KR200494262Y1 - 펠릿 성형 장치용 롤러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 펠릿 성형 장치용 롤러에 관한 것으로, 롤러의 가압면에 형성된 복수의 요철 사이의 공간을 따라 펠릿재료가 다이와 롤러 사이를 빠져나가는 것을 방지하고, 가압면 양단의 편마모 현상을 방지하기 위한 것이다. 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러는 복수의 배출홀이 관통형성된 펠릿다이(pellet die)의 일면에 가압면이 접하도록 동력장치에 의해 동력을 전달받아 축에 대해 회전하여 상기 배출홀을 향해 펠릿재료를 가압하여 펠릿(pellet)을 형성하는 롤러(roller)에 있어서, 상기 가압면은, 중심부에 횡방향으로 복수의 요철이 반복형성되는 요철부 및 상기 요철부의 일단 및 타단에 각각 구비되며, 내부를 향하여 공간을 가지도록 인입된 패턴부를 포함한다.

Description

펠릿 성형 장치용 롤러{ROLLER FOR PELLET FORMING DEVICES}

본 고안은 롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠릿다이의 내부 또는 일면에서 톱밥 또는 사료 등을 가압하여 펠릿으로 성형하는 장치에서 이용할 수 있는 펠릿 성형 장치용 롤러에 관한 것이다.

지구 온난화와 대기오염 및 자원 고갈 등의 문제가 세계적으로 대두되면서 친환경 신재생에너지원에 대한 관심이 증대하고 있다. 산림바이오매스는 태양광, 풍력 및 조력 등의 신재생에너지 중에서도 가장 우수한 신재생에너지 중 하나이다. 바이오매스 연료는 광합성에 의한 이산화탄소 흡수효과로 탄소 중립적 에너지로 인정받고 있다. 특히 펠릿(pellet)은 EU와 미주 등 선진국에서는 가정 및 공동시설용 스토브나 보일러용 연료, 지역난방 연료, 열병합발전(CHP) 연료로 광범위하게 사용되고 있어서 펠릿 사용량이 계속 증가될 것으로 전망된다.

펠릿산업은 녹색산업의 일부분으로 산림바이오매스를 활용하는 중요한 산업이다. 목재펠릿(wood pellet)은 톱밥 등 목재 잔재를 압축하여 만든 목재연료로서 기후변화협약에서 온실가스 배출이 없는 것으로 인정하고 있다. 특히 다른 목질계 연료보다 안정성, 균질성, 사용편리성, 친환경성, 운송 및 보관의 용이성 등이 우수하다. 목재펠릿은 목재 잔재를 압축하여 생산하는 작은 원통모양의 표준화된 목질계 연료를 말하며, 크기는 지름이 4~10mm, 길이는 15~50mm 정도로서 화학적 결합물질의 첨가없이 고압으로 압축되어 생산된다. 목재펠릿의 열량은 대략 5kWh/kg이며, 난방유 0.5ℓ와 같은 열량을 가지고 있는 중요한 자원이다.

바이오매스에서 펠릿을 제조하는 일반적인 공정은 다음과 같다. 먼저, 목재 잔재를 펠릿화 장치에 투입하고 파쇄기를 이용하여 작게 파쇄한다. 파쇄된 목재 잔재를 톱밥형태로 제조한 후 건조기에서 함수율 약 30%정도의 톱밥을 가열 및 건조시켜 함수율이 약 9~15% 정도로 만든다. 건조된 톱밥(이하, ‘펠릿재료’)은 펠릿 성형 장치에서 지름 4~10mm, 길이는 15~50mm 정도로 가압하여 성형된 후, 공기를 이용하여 냉각된다.

한편, 펠릿재료를 가압하여 전술한 크기로 성형하는 펠릿 성형 장치는, 복수의 배출홀이 관통형성된 펠릿다이(pellet die)와 펠릿다이 상에서 움직이며 펠릿다이의 배출홀을 향해 톱밥 등을 가압하도록 움직이는 롤러를 포함한다. 펠릿다이는, 일반적으로, 원판형의 판형다이 및 링형태의 링다이가 있다.

