KR200373535Y1 - 왕겨 팽연화 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 왕겨 팽연화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 왕겨를 고온 고압하에서 압축 및 분쇄시켜 배출함으로써 왕겨의 단단한 조직을 파괴하여 부드럽고 수분의 흡수성이 좋은 성질을 갖도록 하는 왕겨 팽연화 장치에 관한 것이다.

본 고안에 따르면 본체와, 상기 본체의 상부에 배치되며 왕겨를 이송하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류의 하단에 배치되어 왕겨가 투입되는 호퍼와, 상기 본체의 내부에 형성되는 원통형케이싱과, 상기 원통형케이싱을 관통하도록 배치되는 회전축과, 상기 회전축의 외면에 형성되는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와, 상기 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와 소정 간격 이격되어 상기 회전축의 외면에 형성되는 팽연 스크류와, 상기 회전축을 구동시키는 구동부와, 상기 팽연 스크류를 덮도록 마련되는 팽연 스크류 커버와, 상기 팽연 스크류 커버의 중앙부를 관통하도록 형성되는 배출구와, 팽연왕겨를 외부로 배출하는 토출구를 갖는 왕겨 팽연화 장치에 있어서, 왕겨 팽연화 작업시 상기 원통형케이싱 내의 온도와 압력을 200~300℃, 3~5kg/㎠로 유지할 수 있도록 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨 팽연화 장치를 제공한다.

따라서 본 고안은, 회전축의 안정적인 고정과 회전안정성을 확보하여 보다 안전하게 팽연왕겨를 생산할 수 있도록 하며, 회전축에 형성되는 스크류를 오랜 기간 사용할 수 있으며, 원통형케이싱을 전후로 이동가능하도록 하여 분도를 조절 할 수 있으므로 팽연왕겨의 입도 및 팽연화 정도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

왕겨 팽연화 장치{RICE-CHAFF EXPANDING APPARATUS}

본 고안은 왕겨 팽연화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 왕겨를 고온 고압하에서 압축 및 분쇄시켜 배출함으로써 왕겨의 단단한 조직을 파괴하여 부드럽고 수분의 흡수성이 좋은 성질을 갖도록 하는 왕겨 팽연화 장치에 관한 것이다.

왕겨는 미곡종합처리장 및 도정공장 운용시 발생되는 주부산물로서 조곡의 약 17%(무게기준)를 차지하고 있으며, 주로 번개탄, 과실포장용 충진재, 돈사용 깔개 및 퇴비 등으로 이용되어 왔으나 최근들어 연탄사용의 격감, 포장재료의 고급화 및 운반비의 상승으로 인하여 왕겨의 이용이 기피되고 있는 실정이다.

이러한 왕겨는 표면에 굵은 강모가 존재하고 리그닌으로 다져져 있고 표피세포에 규산으로 침적되어 있어 조직이 강하고 수분침투가 어려워서 잘 부식되지 않기 때문에 분쇄기로 분쇄하여 퇴비 등으로 사용하고 있다.

그러나 왕겨를 단순하게 분쇄하여 사용하는 경우에는, 왕겨의 특성상 분쇄된왕겨의 조직이 강하고, 수분 침투가 어려워 부식이 잘되지 않기 때문에 이용에 어려운 문제점이 있었다.

또한 기존의 분쇄기로 왕겨를 분쇄하는 경우에는, 왕겨의 조직이 강하기 때문에 분쇄기의 마모가 심하여 부품을 자주 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 감안하여 왕겨의 조직을 팽창 및 연화시켜 수분 흡수율을 향상되도록 한 왕겨 팽연화 장치가 일반적으로 알려져 있다.

팽연왕겨의 경우 일반적으로 분쇄한 왕겨와는 현저하게 다른 부드러운 조직과 수분 흡수성을 가지기 때문에 발효가 빠르고 가스발생이 현저하게 줄어들며 함수율과 분쇄입자가 매우 일정하다. 이러한 특성 때문에 팽연왕겨는 수분조절재 및 축사깔개, 조사료, 원예용상토, 벼재배용상토 등 다방면에 사용할 수 있다.

