KR100519552B1 - 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치 - Google Patents

Abstract

목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치는 쇄목석(1)과, 상기 쇄목석까지 연장되는 공급 슈트(2)와, 상기 공급 슈트 내에서 이동하는 피스톤(5)과, 보조 피스톤(6)과, 차단 부재(7)를 포함한다. 상기 장치에서, 피스톤(5) 앞에는 오목부가 있고 보조 피스톤(6) 내에는 개구가 있고, 차단 부재(7)를 공급 슈트(2)의 양측부로부터보조 피스톤을 통해 피스톤의 오목부 내로 밀어 넣어, 피스톤에 의해 압박되는 목재 뒤에 고정시킬 수 있다.

Description

목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치{ARRANGEMENT FOR FEEDING WOOD IN A PULP GRINDER}

본 발명은 쇄목석(碎木石; grindstone)과, 상기 쇄목석까지 연장되는 공급 슈트와, 상기 공급 슈트 내에서 이동하여 목재를 상기 쇄목석에 대고 누르는 피스톤과, 상기 피스톤이 새로운 다발(batch)의 목재를 공급하기 위해 상기 쇄목석으로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 목재가 상기 쇄목석으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하는 차단 부재를 포함하는, 목재를 펄프 쇄목기(pulp grinder)에 공급하는 장치에 관한 것이다.

섬유질 생산을 위해 목재를 쇄목할 때, 목재 블록을 회전 쇄목석의 표면에 대고 누르는 동시에, 펄프 현탁액(pulp suspension)을 발생시키기 위해 목재 블록에 물을 분무하는 쇄목기가 통상적으로 사용된다. 목재는 불연속적인 방식으로 펄프 쇄목기에 공급되는 것이 가장 일반적이다. 즉, 한 번에 1 다발(batch)의 목재를 공급 슈트 내로 공급한 다음에, 실린더와 피스톤에 의해 상기 공급 슈트 내의 목재를 쇄목석에 대고 누른다. 생산량을 가능한 한 높이기 위해, 통상적으로 상기 쇄목석의 양측부에는 실린더를 갖는 2개의 공급 슈트가 배치된다. 따라서, 하나의 공급 슈트가 충전 중일 때, 상기 쇄목석에는 양 공급 슈트 모두가 쇄목 단계에 있을 때보다 부하가 적게 걸리게 되어, 불균등한 부하 뿐만 아니라 쇄목 펄프의 품질 변화를 야기시킨다. 불연속적인 공급 방식의 또 다른 결점은, 목재를 다발(batch)로 공급하는 경우, 연속적인 공급 방식보다 생산량이 적다는 것이다. 불연속적인 쇄목 방식의 또 다른 문제점은, 공급된 목재 블록들이 압축 과정동안 더욱 긴밀하게 서로를 압박하고, 그에 따라 쇄목의 개시 지점과 쇄목의 종결 지점에서 생산 속도에 변화가 생긴다는 것이다. 따라서, 예컨대 쇄목된 펄프의 여수도(濾水度: freeness)는, 비록 실린더의 피스톤에서의 공급 속도를 일정하게 유지되도록 조절하더라도, 압축 개시 지점에서 더 높고 쇄목 종결 지점으로 갈수록 떨어진다. 이와 동일한 이유로, 모터에 부하가 불균등하게 걸린다.

