(19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (45) 공고일자 2010년05월13일 (11) 등록번호 10-0957919 (24) 등록일자 2010년05월06일 (73) 특허권자 (51) Int. Cl. 주식회사 포스코 C10B 31/00 (2006.01) 경북 포항시 남구 괴동동 1번지 (21) 출원번호 10-2003-0026316 (72) 발명자 (22) 출원일자 2003년04월25일 최승목 심사청구일자 2008년04월03일 경상북도포항시남구동촌동5번지포항제철소내 (65) 공개번호 10-2004-0092119 최봉주 (43) 공개일자 2004년11월03일 경상북도포항시남구동촌동5번지포항제철소내 (56) 선행기술조사문헌 KR200250005 Y1 KR200246736 Y1 KR1020030006129 A 권영근 경상북도포항시남구동촌동5번지포항제철소내 (74) 대리인 특허법인 씨엔에스 로고스 전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 강원길 (54) 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 (57) 요 약 석탄을 건류시키는 코크스오븐(COKE OVEN)에 석탄을 공급하는 장입차에 석탄을 장입하는 석탄 저장빈 (COAL BIN)의 하부에 배치되어 석탄불출을 조정하는 저장빈개폐용 게이트를 설비오작동시 저장빈 밀폐위치로 자 동 복귀시키는 장치가 제공된다. 상기 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치는, 저장빈의 하측 불출용 슈트를 개폐시키도록 구동실린더로 서 이동하는 이동아암상에 배치된 석탄 저장빈의 게이트에 있어, 상기 이동아암의 이동시 이동아암과 협력하여 상기 불출용 슈트의 일측에 회전토록 설치된 회전체; 및, 상기 회전체의 일측 단부에 설치된 웨이트; 를 포함하 여 구동실린더의 작동력 상실시 웨이트와 회전체로서 게이트를 슈트밀폐위치로 자동 복귀토록 구성되어 있다. 본 발명에 의하면, 석탄 저장빈에서 장입차에 석탄을 장입시키는 작업시 설비오작동으로 게이트가 석탄 저장빈을 완전하게 밀폐시키지 못한 상태에서 장입차가 이동하면서 발생되는 낙탄사고를 미연에 방지하도록 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다. 대 표 도 - 1 -
특허청구의 범위 청구항 1 저장빈(110)의 하측 불출용 슈트(112)를 개폐시키도록 구동실린더(130)로서 이동하는 이동아암(142)상 에 배치된 석탄 저장빈의 게이트(140)에 있어서, 상기 이동아암(142)의 이동시 이동아암(142)과 협력하여 상기 불출용 슈트 (112)의 일측에 회전토록 설 치된 회전체(10); 및 상기 회전체(10)의 일측 단부에 설치된 웨이트(30); 를 포함하여 구동실린더(130)의 작동력 상실시 웨이트와 회전체로서 게이트 (140)를 슈트밀폐위치로 자 동 복귀토록 구성된 것을 특징으로 하는 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 청구항 2 제 1항에 있어서, 상기 회전체(10)는 상기 저장빈(110)의 불출용 슈트(112) 일측에 배치된 수직대 (12a)(12b)중 전방측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전체(10)는, 상기 이동아암(142)에 형성된 구동랙부(14)와 맞물리고, 상기 수직대(12a)(12b)사 이에 회전토록 설치된 피니언기어축(16)이 맞물리는 피동랙부(18)를 갖추어 상기 이동아암(142)의 이동시 상기 회전체(10)는 원운동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 청구항 3 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 웨이트(30)는, 상기 회전체(10)의 일측 모서리부분에 연결 설치되 어 상기 회전체(10)가 원운동하여 상승된 상태에서 구동실린더(130)의 작동력이 상실되면 하강 원운동하여 이동 아암(142)과 일체로 게이트 (140)를 불출용 슈트(112)의 밀폐위치로 복귀시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 명 세 서 발명의 상세한 설명 발명의 목적 [0013] 발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술 본 발명은 석탄을 건류시키는 코크스오븐(COKE