KR20200144937A - 씰포트용 동결방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 씰포트용 동결방지장치에 관한 것으로, 부생가스가 이송되는 메인관부와, 메인관부와 연결되고 메인관부에서 응축수의 낙하를 유도하는 하부이동관부와, 하부이동관부에 형성되고 응축수를 저장하는 챔버부와, 챔버부와 연결되고 응축수의 상승을 유도하는 상부이동관부와, 상부이동관부에서 분기되어 응축수를 외부로 배출하는 배출관부와, 배출관부의 응축수 동결을 방지하는 동결방지부를 포함하여, 배출관부를 통해 배출되는 응축수 동결을 방지할 수 있다.

Description

씰포트용 동결방지장치{FREEZE PREVENTING DEVICE FOR SEAL POT}

본 발명은 씰포트용 동결방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로 배출되는 응축수 동결에 의한 설비 손상을 방지할 수 있는 씰포트용 동결방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서는 철광석을 가공하여 슬래브(slab), 블룸(bloom), 빌렛(billet) 등을 생산하는 과정에서 부생가스가 발생된다. 이러한 부생가스는 유독성이지만, 메인관을 통해 제철소의 각 설비로 이송되어 연료로 사용된다. 이때, 부생가스를 이송시키는 과정에서 메인관에는 응축수가 발생되고, 이러한 응축수를 배출하기 위해 응축수 배출장치가 마련된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1344307호(2013.12.17. 등록, 발명의 명칭 : 응축수 배출장치)에 게시되어 있다.

본 발명의 일 실시예는 외부로 배출되는 응축수 동결에 의한 설비 손상을 방지할 수 있는 씰포트용 동결방지장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 씰포트용 동결방지장치는: 부생가스가 이송되는 메인관부; 상기 메인관부와 연결되고, 상기 메인관부에서 응축수의 낙하를 유도하는 하부이동관부; 상기 하부이동관부에 형성되고, 응축수를 저장하는 챔버부; 상기 챔버부와 연결되고 응축수의 상승을 유도하는 상부이동관부; 상기 상부이동관부에서 분기되어 응축수를 외부로 배출하는 배출관부; 및 상기 배출관부의 응축수 동결을 방지하는 동결방지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동결방지부는 상기 배출관부에 삽입되는 삽입부; 상기 삽입부의 상단부에 연결되고 유체를 제공하는 공급부; 및 상기 삽입부의 하단부에 연결되고 유체를 배출하는 회수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동결방지부는 상기 삽입부에 형성되고, 상기 배출관부에 유체를 분사하는 노즐부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동결방지부는 상기 삽입부를 회전시키는 구동부; 및 상기 삽입부의 외주면에 형성되고, 상기 배출관부의 내벽에 동결된 응축수를 파쇄하여 낙하시키는 날개부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 날개부는 나사산 형상을 하고, 일방향 회전되면서 동결된 응축수를 하방으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 동결방지부는 상기 배출관부의 외주면에 감기는 코일부; 및 상기 코일부에 전원을 인가하여 상기 코일부를 가열시키는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동결방지부는 상기 코일부를 감싸고 상기 코일부의 방열을 억제하는 단열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 씰포트용 동결방지장치는 동결방지부에 의해 배출관부의 응축수 동결을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 씰포트용 동결방지장치는 고온의 유체가 배출관부를 통과하면서 응축수 동결을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 씰포트용 동결방지장치는 코일부가 배출관부의 외측을 가열하여 응축수 동결을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 유체를 통해 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 회전되어 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 배출관부의 외측을 가열하여 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 씰포트용 동결방지장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치(1)는 메인관부(10)와, 하부이동관부(20)와, 챔버부(30)와, 상부이동관부(40)와, 배출관부(50)와, 동결방지부(60)를 포함한다.

메인관부(10)는 부생가스가 이송된다. 부생가스로는 코크스로에서 석탄 건류시 발생하는 가스(COG, Coke Oven Gas)와, 고로에 철광석과 코크스를 장입하여 선철을 제조하는 과정에서 코크스가 연소하여 철광석과 환원 작용시 발생되는 가스(BFG, Blast Furnace Gas)와, 제강 공정의 전로에 용선을 장입하고, 산소를 취입하여 제강하는 공정에서 용선 중의 탄소가 산소와 화합하여 발생되는 가스(LDG, LD-Converter Gas) 등이 있다. 그리고, 메인관(10)은 부생가스를 이송시키는 직선 형태의 파이프이거나 응축수의 낙하를 용이하게 하기 위한 수봉변으로 구성될 수 있다.

하부이동관부(20)는 메인관부(10)와 연결되고, 메인관부(10)에서 응축수의 낙하를 유도한다. 하부이동관부(20)는 메인관부(10)에서 응축수가 낙하하도록 메인관부(10)의 하측에 상하 방향으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 하부이동관부(20)에는 개폐밸브(21)가 구비되어 하부이동관부(20)를 개폐할 수 있다.

