KR102037663B1

KR102037663B1 - 고체연료 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR102037663B1
Application number: KR1020180099525A
Authority: KR
Inventors: 이신범; 한국택
Original assignee: 이신범
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2019-10-29
Anticipated expiration: 2038-08-24

Abstract

본 발명은 고체연료 제조장치에 관한 것으로서, 수분과 원료를 혼합하는 혼합부(10), 혼합부에서 혼합된 원료를 압출하는 싸이로(20), 연소부(61)를 제조하는 연소부 제조장치(30), 점화부(62)를 제조하는 점화부 제조장치(40) 및 완성품을 배출하는 완성품 배출부(50)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 고체연료 제조방법에 관한 것으로서, 점화부(62)가 점화부 제조장치(40)로부터 제조되면, 제조된 점화부 상부에 연소부(61)를 연소부제조장치(30)로부터 제조하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 제1 턴테이블(42)과 제2 턴테이블(35)가 교차되는 구조로 제공되어 점화부(62) 성형 후 연소부(61) 결합 과정이 유기적으로 연결되어 자동 공정으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

고체연료 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING MACHINE AND METHOD OF SOLID FUEL}

본 발명은 고체연료 제조기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료의 혼합 및 실린더를 통한 가압을 통하여 연탄 등과 같은 고체연료를 생산함으로써 기공이 최소화된 제품의 생산이 이루어질 수 있도록 하는 고체연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상·하부의 성질이 다른 고체연료를 생산하는 고체연료 제조기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고체원료의 하부는 점화부(62), 상부는 연소부(61)로 이루어지는 연탄 등과 같은 고체연료를 효율적으로 생산할 수 있도록 하는 고체연료 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연탄은 석탄을 원료로 하여 여기에 다른 탄화물을 분쇄, 배합하거나 점결제를 혼합하여 성형, 건조시킨 고체연료를 말한다. 연탄의 종류는 원통형에 공기구멍이 뚫려 있는 구멍탄과, 공기구멍이 없는 조개탄으로 크게 나눌 수 있으며, 특히, 구멍탄의 경우, 공기구멍의 수에 따라 구공탄, 십구공탄 등으로 불린다.

한편, 위와 같은 고체연료는 일정 형상으로 성형 제조가 이루어지게 되는데, 종래에는 고압의 압력으로 가압 성형을 실시하게 되며, 이때 입자간의 결합력 증대를 위한 점결제가 일정 비율로 혼합되게 된다.

그러나, '고체연료를 습식으로 제조하는 제조장치 및 제조방법(특허등록공고 제10-4889259호)' 및 '소비자의 자가 생산 연탄제조장치(실용신안등록공고 제20-0467188호)'와 같은 종래 기술만으로는 상부가 연소부, 하부가 점화부로 구별되는 고체연료의 효율적인 제조 및 성형이 어려울 뿐만 아니라, 동시에 높은 탄소밀도 및 최소화된 기공을 가지는 고체연료를 제조하는 데에 한계를 가지고 있었다.

또한, 정부는 서민 생활 안정을 위해 1989년부터 석탄·연탄의 최고판매가격을 생산원가보다 낮게 고시하고 그 차액을 정부 재정으로 생산자에게 보조하고 있다. 2017년 기준으로 석탄은 생산원가의 79%, 연탄은 64% 수준이다. 하지만, 우리나라는 2010년 주요 20개국(G20)에 제출한 ‘화석연료보조금 폐지계획’에 따라 2020년까지 연탄제조보조금을 폐지해야 한다. 이로 인하여 연탄 등의 고체연료의 가격이 상승이 예정되어 있어, 보다 효율적인 제조를 통하여 연탄 등의 고체연료의 제조비용을 낮출 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

(선행기술 0001) 대한민국 특허등록공고 제10-4889259호(2018. 8. 16. 공개) (선행기술 0002) 대한민국 실용신안등록공고 제20-0467188호(2013. 5. 31. 공개)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 종래 제조기술과 달리 2개의 싸이로와 턴테이블을 이용하여 고체연료를 점화부(62)와 연소부(61)로 분리 성형할 수 있고, 턴테이블 내에 금형장치(성형틀)가 구비되어 별도의 이동장치 없이도 재료공급 공정과 가압 공정이 턴테이블의 회전에 의해 연속적으로 이루어질 수 있으며, 제1 턴테이블(42)과 제2 턴테이블(35)이 교차되는 구조로 제공되어 점화부(62) 성형 후 연소부(61) 결합 과정이 자동 공정으로 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

본 발명은 원료를 혼합하는 혼합부(10), 상기 혼합부(10)로부터 혼합된 원료를 압출하는 싸이로(20), 상기 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부(61)를 제조하는 제조장치(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 혼합부(10)는 원료가 교반 및 혼합되는 혼합장치(13) 및 수분을 주입하는 수분장치(11)를 포함할 수 있다.

