KR100937337B1 - 분쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡물, 광물, 연료, 합성수지 등을 미세입자로 분쇄시켜주는 분쇄장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 두 개의 판이 모두 회전하는 양쪽 회전형 핀 분쇄기를 채용하고, 상기 핀 분쇄기에서 종래의 도어 개폐식 조립 방식을 배제하고 두 회전판을 정면 축방향으로 조립할 수 있는 구조로 구성하여 회전판의 핀 간 간격을 작게 함으로써 분쇄효율을 극대화한 분쇄장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 회전판의 핀을 볼트-너트 체결방식으로 설치하는 구조로 구성되어 핀의 설치 및 교체가 매우 용이하고, 분쇄대상물이 투입되는 통로 내부에 분쇄대상물을 회전시키는 스크류 구조 등의 특징을 가지는 분쇄장치에 관한 것이다.

분쇄장치, 핀 분쇄기, 양쪽 회전형, 볼트-너트 체결방식

Description

분쇄장치{Crushing apparatus}

본 발명은 분쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기모터를 구동원으로 하는 핀 분쇄기를 이용하여 곡물, 광물, 연료, 합성수지 등 각종 재료를 미세입자로 분쇄시켜 주는 분쇄장치에 관한 것이다.

오늘날 알갱이나 덩어리 등으로 1차 파쇄한 중간단계의 재료, 처음부터 큰 입자크기로 합성 또는 성형 제조되어 추가 분쇄가 필요한 물질, 미세입자 형태로 소비되고 있는 식품류나 농작물 등을 원하는 미세입자 형태로 최종 분쇄하기 위한 장치로서 핀 분쇄기(pin crusher)가 널리 사용되고 있다.

핀 분쇄기는 고속으로 회전하는 회전판에 장착된 핀을 이용하여 대상물을 분쇄시키는 장치로, 핀과 핀 사이로 큰 알갱이나 덩어리 형태의 분쇄대상물이 투입되면, 핀에 의한 타격, 핀과 분쇄대상물 간의 마찰 및 분쇄대상물 간의 마찰, 그리고 상대 운동을 하는 핀과 핀 사이의 간격에 끼여 발생하는 전단 파쇄에 의해, 분쇄대상물을 미세한 조각편 또는 입자로 만들어준다.

핀 분쇄기를 이용하여 분쇄할 수 있는 대상물로는 특정하게 한정 지을 수는 없지만 곡물, 광물, 연료, 합성수지 등을 들 수 있으며, 곡물로는 콩이나 고추, 연료로는 최근 농촌지역 등에서 석탄 대체 연료로 사용되고 있는 청정연료인 PKS(Palm Kernel Shell), 합성수지로는 재활용재로서 자동차 내장부품(ABS 수지, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, PVC 수지 등), 폐타이어를 예로 들 수 있다.

첨부한 도 1은 종래기술에 따른 핀 분쇄기의 구성을 도시한 개략도로서, 구동원인 전기모터(4), 전기모터의 회전력을 전달하는 동력전달장치(5), 분쇄용 핀(12)이 일체로 장착되고 동력전달장치(5)에 의해 전달되는 회전력으로 회전하는 회전판(11), 분쇄용 핀(14)이 일체로 장착되고 상기 회전판(11)과 마주보도록 조립되는 고정판(13)을 주된 구성으로 한다.

도 1의 핀 분쇄기(1)는 회전판(11)과 소정 간격으로 조립되는 고정판(13)이 회동하여 내부공간이 도어 개폐식으로 개폐되는 구조, 즉 위치가 고정된 회전판(11)에 대해 고정판(13)이 도어 형태로 열리고 닫히는 구조의 도어 개폐식 핀 분쇄기이다.

상기 회전판(11) 후방으로는 분쇄된 미세입자가 빠져나가는 타공망(15) 및 타공망을 통과한 미쇄입자가 배출되는 배출부(2)가 설치되고, 상기 고정판(13)에는 분쇄할 대상물을 회전판(11)과 고정판(13) 사이로 에 투입하기 위한 투입부(3)가 설치된다.

상기 배출부(2)는 분쇄된 입자가 배출되는 통로를, 상기 투입부(3)는 분쇄할 입자가 투입되는 통로를 포함하여 구성된다.

또한 동력전달장치(5)는 통상 전기모터(4)의 회전축에 일체로 장착되어 회전하는 구동풀리(6)와, 상기 회전판(11)의 회전축(9)에 일체로 장착되어 회전하는 종동풀리(7)와, 상기 구동풀리(6)와 종동풀리(7) 간 동력전달을 위해 연결 설치되는 동력전달용 벨트(8)를 포함하여 구성된다.

도시된 바와 같은 핀 분쇄기(1)에서는 도어 닫힘상태, 즉 고정판(13)이 회전판(11)과 마주보도록 위치 고정되어 체결된 상태에서 분쇄가 이루어지는 내부공간이 밀폐된 상태가 되고, 회전판(11)의 핀(12)과 고정판(13)의 핀(14)이 서로 간격을 가진 상태에서 회전판의 핀이 회전판과 함께 회전하면서 투입부(3)를 통해 투입된 대상물을 분쇄하게 된다.

즉, 전기모터(4)가 회전하여 모터 회전축, 구동풀리(6), 동력전달용 벨트(8), 종동풀리(7), 회전판(11)의 회전축(9), 회전판(11)의 순서로 회전력이 전달되고, 회전판(11)이 고속(약, 2000 ~ 3000rpm)으로 회전하는 상태에서 회전판의 핀(12)이 회전축(9)을 중심점으로 하여 회전하는 바, 회전하는 회전판(11)의 핀(12)과 위치가 고정되어 있는 고정판(13)의 핀(14)이 대상물을 타격 및 전단 파쇄하게 됨으로써 미세입자로의 분쇄가 이루어지게 된다.

