적어도 일부분이 제2 하우징(136) 내로 삽입된 상태를 유지할 수 있고, 탄성부재(133)의 신장수축에 의해 제1 하우징(135)의 삽입정도 또는, 중첩되는 정도가 조절될 수 있다.

즉, 탄성부재(133)가 수축하면, 제1 하우징(135)이 하측으로 이동하여 제2 하우징(136) 내로 더 많이 삽입될 수 있다. 반대로, 탄성부재(133)가 신장하면, 제1 하우징(135)이 상측으로 이동하여 제1 하우징(135)의 제2 하우징(136) 내 삽입되는 정도가 감소할 수 있다. 따라서, 제1 하우징(135)과 제2 하우징(136)은 탄성부재(133)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 탄성부재(133)로 냉각수가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 탄성부재(133)가 냉각수에 의해 부식되거나 손상되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.

또한, 제1 하우징(135)과 제2 하우징(136)은 탄성부재(133)의 신장수축하는 경로를 형성할 수 있다. 즉, 제1 하우징(135)이 제2 하우징(136) 내에 삽입되어 있기 때문에, 제1 하우징(135)이 좌우로 꺾이는 것이 어렵다.

따라서, 제1 하우징(135)과 제2 하우징(136) 내에 수납되는 탄성부재(133)가 굴절되는 것을 방지할 수 있고, 탄성부재(133)는 수직된 방향으로 상하로 이동할 수 있다. 이에, 디스크가 커버부재(121)의 하부면과 평행한 상태로 이동하기 때문에, 커버부재(121)의 개방된 부분으로 안정적으로 삽입될 수 있다. 그러나 제1 하우징(135)과 제2 하우징(136)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있으며, 제2 하우징(136)이 제1 하우징(135) 내로 삽입될 수 있도록 형성될 수도 있다.

이처럼 냉각수를 배출할 수 있는 복수의 배출유닛(110,130)이 곡관부(22)에 설치된 댐퍼(120)가 파손 등으로 개방되지 않더라도 곡관부(22) 내부의 냉각수를 자동으로 배출할 수 있다. 이에, 곡관부(22) 내부에 유체가 채워지면서 냉각수가 역류하기 전에 배출유닛들(110,130)이 냉각수를 배출하여 냉각수가 탄화실(10)로 역류하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 냉각수가 탄화실(10)로 유출되어 설비가 파손되거나 제조되는 코크스의 품질을 저하시키는 것을 억제하거나 방지할 수 있고, 설비의 유지보수가 용이해질 수 있다.

상기에서는 코크스 오븐의 상승관에 구비되는 유체 배출장치에 대해 예시적으로 설명하였으나, 적용범위는 이에 한정되지 않고 유체가 이동하는 다양한 배관들에 사용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 탄화실 14: 배기구
20: 상승관 22: 곡관부
100: 유체 배출장치 110: 제1 배출유닛
111: 배출구 112: 제1 케이스
113: 제2 케이스 120: 댐퍼
130: 제2 배출유닛 131: 디스크
132: 플레이트 133: 탄성부재

Claims (10)

1. 유체가 이동하는 배관에 구비되는 유체 배출장치로서,
   상기 배관의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 배관 내부에 채워지는 유체를 배출하도록 상기 배관의 둘레에 형성되는 배출구를 구비하는 제1 배출유닛;
   상기 배관의 개구부를 개폐하도록 상기 배관의 하단에 회전가능하게 설치되는 댐퍼; 및
   상기 댐퍼의 적어도 일부분을 개폐하도록 상기 댐퍼의 하부에 설치되는 제2 배출유닛을; 포함하고,
   상기 댐퍼는, 상기 배관의 개구부를 덮도록 상기 배관의 직경보다 크게 형성되고, 적어도 일부분이 개방되는 커버부재, 상기 커버부재의 둘레에서 상측으로 돌출되어 형성되는 돌출부재, 및 상기 커버부재를 회전시키도록 상기 커버부재와 상기 돌출부재 중 어느 하나와 연결되는 회전바를 포함하는 유체 배출장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 배출유닛은,
   상기 배관의 둘레에 설치되어 상기 배출구를 커버하고, 하부가 개방되는 제1 케이스; 및
   상기 제1 케이스의 하측에 설치되어 상기 제1 케이스의 하부를 커버하고, 상부가 개방되는 제2 케이스를; 포함하고,
   상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 유체의 이동경로가 형성되는 유체 배출장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 배출유닛은,
   상기 제2 케이스로 액체를 공급하도록 상기 제1 케이스에 설치되는 분사유닛을 더 포함하는 유체 배출장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 이동경로에서 유체가 배출되는 부분이 상기 배출구보다 하측에 위치하는 유체 배출장치.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버부재의 개방된 부분은 상기 커버부재의 중심부에 위치하고,
   상기 커버부재의 외곽부는 상기 중심부를 향하여 하향경사지게 형성되는 유체 배출장치.
7. 유체가 이동하는 배관에 구비되는 유체 배출장치로서,
   상기 배관의 개구부보다 상측에 위치하고, 상기 배관 내부에 채워지는 유체를 배출하도록 상기 배관의 둘레에 형성되는 배출구를 구비하는 제1 배출유닛;
   상기 배관의 개구부를 개폐하도록 상기 배관의 하단에 회전가능하게 설치되는 댐퍼; 및
   상기 댐퍼의 적어도 일부분을 개폐하도록 상기 댐퍼의 하부에 설치되는 제2 배출유닛을; 포함하고,
   상기 댐퍼는 적어도 일부분이 개방되며,
   상기 제2 배출유닛은, 상기 댐퍼의 개방된 부분의 형상에 대응하여 형성되는 디스크, 상기 디스크의 하측에 이격되어 배치되는 플레이트, 상기 디스크와 상기 플레이트 사이에 배치되고 상하방향으로 신장수축 가능한 탄성부재, 및 상기 플레이트를 지지하도록 일단이 상기 댐퍼의 하부에 연결되고 타단이 상기 플레이트의 상부에 연결되는 연결부재를; 포함하는 유체 배출장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 배출유닛은, 유체를 배출하도록 상기 플레이트의 하부 및 상기 연결부재의 측면 중 적어도 어느 한 부분에 형성되는 배출홀을 포함하는 유체 배출장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 배출유닛은,
   상기 디스크의 하부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재가 수납되는 공간이 형성되는 제1 하우징; 및
   상기 플레이트의 상부에 연결되고, 내부에 상기 탄성부재가 수납되는 공간이 형성되며, 적어도 일부가 상기 제1 하우징과 중첩되는 제2 하우징을; 더 포함하는 유체 배출장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배관은 코크스 오븐의 상승관의 곡관부를 포함하고,
    상기 배관에 냉각수를 분사하는 분사노즐이 구비되는 유체 배출장치.

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