KR0140821B1 - 섬유질 물질의 성형장치 및 농업재료 - Google Patents

Abstract

섬유질 물질을 원료 투입구로부터 원통형 실린더에 넣고, 원통형 케이싱에 제공된 회전 스크루의 이송작용에 의해 원통형 케이싱의 전연으로 이송하며, 전연으로부터 배출시키는, 섬유질 물질의 성형장치로서, 장치는 케이싱의 전연으로 이송된 섬유질 물질을 지정된 형상으로 압축하고 압축된 섬유질 물질을 배출하기 위한 원통형 케이싱의 전연에 제공된 성형/배출부재로 이루어지는 성형장치가 개시되어 있다.

Description

섬유질 물질의 성형장치 및 농업재료

제1a도 및 제1b도는 본 발명에 따르는 다수의 배출구멍을 갖는 성형 다이를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제1a도는 측면도, 제1b도는 정면도이다.

제2a도 및 제2b도는 본 발명에 따르는 부등 피치 회전 스크루를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제2a도는 좌측면도, 제2b도는 정면도이다.

제3a도 및 제3b도는 본 발명에 따르는 등피치와 불균일 홈깊이의 회전 스크루를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제3a도는 좌측면도, 제3b도는 정면도이다.

제4a도, 제4b도 및 제4c도는 본 발명에 따르는 커터를 내부에 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제4a도는 좌측면도, 제4b도는 정면도, 제4c도는 커터의 형상을 예시하는 개략도이다.

제5a도 및 제5b도는 회전 스크루의 직경의 10 내지 40% 범위의 직경을 각각 갖는 다수의 배출구멍을 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제5a도는 좌측면도, 제5b도는 정면도이다.

제6a도 및 제6b도는 본 발명에 따르는 회전 스크루의 전연(leading edge)으로부터 분리된 성형 다이를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제6a도는 좌측면도, 제6b도는 정면도이다.

제7a도 및 제7b도는 본 발명에 따르는 원통형 케이싱의 단면이 감소되어 있는 제한구조를 갖는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제7a도는 좌측면도, 제7b도는 정면도이다.

제8a도 내지 제8e도는 본 발명에 따르는 원통형 케이싱의 내표면에 다수의 홈을 갖는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제8a도는 측면도, 제8b도는 정면도, 제8c도 내지 제8e도는 제1a도의 a-a선을 따라 취한 단면도이다.

제9a도 및 제9b도는 본 발명에 따르는 원료 투입구의 통벽에 액체주입수단을 갖는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제9a도는 좌측면도, 제9b도는 정면도이다.

제10a도 및 제 10b도는 본 발명에 따르는 원통형 케이싱의 통벽에 액체주입수단을 갖는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제 10a도는 좌측면도, 제10b도는 정면도이다.

제11a도, 제11b도 및 제11c도는 본 발명에 따르는 다수의 원료 투입구를 갖는 성형장치를 나타내며, 제11a도는 좌측면도, 제11b도는 정면도, 제11c도는 평면도이다.

제12a도 및 제12b도는 본 발명에 따르는 전기모터를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제12a도는 좌측면도, 제12b도는 정면도이다.

제13a도 및 제13b도는 본 발명에 따르는 장치내부에 커터를 포함하는 성형장치를 나타내는 도면이며, 제13a도는 좌측면도, 제13b도는 정면도이다.

제14도는 건식 섬유-분해된 펄프를 사용하는 비료의 제조방법을 나타내는 공정도이다.

제15도는 종래기술의 소프트-스웰링 장치의 단면도이다.

발명의 분야

본 발명은 농업재료, 예를들면, 퇴비와 같은 농업비료, 비료흡수/유지물질, 모판재료(seedbed material), 그리고 버섯재배를 위한 묘종재료(seedling material)와 같은 작물생장을 위한 생장지 재료의 제조를 위해 널리 사용가능한, 섬유질 물질을 원하는 압출된 형상으로 성형하기 위한 성형장치에 관한 것이다.

관련기술의 설명

근년에, 폐지는 예를들면, 농업분야에서 퇴비로서 자원 보존을 위해 빈번히 재사용 되어 왔다. 이 이용분야의 사용에 있어서, 여러 가지 방법들이 제안되어 왔다. 예를들면, (a) 폐지를 건식 섬유 분해(fiber loosening) 기계에 의해 처리하여 폐지를 구성하는 섬유를 분해하도록 하여 솜같은 재생펄프를 형성시키고 솜같은 재생펄프를 식물(낙엽 또는 떨어진 나뭇가지들)과 혼합하고 물의 첨가에 의해 수분함량을 알맞게 조절하고 결과된 혼합 펄프를 발효시켜 이와 같이 퇴비를 생성하는 퇴비의 제조방법(제14도의 공정도 참조)과, (b) 과수원 또는 저지 밭에 과도하게 분무된 비료를 흡수하기 위한 비료흡수물질로서 상기한 재생펄프를 사용하는 방법이다. 섬유를 건조-분해시킨 솜같은 재생펄프는 다음의 특징들(이점 및 단점)을 갖는다.

