KR101444893B1 - 펠릿성형방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠릿성형방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급된 톱밥 또는 목재칩에 포함된 금속성 이물질 등을 걸러내는 이물질선별단계(S1); 금속성 이물질이 제거되어 이송된 펠릿원료에 포함된 수분 제거를 위해 회전 및 교반이 이루어지면서 외부에서 공급된 열풍으로 건조시키는 드럼건조단계(S2); 건조된 펠릿원료를 배기공기압으로 흡입하여 분진을 제거하는 사이클론 집진단계(S3); 상기 사이클론 집진단계(S3)후 이송된 펠릿원료를 미분쇄기로 잘게 부수는 미분쇄단계(S4); 상기 미분쇄단계(S4)후 잘게 부셔진 원료를 배기공기압으로 흡입하여 미립자분진을 제거하는 백필터 집진단계(S5); 상기 백필터 집진단계(S5)후 배출되는 펠릿원료를 이송받아 펠릿성형에 필요한 수분, 녹말 등 바인더를 첨가 혼합시키는 컨디셔닝단계(S6); 상기 컨디셔닝단계(S6)후 펠릿원료를 공급받아 가압롤러와 다이스를 통해 고형 펠릿을 성형하는 펠릿성형단계(S7); 상기 펠릿성형단계(S7)를 거쳐 성형, 절단된 펠릿을 공급받아 저장된 상태에서 적층된 펠릿의 하부에서 상부로 외기를 순환시켜 고온의 펠릿을 냉각시키는 펠릿 냉각단계(S8); 냉각된 펠릿을 공급받아 규격품 이하의 펠릿을 분리 배출시키는 진동선별단계(S9); 진동선별단계(S9) 후 규격화된 펠릿을 공급받아 정량대로 포대에 담아 계량 및 포장하는 계량 및 포장단계(S10); 를 포함하는 펠릿성형방법과 그 장치에 관한 것이다.

Description

펠릿성형방법 및 그 제조장치{The pellet manufacturing method and its system}

본 발명은 펠릿성형방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠릿성형원료를 투입하여 건조, 미분쇄, 성형, 냉각 및 선별 단계을 거쳐 계량화된 최종제품이 일괄적으로 생산될 수 있도록 구성되는 펠릿성형방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

전 세계적인 경제불황과 고유가, 자원고갈, 지구 온난화 등 다양한 상황에 의해 종래의 화석연료의 사용 및 그 활용도에 많은 제약을 받고 있는 상태에서, 화석연료를 대체하는 자원 및 기술개발이 근래에 들어 더욱 요청되고 있다.

특히, 난방용 화석연료의 사용을 줄이기 위해 종래에 그냥 버려지던 목재를 근래에 들어 자원으로 재활용하는 다양한 기술개발이 이루어지고 있다.

목재를 난방용 연료로 사용하기 위한 하나의 형태로, 목재를 톱밥으로 만들어서 고형연료를 제조하는 기술 및 장치들이 다양한 형태로 개발되고 있는 추세에 있다.

그 일례로, 목재의 부산물인 톱밥을 일정한 크기로 압축 성형한 펠릿(pellet)을 난방용 연료로 많은 생산이 이루어지고 있으며, 그 이용도 접차 증가되는 추세에 있다.

펠릿(pellet)은 행당 원료를 고압으로 압축 성형한 고형물로, 그 원재료에 따라 그 사용하는 용도도 연료용, 비료용, 사료용 등 다양한 용도로 펠릿이 개발되고 있는 추세에 있다.

이러한 펠릿은 통상 펠릿성형기를 통해서 제작되는데, 펠릿을 소규모로 생산하여 사용할 때는 하나의 펠릿성형기를 설치하여 준비된 원료를 펠릿성형기에 직접 투입하여 일정량의 펠릿을 제조하여 사용하였으며, 대량으로 펠릿을 성형하여 상업적으로 이용하기 위해서는 대규모의 펠릿제조 설비를 설치하여야 한다.

종래에 제시된 대규모의 펠릿 제조설비는 후술하는 선행기술문헌에 기재된 바와 같이, 펠릿 성형에 필요한 원료인 톱밥의 제조에서부터 건조, 분쇄, 펠릿성형을 수행하고, 펠릿을 성향하기 위한 적정한 수분조건을 맞추기 위해 일정한 함수율을 유지시키기 위한 단계, 생산된 톱밥의 저장, 이송, 분쇄 등 다양한 단계을 수행하기 위해 대단위의 시설이 필요로 하였다.

따라서, 이러한 대단위의 시설을 갖추기 위해서는 공장의 입지와, 경제적 여건, 대량 생산에 따른 수요처 발굴, 원재료의 공급 등 많은 부분이 유기적인 관계가 구축된 상태에서 운영되어야만 대규모 설비 운영에 따른 경제적 채산성을 맞출 수가 있으므로, 대규모의 설비를 갖춰 펠릿을 생산, 자원을 재활용하는 측면의 환경보호적 타당성과 이를 이용하기 위한 설비를 갖춰야 하는 경제적 비용과의 불균형이 발생되는 문제점이 있었다.

한국 특허등록번호 제10-878051호(등록일: 2009.01.05) 한국 특허등록번호 제10-1033860(등록일: 2011.05.02) 한국 특허공개번호 제10-2012-23276호(공개일:2012.03.13)

