KR870001398B1 - 필터를 가진 고온 표본 탐침장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

필터를 가진 고온 표본 탐침장치

제1도는 본 발명에 따른 필터를 가진 고온 표본 추출 탐침 장치의 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도.

제4도는 본 발명의 열저항 튜브를 지지하는 고정 플랜지의 정면도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로 열저항 튜브, 플랜지 및 나선형의 니플(Nipple) 사이의 연결을 도시한 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 표본 추출 튜브 12 : 제강공장 균열로

14 : 노벽 16 : 가스 분석기

18 : 분석기 블럭(Block) 20 : 흡입구

22 : 필터(Filter) 24 : 제1폐쇄 선단

26 : 제2개방 선단 27 : 브라켓트(Blacket)

28,29 : 중간 플랜지(Flange) 30 : 보울트

31 : 체결부 40 : 파이브

42 : 세라믹 시멘트 44 : 열저항 튜우브(Tube)

46 : 개구 선단 48 : 큰직경 파이프

50 : 용접부위 52 : 파이프 플랜지

54 : 너트 56 : 가스킷(Gasket)

60 : 강철 파이프 62 : 가열 코일

64 : T형 연결관 66 : 제2니플(Nipple)

68 : 제1니플 70 : 커플링(Coupling)

72 : 유니온(Union) 76 : 보올 밸브

78, 80 : 니플 71 : 개구부

본 발명은 가스를 분석하는 가스 분석기에 관한 것으로, 특히 고온주위로부터 가스 분석기에 가스를 공급하고 필터를 갖춘 새롭고 개량된 고온 표본 탐침장치에 관한 것이다.

일반적으로 공지의 가스 분석기의 탐침(探針) 장치는 가스를 포함한 주위로부터 가스를 분석하는 분석기 까지에 분석되어진 가스를 안내하는데 이용하였다. 가스 분석기가 더 복잡한 것처럼, 흐름 가스를 분석하기 전에 표본 추출 가스 흐름의 작은 입자들을 여과하는 것이 더욱 더 중요하다. 온도 815℃이하에 사용되는 필터는 공지된 것으로, 금속 필터의 성분은 최근에 설계된 가소성의 세라믹(ceramic) 필터 물질로 사용하였다.

그러나, 온도 815℃이상에 적용되는 즉, 제강공장 균열로(均熱爐)에서 금속은 강도를 잃고, 세라믹 섬유는 시간이 경과하면 메짐성이 발생된다. 가소성의 세라믹 섬유로 된 알루미나(Al₂O₃) 세라믹 튜브에 설치된 필터는 균열로에서 시험될때 튜브의 파열과 섬유의 메짐성을 야기시킨다.

종래의 미국특허 4,161,883은 거의 연속적인 역기류를 요구하는 내부 필터를 이용하였다. 분석되어진 표본 추출의 액체는 표본 추출이 분석기에 공급되기 전에 응축되어지고, 미국특허 4,079,622는 연기를 여과지에서 수집하도록 냉각수를 위하여 보강된 표본탐침장치를 노출시켜야 한다. 오직 묶음표본추출은 이와같이 공급되고 표본추출의 연속적인 공급없이도 가능하다. 또한, 미국특허 3,549,327과 4,147,500에 의한 다른 표본 탐침장치는 표본이 분석되기 전에 표본으로부터 응축되어 액체되는 것을 나타내고 있다. 표본 추출 분석의 습윤은 공지의 표본 튜우브에서는 불가능하며, 응축되어 나오는 액체의 분석은 표본이 분석기에 공급되기 전에 응축되어 나오지만 원래의 표본으로 되는 산성분석과 같이 조성되지 않는다.

본 발명은 대기온도가 1650℃가 되는 제강공장 균열로와 같은 고온주위로부터 표본 가스를 이용하고 필터를 갖춘 표본 탐침장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 표본 추출시스템은 극한 온도주위에서 시스템의 냉각기에 설치되는 필터를 가진최소의 설비로 노출되는 것이다. 관형재료는 1650℃의 대기에서 산화 및 환원에 연속적으로 견딜 수 있게 사용되고, 믿을 수 있는 필터 재료는 그러한 주위온도에서 견딜 수 있게 알려진 것은 없었다. 따라서, 본 발명에 따른 분석기의 여과작용은 온도가 약 315℃로 감소하는 표본 추출튜브의 선단에 설치되고, 이러한 종래의 금속필터나 세라믹 섬유필터의 저온 영역이 이용되어진다.

온도는 산성과 같이 시험되는 흐름에 있어서, 여러 물질의 이슬점보다 높은 충분한 온도이다.

본 발명의 조합은 고온 가스가 완전한 표본 추출방식에서 표본추출 및 여과되는 유일한 것이다. 외부 및 복합 파이프의 배열없이 세정기나 다른 시스템은 표본 추출 및 여과작용을 달성하기 위하여 요구되어진다.