(1) 물을 반발함 (소수성),

(2) 먼지 발생,

(3) 비중이 작음.

습식섬유분해공정과 비교하여, 건식섬유분해공정은 다음의 특징을 갖는다.

(4) 긴 섬유를 함유하는 재생펄프를 형성함,

(5) 다량의 분말상 종이를 함유하는 재생펄프형성,

(6) 분해되지 않은 섬유들이 다량 남아 있는 재생펄프형성,

(7) 폐수처리장치를 배제함, 설치비용절감, 장치크기소형화.

이들 특징은 재생펄프의 상기한 이용가능분야에 따라 유리하기도 하고 단점도 된다.

예를들면, 펄프를 재생 종이로써 사용할 때 분해되지 않은 섬유부분은 종이의 표면을 매끄럽게 만들기 위해 0.1% 이하내로 억제되어야 하며, 따라서 특징 (6)은 단점이 된다. 반대로, 펄프가 퇴비로서 사용될 때 분해되지 않은 섬유부분은 비료유지성을 향상시키며 따라서 특징 (6)은 오히려 이점이 된다.

재생펄프를 사용하여 퇴비를 제조하는 경우에, 물을 반발하는 (1)의 특징 때문에 재생펄프는 공급수로부터 분리되고 따라서 물을 흡수하기 어려운 문제가 일어난다. 재생펄프는 그것을 물에서 압축시킴으로써 물을 흡수시킬 수 있으나, 이 경우에 생성된 퇴비의 물함량을 균일하게 조절하는 것이 어렵고 공정은 많은 노동이 들고 실용상의 견지에서 유용성의 결핍을 가져온다.

재생펄프를 예를들면 과수원에서 비료유지물질로서 분무하는 경우에, 비중이 작은 (3)의 특징 때문에 바람에 의해 흩어지는 경향이 있다. 이것은 비료유지물질로서 작용하는 펄프의 양을 감소시키는 점에서 단점이며, 또한 펄프의 먼지로 인해 아마도 먼지공해의 원인이 된다.

재생펄프가 표고(Shiitake) (버섯의 일종)의 생장과 같은 진균류의 양식에 의해 버섯을 생장시키기 위한 묘종재료로서 사용되는 경우에, 재생전 폐지의 과거역사에 따라 아마도 세균의 매체가 된다. 결국, 섬유분해된 펄프는 묘종재료로서 사용되기전에 살균제 처리를 시켜야 한다.

상기한 바와 같이, 건식 섬유분해된 펄프는 건식섬유분해공정에 의해 이점들을 가지나 (예를들면, 특징 (6) 및 (7)), 농업분야에서 이용 용도로는 예를들면 물흡수력, 먼지발생, 살균제/소독공정의 부가에 있어서 해결해야 할 문제점들을 갖는다.

한편, 농업기계의 점에서는, 고온/고압처리에 의해 식물성 섬유질 물질 또는 동물성 섬유질 물질의 조직 (기관)을 소프트 스웰링/파괴하기 위한 장치가 개발되었다 (일본특허공개 No. 소 52-1118).

소프트 스웰링/파괴된 생성물은 묘종 배양용 재료와 가축 및 가금을 위한 먹이로서 사용되었다. 제15도는 이 유형의 장치의 구조를 나타내는 수직 단면도이다. 이 도면에서, 참고번호 151은 장치의 본체를 지칭하며 152는 스크루이며 153은 물질 투입구이고 154는 배출 개구부이고 155는 커터이고 156은 확대된 직경부이다. 이 장치에서, 지정된 직경을 갖는 스크루 날 부분(157)은 배출부측 근처 방향으로 직경이 점차 감소된 테이퍼 스크루 날 부분(158)으로 이어진다. 섬유질 물질은 스크루(152)의 회전에 의해 공급되고 동시에 압축되며 따라서 섬유질 물질의 소프트 스웰링/파괴된 생성물이 배출 개구부(154)로부터 배출된다.

장치는 섬유질 물질을 압축하면서 가열살균제 처리를 수행하며 따라서 솜같은 재생펄프의 상기한 문제가 다소 해결될 수 있으나, 이 장치는 섬유조직(기관)의 소프트 스웰링/파괴만을 수행하고자 한 것이며 이로써 물질이 유연해질 수 있지만 생성된 물질을 고화시킬 수는 없다.

건식섬유분해된 솜같은 종이가 섬유질 물질로서 사용되는 경우에, 그것의 비중이 작기 때문에 흙에 분무했을 때 바람에 쉽게 흩어지는 문제가 일어난다. 농업기계분야에서 이용 용도로는, 섬유질 물질을 성형하는 것이 요망된다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 농업분야에 적용되기 어려웠던 섬유질 물질을 압축 및 고화시킬수 있는 섬유질 물질 성형장치를 제공하는 것과 이 장치를 사용하여 탁월한 농업재료를 얻는 것이다.

