KR20070045281A - 파쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파쇄장비에 관한 것으로서, 상세하게는

- 프레임(10)과 프레임에 양측면이 베어링에 의해 결합되어 회전할 수 있는 로터(13)

- 프레임(10)과 로터(13)의 양 측면에 설치된 파쇄부(14,15)

- 적어도 로터의 일측에는 유성기어박스를 통하여 로터에 연결된 허브모터(19)

로터를 회전시키기 위하여 적어도 일측면에 설치된 허브모터

를 포함하는 파쇄장치에 관한 것이다.

로터의 연장선으로 허브모터(19)의 말단에 신축부(30)가 있으며, 신축부의 내부에는 길이방향으로 허브모터가 설치되어 있다. 로터(13)는 상부와 하부의 트로프(8,9)의 길이 방향으로 분리/부착될 수 있게 설치되어 있어서 상기 트로프(8,9)를 통하여 교체될 수 있다.

파쇄장치, 로터, 신축부, 허브모터, 유성기어박스

Description

파쇄장치{Crushing Device}

본 발명은 파쇄장치에 관한 것으로서, 상세하게는

- 프레임과 프레임에 양측면이 베어링에 의해 결합되어 회전할 수 있는 로터

- 프레임은 로터의 상부와 하부에 트로프(trough)가 있으며, 프레임과 로터가 파쇄통로를 형성하며, 프레임과 로터의 양 측면에 설치된 파쇄부

- 로터를 회전시키기 위하여 적어도 일측면에 설치된 허브모터

를 포함하며, 상부 트로프로 들어간 파쇄물을 파쇄통로상의 파쇄부를 거치면서 회전하는 로터에 의해 작은 조각으로 파쇄하여서 하부 트로프를 통하여 배출하는 파쇄장치에 관한 것이다.

예를 들어 슈레더(shredder)와 같은 파쇄장치는 생활쓰레기와 자동차 타이어를 파쇄하기 위하여 사용된다. 파쇄장치는 최소한 하나이상의 천천히 회전하는 로터가 있는데, 여기에는 파쇄물을 파쇄시키는 파쇄부가 있다. 적당한 회전속도를 얻기 위하여, 파쇄장치에는 일반적으로 기어를 포함하는 유성기어박스(planet gearbox)가 있는데, 여기에 유압모터가 연결된다. 전기 모터가 사용될 수도 있지만, 유압모터가 전기모터보다 큰 로드의 변화를 견딜 수 있다. 실제로 전기 모터 구동부에서의 문제로 인하여 로터가 완전히 정지될 수도 있다. 파쇄물이 슈레더의 상부로 공급되어지고, 파쇄된 파쇄물은 중력에 의해 슈레더의 하부로 떨어진다. 기어박스가 있는 모터는 소위 허브모터(hub motor)라고 불리우며, 로터의 말단에 설치되는데, 따라서 대부분의 허브모터는 로터의 내부에 설치되어 진다.

미국 특허 제5052630호는 슈레더에 관한 것인데, 여기에서는 샤프트(shaft)에 다양한 블레이드가 설치되어져서 로터를 형성하게 된다. 샤프트 자체는 슈레더 프레임의 큰 베어링에 의해 양 끝이 지지되어진다. 또한 유압모터는 고정된 클러치를 통해 샤프트의 연장선상에 연결된다. 프레임은 파쇄통로를 형성하는데, 여기에는 블레이드가 설치된 로터가 설치된다. 또한 반대편 블레이드가 파쇄통로부분의 양 벽면으로 설치되어 있다. 그러므로 드럼은 양 방향으로 회전할 수 있어서, 블레이드와 반대편 블레이드사이에서 파쇄물을 파쇄하게 된다.

위에서 설명되어진 이미 알려진 슈레더에서 로터의 교체는 힘들고 어려운 작업이다. 운전중에는 파쇄기는 일괄처리공정의 일부분이므로, 로터의 교체를 위한 운전의 중지는 전체공정을 중지시켜서 상당한 손해를 발생시킨다. 반면에 로터는 파쇄되어지는 파쇄물에 상응하여 교체되어져야 한다. 그러나 로터를 신속하게 교환할 수 있는 방법이 시장에 알려져 있지는 않다.