본 발명은 흡입구에 연결되고 한쪽 폐쇄선단과 고정 플랜지에 연결된 다른 쪽 개구 선단을 갖추고 흡입구에 연결된 필터, 고온주위 안으로 연장되는 개구된 한쪽 선단과 개구된 반대쪽 선단을 갖춘 열저항 튜우브, 아직 충분하게 필터의 손상을 유발하지 않고 표본 추출로부터 액체의 응축을 충분하게 방해하는 온도까지 상기 열저항 튜우브의 개구선단으로 들어가는 가스를 위하여 필터가 있는 냉각통로로 정의되고 상기 열저항 튜우브와 고정 플랜지 사이에 연결된 냉각통로 장치로 구성되며 흡입구가 있는 고정 플랜지를 갖춘 가스 분석기의 고온 표본 탐침장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 모양은 좋지 않지만 설계가 단순하고 경제적인 잇점이 있는 것을 제공함에 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명을 구체화한 것으로 본 발명은 노(爐) 벽(14)에 의하여 차단된 제강공장 균열로에서 가스 분석기(16)에 고온 주위로부터 가스 분석기(16)까지 표본 추출가스를 안내하는 고온 표본 추출튜브(10)로 구성되었다. 흡입구(20)가 있는 분석기 블럭(18)으로 이루어진 가스 분석기(16)는 공지된 것으로 여기에서 상술하지 않는다. 필터(22)는 제1폐쇄 선단(24)과 흡입구(20)에 나사식으로 연결된 제2개방선단(26)으로 구성되고, 상기 필터(22)는 소결금속필터, 금속망 필터 혹은 세라믹 섬유로 제작된 필터를 사용할 수 있으며 제강공장 균열로(12)에 존재하는 약 1650℃의 저항온도에 견디는 능력은 필요없지만 약 315℃의 높은 온도에서 견딜 수 있는 능력이 필요하다. 가스분석기(16)는 보울트(30)가 설치된 고정 플랜지(28)가 있으며 상기 고정 플랜지(28)의 내부중심에는 스테인레스 강철파이프(40)를 나사식으로 체결하기 위하여 나선식 구멍이 있다. 상기 파이프(40)는 고온의 세라믹 시멘트(42)를 이용하여 일종의 탄화규소로 제작된 열저항튜우브(44)에 연결되어 있고, 상기 열저항튜우브(44)는 제강공장 균열로(14)에 연결되고 파이프(40)에 의하여 정의된 냉각실에 표본 추출가스를 유도하는 개구선단(46)을 갖추고 있다 상기 고정플랜지(28)는 노벽(14)에 용접(50)된 지경이 큰 파이프(48)에 의하여 노벽(14)에 연결되어 파이프 플랜지(52)에 고정되어 있다. 고은에 견디는 가스킷(56)은 고정플랜지(28)와 파이프 플랜지(52) 사이에 장착되고 상기 파이프 플랜지(52)는 너트(54)에 의하여 보울트(30)에 연결 고정되어 있다.

특히 표본 추출가스에 있어서, 열저항튜우브(44)의 개구선단(48)에 들어가는 표본추출가스의 온도가 아직 액체의 응축을 피하기에는 높지만 필터(22)의 파손을 피하기 위해서 큰 직경 파이프(48) 뿐만 아니라 파이프(40) 안에 있는 통로의 길이를 충분히 길게 할 필요가 있다.

제2도는 열저항튜우브(44) 및 파이프(40)가 고정 플랜지(28) 중앙에 설치된 것을 도시한 것으로 상기 튜우브(44)는 약 106.68cm의 길이이고 상기 큰직경 파이프(48)는 파이프 플랜지(52)에 설치되는 것으로 치수 안정성을 가진 이를테면 직경이 7.62cm파이프이다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 제1도 및 제2도에서와 동일한 번호는 같은 부분을 인용한 것이다.

고온 저항튜우브(44)는 노벽(14)을 통하여 제강공장 균열로(12)의 일정한 거리까지 연장되며 고정플랜지(52)에 연결된 큰직경 파이프(48)는 체결부(31)에 의하여 중간 플랜지(29)에 연결되어 있다.

고온 가스킷(56)는 파이프플랜지(52)와 중간플랜지(29) 사이에 위치하고, 브라켓트(27)는 중간플랜지(29)와 고정플랜지(28) 사이에 보울트로 체결되어 있다. 필터(22)는 분석기 흡입구에 나선식으로 결합되어 수직 방향으로 위치한다. 이러한 필터의 위치는 입자들에 의한 상기 필터의 오염을 방지한다. 스테인레스 강철파이프(60)는 필터(22)를 감싸는 냉각통로 역할을 하고, 가열코일(62)은 또한 표본 추출가스가 제강공장 균열로(12)로부터 가스분석기(16) 까지의 이동동안 지나치게 냉각되는 경우에 있어서 응축온도보다 높은 표본 추출가스의 온도를 유지하기 위하여 통로에 설치된다.

또한, 스테인레스 강철파이프(60)는 T형 연결관(64)에 의하여 제2니플(66)에 연결되고, 스테인레스 강철로 된 제1니플(68)은 커프링(70)을 통하여 용접으로 연결되며, 상기 커플링(70)은 중간플랜지(29)에 용접 결합된다.

