KR102134665B1 - 로터리 킬른 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입자나 덩어리 상태의 소재를 연속적으로 소성 처리하는 로터리 킬른에 관한 것으로, 특히 동체를 정회전 또는 역회전시킴으로써 소성되는 소재를 지속적으로 교반하여 소성효율을 향상시킴과 아울러, 소성이 완료된 소재를 자동으로 배출시키도록 한 로터리 킬른에 관한 것이다.
이는 처리물의 공급과 배출을 위한 공급안내관 및 배출안내관이 전ㆍ후단으로 구비되는 동체를 가지며, 이 동체는 구동원으로 회전하며 처리물을 전단에서 후단으로 이송시키면서 둘레에 중첩적으로 설치되는 히터로 소성 공정을 이루게 하는 로터리 킬른으로서, 상기 동체의 내벽면에는 절곡된 가이드편을 가지는 다수의 블레이드들을 일정한 간격으로 이격되게 전체면에 걸쳐 나선형으로 구비하여 동체의 정회전 작동에 의해 처리물을 교반 및 이송시키도록 구성하고, 상기 동체의 내벽면 전단에는 상기 블레이드와 역방향의 각도를 가지는 다수의 역류방지블레이드를 구비하여 투입된 처리물이 역류되는 것을 방지토록 구성하며, 상기 동체의 후단에는 전단이 좁고 후단이 점차적으로 좁아지는 콘 형태로 구비되면서도 후단에는 배출구를 가지는 배출안내관을 일체형으로 구비하는 것을 포함하고, 상기 배출안내관의 내벽면에는 동체의 역회전에 의해 소성이 완료된 처리물을 배출구로 배출토록 하면서도 끝단에 가이드편을 가지는 나선형의 리본스크류를 구비하여서 된 것이다.

Description

로터리 킬른{Rotary kiln}

본 발명은 입자나 덩어리 상태의 소재를 연속적으로 소성 처리하는 로터리 킬른에 관한 것으로, 특히 동체를 정 또는 역회전시킬 수 있도록 구성함으로써 소재를 소성시에는 정회전시켜 지속적으로 교반하여 소성효율을 향상시킴과 아울러, 소성이 완료된 상태에서는 역회전시켜 소재를 자동으로 배출시키도록 한 로터리 킬른에 관한 것이다.

일반적으로 소성은 요업 등의 광물 가공공업에서 광물류의 소재를 굽는 고온 처리의 한 방식으로서 널리 사용되고 있으며, 이러한 소성이 필요한 광물로서는 단일 광물, 혼합 광물 또는 일정 비율로 배합한 광물을 분말 모양, 덩어리 모양, 일정 형상으로 성형한 상태 등을 사용하게 된다.

소성이 필요한 장치로서는 둥근 가마, 세로 가마, 터널 가마, 로터리 킬른 등 각종 형식의 로가 목적에 따라 적용되고 있고, 그 중에서도 로터리 킬른은 제철소ㆍ시멘트 제조공장ㆍ쓰레기소각장 등에서 도자기 제품이나 덩어리, 분말 등의 소재를 소성 처리시키는 가열로로 널리 사용되고 있다.

종래에 제안된 보편적인 구조의 로터리 킬른은 소정 길이를 가지는 원통형의 동체가 가로방향으로 기울기를 가지고, 히터가 외벽면에 중첩적으로 구비되며, 이 동체의 선단에는 처리물을 공급시키는 피더가 구비됨과 동시에, 후단에는 소성이 완료된 처리물을 배출하기 위한 배출구가 구비되어 있는 구조를 가진다.

