KR102147275B1 - 분사 냉각방식의 전기로 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로 내부 열을 냉각시키기 위해 분사 냉각방식을 채용함과 더불어 분사된 냉각수의 효율적 배수를 유도하여 냉각효율을 극대화하는 분사 냉각방식의 전기로 구조체에 관한 것으로서, 중공된 내부 공간을 갖되, 전기로에서 금속이 정련 되면서 발생하는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하여 유출을 차단함에 따라 가열되는 본체부(100); 본체부(100)상 설정 위치에 관통 인입되어 위치 고수되면서 고열의 기체 및 불순물의 배출을 유도하는 집진부(200); 본체부(100) 내부 공간에 안착 수용된 상태에서 냉각수가 공급되되, 설정 위치에서 더 연장되어 본체부(100)를 관통함에 따라 외부로 노출되면서 집진부(200)의 외주면을 포위하는 형태로 구성되어 주된 열원에 의해 가열되는 본체부(100) 및 집진부(200)의 면을 향해 냉각수를 분사하고 유수 경로를 설정하는 냉각부(300); 본체부(100) 외주면과 접하면서 배수되는 냉각수를 수용하기 위한 내부 공간이 마련되고 냉각부와 연계되어 냉각수의 배수 경로를 설정하면서 외부로 배출하는 배수부(400);로 구성되는 것에 특징이 있는 분사 냉각방식의 전기로 구조체에 관한 것이다.

Description

분사 냉각방식의 전기로 구조체{Furnace Structure with Spray Cooling}

본 발명은 분사 냉각방식의 전기로 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로에서 기인하는 내부 열을 냉각시키기 위하여 기존 대비 개선된 방식의 분사 냉각 타입으로 구현함에 따라 취급과 사용, 유지 및 관리 보수의 용이함 등으로 인해 조작의 편의성 내지 사용상 효율성이 극대화될 뿐 아니라 분사된 냉각수의 원활한 배수가 유도되는 제반 구성을 채택함으로써 냉각 효율성 또한 극대화되는 분사 냉각방식의 전기로 구조체에 관한 것이다.

전기로 제강 공정에서는 고온의 열과 함께 다량의 가스와 더스트가 발생하므로 이를 외부와 차단하여 안전하게 배출하기 위해 통상 전기로에는 집진장치의 덕트와 연결되는 엘보 및 루프가 설치되어 있다.

상기 루프와 엘보는 섭씨 1000° 이상의 열에 노출되므로 해당 구성들을 보호하기 위해 냉각수 흐름에 의한 냉각방식이 주로 사용되고 있다.

이러한 냉각방식으로는 복수의 층으로 빈틈없이 파이프를 쌓아 연결하면서 열에 노출된 전체의 벽을 만들고 그 파이프에 물을 가압하여 공급함으로써 냉각하는 방식 내지 열에 노출된 벽면 전체를 미로와 같은 밀폐된 통로를 형성하여 상기 전술한 방법과 같이 냉각수를 가압 공급하여 냉각하는 방식, 그 외 열에 노출된 철판의 반대면을 향하여 냉각수를 분사하여 흐르게 한 후 즉시 배출시키는 냉각방식 등이 사용되고 있다.

상기 미로 내지 파이프의 가압 방식은 냉각수 통로에서 냉각수가 정체되는 등의 문제가 발생하였고 이와 더불어 냉각수 온도가 지속적으로 상승 되어 내부 벽면이 파손되는 문제가 발생하였다.

이와 같은 문제를 방지하기 위해 분사 냉각방식을 사용하여 전기로 내부 열을 냉각시키는바, 이때 열에 노출된 철문의 온도를 냉각수가 접촉하면서 빠르게 식혀주고 열을 흡수한 냉각수는 신속하게 배수되어야만 한다.

하지만, 일반적으로 상기와 같은 동작이 구현되기 위해선 냉각수 공급을 위한 냉각수 공급부와 진공 배수부를 루프와 엘보에 각각 연결하여야 하고 이에 배수구 및 이와 연결되는 배관이 전기로 구조체와 함께 구동되어야 하므로 실질적인 설치상 비용적 문제로 많은 제약을 받는다.

