KR101651264B1 - 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치 - Google Patents
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Abstract
휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 회전형 축열식 연소장치에 적용된 회전형 풍량풍향 전환장치를 구동함에 있어 기존 체인 및 벨트 형식의 연속식 구동장치의 단점인 구동시 미처리 가스의 대기배출로 인한 대기오염 및 처리효율 저하를 개선하기 위하여 회전휠의 회전운동을 푸시로드를 통해 직선왕복운동으로 바꿔준 후 래칫기어를 한 스텝식 회전시켜 축선상에 대해 12개의 챔버로 나뉜 챔버중 다음 챔버로의 이동은 래칫기어중 1치의 회전으로 연동하여 이동하게 한 구동방법을 채택하여 푸시로드가 전진, 멈춤, 후진, 멈춤의 사이클로 작동하게 신속 정확한 다음 챔버로의 이동 및 정지를 통한 안정적인 연소와 입구가스의 연소전 대기중에 휘발됨을 저감하여 연소효율을 증대코자 한 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치에 관한 것이다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 회전형 축열식 연소장치에 적용된 회전형 풍량풍향 전환장치를 구동함에 있어 기존 체인 및 벨트 형식의 연속식 구동장치의 단점인 구동시 미처리 가스의 대기배출로 인한 대기오염 및 처리효율 저하를 개선하기 위하여 회전휠의 회전운동을 푸시로드를 통해 직선왕복운동으로 바꿔준 후 래칫기어를 한 스텝식 회전시켜 축선상에 대해 12개의 챔버로 나뉜 챔버중 다음 챔버로의 이동은 래칫기어중 1치의 회전으로 연동하여 이동하게 한 구동방법을 채택하여 푸시로드가 전진, 멈춤, 후진, 멈춤의 사이클로 작동하게 신속 정확한 다음 챔버로의 이동 및 정지를 통한 안정적인 연소와 입구가스의 연소전 대기중에 휘발됨을 저감하여 연소효율을 증대코자 한 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치에 관한 것이다.
Description
본 실시예는 휘발성 유기화합물을 산화 처리하는 회전형 축열식 연소장치에 적용되는 휘발성 유기 화합물 연소시스템의 구동장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하 VOC라 함) VOC는 유기화합물질 가운데 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만의 탄화수소 화합물을 통칭하며, 대기물질 관리에서는 질소화합물과 광화학 반응에 의해 오존 및 광화학 산화물을 형성하는 전구물질(Precursor)로 정의되고 있다.
VOC는 유해 대기물질, 악취의 원인물질로 인체에 대한 유해성을 갖는 것 이외에도 광화학반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생 등의 원인물질로 대기 환경오염을 일으키는 문제점이 있다.
VOC를 사용하는 공장에서 발생하는 VOC를 흡입하여 첨단소재인 세라믹을 충진한 축열층을 통과시켜 연소실에서 760~850℃로 VOC를 연소시켜 정화하는 축열식 연소장치와 축열층을 추가하여 축열성능을 이용하면서도 축열설비의 반응온도 760~850℃ 보다 낮은 촉매 연소온도 200~400℃에서 VOC를 연소시키는 축열식 촉매 연소장치가 있으며, 이때 축열식 연소장치와 축열식 촉매연소장치의 내부에 세퍼레이터를 구비하고, 그 세퍼레이터의 내부 중심에서 회전하며 연속적으로 VOC의 공급이 이루어져 항상 축열층과 촉매층의 절반은 예열되고, 절반은 열 을 회수하는 역할을 반복하여 불필요한 에너지의 낭비를 방지하고, VOC의 완전연소가 이루어짐으로써 연소장치의 효율을 향상시킨 회전형 로터에 의해 풍량풍향을 분배하는 연소장치이다.