또한, 기존에 알려진 쇄목기로서, 공급 슈트의 양측부에서의 공급 체인의 이동과, 공급 슈트 내의 목재의 중량에 기초하여 목재를 연속적으로 공급하는 연속형 쇄목기가 있다. 이러한 쇄목기는, 예컨대 독일 공개 공보 제28,12,299호에 개시되어 있다. 이 해결책의 결점은, 목재를 연속적으로 공급하고 충분히 압축하기 위해 체인이 다소 길어져야 한다는 것으로, 이는 실제로 공급 슈트의 높이가 6 내지 8 미터까지 되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 체인과 공급되고 있는 목재 블록 사이의 접촉면이 충분히 크고, 동시에 목재 더미(pile)의 자체 중량이 목재를 압축용 공급 체인에 대고 누르는 데에 도움이 된다. 이 때문에, 실질적으로 수직형인 공급 슈트만을 쇄목 공정에 사용할 수 있으며, 그러한 공급 슈트는 동시에 쇄목할 수 있는 목재의 총량을 현저하게 제한한다. 그 결과, 상기 쇄목기의 쇄목 용량은, 2개 이상의 공급 슈트로부터 공급된 목재를 동시에 쇄목할 수 있는 쇄목기에 의한 쇄목 용량보다 당연히 낮아지게 된다. 높이가 큰 공급 슈트의 또 다른 문제점으로는, 목재의 블록들이 경사지게 배치되어 상기 쇄목석에 영향을 끼칠 수도 있으며, 이 때문에 그러한 경사를 교정하기 위해 상기 쇄목기를 지나치게 자주 날카롭게 해야 한다는 것이다. 상기 체인의 압박력은 공급 슈트 내의 목재 블록들 사이에서 균등하게 분배되지 않지만, 실제로 상기 체인에 가장 근접한 목재 블록들이 공급 슈트의 중간부의 공급 속도보다 더 높은 공급 속도로 공급되기 때문에, 이것은 품질에 영향을 끼치고, 또한 상기 경사를 야기시킬 수 있다.

유럽 특허 제266,582호는 현재의 압박 피스톤 외에 하나 또는 2개의 보조 피스톤을 추가로 구비하는 해결책을 제시하며, 상기 보조 피스톤은 현재의 압박 피스톤이 행정 개시 지점으로 이동하여 새로운 다발(batch)의 목재를 공급할 때, 별도의 공급 실린더에 의해 상기 쇄목석을 향해 압박된다. 이러한 실시예에서는, 목재가 피스톤과 함께 후방으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 별도의 차단 트랩을 현재의 피스톤 사이에 밀어 넣어야 한다. 상기 차단 트랩은 피스톤이 목재를 누를 때 상기 피스톤과 상기 목재 사이에 밀어 넣어져야 하며, 그 결과 상기 차단 트랩은 큰 압축하에서 제 위치로 밀어 넣어져야 한다. 실제로 이것은 불가능한데, 왜냐하면 압박력에 의해 야기된 마찰력이 지나치게 커서, 상기 특허에 의한 해결책을 실행하는 것이 불가능하기 때문이다. 마찬가지로, 피스톤을 먼저 후방으로 끌어 당기면 트랩 조작 및 쇄목 공정이 실질적으로 손상될 것이다.

도 1a 내지 1d는 본 발명에 따른 장치의 한 가지 실시예를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개략적인 측단면도이다.

