KR20030025572A

KR20030025572A - 냉각탑의 팬 긴급제동장치

Info

Publication number: KR20030025572A
Application number: KR1020010058688A
Authority: KR
Inventors: 변영규; 전준호; 설진조
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-03-29

Abstract

본 발명은 냉각탑 설비에서 각종 긴급상황 발생시에 스크류 핸들을 돌리면 브레이크 슈의 내경이 작아지면서 회전하고 있는 샤프트에 조립 되어진 제동판을 브레이크 라이닝이 양쪽에서 압축을 가하여 마찰력에 의해서 간단하면서도 신속하게 정지시킴으로서 작업자의 안전사고를 예방하도록 개선된 냉각탑의 팬 긴급제동장치에 관한 것이다.

본 발명은, 모터와 상기 모터에 의해서 회전되는 팬을 갖추고, 고로 냉각반에서 냉각수를 제조하는 냉각탑 팬의 긴급제동장치에서, 상기 팬으로 부터 연장된 샤프트 단부에는 플랜지가 장착되고, 모터의 회전축에는 제동판이 장착되어 상기 플랜지와 제동판이 서로 연결되고, 상기 제동판의 주위에는 상기 제동판을 감싸는 한쌍의 브레이크 슈를 갖추며, 상기 브레이크 슈를 제동판에 선택적으로 밀착시켜 브레이크 작동을 이루도록 된 스크류 축과 제 1및 제 2링크들을 구비한 제동부가 갖춰지는 냉각탑의 팬 긴급제동장치를 마련함에 의한다.

Description

냉각탑의 팬 긴급제동장치{AN APPARATUS FOR BRAKING FAN LOTATION IN COOLING TOWER}

본 발명은 고로 냉각반에서 냉각수를 제조하는 냉각탑 팬의 긴급제동장치에 관한것으로서, 보다 상세하게는 냉각탑 설비에서 각종 긴급상황 발생시에 스크류 핸들을 돌리면 브레이크 슈의 내경이 작아지면서 회전하고 있는 샤프트에 조립 되어진 제동판을 브레이크 라이닝이 양쪽에서 압축을 가하여 마찰력에 의해서 간단하면서도 신속하게 정지시킴으로서 작업자의 안전사고를 예방하도록 개선된 냉각탑의 팬 긴급제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 도1을 참고하여 설명하면, 고로(100)의 노체 냉각반(110)에서 사용되는 냉각수를 제조하는 냉각탑(120)은 다수개가 직렬로 설치되어있고, 각각의 냉각탑 (120)상부에 위치한 팬스택(125) 내부에는 모터(109)에 의해서 회전기동되는 팬브레이드(130)가 각각 설치되어 있는데, 설비기동중 갑작스런 돌발사고 발생시에는 팬브래이드(130)를 긴급하게 정지시켜야 하는 상황이 자주 발생되고 있으나, 냉각탑(120)의 팬브래이드(130) 설비 특성상 전기적인 전원공급장치를 차단하여도 기계적인 가속력 및 관성력과, 팬브래이드(130)의 원심력에 의해서 팬브래이드(130)는계속해서 회전 기동하게된다.

이로 인하여, 종래에는 팬브래이드(130)의 손상시 긴급정지가 안되어 2차, 3차적인 손상이 가중되어 발생하게 된다. 예를 들면 도2에 도시된 바와 같이, 팬브래이드(130) 손상시, 팬브래이드(130)가 팬스택(125)에 간섭되어 스택라이너(126)는 물론 팬스택(125)이 손상되고 각각의 팬브래이드(130)가 2차,3차적인 충격으로 팬브래이드(130)가 모두 파손되는 상황이 발생된다.

그러나, 무엇보다 중요한 것은 팬브래이드(130)를 긴급히 정지시키기 위해서 원시적인 방법, 즉 예를들면 기동중인 축에 나무막대(140),섬유로프(142),파이프(145)등을 이용하여 마찰력을 증대시킨 다던가, 지렛대원리를 이용하여 샤프트(128)에 물리적인 힘을 가해서 정지시킨 다던가, 또는 기동중인 팬브래이드(130)에 직접 긴 파이프(145)를 삽입하여 강제정지 시킨다던가 하는 것이었다.

그러나, 이와 같은 원시적인 제동방법을 수행하는 작업자들에게는 팬브래이드(130)및 팬스택(125) 파손품이 비산되면서 작업자에게 충돌하여 큰 안전사고의 발생우려가 있는 것이다.

