KR20160020732A - 분사 장치 및 이의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사액을 공급받는 공급 통로, 상기 분사액이 분사되는 분사 통로 및 상기 공급 통로와 상기 분사 통로를 연결하는 연결 통로가 내부에 형성되는 노즐과, 상기 공급 통로와 상기 연결 통로 사이에 위치하며, 상기 분사액이 통과되는 필터 부재와, 상기 공급 통로에 연결되는 이물질 배출 통로를 가지는 이물질 배출부를 포함하고, 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치로서, 상기 노즐 내에 형성된 통로들 중 상기 분사액이 공급되는 공급 통로 및 상기 혼합 유체가 분사되는 분사 통로 각각의 압력을 압력 센서로 검출하는 과정과, 상기 검출되는 압력값에 따라 상기 공급 통로와 연결된 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 과정을 수행하여, 분사 장치 내로 유입된 이물질을 분사 장치의 외부로 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법이 제시된다.

Description

분사 장치 및 이의 작동 방법{Injector and operating method thereof}

본 발명은 분사 장치 및 이의 작동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분사액에 혼입되어 장치 내로 유입된 이물질을 여과하여 이를 장치 외부로 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법에 관한 것이다.

연속주조 설비는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 이를 주편으로 제조하는 설비이다. 예컨대 연속주조 설비는 정련된 용강이 담기는 래들, 래들로부터 용강을 공급받아 이를 임시 저장하는 턴디시, 턴디시의 하측에서 턴디시로부터 용강을 공급받아 이를 열간 주편으로 인발하는 주형 및 주형의 하측에서 주형으로부터 인발되는 열간 주편을 공급받아 이를 냉각시키는 세그먼트를 포함한다. 세그먼트에는 열간 주편을 향하여 냉각수를 분사하는 노즐이 구비되며, 노즐은 현재 다양한 구성 및 방식으로 구현되어 있다. 예컨대 등록특허공보 제10-0825284호에는 슬라브 냉각 연속 주조용 살수노즐이 개시되어 있고, 등록실용신안공보 제20-0203190호에는 연속주조설비의 냉각수 분사노즐이 개시되어 있다.

상기의 선행기술문헌에도 개시된 바와 같이, 노즐에는 필터가 구비되어 냉각수에 혼입된 이물질을 여과하였다. 한편, 필터에 이물질이 일정량 누적되어 이를 제거하여야 하는 경우에, 종래에는, 작업자가 노즐의 일부를 분해하여 이로부터 필터를 분리하고, 필터에 누적된 이물질을 제거하였다. 이에 종래에는 다음과 같은 문제점이 있었다. 먼저, 노즐 내에 누적된 이물질의 제거 작업이 작업자에 의하여 실시되었으며, 작업자가 연속주조 설비로 이동하여 노즐의 분해 작업을 실시하여야 함에 따라 작업자의 업무 부담이 증가하였다. 다음으로, 필터에 누적된 이물질의 제거 작업 시에 노즐의 일부를 분해하여야 함에 따라 연속주조 공정이 실시되는 동안에는 노즐 내의 필터에 누적된 이물질을 제거하지 못하였다. 따라서, 연속주조 공정이 실시되는 동안 필터에 이물질이 누적되어 노즐이 막히는 경우, 그 대처가 어려웠고, 이는 설비의 열적 손상 및 제조되는 주편의 품질 저하의 요인이 되었다.

KR 10-0825284 B1 KR 20-0203190 Y1

본 발명은 분사액에 혼입되어 장치 내로 유입된 이물질을 여과하여 이를 장치 외부로 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법을 제공한다.

본 발명은 장치 내에 필터가 장착된 상태에서 필터에 누적된 이물질을 용이하게 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법을 제공한다.

본 발명은 장치로 공급되는 분사액을 이용하여 장치 내의 필터에 누적된 이물질을 강제로 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법을 제공한다.

본 발명은 장치가 분사액을 분사하는 동안 장치 내의 필터에 누적된 이물질을 선택적으로 배출할 수 있는 분사 장치 및 이의 작동 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치는 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치로서, 분사액이 유통되어 분사되는 노즐; 상기 노즐에 구비되어 상기 분사액이 통과되는 필터 부재; 및 상기 노즐에 연결되는 이물질 배출 통로를 가지는 이물질 배출부;를 포함한다.

상기 노즐은 상기 분사액을 공급받는 공급 통로, 상기 분사액이 분사되는 분사 통로 및 상기 공급 통로와 상기 분사 통로를 연결하는 연결 통로가 내부에 형성되고, 상기 필터 부재는 상기 공급 통로와 상기 연결 통로 사이에 위치하며, 상기 이물질 배출 통로는 상기 공급 통로에 연결될 수 있다.

상기 필터 부재로부터 상기 분사액을 공급받아 상기 분사 통로로 분사하도록 상기 연결 통로 내에 위치하고, 상기 분사액이 통과하는 통로의 면적이 분사 방향으로 축소되는 오리피스 부재;를 포함할 수 있다.

상기 노즐 및 상기 이물질 배출부에 연결되고, 상기 노즐 내부의 압력 변화를 감지하여 상기 이물질 배출 통로의 개폐 여부를 제어하는 이물질 배출 제어기;를 포함할 수 있다.

상기 노즐에는 상기 분사 통로와 연결되는 기체공급 통로가 형성되며, 상기 기체공급 통로로 공급되는 기체를 상기 분사 통로 내로 분사하도록 상기 기체공급 통로 내에 위치하는 기체분사 오리피스 부재;를 포함할 수 있다.

상기 연결 통로 및 상기 분사 통로는 상기 노즐의 길이방향으로 상기 노즐을 관통하여 형성되고, 상기 공급 통로 및 상기 이물질 배출 통로는 상기 길이방향에 교차하는 방향으로 상기 노즐을 관통하여 형성될 수 있다.

상기 필터 부재는 상기 분사액이 통과되는 내부 공간 및 상기 내부 공간을 둘러싸는 외주면을 구비하고, 상기 필터 부재의 상기 내부 공간은 상기 길이방향에 교차하는 방향으로 개방되며, 상기 필터 부재의 상기 외주면에는 상기 분사액에 혼입된 이물질을 여과 가능한 메시(mesh)영역이 형성될 수 있다.

