KR100513097B1 - 펄프 쇄목기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 펄프 쇄목기는 쇄목석(1)과, 공급 슈트(2), 및 목재(3)를 쇄목석(1)을 향해 공급하는 피스톤을 포함한다. 이 장치는 충격 피스톤이 행정 위치로 복귀하여 새로운 처리분의 목재를 공급할 때, 공급 슈트의 실질적으로 전폭에 걸쳐 쇄목석(1)을 향해 목재(3)를 가압하도록 배치된 별도의 가압 부재(6)를 구비한다.

Description

펄프 쇄목기{ARRANGEMENT IN A PULP GRINDER}

본 발명은 쇄목석(碎木石; grindstone)과, 이 쇄목석까지 연장되는 공급 슈트(feed chute)와, 이 공급 슈트 내에서 쇄목(碎木; grind)될 목재를 쇄목석에 대해 공급하는 피스톤을 포함하며, 목재가 실질적으로 쇄목석의 축선 방향으로 쇄목 영역으로 공급되도록 구성된 펄프 쇄목기(pulp grinder)에 관한 것이다.

섬유질 생산을 위해 목재를 쇄목할 때, 목재 블록을 회전 쇄목석의 표면에 대해 압압함과 동시에, 펄프 현탁액을 생성시키기 위해 목재 블록에 물을 분무하는 쇄목기가 통상적으로 사용된다. 목재는 불연속적인 방식[즉, 1회 처리분(batch)의 목재를 한꺼번에 공급 슈트로 공급한 다음에, 이 공급 슈트 내의 목재를 실린더와 피스톤에 의해 쇄목석에 대해 압압하는 방식]으로 쇄목기에 공급하는 것이 가장 일반적이다. 생산량을 가능한 한 높게 하기 위하여, 통상적으로 쇄목석의 양측부에는 실린더를 갖는 두 개의 공급 슈트가 배치된다. 따라서, 하나의 공급 슈트가 충전 중일 때, 쇄목석에는 양 공급 슈트가 쇄목 단계에 있을 때보다 부하가 적게 걸리게 되어 불균일한 부하 뿐만 아니라 쇄목 펄프의 품질 변화를 야기시킨다. 또한, 불연속적인 공급 방식의 결점으로서는, 연속적인 쇄목이 사용될 때 보다 목재를 1회 처리분 공급했을 때 생산량이 적다는 것이다. 불연속적인 쇄목 방식의 또 다른 문제점으로서는, 공급된 목재 블록이 압축되는 동안 서로에 대해 더욱 기밀하게 압축되고, 이에 의해 또한, 쇄목의 시작 지점과 종료 지점에서의 생산비간에 변화를 초래한다는 것이다. 따라서, 예컨대 쇄목된 펄프의 여수도(濾水度: freeness)는 비록 실린더의 피스톤에서의 공급 속도를 일정하게 유지하도록 조절할지라도, 압축 시작 지점에서 더 높고 노의 단부를 향해 갈수록 떨어진다. 이와 동일한 이유로서, 모터에 부하가 불균일하게 걸린다.

또한, 기존에 알려진 쇄목기로서는, 공급 슈트의 양측부에서의 가동 공급 체인과, 공급 슈트 내의 목재의 중량에 기초하여 목재를 연속적으로 공급하는 연속형 쇄목기가 있다. 이러한 쇄목기는, 예컨대 독일 공개 공보 제28,12,299호에 개시되어 있다. 이 해법은 목재를 연속적으로 공급하고 충분히 압축하기 위해, 체인이 다소 길어져야 한다는 결점이 있는데, 실제로 이것은 공급 슈트의 높이가 6 내지 8 미터까지 되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 체인과 공급되고 있는 목재 블록 사이의 접촉면이 충분히 넓게 되고, 동시에 목재 더미의 자체 중량이 압축을 위해 목재를 공급 체인에 대해 압압하는 데 일조한다. 이 때문에, 실질적으로 수직형 공급 슈트만을 쇄목 공정에 사용할 수 있으며, 이러한 공급 슈트는 동시에 쇄목할 수 있는 목재의 총량을 상당히 제한하게 된다. 그 결과, 상기 쇄목기의 쇄목 용량은 두 개 이상의 공급 슈트로부터 공급된 목재를 동시에 쇄목할 수 있는 쇄목기에 의한 쇄목 용량보다 당연히 작게 된다. 높이가 높은 공급 슈트의 또 다른 문제점으로서는, 목재의 블록들이 경사지게 배치되어 쇄목석에 악영향을 끼칠 수도 있으며, 이 때문에 이러한 경사도를 교정하기 위해 쇄목기를 지나치게 자주 날카롭게 해야 한다는 것이다. 체인의 압압력은 공급 슈트 내의 목재 블록 사이에서 균등하게 분배되지 않고, 실제로는 체인에 가장 근접한 목재 블록이 공급 슈트의 중간부의 공급 속도보다 더 높은 공급 속도로 공급되기 때문에, 이것이 품질에 악영향을 끼치고, 또한, 상기 경사도를 야기시킬 수 있다.

