KR20120087142A

KR20120087142A - 펠릿들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스

Info

Publication number: KR20120087142A
Application number: KR1020127010959A
Authority: KR
Inventors: 게르노트 폰 하아스; 귄터 나투스; 프랑크 헤이만스
Original assignee: 디펜바허 게엠베하 마쉬넨- 운트 안라게바우
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-08-06
Also published as: EP2483067A1; CN102695607A; US8876516B2; RU2564185C2; US20120244242A1; DE102009047902A1; CA2772704A1; CN102695607B; BR112012005179A2; WO2011038917A1; RU2012117148A

Abstract

본 발명은 펠릿들(10)을 제조하기 위한 펠릿화 프레스에 관한 것으로, 펠릿화 프레스(3) 내에, 바이오매스(1)를 압축하기 위한 복수의 구멍들(13)을 갖는 적어도 하나의 다이(4), 다이(4) 상에서 롤링하는 적어도 하나의 롤(5) 및 다이(4) 및/또는 롤(5)을 위한 적어도 하나의 구동 장치가 존재한다. 본 발명의 목적은 스페어 부품을 갖는 다이의 대체를 용이하게 하거나 적어도 가능한 효과를 갖는 다이의 부분적 마모 또는 국지적 손상을 제거할 수 있게 하는 펠릿화 프레스를 제조하는 것이다. 본 발명은 다이(4)로서 배열된 적어도 두 개의 다이 세그먼트들(7, 7',...)로 구성되며, 적어도 하나의 지지 장치(9)가 롤(5)에 관하여 다이 세그먼트들(7, 7',...)을 지지하도록 배열되며, 지지 장치(9)는 관통되도록 다이(4) 내의 구멍들(13)로부터 방출되는 펠릿들(10)을 위한 적어도 하나의 개구(8)를 갖는다.

Description

펠릿들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스 {PELLET PRESS FOR PRODUCING PELLETS}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 펠릿들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스에 관한 것이다.

미세 재료 또는 압착된 및/또는 용융된 재료로부터 그래뉼(granule)이라고도 또한 지칭되는 펠릿들을 제조하는 것이 이미 알려져 있다. 바람직하게는 목재 칩들, 톱밥 등 같은 절단된 바이오매스로부터 펠릿들 또는 목재 펠릿들을 제조하는 것은 또한 이미 충분히 알려져 있으며, 특히 유럽에서 기후 보호를 위한 선구적 기술로서 재생가능 에너지원의 분야에서 전파되고 있다. 통상적으로, 목재 처리 산업으로부터의 칩 재료가 원료로서 사용되지만, 새롭게 절단된 재목 또는 목재 처리 산업에서 재사용할 수 없는 목재 유형들 또는 폐기물 재료들도 사용될 수 있다. 단일가족 가정 또는 다가족 가정들의 소형 노 설비들에 공급하기 위한 목재 펠릿들을 위한 시장에서 공해 없는 베이스 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, 열을 생성하고 및/또는 전기 에너지를 획득하기 위한 블록 발전소 또는 특수 고온 노 설비들(병합 발전소)은 또한 소량으로 공해 부담이 있는 재료(코팅 또는 래커를 갖거나 갖지 않는 파티클 보드 또는 중밀도 파이버보드로 이루어진 펠릿들)를 청정하게 또한 연소시킬 수 있다.

목재 펠릿들은 통상적으로 소위 펠릿화 프레스에서 생성되며, 여기서, 압착 대상 재료는 팬 그라인더 롤러들이라고도 지칭되는 가동성 및/또는 능동적 롤링(rolling) 롤러들에 의해 매트릭스의 보어구멍들을 통해 가압된다. 재료(바이오매스)는 보어구멍들에 의해 성형되며, 보어구멍들로부터 스트랜드들로서 배출된다. 보어구멍들은 본질적으로 원통형으로서 구현되는 것이 바람직한 모든 개구들로서 이해되며, 재료를 통해 공급하고 성형하도록 매트릭스 내에 배열된다. 또한, 보어구멍들은 압착 절차를 향상시키기 위해 더 큰 취입 영역들(오목부들)을 가질 수 있으며, 보어구멍들에서 경화되거나 경화된 슬리브들을 가질 수 있다. 매트릭스의 영역에서 평판 매트릭스와 링 매트릭스 사이에 구별이 이루어진다. 롤러들은 압착을 위해 링 매트릭스들, 평판 매트릭스들 둘레에서 외부적으로 또는 내부적으로 회전하고, 팬 그라인더 롤러들은 순환적으로(밀 구성) 또는 선형적으로 반전하면서 롤링한다. 본 발명은 바람직하게는 선형적 구조의 평판 매트릭스들과 관련하지만, 또한, 선택적으로 링 매트릭스들과도 또한 사용될 수 있다. 펠릿들의 후처리(스트랜드들의 절단, 냉각, 저장, 수송) 또는 바이오매스의 준비 및 분산을 위한 가능성은 더 상세히 설명될 필요가 없다. 이에 관하여서는 종래 기술을 참조할 수 있다.

