KR100673976B1 - 선회류형 제트밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제트밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안내날개를 구비하여 분쇄실 내의 선회류 속도를 저하시키지 않으면서 분쇄효율을 높일 수 있는 선회류형 제트밀에 관한 것이다.

본 발명에 따른 선회류형 제트밀은, 분쇄실과, 분쇄실 내에 분쇄할 재료와 공기를 함께 분사하여 선회류를 형성하는 공급노즐과, 분쇄실 내의 선회류를 유지 강화하기 위해 분쇄실 내로 공기를 분사하는 보조노즐을 포함한 선회류형 제트밀에 있어서, 분쇄실 내에 설치되고 동심원 상에 배치된 복수의 나선형 안내날개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

제트밀, 선회류, 안내날개, 분쇄실, 노즐.

Description

선회류형 제트밀{JET MILL OF SPIRAL FLOW TYPE}

도 1은 종래 기술에 따른 제트밀의 일례를 도시한 평단면도,

도 2는 본 발명에 따른 선회류형 제트밀의 일실시예의 평단면도,

도 3은 도 2의 실시예의 측단면도,

도 4는 도 2의 실시예의 공급노즐의 평단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 분쇄실 110 : 나선형 안내날개

120 : 원호형 안내날개 200 : 공급노즐

210 : 곡면홈 300 : 보조노즐

400 : 배출구

본 발명은 제트밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안내날개를 구비하여 분쇄실 내의 선회류 속도를 저하시키지 않으면서 분쇄효율과 분급효율을 높일 수 있는 선회류형 제트밀에 관한 것이다.

제트밀(Jet Mill)이란 재료 입자를 고속 기류에 휘말리게 하고 그 충격과 기 류에 실린 재료 상호간에 충돌을 일으켜 분쇄하여 초미분을 얻는 장치이다. 기류의 에너지를 이용하므로 유체 에너지 밀이라고도 한다.

제트밀에는 몇가지 유형이 있으나, 그 중 노즐을 통해 기류를 공급하여 분쇄실 내부에 선회하는 기류를 형성하는 선회류형이 널리 사용된다.

선회류형 제트밀은 분쇄실, 공급노즐 및 분쇄노즐을 구비하고 있다. 공급노즐은 분쇄할 재료를 공기와 함께 분쇄실 내부로 분사한다. 분사방향이 분쇄실의 중심과는 어긋난 방향이므로 분쇄실 내부에는 선회하는 기류가 형성된다. 이 선회류 속에서 재료는 분쇄실의 측벽과 충돌하거나 재료간 상호 충돌에 의해 분쇄된다. 선회류를 유지, 강화하기 위해 분쇄노즐에서도 분쇄실로 공기를 분사한다. 분쇄실로 공급된 재료 및 압축공기는 분쇄실 중앙에 마련된 배출구를 통해 배출된다. 재료가 분쇄되어 입경이 작아지면, 선회류에 의한 원심력보다 배출압의 영향을 더 많이 받게 되므로 일정 입경 이하의 재료 입자가 배출구를 통해 배출되는 것이다. 따라서 분사공기의 압력을 제어하면 필요한 크기 이하의 입자만이 배출되도록 할 수 있어 제트밀은 분쇄 뿐 아니라 분급의 기능까지 수행한다.

이와 같은 선회류형 제트밀에서 분쇄 효율을 높이는 것이 주요 관심사이다. 분쇄효율 향상을 위한 종래의 기술로서 일본 공개특허공보 평6-254427호에 개시된 제트밀을 들 수 있다. 이 제트밀은 도 1에 도시한 바와 같이 분쇄실(10)로 공기를 분사하는 분쇄노즐(20)의 분사구에 대향해서 설치된 충돌판(30)을 구비한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 종래 기술에 따른 제트밀은, 분쇄노즐에서 분사된 기류에 의해 재료가 충돌판에 직접 부딪히게 함으로써 분쇄효율을 향상시킬 수 있다.

