KR101047138B1

KR101047138B1 - 저품온 기류식 미분쇄기

Info

Publication number: KR101047138B1
Application number: KR1020110014205A
Authority: KR
Inventors: 강광선; 문경화
Original assignee: 문경화
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-07-07
Also published as: KR20110031935A

Abstract

본 발명은 저품온 기류식 미분쇄기로서, 더욱 상세하게는 분쇄물의 품온(品溫)을 5-15℃로 유지함으로써, 약열성 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분 및 분쇄기 내부 마찰열에 의해 지방질이 분해 산화되어 분쇄기 내부에 부착하기 쉬운 생대두, 어분, 향신료 등의 미분쇄가 가능하도록 해 주는 분쇄기용 냉각장치가 구비된 저품온 기류식 미분쇄기에 관한 것이다. 이를 위하여 분쇄대상물 유입구(41), 공기유입구(42), 링기어케이싱(50)의 하부 측방에 토출구(52), 링기어케이싱(50)의 중심에 임펠러(60), 상기 토출구(52)와 대응하는 내측에 임펠러(60)의 토출날개(61)가 구비된 분쇄기에 있어서; 제1회전플레이트(63)에 중심회전날개(71)와 제1회전날개(72)구성하고 제1링기어(73)를 구비한 1차분쇄부(70)와; 제2회전날개(81)와 제2링기어(82)를 구비한 2차분쇄부(80)와; 제3회전날개(91)와 제3링기어(92)를 구비한 3차분쇄부(90)와; 냉매자켓(110), 냉매저장탱크(120), 열교환장치(130), 순환펌프(140), 냉매온도감지센서(150), 콘트롤러(160)로 구성되는 냉각장치(100);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

저품온 기류식 미분쇄기{PULVERIZER OF LOW MATERIAL TEMPERATURE AND AIR CURRENT TYPE}

본 발명은 저품온 기류식 미분쇄기로서, 더욱 상세하게는 분쇄물의 품온(品溫)을 5-15℃로 유지함으로써, 약열성 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분 및 분쇄기 내부 마찰열에 의해 지방질이 분해 산화되어 분쇄기 내부에 부착하기 쉬운 생대두, 어분, 향신료 등의 미분쇄가 가능하도록 해 주는 분쇄기용 냉각장치가 구비된 저품온 기류식 미분쇄기에 관한 것이다.

일반적으로 분쇄기는 조입자로 구성된 재료를 분쇄하여 각종 제품 제조의 직접원료로 사용 가능한 미세입자로 만들어주는 것으로서, 쌀, 밀, 차원료 등의 재료를 미분하여 제품의 원료로 사용하는 식품산업, 폴리머, 금속, 폐플라스틱 등의 재료를 미분하여 제품의 원료로 사용하는 화학산업, 천연약재, 비타민, 허브 등의 재료를 미분하여 제품의 원료로 사용하는 약품산업, 왕겨, 톱밥, 식품폐기물 등의 재료를 미분하여 제품의 원료로 사용하는 사료산업, 안료, 진흙, 황토 등의 재료를 미분하여 제품의 원료로 사용하는 화장품산업 등의 제조공정에서 필수적으로 이용되는 기기이다.

이와 같은 분쇄기로서 근래 가장 많이 사용되는 형태는, 상하로 공기흡입구와 분쇄입자토출구를 임펠러의 회전방향과 반대로 구성하고 각각 2개씩의 회전날개와 2개씩의 링기어를 구성함으로써, 공기흡입구로 흡입된 공기와 유입구를 통해 유입된 분쇄물이 회전하는 임펠러의 상부 중심에 순간적으로 집중된 후 제1회전날개의 회전력과 제1링기어의 반발력, 그리고 제2회전날개의 회전력과 제2링기어의 반발력에 의해 분쇄물 입자끼리 부딪혀 분쇄가 이루어지도록 구성되는 기류식 분쇄기이다.

그러나, 상기와 같은 기류식 분쇄기는 공기가 유입될 때 심한 소음이 발생하고, 임펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 공기와 입자가 회전할 때 부하가 발생하여 분쇄효율이 저하됨으로써 최종 입도가 크게 분쇄된다는 기본적인 문제점들 뿐만 아니라, 충격 방식으로 분쇄가 이루어지는 과정에서 고열이 발생함으로써 열에 민감한 식품을 분쇄할 때 고온에 의해 성분이 분해(45℃ 이상)되거나 고유의 향이 손실(55℃ 이상)되는 등의 단점을 가지고 있었다.