뿐만 아니라, 긴급 상황 발생시에는 짧은 시간내에 팬브래이드(130)를 정지시키지 못하게 되어 그로 인한 2차, 3차의 설비사고로 이러지고, 작업자의 안전사고의 위험은 항상 존재하고 있는 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서 그 목적은, 냉각탑에 긴급상황 발생시 설비의 2차 3차에 걸친 충격으로 인한 설비의 손상을 최대한으로 막고 긴급제동이 되지못하여 팬브레이드가 파손되면서 외부로 비산하여 주변장치나 작업자에게 설비파손 및 중대 안전사고를 미연에 방지함은 물론, 신속하고도 안전한 긴급제동으로 원시적인 긴급제동을 수행하면서 발생되는 안전사고를 완전히 예방할 수 있으며, 완전 제동 후 내부 작업자가 안전을 확보하고 신뢰하면서 작업수행이 가능한 냉각탑의 팬 긴급제동장치를 제공하는데 있다.

제1도는 일반적인 고로의 냉각탑 공정을 도시한 개략구성도;

제2도는 종래의 냉각탑 팬브레이드 긴급제동방법을 도시한 설명도;

제3도는 본 발명에 따른 팬 긴급제동장치의 전체구성을 도시한 측면도;

제4도는 본 발명의 팬 긴급제동장치에 갖춰진 제동부의 구성을 도시한 평면도;

제5도는 제4도의 측면도;

제6도의 a),b)는 본 발명의 팬 긴급제동장치에 갖춰진 제동판의 구성도;

제7도는 본 발명의 팬 긴급제동장치에 갖춰진 제동판이 팬 구동축에 장착된 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5..... 플랜지 10..... 제동판

12.... 키홈 14..... 관통구

16.... 원통면 18..... 축부

22.... 관통구 30..... 제동부

34.... 플레이트 40..... 고정 브라켓

42a,42b... 고정바 50a,50b... 제 1및 제 2링크

56a,56b... 스크류 블록 60..... 스크류 축

62.... 핸들 70..... 고정 너트

100... 고로 109... 모터

120... 냉각탑 128... 샤프트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 모터와 상기 모터에 의해서 회전되는 팬을 갖추고, 고로 냉각반에서 냉각수를 제조하는 냉각탑 팬의 긴급제동장치에 있어서, 상기 팬으로 부터 연장된 샤프트 단부에는 플랜지가 장착되고, 모터의 회전축에는 제동판이 장착되어 상기 플랜지와 제동판이 서로 연결되고, 상기 제동판의 주위에는 상기 제동판을 감싸는 한쌍의 브레이크 슈를 갖추며, 상기 브레이크 슈를 제동판에 선택적으로 밀착시켜 브레이크 작동을 이루도록 된 스크류 축과 제 1및 제 2링크들을 구비한 제동부가 갖춰짐을 특징으로 하는 냉각탑의 팬 긴급제동장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 냉각탑의 팬 긴급제동장치(1)는 제3도및 제7도에 도시한 바와 같이, 모터(109)의 회전축(109a)과 팬 브래이드(130)의 샤프트(128)를 연결하는 커플링부위에 장착되며, 이를 위하여 팬브래이드(130)의 샤프트(128) 단부에는 플랜지(5)가 장착되고, 모터(109)의 회전축(109a)에는 제동판(10)이 장착되어 있다. 상기 제동판(10)은 도 6a),b)에 도시되어 있듯이 중앙에는 모터(109)의 회전축(109a)에 키박음으로 연결되기 위한 키홈(12)과 관통구(14)가 있고, 그 외주면에는 둥근 원통면(16)이 형성되며, 상기 관통구(14)가 형성된 중앙 축부(18)와 원통면(16) 사이에는 고리형의 공간(20)이 형성된다.

그리고, 상기 제동판(10)은 상기 고리형의 공간(20)으로 부터 원통면(16)을 직경방향으로 관통하는 다수개의 방열구(22)들을 형성하고, 상기 축부(18)의 일측으로 부터 원통면(16)의 일측을 이어주는 플랜지면(25)에는 다수의 볼트 구멍(27)들이 상기 팬 브래이드 샤프트(128)의 플랜지(5) 구멍(미도시)에 일치되어 형성되는 것이다.

이와 같은 상기 플랜지(5)와 제동판(10)은 각각 팬 브래이드(130)의 샤프트(128)와 모터(109)의 회전축(109a)에 키박음으로 연결된 다음, 상기 구멍(27)들을 관통하도록 다수개의 볼트(미도시)등으로 연결되므로써 모터(109)의 회전력을 팬 블레이드(130)측으로 전달하는 것이다. 한편, 상기 제동판(10)은 원통면(16)이 제동면을 이루는 것으로서, 이는 이후에 설명되는 브레이크 슈(75a)(75b)에 접촉되는 마찰면을 이룬다.