그러나 상기 종래기술에 따른 제트밀은, 충돌판이 분쇄실 내에 배치되어 있어 고속으로 유지되어야할 선회류의 속도를 저하시킨다. 또한 충돌판에 부딪힌 기류의 거동이 불규칙해져 국부적으로 이상기류가 형성되므로 입경분포의 조절이 곤란하고, 이상기류에 의해 목표로 하는 입경 이상의 분체가 곧바로 배출구로 진입할 가능성이 있으므로 분급효율이 저하된다. 그리고 재료가 분사압에 의해 직접 충돌판에 부딪히는 과정에서 충돌면에 대한 충돌각도가 크므로 분체의 형상이 각형이 되는 문제점도 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 선회류의 속도를 저하지키지 않으면서 분쇄효율을 높이는 동시에 분급효율도 높일 수 있는 제트밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 공급노즐의 형상을 디자인하여 분쇄실 진입 이전에 재료를 예비적으로 분쇄할 수 있는 제트밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 선회류형 제트밀은, 분쇄실과, 분쇄실 내에 분쇄할 재료와 공기를 함께 분사하여 선회류를 형성하는 공급노즐과, 분쇄실 내의 선회류를 유지 강화하기 위해 분쇄실 내로 공기를 분사하는 보조노즐과, 분쇄된 재료 및 공기를 배출하기 위한 배출구를 포함한 선회류형 제트밀에 있어서, 분쇄실 내에 설치되고 배출구를 중심으로 하는 동심원 상에 배치된 복수의 나선형 안내날개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선회류형 제트밀에 있어서, 공급노즐 및 보조노즐의 분사 방향은 복수의 나선형 안내날개의 날개면을 향하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 선회류형 제트밀에 있어서, 복수의 나선형 안내날개 각각은 분쇄실 내의 선회류의 방향을 따라 하류측으로 갈수록 배출구의 중심에 대한 반경이 감소하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 선회류형 제트밀은, 복수의 나선형 안내날개가 이루는 동심원과 동심이며 직경이 더 작은 다른 동심원 상에 배치된 복수의 원호형 안내날개를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 선회류형 제트밀에 있어서, 공급노즐은, 관로의 길이방향을 따라 좌우로 교번하여 곡면홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 선회류형 제트밀의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 선회류형 제트밀의 일실시예의 평단면도이고, 도 3은 도 2의 실시예의 측단면도이다.

공급노즐(200)은 분쇄할 재료를 공기와 함께 분쇄실(100)로 분사한다. 공급노즐(200)의 분사방향은 분쇄실(100)의 중심과 어긋나 있으므로 분쇄실(100) 내부에는 선회하는 기류가 형성된다. 도면의 화살표는 이 선회류의 방향을 나타낸다.

보조노즐(300) 또한 분쇄실(100) 내부로 공기를 분사한다. 보조노즐(300)이 분사하는 공기는 공급노즐에 의해 분쇄실 내부에 형성된 선회류를 강화, 유지하는 역할을 한다. 보조노즐은 복수 개 설치될 수 있으며, 공급노즐을 포함하여 모든 노즐이 분쇄실의 중심을 중심으로 하여 원주상 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 예컨대 도시한 바와 같이 하나의 공급노즐과 3개의 보조노즐이 설치된 경우, 각 노즐 사이의 분쇄실 중심에 대한 중심각은 90도로 동일하다.

분쇄실(100)은 상부라이너(100a)와 하부라이너(100b) 사이에 형성되는 공간으로서, 그 평단면은 원, 타원 또는 직선과 원 또는 타원의 일부를 조합한 형상일 수 있으나 대칭성과 각 노즐들의 배치를 고려하여 원형인 것이 바람직하다. 분쇄실(100)의 중심에는 배출구(400)가 형성되어 있고, 이 배출구를 통해 재료의 분체 및 공기가 외부로 빠져나간다. 나선형 안내날개(110)는 이 배출구(400)를 중심으로 하는 동심원 상에 복수 개가 등간격으로 배치된다. 나선형 안내날개(110)의 구체적인 형상은 선회류의 상류측 끝단(110a)으로부터 하류측 끝단(110b)으로 갈수록 배출구(400)의 중심에 대한 반경이 감소하는 형상이다. 따라서 어느 한 나선형 안내날개와 인접한 다른 나선형 안내날개 사이에는 개구(S)가 형성되는데, 공급노즐(200) 및 보조노즐(300)의 분사방향이 이 개구(S)를 향하고 있으면 재료가 충분히 분쇄되지 못한 채 분사압에 밀려 배출구(400) 측으로 이동할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 공급노즐 및 보조노즐의 분사방향은 개구(S) 측이 아니라 각 나선형 안내날개(110)의 날개면을 향하도록 하는 것이 바람직하다. 나선형 안내날개(110)가 존재함으로 인해 재료는 나선형 안내날개에 충돌하면서 분쇄효율이 향상되지만, 안내날개가 나선형이므로 선회류의 속도는 크게 저하되지 않는다.

