KR20130000975A - 원료 이송 장치 및 그 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원료를 이송하는 이송 장치에 관한 것으로, 일 방향으로 연장 설치되며, 상부에 상기 원료를 적재시켜 이송시키는 벨트, 벨트의 상측에 배치되며, 회전 가능한 회전 유닛, 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치되며, 상기 벨트의 처짐 여부에 따라 동작하는 센싱부 및 센싱부와 연결되어, 상기 센싱부의 동작에 따라 이물질 존재 여부를 판단하고, 상기 벨트의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 원료의 이송 중에 이물질의 존재 여부를 실시간을 감지할 수 있어, 상기 이물질에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 장비의 손상으로 인한 작업 시간이 지연되는 것을 방지할 수 있으며, 제품에 이물질이 혼합되는 것을 사전에 방지할 수 있어, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자가 직접 육안으로 확인하지 않고, 자동으로 이물질을 실시간으로 감지할 수 있어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

원료 이송 장치 및 그 작동 방법{Material transfer apparatus and operating method thereof}
본 발명은 이물질을 감지할 수 있는 원료 이송 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.
일반적인 코크스 제조 설비는 콜(coal; 석탄), 규석, 사문함 및 석회석 등과 같은 주원료를 저장하는 원료 저장부, 원료 저장부로부터 주원료를 전달받는 슈트, 일단이 원료 저장부의 일측에 배치되고 타단이 슈트와 연결되어 상기 원료 저장부로부터 배출된 주원료를 슈트로 이송하는 컨베이어 벨트, 슈트로부터 일정량의 주원료를 제공받아 상기 주원료를 부원료와 혼합하는 혼합기, 주원료와 부원료가 혼합된 혼합물을 제공받아, 상기 혼합물을 일정량으로 배출하는 계량 호퍼, 계량 호퍼로부터 배출되는 혼합물을 이송시키는 장입차 및 장입차로부터 혼합물을 전달받아 이를 건류하여 탄화시키는 오븐을 포함한다.
한편, 원료 저장부로부터 제공되는 주원료 또는 주원료가 컨베이어 벨트에 의해 슈트로 이송되는 중에 이물질(예를 들어, 철편, 목재, 와이어, 전기 배선 등)이 혼합될 수 있다. 하지만, 작업자가 이물질의 포함 여부를 실시간으로 감지하지 못하기 때문에, 이물질을 제거하지 못하며, 상기 이물질을 포함하는 주원료가 그대로 이송될 수 있다. 따라서, 슈트, 혼합기, 계량 호퍼 중 적어도 어느 하나가 이물질에 의해 막히는 문제가 발생되며, 이로 인해 장치가 손상될 수 있다.
본 발명의 일 기술적 과제는 이물질을 감지할 수 있는 원료 이송 장치 및 그 작동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 일 기술적 과제는 이물질의 제거가 용이한 원료 이송 장치 및 그 작동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 원료를 이송하는 원료 이송 장치로서, 일 방향으로 연장 설치되며, 상부에 상기 원료를 적재시켜 이송시키는 벨트, 상기 벨트의 상측에 배치되며, 회전 가능한 회전 유닛, 상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치되며, 상기 벨트의 처짐 여부에 따라 동작하는 센싱부 및 상기 센싱부와 연결되어, 상기 센싱부의 동작에 따라 이물질 존재 여부를 판단하고, 상기 벨트의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 회전 유닛은, 상호 마주보도록 이격 배치되며, 회전 가능한 제 1 및 제 2 회전 부재 및 일단이 제 1 회전 부재에 연결되고 타단이 제 2 회전 부재에 연결되며, 상호 이격 배치된 복수의 가압 부재를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 회전 부재는 상기 벨트의 상부와 접촉되어, 상기 벨트의 이동에 의해 회전한다.
상기 복수의 가압 부재는 제 1 및 제 2 회전 부재의 형상을 따라 나열 배치된다.
상기 센싱부는, 상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛에 대향 위치하여, 상기 가압 부재의 가압 및 상기 벨트의 처짐에 의해 하강이 가능한 승하강 로드 및 상기 승하강 로드와 연결되어 상기 승하강 로드의 하강 동작을 감지하는 센서를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 센싱부와 연결되어, 상기 승하강 로드의 하강 여부에 따라 이물질 존재 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부와 연결되어, 상기 판단부에서 판단된 이물질 존재 여부에 따라 벨트의 동작을 제어하는 구동 조절부 및 상기 판단부와 연결되어, 상기 판단부에서 이물질이 존재하는 것으로 판단된 경우, 경보를 발생시키는 경보 발생부를 포함한다.
상하 방향으로 연장된 형상으로 제작되며, 상기 벨트의 상측에서 상기 제 1 회전 부재의 외측면 및 제 2 회전 부재의 외측면과 마주보도록 각기 설치되어, 회전하는 제 1 및 제 2 회전 부재의 외측면에 부착된 원료 및 이물질을 긁어내는 스크래퍼를 포함한다.