이러한 단점들을 극복하기 위한 것으로, 기류식 분쇄기가 아닌 특허/실용신안 상의 기술로서 냉각장치가 구비된 분쇄기 종류의 기기들이 많이 개시되어 있는데, 예를 들어, 대한민국 실용신안공개 제1988-465호에 보면, 분쇄 로울러 내부를 냉각수 탱크로 형성함으로써 냉각효과를 주고자 한 시도가 개시된 바 있으며, 대한민국 실용신안등록 제254700호에 보면, 공실로 된 로울러 내부에 냉각수가 순환하는 냉각수 공급관을 구비함으로써 냉각효과를 주고자 한 시도가 개시된 바 있고, 대한민국 특허공개 제2003-37287호에는, 롤러 하부에 구비된 맷돌판 내부에 냉각수가 순환할 수 있는 수로를 형성함으로써 냉각효과를 주고자 한 시도도 개시된 바 있다.

그러나, 이와 같은 선행기술상의 냉각장치들은 로울러와 맷돌판 등으로 매우 단순한 구조를 가지는 곡물 분쇄기에 적합한 기술로서 미분 생산을 목적으로 하며 2개 이상의 회전날개가 초고속으로 회전하는 기류식 분쇄기의 냉각목적으로는 사용하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.

사실, 기류식 분쇄기에서 기기의 냉각 여부가 문제가 되는 경우는 약열성인 물질들과 전분 및 생대두 등 지방 성분을 많이 함유하고 있는 물질들을 분새하는 경우이다.

통상적으로 지방 성분을 많이 함유하고 있는 식물성 입자는 분쇄시에 잔류수분과 함께 유출되자마자 마찰열에 의해 변성하는데, 이렇게 지방질이 수분 및 점도에 의해 열과 접촉하여 변성되면 기기 내부 표면에 부착, 응집하여 스켈링을 형성함으로써 분쇄트러블을 일으키게 된다.

이와 같은 지방질의 산화는 대략 섭씨 0-50℃ 사이의 온도에서 이루어지는 것으로 알려져 있는데, 특히 약열성인 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분 물질 또는 지방질과 수분을 많이 함유하고 있는 생대두, 어분, 향신료 등의 분쇄물을 분쇄하고자 하는 경우 그 분쇄 품질을 저하시킴으로써, 이와 같은 물질들의 미분쇄시에는 건조공정 등의 추가적인 전처리 공정을 필요로 하는 요인이 되고 있다.

따라서, 분쇄물 성분의 화학적 변화가 그 품질 저하의 주 요인이라는 기류식 분쇄기의 특성상 기기의 일부가 아닌 전체의 온도를 균일하게 감온할 수 있는 냉각장치 및 이를 이용하는 기류식 분쇄기의 출현이 필요한 시점이라고 할 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기기의 일부가 아닌 전체의 온도를 균일하게 감온하여 유지할 수 있음으로써, 약열성의 물질, 전분 및 지방 성분을 많이 함유하고 있는 물질 등을 분쇄하고자 하는 경우에도 산화 등 분쇄물의 화학적 변화를 방지하고, 이에 따라 기기 내부 표면에 스켈링이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 건조 등의 추가적인 전처리 공정을 필요로 하지 않는, 기류식 분쇄기용 냉각장치 및 이 냉각장치가 장착된 기류식 미분쇄기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명인 저품온 기류식 미분쇄기는 분쇄대상물 유입구(41), 공기유입구(42), 링기어케이싱(50)의 하부 측방에 토출구(52), 링기어케이싱(50)의 중심에 임펠러(60), 상기 토출구(52)와 대응하는 내측에 임펠러(60)의 토출날개(61)가 구비된 분쇄기에 있어서; 제1회전플레이트(63)에 중심회전날개(71)와 제1회전날개(72)구성하고 제1링기어(73)를 구비한 1차분쇄부(70)와; 제2회전날개(81)와 제2링기어(82)를 구비한 2차분쇄부(80)와; 제3회전날개(91)와 제3링기어(92)를 구비한 3차분쇄부(90)와; 냉매자켓(110), 냉매저장탱크(120), 열교환장치(130), 순환펌프(140), 냉매온도감지센서(150), 콘트롤러(160)로 구성되는 냉각장치(100);로 이루어진다.

이상과 같이 본 발명이 완성됨으로써, 기기의 일부가 아닌 전체의 온도를 균일하게 감온하여 유지할 수 있음으로써, 약열성의 물질, 전분 및 지방 성분을 많이 함유하고 있는 물질 등을 분쇄하고자 하는 경우에도 산화 등 분쇄물의 화학적 변화를 방지하고, 이에 따라 기기 내부 표면에 스켈링이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 건조 등의 추가적인 전처리 공정을 필요로 하지 않는, 기류식 분쇄기용 냉각장치 및 이 냉각장치가 장착된 저품온 기류식 미분쇄기가 제공될 수 있게 된 것이다.