한편 세계적으로 인지되고 있는 기후 온난화에 기인하여, 산업계는 목재 펠릿들의 대규모 산업적 제조의 가속과 비용절감을 강요받고 있다. 펠릿화 프레스의 주된 마모 부분은 매트릭스 자체이다. 보어구멍들의 벽들 상에서의 바이오매스의 가압 및 압착에 기인하여, 높은 마찰 계수 및 압력들이 발생하며, 이는 매트릭스 보어구멍들을 부식시키며, 이들을 시간에 걸쳐 확장시킨다. 동시에, 바이오매스의 공급 동안 암석들, 금속 단편들 등 같은 고밀도 요소들이 평판 매트릭스에 도달하고 롤링 롤러들에 의해 매트릭스로 가압되는 경우가 발생할 수 있다. 매트릭스의 표면의 왜곡들 또는 보어구멍들의 닳은 영역들이 발생하며, 이는 이어서, 매트릭스의 롤링 표면 상에 바이오매스의 잔류 층의 불규칙 압축을 초래하며, 그 이유는 잔류 층의 바이오매스가 롤링 표면의 교란에 기인하여 더 이상 모든 방향들로 자유롭게 유동할 수 없기 때문이다. 주름진 잔류 층이 발생하고, 이는 펠릿화 프레스의 막대한 기계-동적 발진들을 초래할 수 있다. 그러나, 또한 바이오매스의 고밀도 응고물들이 형성되며, 이는 이어서 매트릭스의 롤링 표면에 추가적 손상을 입히고 및/또는 보어구멍들을 뚫는 동안 증가된 마모를 유발한다. 극단적인 경우에, 결함있는 롤링 표면들은 롤러들의 "노킹(knocking)"이나 "뱅잉(banging)"을 또한 초래하게 되며, 이는 펠릿화 프레스에 대해, 그러나, 또한, 특히, 롤러들 및 매트릭스들에 대해서도 전체적으로 유해하다.

그러나, 제조 특성상 매트릭스의 손상 또는 마모가 제조 시간의 특정 기간에 걸쳐 발생하는 것이 방지될 수 없다. 매트릭스 자체의 재상태조정은 전체 매트릭스의 연마/평탄화, 오목부들의 경우의 디포지트 용접(deposit welding) 또는 국지적 손상부 또는 보어구멍을 드릴링 제거하고 폐쇄체 또는 슬리브를 삽입하는 것 같은 재상태조정 가능성들의 복수 유형들에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 손상이 비교적 국지적으로 제한되어 있기 때문에, 재상태조정을 위해 제조시부터 펠릿화 프레스와 함께 전체 매트릭스를 제거하는 것은 추천할만하지 않다. 특히, 저장 벙커들이 가득차 있거나 저장 기능들 없이 펠릿들의 직접 제조가 이루어지는 경우에, 바이오매스의 처리는 이 목적을 위해 정지되어야만 할 수 있다. 또한, 설비 및 경제적 이유들 때문에 전체 매트릭스를 역전 상태로 유지하는 것이 불가능할 수도 있으며, 그 이유는 이것이 통상적으로 펠릿화 프레스의 가장 값비싼 기계 요소 사이에 있고, 가능한 사용을 위한 대기 시간 동안 불필요하게 자본을 정체시키기 때문이다.

본 발명의 목적은 최소의 가능한 지출로 매트릭스 상의 부분 마모 또는 국지적 손상을 치유하는 것이 가능하게 하거나 대체 부분과의 매트릭스의 대체를 현저히 용이하게 하는 것이 가능한, 펠릿들의 제조를 위한 상술한 유형의 펠릿화 프레스를 제공하는 것을 포함한다.