상기 벨트의 양 외측에 위치하며, 상하 방향으로 연장된 형상으로 제작된 제 1 및 제 2 지지대, 상기 제 1 및 제 2 회전 부재를 관통하며, 일단이 상기 제 1 지지대와 결합되고, 타단이 상기 제 2 지지대와 결합되는 샤프트, 상기 제 1 및 제 2 지지대에 각기 장착되어, 상기 샤프트의 일단 및 타단 각각이 삽입되는 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징, 상기 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징 내로 각기 삽입되어 상기 샤프트를 고정하는 제 1 및 제 2 조절 나사를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 조절 나사 각각이 상기 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징 내로 삽입되는 깊이를 조절하여, 상기 샤프트의 높이 및 회전 유닛의 높이를 조절한다.
본 발명은 원료를 이송시키는 원료 이송 장치의 작동 방법으로서, 일 방향으로 연장 설치된 벨트의 상부에 상기 원료를 적재시키고, 상기 벨트를 일 방향으로 연속하여 이동시키는 과정, 상기 벨트의 상측에 위치하는 회전 유닛을 회전시키는 과정, 상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치된 승하강 로드의 하강 여부에 따라 상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 과정, 상기에서 판단된 이물질의 존재 여부에 따라 상기 벨트의 동작을 제어하는 과정을 포함한다.
상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치된 승하강 로드가 하강하면, 상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지하고, 상기 승하강 로드가 하강하지 않으면, 상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하지 않는 것으로 한다.
상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지되면, 상기 벨트의 이동 동작을 중지하고, 상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지되면, 경보를 발생한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시형태들에 의하면, 원료의 이송 중에 이물질의 존재 여부를 실시간을 감지할 수 있어, 상기 이물질에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 장비의 손상으로 인한 작업 시간이 지연되는 것을 방지할 수 있으며, 제품에 이물질이 혼합되는 것을 사전에 방지할 수 있어, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자가 직접 육안으로 확인하지 않고, 자동으로 이물질을 실시간으로 감지할 수 있어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 이송 장치를 구비하는 코크스 제조 설비의 주요 부분을 도시한 개념도
도 2는 실시예에 따른 이송 장치를 도시한 단면도
도 3은 실시예에 따른 이송 장치의 회전 유닛을 도시한 입체 도면
도 4는 벨트의 상부에 이물질이 존재하는 경우, 상기 벨트의 처짐 및 승하강 로드의 하강 동작을 설명하기 위한 단면도
도 5는 벨트의 상부에 이물질이 존재하지 않는 경우, 상기 벨트의 수평 상태 및 승하강 로드의 상태를 설명하기 위한 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 실시예에 따른 원료 이송 장치를 구비하는 코크스 제조 설비의 주요 부분을 도시한 개념도이다. 도 2는 실시예에 따른 원료 이송 장치를 도시한 단면도이다. 도 3은 실시예에 따른 원료 이송 장치의 회전 유닛을 도시한 입체 도면이다. 도 4는 벨트의 상부에 이물질이 존재하는 경우, 상기 벨트의 처짐 및 승하강 로드의 하강 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 도 5는 벨트의 상부에 이물질이 존재하지 않는 경우, 상기 벨트의 수평 상태 및 승하강 로드의 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 코크스 제조 설비는 주원료(M)를 저장하는 원료 저장부(100), 원료 저장부(100)로부터 배출되는 주원료(M)를 전달받는 슈트(chute)(200), 원료 저장부(100)로부터 슈트(200)까지 연장 설치되어, 원료 저장부(100)로부터 배출된 주원료(M)를 적재시켜 슈트(200)로 이송하는 원료 이송 장치(900), 슈트(200)로부터 주원료(M)를 전달받아 상기 원료(M)를 부원료와 혼합(이하, 원료)하는 혼합기(400), 주원료(M)와 부원료가 혼합된 혼합 원료를 일정량으로 계량하여 배출하는 계량 배출기(500)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 계량 배출기(500)로부터 혼합 원료를 전달받아 이를 이동시키는 장입차(미도시), 혼합 원료를 건류하여 탄화시키는 오븐(oven, 미도시) 및 장입차(미도시)로 혼합 원료를 전달받아, 이를 오븐(미도시)으로 장입시키는 장입차 피더(미도시)를 포함한다.