본 발명의 한 바람직한 방식에 따르면, 섬유질 물질을 원료 투입구로부터 원통형 실린더에 넣고, 원통형 케이싱에 제공된 회전 스크루의 이송작용에 의해 원통형 케이싱의 전연으로 이송하며, 전연으로부터 배출시키는, 섬유질 물질의 성형장치를 제공하는데, 장치는 케이싱의 전연으로 이송된 섬유질 물질을 지정된 형상으로 압축하고 압축된 섬유질 물질을 배출하기 위한 원통형 케이싱의 전연에 제공된 성형/배출부재로 이루어진다.

본 발명의 이 바람직한 방식에서, 원통형 케이싱에 투입된 폐지는 회전 스크루의 이송작용에 의해 압축되고 성형되고 배출된다. 이 경우에, 스크루 피치가 바람직하게는 회전 스크루의 전연 근처 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 감소되도록 하는 방법으로 형성되거나, 또는 스크루 홈의 깊이가 바람직하게는 회전 스크루의 전연근처의 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 좁아지도록 하는 방법으로 형성된다. 이러한 구조로, 성형품의 물함량은 더욱 균등해질 수 있다. 본 발명의 장치에서, 회전 스크루 샤프트의 전방부는 회전가능하게 지지되고, 따라서 폐지의 이송, 압축 및 성형/배출이 안정하게 수행될 수 있다. 더욱이, 성형장치의 밖에 절단수단을 제공함으로써 성형/배출된 제품의 길이를 지정된 값으로, 예를들면 펠릿 형상으로 확실히 조절하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 섬유질 물질은 고온/고압 공정을 통해 고화될 수 있다. 본 발명의 섬유질 물질 성형장치는 농업재료, 예를들면 벼 작물을 위한 모판재료, 버섯 생장을 위한 묘종재료, 비료흡수/유지물질 그리고 퇴비물질의 제조에 적합하다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

이후 본 발명의 바람직한 구체예를 도면을 참조하여 기술하기로 한다.

제1a도 및 제1b도는 본 발명에 따르는 섬유질 물질을 성형하기 위한 성형장치의 기본 구조를 나타내는 도면이다. 이들 도면에 나타낸 구조에서, 원료 투입구(1)로부터 원통형 케이싱(2)에 투입된 섬유질 물질은 등피치 회전 스크루(3)의 이송작용에 의해 원통형 케이싱(2)의 전연에 이송되고, 전연으로부터 배출된다.

이 장치는 또한 이송되어온 섬유질 물질을 압축하고 지정된 형상으로 배출하기 위해 원통형 케이싱(2)의 전연에 성형/배출부재(6)와, 등피치 회전 스크루(3)의 전연을 회전가능하게 지지하기 위해 성형/배출부재(6)에 스크루 지지부재(6a)를 더 포함한다.

성형/배출부재(6)는 원형 형상으로 배열된 다수의 배출구멍(5)을 갖는 성형다이로 구성된다. 참고번호 4는 회전 스크루(3)의 후방 샤프트에 연결된 구동 샤프트를 지칭한다. 후방 샤프트는 베어링(7)에 의해 회전가능하게 지지된다. 이 장치에서 스크루 지지부재(6a)는 성형/배출부재(6)에 제공되나 거기에 제한되지 않음이 주목된다.

다음에, 상기한 구조를 갖는 장치의 작동을 기술하기로 한다.

① 먼저, 섬유질 물질을 원료 투입구(1)로부터 투입한다. 투입된 섬유질 물질의 예들은 종래의 압축, 성형하기가 어려웠던 신문지, 전화번호부, 잡지 또는 Oa지 같은 폐지를 포함한다. 폐지는 단독 성형될 수도 있고 필요에 따라 다른 섬유질 물질과 함께 성형될 수도 있다. 폐지 이외의 섬유질 물질의 예들은 톱밥, 사탕수수찌끼, 나무껍질, 목재조각, 왕겨, 낙엽, 떨어진 나뭇가지, 잘라낸 가지들 또는 밀짚과 같은 식물성 물질과 양모 지스러기, 털, 깃털, 또는 가죽 지스러기와 같은 동물성 섬유질 물질을 포함한다.

이들 섬유질 물질은 미세하게 절단하는 것이 바람직하다. 예를들면, 폐지를 투입하는 경우, 폐지를 종이 세단기로 조각형상으로 사전에 절단하고 건조섬유분해장치에 공급하여 솜같은 형상으로 섬유분해되도록 하는 것이 바람직하다(이후, 솜같은 형상으로 건식섬유분해된 폐지를 솜같은 종이(cottony paper)라 한다). 커터는 종이 세단기에 한정되지 않는다. 예를들면 폐지를 손으로 자를 수도 있고 그대로 직접 투입할 수도 있다. 건조섬유 분해장치는 일본 특허공개 No. 헤이 5-265895에 기술된 유형을 포함한다.

솜같은 종이는 비옥화를 위한 유용한 성질을 갖는다. 예를들면, 그것은 섬유가 풍부하고 물흡수 및 투과력이 우수하고 물유지성, 열보유성, 비료흡수력 및 비료유지력이 높다. 따라서, 압축/성형된 폐지는 매우 좋은 농업재료가 된다.

