KR101882666B1

KR101882666B1 - 자연발화 방지장치

Info

Publication number: KR101882666B1
Application number: KR1020160123400A
Authority: KR
Inventors: 박석운; 이현동; 김재관; 지준화; 서연석; 홍준석
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-07-27
Also published as: KR20180033881A

Abstract

자연발화 방지장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 자연발화 방지장치는, 가스공급원으로부터 가스를 공급받는 가스배관과, 가스배관과 연결되고 가스가 분사되는 분사구가 구비되는 본체부와, 분사구의 외측에 배치되며 본체부를 감싸는 커버부가 구비되는 분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자연발화 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING SPONTANEOUS IGNITION}

본 발명은 자연발화 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 분사 시 이물질의 침투를 방지하는 자연발화 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 석탄은 산화물과 접촉 시 발화하기 쉬운 물질인 휘발성분, 탄소, 수분으로 구성되어 있다. 석탄의 자연발화 현상은 탄광, 석탄수송 선박, 하역시설, 발전소 내 대형 콜야드(coal yard), 발전소 콜사일로(coal silo) 및 이송 시설에서 주로 발생되며 석탄 이용량의 1% 이상이 자연발화로 소실되고 있는 것으로 알려져 있다.

자연발화 현상은 눈이 쌓인 겨울에 발생이 매우 빈번하며, 수분(비, 높은 습도 등)과 직사광선에 노출되면 쉽게 일어난다. 자연발화는 연료 주변에 연소분위기의 유지가 가능한 산화제가 존재해야 하며 발화가 일어나기 위한 점화조건이 형성되어야 한다. 점화 이후에도 지속적인 연소가 진행되기 위해서는 연료, 산화제의 지속적인 공급과 연소로 발생되는 열이 꾸준히 점화원으로 작용할 수 있도록 주변의 열전달조건, 열손실량 등이 중요하다.

이러한 자연발화 현상을 방지하기 위해 콜야드 또는 사일로 등에 적재된 석탄에 산소농도를 조절하여 가연한계 이하의 조건을 유지하도록 불활성가스를 균일하게, 최소한의 사용량으로 공급하는 기술이 요구되고 있으며, 실제 사용환경을 고려하여 경제적이면서도 내구성 있는 설비구성이 필수적이며 정기적인 점검 및 보수가 용이하도록 설계되는 것이 필요하다.

본 발명의 배경기술은 공개특허공보 제10-2012-0139227호(2012.12.27 공개, 발명의 명칭: 배가스를 이용한 저탄장 자연발화 방지시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본체부와 커버부 사이의 공간을 통하여 가스를 분사하도록 하여 본체부로의 이물질 침투를 방지할 수 있는 자연발화 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 자연발화 방지장치는: 가스공급원으로부터 가스를 공급받는 가스배관; 및 상기 가스배관과 연결되고 상기 가스가 분사되는 분사구가 구비되는 본체부와; 상기 분사구쪽에 배치되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버부;가 구비되는 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 커버부는, 상기 본체부와 결합되는 커버본체; 및 상기 커버본체와 결합되고 상기 분사구와 이격되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 커버부는, 상기 커버본체와 결합되며 중심축에서 동일한 각도를 이루도록 배치되어 상기 가스가 외부로 분사되는 경로를 안내하는 복수 개의 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 커버본체는 상기 본체부에 회전가능하게 결합되며, 상기 분사구와 상기 커버 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 커버의 외경은 상기 본체부의 내경보다 크게 형성되어 이물질의 상기 본체부 내부로의 진입을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 커버의 하단부는 상기 본체부의 상단부보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 자연발화 방지장치는, 상기 가스배관에 결합되고 상기 분사부로 공급되는 상기 가스의 분사량을 조절하는 분사밸브부; 및 상기 분사밸브부의 개폐를 제어하는 분사제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 자연발화 방지장치는, 상기 분사부에 설치되고, 상기 분사부와 접촉하는 석탄층 내부의 온도를 모니터링하는 온도측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 분사부는 복수 개가 구비되고, 상기 분사제어부는, 상기 온도측정부로부터 측정되는 온도가 설정 값을 초과하는 구역에 배치되는 상기 분사부에서 상기 가스가 배출되도록 상기 분사밸브부의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 저탕장 자연발화 방지장치는: 지표면 하부에 형성되고, 석탄이 저장되는 저탄장; 상기 저탄장에서 상기 석탄을 회수하는 리클레이머; 상기 저탄장에 설치되고, 가스공급원으로부터 가스를 공급받는 가스배관; 및 상기 가스배관과 결합되고 상기 가스가 분사되는 분사구가 구비되는 본체부와; 상기 분사구쪽에 배치되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버부;가 구비되는 분사부;를 포함하는 자연발화 방지장치; 및 상기 저탄장에 형성되는 침출수를 외부로 배출하는 배출펌프와; 상기 침출수의 양을 측정하는 유량센서부와; 상기 유량센서부로부터 전기적 신호를 전달받아 상기 배출펌프의 작동을 제어하는 배출제어부;가 구비되는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 저탄장은 저면부와 상기 지표면이 소정 각도로 경사지게 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 저탄장은, 상부가 개방되고, 상기 저탄장의 상부에서 상기 리클레이머가 이동할 수 있도록 상기 지표면에 걸쳐 경로를 제공하는 레일부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 리클레이머는, 동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 회전암부; 상기 회전암부에 결합되고 상기 석탄을 수거하는 채집부; 및 상기 레일부 상을 이동할 수 있도록 롤러부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자연발화 방지장치는 커버부가 본체부를 감싸도록 하여 본체부 내부로 석탄 및 침출수 등 이물질의 침투를 방지하는 효과가 있다.