따라서 이와 같은 로터리 킬른은 동체가 별도의 구동원에 의해 소정 속도로 회전하게 되고, 동체의 내벽면에 구비되는 나선형의 블레이드에 의해 처리하고자 하는 소재가 이송되면서 히터의 열원으로 소정의 소성공정을 이룬 후 배출구로 배출되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 로터리 킬른에서는 동체의 내부에 소성하고자 하는 소재를 넣고 별도의 구동원으로서 동체를 소정 속도로 회전시키면서 소성공정을 이루게 되나, 동체의 내부에 투입된 소재의 교반이 원활하게 이루어지지 않아 소성효율이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 동체의 내벽면에 다수의 나선형 블레이드가 구비되어 처리하고자 하는 소재를 이동시키면서 교반을 이루기는 하지만, 블레이드의 구조가 단순히 원주방향을 따라 구비되거나 또는 나선형으로 구비되는 것임으로써 충분한 교반이 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 가로방향으로 기울기를 갖추었다 하더라도 이송이 원활하게 이루어지지 않는 구조적인 문제점이 있었다.

또한 소성이 이루어진 후 처리물을 동체로부터 배출시에도 그 구조적인 특성으로 인하여 원활하게 배출이 이루어지지 않는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

한편, 종래에 제안된 로터리 킬른으로서는 대한민국 등록특허 제10-1594657호를 들수 있다.

이는 원료의 장입 및 배출이 가능토록 제공되며, 구동수단에 연계되어 회전가능하게 지지되는 본체; 및 상기 본체의 내측면에 복수로 제공되어 상기 본체의 회전에 대해 원료가 연속적으로 이동할 수 있도록 회전방향에 대해 후방으로 만곡되며 중심축을 통과하는 반원선상에 형성되어 상기 본체 내부로 공급된 원료의 혼합을 유도하고 가스와의 접촉면적이 증가하도록 원료를 교반하는 배플;을 포함하고 있다.

상기 배플은 상기 본체의 중심축선상을 따라 인접하는 다른 배플 사이에 서로 다른 각도로 위치하도록 배열되고, 상기 본체의 중심축을 통과하여 연결되며, 본체의 회전방향에 대해 후방으로 만곡되는 반원형 플레이트를 포함하는 구조이다.

그러나 이와 같은 종래의 로터리 킬른은 본체의 내부에 구비되는 배플이 반원형 플레이트로 구비됨으로써 본체 내부로 공급되는 원료의 혼합을 유도하고 가스와의 접촉면이 증가되도록 한 것이나, 이 역시 배플의 플레이트가 반원형으로 형성되는 단순한 구조에 불과함으로써 원료의 충분한 교반을 기대하는데는 한계가 있었고, 더욱이 처리된 원료를 배출하는 구조가 복잡하여 배출효율이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

대한민국 특허 등록 10-1594657 대한민국 특허 등록 10-1528048

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 소성하고자 하는 소재를 로터리 킬른의 내부로 투입시켜 전체적으로 고르게 교반시킴과 동시에 이송시키면서 소성이 원활하게 이루어지도록 하는 것이고, 또한 소성이 완료된 처리물은 동체의 회전방향을 바꾸어 주는 것만으로 자동 배출시켜 다음공정으로 이송시킬 수 있도록 함으로써 작업의 안정성 및 효율성을 향상시키도록 하는 로터리 킬른을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 입자나 덩어리 상태의 소재를 일정량씩 소성 처리하는 로터리 킬른를 제공함에 의해 달성되는데, 이 로터리 킬른은 처리물인 소재의 공급과 배출을 위한 콘 형태의 공급안내관 및 배출안내관이 전ㆍ후단으로 구비되는 동체를 가지며, 이 동체는 별도의 구동원으로 회전되어 처리물을 동체의 전단에서 후단으로 이송시키면서 둘레에 중첩적으로 설치되는 히터에 의해 소성공정이 이루어지는 로터리 킬른을 가진다.