도 1a 내지 1e는 공급 슈트의 측단면을 보여주는 본 발명에 따른 장치의 실시예를 도시한 도면이며,

도 2는 공급 슈트의 측단면을 보여주는 본 발명에 따른 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 3은 도 1과 도 2에 도시한 본 발명의 실시예에 적합한 피스톤의 개략적인 평면도이다.

본 발명의 목적은 목재를 실질적으로 변경되지 않은 방법으로 쇄목석에 대해 연속적으로 공급하여, 쇄목 조건을 실질적으로 변경되지 않게 유지하며, 또한 목재를 여러 회에 걸친 처리분(batch)에 따라 쇄목기에 공급할 수 있는 쇄목기를 제공하는 것이다. 본 발명의 쇄목기는 공급 슈트의 2 개의 양측부에 배치된 가압 부재를 구비하며, 피스톤의 주행 거리의 종료 지점에서, 상기 가압 부재는 쇄목되는 목재 뒤에서 공급 슈트의 횡방향으로 피스톤의 오목부 내로 삽입될 수 있고, 상기 가압 부재는, 피스톤이 그 주행 거리의 시작 지점으로 이동하여 새로운 처리분의 목재를 공급할 때, 쇄목될 목재를 쇄목석을 향해 가압할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기본적인 사상으로서는, 피스톤이 그 행정의 시작 지점으로 이동하여 새로운 처리분의 목재를 공급할 수 있도록, 피스톤 행정의 종료 지점에서 피스톤의 오목부를 통해 밀어 넣어져 처리분의 목재를 공급 슈트의 실질적으로 전폭에 걸쳐 쇄목석을 향해 횡방향으로 압압하는 별도의 가압 부재를 구비하며, 이 가압 부재는 횡방향으로 이동하여 새로운 처리분의 목재가 이미 공급 슈트에 있는 목재를 압압할 수 있게 하는 것이다.

본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 더 상세하게 설명한다.

도 1a 내지 도 1e는 축선을 중심으로 회전하는 쇄목석(1)을 구비하는 쇄목기의 부분도를 보여주고 있다. 또한, 쇄목기는 공급 슈트(2)를 구비하며, 이 공급 슈트 내에는 공급 실린더(4)에 연결된 피스톤에 의해 쇄목석을 향해 가압되는 목재(3)가 존재한다. 또한, 상기 도면에는 가압 부재(6)가 도시되어 있다. 가압 부재(6)는 공급 슈트(2)의 길이 방향으로 이동하며, 그리고 공급 슈트(2)까지 연장하는 가압 헤드(6a)를 구비함으로써, 가압 헤드(6a)가 공급 슈트(2) 내에 있을 때, 이들 가압 헤드는 공급 슈트(2)의 실질적으로 전폭에 걸쳐 연장한다. 가압 부재(6)는 연결부(6b)를 매개로 가압 실린더(7)와 연결되고, 이 가압 실린더(7)에 의해 가압 부재(6)는 공급 슈트(2)의 길이 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가압 부재(6)는 안내 레일(8)에 의해 안내되도록 배치되고, 순차적으로, 이 안내 레일(8)은 상황에 따라서 안내 실린더(9)에 의해 공급 슈트(2)를 향하거나, 또는 그 공급 슈트로부터 멀어지게 이동될 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 단면도에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)은 오목부를 구비하며, 피스톤(5)이 행정을 완료하여 목재(3)를 쇄목석(1)을 향해 압압할 때, 목재(3) 뒤에서 가압 헤드(6a)를 상기 오목부 내로 밀어 넣을 수 있다.

