KR890004508B1 - 전기 아아크로의 수냉식 복합전극들에 냉각수를 연결하는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기 아아크로의 수냉식 복합전극들에 냉각수를 연결하는 장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 제1실시예를 나타낸 측면도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 제1실시예에 있어서 결합작용 직전에 냉각수 결합장치를 나타낸 부분단면도.

제4도는 제3도의 결합작용 직후에 연결된 상태를 나타낸 부분단면도.

제5도는 본 발명에 따른 냉각수 결합장치의 평면도.

제6도는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예를 나타낸 측면도.

제7도는 제6도의 평면도.

제8도는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예에 있어서 결합작용 직전에 냉각수 결합장치를 나타낸 부분단면도.

제9도는 제8도의 결합 작용 직후에 연결상태를 나타낸 부분 단면도.

제10도는 본 발명에 따른 제2실시예의 냉각수 결합장치의 평면도.

제11도는 제9도의 부분 확대 단면도.

제12도는 본 발명에 따른 냉각수 결합장치를 위한 수압 밀봉장치를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 2 : 보호링

3 : 전극지지아암 4 : 전극고정장치

5 : 중앙냉각수 공급연결부 6 : 방심의 냉각수 배출연결부

7,8 : 냉각수안내관 9 : 링플랜지

10,10' : 겹침부 11,11' : 고정부

12,12' : 안내부 13 : 지지부

15,15' : 냉각수관 16,16' : 굴곡관

17 : 냉각수결합장치 18 : 측면개구부

19,19' : 상부개구부 19'' : 사각형의 개구부

20 : 충격흡수기 21,21' : 개방단

22 : 선단부 23 : 공면

24 : 개구부 25 : 설치판

27 : 보울트 27' : 보울트헤드

28,28' : 밀봉재 29 : 삽입턱

30 : 안내판 31 : 저부판

32 : 플랜저(flunger) 33 : 나선형스프링

34 : 팽창공동 35 : 파이프

36 : 교차선 38 : 고정구역

본 발명은 1개의 원통형 열교환기를 갖는 복합전극과 니플수단으로 상기 열교환기에 연결되어진 소모전극으로 구성된 전기아아크로의 수냉식 복합전극들에 냉각수를 자동적으로 연결하는 장치에 관한 것으로서, 특히 냉각수의 공급 및 방출접속을 행하는 원통형의 열교환기 및 상기 열교환기의 고정덮개부내의 고정위치에서 전극 고정장치를갖춘 전극 지지아암내에 고정되고 니플장치에 의하여 상기 열교환기에 연결된 소모전극을 가지는 복합전극들로 이루어진 전기 아아크로의 수냉식 복합전극들에 냉각수를 연결하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수냉식 복합전극들은 열교환기와 나선형 니플에 의하여 상기 열교환기에 부착시킨 흑연전극으로 구성되고 있으며, 이때 열교환기와 흑연전극은 각각 원통체형태로 되어 니플에 의해 배열되어져 있고, 이 열교환기는 냉각수안내장치에 의해 냉각수 시스템에 연결되면서, 전극이 교체될때에는 상기 냉각수안내장치에 의해 냉각수 시스템과 분리되도록 되어있다. 이때문에 새로운 전극을 교체할때에 교체할 새 흑연전극은 나사선 니플을 써서 갈아끼우는 한편 복합전극은 니플지그(Nipple jig)에 있는 다른수회로(Water Circuit)에 다시 연결되어질때까지 수회로부터 분리되어지게되는데, 이러한 작업을 하는 동안에도 열교환기 내부의 물이 계속 더워지므로 상기 교체작업은 비교적 신속하게 해야만 한다.

따라서 가동시간중 전기 아아크로상의 전극으로부터 냉각수공급을 끊을 시점과 니플지그내에 있는 전극에 다 냉각수를 다시 연결하는 시점간의 시간을 될 수 있으면 짧게 해야 한다. 그런데 전극이 전기 아아크로부터 니플지그로 옮겨지게되는 사이의 시간은 크레인조종시간에 의해 결정져지게되므로, 시간을 최적화시키기 위한 요건은 오직 냉각수관의 분리 및 재연결에 있는 것이다.

따라서 이상과 같은 조작을 함에 있어 시간을 단축시킬 수 있는 한가지 가능한 수단은, 수관의 분리와 재연결을 자동화시키는데 있으며 또한 수동으로 연결 및 분리하는 작업이 전기 아아크로위에서 행해지기때문에, 이러한 작업공정을 자동화시키게되면 산업안전적인 관점에서도 바람직한 일이라 하겠다.