본 발명은 종래의 소규모 또는 대규모의 펠릿성형방법 및 그 제조장치의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 중규모의 펠릿성형방과 그 제조장치를 제공하여 각종 분야의 난방용 연료로 사용되는 펠릿의 경제적인 생산 및 사용이 가능하도록 하는 펠릿 성형방법 및 그 제조장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 펠릿성형방법은 공급된 톱밥 또는 목재칩의 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질 등을 걸러내는 이물질선별단계; 금속성 이물질이 제거되어 이송된 펠릿원료에 포함된 수분을 제거하기 위해 일정 속도로 자체회전 및 내부교반이 이루어지면서 외부에서 공급된 열풍으로 펠릿원료를 건조시키는 드럼건조단계; 건조된 톱밥을 배기공기압으로 흡입하여 펠릿원료에 포함된 분진을 제거하는 사이클론 집진단계; 상기 사이클론 집진단계 후 이송된 펠릿원료를 해머가 구비된 미분쇄기로 잘게 부수는 미분쇄단계; 상기 미분쇄단계 후 잘게 부셔진 펠릿원료를 배기공기압으로 흡입하여 미립자분진을 제거하는 백필터 집진단계; 상기 백필터 집진단계 후 이송된 펠릿원료에 적당한 수분, 녹말 등 바인더를 첨가 혼합시키는 컨디셔닝단계; 상기 컨디셔닝단계 후 바인더가 첨가된 펠릿원료를 투입받아 가압롤러와 다이스를 통해 일정 크기의 고형 펠릿을 성형하는 펠릿성형단계; 상기 펠릿성형단계를 거쳐 일정크기로 성형, 절단되어 배출된 펠릿을 이송받아 저장상태에서 적층된 펠릿의 하부에서 상부로 외기를 유입하여 순환시켜 압출된 고온의 펠릿을 상온상태로 냉각시키는 펠릿 냉각단계; 냉각된 펠릿을 공급받아 진동선별장치를 통해 규격품 이하의 펠릿을 분리 배출시키는 진동선별단계; 상기 진동선별단계에서 걸러진 규격화된 펠릿을 공급받아 정량대로 공급된 포대에 담아 계량 및 포장하는 계량 및 포장단계; 를 포함하여 구성된다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 펠릿성형장치는 투입된 톱밥 또는 목재칩의 펠릿원료를 이송하면서 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질을 분리배출하는 이물질선별기; 상기 이물질선별기에서 투입된 원료를 회전건조시키도록 수평방향으로 설치된 원통체(圓筒體)의 회전드럼과, 상기 회전드럼 내부에 설치되어 회전되는 교반날개가 구비된 드럼건조기; 상기 드럼건조기의 내부로 고온의 열풍을 공급하도록 보일러가 구비되어 드럼건조기의 일측에 연결 설치되는 열풍공급기; 상기 드럼건조기에서 건조된 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 원료에 포함된 이물질 및 분진을 제거하도록 배풍기(排風機)가 연결 설치되어 상기 드럼건조기와 밀폐된 이송관으로 연결된 사이클론집진기; 상기 사이클론집진기로 흡입되어 분진이 제거되어 배출된 펠릿원료를 공급받아 일정 크기로 분쇄하도록 사이클론집진기의 후단에 연결 설치되는 미분쇄기; 상기 미분쇄기를 통해 잘게 부숴진 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 미립자 분진을 필터로 걸러내도록 배풍기가 연결되어 상기 미분쇄 다음공정에서 밀폐된 이송관으로 연결 설치되는 백필터집진기; 상기 백필터집진기에서 낙하되어 이송된 펠릿원료에 수분이나 녹말 등의 바인더를 추가하여 교반하도록 상기 백필터집진기의 다음 공정에 설치되는 컨디셔너; 상기 컨디셔너를 통과한 펠릿원료를 상부측에서 공급받아 모터에 의해 회전하는 가압롤러와, 펠릿성형공이 관통되어 상기 가압롤러의 가압으로 펠릿이 성형되도록 가압롤러의 하단에 설치되어 일정 크기의 펠릿을 성형시키는 다이스가 구비된 펠릿성형기; 상기 펠릿성형기를 거쳐 성형 배출된 펠릿을 배기압으로 이송받아 일정량 저장될 수 있는 크기를 갖고 중간부에 외기가 유입되는 외기유입부가 형성되어 수직으로 설치되는 저장호퍼와, 상기 저장호퍼의 상단 일측에 연결 설치된 흡기관과, 상기 흡기관의 말단에 설치되어 저장호퍼에 저장되는 펠릿으로부터 발생된 분진이나 잔분을 강제 흡입하여 분리배출시키는 배풍기가 설치된 펠릿냉각탱크; 상기 펠릿냉각탱크로부터 펠릿을 공급받아 기준치 이하의 펠릿을 분리배출하도록 진동스크린망이 구비된 진동선별기; 상기 진동선별기에서 선별된 펠릿을 공급받아 공급된 포대에 지정된 펠릿양을 낙하시켜 포장되도록 중량계가 구비된 계량포장기;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 진동선별기에서 분리배출된 규격 미달된 불량 펠릿을 열풍건조기의 연료로 재 사용하여 펠릿의 생산원가를 더욱 절감할수 있도록 진동선별기와 열풍공급기 사이에 별도의 이송수단이 설치된 구성으로 이루어진다.

상술한 본 발명에 따른 펠릿성형방법 및 그 제조장치는 중규모의 설비를 이용하여 적재적소에 필요한 연료용 펠릿을 제조 및 공급할 수 있도록 함으로써 펠릿의 이용분야를 더욱 넓히고, 펠릿성형장비의 설치 후 경제적 수지 타당성을 높일 수 있도록 한다.

또한, 초기 설비에 투자되는 과다한 비용을 줄여서 초기 펠릿 성형사업에 진출이 용이하도록 하고, 다양한 환경과 설비의 제공으로 연료용 펠릿 뿐만 아니라 다른 용도의 펠릿을 생산 및 사용할 수 있도록 하여 펠릿의 이용효율성을 높일 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 펠릿성형장치는 초기에 투입되는 펠릿원료에서 금속성 이물질의 제거가 이루어져 펠릿성형과정에 사용되는 각 장치의 고장발생을 줄이고, 펠릿성형성 향상과 고품질의 펠릿성형이 이루어지도록 한다.

또한, 본 발명의 펠릿성형장치는 펠릿성형기에서 생산된 펠릿을 대용량으로 임시 저장된 상태에서 외기를 저장탱크의 하부에서 유입시켜 상부로 배출시키도록 구성되어 대용량의 펠릿을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

또한, 초기 투입된 펠릿원료인 톱밥이나 목재칩에 포함된 수분을 제거하기 위해 고온의 열풍을 제공하는 열풍공급기의 연료로 성형된 펠릿의 불량품을 재활용하여 연료비의 절감을 통해 펠릿의 생산원가를 줄일 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 펠릿성형방법의 대한 전체 단계 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 펠릿성형방법의 전체공정에 대한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 펠릿성형 제조장치의 전체 시스템 구성도,
도 4는 도 3에서 이물질제거기의 일부 발췌도,
도 5는 도 3에서 건조장치의 내부구성도,
도 6 내지 도 9는 도 3에서 펠릿성형기의 주요부에 대한 일측 단면도와 발췌도, 분리사사도,
도 10은 도 3에서 펠릿냉각기의 내부 단면도이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명에 따른 펠릿성형방법과 그 제조장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 펠릿성형방법과 그 제조장치는 연료용 펠릿, 비료용 펠릿, 사료용 펠릿 등 투입되는 원료에 따라 다양한 용도의 펠릿을 성형할 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 목재의 톱밥을 이용하여 연료용 펠릿을 성형하는 방법 위주로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 펠릿성형방법에 대한 전체 단계의 흐름도와 개략적인 전체단계도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 펠릿성형방법에 대하여 먼저 설명하면, 목재의 부산물인 톱밥 또는 목재칩(이하, 펠릿원료라 함)을 일정한 길이의 컨베이어벨트를 이용하여 일정거리 이송시키면서 톱밥에 포함될 수 있는 이물질, 즉 금속성 이물질 등을 걸러내는 이물질선별단계(S1)가 수행된다.

상기 이물질선별단계(S1)는 투입된 펠릿원료를 그 다음 단계인 드럼건조단계(S2)으로 이송시키기 위해 양단에 설치된 구동 및 종동롤러를 통해 회전하고 있는 컨베이어벨트에 자석을 설치하여 이송되는 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질이 컨베이어벨트에 달라붙도록 하여 펠릿원료만 이송되도록 구성된다.

따라서, 이물질선별단계(S1)를 거친 톱밥은 컨베이어벨트 말단에 위치되어 회전하고 있는 또 다른 이송컨베이어를 거치거나 또는 건조용 드럼 내부로 직접 투입되어 톱밥에 포함된 수분의 함량을 적당하게 조절되도록 하는 드럼건조단계(S2)를 거친다.

상기 드럼건조단계(S2)는 드럼건조기의 일측에 설치된 보일러로부터 가열된 고온의 열풍이 유입되어 드럼건조기의 회전 및 그 내부의 교반과정을 거치면서 이동되는 펠릿원료에 포함된 수분의 건조가 신속하게 이루어지도록 하며, 드럼건조기 내부에는 그 수평중심축에 회전되는 회전축상에 교반날개가 설치되어 공급된 톱밥을 골고루 젖어 균일한 건조가 이루어지면서 타측으로 이동되도록 한다.