도 1은 일반적인 휘발성 유기화합물의 연소시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 VOC 연소산화장치는 축열식 연소장치(2)의 원통형 하우징(4) 하부 일측에 유입덕트(6)가 구비되어 휘발성 유기화합물을 취급하는 공장으로부터 유해가스가 유입실(8)로 유입되도록 하고, 그 유입된 유해가스는 축열식 연소장치(2)의 내부에 구비된 풍량풍향 전환장치(10)의 로터(12)에 형성된 유입구(14)상에 위치한 가스분배실(15)에서 각 챔버(21)로 공급되면 세퍼레이터(16), 촉매층(18), 축열층(20)을 거쳐 연소실(22)로 보내져 버너(24)에 의해 휘발성 유기화합물이 연소되게 된다.
한편, 연소실(22)에서 유해가스의 연소가 완료된 청정공기는 로터(12)의 배출구측에 위치한 챔버들을 축열층(20), 촉매층(18), 세퍼레이터(16)를 거쳐 승온된 후 배출구나 로터(12)가 장착된 중공축(27)을 통과하여 하우징(4)의 배출덕트(28)를 통해 대기중으로 배출된다.
또한, 풍량풍향 전환장치(10)의 로터(12)는 기어모터나 스텝모터(30)에 의해 대략 4RPM 정도의 저속으로 회전하며, 하우징(4)의 하부 12개의 챔버에 맞게 구멍을 뚫은 분할플레이트의 하측에 기밀하게 설치되어 회전하게 된다.
로터(12)에는 중심축선상에 배출구(26)의 일부를 거쳐 중공축(27)이 설치되고 있으며, 중공축(27)의 하단에 기어모터나 스텝모터(30)의 동력을 전달받아 회전하게 벨트나 체인으로 연결된다. 이에 따라 로터(12)의 유입구(14) 영역은 계속 변하고, 유입구(14) 영역에 위치한 챔버(21)들의 변경 또한 자연적으로 바꾸어지게 된다.
따라서 풍량풍향 전환장치(10)의 중공축(27)이 일정한 속도로 연속적으로 회전시키도록 함으로서, 유해가스인 VOC가 불완전 연소된 상태로 배출되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 VOC 연소산화시스템의 구동장치가 다양하게 개발되고 있으며, 그 중 일예를 들어 설명하면 모터의 회전운동은 내측으로 장공을 갖춘 푸시로드에 의해 직선운동으로 전환되어 스프링을 연결한 걸림돌기부와 지지가이더로 이루어진 푸셔에 전달되고, 푸셔는 중공축에 설치된 래칫기어를 회전시키도록 구동장치가 이루어져 있다.
그러나, 이와 같은 구동장치는 직선운동으로 인하여 힘이 크게 전달되는 반면에 래칫기어를 직접적으로 회전시키는 걸림돌기부는 스프링이 연결되어 스프링의 탄성력에 따라 걸림돌기부가 래칫기어를 역회전시키는 문제점이 있고, 또 래칫기어가 마모되어 푸셔와 래칫기어간에 접촉이 불안정한 문제점이 있다.
이에 본 발명의 실시예들은 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 래칫기어를 직접적으로 회전시키는 걸림돌기부에는 스프링이 연결되어 있어 스프링의 탄성력에 따라 걸림돌기부가 래칫기어를 역회전시키는 문제점을 해결하고, 래칫기어가 마모되어 푸셔와 래칫기어간에 접촉이 불안정해지는 문제점을 해결하고자 한다.