그리고, 상기 냉각탑 팬의 기동중 긴급상황 발생으로 급제동시킬 때, 제동판(10)을 고정시키는 제동부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 팬 브래이드(130)을 구동시키는 모터(109)의 받침대(32)로 부터 연장된 플레이트(34)상에 장착되어 제동판(10)에 결합되는 구조를 갖는다.

상기 제동부(30)는 도4및 도5에 상세히 도시된 바와 같이, 플레이트(34)상에 고정 브라켓(40)이 장착되는 바, 상기 고정 브라켓(40)은 한쌍의 고정바(42a)(42b)가 일정간격으로 떨어져서 팬 샤프트(128)의 길이방향 축에 직각인 방향으로 상기 플레이트(34)상에 길게 고정되고, 그 양측단부에는 핀(45a)(45b)들이 고정된다. 따라서 상기 팬 샤프트(128)의 중심축과 고정 브라켓(40)들은 서로 직교하는 상태이다.

그리고, 상기 고정 브라켓(40)의 각각의 핀(45a)(45b)들에는 수직으로 배치된 제 1링크(50a)및 제 2링크(50b)들의 하단이 결합되는 바, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들은 각각 복수의 평판형 납작부재(52a)(52b),(54a)(54b)들로 쌍을 이루고 있으며, 각각 쌍을 이루는 납작부재(52a)(52b),(54a)(54b)들은 그 하단이 핀(45a)(45b)에 회전가능하도록 연결되어 각각 상기 제동판(10)을 사이에 두고 그 양측에서 상방으로 연장된다.

또한, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들의 상단은 각각 쌍을 이루는 납작부재(52a)(52b),(54a)(54b)들의 상단에 스크류 블록(56a)(56b)들이 고정되는 바, 상기 스크류 블록(56a)(56b)들은 쌍을 이루는 납작부재(52a)(52b),(54a)(54b)들 사이의 공간에 고정되고, 그들 내부의 암나사 구멍(58a)(58b)들은 수평으로 정렬되며, 상기 암나사 구멍(58a)(58b)들은 그 나선방향이 각각 서로 반대로 형성된다.

그리고, 상기 스크류 블록(56a)(56b)들의 암나사 구멍(58a)(58b)에 나사결합하도록 스크류 축(60)이 장착되는 바, 상기 스크류 축(60)은 그 일단부에 핸들(62)을 구비하고, 제 1링크(50a)의 스크류 블록(56a)에 나사결합하는 제 1나사부(64a)와, 제 2링크(50b)의 스크류 블록(56b)에 나사결합하는 제 2나사부(64b)를 형성하고 있다. 또한, 상기 제 1및 제 2나사부(64a)(64b)들은 스크류 블록(56a)(56b)의 암나사 구멍(58a)(58b)에 나사결합하기 위해 그 나선방향이 서로 반대이다.

또한, 상기 제 1나사부(64a)에는 제 1및 제 2링크(50a)(50b)에 대한 스크류 축(60)의 변위를 막기 위한 고정 너트(70)가 나사결합된다.

따라서, 상기 스크류 블록(56a)(56b)에 나사결합하는 스크류 축(60)은 작업자가 상기 핸들(62)을 회전시키게 되면, 제 1및 제 2링크(50a)(50b)의 상단을 서로 당기게 되고, 그 반대로 회전시키면 서로 멀어지도록 밀게 된다. 이러한 경우, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들은 그 하단이 고정 브라켓(40)의 핀(45a)(45b)을 중심으로 회동될 수 있는 것이다.

또한, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들은 그 중간에 브레이크 슈(75a)(75b)들을 구비한다. 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 각각 제동판(10)을 사이에 두고 배치되어 한쌍을 이루고, 상기 제동판(10)에 마주하는 원주면에는 상기 제동판(10)의 원주에 해당하는 호형 곡면(77a)(77b)을 각각 구비한 것이며, 상기 호형 곡면(77a)(77b)에는 마찰계수가 높은 재료의 브레이크 라이닝(80a)(80b)들이 고정부착된다.

또한, 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 제 1및 제 2링크(50a)(50b)의 중간부분에 회전가능하도록 장착되는 바, 이를 위하여 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 상기 호형 곡면(77a)(77b)에 일측이 부착된 복수의 고정편(82a)(82b)들을 각각 구비하고, 상기 고정편(82a)(82b)들의 타측은 제 1및 제 2링크(50a)(50b)의 중간에 형성된 핀(84a)(84b)들에 회전가능하도록 연결되는 것이다.