챔버부(30)는 하부이동관부(20)에 형성되어 응축수를 저장하고, 상부이동관부(40)는 챔버부(30)와 연결되어 응축수의 상승을 유도한다. 일 예로, 챔버부(30)는 하부이동관부(20)의 하단부와 상부이동관부(40)의 하단부를 상호 연통시킬 수 있다. 그리고, 챔버부(30)에 저장된 응축수에는 하부이동관부(20)의 하단부와 상부이동관부(40)의 하단부 중 적어도 어느 하나가 잠겨 있어야 한다.

배출관부(50)는 응축수가 배출되도록 상부이동관부(40)에서 분기된다. 배출관부(50)는 하부이동관부(20)를 통해 낙하되는 응축수의 양에 따라 상부이동관부(40)에서 응축수가 배출될 때, 배출되는 응축수의 이동 경로를 형성한다.

한편, 부생가스에 의해 메인관부(10) 내부의 압력이 상승되면, 부생가스는 상측이 개구된 상부이동관부(40)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

동결방지부(60)는 배출관부(50)의 응축수 동결을 방지한다. 즉, 동절기 외부 기온이 하강하면 배출관부(50)를 통해 흘러내리는 응축수의 동결이 발생하고, 동결된 응축수에 의해 배출관부(50)가 막히면 응축수 역류 현상이 발생할 수 있다. 이에 동결방지부(60)가 작동하여 배출관부(50)의 응축수 동결을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 유체를 통해 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부(60)는 삽입부(61)와, 공급부(62)와, 회수부(63)를 포함한다. 이러한 동결방지부(60)는 삽입부(61)를 통과하는 유체의 간접열에 의해 배출관부(50)의 내측에 동결된 응축수를 녹일 수 있다. 동결방지부(60)는 배출관부(50)의 길이에 따라 복수개가 배치될 수 있다.

삽입부(61)는 배출관부(50)에 삽입된다. 일 예로, 배출관부(50)의 내부 중심부에 삽입부(61)가 배치될 수 있다. 삽입부(61)는 배출관부(50)의 길이 방향으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

공급부(62)는 삽입부(61)의 상단부에 연결되고 고온의 유체를 제공한다. 그리고, 회수부(63)는 삽입부(61)의 하단부에 연결되고 고온의 유체를 배출한다. 이때, 고온의 유체는 스팀 또는 온수가 될 수 있다.

일 예로, 공급부(62)와 회수부(63)는 배출관부(50)에 형성되고 외부에서 배출관부(50)의 내부 상태를 인지할 수 있는 배출홀부(51)를 통과하여 삽입부(61)의 상단부 및 하단부에 각각 연결될 수 있다. 공급부(62)와 회수부(63)는 지지부(64)에 의해 지면과 같은 고정물에 고정 설치될 수 있다.

한편, 공급부(62)와 회수부(63)는 생성부(65)에 연결되고, 생성부(65)는 공급부(62)를 통해 고온의 유체를 공급하고, 회수부(63)를 통해 삽입부(61)를 통과한 유체를 회수할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부(60)는 노즐부(66)를 더 포함할 수 있다. 노즐부(66)는 삽입부(61)에 형성되고, 배출관부(50)에 고온의 유체를 분사한다. 이러한 노즐부(66)는 배출관부(50)의 내측에 동결된 응축수와 직접 접촉되어 동결된 응축수를 녹일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 회전되어 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부(60)는 구동부(67)와 날개부(68)를 더 포함할 수 있다.

구동부(67)는 삽입부(61)를 회전시킨다. 일 예로, 삽입부(61)는 공급부(62) 및 회수부(63)의 단부에서 각각 연장되고 배출관부(50)의 길이 방향으로 길이를 갖는 삽입고정부(611)와, 삽입고정부(611)의 외측 또는 내측 일부를 감싸도록 형성되고, 축방향 회전이 가능한 삽입회전부(612)를 포함할 수 있다.

한편, 구동부(67)는 삽입회전부(612)를 회전시킬 수 있다. 일 예로, 구동부(67)는 삽입고정부(611)에 장착되는 구동모터부(671)와, 구동모터부(671)를 커버하여 응축수에 의한 손상 방지하는 구동커버부(672)를 포함하고, 삽입회전부(612)에는 구동모터부(671)와 맞물리는 구동기어부(673)가 형성될 수 있다. 이때, 구동모터부(671)와 구동기어부(673)는 베벨기어 방식으로 맞물리므로, 구동모터부(671)가 구동되면 삽입회전부(612)가 회전될 수 있다.

날개부(68)는 삽입부(61)의 외주면에 형성되고, 배출관부(50)의 내벽에 동결된 응축수를 파쇄하여 낙하시킨다. 일 예로, 날개부(68)는 삽입회전부(612)의 외측에 형성되고, 삽입회전부(612)가 회전됨에 따라 배출관부(50)의 내벽에 동결된 응축수와 충돌하여 동결된 응축수를 제거할 수 있다.