회전판(11)과 고정판(13) 사이의 내부공간에서 핀(12,14)에 의해 분쇄된 미세입자는 타공망(15)을 통과하여 배출부(2)를 통해 배출되며, 타공망을 통과하지 못한 큰 입자들은 타공망에서 튕겨 나온 뒤 다시 핀과 부딪치면서 타공망을 통과할 수 있는 작은 크기로 분쇄되어 배출부로 최종 배출되게 된다.

그러나, 종래의 핀 분쇄기에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

1) 도어 개폐식 핀 분쇄기에서 고정판과 회전판이 서로 마주보도록 조립된 상태, 즉 고정판 부분이 닫힌 상태에서, 고정판의 핀과 회전판의 핀은 소정 간격을 유지하며, 이 간격 사이로 분쇄대상물이 끼이면서 분쇄가 이루어지는 바, 양측 핀 간의 간격은 분쇄효율과 관계가 있다. 즉, 양측 핀 간의 간격이 작을수록 보다 쉽게 미세 분쇄가 가능하고, 분쇄효율이 높아지는 것이다. 그러나, 종래의 도어 개폐식 핀 분쇄기에서는 회전판에 설치된 핀과 고정판에 설치된 핀 간의 간격이 클 수밖에 없고, 설치되는 핀의 개수에 있어서 제한적일 수밖에 없다. 특히, 고정판이 회동되어 닫히거나 열리는 동안, 고정판 핀이 회전판 핀 사이의 공간에 간섭을 받지 않고 원활히 넣어지거나 그로부터 빠져나와야 한다. 회전판 핀이 촘촘하게 설치되거나 고정판 핀이 촘촘하게 설치되면, 이동하는 핀의 궤적, 즉 고정판 핀의 궤적이 회전판 핀에 의해 간섭을 받을 수밖에 없다. 고정판 핀이 회전판 핀에 부딪혀 간섭되면서 고정판을 열고 닫을 수 없게 되는 것이다. 개폐시 움직이는 고정판 핀이 회전판 핀의 간섭을 받지 않도록 하기 위해서는 곡선의 궤적을 그리면서 이동하는 고정판 핀이 회전판 핀 사이를 원활히 들락날락할 수 있어야 하는 바, 고정판이 닫힌 상태에서의 회전판 핀과 고정판 핀 간 간격, 고정판과 회전판에서 각각의 핀 간 간격(종래 약 12mm)을 크게 할 수밖에 없다. 이렇게 분쇄대상물이 끼여 파쇄되는 양측 핀, 즉 고정판 핀과 회전판 핀 사이에 간격을 크게 하고 고정판과 회전판 각각의 핀 간 간격을 크게 할수록 핀의 개수가 제한될 수밖에 없고, 또한 미세한 크기로 분쇄하는데 어려움이 있으며, 분쇄효율이 크게 떨어지는 문제점이 있게 된다. 핀 간의 간격이 커짐에 따라 회전판의 속도를 고속으로 할 수 없 는 문제점도 있게 된다.

2) 종래의 분쇄기에서는 핀을 회전판 및 고정판에 용접을 하여 고정 설치한다. 그러나, 핀을 용접하여 고정하게 되면, 다른 핀에 비해 마모가 많이 발생한 특정 핀의 교체가 매우 어렵게 된다. 분쇄기를 사용하다 보면, 다른 핀에 비해 마모가 많이 발생한 핀이 존재하나, 마모가 많이 발생한 핀만을 선별하여 교체하는 것이 쉽지 않다. 회전판 또는 고정판 전체를 갈아주거나 회전판 또는 고정판을 장치로부터 해체하여 작업을 해야 하는 등 많은 불편함과 시간, 노력이 필요하다. 또한 교체를 위해서는 용접된 핀을 용융 절단 등의 방법으로 절단하여 판으로부터 떼어내야 하는데, 이 작업이 매우 번거롭고 쉽지 않다. 새 핀을 설치함에 있어서도 다시 용접을 통해 고정해야 하므로, 핀을 교체하기까지는 전체적으로 많은 불편함과 시간, 노력이 필요하다. 특히, 교체해야 할 핀의 개수가 많거나 교체가 잦을수록 시간 및 노력은 더욱 증가하며, 오랜 시간 사용이 불가하므로 경제적인 손실 또한 증가한다. 또한 통상 핀과 핀 간의 간격이 크기 때문에 정확한 위치에 용접을 하지 않고 눈대중으로 대충 위치를 가늠하여 설치하는 문제점이 있다. 이렇게 핀을 정확한 위치에 정밀하게 설치하는 것이 불가능하고, 핀의 개수가 많아지거나 핀의 간격이 좁은 경우에는 교체 작업 자체에 많은 어려움이 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 핀과 핀 간의 간격을 작게 할 수 있어 미세한 분쇄가 가능하고 이를 통해 분쇄효율이 향상되는 분쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 핀의 설치 및 핀의 교체가 용이한 핀 분쇄기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,

각 구성부가 장착되는 지지대와, 구동원인 전기모터와, 상기 전기모터의 회전력을 전달하는 동력전달장치와, 상기 동력전달장치를 통해 전달되는 회전력에 의해 하우징에 내장된 회전판이 회전되면서 회전판에 장착된 핀들에 의해 외부로부터 투입된 대상물의 분쇄가 이루어지는 핀 분쇄기를 포함하여 구성되되,

상기 핀 분쇄기는 상기 하우징에서 베어링부에 의해 지지된 상태로 서로 마주보도록 조립되는 제1회전판과 제2회전판을 구비하고,

상기 제1회전판과 제2회전판의 마주보는 각 전면에는 각각의 핀들이 상대 회전판의 핀들 사이에 삽입되는 다수개의 핀들이 장착되며,

상기 제1회전판과 제2회전판이 각각 동력전달장치를 통해 전기모터의 회전력을 전달받아 서로 역방향으로 회전되면서 상기 핀들에 의해 두 회전판 사이로 투입 된 대상물의 분쇄가 이루어지는 것을 특징으로 하는 분쇄장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1회전판 및 제2회전판의 핀들은 교체가 용이하도록 볼트-너트 체결방식으로 체결되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전판의 전면에는 상기 각 장착홀 주변으로 사각 단면 형상의 핀이 끼워져 핀의 회전을 방지하는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1회전판과 제2회전판은 한쪽 회전판에 대해 다른 쪽 회전판이 회전중심축의 축방향을 따라 정면으로 이동하여 조립되는 것을 특징으로 한다.