OVEN)에 석탄을 장입시키는 장입차(CHARGING CAR)에 석 탄을 불출하는 석탄 저장빈(COAL BIN)의 하부에 배치되어 저장빈의 개폐를 조정하는 게이트를 설비오작동시 저 장빈 밀폐위치로 자동 복귀시키는 장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 석탄 저장빈에서 장입차에 석탄을 장입시 키는 작업시 설비오작동으로 게이트가 석탄 저장빈을 완전하게 밀폐시키지 못한 상태에서 장입차가 이동하면서 발생되는 낙탄사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치에 관한 것이다. [0014] [0015] 제철공정에서 고로조업시 연료로 사용되는 석탄은 여러 전처리공정을 거치는데, 이중 석탄을 건류시키 는 코크스공정이 있고, 이와 같은 코크스 공정에서는 석탄을 저장빈에 저장시키고 이 저장빈을 통하여 장입차에 일정량의 석탄을 장입시키면, 장입차가 코크스오븐의 탄화실 위로 이동하여 코크스오븐에 석탄을 장입시키면, 코크스공정이 수행되는데, 도 1에서는 종래의 석탄 저장빈과 장입차슈트 및 그 사이에 석탄장입을 조정하는 저 장빈 개폐용 게이트가 도시되고 있다. 즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도면에서 도시하지 않은 설비프레임에 고정된 저장빈(COAL BIN)(110) 의 하측에 불출용 슈트(112)가 설치되고, 상기 저장빈 슈트(112)의 하부에는 상기 저장빈측에 도시하지 않는 고 정대로서 고정되는 레일용 롤(120)들이 배치되고, 상기 레일용 롤(120)의 상부에는 상기 저장빈(110)측에 도면 - 2 -
에서 도시하지 않은 고정대로서 수평하게 고정되어 배치된 구동실린더(130)로서 전후 이동하는 이동아암(142)이 안착되고, 상기 불출용 슈트(112)의 하부 개구를 개,폐시키는 게이트(140)가 상기 이동아암(142)에 다수개가 상 기 불출용 슈트(112)의 간격에 맞추어 배치되어 있다. [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] 그리고, 상기 구동실린더(130)의 로드에는 상기 이동아암(142)의 이동을 위하여 상기 이동아암(142)에 설치된 고정플레이트(142a)와 접촉하는 이동블록(130a)이 제공되어 있다. 따라서, 상기 저장빈(110)의 하측으로 장입차(150)가 이동하여 그 상부의 장입슈트(152)가 상기 저장빈 불출용 슈트(112)의 바로 아래에 위치되면, 상기 구동실린더(130)가 전진하면서 이동아암(142)을 이동시키고, 이때 게이트(140)는 저장빈 (110)의 불출용 슈트(112)를 개방시키게 되고, 결국 석탄은 저장빈(110)의 불출용 슈트(112)를 통하여 직하부의 장입차 장입슈트(152)를 통하여 장입차에 장입된다. 그러나, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기와 같은 석탄의 장입차 장입시, 구동실린더(130)의 구동으로 이동하여 저장빈 불출용 슈트(112)를 게이트(140)가 개방시킨 상태에서, 상기 구동실린더(130)에 다른 설비가 충돌하거나, 운전자의 오조작 또는 설비결함으로 게이트(140)의 이동을 수행하는 이동아암(142)의 이동을 실질 적으로 단속하는 상기 구동실린더(130)의 작동력이 상실(오프)되면, 상기 게이트 (140)와 구동실린더(130)의 설 치위치가 매우 높기 때문에, 설비 운전자는 이를 알 수 없는 상태에서 그리고, 게이트(140)가 저장빈 슈트(11 2)를 밀폐시키지 않은 상태에서 장입차(150)를 이동시키게 된다. 따라서, 장입차(150)가 이동하는 즉시, 저장빈(110)의 불출용 슈트(112)는 개방된 상태이므로, 저장빈 (110)에 저장된 잔여 석탄 즉, 대략 1300톤에 상당하는 상당량의 석탄이 낙하되면서, 코크스공장을 오염시키는 심각한 문제를 발생시킨다. 결국, 낙탄을 처리하는 2중의 추가적인 작업이 필요하고, 작업자 및 작업시간의 증대로 코크스 생산원 가가 상승되는 것이다. 