또한, 연소부 제조장치(30)는 혼합원료를 제2 성형틀(36)에 주입하는 제2 싸이로(31), 상기 혼합원료가 주입되어 성형되는 제2 성형틀(36), 제2 성형틀(36)을 및 회전축(37)을 구비한 제2 턴테이블(35), 제2 성형틀(36)에 주입된 혼합원료를 가압하는 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 연소부 제조장치(30)는 제2 턴테이블(35)을 회전시키는 회전축(37)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 실린더는 1차 고속 실린더(32), 2차 분쇄가압 실린더(33), 3차 자동가압 실린더(34)를 포함하는 것을 포함할 수 있다.

이 때, 1차 고속 실린더(32)는 제2 성형틀(36)에 공급된 재료를 고속가압하는 제1 실린더(321), 상기 고속가압 후 고압으로 가압하는 제2 실린더(322)를 포함할 수 있다.

또한, 2차 분쇄가압 실린더(33)는 그 피스톤에 분쇄바늘을 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 연소부 제조장치(30)를 포함하는 고체연료 제조장치는 점화부 제조장치(40)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 점화부 제조장치(40)는 점화탄을 제1 성형틀(43)에 주입하는 제1 싸이로(41), 상기 점화탄이 주입되어 성형되는 제1 성형틀(43) , 제2 성형틀(36)을 포함하되 회전축을 구비한 제1 턴테이블(42)을 포함할 수 있다.

또한, 제1 성형틀(43)은 제1 턴테이블(42)을 상·하로 관통하며, 그 하부를 개폐(開閉)할 수 있는 받침대를 포함할 수 있다.

또한, 점화부 제조장치(40)와 연소부 제조장치(30)의 결합에 있어서, 제1 턴테이블(42)은 제2 턴테이블(35)의 상부에 위치하며, 제1 턴테이블(42) 및/또는 제2 턴테이블(35)은 각각의 회전축을 중심으로 회전하되, 양 회전축은 양 턴테이블의 회전반경이 상·하로 일부가 겹치도록 이격되고, 제1 턴테이블(42) 및/또는 제2 턴테이블(35)이 회전하는 동안, 모든 제1 성형틀(43)은 제2 성형틀(36)과 1번 이상 완전히 겹칠 수 있도록 제1 성형틀(43) 및 제2 성형틀(36)이 각각의 턴테이블에 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 본 발명은 원료를 혼합하고(S400), 혼합된 원료를 싸이로(20)를 통하여 압출하며(S500), 상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부(61)를 제조(S600)하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법이다.

상기 원료를 혼합하는 단계는 원료에 수분을 주입하여(S410) 교반 및 혼합(S420)하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 압출된 혼합원료를 가압하는 단계는 상기 압출된 혼합원료를 제2 싸이로(31)를 통하여 제2 성형틀(36)에 주입하여 성형하되(S610), 상기 성형된 혼합원료를 실린더가 있는 곳까지 이동시킨 후(S620), 상기 이동된 혼합원료를 실린더로 가압하는 단계(S630)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 혼합원료를 실린더가 있는 곳까지 이동시 제2 성형틀(36)을 포함하는 제2 턴테이블(35)의 회전을 통하여 이동할 수 있다.

또한, 상기 혼합원료를 실린더로 가압시 1차 고속 실린더에 의하여 고속가압되는 1차 가압(S631), 2차 분쇄가압 실린더에 의하여 분쇄가압되는 2차 가압(S632), 3차 자동가압 실린더(33)에 의하여 자동가압되는 3차 가압(S633)하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명은 점화탄을 제1 싸이로(41)를 통하여 제1 성형틀(43)에 주입 및 성형하여 점화부(62)를 제조하고(S100), 제1 성형틀(43)을 제2 성형틀(36)과 그 축이 수직으로 동일한 축 위에 위치하여 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)이 상·하로 겹치되, 제1 성형틀(43)이 제2 성형틀(36)의 상부로 이동하며(S200), 상부로 이동된 제1 성형틀(43)에서 제2 성형틀(36)로 중력을 이용하여 주입 및 성형된 점화탄이 낙하하되(S300), 상기 낙하된 점화탄 상부에 혼합장치로부터 상기 압출된 혼합발명을 가압하는 연소부(61)를 제조(S600)하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법이다.