상기 드럼건조단계(S2)에서 수행되는 펠릿원료의 건조는 펠릿원료에 함유되어 있는 수분량에 따라 그 건조시간 및 공급되는 열풍의 온도가 자동으로 조절될 수 있도록 구성되며, 상기 드럼건조기를 통과하면서 배출되는 펠릿원료의 바람직한 함수율은 10~20중량％의 범위가 유지되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 드럼건조단계(S2)에서 건조된 펠릿원료는 그 다음에 설치된 사이클론 집진기로 이송되어 분진 등이 제거되는 사이클론 집진단계(S3)가 수행된다.

상기 드럼건조단계(S2)에서 사이클론 집진단계(S3)로 펠릿원료가 이송되는 과정은 상기 사이클론집진기에 배풍기가 연결 설치되어 건조된 톱밥이 사이클론 집진기에 설치된 배풍기의 흡입압력에 의해 드럼건조기에서 사이클론집진기 내부로 배기풍(排氣風)에 의해 강제 유입된 후에 펠릿원료에 포함된 각종 분진 등이 분리 배출되도록 한다.

상기 사이클론 집진단계(S3)로 펠릿원료가 유입되기 전이나 유입된 후에 사이클론 집진단계(S3)를 거쳐 집진기를 빠져나가는 과정에 펠릿원료의 함수율을 측정할 수 있도록 수분측정기가 설치되어 수분측정이 수행되는 수분측정단계(S3a)가 수행될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 사이클론 집진단계(S3) 후에 집진기에서 배출된 펠릿원료는 컨베이어를 통해 복수의 해머가 구비된 유입된 펠릿원료를 잘게 부수는 미분쇄기가 구비된 펠릿원료 미분쇄단계(S4)가 수행된다.

상기 미분쇄단계(S4)는 입자의 크기가 거친 펠릿원료를 펠릿성형에 적합하도록 일정 크기 이하로 잘게 부셔서 펠릿성형이 용이하도록 하는 것으로, 일정 크기 이하로 분쇄된 펠릿원료는 미립자형태로 하단의 스크린망을 통해 배출되어 백필터집진기로 이송됨으로써 백필터를 이용한 백필터 집진단계(S5)가 수행된다.

상기 백필터집진기를 이용한 백필터 집진단계(S5)는 미분쇄단계에서 잘게 부셔진 톱밥에서 발생된 분진을 백필터를 이용하여 흡착하여 걸러낸다.

상기 백필터 집진단계(S5)를 통과한 미분쇄된 펠릿원료는 이송관을 통해 통형(筒形)의 컨디셔너로 유입되어 펠릿성형에 필요한 바인더가 첨가되는 컨디셔닝단계(S6)을 거친다.

상기 컨디셔닝단계(S6)는 미분쇄된 펠릿원료를 이용하여 일정 크기의 고형펠릿을 성형하는데 있어서 분쇄된 펠릿원료의 결합성을 향상시키면서 적당한 수분이 함유되도록 물이나 증기, 녹말 등 소정의 바인더가 첨가되어 펠릿원료와 골고루 혼합시키는 단계이다.

상기 컨디셔닝단계(S6)을 통과한 펠릿원료는 펠릿성형기로 투입되어 회전하고 있는 가압롤러와 다이스를 통해 일정 크기의 고형 펠릿이 성형되는 펠릿성형단계(S7)가 수행된다.

상기 펠릿성형단계(S7)에 투입되는 펠릿원료는 펠릿성형기의 상부에서 투입되어 성형기 내부로 유입, 성형기의 본체 내부에서 회전하고 있는 다이스 상면에 낙하되어 다이스 상면에서 회전하고 있는 가압롤러의 압착으로 다이스에 형성된 펠릿성형압출공을 통해 일정한 형상의 펠릿이 성형되면서 성형기의 하부에 설치된 절단날에 의해 일정 크기로 절단된 후에 배출되도록 구성된다.

상기 펠릿성형단계(S7)를 통해 일정크기로 성형, 절단되어 배출된 펠릿은 호퍼형 또는 사이로(Silo) 형상의 펠릿냉각기로 공급된 후에 펠릿성형시 압착에 따른 고열을 식히는 펠릿냉각단계(S8)가 수행된다.

상기 펠릿냉각단계(S8)는 탑 형상의 사일로(silo)형 저장탱크에 성형된 펠릿이 상부에서 낙하되어 탱크의 중간부를 바닥면으로 하여 중간부 위쪽으로 쌓여 저장된 상태에서 저장탱크의 중간부에 형성된 외기유입부를 통해 외기가 냉각탱크의 내부로 유입된 후에 적층된 펠릿의 저부에서 상부를 향해 공기가 통과되면서 외부로 배출되는 과정을 통해 고온 상태의 펠릿이 식혀지게 된다.

상기 펠릿냉각단계(S8)에서 외기를 저장탱크의 중간부측으로 유입시켜 상부로 배출시키는 외기 순환공정은 저장탱크의 상부측에 사이클론집진기가 연결되고, 상기 사이클론집진기에는 배풍기가 연결되어 상기 사이클론집진기로 유입되는 공기압에 의해 저장탱크 외부에서 내부로 외기의 유입이 원활하게 이루어지고, 이로 인해 저장탱크에 저장된 고온상태의 펠릿이 상온으로 냉각이 이루어지지며, 상기 ㅅ사이클론집진기는 펠릿성형시 발생된 펠릿원료의 잔분과 분진을 외부로 배출시키기 위한 사이클론 집진단계(8a)와 병행하여 수행된다.

한편, 상기 펠릿냉각단계(S8)를 거친 성형된 펠릿은 이송관을 통해 이송되어 진동선별단계(S9)가 수행된다.

상기 진동선별단계(S9)는 일차적으로 성형된 펠릿이 규격화된 크기로 성형되었는지 여부에 따라 일정한 입도를 갖는 펠릿 성형품을 제공하기 위한 것으로, 진동스크린망이 구비된 탱크로 성형된 펠릿이 공급되면 스크린망에 형성된 관통구로 규격 이하의 소형 펠릿 및 그 잔분이 낙하되어 배출되고, 규격에 적합한 펠릿은 계량포장기로 공급되어 계량 및 포장단계(S10)가 수행된다.

상기 계량 및 포장단계(S10)는 최종적으로 선별된 펠릿이 저장호퍼에 저장된 후에 호퍼 하단에 설치된 계량기 상면에 준비된 포대에 펠릿이 일정 중량별로 배분되어 담아진 후에 포장 후 출하가 이루어진다.

이와 같이, 펠릿성형을 위한 펠릿원료가 투입되어 이물질 선별단계(S1)에서부터 계량 및 포장단계(S10)에 이르는 일련의 공정이 연속적으로 수행되면서 필요로 하는 펠릿이 성형된다.

또한, 펠릿원료 및 성형된 펠릿의 이송과 그 생산 및 포장 등이 원활하게 수행될 수 있도록 상기 컨디셔닝단계(S6)와 펠릿성형단계(S7) 사이, 상기 펠릿냉각단계(S8)와 진동선별단계(S9) 사이, 진동선별단계(S9)와 계량 및 포장단계(S10) 사이에는 임시저장조가 구비되어 펠릿원료 및 성형된 펠릿이 임시 저장되어 적절한 이송이 가능하도록 하는 펠릿 임시저장단계(S11,S12,S13)가 추가로 포함되어 구성될 수 있다.