본 발명은 새로운 형태의 파쇄장치를 제공하는데, 이러한 파쇄장치의 구조는 로터의 신속한 교체를 가능하게 한다. 본 발명의 특징은 특허청구범위의 청구항에 잘 나타나 있다. 본 발명에 의한 파쇄장치는 파쇄장치의 허브모터 측면에 설치된 신축부는 로터를 쉽게 교체하는 것을 가능하게 한다. 이는 허브모터자체가 로터의 내부에는 설치되어있지 않아서 로터를 교체하는 반경방향에 있지 않기 때문이다.

도 1은 일부분이 분해된 본 발명에 의한 슈레더의 축측투영도,

도 2는 도 1에서의 슈레더의 단면도,

도 3은 도 2에서 로터가 분리된 슈레더의 개략도,

도 4는 로터와 도 2에서의 슈레더 및 이들 서로 분리된 지지부에 대한 개략도,

도 5는 고출력 변속기(high power transmission)가 설치된 두 번째 슈레더의 개략도이다.

아래에서 본 발명은 본 발명의 몇몇 실시예를 보여주는 첨부된 도면에 의해 상세하게 설명되어진다.

도 1은 부속장치가 제거된 본 발명에 의한 파쇄장치의 개략도이다. 반대편 블레이드가 설치된 두 번째 벽면부는 생략하였다. 슈레더의 프레임(10)은 원칙적으로 강철 튜브와 강철판으로 만들어지고 상부와 하부가 개방되어 있어서 상부의 입구 트로프(8)와 하부의 출구 트로프(9)를 형성한다. 프레임(10)에는 슈레더를 커다란 장비의 일부분으로 설치하기 위하여 상부와 하부 양쪽에 부착돌출부(11,12)가 있다. 실제로 입구 유도부가 프레임(10)의 상부에 설치되고, 출구 유도부(미도시)가 그에 상응하여 하부에 설치된다. 또한 다양한 유도부와 컨베이어외에도 슈레더는 제어시스템과 본 발명에 의한 구동변속 팩키지에 연결된 동력원을 포함한다. 사용되는 상황에 따라서 슈레더는 고정식일 수도 이동식일 수도 있다.

프레임(10)에 양측이 베어링에 의해 회전할 수 있도록 고정된 로터(13)는 슈레더의 핵심 부분이다. 로터에는 제1 파쇄부(14)와 제2파쇄부(15)(예를들어 프레임에 고정된 반대편 블레이드)가 있다. 사용되어지는 동력원은 경우에 따라서 선택되어질 수 있으나, 로터는 구동변속 팩키지에 연결된 유압모터에 의하여 회전되는 것이 바람직하다. 그러므로 예를들어 디젤엔진이 유압펌프를 구동시키고 이는 유압모터를 회전시킨다. 유압모터는 유성 기어박스(17)와 신축부(30)를 통하여 로터(13)에 연결된다. 대안으로서 저속 유압모터가 사용될 수 있다(미도시). 실제로 슈레더로 공급되는 파쇄물은 파쇄부(14,15)를 통과하면서, 동시에 유압모터(16)에 의해 회전하는 로터에 의하여 작은 조각으로 파쇄된다.

반대편 블레이드, 예를 들어 파쇄부(15)는 볼트 조인트에 의해 벽면부(27)에 부착된다. 각각의 블레이드 는 180도 회전할 수 있으며, 단단한 표면을 가지는 것으로 리퍼비쉬(refurbished)될 수 있다. 벽면부(27)는 힌지 조인트(28)에 의해서 프레임에 고정된다. 이는 유압 실린더를 이용하여 열고 닫을 수 있으며, 유압으로 작동하는 고정핀(미도시)에 의해 고정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 적어도 로터(13)의 일측에는 허브 모터(19)에 의해 작동하는 유성 기어박스(17)가 상기 신축부(30)의 내부에 설치된다(도 2). 로터는 양측에 말단 플랜지(24)를 포함하고, 외부 크기가 입구 트로프(8)의 크기보다 약간 작고, 유성기어박스(17)가 로터 내부에는 설치되지 않는다. 원형의 말단 플랜지(24)는 반대편 플랜지(20‘, 30’)로부터 분리될 수 있으며, 로터(13)는 입구 트로프(8)를 통하여 들여올리거나 역순으로 원위치에 설치될 수 있다. 이는 일반적으로 로터(13)와 파쇄부의 신속한 교체를 가능하게 한다.