도 3a 및 3b는 상기 실시예에서 차단 부재와 피스톤의 형태 및 보조 피스톤의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적은, 비록 목재가 다발(batch)로 쇄목기에 공급되더라도 실질적으로 일정한 쇄목 조건 하에서 실질적으로 연속적인 쇄목이 이루어질 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 장치는, 차단 부재를 밀어 넣을 수 있는 하나 이상의 오목부(recess)를 피스톤이 구비하고, 상기 차단 부재가 공급 슈트 내에 있는 경우, 피스톤이 후방으로 이동할 때 목재가 후방으로 이동하는 것을 실질적으로 방지하기 위해 쇄목될 목재의 횡방향으로 상기 공급 슈트가 차단되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기본적인 사상은, 본 발명의 장치가 상기 공급 슈트의 한 측부 또는 양측부에 차단 부재를 구비하고, 피스톤이 목재를 누를 때 공급 슈트를 차단하도록 상기 차단 부재를 압박 피스톤의 오목부 내로 밀어 넣어, 새로운 다발의 목재를 공급하기 위해 상기 피스톤이 행정 개시 지점으로 이동할 때 목재가 압축력으로 인하여 피스톤과 함께 후방으로 이동하지 못하게 하는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예의 핵심 사상은, 본 발명의 장치가 하나 이상의 보조 피스톤을 구비하고, 각각의 보조 피스톤을 통해 차단 부재를 밀어 넣을 수 있으며, 각각의 보조 피스톤은 상기 차단 부재와 연관되어 이동할 수 있고, 상기 보조 피스톤은, 새로운 다발의 목재가 상기 피스톤의 전방에 공급되는 때에도 쇄목이 실질적으로 변화하지 않고 계속되도록, 상기 차단 부재와 상기 쇄목석 사이의 목재를 상기 보조 피스톤에 의해 누를 수 있게 하는 개구(aperture)를 구비한다는 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1a는 쇄목석(1)과, 이 쇄목석까지 연장되는 공급 슈트(2)를 구비한 쇄목기를 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 공급 슈트(2) 내에는 공급 실린더(4)에 연결된 피스톤(5)에 의해 상기 쇄목석(1)에 압박되는 목재(3)의 블록이 있다. 또한, 도 1a 내지 1d에는 피스톤(5)과 그 피스톤 양측부의 공급 슈트(2) 사이에 배치되는 2개의 보조 피스톤(6)이 도시되어 있다. 또한, 상기 쇄목기는 공급 슈트(2)의 양측부에 차단 부재(7)를 구비한다. 상기 차단 부재는 차단 실린더(8)에 의해 상기 공급 슈트(2)의 횡방향으로 이동하며, "내부" 위치에 있을 때에는 실질적으로 서로 맞닿아서, 공급 슈트(2) 내의 목재(3)가 쇄목석(1)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 상기 피스톤(5)은 차단 부재(7)를 수용하는 하나 이상의 오목부를 구비하며, 상기 차단 부재(7)는 목재(3)와 피스톤(5) 사이에서 오목부 내로 밀어 넣어진다. 또한, 상기 보조 피스톤(6)은 개구(6a)를 구비하며, 이 개구를 통해 상기 차단 부재(7)가 연장되어 피스톤(5)의 이동 범위 내로 밀어 넣어질 수 있다. 상기 개구(6a)의 길이는, 보조 피스톤(6)이 공급 슈트(2)에 대하여 개구(6a)의 길이 방향으로 필요한 거리만큼 이동할 수 있는 길이이다. 이와 같이, 상기 보조 피스톤(6)은 보조 실린더(9)의 효과에 의해 쇄목석(1)을 향해 목재를 압박할 수 있다.

도 1a는 섬유질을 분리하도록 피스톤(5)에 의해 긴밀하게 압축된, 공급 슈트 내의 목재를 회전 쇄목석으로 쇄목하는 상태를 나타낸다. 상기 차단 부재(7)를 공급 슈트(2) 내에 삽입함으로써, 목재(3)가 쇄목석(1)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 상기 보조 피스톤(6)은 보조 실린더(9)에 의해 쇄목석(1)을 향해 이동하여, 공급 슈트(2) 내에서 차단 수단(7)과 쇄목석 사이의 목재를 압축하며, 그 결과 목재(3)와 쇄목석(1) 사이에서 실질적으로 연속적인 압축이 발생한다. 동시에, 상기 피스톤(5)은 상기 쇄목석(1)으로부터 가장 먼 말단 위치에 있으며, 예컨대 핀랜드 특허 제69,653호에 기술된 방법이나 공지된 다른 방식으로 새로운 다발(batch)의 목재(3')가 피스톤 전방으로 공급된다. 한편, 도 1b는 공급 실린더(4)에 의해 상기 피스톤(5)이 쇄목석(1)을 향해 압박되어, 차단 부재(7)에 압박되는 새로운 다발의 목재(3')가 압축되고 있는 상태를 나타낸다. 새로운 다발의 목재(3')가 충분히 압축되면, 상기 차단 부재(7)는 차단 실린더(8)에 의해 공급 슈트(2)로부터 멀어지는 방향으로 천천히 끌어 당겨지는 반면, 상기 피스톤(5)과 상기 보조 피스톤(6)은 상기 쇄목석(1)을 향해 계속 이동한다. 새로운 다발의 목재(3')가 충분히 긴밀하게 압축되면, 상기 목재(3)는 피스톤(5)에 의해 계속 압박되지만, 상기 보조 피스톤(6)은 도 1d로 도시한 상태에 이를 때까지 보조 실린더(9)에 의해 천천히 후방으로, 즉 쇄목석으로부터 멀어지는 방향으로 끌어 당겨진다. 도 1d에서, 상기 보조 피스톤은 쇄목석(1)으로부터 가장 멀리 떨어져 있고, 상기 피스톤(5)은 쇄목석(1)에 가장 인접해 있다. 그 후, 상기 차단 부재(7)는 차단 실린더(8)에 의해 공급 슈트 내로 밀어 넣어져 목재가 후방으로 이동하는 것을 방지하고, 도 1a와 관련하여 설명된 바와 같이 작업 사이클이 재개된다. 도시된 바와 같이, 상기 차단 부재(7)는 공급 슈트(2)에 대하여 대칭적이며, 그 결과 피스톤(5)에 대해서도 또한 대칭적이다. 또한, 상기 차단 부재(7)는 공급 슈트의 중심을 향해 좁아지기 때문에, 목재 블록들 사이에서 끌어 당겨지기 쉽다. 또한, 상기 피스톤(5)의 압박면은 자연히 상기 차단 부재(7)의 헤드(head) 형상과 실질적으로 일치한다. 변형예로서, 쇄목석(1)에 인접한 상기 차단 부재의 표면과, 목재와 접촉하는 상기 피스톤(5)의 표면이 직선형일 수 있다.