상기 필터 부재의 상기 외주면의 일측 단부는 상기 분사액이 공급되는 상기 공급 통로의 입구 단부의 내벽에 밀착되고, 상기 필터 부재의 상기 외주면의 적어도 일부는 상기 공급 통로 측의 상기 연결 통로의 입구 단부 상에 위치하며, 상기 필터 부재의 상기 외주면의 타측 단부는 상기 공급 통로의 출구 단부의 내벽에 밀착될 수 있다.

상기 이물질 배출부는 상기 이물질 배출 통로에 장착되어 상기 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 배출 밸브를 포함하고, 상기 이물질 배출 통로는 상기 공급 통로의 출구 단부에 연결되어 상기 필터 부재의 내부 공간과 연통할 수 있으며, 상기 배출 밸브는, 상기 이물질 배출 통로와 교차하도록 배치되고, 내부에 상기 이물질 배출 통로와 교차하는 방향으로 연장되는 슬라이딩 공간을 가지는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징의 상기 슬라이딩 공간에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 일측에 상기 분사액이 통과되는 배출구가 구비되는 슬라이딩 부재; 적어도 일부가 상기 밸브 하우징의 내부를 관통하여 배치되고, 상기 밸브 하우징의 내부에 위치하는 단부가 상기 슬라이딩 부재에 연결되는 구동 부재; 및 일 단부가 상기 밸브 하우징에 지지되고, 타 단부가 상기 구동 부재에 지지되어 상기 구동 부재에 복원력을 제공하는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.

상기 이물질 배출 제어기는, 상기 공급 통로와 연결되는 제1 압력 센서; 상기 분사 통로와 연결되는 제2 압력 센서; 상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서와 연결되는 신호 출력부; 상기 신호 출력부 및 상기 배출 밸브와 연결되는 밸브 구동부;를 포함하고, 상기 밸브 구동부는 상기 공급 통로 및 상기 분사 통로의 압력 변화에 대응하여 상기 배출 밸브의 동작을 제어할 수 있다.

상기 설비는 정련된 용강을 공급받아 주편으로 제조하는 연속주조 설비를 포함하고, 상기 처리물은 상기 연속주조 설비에서 연속하여 주조되는 주편을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 작동 방법은, 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치의 작동 방법으로서, 노즐에 상기 분사액 및 기체를 공급하여 상기 기체 및 상기 분사액이 혼합된 혼합 유체를 상기 처리물에 분사하는 과정; 상기 노즐 내에 형성된 통로들 중 상기 분사액이 공급되는 공급 통로 및 상기 혼합 유체가 분사되는 분사 통로 각각의 압력을 압력 센서로 검출하는 과정; 및 상기 검출되는 압력값에 따라 상기 공급 통로와 연결된 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 과정;을 포함한다.

상기 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 과정은, 상기 공급 통로에서 검출되는 제1 압력값이 기 설정된 제1 기준 압력값을 초과하고, 상기 분사 통로에서 검출되는 제2 압력값이 기 설정된 제2 기준 압력값 미만일 경우, 상기 이물질 배출 통로를 일시적으로 개방하는 과정;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 분사액에 혼입되어 장치 내로 유입된 이물질을 여과 가능한 필터 부재 및 필터 부재에 여과된 이물질을 장치의 외부로 배출 가능한 이물질 배출 통로가 형성된 분사 장치를 얻을 수 있다. 분사 장치는 필터 부재를 이용하여 분사액에 혼입되어 장치 내로 유입된 이물질을 여과하고, 이물질 배출 통로를 순간적으로 개방하여 여과된 이물질을 분사 장치의 외부로 용이하게 배출할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면 분사 장치 내의 압력 변화를 감지하여 이물질 배출 통로의 개방을 제어하는 제어부를 가지는 분사 장치를 얻을 수 있다. 분사 장치는 제어부를 이용하여 필터에 일정량 이상의 이물질이 누적되는 경우 즉시 이물질 배출 통로를 개방하여 이물질을 신속하게 배출할 수 있다.

예컨대 연속주조 설비에 적용되는 경우, 분사 장치는 열간 주편에 분사액을 분사하는 동안 분사 장치 내의 압력 변화를 감지하고, 이에 따라 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방하여 분사 장치 내에서 유동하는 분사액의 일부와 함께 필터 부재에 누적된 이물질을 분사 장치의 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 분사 장치 내에 필터가 장착된 상태에서 이물질 배출 라인을 개방하여 분사 장치로 공급되는 분사액의 일부와 함께 필터 부재에 누적된 이물질을 분사 장치로부터 강제로 배출할 수 있다.

이로부터 연속주조 설비를 이용한 연속주조 공정과 분사 장치 내의 필터에 누적된 이물질을 제거하는 작업은 서로 독립적으로 실시될 수 있다. 따라서, 분사 장치의 가동률이 종래보다 향상될 수 있고, 특히, 연속주조 공정이 진행되는 동안 노즐 막힘이 발생하는 경우 이의 신속한 대처가 가능하여, 노즐 막힘으로 인한 설비의 열적 손상 및 제조되는 주편의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치가 적용되는 설비의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 실시 에에 따른 분사 장치의 분해도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 모식도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 에에 따른 분사 장치가 적용되는 설비를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 각 구성부의 분해도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치(1000)는 설비(1)를 통과하는 처리물(S)에 분사액(L)을 분사하는 분사 장치(1000)로서, 이때 상기의 설비(1)는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 이를 주편으로 제조하는 연속주조 설비를 포함할 수 있고, 처리물(S)은 연속주조 설비에서 연속하여 주조되는 열간 주편일 수 있다.

여기서, 연속주조 설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 정련된 용강이 담기는 래들(10), 래들(10)로부터 용강을 공급받아 이를 임시 저장하는 턴디시(20), 턴디시(20)의 하측에서 턴디시(20)로부터 용강을 공급받아 이를 열간 주편으로 인발하는 주형(30) 및 주형(30)의 하측에서 주형(30)으로부터 인발되는 열간 주편을 공급받아 이를 냉각시키는 세그먼트(40)를 포함한다. 세그먼트(40)에는 인발되는 열간 주편을 안내하는 롤러 장치(41)가 구비되며, 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치(1000)는 상기의 세그먼트(40)에 배치되어 세그먼트(40)를 통과하는 열간 주편을 냉각하는 장치로서 사용된다.

