KR20120100066A - 제한된 작업공간 내의 고형물 파쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징의 벽체에 의해 한정되는 작업공간에서의 작업이 수행되는 동안 물질이 축적되고 고착되어서 형성되는 고형물을 파쇄하는 파쇄장치는 상기 벽체에 형성된 투입구를 통해서 상기 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 지향하도록 설치되는 슈터와; 상기 슈터에 발사가능하게 장착되고 팽창물질이 내부공간에 충진되어 있는 발사체와; 상기 발사체가 상기 슈터로부터 발사되도록 상기 발사체에 추진력을 공급하는 추진력 공급부로 이루어져서, 상기 슈터로부터 발사되어 상기 고형물에 투입된 발사체의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질이 기체로 상태변화할 때 발생되는 팽창력에 의해 상기 고형물을 파쇄시키는 것을 특징으로 하므로, 고온 분위기 하에서 이루어지는 고온작업의 중지없이 충분한 작업공간을 확보할 수 있어서 고온작업의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

Description

제한된 작업공간 내의 고형물 파쇄장치{APPARATUS FOR DESTROYING THE SOLID MATTER IN THE RESTRICTED WORKING SPACE}

본 발명은 용융작업 또는 저장작업 등과 같이 제한된 작업공간에서 물질이 고착되어 형성된 고형물을 파쇄하기 위한 장치에 관한 것이고, 더 상세하게 용융작업 또는 저장작업 등이 이루어지는 한정된 작업공간에서 수행되는 작업을 중단하지 않고 작업수행과정에서 물질이 고착되어 형성되는 고형물을 파쇄할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용융작업 또는 저장작업 등과 같은 작업은 작업공간을 한정하는 하우징 내에서 이루어진다. 이때, 용융작업은 고온 분위기가 유지된 고온환경의 작업공간을 갖는 하우징 내에서 이루어지고, 저장작업은 저장을 위한 작업공간을 갖는 하우징 내에서 이루어진다. 상술된 바와 같은 용융작업 또는 저장작업이 수행되는 동안 작업공간에는 물질이 축적되어 고착됨으로써 고형물이 형성된다.

이러한 고형물은 작업공간의 크기를 축소시키거나 또는 작업공간의 분위기를 악화시켜서 작업효율을 저하시키므로, 작업공간에 형성된 고형물을 제거하기 위해서는 용융작업 또는 저장작업을 중지하여야 하였으며, 이는 작업효율을 저하시키는 요인으로 작용하였다.

예를 들어, 용융작업 등과 같이 고온 분위기 하에서 이루어지는 고온작업은 고온 분위기의 작업공간을 한정하는 하우징 내에서 이루어진다. 이러한 하우징은 고온 분위기의 작업공간을 한정하는 벽체를 구비하고, 이러한 벽체에는 한정된 작업공간을 고온 분위기로 유지하기 위한 발열원료가 유입되는 발열원료 유입부와, 고온 분위기 하에서 용융작업 등의 고온작업이 수행되는 대상물이 유입되는 대상물 유입부와, 상기 대상물에 대한 고온작업의 결과 생성되는 결과물을 배출하는 배출부가 제공된다.

상기 발열원료 유입부를 통해 유입되는 발열원료의 발열작용에 의해서 하우징의 작업공간이 고온 분위기로 유지된 후에, 대상물 유입부를 통하여 대상물을 유입시킨다. 이러한 대상물에 대한 고온작업의 결과 용융물 등의 결과물이 생성되고 이런 결과물은 배출부를 통해 배출된다.

상술된 바와 같은 하우징 내에서의 고온작업이 수행되는 동안, 발열작용에 참여하지 못한 분체 상의 발열원료 등과 같은 비용융물질이 하우징의 벽체 또는 하우징의 작업공간에 고착되고 축적되어 고형물이 생성된다. 이러한 고형물의 생성량이 증가하면 고온작업을 수행하기 위한 작업공간이 감소되고 또한 고온작업을 위한 기류형성이 저해되며 그 결과 고온작업에 의해 생산되는 결과물의 생산량이 감소하는 등의 고온작업의 생산효율이 저하된다.