본 발명에 따른 장치는, 목재가 쇄목될 때, 피스톤(5)이 도 1a에 도시한 지점에 도달할 때까지 피스톤(5)이 공급 슈트(2) 내의 목재를 쇄목석(1)을 향해 가압하도록 동작한다. 이 때, 가압 부재(6)는 쇄목석(1)으로부터 가장 떨어진 말단 지점에 있게 되며, 안내 실린더(9)와 안내 레일(8)에 의해 상기 가압 부재를 공급 슈트(2) 내측에 있는 피스톤(5)의 오목부 내로 밀어 넣을 수 있다. 그 후, 목재(3)는 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a)에 작용하는 가압 실린더(7)에 의해 쇄목석(1)을 향해 더욱 가압되며, 이에 의해 안내 레일(8)은 가압 헤드(6a)가 공급 슈트(2) 내측에 잔류하여 목재(3)를 압압하도록 가압 부재를 안내한다. 동시에 피스톤(5)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 공급 실린더(4)에 의해 그 주행 거리의 가장 후방 지점까지 끌어 당겨지고, 목재를 쇄목석(1)의 축선 방향으로 공급 슈트(2) 내로 가압함으로써, 새로운 처리분의 목재(3')가 쇄목석(1)쪽의 피스톤(5) 전방으로 공급된다. 이러한 공급 방법은 예컨대, 핀랜드 특허 제69,653호에 기술된 실시예, 또는 기타 종래 기술의 실시예에 따른 공지 방법에 의해 실시될 수 있다. 이 후, 피스톤(5)은 공급 실린더(4)에 의해 쇄목석을 향해 이동하여, 새로운 처리분의 목재(3')를 피스톤쪽의 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a) 표면에 대해 압압한다. 따라서, 새로운 처리분의 목재(3')는 가압 부재와 가압 헤드가 쇄목석을 향해 미리 공급된 목재(3)를 압압하는 것과 동시에 압축된다.

새로운 처리분의 목재(3')가 충분히 기밀하게 압축되면, 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a)는 공급 슈트(2)의 외측으로 천천히 끌어 당겨져, 새로운 처리분의 목재(3')가 피스톤(5)에 의해 미리 공급된 목재(3)를 향해 압압되며, 이러한 방법으로 목재 공급은 압축이 실질적으로 변하지 않게 유지되면서 연속적으로 균일하게 계속된다. 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a)가 공급 슈트 외측으로 끌어 당겨졌을 때, 피스톤(5)이 목재(3)를 쇄목석(1)에 대해 계속 압압하는 상태에서, 가압 부재(6)는 가압 실린더(7)에 의해 그들의 초기 위치로 복귀한다. 가압 부재(6)가 다시 쇄목석(1)으로부터 가장 떨어진 그들의 말단 지점에 있고, 또 피스톤(5)이 그 행정의 종료 지점에 가까워지면, 가압 헤드(6a)는 다시 도 1a에 도시된 방식으로 안내 레일(8)과 안내 실린더(9)에 의해 공급 슈트 내의 피스톤(5)의 오목부 내로 밀어 넣어지게 되며, 이러한 작동 사이클이 반복된다.