그리고, 펠릿이 성형된 후에 일정 규격화된 펠릿만이 상품화 될 수 있도록 진동선별단계(S9)에서 분리배출된 불량 펠릿을 본 발명의 초기 단계인 드럼건조단계(S2)에 고온의 열풍을 제공하는 보일러로 이송하여 보일러의 열원으로 사용할 수 있도록 하는 불량펠릿 재활용단계(S14)가 추가 구성된다.

또한, 상기 드럼건조단계(S2)는 그 내부에 투입된 고온의 열풍으로 건조시키는 펠릿원료가 적합한 함수율을 갖도록 건조 관리 함수율이 12∼15중량％가 유지되도록 건조드럼의 내부 온도관리가 이루어지도록 구성되며 이러한 건조드럼 내부의 온도관리는 별도의 제어판넬로 자동조절될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 이하에서는 도 3 내지 도 10에 도시된 도면을 참고하면서 상술한 펠릿의 성형공정에 이용되는 펠릿성형장치에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 펠릿성형 제조장치의 전체 시스템 구성을 간략하게 도시하고 있다.

본 발명에 따른 펠릿성형장치(200)는 목재의 부산물인 톱밥 또는 목재칩인 펠릿원료를 가지고 연료용 펠릿을 성형하는데 사용되는 제조장치로, 펠릿의 성형원료에 따라 비료용 펠릿, 사료용 펠릿 등을 만들 수 있으며, 필요에 따라 사용되는 장치의 구성을 일부 가감할 수 있다.

이하에서는 목재의 부산물인 톱밥 및 목재칩의 펠릿원료를 가지고 연료용 펠릿을 제조하는 장치를 기준으로 그 구성에 대하여 상세한 설명을 한다.

본 발명의 실시예에 따른 펠릿성형장치는 투입된 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질을 분리배출하는 이물질선별기(10)와; 상기 이물질선별기(10)에서 투입된 원료를 건조시키도록 수평방향으로 설치된 원통체(圓筒體)의 회전드럼 및 상기 회전드럼 내부에 설치되어 투입된 펠릿원료를 교반시키는 교반날개가 구비된 드럼건조기(20)와; 상기 드럼건조기(20)의 내부로 고온의 열풍을 공급하도록 보일러가 구비되어 드럼건조기의 일측에 연결 설치되는 열풍공급기(25)와; 상기 드럼건조기(20)에서 건조된 펠릿원료를 배기압(排氣壓)으로 강제 흡입하여 원료에 포함된 이물질 및 분진을 제거하도록 배풍기(排風機)가 연결 설치되어 상기 드럼건조기(20)와 밀폐된 이송관으로 연결된 사이클론집진기(30)와; 상기 사이클론집진기(30)로 흡입되어 분진이 제거되어 배출된 펠릿원료를 공급받아 일정 크기로 분쇄하도록 사이클론집진기(30)의 후단에 연결 설치되는 미분쇄기(40)와; 상기 미분쇄기(40)를 통해 잘게 부숴진 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 미립자 분진을 필터로 걸러내도록 배풍기가 연결되어 상기 미분쇄기(40) 다음단계에 밀페된 이송관으로 연결 설치되는 백필터집진기(50)와; 상기 백필터집진기(50)에서 낙하되어 이송된 펠릿원료에 수분이나 녹말 등의바아더를 추가하여 교반하도록 상기 백필터집진기(50)의 다음 단계에 설치되는 컨디셔너(60)와; 상기 컨디셔너(60)를 통과한 펠릿원료를 상부측에서 공급받아 모터에 의해 회전하는 가압롤러와, 펠릿성형공이 관통되어 상기 가압롤러의 가압으로 펠릿이 성형되도록 가압롤러의 하단에 설치되어 일정 크기의 펠릿을 성형시키는 다이스가 구비된 펠릿성형기(80)와; 상기 펠릿성형기(80)를 거쳐 성형 배출된 펠릿을 배기압으로 이송받어 저장하며, 중간부에 외기가 유입되는 외기유입부가 형성되어 수직으로 설치되는 저장호퍼와, 상기 저장호퍼의 상단 일측에 연결 설치된 배풍관(排風管)과, 상기 배풍관의 말단에 설치되어 저장호퍼로 유입되는 펠릿으로부터 발생된 분진이나 잔분을 강제 흡입하여 분리배출시키는 배풍기가 설치된 펠릿냉각탱크(90)와; 상기 펠릿냉각탱크(90)로부터 펠릿을 공급받아 기준치 이하의 펠릿을 분리배출토록 진동스크린망이 구비된 진동선별기(110)와; 상기 진동선별기(110)에서 선별된 펠릿을 공급받아 공급된 포대에 지정된 펠릿양을 낙하시켜 포장되도록 중량계가 구비된 계량포장기(120);를 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.

이와 같은 특징적 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 펠릿성형장치의 각 부에 대하여 이하에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

즉, 상기 이물질선별기(10)는 다양한 목재 및 폐자재를 이용하여 별도로 생산된 펠릿원료를 제공받는데, 그 펠릿원료에는 다양한 이물질, 특히 금속성 이물질이 포함될 수 있어 이를 제거하기 위해 본 발명에서는 펠릿원료가 투입되는 초입에 이물질선별기(10)가 설치된다.

상기 이물질선별기(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 일정 길이로 구성된 컨베이어벨트(11)와, 상기 컨베이어벨트(11)를 동력에 의해 일정 속도로 회전킬 수 있도록 컨베이어벨트(11)의 양단에 각각 설치되어 구동모터(12)로부터 동력을 전달받아 컨베이어벨트(11)를 회전시키는 구동롤러(13)와, 상기 구동롤러(13)에 의해 회전하는 컨베이어벨트(11)의 타단을 지지하는 종동롤러(14)로 구성되고, 상기 구동모터(12)는 별도의 제어판넬(15)에 의해 회전속도가 조절되도록 구성된다.

특히, 상기 컨베이어벨트(11)에는 일정한 자력을 갖는 자성체가 포함된 구성으로 이루어져 컨베이어벨트(11)의 상면에 낙하되어 이송되는 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질을 흡착하여 펠릿원료의 이송후에 컨베이어벨트 표면으로부터 탈리시키도록 상기 구동롤러(13) 또는 종동롤러(14)의 일측에 이물질제거편(16)이 설치된다.

상기 이물질제거편(16)은 컨베이어벨트(11)의 표면을 스치는 정도로 근접되게 이격 설치되어 컨베이어벨트(11)의 표면에 부착되어 이동되는 이물질이 컨베이어벨트의 외측에 설치된 상기 이물질제거편(16)에 걸려서 컨베이어벨트(11)의 하단으로 낙하되며, 컨베이어벨트(11)에서 탈리된 이물질은 별도의 이물질수거함(17)에 모아지도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이물질선별기(10)에서 펠릿원료를 공급받아 회전하면서 건조시키는 상기 드럼건조기(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 설치된 원통체(圓筒體)의 회전드럼(22)과, 상기 회전드럼(22)의 내부에서 회전드럼(22)의 좌우 중심축에 수평방향으로 설치되는 회전축(24)과, 상기 회전축(24)의 외주연에 나선형으로 설치되어 회전축과 함께 회전하는 교반날개(26)를 포함한 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 드럼건조기(20)는 별도로 설치된 열풍공급기(25)로부터 고온의 열풍을 공급받아 펠릿원료의 건조효율성을 높일 수 있도록 구성되는 것으로, 열풍공급기(25)를 열을 발생시키는 보일러 및 송풍기(27)와, 상기 보일러 및 송풍기(27)에 일단이 연결되고 타단이 상기 회전드럼(22)의 일측으로 연결되는 배풍관(28)으로 구성된다.