이때, 상술한 연속주조 설비는 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 특정 구성으로 제한하지 않으며, 따라서, 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위하여, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 도 1 내지 도 3를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치(1000)를 설명한다. 분사 장치(1000)는 분사액(L)을 공급받는 공급 통로(110), 분사액(L)이 분사되는 분사 통로(120), 공급 통로(110)와 분사 통로(120)를 연결하는 연결 통로(130), 분사 통로(120)와 연결되는 기체공급 통로(140)가 내부에 형성되는 노즐(100), 공급 통로(110)와 연결 통로(130) 사이에 위치하며, 분사액(L)이 통과되는 필터 부재(200), 필터 부재(200)로부터 분사액(L)을 공급받아 분사 통로(120)로 분사하도록 연결 통로(130) 내에 위치하고, 분사액(L)이 통과하는 통로 예컨대 교축 통로의 면적이 분사액(L)의 분사 방향으로 축소되는 오리피스 부재(300), 공급 통로(110)에 연결되는 이물질 배출 통로(410)를 가지는 이물질 배출부(400), 기체공급 통로(140)로 공급되는 기체(g) 예컨대 공기를 분사 통로(120) 내로 분사하도록 기체공급 통로(140) 내에 위치하는 기체분사 오리피스 부재(500)를 포함한다.

상기의 분사 장치(1000)는 노즐(100) 및 이물질 배출부(400)에 연결되고, 노즐(100) 내부의 압력 변화를 감지하여 이물질 배출 통로(410)의 개폐 여부를 제어하는 이물질 배출 제어기(500)를 더 포함할 수 있다. 배출 장치(1000)는 처리물(S)에 분사액(L)을 분사하는 과정에서 필터 부재(200)에 이물질이 누적되는 경우, 이물질 배출 제어기(600)로 이물질 배출 통로(410)를 일시적으로 개방하여 누적된 이물질을 노즐(100)의 외부로 신속하게 배출시킬 수 있다.

노즐(100)은 분사액(L)이 유통되어 분사 가능하도록 형성되고, 분사 장치(1000)의 본체로서, 분사 장치(1000)의 나머지 구성부들이 장착되어 지지될 수 있는 것을 만족하는 다양한 형상 및 크기로 제작될 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는 노즐(100)의 형상 및 크기를 특별히 한정하지 않으며, 예컨대 노즐(100)은 길이방향으로 연장되는 소정 크기의 블록 형상일 수 있다. 노즐(100)은 내부에 분사액(L) 및 기체(g)가 통과되는 통로가 형성된다. 상기의 통로는 공급 통로(110), 분사 통로(120), 연결 통로(130) 및 기체공급 통로(140)로 구분될 수 있다.

공급 통로(110)는 길이방향에 교차하는 방향으로 노즐(100)의 상부 영역을 관통하여 형성될 수 있다. 공급 통로(110)는 목적하는 유량의 분사액(L)이 공급 통로(110) 내로 원활하게 공급될 수 있는 크기의 통로 면적을 가지는 원통 형상의 통로일 수 있다. 공급 통로(110)의 양측 단부 중 일측 단부에는 분사액 공급관(710)이 연결될 수 있고, 타측 단부에는 이물질 배출부(400)의 이물질 배출 통로(410)가 연결될 수 있다. 이하에서는 공급 통로(110)의 양측 단부 중 분사액 공급관(710)이 연결되는 일측 단부를 공급 통로(110)의 입구 단부라고 하고, 이물질 배출 통로(410)가 연결되는 타측 단부를 공급 통로(110)의 출구 단부라고 한다. 한편, 분사액 공급관(710)과 노즐(100)의 사이에는 예컨대 고무 재질의 오링(150)이 마련되어 이들 사이를 실링할 수 있다.

공급 통로(110)는 통로의 면적이 공급 통로(110)의 입구 단부로부터 출구 단부를 향하는 방향으로 단계적으로 축소되어 공급 통로(110)의 내주면에는 복수의 단이 형성될 수 있고, 복수의 단에 의하여 공급 통로(110)의 내주면은 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 이하에서는 공급 통로(110)의 내주면의 복수의 영역 중 공급 통로(110)의 입구 단부 측에 형성되는 영역을 제1 영역이라 하고, 공급 통로(110)의 출구 단부 측에 형성되는 영역을 제2 영역이라 하고, 제1 영역과 제2 영역 사이를 연결하는 영역을 제3 영역이라 한다. 공급 통로(110)의 내주면의 제3 영역에는 필터 부재(200)가 삽입될 수 있고, 제1 영역에는 제1 링 부재(160)가 삽입될 수 있다. 공급 통로(110)에 삽입된 필터 부재(200)는 공급 통로(110)의 내주면의 제1 영역에 삽입된 제1 링 부재(160) 및 공급 통로(110)의 내주면의 제3 영역과 제2 영역 사이의 단에 밀착되며, 이에 공급 통로(110) 내에서 고정될 수 있다.

분사 통로(120)는 길이방향으로 노즐(100)의 하부 영역을 관통하여 형성될 수 있다. 분사 통로(120)는 공급 통로(110)의 통로 면적보다 작은 크기의 통로 면적을 가지는 원통 형상의 통로일 수 있다. 상기와 같은 공급 통로(110)와 분사 통로(120)의 통로 면적의 차이에 의하여 분사 통로(120)를 통과하는 분사액(L)의 유속이 공급 통로(110) 내를 통과할 때의 분사액(L)의 유속보다 증가될 수 있다. 분사 통로(120)의 양측 단부 중 일측 단부는 노즐(100) 내에 위치하여 연결 통로(130)와 연결될 수 있고, 타측 단부는 노즐(100)의 하측 단부에 위치하여 노즐(100)의 외부로 개방될 수 있다. 이하에서는 분사 통로(120)의 양측 단부 중 연결 통로(130)와 연결되는 일측 단부를 분사 통로(120)의 입구 단부라고 하고, 노즐(100)의 하측으로 개방되는 타측 단부를 분사 통로(120)의 출구 단부라고 한다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 분사 통로(120)는 통로의 면적이 분사 통로(120)의 입구 단부로부터 출구 단부를 향하는 방향으로 점진적으로 축소될 수 있고, 이에, 분사 통로(120)를 통과하는 분사액(L)은 노즐(100)의 외부로 원활하게 분사될 수 있다.

연결 통로(130)는 노즐(100)의 상부 영역과 하부 영역의 사이인 중간 영역을 길이방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 연결 통로(130)의 양측 단부 중 일측 단부는 공급 통로(110)의 내주면에 위치하여 공급 통로(110)의 내부로 개방될 수 있고, 타측 단부는 분사 통로(120)의 입구 단부 상에 위치하여 분사 통로(120)의 내부로 개방될 수 있다. 이에, 연결 통로(130)는 공급 통로(110)의 내부와 분사 통로(120)의 내부를 서로 연결시킬 수 있다. 이하에서는 연결 통로(130)의 양측 단부 중 공급 통로(110)와 연결되는 일측 단부를 연결 통로(130)의 입구 단부라고 하고, 분사 통로(120)와 연결되는 타측 단부를 연결 통로(130)의 출구 단부라고 한다.