판형다이는, 다이의 상면에 펠릿재료 및 롤러가 위치한다. 이때, 롤러는 가압면이 판형다이에 접하며, 판형다이의 상면에서 판형다이의 중심축에 대해 회전운동하여 펠릿재료를 하부를 향해(배출홀을 향해) 가압하여 목재펠릿을 형성한다.

링다이는, 내부에 공간이 있는 원기둥의 형태이며, 내부 공간에 롤러가 위치한다. 이때, 롤러는 가압면이 링다이의 내주면에 접하며, 링다이의 내주면에 접한 상태에서 링다이의 중심축에 대해 회전운동하여 펠릿재료를 링다이의 외측을 향해(배출홀을 향해) 가압하여 목재펠릿을 형성한다.

판형다이 또는 링다이에서 사용되는 종래의 롤러(A)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가압면에 롤러의 진행방향과 반대방향인 횡방향으로 반복형성되는 복수의 요철(A1)을 구비한다. 종래의 롤러는, 일명 콜루게이트(corrugate) 타입으로서 제조가 간단하고 저렴한 특징이 있다.

그러나, 종래의 롤러는, 복수의 요철(A) 사이의 공간을 따라 펠릿재료가 다이와 롤러사이를 빠져나간다는 문제점이 발생한다. 또한, 롤러가 펠릿재료를 다이의 배출홀을 향해 가압하는 동안 압력이 가압면에서 균일하게 가하여지도록 유지하는 것이 어렵기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 요철의 양단(A2)이 먼저 마모되는 편마모 현상이 발생한다는 문제점이 있다. 롤러의 가압면에서 발생하는 편마모 현상에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 다이(B)의 양단(B1)에 형성된 배출홀에서는 목재펠릿이 형성되지 않는 문제점을 발생시킨다.

또한, 유류나 가스연료에는 수분이 거의 포함되어 있지 않지만, 목재펠릿에는 중량비로 10~15% 정도의 수분을 포함하고 있다. 따라서 목재펠릿을 가압하여 형성할 때 펠릿재료로부터 발생하는 수분을 처리할 필요성이 대두(擡頭)되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0083442호 (2015. 07. 17. 공개)

따라서 본 고안의 목적은 롤러의 가압면에 형성된 복수의 요철 사이의 공간을 따라 펠릿재료가 다이와 롤러 사이를 빠져나가는 것을 방지하는 펠릿 성형 장치용 롤러를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 가압면의 양단의 편마모 현상이 없는 펠릿 성형 장치용 롤러를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 펠릿재료로부터 발생하는 수분을 용이하게 배출할 수 있는 펠릿 성형 장치용 롤러를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러는 복수의 배출홀이 관통형성된 펠릿다이(pellet die)의 일면에 가압면이 접하도록 동력장치에 의해 동력을 전달받아 축에 대해 회전하여 상기 배출홀을 향해 펠릿재료를 가압하여 펠릿(pellet)을 형성하는 롤러(roller)에 있어서, 상기 가압면은, 중심부에 횡방향으로 복수의 요철이 반복형성되는 요철부 및 상기 요철부의 일단 및 타단에 각각 구비되며, 내부를 향하여 공간을 가지도록 인입된 패턴부를 포함한다.

상기 요철부는, 상기 요철 각각이 롤러 내부를 향하여 인입되도록 반복형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴부는, 롤러의 내부를 향하여 인입된 복수의 가압홈이 상기 요철부의 일단 및 타단에 각각 다수열을 이루도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는, 내부에 공간이 구비된 원통형의 형상을 가지며, 상기 롤러의 외측직경은 435mm이고, 상기 롤러의 내측직경은 290mm이며, 상기 요철부의 횡간 길이는 196mm이며, 상기 패턴부 각각의 횡간 길이는 41mm이고, 상기 가압면의 횡단길이는 285mm이며, 상기 패턴부 각각은, 상기 복수의 가압홈이 3열로 배열되고, 제 1열, 제 2열 및 제 3열의 각 가압홈은 지그재그 형태를 이룰 수 있는 지점에 위치하도록 배열되며, 동일열의 인접한 가압홈 중심간의 길이는 14.3847mm이고, 동일열의 인접한 가압홈 사이의 제일 가까운 길이는 1.7mm이며, 인접한 열 간의 가압홈 중심간 횡의 길이는 12.5mm이고, 인접한 열 간의 가압홈 사이의 제일 가까운 길이는 1.9mm이며, 인접한 두 개의 가압홈 중심간을 이은 선분과 나머지 가압홈의 열 중심을 이은 선분간의 각도는 60.08°이고, 상기 복수의 가압홈은 각 열당 가압홈이 95개 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 가압홈은, 롤러의 내부를 향하여 인입될 때 가압면에서부터 롤러 내부를 향해 3.1mm 깊이동안 70°의 각도를 가지도록 좁아지며, 상기 가압홈의 최대 직경은 12.4mm이고, 상기 가압홈의 최소 직경은 8mm이며, 상기 가압홈의 롤러 내부를 향해 인입되는 상기 가압홈의 전체 깊이는 10mm인 것을 특징으로 한다.

