KR100235291B1 - 정류기능이 강화된 공기 분급기 및 분급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정류기능이 강화된 공기 분급기 및 그 분급방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 시멘트 산업분야에 있어서 분쇄공정에서 생성되는 시멘트 분말을 미분과 조분으로 분급하는 공정 및 이밖에 특수한 제품을 생산하기 위하여, 고분말도 분급을 필요로 하는 분야에서 사용되는 보다 정류기능이 강화된 분급기에 관한 것이다. 본 발명의 분급기는 상부에는 분급실 케이싱, 하부에는 호퍼로 이루어지고, 분급실의 케이싱에 접선방향으로 공기를 취입하여 각도가 조절가능한 가이드베인과 회전구동측에 의해 회전되는 회전로터 블레이드 및 회전 분산판을 이용하여 미분은 미분 배출구로, 조분은 조분 배출구로 배출하여서 된 분급기에 있어서, 회전 로터 블레이드의 회전구동축과는 별도로 회전블레이드 회전속도보다 저속으로 가이드 베인을 회전하도록 하여 공기 인입의 안정성을 가져오도록 하는 정류기능이 강화된 분급기이다.

Description

정류기능이 강화된 공기 분급기 및 분급방법

본 발명은 정류기능이 강화된 공기 분급기 및 그 분급방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트 산업분야의 분쇄공정에서 생성되는 시멘트 분말을 미분과 조분으로 분급하는 공정 및 이밖에 특수한 제품을 생산하기 위하여 고분말도 분급을 필요로 하는 분야에서 사용되는 보다 정류기능이 강화된 공기 분급기에 관한 것이다.

종래의 공기 분급기에 많이 사용되고 있는 것으로 사이크론 세퍼레이터(cyclone separator)가 있다. 상기 사이크론 세퍼레이터는 그 내부 구조 등에 따라 여러 가지 종류가 있지만, 일반적으로 미분을 포집하기 위해 사용되고 있으며, 분급공기는 외부 순환방식을 채용하고 있다.

그러나, 사이크론 세퍼레이터를 사용할 경우, 분급 입도가 상기 사이크론의 크기에 의하여 결정되어, 미분에서 조분간에 걸쳐서 그 분급하려고 하는 대상의 크기가 넓을 경우 사용상 문제가 발생되었다.

예를 들면, 어느 사이크론의 하나를 선정하고 그 사이크론의 분급대상이 분급경의 경우 1∼20㎛이고, 도한 분체의 농도가 0.1kg/㎥ 이하로 한정된 경우, 분급경이 상기한 범위를 벗어나고, 분체농도가 0.1kg/㎥ 보다 큰 경우 분산이 충분하지 못하여 분급정도가 하락되는 단점이 있다. 이에 대한 다른 방안으로 분급입자경을 20㎛ 이상으로 넓혀서 1대의 분급기로 사용한다고 할지라도 고분체 농도의 분체를 처리할 경우에는 미분이 조분에 대량으로 혼입되고 공기의 와류강화의 효과도 반감되어 사이크론을 사용하는데 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 일본의 오노다 분급기(일본특허공보 84-1165)가 있다. 상기한 오노다 시멘트 분급기는 대량처리에 적합한 분급기로써 분급실의 본체에 접선방향으로 순환공기를 취입하여 가이드 베인과 로터 블레이드 및 회전 분산판을 이용하여 미분은 미분 분사구로, 조분은 조분 배출구로 분출하게 하며, 가이드 베인의 각도를 조절하게 하여 분급공간의 공기유동을 조절하게 하는 방식을 채용하여 미분과 조분을 별도로 분리 배출하게 하는 분급기가 제공되었다(제5도 참조).

그러나 이러한 가이드 베인 방식은 구동초기에 유입되는 초기 유량이 급격히 변화함에 따라 진동이 발생하고 유동이 불안정해지며, 분급실에서 균일한 유동을 얻을 수 없어 균일한 분급기능을 부여할 수 없었고, 또한 진동으로 인한 불필요한 공기의 와류발생은 동력손실과 분급의 성능저하를 초래하게 되는 문제점이 상존하였다.