상기 문제점을 해결하기 위해 다수의 연구가 있어 왔다. 예를 들면 등록특허 제10-0506907호에 구획화된 분무 냉각식 로 루프의 기술사상이 게시되어 있다. 해당 기술사상은 금속로용 분무 냉각식 루프가 기술되어 있어 냉각수의 분사 방법의 채용의 장점이 있다고 할 수 있으나 냉각수 분사 후 그 배수 문제는 여전히 잔존할 수 있다.

등록특허공보 제10-0506907호

본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 냉각수의 유수 경로를 전 면적에 걸쳐 순환되도록 하여 냉각 효율을 높이고 냉각 후 냉각수의 배수를 위한 별도의 배수관이 필요치 않아 유지비용 절감 및 설치비용에 대한 문제를 적극 해결하는 것에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 냉각수의 배수 시 병목현상이 발생하더라도 이를 빠르게 배수하도록 유도하여 냉각 효율이 더 향상되도록 하는 것에 또 다른 목적이 있다.

상기의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 분사 냉각방식의 전기로 구조체의 구성은 다음과 같다.

본 발명은 중공으로 형성되고 전기로에서의 금속 정련으로 발생하는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하여 유출을 차단함에 따라 가열되는 본체부(100); 본체부(100)의 설정 위치에 관통 인입되어 위치 고수되면서 고열의 기체 및 불순물의 배출을 유도하는 집진부(200); 본체부(100) 내부 공간에 안착 수용된 상태에서 냉각수가 공급되고, 본체부(100)를 관통하여 외부로 노출되면서 집진부(200)의 외주면을 포위하는 형태로 위치시켜 주된 열원에 의해 가열되는 본체부(100) 및 집진부(200)를 향해 냉각수를 분사하고 유수 경로를 설정하는 냉각부(300); 본체부(100) 외주면과 접하면서 배수되는 냉각수를 수용하기 위한 내부 공간이 마련되고 냉각부와 연계되어 냉각수의 배수 경로를 설정하면서 외부로 배출하는 배수부(400);로 구성된다.

상기 본체부(100)는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하면서 외부 유출을 차단하고 해당 기체에 의해 가열되는 하부판(110); 하부판의 상부로 안착 결합되어 하부판과 사이 공간을 밀폐하도록 하는 상부판(120); 하부판 및 상부판(120)을 외주면을 포위하여 상부판(120)의 결합 위치가 고수되도록 하고 설정 위치에 냉각수의 임의적 배수를 유도하는 자연배수공(132)이 형성되는 경계판(130); 상부판(120) 및 하부판의 동일 선상에 관통 형성되어 집진부(200)의 상향 입설 위치를 설정하는 결합공(140);으로 구성한다.

상기 집진부(200)는 본체부(100)에 안착 되어 고열 기체 및 불순물의 배출 경로를 설정하는 집진몸체(210); 집진몸체(210) 외주면을 포위하면서 구성되어 외주면과의 집진몸체(210)와의 사이 공간을 중공된 공간으로 형성하는 집진덮개(220);로 구성하는 것을 포함한다.

상기 냉각부(300)는 연직 하방으로 연장되어 본체부(100)의 상부판(120)을 관통하고 냉각수 공급을 유도하는 공급관(310); 공급관과 연계되어 본체부(100)의 내부 공간에 수용되되, 공급되는 냉각수의 유수 경로를 설정하는 제1유수관(320); 제1유수관 내주면을 둘러 다수로 구성되고 제1유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사공급관(332)과, 제1냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제1냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사통(334)과, 제1냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지되 본체부(100)의 가열된 단면인 하부판(110)을 향해 냉각수를 분사하는 제1냉각수분사체(336)로 구성되는 제1냉각수분사부(330); 제1유수관과 연계되되 본체부(100)의 상부판(120)을 관통하여 외부로 노출되는 외부관(340); 외부관과 연결되어 냉각수의 상향 유수 경로를 설정하는 제1연결관(350); 제1연결관과 연계되고 집진몸체(210)의 외주면을 포위하여 집진몸체(210) 상에서 냉각수의 순환 경로를 제공하는 제2유수관(360); 제2유수관의 양측방에 구성되되 제2유수관으로부터 냉각수를 공급받아 집진몸체(210)의 전 면적에 냉각수를 분사하는 제2냉각수분사부(370); 제2냉각수분사부와 연계되어 냉각수의 배수를 유도하는 냉각수배수관(380);로 구성한다.