본 발명 장치에 투입되는 섬유질 물질은 압축을 원활하게 하기 위해 물함량을 알맞게 함유할 것을 요한다. 예를들면, 자체가 물함량을 함유하는 섬유질 물질은 새롭게 물을 첨가할 필요가 없으나, 물을 함유하지 않는 솜같은 종이의 경우에는 소량으로 물이 첨가되어야 한다. 폐지와 함께 본 발명의 장치에 투입되는 물질은 최종적으로 얻어지는 성형품의 이용용도, 즉 농업재료의 종류에 따른다. 이후, 이러한 재료의 예를 기술할 것이다.

섬유질 물질의 성형품이 벼작물을 위해 사용되는 묘종 재료에 적용되는 경우, 솜같은 종이, 흙 및/또는 퇴비를 혼합하여 본 발명 장치에 투입할 수도 있다. 작은 비중을 갖는 솜같은 종이에 흙의 첨가는 중량을 알맞게 증가시키고 묘종 재료의 흩어짐을 방지하는 것이 가능해진다. 퇴비의 첨가에 의해 영양물질을 공급하고 따라서 퇴비의 성질(토양을 비옥화하고 유해물을 억제함)에 의해 작물의 뿌리의 성장을 촉진시키는 것이 가능해진다. 퇴비는 특별히 제한되지 않으며 밀짚, 낙엽을 포함한다. 이와 같이 제조된 묘종 재료는 긴 섬유들을 함유하는데, 이것은 흙의 굳어지는 것을 어렵게 하고 작물의 뿌리의 성장을 방해하지 않아, 따라서 영양가가 높은 작물이 얻어질 수 있다.

섬유질 물질의 성형/배출된 제품이 비료 흡수/유지물질에 사용되는 경우, 솜같은 종이, 물 및/또는 비료를 혼합하여 본 발명 장치에 투입할 수도 있다. 물은 약 20%의 양으로 작은 비중을 갖는 솜같은 종이와 함께 첨가되는데, 이것은 솜같은 종이가 바람에 흩어지는 염려를 없애 준다.

비료 흡수력을 높이기 위해, 솜같은 종이에 비료를 첨가할 수 있다.

따라서, 영양물질이 거의 없는 토양 및 묘종에 대해서도 솜같은 종이의 비료 유지력의 효과에 의해 필요할 때 작물에 필요량의 영양물질을 공급할 수 있다.

솜같은 종이의 중량을 증가시키고 비료 유지력을 증가시키기 위해, 솜같은 종이에 물과 비료를 둘다 첨가하는 것이 또한 바람직하다. 더욱이, 비료 흡수/유지물질을 매트 또는 시트형상으로 성형 및 고화함으로써, 바람에 흩어질 염려를 제거할 수 있고 또 기계화 할 수 있으며 운반 및 분무를 위한 노동을 절감할 수 있다.

섬유질 물질의 성형품이 퇴비를 위해 사용되는 경우에는, 솜같은 종이를 수중 생물 또는 그의 잔해와 혼합할 수도 있다. 수중 생물은 특별히 제한되지는 않으며 인디고 식물군, 진홍 식물군, 갈색식물군 및 녹색식물군, 예를들면 해초, 스가모(Sugamo), 또는 조스테라(Zostera)와 같은 녹색조류를 포함한다. 이들 중, 녹색조류가 가장 바람직하다.

녹색조류는 잎이 없으며 소구체 또는 분열에 의해 번식하는 식물이다.

수중동물은 어류를 포함한다. 수중생물의 잔해는 찌꺼기 및 플랑크톤을 포함한다. 어류의 머리 및 꼬리가 바람직하다.

솜같은 종이는 지상 생물의 몸체, 배설물, 또는 죽은 생물과 혼합된다. 지상생물은 특별히 제한되지는 않으나. 덥게하는 유기물질(그것을 먹는 사람 유기체의 체온을 증가시키는 성질을 갖는 것으로서, 수풀의 낙엽, 광엽나무와 같은 식물, 그리고 말 및 가금의 똥과 같은 동물의 배설물을 포함함)과, 차게하는 유기물질(그것을 먹는 사람 유기체의 체온을 감소시키는 성질을 갖는 것으로서, 야생풀 또는 고구마의 덩굴, 인디고볼, 래디시 및 당근의 잎과 같은 줄기 및 자루의 중앙에 구멍이 없는 야채들, 그리고 소똥과 같은 동물의 배설물을 포함함)을 포함한다.

더욱이, 지상생물의 사체(예를들면 낙엽 또는 떨어진 나뭇가지들)가 사용될 수도 있다.

상기 퇴비를 얻는 경우에, 세균의 영양원으로서 질소를 함께, 예를들면 황산암모늄, 쌀겨 및 효모균진과 같은 유기질소비료를 함께 첨가할 수도 있다. 이러한 퇴비는 다량의 긴 섬유를 함유하는데, 이것은 토양의 굳어짐을 방지하고 작물의 생장을 방해하지 않으며, 따라서 그것이 토양에 함유된 인산과 같은 작물을 생장시키기 위해 필요한 에너지원을 충분히 흡수하도록 한다.