도 1은 선출원 기류식 분쇄기를 나타내는 수직단면도,
도 2는 본 발명의 냉각장치를 나타내는 수직단면도,
도 3은 본 발명 냉각장치를 나타내는 수평단면도,
도 4는 본 발명의 저품온 기류식 분쇄기를 나타내는 수직단면도,
도 5는 본 발명에 의한 콘트롤러의 상세 내부 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 출원인의 선출원 기류식 분쇄기를 나타내는 수직단면도이고, 도 2는 본 발명의 냉각장치를 나타내는 수직단면도이며, 도 3은 본 발명 냉각장치를 나타내는 수평단면도이고, 도 4는 본 발명의 저품온 기류식 분쇄기를 나타내는 수직단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 콘트롤러의 상세 내부 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

본 출원인은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기한 바와 같은 일반적인 기류식 분쇄기의 단점을 극복하기 위한 목적으로 대한민국 특허등록 제356701호에, 탑 케이싱(40)의 상부 중앙에 분쇄대상물 유입구(41)가 구비되고, 측방에 공기유입구(42)가 구비되며, 링기어케이싱(50)의 하부 측방에 분쇄가 완료된 입자를 외부로 토출시키는 토출구(52)가 구비되고, 링기어케이싱(50)의 중심에는 임펠러(60)가 회전축(S) 상부에 축설되고, 상기 토출구(52)와 대응하는 내측에는 임펠러(60)의 토출날개(61)가 구비된 분쇄기에 있어서; 상기 임펠러(60)의 상부에 안착된 고정부재(62)의 상단내·외측에 중심회전날개(71)와 제1회전날개(72)를 제1회전플레이트(63)에 일체로 구성하며, 제1회전날개(72)와 대응하는 링기어케이싱(50)의 내벽에 제1링기어(73)를 구비한 1차분쇄부(70)와; 상기 제1회전플레이트(63) 저면의 가장자리와 고정부재(62) 하단에 수평 방향으로 고정된 제2회전플레이트(64) 상면의 가장자리 사이에 방사상으로 일정간격 이격된 제2회전날개(81)를 구비하고, 제2회전날개(81)와 측방으로 대응하는 링기어케이싱(50)의 중간측 내벽에 제2링기어(82)를 구성한 2차분쇄부(80)와; 상기 제2회전플레이트(64) 저면의 가장자리에 이중으로 단을 이루는 방사상으로 일정간격 이격된 제3회전날개(91)를 구비하고, 제3회전날개(91)의 측방과 대응하는 링기어케이싱(50)의 하부측 내벽에 제3링기어(92)를 구비한 3차분쇄부(90)와; 상기 제1,2,3링기어(70)(80)(90)가 설치된 링기어케이싱(50)의 표면에 방열홈(51)을 구성함을 특징으로 하는 분쇄기에 대해 개시한 바 있다.

여기서, 기기의 냉각장치는 제1,2,3링기어(70)(80)(90)가 설치된 링기어케이싱(50) 표면에 구성되는 방열홈(51)이 전부로서, 다수의 방열홈(51)에 의해 기기 외면의 표면적을 크게 하여 공기에 의한 열교환효과로 기기를 냉각하고자 하는 방식이었다.

그러나, 이와 같이 단순한 라디에이터 방식의 공랭식 냉각장치로는, 단지 기기의 온도가, 비교적 고온, 예를 들어 45℃ 또는 55℃와 같은 일정 온도 이상으로 높아져 과열되는 것만을 방지함으로써, 분쇄효율을 향상시키고, 기기의 수명을 연장하며, 최종 분쇄입자의 품질을 일부 향상시킬 수 있을 뿐, 기기 내부의 온도를 실온보다 더 저온에서 유지시키고, 이에 따라 약열성 물질이나 전분, 지방질 함유 물질 등을 분쇄하여 품온(品溫) 5-15℃ 이하의 고품질 분쇄물을 생산할 수 있는 정도의 냉각효과를 얻거나, 또는 냉각효과와 함께 소음방지효과를 얻거나 할 수는 없었다.

이와 같은 단점으로 인하여, 겨울을 제외한 봄, 여름, 가을철의 경우 주변의 대기온도가 함께 높아짐으로 인하여 분쇄의 어려움이 있고, 특히 여름철의 경우 약열성의 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분과, 분쇄 작업시 분쇄기 내부 마찰열에 의해 지방질이 분해 산화되어 기기 내부에 부착되기 쉬운 생대두, 어분, 향신료 등은 분쇄할 수 없었다.