본 고안인 펠릿 성형 장치용 롤러에 따르면, 롤러의 가압면에 형성된 복수의 요철 사이의 공간을 따라 펠릿재료가 다이와 롤러 사이를 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 고안인 펠릿 성형 장치용 롤러에 따르면, 가압면의 양단의 편마모 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 고안인 펠릿 성형 장치용 롤러에 따르면, 펠릿재료를 가압할 시 발생하는 수분을 용이하게 배출할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 롤러 및 종래의 롤러의 문제점을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러의 가압면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러가 펠릿을 성형한 후의 가압면을 보여주는 도면이다.
도 6은 펠릿이 성형되어 배출되는 펠릿다이의 타측면을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 고안에 따른 롤러의 횡방향 단면도이다.
도 8은 본 고안에 따른 가압면을 보여주는 도면이다.
도 9는 목재펠릿의 품질기준을 보여주는 표이다.
도 10은 본 고안에 따른 패턴부의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 고안에 따른 패턴부의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 고안에 따른 패턴부에 접착되는 접착패드를 보여주는 도면이다.

이하, 본 고안의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

그리고 본 고안의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 고안의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

‘고안의 배경이 되는 기술’에서 전술한 바와 같이 펠릿다이(B)는 판형다이 및 링다이(이하, ‘다이’)가 있을 수 있다. 판형다이는 배출홀이 상하방향으로 위치하며 상측면에 펠릿재료 및 롤러가 위치한다. 판형다이에서의 롤러는 판형다이의 상측면에서 중심을 축으로 원운동하여 펠릿재료를 하단을 향해 가압하여 펠릿을 형성한다. 링형다이는 배출홀이 내측에서 외측방향으로 위치하며 내측면에 펠릿재료 및 롤러가 위치한다. 링형다이에서의 롤러는 링형다이의 내측면에서 링형다이의 중심을 축으로 원운동하여 펠릿재료를 링형다이의 외측을 향해 가압하여 펠릿을 성형한다.

본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)는 판형다이 및 링형다이에서 모두 사용할 수 있는 롤러(1000)이며, 롤러(1000)의 위치만 다를 뿐 펠릿재료를 롤러(1000)의 가압면(100)과 접하는 다이(B)의 일측에서 타측을 향해 가압하여 다이에 구비되는 복수의 배출홀을 통해 가압된 펠릿재료를 배출시켜 펠릿을 성형한다. 이하에서는 펠릿재료 및 롤러(1000)가 위치한 다이의 측면을 일측면이라 하고, 펠릿재료가 가압되어 펠릿으로 형성되어 배출되는 다이의 측면을 타측면이라 하겠다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4 내지 도 6은 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000) 및 종래의 롤러(1000)를 보완한 모습을 보여주는 도면이다. 더욱 상세하게는, 도 4는 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)의 가압면(100)을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)가 펠릿을 성형한 후의 가압면(100)을 보여주는 도면이고, 도 6은 펠릿이 성형되어 배출되는 다이(B)의 타측면을 보여주는 도면이다.

