KR101322245B1 - 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치를 개시한다. 본 발명의 충돌방지장치는, 연료파쇄장비의 반발판에 고정 결합되고, 내부에 제1 격판과 제2 격판이 이격 설치된 하우징; 상기 제1 격판과 제2 격판을 관통하여 설치되며, 상기 제2 격판과 이격 배치되는 제2 스토퍼가 구비된 샤프트; 상기 하우징이 슬라이딩 가능하도록 하우징의 일측에 결합되며, 반발판의 간격 조정시 햄머와 접촉하는 헤드; 상기 제1 격판과 헤드 사이에 개재되는 형상기억합금 스프링; 상기 하우징의 타측에 결합되며, 상기 샤프트의 타격을 감지하는 로드셀이 구비된 베이스;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 햄머와 반발판의 간격 조정시 반발판이 햄머에 접촉되는 것을 미연에 방지하여 상호 간에 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치{Apparatus for protecting crash of repulsion plate in crusher}

본 발명은 용광로용 연료파쇄장비에 관한 것으로, 특히 연료파쇄장비의 반발판과 햄머 사이의 간격 조정시 양자 간에 충돌이 일어나는 것을 방지하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 용광로에서 용선의 생산 공정을 진행하기 위해 사용되는 연료로는 무연탄을 파쇄한 미분탄이 적용된다. 용광로에 투입되는 미분탄의 입도는 용광로의 노열 조정과 상관관계가 있으므로 미분탄의 입도 관리는 매우 중요하다.

예컨대, 용광로에 취입되는 미분탄은 그 입도가 규정치보다 초과시 노열의 저하를 초래하게 되고, 또한 미분의 입도가 크면 완전연소가 어려워 노열 저하 및 미분 취입배관의 마모를 가중시켜 설비사고의 요인이 된다.

반대로, 미분탄의 입도가 규정치보다 작을 경우에는 용광로의 송풍 유량에 의해 용광로 내부에서 미분이 연소되기 전 이미 연소대를 벗어나 노열의 저하를 가져오는 요인이 되고 있다.

이에 따라, 무연탄을 적정 입도로 파쇄하기 위한 일반적인 파쇄장비가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료파쇄장비(10)는 중공형의 케이싱(11) 내부에서 로터(12)에 장착되어 회전하는 복수 개의 햄머(13)를 구비하고, 햄머(13)의 외측으로는 반원형의 단면을 이루는 한 쌍의 반발판(14)이 서로 대향되게 배치되어 그 사이의 원형공간을 햄머(13)가 회전하도록 되어 있다.

또한, 각 반발판(14)의 외측 상하에는 반발판(14)의 횡방향 위치를 변위시키는 유압실린더(15)가 장착되며, 이러한 유압실린더(15)의 작동으로 햄머(13)와 반발판(14) 사이의 간격(p)이 적절하게 유지되어 파쇄하고자 하는 연료가 햄머(13)와 반발판(14)의 사이로 유입되면 연료의 종류별로 간격에 따라서 원하는 입자크기로 파쇄할 수 있는 것이다.

한편, 이와 같은 연료파쇄장비(10)는 연료를 적정 입도, 예컨대 3mm 정도로 연속해서 파쇄하게 되면 햄머(13)와 반발판(14)이 마모되고, 이로 인해 햄머(13)와 반발판(14) 사이의 간격(p)이 커지게 된다. 따라서 고른 입도의 연료를 제조하기 위해서는 적시에 햄머(13)와 반발판(14) 사이의 간격 조정작업이 필요한 것이다.

이에 따라, 기존에는 작업자가 청음봉을 이용하여 반발판(14)과 햄머(13)의 충돌음을 청취하고 육감으로 유압실린더를 작동시켜 그 사이의 간격(p)을 조정하게 된다.

