KR20080037161A - 저분진, 저소음 고상 분쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특정 목적의 유연탄 분쇄기에 관한 것으로 원료인 유연탄을 분진과 소음을 최소화하면서 공정상의 목적을 달성할 수 있도록 하는 Engineering을 위한 것이다.

본 발명은 유연탄 분쇄 시 생기는 가장 큰 문제점인 분진 발생과 소음 발생을 최소화하도록 구성하여 분쇄 장소와 주 작업 장소와의 거리이동 없이 주 작업 장소 내에서 한번에 분쇄가 가능 하도록 하며, 유연탄 자체 특성상 발생하는 휘발성 물질로 인한 폭발을 방지함으로써 대용량 처리가 가능한 유연탄 전용 분쇄를 하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분쇄기는 원료가 투입되는 투입호퍼와 분진 발생 방지 장치로 제작한 밀폐된 주 분쇄부와 주 분쇄부 내부의 폭발 위험 방지를 위해 유입하는 질소 투입 라인과 미분쇄된 유연탄 분말을 입자 크기별로 분리하는 3식 분리형 진동 스크린(체)와 이 스크린으로 분리될 분말들을 보내주는 스크류형 이송부와 각 스크린에서 통과되지 못한 분말을 재분쇄 하기 위해 3차분쇄부(미분쇄부 2)로 이동시키는 스크류콘베이어형 Feed-Back장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 저 에너지를 이용하면서 대량으로 처리할 수 있는 분쇄기로, 분쇄부들의 구동방식이 저속으로 진행되도록 하는 것을 통해 분진과 소음을 최소화하면서 유연탄의 분쇄가 가능하도록 하였다.

탄소분자체, 분쇄기, 유연탄, 분진, 휘발성 가스, 질소, 스크린(체), 조분쇄, 미분쇄, RPM

Description

저분진, 저소음 고상 분쇄기{Low noise, Low dust Pulverizer}

도 2. 정면도

도 1. 사시도

도 3. 좌측면도, 우측면도

도 6. 1차 분쇄부 내부도

도 7. 2차 분쇄부 내부도

도 8. 스크류형 이송부

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10.투입호퍼 11.상부 투입구

12.주분쇄부 13.센서

23.1차분쇄부(조분쇄부) 23a.1차 분쇄디스크

70.1차분쇄부 스프라켓트

70-1.1차분쇄부 구동체인

24.2차분쇄부(미분쇄부 1) 24b.2차 분쇄드럼

80.2차분쇄부 스프라켓트

80-1.2차분쇄부 구동체인

25. 3차분쇄부(미분쇄부 2) 25c.3차 분쇄드럼

90. 3차분쇄부 스프라켓트

90-1. 3차분쇄부 구동체인

26. 1차 분쇄디스크와 2차 분쇄드럼의 구동부

27. 2차 분쇄드럼과 3차 분쇄드럼의 구동부

28. 3차 분쇄드럼의 구동부

100. 배출호퍼 110. 안전망

120. 기어 130. 메인모터

140. 1차 분쇄물 유도장치 150. 2차 분쇄물 유도장치

50. 스크류형 이송부 모터 60. 스크류형 이송부

32. 50㎛이하 분리형 진동 스크린(체)

32f. 50㎛이하 분말 분리탱크

33. 50㎛∼80㎛이하 분리형 진동 스크린(체)

33g. 50㎛∼80㎛이하 분말 분리탱크

34. 80㎛∼100㎛이하 분리형 진동 스크린(체)

34h. 80㎛∼100㎛이하 분말 분리탱크

본 발명은 특정 목적의 탄소분자체 국내 제조를 위한 공정의 첫 단계에 사용되는 기계로 원료인 유연탄을 분진과 소음을 최소화하면서 공정상의 목적을 달성할 수 있게 연속 공정이 가능한 분쇄과정을 수행하는 Engineering용 유연탄 분쇄기에 관한 것이다.

기존의 Hammer Mill이나 Jet-Mill 등의 분쇄기로 유연탄을 분쇄 시에는 유연탄 성분의 특성상 휘발성분이 30%, 습도 7∼8%로 매우 건조하여 미세 분진이 매우 많이 발생 되는 것과 분쇄시 휘발성 가스 발생으로 인한 폭발 위험이 있는데, 이 분진 발생과 폭발 위험을 미연에 방지할 수 있도록 한 것으로, 종래에 곡물이나 식품원료 분쇄기, 건설 산업 폐기물 처리용 분쇄기는 공급 과다 시 전동기 소손이 있어 대용량 처리가 불가능했던 것을 전동기 소손이 없이도 대용량으로 분쇄할 수 있도록 하였다.