② 원료 투입구(1)에 투입된 섬유질 물질은 원통형 케이싱(2)에서 등피치 회전 스크루(3)의 이송작용에 의해 원통형 케이싱의 전연으로 이송되며 압축되고 배출구멍(5)으로부터 지정된 형상으로 성형/배출된다.

상세히는, 섬유질 물질은 먼저 원통형 케이싱(2)과 등피치 회전 스크루(3) 사이의 틈으로 들어온다. 등피치 회전 스크루가 시계방향으로 나삿니를 낸 나선형태를 갖는 경우에는, 스크루가 원통형 케이싱의 전연측으로부터 보아서 시계반대방향으로 회전할 때 투입된 섬유질 물질은 원통형 케이싱의 전연을 향해 점차적으로 이동된다. 섬유질 물질이 원통형 케이싱의 전연에 이를 때 섬유질 물질의 부분은 성형 다이에 형성된 배출구멍(5)으로부터 장치의 밖으로 배출된다. 그러나, 도면에서 보는 바와 같이, 배출구멍의 직경은 역압의 형성에 의해 점차적으로 작아지고, 배출구멍(5)을 통과하는 섬유질 물질의 흐름 저항성이 크게 된다. 따라서, 대부분의 섬유질 물질은 등피치 회전 스크루(3)의 이송작용에 의해 연속적으로 운반된 후속 섬유질 물질에 의해 축상이송압력을 받는다. 그 결과, 섬유질 물질은 전체가 강하게 압축되고 이로써 섬유질 물질의 섬유들 사이에 물이 강하게 침투한다. 예를들면, 솜같은 종이와 식물성 섬유질 물질이 본 발명 장치에 투입되는 경우에, 식물성 섬유질 물질의 조직이 압축시 파괴되고 식물성 섬유질 물질에 함유된 다량의 물이 솜같은 종이에 흡수되어 따라서 전체 섬유질 물질의 물함량이 같아진다. 이때, 압축 에너지의 일부가 열에너지로 전환되는데, 이것은 섬유질 물질을 가열하기에 효과적이다.

이러한 고압/고온공정을 통해 같아진 물함량을 갖는 섬유질 물질이 배출구멍(5)으로부터 배출된다. 이때, 상기한 바와 같이, 섬유질 물질은 매우 강한 압축력이 가해지고 고화되기 시작한다. 따라서, 배출구멍(5)으로부터 배출된 섬유질 물질은 배출구멍(5)의 단면과 실질적으로 같은 단면형상을 갖는 고형제품으로 성형된다. 또다르게는, 어떤 종류의 섬유질 물질에 대해서는 사하중에 의해 펠릿형상으로 절단해내도록 하는 방법으로 배출된다.

상기 압축공정에서, 스크루 샤프트는 큰 힘이 가해져 진동을 가져올 염려가 있다. 그러나, 성형/배출부재(6)가 원통형 케이싱(2)의 전연에 제공되어 있고 등피치 회전스크루(3)의 전연을 회전가능하게 지지하기 위한 스크루 지지부재(6a)가 있기 때문에, 본 발명은 ① 성형/배출작용을 안정하게 수행하며, ② 스크루의 회전수를 증가시키고, ③ 섬유질 물질의 처리량을 높이는 효과를 갖는다.

이와 같이 성형/배출된 섬유질 물질은 균일한 물함량을 함유하며 섬유질 물질의 압축시 발생된 열에 의해 살균될 수 있다. 솜같은 종이가 섬유질 물질로서 사용되는 경우에, 솜같은 종이는 물을 충분히 흡수하며 먼지의 발생을 방지하기에 효과적이다.

제1a도 및 제1b도에 나타낸 구조를 갖는 장치를 사용하여, 종래기술의 건식섬유분해된 펄프를 사용하는데 있어서 일어났던 소수성, 먼지의 발생, 그리고 살균을 위한 추가의 공정을 요하는 문제점들을 해결하는 것이 가능해진다.

제2a도 및 제2b도는 스크루의 이송속도를 조절하고자 한 장치를 나타내는데, 이것은 회전 스크루의 전연 근처의 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 감소된 스크루 피치를 갖는 회전 스크루를 포함한다.

이 장치에서, 제1a도 및 제1b도에 나타낸 등피치 회전 스크루(3)가 전연 근처의 방향으로 감소된 피치를 갖는 부등피치 회전 스크루로 바뀌기 때문에, 스크루와 원통형 케이싱간에 형성된 한 피치당의 공간이 섬유질 물질을 나르는 방향으로 감소되어, 이로써 회전 스크루의 이송속도가 감소된다. 그 결과, 섬유질 물질은 서서히 압축되고 가열된다. 이것은 충분한 시간동안 성형/배출된 제품의 물함량을 같게 하는 것을 가능하게 한다. 이러한 구조를 갖는 장치는 식물성 섬유질 물질의 처리에 특히 효과적이다.

