KR20140116608A - 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스 오븐의 상승관 내벽을 따라 승강하면서 내벽에 부착된 카본을 제거할 수 있는 카본 제거장치에 관한 것으로서, 본 발명은 지지플레이트, 상기 지지플레이트 저면에 설치된 모터, 상기 모터에 결합되어 회전하면서 상승관 내벽에 부착된 카본을 타격하여 제거하는 링크체인, 상기 지지플레이트와 와이어를 매개로 하여 연결되며 상기 지지플레이트를 상기 상승관의 내부에서 승강시키는 승강구동부, 및 상기 지지플레이트 윗면에 결합되어 카본 제거시에 상기 플레이트 흔들림을 방지하는 지지대를 포함한다.

Description

코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치{Apparatus for removing the carbon attatched on the inside of the ascension pipe in the coke oven}

본 발명은 코크스 오븐의 상승관 청소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 오븐의 상승관 내벽을 따라 승강하면서 내벽에 부착된 카본을 제거할 수 있는 카본 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 코크스 오븐은 탄화실에 장입되는 석탄을 간접가열하여 코크스를 제조하는 설비이다. 석탄은 장입차에 의해 탄화실에 장입되며, 석탄의 장입과정에서 발생되는 다량의 가스와 분진은 상승관을 통하여 재처리설비로 배출된다.

도1에 도시된 바와 같이, 이러한 상승관(10)은 고온으로 유지되어 있으므로, 상승관(10)의 내부 벽면에는 다량의 카본(11)이 부착되고, 이러한 카본(11)을 제거하지 않고 계속 조업하면 그 부착량이 계속 증가하여 상승관(10)을 폐쇄시킨다. 상승관(10)이 폐쇄되면, 석탄의 건류과정에서 발생되는 가스가 재처리 설비로 배출되지 못하고 대기로 누출되어 환경오염의 문제를 야기시킨다.

도2에 도시된 바와 같이, 종래에는 부착된 카본(11)을 제거하기 위하여 수작업으로 상승관(10) 내부 청소를 수행하게 된다. 부착된 카본(11)을 제거하기 위해 상승관(10)의 뚜껑을 개방한 상태에서 작업자(W)가 지.씨.메인(G.C.Main)(15) 위에 설치된 발판(13) 위에서 긴 막대기(14)를 이용하여 카본(11)를 쳐서 깨내는 방식이다.

그러나, 이러한 상승관(10) 내부 청소는 지속적으로 발생하는 가스와 열기에 의해 원기에서 수행하므로, 상승관(10) 하부의 청소는 매우 어려울 뿐만 아니라 완전히 청소하는 것은 매우 어렵다. 또한, 상승관(10)이 높기 때문에, 수작업에 의한 내부 청소는 일정한 높이까지 올라가서 수행하므로 안전사고의 위험을 수반하게 된다.

따라서, 작업자를 열악한 작업 장소에 직접 투입하지 않으면서 상승관에 부착된 카본을 제거할 수 잇도록 자동화된 카본 제거장치가 요구되어 되었으며, 이러한 요구에 의해 다양한 형태의 상승관 카본 제거장치가 제안되어 있다.

도3은 종래의 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치를 나타낸 도면이다.

도3에 도시된 바와 같이, 카본 제거장치는 탄화실 상부에서 이동하는 장입차의 일단(21)에 장착된다. 장입차가 상승관에 정위치하면 상승관 리드를 개방하여 카본 제거장치를 장입차에 고정 설치된 하강 실린더(23)에 의해 상승관 내에서 하강시킨다. 카본 제거장치의 승하강 위치는 가이드 롤라(22)에 의하여 조절되며, 가이드판(26, 26-1)에 의하여 상승관 중심부에 안착되게 된다. 카본 제거장치에 의한 카본 제거작업 중에 발생되는 더스트의 비산 방지를 위하여 커버(25)는 리드를 제거하여 개방되어 있는 상승관의 상부를 패쇄시킨다. 하강이 완료 되며 원통형의 회전축(27)에 움직일 수 있도록 장착된 복수개의 카본제거 스크래퍼(28)에 의해 회전하면서 청소가 이루어진다.