첫째, 상기와 같은 구성의 본 발명의 고체연료 제조장치 및 제조방법은 제1 턴테이블(42)와 제2 턴테이블(35)를 이용하여 고체연료를 점화부(62)와 연소부(61)로 나누어 분리 성형하면서도, 각각의 턴테이블 내에 금형장치(성형틀)가 구비되어 별도의 이동장치 없이도 재료공급 공정과 가압 공정이 턴테이블의 회전에 의해 연속적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상기와 같은 구성으로 인하여 자동 공정이 가능하며, 이로 인하여 보다 효율적이고 연속적인 제조가 가능하게 되므로, 본 발명의 1개의 제조장치를 구동하는 경우 3초마다 2장의 고체연료가 생산 가능해져 생산효율이 증가하는 효과가 있다.

셋째, 상기와 같은 구성으로 인하여 스프링 백(spring back) 현상의 방지, 고체연료의 탄소밀도의 증가 및 고체연료의 기공의 최소화라는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체연료 제조장치를 예시한 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합부를 예시한 구조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소부 제조장치를 예시한 구조도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점화부 제조장치를 예시한 구조도.
도 5는 혼합부에 포함되는 혼합장치를 예시한 단면도.
도 6은 연소부 제조장치 중 1차 고속 실린더를 예시한 단면도.
도 7은 연소부 제조장치 중 2차 분쇄가압 실린더를 예시한 단면도.
도 8은 연소부 제조장치 중 3차 자동가압 실린더를 예시한 단면도.
도 9는 연소부 제조장치 중 제2 턴테이블을 예시한 평면도.
도 10은 연소부 제조장치 중 제2 턴테이블 및 완제품 배출부를 예시한 단면도.
도 11은 연소부 제조장치 및 점화부 제조장치 중 제1 턴테이블과 제2 턴테이블이 상·하로 일부가 겹치는 상태를 예시한 평면도.
도 12는 연소부 제조장치 및 점화부 제조장치를 예시한 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소부 제조방법을 나타낸 절차도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체연료 제조방법을 나타낸 절차도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 명칭에는 동일 부호를 사용하기로 한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 발명의 기타 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 고체연료 제조장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 고체연료 제조장치의 전체 구성을 나타낸 구조도이다.

도 1에 따르면, 본 발명의 고체연료 제조장치는 원료를 혼합하는 혼합부(10), 혼합부(10)로부터 혼합된 원료를 압출하는 싸이로(20), 상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부(61)를 제조하는 연소부 제조장치(30) 및 점화부 제조장치(40)와 완제품 배출부(50)를 구성요소로 할 수 있다.

또한, 도 1에 따르면, 본 발명의 고체연료 제조장치로 제조되는 고체연료는 점화부(62)와 연소부(61)로 구성될 수 있으며, 상기 고체연료는 그 하부에서 열을 받아 연소하므로, 연소부(61)의 하부에 점화부(62)가 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 점화부(62)는 연소부(61)보다 가연성이 뛰어난 소재를 사용하여 제조할 수 있다.

또한, 연소부(61)는 왕겨, 점토, 산화철, 규석, 톱밥, 황토 등을 포함하는 식물성 친환경 재료를 교반 및 혼합하여 제조할 수 있다.

도 2는 혼합부(10)와 싸이로(20)를 도시한 도면이며, 도 5는 혼합부(10) 중 혼합장치(13)의 구성을 예시한 단면도이다.

도 2에 따르면, 상기 혼합부(10)는 원료가 교반 및 혼합되는 혼합장치(13) 및 수분을 주입하는 수분장치(11), 그리고 친환경 재료를 비롯한 연소부의 재료가 되는 원료를 주입하는 원료 이송 컨베이어(12)를 포함할 수 있다.

이 때 수분을 주입하는 방식으로는 액체 상태로 수분을 제공하는 방식과 스팀 분사 방식을 이용할 수 있으나, 이 중 스팀 분사 방식을 이용하는 것이 바람직하다. 이는 혼합장치(13)에서 원료와 수분을 교반 및 혼합하는 과정에서 수분의 넓은 표면적을 통하여 효율적인 교반 및 혼합이 가능하며, 주입하는 수분의 양을 효율적으로 조절할 수 있는 효과가 있기 때문이다.