이에 따라서, 저장빈 불출용 슈트(112)를 개폐시키는 게이트(140)가 설치된 이동아암(142)을 이동시키 는 구동실린더(130)의 작동력이 상실되는 순간 자동적으로 게이트(140)가 저장빈 불출용 슈트(112)를 밀폐위치 로 복귀되도록 하면 바람직할 것이다. [0022] 발명이 이루고자 하는 기술적 과제 본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 코크스 오븐에 석탄을 공급하는 장입차에 석탄 저장빈으로 부터 석탄을 장입시키는 때에, 저장빈의 불출용 슈트를 개폐 시키는 게이트의 구동원인 구동실린더가 여러 요인으로 작동력이 상실되면, 게이트의 이동을 위한 이동아암에 설치된 웨이트에 의하여 이동아암과 일체로 게이트가 상기 불출용 슈트의 밀폐위치로 작동 복귀되도록 함으로서, 낙탄에 의한 환경오염, 원가상승등을 방지할 수 있도록 한 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치를 제 공하는 데에 있다. [0023] [0024] [0025] 발명의 구성 및 작용 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 저장빈의 하측 불출용 슈트를 개폐 시키도록 구동실린더로서 이동하는 이동아암상에 배치된 석탄 저장빈의 게이트에 있어서, 상기 이동아암의 이 동시 이동아암과 협력하여 상기 불출용 슈트의 일측에 회전토록 설치된 회전체; 및 상기 회전체의 일측 단부에 설치된 웨이트; 를 포함하여 구동실린더의 작동력 상실시 웨이트와 회전체로서 게이트를 슈트밀폐위치로 자동 복귀토록 구성된 것을 특징으로 하다. [0026] [0027] 이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치의 설치상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명인 석탄 저장빈의 게 - 3 -
이트 자동 복귀장치를 도시한 정면 구조도인데, 이하에서 종래기술과 동일한 구성은 동일부호로서 나타낸다. [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] 도 2에서는 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치(1)의 설치상태를 도시하고 있는데, 이와 같 은 본 발명의 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치(1)는 크게 회전체(10) 및 웨이트(30)로서 나누어 질수 있고, 이들 구성요소(10)(30)들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명의 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장(1)가 설치되는 저징빈 (110)의 설비를 살펴보면, 저장빈(110)의 하측에 불출용 슈트(112)가 설치되고, 상기 저장빈 슈트(112)의 하부에는 레일용 롤(120)들이 배 치되는데, 이와 같은 레일용 롤(120)들은 저장빈(110)에서 부터 수직하게 신장된 고정대(미도시)에 고정된 브라 켓트(120a)에 베어링을 통하여 공회전 가능하게 다수개가 배치된다. 따라서, 상기 레일용 롤(120)의 상부에 안착된 사각바아형상으로 병렬배치된 이동아암(142)은 일측으로 도면에서 도시하지 않은 고정대로서 수평하게 고정되어 배치된 구동실린더(130)가 전후 이동하면 일체로 이동하 고, 결국 상기 이동아암 (142)에 상기 불출용 슈트(112)의 하부 개구 간격과 맞추어 배치된 게이트(140)는 이동 아암의 이동시 상기 불출용 슈트(112)를 개,폐시키게 되면서 석탄은 저장빈 (110)에서 이동 위치된 장입차(15 0)의 상측 장입슈트(152)로 장입되게 된다. 한편, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 (1)의 상기 회전체(10)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 회전체(10)는, 상기 이동아암(142)의 이동시 이동아암(142)과 협력하여 상기 불출용 슈트(112)의 일측에 회전토록 설치되어 있다. 즉, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 회전체(10)는 상기 저장빈 (110)의 불출용 슈트(112) 일 측에 고정대(13)의 하부에 병렬로 수직하게 고정된 수직대(12a)(12b)중 전방측의 수직대(12a)에 회전 가능하게 설치되는데, 상기 수직대중 일측 수직대(12a)와 보조 수직대(12a')사이에 체결되는 지지축(10a)이 상기 회전체 (10)의 중앙 상측부분에 체결되고, 이때 상기 지지축(10a)에는 상기 회전체(10)의 위치를 잡아주는 스톱퍼(10 b)가 체결되어 있다. 