연결 통로(130)는 소정 크기의 통로 면적을 가지는 원통 형상의 통로일 수 있고, 이때, 연결 통로(130)의 통로 면적은 오리피스 부재(300)가 연결 통로(130) 내에 배치될 수 있는 것을 만족하는 크기일 수 있다. 연결 통로(130)는 내주면에 나사산이 형성될 수 있고, 연결 통로(130)의 내주면의 나사산에는 오리피스 부재(300)가 결합되어 고정될 수 있다.

기체공급 통로(140)는 길이방향에 교차하는 방향으로 노즐(100)의 하부 영역의 일측을 관통하여 형성될 수 있다. 기체공급 통로(140)의 양측 단부 중 노즐(100)의 외주면에 위치하는 일측 단부에는 기체 공급관(720)이 연결될 수 있다. 이때, 기체 공급관(720)과 노즐(100)의 사이에는 오링(150)이 마련되어 이들 사이를 실링할 수 있다. 기체 공급 통로(140)의 타측 단부는 분사 통로(120)의 내주면에 위치하여 분사 통로(120)의 내부로 개방될 수 있다. 이하에서는 기체공급 통로(140)의 양측 단부 중 기체 공급관(720)과 연결되는 일측 단부를 기체공급 통로(140)의 입구 단부라고 하고, 분사 통로(120)와 연결되는 타측 단부를 기체공급 통로(140)의 출구 단부라고 한다.

기체공급 통로(140)는 목적하는 유량의 기체(g)가 기체 공급 통로(140)의 내부로 공급되어 원활하게 유동할 수 있는 크기의 통로 면적을 가지는 원통 형상의 통로일 수 있다. 이때, 기체공급 통로(140)의 통로 면적은 기체분사 오리피스 부재(500)가 기체공급 통로(140) 내에 배치될 수 있는 것을 만족하는 크기일 수 있다. 기체공급 통로(140)는 입구 단부 측의 내주면의 일부 영역에 나사산이 형성될 수 있고, 기체공급 통로(140)의 입구 단부 측의 내주면의 나사산에는 기체분사 오리피스 부재(500)가 결합되어 고정될 수 있다. 기체공급 통로(140)의 입구 단부 내로 공급되는 기체는 기체분사 오리피스 부재(500)를 통과하여 기체분사 통로(140)의 출구 단부 내에 분사되어 분사 통로(120)로 안정적으로 공급될 수 있다.

한편, 노즐(100)의 연결 통로(130) 내로 오리피스 부재(300)를 삽입하기 위하여 노즐(100)의 상측 단부에는 오리피스 부재 삽입구 및 결합돌기가 마련될 수 있다. 오리피스 부재 삽입구는 노즐(100)의 길이방향으로 노즐(100)의 상측 단부를 관통하며, 오리피스 부재 삽입구의 상측 단부는 노즐(100)의 상측으로 개방될 수 있고, 오리피스 부재 삽입구의 하측 단부는 공급 통로(110)의 내주면에 위치하여 공급 통로(110)의 내부로 개방될 수 있다. 오리피스 부재 삽입구의 통로 면적은 오리피스 부재(300)가 통과될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 결합돌기는 오리피스 부재 삽입구의 상측 단부를 둘러싸도록 노즐(100)의 상측 단부에 돌출되어 형성될 수 있고, 그 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 결합돌기의 내주면의 나사산에는 원통 형상의 마개 부재가 (170)가 결합될 수 있고, 이를 위해 마개 부재(170)의 하부 영역의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 마개 부재(170)의 상부 영역의 외주면은 하부 영역의 외주면에 대하여 외측으로 돌출된 형상이며, 이에 마개 부재(170)의 하부 영역과 상부 영역의 사이에는 소정 크기의 단이 형성된다. 마개 부재(170)와 결합돌기의 사이에는 환형의 제2 링 부재(180)가 마련되고, 결합돌기의 상부면 및 마개 부재(170)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 단에 각각 밀착되어 결합돌기와 마개 부재(170) 사이를 밀폐시킬 수 있다.

노즐(100)에는 분사액(L) 예컨대 냉각수가 공급되며, 공급되는 냉각수는 약품 정제 및 침전 처리를 거쳐 냉각에 적합한 물성으로 제어된 후 노즐(100)로 공급되게 된다. 이때, 냉각수가 분사액 공급관(710) 내를 유동하는 동안 냉각수가 분사액 공급관(710)의 내벽을 화학적 또는 물리적으로 침식시켜 분사액 공급관 (710) 내에는 이물질이 생성되며, 생성된 이물질은 냉각수와 함께 노즐(100) 내로 유입될 수 있다. 노즐(100) 내로 유입된 이물질에 의하여 상대적으로 좁은 통로 면적을 가지는 오리피스 부재(300)의 통로가 막힐 수 있고, 이를 방지하기 위하여 노즐(100) 내에는 필터 부재(200)가 마련된다.

필터 부재(200)는 노즐(100)에 구비되어 분사액(L)이 통과되도록 형성되고, 이를 위해, 분사액(L)이 통과되는 내부 공간 및 내부 공간을 둘러싸는 외주면을 구비하며, 예컨대 공급 통로(110) 내에 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 원통형의 필터 부재(200)일 수 있다. 필터 부재의 내부 공간(210)은 길이방향에 교차하는 방향으로 개방되며, 필터 부재의 외주면(220)에는 상기 분사액에 혼입된 이물질을 여과 가능한 메시(mesh)영역이 형성될 수 있다. 이때, 상기의 메시 영역의 눈의 크기는 오리피스 부재(300)에 구비된 교축 통로의 출구 단부의 통로 면적의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 이에 상술한 교축 통로의 출구 단부의 통로 면적의 크기 이상의 입도를 가지는 이물질은 필터 부재(200)에 의해 여과되어 필터 부재(200)의 내부 공간에 잔류된다.