도 5에 따르면, 혼합장치(13)는 교반 및 혼합을 위한 모터(131), 재료투입 호퍼(132), 모터로부터 수직방향으로 회전력을 전달하는 스플라인 축(133), 투입된 원료를 교반 및 혼합하는 임펠러(134), 상기 혼합된 원료를 배출하는 배출구(135)를 포함할 수 있다.

또한, 혼합장치(13)에서 수분장치(11)로부터 수분을 공급받아 원료와 수분을 교반 및 혼합하며, 위 혼합된 혼합원료를 압출장치(14)에서 가압하여 싸이로(20)를 통하여 제2 싸이로(31)로 주입되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 연소부 제조장치(30)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 3을 참조하면, 연소부 제조장치(30)는 제2 싸이로(31), 실린더(32, 33, 34), 제2 턴테이블(35), 제2 성형틀(36) 및 제2 회전축(37)을 포함할 수 있다. 제2 싸이로(31)는 혼합장치(13)의 혼합원료를 제2 성형틀(36)에 주입한다. 제2 턴테이블(35)은 제2 회전축(37)을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 한다. 제2 턴테이블(35)은 제2 싸이로(31), 실린더(32, 33, 34)의 하방에 위치하는 것이 바람직하다 제2 성형틀(36)은 제2 턴테이블(35)에 하나 이상 형성된다. 제2 성형틀(36)에 혼합원료가 공급되어 연소부(61)가 성형된다. 제2 성형틀(36)은 제2 턴테이블(35)이 회전함에 따라 이동하며, 제2 싸이로(31)의 하방으로 이동되면 제2 싸이로(31)로부터 혼합원료가 공급되어 연소부(61)가 성형된다. 실린더(32, 33, 34)는 제2 성형틀(36)에 주입된 혼합원료를 가압한다.

뿐만 아니라, 제2 싸이로(31)의 내부에는 교반기(38)가 포함될 수 있으며, 교반기(38)는 제2 싸이로(31) 내부의 혼합원료가 고르게 분배될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 실린더(32, 33, 34)는 공압실린더 또는 유압실린더를 사용할 수 있으나, 하기와 같은 고속가압을 위하여 유압실린더를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 실린더(32, 33, 34)는 1차 고속 실린더(32), 2차 분쇄가압 실린더(33), 3차 자동가압 실린더(34)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 실린더(32, 33, 34)를 통한 가압의 일 실시예로서, 1차 고속가압은 30ton(단위면적 cm² 기준, 이하 동일), 2차 분쇄가압은 40ton, 3차 자동가압은 65ton의 압력을 사용할 수 있으며, 이 때, 실린더를 통하여 가압하는 것은 고체연료 상부의 연소부(61)와 고체연료 하부의 점화부를 부착하기 위한 공정으로 사용될 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 스프링 백(spring back) 현상을 방지하는 효과가 있다. 이 때, 스프링 백(spring back) 현상이란, 재료 성형 과정에서 재료에 가하는 압력을 제거하면 다시 원상으로 회복되려는 탄력작용을 의미한다. 스프링 백(spring back) 현상이 많을 수록, 고체연료 제조 및 성형의 효율이 떨어지게 되고, 높은 탄소밀도 및 최소화된 기공을 가지는 고체연료 제조에 어려움이 발생하게 된다.