<유연탄 성분표>

성 분	함 유 량
고 정 탄 소(Fixed Carbon)	60％±6％
휘발성물질(Volatile Material)	30％±3％
고 유 수 분	8％±1％
기 타	2％±0.2

종래 분쇄기의 경우 원료 분쇄 시 분쇄 진행에 따른 온도상승 문제가 발생하여 분쇄기에 별도의 냉각장치를 설치해야 하는 것이 대부분이었으나, 이 분쇄기는 저 에너지로 분쇄기능을 구동시키는 방식으로 설계하여 분쇄 중에 온도상승을 사전에 방지할 수 있도록 하였다.

여기서 기존의 분쇄기들은 소음이 심한 단점이 있어 분쇄기 내부에 방음기능을 갖는 장비를 별도로 구성하였었으나, 이 분쇄기는 도2의 1차분쇄부(조분쇄부)(23)와 도2의 2차분쇄부(미분쇄부 1)(24), 도2의 3차분쇄부(미분쇄부 2)(25), 크기별로 3대의 분쇄부를 설치하여 소음방지와 분진 발생을 최소화할 수 있는 구조로 되어있다.

<기존 분쇄기 비교>

평 가 항 목	헤머 밀	핀크러셔	로울러 밀
분 분쇄 중 온도상승 Caking 현상 입도 조절 능력 분쇄 후의 청소 년간 유지 보수비 중금속 발생	50℃ 이상 있음 입도망 교환 복잡 2 있음	40℃ 이상 있음 입도망 교환 복잡 1.5 있음	40℃ 이상 있음 3회 이상 분쇄 복잡 1.5 있음

※Caking현상:분쇄 후 온도상승으로 인하여 응집되는 현상

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위함과 동시에 유연탄 분쇄시 생기는 가장 큰 문제점인 분진 발생과 소음의 원인 자체를 최소화함으로써 분쇄 장소와 주 작업 장소와의 거리이동 없이 주 작업 장소 내에서 한 번에 분쇄가 가능하도록 하며, 유연탄 자체 특성상 발생하는 휘발성 물질로 인한 폭발을 질소 투입으로 방지하여 대용량 처리가 가능한 유연탄 전용 분쇄를 하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분쇄기는 1Ton의 유연탄 원료가 투입되는 투입호퍼와; 투입호퍼 내 유연탄 잔량의 높이를 감지하는 센서와; 상기 투입호퍼와 연결된 분진 발생 방지 장치로 제작한 밀폐된 주분쇄부와; 상기 주분쇄부는 다시 상기 투입호퍼에 투입되는 유연탄을 분쇄하는 1차분쇄부(조분쇄부)와; 상기 주분쇄부 내부의 폭발 위험 방지를 위해 유입하는 질소 투입 라인과; 상기 조분쇄부로부터 1차 분쇄된 유연탄을 미분쇄하는 2차분쇄부(미분쇄부 1)와; 상기 2차분쇄부에서 미분쇄된 유연탄을 또 한번 미분쇄하는 3차분쇄부(미분쇄부 2); 상기 미분쇄된 유연탄 분말을 입자 크기별로 분리하도록 진동체 스크린으로 분말들을 보내주는 스크류형 이송부와; 상기 스크류형 이송부에서 이동된 분말들을 입자 크기별로 통과시켜 분리하는 3식 분리형 진동 스크린(체); 상기 스크린에서 크기별로 분리된 분말을 담는 분리탱크와; 상기 스크린에서 크기가 크게 분쇄되어 각 스크린에서 통과되지 못한 분말을 재분쇄하기 위해 3차분쇄부(미분쇄부 2)로 이동시키는 스크류콘베이어형 Feed-Back장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명인 분쇄기의 구성을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 분쇄기의 정면도로 투입호퍼(10)는 1Ton의 유연탄 bag을 그대로 장착할 수 있도록 되어있어 bag자체로 투입호퍼 입구의 틈을 봉쇄하여 유연탄의 분진이 분쇄기 외부로 날아가는 것을 방지하고, 기존 분쇄기들의 경우 공급 과다 시 전동기 소손을 초래하는 단점을 보완하여 중력에 의해 서서히 원료가 투입되게 함으로써 전동기 소손이 일어나지 않게 하면서 600㎏/hour의 처리량이 나올 수 있는 대형 투입호퍼로 제작하였다.