본 장치의 이점은, 쇄목석(1)에 압박되는 목재의 압축과 쇄목 조건을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있어, 상기 쇄목기의 모터 동력을 원하는 방법으로 실질적으로 일정하게 설정할 수 있다는 점이다. 상기 쇄목 조건을 실질적으로 변하지 않도록 유지하고, 획득된 섬유의 품질과 상기 쇄목기의 생산량을 원하는 방법으로 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 쇄목기의 공급 슈트의 길이를 더 짧게 할 수 있고, 상기 쇄목기의 치수를 공지된 연속형 쇄목기보다 더 작게 할 수 있으며, 필수 구성요소를 갖는 하나 이상의 공급 슈트를 동일한 쇄목석 둘레에 배치하여 상기 쇄목기의 용량을 최대화할 수 있다.

도 2a 내지 2d는 보조 피스톤(6)과 차단 부재(7)를 하나씩만 사용하였다는 것을 제외하고는 도 1과 유사한 실시예를 도시한다.

한편, 도 3a 및 도 3b는 동일 방향으로 보았을 때 상기 차단 부재의 두 가지 다른 실시 형태의 횡단면도와, 그에 상응하는 상기 피스톤(5) 및 상기 보조 피스톤(6)의 형상을 도시한다. 도 3a에서, 상기 차단 부재(7)는 단일의 연속 시이트형(sheet-like)의 구성요소이며, 상기 피스톤(5)은 그 가장자리에서 목재를 누르는 2개의 압박면(5a)과, 이들 압박면들 사이에서 상기 차단 부재(7)의 형상과 실질적으로 일치하는 오목부(5b)를 포함한다. 상기 보조 피스톤(6)은 그 중간부에서 긴 개구(6a)를 포함하며, 이 개구는 상기 차단 부재(7)보다 더 넓고, 보조 피스톤(6)의 길이 방향으로의 그 개구(6a)의 길이는 상기 보조 피스톤(6)이 충분한 거리를 이동할 수 있도록 되어 있다. 한편, 도 3b는 평행하게 배치된 별도의 2개의 차단 부재나, 2개의 차단 부재를 구비하는 하나의 연속적인 포크형(fork-like) 유닛을 포함하는 실시예를 도시한다. 이 실시 형태에서, 상기 피스톤(5)은 목재를 누르는 3개의 압박면(5a)과, 이들 압박면 사이에 위치하는 2개의 오목부(5b)를 구비하며, 이들 오목부의 형상은 평행한 차단 부재를 피스톤과 목재 사이에서 피스톤(5) 내로 밀어 넣을 수 있도록 되어 있다. 상기 보조 피스톤(6)은 2개의 개구(6a)를 구비하며, 상기 개구 사이의 거리 및 개구의 폭은 상기 차단 부재가 상기 개구를 통해 밀어 넣어질 수 있도록 되어 있다. 상기 개구(6a)의 길이는 상기 보조 피스톤(6)이 상기 차단 부재에 대하여 필요한 거리만큼 이동할 수 있는 길이이다.