본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)는, 도 4를 참조하면, 복수의 배출홀이 관통형성된 펠릿다이(B, pellet die)의 일면에 가압면(100)이 접하도록 동력장치에 의해 동력을 전달받아 축에 대해 회전하여 배출홀을 향해 펠릿재료를 가압하여 펠릿(pellet)을 형성하는 롤러(roller)에 있어서, 롤러(1000)의 가압면(100)은, 중심부에 횡방향으로 복수의 요철(11)이 반복형성되는 요철부(10) 및 요철부(10)의 일단 및 타단에 각각 구비되며, 내부를 향하여 공간을 가지도록 인입된 패턴부(20)를 포함한다.

본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000, 이하, ‘롤러’)는 내부에 공간이 있는 원통의 형상일 수 있다. 롤러(1000)의 외주면은 펠릿다이(B)의 일측면과 접하도록 위치한다. 롤러(1000)의 외주면은 펠릿다이(B)의 내부에 투입된 펠릿재료를 타측방향으로 가압하는 가압면(100)이다. 롤러(1000)는 내부공간 중심에 별도의 동력장치로부터 동력을 전달받을 수 있는 동력축(미도시)을 더 포함할 수 있다. 롤러(1000)는 동력축에 의해 펠릿다이의 일측면에 가압면(100)이 접한 상태에서 펠릿다이(B)의 일측면상에서 회전운동할 수 있다. 롤러(1000)의 내주면 양단에는, 동력축과 결합되며, 동력축으로부터 동력을 전달받고, 전달받은 동력을 롤러(1000)로 전달하여, 롤러(1000)가 펠릿다이(B)의 일측면상에서 회전운동할 수 있도록 하는 디스크(50, 도 7)가 각각 더 포함될 수 있다. 동력축의 회전에 의해 디스크(50)가 회전하며, 회전하는 디스크(50)가 롤러(1000)를 회전시킨다. 디스크(50)는 롤러(1000)의 내주면 또는 롤러(1000)의 외측 양단에 접하도록 형성될 수도 있다.

본 고안에 따른 롤러(1000)는 펠릿재료를 다이(B)의 일측면에서 타측면을 향하여 가압하는 가압면(100)을 가진다. 가압면(100)의 중심부에는, 롤러(1000)의 진행방향과 직각이 되도록 횡방향으로 복수의 요철(11)이 반복형성된 요철부(10)를 구비한다. 복수의 요철(11)은 각각 롤러(1000)의 내부를 향해 소정깊이 인입된 형상일 수 있다. 종래의 롤러는 가압면(100)에 돌출된 복수의 요철(11)을 구비하여 양단에 편마모를 가지기 때문에 다이(B)의 양단에서는 펠릿 성형이 이루어지지 않는 문제점이 있었으나, 본 고안에 따른 롤러(1000)의 요철(11)은 내부를 향해 인입되어 요철(11) 양단에 생기는 편마모 현상을 방지할 수 있다. 또한, 내부로 인입되도록 형성된 요철(11)에 의해 펠릿재료와 롤러(1000)의 가압면(100)이 닿는 면적을 넓히는 효과를 갖는다. 또한, 다이와 롤러(1000) 사이로 투입되는 펠릿재료를 움켜쥐는 효과를 가질 수 있다. 따라서 롤러(1000)가 펠릿재료를 가압할 때 더욱 효과적으로 펠릿재료를 가압할 수 있다.

본 고안에 따른 롤러(1000)의 가압면(100)에는 요철부(10)의 일단 및 타단에 각각 소정의 패턴을 가지도록 롤러(1000)의 내부를 향하여 소정 깊이 인입된 패턴부(20)를 구비한다.

패턴부(20)는, 일 실시예로서, 복수의 가압홈(21)이 행과 열을 맞춰 형성될 수 있다. 패턴부(20)는 복수의 가압홈(21)이 일명 딤플 형태로 구비될 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 패턴부(20)는 복수의 가압홈(21)이 규칙적으로 3열을 이룰 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 가압홈(21)이 불규칙적으로 복수열을 이룰 수도 있다. 한편, 패턴부(20)를 이루는 복수의 가압홈(21)이 규칙적으로 3열을 이룰 때, 제 1열 및 제 3열은 가압홈(21)의 중심이 동일한 지점에 위치하도록 배열되고, 제 2열은 제 1열 및 제 3열과 지그재그형태를 이룰 수 있는 지점에 위치하도록 배열될 수 있다. 이는 최대한 많은 가압홈(21)을 배치하기 위한 배열 형태이다. 한편, 가압홈(21)의 제 1열은 롤러(1000)의 일단에 제일 가까운 열(가압면의 최외측)이며, 제 3열은 요철부(10)에 제일 가까운 열이고, 제 2열은 제 1열과 제 3열의 사이에 형성된 열이다.