또한 상기 로터리 킬른의 동체는 별도의 구동원에 의해 소성시와 배출시에 따라 정회전 또는 역회전이 선택적으로 이루어지게 되고, 내부의 벽면에는 다수의 블레이드가 나선을 따라 독특한 배열로 구성됨으로써 소성시에는 투입되는 소재를 동체의 전,후로 고르게 교반토록 하여 소성효율을 향상시키도록 하는 것이고, 이와 달리 소성이 완료된 처리물의 배출시에는 동체의 회전방향을 반대방향으로 바꾸어 주는 것만으로 동체의 내부와 배출안내관의 내부에 구비되는 블레이드에 의해 자동 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다

본 발명에 따른 로터리 킬른에 의하면, 동체의 내부에 독특한 구조와 배열로 이루어지는 다수의 블레이드를 구비하여 소성하고자 하는 소재를 동체의 전,후 방향으로 고르게 교반시키는 작동을 반복함으로써 원활하고도 안정된 소성을 이루게 하는 효과를 가지게 된다.

또한 본 발명은 소성이 완료된 소재는 동체 및 배출안내관의 내부에 구비되는 독특한 블레이드의 구조에 의하여 동체의 회전방향을 반대로 바꾸어 주는 것만으로 소재의 배출을 원활하고도 자동으로 이루게 하는 효과를 가지게 되는 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 로터리 킬른의 정면구성도
도 2는 본 발명 도1의 측면구성도
도 3은 본 발명 도1에서 동체부분만을 보인 평면구성도
도 4는 본 발명 도3에서 동체부분을 단면하여 보인 구성도
도 5는 본 발명 배출안내관 부분을 확대하여 보인 구성도
도 6은 본 발명 배출안내관을 보인 사시도
도 7은 본 발명 도6의 배면사시도
도 8은 본 발명 도7의 정면구성도

이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 도1 내지 도3에서는 본 발명이 적용되는 로터리 킬른의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도4는 본 발명의 동체를 단면하여 보인 도면이며, 도5 이하에서는 본 발명의 배출안내관의 구조를 상세히 나타낸 도면이며, 상기 도면에서 부호 100은 입자나 덩어리 상태의 소재를 연속적으로 소성 처리토록 하는 로터리 킬른을 표시하고 있다.

상기 로터리 킬른(100)은 동체(10)가 대략 중공의 긴 관형으로 이루어져 구성되고, 전단에는 처리물인 소재를 공급시키는 피더(20)와 연결되면서 공급되는 소재가 원활하게 투입될 수 있도록 콘 형태의 공급안내관(30)이 구비됨과 동시에, 후단에는 소성이 완료된 처리물의 배출구(41)가 구비된 콘 형태의 배출안내관(40)이 구비되며, 동체(10)의 외표면 둘레에는 처리물의 소성처리를 위한 가열 열원의 히터(50)가 중첩적으로 구비되는 구조를 가진다.

상기 동체(10)는 원통형으로 구비되어 가로방향으로 설치되면서 기대(11)상에서 구름롤(12)에 의해 떠받쳐지는 상태로 설치되고, 별도의 구동원에 의해 정,체 체 역회전이 가능하게 되며, 이때 동체(10)는 밀폐환경에서 소성 공정을 수행하게 된다.체

또한 상기 동체(10)의 내부 벽면에는 일정한 간격으로 이격되게 전체면에 걸쳐 단속적인 나선상으로 구비되어 동체의 정회전 작동에 의해 처리물을 교반 및 이송시키도록 하는 가이드편을 가지는 다수의 블레이드들(13)들이 내향 돌출되게 구비되며, 이들 각 블레이드(13)들의 끝단에는 가이드편(13a)이 절곡되는 형태로 구비됨으로써 동체(10)의 회전에 따라 처리물을 퍼올려서 부어주는 리프트의 기능으로서 고르게 교반함과 더불어 처리물을 일측에서 배출구(41)를 향하여 이송시키는 이송 기능의 작동을 이루게 된다.

이러한 블레이드(13)들은 원통형으로 이루어지는 동체(10)의 내벽면 전체에 걸쳐서 다수 개가 구비되는 것으로, 나선방향을 따라 일정한 간격으로 이격되는 형태로 구비되며, 각각의 블레이드(13)들 사이의 공간으로는 처리물이 유통되는 구조를 가진다.