또한, 상기한 오노다 분급기는 하부의 호퍼에 3차 공기 취입관이 구성되어 있으며, 공기가 구심방향으로 직접 유입하게 되어 있어, 조분에 다량의 미분이 섞여 있을 경우, 분급의 여지가 없는 등의 또 다른 문제점이 야기되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서 그 목적은 정류기능의 강화, 분산작용의 강화 및 분급성능의 향상을 위해 장치를 개선시킴으로써 종래에 비해 높은 분체농도의 처리가 가능하고, 고분말도 분급도 가능하며, 원하는 입도의 조종이 용이하게 할 수 있으며, 균일하고 안정된 운전을 가능하게 할 수 있는 정류기능이 강화된 공기 분급기 및 분급방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 상부에는 분급실 케이싱, 하부에는 호퍼로 이루어지고, 분급실의 케이싱에 접선방향으로 공기를 취입하여 각도가 조절가능한 가이드 베인과 회전구동축에 의해 회전되는 회전로터 블레이드 및 회전분산판을 이용하여 미분을 미분배출구로, 조분은 조분배출구로 배출하여서 된 분급기에 있어서,

회전로터 블레이드의 회전구동축과는 별도로 회전블레이드 회전속도보다 저속으로 가이드 베인을 회전하도록 하여 공기 인입의 안정성을 가져오도록 하는 정류기능이 강화된 분급기를 제공하는 특징을 갖는다.

제1도는 본 발명에 따른 정류기능이 강화된 공기 분급기의 개략도.

제2도는 제1도의 A - A선 단면도.

제3도는 제1도의 B - B선 단면도.

제4도는 제1도에서 나타나는 회전 분산판과 제1구동축 및 제2구동축의 구성만을 도시한 평면도.

제5도는 종래의 분급기를 도시한 일부 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 분급실 케이싱 2 : 하부호퍼

3 : 순환공기 취입도관 4 : 3차 공기 취입관

5 : 원료 투입구 6 : 중앙 미분 배출도관

7 : 조분 배출구 8 : 회전 분산판

9 : 가이드 베인 10 : 로터 블레이드

11 : 회전판 부재 12, 21 : 연료판 부재

13 : 회전링 지지부재 14 : 제1구동축

15 : 제2구동축 16 : 하부 지지부재

17, 18 : 블레이드 보조디스크 19 : 주축

20 : 가이드 베인 레버 22 : 상부미분 배출도관

23 : 분급실

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 공기분급기는 제1도에 도시된 바와 같이, 크게 분급기 케이싱(1)과 하부 호퍼(2)로 나눌 수 있으며, 분급케이싱(1)의 접선방향으로 순환공기취입도관(3)이 형성되어 있다.

상기 분급케이싱(1)의 구성은, 그 중심부에 제1구동축(14), 제2구동축(15)이 중심안쪽으로부터 차례로 설치되어 있고, 케이싱 상측부 중심과 원주 사이의 일측면에는 원료투입구(5)가 경사된 상태로 형성되어 있고, 케이싱의 내부는 상측에 회전분산판(8), 하측에 회전판 부재(11)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기 케이싱 내의 측벽과 중심 사이에는 제1구동축(14)에 의하여 구동되어 회전링 지지부재(13)와 더불어 회전하는 가이드 베인(9), 제2구동축에 의해 구동되어 회전하는 로터 블레이드(10)가 케이싱 측벽으로부터 안쪽으로 차례로 구성되어 있고, 원료가 원료 투입구(15)로 투입되어 회전분산판(8)에 의해 분산하면서 충돌하도록하여 블레이드 보조디스크(17)(18) 안쪽으로 형성되는 분급실(23)로 유입하게 하는 원료충돌부재(12)는 수직가이드 베인의 최상부에 형성되어 있고, 이밖에 제2구동축으로부터 로터 블레이드 보조디스크에 회전력을 전달하는 구성으로 회전링 지지부재(13)가 회전블레이드 보조 디스크와 제2구동축과 일체를 이루고 있다(도면 제2도 참조).

하부호퍼(2)의 구성은 제1도와 제1도의 B-B 선 단면도인 제3도를 참조하여 살펴본다.

하부호퍼(2)는 제1도에서 보는 바와 같이 원추형상을 이루며, 제3도에서 볼 수 있는 바와 같이 3차 공기취입관(4)이 접선방향으로 형성되어 공기를 공급하도록 구성되어 있다. 도면의 부호(6)은 분급실에 연결되어 있는 중앙미분 배출도관이다.

제2도에서는 제1도의 A-A 선 단면도로, 순환공기 취입도관(3)이 케이싱(1)의 측면에 접선을 이루며 구성된 형상과 수직가이드 베인(9) 로터 블레이드(10) 그리고 원료충돌부재(12), 회전링 지지부재(13), 제1구동축(14), 제2구동축(15) 등의 수평 단면상의 관계를 더욱 명확하게 나타내고 있다.

제4도에서는 분산판(8)만을 따로 떼어 나타낸 평면도로서, 그 형상을 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동과정을 설명한다.