본 고안에 따른 가압홈(21)은 내부에 소정의 공간을 가진다. 이는 본 고안에 따른 요철부(10)의 각 요철(11) 사이 인입된 공간을 통해 펠릿재료가 다이(B)의 일측과 롤러(1000) 사이를 빠져나가는 것을 방지하기 위함이다. 뿐만 아니라, 가압홈(21)은 내부공간을 가지기 때문에 펠릿재료와 롤러(1000)의 가압면(100)이 닿는 면적을 넓힐 수 있다. 또한, 다이(B)와 롤러(1000) 사이로 투입되는 펠릿재료를 움켜쥐는 효과를 더욱 크게 가질 수 있다.

또한, 패턴부(20)는 롤러(1000)의 가압면(100) 양단에 형성될 수 있는 편마모를 방지할 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)가 펠릿을 성형한 후 가압면(100)의 양단은 돌출되는 부분이 없기 때문에 롤러(1000)의 가압면(100) 양단에 가해지는 편마모를 방지할 수 있다. 따라서, 도 6을 참조하면, 다이(B)의 양단(B2)에서도 가압된 펠릿재료가 효과적으로 펠릿으로 성형되어 배출될 수 있다.

한편, 롤러(1000)의 가압면(100)에는, 요철부(10) 또는 패턴부(20) 중 어느 하나만 구비하도록 형성될 수도 있다. 다만, 가압면(100)이 요철부(10)만 구비하도록 형성되는 경우, ‘고안의 배경이 되는 기술’에서 전술한 바와 같이, 펠릿재료가 다이(B)와 롤러(A) 사이를 빠져나가는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 가압면(100)이 복수의 가압홈(21)을 구비한 패턴부(20) 만으로 이루어지는 경우, 가압면(100)이 요철부(10)만 구비하도록 형성되는 경우에 비해 제조단가가 높고, 온도에 민감하며, 슬립현상이 잦아지는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 고안에 따른 롤러(1000)의 가압면(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 중심부에 횡방향으로 복수의 요철(11)이 반복형성되는 요철부(10) 및 요철부(10)의 양단에 각각 가압홈(21)을 구비하는 패턴부(20)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

도 7은 본 고안에 따른 롤러(1000)의 횡방향 단면도이다. 도 7에는 본 고안에 따른 가압홈(21)을 상세히 보여주기 위한 확대도가 함께 도시되어 있다.

먼저 도 7을 참조하면, 본 고안에 따른 롤러(1000)의 외측직경(C)은 435mm일 수 있고, 롤러(1000)의 내측직경(D)는 290mm일 수 있다. 롤러(1000)의 내주면 양단에는, 전술한 바와 같이, 동력축으로부터 전달받은 동력을 롤러(1000)로 전달하는 디스크(50)가 각각 포함된다. 디스크(50) 간의 거리(E)는 257mm일 수 있다. 롤러(1000)의 가압면(100) 중심부에는 횡방향으로 형성되며 롤러(1000)의 내부로 인입되는 요철(11)이 구비되며, 요철(11)의 횡간 길이(F)는 196mm일 수 있고, 요철부(10)의 양단에 형성되는 패턴부(20)의 횡간 길이(G)는 41mm 일 수 있다. 가압면(100)의 횡단길이(H)는 285mm일 수 있다.