펠릿화 프레스를 위한 목적의 달성은 적어도 두 개의 매트릭스 세그먼트들이 매트릭스로서 배열되며, 적어도 하나의 지지 장치가 롤러에 관하여 매트릭스 세그먼트들을 지지하도록 배열되며, 지지 장치는 매트릭스의 보어구멍들로부터 벗어나는 펠릿들을 통한 공급을 위한 적어도 하나의 통로를 갖는 것이다.

최저 가능 두께를 가진, 고품질 재료로 이루어진 매트릭스가 유리하게 구현될 수 있고, 무엇보다도 복수의 부품들로 이루어진다. 매트릭스 또는 롤링 표면을 복수의 부품들로 분할함으로써, 완전한 매트릭스를 제거하기 위한 복잡한 장치들 및 대응하는 설비 지출이 제거될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스가 네 개로 분할되는 경우, 펠릿화 프레스의 매트릭스를 그로부터 인출하고 이를 새것으로 대체하기에 대략 55 내지 60°의 제조 챔버에 대한 접근성으로 충분하다. 구동부들, 샤프트들 또는 다른 기계 요소들의 제거를 가능한 많이 피할 수 있다. 교체를 더욱 가속시키기 위해 매트릭스 세그먼트들을 위해 급속 분리형 체결구들이 제공되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 매트릭스의 보어 구멍들의 길이 내에서, 바이오매스는 충분히 압착될 수 있으며, 보어구멍들을 벗어난 이후의 일관성 및 필요한 강도를 가질 수 있는 것으로 추정한다. 지지 장치에 의해, 매트릭스의 처짐이 제어가능한 범주 이내로 유지되며, 펠릿화 동안 동작에 어떠한 결과도 갖지 않는 것이 보증된다. 따라서, 매트릭스는 고 강도의, 특히, 저 마모성 재료로 제조될 수 있어서 바람직하다. 또한, 경화된 재료들이 수용될 수 있다. 취성화되는 경향이 있거나 피로 파괴를 향한 경향이 있는 매트릭스들은 중간 층을 사용하여 지지 장치에 지지될 수 있으며, 이는 유해한 발진들에 관한 뛰어난 감쇄를 초래한다. 또한, 매트릭스에 대한 국지적 손상이 쉽게 대체될 수 있으며, 하나의 매트릭스 세그먼트는 매트릭스로부터 제거되며, 새롭거나 재상태조정된 사용된 매트릭스 세그먼트가 신속하게 재삽입될 수 있는 것이 유리하다. 따라서, 펠릿화 프레스의 가동중단 시간이 낮게 유지되고, 국지적으로 손상된 매트릭스 세그먼트의 정비 또는 수리 동안 간섭적 동작 중단들이 반드시 수용되어야할 필요가 없다.

이러한 목적의 확장에서, 펠릿화 프레스의 다부품 매트릭스의 경우에, 매트릭스 세그먼트의 결합부 에지들 상의 롤러의 롤링은 개선되며, 및/또는, 펠릿화 프레스는 롤링 표면의 균일한 품질을 갖는 서로 다른 높이들의 매트릭스 세그먼트들을 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 교지는 매우 단단하거나 심지어 취성적인 재료들 또는 부분적으로 또는 완전히 경화된 재료들 또는 공구 강을 매트릭스로서 사용하는 것을 개시하는 것이다. 특히, 본 발명은 가능한 얇게, 예를 들어, 30 내지 100 mm 두께로 매트릭스 자체가 제조될 수 있게 한다. 지지 장치에 의해 충분히 지지되기 때문에, 매우 고가의 재료 또는 완전히 경화된 강 또는 매우 경질의 강이나 스테인레스 강이 또한 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 스트랜드들은 매트릭스의 보어구멍들로부터 배출되며, 사용되는 바이오매스에 따라서 더 긴 또는 더 짧은 길이를 갖는 펠릿들로 분할되거나, 펠릿화 프레스가 도시되어 있지는 않지만 가능한 스트랜드들을 분할하기 위해 가위 장치를 구비한다는 것이 명백하다. 그러나, 대부분의 경우들에서 지지 장치 이후에 절단 장치는 불필요하다는 것이 알려져 있다. 목재 펠릿들은 특히 펠릿화 프레스의 진동에 기인하여 전적으로 매트릭스의 보어구멍들로부터 벗어나는 바이오매스 스트랜드와 독립적으로 쪼개진다. 그러나, 온도, (천연) 접착제 첨가물 또는 유사 용례들 같은 특수 처리 용례들과 조합하여, 쪼개짐에 대해 비교적 저항적인 것으로서 스트랜드들이 구현될 수 있는 것으로 존재된다. 이에 관하여, 통로들이 보어구멍들에 관하여 단지 미소하게 확장되는 방식으로 통로들을 구현하는 것, 또는 통로들의 홈형 실시예에서, 롤러의 롤링 라인에 실질적으로 평행한 홈 연장부를 구현하는 것, 그리고, 따라서, 본질적으로 규칙적 간격들로 롤러와 동일한 이동을 따르는 절단 블레이드를 사용하여 상업적으로 전형적인 펠릿 크기들로 바이오매스를 절단하는 것이 유리할 수 있다. 본 발명의 이해에 따라서, 지지 장치 또는 그 통로들은 바이오매스에 관한 지지 또는 성형 임무를 수행하지 않는다는 점에서 매트릭스의 보어구멍들의 연장부를 형성하지 않으며, 그럼에도 불구하고, 실시예 변형에 따라서, 통로들은 스트랜드들을 분할하기 위한 가동성 또는 회전 블레이드를 위한 정지부들로서 사용될 수 있다.