필터 부재(200)는 상술한 바와 같이 공급 통로(110) 내의 제3 영역에 배치되어, 필터 부재의 외주면(220)의 일측 단부가 공급 통로(110)의 입구 단부 측의 내벽에 밀착될 수 있고, 필터 부재의 외주면(220)의 타측 단부가 공급 통로의 출구 단부 측의 내벽에 밀착될 수 있다. 이에, 필터 부재의 내부 공간(210)은 공급 통로(110)가 연결될 수 있다. 그리고, 필터 부재의 외주면(220)의 적어도 일부는 공급 통로(110) 측의 연결 통로(130)의 입구 단부 상에 위치할 수 있다. 이에, 필터 부재의 내부 공간(210)으로 공급된 분사액(L)은 연결 통로(130)의 입구 당부 상에 위치한 필터 부재의 외주면(220)을 통과하여 연결 통로(130)로 공급될 수 있다.

오리피스 부재(300)는 연결 통로(130) 내에 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 원통 형상의 오리피스 부재(300)일 수 있다. 오리피스 부재(300)의 외주면에는 나사산이 형성되며, 이를 이용하여 연결 통로(130)의 내주면의 나사산에 결합되어 고정될 수 있다. 오리피스 부재(300)는 분사액(L)이 통과되는 교축 통로를 구비하며, 교축 통로는 오리피스 부재(300)의 길이방향의 양측 단부를 관통하여 형성될 수 있다. 이하에서는 교축 통로의 양측 단부 중 공급 통로(110) 측의 교축 통로의 일측 단부를 교축 통로의 입구 단부라고 하고, 분사 통로(120) 측의 교축 통로의 타측 단부를 교축 통로의 출구 단부라고 한다. 교축 통로의 입구 단부의 통로 면적은 분사액(L)이 교축 통로로 원활하게 유입될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 교축 통로는 출구 단부에서 입구 단부를 향하는 방향으로 통로의 면적이 축소되어, 교축 통로의 출구 단부의 통로 면적은 분사액(L)이 목적하는 유속으로 분사될 수 있도록 입구 단부의 출구 면적보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 오리피스 부재(300)를 연결 통로(130)에 결합 및 분리 시키기 용이하도록 교축 통로의 입구 단부 측의 내주면은 치공구 예컨대 육각봉 렌치가 삽입될 수 있는 형상으로 형성될 수 있고, 이를 이용하여 오리피스 부재(300)를 회전시키며 연결 통로(130)에 결합 및 분리시킬 수 있다.

분사 장치(1000)가 처리물에 분사액을 분사하는 동안 필터 부재(200)의 내부 공간에는 이물질이 누적될 수 있다. 이물질이 장시간 누적되어 연결 통로(130)의 입구 단부가 막히는 것을 방지하고자, 분사 장치(1000)에는 이물질을 노즐(100)의 내부에서 강제로 배출시킬 수 있는 이물질 배출부(400)가 구비될 수 있다. 이물질 배출부(400)는 공급 통로(110)에 연결되는 이물질 배출 통로(410) 및 이물질 배출 통로(410)에 장착되어 이물질 배출 통로(410)를 선택적으로 개방시키는 배출 밸브(420)를 포함할 수 있다.

이물질 배출 통로(410)는 노즐(100)에 연결되며, 상세하게는, 노즐(100)의 길이방향에 교차하는 방향으로 노즐(100)의 상부 영역의 일측을 관통하여 공급 통로(110)의 출구 단부에 연결될 수 있다. 이물질 배출 통로(410)는 공급 통로(110)의 통로 면적에 대응되는 통로 면적을 가지는 원통 형상의 배관일 수 있다. 한편, 이물질 배출 통로(410)와 노즐(100)의 사이에는 오링(150)이 마련되어 이들 사이를 실링할 수 있다. 이물질 배출 통로(410)는 공급 통로(110)의 출구 단부를 통하여 필터 부재(200)의 내부 공간과 연통되어 일 방향으로 연장된 이물질 배출 경로를 생성할 수 있고, 이에 필터 부재(200)의 내부 공간에 누적되는 이물질을 용이하게 배출시킬 수 있다. 특히, 이물질 배출 통로(410)와 공급 통로(110) 및 필터 부재의 내부 공간(210)이 서로 나란하게 형성됨에 따라, 분사액(L)의 흐름을 부가적으로 제어하지 않아도, 이물질 배출 통로(410)를 개방하는 것 만으로 분사액(L)의 일부와 함께 필터 부재의 내부 공간(210)에 누적된 이물질을 노즐(100)의 외부로 배출하여 제거할 수 있다.

배출 밸브(420)는 이물질 배출 통로(410)의 일측에 마련되어 이물질 배출 통로(410)의 개폐 여부를 제어하는 밸브이다. 본 실시 예에서는 게이트 밸브 방식의 배출 밸브(420)를 예시하나, 배출 밸브(420)의 구성 및 작동 방식은 이에 한정되지 않으며, 예컨대 볼 밸브의 구성 및 작동 방식이 적용될 수 있다.

배출 밸브(420)는 이물질 배출 통로(410)와 교차하도록 배치되고, 내부에 이물질 배출 통로(410)와 교차하는 방향으로 연장되는 슬라이딩 공간을 가지는 밸브 하우징(421), 밸브 하우징(421)의 슬라이딩 공간에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 일측에 분사액(L)이 통과되는 배출구가 구비되는 슬라이딩 부재(422), 적어도 일부가 밸브 하우징(421)의 내부를 관통하여 배치되고, 밸브 하우징(421)의 내부에 위치하는 단부가 슬라이딩 부재(422)에 연결되는 구동 부재(423), 일 단부가 밸브 하우징(421)에 지지되고, 타 단부가 구동 부재(423)에 지지되어 구동 부재(423)에 복원력을 제공하는 탄성 부재(424)를 포함할 수 있다.

밸브 하우징(421)은 소정 크기를 가지는 블록 형상으로 형성될 수 있고, 이물질 배출 통로(410)의 일측의 외주면을 감싸도록 장착되어 그 내부가 이물질 배출 통로(410)와 연통될 수 있다. 슬라이딩 부재(422)는 밸브 하우징(421)의 슬라이딩 공간 내에 배치되며, 그 배치 방향은 이물질 배출 통로(410)에 교차하는 방향일 수 있다. 슬라이딩 부재(422)는 판 형상의 부재일 수 있고, 배출구가 형성되는 상부 영역과 이를 제외한 하부 영역으로 구분될 수 있다. 슬라이딩 부재(422)는 상부 영역에 슬라이딩 부재(422)의 상부 영역의 일측을 이물질 배출 통로(410)가 연장된 방향으로 관통하는 배출구를 가질 수 있다. 배출구의 통로 면적은 이물질 배출 통로(410)의 통로 면적에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 슬라이딩 부재(422)는 하부 영역에 이물질 배출 통로(410)를 차단할 수 있는 차단면을 가질 수 있다.