종래기술에서는 각 구성이 복잡하여 회전축(27)에 장착된 카본제거 스크래퍼(28)의 파손시 교체를 하기 위해서는 전체 장치를 상승관에서 끄집어 내어 교체해야 하므로 교체작업 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

또한, 상승관 내부의 고열로 인한 모터의 파손의 우려가 많으며, 상승관 상부에 장착시 가이드판(29, 29-1)의 파손이 되는 경우에 회전축(80)의 중심이 맞지 않아 상승관 내부의 내화물이 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

한국 공개특허 특2002-0003039호 한국 공개특허 특2002-0046065호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은,

첫째, 와이어를 매개로 한 승강구동부를 이용하여 조립, 해체가 간단하고 승강을 간단한 방법으로 조절할 수 있는 상승관 내벽에 부착된 카본 제거장치를 제공하는 데 있다.

둘째, 링크체인을 이용하여 카본을 제거하도록 하여, 파손시에도 교체작업이 쉽게 이루어질 수 있는 상승관 내벽에 부착된 카본 제거장치를 제공하는 데 있다.

셋째, 내부의 카본 부착량에 따라 링크체인을 회전속도를 조절하도록 하여 상승관 내벽의 내화물의 손상을 방지할 수 있는 상승관 내벽에 부착된 카본 제거장치를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치는 지지플레이트, 상기 지지플레이트 저면에 설치된 모터, 상기 모터에 결합되어 회전하면서 상승관 내벽에 부착된 카본을 타격하여 제거하는 링크체인, 상기 지지플레이트와 와이어를 매개로 하여 연결되며 상기 지지플레이트를 상기 상승관의 내부에서 승강시키는 승강구동부, 및 상기 지지플레이트 윗면에 결합되어 카본 제거시에 상기 플레이트 흔들림을 방지하는 지지대를 포함한다.

상기 승강구동부는 수평방향으로 길게 형성되는 제1브라켓, 상기 제1브라켓의 양측에 아래방향으로 연결되는 제2, 3브라켓, 상기 제1브라켓의 양측에 각각 결합되어 상기 와이어를 가이드하는 한쌍의 방향전환 롤러; 및 상기 제1브라켓의 윗면에 결합되어 상기 와이어가 권취되는 회전판을 포함할 수 있다.

상기 제2브라켓 및 상기 제3브라켓과 결합되고 상기 제1브라켓과 별도의 위치에 수평하게 결합되는 제4브라켓, 상기 제4브라켓에 형성된 에어호스 삽입홀 및 상기 에어호스 삽입홀을 통해 상승관 내부로 삽입되는 에어호스를 더 포함하고, 상기 모터는 상기 에어호스로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되는 에어모터일 수 있다.

상기 에어모터를 감싸도록 장착되어 에어모터의 열화를 방지하는 내화물 케이스를 더 포함할 수 있다.

상기 제1브라켓의 측부에 설치되는 지지대 가이드홀을 더 포함하고 상기 지지대는 상기 지지대 가이드홀에 삽입되어 상기 지지플레이트와 결합될 수 있다.

상기 지지대는 다단으로 구성되고, 턴버클에 의해 각단이 연결될 수 있다.

상기 링크체인은 상기 모터의 회전에 의해 원뿔모양으로 회전영역을 형성하고, 회전속도에 의해 타격반경이 조절될 수 있다.

상기 지지플레이트에 장착되어, 상기 상승관 내부의 카본의 부착량을 감지하는 센서부 및 상기 센서로부터 카본 부착량에 대한 신호에 의해 모터의 회전속도를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치에 따르면 와이어를 매개로 하여 승강구동부를 구비함으로써 조립, 해체가 간단하고 승강을 간단한 방법으로 조절할 수 있다. 또한 링크체인의 교체가 쉬워 파손시에도 교체작업이 쉽게 이루어질 수 있으며, 내부의 카본 부착량에 따라 링크체인의 속도를 조절하도록 하여 상승관 내벽의 내화물의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 카본에 의한 코크스 오븐 상승관의 막힘 현상을 나타낸 도면이다.
도2는 종래의 코크스 오븐 상승관의 청소작업을 나타낸 도면이다.
도3은 종래의 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치의 전체 개략도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치의 개략도이다.
도5a는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강구동부의 개략도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강구동부를 상승관에 장착한 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승구동부의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지플레이트, 모터 및 링크체인의 결합상태를 나타낸 도면이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치(100)에 대하여 설명하기로 한다.