또한 제2회전판의 중심부를 관통하는 축관의 내주면에는 내부로 투입된 대상물이 나선형으로 회전하면서 진행하도록 나선방향을 따라 스크류 가이드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 분쇄장치에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.

1) 회전판을 정면으로 이동하여 조립할 수 있으므로 종래의 도어 개폐식과 달리 핀과 핀 간의 간격을 작게 할 수 있어 미세한 분쇄가 가능하고, 이를 통해 분쇄효율이 향상된다.

2) 두 개의 판이 모두 회전하는 양쪽 회전형으로서, 두 개의 판이 서로 역방향으로 회전하면서 물질을 분쇄하는 바, 분쇄효율을 극대화할 수 있다.

3) 핀을 볼트-너트 체결방식으로 회전판에 설치하므로 핀의 설치는 물론 마모된 핀의 교체가 매우 용이해지는 장점이 있다. 본 발명에서는 회전판에 고정홈 을 형성하여 핀이 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.

4) 분쇄대상물, 특히 각종 식물의 열매 속을 둘러 싸고 있는 마른 껍질이 투입되는 통로 내부에 이들 분쇄대상물을 회전시키는 스크류 가이드가 설치되어 있기 때문에 통로의 막힘이 없이 원활한 투입이 가능해진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 분쇄장치의 구성을 예시한 개략도이고, 도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기의 하우징에 내장되는 회전판의 실시예를 도시한 전면사시도이며, 도 4a와 도 4b는 도 3a 및 도 3b에 도시된 회전판의 배면사시도이다. 도 3a와 도 4a는 상대적으로 고속으로 회전되는 제1회전판(140)을, 도 3b와 도 4b는 상대적으로 저속으로 회전되는 제2회전판(150)을 도시한 것이다.

첨부한 도 5는 3a의 A 부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 4a의 B 부분을 확대하여 도시한 사시도로서, 핀 분쇄기(130)의 제1회전판(140)에 핀(141)이 설치되는 상태를 예시한 것이며, 핀이 설치되는 구조는 제1회전판(140)과 제2회전판(150)이 동일하다.

첨부한 도 7은 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기의 제1회전판과 제2회전판, 후판을 예시한 분리사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 분쇄장치에서 제2회 전판을 예시한 도면으로서, 제2회전판(150)의 각 핀(151)에 대해서 제1회전판(140)의 핀(141) 위치 및 두 회전판의 핀(141,151) 간의 간극을 나타낸 도면이다.

첨부한 도 9는 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기로 분쇄대상물이 투입되는 통로인 축관의 바람직한 실시예를 도시한 사시도로서, 스크류 가이드(153)가 설치된 상태를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분쇄장치(100)는 각 구성부가 장착되어 지지되는 지지대(101), 구동원인 전기모터(102,103), 상기 전기모터(102,103)의 회전력을 전달하는 동력전달장치(110,120), 그리고 상기 동력전달장치(110,120)를 통해 전달되는 전기모터(102,103)의 회전력에 의해 회전판(140,150)이 회전되면서 상기 회전판에 설치된 핀(141,151)에 의해 대상물의 분쇄가 이루어지는 핀 분쇄기(130)를 포함하여 구성된다.

여기서, 핀 분쇄기(130)는 상기 동력전달장치(110,120)를 통해 전기모터(102,103)의 회전력을 전달받아 회전하는 제1회전판(140) 및 제2회전판(150), 그리고 상기 제1회전판(140)과 제2회전판(150)을 서로 마주보도록 회전 가능하게 지지하면서 두 회전판(140,150) 간의 간격을 일정하게 고정하고 두 회전판 주변을 둘러싸도록 밀폐하여 분쇄가 이루어지는 공간을 형성하는 하우징(131)을 포함하여 구성된다.

상기 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 서로 마주보는 각 대향면에는 복수개의 핀(141,151)이 각각 설치되며, 상기 하우징(131)은 제1회전판(140)과 일체로 회전하는 회전축(142) 및 제2회전판(150)과 일체로 회전하는 축관(152)을 회전 가 능하게 지지하기 위한 베어링부(143)(154)를 구비하여 구성된다.

이러한 본 발명의 핀 분쇄기(130)는, 종래의 도어 개폐식 구조, 한쪽이 고정판이고 상대쪽이 회전판인 구성과 달리, 한쪽 판이 상대쪽 판에 대해 정면 축방향 슬라이드 조립되는 구조, 그리고 핀이 설치된 상기 두 개의 판이 모두 회전하는 양쪽 회전형 구성에 특징이 있다.

즉, 두 판 중 어느 하나(회전판)가 회전하고 상대쪽 다른 하나(고정판)가 고정되는 종래의 분쇄장치와는 달리, 두 판(140,150)이 모두 전기모터(102,103)의 구동력(회전력)을 각각 전달받아 회전하는 것이며, 특히 두 판(모두 회전판)(140,150)이 서로 역방향으로 회전되면서 두 판의 핀(141,151)에 의해 분쇄대상물이 분쇄되도록 구성된다.