또 상기 동체(10)의 입구측에는 한번 투입된 소재가 역방향으로 역류하지 않도록 하기 위한 또다른 형태의 역류방지블레이드(14)가 블레이드(13)들과는 반대방향의 각도로 구비된다.

즉, 상기 역류방지블레이드(14)는 동체(10)의 내벽면에서 원주방향을 따라 다수 개가 등간격으로 구비됨과동시에, 이들 역류방지블레이드(14)들은 기본적인 블레이드(13)와는 정반대 방향의 각도로 구비됨으로써 동체(10)의 내부로 한번 투입된 소재는 역방향을 이송되는 것을 방지하게 된다.

또한 상기 동체(10)의 전단에는 소재가 유입 공급되는 공급안내관(30)이 일체형으로 연결 구비되며, 이의 공급안내관(30)은 전단이 좁고 후면으로 갈수록 넓어지는 콘 형태로 구비되어 피더(20)를 통하여 공급되는 소재를 동체(10)의 내부로 원활하게 안내하게 된다.

즉, 상기 공급안내관(30)은 피더(20)와 연결되는 유입구측은 좁고 반대측의 동체(10)로 갈수록 점차 넓어지는 콘 형태로 구비됨으로써 피더(20)를 통하여 공급되는 소재의 공급은 원활하게 이루어지면서도 동체(10)로 공급된 소재는 역방향으로 역류되지 않는 것이다.

또한 상기 동체(10)의 후단에는 상기 공급안내관(30)과 동일한 형태의 배출안내관(40)이 역시 일체형으로 연결 구비되며, 이는 전단이 넓고 후단으로 갈수록 좁아지는 콘 형태로 구비되면서 그 끝단에는 배출구(41)가 형성되어 소성이 완료된 처리물을 다음 공정으로 원활하게 배출시키는 기능을 제공하게 된다.

상기 배출안내관(40)의 내벽면에는 동체(10)가 회전되면서 소성처리된 처리물을 배출하기 위한 적어도 하나 이상의 소라형 리본스크류(42)가 내향 돌출되게 구비되는 것으로, 상기 리본스크류(42)는 배출안내관(40)의 전단에서 후단까지 신개선상으로 구비되어 동체(10)의 회전에 따라 처리물을 배출구(41)로 이송 배출시키게 된다.

즉, 상기 리본스크류(42)는 도면에서 참조되듯이 배출안내관(40)의 내부 벽면에서 동체(10)의 정회전 방향을 따라 나선형으로 형성되어 동체(10)가 정회전하는 경우에는 나선의 반대방향으로 회전됨에 따라 처리물이 정지된 상태에서의 교반작용을 이루게 하고, 동체(10)가 역회전하는 경우에는 동체(10)내의 처리물을 나선을 따라 이송시키게 된다.

이때 상기 리본스크류(42)의 끝단에는 처리물을 퍼올리면서 이송을 용이하게 하기 위하여 내측으로 절곡되는 가이드편이 일체로 형성될 수 있으며, 또 상기 리본스크류(42)는 본 실시예에서는 원활한 이송을 위하여 원주방향을 따라 세 개가 등간격으로 구비된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 로터리 킬른(100)은 소성하고자 하는 처리물이 피더(20)를 거쳐 공급안내관(30)을 통하여 동체(10)의 내부로 투입된 후, 별도의 구동원에 의해 동체(10)가 정회전으로 작동되면서 소성공정을 수행하게 된다.

즉, 동체(10)의 내부로 일정량의 처리물이 투입된 상태에서 동체(10)가 일정방향으로 정회전하게 되면, 첨부된 도면의 도4에서 참조되듯이 그 내부 벽면에 나선형으로 구비되는 다수의 블레이드(13)들에 의해 처리물은 하부에서 상부측으로 퍼올려짐과 아울러, 동체(10)의 전방에서 후방으로 이송하게 되고, 후방으로 이송된 처리물은 블레이드(13) 및 배출안내관(40)의 리본스크류(42)에 의해 다시 역방향으로 이송하는 것을 반복하게 된다.