종래의 왕겨 팽연화 장치를 살펴보면, 투입된 왕겨를 압축하는 원통형케이싱에 팽연왕겨를 수평방향으로 배출하도록 배출구를 형성하고, 원통형케이싱의 끝단면이 좁아지도록 테이퍼지게 구성함과 동시에, 원통형케이싱 내에 나선형의 스크류가 구비된 스크류축을 수평방향으로 회전시켜 압축하도록 구성하고, 스크류축의 끝단면이 좁아지도록 테이퍼지게 구성하여 왕겨의 팽창 및 연화를 행하도록 되어있다.

즉, 종래의 왕겨 팽연화 장치는 왕겨를 투입하여 물을 가하면서 스크류축을 회전시켜 압축하면 왕겨는 압축가열되고, 압축가열된 왕겨를 원통형케이싱 끝단부의 배출구에서 대기 중으로 방출하여 왕겨를 단열팽창시킴과 동시에 분쇄하도록 되어있다.

이와 같은 왕겨 팽연화 장치에 의해 제조된 팽연왕겨는 원료인 왕겨에 비해 작은 입도로 형성되고, 그 입도는 스크류축과 배출구 벽면과의 사이에 형성되는 간극을 작게 함으로써 팽연왕겨의 입자를 미세하게 할 수가 있고, 이 간극을 크게 함으로써 팽연왕겨의 입자를 거칠게 하는 것이 가능하다.

그러나, 종래 수평 왕겨 팽연화 장치는 원통형케이싱 내에 스크류축이 테이퍼진 반대측에만 베어링으로 지지되어 있어서 회전시 스크류축의 수평 흔들림이 커지고 왕겨의 하부 편재와 불균일한 분포에 의해서 수평 흔들림이 더욱 크게 되어, 결국 회전관성모멘트가 일정치 않아 스크류축의 피로파괴를 발생시키게 되어 스크류의 마모율이 높아 교체 시기가 짧아지는 문제점이 있었다.

또한, 스크류축과 원통형케이싱이 고정되어 있어 분도를 조절하기 어려워 그 필요에 따른 분도를 조정하기 힘들다는 문제점을 가지고 있었다.

그리고, 종래 왕겨공급 스크류의 경우 잦은 막힘 현상으로 인하여 왕겨 평연화 장치의 연속적인 사용에 어려움이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은, 회전축의 안정적인 고정과 회전안정성을 확보하여 보다 안전하게 팽연왕겨를 생산할 수 있도록 하며, 원통형케이싱에 형성되는 팽연 스크류를 오랜 기간 사용할 수 있는 왕겨 팽연화 장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 원통형케이싱을 전후로 이동가능하도록 하여 분도를 조절 할 수 있으므로 팽연왕겨의 입도 및 팽연화 정도를 조절할 수 있는 왕겨 팽연화 장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또다른 목적은, 평연 스크류에 정량으로 왕겨를 공급할 수 있기 때문에 분쇄도를 일정하게 할 수 있고, 왕겨의 공급이 평연 스크류의 한 날개에 집중되는 것을 방지할 수 있어 막힘 현상이 발생하지 않으며, 그로 인한 기계의 마모 및 소음 정도를 줄일 수 있는 왕겨 팽연화 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 정면도이다.

도 2a는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 팽연 스크류의 평면도이다.

도 2b는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류의 단순모식도이다.

도 3a는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류 커버의 단면도이다.

도 3b는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류 커버의 정면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10; 왕겨 팽연화 장치 20; 본체

21, 22; 전, 후 베어링 23; 토출구

24; 배출 스크류 30; 원통형케이싱

31; 회전축 32; 가압 및 정량 왕겨공급 스크류

33; 팽연 스크류 34; 팽연 스크류 커버

35; 가압압축부 36; 배출구

40; 투입부 41; 호퍼

42; 이물질 제거망 43; 왕겨 투입량 조절센서

44; 왕겨 투입량 확인창 50; 구동부

51; 구동 모터 52; 구동 풀리

53; 회전축 풀리 60; 온도조절부

61; 온도센서 62; 히터

70; 분도조절핸들 80; 이송부

81; 투입 스크류 82; 이송 스크류

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일실시예에 따르면, 본체와, 상기 본체의 상부에 배치되며 왕겨를 이송하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류의 하단에 배치되어 왕겨가 투입되는 호퍼와, 상기 본체의 내부에 형성되는 원통형케이싱과, 상기 원통형케이싱을 관통하도록 배치되는 회전축과, 상기 회전축의 외면에 형성되는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와, 상기 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와 소정 간격 이격되어 상기 회전축의 외면에 형성되는 팽연 스크류와, 상기 회전축을 구동시키는 구동부와, 상기 팽연 스크류를 덮도록 마련되는 팽연 스크류 커버와, 상기 팽연 스크류 커버의 중앙부를 관통하도록 형성되는 배출구와, 팽연왕겨를 외부로 배출하는 토출구를 갖는 왕겨 팽연화 장치에 있어서, 왕겨 팽연화 작업시 상기 원통형케이싱 내의 온도와 압력을 200~300℃, 3~5kg/㎠로 유지할 수 있도록 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨 팽연화 장치를 제공한다.