도 1a 내지 도 1d 및 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 차단 부재는 쇄목석(1)의 축과 실질적으로 평행한, 상기 공급 슈트(2)의 측부에 위치한다. 따라서, 상기 차단 부재(7)와, 목재(3)와 접촉하는 상기 피스톤(5) 표면 모두가 쇄목석(1)의 축의 횡방향으로 위치하므로, 평상시처럼 목재가 쇄목석의 축과 평행할 때 상기 차단 부재(7)와, 목재와 접촉하는 상기 피스톤(5) 표면도 목재의 횡방향으로 또한 위치한다.

전술한 상세한 설명과 도면은 어떠한 방법으로도 본 발명을 한정하는 것이 아니라 단지 예시하기 위한 것이다. 공급 슈트의 양측부에는 하나 이상의 차단 부재가 위치할 수 있다. 또한, 공급 슈트의 횡방향으로 위치하는 상기 차단 부재는 연속적이거나 복수 개의 부품으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 보조 피스톤의 개구와 피스톤의 오목부가 설계되어야만 한다. 본 발명은 특정 형태의 펄프 쇄목기에 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 비가압 쇄목기 및 가압 쇄목기 모두에 사용될 수 있으며, 다른 필요한 조작과 장치 과제는 당면 과제에 맞도록 공지된 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (5)

1. 쇄목석(1)과, 상기 쇄목석(1)까지 연장되는 공급 슈트(2)와, 상기 공급 슈트(2) 내에서 이동하여 목재(3)를 상기 쇄목석(1)에 대고 누르는 피스톤(5)과, 새로운 다발(batch)의 목재를 공급하기 위해 상기 피스톤(5)이 상기 쇄목석(1)으로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 상기 목재가 상기 쇄목석(1)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하는 차단 부재(7)를 포함하는, 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치에 있어서,

   상기 피스톤(5)은 상기 차단 부재(7)를 밀어 넣을 수 있는 하나 이상의 오목부(recess;5b)를 구비하고, 상기 피스톤(5)이 후방으로 이동할 때 상기 목재(3)가 후방으로 이동하는 것을 실질적으로 방지하기 위하여, 상기 차단 부재(7)를 상기 공급 슈트(2) 내로 밀어 넣어 쇄목될 목재(3)의 횡방향으로 상기 공급 슈트(2)를 차단하는 것을 특징으로 하는 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 목재를 상기 쇄목석(1)에 대고 누르는 하나 이상의 보조 피스톤(6)을 구비하며, 상기 보조 피스톤(6)은 상기 보조 피스톤(6)을 통해 하나 이상의 차단 부재(7)를 밀어 넣을 수 있는 하나 이상의 개구(aperture;6a)를 구비하며, 상기 보조 피스톤(6)의 진행 방향으로의 상기 보조 피스톤(6)의 각 개구(6a)의 길이는, 상기 차단 부재(7)가 상기 공급 슈트(2)를 차단할 때 상기 보조 피스톤(6)이 상기 쇄목석(1)을 향해 이동하여 상기 목재를 상기 쇄목석(1)에 대고 계속 누를 수 있는 길이인 것을 특징으로 하는 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 공급 슈트(2)의 양측부에 2개 이상의 차단 부재(7)를 구비하며, 상기 피스톤(5)의 각 측부에는 보조 피스톤(6)이 위치하고, 각 보조 피스톤(6)은 상기 공급 슈트(2)를 차단하기 위해 상기 차단 부재(7)를 밀어 넣을 수 있는 개구(6a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 차단 부재(7)는 연속적인 차단 부재로 이루어지며, 상기 피스톤(5)은 상기 차단 부재의 진행 방향을 기준으로 상기 피스톤의 횡방향으로 위치하는 단일의 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 슈트의 양측부에 상기 공급 슈트의 횡방향으로 위치하는 2개 이상의 차단 부재(7)를 구비하며, 상기 피스톤(5)은 상기 피스톤(5)의 횡방향으로 위치하는 차단 부재의 개수와 동일한 개수의 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 목재를 펄프 쇄목기에 공급하는 장치.