여기서, 회전판(140,150)의 핀(141,151)에 의해 분쇄대상물이 분쇄되는 원리는 종래와 비교할 때 큰 차이가 없다. 즉, 핀(141,151)에 의한 분쇄대상물 타격, 핀과 분쇄대상물 간 마찰, 분쇄대상물과 분쇄대상물 간 마찰, 상대 운동을 하는 핀과 핀 사이의 간격에 분쇄대상물이 끼여 발생하는 전단 파쇄에 의해, 분쇄대상물을 미세한 입자로 만들어준다.

다만, 본 발명의 분쇄장치(100)에서는, 제1회전판(140)의 핀(141)과 핀 사이에 제2회전판(150)의 핀(151)이 삽입되도록 제1회전판(140)과 제2회전판(150)이 일정간격을 두고 서로 마주보고 조립된 상태에서, 제1회전판(140)과 제2회전판(150)이 서로 역방향으로 회전되어, 역방향으로 상대 운동을 하는 두 회전판(140,150)의 핀(141,151)에 의해 분쇄가 이루어진다.

바람직한 실시예에서, 제1회전판(140)과 제2회전판(150)을 회전 구동하기 위해 전기모터(102,103)가 각 회전판에 대해 각각 1개씩 독립적으로 설치되며, 이하 본 명세서에서는 제1회전판(140)을 회전시키기 위한 전기모터를 제1전기모터(102)로, 제2회전판(150)을 회전시키기 위한 전기모터를 제2전기모터(103)로 칭하기로 한다.

또한 각각의 회전판에 회전력을 전달하기 위한 동력전달장치(110,120)가 회전판과 해당 전기모터(102,103) 사이에 구성되는 바, 제1회전판(140)과 제1전기모터(102) 사이에 제1동력전달장치(110)가, 제2회전판(150)과 제2전기모터(103) 사이에 제2동력전달장치(120)가 구성된다.

상기 각 동력전달장치(110,120)는 각 전기모터(102,103)의 회전축에 일체로 장착되어 회전하는 구동풀리(111,121)와, 제1회전판(140)의 중심에 체결된 회전축(142) 및 제2회전판(150)과 일체로 회전하는 축관(152)에 각각 설치되는 종동풀리(116,126)와, 상기 구동풀리(111,121)와 종동풀리(116,126) 사이에 회전력을 전달하기 위한 풀리 및 벨트를 포함하여 구성될 수 있고, 구동원인 전기모터(102,103)의 위치, 회전판(140,150)의 위치, 전기모터(102,103)와 회전판(140,150)의 배치상태 및 거리 등에 따라서 제1동력전달장치(110)와 제2동력전달장치(120) 사이에는 구성상 약간의 차이가 있을 수 있다.

도 2는 전기모터(102,103)의 회전축과 회전판(140,150)의 회전축(142) 및 축관(152) 사이에 이들과 평행하게 배치되어 동시 회전이 가능한 별도의 중간회전축(112,122)을 추가로 구비하고, 이 중간회전축(112,122)에 별도의 중간풀 리(114a,114b,124a,124b)를 일체 회전되도록 장착한 뒤, 구동풀리(111,121)와 중간풀리(114a,114b,124a,124b), 중간풀리(114a,114b,124a,124b)와 종동풀리(116,126)를 동력전달용 벨트(115a,115b,125a,125b)로 연결한 예를 도시하고 있다..

여기서, 전기모터(102,103), 하우징(131) 등 고정요소가 지지대(101)에 고정 설치되고, 상기 중간회전축(112,122)은 지지대(101)에 베어링부(113,123)를 개재한 상태로 회전 가능하게 설치되며, 제1회전판(140)의 회전축(142)과 제2회전판(150)의 축관(152)은 베어링부(143)(154)를 개재한 상태로 하우징(131)에 회전 가능하게 지지된다.

한편, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 분쇄장치(100)에서 제1회전판(140)은 전기모터(102)에 의해 고속으로, 이에 비해 제2회전판(150)은 전기모터(103)에 의해 상대적으로 저속으로 회전시키며, 고속으로 회전하는 제1회전판(140)과 저속으로 회전하는 제2회전판(150)을 서로 역방향으로 회전시킨다.

물론, 제2회전판(150)이 상대적으로 저속으로 회전되는 것일 뿐, 실제 두 회전판(140,150)은 모두 고속으로 회전되며, 예컨대 고속 회전판인 제1회전판(140)은 대략 4500 ~ 4700 rpm으로, 저속 회전판인 제2회전판(150)은 대략 2500 rpm으로 회전되도록 해당 전기모터(102,103)를 구동시킬 수 있다.

본 발명의 핀 분쇄기(130)에서 상대적으로 저속으로 회전되는 제2회전판(150)을 통해 분쇄대상물이 투입되는데, 이는 뒤에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 발명의 핀 분쇄기(130)에서는 대상물을 분쇄시키는 복수개의 핀(141,151)들이 종래와 같은 용접방식이 아닌 볼트-너트 체결방식으로 각 회전판에 고정되어 장착된다.

우선 회전판의 구조에 대해 설명하면, 제1 및 제2회전판(140,150) 모두 철 등 금속을 소재로 하여 원형의 판 구조로 제작되며, 각 핀(141,151)이 장착되는 위치에는 원형의 장착홀(도 4a에서 도면부호 140a임)이 관통 형성된다.

그리고, 각 핀(141,151)은 사각의 단면구조를 가지는 사각기둥 모양으로 제작된 것이 사용될 수 있고, 바람직하게는 비커스 경도 50 ~ 54의 핀들이 사용될 수 있다.