상기 장치는 목재를 어느 정도까지는 가장 간단하고 가장 확실한 공급 방법인 1회 처리분에 따라 쇄목기에 공급할 수 있는 잇점이 있다. 동시에, 별개의 가압 부재가 사용되기 때문에, 목재에 가해지는 압축과 이로 인한 목재와 쇄목석의 쇄목면간의 상태가 실질적으로 일정하게 유지된다. 따라서, 쇄목석에 대한 목재의 공급이 실질적으로 연속적이고 균일하게 이루어지므로, 실질적으로 연속적인 쇄목 공정이 제공되고, 쇄목된 펄프의 특성이 이전보다 실질적으로 적게 변하며, 쇄목기의 모터에 걸리는 부하를 실질적으로 일정하게 유지하고, 또 쇄목하기에 적합하게 유지할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 공급 슈트의 측단면도이다. 도 2의 실시예에서는, 각각의 가압 부재(6)가 축선(10)을 중심으로 회전하는 부재를 형성하도록 인접하는 두 개의 가압 헤드(6a)로 이루어진다. 이와 같은 가압 부재는 공급 슈트(2)의 양측부에 배치되며, 이들이 실질적으로 공급 슈트(2)의 횡방향에 있을 때, 이들은 실질적으로 공급 슈트의 전폭에 걸쳐 횡방향으로 연장한다. 이러한 실시예에서, 피스톤은 가압 부재(6)에 대응하는 오목부를 구비하여, 피스톤이 실질적으로 압압 지점에 있을 때, 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a)는 피스톤(5) 내측으로 회전할 수 있다. 이러한 실시예에서는, 가압 부재가 회전하고 이 회전에 따라 공급 슈트(2) 내의 목재(3)를 쇄목석(1)을 향해 압압하는 한편, 피스톤(5)이 새로운 처리분의 목재를 공급하기 위해 쇄목석으로부터 멀어지게 이동한다. 따라서, 새로운 처리분의 목재(3')가 피스톤(5) 전방에서 쇄목석을 향해 압축될 때, 가압 헤드(6a)는 공급 슈트의 외측으로 회전하며, 이에 의해 새로운 처리분의 목재(3')가 미리 공급 슈트에 공급된 목재(3)를 압압할 수 있게 되어, 단부에서 목재 전체가 피스톤(5)에 의해서만 압압된다. 작동을 간소화하기 위하여, 가압 부재(6)는 가압 부재가 2회의 피스톤 행정마다 완전한 1회전을 회전하도록 축선(10)을 중심으로 두 단계로 회전된다. 가압 부재(6)의 표면은 가압 부재가 공급 슈트(2) 내에 있을 때, 쇄목석(1)을 향한 그들의 표면이 만곡되고, 이에 의해 가압 부재는 공급 슈트 외측으로 압압되는 목재를 따라 보다 용이하게 이동될 수 있다.

도 3은 실시예로서, 도 1a 내지 도 1e, 및 도 2에 따른 해법의 실시에 이용하기에 적합한 피스톤(5)의 평면도를 보여주고 있다. 도 3은 피스톤(5)이 두 개의 오목부(5a)를 구비하는 것을 보여주고 있으며, 가압 부재(6)는 피스톤(5)이 목재에 대해 압압될 때 이 오목부 내에 안착될 수 있다. 공급 슈트(2)의 상하에 사용되는 가압 부재의 수량 및 종류에 따라서 오목부(5a)는 하나 이상일 수 있다. 필수 특징으로는 가압 부재에 의해 행해지는 압축이, 목재가 공급 슈트(2)의 전폭에서 쇄목석(1)에 대해 압축 상태로 유지되도록 대칭적이고, 이에 의해 공급 및 쇄목 공정이 균일하게 된다는 것이다.