구동 부재(423)는 막대 형상의 부재일 수 있고, 밸브 하우징(421)의 상부를 상하방향으로 관통하여 장착된다. 구동 부재(423)의 일측 단부는 밸브 하우징(421) 내에서 슬라이딩 부재(422)에 연결된다. 구동 부재(423)의 타측 단부는 밸브 하우징(421)의 외측에 위치하며, 이때, 타측 단부에는 탄성 부재(424)가 지지되도록 소정 크기의 돌기가 구비될 수 있다.

구동 부재(423)는 슬라이딩 부재(422)를 슬라이딩 공간 내에서 상하방향으로 슬라이딩 시키며 슬라이딩 부재(422)의 상부 영역과 하부 영역을 선택적으로 이물질 배출 통로(410)에 교차시킬 수 있다. 이하에서는 슬라이딩 부재(422)의 하부 영역이 이물질 배출 통로(410)와 교차되어 이물질 배출 통로(410)를 차단하는 상태를 배출 밸브(420)의 초기 상태라고 하고, 이 때의 슬라이딩 부재(422) 및 구동 부재(423)의 위치를 초기 위치하고 한다. 또한, 슬라이딩 부재(422)의 상부 영역이 이물질 배출 통로(410)와 교차되어 슬라이딩 부재(422)의 배출구가 이물질 배출 통로(410)에 연결되는 상태를 배출 밸브(420)의 작동 상태라고 하고, 이 때의 슬라이딩 부재(422) 및 구동 부재(423)의 위치를 작동 위치라고 한다.

탄성 부재(424) 예컨대 탄성 스프링은 각 단부가 밸브 하우징(421) 및 구동 부재(423)에 각각 지지될 수 있고, 구동 부재(423) 및 이에 연결된 슬라이딩 부재(422)에 복원력을 제공할 수 있다. 이때, 상기의 복원력의 작용 방향은 구동 부재(423)의 타측 단부를 밸브 하우징(421)의 상측으로 돌출시키는 방향일 수 있다. 즉, 탄성 부재(424)는 슬라이딩 부재(422)의 하부 영역이 이물질 배출 통로(410)와 교차되어 그 상태를 유지하도록 구동 부재(423)에 복원력을 제공할 수 있다. 즉, 이물질 배출 제어기(600)가 구동 부재(423) 및 이에 연결된 슬라이딩 부재(422)를 밸브 하우징(421) 내측으로 슬라이딩시켜 슬라이딩 부재(422)의 상부 영역의 배출구를 이물질 배출 통로(410)에 연결시키는 경우, 구동 부재(423) 및 이에 연결된 슬라이딩 부재(422)를 초기 위치로 복원시키도록 구동 부재(423)에 상측 방향으로의 복원력을 제공할 수 있다.

이물질 배출부(400)는 상술한 바와 같이 구성되며, 배출 밸브(420)로 이물질 배출 통로(410)를 일시적으로 개방시켜 분사액(L)의 일부를 이물질 배출 통로(410)로 배출시키며, 배출되는 분사액(L)을 이용하여 필터 부재의 내부 공간(210)에 누적된 이물질들을 분사액(L)과 함께 노즐(100)의 외부로 배출시켜 제거할 수 있다.

분사 장치(1000)는 기체분사 오리피스 부재(600)를 더 포함할 수 있다. 기체분사 오리피스 부재(600)는 기체공급 통로(140) 내에 삽입될 수 있는 크기의 원통형 부재일 수 있다. 기체분사 오리피스 부재(600)의 외주면에는 나사산이 형성되며, 이에 기체분사 오리피스 부재(600)는 기체공급 통로(140)의 내주면의 나사산에 결합될 수 있다. 기체분사 오리피스 부재(600)는 기체(g)가 통과되는 기체분사 통로를 구비하며, 기체분사 통로는 기체분사 오리피스 부재(600)의 양측 단부를 관통하여 형성될 수 있다. 기체분사 통로의 통로 면적은 기체(g)가 기체공급 통로(140)로 원활하게 분사될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 기체분사 오리피스 부재(600)는 기체공급 통로(140)의 출구 단부 측으로 기체(g)를 분사시키고, 이에 기체공급 통로(140)의 출구 단부 측에서는 기체(g) 및 분사액(L)이 서로 혼합될 수 있다. 이러한 기체(g)와 분사액(L)의 혼합에 의하여 분사액(L)의 액적(droplet)이 미립화되어 그 입도가 목적하는 입도로 제어될 수 있다. 분사액(L)의 액적의 입도가 목적하는 입도로 제어됨에 따라, 분사 통로의 출구 단부를 통과하여 처리물(S)로 분사되는 분사액(L)이 처리물(S)에 충돌하며 처리물(S)에 가하는 충격은 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본 실시 예에 따른 분사 장치(1000)는 노즐(100) 내에 이물질이 누적되는 경우 이를 즉시 감지하여 이물질배출부(400)를 작동시키고자 이물질 배출 제어기(600)를 구비할 수 있다. 이물질 배출 제어기(600)는 공급 통로(110)와 연결되어 공급 통로(110)의 압력값을 측정하는 제1 압력 센서(610), 분사 통로(120)와 연결되어 이의 압력값을 측정하는 제2 압력 센서(620), 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)와 연결되는 신호 출력부(630), 신호 출력부(630) 및 배출 밸브(420)와 연결되는 밸브 구동부(640)를 포함할 수 있다. 상기의 이물질 배출 제어기(600)는 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)로부터 측정되는 각 압력값들을 이용하여 공급 통로(110)와 분사 통로(120)의 압력 변화를 산출하고, 공급 통로(110)와 분사 통로(120)의 압력 변화에 대응하여 밸브 구동부(640)를 작동시켜 배출 밸브(420)의 동작을 제어할 수 있다.

제1 압력 센서(610)는 공급 통로(110)의 제2 영역의 내주면에 마련될 수 있고, 제2 압력 센서(620)는 분사 통로(120)의 입구 단부 측의 내주면에 마련될 수 있다. 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)에는 공급 통로(110) 및 분사 통로(120) 내의 압력을 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있는 것을 만족하는 다양한 구성 및 방식이 적용될 수 있으며, 본 실시 예에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 예컨대 압력 센서로서 각 통로의 내주면에 연결되는 다이어프램과 다이어프램에 연결되어 다이어프램의 압력 변화를 감지하는 압전소자를 구비하고, 다이어프램의 압력 변화로부터 각 통로의 압력을 산출하는 전자식 센서가 적용될 수 있다.