도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치의 전체 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치(100)는 지지플레이트(101), 모터(102), 링크체인(103), 승강구동부(110), 지지대(120)를 포함한다.

상승관(10)의 내벽을 따라 승강하는 지지플레이트(101)는 모터(102)를 지지하기 위해 설치되며, 그 직경은 상승관(10)과 간섭이 일어나지 않도록 상승관(10)의 내부직경보다 작아야 하며, 모터의 종류, 무게에 따라 다양한 형태가 될 수 있다.

지지플레이(101)에는 저면에 모터(102)가 설치된다. 모터(102)는 외부에서 공급되는 전원에 의해 이에 연결된 링크체인(103)에 회전력을 부가하게 된다.

압축공기가 공급될 수 있도록 모터(102)의 상부에는 에에호스(105)가 결합될 수 있다. 에어호스(105)를 통해 공급되는 압축공기가 공급됨에 따라 상승관(10) 내부의 고열에 의해 지지플레이트(101), 모터(102) 및 링크체인(103) 등 상승관(10) 내부에서 작동하는 장치가 열화되는 것을 방지할 수 있다.

또한 모터(102)는 에어호스에서 공급되는 압축공기로 구동될 수 있는 에어모터일 수 있다.

모터(102)에 연결되는 링크체인(103)은 그 일단이 모터(102)의 회전축에 결합되어 있어 모터(102)의 회전에 의해 원뿔 모양의 회전영역을 형성하게 된다. 즉 링크체인(103)에서 모터(102)와 연결되지 않은 일단이 원형을 그리며 회전하게 된다. 측면에서 관측할 경우에 부채꼴 형태로 회전하게 되며 그 일단이 상승관(10) 내벽에 부착된 카본(11)과 충돌하게 되어 카본(10)이 제거될 수 있다.

이 때 모터(102)의 회전속도가 증가함에 따라 카본(10)과 충돌하는 링크체인(103)의 일단에 의한 회전반경은 커지게 된다. 따라서, 모터(102)의 회전속도를 조절함에 따라 링크체인(103)에 의해 충돌될 수 있는 반경을 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 링크체인(103)의 최대로 회전할 경우의 회전 반경이 상승관(10) 내부 직경보다 큰 경우에도 회전속도를 줄여 카본(11)만을 제거할 수 있게 된다. 이 경우 링크체인(103)을 길게 형성하여 카본이 제거되는 부분이 파손되더라도 작업시간을 연장시킬 수 있게 된다.

또한, 카본(11) 제거시 링크체인(103)의 일단이 파손되더라도 다시 그 부분만을 교체하는 것이 용이하여 교체작업이 간단하게 이루어 질 수 있다.

링크체인(103)의 길이는 상승관(10)의 내부의 직경에 따라 결정되며, 모터(102)에 결합되는 링크 체인의 개수는 1개 이상일 수 있다. 또한 링크체인(103)은 모터의 회전축에 일단이 직접 연결될 수 있으며, 모터(102)에 별도의 연결부재를 연결한 후 이를 통하여 연결될 수도 있다.

그리고, 지지플레이트에는 상승관 내벽에 부착된 카본의 양에 따라 그 직경을 측정할 수 있는 센서부(141)가 연결될 수 있으며. 상기 센서부(141)에서 신호를 전달받아 모터의 회전속도를 조절하는 제어부(142)가 연결될 수 있다. 제어부(142)는 센서부(141)에 의해 전달받은 신호에 의해 카본(11)의 부착량에 따른 링크체인(103)의 회전반경을 계산하여 회전반경에 따라 모터(102)의 회전속도를 제어하게 된다.