따라서, 이와 같은 브레이크 슈(75a)(75b)들은 각각 복수의 고정편(82a)(82b)들의일측이 상기 핀(84a)(84b)들에 회전가능하도록 연결되고, 타측은 브레이크 라이닝(80a)(80b)을 형성하여 상기 제동판(10)을 감싸는 모양새를 갖는 것이며, 상기 고정 브라켓(40)의 핀(45a)(45b)들을 회전 중심점으로 한 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들의 움직임에 따라서 제동판(10)을 중심으로 제동판(10)에 접근하거나 멀어질 수 있도록 구성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 제3도에 도시된 바와 같이, 긴급상황이 발생되면 기동중인 냉각탑 팬브레이드(130)의 전원공급장치를 전기적으로 차단하여도 가속력 및 관성력, 팬브레이드(130)의 원심력에 의해서 팬브레이드(130)는 계속 기동하게 된다. 이러한 긴급상황 발생시 작업자는 스크류 축(60)의 핸들(62)을 시계방향으로 회전시키면, 스크류 축(60)의 회전운동이 브라켓(40)에 핀(45a)(45b)으로 고정된 제 1및 제 2링크(50a)(50b)가 제동판(10)을 향한 직선운동을 하면서 제 1및 제 2링크(50a)(50b)에 조립되어진 브레이크 슈(75a)(75b)는 핀(84a)(84b)을 중심으로 자유롭게 상하로 움직이면서 내측으로 직선운동을 하게된다.

따라서, 브레이크슈(75a)(75b)에는 특수한 재질의 브레이크라이닝(80a)(80b)이 취부되어 있고, 그 재질은 석면수지형(ASBESTOS RESIN MOULD)으로 브레이크라이닝(80a)(80b)으로서는 최상의 효과를 발휘하는 부품이며 이러한 브레이크라이닝(80a)(80b)에 의해서 브레이크 슈(75a)(75b)는 호형곡면 사이의 간격이 최대내경 28cm 정도에서 최소내경 25cm 정도로 압축된다.

어느정도 압축이 되면 회전하는 제동판(10)의 원통면(16)과 브레이크 라이닝(80a)(80b)이 접촉하면서 단시간내에 마찰력에 의해서 샤프트(128)의 회전은정지되고, 기동중인 팬브레이드(130)는 긴급정지가 즉시에 완료가 되는 것이다.

이와 같이 제동되는 과정에서 제동판(10)의 원통면(16)과 브레이크 라이닝(80a)(80b)들이 서로 마찰하는 경우에 발생되는 열은 제동판(10)에 마련된 방열구(22)들을 통하여 고리형의 공간(20)으로 빠지고, 그에 따라서 제동판(10)은 극심한 과열없이 공냉상태로 되어 그 변형이 줄어들고 신속한 제동능력을 발휘하게 된다.

완전히 정지가 되면 핸들(62)을 시계방향으로 힘을 받을때까지 힘차게 돌린후 고정 너트(70)를 제 1링크(50a)측으로 조이면 긴급제동이 마무리 되는 것이며, 이 상황에서 작업자가 팬스택(125) 내부로 들어가서 감속기(124), 팬스택(125), 스택라이너(126), 팬브레이드(130) 등의 교체 및 수리를 할 때, 전기적인 전원공급장치가 투입되더라도 모타(109)가 회전하지 못하고 과부하로 트립(trip) 되는것이다

즉 기계적인 강제안전장치 기능도 수행하는 것이며, 모든 작업이 종료되면 제3도에 도시한 바와같이 고정 너트(70)를 반시계 방향으로 돌려서 해체한 후, 핸들(62)을 반시계 방향으로 돌리면, 스크류 축(60)의 회전운동이 고정 브라켓(40)에 핀(45a)(45b)으로 고정된 제 1및 제 2링크(50a)(50b)가 상기와는 반대의 직선운동을 하면서 제 1및 제 2링크(50a)(50b)에 조립되어진 브레이크 슈(75a)(75b)는 자유롭게 상하로 움직이면서 외측으로 직선운동을 하면서 원래 상태로 복원되는 것이다.

이러한 과정에서 상기 브레이크 슈(75a)(75b)는 최소 내경 25센티미터에서 최대내경 28세티미터로 복원되게 된다. 어느정도 복원이되면 핸들(62)을 반시계방향으로힘을 받을때까지 힘차게 돌린후, 고정 너트(70)를 조이면 긴급제동장치 복구가 완료 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 고로 냉각반 냉각수 냉각탑 팬의 긴급제동장치 의하면, 냉각탑에 긴급상황 발생시 2차, 3차적인 충격에의한 설비손상을 최소로 하고 가속력에 의해 회전중인 샤프트를 정지시키기 위한 단계에서 사람이 직접 물리적인 힘을 가해 정지시키는 작업방법을 탈피해서 긴급제동장치를 설치하므로서 간단하고 신속하게 급제동이 가능하다.