이에 따르면, 상기 온도조절부는 온도센서와 히터 및 냉각팬으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원통형 케이싱의 위치를 전후로 조정할 수 있도록 하는 분도조절핸들이 더 구비되는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 정면도이며, 도 2a는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 팽연 스크류의 평면도이고, 도 2b는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류의 단순모식도이다. 또한, 도 3a는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류 커버의 단면도이며, 도 3b는 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치의 평연 스크류 커버의 정면도이다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 고안에 의한 왕겨 팽연화 장치(10)는 크게 본체(20)와 이송부(80)로 구성되며, 본체(20)에는 원통형케이싱(30)과 투입부(40), 구동부(50), 온도조절부(60) 및 분도조절핸들(70)로 구성되는데, 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32) 및 팽연 스크류(33)의 안정적인 고정과 회전안정성을 확보하기 위해서 회전축(31)을 고정할 수 있는 전, 후 베어링(21, 22)과 팽연왕겨를 외부로 배출하는 토출구(23) 및 토출구의 상단에 배치되는 배출 스크류(24)를 포함한다.

이송부(80)는 본체(20)의 상단에 배치되며 별도의 모터에 의해 왕겨를 본체(20)에 제공하게 되는 투입 스크류(81)와 본체(20)의 하단에 연결되어 팽연왕겨를 이송하는 이송 스크류(82)를 포함하게 된다.

그리고, 원통형케이싱(30)은 호퍼(41)의 하단에 소정의 간격으로 이격되어 호퍼(41)를 통해 투입된 왕겨가 담기게 되며 일측으로 테이퍼지도록 형성되는데, 원통형케이싱(30)의 내부를 관통하도록 배치되는 회전축(31)과, 회전축(31)에 등간격으로 날개가 부착되어 호퍼(41)로부터 공급되는 왕겨를 팽연 스크류(33) 방향으로 이송 및 가압하는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32), 이송되어진 왕겨를 고온 고압 상태에서 팽연하는 팽연 스크류(33) 및 팽연 스크류 커버(34)가 배치되게 된다. 여기서, 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32) 및 팽연 스크류(33)를 회전축(31)과 일체로 제작하여 내구성을 향상시키고 스크류(32, 33)의 마모를 줄이고 소음을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 원통형케이싱(30)의 내부에 배치되는 팽연 스크류(33)와 팽연 스크류 커버(34)의 사이에서 왕겨가 팽연되는 공간인 가압압축부(35)와, 팽연왕겨가 배출되는 배출구(36)를 포함한다.

투입부(40)는 이송부(80)의 투입 스크류(81)에 의해 투입되는 왕겨를 1차적으로 담아 원통형케이싱(30)으로 전달하게 되는 호퍼(41)와, 호퍼(41)의 하단 내부에 장착되는 이물질 제거망(42), 그리고 호퍼(41)의 일측에 마련되어 왕겨의 투입량을 조절할 수 있는 왕겨 투입량 조절센서(43)와, 호퍼(41)에 투입된 왕겨의 양을 눈으로 확인하여 왕겨의 투입량을 조절할 수 있도록 하는 왕겨 투입량 확인창(44)으로 이루어진다. 여기서, 호퍼(41)는 자동으로 진동하도록 하는 자동 진동 호퍼를 사용하여 진동에 의해 투입되는 왕겨가 원통형케이싱(30)에 잘 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

구동부(50)는 본체(20)의 하단에 배치되며, 전원의 인가에 따라 작동되는 구동 모터(51)와 구동 모터(51)의 일측에 결합되는 구동 풀리(52), 회전축(31)에 장착되며 구동 풀리(52)의 회전에 따라 통상 사용되는 벨트에 의해 회전력을 전달 받는 회전축 풀리(53)로 구성된다.

