KR100825610B1 - 적열 코크스 소화설비의 배수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적열 코크스 소화시에는 드레인 밸브를 닫아서 살수되는 물의 유량 및 수압을 상승시켜 집중, 침적 살수를 가능하게 하고, 살수용 전동밸브를 닫은 후에는 메인 라인에서 살수라인으로 유입되는 물을 모두 배수시켜 수분 상승의 원인이 되는 잔수를 차단하기 위한 적열 코크스 소화설비의 배수장치에 관한 것이다.
본 발명은 소화탑에 진입된 소화차상에 적재된 적열 코크스에 대하여 메인 라인에 연결된 다수개의 살수 노즐로 살수한 후 잔류된 물을 드레인 라인을 통하여 배수시키는 배수장치에 있어서, 상기 드레인 라인 하부에 설치되어 잔류하는 물을 배수하는 드레인 밸브와; 상기 드레인 라인 상부에 연결되어 유입되는 유체에 의하여 승하강되는 피스톤이 내장된 에어 벤트와; 상기 에어 벤트와 연결되어 물을 저장하는 워터 탱크와; 상기 워터 탱크의 하부와 연결되고 피스톤의 승하강에 의하여 개폐되는 워터 탱크 드레인 밸브 및; 상기 워터 탱크로부터 유출된 물을 저장하고 일정량 이상의 물이 저장되면 하강되면서 저장된 물을 배수시키는 한편 드레인 밸브를 개방하는 드레인 밸브 오픈용 버케트를 포함하여 이루어진다.
적열 코크스, 살수, 살수용 전동밸브, 드레인 밸브
Description
도 1은 종래의 적열 코크스 소화설비의 구성도.
도 2a는 적열 코크스가 적재된 상태도.
도 2b는 드레인 밸브를 오픈 후 적재된 적열 코크스의 살수 상태도.
도 2c 드레인 밸브를 닫은 후 적재된 적열 코크스의 살수 상태도.
도 3은 본 발명에 의한 배수장치의 전체 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 배수장치의 살수 소화 중 작동 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 배수장치의 소화 후 작동 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 배수장치의 분해 사시도.
도 7의 본 발명의 배수장치에 의한 작동 순서를 나타내는 흐름도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 소화탑 20 : 워터 탱크
30 : 소화차 40 : 메인 라인
50 : 살수 노즐 60 : 드레인 라인
70 : 드레인 밸브 100 : 드레인 밸브
110 : 에어 벤트 111 : 피스톤
112 : 워터 탱크 드레인 조절바 113 : 상부 파이프
114 : 하부 파이프 120 : 워터 탱크
121 : 지지대 122 : 하부 파이프
123 : 오버 플로우 파이프 130 : 워터 탱크 드레인 밸브
131 : 워터 탱크 드레인 밸브 레버 132 : 웨이트
133 : 구멍 134 : 핀
135 : 레버 오픈장치
140 : 드레인 밸브 오픈용 버케트 141 : 'F'형 브라켓
142 : 드레인 하우징 143 : 스프링
144 : 댐퍼 145 : 터치바
150 : 피니언 기어 151 : 고정 베이스
152 : 베어링 하우징 153 : 피니언 기어 샤프트
154 : 커플링 155 : 베어링
156 : 유동 방지 롤러 157 : 베어링
158 : 기어 159 : 스프링
160 : 랙 기어 161 : 체결 해제 위치
본 발명은 코크스 오븐에서 생산된 적열 코크스를 물로 살수하여 소화하는 소화설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적열 코크스 소화시에는 드레인 장치를 닫음에 따라 배수되는 물을 차단함으로써 살수시 유량 및 수압을 상승시켜 집중, 침적 살수를 가능하게 하고, 살수용 전동밸브 닫은 후에는 메인 라인에서 살수라인으로 유입되는 물을 모두 배수시킴으로써 수분 상승의 원인이 되는 잔수를 차단하여 코크스의 수분 안정을 도모하는 적열 코크스 소화설비의 살수조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 적열 코크스의 소화설비란 코크스 오븐에서 생산된 적열 코크스에 물을 살수하여 소화하는 설비이다.