본 발명의 목적은 전극들이 냉각수회로로부터 분리되어지는 동안에 전극교체시간을 단축시킬 수 있도록하는 복합전극의 자동냉각수관 연결장치를 제공하는 한편, 본 발명의 다른목적은 작업장에서 산업안전을 기하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 저렴한 가격으로 신뢰성과 유용성을 갖춘 냉각수관연결장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기위해 앞에서 설명된 개략적인 구성에 대하여 특히 다음과 같은 구체적인 구조를 갖고 있는 것이다. 즉 본 발명장치는 한쪽끝이 냉각수의 공급이나 배출연결부위로되는 가요성 냉각수 안내관의 개방단이 고정구역을 따라 열교환기에 대해서 축방향으로 이동할 수 있도록된 고정장치와, 축방향이나 경우에 따라서는 원주방향운동으로 상기 냉각수안내관에 연결되어지는 냉각수안내관의 개방단에 있는 전극지지아암에 부착된 냉각수관결합장치로 구성되어지고, 또 전극고정장치에는 링플랜지의 안내겸침부를 따라서 전극고정장치위에 링플랜지를 낮춤으로서 그 개방단이 개구부내로 삽입되기 직전 최소한 축선높이에서 상기 개구부와 나란한 각도가 되도록 하는 안내부를 갖추고 있는데에 특징이 있는 것이다.

상기와 같은 고정장치는 열교환기의 표면에 접촉하여 축방향으로 움직이도록 되면서 상기 열교환기를 둘러 싸고 있는 링위에 설치되어 있고, 또 만일 전기 아아크로의 전극이 열교환기를 둘러싸며 상기 열교환기를 따라 축방향으로 이동하는 접촉장치를 갖는다면, 상기 고정장치는 상기접촉장치의 링플랜지상에 설치될 수 있다.

냉각수관결합장치는 냉각수안내관들에 연결될 수 있는 냉각수공급 및 배출관을 갖추는 경우가 있는데, 이를 위하여 냉각수관결합장치는 냉각수 안내관들이 간단히 삽입되어질 수 있도록 설계될 수도 있다.

또한, 냉각수안내관들의 개방단들은 열교환기축과 평행하게 유지시키므로써 전극이 아아크로 내측의 하부로 내려질때, 상기 개방단들은 냉각수관결합장치안에 자동으로 삽입되어지게 된다.

이런 냉각수관결합장치는 열교환기의 축에 평행한 방향으로 작동하는 2개의 개구부를 갖춘 금속블럭으로 이루어지게되는데, 이때 상기 개구부의 내부직경은 냉각수안내관들의 개방단이 축방향으로 쉽게 삽입될 수 있는 크기로 되어있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 냉각수안내관들의 개방단은 열교환기로부터 떨어진 방사상으로 유도되어져 안내판에 의하여 상호 연결되어지고, 냉각수관결합장치는 안내판의 크기와 같은 개구를 가지는데 여기서 복합전극이 전극(고정)장치를 통해 아래로 미끄러져 내려가면 상기 안내판은 냉각수관결합장치의 개구에 삽입되어지게 되며, 이렇게 상기 안내판과 냉각수관결합장치가 결합되고 나면 개방단들은 냉각수안내관의 안내판과 연결되고 다른단부들은 열교환기에 연결되어져서, 냉각수안내관들이 냉각수관결합장치에 연결된 냉각수 공급 및 배출관의 선단에 일렬로 배열되어지게 되는 것이다.

한편, 충격방지와 신뢰성이 우수한 냉각수관결합장치를 제조하기위해서는 상기 냉각수관결합장치를 충격 완충기를 통하여 전국지지아암에 설치한다음 냉각수안내관의 개구단을 연결하는 개구와 안내판을 연결하는 개구를 다른 각 부분이 연결된 후에 공기나 수압이 작용될 수 있도록 수회로를 밀봉시키므로서, 냉각수의 공급 및 방출경로인 수회로와 외부를 차단시키면 된다.

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

제1도에서부터 제2도에 도시된 장치의 동일한 부품에 대해서 동일한 번호를 사용하고 있다.