분쇄실(100)의 내부에는 다시 복수의 원호형 안내날개(120)를 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 복수의 원호형 안내날개(120) 역시 배출구(400)를 중심으로 하는 동심원 상에 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만 복수의 원호형 안내날개(120)가 형성하는 동심원은 나선형 안내날개(110)들이 형성하는 동심원보다 직경이 작아야 한다. 원호형 안내날개(120)가 구비되어 있으면, 나선형 안내날개(110)들 사이의 개구로 진입한 분체가 국부적으로 생성될 수 있는 이상 기류를 타고 곧바로 배출구(400)로 진입하는 것을 방지한다. 또한 나선형 안내날개(110)들에 의해 구분되는 공간 내에서 분체의 체류시간을 늘려주므로, 분쇄를 더 오래 진행시키며 배출구로 진입하는 분체의 입경도 고르게 유지할 수 있다.

도 4는 도 1의 실시예의 공급노즐(200)의 평단면도이다.

도면에 점선으로 표시된 관로(205)는 종래 공급노즐의 관로를 나타낸다. 본 실시예의 공급노즐(200)은 종래 공급노즐의 관로(205)에 비해 관로의 좌우측에 각각 곡면홈(210)이 관로의 길이방향을 따라 교번하며 형성되어 있다. 따라서 본 실시예의 공급노즐의 관로는 사행하는 형상을 갖는다. 공급노즐(200)을 통과하는 재료의 유동경로가 관로의 형상에 따라 사행하게 되므로 벽면과의 충돌로 인해 1차적으로 분쇄되면서 분쇄실로 진입한다. 관로에 곡면홈이 형성된 공급노즐은 종래의 직선형 관로에 비해 충돌이 증가하므로 제트밀의 분쇄효율을 높일 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 선회류형 제트밀은, 나선형 안내날개를 구비하여 선회류의 속도 저하를 최소한으로 하면서도 재료의 분쇄효율을 높일 수 있다. 또한 원호형 안내날개를 더 구비할 경우 분쇄효율을 높이는 동시에 분급율 또한 향상시킬 수 있다. 그리고 공급노즐의 관로에 곡면홈을 교번 형성함으로 인해, 재료가 분쇄실로 진입하기 전에 1차적으로 분쇄되므로 분쇄효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 분쇄실과, 상기 분쇄실 내에 분쇄할 재료와 공기를 함께 분사하여 선회류를 형성하는 공급노즐과, 상기 분쇄실 내의 선회류를 유지 강화하기 위해 상기 분쇄실 내로 공기를 분사하는 보조노즐과, 분쇄된 재료 및 공기를 배출하는 배출구를 포함한 선회류형 제트밀에 있어서,

   상기 분쇄실 내에 설치되고 상기 배출구를 중심으로 한 동심원 상에 배치된 복수의 나선형 안내날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트밀.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공급노즐 및 보조노즐의 분사 방향은 상기 복수의 나선형 안내날개의 날개면을 향하는 것을 특징으로 하는 제트밀.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 복수의 나선형 안내날개 각각은 상기 분쇄실 내의 선회류의 방향을 따라 하류측으로 갈수록 상기 배출구의 중심에 대한 반경이 감소하는 것을 특징으로 하는 제트밀.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 나선형 안내날개가 이루는 동심원과 동심이며 직경이 더 작은 다른 동심원 상에 배치된 복수의 원호형 안내날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트밀.
5. 제1항에 있어서, 상기 공급노즐은,

   관로의 길이방향을 따라 좌우로 교번하여 곡면홈이 형성된 것을 특징으로 하는 제트밀.

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