유성 기어박스(17)는 감속기어열(reducing gear train)을 포함하는 허브모터(19)로 설치하는 것이 바람직한데, 여기에 고속 유압모터(16)가 연결된다. 이러한 구조는 간단하여 아주 작은 공간에서도 구동 변속 팩키지를 설치할 수 있다. 대부분의 허브모터는 로터가 있는 부분이 아닌, 신축부(30)의 내부에 설치되어 진다.

도 2에서의 실시예는 동력 전달 팩키지가 로터의 일측에만 설치된 것을 보여준다. 로터의 다른 쪽 끝에는 일반적인 베어링(구름베어링(ball like roller bearing))이 설치되는데, 베어링(20)은 플랜지(20‘)가 부착된 샤프트(20.1)를 지지한다. 로터(13)는 볼 조인트를 이용하여 말단 플랜지(24)의 의해서 여기에 부착된다. 또한 입구 트로프는 로터(13)보다 약간 긴 길이를 가지고 있다. 따라서 도 3에서 보는 바와 같이 로터는 베어링을 분리하지 않아도 슈레더로부터 분리되어질 수 있다. 따라서 슈레더의 구조가 정형적이 되어서 서로 다른 동력원을 가지는 슈레더의 제작 및 동일한 구성 요소를 이용하는 것을 쉽게 만든다. 구동 변속 팩키지는 양 끝단에 설치될 수도 있다. 또한 파워를 증가시키는 것 이외에 슈레더의 사용 기간을 최대화하기 위하여 로터의 양 끝단에 구동 변속 팩키지를 사용할 수 있다. 나아가 슈레더의 용량은 길이방향으로 평행하게 기본적으로 동일한 2개의 로터를 설치함으로서 증가되어 질 수 있다.(미도시) 이 경우에 슈레더는 2 또는 4개의 허브 모터를 포함한다. 3개이상의 로터를 평행하게 사용할 수 도 있다.

로터(13)는 주로 튜브(23)로 만들어지는데, 이는 가볍지만 단단한 구조물을 만들 수 있기 때문이다. 또한 튜브의 내부는 허브모터의 로터를 냉각시키기 위한 냉각제의 채움 및/또는 내부순환을 위하여 사용될 수 있다.

로터를 고정시키기 위해서 볼트 조인트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 로터와 프레임은 상기에서 언급한 크기를 가지므로, 스크류 조인트를 열어서 베어링 또는 구동변속기를 분리하거나 제거함이 없이, 슈레더로부터 로터를 들어올릴 수 있다. 이러한 구조는 사용자에게 매우 편리하고 정비의 속도를 향상시킬 수 있 다. 본 발명에 의한 슈레더에서는, 만약 필요하다면, 서로 다른 종류의 블레이드 조각을 가지는 로터로의 교체가 매우 신속하게 이루어질 수 있다. 또한 신축부를 크게함으로서 파쇄하기에 유리한 크기의 대형 허브 모터도 설치될 수 있는데, 이는 추후에서 설명한다.

실제로 허브 모터(19)는 케이스(21)를 포함하는데, 이는 유성 기어박스의 톱니바퀴를 포함한다. 허브 모터에는 플랜지(22)가 있으며, 이는 허브 모터를 프레임에 부착시키는데, 바람직하게는 피봇 조인트(32)를 이용하여 부착시키는 것이 바람직하다. 이러한 부착 방법이 본 발명의 필수요소는 아니다. 허브 모터(19)의 제2, 회전 플랜지(22.1)는 신축부(30)의 플랜지(30‘’)에 부착된다.

케이스(21)와 플랜지(22)사이에는 로터를 지지하는 허브 모터의 베어링(미도시)이 있다. 다시 말해서 플랜지와 케이스는 상대적으로 서로 회전을 하게 된다. 상기된 실시예에서 케이스(21)는 로터(13)에 연결되고, 플랜지(22)는 각도의 변화를 허용하는 피봇 조인트(32)에 의해 프레임(10)에 연결된다. 필요하다면 허브모터는 다른 방법으로 설치될 수 있다. 원칙적으로 허브 모터는 로터와 프레임 양쪽에 단단하게 고정될 수 있다. 그러나 이러한 경우에는 프레임과 로터가 비틀어지면 허브 모터의 베어링을 변형시키고 제조상의 허용오차를 매우 작게 만든다. 이는 과도한 부하가 허브 모터의 베어링에 가해지면, 파쇄과정에서 프레임과 로터가 어느 정도까지의 변형을 피할 수 없고(없거나) 제조과정에서의 각도의 오차가 있기 때문이 다.

