KR20020023195A

KR20020023195A - 왕겨팽연화장치

Info

Publication number: KR20020023195A
Application number: KR1020010085506A
Authority: KR
Inventors: 서용교
Original assignee: 서용교; 주식회사 대원지에스아이
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2002-03-28

Abstract

본 발명은 왕겨를 팽창연화시키는 왕겨팽연화장치에서 있어서, 왕겨팽연화장치(1)의 압축부(13) 내 전체둘레에 왕겨를 균등하게 공급할 수 있고, 압축부(13) 내에서 상기 왕겨의 분포를 고르게 할 수 있으며, 압축가열된 왕겨를 균일하게 토출할 수 있고, 회전축부(15)의 회전관성모멘트를 균형있게 할 수 있고, 미세분진에 의한 막힘현상이 없도록 한 왕겨팽연화장치(1)를 제공하는데 있다.

본 발명에서는 왕겨팽연화장치(1)의 입형왕겨압축장치(4)를 수직으로 구성한 것과 회전축부(15)의 양단을 지지시켜 회전 가능토록 한 것과 미세분진에 의한 막힘이 없도록 공기공급관(11)이 마련되는 왕겨팽연화장치(1)가 제시된다.

Description

왕겨팽연화장치{Rice-Chaff Expanding Apparatus}

본 발명은 섬유질 재료, 특히 왕겨(벼의 겉껍질)를 연속적으로 팽창 및 연화시키는 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 왕겨팽연화장치(1)의 압축부(13) 내 전체둘레에 왕겨를 균등하게 공급할 수 있고, 압축부(13) 내에서 상기 왕겨의 분포를 고르게 할 수 있으며, 노즐부(34)에서 압축가열된 왕겨를 균일하게 토출할 수 있고, 회전축부(15)의 회전관성모멘트를 균형있게 할 수 있고, 미세분진에 의한 왕겨공급의 막힘현상이 없도록 한 왕겨팽연화장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕겨는 미곡종합처리장 및 도정공장에서 발생되는 벼의 부산물로서, 왕겨는 표면에 굵은 강모가 존재하고 리그닌으로 다져져 있고 표피세포에 규산으로 침적되어 있어 조직이 강하고 수분침투가 어려워 부숙이 잘 되지 않기 때문에 이용에 어려운 문제점이 있었다. 상기 문제점을 감안하여 왕겨의 조직을 팽창 및 연화시켜 수분흡수율이 향상되도록 한 왕겨팽연화장치가 일반적으로 알려져 있다. 팽연된 왕겨표면의 내부구조를 확대하여 보면 보이지 않는 미세한 공극이 형성되어 있으며, 미세한 공극 사이로 수분침투가 쉬워 부숙이 용이하고, 표면의 굵은 강모가 없어져 조직이 연하여 부드러운 감촉을 주기 때문에 사용이 용이하다.

상기 종래의 왕겨팽연화장치를 살펴보면, 투입된 왕겨를 압축하는 원통형케이싱을 수평방향으로 배출하도록 토출구를 형성하고, 상기 원통형케이싱의 끝단면이 좁아지도록 테이퍼지게 구성함과 동시에, 원통형케이싱 내에 나선형의 스크류가 구비된 스크류축을 수평방향으로 회전시켜 압축하도록 구성하고, 상기 스크류축의 끝단면이 좁아지도록 테이퍼지게 구성하여 왕겨의 팽창 및 연화를 행하도록 되어있다. 즉, 상기 종래의 왕겨팽연화장치는 왕겨를 투입하여 물을 가하면서 스크류축을 회전시켜 압축하면 왕겨는 압축가열되고, 상기 압축가열된 왕겨를 원통형케이싱 끝단부의 토출구에서 대기 중으로 방출하여 왕겨를 단열팽창시킴과 동시에 분쇄하도록 되어있다. 상기와 같은 왕겨팽연화장치에 의해 제조된 팽연왕겨는 원료인 왕겨에 비해 작은 입도로 형성되고, 그 입도는 스크류축과 토출구 벽면과의 사이에 형성되는 간극을 작게 함으로써 팽연왕겨의 입자를 미세하게 할 수가 있고, 이 간극을 크게 함으로써 팽연왕겨의 입자를 거칠게 하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 횡형의 왕겨팽연화장치는 단면이 좁아지도록 테이퍼 진 원통형케이싱 내에서 원료인 왕겨가 하부에 편재되기 쉽기 때문에 그 분포가 불균일하고 토출구에서 토출되는 팽연왕겨의 양이 불균일하여 주축모터의 전류치를 크게 변동 시키게된다. 그러므로, 상기 주축모터의 동력을 크게 설정할 필요가 있으며, 원통형케이싱 내에 왕겨의 분포가 균일하지 않기 때문에 단면이 좁아지도록 테이퍼 진 스크류축 및 원통형케이싱 내면의 마모가 불균일해져서 스크류축 및 원통형케이싱의 수명이 짧게 되는 것이 문제점이다.