상기 제2냉각수분사부(370)는 제2유수관 상에 다수가 형성되고 제2유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사공급관(372); 제2냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제2냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사통(374); 제2냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지되 집진부(200)의 가열된 단면인 집진몸체(210)을 향해 냉각수를 분사하는 제2냉각수분사체(376);로 구성하는 것을 포함한다.

상기 배수부(400)는 본체부(100)의 어느 측면과 접하며 본체부상에서 배수되는 냉각수를 수용하고 외부로 배출하는 루프부(410); 루프부와 면 접합하되, 본체부(100)의 또 다른 측면과 접하며 냉각부에서 배수되는 냉각수를 수용하고 외부로 배출하는 엘보부(420);로 구성한다.

상기 루프부(410)는 본체부(100)의 어느 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 루프몸체(412); 루프몸체의 내부 공간과 연계되되 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제1루프배수관(414); 제1루프배수관과 설정 간격을 갖으면서 루프몸체의 내부 공간과 연계되되 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제2루프배수관(416);을 포함하고, 상기 엘보부(420)는 본체부(100)의 또 다른 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 엘보몸체(422); 엘보몸체의 외면으로부터 연장되어 냉각부에서 배수되는 냉각수를 몸체의 내부 공간으로 유입 유도하는 엘보연결관(424); 엘보몸체 어느 측단의 상면에서 구성되어 병목현상에 의해 배수되지 않는 냉각수를 흡입하는 엘보흡입관(426); 엘보연결관 및 엘보흡입관을 통해 내부 공간으로 유입 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 엘보배수관(428);로 구성하는 것을 포함한다.

상기 루프몸체(412) 및 엘보몸체(422) 상에서 적어도 하나 이상 상향 입설되되, 상향 경사를 갖는 배수공(510)이 관통 형성된 배수플레이트(500)가 더 구성되어 냉각수의 수용 영역의 구간을 설정한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 냉각수의 유수 경로를 전 면적에 걸쳐 순환되도록 하여 냉각 효율을 높이고 냉각 후 냉각수의 배수를 위한 별도의 배수관을 구성하지 않아도 되므로 유지비용 및 설치비용이 절감된다. 또한, 냉각수의 배수시 병목현상 발생을 적극 방지하여 냉각수에 의한 파손 등의 문제를 적극 개선한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 정면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 분해 사시도.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 분사 냉각방식을 채용하면서 냉각 후 냉각수의 배수에 대한 효율성을 제고하기 위한 기술사상에 관하여 개시된다.

무엇보다 본 발명은 전기로에서 기인하는 내부 열을 냉각시키기 위하여 기존 대비 개선된 방식의 분사 냉각 타입으로 구현함에 따라 취급과 사용, 유지 및 관리 보수의 용이함 등으로 인해 조작의 편의성 내지 사용상 효율성이 극대화될 뿐 아니라 분사된 냉각수의 원활한 배수가 유도되는 제반 구성을 채택함으로써 냉각 효율성 또한 극대화되는 분사 냉각방식의 전기로 구조체에 관련됨을 주지한다.

이를 위해 본 발명은 중공된 내부 공간을 갖되, 전기로 내부에서 금속이 정련 되면서 발생하는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하여 유출을 차단함에 따라 가열되는 본체부(100); 본체부(100)상 설정 위치에 관통 인입되어 위치 고수되면서 고열의 기체 및 불순물의 배출을 유도하는 집진부(200); 본체부(100) 내부 공간에 안착 수용된 상태에서 냉각수가 공급되되, 설정 위치에서 더 연장되어 본체부(100)를 관통함에 따라 외부로 노출되면서 집진부(200)의 외주면을 포위하는 형태로 구성되어 주된 열원에 의해 가열되는 본체부(100) 및 집진부(200)의 면을 향해 냉각수를 분사하고 유수 경로를 설정하는 냉각부(300); 본체부(100) 외주면과 접하면서 배수되는 냉각수를 수용하기 위한 내부 공간이 마련되고 냉각부와 연계되어 냉각수의 배수 경로를 설정하면서 외부로 배출하는 배수부(400);로 구성된다.