한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 회전체(10)는 측면에서 볼때 삼각형상으로 형성되어 있고, 하 면은 구형을 이루면서 피동랙부(18)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 상기 회전체(10)의 피동랙부(18)는 상기 이동아암(142)의 일측단부에 일체로 형성된 구동랙부 (14)와 맞물리고, 상기 수직대(12a)(12b)사이에 회전토록 설치된 피니언기어축(16)이 맞물리도록 설치되어 있어, 상기 이동아암(142)이 전진 또는 후진하면 상기 구동랙부(14)는 피니언기어축(16)을 회전시키고, 상기 피 니언기어축(16)은 회전체(10)를 회전시키게 된다. 따라서, 상기 구동실린더(130)의 작동력이 유지되는 경우에는 상기 이동아암 (142)의 이동력이 단속되 지만, 상기 구동실린더(130)가 종래기술에서 문제점을 설명한 바와 같이, 작동력이 상실되는 순간, 즉 구동실린 더(130)가 오프되는 등의 원인으로 실린더로드의 이동아암 단속력이 상실되는 순간 상기 이동아암(142)의 이동 력이 유지되지 못하게 되고, 다음에 설명하는 웨이트(30)에 의하여 회전체(10)는 초기 상승된 상태에서 지지축 (10a)을 축으로 하강 원운동하면서 상기 피니언기어축(16)을 역회전시키고 이동아암(142)의 구동랙부(14)를 반 대방향으로 이동시키면서, 이동아암(142)은 초기 위치 즉, 저장빈(110)의 불출용 슈트(112)의 하측 개구부분을 밀폐시키는 위치로 자동 복귀하게 된다, 한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 피니언기어축(16)은 상기 수직대 (12a)(12b)의 하부 외곽에 고 정된 베어링블록(16b)에 회전 가능하게 체결되는 회전축(16a)과 이에 결합된 기어부(16c)로 구성되어 실제로 상 기 기어부(16c)가 상기 회전체(10)의 피동랙부(18)와 이동아암(142)의 구동랙부(14)와 맞물리어 있다. 다음, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 (1)의 상기 웨이트(30)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 웨이트(30)는 상기 회전체(10)의 일측 단부에 설치되어 있다. 즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 웨이트(30)는 메인웨이트(32)와 이를 핀형태로 고정하는 보조웨 이트(34)로 구성되어 있고, 이와 같은 웨이트(30)는 회전체(10)의 일측 모서리부분에 고정되기 때문에, 상기 회 전체(10)가 상승 원운동한 상태에서 그 제동력 즉, 구동실린더(130)의 작동력 상실로 이동아암(142)의 이동력이 단속되지 않을 때에는 상기 웨이트(30)는 항상 상승된 상태의 회전체(10)를 하강시키려는 방향으로 힘을 가하게 되어 앞에서 설명한 게이트(140)의 복귀력을 제공하게 되는 구성으로 이루어 진다. - 4 -
[0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 석탄 저장빈에서 장입차에 석탄을 장입시키는 작업시 설비오작 동으로 게이트가 석탄 저장빈을 완전하게 밀폐시키지 못하고, 이상태에서 장입차가 이동하면서 발생되는 낙탄사 고를 미연에 방지할 수 있도록 한 본 발명의 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치(1)는 다음과 같다. 먼저, 도 2 및 도 4 에서 도시한 바와 같이, 코크스오븐에서 건류되는 석탄이 저장된 저장빈(110)의 불 출용 슈트(112) 직하부에 상측의 장입슈트(152)가 위치되도록 장입차(150)가 도 2의 화살표방향으로 이동하여 위치 조정되면, 일측의 구동실린더(130)가 전진하여 그 단부의 이동블록(130a)이 레일용 롤(120)들에 안착된 이 동아암(142)의 고정플레이트(142a)를 밀게 된다. 따라서, 상기 이동아암(142)은 롤(120)위에서 이동하게 되고, 상기 이동아암 (142)에 배치된 게이트 (140)도 일체로 이동하면서 상기 저장빈(110)의 불출용 슈트 (112)의 하측 개구를 개방시키고, 이때 상기 저장 빈(110)내의 석탄은 장입차(150)의 장입슈트(152)를 통하여 장입차에 장입된다. 한편, 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 이동아암(142)이 전진 이동하면 그 단부에 형성된 구 동랙부(14)와 맞물린 피니언기어축(16)이 수직대(12a) (12b)사이에서 시계방향으로 회전 구동되고, 동시에 상기 피니언기어축(16)에 맞물린 회전체(10)의 피동랙부(18)는 반시계방향으로 원운동하면서 일체로 회전체(10)와 웨 이트(30)는 상승방향으로 원운동하게 되고, 도 2에서 도시한 바와 같이, 웨이트 (30)는 위로 들려올려진 상태를 유지하게 되기때문에, 상기 회전체(10)는 하강방향으로 원운동하려는 힘을 받는 상태가 된다. 