종래의 적열 코크스의 소화설비는 도 1의 종래의 적열 코크스 소화설비의 구성도에 도시된 바와 같이, 워터 펌프가 침전지에서 물을 펌핑하여 높이가 18m되는 소화탑(10)에 설치되어 있는 60㎥×2EA 의 워터 탱크(20)로 보내지면 적열 코크스를 적재한 소화차(30)가 진입시 자동으로 살수용 전동밸브가 작동하여 정해진 살수 시간만큼 600mm의 메인 라인(40)으로 물을 보내어 11열 42개의 살수 노즐(50)에서 살수용 냉각워터가 적열 코크스를 살수 소화하는 방식을 채택하고 있다.
그러나 이와 같은 종래의 소화설비를 사용하는 경우 메인 라인(40)에 200mm의 드레인 라인(60)이 설치되는데, 이 드레인 라인(60)의 유량을 조절하는 드레인 밸브(70)의 조작은 수동레버 방식이므로, 개방 상태 또는 닫은 상태가 항상 고정되어 있어 도 2a의 적열 코크의 적재 상태도에 도시된 바와 같이 적재함(31)에 경사지게 적재된 적열 코크스(32)에 대하여 드레인 밸브(70)를 개방한 후 살수시에는 배수되는 유량이 많아 적열 코크스 소화시간의 증가와 완전한 침적살수가 이루어지지 않으므로 도 2b의 드레인 밸브를 개방한 후 살수 상태도에 도시된 바와 같이, 물(33)의 수면 위로 침적되지 않은 적열 코크스(32)에 의하여 빈번하게 잔화가 발생되므로 와프 배출시 워터 스프레이가 또 다시 이루어져야 하는 문제점이 있었다.
또한, 살수용 전동밸브를 닫은 후 소화시에는 메인 라인(40)에 있는 물이 드레인 라인(60)으로 유입되어 살수 노즐(50)에서 잔수가 흐르지 않아야 하는데 메인 라인(40)의 물을 배수시키는 드레인 밸브(70)가 닫혀 있으므로 살수 종료 후 홀딩 시간에도 메인 라인(40)의 물이 계속 살수 라인으로 유입되어 도 2c의 드레인 밸브가 닫힌 때의 살수 상태를 도시한 바와 같이, 소화가 완료된 코크스의 수분 상승의 요인이 되어 안정된 품질의 코크스를 확보할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 적열 코크스에 살수시에는 물이 배수되지 않게 함과 동시에 살수되는 물의 유량을 최대화하기 위하여 적열 코크스를 적재한 소화차가 소화탑으로 진입시 피니언 기어에 의하여 드레인 밸브가 연동하여 닫히고, 살수를 종료한 후 잔류하던 물이 적열 코크스로 유입되는 것을 방지하기 위하여 잔류하는 물이 저장된 드레인 밸브 오픈용 버케트의 하강과 연동하여 드레인 밸브가 개방되게 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적열 코크스 소화설비의 배수장치 는, 소화탑에 진입된 소화차상에 적재된 적열 코크스에 대하여 메인 라인에 연결된 다수개의 살수 노즐로 살수한 후 잔류된 물을 드레인 라인을 통하여 배수시키는 배수장치에 있어서,
상기 드레인 라인 하부에 설치되어 잔류하는 물을 배수하는 드레인 밸브와; 상기 드레인 라인 상부에 연결되어 유입되는 유체에 의하여 승하강되는 피스톤이 내장된 에어 벤트와; 상기 에어 벤트와 연결되어 물을 저장하는 워터 탱크와; 상기 워터 탱크의 하부와 연결되고 피스톤의 승하강에 의하여 개폐되는 워터 탱크 드레인 밸브 및; 상기 워터 탱크로부터 유출된 물을 저장하고 일정량 이상의 물이 저장되면 하강되면서 저장된 물을 배수시키는 한편 드레인 밸브를 개방하는 드레인 밸브 오픈용 버케트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 드레인 밸브는, 소화차의 후단에 설치된 랙 기어에 치합된 피니언 기어의 정회전시에만 연동되는 커플링의 정회전에 의하여 닫히고, 드레인 밸브 오픈용 버케트의 하강시 드레인 밸브 측면과 연결된 'F'형 브라켓의 역회전에 의하여 개방되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 에어 벤트는, 드레인 라인을 통하여 하부로 공급된 유체에 의하여 승하강되는 중공의 피스톤이 내장되고, 피스톤의 상단에 고정 설치된 워터 탱크 드레인 조절바의 하단이 워터 탱크 드레인 밸브에 연결되어 워터 탱크 드레인 밸브를 개폐하도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 워터 탱크는, 에어 벤트의 상부와 연결되고, 상부 측면에는 오버 플로우되는 물을 배수하는 오버 플로우 파이프가 연결 설치되어 구성됨 을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 드레인 밸브 오픈용 버케트는, 그 외주면 상부에 'F'형 브라켓이 회동가능하게 설치되어 드레인 밸브 오픈용 버케트의 하강시 드레인 밸브를 개방하고, 드레인 밸브 오픈용 버케트의 하부면에는 댐퍼가 내장된 드레인 하우징이 연결되어 드레인 밸브 하부의 드레인 라인 측면에 고정된 터치바가 댐퍼를 상승시켜 잔류하는 물을 배수하도록 구성됨을 특징으로 한다.