또한, 가이드부는 가스가 외부로 균일하게 분사되는 경로를 안내하는 효과가 있다.

또한, 커버본체가 본체부에 회전가능하게 결합되어 분사구와 커버 사이의 간격을 조절하는 효과가 있다.

또한, 커버의 외경이 본체부의 내경보다 크게 형성되어 본체부 내부로 이물질이 진입하는 것을 차단하는 효과가 있다.

또한, 커버의 하단부가 본체부의 상단부보다 낮은 위치에 배치되도록 하여 본체부로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 분사제어부는 분사부로 공급되는 가스의 분사량을 조절하여 자연발화가 예상되는 지점에 분사할 수 있다.

또한, 온도측정부는 분사부와 접촉하는 석탄층 내부의 온도를 모니터링하여 자연발화 발생을 예측할 수 있다.

또한, 분사제어부는 분사부가 복수 개 설치되고 측정되는 온도가 설정 값을 초과하면 분사밸브부를 제어하여 해당지역의 분사부에 가스를 공급하고, 가스가 분사될 수 있도록 한다.

또한, 저탄장은 저면부와 지표면이 소정 각도 경사면을 이루고 있어, 설비의 이동 및 저탄장에 저장되는 석탄의 회수를 원활하게 한다.

또한, 유량센서부가 저탄장의 내부에 생성되는 침출수의 양을 측정하고, 배출제어부가 배출펌프의 작동을 제어하여 저탄장에 형성되는 침출수를 제거하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연발화 방지장치를 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자연발화 방지장치를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사제어부가 분사밸브부를 조절하는 것을 도시한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저탄장 자연발화 방지장치를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저탄장 자연발화 방지장치를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 배출제어부가 배출펌프를 조절하는 것을 도시한 블록구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자연발화 방지장치의 일 실시예를 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 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자연발화 방지장치(300)는 가스배관(310), 분사부(320), 분사밸브부(330), 분사제어부(340), 온도측정부(350)를 포함한다.

가스배관(310)은 가스(G) 공급원으로부터 가스(G)를 공급받는 것으로 분사부(320)와 연결된다. 가스배관(310)은 분사부(320)와 별물로서 연결될 수 있고, 일체로 결합될 수 있다. 가스배관(310)은 복수개의 분사부(320)가 있는 경우, 각각의 분사부(320)로 가스(G)를 공급한다.

가스(G)는 질소 또는 이산화탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합가스이다. 가스(G)는 불활성의 이산화탄소가 주성분인 순산소 발전소의 보일러 배가스를 이용하고, 가스(G)는 석탄(C) 더미의 공극으로 충진되어 산소가 침투하는 것을 방지한다.

분사부(320)는 본체부(321)와 커버부(326)를 포함한다. 분사부(320)는 가스배관(310)과 연결되고 가스(G)가 분사되도록 개방되는 분사구(322)가 형성된다. 가스배관(310)으로부터 가스(G)를 공급받고 분사구(322)로 배출되도록 한다.