신호 출력부(630)는 예컨대 데이터의 기억, 연산 및 제어를 수행하는 회로로 구성되어지는 모듈일 수 있다. 신호 출력부(630)는 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)로부터 각 압력값을 입력받고, 제1 압력 센서(610)로부터 출력되는 제1 압력값이 기 설정된 제1 기준 압력값을 초과하고, 제2 압력 센서(620)로부터 출력되는 제2 압력값이 기 설정된 제2 기준 압력값 미만일 경우 노즐막힘 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 제1 기준 압력값은 필터 부재의 내부 공간(210) 내에 이물질이 없는 상태 즉, 노즐(100)이 정상 상태일 때의 공급 통로(110) 내의 분사액(L)의 압력값을 의미한다. 그리고, 제2 기준 압력값은 필터 부재의 내부 공간(210) 내에 이물질 누적된 상태 즉, 노즐(100)이 이상 상태(또는, 이물질 누적 상태)일 때의 분사 통로(120) 내의 분사액(L)의 압력값을 의미한다.

밸브 구동부(640)는 배출 밸브(420)의 일측에 마련되고, 일부가 배출 밸브(420)의 구동 부재(423)에 연결되며, 신호 출력부(630)로부터 노즐막힘 신호가 출력되는 경우 이물질 배출부(400)의 배출 밸브(420)를 작동시키는 기구일 수 있고, 그 구성 및 방식은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 본 실시 예에서는 서보 모터 및 서보 모터의 회전에 의하여 상하 방향으로 동작되는 샤프트로 구성되고, 샤프트의 승강 동작에 의하여 배출 밸브(420)의 구동 부재(423)를 승강시키는 방식으로 동작되는 밸브 구동부(640)를 예시한다. 밸브 구동부(640)는 노즐막힘 신호를 입력받아 샤프트를 배출 밸브(420)의 구동 부재(423)를 향하여 하강시켜 배출 밸브(420)를 초기 상태에서 작동 상태로 전환시킨다. 연속하여, 다시 샤프트를 상승시켜 배출 밸브(420)를 초기 상태로 전환시킨다. 즉, 밸브 구동부(640)는 배출 밸브(420)의 상태를 일시적으로 전환시키는 역할을 한다. 한편, 배출 밸브(420)가 일시적으로 개방되어도 이물질은 노즐(100) 내를 유동하는 분사액(L)의 압력 및 유속에 의하여 이물질 배출 통로(410)로 신속하게 배출될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 모식도이다. 도 4는 분사 장치의 노즐막힘 상태를 도시한 모식도이고, 도 5는 분사 장치의 이물질 배출 상태를 도시한 모식도이며, 도 6은 분사 장치로부터 이물질이 제거된 상태를 도시한 모식도이다. 이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치의 작동 방법을 설명한다. 이때, 본 실시 예에 따른 분사 장치의 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 설명한다.

본 실시 예에 따른 분사 장치의 작동 방법은 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치의 작동 방법으로서, 여기서, 설비는 연속주조 설비일 수 있고, 처리물은 열간 주편일 수 있다. 분사 장치의 작동 방법은 노즐(100)에 분사액(L) 및 기체(g)를 공급하여 기체(g) 및 분사액(L)이 혼합된 혼합 유체를 처리물(S)에 분사하는 과정과, 노즐(100) 내에 형성된 통로들 중 분사액이 공급되는 공급 통로(110) 및 혼합 유체가 분사되는 분사 통로(120) 각각의 압력을 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)로 검출하는 과정과, 검출되는 압력값에 따라 공급 통로(110)와 연결된 이물질 배출 통로(410)를 선택적으로 개방시키는 과정을 포함한다.

먼저, 노즐(100)에 분사액(L) 및 기체(g)를 공급하여 기체(g) 및 분사액(L)이 혼합된 혼합 유체를 처리물(S)에 분사한다. 노즐(100)이 분사액(L)을 분사하는 동안 필터 부재(200)에는 이물질이 여과되고, 필터 부재의 내부 공간(210)에 여과된 이물질이 점차 누적된다. 이를 도 4에 도시하였다.

그리고, 노즐(100)이 분사액(L)을 분사하는 동안 공급 통로(110) 및 분사 통로(120) 각각의 압력을 제1 압력 센서(610) 및 제2 압력 센서(620)로 검출한다. 이때, 압력의 검출은 연속적으로 이루어질 수 있다. 필터 부재(200)에 이물질이 점차 누적되어 이물질이 일정량 이상 누적되면 이물질에 의해 분사액(L)의 공급이 방해되어 공급 통로(110) 내의 압력은 증가되며, 상대적으로 분사 통로(120) 내의 압력을 감소된다. 이에 따라, 공급 통로(110)에서 검출되는 제1 압력값이 기 설정된 제1 기준 압력값을 초과하게 되고, 상기 분사 통로에서 검출되는 제2 압력값이 기 설정된 제2 기준 압력값 미만으로 떨어지게 된다. 제1 압력값이 기 설정된 제1 기준 압력값을 초과하게 되고, 제2 압력값이 기 설정된 제2 기준 압력값 미만이 되는 경우 신호 출력부(630)가 밸브 구동부로 신호를 출력하고, 밸브 구동부가 작동되어 이물질 배출 통로(410)를 일시적으로 개방한다. 즉, 본 실시 예에서는 검출되는 압력값에 따라 이물질 배출 통로를(410)를 선택적으로 개방시킨다. 이물질 배출 통로(410)가 개방되면, 필터 부재(200) 내의 이물질이 분사액(L)의 일부와 함께 이물질 배출 통로(410)로 배출되어 노즐(100)로부터 제거된다. 이때, 공급 통로(110)내의 압력이 이물질 배출 통로(410)의 개방에 의하여 감소될 수 있고, 이에 기체공급 통로(140)로 분사되는 기체(g) 중 일부는 분사 통로(120)에서 필터 부재의 외주면(220)을 통과하여 공급 통로(110)로 유동하며 이물질의 배출 작용을 보조한다. 이를 도 5에 도시하였다.