상기 상세한 설명 및 도면은 어떠한 방법으로 본 발명을 한정하는 것이 아니라 다만 실시예로서의 본 발명을 나타낸다. 또한, 본 발명의 필수 특징으로는, 가압 피스톤에 추가하여 별도의 가압 부재를 구비하는 것으로, 이 가압 부재는 충격 피스톤이 행정을 완료하여 초기 지점으로 복귀할 때, 목재를 쇄목석에 대해 더욱 가압하여 새로운 처리분의 목재를 공급할 수 있게 한다. 다른 필수 특징으로는, 충격 피스톤의 소정의 행정 지점에서, 가압 부재(6)가 공급 슈트 외측으로 실질적으로 완전히 끌어 당겨져, 새로운 처리분의 목재가 공급되기 전에 충격 피스톤이 목재를 공급 슈트 내에서 기밀하게 압축할 수 있다는 것이다. 도 1a 내지 도 1e 및 도 2의 실시예에서는, 가압 부재(6)가 공급 슈트(2)의 양측부에서 대칭적인 것이 바람직하다. 또한, 이들 가압 부재는 공급 슈트의 중간부에서 양측부에 하나의 가압 헤드나, 두 개 이상의 가압 헤드, 및 잠재적으로 공급 슈트의 한 측부 및 동일 측부에 가압 부재를 또한 구비할 수 있다. 대응하게, 이 경우에 피스톤(5)은 대응하는 갯수의 오목부를 구비하므로, 각각의 가압 헤드를 목재 뒤에서 피스톤 내로 가압할 수도 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 가압 부재(6)는 쇄목석(1)의 축선과 평행한 공급 슈트(2)의 양측부에 배치된다. 또한, 공급 슈트 내의 목재(3)는 쇄목석(1)의 축선과 평행하기 때문에, 가압 부재는 그 횡방향으로 목재 뒤에서 가압될 수 있다. 또한, 목재와 접촉하는 피스톤(5)의 표면은 역시 목재의 횡방향에 있으며, 이는 본 발명에 따른 공정의 실시를 가능하게 한다. 본 발명은 소정 형태의 쇄목기로 제한되지 않는다. 따라서, 비가압 쇄목기나 가압 쇄목기 모두에 사용할 수 있고, 그 외에 필요한 조작 및 장치는 문제를 해결하기에 적합하도록 공지의 방법으로 실행되어 있다.

Claims (7)

1. 쇄목석(1)과, 이 쇄목석(1)까지 연장되는 공급 슈트(2)와, 이 공급 슈트(2) 내에서 쇄목될 목재(3)를 쇄목석(1)에 대해 공급하는 피스톤(5)을 포함하며, 상기 목재는 거의 쇄목석의 축선 방향으로 쇄목 영역에 공급되는 펄프 쇄목기에 있어서,

   상기 공급 슈트(2)의 양측부에 배치된 가압 부재(6)를 구비하며, 이들 가압 부재(6)는 쇄목될 목재(3) 뒤에서 피스톤(5)의 주행 거리의 종료 지점에서 공급 슈트(2)의 횡방향으로 피스톤(5)의 오목부 내에 삽입될 수 있고, 상기 가압 부재(6)는, 피스톤(5)이 그 주행 거리의 시작 지점으로 이동될 때, 새로운 처리분의 목재(3')가 공급될 수 있도록 쇄목될 목재를 쇄목석(1)을 향해 가압하는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압 부재(6)는 공급 슈트(2)의 거의 전폭에 걸쳐 횡방향으로 공급 슈트로 연장되는 가압 헤드(6a)를 구비하며, 이들 가압 헤드에 의해 목재(3)가 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
3. 제2항에 있어서, 상기 가압 부재(6)는 가압 실린더(7)에 의해 공급 슈트(2)의 길이 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 가압 헤드(6a)는 쇄목석(1)에 인접한 단부에서 공급 슈트(2) 내로 밀어 넣어지고 이 공급 슈트(2)로부터 인출될 수 있는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
4. 제3항에 있어서, 안내 실린더(9)에 의해 공급 슈트(2)의 횡방향으로 이동되도록 배치된 안내 레일(8)을 더 구비하며, 상기 가압 부재(6)의 가압 헤드(6a)는 상기 안내 레일(8)에 의해 이동하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2 개의 상기 가압 헤드(6a)는 하나의 가압 부재(6)를 형성하도록 배치되며, 이들 가압 부재(6)는 공급 슈트(2)의 양측부에 배치되어 축선(10)을 중심으로 회전하며, 상기 가압 부재(6)가 회전됨에 따라 가압 헤드(6a)는 공급 슈트(2)의 내측으로 회전함과 동시에, 공급 슈트(2)의 거의 전폭에 걸쳐 횡방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 헤드(6a)는 가압 부재(6)의 한 지점 이상에서 실질적으로 완전히 공급 슈트(2)의 외측에 있는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 부재(6)는 쇄목석(1)의 축선과 평행한 공급 슈트(2)의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 펄프 쇄목기.