도 7에서 가압홈(21)을 확대한 확대도를 참조하면, 복수의 가압홈(21) 각각은 가압면(100)에서 롤러(1000)의 내부로 인입될 때 홈외측 소정길이(I) 간 홈외측 소정각도(J)를 가지도록 좁아질 수 있다. 가압홈(21)이 홈외측 소정각도(J)를 가지도록 좁아지는 형상을 가짐에 따라 가압면(100)에서의 홈외측 직경(K)이 롤러(1000) 내부에서의 홈내측 직경(L)보다 더 크도록 형성되어 가압홈(21)이 펠릿재료를 잡아두는 효과가 더욱 커지는 것은 물론, 펠릿의 성형 공정이 끝난 후 가압홈(21) 내부공간에 인입된 펠릿재료의 배출이 더욱 용이할 수 있다. 가압홈(21)이 롤러(1000)의 내부로 인입될 때의 홈외측 소정길이(I)는 가압면(100)에서부터 롤러(1000) 내부를 향해 3.1mm 일 수 있으며, 홈외측 소정각도(J)는 70°, 홈외측 직경(K, 가압홈의 최대 직경)은 12.4mm 일 수 있다. 홈외측 소정길이(I) 이후, 가압홈(21)은 홈내측 직경(L, 가압홈의 최소 직경)을 유지한 채 롤러(1000)의 내부로 가압홈(21)의 일정 전체깊이(M)간 인입될 수 있다. 이때의 홈내측 직경(L)은 8mm 일 수 있으며, 가압홈(21)의 일정 전체깊이(M)는 10mm 일 수 있다.

도 8은 본 고안에 따른 가압면(100)을 보여주는 도면이다. 도 8에는 본 고안에 따른 복수의 가압홈(21)의 배열을 상세히 보여주기 위한 확대도가 함께 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이 가압홈(21)의 홈내측 직경(L)은 8mm이고, 홈외측 직경(K)은 12.4mm이다. 동일열의 인접한 가압홈(21) 중심간의 길이(N)는 14.3847mm이고, 동일열의 인접한 가압홈(21) 사이의 제일 가까운 길이(O)는 1.7mm이다. 또한, 인접한 열 간의 가압홈(21) 중심간 횡의 길이(P)는 12.5mm이고, 인접한 열 간의 가압홈(21) 사이의 제일 가까운 길이(Q)는 1.9mm이다. 인접한 두 개의 가압홈(21) 중심간을 이은 선분과 나머지 가압홈(21)의 열 중심을 이은 선분간의 각도(R)는 60.08° 일 수 있다. 본 고안에 따른 패턴부(20)는 동일열 상의 가압홈(21)을 95개 구비할 수 있다.

도 9는 목재펠릿의 품질기준을 보여주는 표이고, 도 10 및 도 11은 본 고안에 따른 패턴부(20)의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 완성된 목재펠릿은, ‘고안의 배경이 되는 기술’에서 전술한 바와 같이, 유류나 가스연료에 비해 중량비로 10~15% 정도의 수분을 포함하고 있다. 이는 ‘함수율’이라고 명명되며, 목재펠릿이 완성되기 전 펠릿재료의 경우는 30% 이상의 수분을 포함한다. 따라서 펠릿재료가 롤러(1000) 및 다이(B)에 의해 가압되어 목재펠릿이 성형될 때 많은 수분이 발생된다. 따라서 펠릿재료로부터 발생하는 수분을 배수 등으로 적절히 처리해야할 필요가 있으며, 펠릿재료로부터 발생하는 수분이 적절히 처리되지 않는다면 성형된 목재펠릿의 변패(變敗, deterioration) 가능성이 높아진다.

본 고안에 따른 패턴부(20) 각각은, 도 10 및 도 11을 참조하면, 중심부에 종방향으로 이어지도록 롤러(1000)의 내부로 인입된 적어도 하나의 종홈(23) 및 종홈(23)을 기준으로 양단을 향하여 내부로 인입된 복수의 횡홈(24, 25)을 포함할 수 있다.

종홈(23)은, 본 고안에 따른 롤러(1000)가 진행할 때 좌 또는 우 방향으로 편향되어 진행하지 않도록 한다. 즉, 옆 방향으로의 미끄러짐에 대한 저항이 크도록 하며 진행성이 우수할 수 있도록 한다. 또한 일정 깊이 동안 롤러(1000)의 내부로 인입되어 펠릿재료로부터 발생하는 수분의 배수를 도울 수 있다.