또한, 종래의 횡형의 왕겨팽연화장치는 원통형케이싱 내에 스크류축이 테이퍼진 반대측에만 베어링으로 지지되어 있어서 회전시 스크류축의 수평 흔들림이 커지고 왕겨의 하부 편재와 불균일한 분포에 의해서 수평 흔들림을 더욱 크게 되어, 결국 회전관성모멘트가 일정치 않아 스크류축의 피로파괴를 발생시키는 문제점이 있었다.

또한, 왕겨에 포함된 미세분진은 공급호퍼의 끝단부에 부착되어 공급호퍼를 폐쇄하여 왕겨의 공급이 불안정하게 되는 문제점도 발생되었다.

따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 왕겨를 팽창연화시키는 왕겨팽연화장치에서 있어서, 왕겨팽연화장치(1)의 압축부(13) 내 전체둘레에 왕겨를 균등하게 공급할 수 있고, 압축부(13) 내에서 상기 왕겨의 분포를 고르게 할 수 있으며, 노즐부(34) 내에서 압축가열된 왕겨를 균일하게 토출할 수 있고, 회전축부(15)의 회전관성모멘트를 균형있게 할 수 있고, 미세분진에 의한 막힘현상이 없도록 한 왕겨팽연화장치(1)를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 왕겨팽연화장치의 개략도

도 2는 도 1에 있어서 입형왕겨압축장치(4)의 일부를 도시한 부분확대도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 왕겨팽연화장치 2 왕겨정량공급장치

3 베이스 4 입형왕겨압축장치

5 호퍼 6 스크류축

7 스크류컨베이어 8 끝단부

9 공급슈트 10 왕겨공급구

11 공기공급관 12 물공급장치

13 압축부 14 압축실

15 회전축부 16 모터

17 상부하우징 18 상부회전축

19 상부베어링 20 하부베어링

21 하부회전축 22 스크류날

23 테이퍼면 24 측벽부

25 토출구 26 배출구

27 원통형케이싱 28 압축부케이싱

29 노즐부케이싱 30 하부하우징

31 회전디스크 32 슬리브

33 스크레이퍼 34 노즐부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 왕겨팽연화장치(1)는, 원통형케이싱(27)을 수직으로 배설하고, 원통형케이싱(27) 측벽부에 왕겨공급구(10) 및 물공급장치(12)를 구비하고, 왕겨공급구(10)에 공기공급관(11)을 마련하고, 원통형케이싱(27) 하단에 상부에서 하부를 향해 단면이 좁아지도록 테이퍼 진 중공형의 압축부(13)를 구성하고, 압축부(13)의 하단부에는 토출구(25)를 구비한 노즐부(34)를 구성하고, 원통형케이싱(27) 내부에는 회전하도록 되어 있는 회전축부(15)를 수직으로 형성되도록 하고, 회전축부(15)는 상부하우징(17)의 상부베어링(19)에 결합되어 모터(16)와 연결되는 상부회전축(18)과 하부하우징(30)의 하부베어링(20)에 결합되는 하부회전축(21)을 구비하여 연결 결합되도록 하고, 상기 압축부(13) 내부에 배설되는 회전축부(15)는 단면이 좁아지도록 테이퍼져 외주면에 나선형의 스크류날(22)이 형성되고, 상기 하부하우징(30) 내부의 하부회전축(21)에는 스크레이퍼(33)와 회전디스크(31) 및 슬리브(32)가 삽입되어 회전되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 왕겨팽연화장치(1)의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 왕겨팽연화장치(1)의 개략도로서, 왕겨팽연화장치(1)는 왕겨정량공급장치(2) 및 베이스(3)에 설치되어 있는 입형왕겨압축장치(4)와 물공급장치(12)로 구성된다.