다른 바람직한, 그리고, 가능한 실시예들이 이하에 설명되어 있다.

매트릭스를 지지하기 위해, 지지 장치는 실질적으로 매트릭스 세그먼트들의 결합부 에지들 상에 배열될 수 있으며 및/또는 매트릭스의 에지들의 결합부와 중첩할 수 있다. 중첩은 좁은 매트릭스의 경우에 바람직하다. 그러나, 매트릭스 세그먼트들의 결합부 에지들은 특히 지지 장치에 의해 지지되는 것이 바람직하며, 그래서, 무거운 롤러 또는 심지어 복수의 무거운 롤러들에 기인하여 처짐이 발생하지 않을 수 있다. 특히, 매트릭스 상의 소성 처짐은 결합부 에지들의 융기 및 하나의 매트릭스 세그먼트로부터 다음 매트릭스 세그먼트로의 전이부에서 롤러들의 탈락 또는 노킹을 초래한다. 양호한 예시적 실시예에서, 지지 장치의 통로들의 본질적 특성은 이들이 가능한 크게, 가능하게는 심지어 지지 장치의 홈들 또는 개구들 만큼 도입되며, 그래서, 정적 운반 용량 또는 매트릭스는 실질적으로 충분하며, 이는 단지 무해한 처짐을 받거나 어떠한 처짐도 받지 않는다는 것이다. 또한, 다른 예시적 실시예에 따라서, 보어구멍들, 배출 스트랜드들 또는 펠릿들보다 실질적으로 더 큰 통로를 구현하는 것이 바람직할 수 있다. 펠릿들을 기계적으로 절단하는 것이 바람직한 것으로 나타나는 경우, 통로들의 크기에 독립적으로, 절단 장치는 매트릭스로부터 멀어지는 방향을 향하는 지지 장치의 측부 상에 배열될 수 있다. 편리한 교체를 위해, 그리고, 특히 복수의 매트릭스 세그먼트들의 경우에, 개별 매트릭스 세그먼트들에 대해 실질적으로 동일하거나 유사한 것이 바람직하다. 이는 보어구멍들의 배열, 형상 및/또는 인접한 매트릭스 세그먼트들에 대한 결합부 에지들에 적용되는 것이 바람직하다.

매트릭스 세그먼트들의 결합부 에지들은 롤러의 롤링 라인에 실질적으로 평행하게 배열되는 것이 특히 바람직하다. 다른 예시적 실시예에서, 결합부 에지는 롤러의 롤링 라인에 실질적으로 각지게 배열되는 것이 특히 바람직하며, 이 각도는 0과 35°사이의 범위를 커버할 수 있다.