상기 투입호퍼(10) 내부에는 투입호퍼에 장착된 유연탄 bag의 양이 줄어들어 가는 것으로 인해 생길 수 있는 공간을 통해 분진이 분쇄기 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록, 실시간으로 유연탄 잔량의 높이를 감지하는 센서(13)를 부착하였다.

상기 투입호퍼(10)의 하단에는 밀폐된 통으로 제작된 주분쇄부(21)를 연결, 이 주분쇄부(21)는 질소 투입 라인(22)과 1차분쇄부(조분쇄부)(23), 2차분쇄부(미분쇄부 1)(24), 3차분쇄부(미분쇄부 2)(25)로 구성하였다.

상기 밀폐된 주분쇄부(21) 하단에는 양 끝에서 중심부로 분말들이 모일 수 있는 작동원리를 이용한 스크류형 이송부(50)를 장치하여 분쇄된 분말들을 입자 크기별로 분류하는 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34)에 보내주도록 구성하였다.

상기 스크류형 이송부(50) 하단에는 각각 5°∼10°의 각도를 준 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34)를 설치하여 이 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34)에 의해 상기 각 분쇄부에서 분쇄된 분말들을 50㎛이하, 50∼80㎛이하, 80∼100㎛이하의 입자 크기별로 통과되도록하여, 각 스크린(체)(32∼34) 옆에 장착된 분리탱크(32f, 33g, 34h)에 분말 크기에 따라 각각 분류 되도록 한다.

상기 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34) 하부에는 100㎛초과로 크게 분쇄되어 상기 스크린(체)(32∼34)에서 통과되지 못한 분말들을 원하는 크기에 맞게 재분쇄될 수 있도록 3차분쇄부(미분쇄부 2)(25)로 분말을 이동시켜주는 스크류콘베이어형 Feed-Back장치(35)를 구성하였다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명인 분쇄기의 작용과 효과를 상세히 설명하 면 다음과 같다.

투입호퍼(10)와 주분쇄부(21) 연결부(도출구)(12)의 너비를 좁게 조절해 주분쇄부(21) 내부의 1차분쇄부(조분쇄부)(23)로 중력에 의해 유연탄이 일정량씩 서서히 투입되어 분진과 소음이 최대한 발생하지 않도록 천천히 분쇄될 수 있도록 한다.

상기 투입호퍼(10) 내부에는 센서(13)를 부착하여 투입호퍼에 장착된 유연탄 bag의 양이 줄어드는 것으로 인해 생길 수 있는 내부 공간을 통해 분진이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있게 투입호퍼 하단에서 상부 쪽으로 높이 40㎝까지는 유연탄이 항상 채워져 있도록 감지하는 센서(13)를 부착하여 실시간으로 유연탄 잔량의 높이를 유지할 수 있도록 하였다.

1차분쇄부(조분쇄부)(23)는 상기 투입호퍼(10)에서 일정량씩 투입되는 유연탄을 양쪽에 분쇄디스크(23a)들이 장치된 1차분쇄부의 스프라켓트(70)가 매우 느린 속도로 서로 회전되도록 하여 분쇄디스크가 마모되는 것을 최소화하고, 유연탄이 느린 속도로 서서히 분쇄되게 함으로써 분진 발생과 소음을 미연에 최대한 줄일 수 있도록 하였다. 분쇄부의 구동부엔 인버터를 장착하여 원하는 공정 목적에 맞는 회전수로 조절해서 구동할 수 있게 구성하였다.

상기 1차분쇄부(조분쇄부)(23)에서 유연탄을 크기 1㎝이하로 1차 분쇄하고 이렇게 1차 분쇄된 분쇄물은 2차분쇄부(미분쇄부 1)(24)의 2차 분쇄드럼(24b)이 장치된 2차 분쇄부 스프라켓트(80)가 2차 분쇄하고, 2차 분쇄된 분말들은 3차 분쇄 부(미분쇄부 2)(25)의 3차 분쇄드럼(25c)이 장치된 3차 분쇄부 스프라켓트(90)에 의해 50㎛이하 크기의 분말로 분쇄되도록 하였다. 상기 1차 분쇄부와 같이 2차 분쇄부, 3차 분쇄부에도 각각 인버터를 장착하여 회전수를 공정 목적에 맞게 조절하여 구동할 수 있게 하였다.