따라서, 본 출원인은 종래 건조 등의 일정한 전처리 없이는 직접 분쇄기에 적용할 수 없었던 약열성의 물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분과, 분쇄 작업시 분쇄기 내부 마찰열에 의해 지방질이 분해 산화되어 기기 내부에 부착되기 쉬운 생대두, 어분, 향신료 등 물질을 직접 분쇄할 수 있는 분쇄기를 제공하기 위하여, 선출원의 공랭식 대신 저온의 냉매를 이용하여 기기를 냉각시킴으로써 기기의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 냉매식 냉각장치를 고안함으로써 본 발명을 완성하였다.

구체적으로, 본 발명의 기류식 분쇄기용 냉각장치(100)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 분쇄기의 원통케이싱 외부를 일체형으로 구성하여 내통(111)으로써 구비하고, 내통(111)의 바깥쪽으로, 내통(111)에 비해 내부직경이 커서 내통과 일정 간격 이격됨으로써 그 사이에 냉매가 수용/순환되면서 분쇄기에서 발생한 열을 열교환하는 냉각실(113)이 구성되며 외면에는 냉매 유입/유출을 위한 냉매순환입구(Inlet)(114)와 냉매순환출구(Outlet)(115) 및 불순침전물 배출을 위한 배출구(Drain)(116)가 상하에 구성되는 추가적인 원통을 외통(112)으로써 구비하며, 냉각실(113)의 상하는 밀폐되어 구성되는 냉매자켓(110)과; 냉각실(113)로 유입되어 분쇄기 냉각에 사용되는 냉매를 저장하는 냉매저장탱크(120)와; 분쇄기에서 발생한 열을 열교환하여 냉각시키는 과정에서 가온된 냉매를 다시 냉각시켜주기 위한 것으로서, 라디에이터와 냉각팬으로 구성되는 열교환장치(130)와; 냉매 순환의 동력을 제공하기 위한 순환펌프(140)와; 상기 냉매자켓(110)의 일측에 장착되어 상기 냉매저장탱크(120)를 경유하여 순환하는 냉매의 온도를 감지하여 그 값을 출력하는 냉매온도감지센서(150)와; 상기 냉매온도감지센서(150)에서 감지된 값을 수신하여 체크하고, 그 결과에 시스템의 이상을 알리는 경보를 발생하고, 가온된 냉매의 냉각을 자동으로 수행하도록 제어하여 저온의 냉매가 일정하게 유지될 수 있도록 공급하고, 이를 통해 분쇄기 장치의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제어하는 콘트롤러(160)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 냉매자켓(110)의 내통(111)은 분쇄기의 원통형 케이싱 역할을 할 뿐만 아니라 분쇄기 내부에서 발생한 열을 냉각실(113)에서 순환하는 냉매에 전달해주는 열전달 매개체로서의 역할도 하게 되므로, 그 표면적을 크게 함으로써 냉각효과를 상승시키기 위하여, 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허등록 제356701호의 경우와 마찬가지로, 그 표면에 다수의 방열홈(미도시) 또는 방열핀(미도시)이 구성될 수도 있다.

또한, 본 발명 냉각장치의 냉매자켓(110)에서, 분쇄기 내부 직경에 해당하는 내통(111) 내면의 직경 R과 내통(111)과 외통 사이의 간격 W의 비율인 R/W는 5-10이 바람직한데, 이것이 10을 초과할 경우 분쇄기 용량에 비해 냉각 효율이 떨어질 염려가 있고, 5 미만일 경우 필요 이상으로 냉각용량이 커서 시설비가 상승하고 에너지를 낭비하는 결과를 가져올 염려가 있게 된다.

본 발명 냉각장치에서 상기 냉매저장탱크(120)에는 냉매중에 혹시 부가되어 있을 수 있는 불순물을 정제하기 위한 정제필터(미도시)가 구비될 수 있다.