도 6은 본 발명의 1차 고속 실린더(32)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 6에 따르면, 1차 고속 실린더(32)는 제2 성형틀(36)에 공급된 재료를 고속가압하는 제1 실린더(321), 상기 고속가압 후 고압으로 가압하는 제2 실린더(322)를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 고속가압이란, 상기 제1 실린더(321)와 같이 실린더 내부 공간의 부피를 최소화하여 적은 유체의 유입만으로도 피스톤을 고속으로 이동시킬 수 있는 구성인 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 2차 분쇄가압 실린더(33)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 7에 따르면, 2차 분쇄가압 실린더(33)는 그 피스톤(331)에 분쇄바늘(332)를 구비하는 것위와 같이 1차 가압된 혼합재료를 분쇄바늘(332)을 통하여 분쇄가압을 하는 경우, 가압시 혼합원료의 스프링 백(spring back) 현상을 최소화시켜주는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 3차 자동가압 실린더(33)의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 8에 따르면, 3차 자동가압 실린더(33)는 1차 고속 실린더(32)로부터 가압된 혼합원료를 3차로 자동가압한다. 이 때, 3차 자동가압 실린더(33)는 원료의 상태를 고려하여 자동으로 압력을 조절할 수 있고, 마찬가지로 1차 고속 실린더(32)는 원료의 상태를 고려하여 속도를 조절할 수 있으며, 이러한 압력 또는 속도의 조절은 제어부(341)를 통하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(341)는 압력을 감지하는 압력센서와, 센서로부터 감지된 수치를 판단하는 분석부, 분석된 데이터를 기준으로 실런더에 명령을 입력하는 명령부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 분석부는 AI(인공지능, Artificial intelligence)를 통해 축적된 데이터를 토대로 감지된 압력 등을 분석할 수도 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 연소부 제조장치(30)의 제2 턴테이블(35)을 예시한 평면도이며, 도 10은 제2 턴테이블(35)을 예시한 단면도이자, 완제품 배출부(50)가 함께 도시된 단면도이다.

도 9 및 도 10에 따르면, 제2 싸이로(31)로부터 제2 성형틀(36)에 혼합원료가 주입되어 성형틀의 모양에 따라 고체연료가 성형되며, 그 과정에서 1차 고속가압, 2차 분쇄가압, 3차 자동가압을 통하여 완제품이 형성되면, 완제품은 완제품 배출부(50)를 통하여 고체연료 제조장치에서 배출된다.

또한, 상기 완제품 배출부(50)는 제2 성형틀(36)에서 완성된 완성품이 배출될 수 있도록 완제품을 아래로 눌러주는 완제품 배출실린더(53), 상기 완제품이 배출되는 완제품 배출구(51), 완제품 배출구(51)에서 배출된 완제품이 이동되는 완제품 이동콘베이어(52)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 점화부 제조장치(40)의 개략 구성도이다.

도 4를 참조하면, 점화부 제조장치(40)는 제1 싸이로(41), 제1 턴테이블(42) 및 제1 성형틀(43) 포함할 수 있다. 제1 싸이로(41)는 점화탄을 제1 성형틀(43)에 주입한다. 제1 턴테이블(42)은 제1 회전축(45)을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 한다. 제1 턴테이블(42)은 제1 싸이로(41)의 하방에 위치하는 것이 바람직하다. 제1 성형틀(43)은 제1 턴테이블(42)에 하나 이상 형성된다. 제1 성형틀(43)에 점화탄이 주입되어 점화부(62)가 성형된다. 제1 턴테이블(42)이 회전함에 따라 이동하며, 제1 싸이로(41)의 하방으로 이동되면 제1 싸이로(41)로부터 점화탄이 주입되어 점화부(62)가 성형된다.

이 때, 제1 성형틀(43)은 그 하부가 개폐(開閉)가능한 받침대(44)를 더 포함하는 것이 바람직하며, 받침대(44)가 제1 성형틀(43)의 하부를 개방하고 제2 성형틀(36)과 제1 성형틀(43)이 완전히 겹치게 되면, 제1 성형틀(43)의 점화부(62)가 낙하하여 제2 성형틀(36)로 이동할 수 있다.

또한, 제1 싸이로(41) 내부에 교반기(47)을 더 포함할 수 있으며, 뿐만 아니라, 도 12와 같이 제1 성형틀(43)의 점화부 상부를 아래로 눌러주는 점화부 배출실린더(46)를 더 포함할 수 있다.

위와 같이 받침대(44)가 제1 성형틀(43)의 하부를 개방하되, 개방하는 방식의 일 실시예로서, 상기 받침대(44)는 제1 턴테이블(42)의 하부에 인접하여 고정되되, 제1 성형틀(43) 중 일부에 대해서만 그 하부를 덮는 방식으로 구성될 수 있다. 이 때 그 하부가 덮여지지 않은 제1 성형틀(43)이 제2 턴테이블(35)의 상부에 위치하고, 위 제1 성형틀(43)이 제2 성형틀(36)과 완전히 겹치게 되는 순간 제1 성형틀(43)의 하부가 완전히 열리게 된다. 결국, 상기 제1 성형틀(43)의 하부가 받침대(44)에 의해 개방된다는 것이란 이러한 경우를 의미할 수 있다.