그러나, 특히, 매트릭스 세그먼트들을 서로 결합하기 위해, 결합부 에지들이 설상부-및-홈 연결부들로서 및/또는 지그재그 연결부들로서 및/또는 화살형 연결부들로서 구현되는 것이 바람직할 수 있다. 상술한 예시적 실시예들은 평면 내에 배열되는 매트릭스 세그먼트들로 구성되는 매트릭스 내에 특히 유리하게 적용될 수 있다. 매트릭스는 이 목적을 위해 직사각형 또는 원형으로서 구현되는 것이 바람직하다. 매트릭스 및/또는 지지 장치는 부분적으로 또는 완전히 경화되어 구현되거나 및/또는 경화된 재료로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 지지 장치의 실시예의 다양한 유형들에서, 이는 복수의 지지 세그먼트들로 구성될 수 있다. 이 경우에, 지지 세그먼트들의 결합부 에지들은 매트릭스 세그먼트들의 결합부 에지들과 그 서로간의 위치 및/또는 그 실시예에서 상당히 다를 수 있다. 이는 매트릭스의 지지를 개선시키기 위해 사용되며, 롤링 표면을 위해 앞서 제안되어 있는 특수 조치들은 지지 장치의 결합부 에지들을 위해 적용될 필요가 없다. 전체적으로, 지지 장치의 작용은 매트릭스의 처짐이 롤러의 롤링 라인을 따라 0.05 mm 미만이 되도록 이루어진다. 최적의 지지를 위해, 지지 장치는 바이오매스의 통과 방향으로 매트릭스의 실질적 전체 영역에 대하여 가압되도록 배열될 수 있다. 지지 장치는 바람직하게는 실질적 판형 형상으로 구현된다. 진동 및/또는 열의 전달을 피하기 위해, 절연 및/또는 감쇄 중간 층이 매트릭스 세그먼트들 또는 매트릭스와 지지 장치 사이에 배열될 수 있다. 적어도 하나의 유압 및/또는 공압 위치설정 장치가 지지 장치 상에서 및/또는 지지 장치로서 매트릭스 또는 매트릭스 세그먼트들 사이에 배열될 수 있다. 이 위치설정 장치는 다른 높이들의 매트릭스 세그먼트들로 이루어진 균일한 롤링 표면을 형성하기 위해 사용되는 것이 특히 바람직할 수 있다. 적어도 하나의 플라스틱, 절연부, 금속 판 및/또는 유압 쿠션이 중간 층으로서 고려될 수 있다. 유압 쿠션은 바람직하게는 그 작용이 조절가능할 수 있다. 중간 층이 사용되는 경우, 지지 장치의 통로들은 내부에 완전히 또는 부분적으로 재현되는 것이 바람직하다. 그러나, 단지 보어구멍들의 수 및 위치만이 재현될 수도 있다.

본 발명의 주제의 다른 유리한 조치들 및 실시예들이 종속 청구항 및 이하의 도면의 설명에 개시되어 있다.

도 1은 반전 롤러를 갖는 펠릿화 프레스 내의 하부에 위치된 지지 장치와 직사각형 다부품 평판 매트릭스의 평면도.
도 2는 다부품 매트릭스와 지지 장치를 통한 도 1의 단면선을 따른 단면도.
도 3은 반전 롤러를 갖는 펠릿화 프레스 내의 하부에 배열된 다부품 지지 장치를 갖는 다부품 원형 매트릭스의 평면도.
도 4는 다부품 매트릭스와 다부품 지지 장치를 통한 도 3의 단면선을 따른 단면도.
도 5는 롤러의 롤링을 개선시키기 위해 매트릭스 세그먼트의 가능한 결합부 에지들의 개략도.
도 6은 다양한 높이들의 매트릭스 세그먼트들을 갖는 다부품 매트릭스를 통한 단면도.
도 7은 능동적으로 이동가능하며 조절가능한 위치설정 장치들을 갖는 지지 장치(좌측) 또는 매트릭스 세그먼트들 또는 매트릭스를 위한 복수의 능동적으로 이동가능하고 조절가능한 위치 설정 장치들로부터 형성된 지지 장치(우측)의 개략도.

도 1은 지지 장치(9) 상에 배설된 직사각형 다부품 평판 매트릭스(4)의 평면도를 도시한다. 롤러(5)는 매트릭스(4) 상에서 롤링되고 및/또는 매트릭스(4)는 좌측으로부터 우측으로 그리고 역방향으로 반전 방식으로 지지 장치(9)와 함께 이동된다. 도면에서, 특히, 롤링 방향(6)으로 우측으로의 이동이 도시되어 있다. 매트릭스(4)는 6개 매트릭스 세그먼트들(7, 7',..., 7""")의 도면에 따라 구성되며, 이들은 각각이 180°만큼 회전되어 배열되며, 결합부 에지들(2)에서 서로에 대해 가압된다. 롤러(5)의 롤링 라인(14)에 대한 각도(16)를 갖는 결합부 에지들(2)의 각진 배열이 매트릭스(4) 상의 부드러운 롤링을 가능하게 한다. 매트릭스(4)가 이동되는지 여부 또는 롤러(5)가 이동되는지 여부는 중요하지 않으며 및/또는 롤러(5)는 또한 이동 방향에 추가로 독립적 회전을 위해 독립적인 구동부를 갖는다. 보어구멍들(13)은 매트릭스(4) 내에 배열되며, 이는 지지 장치(9)의 통로들(8)에 대응하는 것이 바람직하다. 물론, 하나의 큰 통로(8)가 홈형 통로(8)의 도움으로 도 1의 상단 좌측 상에 도시되어 있는 바와 같은 복수의 보어구멍들(13)에 대응하는 것이 가능하다.