상기 회전드럼(22)은 일정 속도로 회전하고 있기 때문에, 상기 배풍관(28)은 펠릿원료가 투입되는 투입구 측에 설치되어 펠릿원료와 함께 회전드럼(22)의 내측으로 유입되도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 회전드럼(22)의 내측에 수평방향으로 회전축(14)이 설치되고, 상기 회전축(24)의 외주연에는 나선형의 교반날개(26)가 설치되어 공급된 펠릿원료의 교반과 이송이 이루어지도록 구성되며, 상기회전축의 회전수와, 열풍을 공급하는 보일러의 가동은 회전드럼(22)의 내부에 설치되어 펠릿원료에 함유된 수분을 체크하는 수분감지센서(도시생략)로부터 신호를 전달받아 자동으로 조절될 수 있도록 구성되며, 상기 드럼건조기(20)에 셋팅된 톱밥의 수분함수율은 10~20중량％를 유지하도록 관리되는 것이 최종적으로 생산되는 펠릿의 생산성을 향상시키면서 고품질의 제품을 생산할 수 있도록 한다.

또한, 상기 드럼건조기(20)의 후단에 설치되는 상기 사이클론집진기(30)는 드럼건조기(20)에서 건조된 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 원료에 포함된 이물질 및 분진을 제거하기 위한 장치로, 그 형상은 원통형 사일로(silo) 형상으로 이루어지며, 상단부에는 별도로 설치된 배풍기(排風機,32)에 연결 설치되어 상기 사이클론집진기(30)의 내부로 드럼건조기(20)에서 건조된 펠릿원료가 강제 흡입되도록 하는 흡입관(34)이 연결 설치되며, 하단에는 분진이 걸러진 펠릿원료가 배출되는 배출구가 마련된 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 사이클론집진기(30)로 펠릿원료를 공급하는 이송관 또는 사이클론집진기(30)의 배출구 중 어느 일측에는 펠릿원료의 수분을 측정하기 위한 수분측정기(35)가 설치되어 건조된 펠릿원료의 수분관리가 이루어지도록 구성되며, 상기 수분측정기에서 측정된 데이터는 별도로 구비된 통합제어판넬로 전송되고, 상기 수분측정기는 광센서를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 사이클론집진기(30)의 다음 단계에 설치되는 미분쇄기(40)는 사이클론집진기(30)의 하단에 설치된 이송컨베이어(36)를 통해 펠릿원료를 공급받는다.

상기 미분쇄기(40)는 분진이 제거되어 배출된 펠릿원료를 펠릿성형이 가능한 크기로 미세하게 분쇄하는 장치로, 통상의 분쇄장치로 널리 사용되는 해머밀을 이용하며, 상기 미분쇄기(40)는 성형되는 펠릿의 종류(용도)에 따라 펠릿원료의 입자크기를 달리하도록 분쇄시킬 수 있도록 구성되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 미분쇄기(40)에 분쇄된 펠릿원료는 그 다음단계인 백필터집진기(50)로 이송된다. 상기 백필터집진기(50)의 상단부에는 여과망으로 이루어진 여과필터(52)가 설치되며, 상기 여과필터(52)의 후단 또는 상단에는 별도로 설치된 배풍기(55)와 연결된 흡기관(54)이 연결되어 배풍기(55)의 동작에 따라 상기 여과필터(52)를 통해 강한 흡입력이 발생되고, 이 흡입력은 상기 여과필터(52)의 하단에 연결된 펠릿원료 이송관(44)을 통해 상기 미분쇄기(40)에서 미세한 입자로 분쇄된 펠릿원료를 강제흡입하도록 하여 펠릿원료에 포함된 분진 등을 여과필터(52)에 흡착하여 걸러내도록 한다.

상기 백필터집진기(50)의 상단측으로 흡입되어 분진 등이 제거된 펠릿원료는 그 하단으로 낙하되어 회전하고 있는 이송컨베이어(56)에 쌓이게 된다.

상기 백필터집진기(50)의 다음 단계에 설치된 상기 컨디셔너(60)는 이송컨베이어(56)를 통해 펠릿원료를 공급받는다.

또한, 상기 컨디셔너(60)는 원통체로 이루어져 지면에 대해 수평방향으로 설치되는 장방형의 회전드럼방식으로 이루어지며, 그 내부에는 회전하는 회전축과 회전축에 결합된 회전날개가 스크류형식으로 구비되어 공급된 펠릿원료의 교반과, 추가로 투입되는 수분이나 녹말 등의 바인더가 펠릿원료에 골고루 섞이도록 교반시키는 구성으로 이루어진다.

상기 컨디셔너(60)에서 바인더를 추가하는 이유는 미세하게 분쇄된 입자상 펠릿원료를 이용하여 고형의 펠릿을 성형하는데 있어서 입자간 결합력을 높여 펠릿성형성을 높일 수 있도록 하기 위함이며, 이러한 바인더의 첨가는 펠릿원료의 종류나 그 성상(性狀)에 따라 달리하여 적용될 수 있다.

이와 같이, 미세하게 분쇄되어 입사상으로 구성된 펠릿원료에 바인더가 추가된 후에 펠릿성형기로 이동되어 펠릿이 성형된다.

상기 펠릿성형기(80)는 펠릿을 성형하는데 있어서 가장 핵심적인 장치로, 본 발명에 따른 펠릿성형기(80)의 전체적인 구성도 및 일부 특징부가 도 6 내지 도 9에 도시되어 있으며, 본 발명의 상세한 설명에서는 통상의 펠릿성형기의 구조와 구성 등 공지된 부분에 대해서는 그 설명을 생략하고 본 발명의 특징적 구성 위주로 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 펠릿성형기(80)는 본체(81)의 상부, 즉 다이스(82)의 상면으로 돌출되어 모터(M)의 동력으로 회전되는 회전축(83)의 상단부에 설치되는 우산모양의 비산판(84)과, 상기 회전축(83) 또는 가압롤러 고정체(85)의 외측면에 원료투입유도부재(86)가 설치되며, 다이스(82)의 하단 일측으로는 성형된 펠릿이 배출되는 배출구(89)가 구비된 구성으로 이루어져 있다.

상기 비산판(84)은 도 7의 일부 분리사시도에 도시된 바와 같이, 회전축(83)의 상단부, 더욱 바람직하게는 회전축(83)의 상단 외주연에 중앙부가 끼워져 측면부(84b)가 가압롤러(85a,85b)의 상부를 커버할 수 있도록 우산모양으로 이루어져 회전축(83)의 상단에 고정되어 회전축(83)과 함께 회전되도록 구성된다.

또한, 상기 비산판(84)의 측면부(84b)는 그 중앙부에 비해 상대적으로 낮은 위치를 갖도록 하향 경사지게 형성되어 회전축(83)의 상부에서 투하되는 펠릿원료가 회전축(83)과 함께 회전하는 상기 비산판(84)의 상면에 낙하된 후에 그 측면부(84b)를 따라 방사상으로 비산되면서 다이스(82)의 상면에 골고루 낙하될 수 있도록 구성된다.

또한, 도 8은 도 7에서 회전축(83)의 상부에 설치되는 비산판(84)이 제거된 상태의 다이스(82) 상면에 대한 평면도를 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(83)의 외주연 또는 가압롤러(85a,85b)를 회전축(83)에 고정시키는 가압롤러 고정체(85)의 외측면에는 다이스(82)의 상면에 낙하된 펠릿 성형용 원료를 회전하는 가압롤러(85a,85b)의 전방으로 유도하기 위한 원료투입유도부재(86)가 설치된다.