나아가 본 발명의 실시예들은, 유기화합물 연소시스템의 챔버내에 설치한 축열층에 휘발성 유기화합물을 공급하는 풍량풍향 전환장치를 일정각도 회전시키는 중공축에 설치된 래칫기어가 보다 정확하고 안정성이 있는 회전동작을 할 수 있도록 함으로써 연소효율을 향상시킬 수 있는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 제공하는데 발명의 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 전원의 인가로 구동하는 모터와 상기 모터의 회전축에 장착되면서 가이드고정축을 돌출 형성한 회전휠과 상기 회전휠의 가이드고정축에 조립되는 장공을 일측에 일정길이로 뚫어 조립하여 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주게 설치된 푸시로드와 상기 푸시로드의 타측에 전진운동 또는 후진운동하게 일측방향으로 돌출 설치되는 푸셔와 상기 푸셔의 전진운동을 회전운동으로 전환하여 동력을 전달하게 중공축에 설치된 래칫기어 및 상기 중공축을 받치는 프레임에 설치되어 상기 래칫기어의 역 방향 회전을 제한하도록 걸림 및 걸림 해제 작동하는 백스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 일 측면에 의하면, 전원의 인가로 구동하는 모터와 상기 모터의 회전축에 장착되면서 가이드고정축을 돌출 형성한 회전휠과 상기 회전휠의 가이드고정축에 조립되는 장공을 일측에 일정길이로 뚫어 조립하여 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주게 설치된 푸시로드와 상기 푸시로드의 타측에 전진운동 또는 후진운동하게 일측방향으로 돌출 설치되는 푸셔와 상기 푸셔의 전진운동을 회전운동으로 전환하여 동력을 전달하게 중공축에 설치된 래칫기어 및 상기 푸셔가 래칫기어의 1치 이동을 완료하고 그 역방향으로 이동할 때, 래칫기어의 역방향 이동을 저지하도록 설치되고 걸림돌기부를 포함하는 백스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 일 측면에 의하면, 전원의 인가로 구동하는 모터와 상기 모터의 회전축에 장착되면서 가이드고정축을 돌출 형성한 회전휠과 상기 회전휠의 가이드고정축에 조립되는 장공을 일측에 일정길이로 뚫어 조립하여 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주게 설치된 푸시로드와 상기 푸시로드의 타측에 전진운동 또는 후진운동하게 일측방향으로 돌출 설치되는 푸셔와 상기 푸셔의 전진운동을 회전운동으로 전환하여 동력을 전달하게 중공축에 설치된 래칫기어 및 상기 중공축을 받치는 프레임에 설치되어 상기 래칫기어의 역 방향 회전을 제한하도록 걸림 및 걸림 해제 작동하는 백스토퍼를 포함하되, 상기 래칫기어는 침탄열처리된 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 로터의 회전을 통하여 연속적으로 유해가스의 공급이 이루어지고 완전 연소된 유해가스를 청정공기로 변환하여 대기중으로 배출하므로써 미연소된 유해가스없이 대기 환경오염을 예방하는 효과가 있다.
또, 푸셔에 의한 직선운동으로 래칫기어에 효율적으로 동력이 전달되는 효과가 있다.
또, 구동장치는 백스토퍼를 포함하고, 래칫기어의 1치씩 신속 정확하고 안정성 있게 중공축을 회전시킴으로서 다음 챔버로의 이동이 정밀하게 이루어져 대기중이거나 연소 진행중 외부누출을 차단하게 되는 효과가 있다.
또, 백스토퍼에 연결된 스프링이 백스토퍼 내부에 위치하여 사용시 안정성을 높이고 백스토퍼에 내장된 안전핀에 의해 걸림돌기부의 탈출을 방지하는 효과가 있다.
또, 침탄열처리된 래칫기어를 사용하므로 내마모성이 우수하여 유지보수에 용이한 효과가 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 신속 정확하고 안정성 있게 챔버 이동을 도모하므로써 축열온도를 일정하게 유지하여 연소설비의 효율을 높여 설비의 수명을 길게 한 효과가 있는 등 휘발성 유기화합물 연소장치의 정밀한 운영이 도모되어 산업상 유용한 효과가 있다.