분사부(320)는 복수 개가 구비되고 저탄장(100)의 하부 및 측면부에 배치될 수 있다. 이로 인하여 온도측정부(350)가 자연발화 방지장치(300) 주변에 적층되는 석탄(C)의 온도를 실시간으로 모니터링하고, 분사밸브부(330)의 개폐를 조절하여 자연발화가 예상되는 지점에 배치되는 분사부(320)에서 가스(G)가 분사될 수 있도록 한다.

본체부(321)는 가스배관(310)과 연결되고 가스(G)가 분사되는 것으로, 가스배관(310)에서 공급되는 가스(G)가 석탄(C)의 공극에 분사되도록 배치된다. 이로 인하여 적층되는 석탄(C)의 내부에서 사방으로 가스(G)를 분사시킬 수 있다.

본체부(321)는 가스배관(310)에 별도로 조립되는 형태로 형성될 수 있고, 배관과 일체로 결합되도록 형성될 수 있다. 본체부(321)가 별물로서 조립되는 경우, 본체부(321)의 교체 및 수리가 편리한 효과가 있다.

도 1, 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(326)는 분사구(322)의 외측에 배치되며 본체부(321)를 감싸는 것으로 커버본체(327), 커버(328), 가이드부(329)를 포함한다.

커버부(326)는 탈착이 가능하고, 이로 인하여 덮개부의 수리 및 교체가 용이하다. 본체부(321)의 내측면에는 결합홈부(도면부호 미설정)가 형성되고, 커버본체(327)의 외측면에 돌출부(도면부호 미설정)가 형성되며 돌출부가 결합홈부에 안착되게 형성될 수 있다.

돌출부는 결합홈부에 회전가능하게 결합될 수 있고, 이로 인하여 분사구(322)와 커버(328) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

커버본체(327)는 본체부(321)와 결합되는 것으로 본체부(321)에 회전가능하게 결합된다. 이로 인하여 분사구(322)와 커버(328) 사이의 간격을 조절하여 석탄(C)의 입자의 크기에 따라 관계없이 본체부(321) 내부로의 이물질 침투를 방지할 수 있는 효과가 있다.

커버(328)는 커버본체(327)와 결합되고 분사구(322)와 이격되며 본체부(321)를 덮는 것으로, 이로 인하여 가스배관(310)을 통하여 본체부(321)로 공급되는 가스(G)가 커버부(326)와 본체부(321) 사이로 사방으로 분사되도록 한다.

커버(328)는 내측면이 라운드지게 형성된다. 이로 인하여, 수직방향(도 1 기준)으로 공급되는 가스(G)가 커버(328)의 내측면을 따라 분사부(320) 외부로 분사되도록 한다. 이에 더하여 라운드지게 형성되지 않는 경우에 비하여, 가스(G)가 커버(328)의 내측면에 충돌되는 경우 발생하는 저항이 감소되는 효과가 있다.

커버(328)의 외측면은 라운드지게 형성될 수 있다. 또한, 돔형상으로 형성될 수 있다. 이로 인하여 커버(328)의 외측면에 석탄(C)이 적층되고, 나중에 석탄(C)이 커버(328)의 상부에서 회수되지 않는 경우에도 쌓이지 않고 외부로 이동할 수 있도록 한다.

커버(328)의 내경은 본체부(321)의 외경보다 크게 형성된다. 이로 인하여 이물질의 본체부(321) 내부로의 진입을 차단하는 효과가 있다.

커버(328)의 하단부(도 1 기준)는 본체부(321)의 상단부(도 1 기준)보다 낮은 위치에 배치된다. 이로 인하여 이물질이 본체부(321)의 내부로 진입하는 것을 방지하는 효과가 있다. 커버(328)의 하단부와 본체부(321)의 상단부의 위치 차이는 커버본체(327)의 회전으로 조절할 수 있다.

가이드부(329)는 커버본체(327)와 결합되며 커버본체(327)의 중심축에서 동일한 각도를 이루도록 배치된다. 가이드부(329)는 복수 개가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 4개의 가이드부(329)가 커버본체(327)의 중심축을 기준으로 90도의 동일한 간격으로 배치되나 이에 한정하는 것은 아니고 다양한 변형 실시가 가능하다.