제3a도 및 제3b도에 나타낸 장치는 스크루의 이송속도를 조절하고자 한 것이다. 이 장치는 스크루 홈의 깊이가 회전 스크루의 전연 근처의 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 더 좁아지는 등피치 회전 스크루(13)를 포함한다(스크루 홈의 깊이는 불균일하고 스크루 피치는 같다).

이 장치에서, 스크루 홈의 깊이는 점차적으로 좁게 만들며 이로써 스크루와 원통형 케이싱간에 형성된 한 피치당 공간이 감소되고, 따라서 솜같은 종이가 서서히 압축되고 가열되며 점차적으로 물을 흡수한다. 상기한 느린 압축작용은 등피치 회전 스크루를 사용하는 장치와 비교하여 성형/배출된 제품의 물함량을 더욱 같게 하는 것이 가능해진다.

제4a도, 제4b도 및 제4c도에 나타낸 장치는 부등피치 회전 스크루(8)와 동기하여 회전가능한 커터(9)를 포함하는데, 이것은 원통형 케이싱내의 성형다이 바로전에 제공된다. 게다가, 제4c도는 커터의 형상을 나타낸다.

잘라낸 나뭇가지들, 잎달린 가지들, 나뭇껍질 등이 섬유질 물질로서 사용되는 경우에, 물질은 아주 단단하기 때문에 식물의 기관들은 종종 상기 회전 스크루를 사용한 압축에 의해서만으로는 충분히 파괴될 수가 없다. 상기 구조를 갖는 장치는 이러한 물질을 압축하기에 매우 효과적이다. 상세히는 장치에 커터(9)의 제공에 의해, 잎달린 가지들 뿐만 아니라 식물의 기관들(예를들면, 엽편과 엽맥)을 충분히 파괴하고 따라서 그로부터 물을 짜내는 것이 가능해진다. 상기 물질을 사용하는 경우에, 배출구멍을 차단하게 될 염려가 있다. 그러나, 이 장치에서, 나뭇가지 등은 커터(9)에 의해 절단 및 파괴될 수 있기 때문에, 블록킹의 발생이 방지될 수 있다. 추가로, 커터(9)의 제공에 의해, 성형/배출된 제품은 펠릿형상으로 조절될 수 있다.

제5a도 및 제5b도는 성형 다이에 형성된 배출구멍(5)의 직경이 부등 피치 회전스크루(8)의 직경의 10 내지 40% 범위가 되도록 지정된 장치를 나타낸다.

배출구멍(5)의 직경을 증가시킴으로써, 그리고 바람직하게는 배출구멍(5)의 수를 약 둘이 되게 설정함으로써 성형/배출된 제품의 직경을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 구조를 갖는 장치는 비교적 긴 제품을 요하는 버섯을 재배하기 위한 묘종 재료를 제조하기에 적합하다. 이 장치의 이점은 다음과 같다.

(1) 살균효과를 얻는다. (2) 투과성이 우수하다.

(3) 표고와 같은 버섯을 재배하기에 적합한 물함량을 효과적으로 조절한다.

(4) 종래의 것보다 중량이 작아진 묘종을 제공하여 노동의 절감을 가져온다. 게다가, 배출의 직경이 40% 이상일 때, 성형다이의 장전 부분의 면적이 좁아지는데, 이것은 스크루 지지부재(6a)에 장전을 제한하는 것이 단점이다. 한편, 배출구멍의 직경이 10% 미만일 때, 성형/배출제품은 버섯을 재배하기 위한 묘종 재료로서 사용되기에는 불충분할 정도로 작아진다.

제6a도 및 제6b도는 성형다이가 회전 스크루의 전연으로부터 분리되어 있고 원통형 케이싱의 전연에 공간이 형성되어 있는 장치를 나타낸다.

이들 도면에서 보는 바와 같이, 부등 피치 회전 스크루(8)의 전연이 회전 샤프트에 수직한 평면을 따라 절단되며, 즉 원통형 케이싱의 전연(성형 다이)에 평면부분이 형성되어 있다. 회전 스크루의 전연과 성형다이간의 공간이 좁다면, 이와 같이 형성된 평면부분은 성형다이에 형성된 배출구멍(5)을 덮도록 작용하며, 성형다이에 의해 회전가능하게 지지된 회전 스크루는 보통 회전되기 때문에 모든 배출구멍(5)이 차단된다. 즉, 성형/배출된 제품이 모든 배출구멍으로부터 균등하게 취해질 수 없다.

그러나, 상기한 구조를 갖는 장치에서, 부등 피치 회전 스크루(8)의 전연과 성형다이간에 넓은 공간이 형성될 수 있으며, 스크루의 전연은 상기한 바와 같이 덮개로서 작용하지 않는다. 따라서, 부등 피치 회전 스크루의 전연에 이른 섬유질 물질은 넓은 공간에서 일단 보관된 다음 회전 스크루의 이송작용에 의해 배출구멍을 통해 균등하게 배출된다.

제7a도 및 제7b도는 원통형 케이싱의 단면이 원통형 케이싱의 전연 근처의 방향으로 감소되는 제한구조를 갖는 장치를 나타낸다.