횡홈(24, 25)은, 종홈을 기준으로 좌 또는 우 방향을 향한 길이방향으로 롤러(1000)의 내부로 인입되어 형성된다. 본 고안에 따른 요철부(10)에 인접한 횡홈(24)의 일단은, 롤러(1000) 내부를 향하여 인입된 요철(11)의 위치에 대응되는 지점에 위치하도록 배열될 수 있다. 따라서, 각 요철(11)이 머금고 있는 수분은 요철부(10)에 인접한 횡홈(24)을 따라 중심의 종홈(23)으로 배수되며, 종홈(23)으로 배수된 수분은 다시 가압면(100)의 외측방향을 향해 배열된 다른 횡홈(25)으로 배수된다. 이때, 다른 횡홈(25)은 롤러(1000)의 외측방향으로 개방된 형상일 수 있으며, 펠릿재료로부터 발생하는 수분은 다른 횡홈(25)을 따라 롤러(1000)의 가압면(100) 외측으로 배수될 수 있다.

본 고안에 따른 횡홈(24, 25)은, 각 실시예에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이, 요철부(10)에 인접한 횡홈(24)과 가압면(100)의 외측방향을 향해 배열된 다른 횡홈(25) 모두 요철(11)과 나란하게, 즉 롤러(1000)의 진행방향과 직각을 이루도록 일직선으로 형성될 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 일정 각도를 가지도록 굴곡(屈曲)되어 형성될 수 있다.

도 11에서 롤러(1000)가 상(上) 방향으로 진행한다고 가정했을 때, 본 고안에 따른 요철부(10)에 인접한 횡홈(24)의 일단은, 롤러(1000) 내부를 요철(11)의 위치에 대응되는 지점에 위치하며, 요철부(10)에 인접한 횡홈(24)의 타단 및 가압면(100)의 외측방향을 향해 배열된 다른 횡홈(25)으로 갈수록 롤러(1000)의 진행방향과 반대되는 방향으로 쳐진 형상일 수 있다. 횡홈(24, 25)의 형상이 도 11에 도시된 바와 같은 형상으로 형성된다면, 롤러(1000)가 진행할 때 펠릿재료로부터 발생하는 수분이 더욱 용이하게 가압면(100)의 외측으로 배수될 수 있는 효과를 갖는다. 본 고안에 따른 종홈(23) 및 횡홈(24, 25)은, 도 10 및 도 11에 도시된 모양으로 한정되지 않고, 롤러(1000)가 펠릿재료를 가압함에 따라 발생하는 수분이 가압면(100)의 외측방향으로 배수될 수 있도록 모양을 가질 수도 있다. 예를 들어, 횡홈(24, 25)은, 지그재그, 파도 또는 블록의 모양을 가질 수도 있다. 한편, 종홈(23) 및 횡홈(24, 25)은 롤러를 향하여 10mm 깊이로 인입될 수 있다. 종홈(23)의 횡방향 너비는 12.5mm일 수 있으며, 횡홈(24, 25)의 횡방향 너비도 12.5mm일 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 고안에 따른 패턴부(20)에 접착되는 접착패드(27)를 보여주는 도면이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)는 접착패드(27)를 더 포함할 수 있다. 본 고안에 따른 접착패드(27)는, 종홈(23)과 횡홈(24, 25)의 인입된 면에 접착된다. 접착패드(27)는 종홈(23)과 횡홈(24, 25)을 포함하는 패턴부(20)에 남아있는 펠릿재료 또는 수분(이하, ‘펠릿재료 등’)의 제거를 쉽게 할 수 있도록 한다. 즉, 롤러(1000)가 다이(B)를 향해 펠릿재료를 가압할 때에는 접착패드(27)를 패턴부(20)의 내부면에 접착시켜 목재펠릿을 성형하고, 목재펠릿의 성형이 끝난 후에는 접착패드(27)를 제거하여 패턴부(20)에 남아있는 펠릿재료 등을 제거할 수 있다.