본 발명의 분급기에 의하면 먼저 분급대상이 되는 원료가 원료 투입구(5)로 투입하게 되어 있으며, 투입이전에 회전구동수단에 의하여 제1구동축(14)와 제2구동축(15)이 회전되고, 이에 따라 가이드 베인(9)과 로터 블레이드(10)가 각각 회전한다. 이때 가이드 베인(9)은 제1구동축(14)에 의해, 저속으로 회전하도록 되어 있어 분급실(23)에 선회 기류를 강화할 뿐만 아니라 초기의 급격한 유량변화를 안정화시키고 진동발생을 억제시키는 역할을 한다. 이 가이드 베인의 저속회전은 균일한 공기 유입을 가능하게 함으로써 불필요한 동력손실을 줄이는 역할도 하게 되어 분급성능을 향상시키는 결과를 가져온다. 이 가이드 베인의 적정회전수는 제2구동축(15)에 의해 회전되는 로터 블레이드 회전수의 1/10∼1/15가 적당하다.

한편, 원료 투입구(5)로 투입된 원료는 회전 분산판(8)에서 분산되어 원료충돌부재(12)에 충돌하면서 분급공간으로 유입된다. 이때 상기한 바와 같이 가이드 베인의 저속회전으로 공급되는 공기는 균일하고 안정되어 진동을 방지하고 결과적으로 분급향상에 기여한다. 분급실(13) 안에서는 회전 분산판(8) 및 원료충돌부재(12)를 경유한 원료가 수직 가이드 베인을 통해서 공급된 공기와 함께 보다 빨리 회전하며 원심력에 따라 분리되면서 정분은 중앙 미분 배출도관(6)으로 배출되고 조분은 회전판 부재(11)에서 분산되어 하부호퍼(2)로 유입된다. 재유입된 조분은 제3도와 같이 3차 공기 취입관(4)으로부터 생기는 접선방향의 순환기류를 타고 조분에 함유된 미분이 2차 분급되어 미분 배출관으로 배출되고 조분은 조분 배출구(7)로 배출된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 종래의 메인 주축에 의하여 가이드 베인의 각도조절과 메인 주축에 의해 로터 블레이드를 회전시켜 공기를 공급하던 방식에 대하여 가이드 베인부를 별도의 축으로 회전이 가능하도록 하여 유량변화를 안정화시킴으로써 기존 분급기에서 발생하던 급격한 공기유동을 방지하고 진동에 따른 불필요한 동력손실을 줄이고 분급성능을 향상시키도록 하였다.

이와 더불어 본 발명의 다른 잇점으로써 하부호퍼 케이싱에도 3차 공기 취입도관을 접선방향으로 연결함으로써 시계방향의 순환 유동을 발생함으로써 분체농도를 높여 분급하는 경우 조분에 유입된 미분의 2차 분급도 가능하게 하였다.

본 발명은 상기한 기술수단 및 구성에 의한 본 발명의 작용, 효과 및 잇점을 설명하였지만 다음의 기재되는 청구범위에 벗어나지 아니한 본 발명의 여러 가지 형태의 모방 및 개조가 이루어질 수 있는 것은 매우 자명한 일이다.

Claims (5)

1. 상부에는 분급실 케이싱, 하부에는 호퍼로 이루어지고, 분급실의 케이싱에 접선방향으로 공기를 취입하여 각도가 조절가능한 가이드 베인과 회전구동축에 의해 회전되는 회전로터 블레이드 및 회전분산판을 이용하여 미분을 미분배출구로, 조분은 조분배출구로 배출하여서 된 분급기에 있어서, 회전로터 블레이드의 회전구동축과는 별도로 회전블레이드 회전속도보다 저속으로 가이드 베인을 회전하도록하여 공기 인입의 안정성을 가져오도록 하는 정류 기능이 강화된 분급기.
2. 제1항에 있어서, 상기한 하부호퍼에 조분의 제2분급을 가능하게 하는 접선방향의 3차 공기 취입관을 구성하여서 된 정류기능이 강화된 분급기.
3. 제1항에 있어서, 가이드 베인의 회전수를 로터 블레이드 회전수의 1/10∼1/15로 하는 분급기.
4. 상부에는 분급실 케이싱, 하부에는 호퍼수단을 제공하는 단계와, 분급실의 케이싱에 접선방향으로 공기를 취입하는 단계와, 가이드 베인과 회전구동축에 의해 회전되는 회전로터 블레이드 및 회전분산판을 이용하여 공기를 공급하는 단계와, 미분은 미분배출구로, 조분은 조분배출구로 배출하는 단계를 포함하는 분급방법에 있어서, 회전로터 블레이드의 회전구동축과는 별도로 회전블레이드의 회전속도보다 저속으로 가이드 베인을 회전시키는 단계를 더 포함함으로써 인입의 안정성을 가져오도록 하는 정류기능이 강화된 분급방법.
5. 제4항에 있어서, 호퍼수단에 배출되는 조분에 3차 공기를 접선방향으로 취입하는 단계를 더 포함하는 정류기능이 강화된 분급방법.

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