그러나, 이러한 수작업에 의한 간격조정작업은 그 정확도가 현저히 낮은 것으로, 햄머(13)와 반발판(14) 사이의 간격(p)이 지나치게 좁게 조정될 경우에는 반발판과 햄머가 접촉하게 됨으로써 상호 간에 파손이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 과제는 햄머와 반발판의 간격 조정시 반발판이 햄머에 접촉되는 것을 방지하여 상호 간에 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 연료파쇄장비의 반발판에 고정 결합되고, 내부에 제1 격판과 제2 격판이 이격 설치된 하우징; 상기 제1 격판과 제2 격판을 관통하여 설치되며, 상기 제2 격판과 이격 배치되는 제2 스토퍼가 구비된 샤프트; 상기 하우징이 슬라이딩 가능하도록 하우징의 일측에 결합되며, 반발판의 간격 조정시 햄머와 접촉하는 헤드; 상기 제1 격판과 헤드 사이에 개재되는 형상기억합금 스프링; 상기 하우징의 타측에 결합되며, 상기 샤프트의 타격을 감지하는 로드셀이 구비된 베이스;를 포함하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치를 제공한다.

상기 샤프트에는 제1 스토퍼가 결합되고, 제1 격판과 제1 스토퍼 사이에 바이어스 스프링이 더 개재될 수 있다.

상기 헤드는 연성의 금속재로 이루어지고, 그 내부에는 탄성체가 개재될 수 있다.

상기 제2 격판은 고정부재를 매개로 하우징에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

상기 샤프트의 일측 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 나사산에 제2 스토퍼가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치는, 햄머와 반발판의 간격 조정시 반발판이 햄머에 접촉되는 것을 미연에 방지하여 상호 간에 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 연료파쇄장비의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 충돌방지장치의 외관을 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에 따른 충돌방지장치를 도시한 결합 단면도.
도 4는 도 2에 따른 충돌방지장치를 도시한 분해 단면도.
도 5는 도 2에 따른 충돌방지장치의 작동을 도시한 상태도.
도 6은 도 2에 따른 충돌방지장치가 구비된 연료파쇄장비에서, 햄머와 반발판의 간격조정작업을 개략적으로 도시한 상태도.

이하에서는, 본 발명에 의한 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

본 실시예의 반발판 충돌방지장치가 적용되는 연료파쇄장비는 충분한 내용적을 가지며 소정 속도로 회전하는 로터를 구비한 케이스, 로터에 방사상으로 복수 결합되어 케이스 내에서 소정의 회전 반경으로 회전하는 햄머, 햄머와 소정 간격을 두고 설치되어 햄머와 함께 실질적으로 연료를 파쇄하는 반발판, 반발판의 외측에 설치되어 반발판의 횡방향 위치를 변위 시킴으로써 반발판과 햄머 사이의 간격을 적정하게 조정하는 조정실린더를 포함한다.

여기서, 반발판은 반원형의 단면을 가지며, 한 쌍의 반발판이 햄머의 외측으로 서로 대향되도록 배치되어 그 사이의 원형공간을 햄머가 회전하도록 구성된다.

이러한 구성은 일반적인 연료파쇄장비와 대동소이하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

도 2 내지 도 4는 각각 본 실시예의 연료파쇄장비에 적용된 반발판 충돌방지장치를 도시하고 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 충돌방지장치(100)는 하우징(110), 샤프트(120), 헤드(130), 형상기억합금 스프링(140), 베이스(160)를 포함한다.

하우징(110)은 반발판의 일단에 고정 결합되는 것으로, 대략 육면체의 외관을 갖는다. 하우징(110)은 전방과 후방이 개방되어 있고, 그 내부에 샤프트(120)가 삽입 결합될 수 있도록 충분한 내용적을 갖는다. 하우징(110)의 전방에는 헤드(130)가 용접 또는 스크류 등으로 고정 결합되고, 후방에는 베이스(160)가 용접 또는 스크류 등으로 고정 결합된다.

하우징(110)의 내부에는 형상기억합금 스프링(140)의 탄발력을 구속하는 제1 격판(111)이 수직으로 결합된다. 제1 격판(111)의 중앙에는 샤프트(120)가 관통될 수 있도록 축공이 형성된다. 제1 격판(111)은 후술하는 제1 스토퍼(121)와 함께 바이어스 스프링(150)의 탄발력을 구속하는 역할도 한다. 하우징(110)의 내부에는 제1 격판(111)과 소정 간격을 두고 제2 격판(112)이 스크류 등의 고정부재를 이용하여 착탈 가능하게 결합된다. 제2 격판(112)은 후술하는 스토퍼를 간섭하여 형상기억합금 스프링(140)의 탄발 거리를 제어한다.