상세하게는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(100)는 상기 본체부(100)는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하면서 외부 유출을 차단하고 해당 기체에 의해 가열되는 하부판(110); 하부판의 상부로 안착 결합되어 하부판과 사이 공간을 밀폐하도록 하는 상부판(120); 하부판 및 상부판(120)을 외주면을 포위하여 상부판(120)의 결합 위치가 고수되도록 하고 설정 위치에 냉각수의 임의적 배수를 유도하는 자연배수공(132)이 형성되는 경계판(130); 상부판(120) 및 하부판의 동일 선상에 관통 형성되어 집진부(200)의 상향 입설 위치를 설정하는 결합공(140);으로 구성한다.

상기 하부판(110)의 하단면의 아래측에서 금속의 정련이 이루어짐에 따라 고열의 기체 및 불순물이 생성된다. 하부판은 상향 원추형으로 형성되어 있다. 원추형으로 형성되어 있다는 것은 소정의 경사진 단면이 있다는 것을 지칭한다. 즉, 해당 기체 및 불순물이 경사진 표면과 맞닿으면서 그 경사를 따라 설정 위치에서 배출되도록 유도하는 작용을 하고, 이때 해당 경사진 단면이 가열된다.

이렇게 가열된 단면에 냉각수를 분사시켜 냉각 작용을 유도하기 위해 소정의 공간이 필요한바, 이를 위해 하부판의 상단에 상부판(120)이 안착 결합하고 내부를 밀폐한다. 해당 공간에 냉각부가 수용되는 구성으로 이루어진다.

상기 상부판(120)이 하부판에 안착한 상태를 유지하고 그 위치를 고수시키기 위해 외주면을 둘러 면 접촉하는 경계판(130)이 더 구성된다. 해당 경계판은 하부판(110) 및 상부판(120)의 외주면 모두를 포위하도록 구성한다. 이때 경계판은 동일 위치 선상에 자연배수공(132)이 관통 형성되어 하부판(110)에 분사된 냉각수의 배수를 유도한다.

본 발명은 외부 흡입에 불순물 내지 기체가 흡입되는 경로를 설정하는 집진부(200)를 포함하여 구성되므로 집진부(200)가 결합 되는 위치가 선정되어야 하는데 해당 위치는 본체부(100) 즉, 상부판(120)과 하부판의 동일 선상에 관통 형성된 결합공(140)이 그 위치를 선정한다.

아울러, 상기 상부판(120)에는 하부판 상태 및 냉각수 분사 정도를 확인하고자 다수개의 제1외부인식판(122)이 구성되되, 제1외부인식판(122)에 하부개폐조절판(124) 및 상부개폐조절판(126)이 더 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 집진부(200)는 본체부(100)에 안착 되어 고열 기체 및 불순물의 배출 경로를 설정하는 집진몸체(210); 집진몸체(210) 외주면을 포위하면서 구성되어 집진몸체(210)와의 사이 공간을 중공된 공간으로 형성하는 집진덮개(220);를 포함한다.

상기 집진몸체(210)는 배출 경로를 설정함에 있어 사용자의 선택에 따라 그 형태가 결정되거나 별도 기기에 호환되는 형태로 구성될 수 있으나 원통으로 구성한다. 아울러 집진몸체(210) 또한 고열의 기체 및 불순물이 통과하면서 직접적으로 가열되는 부위로 냉각이 필요하다. 이에 냉각부(300)가 전 면적을 포위하고 가열된 단면을 향해 냉각수를 분사한다.

상기 집진덮개(220)는 집진몸체(210)를 포위하면서 구성되는데 냉각부(300)가 집진덮개와 집진몸체(210)의 사이 공간에 수용되도록 중공된 공간을 형성케 한다.