원료 저장부(100)는 주원료(M)를 저장하는 내부 공간을 가지며, 하단에는 원료 이송 장치(900)로 주원료(M)를 배출할 수 있도록 개구되어 있다. 이러한 원료 저장부(100)는 시간당 배출되는 배출량이 일정하도록 조절하여, 후술되는 벨트(630)의 상부에 일정한 두께의 원료(M)가 적재되도록 한다. 실시예에 따른 원료 저장부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 원료 이송 장치(900)가 배치된 방향으로 갈 수록 폭이 좁아지는 콘(corn) 형상으로 제조된다. 하지만, 이에 한정되지 않고 원료(M)를 저장하고, 상기 주원료(M)를 원료 이송 장치(900)로 배출할 수 있는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 이러한 원료 저장부(100)에 저장되는 주원료(M)는 예컨데, 콜(coal; 석탄), 규석, 사문함 및 석회석 중 어느 하나일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 재료를 주원료(M)로 이용할 수 있다.
슈트(200)는 원료 이송 장치(900)에 의해 이송되는 원료(M)를 전달받아, 이를 혼합기(400)로 낙하시키는 역할을 한다. 이러한 슈트(200)는 원료(M)를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며, 원료 이송 장치(900)로부터 원료(M)를 전달받을 수 있도록 일측이 개방되고, 상기 원료(M)를 혼합기(400)로 낙하시킬 수 있도록 타측이 개방된 형상으로 제조된다. 이러한 슈트(200) 내부에는 원료 이송 장치(900)의 적어도 일부가 관통하도록 설치될 수 있다.
혼합기(400)는 슈트(200)의 타측으로부터 주원료(M)를 전달받아, 이를 부원료와 혼합시킨다. 이러한 혼합기(400)는 주원료(M) 및 부원료를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며, 내부에는 상기 주원료(M)와 부원료를 균일하게 혼합시킬 수 있는 수단 예컨데, 교반기(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 혼합기(400)에는 부원료가 투입되는 별도의 부원료 투입구(미도시)가 마련될 수 있다. 실시예에서는 부원료로 타르(tar) 및 무연탄 중 어느 하나를 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 재료를 부원료로 이용할 수 있다.
원료 이송 장치(900)는 원료 저장부(100)로부터 배출되는 주원료(M, 이하 '원료')를 슈트(200)가 배치된 방향으로 수송하는 운송 모듈(600), 운송 모듈(600)에 설치되어 이물질 존재 여부를 감지하는 감지 모듈(700), 감지 모듈(700)과 연결되어 이물질의 존재 여부에 따라 운송 모듈(600)의 동작을 제어하는 제어부(740), 운송 모듈(600) 및 감지 모듈(700)의 외측에 설치된 지지 프레임(800)을 포함한다. 여기서, 지지 프레임(800)은 벨트(630)의 일측으로 이격 배치된 제 1 지지대(810a), 벨트(630)의 타측으로 이격 배치된 제 2 지지대(810b), 제 1 지지대(810a)의 상단과 제 2 지지대(810b)의 상단을 연결하는 연결 지지대(820)를 포함한다. 실시예에 따른 제 1 및 제 2 지지대(10a, 810b)와 연결 지지대(820)는 바(bar) 형상으로 제작되나, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
운송 모듈(600)은 원료 저장부(100)의 하측으로부터 슈트(200)가 위치한 방향으로 연장되고, 다시 슈트(200)의 하측으로부터 원료 저장부(100)가 위치한 방향으로 연장되는 무한 궤도 형태의 벨트(630), 벨트(630)의 일단 및 타단에 각기 설치되어 상기 벨트(630)를 회전시키는 동력을 제공하는 구동 롤러(610), 일 방향으로 나열되어 벨트(630)를 지지하는 복수의 캐리어 롤러(620), 일단이 캐리어 롤러(620)와 연결되어 상기 캐리어 롤러(620)를 지지하는 캐리어 스탠드(640), 캐리어 스탠드(640)와 후술되는 센싱부(730)를 지지하는 베이스(650), 베이스(650)의 하측에서 회전 가능하게 설치된 복수의 리턴 롤러(620b) 및 일단이 지지 프레임(800)에 연결되고 타단이 리턴 롤러(620b)에 연결되어 상기 리턴 롤러(620b)를 지지하는 리턴 롤러 지지 부재(670a, 670b)를 포함한다.
상기에서는 벨트(630)가 무한 궤도 형태로 제작된다고 설명하였다. 이를 보다 상세히 설명하면, 벨트(630)는 상부 벨트(630a)와 하부 벨트(630b)로 나누어지고, 상부 벨트(630a)의 일단은 하부 벨트(630b)의 일단과 연결되고, 상부 벨트(630a)의 타단은 하부 벨트(630b)의 타단과 연결된다. 이에, 상부 벨트(630a)와 하부 벨트(630b)는 상호 연결되고, 상기 상부 벨트(630a)의 하부면과 하부 벨트(630b)의 상부면이 이격된 무한 궤도의 형태가 된다. 복수의 캐리어 롤러(620)는 상부 벨트(630a)의 하부면을 지지하도록 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 가운데가 오목하게 들어간 형태가 되도록 제작된다. 이는 원료(M)가 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 하기 위함이다. 즉, 캐리어 롤러(620)는 경사지게 설치된 제 1 및 제 2 측방 캐리어 롤러(620a-1, 620a-2)와 그 사이에 위치하는 중앙 캐리어 롤러(620a-3), 제 1 측방 캐리어 롤러(620a-1)와 중앙 캐리어 롤러(620a-3) 사이를 연결하고, 제 2 측방 캐리어 롤러(620a-2)와 중앙 캐리어 롤러(620a-3) 사이를 연결하는 롤러 연결 부재(620a-4)로 이루어진다.