본 발명 냉각장치에서 상기 콘트롤러(160)는, 다수의 시스템 장치들로 이루어지는데, 이를 첨부한 도 5를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 콘트롤러(160)는, 상기 냉매온도감지센서(150)에서 측정되는 냉매의 온도를 감지하고, 상기 감지된 온도와 미리 세팅되어지는 설정온도값을 비교하여 이상유무를 체크하여 그 값을 출력하는 센서감지부(161)와, 상기 센서감지부(161)에서 이상유무 체크결과 온도값 이상으로 감지되는 경우 시스템의 이상을 알리는 경보를 발생하는 경보발생부(162)와, 시스템의 초기 설정값 또는 센서감지부(161)의 감지 범위값 등의 입력을 위한 세팅부(163)와, 상기 세팅부(163)에서 시스템 설정(온도, 감지 범위, 시스템 세팅 등)을 위해 입력되는 입력값 또는 시스템의 상태정보(현재 냉매 온도값, 시스템 정상여부 등)를 디스플레이하고, 상기 경보발생부(162)에서 경보가 발생되는 경우 경보 발생 내용을 디스플레이하는 디스플레이부(164)와, 상기 열교환장치(130)내 라디에이터의 개폐를 제어하고, 상기 경보발생시 상기 라디에이터를 조절하여 순환되는 냉매가 라디에이터를 경유하여 흐르도록 제어하고, 센서감지부(161)에서 정상 값이 출력되는 경우 냉매가 라디에이터를 경유하여 흐르지 않도록 라디에이터의 경로를 차단하는 라디에이터 제어부(165)와, 상기 경보발생시 냉매의 냉각 가속화를 위한 열교환장치(130)내 냉각팬의 작동유무 및 그 강약을 제어하는 냉각팬 제어부(166)와, 경보 발생 유무 또는 시스템의 상태에 따라 냉매의 원활한 순환을 위한 냉매의 유속 및 유량을 조절할 수 있도록 순환펌프(140)를 제어하는 펌프제어부(167)와, 재료의 미분쇄가 가능하도록 하는 분쇄기 장치의 온도를 일정하게 유지하기 위한 저온의 냉매를 원활하게 순환될 수 있도록 상기 각각 장치들의 유기적인 연동 및 제어를 담당하는 중앙제어부(168)로 이루어진다.

한편, 본 발명에서 냉각에 사용되는 냉매로는, 가격이 저렴하고 구하기 쉬운 물을 사용하는 것이 바람직하다.

다음에, 이상과 같이 구성되는 본 발명 냉각장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 냉매순환입구(114)를 통해 냉매가 냉각실(113)로 유입되고, 유입된 냉매는 냉각실(113)을 순환하면서 분쇄작업에 의해 가열된 분쇄기 케이싱, 즉, 냉매자켓(110)의 내통(111)과 열교환을 한다.

이렇게 열교환됨으로써 가온된 냉매는 냉매순환출구(115)를 통하여 냉매저장탱크(120)로 유출되는데, 여기서 냉매는 냉매저장탱크(120) 내에 존재하던 기존의 냉매와 희석됨으로써 일부 냉각효과를 얻게 된다.

여기서 냉매순환출구(115)와 냉매저장탱크(120)의 사이에는 냉매온도감지센서(150)가 위치하게 되는데, 냉매온도감지센서(150)는 냉매순환출구(115)를 통하여 유출되는 냉매의 온도를 측정하여 콘트롤러(160)로 전송하고 콘트롤러(160)는 미리 입력된 기준치에 비하여 온도가 높을 경우 냉매 및 냉각팬 순환 속도를 증가시키고 기준치에 비하여 온도가 낮을 경우 냉매 및 냉각팬 순환 속도를 감소시키는 기능을 해주게 된다.

냉매저장탱크(120)에서 희석되어 일부 냉각된 냉매는 열교환장치(130)를 통과하면서 냉매로 사용되기에 적당한 온도까지 냉각되는데, 상기한 바와 같이, 열교환장치(130)의 냉각효율은 냉매온도감지센서(150)에서 측정되는 유출 냉매의 온도에 따른 콘트롤러(160)의 조정에 의해 제어된다.

여기서, 상기한 콘트롤러(160)에 의한 본 발명의 동작을 더 구체적으로 살펴보면, 설정 온도값이 입력되면 냉매의 온도를 감지하는 과정과, 상기 온도 감지 도중 설정 온도값 이상이 감지되면 경보를 발생하는 과정과, 상기 경보 발생 후, 콘트롤러(160)에서 열교환장치(130)를 제어하여 라디에이터를 오픈하고, 가온화된 순환 냉매를 라디에이터를 경유하여 흐르도록 공급하는 과정과, 상기 라디에이터로 냉매 공급 후 냉각팬을 구동하는 과정과, 상기 냉각팬 구동 후, 순환펌프(140)를 제어하여 유속을 증가시키는 과정과, 냉매저장탱크(120)로 저온의 냉매를 공급하여 순환시키는 과정으로 이루어진다.