종래에는 하우징의 내부에 형성된 고형물을 제거하기 위하여, 먼저 발열원료 및 대상물의 유입을 중지하고 또한 결과물을 배출시켜서 고온작업을 중지하였다. 그리고 소정 시간이 경과하여 하우징의 작업공간이 저온상태로 유지되면 고형물의 제거작업을 수행하였다. 고형물의 제거작업이 완료된 후에 발열원료를 다시 유입시키고 또한 대상물을 유입시켜서 고온작업을 개시하였다.

그러나, 상술된 바와 같이, 고형물을 제거하기 위하여 고온작업을 중지하여야 했고 또한 고형물 제거작업이 완료된 후에 하우징의 작업공간이 고온 분위기에 도달할 때까지 고온작업을 개시할 수 없었다. 이는 고온작업의 효율성을 저하시키기 원인으로 작용하였다.

마찬가지로, 저장작업은 사일로와 같은 하우징의 저장공간에 물질을 저장하지만, 이러한 물질이 축적되고 고착되어서 고형물로 작용하게 되면 저장공간을 축소시켜서 하우징의 저장능력을 저하시킨다.

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 한정된 작업공간 내에서 물질이 축적되고 고착되어서 형성된 고착물을 상기 작업공간 내에서 수행되는 작업을 중단하지 않고 효과적으로 제거하여 작업공간을 충분히 확보하고 또한 작업공간에서의 작업을 계속 수행함으로써 작업효율을 향상시킬 수 있는 제한된 작업공간 내의 고형물 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 하우징의 벽체에 의해 한정되는 작업공간에서의 작업이 수행되는 동안 물질이 축적되고 고착되어서 형성되는 고형물을 파쇄하는 파쇄장치는 상기 벽체에 형성된 투입구를 통해서 상기 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 지향하도록 설치되는 슈터와; 상기 슈터에 발사가능하게 장착되고 팽창물질이 내부공간에 충진되어 있는 발사체와; 상기 발사체가 상기 슈터로부터 발사되도록 상기 발사체에 추진력을 공급하는 추진력 공급부로 이루어져서, 상기 슈터로부터 발사되어 상기 고형물에 투입된 발사체의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질이 기체로 상태변화할 때 발생되는 팽창력에 의해 상기 고형물을 파쇄시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 작업공간을 한정하는 하우징 내에서 기화물질 또는 승화물질의 상태변화에 따른 기체의 급속한 팽창력에 의하여 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 파쇄하므로, 작업공간에서 이루어지는 용융작업 또는 저장작업의 중지없이 충분한 작업공간을 확보할 수 있으므로 작업공간에서의 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치가 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 지향하도록 하우징의 벽체에 장착된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치가 발열원료 유입구에 설치되기 전의 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치가 발열원료 유입구에 설치된 후의 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치는 하우징의 벽체에 의해 한정되는 작업공간에서의 작업이 수행되는 동안 물질이 축적되고 고착되어서 형성되는 고형물을 파쇄하는 장치이다. 이러한 파쇄장치는 상기 벽체에 형성된 투입구를 통해서 상기 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 지향하도록 설치되는 슈터와; 상기 슈터에 발사가능하게 장착되고 팽창물질이 내부공간에 충진되어 있는 발사체와; 상기 발사체가 상기 슈터로부터 발사되도록 상기 발사체에 추진력을 공급하는 추진력 공급부로 이루어진다.

상기 추진력 공급부는 화약물질의 폭발에 의해 발생되는 폭발력을 상기 발사체에 공급하도록 작동하는 격발장치로 구성될 수 있다. 상기 격발장치의 작동에 의해 화약물질이 폭발하는 경우 발사체에 공급되어 추진력으로 작용하는 폭발력이 순간적으로 인가되는 경우에 안전사고의 위험이 존재한다.