한편, 링크체인(103)의 타격에 의해 카본(11)을 제거하는 경우 타격에 의한 진동 및 모터(102)의 진동에 의해 지지플레이트(101)가 흔들릴 수 있으며, 이를 방지하기 위해 지지플레이트(101)의 윗면에 지지대(120)가 결합된다. 지지대(120)는 지지플레이트(101)의 윗면의 양측에 대칭되게 한 쌍이 장착될 수 있다.

또한, 지지대(120)는 다단으로 형성될 수 있으며. 각 단이 턴버클(121)에 의해 연결될 수 있다. 지지대(120)가 다단으로 형성됨에 따라 조립, 분해가 간편하고 지지플레이트(101)를 상승관(10)의 상부에서 작업위치로 하강시킬 때에 지지대(120)의 각 단을 조립하면서 하강시킬 수 있어 보다 간편하게 지지플레이트(101)를 작업위치로 하강시킬 수 있다. 또한 각 단에 연결되는 턴버클(121)에 의해 지지대(120)의 조립시에 미세하게 지지대(120)의 길이를 조정함으로써 보다 정확하게 지지플레이트(101)에 결합된 모터(102)를 상승관의 중심부에 위치를 조정하면서 지지플레이트(101)의 흔들림 방지 기능을 수행할 수 있다.

지지플레이트(101)는 윗면의 양 측부에 와이어(111)가 연결되며 이를 매개로 하여 승강구동부(110)과 연결되어 상승관(10) 내부에서 승강될 수 있다.

도5a은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강구동부의 개략도이며, 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강구동부를 상승관에 장착한 상태를 나타낸 개략도이다. 도5c은 본 발명의 일 실시예 따른 승강구동부의 동작상태를 나타낸 도면이다. 상기 도면의 참조하여 승강구동부(110)를 보다 자세히 설명한다.

승강구동부(110)는 와이어(111)를 매개로 하여 지지플레이트(101)를 승강 시키는 역할을 한다. 이러한 승강구동부(110)는 수평방향으로 길게 형성되는 제1브라켓(112), 제1브라켓(112)의 양측에 아래방향으로 연결되는 제2, 3브라켓(113a, 113b), 제1브라켓(112)의 양측에 각각 결합되어 와이어를 가이드하는 한 쌍의 방향전환 롤러(114a, 114b) 및 제1브라켓(112)에 결합되어 와이어(111)가 권취되는 회전판(115)을 포함한다.

지지플레이트(101)에 연결된 와이어(111)는 방향전환 롤러(114a, 114b)에 의해 상하 방향에서 수평방향으로 방향 전환이 이루어지고 그 일단이 회전판(115)에 의해 권취될 수 있다. 회전판(115)이 일방향으로 회전함에 따라 와이어(111)가 감기는 경우 지지플레이트(101)는 상승되며 회전판(115)이 반대방향으로 회전함에 따라 와이어(111)가 풀리는 경우 지지플레이트(101)는 하강될 수 있다. 이러한 회전판(116)은 축결합에 의해 제1브라켓(112)의 중앙에 결합될 수 있으며, 와이어(111)가 권취될 수 있도록 홈이 형성될 수 있다. 또한 작업자에 의한 회전이 용이하도록 회전판의 윗면에는 회전손잡이(116)가 결합될 수 있다.

또한, 승강구동부(110)에는 제2브라켓(113a) 및 제3브라켓(113b)이 결합되고 상기 제1브라켓(112)과 별도의 위치에 수평하는 제4브라켓(117)이 결합될 수 있다. 제4브라켓(117)의 중앙부에는 에어호스 삽입홀(118)이 형성되어 이를 통하여 상승관(10) 내부로 에어호스(118)가 삽입될 수 있다. 에어호스 삽입홀(118)은 삽입되는 에어호스(105)가 지지대(120) 또는 와이어(111)와 간섭이 이루어지지 않도록 에어호스를 가이드하게 된다.