제1도 및 제2도는 복합 아아크 전극이 열교환기(1)를 도시한 것으로, 상기 열교환기는 한쪽 부분에 전극 지지아암(3)을 갖춘 전극 고정장치(4)내에 지지되어 있으며, 이 전극 고정장치(4)의 아래에 있는 열교환기 부분은 보호링(2)에 의해 감싸여 있고, 상기 전극 고정장치와 열교환기 사이에는 링플랜지(9)로 도시되어 있는 접촉장치가 설치된다. 상기 링플랜지(9)는 2개의 안내부(12,12')사이에 위치한 2개의 겹침부(10,10')를 갖추고 있고, 열교환기(1)의 상부 선단에는 중앙냉각수공급연결부(5)와 방심의 냉각수배출연결부(6)가 설치되되, 상기 연결부(5,6)는 가요성의 냉각수안내관(7,8)들을 경우하여 냉각수결합장치(17)에 모두 연결되어 있다. 상기 가요성의 냉각수 안내관(7,8)들은 링플랜지(9)에 연속하여 부착된 고정부(11,11')에 맞닿는 개방단(21)들을 갖추고 있고, 냉각수결합장치(17)는 충격흡수기(20)를 경유하여 설치판(25)상에 설치되되 상기 설치판(25)은 지지부(13)을 경유하여 전극지지아암(3)에 부착되어 있다. 또한 냉각수 결합장치(17)는 열교환기(1)의 축에 평행하게 위치한 2개의 상부 개구부(19)(19')와 열교환기(1)로부터 방사상으로 떨어져 있는 2개의 측면 개구부(18)가 형성되어 있으며, 상기 개구부들에는 상부 개구부(19,19')에 맞추어지는 개방단(21,21')과 측면개구부(18)안에 끼워진 냉각수관(15,15')의 선단(22)들이 설치되어 있다.

상기 가요성의 냉각수굴곡관(16,16')은 냉각수관(15,15')과 선단(22)들 사이에 위치하며, 미설명 부호 14는 아아크전극의 전기연결부에 설치된 버스바아(Busbar)이다.

제1도 및 제2도에 도시된 본 발명에 따른 장치의 작동은 다음과 같다.

제3도 및 제4도는 자동냉각수 결합을 위한 요구된 부분의 확대도를 도시한 것으로, 제3도는 상부 개구부(19)에 삽입되기 위하여 기다리는 상기 냉각수안내관의 개방단(21)이 대가상태에 있는 냉각수 결합장치(17)를 나타내고 있다.

상기 개방단(21)에는 제1도에 도시된 바와같이 미리 안내부(12)의 작용에 의하여 전극봉의 아래로 각위치를 수반하므로서 상기 개구단(21)이 삽입되기전에 적어도 짧은시간에 개구부(19)에 정렬된다. 개방단(21)의 정면은 공면(23)으로 폐쇄되고, 측면상에는 개구부(24)를 갖는다.

제4도에 도시된 바와같이 결합된 상태에 있어서 상기 개구부(24)는 냉각수관의 선단(22)에 맞추어 지므로서 상기 선단(22)으로부터 개방단(21)까지 냉각수의 폐쇄통로가 형성된다. 이 전달통로 즉 폐쇄통로가 완전하게 밀폐되어 결합되지 않았기 때문에, 개방단(21)에 대하여 상부 개구부(19)의 안쪽벽에는 공기압이나 수압으로 압축되는 0링의 구조물인 밀봉재(28)를 설치한다.

상기 냉각수 결합장치(17)에 4개의 보울트(27)로 고정된 저부판(31)이 설치되어 있으며, 상기 보울트(27)의 동일축상에는 나선형의 스프링(26)이 설치되어 상기 스프링(26)의 압축력이 저부판(31)의 출력을 흡수한다.

이러한 공정에 있어서, 상기 보울트(27)는 보울트헤드(27')가 빠지지 않고 설치판(25)에 형성된 각각의 구멍을 통과하도록 되어 있다.

개방단(21)은 링플랜지(9)상에 설치된 고정부(11,11')에 의하여 지지되고, 상기 수평고정부(11)는 고정구역(38)의 약

높이에서 상기 링플랜지(9)위에 위치한다. 이렇게하므로서 열교환기가 고정위치에서 가장 높거나 낮은 위치로 변한다 할지라도 요구된 냉각수안내관(7,8)의 동일한 길이를 보장할 수 있을뿐만 아니라 고정위치가 고정구역(38)내에서 자주 변하여도 팽팽하게 펴지는 냉각수안내관(7,8)의 위험을 방지할 수 있다.

제5도는 냉각수결합장치(17)의 평면도를 도시한 것으로, 냉각수관의 선단(22,22')이 상부 개구부(19,19')안으로 유입된 것을 나타내고 있다.

밀봉재(28,28')는 상부 개구부(19)안으로 자유단(21)들을 부드럽게 삽입하기 위하여 상기 상부 개구부(19,19')안으로 돌출됨이 없이 원통체 상부 개구부(19,19')의 언더컷(Undercut)내에 위치하는데, 제5도에서 도시되어 있지는 않지만 상기 밀봉재(28,28')는 개방단(21)이 연결되지 않은 상태일때 개구부의 언더컷 뒤로 구동되도록 위치한다.