다시 말하면, 먼저 분쇄기용 냉각장치의 동작에 앞서 관리자가 세팅부(163)를 통해 저온 냉매 유지를 위한 온도 설정값, 시스템의 이상 유무를 감지하기 위한 온도 감지 범위값 등의 초기 설정값을 입력하면, 이를 중앙제어부(168)에서 인지하고 그 값을 센서감지부(161)와 공유하여 기억한다.

이후, 분쇄기용 냉각장치를 구동하게 되는데, 이때 일정시간 경과 후 상기 냉매감지센서(150) 및 센서감지부(161)를 통해 상기 설정된 초기 설정 온도값 이상이 감지되면, 이를 중앙제어부(168)로 알려주게 된다.

상기 중앙제어부(168)가 상기 이상 감지신호를 수신하면, 경보발생부(162)를 통한 경보 발생 및, 라디에이터제어부(165)와 냉각팬제어부(166)로 제어신호를 송출하여 열교환장치(130)의 제어를 수행한다. 즉, 시스템이 정상적인 경우 열교환장치를 우회하여 순환되던 냉매를 경보가 발생하게 되면, 라디에이터의 개폐를 제어하여 냉매가 열교환장치(130)를 경유하여 흐르도록 제어하여 가온화된 냉매의 냉각을 수행하고, 이와 더불어 냉각팬의 제어를 통해 냉매의 냉각이 가속화 되도록 한다.

또한 상기 중앙제어부(168)는 순환펌프(140)의 제어를 위한 송출 신호를 펌프제어부(167)로 송출하여 냉매의 유속 및 유량 등을 조절하여 냉매저장탱크(120)내 가온화된 냉매의 순환에 가속화를 수행하도록 한다.

상기와 같은 동작을 통해 분쇄기용 장치에 일정한 저온의 냉매를 지속적으로 공급할 수 있도록 함으로써 분쇄기용 장치의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 것이다.

이렇게 적당한 온도로 냉각된 냉매는 다시 분쇄기 냉각에 사용되는데, 이와 같은 냉매 순환의 모든 동력은 순환펌프(140)의 압력에 의하여 제공된다.

한편, 장시간의 냉매 순환과정에서 발생하여 냉각실(113)하부에 침전할 수 있는 불순물은 상기 배출구(Drain)(116)을 통하여 일정 시간 간격으로 배출된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예로서, 본 발명은, 상기 선출원 대한민국 특허등록 제356701호의 기류식 분쇄기에서 방열홈(51) 대신 상기 냉각장치(100)를 구성함으로써, 약열물질, 전분, 생대두, 어분 및 향신료 등의 물질을 미분쇄할 수 있도록 된, 저품온 기류식 미분쇄기를 제공한다.

본 발명에 따른 저품온 기류식 미분쇄기의 구체적인 구성은 다음과 같다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 저품온 기류식 미분쇄기는, 탑 케이싱(40)의 상부 중앙에 분쇄대상물 유입구(41)가 구비되고, 측방에 공기유입구(42)가 구비되며, 링기어케이싱(50)의 하부 측방에 분쇄가 완료된 입자를 외부로 토출시키는 토출구(52)가 구비되고, 링기어케이싱(50)의 중심에는 임펠러(60)가 회전축(S) 상부에 축설되고, 상기 토출구(52)와 대응하는 내측에는 임펠러(60)의 토출날개(61)가 구비된 분쇄기에 있어서; 상기 임펠러(60)의 상부에 안착된 고정부재(62)의 상단내·외측에 중심회전날개(71)와 제1회전날개(72)를 제1회전플레이트(63)에 일체로 구성하며, 제1회전날개(72)와 대응하는 링기어케이싱(50)의 내벽에 제1링기어(73)를 구비한 1차분쇄부(70)와; 상기 제1회전플레이트(63) 저면의 가장자리와 고정부재(62) 하단에 수평 방향으로 고정된 제2회전플레이트(64) 상면의 가장자리 사이에 방사상으로 일정간격 이격된 제2회전날개(81)를 구비하고, 제2회전날개(81)와 측방으로 대응하는 링기어케이싱(50)의 중간측 내벽에 제2링기어(82)를 구성한 2차분쇄부(80)와; 상기 제2회전플레이트(64) 저면의 가장자리에 이중으로 단을 이루는 방사상으로 일정간격 이격된 제3회전날개(91)를 구비하고, 제3회전날개(91)의 측방과 대응하는 링기어케이싱(50)의 하부측 내벽에 제3링기어(92)를 구비한 3차분쇄부(90)와; 분쇄기의 링기어케이싱(50) 외부를 내통으로써 구비하고, 링기어케이싱(50)의 바깥쪽으로, 링기어케이싱(50)에 비해 내부직경이 커서 내통과 일정 간격 이격됨으로써 그 사이에 냉매가 수용/순환되면서 분쇄기에서 발생한 열을 열교환하는 냉각실(113)이 구성되며 외면에는 냉매 유입/유출을 위한 냉매순환입구(Inlet)(114)와 냉매순환출구(Outlet)(115) 및 불순침전물 배출을 위한 배출구(Drain)(116)가 상하에 구성되는 추가적인 원통을 외통(112)으로써 구비하며, 냉각실(113)의 상하는 밀폐되어 구성되는 냉매자켓(110), 냉각실(113)로 유입되어 분쇄기 냉각에 사용되는 냉매를 저장하는 냉매저장탱크(120), 분쇄기에서 발생한 열을 열교환하여 냉각시키는 과정에서 가온된 냉매를 다시 냉각시켜주기 위한 것으로서 라디에이터와 냉각팬으로 구성되는 열교환장치(130), 냉매 순환의 동력을 제공하기 위한 순환펌프(140), 상기 냉매자켓(110)의 일측에 장착되어 상기 냉매저장탱크(120)를 경유하여 순환하는 냉매의 온도를 감지하여 그 값을 출력하는 냉매온도감지센서(150), 및 상기 냉매온도감지센서(150)에서 감지된 값을 수신하여 체크하고, 그 결과에 시스템의 이상을 알리는 경보를 발생하고, 가온된 냉매의 냉각을 자동으로 수행하도록 제어하여 저온의 냉매가 일정하게 유지될 수 있도록 공급하고, 이를 통해 분쇄기 장치의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제어하는 콘트롤러(160)로 구성되는 냉각장치(100)로 구성된다.