따라서, 설비관리와 안전사고 방지는 물론 제동장치 설치후 팬스택내부작업시 전기적인 전원공급장치가 공급되더라도 기동이 되지않으므로 안전을 확보 및 신뢰하고 능률적인 작업수행을하는 등의 우수한 효과가 있다.

Claims

모터(109)와 상기 모터(109)에 의해서 회전되는 팬브래이드(130)를 갖추고, 고로 냉각반에서 냉각수를 제조하는 냉각탑 팬의 긴급제동장치에 있어서,

상기 팬 브래이드(130)로 부터 연장된 샤프트(128) 단부에는 플랜지(5)가 장착되고, 모터(109)의 회전축(109a)에는 제동판(10)이 장착되어 상기 플랜지(5)와 제동판(10)이 서로 연결되고, 상기 제동판(10)의 주위에는 상기 제동판(10)을 감싸는 한쌍의 브레이크 슈(75a)(75b)를 갖추며, 상기 브레이크 슈(75a)(75b)를 제동판(10)에 선택적으로 밀착시켜 브레이크 작동을 이루도록 된 스크류 축(60)과 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들을 구비한 제동부(30)가 갖춰짐을 특징으로 하는 냉각탑의 팬 긴급제동장치.
제1항에 있어서,상기 제동판(10)은 중앙에는 모터(109)의 회전축(109a)에 키 박음으로 연결되기 위한 키홈(12)과 관통구(14)가 있고, 그 외주면에는 둥근 원통면(16)이 형성되며, 상기 관통구(14)가 형성된 중앙 축부(18)와 원통면(16) 사이에는 고리형의 공간(20)이 형성되는 한편, 상기 제동판(10)은 상기 고리형의 공간(20)으로 부터 원통면(16)을 직경방향으로 관통하는 다수개의 방열구(22)들을 형성하고, 상기 축부(18)의 일측으로 부터 원통면(16)의 일측을 이어주는 플랜지면(25)에는 다수의 볼트 구멍(27)들이 상기 팬 브래이드 샤프트(128)의 플랜지(5) 구멍(미도시)에 일치되어 형성됨을 특징으로 하는 냉각탑의 팬긴급제동장치.
제1항에 있어서, 상기 제동부(30)는 플레이트(34)상에 고정 브라켓(40)이 장착되고, 그 양측단부에는 핀(45a)(45b)들을 통하여 제 1링크(50a)및 제 2링크(50b)들의 하단이 결합되며, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들의 상단에는 스크류 블록(56a)(56b)들이 고정되고, 상기 스크류 블록(56a)(56b)들은 내부에 그 나선방향이 각각 서로 반대로 형성되는 한편, 상기 스크류 블록(56a)(56b)들의 암나사 구멍(58a)(58b)에는 나선방향이 서로 반대인 제 1나사부(64a) 및 제 2나사부(64b)가 형성된 스크류 축(60)이 나사결합되고, 상기 스크류 축(60)의 일단에는 핸들(62)이 형성되어 작업자가 상기 핸들(62)을 회전시키게 되면, 제 1및 제 2링크(50a)(50b)의 상단을 서로 당기게 되고, 그 반대로 회전시키면 서로 멀어지도록 밀게 되어 브레이크 슈(75a)(75b)와 제동판(10)이 브레이크 작동을 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 냉각탑의 팬 긴급제동장치.
제3항에 있어서, 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 제동판(10)에 마주하는 원주면에 상기 제동판(10)의 원주에 해당하는 호형 곡면(77a)(77b)을 각각 구비하여 브레이크 라이닝(80a)(80b)들이 고정부착되고, 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 상기 호형 곡면(77a)(77b)에 일측이 부착된 복수의 고정편(82a)(82b)들을 각각 구비하여 제 1및 제 2링크(50a)(50b) 중간의 핀(84a)(84b)들에 회전가능하도록 연결됨으로써, 상기 제 1및 제 2링크(50a)(50b)들의 움직임에 따라서 제동판(10)을중심으로 제동판(10)에 접근하거나 멀어지도록 되어 브레이크 작동을 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 냉각탑의 팬 긴급제동장치.
제4항에 있어서, 상기 브레이크 슈(75a)(75b)들은 각각 제동판(10)을 사이에 두고 배치되어 한쌍을 이루고 있음을 특징으로 하는 냉각탑의 팬 긴급제동장치.