이 장치로, 축상 저항은 더 증가되기 때문에 압축효과는 더 향상되고 이 결과 성형/배출된 제품의 물함량이 더욱 같아질 수 있다.

제8a도 내지 제8e도는 회전 스크루의 회전 샤프트에 평행한 다수의 선형 홈 또는 나선상 홈을 갖는 장치를 나타낸다. 게다가, 제8c도, 제8d도 및 제8e도는 제8a도의 a-a선을 따라 취한 단면도이며, 여기서 제8c도는 돌출/후미진 형상의 홈을 나타내며, 제8d도는 이빨모양의 홈을 나타내며, 제8e도는 시소모양 홈을 나타낸다.

본 발명 장치가 원통형 케이싱의 내표면에 홈을 갖지 않는 경우에, 섬유질 물질을 운반시 섬유질 물질과 원통형 케이싱간에 큰 마찰저항이 일어나며, 따라서 회전샤프트에 큰 힘을 부여할 것을 요한다. 그러나, 원통형 케이싱의 내표면에 홈을 제공함으로써 물질과 원통형 케이싱 사이에 공간을 발생시키고 따라서 축상 저항이 감소되며 따라서 파워가 감소된다. 더욱이, 회전방향으로 섬유질 물질에 저항을 줄 수 있고 미끌어짐을 방지하는데 효과적이다. 그 결과, 섬유질 물질이 케이싱의 전연의 방향으로 확실히 운반될 수 있으며, 원료투입구에 공급된 섬유질 물질은 서서히 운반되고 압축되며 따라서 다량의 섬유질물질을 처리하는 것을 가능하게 한다.

제9a도 및 제9b도와, 제10a도 및 제10b도는 액체주입수단이 원료 투입구 또는 케이싱의 통벽에 제공되어 있는 장치를 나타낸다. 이들 도면에서, 참고번호(12)는 노즐을 지칭한다. 주입된 액체는 물, 그리고 전분접착제 같은 스티커를 포함할 수도 있다. 액체주입수단은 특별히 제한되지 않으나 노즐을 포함할 수도 있다.

상기한 바와 같은 물의 공급에 의해 섬유질물질을 운반시, 섬유질 물질의 미끄러짐이 향상될 수 있다. 더욱이, 전분접착제 같은 스티커의 공급에 의해 전분 접착제를 섬유질 물질과 혼합한다. 이 경우에, 전분 접착제는 스크루의 회전과 성형다이의 저항을 통해 압축작용에 의해 충분히 투과되며 이로써 섬유질 물질의 섬유는 서로 강하게 접착될 수 있고 따라서 배출구멍의 단면에 유사한 형상을 갖는 단단한 성형/배출된 제품을 얻는 것이 가능해진다.

액체주입수단은 원료 투입구(1)의 통벽에 또는 원통형 케이싱(2)의 통벽에 제공될 수도 있다. 그러나, 액체주입수단(10)은 바람직하게는 다음 사실들을 고려하여 원통형 케이싱의 통벽에 제공된다: ① 솜같은 종이와 함께 원료 투입구(1)로부터 물이 공급되는 경우에, 소수성을 갖는 솜같은 종이가 물을 반발하며 물과 빨리 혼합되기가 어렵고 ② 원료 투입구(1)에 노즐이 제공되는 경우에, 입구가 좁아져 섬유질 물질의 투입량의 감소를 가져온다. 원통형 케이싱(2)의 통벽에 액체주입수단의 제공에 의해, 원료 투입구(1)의 면적의 어떤 감소없이 솜같은 종이를 물과 효과적으로 혼합하는 것이 가능해진다.

상기 구조를 갖는 장치로, 성형/배출된 제품의 고화는 더 진행하는데, 이것은 또한 취급을 용이하게 하며, 또한 농업의 기계화를 촉진한다. 더욱이, 섬유질 물질의 섬유가 솜같은 종이의 경우에 스티커의 사용에 의해 서로 강하게 결합되기 때문에 먼지의 발생이 제거되고 따라서 먼지 공해가 방지된다.

제11a도, 제11b도 및 제11c도에 나타낸 성형장치는 두 개의 원료 투입구를 갖는다. 게다가, 제11c도는 성형장치의 평면도이다.

다수의 원료 투입구(1)의 제공에 의해, 등피치 회전 스크루와 접촉된 물질의 면적이 섬유질 물질을 투입시 넓어지는데, 이것은 다량의 섬유질 물질을 투입하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 두종류 이상의 다른 물질 (예를들면, 솜같은 종이와 잘라낸 나뭇가지들)이 다수의 원료 투입구로부터 장치에 투입될 수 있을 때에도 향상된 작업성을 가져온다.

제12a도 및 제12b도는 전기모터(11)가 구동 샤프트에 연결되어 있는 성형장치를 나타낸다. 전기모터는 가솔린 엔진 또는 물 터빈으로 바꿀 수도 있다.

본 발명의 성형장치에서, 섬유질 물질의 처리량과 장치의 설치된 위치에 따라 적합한 구동력이 사용될 수 있다. 예를들면, 섬유질 물질의 투입량이 매우 작은 경우에 구동력은 손으로 충분히 얻어진다. 한편, 투입량이 큰 경우, 상기한 구동력이 사용될 수 있고 이것은 장치의 취급을 개선하고 처리비용을 절감한다.