캐리어 스탠드(640)은 상하 방향으로 연장된 바(bar) 형상으로 제작되어 일단이 롤러 연결 부재(620a-1)와 결합되고, 타단이 베이스(650)과 결합된다. 이로 인해 제 1 및 제 2 측방 캐리어 롤러(620a-1, 620a-2)와 중앙 캐리어 롤러(620a-3) 각각이 캐리어 스탠드(640)에 의해 지지 고정된다. 베이스(650)는 캐리어 스탠드(640)와 직교하는 방향 즉, 수평 방향으로 연장되는 바(bar) 형상으로 제작되어 캐리어 롤러(620a)와 리턴 롤러(620b) 사이에 위치한다. 그리고 이러한 베이스(650) 상부에는 전술한 바와 같이 캐리어 스탠드(640) 및 센싱부(730)의 일단이 지지 고정된다.
리턴 롤러(620b)는 베이스(650)의 하측에 이격 배치되며, 제 1 및 제 2 리턴 롤러 지지 부재(670a, 670b)에 의해 지지 프레임(800)에 지지 고정된다. 여기서 제 1 및 제 2 리턴 롤러 지지 부재(670a, 670b) 각각은 상하 예컨데 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 절곡부를 가지며 상하 방향으로 연장된 형상으로 제작될 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 리턴 롤러 지지 부재(670a, 670b) 각각의 일단이 제 1 및 제 2 지지대(810a, 810b)에 연결되고, 타단이 리턴 롤러(620b)에 연결된다. 제 1 및 제 2 리턴 롤러 지지 부재(670a, 670b)의 형상은 상기에서 설명한 형상에 한정되지 않고, 리턴 롤러(620b)를 지지할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상으로도 변경이 가능하다.
하기에서는 이러한 운송 모듈(600)의 동작을 간략히 설명한다.
구동 모터(미도시)를 동작시켜, 구동 롤러(610)를 회전시키면, 벨트(630)가 일 방향 예컨데 슈트(400)가 위치한 방향으로 연속하여 이동한다. 이때, 벨트(630) 보다 상세하게는 상부 벨트(630a) 및 하부 벨트(630b)가 이동하는 힘에 의해 복수의 캐리어 롤러(620a) 및 리턴 롤러(620b)가 회전한다. 이러한 캐리어 롤러(620a) 및 리턴 롤러(620b)의 회전은 벨트(630)의 이동이 원활하도록 돕는다. 이후, 벨트(630)는 반환 지점을 돌아 하부에 배치된 리턴 롤러(620b)를 통해 되돌아 오는 무한 궤도 형태로 회전한다.
감지 모듈(700)은 운송 모듈(600)의 상부 벨트(630a) 상측에 위치하여 상기 상부 벨트(630a)의 이동에 의해 회전하는 회전 유닛(710), 회전 유닛(710)을 지지 프레임(800)에 고정시키는 회전 유닛 고정부(720), 회전 유닛(710)의 양측에 설치되어 상기 회전 유닛(710)에 원료(M) 또는 이물질이 부착되는 것을 방지하는 스크래퍼(750) 및 상부 벨트(630a)의 하측에 배치되어 회전 유닛(710)과 상부 벨트(630a) 사이에 이물질 존재 여부를 감지하는 센싱부(730)를 포함한다.