또한 각 핀(141,151)의 후부에는 회전판에 형성된 장착홀(140a)에 관통 삽입되는 체결부(도 4a에서 도면부호 141a임)가 형성되는데, 이때 각 핀(141,151)의 체결부(141a)는 핀 장착위치에서 회전판(140,150)의 해당 장착홀(140a)을 관통하여 회전판의 배면에 돌출될 수 있는 길이로 형성되며, 더불어 각 체결부(141a)에는 나사산(141b)이 가공되어 형성된다.

이에 각 핀 장착위치에서, 각 핀(141,151)의 체결부(141a)를 장착홀(140a)에 관통 삽입한 뒤, 회전판의 배면에서 돌출되는 체결부(141a)의 나사산(141b) 부위에 너트(148,158)를 체결해주게 되면, 각 핀(141,151)이 너트(148,158)에 의해 회전판(140,150)에 완전히 체결되어 고정될 수 있게 된다.

제1 및 제2회전판(140,150)에서 각 핀(141,151)을 볼트-너트 체결방식으로 장착하는 경우, 간단히 너트(148,158)를 풀어 마모 또는 손상된 핀(141,151)을 교체할 수 있으므로 핀 교체 작업이 매우 용이해진다.

또한 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2회전판(140,150)의 각 핀 장착위치에는 장착홀(140a) 주변으로 핀(141,151)이 끼워지는 고정홈(140b,150b)이 추가로 형성될 수 있다.

이때, 고정홈(140b,150b)은 사각 단면의 형상을 갖는 핀(141,151)이 회전되지 않도록 고정하는 것은 물론 볼트-너트 체결방식으로 체결된 핀(141,151)이 장착홀(140a)에서 미세하게 회전하거나 유동하는 것을 방지하기 위한 것으로, 고정홈(140b,150b)을 설치하여 각 핀(141,151)의 후부를 잡아주면서 그 측면이 핀(141,151)을 측방에서 받쳐주게 되면 단순 볼트-너트 체결방식에 비해 내구성이 커지게 된다.

각 핀(141,151)의 체결부(141a)가 삽입되는 원형의 장착홀(140a) 위치 주변으로 사각의 고정홈을 각각의 핀(141,151)에 대해 개별적으로 형성하거나, 복수개의 핀 장착위치, 즉 복수개의 장착홀(140a) 위치를 연결하는 고정홈(140b,150b)을 길게 형성하는 것이 가능하다.

여기서, 고정홈(140b,150b)은 내부 측면의 각도가 회전판(140,150) 전면에 대하여 수직인 구조로 형성될 수 있다.

도시된 실시예와 같이, 고정홈(140b,150b)은 회전판(140,150)의 전면에서 회전판의 중심점을 중심으로 하는 원의 모양으로 길게 형성될 수 있으며, 이때 복수개의 핀(141,151)을 설치하기 위해 회전판(140,150)의 중심점으로부터 반경거리가 상이한 소정 간격의 각 동심원을 따라 고정홈(140b,150b)들이 형성될 수 있다.

이렇게 복수개의 고정홈(140b,150b)을 제1회전판(140)과 제2회전판(150)에 각각 형성한 상태에서 핀(141,151)들이 회전판의 각 고정홈(140b,150b)을 따라 소정 간격으로 설치되는데, 두 회전판이 서로 역방향으로 회전될 때, 한쪽 회전판의 핀들이 다른 쪽 회전판의 핀들 사이를 통과해야 하는 바, 이를 고려하여 회전판에서 동심원상에 형성되는 고정홈들의 위치, 이웃한 고정홈 간의 간격 등이 설정된다.

예를 들어 설명하면, 제1회전판(140)과 제2회전판(150)이 서로 마주보고 조립된 상태에서는 제1회전판(140)의 핀(141)이 제2회전판(150)의 핀(151) 간격 사이로 넣어지고, 이렇게 핀들이 상대쪽 회전판의 핀들 사이로 넣어진 상태에서도, 두 회전판(140,150)이 서로 역방향으로 회전될 때, 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 모든 핀(141,151)들은 서로 부딪힘 없이 회전판의 중심점을 중심으로 회전되는 형태가 된다.

이때, 두 회전판(140,150)의 핀(141,151)들이 서로 부딪히지 않도록 한쪽 회전판의 핀들이 다른 쪽 회전판의 핀들 사이를 통과해야 하는 바, 제1회전판(140)의 핀(141,151)들이 제2회전판(150)의 반경방향으로 이웃된 두 핀(141,151) 사이를 통과하도록 해야 한다(도 8 참조).

이를 고려하여, 제1회전판(140)에서 안쪽 고정홈(140b)과 그 바로 바깥쪽 고정홈의 간격은 이들에 설치된 핀(141)들 사이로 제2회전판(150)의 핀(151)들이 부딪힘 없이 통과할 수 있는 간격으로 해야 하고, 제2회전판(150)에서도 안쪽 고정홈(150b)과 그 바로 바깥쪽 고정홈의 간격 역시 이들에 설치된 핀(151)들 사이로 제1회전판(140)의 핀(141)들이 부딪힘 없이 통과할 수 있는 간격으로 해야 한다.

또한 회전되는 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 핀(141,151)들이 서로 부딪힘 없이 상대쪽 회전판의 핀 사이로 통과해야 하는 것과 더불어, 통과하는 상대쪽 핀과의 사이에 어느 정도 간격이 존재해야만, 그 간격으로 분쇄대상물이 끼여 전단 파쇄, 마찰에 의한 파쇄가 일어날 수 있는 바, 이러한 간격을 고려하여 각 회전판에서 핀(141,151)과 고정홈(140b,150b)의 위치가 설정된다.