도 1은 일반적인 휘발성 유기화합물의 연소시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 회전휠 및 푸시로드의 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 푸셔의 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 백스토퍼의 동작을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어, 푸셔 및 백스토퍼를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 회전휠 및 푸시로드의 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 푸셔의 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 백스토퍼의 동작을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어, 푸셔 및 백스토퍼를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예로 유기화합물의 연소시스템에 적용되는 구동장치를 도시한 평면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치(52)는 연소실, 12개로 나뉜 챔버, 가스분배실, 회전형 풍량풍향 전환장치(10)로 이루어지는 회전형 축열식 연소장치에 적용되어 신속 정확한 구동력을 발생하게 하고 있다. 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치(52)는 크게 모터(54), 회전휠(56), 푸시로드(58), 푸셔(60), 래칫기어(62)로 구성되어 있다.
회전휠(56)은 전원의 인가로 구동하는 모터(54) 회전축에 장착되고, 가이드고정축(64)이 돌출 형성되어있다.
푸시로드(58)는 회전휠(56)의 가이드고정축(64)에 형성된 장공(66) 일측에 일정길이로 삽입 및 조립되어 회전운동을 직선운동으로 전환시킨다. 그리고 푸시로드(58)는 설계 특성에 따라 전체적인 길이를 가변적으로 조정할 수 있게 형성하고 있다.
푸셔(60)는 푸시로드(58)의 일측에 전후진 왕복운동하도록 돌출 설치되어있다. 푸셔(60)는 도 5에 도시한 것과 같이, 스프링(72)과 래칫기어(62) 1치에 걸리는 걸림돌기부(68)를 포함하고 있다.
푸셔(60)는 중공축(27)에 연결된 지지가이더(70)의 안내에 따라 전진운동 또는 후진운동으로 왕복운동할 수 있다.
래칫기어(62)는 푸셔(60)의 전진운동을 회전운동으로 전환하여 동력을 전달하도록 중공축(27)에 설치된다. 래칫기어(62)는 12개의 치로 이루어져있다. 다만, 12치에 한정하는 것은 아니다.
회전휠(56)과 푸시로드(58)의 구체적인 동작은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
도 2를 참조하면, 백스토퍼(80)는 중공축(27)을 받치는 프레임(40)에 설치될 수 있다. 백스토퍼(80)는 백스토퍼 지지대(92)에 설치될 수 있다. 백스토퍼 지지대(92)는 래칫기어(62)의 하부에 설치될 수 있다. 여기서 래칫기어(62)의 하부는 직접적으로 래칫기어(62)에 설치하는 것뿐만 아니라 중공축(27) 또는 중공축(27)을 지지하는 받침대를 포함한다.
도 2를 참조하면, 백스토퍼(80)는 백스토퍼 지지대(92)에 탈장착이 가능하도록 설치될 수 있다. 백스토퍼(80)는 백스토퍼 몸체(84)하단의 백스토퍼 조립부(90)와 백스토퍼 지지대(92)를 볼트로 체결할 수 있다.
백스토퍼(80)는 백스토퍼 조립부(90)에 의해 장착과 탈착을 가능하게 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 회전휠 및 푸시로드의 동작을 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 푸셔의 동작을 도시한 도면이다.
전원의 인가에 의해 모터(54)의 구동이 이루어지면 회전축에 설치된 회전휠(56)이 회전하게 된다. 회전휠(56)이 회전하게 되면 가이드고정축(64)에 조립된 푸시로드(58)는 규칙적으로 H1과 H2위치를 전후진 하게 된다. 푸셔(60)는 푸시로드(58)에 연동하며 H1과 H2사이만큼 전후진 운동한다.
회전휠(56)의 회전방향은 시계 및 반시계 방향 모두 가능하다.
도 4의 (a)와 도4의 (b)를 참조하면, 푸시로드(58)에 회전력을 전달하는 가이드고정축(64)이 A위치에서 장공(66)의 제1포인트(P1)에 위치하면 가이드고정축(64)이 B위치에 올때까지 푸시로드(58)를 밀게된다.
이때, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 것처럼, 푸셔(60)의 걸림돌기부(68)가 맞닿는 래칫기어(62)의 1치(g1)를 밀게 되어 래칫기어(62)를 일정 회전 각도로 회전시킨다.