또한, 상기 집진덮개(220)에는 집진몸체의 상태 및 냉각수 분사 정도를 확인하기 위해 제2외부인식판(212)이 구성되고, 제2외부인식판(212) 상에 개폐조절판(214)이 더 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각부(300)는 연직 하방으로 연장되어 본체부(100)의 상부판(120)을 관통하고 냉각수 공급을 유도하는 공급관(310); 공급관과 연계되어 본체부(100)의 내부 공간에 수용되되, 공급되는 냉각수의 유수 경로를 설정하는 제1유수관(320); 제1유수관 내주면을 둘러 다수로 구성되고 제1유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사공급관(332)과, 제1냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제1냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사통(334)과, 제1냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지되 본체부(100)의 가열된 단면인 하부판(110)을 향해 냉각수를 분사하는 제1냉각수분사체(336)로 구성되는 제1냉각수분사부(330); 제1유수관과 연계되되 본체부(100)의 상부판(120)을 관통하여 외부로 노출되는 외부관(340); 외부관과 연결되어 냉각수의 상향 유수 경로를 설정하는 제1연결관(350); 제1연결관과 연계되고 집진몸체(210)의 외주면을 포위하여 집진몸체(210) 상에서 냉각수의 순환 경로를 제공하는 제2유수관(360); 제2유수관의 양측방에 구성되되 제2유수관으로부터 냉각수를 공급받아 집진몸체(210)의 전 면적에 냉각수를 분사하는 제2냉각수분사부(370); 제2냉각수분사부와 연계되어 냉각수의 배수를 유도하는 냉각수배수관(380);를 포함한다.

상기 제2냉각수분사부(370)는 제2유수관 상에 다수가 형성되고 제2유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사공급관(372); 제2냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제2냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사통(374); 제2냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지되 집진부(200)의 가열된 단면인 집진몸체(210)을 향해 냉각수를 분사하는 제2냉각수분사체(376);를 더 포함한다.

상기 냉각부(300)의 구성 모두 즉, 공급관(310)·제1유수관(320)·제1냉각수분사부(330)·외부관(340)·제1연결관(350)·제2유수관(360)·제2냉각수분사부(370)는 결합한 전체로 일체화되어 있고 제2냉각수분사부(370)에서 분사된 냉각수는 중력에 의해 흘러모아져 냉각수배수관(380)으로 배출된다.

최초 냉각수의 공급통로인 공급관(310)을 통해 제1유수관(320)에 냉각수가 유입되면 제1냉각수분사부(330)에 공급되고 제1냉각수분사공급관(332)·제1냉각수분사통(334)·제1냉각수분사체(336)로 순차적으로 냉각수가 공급되어 최종적으로 제1냉각수분사체(336)를 통해 냉각수가 분사된다. 상기 제1냉각수분사체(336)는 하부판의 표면 즉 하단면을 향해 형성되어 냉각수를 분사한다.

냉각수 분사 영역을 구분하자면, 하부판(110)을 향해 제1냉각수분사체(336)가 냉각수를 분사하고 집진몸체(210)를 향해 제2냉각수분사체(376)가 냉각수를 분사한다.

특히 제2냉각수분사부(370)는 제1냉각수분사부(330)의 위치 선상보다 높은 선상에 위치한다. 이는 집진몸체(210)의 위치가 하부판(110)의 위치 선상보다 높은 곳에 배치되는 것에 기인한다. 아울러 제2냉각수분사공급관(372)은 집진몸체(210) 상에서 설정 위치에 배치하고 표면을 포위한다. 이때 제2냉각수분사공급관과 연계된 제2냉각수분사체(376)가 집진몸체(210) 전면적에 배치되어 가열되는 표면을 향해 냉각수를 분사한다.

상기 냉각수배수관(380)은 제2냉각수분사부(370)로부터 분사된 냉각수의 하향 배수 경로를 설정하고 외부와 연결되어 있다. 이때 외부는 하술 되는 엘보부(420)이다. 엘보부와 연계되기 위해 별도의 통로가 마련될 수 있으며 이는 제2연결관(382)을 통해 이루어질 수 있다.

도 5 내지 6에 도시된 바와 같이, 상기 배수부(400)는 본체부(100)의 어느 측면과 접하며 본체부(100) 상에서 배수되는 냉각수를 수용하고 외부로 배출하는 루프부(410); 루프부와 면 접합하되, 본체부(100)의 또 다른 측면과 접하며 냉각부에서 배수되는 냉각수를 수용하고 외부로 배출하는 엘보부(420);로 구분 구성한다.