도 2에 따라서, 바이오매스(1)는 생산 동안 매트릭스 상으로 산란되며, 공급 방향(12)의 방향으로 보어구멍들(13) 내로 롤링 롤러(5)에 의해 가압된다. 잔류 층(11)은 롤러(5)의 통과 이후 롤링 표면(19) 상에 형성될 수 있다. 보어구멍들(13)을 통과한 이후, 스트랜드들 또는 펠릿들(10)은 평면 측부(20) 상의 보어구멍들(13)로부터의 배출시 형성되며, 이는 추가적 처리 또는 추가적 수송을 필요로 한다.

펠릿화 프레스(3)의 대안적 실시예가 도 3에 도시되어 있으며, 이는 이제 복수의 매트릭스 세그먼트들(7 내지 7""")로 이루어진 원형 매트릭스(4) 및 회전 롤러들(5)을 사용하고, 이들은 케이크의 슬라이스들 같이 배열된다. 지지 장치는 바람직하게 얇은 매트릭스(4)를 위해 여기에 또한 기반을 형성하고, 이는 복수의 매트릭스 세그먼트들(7 내지 7""")로 구성된다. 동일 실시예에 따른 케이크형 매트릭스 세그먼트들(7 내지 7""")의 경우에 손상된 매트릭스 부분의 직접적 대체 및 동작 동안의 수리에 대한 간단한 기능성도 존재한다. 이 목적을 위해, 적어도 하나의 매트릭스 세그먼트(7 내지 7""")가 바람직하게 펠릿화 프레스(3)의 영역에서 반전되어 유지되고, 손상된 매트릭스 세그먼트를 제거한 이후 필요에 따라 대체된다.

도 4는 또한 다른 실시예에서, 다중 부품들로 구현되지만, 공급 방향(12)으로 펠릿들(10)을 통해 공급하기 위한 통로들(8)을 갖는 지지 장치(9, 9')의 단면도를 재차 도시한다.

도 5는 롤러(5)의 롤링 라인(14)이 결합부 에지들(2)의 정렬과 동일하지 않은 방식으로 매트릭스 세그먼트들(7 내지 7""")을 연결하는 복수의 예시적 가능성들을 도시한다. 도면의 좌측에서 명백한 바와 같이, 결합부 에지는 이 목적을 위한 화살형 에지로서 구현될 수 있다. 그 롤링 라인(14)을 갖는 롤러(5)는 그러므로 결합부 에지(2) 위에서 급작스럽게 롤링하지 않으며, 오히려, 더 긴 영역에 걸쳐 롤링한다. 복수의 매트릭스 세그먼트들(7 내지 7""") 사이의 지그재그 연결부는 우측 측부 상에 도시되어 있다. 또한, 여기서, 매트릭스 세그먼트(7')는 예를 들면, 쉽게 들어올려질 수 있으며, 유사한 또는 동일한 매트릭스 세그먼트로 대체될 수 있다. 긴 마모 및 연마 또는 연삭 절차 이후 매트릭스 세그먼트들의 높이들이 비균등한 경우에, 최적의 롤링 표면(19)은 더 이상 보증되지 않는다.

그럼에도 불구하고, 이들 매트릭스 세그먼트들을 사용할 수 있게 하기 위해, 도 6에 따라서, 중간 층(17)이 더 얇은 매트릭스 세그먼트(7') 아래에 배치되는 것이 가능하며, 이는 인접한 매트릭스 세그먼트들(7, 7")에 대한 높이 편차를 보상한다.