도 4에 의하면, 고정된 지지부 사이의 회전부분을 왼쪽에서 오른쪽으로 살펴보면 다음과 같다: 프레임의 고정 말단플레이트(10.1), 베어링(20), 플랜지(20‘)가 있는 샤프트(20.1), 로터(13), 신축부(30), 허브모터(17), 피봇조인트(32)와 프레임의 반대편 고정 말단 플레이트(10.2). 신축부(30)는 튜브(30.1)와 플랜지(30’, 30‘’)를 포함하고 있다.

도 5는 개조된 슈레더를 보여주는데, 기능적으로 유사한 구성요소에 대해서는 위에서와 동일한 인용부호를 사용하였다. 일반적으로 토크 또는 구동력을 증가시킴으로서 파쇄력을 증가시키고자 할 때 이러한 변형이 사용된다. 고출력 변속기는 슈레더 드럼의 직경과 동일한 직경의 신축부의 내부에 설치되어져야 하는 것은 아니다. 그러므로 도 5에서 보는 바와 같이 슈레더 드럼의 직경이 확장된 것을 사용할 수 있다. 상당히 고출력의 구동변속기, 특히 유성 기어 변속기(17)는 신축부(30)의 튜브(30.1)안에 설치된다.

상기된 실시예에서 보여진 바와 같이, 본 발명에서의 신축부는 기존의 알려진 슈레더 보다 상당히 다양한 슈레더의 사용을 가능하게 한다. 또한 파쇄부를 신속하게 교체할 수 있는 것 외에도, 서로 다른 동력원의 구동변속 팩키지를 동일한 프레임에서 사용할 수 있게 한다.

본 발명은 새로운 형태의 파쇄장치를 제공하는데, 이러한 파쇄장치의 구조는 로터의 신속한 교체를 가능하게 한다.

Claims (7)

1. - 프레임(10)과 프레임에 양측면이 베어링에 의해 결합되어 회전할 수 있는 로터(13)

   - 프레임은 로터의 상부와 하부에 트로프(8,9)가 있으며, 프레임과 로터가 파쇄통로를 형성하며, 프레임(10)과 로터(13)의 양 측면에 설치된 파쇄부(14,15)

   - 로터를 회전시키기 위하여 적어도 일측면에 설치된 허브모터

   를 포함하며, 상부 트로프로 들어간 파쇄물을 파쇄통로상의 파쇄부(14,15)를 거치면서 회전하는 로터(13)에 의해 작은 조각으로 파쇄하여서 하부 트로프를 통하여 배출하는 파쇄장치에 있어서, 허브모터(13)의 말단에 로터의 연장선상으로 신축부(30)가 있으며, 상기 신축부(30)의 내부에는 길이 방향에 맞도록 허브모터가 설치되어 있으며, 로터는 선택된 트로프(8,9)의 길이 방향의 말단에서 분리/부착될 수 있으며, 상기 트로프(8,9)를 통하여 교체될 수 있는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
2. 제1항에 있어서, 적어도 로터의 일측에는 원형의 플랜지(24)가 있으며, 이는 상기 신축부(30)의 반대편 플랜지(30‘)에 볼트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로터의 허브모터(19)가 설치된 반대편 말단은 자동 중심 조정 베어링(self-aligning bearing)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로터의 양측에 신축부와 신축부에 부착된 허브모터를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
5. 제1항에 있어서, 신축부(30)가 튜브(30.1)와 말단에 플랜지(30‘,30’‘)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 튜브(30.1)는 로터(13)의 직경보다 큰 직경을 가지는 유성 기어박스용 확장부가 있는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.
7. 제1항에 있어서, 허브 모터(19)가 유성 기어박스(17)를 통하여 로터(13)에 연결되는 것을 특징으로 하는 파쇄장치.

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