1차 분쇄부(조분쇄부)(23)와 2차 분쇄부(미분쇄부 1)(24), 3차 분쇄부(미분쇄부 2)(25)로 구성되어 있는 상기 도 2의 주분쇄부(21)는 밀폐된 통으로 제작했으며, 이 통 내부에 N₂를 유입하여 유연탄 분쇄시 발생 우려가 있는 폭발위험이 방지될 수 있도록 하였다.

50㎛이하 크기로 분쇄된 분말은 도 2의 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34)에 의해 50㎛이하, 50∼80㎛이하, 80∼100㎛이하의 입자들이 크기별로 각각 통과되도록 하여 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34) 옆에 장착된 분리탱크(32f, 33g, 34h)에 분류 되도록 한다.

상기 3식 분리형 진동 스크린(체)(32∼34)에서 100㎛이상으로 크기가 크게 분쇄되어 통과되지 못한 분쇄물들은 스크류콘베이어형 Feed-Back장치(35)에 의해 3차분쇄부(미분쇄부 2)(25)로 이동되어 원하는 크기에 맞게 재분쇄 되도록 한다.

도 2의 전체 분쇄기는 재질을 stainless steel을 사용하여 중금속 발생을 방지할 수 있도록 하였다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 저 에너지를 이용하면서 대량으로 처리할 수 있는 대용량 분쇄기로, 저속의 분쇄구동을 이용한 분쇄를 통해 분진 과 소음을 최소화하면서 폭발 위험을 방지한 유연탄 분쇄가 가능하도록 하였다.

Claims (14)

1. 유연탄이 투입되는 투입구와 투입된 유연탄을 1차 분쇄부로 도출해 내는 연결부로 형성된 투입호퍼와,

   상기 투입호퍼에 수직으로 연결된 주분쇄부와,

   상기 주분쇄부를 구성하고 있는 1차 분쇄부인 조분쇄부와,

   상기 조분쇄부 수직 하단에 연결된 2차 분쇄부인 미분쇄부 1과,

   상기 미분쇄부 1 수직 하단에 연결된 3차 분쇄부인 미분쇄부 2와,

   상기 주분쇄부 내부에 분쇄 진행시 발생 우려가 있는 폭발 위험을 방지하기 위해 질소를 유입해 주는 질소 투입 라인과,

   상기 각 분쇄부들의 제1 분쇄디스크와, 제2 분쇄드럼은 함께 회전하도록 회전 구동부로 연결하고,

   상기 주분쇄부 하부에 연결된 스크류형 이송부와,

   스크류형 이송부에 의해 이동된 분말을 통과시켜 입자크기에 따라 분리될 수 있도록 분말을 크기별로 각각 분리하는 3식 분리형 진동 스크린(체)와,

   100㎛초과로 분쇄되어 상기 3식 분리형 진동 스크린(체)에서 통과되지 못한 분말을 원하는 크기로 재분쇄 될 수 있도록 3차 분쇄부로 분말을 이동시키는 스크류콘베이어형 Feed-Back장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 분쇄기
2. 제 1항에 있어서,

   상기 투입호퍼는 1Ton의 유연탄 bag이 그대로 장착될 수 있도록 대형으로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 분쇄기
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주분쇄부는 투입호퍼에 수직으로 연결되고,

   상단과 하단 2단으로 구성된 밀폐된 통으로 제작한 것을 특징으로 하는 분쇄기
4. 제 3항에 있어서,

   상기 주분쇄부는 상단에 1차 분쇄부, 하단에 2차 분쇄부, 3차 분쇄부로 구성되어 있으며,

   상기 주분쇄부는 투입호퍼와 수직으로 연결되어 상부에서 하부로 중력에 의해 유연탄이 서서히 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 분쇄기
5. 제 1항에 있어서,