이하에서는 상기 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 배수장치의 전체 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 배수장치의 살수 소화 중 작동 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 배수장치의 소화 후 작동 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 배수장치의 분해 사시도이다.
본 발명은 크게 드레인 라인(60) 하부에 설치되어 살수하고 남은 물을 배수하는 드레인 밸브(100)와, 드레인 라인(60) 상부와 하부면이 파이프로 연결된 에어벤트(110)과, 에어벤트의 측방으로 연결된 워터 탱크(120)와, 워터 탱크(120)의 하부와 연결된 워터 탱크 드레인 밸브(130)와, 워터 탱크(130)로부터 물이 유입되어 드레인 밸브(100)에 연결된 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)로 구성된다.
먼저, 상기 드레인 밸브(100)는 소화차(30)의 후단에 설치된 랙 기어(160)에 치합된 피니언 기어(150)의 정회전시에만 연동되는 커플링(154)의 정회전에 의하여 닫히고, 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 하강시 드레인 밸브(100) 측면과 연결된 'F'형 브라켓(141)의 역회전에 의하여 오픈되도록 구성된다.
다음으로, 상기 에어 벤트(110)는 소화탑의 메인 라인(40)보다 낮은 위치에 설치되어 있되 살수라인에 잔류하는 공기 및 물의 힘에 의하여 피스톤(111)이 상하로 작동하도록 드레인 라인(60) 상부에 설치되어 있고, 에어 벤트(110)의 내부에서 승하강되는 피스톤(111)은 중공이 형성되어 유입되는 유체에 의하여 원활하게 승하강된다.
그리고 상기 에어 벤트(110)의 측면은 지지대(113)에 의하여 드레인 라인(60)의 측면에 고정 설치되고, 에어 벤트(110)의 하부면은 하부 파이프(114)에 의하여 드레인 라인(60)과 연결된다.
이때, 상기 피스톤(111)의 상부면에는 가볍고 견고한 특수 재질로 되어 있는 워터 탱크 드레인 조절바(112)가 부착되어 측방 하부를 향하도록 절곡되어 있고, 워터 탱크 드레인 조절바(112)의 하부에는 워터 탱크(120)에 저장된 물을 배수하는 워터 탱크 드레인 밸브(130)에 연결되어 있다.
다음으로, 상기 워터 탱크 드레인 밸브(130)는 하부에 웨이트(132)가 설치된 워터 탱크 드레인 밸브 레버(131)로 이루어져 있고, 워터 탱크 드레인 조절바(112)를 타고 움직일 수 있도록 워터 탱크 드레인 밸브 레버(131)의 중간에 구멍(133)이 형성되어 핀(134)으로 연결되어 있어, 워터 탱크 드레인 밸브 레버(131)과 워터 탱크 드레인 조절바(112)에 가해지는 충격이 최소화된다.
그리고, 상기 워터 탱크 드레인 조절바(112) 하단의 약 1000㎜ 상부에는 레버 오픈장치(135)가 설치되어 워터 탱크 드레인 조절바(112)와 함께 승하강되어 워터 탱크 드레인 밸브를 개폐시키게 된다.
한편, 소화차(30)의 후미 좌측에는 피니언 기어(150)를 작동시키는 랙 기어(160)가 설치되며, 랙 기어(160)에 의하여 회전되는 피니언 기어(150)는 드레인 라인(60) 측면에 설치되어 있는 2개의 고정 베이스(151) 상부에 베어링 하우징(152)으로 고정되어 있으며, 드레인 밸브(100)의 샤프트와 피니언 기어 샤프트(153)는 정회전시에만 체결되는 커플링(154)으로 연결되어 있고, 커플링(154) 내부에 베어링(155)이 삽입되어 피니언 기어 샤프트(153)와 유동 방지 및 원활한 회전이 이루어지도록 구성된다.