도 7은 원래의 높이를 갖는 매트릭스 세그먼트(7')의 경우에 도입되고 레벨 롤링 표면(19)을 구현하기 위해 더 적은 높이의 매트릭스 세그먼트(7)의 경우에 대응적으로 연장되는, 위치설정 장치들(18)이 지지 장치(9) 내에 배열되는 대안 실시예를 도시한다. 매트릭스 세그먼트들과 위치설정 장치들(18) 사이의 균일한 힘 전달을 개선시키기 위해, 적절한 중간 층들이 힘 분배기들로서 여기에 또한 제공될 수 있다. 우측 측부 상에서, 지지 장치(9)는 선행 도면들에서와 같이 판형 형상의 지지부에 의해 구현되지 않으며, 오히려, 유압 쿠션 상의 매트릭스 세그먼트들을 의사-장착하는(quasi-mount) 복수의 장착된 위치설정 장치들(18)로부터 초래된다.

복수의 보어구멍들(13) 및/또는 극단적 힘들의 경우에 롤링 표면(19) 상의 천공 패턴을 최적화하기 위한 다른 예시적 실시예가 도면들에 도시되어 있지 않다. 이 목적을 위해, 롤링 표면(19) 상의 균일한 천공 패턴을 형성하기 위해 매트릭스 세그먼트(7, 7',...)의 결합부 에지(2)의 영역의 보어구멍들(13)은 지지 장치(9)가 결합부 에지(2)의 영역에서 접선이 아닌 방식으로 매트릭스 세그먼트(7, 7',...) 내부에 대각선으로 배열된다. 달리 말하면, 이는 본질적으로 하나의 평탄한 측부로부터 다른 평탄한 측부로 연장하는 보어구멍들(13)이 균일한 천공 패턴을 갖는 하나의 메트릭스 세그먼트의 에지에서 인접한 보어구멍들(13)의 방향으로 롤링 표면(19)으로부터 대각선으로 배열된다는 것을 의미한다. 따라서, 매트릭스 세그먼트들의 저부 측부 상의 지지 장치(9)를 위한 가능한 지지 영역이 결합부 에지들(2)에서 증가된다. 그러나, 대각선으로 연장하는 보어구멍들(13)은 이 영역 또는 이 용례에 제한되지 않는다.

지지 장치(9)에 대한 매트릭스(4)의 플레이 및/또는 위치의 고정에 대한 대안이 또한 도면들에 도시되어 있지 않다. 이는 지지 장치(9)의 적어도 하나의 측부 벽일 수 있으며, 이는 직립으로 설치되거나 캐리어 판(9)과 연계되며, 선택적으로 규칙적 간격들에 제공된다. 측부 벽은 지지 장치와 단일 부재로 구현될 수 있으며, 돌출부 또는 융기부를 나타낸다. 대안적으로, 적어도 외부 영역에서 매트릭스와 중첩하는 L-프로파일이 고려될 수 있다.

측부 벽은 바이오매스의 롤링 표면(19) 또는 충전 영역을 한정하기 위해 실용적으로 사용된다. 서로에 대한 매트릭스 내의 지지 장치의 고정에 대한 다른 대안은 매트릭스(4)와 캐리어 판(9)의 두 개의 대응 포켓 보어구멍들이다. 내부에 삽입된 확장 슬리브는 볼트에 대조적으로 팽창 슬리브 전단 없이, 매트릭스의 열 팽창 또는 맞춤 부정확성들이 쉽게 흡수될 수 있다는 장점들을 이와 관련해서 갖는다. 또한, 미소한 변위는 펠릿화의 결과를 악화시키지 않아 바람직하며, 그 이유는 최소의 변위 또는 부정확한 치수 정확도가 보어구멍들보다 큰 통로들에 기인한 어려움 없이 보상될 수 있기 때문이다.

근본적으로, 바람직하게 균일한 강철로부터 매트릭스를 제조하기 위한 노력들이 이루어져왔다. 예를 들면, 마르텐사이트 마이크로구조를 가지며 스테인레스인, X46Cr13(1.4034) 같은 소위 나이프 강(knife steel)은 이 목적을 위해 특히 적합하며, 내식성, 사용 수명 및 취성 파괴에 대한 민감성 사이에서 양호한 절충을 나타낸다.

펠릿화 프레스(3)는 벽난로들에 사용하기 위한 바이오매스(1)로부터 펠릿들(10)을 생성하기에 특히 바람직하게 적합하지만, 또한, 다른 분야들에서도 안전하게 그리고 편리하게 사용될 수 있다.