이로 인하여 본체부(321)로 공급되는 가스(G)가 적층되는 석탄(C) 사이의 공극으로 충진되기 위해 분사 시 가이드부(329)를 따라 사방으로 균일하게 분사되도록 하는 효과가 있다. 이에 더하여 어느 특정 부분으로 가스(G)가 집중 분사되는 것을 방지하는 효과가 있다. 가이드부(329)의 개수가 증가할수록 더욱더 균일하게 가스(G)가 분사된다.

분사밸브부(330)는 가스배관(310)에 결합되고 분사부(320)로 공급되는 가스(G)의 분사량을 조절하는 것으로 분사부(320)의 개수에 대응되게 복수 개로 구비된다. 이로 인하여 분사제어부(340)가 온도측정부(350)로부터 측정되는 온도가 설정 값을 초과하는 구역에 배치되는 분사부(320)에서 가스(G)가 배출되도록 한다.

분사제어부(340)는 분사밸브부(330)의 개폐를 제어하는 것으로 분사밸브부(330)에 전기적 신호를 전달하여 가스배관(310)으로부터 분사부(320)로 공급되는 가스(G)의 분사량을 조절한다. 이로 인하여 자연발화가 예측되는 지점에서 가스(G)가 분사되도록 한다.

온도측정부(350)는 분사부(320)에 설치되고 분사부(320)와 접촉하는 석탄층(P) 내부의 온도를 실시간으로 모니터링한다. 온도측정부(350)는 본체부(321) 혹은 커버부(326) 중 적어도 어느 하나에 결합한다.

이로 인하여 적층되는 석탄(C)의 내부에 위치하는 자연발화 방지장치(300) 주변의 온도를 측정하고 설정 값을 초과하게 되면 분사부(320)에서 가스(G)가 배출되도록 한다.

도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저탄장 자연발화 방지장치는 저탄장(100), 리클레이머(200), 자연발화 방지장치(300), 배출부(400)를 포함한다.

저탄장(100)은 지표면(50) 하부에 형성되고, 석탄(C)이 저장되는 것으로 레일부(120)를 포함한다. 이로 인하여 저탄장(100) 부지를 확보할 수 있고, 평평한 지표면(50) 위에 파일(PILE) 형태로 쌓는 것에 비하여 더 많은 양을 저장할 수 있다.

이에 더하여 석탄(C)이 지표면(50) 아래에 적층되어 보관되기 때문에 대기 중 산소와의 접촉이 지표면(50) 상에서 석탄(C)이 쌓여 적층되는 경우에 비해 줄어들게 되고 자연발화 방지효과가 있다.

저탄장(100)은 저면부(110)와 지표면(50)이 소정 각도로 경사지게 연결된다. 이로 인하여 저탄장(100) 관리 및 유지보수를 위한 작업차량 및 인력의 이동이 용이한 효과가 있다.

저탄장(100)은 상부(도 3 기준)가 개방되고 지표면(50) 하부에 석탄(C)을 적층한다. 레일부(120)는 저탄장(100)의 상부에서 리클레이머(200)가 이동할 수 있도록 일측의 지표면(50)과 이와 가장 멀리 떨어진 타측의 지표면(50)에 걸쳐 경로를 제공하는 것으로, 복수 개가 구비될 수 있다.

이로 인하여 레일부(120)가 하나인 경우보다 리클레이머(200)가 더 많은 석탄(C)을 회수할 수 있고 안정적으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

리클레이머(200)는 저탄장(100)에서 석탄(C)을 회수하는 것으로, 구동부(210), 회전암부(220), 채집부(230), 롤러부(240)를 포함한다.

구동부(210)는 동력을 제공하는 것으로 회전암부(220)가 회전가능하도록 하고 리클레이머(200)가 레일부(120) 상을 이동할 수 있도록 한다.

회전암부(220)는 구동부(210)로부터 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 것으로 이로 인하여 저탄장(100) 저면에 있는 석탄(C)도 회수가 가능한 효과가 있다.

이에 더하여 회전암부(220)는 수평길이가 조절이 가능하고 저탄장(100)에 적층되는 석탄(C)의 높이에 따라 길이를 조절하여 동력의 소모를 최소화하고 석탄(C)을 회수할 수 있는 효과가 있다.

채집부(230)는 회전암부(220)에 결합되고, 석탄(C)을 수거하는 것으로, 회전이 가능하게 결합된다. 이로 인하여 많은 양의 석탄(C)을 한번에 회수할 수 있는 효과가 있다.