한편, 상기 추진력 공급부는 상기 발사체에 초고압의 에어를 공급하는 에어 압축기로 구성될 수 있으며 이는 격발장치에 비하여 안전사고의 위험을 줄일 수 있다. 하기 내용은 추진력 공급부가 에어 압축기로 구성되는 경우를 설명하지만 격발장치에도 유사하게 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 고형물 파쇄장치가 고온 분위기 하에서의 용융작업이 수행되는 작업공간에서 형성되는 고형물을 파쇄시키는 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(10)의 벽체(12)에 의해서 한정되는 작업공간(WS)의 고온 분위기 하에서 고온작업이 수행되는 동안 형성되는 비용융 상태의 고형물(A)을 파쇄하는 파쇄장치(100)는 벽체(12)에 형성된 투입구를 통해서 고형물(A)을 지향하도록 슈터(120)와; 슈터(120)에 초고압의 에어를 공급하는 에어 압축기(110)와; 슈터(120)에 장착되어서 슈터(120)에 공급되는 에어의 압력에 의한 추진력에 의해 고형물(A)을 향해 투입되고, 팽창물질이 충진되는 내부공간을 구비한 발사체(130)로 이루어지고, 고형물(A)에 투입된 발사체(130)의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질이 작업공간(WS)의 고온 분위기 하에서 기체로 상태변화할 때 발생되는 팽창력에 의해 고형물(A)을 파쇄한다.

하우징(10)은 다양한 크기로 구성될 수 있으며, 용융작업 등과 같은 고온작업이 이루어지는 그 내부의 작업공간(WS)은 고온 분위기를 유지하게 된다. 상기 고온작업은 용융작업에 한정되지 않고 고온가공작업 등도 포함할 수 있다. 하우징(10)의 벽체(12)는 고온 분위기에 견딜 수 있는 내열성 물질을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 벽체(12)에는 하우징의 작업공간(WS)에 발열원료를 투입하기 위한 발열원료 유입부(14)와, 대상물을 작업공간(WS)으로 유입하기 위한 대상물 유입부와, 작업공간에 유입된 대상물에 대한 고온작업의 결과 생성되는 결과물이 배출되는 배출부(미도시)가 제공된다. 상기 대상물이 상부에서 투입되는 경우에 상기 대상물 유입부는 대상물 투입부로 작용하게 된다.

이때, 벽체(12)에는 본 발명에 따른 슈터(120)가 장착될 수 있는 슈터장착용 투입구가 제공될 수 있다. 상기 슈터장착용 투입구는 벽체(12)에 별도로 형성되거나 또는 발열원료 유입부(14)의 일측에 형성될 수 있다. 슈터(120)가 발열원료 유입부(14)의 일측에 장착된 경우, 발열원료 유입부(14)를 통해서 발열원료 및/또는 발사체(130)가 작업공간(WS)으로 유입된다.

상기 발열원료는 고온의 열풍으로 구성되거나 및/또는 연소과정을 통해서 열을 생성시키는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 발열원료는 발열원료 공급부(미도시)로부터 발열원료 유입부(14)에 연결되어 있는 파이프(미도시)를 통해서 하우징의 작업공간(WS)으로 유입된다.

하우징(10)의 작업공간(WS)이 상대적으로 높은 압력 상태로 유지되어 있는 경우에, 발열원료 유입부(14)를 통해서 유입되는 발열원료는 작업공간(WS)의 압력보다 높은 압력으로 작업공간(WS)에 유입되고, 상기 대상물 투입부를 통해서 작업공간(WS)에 투입된 대상물은 작업공간(WS)의 소정 높이에서부터 적층되며, 상기 배출부 및 슈터(120)용 슈터장착용 투입구는 폐쇄된 상태로 유지되어 작업공간(WS)의 압력이 급격하게 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이때, 상기 배출부와 슈터장착용 투입구는 필요에 따라서 개방된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발사체(130)는 팽창물질의 팽창력을 견딜 수 있는 물질로 이루어지고, 팽창물질을 저장할 수 있는 내부공간을 한정하는 외피를 구성된 중공형 물체이다. 상기 외피에는 상기 내부공간으로 팽창물질이 공급될 수 있는 공급구가 제공되고, 공급구에는 밸브(미도시)가 장착된다. 상기 밸브가 개방된 상태에서 상기 공급구를 통해 상기 내부공간으로 유입된 팽창물질은 상기 밸브의 폐쇄작용에 의해서 상기 내부공간에 저장된 상태로 유지된다.