   상기 1차 분쇄부는 주분쇄부 상단에 수용되고,

   상기 1차 분쇄부는 양쪽의 분쇄디스크들이 저 에너지로 천천히 서로 회전하는 것을 특징으로 하는 분쇄기
6. 제 5항에 있어서,

   상기 1차 분쇄부는 1차 분쇄디스크로 구성되어 있고,

   상기 1차 분쇄디스크는 양 디스크와 디스크의 간격 조절이 가능하도록 하여 어떤 종류의 유연탄을 분쇄하느냐에 따라서 분쇄디스크를 목적에 맞게 조절할 수 있도록 engineering용으로 구성한 것을 특징으로 하며, 인버터를 장착하여 공정 목적에 따라서 회전수를 조절가능하도록 하여 저 에너지로 구동할 수 있게 하였으며, 분쇄디스크가 마모·파괴 되었을 경우 마모된 디스크만 교체 가능하도록 하여 정비유지, 수리가 간편하게 한 것을 특징으로 하는 분쇄기
7. 제 1항에 있어서,

   상기 연결부는 투입호퍼와 1차 분쇄부 사이에 형성되며,

   상기 연결부는 투입호퍼에서 1차 분쇄부로 원료가 서서히 도출되도록 너비가 좁게 조절되어 있는 것을 특징으로 하는 분쇄기
8. 제 4항에 있어서,

   상기 2차 분쇄부는 상기 주분쇄부 내부의 1차 분쇄부인 조분쇄부 하단에 형성되며,

   상기 3차 분쇄부는 상기 2차 분쇄부 하단에 연결되어 연속으로 분쇄가 되도록 수용된 것을 특징으로 하는 분쇄기
9. 제 3항에 있어서,

   상기 주분쇄부에는 질소 투입 라인이 연결되어 있으며,

   상기 질소 투입 라인은 주분쇄부의 밀폐된 통 내부에 질소 가스로 양압을 걸어주어 분쇄기 내부에 산소 유입이 없도록 하면서 유연탄 분쇄시 발생하는 휘발성 가스성분에 의한 폭발 위험을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 분쇄기
10. 제 1항에 있어서,

    상기 회전구동부는 상기 1차 분쇄부의 제1 분쇄디스크와 상기 2차 분쇄부의 제2 분쇄드럼을 연결하여 형성되고, 상기 1차 분쇄부의 제1 분쇄디스크들이 서로 회전하면서 제2 분쇄드럼도 함께 회전하게 하였고, 각 분쇄부에 인버터를 장착하여 회전수를 공정 목적에 맞게 조절할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 분쇄기
11. 제 4항에 있어서,

    상기 주분쇄부 하단에는 각각 5°∼10°의 각도로 3식 분리형 진동 스크린(체)를 형성하여, 분쇄된 분말이 분리될 수 있도록 3개의 스크린이 진동에 의해 분쇄된 분말들을 크기별로 통과시키는 장치로, 스크린의 각도는 원하는 공정 목적에 맞도록 조절이 가능하게 설계한 것을 특징으로 하는 분쇄기
12. 제 11항에 있어서,

    상기 스크린은 3개의 크기별 스크린으로 형성되며,

    상기 크기별 스크린은 입자 크기 80㎛∼100㎛이하 분말만 통과시키는 스크린, 50㎛∼80㎛이하 분만 통과시키는 스크린, 50㎛이하 분말만 통과시키는 스크린으로 구성하는 것을 특징으로 하는 분쇄기
13. 제 1항에 있어서,

    상기 스크류형 이송부는 상기 3식 분리형 진동 스크린 상단에 형성되고,

    상기 스크류형 이송부는 3식 분리형 진동 스크린이 분말을 입자 크기별로 분리할 수 있도록 스크류형 이송부 양 끝에서 중간으로 분말들이 모이게 한 후 중간에서 3식 분리형 진동 스크린으로 분쇄된 분말들을 보내주는 것을 특징으로 하는 분쇄기
14. 제 1항에 있어서,

    스크류콘베이어형 Feed-Back장치는 3식 분리형 진동 스크린 중 100㎛이하 스크린(체) 옆에 구성되며, 100㎛를 초과하는 크기로 분쇄되어 3식 분리형 진동 스크린(체)을 통과하지 못한 분말들을 재분쇄하기 위해 제3 분쇄부로 이동시키는 장치로 제3분쇄부의 제3 분쇄드럼으로 크기에 맞게 다시 분쇄되는 연속 가동 구현이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 분쇄기

Images