회전 유닛(710)은 상호 이격 배치된 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b), 일단이 제 1 회전 부재(711a)와 연결되고 타단이 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 연결되며, 상호 이격 배치된 복수의 가압 부재(712)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)는 회전이 용이하도록 원형의 플레이트 형상으로 제작된다. 하지만 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 형상은 이에 한정되지 않고 회전이 용이한 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 그리고 이러한 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)는 적어도 일부가 상부 벨트(630a)의 상부면 또는 상기 상부 벨트(630a)의 상부에 적재된 원료(M)와 접촉되도록 설치된다. 따라서 상부 벨트(630a)가 일 방향으로 이동하는 힘이 회전 유닛(710)의 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)에 전해지고, 이에 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)이 회전한다. 가압 부재(712)는 제 1 회전 부재(711a)와 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b) 사이를 연결하도록 설치되어, 상기 가압 부재(712)의 하측에 위치하는 이물질을 가압하여, 상부 벨트(630b)의 하측에 위치한 센싱부(730)가 동작하도록 하는 역할을 한다. 이러한 복수의 가압 부재(712)는 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 형상을 따라 나열 배치된다. 이에, 복수의 가압 부재(712)가 상호 이격되어 나열 배치된 전체 적인 형상은 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 형상에 대응하는 원형의 형상이다. 실시예에 따른 가압 부재(712)는 원통형의 바(bar) 형상으로 제작되나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
회전 유닛 고정부(720)는 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)를 관통하고, 일단이 지지 프레임(800)의 제 1 지지대(810a)와 연결되고, 타단이 제 2 지지대(810b)와 연결된 샤프트(721), 제 1 지지대(810a) 및 제 2 지지대(810b)에 각기 설치되며 샤프트(721)의 일단 및 타단이 각기 삽입되는 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징(722a, 722b), 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 일단 및 타단을 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징(722a, 722b)에 고정시키는 제 1 및 제 2 조절 나사(723a, 723b)를 포함한다. 전술한 바와 같이 샤프트(721)는 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)를 관통하여 일단 및 타단 각각이 제 1 및 제 2 지지대(810a, 810b)에 연결된다. 따라서, 회전 유닛(710)은 회전시에 샤프트(721)에 의해 그 위치가 고정된 상태에서, 제 자리에서 회전한다. 실시예에 따른 샤프트(721)는 원형의 바(bar) 형상으로 제작되나, 이에 한정되지 않고, 회전 유닛(710)을 지지 고정할 수 있는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 제 1 조절 나사(723a)는 한 쌍으로 마련되어, 하나의 제 1 조절 나사(723a)가 샤프트(721)의 상측에 위치하도록 제 1 샤프트 고정 하우징(722a)에 삽입되고, 다른 하나의 제 1 조절 나사(723a)가 상기 샤프트(721)의 하측에 위치하도록 제 1 샤프트 고정 하우징(722a)에 삽입된다. 마찬가지로 제 2 조절 나사(723b)는 한 쌍으로 마련되어, 하나의 제 2 조절 나사(723b)가 샤프트(721)의 상측에 위치하도록 제 2 샤프트 고정 하우징(722b)에 삽입되고, 다른 하나의 제 2 조절 나사(723b)가 상기 샤프트(721)의 하측에 위치하도록 제 2 샤프트 고정 하우징(722b)에 삽입된다. 그리고 이러한 제 1 및 제 2 조절 나사(723a, 723b)의 외주면에 나사산(미도시)이 마련되며, 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징(722a, 722b) 각각의 내부에는 나사홈(미도시)이 마련된다. 실시예에서는 제 1 및 제 2 조절 나사(723a, 723b)가 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징(722a, 722b)에 삽입되는 길이를 변화시켜, 샤프트(721)의 높이를 조절함으로써, 회전 유닛(710)의 높이를 조절한다. 이는, 상부 벨트(630a) 상부에 적재되는 원료(M)의 양 또는 외부 적인 요인으로 인한 벨트(630)의 장력 변화, 벨트(630)의 교체 시에 회전 유닛(710)의 높이를 보다 용이하게 조절하기 위함이다.
스크래퍼(750)는 상하 방향으로 연장된 바(bar) 형상으로 제작되어, 제 1 회전 부재(711a)의 외측 및 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 외측에 각기 배치된다. 즉, 한 쌍의 스크래퍼(750)를 마련하여, 하나의 스크래퍼(750)를 제 1 회전 부재(711a)의 외측에 배치시키고, 다른 하나를 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 외측에 배치시켜, 상기 한 쌍의 스크래퍼(750)가 마주보도록 한다. 이에, 한 쌍의 스크래퍼(750) 중 하나의 스크래퍼(750)의 일측면은 제 1 회전 부재(711a)의 외측면과 마주보고, 다른 하나의 스크래퍼(750)의 일측면은 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)의 외측면과 마주보도록 설치된다. 상호 이격된 한 쌍의 스크래퍼(750)를 상호 연결하도록 스크래퍼 지지 부재(750a)가 마련되는데, 상기 스크래퍼 지지 부재(750a)는 지지 프레임(800)의 연결 지지대(820)와 회전 유닛 고정부(720)의 샤프트(721) 사이에 배치된다. 이에, 한 쌍의 스크래퍼(750)는 연결 지지대(820)와 샤프트(721) 사이에 위치하며, 스크래퍼 지지 부재(750a)에 위해 고정 설치된다. 이러한 스크래퍼(750)는 회전중인 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b) 각각의 외주면에 부착된 원료(M) 또는 이물질을 긁는 역할을 한다.
하기에서는 벨트(630)의 이동에 의한 회전 유닛(710)의 회전 및 이물질 존재 여부에 따른 상부 벨트(630a)의 상태에 대해 설명한다.