상기 루프부(410)는 본체부(100)의 어느 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 루프몸체(412); 루프몸체의 내부 공간과 연계되되 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제1루프배수관(414); 제1루프배수관과 설정 간격을 갖으면서 루프몸체의 내부 공간과 연계되되 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제2루프배수관(416);을 포함하고, 상기 엘보부(420)는 본체부(100)의 또 다른 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 엘보몸체(422); 엘보몸체의 외면으로부터 연장되어 냉각부에서 배수되는 냉각수를 몸체의 내부 공간으로 유입 유도하는 엘보연결관(424); 엘보몸체 어느 측단의 상면에서 구성되어 병목현상에 의해 배수되지 않는 냉각수를 흡입하는 엘보흡입관(426); 엘보연결관 및 엘보흡입관을 통해 내부 공간으로 유입 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 엘보배수관(428);로 구성하는 것을 포함한다.

상기 루프부(410)와 엘보부(420)는 본체부(100) 외주면을 둘러 면 접합한다. 이때 루프부(410)와 엘보부(420) 또한 상호 면 접합하므로 전체로는 상호 일체화한다. 여기서 본체부(100) 외주면은 경계판(130)을 지칭하는 것으로 루프부와 엘보부는 경계판에 면 접합한다. 이때 루프몸체와 엘보몸체는 중공된 내부 공간을 갖고 있다. 해당 공간에 냉각수가 수용되고 최종적으로 제1,2루프배수관(414,416) 및 엘보배수관(428)을 통해 외부로 배출된다.

상기 루프몸체(412)는 앞서 설명한 자연배수공(132)을 통해 유입되는 냉각수를 수용하고 수용된 냉각수는 제1,2루프배수관(414,416)을 통해 흡입되어 외부로 배출된다.

상기 엘보연결관(424)은 냉각부(300)의 냉각수배수관(380)과 제2연결관(382)의 설정 배수경로로 배수되는 냉각수를 엘보몸체(422)에 수용케 한다. 이때 엘보몸체에는 냉각부의 전체 냉각수 및 엘보흡입관을 통해 냉각 성능이 저하된 냉각수가 동시 수용된다.

특히 상기 엘보흡입관(426)은 엘보몸체(422)의 내부 공간과 연계되어 있되, 엘보몸체 상단면에서 본체부(100)의 하부판(110) 측으로 하향 연장되어 있다. 즉, 집진부(200)가 인입 고정되는 위치의 하부판(110)을 향해 엘보흡입관(426)이 형성되어 자연배수공(132)의 대항된 측에서 냉각수의 고임을 강제적으로 흡입하여 병목현상을 적극 방지한다.

상기 엘보연결관(424) 및 엘보흡입관(426)을 통해 엘보몸체(422)로 유입된 냉각수는 엘보배수관(428)을 통해 외부로 배출되고 해당 배출은 외부의 흡입에 따라 선택적으로 이루어진다. 이와 같은 배수 경로가 설정됨에 따라 상기 엘보배수관(428) 및 제1,2루프배수관(414,416)으로 배수되는 냉각수에 의해 루프부(410) 및 엘보부(420) 자체의 냉각이 실시된다.

또한, 상기 루프몸체(412) 및 엘보몸체(422)의 내부 공간에는 해당 공간에 상향 입설될 수 있도록 해당 몸체들의 형태와 대응되게 구성된 배수플레이트(500)가 더 포함된다. 이는 상기 제1·2루프배수관 및 엘보배수관으로 냉각수의 배수시 해당 몸체들 내부 공간의 압력을 상승시켜 흡입시 그 압력을 증대시킴으로써 신속한 배수를 유도한다. 아울러 배수플레이트(500)는 가열된 루프부(410) 및 엘보부(420) 상에서 냉각수가 수용 영역의 구간을 설정하는데 이는 냉각수 위치 고수를 유도하여 최대 냉각 효율을 발휘하도록 한다. 상기 배수플레이트(500)에는 배수공(510)이 상향 경사를 갖으면서 관통 형성되어 있는바, 루프몸체(412) 및 엘보몸체(422) 하단면에 잔존하는 냉각수가 경사진 단면을 따라 배수되도록 유도한다. 이때 배수되는 측에는 단턱진 형태가 구성됨으로써 냉각수 수용 구간을 설정할 수 있다.