롤러부(240)는 리클레이머 본체(도면부호 미설정)가 레일부(120) 상을 이동할 수 있도록, 리클레이머 본체 하부(도 3 기준)에 결합되며 레일부(120)와 리클레이머 본체 사이의 마찰을 줄여주고 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배출부(400)는 배출펌프(410), 유량센서부(420), 배출제어부(430)를 포함한다.

배출펌프(410)는 저탄장(100)에 형성되는 침출수를 외부로 배출한다. 배출펌프(410)는 저탄장(100)에 형성되는 침출수의 양을 측정하는 유량센서부(420)로부터 전기적 신호를 전달받아 작동된다.

유량센서부(420)는 침출수의 양을 실시간으로 측정하는 것으로 측정되는 유량 값이 설정 값을 초과하면 분사제어부(340)로 전기적신호를 전달하여 분사제어부(340)는 배출펌프(410)를 작동시킨다.

배출제어부(430)는 유량센서로부터 전기적 신호를 전달받아 배출펌프(410)의 작동을 제어하는 것으로, 유량센서부(420)가 측정한 유량 값이 설정 값을 초과하면 배출펌프(410)를 작동시켜 침출수를 저탄장(100) 외부로 배출시킨다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자연발화 방지장치(300)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

가스배관(310)은 가스공급원(S)으로부터 가스(G)를 공급받고 이를 본체부(321)로 전달한다. 본체부(321)는 가스배관(310)과 연결되고 가스(G)가 분사되는 분사구(322)가 형성된다. 커버부(326)는 분사구(322)의 외측에 배치되고, 본체부(321)를 감싸도록 형성된다.

이로 인하여 가스(G)는 본체부(321)와 커버부(326) 사이에 형성되는 공간을 통하여 분사된다. 자연발화 방지장치(300)는 소정 위치에 배치되고, 자연발화 방지장치(300) 주위로 석탄(C)이 적층된다. 분사되는 가스(G)는 질소 혹은 이산화탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합가스이며, 순산소 발전소에서 배출된다.

가스(G)는 적층되는 석탄(C)의 공극 사이에 충진되어 석탄(C)이 산소와 접촉되는 것을 차단하여 자연발화를 방지하는 효과가 있다. 커버부(326)가 본체부(321)를 둘러싸도록 하여 가스(G)가 분사되는 본체부(321) 내부로 석탄(C), 침출수 등의 이물질이 침투하는 것을 차단하는 효과가 있다.

커버부(326)는 커버본체(327), 커버(328), 가이드부(329)를 포함하며 커버본체(327)는 본체부(321)에 회전이 가능하게 결합되고, 분사구(322)와 커버(328) 사이의 간격을 조절한다. 이로 인하여 적층되는 석탄(C)의 입자크기에 따라 가스(G)의 분사 반경 및 압력을 조절할 수 있다.

간격을 좁히면 그에 따라 가스(G)가 분사되는 압력이 증가하여 같은 양의 가스(G)를 분사할 때 강한 압력으로 석탄(C)의 공극에 가스(G)를 충진할 수 있는 효과가 있다.

커버(328)의 내경은 본체부(321)의 외경보다 크게 형성된다. 이로 인하여 이물질의 본체부(321) 내부로의 진입을 차단하는 효과가 있다. 이에 더하여 커버(328)의 하단부가 본체부(321)의 상단부보다 낮은 위치에 배치되도록 하여 본체부(321) 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지한다.

가이드부(329)는 커버본체(327)와 결합되고 중심축에서 동일한 각도를 이루도록 배치되도록 복수 개가 형성될 수 있고, 이로 인하여 본체부(321)를 통과하는 가스(G)가 분사부(320)의 사방으로 균일하게 분사되는 효과가 있다.

커버(328)의 내측면은 라운드지게 형성되고 이로 인하여 본체부(321)를 통과하는 가스(G)가 커버(328)의 내측면에 충돌하여 발생하는 저항을 감소시키고, 외부로 원활하게 분사되도록 하는 효과가 있다.

분사밸브부(330)는 가스배관(310)에 결합되고 분사부(320)로 공급되는 가스(G)의 분사량을 조절한다. 분사밸브부(330)는 복수 개가 구비되는 분사부(320)에 대응하여 복수 개로 형성되고, 분사제어부(340)는 특정 분사밸브부(330)의 개폐를 조절하여 특정 분사부(320)에서 가스(G)가 분사될 수 있도록 한다.