도 4의 (c)와 도 4의 (c2)를 참조하면, 가이드고정축(64)이 B위치에서 계속되는 회전휠(56)의 회전으로 C위치까지 이동하는 동안에는 장공(66)은 미끄러지고 회전 동력은 푸시로드(58)에 전달되지 못한다. 도 5의 (c)에서와 같이, 푸셔(60)는 정지상태를 유지하고 래칫기어(62)도 정지상태를 유지한다.
도 4의 (d)를 참조하면, 가이드고정축(64)이 장공(66)의 제2포인트(P2)에 오게 되면 C위치가 되는데 이 C위치에서 푸시로드(58)에 회전동력을 전달 D위치까지 후퇴시키게 된다. 이때, 도 5의 (d)에서와 같이, 푸셔(60)는 H2에서 H1으로 역방향 이동하게 된다.
이 경우 래칫기어(62)는 그 위치에 고정될 필요가 있다. 그러나, 푸셔(60)의 스프링(72)의 탄성력에 따라 걸림돌기부(68)가 래칫기어(62)를 역회전시킬 수 있는 문제점이 있다. 이 부분과 관련하여, 래칫기어(62) 및 백스토퍼(80)의 구체적인 동작은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
다시 도 4의 (d2)와 도 4의 (a)를 참조하면, 가이드고정축(64)이 D위치에서 회전휠(56)의 회전력을 받지만 가이드고정축(64)만이 제2포인트(P2)에서 장공(66)을 이동하여 제1포인트(P1)에 왔을때 A위치에서 모터(54)의 회전 동력을 받게 된다. 이때, 도 5의 (e)에 도시한 것과 같이, 푸셔(60)는 정지상태를 유지하고 래칫기어(62)도 정지상태를 유지한다.
이후 도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 5의 (c), 도 5의 (d) 및 도 5의 (e)동작을 반복하고, 래칫기어(62)가 설치된 중공축(27)을 회전시키게 되어 풍량풍향 전환장치(10)인 로터(12)를 래칫기어(62)의 치 하나 하나를 밀면서 일정 회전 각도 범위내에서 회전하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어 및 백스토퍼의 동작을 도시한 도면이다.
백스토퍼(80)는 백스토퍼 몸체(84)에 스프링(86)으로 연결되며 래칫기어(62)의 1치에 걸리는 걸림돌기부(82)를 내장하여 이루어져있다. 도 7에 도시한 바와 같이 백스토퍼는(80)는 푸셔(60)의 전진시 걸린 래칫기어(62)의 1치(g1)를 제외한 나머지 11치(g2 내지 g12) 중 하나에 걸리는 부재이다.
스프링(86)은 권선된 형태의 탄성체이다. 스프링(86)은 탄성력에 의해 수축 또는 이완하여 걸림돌기부(82)를 래칫기어(62)의 1치에 걸림 또는 걸림 해제할 수 있다.
스프링(86)은 백스토퍼 몸체(84)에 연결되고 백스토퍼 몸체(84) 내부 또는 외부에 위치할 수 있으나, 스프링(86)이 백스토퍼 몸체(84) 내부에 위치하는 경우 스프링이 압축 또는 인장할 때 사용자가 스프링의 직접적인 접촉을 피할 수 있어 안전성이 보장되는 것이 바람직하다.
백스토퍼 몸체(84)를 관통하는 안전핀(88)은 걸림돌기부가 움직이는 거리를 조절하는 역할을 한다. 걸림돌기부(82)가 스프링(86)의 탄성력으로 인하여 백스토퍼 몸체(84)를 탈출하지 않고 일정한 거리 내에서 움직일 수 있다.
도 6의 (a)는 도 5의 (a)에 대응되고, 래칫기어(62)의 1치(g8)의 수직면에 백스토퍼(80)의 걸림돌기부(82)가 맞닿아 있다.
도 6의 (b)는 도 5의 (b)에 대응되고, 푸셔(60)는 H1에서 H2를 향하여 이동하고 래칫기어(62)는 1치씩 정방향으로 이동한다.