온도조절부(60)는 본체(20)의 일측에 마련되며 가압압축부(35) 내의 온도를 측정하는 온도센서(61)와 전원을 인가받아 가압압축부(35)에 열을 공급하는 열선으로 이루어지는 히터(62)로 구성되게 된다. 여기서, 온도조절부(60)는 온도센서(61)와 히터(62)외에 냉각팬(미도시) 등을 구비하여 온도를 낮출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 분도조절핸들(70)은 원통형케이싱(30)의 위치를 전후로 조절하여 팽연 스크류(33)와 팽연 스크류 커버(34)의 거리를 조절할 수 있게 된다.

그리고 도시되지는 않았지만, 팽연왕겨를 생산하기 위해서는 물을 공급하는 것이 효과적이므로 이를 위해 물공급부를 본체(20)에 마련하여 가압압축부(35)에 물을 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 본 고안의 일실시예에 따른 왕겨 팽연화 장치의 작동을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 왕겨 팽연화 장치에 전원을 인가하면 구동부(50)의 구동모터(51)가 작동되게 되며, 구동모터(51)의 일측에 장착되는 구동 풀리(52)와 벨트로 연결된 회전축 풀리(53)에 의해 회전축(31)이 구동 모터(51)의 회전방향으로 회전하게 되고, 동시에 회전축(31)에 형성되어 있는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32)가 회전되며, 팽연 스크류(33)도 함께 회전하게 된다.

한편, 이송부(80)의 투입 스크류(81)를 이용하여 왕겨를 호퍼(41)에 투입하게 되는데, 호퍼(41)에 투입되는 왕겨의 양은 호퍼(41)에 장착되어 있는 왕겨 투입량 조절센서(43)에 의해 투입 스크류(91)의 속도를 조절하는 방식 등을 사용하여 조절한다.

그리고, 호퍼(41)에 투입된 왕겨는 호퍼(41)의 하단에 장착되는 이물질 제거망(42)에 이물질이 제거되어 원통형케이싱(30) 내에서 회전하고 있는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32)의 상단에 쌓이게 된다.

이후, 본체(20)에 설치된 물공급부(미도시)를 통해 소정량의 물이 왕겨로 공급되게 되고, 이와 동시에 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32)의 회전에 따라 왕겨가 물과 혼합된 상태로 팽연 스크류(33)으로 이송되게 된다. 이때, 물의 공급은 왕겨가 물에 떠오르지 않는 수준으로 공급한다.

그리고 팽연 스크류(33)로 이송된 물과 혼합된 왕겨는 원통형케이싱(30)의 직경이 배출구(36) 쪽으로 작아지도록 테이퍼지게 형성되는 가압압축부(35)에서 왕겨의 이송되는 단위면적이 점차적으로 작아지기 때문에 점차적으로 압축되게 된다.

또한, 온도조절부(60)의 히터(62)로부터 발생된 열이 왕겨에 가해지게 되고, 가압 및 정량 왕겨공급 스크류(32)에 의해 배출구(36) 방향으로 전진하던 왕겨는 가압압축부(35)의 후단에 형성된 테이퍼부와 팽연 스크류 커버(34) 내면과의 사이에 형성된 좁은 틈새에 의해 일단 저지되기 때문에 여기에서 왕겨에 고온고압이 작용하여 왕겨의 조직내의 수분이 물의 상태를 유지하면서 연화되기 시작하고 이어서 팽연 스크류(33)와 팽연 스크류 커버(34)에 의해 분쇄되게 된다.

여기서, 가압압축부(35)는 고온과 고압이 발생되는 부분으로 그 온도를 팽연이 되는 적정한 온도로 유지하여 줌으로써 고른 성상을 가진 팽연왕겨를 생산할 수있게 된다.