이상과 같이 구성되는 저품온(低品溫) 기류식 미분쇄기는 기계적 마찰열에 노출될 경우 화학적으로 변성됨으로 인하여 종래 분말화가 어려웠던 약열성물질, 옥수수, 고구마, 감자 등의 전분, 생대두, 어분, 향신료 등 지방질 함유물질의 재료를 미분쇄하기 위한 것으로서, 5-15℃, 바람직하게는 10℃의 품온을 가지는 고품질의 분말을 제조하면서도 기계 내부에 스켈링이 발생함으로써 분쇄효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 분쇄기라고 할 수 있다.

40: 탑케이싱 50: 링기어케이싱
51: 방열홈 60: 임펠러
70: 1차분쇄부 80: 2차분쇄부
90: 3차분쇄부 100: 냉각장치
110: 냉매자켓 111: 내통
112: 외통 113: 냉각실
114: 냉매순환입구 115: 냉매순환출구
116: 배출구 120: 냉매저장탱크
130: 열교환장치 140: 순환펌프
150: 냉매온도감지센서 160: 콘트롤러

Claims

저품온 기류식 미분쇄기에 있어서,
탑 케이싱(40)의 상부 중앙에 분쇄대상물 유입구(41)가 구비되고, 측방에 공기유입구(42)가 구비되며, 링기어케이싱(50)의 하부 측방에 분쇄가 완료된 입자를 외부로 토출시키는 토출구(52)가 구비되고, 링기어케이싱(50)의 중심에는 임펠러(60)가 회전축(S) 상부에 축설되고, 상기 토출구(52)와 대응하는 내측에는 임펠러(60)의 토출날개(61)가 구비된 분쇄기에 있어서;
상기 임펠러(60)의 상부에 안착된 고정부재(62)의 상단 내·외측에 중심회전날개(71)와 제1회전날개(72)를 제1회전플레이트(63)에 일체로 구성하며, 제1회전날개(72)와 대응하는 링기어케이싱(50)의 내벽에 제1링기어(73)를 구비한 1차분쇄부(70)와;
상기 제1회전플레이트(63) 저면의 가장자리와 고정부재(62) 하단에 수평 방향으로 고정된 제2회전플레이트(64) 상면의 가장자리 사이에 방사상으로 일정간격 이격된 제2회전날개(81)를 구비하고, 제2회전날개(81)와 측방으로 대응하는 링기어케이싱(50)의 중간측 내벽에 제2링기어(82)를 구성한 2차분쇄부(80)와;
상기 제2회전플레이트(64) 저면의 가장자리에 이중으로 단을 이루는 방사상으로 일정간격 이격된 제3회전날개(91)를 구비하고, 제3회전날개(91)의 측방과 대응하는 링기어케이싱(50)의 하부측 내벽에 제3링기어(92)를 구비한 3차분쇄부(90)와;
냉각장치(100);로 이루어지고,
상기 냉각장치(100)는 분쇄기의 링기어케이싱(50) 외부를 내통으로써 구비하고, 링기어케이싱(50)의 바깥쪽으로, 링기어케이싱(50)에 비해 내부직경이 커서 내통과 일정 간격 이격됨으로써 그 사이에 냉매가 수용/순환되면서 분쇄기에서 발생한 열을 열교환하는 냉각실(113)이 구성되며 외면에는 냉매 유입/유출을 위한 냉매순환입구(Inlet)(114)와 냉매순환출구(Outlet)(115) 및 불순침전물 배출을 위한 배출구(Drain)(116)가 상하에 구성되는 추가적인 원통을 외통(112)으로써 구비하며, 냉각실(113)의 상하는 밀폐되어 구성되는 냉매자켓(110)과,
냉각실(113)로 유입되어 분쇄기 냉각에 사용되는 냉매를 저장하는 냉매저장탱크(120)와,