상기 피니언 기어(150) 하부에는 랙 기어(160)가 피어언 기어(150)를 회동시킬 때 체결이 원활하게 이루어지도록 유동 방지 롤러(156)가 베어링(157)으로 고정되어 설치되어 있다.
상기 드레인 밸브(100)와 피니언 기어(150)를 연결하는 커플링(154)은 총 4개의 기어(158)가 설치되어 있고, 기어(158)의 하부에는 스프링(159)이 내장되어 역회전시에는 피니언 기어(150)와 체결이 되지 않고, 정회전시에만 체결이 되도록 도 5 및 도 6과 같이 설치된다.
마지막으로 상기 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)는 특수 플라스틱의 재질로 이루어지며, 그리고 드레인 밸브(100)의 우측에 연결되어 드레인 밸브(100)를 개방시키도록 'F'형 브라켓(141)이 특수 플라스틱 재질의 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 외주면을 삽입하여 고정 설치된다.
그리고 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 하부면에 연결 설치된 드레인 하우징(142)에는 스프링(143)이 내장되어 댐퍼(144)를 압착하고 있으며, 워터 탱크(120) 하부 측면에 연결된 하부 파이프(121)를 타고 내려온 물이 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)에 충만되어 수직 하강되면 드레인 라인(60)의 하부 측면에 고정 설치된 터치바(145)가 댐퍼(144)를 위로 상승시켜 물이 드레인 밸브(100)를 통하여 배수되도록 설치된다.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 도 7의 본 발명의 배수장치에 의한 작동 순서를 나타내는 흐름도를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 소화탑(10)에 적열 코크스를 적재한 소화차(30)가 진입시 소화용 전동밸브가 자동으로 작동되며, 소화차(30) 후미 일측에 설치되어 있는 랙기어(160)가 피어언 기어(150)를 회전시켜 소화차(30)가 진입되고, 피니언 기어(150)와 드레인 밸브(100)를 연결시키며 정회전시에만 체결되는 커플링(154)이 회전하게 되면 드레인 밸브(100)는 닫히게 되고, 드레인 밸브(100)의 타측에 설치된 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)는 상승되어 고정된다.
이와 같이 소화차(30)의 진입이 완료되면, 피니언 기어(150)와 랙 기어(160)의 체결 해제 위치(161)에 오게 되어 피니언 기어(150)는 무부하 상태로 대기하게 된다.
다음으로 드레인 밸브(100)가 닫히게 되는 시점에서 메인 라인(40)에 잔류하는 공기를 수반한 물의 살수가 진행되며, 드레인 라인(60) 상부에 연결된 에어 벤트(110)의 피스톤(111)을 상승시키면 피스톤(111) 상부면에 연결 설치된 워터 탱크 드레인 조절바(112) 하부에 설치된 워터 탱크 드레인 밸브(130)의 워터 탱크 드레인 밸브 레버(131)가 도 5에 도시된 바와 같이 닫힌 위치에 있게 된다.
이때 에어 벤트(110)를 통과한 물은 상부 파이프(121)를 통하여 워터 탱크(120)에 유입되고, 살수용 전동밸브가 닫히면 에어 벤트(110)의 피스톤(111)이 다운되고, 이와 연결된 워터 탱크 드레인 조절바(112)도 함께 다운되고, 워터 탱크 드레인 조절바(112)의 하부에 설치된 웨이트(132)의 무게와 레버 오픈장치(135)에 의하여 워터 탱크(120)의 배수가 시작되며, 배수된 물이 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)에 유입된다.
상기 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)에 일정량의 물이 충만되면 자중에 의하여 다운됨과 동시에 드레인 밸브(100)는 개방되며, 커플링(154)에 연결된 피니언 기어(150)는 역으로 공회전하고 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)에 충만되었던 물은 드레인 하우징(142)에 삽입된 댐퍼(144)가 개방되면서 모두 배수된다.