뿐만 아니라, 받침대(44)가 제1 성형틀(43)의 하부를 개방하는 방식의 다른 일 실시예로서, 받침대(44) 내부에 제1 성형틀(43)과 단면이 일치하는 덮개부를 별도로 구비하는 방식으로도 가능할 수 있다.

도 11은 연소부 제조장치(30)의 제2 턴테이블(35)과 점화부 제조장치(40)의 제1 턴테이블(42)이 유기적으로 연결되어 고체연료를 제조하는 구성을 나타낸 평면도이다.

도 12는 연소부 제조장치(30)의 제2 턴테이블(35)과 점화부 제조장치(40)의 제1 턴테이블(42)이 유기적으로 연결되어 고체연료를 제조하는 구성을 나타낸 단면도이다.

도 11 및 도 12에 따르면, 제1 턴테이블(42)은 제2 턴테이블(35)의 상부에 위치하는 것이 바람직하며, 제1 턴테이블(42) 및/또는 제2 턴테이블(35)은 각각의 회전축을 중심으로 회전하되, 양 회전축은 양 턴테이블의 회전반경이 상·하로 일부가 겹치도록 이격되고, 제1 턴테이블(42) 및/또는 제2 턴테이블(35)이 1회전하는 동안, 모든 제1 성형틀(43)은 제2 성형틀(36)과 1번 이상 상·하로 완전히 겹칠 수 있도록 제1 성형틀(43) 및 제2 성형틀(36)이 각각의 턴테이블에 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이 때, 제1 턴테이블(42)과 제2 턴테이블(35)은 둘 다 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 둘 중 어느 하나만 회전할 수도 있다.

뿐만 아니라, 도 12에 도시된 바와 같이 연결기어(72, 73)가 제1 턴테이블의 회전축 및 제2 턴테이블의 회전축과 연결되어 각 턴테이블(36, 42)을 회전시킬 수 있으며, 각 연결기어(72, 73)는 서로 맞물려 동력을 전달할 수 있다.

위와 같이, 제1 턴테이블(42)와 제2 턴테이블(35)가 유기적으로 연결되어 고체연료를 자동으로 제조하는 공정이 가능해지면서, 보다 효율적이고 연속적인 제조공정을 통하여, 3초마다 2장의 고체연료가 생산가능해지는 효과가 발생할 수 있다.

또한, 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)이 상·하로 완전히 겹친다는 것은 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)의 단면의 형상 및 단면적의 크기가 완전히 같거나, 하부에 위치한 제2 성형틀(36)의 단면이 상부에 위치한 제1 성형틀(43)의 단면을 완전히 포함하는 것을 의미할 수 있다.

상기 제1 턴테이블과 제2 턴테이블의 유기적인 연결의 일 실시예로서, 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)의 경우 도 11 및 도 12에서와 같이 양 턴테이블 상에 동일한 반지름을 가지는 원형으로 나란히 배열될 수 있고, 또한, 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)의 경우 2개 이상의 반지름을 달리하는 원형으로 배열될 수 있으며, 동시에 완전히 겹치는 성형틀의 개수는 제한되지 않는다.

따라서, 도 11 및 도 12와 같이 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)이 일정한 배열을 가짐으로서 제1 턴테이블(42)과 제2 턴테이블(35)의 제조공정이 연속적으로 결합하여 실행될 수 있게되며, 이러한 특징을 이용한 본 발명은 2개의 싸이로와 턴테이블을 이용하여 고체연료를 점화부(62)와 연소부(61)로 분리 성형할 수 있고, 턴테이블 내에 금형장치(성형틀)가 구비되어 별도의 이동장치 없이도 재료공급 공정과 가압 공정이 턴테이블의 회전에 의해 연속적으로 이루어질 수 있으며, 제1 턴테이블(42)과 제2 턴테이블(35)이 교차되는 구조로 제공되어 점화부(62) 성형 후 연소부(61) 결합 과정이 자동 공정으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 발생하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 고체연료 제조방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 13은 본 발명인 고체연료 제조방법 중 연소부 제조방법의 구성을 나타낸 절차도이다

또한, 도 14는 본 발명인 고체연료 제조방법의 전체 구성을 나타낸 절차도이다.