분쇄기에서 발생한 열을 열교환하여 냉각시키는 과정에서 가온된 냉매를 다시 냉각시켜주기 위한 것으로서 라디에이터와 냉각팬으로 구성되는 열교환장치(130)와,
냉매 순환의 동력을 제공하기 위한 순환펌프(140)와,
상기 냉매자켓(110)의 일측에 장착되어 상기 냉매저장탱크(120)를 경유하여 순환하는 냉매의 온도를 감지하여 그 값을 출력하는 냉매온도감지센서(150)와,
상기 냉매온도감지센서(150)에서 감지된 값을 수신하여 체크하고, 그 결과에 시스템의 이상을 알리는 경보를 발생하고, 가온된 냉매의 냉각을 자동으로 수행하도록 제어하여 저온의 냉매가 일정하게 유지될 수 있도록 공급하고, 이를 통해 분쇄기 장치의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제어하는 콘트롤러(160)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저품온 기류식 미분쇄기.
청구항 1에 있어서,
내통으로써 구비되는 링기어케이싱(50)에는, 방열홈 및 방열핀 중 어느 하나가 구성됨을 특징으로 하는 저품온 기류식 미분쇄기.
청구항 1에 있어서,
냉매자켓(110)에서, 분쇄기 내부 직경에 해당하는 링기어케이싱(50) 내면의 직경 R과 링기어케이싱(50)과 외통(112) 사이의 간격 W의 비율 R/W는 5-10임을 특징으로 하는 저품온 기류식 미분쇄기.
청구항 1에 있어서,
상기 콘트롤러(160)는, 냉매온도감지센서(150)에서 측정되는 냉매의 온도를 감지하고, 상기 감지된 온도와 미리 세팅되어지는 설정온도값을 비교하여 이상유무를 체크하여 그 값을 출력하는 센서감지부(161)와;
상기 센서감지부(161)에서 이상유무 체크결과 온도값 이상으로 감지되는 경우 시스템의 이상을 알리는 경보를 발생하는 경보발생부(162)와;
시스템의 초기 설정값 또는 센서감지부(161)의 감지 범위값 등의 입력을 위한 세팅부(163)와;
상기 세팅부(163)에서 시스템 설정(온도, 감지 범위, 시스템 세팅)을 위해 입력되는 입력값 또는 시스템의 상태정보(현재 냉매 온도값, 시스템 정상여부)를 디스플레이하고, 상기 경보발생부(162)에서 경보가 발생되는 경우 경보 발생 내용을 디스플레이하는 디스플레이부(164)와;
상기 열교환장치(130)내 라디에이터의 개폐를 제어하고, 상기 경보발생시 상기 라디에이터를 조절하여 순환되는 냉매가 라디에이터를 경유하여 흐르도록 제어하고, 센서감지부(161)에서 정상 값이 출력되는 경우 냉매가 라디에이터를 경유하여 흐르지 않도록 라디에이터의 경로를 차단하는 라디에이터 제어부(165)와;
상기 경보발생시 냉매의 냉각 가속화를 위한 열교환장치(130)내 냉각팬의 작동유무 및 그 강약을 제어하는 냉각팬제어부(166)와;
경보 발생 유무 또는 시스템의 상태에 따라 냉매의 원활한 순환을 위한 냉매의 유속 및 유량을 조절할 수 있도록 순환펌프(140)를 제어하는 펌프제어부(167)와;
재료의 미분쇄가 가능하도록 하는 분쇄기 장치의 온도를 일정하게 유지하기 위한 저온의 냉매를 원활하게 순환될 수 있도록 상기 각각 장치들의 유기적인 연동 및 제어를 담당하는 중앙제어부(168)로 구성됨을 특징으로 하는 저품온 기류식 미분쇄기.