날개부(68)는 나사산 형상을 하고, 일방향 회전되면서 동결된 응축수를 하방으로 이동시킨다. 일 예로, 날개부(68)는 삽입회전부(612)의 외주면을 따라 형성되고, 배출관부(50)의 내벽에 근접되도록 돌출될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동결방지부가 배출관부의 외측을 가열하여 응축수 동결을 방지하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동결방지부(60)는 코일부(71)와 전원부(72)를 포함한다.

코일부(71)는 배출관부(50)의 외주면에 감기고, 코일부(71)에 연결되는 전원부(72)는 코일부(71)에 전원을 인가하여 코일부(71)의 가열을 유도한다. 일 예로, 코일부(71)는 배출관부(50)의 외측에 접촉되는 열선이 될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 동결방지부(60)는 단열부(73)를 더 포함할 수 있다. 단열부(73)는 코일부(73)를 감싸고 코일부(73)의 방열을 억제할 수 있다. 일 예로, 단열부(73)는 단열재질을 포함하여 이루어지고, 코일부(73) 외에 배출관부(50)의 외측을 커버할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

부생가스가 이동되면서 생성되는 응축수는 메인관부(10)와 연결된 하부이동관부(20)로 이동되고, 상부이동관부(40)를 통해 배출관부(50)로 배출된다.

배출관부(50)에서 흘러내리는 응축수가 동결되는 것을 방지하기 위해, 배출관부(50)에 삽입된 삽입부(61)로 고온의 유체가 통과한다. 이때, 삽입부(61)에 형성된 노즐부(66)를 통해 배출되는 고온의 유체에 의해 동결된 응축수가 녹을 수 있다.

상기한 삽입부(61)의 전도열 또는 노즐부(66)를 통해 분사되는 고온의 유체에 의한 동결된 응축수가 신속하게 제거되지 못하는 경우, 구동부(67)를 구동시켜 삽입부(61)를 회전시킨다. 그리하면, 삽입부(61)의 외주면에 형성되는 스크류 형상의 날개부(68)가 배출관부(50)에 부착된 동결된 응축수를 제거하여 하방으로 배출시킨다. 이때, 날개부(68)는 배출관부(50)에 누적된 이물질도 제거한다.

한편, 배출관부(50) 외측에는 전원이 인가되면 가열되는 코일부(71)가 감겨 배출관부(50)의 온도를 상승시켜 줌으로써, 배출관부(50) 내부 응축수 동결을 억제한다. 이때, 배출관부(50)의 외측은 단열부(73)에 커버되어 열 방출을 막는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치(1)는 동결방지부(60)에 의해 배출관부(50)의 응축수 동결을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치(1)는 고온의 유체가 배출관부(50)를 통과하면서 응축수 동결을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 씰포트용 동결방지장치(1)는 코일부(71)가 배출관부(50)의 외측을 가열하여 응축수 동결을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 메인관부 20 : 하부이동관부
30 : 챔버부 40 : 상부이동관부
50 : 배출관부 60 : 동결방지부
61 : 삽입부 62 : 공급부
63 : 회수부 64 : 지지부
65 : 생성부 66 : 노즐부
67 : 구동부 68 : 날개부
71 : 코일부 72 : 전원부
73 : 단열부

Claims (7)

1. 부생가스가 이송되는 메인관부;
   상기 메인관부와 연결되고, 상기 메인관부에서 응축수의 낙하를 유도하는 하부이동관부;
   상기 하부이동관부에 형성되고, 응축수를 저장하는 챔버부;
   상기 챔버부와 연결되고 응축수의 상승을 유도하는 상부이동관부;
   상기 상부이동관부에서 분기되어 응축수를 외부로 배출하는 배출관부; 및
   상기 배출관부의 응축수 동결을 방지하는 동결방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 동결방지부는
   상기 배출관부에 삽입되는 삽입부;
   상기 삽입부의 상단부에 연결되고 유체를 제공하는 공급부; 및
   상기 삽입부의 하단부에 연결되고 유체를 배출하는 회수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 동결방지부는
   상기 삽입부에 형성되고, 상기 배출관부에 유체를 분사하는 노즐부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 동결방지부는
   상기 삽입부를 회전시키는 구동부; 및
   상기 삽입부의 외주면에 형성되고, 상기 배출관부의 내벽에 동결된 응축수를 파쇄하여 낙하시키는 날개부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 날개부는 나사산 형상을 하고, 일방향 회전되면서 동결된 응축수를 하방으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
6. 제 2항에 있어서, 상기 동결방지부는
   상기 배출관부의 외주면에 감기는 코일부; 및
   상기 코일부에 전원을 인가하여 상기 코일부를 가열시키는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 동결방지부는
   상기 코일부를 감싸고 상기 코일부의 방열을 억제하는 단열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰포트용 동결방지장치.

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