이로 인하여 온도측정부(350)를 통하여 측정되는 온도가 설정 값을 초과하는 경우 해당 지역에 배치되는 분사부(320)로 가스(G)가 공급되도록 해당 분사밸브부(330)를 개방하여 자연발화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

온도측정부(350)는 분사부(320)와 접촉하는 석탄층(P) 내부의 온도를 실시간으로 모니터링하고 측정되는 온도 값이 설정 값을 초과하면 분사제어부(340)로 전기적 신호를 전달하고, 분사제어부(340)는 분사밸브부(330)로 전기적 신호를 전달하여 자연발화가 예상되는 지점에 배치되는 분사부(320)에서 가스(G)가 분사되도록 분사밸브부(330)를 개방한다.

이로 인하여 자연발화 발생 예상지점에 가스(G)를 분사하여 석탄(C)이 산소와 접촉하는 것을 차단하고 자연발화 발생을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 저탄장 자연발화 방지장치(300)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

저탄장(100)은 지표면(50) 하부에 형성되고, 저탄장(100)의 저면부(110)에 석탄(C)이 저장된다. 저탄장(100)은 상부가 개방되고, 개방된 상부를 둘러싸는 지표면(50)과 저면부(110)는 소정 각도로 경사면을 형성하며 연결된다. 이로 인하여 설비의 이동 및 저탄장(100)에 저장되는 석탄(C)의 회수를 원활하게 하는 효과가 있다.

레일부(120)는 저탄장(100)의 상부에서 지표면(50)에 걸쳐 형성되고, 석탄(C)을 회수하는 리클레이머(200)가 레일부(120) 상을 이동하며 석탄(C)을 회수한다. 구동부(210)는 리클레이머(200)가 이동하고, 회전암부(220)가 회전가능하도록 동력을 제공한다.

회전암부(220)는 구동부(210)에 회전가능하게 결합되고, 수평방향으로 길이조절이 가능하다. 이로 인하여 저면부(110)에 쌓이는 석탄(C)을 효과적으로 회수할 수 있다. 채집부(230)는 회전암부(220)에 결합되고, 회전가능하여 한 번에 다량의 석탄(C)을 채집할 수 있다.

구동부(210)의 하부(도 3 기준)에는 롤러부(240)가 설치되고, 이로 인하여 리클레이머(200)가 레일부(120) 상을 이동함에 있어 마찰을 감소시키고 안정적으로 이동하게 하는 효과가 있다.

저탄장(100)의 저면부(110) 및 측면부에 걸쳐 자연발화 방지장치(300)가 설치되며, 이와 관련된 구성 및 효과는 상기 기재된 바와 동일하므로 생략한다.

저탄장(100)의 하부(도 3 기준)에는 배출부(400)가 형성되고, 배출부(400)는 배출펌프(410), 유량센서부(420), 배출제어부(430)를 포함한다.

자연강우 등으로 수분이 저탄장(100) 내부에 형성되고 유량센서부(420)는 침출수의 양을 실시간으로 측정하며 배출제어부(430)로 전기적 신호를 전달한다. 배출제어부(430)는 배출펌프(410)의 작동을 제어하고, 유량센서부(420)로부터 전기적 신호를 전달받으면 배출펌프(410)를 작동시키고 침출수를 저탄장(100) 외부로 배출시킨다.

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.

1: 저탄장 자연발화 방지장치 C: 석탄
G: 가스 P: 석탄층
S: 가스공급원 50: 지표면
100: 저탄장 110: 저면부
120: 레일부 200: 리클레이머
210: 구동부 220: 회전암부
230: 채집부 240: 롤러부
300: 자연발화 방지장치 310: 가스배관
320: 분사부 321: 본체부
322: 분사구 326: 커버부
327: 커버본체 328: 커버
329: 가이드부 330: 분사밸브부
340: 분사제어부 350: 온도측정부
400: 배출부 410: 배출펌프
420: 유량센서부 430: 배출제어부