제2회전판(150)의 반경방향으로 이웃한 두 핀(151) 사이로 제1회전판(140)의 핀(141)이 넣어져 있다 할 때, 제1회전판(140)의 핀(141)과 안쪽(반경방향으로 회전판의 중심점에 보다 가까운 쪽) 및 바깥쪽(반경방향으로 회전판의 중심점에서 보다 먼 쪽)에 위치되는 제2회전판(150)의 두 핀(151)이 반경방향으로 약 3 ~ 5 mm의 간격(도 8에서 핀 간 간격)을 가지도록 두 회전판(140,150)의 핀(141,151)과 고정홈(140b,150b)의 위치들이 설정될 수 있다.

또한 제2회전판(150)의 반경방향으로 이웃한 두 핀(151) 사이에 제1회전판(140)의 핀(141)들이 놓여 있다 할 때, 두 회전판 핀(141,151) 간의 반경방향 간격(제1회전판 핀과 제2회전판 핀 사이의 간격)(도 8에서 핀 간 간격)을 회전판(140,150)의 중심에서는 가장 크게 하고 그 바깥쪽인 반경방향(회전판의 중심점에서 멀어지는 쪽)으로 갈수록 단계적으로 작아지도록 하는 것이 가능하다.

이는 후술하는 바와 같이 분쇄대상물이 회전판의 중심부를 통해 투입됨을 감안한 것으로, 중심부로 투입된 상대적으로 큰 분쇄대상물이 상대적으로 큰 간격의 핀 사이에서 처음 분쇄된 뒤 바깥쪽(반경방향)으로 이동하는 동안 단계적으로 간격이 작아지는 핀 사이에서 분쇄가 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 분쇄대 상물이 처음에는 큰 핀 간격에서 분쇄가 시작되어서 점차 작은 핀 간격으로 이동하여 점차 작은 크기로 단계적인 분쇄가 이루어지도록 하는 것이다.

이와 같이 하여, 본 발명의 핀 분쇄기(130)에서 회전판(140,150)에 핀(141,151)을 설치하는 방법에 대해 설명하였는 바, 고정홈(140b,150b)을 형성하고 이 고정홈(140b,150b)에 핀(141,151)을 볼트-너트 체결방식으로 설치하는 방식을 채용하는 경우, 종래의 용접 방식에 비해 선별된 핀(141,151)의 교체가 매우 용이해지고, 핀을 정확한 위치에 정확히 수직으로 설치할 수 있는 등 핀의 설치위치 및 설치각도 등에 있어서 매우 정밀한 작업이 가능해지는 바, 핀 설치의 정확도 및 정밀도 향상이 가능해진다.

또한 본 발명의 핀 분쇄기(130)에서는 종래의 도어 개폐식과 달리 한쪽 회전판에 대해 다른 쪽 회전판이 회전중심축의 축방향을 따라 정면으로 이동하여 조립된다.

즉, 제1회전판(140)과 제2회전판(150)이 분쇄작동을 위해 정위치로 조립될 때, 한쪽 회전판이 다른 한쪽 회전판의 정면에서 축방향으로 이동되어 조립되며, 이때 한쪽 회전판의 핀(141,151)들이 다른 한쪽 회전판의 핀들 사이로 넣어지게 되고, 양쪽의 핀들이 모두 상대쪽 핀들 사이에 넣어진 상태로 서로 역방향으로 회전되게 된다.

한편, 각각의 회전판(140,150)은 해당 하우징(131) 내측에 회전 가능하도록 조립되는데, 먼저 제1회전판(140)의 경우 중심의 축결합홀(140c)에 회전축(142)을 삽입하여 일체 회전이 가능하도록 회전축(142)을 제1회전판(140)에 체결한 뒤, 제1 회전판(140)을 하우징(131)에 장착하되, 이때 회전축(142)을 하우징(131)의 베어링부(143)에 회전 가능하게 결합하여 조립한다.

결국, 제1회전판(140) 및 회전축(142)이 베어링부(143)에 의해 하우징(131)에서 회전될 수 있게 된다.

제1회전판(140)과 회전축(142)을 일체 회전이 가능하도록 체결하는 방법으로는 회전판과 회전축 사이에 키이(key) 등의 체결수단을 사용하여 체결할 수 있다.

상기 회전축(142)에는 전기모터(102)의 회전력이 입력될 수 있도록 동력전달장치(110)가 연결되되, 종동풀리(116)를 회전축(142)에 일체로 회전되도록 고정 장착하고, 이 종동풀리(116)가 전기모터(102)로부터 풀리 및 벨트를 통해 회전력을 전달받도록 동력전달장치(110)를 적절히 구성한다.

그리고, 본 발명에서 분쇄대상물은 저속 회전판, 즉 제2회전판(150)의 중심부를 통해 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 사이로 투입되는데, 이를 위해 제2회전판(150)에는 중심부를 관통하는 축관(152)이 삽입 설치되고, 이 축관(152)은 후방으로 연장되어 후단의 축관(152) 입구에는 분쇄대상물이 투입되는 투입관(155)이 연결된다(도 2 참조).

상기 축관(152)의 후부 외주상에는 동력전달장치(120)의 종동풀리(126)가 일체로 설치되고, 상기 축관(152)은 하우징(131)에서 베어링부(154)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

또한 제2회전판(150)의 후방에는 소정 간격을 두고 후판(156)이 축관(152) 외주상에 일체로 장착되며, 결국 축관(152)과 후판(156), 제2회전판 전체가 종동풀 리(126)를 통해 입력되는 전기모터(103)의 회전력에 의해 일체 회전된다.