백스토퍼(80)의 걸림돌기부(82)에 연결된 스프링(86)이 압축되면서 래칫기어의 1치(g9)가 회전할 공간이 생긴다. 래칫기어(62)는 스프링(86)의 탄성력을 이기고 걸림돌기부(82)를 누르면서 회전한다.
도 6의 (c)는 도 5의 (c)에 대응된다. 푸셔(60)가 H2에 위치하고 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 푸셔(60)는 래칫기어(62)의 1치씩 역방향으로 이동하게 된다. 푸셔(60)가 H2에서 H1으로 이동할 때 걸림돌기부(68)가 스프링(72)의 탄성력으로 돌출하여 1치(g9)의 수직면과 맞닿아 래칫기어(62)가 역방향으로 회전하는 것을 방지한다.
도 6의 (c)에서 (d)로의 푸셔(60)의 이동은 다음 1치를 회전시키기 위하여 필수적인 것으로, 푸셔(60)의 걸림돌기부(68)는 1치(g2)의 경사면을 타고 이동한다. 그러므로 래칫기어(62)가 전체적으로 끌려 역방향으로 이동하여 연소실의 정합된 맞춤이 어려운 단점이 있었다. 그러나 본 실시예는 이러한 문제를 해소한 것에 특징이 있다.
래칫기어(62)의 회전은 푸셔(60)와 백스토퍼(80)의 협동작업에 의해서 보다 정확하고 안정성있게 1치씩 회전할 수 있다. 따라서 도 6의 (d)에 도시된 역회전을 방지하여 래칫기어(62)의 1치의 회전의 정확성과 안정성이 보장되므로 래칫기어(62) 및 중공축(27)의 회전의 정확하고 안정성이 보장되어 휘발성 유기화합물 연소시스템 전체의 생산성이 향상된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치에 적용되는 래칫기어, 푸셔 및 백스토퍼를 도시한 도면이다.
래칫기어(62)가 마모되어 푸셔(60)와 래칫기어(62)간에 접촉이 불안정한 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명의 일 실시예의 구성인 래칫기어(62)를 침탄열처리를 하여 내구성 및 내마모성 등 기계적 성질을 향상시키도록 한다.
도 7을 참조하면, 래칫기어(62)의 점선으로 표시된 부분은 침탄열처리된 침탄층을 나타낸다.
침탄열처리는 저탄소강으로 만든 제품의 표층부에 탄소를 투입시킨 후 담금질을 하여 표층부만을 경화하는 표면경화법이다.
탄소강은 탄소함유량을 0.05~2.0%로 제어한 강을 의미하고 추가로 규소, 인, 황, 망간 등을 소량 첨가하여 만들어지는 강을 의미한다. 탄소함유량에 따라 저탄소강은 탄소함유량이 중량비 0.05~0.2%이다. 중탄소강은 0.2~0.6%이고, 고탄소강은 0.6~1.5%이다.
탄소함유량과 기계적 성질과의 관계에 따르면 경도, 인장강도는 탄소가 1.0% 부근까지는 거의 탄소의 양에 비례하여 증가한다.
탄소함유량이 0.2% 미만인 저탄소강이나 저탄소합금강을 침탄제 속에 파묻고 오스테나이트 범위로 가열한 다음, 그 표면에 탄소를 침입하고 확산시켜서 표면층만을 고탄소 조직으로 만든다. 침탄 후 담금질하면 표면의 침탄층은 마텐자이트 조직으로 경화시켜도 중심부는 저탄소강 성질을 그대로 가지고 있어 이중 조직이 된다. 표면이 단단하기 때문에 내마멸성을 가지게 되며, 재료의 중심부는 저탄소강이기 때문에 인성을 가지게 된다. 이러한 성질을 래칫기어에 적용한다.