상기 팽창물질은 액체산소, 액체탄소, 드라이아이스 등과 같이 기화반응 또는 승화반응을 나타내는 물질들에서 선택될 수 있다. 이러한 팽창물질은 특히 고온 분위기 하에서 액체상태 또는 고체상태에서 기체상태로 급격하게 변하게 되며 그 결과 급격한 팽창력을 발생하게 된다.

슈터(120)는 일단부가 개방되어 있는 대체적으로 원통형 구조의 몸체로 이루어질 수 있다. 상기 몸체의 개방단부의 외주연에는 나사가 가공되어 있고 그 내주연에는 O링(124a)이 장착된다. 또한 상기 몸체의 폐쇄되어 있는 타단부, 즉 폐쇄단부에는 에어 압축기(110)로부터 초고압의 에어가 공급될 수 있는 공급구가 형성된다. 상기 공급구는 호스와 같은 연결부재에 의해서 에어 압축기(110)와 연결된다.

슈터(120)는 상기 폐쇄단부를 포함하는 발사부(122)와, 상기 개방단부를 포함하고 지지부(124)로 분리될 수 있다. 발사부(122)와 지지부(124)는 분리가능하게 결합한다. 예를 들어, 발사부(122)와 지지부(124) 각각의 결합단부는 나사가공될 수 있다. 지지부(124)에는 발사체(130)가 장착된다. 발사체(130)의 후방단부와 발사부(122)의 폐쇄단부 사이에는 에어 압축기(110)에서 상기 연결부재를 통해 공급되는 에어가 축적될 수 있는 축적공간이 형성된다. 상기 축적공간에 축적되는 에어의 축적량이 증가할 수 있수록 발사체(130)에 작용하는 에어 압력이 증가하게 되고, 발사체(130)에 작용하는 에어압력이 소정의 목표값에 도달하게 되면 발사체(130)는 지지부(124)로부터 발사되어 목표지점으로 비행하게 된다.

이때, O링(124a)은 발사체(130)에 작용하는 에어 압력이 소정의 목표값에 도달할 때까지 발사체(130)가 지지부(124)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 제공된다. 발사체(130)가 O링(124a)에 의해 지지부(124)에 견고하게 유지되어 있는 상태에서, 상기 슈터장착용 투입구는 폐쇄된 상태로 유지되므로 작업공간(WS)의 압력은 슈터장착용 투입구를 통해서 외부로 유출되지 않는다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 고온 분위기 하에서 본 발명의 실시예에 따른 고형물 파쇄장치의 설치 및 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 고온 분위기가 형성되어 있는 하우징(10)의 작업공간(WS)에 대상물 투입부를 통해서 투입되는 대상물에 대한 용융작업이 수행되는 동안 비용융물질이 하우징(10)의 하부에 고착되어 고형물을 형성함에 따라서 작업공간(WS)이 점차적으로 축소되고 또한 작업공간(WS)에서의 고온작업을 위한 기류형성을 저해하게 되며, 그 결과 결과물의 생산량이 감소하는 등 고온작업의 작업효율이 저하된다.

이러한 상태에서 고형물을 파쇄하기 위하여 다음과 같이 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치를 사용한다.