상기 축관(152)은 제2회전판(150)에서 제1회전판(140)의 회전축(142)에 해당하는 것으로, 축관(152)에 전기모터(103)의 회전력이 입력되도록 제2동력전달장치(120)가 연결되되, 축관(152)에 일체로 회전되도록 제2동력전달장치(120)의 종동풀리(126)가 고정 장착되는 것이며, 이 종동풀리(126)가 제2전기모터(103)로부터 풀리 및 벨트를 통해 회전력을 최종 전달받도록 동력전달장치(120)를 적절히 구성한다.

도 2를 참조하면, 투입관(155)이 상측에서 하측으로 연장되어 축관(152)과 내부통로가 연통되도록 연결되고, 이 투입관(155)을 통해 분쇄대상물이 투입되면 축관(152)의 내부통로를 통해 제2회전판(150)의 전면, 즉 제1회전판(140)과 제2회전판(150) 사이의 분쇄가 이루어지는 공간으로 최종 투입되게 된다.

물론, 분쇄대상물은 축관 내부통로를 통과하는 동안 하우징(131) 외부에서 내부로 이동하게 되며, 제1회전판(140)과 제2회전판(150) 사이의 분쇄 공간으로 최종 투입된다.

바람직한 실시예에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 축관(152)의 내주면에는 내부통로로 투입된 분쇄대상물이 나선형으로 회전되면서 진행하도록 나선방향을 따라 설치되는 스크류 가이드(153)가 설치되며, 이 스크류 가이드(153)는 축관 내부통로를 통과하는 분쇄대상물을 나선형으로 유도하는 바, 축관 내부통로를 따라 진행하는 분쇄대상물의 회전을 발생시켜 분쇄대상물의 보다 원활한 이동 및 투입이 이루어지도록 한다.

즉, 스크류 가이드(153)는 진행하는 분쇄대상물의 회전을 발생시켜 분쇄대상물이 원활히 축관 내부통로를 통과하도록 하면서 분쇄대상물에 의해 축관 내부통로가 막히는 현상을 방지하게 된다.

핀 분쇄기(130)에서 후판(144,156)은 제1회전판(140)과 제2회전판(150)의 후방에 각각 하나씩 설치되는데, 각각의 후판(144,156)이 전방의 회전판(140,150)과 일체로 회전되며, 이를 위해 제1회전판(140) 후방의 후판(144)은 제1회전판(140)의 회전축(142)상에 일체로 조립되고, 제2회전판(150) 후방의 후판(156)은 축관(152)의 외주상에 일체로 조립된다.

결국, 종동풀리(126)를 통해 제2전기모터(103)의 회전력이 제2동력전달장치(120)를 매개로 입력되면, 종동풀리(126)와 축관(152)이 회전되고, 이에 하우징(131) 내부의 후판(156)과 제2회전판(150)이 저속으로 일체 회전된다.

제1회전판(140)의 경우, 제1전기모터(102)의 회전력이 제1동력전달장치(110)를 매개로 종동풀리(116)에 입력되면서 회전축(142)이 회전되고, 이에 일체로 회전되는 회전축(142)상의 제1회전판(140) 및 후판(144)이 하우징(131) 내부에서 제2회전판(150)과는 역방향으로 상대적으로 고속으로 회전되어진다.

바람직한 실시예에서, 제2회전판(150) 후방의 후판(144) 전면에는 그 회전중심으로부터 방사상으로 길게 배치되는 복수개의 돌출부(157)가 설치되는 바, 이는 제2회전판(150)과의 사이에 위치되면서 후판(156)의 회전시 후판(156) 전면에서 소용돌이 바람을 일으킨다.

이러한 소용돌이 바람은 하우징(131) 내부의 공기를 흡입하는 흡입 팬(blower)(160)과 함께 분쇄대상물이 축관 내부통로로 흡입되어 제2회전판(150)의 전면으로 원활히 투입될 수 있도록 하는 흡입력을 발생시킨다.

본 발명의 분쇄장치(100)에서 동력전달장치(110,120)의 구성예를 설명하면, 도 2에서 도면부호 112는 제1전기모터(102)의 회전축으로부터 회전력을 전달받는 제1중간회전축이고, 도면부호 114a는 상기 제1중간회전축(112)에 장착되어 일체로 회전되는 입력측 중간풀리이다.

상기 제1중간회전축(112)은 지지대(101)에 베어링부(113)를 매개로 회전 가능하게 설치되며, 제1전기모터(102)의 회전축과는 평행하게 배치되어 풀리(114a)와 벨트(115a)를 통해 전기모터(102)의 회전력을 전달받아 회전된다.

상기 제1중간회전축(112)에 설치된 입력측 중간풀리(114a)는 제1전기모터(102)의 회전축(142)에 장착된 구동풀리(111)와 벨트(115a)로 연결되어 제1전기모터(102)의 회전력을 구동풀리(111)로부터 벨트(115a)를 매개로 전달받아 회전되며, 이렇게 입력측 중간풀리(114a)가 회전력을 입력받게 되면 제1중간회전축(112)이 회전된다.

도면부호 114b는 제1중간회전축(112)의 또 다른 위치에 일체 회전 가능하도록 장착된 출력측 중간풀리로서, 이는 제1회전판(140)의 회전축(142)에 장착된 종동풀리(116)와 벨트(115b)로 연결되며, 출력측 중간풀리(114b)가 제1중간회전축(112)에 의해 회전되면, 벨트(115b) 및 종동풀리(116), 회전축(142)의 경로로 회전력을 전달받아 하우징(131) 내부의 제1회전판(140) 및 그 후판(144)이 일체로 회전되게 된다.

도면부호 116, 126은 중간회전축(112,122)의 끝단에 설치하여 중간회전축이 회전하는 동안 힘의 균형을 맞춰주는 휠을 나타낸다.