상기 두개의 제1, 2니플(66,68)은 열저항튜우브(44)에 접근을 위하여 쉽게 연결되지 않게 하는 나사형식의 유니온(72)에 의해 연결되어 있다.

게이트 혹은 보올밸브(76)는 또 다른 니플(78)에 의하여 상기 T형 연결관(64)에 연결되어 있으며, 상기 보올밸브(76)는 열저항튜우브(44)와 마찬가지로 T형 연결관(64)의 청소 및 접근을 위하여 개구되어 있다. 필터로부터 입자들은 이부근에 누적되기 때문에 상기 밸브(76)는 역기류작용이나 기계적 세척작용을 위하여 사용될 수 있다. 간격은 가스분석기의 과열을 예방하기 위하여 노벽(14)과 상기 가스분석기(16) 사이를 유지시키고, 증가된 온도강하는 또한 T형 연결관(64) 및 유니온(72)과 마찬가지로 두개의 제1, 2니플(66,68)에 의하여 정의된 내부 통로를 갖춘 냉각통로의 부가 길이에 의하여 이루어진다.

제4도는 중간플랜지(29)의 중앙으로부터 즉, 도면에서 d로 표시되었듯이, 약 1.905cm의 거리로 분지되어 상기 중간 플랜지(29)에 있는 개구부(71)를 도시하였다. 중간 플랜지(29)는 체결부(31)를 위하여 적합한 개구부를 제공한다.

제5도는 제2도의 실시예 중에서 첨가된 파이프 제1니플(68)이 양선단에서 나사식으로 체결된 니플(80)로 대체한 다른 것을 도시한 것으로, 상기 니플(80)은 제3도에 도시된 결합 유니온(72) 역할을 할 뿐만 아니라 중간 플랜지(29)에 나사식으로 체결되어 있다. 열저항 튜우브(44)는 나사식 체결이나 고온세라믹 시멘트에 의하여 니플(80)에 직접 연결되어 있다. 제4도의 실시예에서 나사식의 아닌 유니온(72), 통로에서 회전하는 T형 연결관(64) 및 중간 플랜지(29)로부터 나사식이 아닌 니플(80)에 의하여 단순히 열저항튜우브(44)의 이동 및 대체가 가능하다. 이와 같은 방식의 가스분석기는 열저항 튜우브 (44)를 대체 및 청소할때 고정되어 유지된다.

Claims (8)

1. 흡입구가 있는 고정플랜지를 가진 가스분석기의 고온 표본 탐침장치에 있어서, 제1폐쇄선단과 상기 고정플랜지에 연결된 제2개방선단을 갖추고 흡입구에 연결된 필터, 고온 주위와 제2개방선단에 연결되는 열저항 튜우브, 고온주위의 용기에 가스분석기를 연결하기 위하여 상기 열저항 튜우브 둘레를 결합한 고정장치 및 표본 추출이 상기 필터에 도달하기전 상기 열저항 튜우브의 개방선단으로 이동하여 표본 추출의 냉각처리를 하기 위해 충분하게 긴 냉각통로와 상기 냉각통로안에 위치한 필터를 갖추고 상기 열저항튜우브와 가스분석기의 고정플랜지 사이에 연결된 냉각통로 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정장치는 고정플랜지와 용기 사이에 연결된 큰직경 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치.
3. 제1항에 있어서, 냉각통로 장치는 상기 큰 직경파이프에 연장되고, 상기 열저항 반대쪽 개구 선단에서 세라믹 시멘트에 의하여 상기 열저항 튜우브에 연결되며 가스 분석기의 고정 플랜지에 나사식으로 결합된 니플로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 열저항 튜우브는 탄화규소합금으로 제조되고, 상기 필터는 소결금속으로 제조된 것을 특징으로 하는 것.
5. 제2항에 있어서, 고정장치는 상기 큰직경 파이프에 연결된 중간플랜지, 상기 중간플랜지와 고정플랜지 사이에 연결되고 선택된 각도를 정하는 브라켓트 및 열저항 튜우브와 중간플랜지에 연결된 제1니플, 상기 니플사이에 연결된 T형 연결관과 필터가 있는 공간부 및 고정플랜지에 연결된 제2니플로 구성된 냉각통로 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 T형 연결관에 연결된 다른 니플과 상기 냉각통로에 접근을 제공하는 상기 다른 니플에 연결된 보올밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치
7. 제6항에 있어서, 상기 열저항 튜우브에 연결된 부분과 T형 연결관에 연결된 부분 안에서 제2니플에 있는 유니온, 상기 고정장치로부터 상기 열저항 튜우브의 이동을 위하여 고정장치에 나사식으로 결합된 부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치.
8. 제6항에 있어서, 표본 추출에서 증기의 이슬점온도 이상으로 상기 필터에 들어가는 표본의 온도를 유지하기 위해서 냉각통로를 가열하는 제2니플에 연결된 가열장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 필터를 가진 고온 표본 탐침장치

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