한편, 이물질 배출 제어기(600)의 밸브 구동부(640)는 배출 밸브(420)를 개방시킨 후 초기 상태로 복귀되며, 이에 밸브 구동부(640)에 의하여 배출 밸브(420)의 구동 부재(423)에 작용되는 힘이 제거되고, 구동 부재(423)에는 복원력만 작용된다. 이에 배출 밸브(420)의 상태가 작동 상태에서 초기 상태로 전환되고, 이물질 배출 통로(410)는 차단된다. 이를 도 6에 도시하였다. 이물질이 제거된 노즐(100)은 정상 상태에서 분사액(L)의 분사를 연속하여 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 분사 장치(1000)는 열간 주편에 분사액을 분사하는 동안 분사 장치 내의 압력 변화를 감지하고, 이에 따라 이물질 배출 통로(410)를 선택적으로 개방하여 필터 부재(200)에 누적된 이물질을 분사 장치의 외부로 신속하게 배출시킬 수 있다. 이러한 이물질 제거 작업은 연속주조의 중단 없이 실시될 수 있으며, 즉, 설비를 이용한 연속주조 공정과 분사 장치 내의 필터에 누적된 이물질을 제거하는 작업은 서로 독립적으로 실시될 수 있다. 따라서, 분사 장치의 가동률이 종래보다 향상될 수 있고, 특히, 연속주조 공정이 진행되는 동안 노즐 막힘이 발생하는 경우 이의 신속한 대처가 가능하다.

본 발명의 상기 실시 예는 연속주조 설비의 경우가 예시되었으나, 이외의 다양한 설비의 처리물에 분사액을 분사하는 각종 장치에 적용할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명이 해당하는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 노즐 200: 필터 부재
400: 이물질 배출부 600: 이물질 배출 제어기

Claims (13)

1. 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치로서,
   분사액이 유통되어 분사되는 노즐;
   상기 노즐에 구비되어 상기 분사액이 통과되는 필터 부재; 및
   상기 노즐에 연결되는 이물질 배출 통로를 가지는 이물질 배출부;를 포함하는 분사 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐은 상기 분사액을 공급받는 공급 통로, 상기 분사액이 분사되는 분사 통로 및 상기 공급 통로와 상기 분사 통로를 연결하는 연결 통로가 내부에 형성되고,
   상기 필터 부재는 상기 공급 통로와 상기 연결 통로 사이에 위치하며,
   상기 이물질 배출 통로는 상기 공급 통로에 연결되는 분사 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 필터 부재로부터 상기 분사액을 공급받아 상기 분사 통로로 분사하도록 상기 연결 통로 내에 위치하고, 상기 분사액이 통과하는 통로의 면적이 분사 방향으로 축소되는 오리피스 부재;를 포함하는 분사 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 노즐 및 상기 이물질 배출부에 연결되고, 상기 노즐 내부의 압력 변화를 감지하여 상기 이물질 배출 통로의 개폐 여부를 제어하는 이물질 배출 제어기;를 포함하는 분사 장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 노즐에는 상기 분사 통로와 연결되는 기체공급 통로가 형성되며,
   상기 기체공급 통로로 공급되는 기체를 상기 분사 통로 내로 분사하도록 상기 기체공급 통로 내에 위치하는 기체분사 오리피스 부재;를 포함하는 분사 장치.
   
6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연결 통로 및 상기 분사 통로는 상기 노즐의 길이방향으로 상기 노즐을 관통하여 형성되고,
   상기 공급 통로 및 상기 이물질 배출 통로는 상기 길이방향에 교차하는 방향으로 상기 노즐을 관통하여 형성되는 분사 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 필터 부재는 상기 분사액이 통과되는 내부 공간 및 상기 내부 공간을 둘러싸는 외주면을 구비하고,
   상기 필터 부재의 상기 내부 공간은 상기 길이방향에 교차하는 방향으로 개방되며,
   상기 필터 부재의 상기 외주면에는 상기 분사액에 혼입된 이물질을 여과 가능한 메시(mesh)영역이 형성되는 분사 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 필터 부재의 상기 외주면의 일측 단부는 상기 분사액이 공급되는 상기 공급 통로의 입구 단부의 내벽에 밀착되고,
   상기 필터 부재의 상기 외주면의 적어도 일부는 상기 공급 통로 측의 상기 연결 통로의 입구 단부 상에 위치하며,
   상기 필터 부재의 상기 외주면의 타측 단부는 상기 공급 통로의 출구 단부의 내벽에 밀착되는 분사 장치.
   
9. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이물질 배출부는 상기 이물질 배출 통로에 장착되어 상기 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 배출 밸브를 포함하고,
   상기 이물질 배출 통로는 상기 공급 통로의 출구 단부에 연결되어 상기 필터 부재의 내부 공간과 연통하는 분사 장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 이물질 배출 제어기는,
    상기 공급 통로와 연결되는 제1 압력 센서;
    상기 분사 통로와 연결되는 제2 압력 센서;
    상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서와 연결되는 신호 출력부;
    상기 신호 출력부 및 상기 배출 밸브와 연결되는 밸브 구동부;를 포함하고,
    상기 밸브 구동부는 상기 공급 통로 및 상기 분사 통로의 압력 변화에 대응하여 상기 배출 밸브의 동작을 제어하는 분사 장치.
    
11. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설비는 정련된 용강을 공급받아 주편으로 제조하는 연속주조 설비를 포함하고,
    상기 처리물은 상기 연속주조 설비에서 연속하여 주조되는 주편을 포함하는 분사 장치.
    
12. 설비를 통과하는 처리물에 분사액을 분사하는 분사 장치의 작동 방법으로서,
    노즐에 상기 분사액 및 기체를 공급하여 상기 기체 및 상기 분사액이 혼합된 혼합 유체를 상기 처리물에 분사하는 과정;
    상기 노즐 내에 형성된 통로들 중 상기 분사액이 공급되는 공급 통로 및 상기 혼합 유체가 분사되는 분사 통로 각각의 압력을 압력 센서로 검출하는 과정; 및
    상기 검출되는 압력값에 따라 상기 공급 통로와 연결된 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 과정;을 포함하는 분사 장치의 작동 방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 배출 통로를 선택적으로 개방시키는 과정은,
    상기 공급 통로에서 검출되는 제1 압력값이 기 설정된 제1 기준 압력값을 초과하고, 상기 분사 통로에서 검출되는 제2 압력값이 기 설정된 제2 기준 압력값 미만일 경우, 상기 이물질 배출 통로를 일시적으로 개방하는 과정;을 포함하는 분사 장치의 작동 방법.
    

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