이하, 도 7 내지 11을 참고하여 앞서 설명과 중복된 부분은 제외하고 냉각수의 흐름에 대해 서술하기로 한다.

금속 정련에 따라 직접적으로 가열되는 부위는 하부판(110)과 집진몸체(210)이다. 이때 주변부인 배수부(400)는 간적접으로 가열된다. 그러므로 전체적인 냉각수 순환 경로를 마련하여야 한다.

따라서, 공급관(310)을 통해 지속적으로 공급되는 냉각수는 최초 제1유수관(320)에 유입되고 제1냉각수분사부(330)의 제1냉각수분사체(336)를 통해 하부판(110)에 분사되어 하부판의 온도를 저하하는 냉각작용을 한다. 또한, 제1유수관(320)과 연계된 제2유수관(360)은 집진몸체(210)의 외주면을 포위하면서 구성되어 집진몸체(210) 상에서 원형의 냉각수 순환 경로를 제공한다. 이때 제2유수관(360)과 연계된 제2냉각수분사부(370)의 제2냉각수분사체(376)를 통해 유입된 냉각수가 집진몸체(210)에 분사되어 집진몸체(210)의 온도를 저하하는 냉각작용을 한다.

순환하면서 분사 냉각수는 냉각수배수관(380)을 통해 엘보부(420)로 유입되어 엘오부배수관(428)을 통해 배수되고, 하부판(110)에 기분사된 냉각수는 자연배수공(132)을 통해 루프부(410)로 유입되어 제1,2루프배수관(414,416)을 통해 배수된다. 특히 엘보부(420)는 엘보흡입관(426)을 통해 집진부(200)와 하부판(110) 사이 영역에 고이는 냉각수를 강제 흡입시켜 엘보부(420)로 수용케 한다.

위와 같이 본 발명인 분사 냉각방식의 전기로 구조체는 냉각수의 유수 경로를 전 면적에 걸쳐 순환되도록 하여 냉각 효율을 높이고 냉각 후 냉각수의 배수를 위한 별도의 배수관을 구성하지 않아도 되므로 유지비용 및 설치비용이 절감된다. 또한, 냉각수의 배수시 병목현상 발생을 적극 방지하여 냉각수에 의한 파손 등의 문제를 적극 개선한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본체부 110 : 하부판
120 : 상부판 122 : 제1외부인식판
124 : 하부개폐조절판 126 : 상부개폐조절판
130 : 경계판 132 : 자연배수공
140 : 결합공 200 : 집진부
210 : 집진몸체 212 : 제2외부인식판
214 : 개폐조절판 220 : 집진부덮개
300 : 냉각부 310 : 공급관
320 : 제1유수관 330 : 제1냉각수분사부
332 : 제1냉각수분사공급관 334 : 제1냉각수분사통
336 : 제1냉각수분사체 340 : 외부관
350 : 제1연결관 360 : 제2유수관
370 : 제2냉각수분사부 372 : 제2냉각수분사공급관
374 : 제2냉각수분사통 376 : 제2냉각수분사체
380 : 냉각수배수관 382 : 제2연결관
400 : 배수부 410 : 루프부
412 : 루프몸체 414 : 제1루프배수관
416 : 제2루프배수관 420 : 엘보부
422 : 엘보몸체 424 : 엘보연결관
426 : 엘보흡입관 428 : 엘보배수관
500 : 배수플레이트 510 : 배수공

Claims (4)