상기 원료투입유도부재(86)는 상기 회전축(83) 또는 가압롤러 고정체(85)의 외주연에 일단이 결합되고, 타단이 케이스(87)의 내주면을 향해 일정 길이 돌출된 가이드편지지대(86a)와, 일단이 상기 가압롤러(85a,85b)의 회전반경 외측으로 위치되고 타단이 그 회전방향에 대해 후방측에 위치한 가압롤러(85a,85b)의 전방에 근접되도록 전방에서 후방으로 비스듬하게 기울어져 상기 가이드편지지대(86a)의 선단부에 고정 설치되는 판형의 가이드편(86b)으로 구성된다.

상기 원료투입유도부재(86) 또는 가이드편지지대(86a)는 상기 회전축(83) 또는 가압롤러 고정체(85)와는 일체로 구성될 수도 있지만, 소정의 체결수단으로 결합되어 필요에 따라 이들로부터 분리가능하도록 구성되는 것이 사후관리 측면에서 더욱 유리하다.

그리고, 상기 가이드편지지대(86a)는 상기 회전축(83) 또는 가압롤러 고정체(85)에 일단이 고정되고 그 타단에 가이드편지지대(86b)가 설치될 수 있는 형태이면 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

특히, 상기 원료투입유도부재(86)는 회전축(83)의 외주연 또는 가압롤러(85a,85b)의 외측면에 방사형으로 한 개 이상이면 무난하지만, 그 설치공간이 제약으로 인해 회전축(83)을 기준으로 상호 마주보게 대칭되는 한 쌍 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 도 9에는 상기 회전축(83)에 결합되는 비산판(84)과 가압롤러(85a,85b)가 결합된 가압롤러 고정체(85) 및 원료투입유도부재(86)의 분리 상태가 도시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 비산판(84)은 중앙부에 회전축(83)의 외주연에 끼워질 수 있는 일정 크기의 관통공(84a)이 형성되고, 중앙 관통공(84a)에서 외측 테두리부를 형성하는 측면부(84b)는 관통공(84a)의 가장자리에서 점차적으로 하향 경사진 구조로 이루어져 비산판(84)의 상면에 낙하된 펠릿 성형원료가 비산판의 주변으로 골고루 분산 낙하될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 관통공(84a)의 내주연에는 소정의 체결부(84c)가 구비되어, 회전축(83)의 외주연에 끼워진 후에 회전축(83)에 구비된 별도의 브라켓트 또는 단턱에 걸려 소정의 체결수단으로 고정되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 원료투입유도부재(86)는 도면에 도시된 실시예와 같이 가압롤러 고정체(85)의 외측면에 고정볼트(86f)와 같은 체결수단을 통해 결합되어 필요에 따라 분리가능하도록 구성되며, 상기 가이드편지지대(86a)는 일측이 상기 가압롤러 고정체(85)에 결합되고 타측에 가이드편(86b)이 결합될 수 있도록 그 단면 형상이 ∩형으로 이루어져 있다.

또한, 상기 가이드편지지대(86a)의 타측(바깥쪽)에 결합되는 상기 가이드편(86b)은 일정 두께와 높이를 갖는 평판재가 수회 절곡되어 이루어진 것으로, 회전방향을 기준으로 전방에 위치한 일단이 후방에 위치하는 타단에 비해 회전축(83)의 중심부에서 원격지에 위치되고, 회전축(83)의 중심부에서 더 가까운 타단은 그 후방에 위치하는 가압롤러(85a,85b)의 전방에 위치되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 가이드편(86b)의 일측에는 복수개의 체결공(86d)이 상하로 관통 형성되고, 이 체결공(86d)에는 고정볼트(86c)가 각각 끼워져 상기 가이드편지지대(86a)의 타측면에 형성된 체결공(86e)에 결합됨으로써 가이드편(86b)을 가이드편지지대(86a)에 고정시킨다.

상기 체결공(86d) 및 고정공(86e)은 상하방향으로 복수개가 각각 형성되어 고정볼트(86c)의 분리 후 가이드편(86b)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성되며, 상기 가이드편지지대(86a)도 가압롤러 고정체(85)에 소정의 체결수단(86f)를 이용하여 높이 조절이 가능하도록 복수개의 체결공(85c)이 형성된다.

이와 같이 상기 가이드편(86b)은 회전축(83) 및 가압롤러(85a,85b)와 함께 회전되면서 다이스(82)의 상부면에 낙하되어 가압롤러(85a,85b)의 회전반경 외측에 위치하는 펠릿원료를 가이드편(86b)의 내측으로 유도하며, 가이드편(86b)의 내측으로 유도된 펠릿원료는 굴곡진 형상으로 후단이 회전축(83)에 가깝게 내측으로 기울어진 가이드편(86b)에 의해 가압롤러(85a,85b)의 회전반경과 일치하는 위치까지 자연스럽게 밀려들어와 가이드편(86b)의 후방에서 따라오는 가압롤러(85a,85b)의 회전가압력에 의해 다이스(82)의 펠릿성형공(88)으로 압출되어 펠릿성형이 원활하게 이루어지도록 구성된다.

완성된 펠릿의 크기를 결정하는 상기 펠릿성형공(88)은 다이스(82)의 교체로 그 크기를 달리할 수 있으며, 통상 연료용 펠릿의 경우, 그 직경이 6∼8㎜정도로 유지되어 연료용 펠릿을 성형하게 되며, 사료용이나 비료용의 펠릿은 그 크기가 비교적 더 작은 직경으로 이루어진다.

한편, 상기 펠릿성형기(80)는 일정기간 사용 후 가압롤러(85a,85b)의 외표면이 원료의 가압 마찰에 따라 마모되어 다이스(82)의 상면으로부터 최초 설정된 높이보다 낮아지게 되면, 가압롤러 고정체(85)에 고정된 가이드편(86b)도 그 높이가 자연스럽게 낮아져 다이스(82)의 상면과 접촉현상이 발생되어 부품간 마모 및 부하증대의 위험성이 발생될 수 있으나, 본 발명에서는 상기 가이드편 지지대(86a)에 결함된 고정볼트(86c)를 풀어서 가이드편(86b)을 분리하여 그 높이를 다시 조정하여 계속적인 사용이 가능하도록 한다.

한편, 상술한 펠릿성형기(80)를 거쳐 성형된 펠릿을 배기압으로 이송받아 일정량 저장될 수 있는 크기를 갖는 수직형 저장호퍼(92)가 구비된 펠릿냉각탱크(90)는 그 중간부에서 저장탱크 내부로 외기가 유입되도록 외기유입부(94)가 형성된 구조로 이루어진다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 저장호퍼(92)의 일측에는 저장호퍼(92)의 내측으로 이송된 펠릿에 포함된 분진이나 펠릿성형 잔분을 외부로 제거하기 위한 배기관(93)의 일단이 연결 설치되고, 상기 배기관(93)의 타단은 외부에 별도로 설치된 사이클론집진기(97) 및 배풍기(98)와 연결 설치되어 저장호퍼(92)의 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 구성되어 순환공기에 의해 펠릿을 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 저장호퍼(92)로 유입된 펠릿은 분진이니 미립자의 펠릿원료가 분리된 후에 그 내부에 저장되어 임시 보관되면서, 그 하단 또는 중간부에 형성된 외기유입부(94)에서 유입되는 외기가 저장호퍼의 내부에 저장된 펠릿의 하부에서 유이보딘 후에 상부로 이동되면서 펠릿성형시 발생된 고온상태의 펠릿이 식혀지게 된다.