상부에 원료(M)가 적재된 상부 벨트(630a)가 일방향으로 이동하면, 상기 상부 벨트(630a)의 상부에 적재된 원료(M)는 회전 유닛(710)을 향해 순차적으로 이동하게 된다. 이때, 원료 저장부(100)에서는 시간당 일정한량을 배출하기 때문에 상부 벨트(630a) 상에 적재되는 원료(M)의 두께는 일정하다. 또한, 일 방향으로 이동하는 상부 벨트(630a)의 힘에 의해 상기 상부 벨트(630a)의 상부와 접촉된 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)가 회전하고, 이로 인해 가압 부재(712)도 함께 회전한다. 회전 유닛(710)은 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)에 의해 고정되어 있기 때문에, 제 자리에서 일방향으로 회전한다. 이때 회전 유닛(710)과 상부 벨트(630a) 사이에 원료(M)를 제외한 이물질의 존재 여부에 따라 벨트(630)가 평평한 상태를 유지하거나 하방으로 처지는 현상이 발생된다. 여기서, 이물질은 철편, 목재, 와이어, 전기 배선 등 다양한 것일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 원료(M) 이외에 이물질이 존재하는 경우, 이물질을 포함하는 원료(M)의 적재 두께가 증가한다. 이에 원료(M)의 상측에 위치하는 회전 유닛(710)의 가압 부재(712)는 이물질 또는 원료(M)와 접촉되고, 상기 이물질은 회전 중인 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)의 회전 동작을 방해한다. 이물질이 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)의 회전 동작을 방해하는 힘은, 상기 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)가 상부 벨트(730a)를 하측으로 가압하는 힘으로 작용한다. 따라서, 상부 벨트(630a)가 하측 즉, 센싱부(730)가 위치한 방향으로 처지게 된다. 반대로, 도 5에 도시된 바와 같이 회전 유닛(710)과 상부 벨트(630a) 사이에 원료(M)를 제외한 이물질이 존재하지 않을 경우, 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)는 상기 상부 벨트(630a) 상에서 연속하여 회전한다. 이에, 상부 벨트(630a)는 처지지 않고 수평한 상태를 유지한다.
센싱부(730)는 상부 벨트(630a)의 하측에서 회전 유닛(710)에 대향 배치되어, 상부 벨트(630a)의 처짐 여부에 따라 동작한다. 이러한 센싱부(730)는 상부 벨트(630a)의 하측에 위치하여, 상부 벨트(630a)의 처짐 동작에 따라 하강하는 승하강 로드(731) 및 일단이 승하강 로드(731)와 연결되고 타단이 캐리어 스탠드(640)와 연결되며, 상기 승하강 로드(731)의 승강 또는 하강을 센싱하는 센서(732)를 포함한다. 여기서, 승하강 로드(731)는 센서(732)에 지지된 상태에서, 하측으로 처지는 상부 벨트(630a)의 힘에 의해 하강하고, 상기 상부 벨트(630a)가 처진 상태에서 다시 수평 상태로 복귀시에 상승한다. 실시예에서는 승하강 로드(731)의 상부가 볼(ball) 형상이 되도록 제작되었으나, 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 센서(732)는 예를 들어, 승하강 로드(731)의 하강 또는 상승 여부에 따라 가압되는 압력을 검출할 수 있는 압력 센서일 수 있다. 이때, 센서(732)에서 검출된 측정 압력이 작업자가 설정한 기준 압력 값 이상인 경우 상부 벨트(630a) 상에 이물질이 존재하는 것으로 감지하고, 기준 압력 값 이하인 경우 이물질이 존재하지 않는 것으로 감지한다.
상기에서는 센서(732)로 압축 압력을 감지하는 압력 센서를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 승하강 로드(731)의 승강 또는 하강 동작 상태를 감지할 수 있는 다양한 수단을 센서로 이용할 수 있다.
제어부(740)는 센싱부(730)로부터 승하강 로드(731)의 하강 여부의 신호를 전달받아, 상부 벨트(630a)의 처짐 여부 및 이물질 존재 여부를 판단하는 판단부(741), 판단부(741)와 연결되어, 판단 결과에 따라 운송 모듈(600)의 동작을 조절하는 구동 조절부(742), 판단부(741)에서 상부 벨트(630a)의 처짐 및 이물질 존재로 판단된 경우, 경보를 발생시키는 경보 발생부(743)를 포함한다. 판단부(741)에서는 센싱부(730)의 센서(732)로부터 감지된 승하강 로드(731)의 동작 신호를 전달받아, 이를 이물질 존재 여부로 판단한다. 예컨데, 승하강 로드(731)가 하강하는 경우, 센서(732)는 이를 감지하고, 상기 승하강 로드(731)의 하강 신호를 판단부(741)로 전달한다. 판단부(741)에서는 승하강 로드(731)의 하강 신호를 상부 벨트(630a)의 처짐 및 이물질이 존재하는 것으로 판단하여, 판단 결과를 구동 조절부(742) 및 경보 발생부(743)로 전달한다. 구동 조절부(742)로 이물질 존재 신호가 인가되면, 상기 구동 조절부(742)는 운송 모듈(600) 즉, 구동 롤러(610)의 동작을 중지한다. 이에 벨트(630)의 이동 동작이 중지된다. 그리고 경보 발생부(743)로 이물질 존재 신호가 인가되면, 경보가 발생된다. 이에, 작업자는 경보로부터 이물질 존재를 감지하고, 이물질 제거 작업을 수행한다.