상기와 같은 구성은 제1회전판(140)이 회전될 수 있도록 전기모터(102)의 회전력을 전달하는 제1동력전달장치(110)의 구성을 예로 설명한 것으로, 제2회전판(150)이 회전될 수 있도록 전기모터(103)의 회전력을 전달하는 제2동력전달장치(120)의 구성은 제1동력전달장치(110)의 구성과 큰 차이가 없다.

즉, 제2전기모터(103) 및 그 회전축, 상기 회전축에 설치된 구동풀리(121), 지지대(101)에 설치된 제2중간회전축(122), 상기 제2중간회전축(122)상에 설치되어 구동풀리(121)와 벨트(125a)로 연결되는 입력측 중간풀리(124a), 상기 제2중간회전축(122)상에 설치되어 회전력을 전달하는 출력측 중간풀리(124b), 축관(152)에 설치되어 출력측 중간풀리(124b)와 벨트(125b)로 연결되고 출력측 중간풀리(124b)로부터 벨트(125b)를 통해 회전력을 전달받는 종동풀리(126)를 포함하여 구성되며, 축관(152)의 종동풀리(126)가 회전되면서 축관(152)과 함께 하우징(131) 내부의 후판(156) 및 제2회전판(150)이 일체로 회전되게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 분쇄장치의 구성에 대해 설명하였는 바, 고속 회전판인 제1회전판(140)과 저속 회전판인 제2회전판(150)이 동력전달장치(110,120)를 통해 전기모터(102,103)의 회전력을 전달받아 서로 역방향으로 회전 구동되고, 이때 분쇄대상물이 투입관(155)을 통해 투입된다.

이때, 분쇄대상물은 전술한 바와 같이 투입관(155) 및 축관(152)의 내부통로를 거쳐 하우징(131) 내 제1회전판(140)과 제2회전판(150) 사이로 투입되고, 여기 서 핀(141,151)에 의해 미세한 입자로 분쇄된다.

도 1은 종래기술에 따른 분쇄장치의 구성을 예시한 개략도로서, 핀 분쇄기의 회전판과 고정판의 핀 설치상태를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 분쇄장치의 구성을 예시한 개략도,

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기의 하우징에 내장되는 회전판의 실시예를 도시한 전면사시도,

도 4a와 도 4b는 도 3a 및 도 3b에 도시된 회전판의 배면사시도로서, 도 3a와 도 4a는 제1회전판을, 도 3b와 도 4b는 제2회전판을 도시한 도면,

도 5는 3a의 A 부분을 확대하여 도시한 사시도,

도 6은 도 4a의 B 부분을 확대하여 도시한 사시도로서, 핀 분쇄기의 제1회전판에 핀이 설치되는 상태를 예시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기의 제1회전판과 제2회전판, 후판을 예시한 분리사시도,

도 8은 본 발명에 따른 분쇄장치에서 제2회전판을 예시한 도면으로서, 제2회전판의 각 핀에 대해서 제1회전판의 핀 위치 및 두 회전판의 핀 간의 간극을 나타낸 도면,

도 9는 본 발명에 따른 분쇄장치에서 핀 분쇄기로 분쇄대상물이 투입되는 통로인 축관의 바람직한 실시예를 도시한 사시도로서, 스크류 가이드가 설치된 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 분쇄장치 101 : 지지대

102, 103 : 전기모터 110, 120 : 동력전달장치

130 : 핀 분쇄기 140 : 제1회전판

140a : 장착홀 140b : 고정홈

141 : 핀 141a : 체결부

148 : 너트 150 : 제2회전판

150b : 고정홈 151 : 핀

156 : 후판 157 : 돌출부

158 : 너트 152 : 축관

153 : 스크류 가이드

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 각 구성부가 장착되는 지지대와, 구동원인 전기모터와, 상기 전기모터의 회전력을 전달하는 동력전달장치와, 상기 동력전달장치를 통해 전달되는 회전력에 의해 하우징에 내장된 회전판이 회전되면서 회전판에 장착된 핀들에 의해 외부로부터 투입된 대상물의 분쇄가 이루어지는 핀 분쇄기를 포함하여 구성되되,

   상기 핀 분쇄기는 상기 하우징에서 베어링부에 의해 지지된 상태로 서로 마주보도록 조립되는 제1회전판과 제2회전판을 구비하고,

   상기 제1회전판과 제2회전판의 마주보는 각 전면에는 각각의 핀들이 상대 회전판의 핀들 사이에 삽입되는 다수개의 핀들이 장착되며,

   상기 제1회전판과 제2회전판이 각각 동력전달장치를 통해 전기모터의 회전력을 전달받아 서로 역방향으로 회전되면서 상기 핀들에 의해 두 회전판 사이로 투입된 대상물의 분쇄가 이루어지고,

   상기 제2회전판에는 중심부를 관통하는 축관이 삽입 설치되고, 상기 축관은 후방으로 연장되어 그 후단의 축관 입구에는 분쇄하고자 하는 대상물이 투입되는 투입관이 연결되어, 상기 투입관을 통해 투입된 대상물이 축관 내부를 통해 두 회전판 사이로 최종 투입되며,

   상기 축관은 하우징에서 베어링부에 의해 회전 가능하게 지지되고, 축관의 외주상에 동력전달장치의 종동풀리가 일체로 설치되어, 전기모터의 회전력이 상기 종동풀리를 통해 입력되면 축관과 제2회전판이 일체로 회전되고,

   상기 축관에는 제2회전판의 후방에 배치되어 축관 및 제2회전판과 일체로 회전하는 후판이 장착되고, 상기 후판의 전면에는 그 회전중심으로부터 방사상으로 길게 배치되는 복수개의 돌출부가 설치되는 것을 특징으로 하는 분쇄장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 축관의 내주면에는 내부로 투입된 대상물이 나선형으로 회전하면서 진행하도록 나선방향을 따라 스크류 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 분쇄장치.

Images