우선, 발열원료 유입부(14)의 일측에 형성된 슈터장착용 투입구에 슈터(120)를 장착시킨다. 즉, 먼저, 슈터(120)를 발사부(122)와 지지부(124)로 분리시킨 후, 지지부(124)의 개방단부를 상기 슈터장착용 투입구에 결합시킨다. 그리고, 팽창물질이 내부공간에 미리 충진되어 있는 발사체(130)를 지지부(124)에 장착시킨 후, 지지부(124)의 결합단부에 발사부(122)를 결합시킨다. 이 후에, 슈터(120)의 폐쇄단부와 발사체(130)의 후방단부 사이에 형성되는 축적공간에 에어 압축기(110)로부터 고압의 에어를 공급한다.

상기 축적공간에 축적되는 에어의 축적량이 증가할수록 발사체(130)에 작용하는 에어 압력이 증가하지만, 이러한 에어 압력이 소정의 목표값에 도달하기 전까지 발사체(130)는 O링(124a) 때문에 지지부(124)에 장착된 상태로 유지된다. 그리고, 상기 축적공간에서의 에어 압력이 소정의 목표값을 초과하게 되면 발사체(130)는 지지부(124)에서 발사되어 고형물(A)에 충돌하게 된다.

발사체(130)가 고형물(A)과의 충돌에 의하여 파손되면 발사체(130)의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질은 하우징(10)의 작업공간에 형성되어 있는 고온 분위기 하에서 급속하게 기체로 상태변화하게 되며, 그 결과 발생되는 기체의 팽창력에 의해서 고형물(A)이 파쇄된다.

한편, 발사체(130)가 고형물(A)과의 충돌에 의하여 파손되지 않고 고형물(A)에 박혀진 상태에서, 발사체(130)의 외피가 작업공간(WS)의 고온 분위기 하에서 용융되면서 발사체(130)의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질은 하우징(10)의 작업공간에 형성되어 있는 고온 분위기 하에서 급속하게 기체로 상태변화하게 되며, 그 결과 발생되는 기체의 팽창력에 의해서 고형물(A)이 파쇄된다.

따라서, 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치를 사용하여 고형물을 파쇄하는 경우에, 하우징(10)의 작업공간(WS)에서 이루어지는 고온작업은 중지되지 않고 계속 수행되므로 고온작업의 생산효율을 향상시킬 수 있다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 고형물 파쇄장치는 사일로와 같이 저장공간을 갖는 하우징 내에서의 저장작업이 수행되는 동안 물질이 축적되고 고착되어서 형성되는 고형물을 파쇄하는 경우에도 사용될 수 있다.

즉, 사일로의 저장공간에 형성된 고형물을 향해서 발사되는 발사체가 고형물과의 충돌에 의하여 파손되면, 발사체의 파손부위를 통해서 유출되는 팽창물질은 상기 저장공간에서 급속하게 기체로 상태변화하게 되며, 그 결과 발생되는 기체의 팽창력에 의해서 고형물이 파쇄된다.

상기 내용은 본 발명의 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 사상 및 요지가 첨부된 특허청구범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 대하여 수정 및 변경을 가할 수 있다.

100 : 파쇄장치
110 : 에어 압축기
120 : 슈터
130 : 발사체

Claims (1)

1. 하우징의 벽체에 의해 한정되는 작업공간에서의 작업이 수행되는 동안 물질이 축적되고 고착되어서 형성되는 고형물을 파쇄하는 파쇄장치에 있어서,
   상기 벽체에 형성된 투입구를 통해서 상기 하우징의 작업공간에 형성된 고형물을 지향하도록 설치되는 슈터와;
   상기 슈터에 발사가능하게 장착되고 팽창물질이 내부공간에 충진되어 있는 발사체와;
   상기 발사체가 상기 슈터로부터 발사되도록 상기 발사체에 추진력을 공급하는 추진력 공급부로 이루어져서,
   상기 슈터로부터 발사되어 상기 고형물에 투입된 발사체의 내부공간으로부터 유출되는 팽창물질이 기체로 상태변화할 때 발생되는 팽창력에 의해 상기 고형물을 파쇄시키는 것을 특징으로 하는 제한된 작업공간 내의 고형물 파쇄장치.
   

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