에어호스(105)를 통하여 작업위치까지 압축공기가 공급될 수 있으며, 이 때 공급되는 공기는 상승관(10) 내부의 지지플레이트(101)의 모터(102)와 연결되어 모터(102), 지지플레이트(101) 등의 각각 구성이 고온의 열기에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있도록 냉각 기능을 수행할 뿐만 아니라, 모터(102)를 에어모터로 사용하는 경우에는 에어모터를 구동시키기 구동원의 기능을 수행하게 된다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지플레이트(101), 모터(102) 및 링크체인(103)이 결합된 상태를 나타낸 도면이다. 도7에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(101)에는 모터(102)가 결합되고 에어호스(105)가 장착할 수 있도록 지지플레이트(101)를 관통하여 에어호스 연결부(134)가 결합될 수 있다. 이 때 사용되는 모터(102)는 에어모터이다.

에어모터의 회전축에 T자형의 연결부재(131)가 결합되고 연결부재(131)의 양단에 각각 링크체인(103)이 결합될 수 있다.

에어모터는 상승관 내부에서 발생하는 열이 차단될 수 있도록 내화물 케이스(132)에 의해 감싸질 수 있다.

또한, 지지플레이트(101)에는 돌출되어 형성된 지지대 삽입홀(133a, 133b)이 형성되어 지지대(120)가 삽입되어 결합될 수 있으며, 모터(102)의 구동에 의해 발생되는 진동에 의해 지지대(120)가 지지플레이트(101)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101: 지지플레이트 102: 모터 103: 링크체인
105: 에어호스 110: 승강구동부 111: 와이어
112: 제1브라켓 113a: 제2브라켓 113b: 제2브라켓
114a, 114b: 방향전환 롤러 115: 회전판 117: 제4브라켓
118: 에어호스 삽입홀 119a. 119b: 지지대 가이드홀
120: 지지대 121: 턴버클 141: 센서부
142: 제어부

Claims (8)

1. 지지플레이트;
   상기 지지플레이트 저면에 설치된 모터;
   상기 모터에 결합되어 회전하면서 상승관 내벽에 부착된 카본을 타격하여 제거하는 링크체인;
   상기 지지플레이트와 와이어를 매개로 하여 연결되며 상기 지지플레이트를 상기 상승관의 내부에서 승강시키는 승강구동부; 및
   상기 지지플레이트 윗면에 결합되어 카본 제거시에 상기 플레이트 흔들림을 방지하는 지지대;를 포함하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 승강구동부는 수평방향으로 길게 형성되는 제1브라켓;
   상기 제1브라켓의 양측에 아래방향으로 연결되는 제2, 3브라켓;
   상기 제1브라켓의 양측에 각각 결합되어 상기 와이어를 가이드하는 한쌍의 방향전환 롤러; 및
   상기 제1브라켓의 윗면에 결합되어 상기 와이어가 권취되는 회전판을 포함하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
3. 청구항2에 있어서,
   상기 제2브라켓 및 상기 제3브라켓과 결합되고 상기 제1브라켓과 별도의 위치에 수평하게 결합되는 제4브라켓;
   상기 제4브라켓에 형성된 에어호스 삽입홀; 및
   상기 에어호스 삽입홀을 통해 상승관 내부로 삽입되는 에어호스를 더 포함하고,
   상기 모터는 상기 에어호스로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되는 에어모터인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
4. 청구항3에 있어서,
   상기 에어모터를 감싸도록 장착되어 에어모터의 열화를 방지하는 내화물 케이스를 더 포함하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
5. 청구항2에 있어서,
   상기 제1브라켓의 측부에 설치되는 지지대 가이드홀을 더 포함하고
   상기 지지대는 상기 지지대 가이드홀에 삽입되어 상기 지지플레이트와 결합되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
6. 청구항4에 있어서,
   상기 지지대는 다단으로 구성되고, 턴버클에 의해 각단이 연결되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.
7. 청구항1에 있어서,
   상기 링크체인은 상기 모터의 회전에 의해 원뿔모양으로 회전영역을 형성하고, 회전속도에 의해 타격반경이 조절되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 상승관에 부착되는 카본 제거장치.
8. 청구항1에 있어서,
   상기 지지플레이트에 장착되어, 상기 상승관 내부의 카본의 부착량을 감지하는 센서부 및 상기 센서로부터 카본 부착량에 대한 신호에 의해 모터의 회전속도를 조절하는 제어부를 더 포함하는 코크스 오븐 상승관에 부착된 카본 제거장치.

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