그런데, 상기 구동실린더(130)가 오프되면서 작동력이 상실되면, 상기 이동아암(142)은 단속력이 상실 되기 때문에, 상기 이동아암(142)는 레일용 롤(120)위에서 프리한 상태가 되고, 따라서 상기 웨이트(30)의 무게 에 의하여 상기 회전체(10)는 하강 원운동을 하게 된다. 이때, 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 회전체(10)의 피동랙부(18)는 반시계방향으로 회전하 여 일체로 맞물린 피니언기어축(16)을 반시계방향으로 회전시키고, 동시에 상기 피니언기어축(16)에 맞물린 이 동아암(142)의 구동랙부(14)는 좌측으로 이동하면서 일체로 이동아암(142)은 작동력이 상실된 구동실린더(130) 의 로드에 설치된 이동블록(130a)을 고정플레이트(142a)가 밀면서 이동하게 된다. 결국, 상기 이동아암(142)에 제공된 게이트(140)는 초기 위치 즉, 저장빈 (110)의 불출용 슈트(112)의 하부 개구부분을 밀폐시키는 위치로 복귀되면서 구동실린더(130)의 작동력이 상실되면 자동적으로 불출용 슈트 (112)를 통하여 석탄이 불출되지 않도록 한다. 이에 따라서, 종래에 구동실린더(130)가 오작동된 상태에서 장입차(150)가 이동하면서 발생되는 낙탄이 본 발명에서는 구동실린더(130)의 작동력 상실로 이동아암 (142)의 이동력이 단속되지 않아 장입차(150)가 이동 하여도 게이트(140)가 자동적으로 저장빈 불출용 슈트(112)의 밀폐위치로 복귀되기 때문에, 미연에 방지될 수 있는 것이다. [0048] [0049] 발명의 효과 이와 같이 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치에 의하면, 코크스오븐에 석탄을 공급하는 장 입차에 석탄 저장빈으로 부터 석탄을 장입시키는 때에, 저장빈의 불출용 슈트를 개폐시키는 게이트의 구동원인 구동실린더가 여러 요인으로 작동력이 상실되면, 게이트의 이동을 위한 이동아암에 설치된 웨이트에 의하여 이 동아암과 일체로 게이트가 상기 불출용 슈트의 밀폐위치로 작동 복귀되도록 함으로서, 석탄의 장입차 장입시 발 생되는 낙탄을 효과적으로 방지하도록 하는 효과가 있다. 따라서, 낙탄에 의하여 공장이 오염되는 것을 피하면서 작업환경이 열악하게 되는 것을 방지하고, 낙탄 의 후처리에 따른 작업자투입, 비용발생등이 방지되어 코크스공정의 생산단가가 상승되는 것을 절감시키는 것은 물론, 특히 안정적인 석탄의 코크스오븐 공급이 수행되어 코크스오본의 효율적인 운용 및 조업 안정화에도 기여 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다. [0050] 본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에 - 5 -
서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다. [0001] [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] 도면의 간단한 설명 도 1은 종래 장입차에 석탄을 장입시키는 석탄 저장빈과 그 하부에 배치된 게이드를 도시한 개략 사시 도 도 2는 본 발명에 따른 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치의 설치상태를 도시한 사시도 도 3은 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치를 도시한 분해 사시도 도 4는 본 발명인 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치를 도시한 정면 구조도 * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * 1... 석탄 저장빈의 게이트 자동 복귀장치 10... 회전체 12... 수직대 14... 구동랙부 16... 피니언기어축 18... 피동랙부 30... 웨이트 110... 저장빈 112... 불출용 슈트 130... 구동실린더 140... 게이트 142... 이동아암 150... 장입차 - 6 -
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