특히 각 블레이드(13)의 끝단에 형성된 절곡된 가이드편(13a)들에 의해 동체(10)의 바닥면으로 투입된 처리물을 동체(10)의 회전에 의해 상부측으로 원활하게 퍼올려져서 하부로 낙하하는 것을 반복하게 된다.

이와 동시에 동체(10)의 외표면에서 중첩되게 구비되는 히터(50)의 가동으로 가열되어져 소성이 이루어지게 되며, 이러한 작동을 연속적으로 행함으로 인하여 필요로 하는 충분한 소성공정이 이루어지게 된다.

이때 상기 동체(10)의 내부 전단에는 다수 개의 역류방지블레이드(14)들이 기본적인 블레이드(13)와는 다른 방향으로 구비되어 있음으로써 동체(10)가 회전함에 의해 처리물이 전단의 공급안내관(30)으로 역류되는 것이 방지하게 된다.

상기와 같은 일련의 작동으로 소성이 완료되면, 동체(10)는 역방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 동체(10)내에 처리완료된 처리물은 후단의 배출안내관(40)으로 이송되고, 상기 배출안내관(40)에서는 적어도 하나 이상으로 구비되는 소라형의 리본스크류(42)에 의해 처리물을 그 후단인 배출구(41)측으로 이송시켜 완전히 배출시키게 된다.

즉, 상기 리본스크류(42)는 콘 형태의 배출안내관(40)내에서 정회전방향을 따라 소라형으로 구비됨에 따라 소성이 이루어지는 소성공정에서는 동체(10)가 정회전 작동됨으로써 나선형의 후면이 처리물을 역방향으로 밀어서 배출을 허용하지 않지만, 이와는 반대로 처리물을 배출시키기 위하여 동체(10)를 반대방향인 역방향으로 회전시키게 되면, 신개선상으로 이루어지는 리본스크류(42)는 처리물을 배출구(41)측으로 이송시켜 배출을 허용하게 되는 것이다.

그러므로 본 발명에서는 동체(10)를 소성공정과 배출공정에 따라 선택적으로 정회전 또는 역회전시킴으로써 안정되고도 효율적인 소성 및 배출공정을 이룰 수가 있게 되는 것이다.

100:로터리 킬른 10:동체
11:기대 12:구름롤
13:블레이드 13a:가이드편
14:역류방지블레이드 20:피더
30:공급안내관 40:배출안내관
41:배출구 42:리본스크류
50:히터

Claims (3)

1. 삭제
2. 처리물의 공급과 배출을 위한 공급안내관 및 배출안내관이 전ㆍ후단으로 구비되는 동체를 가지며, 상기 동체는 구동원으로 회전되어 처리물을 전단에서 후단으로 이송시키면서 둘레에 중첩적으로 설치되는 히터에 의해 소성 공정이 이루어지게 되는 로터리 킬른으로서,
   상기 동체의 내벽면에 일정한 간격으로 이격되게 전체면에 걸쳐 단속적인 나선상으로 구비되어 동체의 정회전 작동에 의해 처리물을 교반 및 이송시키도록 하는 가이드편을 가지는 다수의 블레이드들;
   상기 동체의 내벽면 전단에 구비되면서 상기 블레이드들과 역방향의 각도를 가지며 투입된 처리물이 역류되는 것을 방지토록 하는 다수의 역류방지블레이드;
   상기 동체의 후단에 구비되고, 전단이 넓고 후단으로 갈수록 좁아지는 콘 형태로 이루어 그 끝단에서 소성이 완료된 처리물을 다음 공정으로 원활하게 배출시키는 배출구가 구비되는 배출안내관; 및
   상기 배출안내관의 내벽면에 신개선상으로 적어도 하나 이상 구비되어 동체의 정,역회전에 의해 소성되는 처리물을 교반 및 배출구로 배출해내는 소라형의 리본스크류들이 구비된 것을 특징으로 하는 로터리 킬른.
   
3. 삭제

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