샤프트(120)는 소정 길이의 원통형으로 이루어지며, 하우징(110)의 내부에 수평 방향으로 삽입되는 한편 그 선단은 헤드(130)에 고정 결합되고, 후단은 후술하는 로드셀과 간섭되도록 위치된다.

샤프트(120)는 헤드(130)에 압입될 수도 있고, 또는 그 선단 외주면에 숫나사산을 형성하고 헤드(130)에는 암나사산을 형성함으로써 상호 간에 나사 결합될 수도 있다.

샤프트(120)의 대략 중간의 외주면에는 제1 스토퍼(121)가 고정 결합되며, 제1 스토퍼(121)는 제1 격판(111)과 함께 후술하는 바이어스 스프링(150)의 탄발력을 구속한다. 또한, 샤프트(120)의 후방에는 제2 격판(112)과 설정 거리만큼 이격되도록 제2 스토퍼(122)가 착탈 가능하게 결합된다. 예컨대, 샤프트(120)에 나사산을 형성하고 이에 대응되도록 제2 스토퍼(122)는 나사 결합되는 방식이 적용될 수 있다. 제2 스토퍼(122)는 형상기억합금 스프링(140)의 탄발시 제2 격판(112)에 간섭됨으로써 피스톤의 이동에 제약을 부여한다.

각각의 스토퍼는 중앙에 샤트프가 삽입될 수 있도록 축공이 형성된 원판 형태로 이루어질 수 있다. 조립 편의성을 위해 스토퍼는 하우징(110)의 내부와 소정의 틈을 갖는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

헤드(130)는 하우징(110)의 선단에 고정 결합되며, 반발판의 간격 조정시 햄머와 접촉하게 된다. 따라서, 헤드(130)의 단부는 원호 형상으로 이루어지고 햄머와의 접촉시 충돌 압력에 의해 균열 또는 파손되지 않도록 연성의 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

헤드(130)의 일측에는 하우징(110)의 선단이 자유롭게 슬라이딩 가능하게 결합되도록 슬라이드홈(131)이 형성된다. 또한, 헤드(130)의 내부에는 헤드(130)에는 샤프트(120)의 선단이 결합되도록 축홈(132)이 형성되며, 전술한 바와 같이 이 축홈에 샤프트(120)가 압입 결합되거나, 또는 축홈의 내주면에 암나사산을 형성하고 샤프트(120)의 선단 외주면에 숫나사산을 형성하여 상호 간에 나사 결합될 수도 있다. 더불어, 헤드(130)에는 완충홈이 형성되고, 이 완충홈에는 햄머와의 충돌시 충격을 완화하고 헤드(130)의 변형을 방지할 수 있도록 충분한 탄성력 및 복원력을 갖는 탄성체(133)가 삽입 결합되는 것이 바람직하다. 예컨대, 탄성체로는 고무가 적용될 수 있다.

형상기억합금 스프링(140)은 헤드(130)와 제1 격판(111) 사이의 샤프트(120) 외주면에 코일 스프링의 형태로 결합된다. 형상기억합금 스프링(140)은 변형 상태에서 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 스프링으로서, 예컨대 니켈-티타늄 합금, 구리-아연-알루미늄 합금이 실용화되었다.

한편, 본 실시예에서는 제1 격판(111)과 제2 격판(112) 사이의 샤프트(120) 외주면에 제1 스토퍼(121)가 고정 결합될 수 있고, 제1 격판(111)과 제1 스토퍼(121) 사이에는 바이어스 스프링(150)이 탄발 가능하도록 결합될 수 있다. 바이어스 스프링(150)은 형상기억합금 스프링(140)의 원상 복귀시 그 복원력을 보조함으로써 보다 신속한 복원이 이루어질 수 있도록 한다.

베이스(160)는 대략 평판형으로 이루어지며, 하우징(110)의 후단에 용접 또는 스크류 등을 이용하여 고정 결합된다.

베이스(160)의 내측면에는 샤프트(120)와 대응 위치되도록 로드셀(Load cell)(161)이 구비된다. 로드셀(161)은 샤프트(120)와의 접촉시 그 충격력을 감지하고, 이에 대한 신호를 설비의 작동을 제어하는 제어부(도시 생략)로 전송한다.