도 13에 따르면, 본 발명의 고체연료 제조방법 중 연소부 제조방법은 원료를 혼합하는 단계(S400), 혼합된 원료를 싸이로(20)를 통하여 압출하는 단계(S500), 상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부(61)를 제조하는 단계(S600)를 구성요소로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체연료 제조방법 중 연소부 제조방법은 고체연료의 연소부를 제조한 후 완정된 완제품을 연소부 제조장치 밖으로 배출하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부(61)를 제조하는 단계(S600)는 상기 압출된 혼합원료를 제2 싸이로(31)를 통하여 제2 성형틀(36)에 주입하여 성형하는 단계(S610), 상기 성형된 혼합원료를 실린더가 있는 곳까지 이동시키는 단계(S620), 상기 이동된 혼합원료를 실린더로 가압하는 단계(S630)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원료를 혼합시 원료에 수분을 주입(S410)하여 교반 및 혼합(S420)하는 것을 포함하는 것이 바람직하며, 혼합원료를 실린더가 있는 곳까지 이동시(S620) 제2 성형틀(36)을 포함하는 제2 턴테이블(35)의 회전을 통하여 이동할 수 있다.

또한, 상기 혼합원료를 실린더로 가압시 1차 실린더에 의하여 고속가압되는 1차 고속가압 단계(S631), 2차 실린더에 의하여 분쇄가압되는 2차 분쇄가압 단계(S632), 3차 자동가압 실린더(33)에 의하여 자동가압되는 3차 자동가압 단계(S633)를 더 포함할 수 있다

뿐만 아니라 도 14에 따르면, 본 발명인 고체연료 제조방법은 점화탄을 제1 싸이로(41)를 통하여 제1 성형틀(43)에 주입 및 성형하여 점화부(62)를 제조하고(S100), 제1 성형틀(43)을 제2 성형틀(36)과 그 축이 수직으로 동일한 축 위에 위치하여 제1 성형틀(43)과 제2 성형틀(36)이 상·하로 완전히 겹치게 하되(S200), 제1 성형틀(43)이 제2 성형틀(36)의 상부로 이동하며, 성형된 점화부(62)는 제1 성형틀(43)에서 제2 성형틀(36)로 중력에 의하여 낙하하되(S300), 상기 낙하된 점화탄 상부에 고체연료의 연소부(61)를 제조하는 방법(S600)을 추가하여 고체연료를 제조할 수 있다.

10: 혼합부 11: 수분장치
12: 원료 이송 컨베이어 13: 혼합장치
131: 모터 132: 재료투입 호퍼
133: 스플라인 축 134: 임펠러
135: 배출구 14: 압출장치
20, 21: 싸이로
30: 연소부 제조장치 31: 제2 싸이로
32: 1차 고속 실린더 321: 제1 실린더
322: 제2 실린더 33: 2차 분쇄가압 실린더
331: 피스톤 332: 분쇄바늘
34: 3차 자동가압 실린더 341: 제어부
35: 제2 턴테이블 36: 제2 성형틀
37: 제2 회전축 38, 47: 교반기
40: 점화부 제조장치 41: 제1 싸이로
42: 제1 턴테이블 43: 제1 성형틀
44: 받침대 45: 제1 회전축
46: 점화부 배출실린더
50: 완제품 배출부 51: 완제품 배출구
52: 완제품 이동컨베이어 53: 완제품 배출실린더
60: 완제품 61: 연소부
62: 점화부
71: 프레스 기둥 72, 73: 연결기어