제1도에서 제5도까지 본 발명의 제1실시예를 설명한 것이고 다음에 설명될 제6도에서 제10도까지는 본 발명의 제2실시예에 관한 것으로, 본 발명을 단순화시키기 위하여 제1도에서부터 제5도까지에 도시된 동일 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

제1도에 도시된 본 발명의 제1실시예에 있어서, 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21)들은 열교환기의 축에 평행하게 냉각수안내관(7)에 유입되는 반면, 제6도에 도시된 제2실시예에 있어서 냉각수안내관들은 열교환기(1)로부터 떨어져 방사상 방향으로 냉각수 결합장치(17)내에 유입된다. 그러나 이러한 방사상 방향은 결합방향이 아니고, 여기서 결합공정은 제1도에서 부터 제5도의 경우와 마찬가지로 전극고정장치를 통하여 아래쪽 방향으로 전극이 이동함에 따라 수행된다. 제7도에서 제10도는 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')이 안내판(30)에 연결된 것을 나타내는바, 제11도에 도시된 상기 안내판(30)은 코너두부분이 라운드진 사각형으로 개방단(21,21')에 설치되어 있으며, 제7도에서 제10도에 도시된 안내판(30)의 뒤로 돌출되지 않는 돌출부의 평면에 수직으로 움직이는 2개의 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')을 통하여 관통되어 있다. 냉각수 결합장치(17)에는 사각형의 개구부(19'')가 형성되어 있되, 상기 사각형의 개구부는 개방단(21)이 내려갈때 안내판(30)을 안내하기 위하여 상기 안내판(30)과 거의 비슷한 크기를 가지는 삽입턱(29)이 형성되어 있다.

안내판(30)과 개방단들이 완전히 내려진 상태에서는 상기 개방단(21)과 선단(22)이 정렬되는 상태로 사작형 개구부를 따라 상기 안내판(30)은 냉각수결합장치(17)의 저부판(31)에 얹혀지게되며, 열교환기(1)의 측면에서 냉각수결합장치는 제9도에 도시된위치로 개방단(21,21')을 낮추기 위하여 개방되어 있고, 선단(22,22')을 통하여 관통된 사각형개구부(19'')의 측벽에는 상기 선단(22,22')과 동심적으로 둘레에 링홈이 형성되어 상기 홈에 0링이 위치한다.

안내판(30)을 압축함에 의해 0링은 냉각수관(15)의 선단부(22)에서 부터 냉각수안내관의 개방단(21)까지의 냉각수통로를 대기압으로부터 밀봉하고, 상기 안내판(30)은 제12도에 도시된 바와같이 수압기계로 압축되어 진다.

또한, 제12도에는 교차선(36)에 대하여 대칭으로 냉각수결합장치(17)의 반이 도시되어 있다.

나선형스프링(33)의 복원력을 통하여 사격형개구부(19'')안에 삽입된 안내판(30)은 냉각수결합장치의 반대쪽내부벽에 대하여 플랜저(32)를 경유하여 압착되므로서, 냉각수통로는 파이프의 한쪽선단에서 부터 다른쪽 선단까지 밀봉재(28)에 의하여 밀봉된다.

수연결을 풀때 상기 안내판(30)을 풀기위하여 수압은 팽창공동(34)안에 파이프(35)를 통하여 펌프되어짐으로서, 플랜저(32)는 나선형스프링(33)을 밀게되므로 상기 사각형은 개구부(19'')에서 완전히 물러나게 된다.

더욱, 힘이 냉각수결합장치(17)의 내부벽에 대하여 안내판을 누른다면 그것은 나선형스프링(33)과 같은 힘의 영구발생에서 오는 것이고 반대로 수압시스템이 안내판의 짧은시간의 해세를 위하여 사용된다면, 냉각수통로의 신뢰성 밀봉이 보장되는 것처럼 밀봉은 수압시스템에서 야기되는 어떠한 결점에 대해서도 위험하지 않다.

본 발명은 2개의 실시예를 기초로 설명하였으나, 도면에 도시된 장치의 설계에 제한되는 것은 아니며, 냉각수결합장치의 설계를 다양하게 할 수 있는데 도면에 도시되어 있는 바오같이 밀봉장치는 외부제어에 의하여 밀봉될 수 있을뿐만 아니라, 상기 장치는 긴밀한 밀봉상태 유지하기 위하여 냉각수의 압력을 이용할 수 있으며, 이와같은 냉각수의 압력을 이용함에 의해 자동밀봉이 된다. 또한 수관의 배치는 도시된 도면에 한정되지 않고, 이러한 관들은 평행 및 중심이 같거나 혹은 각기 다른 방향이라도 무방하다.