상기 저장탱크(92)의 하부에는 상온상태로 열이 식은 하부측 펠릿을 외부로 배출시키기 위한 배출구(96)가 마련되어 있어서, 배출구(96)의 하단에 설치된 이송수단으로 설정된 양만큼 반복적으로 배출된다.

또한, 상기 진동선별기(110)는 상기 펠릿냉각탱크(90)로부터 배출된 펠릿을 공급받아 기준치 이하의 펠릿을 분리배출시키는 장치로, 규격 이하의 펠릿을 분리배출시키도록 모터에 의해 진동이 발생되어 흔들리는 진동스크린망(도시 생략)이 구비된다.

그리고, 상기 펠릿냉각탱크(90)와 상기 진동선별기(110) 사이에는 별도의 임시저장조(100)가 추가 설치되어 냉각된 펠릿이 보관된 후에 상기 진동선별기(110)로 공급되도록 하여 펠릿의 공급량을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 진동선별기(110)에서 선별된 펠릿은 최종적으로 계량포장기(120)로 이송된다.

상기 계량포장기(120)는 최종 생산된 펠릿을 설정된 중량만큼 배출 및 포장하는 장치로, 상부에는 이송된 펠릿을 보관되는 저장호퍼(121)가 구비되고, 저장호퍼(121)의 하단부에는 저장된 펠릿이 설정된 양씩 배출되는 펠릿배출구(122)가 구비되고, 상기 펠릿배출구(122)의 하단 바닥면에는 중량계(124)가 구비되어 펠릿배출구(122)의 하부에 준비된 포대에 펠릿이 담아질 때, 포대의 중량을 감지하여 펠릿배출구(122)를 개폐할 수 있도록 구성된다.

상기 펠릿배출구(122)는 상기 중량계(124)에 올려진 포대의 중량이 설정된 무게에 해당되는 경우, 자동으로 펠릿 배출을 차단하도록 계량포장기의 제어판넬에 의해 자동조절되는 구조로 이루어진다.

따라서, 작업자는 상기 펠릿배출구(122)의 하단에 포대를 준비한 다음, 펠릿배출구(122)의 일측에 구비된 개방스위치를 누르면 차단되었던 펠릿배출구(122)가 개방되어 저장호퍼에 저장된 펠릿이 포대로 배출된다.

포대에 담아진 펠릿양이 설정된 중량에 도달하면, 상기 중량계로부터 일정 신호를 받은 계량포장기의 제어판넬에서는 펠릿배출구(122)를 자동으로 차단하고, 작업자는 펠릿이 담아진 포대를 빼낸 후에 다시 새로운 포대를 펠릿배출구에 위치시키고 상술한 동작을 반복하면서 계량화된 펠릿을 포대에 담아 포장함으로써 일련의 펠릿생산 및 포장이 마무리되도록 구성된다.

한편, 상기 진동선별기(110)에서 규격 이하의 크기로 성형된 펠릿은 따로 분리 배출된 후에, 별도로 마련된 이송수단에 의해 초기 펠릿원료가 투입되는 드럼건조기측 열풍공급기(25)로 공급되어 보일러의 연료로 사용될 수 있도록 하는 이송수단이 추가로 구성될 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 펠릿성형방법과 그 제조장치의 바람직한 실시예와 그 주요 특징부를 위주로 설명하였으나, 본 발명의 상세한 설명에 언급되지 않은 주변 기술은 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 기재된 내용과 종래의 공지된 기술을 토대로 용이하게 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.

10 : 이물제거기 11 : 컨베이어벨트
12 : 구동모터 13 : 구동롤러
14 : 종동롤러 15 : 제어판넬
16 : 이물질제거편 17 : 이물질수거함
20 : 드럼건조기 22 : 회전드럼
24 : 회전축 25 : 열풍공급기
26 : 교반날개 27 : 보일러
28 : 송풍관 30 : 사이클론집진기
32 : 배풍기 34 : 흡입관
35 : 수분측정기 36 : 이송컨베이어
40 : 미분쇄기 44 : 이송관
50 : 백필터집진기 52 : 여과필터
54 : 흡기관 55 : 배풍기
60 : 컨디셔너 70 : 임시저장조
80 : 펠릿성형기 81 : 본체
82 : 다이스 83 : 회전축
84 : 비산판 84a : 관통공
84b : 측면부 84c: 체결부
85 : 가압롤러고정체 85a,85b : 가압롤러
85c : 체결공 86 : 원료투입유도부재
86a :가이드편지지대 86b: 가이드편
86c: 체결볼트 86d, 86e: 체결공
88 : 펠릿성형공 89 : 배출구
90 : 펠릿냉각탱크 92 : 저장탱크
93 : 흡기관 94 : 외기유입부
95 : 유입구 96 : 배출구
97 : 사이클론집진기 98 : 배풍기
100 : 임시저장조 110 : 진동선별기
115 : 임시저장조 120 : 계량포장기
121 : 저장호퍼 122 : 펠릿배출구
130 : 이송수단 200 : 펠릿성형장치
P : 펠릿