Claims

가스공급원으로부터 가스를 공급받는 가스배관; 및
상기 가스배관과 연결되고 상기 가스가 분사되는 분사구가 구비되는 본체부와; 상기 분사구쪽에 배치되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버부;가 구비되는 분사부;를 포함하며,
상기 커버부는,
상기 본체부와 결합되는 커버본체; 및
상기 커버본체와 결합되고 상기 분사구와 이격되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버;를 포함하며,
상기 커버본체는 상기 본체부에 회전가능하게 결합되며, 상기 분사구와 상기 커버 사이의 간격을 조절하여, 적층되는 석탄의 입자크기에 따라 가스의 분사 반경 및 압력을 조절하며,
상기 커버의 내측면은 라운드지게 형성되어 가스가 커버의 내측면에 충돌되는 경우 발생하는 저항이 감소되도록 하고,
상기 커버의 외측면은 라운드지게 형성되어 석탄이 커버의 상부에서 회수되지 않는 경우에도 쌓이지 않고 외부로 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 커버부는,
상기 커버본체와 결합되며 중심축에서 동일한 각도를 이루도록 배치되어 상기 가스가 외부로 분사되는 경로를 안내하는 복수 개의 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 커버의 외경은 상기 본체부의 내경보다 크게 형성되어 이물질의 상기 본체부 내부로의 진입을 차단하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
제5항에 있어서,
상기 커버의 하단부는 상기 본체부의 상단부보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
제1항에 있어서,
상기 가스배관에 결합되고 상기 분사부로 공급되는 상기 가스의 분사량을 조절하는 분사밸브부; 및
상기 분사밸브부의 개폐를 제어하는 분사제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
제7항에 있어서,
상기 분사부에 설치되고, 상기 분사부와 접촉하는 석탄층 내부의 온도를 모니터링하는 온도측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
제8항에 있어서,
상기 분사부는 복수 개가 구비되고,
상기 분사제어부는, 상기 온도측정부로부터 측정되는 온도가 설정 값을 초과하는 구역에 배치되는 상기 분사부에서 상기 가스가 배출되도록 상기 분사밸브부의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 자연발화 방지장치.
지표면 하부에 형성되고, 석탄이 저장되는 저탄장;
상기 저탄장에서 상기 석탄을 회수하는 리클레이머;
상기 저탄장에 설치되고, 가스공급원으로부터 가스를 공급받는 가스배관;
상기 가스배관과 결합되고 상기 가스가 분사되는 분사구가 구비되는 본체부와; 상기 분사구쪽에 배치되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버부;가 구비되는 분사부를 포함하고, 상기 커버부는 상기 본체부와 결합되는 커버본체와; 상기 커버본체와 결합되고 상기 분사구와 이격되며 상기 본체부의 일부를 감싸는 커버;를 포함하는 자연발화 방지장치; 및
상기 저탄장에 형성되는 침출수를 외부로 배출하는 배출펌프와; 상기 침출수의 양을 측정하는 유량센서부와; 상기 유량센서부로부터 전기적 신호를 전달받아 상기 배출펌프의 작동을 제어하는 배출제어부;가 구비되는 배출부;를 포함하며,
상기 커버본체는 상기 본체부에 회전가능하게 결합되며, 상기 분사구와 상기 커버 사이의 간격을 조절하여, 적층되는 석탄의 입자크기에 따라 가스의 분사 반경 및 압력을 조절하며,
상기 커버의 내측면은 라운드지게 형성되어 가스가 커버의 내측면에 충돌되는 경우 발생하는 저항이 감소되도록 하고,
상기 커버의 외측면은 라운드지게 형성되어 석탄이 커버의 상부에서 회수되지 않는 경우에도 쌓이지 않고 외부로 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 저탄장 자연발화 방지장치.
제10항에 있어서,
상기 저탄장은 저면부와 상기 지표면이 소정 각도로 경사지게 연결되는 것을 특징으로 하는 저탄장 자연발화 방지장치.
제10항에 있어서,
상기 저탄장은,
상부가 개방되고, 상기 저탄장의 상부에서 상기 리클레이머가 이동할 수 있도록 상기 지표면에 걸쳐 경로를 제공하는 레일부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄장 자연발화 방지장치.
제12항에 있어서,
상기 리클레이머는,
동력을 제공하는 구동부;
상기 구동부로부터 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 회전암부;
상기 회전암부에 결합되고 상기 석탄을 수거하는 채집부; 및
상기 레일부 상을 이동할 수 있도록 롤러부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄장 자연발화 방지장치.