이에 따라, 가압압축부(35)의 온도는 200~300℃를 유지하게 되며, 압력은 3~5kg/㎠를 유지하게 되는데, 가압압축부(35)의 온도가 300℃를 넘게 되면 왕겨가 팽연이 되면서 탈 수 있는 경우가 발생할 수 있으며, 200℃ 미만일 경우에는 팽연이 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문이며, 이와 마찬가지로 가압압축부(35)의 내부 압력이 5kg/㎠를 넘을 경우 왕겨가 원하는 팽연정도를 넘어설 수 있으며, 3kg/㎠ 미만일 경우 팽연이 잘 되지 않을 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 가압압축부(35) 내의 온도를 체크할 수 있는 온도센서(61)와 가압압축부(35)의 온도를 높일 수 있도록 히터(62)를 장착하여 항상 일정한 팽연온도를 유지할 수 있도록 하게 된다. 여기서, 히터(62)에 의해 가압압축부(35)의 온도를 높인 후 온도를 낮출 수 있도록 냉각팬(미도시) 등을 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 팽연왕겨는 200~300℃의 고온에서 처리되므로 병원균, 해충의 알 및 잡초의 씨 등이 사멸하여 무균에 가까운 상태가 된다.

그리고 팽연 스크류(33)와 팽연 스크류 커버(34)에 의해 분쇄된 왕겨는 가압압축부(35)의 좁은 틈새를 통해 배출구(36)로 밀려나온 순간 급격한 감압이 작용하게 되며 이로 인해 왕겨의 조직과 조직내의 수분이 함께 폭발적으로 급팽창하게 됨에 따라 분쇄된 왕겨의 조직이 연화되게 된다.

여기서, 원통형케이싱(30)의 위치를 조절하여 팽연왕겨의 분도를 조절할 수 있도록 분도조정핸들(70)을 두어 핸들(70)의 조작에 따라 팽연왕겨의 입도 및 팽연화 정도를 조절할 수가 있게 된다.

배출구(36)를 통해 배출되는 팽연왕겨는 물을 함유한 팽연왕겨의 덩어리로 되어 있으므로 덩어리를 통째로 토출구(23)를 통해 배출할 경우 토출구(23)를 막게 될 수 있다. 따라서, 배출이 용이하도록 토출구(23)의 상단에는 배출 스크류(24)를 마련하여 팽연왕겨의 덩어리를 풀어헤치도록 하게 된다. 이에 의해 팽연왕겨의 덩어리는 분리되어 토출구(23)에 의해 외부로 배출된다.

배출된 팽연왕겨는 별도의 모터(미도시)에 의해 회전하는 이송 스크류(82)에 의해 이송되는데, 도시되지는 않았지만 이송 스크류(82)의 말단에 위치하는 배출구 앞에 포장포대 또는 포장용기를 위치시켜 팽연왕겨를 담게 된다.

이와 같이, 본 고안이 속하는 기술분야의 종사자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 왕겨 팽연화 장치에 의하면, 회전축의 안정적인 고정과 회전안정성을 확보하여 보다 안전하게 팽연왕겨를생산할 수 있도록 하며, 회전축에 형성되는 스크류를 오랜 기간 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원통형케이싱을 전후로 이동가능하도록 하여 분도를 조절 할 수 있으므로 팽연왕겨의 입도 및 팽연화 정도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 평연 스크류에 정량으로 왕겨를 공급할 수 있기 때문에 분쇄도를 일정하게 할 수 있고, 왕겨의 공급이 평연 스크류의 한 날개에 집중되는 것을 방지할 수 있어 막힘 현상이 발생하지 않으며, 그로 인한 기계의 마모 및 소음 정도를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 본체와, 상기 본체의 상부에 배치되며 왕겨를 이송하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류의 하단에 배치되어 왕겨가 투입되는 호퍼와, 상기 본체의 내부에 형성되는 원통형케이싱과, 상기 원통형케이싱을 관통하도록 배치되는 회전축과, 상기 회전축의 외면에 형성되는 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와, 상기 가압 및 정량 왕겨공급 스크류와 소정 간격 이격되어 상기 회전축의 외면에 형성되는 팽연 스크류와, 상기 회전축을 구동시키는 구동부와, 상기 팽연 스크류를 덮도록 마련되는 팽연 스크류 커버와, 상기 팽연 스크류 커버의 중앙부를 관통하도록 형성되는 배출구와, 팽연왕겨를 외부로 배출하는 토출구를 갖는 왕겨 팽연화 장치에 있어서,

   왕겨 팽연화 작업시 상기 원통형케이싱 내의 온도와 압력을 200~300℃, 3~5kg/㎠로 유지할 수 있도록 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨 팽연화 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도조절부는 온도센서와 히터 및 냉각팬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕겨 팽연화 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 원통형 케이싱의 위치를 전후로 조정할 수 있도록 하는 분도조절핸들이더 구비되는 것을 특징으로 하는 왕겨 팽연화 장치.