1. 중공으로 형성되고 전기로에서의 금속 정련으로 발생하는 고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하여 유출을 차단함에 따라 가열되는 본체부(100);
   본체부의 설정 위치에 관통 인입되어 위치 고수되면서 고열의 기체 및 불순물의 배출을 유도하는 집진부(200);
   본체부 내부 공간에 안착 수용된 상태에서 냉각수가 공급되고, 본체부를 관통하여 외부로 노출되면서 집진부의 외주면을 포위하는 형태로 위치되며, 주된 열원에 의해 가열되는 본체부 및 집진부의 면을 향해 냉각수를 분사하고 유수 경로를 설정하는 냉각부(300);
   본체부 외주면과 접하면서 배수되는 냉각수를 수용하기 위한 설정 공간이 마련되고 냉각부와 연계되어 냉각수의 배수 경로를 설정하면서 외부로 배출하는 배수부(400);로 구성되며,
   상기 배수부(400)는,
   본체부(100)의 어느 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 루프몸체(412)와, 루프몸체의 내부 공간과 연계되고 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제1루프배수관(414)과, 제1루프배수관과 설정 간격을 가지면서 루프몸체의 내부 공간과 연계되고 루프몸체의 측면에서 수평 연장되어 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 제2루프배수관(416)을 포함하는 루프부(410);
   루프부(410)와 면 접합되고 본체부(100)의 또 다른 측면과 면 접합하여 밀폐된 내부 공간을 갖는 엘보몸체(422)와, 엘보몸체의 외면으로부터 연장되어 냉각부에서 배수되는 냉각수를 몸체의 내부 공간으로 유입 유도하는 엘보연결관(424)과, 엘보몸체 어느 측단의 상면에서 구성되어 병목현상에 의해 배수되지 않는 냉각수를 흡입하는 엘보흡입관(426)과, 엘보연결관(424)과 엘보흡입관(426)을 통해 내부 공간으로 유입 수용된 냉각수를 외부로 배출하는 엘보배수관(428)을 포함하는 엘보부(420);로 구성되는 것을 특징으로 하는 분사 냉각방식의 전기로 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체부(100)는,
   고열의 기체 및 불순물과 직접 대면하면서 외부 유출을 차단하고 해당 기체에 의해 가열되는 하부판(110);
   하부판의 상부로 안착 결합되어 하부판과의 사이 공간을 밀폐하도록 하는 상부판(120);
   하부판 및 상부판의 외주면을 포위하여 상부판의 결합 위치가 고수되게 하고 설정 위치에 냉각수의 임의적 배수를 유도하는 자연배수공(132)이 형성되는 경계판(130);
   상부판 및 하부판의 동일 선상에 관통 형성되어 집진부(200)의 상향 입설 위치를 설정하는 결합공(140);
   으로 구성되고,
   상기 집진부(200)는,
   본체부(100)에 안착 되어 고열 기체 및 불순물의 배출 경로를 설정하는 집진몸체(210);
   집진몸체(210) 외주면을 포위하고 집진몸체와의 사이 공간을 중공으로 형성하는 집진덮개(220);
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 분사 냉각방식의 전기로 구조체.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉각부(300)는,
   연직 하방으로 연장되어 본체부(100)의 상부판(120)을 관통하고 냉각수 공급을 유도하는 공급관(310);
   공급관과 연계되어 본체부에 수용되고 냉각수의 유수 경로를 설정하는 제1유수관(320);
   제1유수관 내주면을 둘러 다수로 구비되고, 제1유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사공급관(332)과, 제1냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제1냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제1냉각수분사통(334)과, 제1냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지고 본체부의 가열된 단면인 하부판(110)을 향해 냉각수를 분사하는 제1냉각수분사체(336)를 포함하는 제1냉각수분사부(330);
   제1유수관과 연계되고 본체부의 상부판을 관통하여 외부로 노출되는 외부관(340);
   외부관과 연결되어 냉각수의 상향 유수 경로를 설정하는 제1연결관(350);
   제1연결관과 연계되고 집진몸체(210)의 외주면을 포위하여 집진몸체(210) 상에서 냉각수의 순환 경로를 제공하는 제2유수관(360);
   제2유수관 상에 다수가 형성되고 제2유수관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사공급관(372)과, 제2냉각수분사공급관의 양측방으로 다수 형성되어 제2냉각수분사공급관으로부터 냉각수가 공급되는 제2냉각수분사통(374)과, 제2냉각수분사통과 대응된 개수로 이루어지되 집진부(200)의 가열된 단면인 집진몸체(210)을 향해 냉각수를 분사하는 제2냉각수분사체(376)를 포함하는 제2냉각수분사부(370);
   제2냉각수분사부와 연계되어 냉각수의 배수를 유도하는 냉각수배수관(380);
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분사 냉각방식의 전기로 구조체.
   
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