하기에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시예에 따른 코크스 제조 설비의 동작 및 이물질 감지 방법을 설명한다.
먼저, 원료 저장부(100)로부터 운송 모듈(600)의 벨트(630) 즉, 상부 벨트(630a)로 원료(M)를 배출시킨다. 실시예에서는 원료(M)로 콜(coal; 석탄), 규석, 사문함 및 석회석 중 적어도 어느 하나를 이용한다. 또한, 운송 모듈(600)의 구동 롤러(610)를 회전시키면, 벨트(630)가 일 방향으로 이동하고, 벨트(630)의 이동에 의해 복수의 캐리어 롤러(620) 및 리턴 롤러(620b)가 회전하여, 벨트(630)가 무한 궤도 형태로 이동한다. 그리고 벨트(630)가 이동하는 힘에 의해 상부 벨트(630a)의 상부와 접촉된 회전 유닛(720)의 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)가 회전하고, 이와 함께 상기 복수의 가압 부재(712)가 회전한다.
원료 저장부(100)로부터 배출된 원료(M)는 벨트(630), 바람직하게는 상부 벨트(630a)의 상부에 순차적으로 적재된다. 이때 원료 저장부(100)는 시간당 일정한 양을 배출하기 때문에, 상부 벨트(630a)에 적재되는 원료(M)의 두께는 일정하다. 이후, 상부 벨트(630a) 상에 적재된 원료(M)는 슈트(200)가 위치한 방향으로 이동하며, 이동 중에 회전 유닛(710)의 하측을 통과한다. 이때, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 원료(M) 이외에 이물질이 존재하는 경우, 이물질을 포함하는 원료(M)의 적재 두께가 증가한다. 이에 원료(M)의 상측에 위치하는 회전 유닛(710)의 가압 부재(712)는 이물질 또는 원료(M)와 접촉되고, 상기 이물질은 회전 중인 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)의 회전 동작을 방해한다. 이물질이 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)의 회전 동작을 방해하는 힘은, 상기 제 1 및 제 2 회전 부재(711a, 711b)와 가압 부재(712)가 상부 벨트(730a)를 하측으로 가압하는 힘으로 작용한다. 따라서, 상부 벨트(630a)가 하측 즉, 센싱부(730)가 위치한 방향으로 처지게 된다.
이와 같이 가압 부재(712)가 상부 벨트(630a)를 하측으로 가압하는 힘 및 상부 벨트(630a)가 하측으로 처지는 힘에 의해, 상기 상부 벨트(630a)의 하측에 위치하는 센싱부(730)의 승하강 로드(731)가 하강한다. 이후, 센서(732)는 승하강 로드(731)의 하강 동작을 감지하고, 이를 판단부(741)로 전달한다. 판단부(741)에서는 승하강 로드(731)의 하강 동작 신호를 전달받고, 이를 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 그리고 판단부(741)는 이물질 감지 신호를 구동 조절부(742) 및 경보 발생부(743) 각각에 전달한다. 구동 조절부(742)에 이물질 감지 신호가 전달되면, 상기 구동 조절부(742)는 운송 모듈(600)의 구동 롤러(610)의 동작을 중지하고, 경보 발생부(743)에서는 경보를 발생시킨다. 경보 발생에 의해 작업자는 이물질이 감지된 것을 인지하고, 이물질의 제거 작업을 실시한다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 유닛(710)의 하측에 원료(M) 이외에 이물질(예를 들어, 철편, 목재, 와이어, 전기 배선)이 없는 경우, 상기 회전 유닛(710)의 가압 부재(712)는 상부 벨트(630a)를 가압하지 않은 상태로 연속하여 회전한다. 따라서, 상부 벨트(630a)가 하측으로 처지지 않고 수평 상태를 유지하며, 연속적으로 원료(M)를 이송시킨다.
이후, 원료(M)는 벨트(630)에 의해 이송되어 슈트(200) 내로 공급되고, 상기 슈트(200) 내로 공급된 원료는 혼합기(400) 내로 낙하한다. 혼합기(400)에서는 원료(M)와 부원료(타르(tar) 및 무연탄)가 혼합되고, 원료(M)와 부원료가 혼합된 혼합 원료는 계량 배출기(500)를 통해 일정량이 장입차(미도시)로 낙하된다. 장입차(미도시)는 혼합 원료를 이동시켜 오븐(미도시) 내로 장입시킨다. 오븐(미도시)에서는 혼합물을 건류시켜, 코크스를 제조한다.