1 바이오매스
2 7의 결합부 에지
3 펠릿화 프레스
4 매트릭스
5 롤러
6 롤링 방향
7 매트릭스 세그먼트
8 통로
9 지지 장치
10 펠릿들
11 잔류 층
12 공급 방향
13 보어구멍들
14 롤링 라인
15 7의 에지들
16 각도
17 중간 층
18 위치설정 장치
19 롤링 표면
20 평탄한 측부

Claims

벽난로들의 연료로서 사용하기 위해 바람직하게는 바이오매스(1)로부터 펠릿들(10)을 제조하기 위한 펠릿화 프레스로서, 상기 바이오매스(1)는 셀룰로스 및/또는 리그노셀룰로스를 포함하는 파이버들, 칩들 또는 조각들로 구성되고, 상기 적어도 하나의 매트릭스(4)는 상기 바이오매스(1)의 압축을 위한 복수의 보어구멍들(13)을 갖고, 상기 매트릭스(4) 상에서 롤링하는 적어도 하나의 롤러(5) 및 상기 매트릭스(4) 및/또는 롤러(5)를 위한 적어도 하나의 구동 장치가 상기 펠릿화 프레스(3) 내에 배열되는, 펠릿화 프레스에 있어서,
적어도 두 개의 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)이 상기 매트릭스(4)로서 배열되고, 적어도 하나의 지지 장치(9)가 상기 롤러(5)에 관하여 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)을 지지하도록 배열되며,
상기 지지 장치(9)는 상기 매트릭스(4)의 상기 보어구멍들(13)로부터 배출되는 펠릿들(10)을 통해 공급하기 위한 적어도 하나의 통로(8)를 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)을 지지하기 위해, 상기 지지 장치(9)는 실질적으로 두 개의 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)의 결합부 에지들(2)에 배열되고 및/또는 상기 매트릭스(4)의 상기 에지들(15)의 결합부에 중첩하는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보어구멍들(13)은 상기 지지 장치(9)가 상기 결합부 에지(2)의 영역에서 접선이 아닌 방식으로 상기 롤링 표면(19) 상의 균일한 천공 패턴을 형성하도록 매트릭스 세그먼트(7, 7',...)의 결합부 에지(2)의 영역에서 상기 매트릭스 세그먼트(7, 7',...) 내부에서 대각선으로 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로 또는 통로들(8)은 상기 보어구멍들(13) 및/또는 상기 펠릿들(10)보다 실질적으로 더 크게 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)은 실질적으로 동일하거나 유사한 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)의 상기 결합부 에지들(2)은 상기 롤러(5)의 상기 롤링 라인(14)에 실질적으로 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)의 상기 조인트 에지들(2)은 상기 롤러(5)의 상기 롤링 라인(14)에 실질적으로 각지게(16) 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)을 서로에 결합시키도록, 상기 결합부 에지들(2)은 설상부-및-홈 연결부들로서 및/또는 지그재그 연결부들로서 및/또는 화살형 연결부들로서 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)은 평면 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4)는 직사각형 또는 원형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4) 및/또는 상기 지지 장치(9)는 부분적으로 또는 완전히 경화되고 및/또는 경화된 재료로 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 장치(9)는 상기 바이오매스(1)의 공급 방향(12)으로 상기 매트릭스(4)의 실질적으로 전체 영역에 대하여 가압되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 장치(9)는 실질적 판형 형상으로 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4)와 상기 지지 장치(9) 사이에 절연 및/또는 감쇄 중간 층(17)이 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 유압 및/또는 공압 위치설정 장치(18)는 지지 장치(9) 상에 및/또는 지지 장치(9)로서 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 장치(9)는 복수의 지지 세그먼트들(9, 9')로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 장치(9)의 적어도 2개 부품 실시예의 경우에, 상기 지지 세그먼트들의 상기 결합부 에지들은 서로에 대한 그 위치 및/또는 그 실시예에서 상기 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)의 상기 결합부 에지들(2)과 실질적으로 다른 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 중간 층(17) 및/또는 적어도 하나의 위치설정 장치(18)는 다양한 높이들의 매트릭스 세그먼트들(7, 7',...)로 이루어진 균일한 롤링 표면(19)을 형성하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 플라스틱, 절연부, 금속 판 및/또는 유압 쿠션이 중간 층(17)으로서 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 층(17)은 상기 지지 장치(9)의 상기 통로들(8)을 완전하게 또는 부분적으로 재현하는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.