접착패드(27)는 하단방향 제 1층(28) 및 상단방향 제 2층(29)을 포함할 수 있다. 제 1층(28)은 접착층으로서 패턴부(20)의 내부면과 접착된다. 제 1층(28)은 패턴부(20)의 내부면과 접착제 등 접착부재를 이용하여 접착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 제 1층(28)의 내부에는 자기를 띤 자기부재가 포함되어 패턴부(20)의 내부면과 자석결합될 수도 있다. 제 2층(29)은 펠릿재료 등을 제거할 수 있는 탈리층이다. 제 2층(29)은 복수의 통공을 구비할 수 있으며, 제 2층(29)의 통공으로 인해 제 2층(29) 상단에 남아있는 펠릿재료 등의 제거를 쉽게 할 수 있는 효과가 있다. 접착패드는 종홈(23) 및 횡홈(24, 25)의 모양과 대응되는 모양을 가질 수 있다.

한편, 본 고안에 따른 펠릿 성형 장치용 롤러(1000)를 설명함에 있어 목재펠릿을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 사료 또는 비료 등 펠릿을 성형하기 위한 펠릿 성형 장치에서도 사용될 수 있다.

본 고안의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 고안이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 고안이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

10 : 요철부
11 : 요철
20 : 패턴부
21 : 가압홈
23 : 종홈
24, 25 : 횡홈
27 : 접착패드
28 : 제 1층
29 : 제 2층
50 : 디스크
100 : 가압면
1000 : 펠릿 성형 장치용 롤러

Claims (5)

1. 복수의 배출홀이 관통형성된 펠릿다이(pellet die)의 일면에 가압면이 접하도록 동력장치에 의해 동력을 전달받아 축에 대해 회전하여 상기 배출홀을 향해 펠릿재료를 가압하여 펠릿(pellet)을 형성하는 롤러(roller)에 있어서,
   상기 가압면은,
   중심부에 횡방향으로 복수의 요철이 반복형성되는 요철부; 및
   상기 요철부의 일단 및 타단에 각각 구비되며, 내부를 향하여 공간을 가지도록 인입된 패턴부;
   를 포함하며,
   상기 패턴부는,
   상기 요철부의 일단 및 타단에 각각 다수열을 이루도록 구비되며, 상기 롤러의 내부를 향하여 인입되는 복수의 가압홈;
   을 포함하고,
   상기 롤러는, 내부에 공간이 구비된 원통형의 형상을 가지며,
   상기 롤러의 외측직경은 435mm이고, 상기 롤러의 내측직경은 290mm이며,
   상기 요철부의 횡간 길이는 196mm이며, 상기 패턴부 각각의 횡간 길이는 41mm이고, 상기 가압면의 횡단길이는 285mm이며,
   상기 패턴부 각각은,
   상기 복수의 가압홈이 3열로 배열되고, 제 1열, 제 2열 및 제 3열의 각 가압홈은 지그재그 형태를 이룰 수 있는 지점에 위치하도록 배열되며,
   동일열의 인접한 가압홈 중심간의 길이는 14.3847mm이고, 동일열의 인접한 가압홈 사이의 제일 가까운 길이는 1.7mm이며,
   인접한 열 간의 가압홈 중심간 횡의 길이는 12.5mm이고, 인접한 열 간의 가압홈 사이의 제일 가까운 길이는 1.9mm이며, 인접한 두 개의 가압홈 중심간을 이은 선분과 나머지 가압홈의 열 중심을 이은 선분간의 각도는 60.08°이고,
   상기 복수의 가압홈은 각 열당 가압홈이 95개 구비된 것을 특징으로 하는 펠릿 성형 장치용 롤러.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 요철부는,
   상기 요철 각각이 롤러 내부를 향하여 인입되도록 반복형성되는 것을 특징으로 하는 펠릿 성형 장치용 롤러.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압홈은,
   롤러의 내부를 향하여 인입될 때 가압면에서부터 롤러 내부를 향해 3.1mm 깊이동안 70°의 각도를 가지도록 좁아지며,
   상기 가압홈의 최대 직경은 12.4mm이고, 상기 가압홈의 최소 직경은 8mm이며,
   상기 가압홈의 롤러 내부를 향해 인입되는 상기 가압홈의 전체 깊이는 10mm인 것을 특징으로 하는 펠릿 성형 장치용 롤러.

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