침탄법은 침탄에 사용되는 침탄제에 따라 고체침탄과 액체침탄과 가스 침탄으로 나눈다. 고체침탄은 코그스 분말이나 목탄과 침탄촉진제로서 탄산바륨, 적혈엽(페르시안화칼륨), 소금 등과 함께 900~950℃에서 3~4시간 가열후 꺼내어 급냉하는 방법이다. 침탄한 결과 표면에 0.5~2mm의 침탄층을 얻을 수 있다. 침탄층의 탄소함유량 0.85∼0.9%이 될 수 있다.
침탄후 열처리는 먼저 확산 풀림한다. 탄소의 확산이 느린 크롬 함유강은 탄소가 표면에 집중되어 표면에 과잉 침탄이 발생되므로 탄소를 내부로 확산 시키기 우해 침탄온도에서 30분∼4시간 정도 풀림한다. 그리고 구상화 풀림으로 침탄층에 나타난 망상의 시멘타이트는 담금질전에 구상화 하는 것이 좋으며, 1차 및 2차 담금질을 할 때는 1차 담금질후 650∼700℃에서 구상화 풀림한다. 그리고 담금질로 처리중의 중심부는 조직이 매우 조대하므로 A3(912℃)점 이상 30℃정도에서 가열후 유냉시켜 1차 담금질 하고, 다음에 침탄부를 경화시키기 위해 A1(727℃)점 이상 가열 후 수중에서 2차 담금질 한다. 그리고 뜨임은 침탄후 담금질한 강의 응력제거 및 마텐자이트의 안정화를 위해 저온뜨임(150∼200℃)처리를 하며, 저온 뜨임을 통해 연마균열이 방지되고 내마모성이 향상된다.
액체침탄은 침탄제인 시안화나트륨(NaCN), 시안화칼륨(KCN)과 침탄촉진제인 탄산칼륨(K2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl)을 첨가해 600~900℃에서 약 30분간 용해하여 탄소와 질소를 동시에 소재표면에 침투시키는 방법이다. 액체침탄을 침탄질화법이라고도 한다. 침탄한 결과 표면에 처리온도에 비례하여 0.1∼0.5mm침탄층을 얻을 수 있다. 침탄층의 탄소함유량은 0.7∼1.0%이 될 수 있다.
침탄후 열처리는 먼저 담금질로 공냉후 재가열 하여 담금질 하거나 침탄 온도로부터 730∼750℃까지 냉각한 후 담금질 한다. 담금질 온도가 높으면 잔류 오스테나이트양이 많아져 경도가 저하될 수 있으며 담금질 변형방지를 위해 수냉하지 않고 마??칭(Marquenching)할 수도 있다. 그리고 뜨임으로 담금질 후 150∼180℃의 저온 뜨임을 실시하여 강의 내부응력을 제거한다.
가스침탄은 천연가스, 프로판가스, 발생로가스, 목탄가스 등을 변성로에 넣고 니켈을 촉매로 하여 침탄가스로 변성한 후 노중에 침탄강을 넣어 온도는 900∼950℃에서 또는 1000∼1200℃에서 3∼4시간 처리하는 방법이다. 침탄한 결과 표면에 약1mm의 침탄층을 얻을수 있다.
침탄후 열처리는 1차 담금질로 고온에서 장시간 가열하므로 성장된 조직을 미세화 하기 위해, A3점이상 30℃까지 가열한 후 기름중에서 1차 담금질 한다. 2차 담금질로 표면의 침탄부를 마텐자이트로 변화시켜 경화하기 위한 처리로써 A1점이상 가열한 다음 물속에 담금질 한다. 그리고 뜨임으로 담금질한 다음 150∼200℃ 정도로 10분 정도 가열하여 응력을 제거한다.
침탄에 의한 표층부 경도가 비커스경도 HV550 내지 HV800이다.
래칫기어(62)는 탄소함유량이 중량비로 0.05~0.2%를 가지는 탄소강을 탄소함유량이 0.8%이상으로 침탄열처리되면서 비커스경도 HV600이상의 경도를 가지도록 제작된다. 래칫기어(62)는 비커스경도 HV600~800의 경도를 가질 수 있다. 따라서 침탄열처리된 래칫기어를 이용하여 내마모성이 우수한 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동을 할 수 있다.