제13a도 및 제13b도는 성형장치의 전연 바깥에 절단수단으로서 커터(9)를 포함하는 성형장치를 나타낸다. 장차 밖의 커터(9)의 제공에 의해, 원통형 케이싱의 전연으로부터 성형/배출된 섬유질 물질이 계속해서 절단되어 펠릿으로 될 수 있다. 커터(9)가 장치의 밖에 제공되지 않을 때도 섬유질 물질은 사하중에 의해, 또는 성형/배출된 제품의 제4a도 및 제4b도에 나타낸 바와 같은 장치의 내부에 커터의 제공에 의해 절단될 수 있다. 그러나, 커터(9)의 제공에 의해, 섬유질 물질은 확실히 정확하게 펠릿으로 절단될 수 있고 또한 커터의 속도를 알맞게 선택함으로써 원하는 길이를 갖는 펠릿을 얻을 수 있다.

성형/배출된 제품의 형상의 예들은 펠릿형상 이외에 매트형상과 시트형상을 포함할 수도 있다. 이들 형상은 매트형성기계 또는 시트형성기계에 성형장치를 연결함으로써 쉽게 얻어질 수 있다.

각각의 매트형성 및 시트형성기계는 특별히 제한되지 않으며 성형장치로부터 배출된 성형제품이 콘베이어에 의해 운반되고 매트형상 또는 시트형상으로 롤을 압착함으로써 형성된다. 매트 또는 시트 같은 제품은 취급이 매우 좋고 기계화가 용이하다. 흙과 혼합될 때 흩어지는 것이 방지된다.

상기한 동물 섬유질 물질은 물론 이 유형의 성형장치에 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체예를 기술하였으나 이러한 기술은 단지 예시목적이며, 다음 청구범위의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않고 변화 및 변동이 행해질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (17)

1. 섬유질 물질을 원료 투입구로부터 원통형 실린더에 넣고, 상기 원통형 케이싱에 제공된 회전 스크루의 이송작용에 의해 상기 원통형 케이싱의 전연으로 이송하며, 상기 전연으로부터 배출시키는, 섬유질 물질의 성형장치에 있어서, 상기 원통형 케이싱의 전연으로 이송된 상기 섬유질 물질을 지정된 형상으로 압축하고 상기 압축된 섬유질 물질을 배출하기 위한 상기 원통형 케이싱의 전연에 제공된 성형/배출부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 성형/배출부재는 상기 회전 스크루의 전연을 회전가능하게 지지하기 위한 지지 메커니즘을 갖추고 있으며, 상기 지지 메카니즘은 상기 지지 부재로서 제공되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 스크루는 스크루 피치가 상기 회전 스크루의 전연 근처의 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 스크루는 홈깊이가 상기 회전 스크루의 전연 근처의 방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 더 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성형/배출부재는 하나 또는 다수의 배출구멍을 갖는 성형다이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 배출구멍의 직경은 상기 회전 스크루의 직경의 10 내지 40%의 범위인 것을 특징으로 하는 성형장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 성형 다이는 상기 회전 스크루의 전연으로부터 분리되어 있고, 상기 원통형 케이싱의 전연에 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 성형장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원통형 케이싱은 단면이 상기 원통형 케이싱의 전연 근처의 방향으로 더 작아지는 제한 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 성형장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원통형 케이싱의 내표면은 상기 회전 스크루의 회전 샤프트에 평행한 다수의 선형홈 또는 나선상 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 성형장치.
10. 제1항 또는 2항에 있어서, 액체주입수단이 상기 원료 투입구 또는 상기 원통형 케이싱의 통벽에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 성형장치.
11. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 회전 스크루와 동기하여 회전 가능한 커터가 상기 원통형 케이싱내에 상기 성형/배출부재 바로 앞에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 성형장치.
12. 제1항 또는 2항에 있어서, 성형 및 배출된 상기 섬유질 물질을 절단하기 위해 상기 장치의 전연밖에 절단수단이 또한 제공되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
13. 제1항 또는 2항에 기술된 상기 장치에 의해 제조된, 섬유질 물질로 만들어진 성형제품인 것을 특징으로 하는 농업재료.
14. 제1항 또는 2항에 기술된 상기 장치에 의해 제조된, 섬유질 물질로 만들어진 성형제품인 것을 특징으로 하는 비료흡수/유지물질.
15. 제1항 또는 2항에 기술된 상기 장치에 의해 제조된, 섬유질 물질로 만들어진 성형제품인 것을 특징으로 하는 모판재료.
16. 제1항 또는 2항에 기술된 상기 장치에 의해 제조된, 섬유질 물질로 만들어진 성형제품인 것을 특징으로 하는 퇴비물질.
17. 제1항 또는 2항에 기술된 상기 장치에 의해 제조된, 섬유질 물질로 만들어진 성형제품인 것을 특징으로 하는 버섯재배를 위한 묘종재료.