왕겨정량공급장치(2)는 왕겨가 투입되는 호퍼(5)를 구비하고, 상기 호퍼(5)는 스크류축(6)을 내부에 갖춘 왕겨 반송용 스크류컨베이어(7)에 접속되고, 스크류컨베이어(7)의 끝단부(8)에는 공급슈트(9)가 설치되며, 공급슈트(9)의 하단에는 왕겨공급구(10)가 입형왕겨압축장치(3)의 원통형케이싱(27) 측벽부에 접속하여 설치되어 있다. 이때 공급슈트(9)의 설치각도는 수평면에 대해 왕겨의 안식각 45°이상이 되는 각도로 경사지게 형성된다. 또한, 상기 공급슈트(9)의 왕겨공급구(10) 상단에는 콤퓨레샤(미도시)에 접속되는 공기공급관(11)이 압축부(13)를 향하여 압축 공기가 분사될 수 있도록 설치되어 있다.

또한, 물공급장치(12)는 물공급탱크(미도시)에 접속하여 펌프를 갖춘 물순환로(미도시)를 통하여 원통형케이싱(27) 측벽부에 관통되어 압축부(13)내로 연속적으로 공급되도록 구성되어 있다.

입형왕겨압축장치(4)는 수직방향으로 구성되어져 있으며, 베이스(3)에 설치된 원통형케이싱(27) 내부에는 회전축부(15)가 수직방향으로 늘어져 설치되어 있다. 상기 회전축부(15)의 상단부는 모터(16)에 연결하고 상부하우징(17)의 상부베어링(19)에 연결하여 결합되도록 상부회전축(18)을 구성하고, 상기 회전축부(15)의 하단부는 하부하우징(30)의 하부베어링(20)에 연결하여 결합되도록 하부회전축(21)으로 구성하였다. 상기 원통형케이싱(27) 내부에 배설되는 회전축부(15)는 하부를 향하여 단면이 좁아지도록 테이퍼 져 외주면에 나선형의 스크류날(22)이 구비되어 있다.

도 2는 도 1에 있어서 입형왕겨압축장치(3)의 일부를 도시한 부분확대도로서, 원통형케이싱(27)은 베이스(3)의 상측면에 고정되도록 원통형으로 형성되어 있으며 압축부케이싱(28)은 베이스(3)의 하측면에 고정되도록 구성되어 있다. 원통형케이싱(27)과 압축부(13) 및 노즐부(34) 내부에 형성되어 있는 압축실(14)에는 상부가 왕겨를 투입하기 위한 왕겨공급구(10) 및 물공급장치(12)를 구비하고, 상기 압축실(14)의 중간부에는 하부가 좁은 테이퍼면(23)을 가지는 압축부케이싱(28)으로 형성되며 압축부케이싱(28) 내측면에는 삽탑이 가능하도록 테이퍼면(23)이 형성된다. 상기 압축실(14)의 하부에는 노즐부케이싱(29)으로 형성되며 압축부케이싱(28)과 노즐부케이싱(29)은 고정되도록 구성된다. 노즐부케이싱(29)의 내측면에는 삽탑이 가능하도록 측벽부(24)를 구성하고, 상기 측벽부(24)의 내벽면과 회전축부(15)의 축면 사이에는 압축가열된 왕겨를 배출하는 토출구(25)가 형성된다. 압축실(14) 내부에는 회전축부(14)가 수직방향으로 설치되고, 회전축부(14) 내부에는 하부회전축(21)이 끼워지도록 구성하고, 상기 하부회전축(21)은 하부하우징(30) 내부에 하부베어링(20)에 연결 결합된다. 하부하우징(30)의 상측면에는 하부하우징(30) 내부에 팽연왕겨가 칩입하지 않도록 회전디스크(31)가 설치된다. 상기 회전디스크(31)의 외주면은 배출이 용이하도록 하부로 경사지도록 구성되며, 하부베어링(20)과 하부회전축(21)에 삽입되는 슬리브(32)의 상부에 설치되어 하부회전축(24)과 함께 회전되도록 구성된다. 또한, 상기 회전디스크(47) 상부에는 스크레이퍼(33)가 하부회전축(21)에 삽입되어 회전되도록 구성되어 있으며 팽연왕겨는 배출구(26)를 통하여 배출되도록 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 왕겨팽연화장치(1)의 작용은 다음과 같다. 먼저 왕겨정량공급장치(2)에서 왕겨를 정량공급하게 된다. 이때 수평면에 대해 왕겨의 안식각 45°이상, 특히 50°이상의 각도로 경사지게 형성되어 왕겨공급의 막힘이 없도록 구성된 공급슈트(9)를 통하여 입형왕겨압축장치(3)의 원통형케이싱(27) 내부의 압축실(14)로 공급되며, 상기 공급슈트(9)의 왕겨공급구(10)의 일측에는 공기공급관(11)이 압축부(13) 내의 압축실(14)의 하향방향으로 설치되어 미세분진이 쌓이는 것을 방지하여 왕겨의 공급이 원활하게 된다.