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 공급된 톱밥 또는 목재칩의 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질 등을 걸러내는 이물질선별단계(S1); 이물질이 제거된 펠릿원료에 포함된 수분을 제거하기 위해 일정 속도로 자체회전 및 내부교반이 이루어지면서 외부에서 공급된 열풍으로 펠릿원료를 건조시키는 드럼건조단계(S2); 건조된 톱밥을 배기공기압으로 흡입하여 펠릿원료에 포함된 분진을 제거하는 사이클론 집진단계(S3); 상기 사이클론 집진단계(S3) 후 이송된 펠릿원료를 해머가 구비된 미분쇄기로 잘게 부수는 미분쇄단계(S4); 상기 미분쇄단계(S4) 후 잘게 부셔진 펠릿원료를 배기공기압으로 흡입하여 미립자분진을 제거하는 백필터 집진단계(S5); 상기 백필터 집진단계(S5) 후 이송된 펠릿원료에 수분, 녹말 등 바인더를 첨가 혼합시키는 컨디셔닝단계(S6); 상기 컨디셔닝단계(S6) 후 바인더가 첨가된 펠릿원료를 투입받아 가압롤러와 다이스를 통해 일정 크기의 고형 펠릿을 성형하는 펠릿성형단계(S7); 상기 펠릿성형단계(S7)를 거쳐 일정크기로 성형, 절단되어 배출된 펠릿을 이송받아 저장상태에서 적층된 펠릿의 하부에서 상부로 외기를 유입하여 순환시켜 압출된 고온의 펠릿을 상온상태로 냉각시키는 펠릿 냉각단계(S8); 냉각된 펠릿을 공급받아 진동선별장치를 통해 규격품 이하의 펠릿을 분리 배출시키는 진동선별단계(S9); 상기 진동선별단계(S9)에서 걸러진 규격화된 펠릿을 공급받아 정량대로 공급된 포대에 담아 계량 및 포장하는 계량 및 포장단계(S10); 상기 컨디셔닝단계(S6)와 펠릿성형단계(S7), 상기 펠릿냉각단계(S8)와 진동선별단계(S9), 진동선별단계(S9)와 계량 및 포장단계(S10) 사이에는 성형되어 이송되는 펠릿을 임시 저장하는 펠릿 임시저장단계(S11,S12,S13)가 포함되되,
   상기 진동선별단계(S9)에서 분리배출된 불량 펠릿을 드럼건조단계(S2)의 보일러로 이송하여 열원으로 사용하도록 하는 불량펠릿 재활용단계(S14)가 포함되어 있는 것을 특징으로 펠릿성형방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 드럼건조단계(S2)는 투입된 톱밥 또는 목재칩의 함수율이 12∼15중량％가 유지되도록 건조되는 것을 특징으로 하는 펠릿성형방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 사이클론 집진단계(S3)의 전, 후에로 이송된 톱밥 또는 목재칩의 수분을 측정하는 수분측정단계가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿성형방법.
6. 투입된 톱밥 또는 목재칩을 이송하면서 톱밥 또는 목재칩에 포함된 금속성 이물질을 분리배출하는 이물질선별기(10);
   상기 이물질선별기(10)에서 투입된 원료를 회전건조시키도록 수평방향으로 설치된 원통체(圓筒體)의 회전드럼과, 상기 회전드럼 내부에 설치되어 회전되는 교반날개가 구비된 드럼건조기(20);
   상기 드럼건조기(20)의 내부로 고온의 열풍을 공급하도록 보일러가 구비되어 드럼건조기의 일측에 연결 설치되는 열풍공급기(25);
   상기 드럼건조기(20)에서 건조된 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 원료에 포함된 이물질 및 분진을 제거하도록 배풍기(排風機)가 연결 설치되어 상기 드럼건조기(20)와 밀폐된 이송관으로 연결된 사이클론집진기(30);
   상기 사이클론집진기(30)로 흡입되어 분진이 제거되어 배출된 펠릿원료를 공급받아 일정 크기로 분쇄하도록 사이클론집진기(30)의 후단에 연결 설치되는 미분쇄기(40);
   상기 미분쇄기(40)를 통해 잘게 부숴진 펠릿원료를 배기압으로 강제 흡입하여 미립자 분진을 필터로 걸러내도록 배풍기가 연결되어 상기 미분쇄기(40) 다음단계에 밀페된 이송관으로 연결 설치되는 백필터집진기(50);
   상기 백필터집진기(50)에서 낙하되어 이송된 펠릿원료에 수분이나 녹말 등의바아더를 추가하여 교반하도록 상기 백필터집진기(50)의 다음 단계에 설치되는 컨디셔너(60);
   상기 컨디셔너(60)를 통과한 펠릿원료를 상부측에서 공급받아 모터에 의해 회전하는 가압롤러와, 펠릿성형공이 관통되어 상기 가압롤러의 가압으로 펠릿이 성형되도록 가압롤러의 하단에 설치되어 일정 크기의 펠릿을 성형시키는 다이스가 구비된 펠릿성형기(80);
   상기 펠릿성형기(80)를 거쳐 성형 배출된 펠릿을 배기압으로 이송받아 일정량 저장될 수 있는 크기를 갖고 중간부에 외기가 유입되는 외기유입부가 형성되어 수직으로 설치되는 저장호퍼와, 상기 저장호퍼의 상단 일측에 연결 설치된 배풍관과, 상기 배풍관의 말단에 설치되어 저장호퍼에 저장되는 펠릿으로부터 발생된 분진이나 잔분을 강제 흡입하여 분리배출시키는 배풍기가 설치된 펠릿냉각탱크(90);
   상기 펠릿냉각탱크(90)로부터 펠릿을 공급받아 기준치 이하의 펠릿을 분리배출토록 진동스크린망이 구비된 진동선별기(110);
   상기 진동선별기(110)에서 선별된 펠릿을 공급받아 공급된 포대에 지정된 펠릿양을 낙하시켜 포장되도록 중량계가 구비된 계량포장기(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이물질선별기(10)는
   상부에 적재된 펠릿원료에 포함된 금속성 이물질을 자력에 의해 흡착하도록 벨트에 자성체가 포함되어 일정길이 설치된 컨베이어벨트(11)와, 제어수단에 의해 제어되면서 상기 컨베이어벨트(11)를 동력에 의해 일정 속도로 회전시키는 구동롤러(13) 및 종동롤러(14)와, 상기 컨베이어벨트(11)의 상면에 흡착된 금속성 이물질을 컨베이어벨트(11) 표면으로부터 탈리시키도록 상기 구동롤러(13) 또는 종동롤러(14)의 일측에서 컨베이어벨트(11)의 표면을 스치는 정도로 이격 설치된 이물질제거편(16); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 사이클론집진기(30)로 펠릿원료를 유입시키는 흡입관(34) 또는 상기 사이클론집진기(30)의 배출구에는 공급된 펠릿원료의 수분을 측정하여는 수분측정기(35)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 컨디셔너(60)와 펠릿성형기(80)의 사이, 상기 펠릿냉각탱크(90)와 진동선별기(110)의 사이 , 상기 진동선별기(110)와 계량포장기(120)의 사이에는 이송되는 펠릿원료 또는 성형되어 이송되는 펠릿을 임시 보관하는 임시저장조(70,100,115)가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 펠릿성형기(80)는
    모터에 의해 회전되도록 수직방향으로 설치된 회전축(83)과, 상기 회전축(83)을 중심으로 대칭되게 배치되어 상기 회전축(83)과 함께 회전되도록 회전축(83)에 연결 설치된 한 개 이상의 가압롤러(85a,85b)와, 상부에서 낙하된 원료가 상기 가압롤러(85a,85b)의 회전시 가압력에 의해 펠릿을 성형하도록 펠릿성형공(88)이 관통 형성되어 상기 가압롤러(85a,85b)의 저면에 설치되는 다이스(82)와, 상기 가압롤러(85a,85b)의 회전반경 외측으로 일정거리 이격되어 상기 다이스(82)가 내측에 위치되도록 본체(81)의 상부로 일정 높이 설치되는 원통형 케이스(87)와, 상기 케이스(87)의 내부로 유입되는 펠릿원료가 다이스(82)의 상면에 균일하게 분산 낙하되도록 상기 회전축(83)의 상단부에 설치되는 비산판(84)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 회전축(83)의 외주연 또는 상기 가압롤러(85a,85b)를 회전축(83)에 고정시키는 가압롤러 고정체(85)의 외측에는 다이스(82)의 상면에 낙하된 펠릿원료를 회전하는 가압롤러(85a,85b)의 전방으로 유도하기 위한 원료투입유도부재(86)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 원료투입유도부재(86)는 회전축(83)의 외주연에 방사형으로 한 개 이상 설치되어지되,
    상기 회전축(83)의 외주연에 일단이 결합되고 타단이 케이스(87)의 내주면을 향해 일정 길이 돌출된 가이드편지지대(86a)와, 일단이 상기 가압롤러(85a,85b)의 회전반경 외측으로 위치되고 타단이 그 회전방향에 대해 후방측에 위치한 가압롤러(85a,85b)의 전방에 근접되도록 경사지게 상기 가이드편지지대(86a)에 고정 설치되는 가이드편(86b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드편(86b)은 일정한 높이를 갖는 평판재로 이루어지되, 상기 가이드편지지대(86a)에서 그 설치 높이를 조절할 수 있도록 탈부착 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비산판(84)은 회전축(83)의 외주연 상단부에 고정될 수 있도록 중앙부에 관통공(84a)이 형성되고, 상기 관통공(84a)이 형성된 중앙부에서 외측 테두리부를 형성하는 측면부(84b)는 관통공(84a)의 가장자리로부터 하향 경사지게 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠릿성형장치.
    

Images