위와 같은 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치를 구비한 휘발성 유기화합물의 연소시스템은 유해가스의 공급과 연소와 청정공기로 바뀐 상태의 에어로 대기중에 배출하게 되어 대기환경 오염 등을 저감하게 한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
40: 프레임 52: 구동장치
54: 모터 56: 회전휠
58: 푸시로드 60: 푸셔
62: 래칫기어 64: 가이드고정축
66: 장공 68, 82: 걸림돌기부
70: 지지가이더 72, 86: 스프링
80: 백스토퍼 84: 백스토퍼 몸체
88: 안전핀 90: 백스토퍼 조립부
92: 백스토퍼 지지대
54: 모터 56: 회전휠
58: 푸시로드 60: 푸셔
62: 래칫기어 64: 가이드고정축
66: 장공 68, 82: 걸림돌기부
70: 지지가이더 72, 86: 스프링
80: 백스토퍼 84: 백스토퍼 몸체
88: 안전핀 90: 백스토퍼 조립부
92: 백스토퍼 지지대
Claims (11)
- 전원의 인가로 구동하는 모터;
상기 모터의 회전축에 장착되면서 가이드고정축을 돌출 형성한 회전휠;
상기 회전휠의 가이드고정축에 조립되는 장공을 일측에 일정길이로 뚫어 조립하여 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주게 설치된 푸시로드;
상기 푸시로드의 타측에 전진운동 또는 후진운동하게 일측방향으로 돌출 설치되는 푸셔;
상기 푸셔의 전진운동을 회전운동으로 전환하여 동력을 전달하게 중공축에 설치된 래칫기어, 여기서 상기 래칫기어는 침탄열처리됨; 및
상기 중공축을 받치는 프레임에 설치되어 상기 래칫기어의 역 방향 회전을 제한하도록 걸림 및 걸림 해제 작동하는 백스토퍼를 포함하며,
상기 백스토퍼는 백스토퍼 몸체, 스프링, 걸림돌기부, 및 안전핀을 포함하고, 상기 스프링은 상기 백스토퍼 몸체의 내부에 연결되어 인장 또는 압축되고 상기 스프링이 압축되면서 상기 래칫기어가 회전할 공간을 생성하고, 상기 푸셔가 역방향으로 이동할 때 상기 걸림돌기부는 상기 푸셔의 전전운동시 걸린 래칫기어의 1치를 제외한 나머지 치 중 1치에 걸리고, 상기 안전핀은 상기 백스토퍼 몸체를 관통하여 상기 걸림돌기부의 움직임을 조절함으로써, 상기 백스토퍼는 상기 푸셔와 상호 협동하여 상기 래칫기어를 1치씩 정회전시키고,
상기 래칫기어는 상기 래칫기어와 상기 푸셔 간에 맞닿는 부분 및 상기 래칫기어와 상기 백스토퍼 간에 맞닿는 부분이 침탄열처리된 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 래칫기어는 상기 푸셔의 후진운동시 정지하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 래칫기어로부터 이격되어 설치된 백스토퍼 지지대를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 중공축을 받치는 프레임에 설치된 백스토퍼 지지대를 추가로 포함하며,
상기 백스토퍼는 상기 백스토퍼 지지대에 탈장착이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 백스토퍼는 백스토퍼 몸체 하단의 백스토퍼 조립부와 상기 백스토퍼 지지대를 볼트로 체결하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 래칫기어는 침탄열처리되면서 비커스경도 HV600~800의 경도를 가지도록 제작되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 래칫기어는 탄소함유량이 중량비로 0.05~0.2%를 가지는 탄소강을 탄소함유량이 0.8%~1%로 침탄열처리되면서 비커스경도 HV600~800의 경도를 가지도록 제작되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 연소시스템의 구동장치.
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