Claims

원료를 혼합하는 혼합부,
상기 혼합부로부터 혼합된 원료를 압출하는 싸이로,
상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부를 제조하는 연소부 제조장치, 및
점화탄이 공급되어 점화부를 제조하는 점화부 제조장치를 포함하며,
상기 점화부 제조장치는
제1 회전축을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 하는 제1 턴테이블, 및
상기 제1 턴테이블에 하나 이상 형성되며 점화탄이 주입되어 점화부가 성형되는 제1 성형틀을 포함하고,
상기 연소부 제조장치는
제2 회전축을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 하는 제2 턴테이블, 및
상기 제2 턴테이블에 하나 이상 형성되며 상기 혼합원료가 투입되어 연소부가 생성되는 제2 성형틀을 포함하고,
상기 제1 턴테이블은 상기 제2 턴테이블의 상부에 위치하며,
상기 제1 턴테이블과 상기 제2 턴테이블은 각 회전반경이 상·하로 일부가 겹치도록 이격되고,
상기 제1 턴테이블 및 제2 턴테이블이 1회전하는 동안, 모든 상기 제1 성형틀은 상기 제2 성형틀과 1번 이상 겹칠 수 있도록 상기 제1 성형틀 및 상기 제2 성형틀이 상기 제1 턴테이블 및 상기 제2 턴테이블에 배열되는
고체연료 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 혼합부는
원료가 교반 및 혼합되는 혼합장치 및 수분을 주입하는 수분장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 연소부 제조장치는
상기 혼합원료를 제2 성형틀에 주입하는 제2 싸이로, 및
상기 제2 성형틀에 주입된 혼합원료를 가압하는 실린더를 포함하는
고체연료 제조장치.
삭제
제3항에 있어서,
상기 실린더는 1차 고속 실린더, 2차 분쇄가압 실린더, 3차 자동가압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 1차 고속 실린더는
상기 제2 성형틀에 공급된 재료를 고속가압하는 제1 실린더,
상기 고속가압 후 고압으로 가압하는 제2 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 2차 분쇄가압 실린더는 그 피스톤에 분쇄바늘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 점화부 제조장치는
점화탄을 제1 성형틀에 주입하는 제1 싸이로를 더 포함하는
고체연료 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 성형틀은 제1 턴테이블을 상·하로 관통하며,
상기 제1 성형틀의 하부를 개폐(開閉)할 수 있는 받침대를 더 포함하는
고체연료 제조장치.
삭제
원료를 혼합하는 혼합부,
혼합부로부터 혼합된 원료를 압출하는 싸이로,
상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부를 제조하는 연소부 제조장치, 및
점화탄이 공급되어 점화부를 제조하는 점화부 제조장치를 포함하며,
상기 점화부 제조장치는
제1 회전축을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 하는 제1 턴테이블, 및
상기 제1 턴테이블에 하나 이상 형성되며 점화탄이 주입되어 점화부가 성형되는 제1 성형틀을 포함하고,
상기 연소부 제조장치는
제2 회전축을 축으로 하여 위치가 고정된 중심축회전을 하는 제2 턴테이블, 및
상기 제2 턴테이블에 하나 이상 형성되며 상기 혼합원료가 투입되어 연소부가 생성되는 제2 성형틀을 포함하고,
상기 제1 턴테이블은 상기 제2 턴테이블의 상부에 위치하며,
상기 제1 턴테이블과 상기 제2 턴테이블은 각 회전반경이 상·하로 일부가 겹치도록 이격되고,
상기 제1 턴테이블 및 제2 턴테이블이 1회전하는 동안, 모든 상기 제1 성형틀은 상기 제2 성형틀과 1번 이상 겹칠 수 있도록 상기 제1 성형틀 및 상기 제2 성형틀이 상기 제1 턴테이블 및 상기 제2 턴테이블에 배열되는
고체연료 제조장치를 사용하여,
원료를 혼합하는 단계,
혼합된 원료를 싸이로를 통하여 압출하는 단계,
상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 제1 성형틀은 제2 성형틀과 상·하로 겹치되, 제1 성형틀이 제2 성형틀의 상부로 이동하며,
상기 점화부는 제1 성형틀에서 제2 성형틀로 중력에 의하여 낙하한 후,
상기 낙화된 점화부 상부에 상기 연소부가 제조되어 상기 점화부와 결합되는
고체연료 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 원료를 혼합하는 단계는
원료에 수분을 주입하여 교반 및 혼합하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 압출된 혼합원료를 가압하여 고체연료의 연소부를 제조하는 단계는
상기 압출된 혼합원료를 2차 싸이로를 통하여 2차 성형틀에 주입하여 성형하는 단계,
상기 성형된 혼합원료를 실린더가 있는 곳 까지 이동시키는 단계 및
상기 이동된 혼합원료를 실린더로 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법.
제14항에 있어서,
상기 혼합원료를 실린더가 있는 곳 까지 이동시키는 단계는
제2 성형틀을 포함하는 제2 턴테이블의 회전을 통하여 이동하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법.
제14항에 있어서,
상기 이동된 혼합원료를 실린더로 가압하는 단계는
1차 실린더가 혼합원료를 고속가압하는 1차 가압 단계,
2차 실린더가 1차 가압된 혼합원료를 분쇄가압하는 2차 가압 단계,
자동가압실린더가 2차 가압된 혼합원료를 자동가압하는 3차 가압 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체연료 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 점화부는
점화탄을 제1 싸이로를 통하여 제1 성형틀에 주입 및 성형하여 점화부를 제조하는
고체연료 제조방법.