입형왕겨압축장치(3)의 압축실(14) 내부에는, 회전축부(15)가 수직방향으로 늘어져 설치되어 각각 상하부베어링(19)(20)에 의해 지지되고 있기 때문에 회전시 회전축부(15)의 흔들림이 적으며, 압축부(13)의 압축실(14) 내 전체둘레에 왕겨를 연속적이고 균등하게 공급된다. 압축부(13)의 압축실(14)에 공급된 왕겨는 압축실(14)의 테이퍼면(23)과 회전축부(15)의 스크류에 의해 압축되면서 토출구(25)를 향해 이동된다. 상기 압축과정에서 왕겨에 물이 연속적으로 첨가 혼합되는데, 물의 공급은 왕겨가 물에 떠오르지 않도록 원통형케이싱(27)과 압축부케이싱(28) 사이에서 어느 정도 압축된 왕겨에 물이 공급된다. 압축실(14) 내에 투입된 왕겨는 시간당 왕겨의 중량이 600내지 800kg이고, 이 왕겨중량에 대해 물이 20내지 25%로 약 150내지 200ℓ가 공급된다. 압축실(14) 내의 회전축부(15)의 회전은 약 200rpm이고, 상기 회전축부(15)의 회전에 의해 왕겨와 물이 혼합된다. 물이 혼합된 왕겨는 회전축부(15)의 스크류날(22)이 있는 테이퍼 진 부분의 회전에 의해 압축부(13)의 테이퍼면(23)를 따라 노즐부(34)의 토출구(25)를 향해 이동하면서 압축 및 발열되어 왕겨의 온도는 200℃이상이며 이때 포화수증기의 압력은 대략 5내지 6kg/㎠ 혹은 그 이상의 압력에 달한다. 200℃이상의 온도로 가열된 왕겨는, 노즐부(34)의 측벽부(24)과 회전축부(15) 외주면사이의 토출구(25)에서 대기 중으로 토출되어 폭발적으로 팽창 및 연화된다. 이 때 노즐부(34)의 측벽부(24)와 회전축부(15) 사이의 간극을 조정함으로써 팽연화 왕겨의 입도 및 팽연화 정도를 조절할 수가 있으며, 압축부(13)의 압축부케이싱(34) 및 노즐부(34)의 노즐부케이싱(29) 내측면은 압력과 열 및 왕겨에 의해 잘 마모되는 부분이므로 마모에 강한 재질로 된 테이퍼면(23)과 측벽부(24)가 삽탈가능하도록 되어있다.

또한, 토출구(25)를 통하여 토출된 팽연왕겨는 물을 함유한 팽연왕겨의 덩어리로 되어 있어 배출이 용이하도록 하부회전축(21)에 삽입되는 회전디스크(31)와 스크레이퍼(33)로 회전시켜 팽연왕겨의 덩어리를 풀어헤친다. 그러므로 팽연왕겨의 덩어리는 분리되어 배출구(26)에 의해 외부로 배출된다.