도 2 및 도 3에서 미설명 부호 (141)은 제어부의 신호에 따라 형상기억합금 스프링에 열을 가하는 열선이고, (163)은 로드셀의 신호를 제어부로 전송하는 신호전송라인이다.

이와 같이 구성된 충돌방지장치를 이용하여 햄머와 반발판 간의 간격조정작업을 진행하는 과정을 도 5 및 도 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 5의 위쪽 도면과 같이 압축된 상태, 즉 설정온도(예컨대, 대기온도) 이하의 상태에서 형상기억합금 스프링(140)이 수축되고 바이어스 스프링(150) 또한 압축상태를 유지함에 따라 헤드(130)는 도 5 및 도 6에 도시된 햄머의 외측 괘적선(Ⅰ)에 위치하게 되고, 샤프트(120)는 로드셀(161)을 압착하게 됨으로써 간격조정작업 준비상태를 유지한다.

이 상태에서 햄머와 반발판(14) 간의 간격을 조정할 필요가 있을 경우, 먼저 열선에 신호를 인가하여 형상기억합금 스프링(140)에 형상기억 온도를 벗어나는 열을 가하게 되면 바이어스 스프링(150)의 탄발력을 극복하여 형상기억합금 스프링(140)이 설정된 길이로 신장되며, 이에 따라 헤드(130)는 도 5 및 도 6의 내측 괘적선(Ⅱ)까지 소정 거리, 예컨대 본 실시예에서는 3mm 이동하게 된다.

다음으로, 조정실린더를 작동시켜 반발판을 소정 거리 이동시켜 햄머와 반발판(14) 간의 간격이 좁혀지도록 한다. 이때 최초로 햄머의 일부분이 헤드(130)를 타격하게 되면, 이 타격에 의해 헤드(130)와 결합된 샤프트(120)의 후단이 로드셀(161)을 타격하게 되며, 로드셀(161)은 그 타격 상태를 검출한다.

이와 같이 로드셀(161)이 타격 상태를 검출하게 되면 그 신호를 전달받은 제어부(도시 생략)는 반발판의 간격조정작업을 정지시킴으로써 햄머와 반발판이 충돌되는 설비사고를 미연에 방지할 수 있다.

반발판의 간격조정작업이 완료되면 열선에 인가된 신호를 "OFF"함으로써 형상기억합금 스프링(140)은 최초에 기억시킨 길이로 압축되면서 원상으로 복귀되어 대기상태를 유지하게 된다. 이때, 바이어스 스프링(150)의 탄발력에 의해 형상기억합금 스프링(140)은 보다 신속하게 원래 기억된 길이로 원상 복귀될 수 있다.

100 ; 충돌방지장치 110 ; 하우징
1110 ; 제1 격판 112 ; 제2 격판
120 ; 샤프트 121 ; 제1 스토퍼
122 ; 제2 스토퍼 130 ; 헤드
131 ; 슬라이드홈 132 ; 축홈
133 ; 탄성체 140 ; 형상기억합금 스프링
150 ; 바이어스 스프링 160 ; 베이스
161 ; 로드셀

Claims (5)

1. 연료파쇄장비의 반발판에 고정 결합되고, 내부에 제1 격판과 제2 격판이 이격 설치된 하우징;
   상기 제1 격판과 제2 격판을 관통하여 설치되며, 상기 제2 격판과 이격 배치되는 제2 스토퍼가 구비된 샤프트;
   상기 하우징이 슬라이딩 가능하도록 하우징의 일측에 결합되며, 반발판의 간격 조정시 햄머와 접촉하는 헤드;
   상기 제1 격판과 헤드 사이의 샤프트 외주면에 코일 형태로 결합되며, 열선에 의해 열을 공급받는 형상기억합금 스프링;
   상기 하우징의 타측에 결합되며, 상기 샤프트의 타격을 감지하는 로드셀이 구비된 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트에는 제1 스토퍼가 결합되고, 제1 격판과 제1 스토퍼 사이에 바이어스 스프링이 더 개재되는 것을 특징으로 하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 헤드는 연성의 금속재로 이루어지고, 그 내부에는 탄성체가 개재되는 것을 특징으로 하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 격판은 고정부재를 매개로 하우징에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트의 일측 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 나사산에 제2 스토퍼가 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료파쇄장비의 반발판 충돌방지장치.

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