상기에서는 코크스 제조 설비에 설치되는 운송 모듈(600)에 실시예에 따른 회전 유닛(710), 센싱부(730) 및 제어부(740)가 설치되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 이송 대상물을 이송시키는 다양한 설비에 적용될 수 있다.
M: 원료 630: 벨트
710: 회전 유닛 711a, 711b: 제 1 및 제 2 회전 부재
721: 가압 부재 730: 센싱부
731: 승하강 로드 732: 센서

Claims (12)

  1. 원료를 이송하는 원료 이송 장치로서,
    일 방향으로 연장 설치되며, 상부에 상기 원료를 적재시켜 이송시키는 벨트;
    상기 벨트의 상측에 배치되며, 회전 가능한 회전 유닛;
    상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치되며, 상기 벨트의 처짐 여부에 따라 동작하는 센싱부; 및
    상기 센싱부와 연결되어, 상기 센싱부의 동작에 따라 이물질 존재 여부를 판단하고, 상기 벨트의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 원료 이송 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상호 마주보도록 이격 배치되며, 회전 가능한 제 1 및 제 2 회전 부재; 및
    일단이 상기 제 1 회전 부재에 연결되고 타단이 상기 제 2 회전 부재에 연결되며, 상호 이격 배치된 복수의 가압 부재를 포함하는 원료 이송 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회전 부재는 상기 벨트의 상부와 접촉되어, 상기 벨트의 이동에 의해 회전하는 원료 이송 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 가압 부재는 제 1 및 제 2 회전 부재의 형상을 따라 나열 배치된 원료 이송 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛에 대향 위치하여, 상기 가압 부재의 가압 및 상기 벨트의 처짐에 의해 하강이 가능한 승하강 로드; 및
    상기 승하강 로드와 연결되어 상기 승하강 로드의 하강 동작을 감지하는 센서를 포함하는 원료 이송 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센싱부와 연결되어, 상기 승하강 로드의 하강 여부에 따라 이물질 존재 여부를 판단하는 판단부;
    상기 판단부와 연결되어, 상기 판단부에서 판단된 이물질 존재 여부에 따라 벨트의 동작을 제어하는 구동 조절부; 및
    상기 판단부와 연결되어, 상기 판단부에서 이물질이 존재하는 것으로 판단된 경우, 경보를 발생시키는 경보 발생부를 포함하는 원료 이송 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상하 방향으로 연장된 형상으로 제작되며, 상기 벨트의 상측에서 상기 제 1 회전 부재의 외측면 및 제 2 회전 부재의 외측면과 마주보도록 각기 설치되어, 회전하는 제 1 및 제 2 회전 부재의 외측면에 부착된 원료 및 이물질을 긁어내는 스크래퍼를 포함하는 원료 이송 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 벨트의 양 외측에 위치하며, 상하 방향으로 연장된 형상으로 제작된 제 1 및 제 2 지지대;
    상기 제 1 및 제 2 회전 부재를 관통하며, 일단이 상기 제 1 지지대와 결합되고, 타단이 상기 제 2 지지대와 결합되는 샤프트;
    상기 제 1 및 제 2 지지대에 각기 장착되어, 상기 샤프트의 일단 및 타단 각각이 삽입되는 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징;
    상기 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징 내로 각기 삽입되어 상기 샤프트를 고정하는 제 1 및 제 2 조절 나사를 포함하는 원료 이송 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 조절 나사 각각이 상기 제 1 및 제 2 샤프트 고정 하우징 내로 삽입되는 깊이를 조절하여, 상기 샤프트의 높이 및 회전 유닛의 높이를 조절하는 원료 이송 장치.
  10. 원료를 이송시키는 원료 이송 장치의 작동 방법으로서,
    일 방향으로 연장 설치된 벨트의 상부에 상기 원료를 적재시키고, 상기 벨트를 일 방향으로 연속하여 이동시키는 과정;
    상기 벨트의 상측에 위치하는 회전 유닛을 회전시키는 과정;
    상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치된 승하강 로드의 하강 여부에 따라 상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 과정;
    상기에서 판단된 이물질의 존재 여부에 따라 상기 벨트의 동작을 제어하는 과정을 포함하는 원료 이송 장치의 작동 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 벨트의 하측에서 상기 회전 유닛과 대향 배치된 승하강 로드가 하강하면, 상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지하고,
    상기 승하강 로드가 하강하지 않으면, 상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하지 않는 것으로 하는 원료 이송 장치의 작동 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지되면, 상기 벨트의 이동 동작을 중지하고,
    상기 회전 유닛과 벨트 사이에 이물질이 존재하는 것으로 감지되면, 경보를 발생하는 원료 이송 장치의 작동 방법.
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