이상의 실시예에서 팽연처리된 왕겨표면의 내부구조를 확대하여 보면 보이지 않는 미세한 공극이 형성되어 있으며, 미세한 공극 사이로 수분침투가 쉬워 처리 전의 왕겨에 비해 약 10배의 물을 흡수하고, 표면의 굵은 강모가 없어져 조직이 연하여 부드러운 감촉을 주며, 200℃이상의 고온에서 처리되므로 병원균, 해충의 알 및 잡초의 씨 등이 사멸하여 무균에 가까운 상태가 된다. 그러므로 팽연왕겨는 퇴비제조에 용이하며 수분조절재, 축사용 깔개, 가축의 조사료, 과채류의 양액재배용 배지, 육묘의 상토, 버섯의 배양재 등으로 활용할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 미세분진에 의한 막힘현상이 없어져 왕겨를 안정하게 공급할 수 있는 효과가 있으며, 압축부(13) 내 전체둘레에 왕겨를 균등하게 공급할 수 있고, 왕겨의 분포를 고르게 할 수 있어서 회전축부(15)의 부하가 균일하게 되므로 모터의 전류치가 안정되어 모터의 마력수를 줄일 수 있으며 불균일한마모를 줄여 부품의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 회전축부(15)의 양단을 지지시켜 회전가능하도록 함으로써 축의 흔들림이 없어지고, 회전축부(15) 주위의 왕겨의 분포가 균일하여 축의 피로파괴가 없어지는 효과가 있다.

또한, 압축부(13)가 입형의 형상으로 설치되기 때문에 왕겨의 균일한 밀도 분포하에서 처리되고 중력, 압축력 및 마찰력이 더 해져서 왕겨의 팽연화 정도가 균일해지고 더욱 좋아지는 효과가 있다.

Claims

왕겨를 팽연화 하는 장치에 있어서, 원통형케이싱(27)을 수직으로 배설하고, 상기 원통형케이싱(27) 측벽부에 왕겨공급구(10) 및 물공급장치(12)를 구비하고, 상기 왕겨공급구(10)에 공기공급관(11)을 마련하고, 상기 원통형케이싱(27) 하단에 상부에서 하부를 향해 단면이 좁아지도록 테이퍼 진 중공형의 압축부(13)를 구성하고, 상기 압축부(13)의 하단부에는 토출구(25)를 구비한 노즐부(34)를 구성하고, 상기 원통형케이싱(27) 내부에는 회전하도록 되어 있는 회전축부(15)를 수직으로 형성되도록 하고, 상기 회전축부(15)는 상부하우징(17)의 상부베어링(19)에 결합되어 모터(16)와 연결되는 상부회전축(18)과 하부하우징(30)의 하부베어링(20)에 결합되는 하부회전축(21)을 구비하여 연결 결합되도록 하고, 상기 압축부(13) 내부에 배설되는 회전축부(15)는 단면이 좁아지도록 테이퍼져 외주면에 나선형의 스크류날(22)이 형성되고, 상기 하부하우징(30) 내부의 하부회전축(21)에는 스크레이퍼(33)와 회전디스크(31) 및 슬리브(32)가 삽입되어 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 왕겨팽연화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 압축부(13)는 상부에서 하부를 향해 단면이 좁아지도록 테이퍼 진 중공형의 압축부케이싱(28)과 상기 압축부케이싱(28)의 내벽면에는 상부에서 하부를 향해 단면이 좁아지도록 테이퍼 져 삽탈가능한 테이퍼면(23)을 설치하고, 상기 노즐부(34)는 토출구(25)를 구비하는 노즐부케이싱(29)과 상기 노즐부케이싱(29)의 내벽면에는 삽탈가능한 측벽부(24)로 구성되어 압축부(13)와 노즐부(34)가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 왕겨팽연화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 원통형케이싱(27) 측벽부에 설치된 왕겨공급구(10)에 연결되는 공급슈트(9)의 각도는 수평면에 대하여 왕겨의 안식각 이상이 되는 각도로 형성되고, 상기 왕겨공급구(10)에 마련된 공기공급관(11)은 공급슈트(9)의 상단에 설치되어 압축부(13)를 향하여 공기가 분사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 왕겨팽연화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 하부하우징(30) 내부에는 판부재로 된 스크레이퍼(33)가 상기 하부회전축(21)에 삽입되어 회전되도록 구성하고, 상기 하부회전축(21)과 하부베어링(20)에 사이에는 원통형의 슬리브(32)가 삽입되도록 구성되고, 상기 슬리브(32)의 상단에는 외주면이 경사지도록 된 원판형의 회전디스크(31)가 상기 하부회전축(21)에 삽입되어 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 왕겨팽연화장치.