특별한 경우에 있어서는 상기 관들을 각각 분리하거나 분리된 결합장치에 의하여 각기 연결하여도 무방하다. 또한 링플랜지가 배치된 결합장치의 부분을 절대적으로 설치할 필요가 없으며 수관의 개방단들의 완전한 삽입을 위하여 결합장치를 위한 위치수단을 갖춘 링플랜지나 혹은 어떠한 다른 지지부를 설치할 수도 있다.

Claims (10)

1. 냉각수의 공급 및 방출접속을 행하는 원통형열교환기와 나선형 니플에 의하여 열교환기에 연결된 소모 전극 및 상기 열교환기의 고정덮개부내의 고정위치에서 전극고정장치로 전극지지아암 내에 고정된 복합전극으로 이루어진 전기 아아크로 수냉식 복합전극들을 위한 자동냉각수 연결장치에 있어서, 한쪽 끝이 냉각수 공급이나 배출연결부(5,6)로 되는 가용성 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')의 고정구역(38)을 따라 열교환기(1)에 대하여 축방향으로 이동할 수 있도록 고정부(11,11')와, 축방향이나 원주방향운동으로 상기 냉각수안내관(7,8)에 연결되어지는 냉각수안내관의 개방단(21,21')에 있는 전극 지지아암(3)에 부착된 냉각수관결합장치(17)로 구성되고 전극 고정장치(4)에는 링플랜지(9)의 안내겹침부(10,10')을 따라서 전극고정장치(4)위에 링플랜지(9)를 낮춤으로서 개방단(21,21')에 개구부(19,19',19'')내로 삽입되기 직전 최소한 축선 높이에서 상기 개구부(19,19',19'')와 나란한 각도가 되도록 하는 안내부(12,12')를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 전극 아아크로의 수냉식 복합전극들에 냉각수를 연결하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정부(11,11')는 열교환기(1) 둘레에 있는 링플랜지(9)에 설치된 특징이 있는것.
3. 제2항에 있어서, 전극지지아암(3)에 있는 전극 고정장치(4)상에 얹혀지는 복합전극의 고정된 상태에서 상기 링플랜지 열교환기(1)둘레에 있는 접촉장치의 부분으로서 고정구역(38)내에 축방향으로 움직이는 특징이 있는것.
4. 제1항에 있어서, 상기 냉각수관결합장치(17)는 냉각수안내관(7,8)에 연결된 공급 및 방출의 냉각수관(15,15')을 갖춘 특징이 있는것.
5. 제1항에 있어서, 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')은 열교환기(1)에 평행한 축을 갖춘 특징이 있는 것.
6. 제1항에 있어서, 냉각수연결장치(17)의 내부에 형성된 상부 개구부(19,19')는 열교환기(1)에 평행하게 배열되고 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')이 축방향으로 삽입되는 충분한 허용오차를 가지기 위해 상기 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21') 바깥직경보다 약간 크게 형성된 특징이 있는것.
7. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 안내관(7,8)의 개방단(21,21')은 열교환기(1)로부터 방사상으로 유도되어 안내판(30)에 의해 연결되고, 냉각수연결장치(17)은 안내판(30)의 크기와 동일한 크기의 사각형개구부(19'')를 가지며, 복합전극이 전극고정장치(4)를 통하여 하강할때, 안내판(30)에 연결된 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')은 냉각수 공급 및 방출의 냉각수관(15,15')의 선단(22,22')에 정렬되므로, 상기 안내판(30)은 겹침부(10,10')와 안내부(12,12')에 의해 냉각수연결장치(17)의 사각형 개구부(19'')속으로 삽입될 수 있도록 된 특징이 있는것.
8. 제7항에 있어서, 상기 냉각수연결장치(17)는 충격흡수(20)를 통하여 전극지지아암(3)에 설치된 것을 특징으로 한것.
9. 제1항에 있어서, 상기 개구부(19,19',19'')에는 개구부(19,19',19'')에 있는 냉각수안내관(7,8)의 개방단(21,21')이 외부에 대하여 밀봉할 수 있도록 밀봉재(28,28')가 장착된 것을 특징으로 한것.
10. 제9항에 있어서, 상기 개구부(19,19',19'')의 밀봉재(28,28')는 공기압이나 수압으로 작동하도록 이루어진것을 특징으로 한것.

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