다음으로 소화용 전동밸브를 닫은 후 홀딩타임이 경과하면 소화차(30)는 주행하여 소화탑(10)을 나가는데 후미에 연결된 랙 기어(160)가 피니언 기어(150)를 역회전시키며 주행하고, 피니언 기어 샤프트(153)와 연결된 커플링(154)은 드레인 밸브(100)와 체결되지 않게 된다.
이와 같은 작동 순서를 반복함으로써 살수 조절을 완료하게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 적열 코크스 소화설비의 배수장치를 사용하면 종래의 드레인 밸브의 수동 레버 방식과 같이 개방 상태 및 닫힌 상태가 고정되어 있지 않고, 소화차의 진입시 드레인 밸브가 닫히게 함으로써 단시간내에 살수되는 유량을 증가시켜 집중, 침적 살수함으로써 잔화 발생을 최소화할 수 있다.
또한 소화용 전동밸브의 닫히는 시점에 맞추어 드레인 밸브를 개방함으로써 적열 코크스에 살수한 후 메인 라인에 잔류하는 물을 모두 배수시킴으로써 코크스 수분 상승 요인을 개선하여 코크스의 품질 향상과 원가 절감에 현저한 효과가 있게 된다.
Claims (5)
- 소화탑(10)에 진입된 소화차(30)상에 적재된 적열 코크스에 대하여 메인 라인(40)에 연결된 다수개의 살수 노즐(50)로 살수한 후 잔류된 물을 드레인 라인(60)을 통하여 배수시키는 배수장치에 있어서,상기 드레인 라인(60) 하부에 설치되어 잔류하는 물을 배수하는 드레인 밸브(100)와; 상기 드레인 라인(60) 상부에 연결되어 유입되는 유체에 의하여 승하강되는 피스톤(111)이 내장된 에어 벤트(110)와; 상기 에어 벤트(110)와 연결되어 물을 저장하는 워터 탱크(120)와; 상기 워터 탱크(120)의 하부와 연결되고 피스톤(111)의 승하강에 의하여 개폐되는 워터 탱크 드레인 밸브(130) 및; 상기 워터 탱크(120)로부터 유출된 물을 저장하고 일정량 이상의 물이 저장되면 하강되면서 저장된 물을 배수시키는 한편 드레인 밸브(100)를 개방하는 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치.
- 제1항에 있어서, 상기 드레인 밸브(100)는 소화차(30)의 후단에 설치된 랙 기어(160)에 치합된 피니언 기어(150)의 정회전시에만 연동되는 커플링(154)의 정회전에 의하여 닫히게 되고, 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 하강시 드레인 밸브(100) 측면과 연결된 'F'형 브라켓(141)의 역회전에 의하여 열리게 되도록 구성됨을 특징으로 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치.
- 제1항에 있어서, 상기 에어 벤트(110)는 드레인 라인(60)을 통하여 하부로 공급된 유체에 의하여 승하강되는 중공의 피스톤(111)이 내장되고, 피스톤(111)의 상단에 고정 설치된 워터 탱크 드레인 조절바(112)의 하단이 워터 탱크 드레인 밸브(130)에 연결되어 워터 탱크 드레인 밸브(130)를 개폐하도록 구성됨을 특징으로 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치.
- 제1항에 있어서, 상기 워터 탱크(120)는 에어 벤트(110)의 상부와 연결되고, 상부 측면에는 오버 플로우되는 물을 배수하는 오버 플로우 파이프(123)가 연결 설치되어 구성됨을 특징으로 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치.
- 제1항에 있어서, 상기 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)는 그 외주면 상부에 'F'형 브라켓(141)이 회동가능하게 설치되어 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 하강시 드레인 밸브(100)를 개방하고, 드레인 밸브 오픈용 버케트(140)의 하부면에는 댐퍼(144)가 내장된 드레인 하우징(142)이 연결되어 드레인 밸브(100) 하부의 드레인 라인(60) 측면에 고정된 터치바(145)가 댐퍼(144)를 상승시켜 잔류하는 물을 배수하도록 구성됨을 특징으로 하는 적열 코크스 소화설비의 배수장치.
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| US4053068A (en) * | 1976-08-30 | 1977-10-11 | Koppers Company, Inc. | Apparatus for transferring hot coke into a coke quenching car |
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Patent Citations (3)
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| US4025395A (en) * | 1974-02-15 | 1977-05-24 | United States Steel Corporation | Method for quenching coke |
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