KR20120112414A - 펠릿들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벽난로들의 연료로서 사용하기 위해, 가압되는 재료로부터, 바람직하게는 바이오매스(1)로부터 펠릿들(10)을 제조하기 위한 펠릿화 프레스에 관한 것으로서, 바이오매스(1)는 셀룰로스 및/또는 리그노셀룰로스 파이버들, 칩들 또는 조각들로 구성된다. 펠릿화 프레스(3)에서, 분산 챔버(2)는 바이오매스(1)를 가압하기 위한 복수의 보어들(13)을 가진 적어도 하나의 다이(4)에 의해서 그리고 적어도 하나의 측면 벽(11)에 의해서 형성되고, 다이(4)의 롤링 표면(19) 상에서 작동하는 적어도 하나의 롤러(5)는 분산 챔버(2) 내에 배열된다. 본 발명의 목적은 펠릿들을 제조하기 위한 전술한 방법의 펠릿화 프레스를 제공하는 것이고, 이는 적어도 하나의 측면 벽에 의해서, 종래의 기술에 비해 가능한 한 콤팩트하고 봉인되는, 분산 챔버의 형성을 가능하게 한다. 본 발명은 적어도 두 개의 측면 벽 부분들(8, 9)이 배열되어 측면 벽(11)을 형성하고, 적어도 제 1 측면 벽 부분(9)은 상대적 이동을 수행하기 위해 제 2 측면 벽 부분(8)에 대해 이동 가능하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

펠릿들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스{PELLETIZING 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 생산되며, 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 작동한다. 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. 그러나, 특히 전문적인 기계 공학 또는 중장비 기계 공학에 부분적으로 부여되는, 대규모의 제조 설비에서, 크고 무거운 기계 부품들이 사용된다. 특히, 이 목적을 위해 요구되는 베어링 또는 다른 민감한 기계 요소 또는 제어 디바이스는 제조 중에 발생하거나 또는 이미 존재하는 미세 먼지로부터 보호되어야 한다. 개발 활동은 가능한 최소 규모에서 압착되는 재료 또는 바이오매스의 가압 챔버 또는 분산 챔버를 봉인하기 위해 향하게 된다. 이 경우에서 문제점은 펠릿화 프레스 내의 이동 가능한 부분들(매트릭스들 및/또는 롤러들)이고, 이동 가능한 부분들은 가압 챔버 또는 분산 챔버 내에서 서로 상대적 이동을 실행한다. 가압 챔버 또는 분산 챔버의 대규모의 캡슐화가 통상적으로 수행되고, 이는 펠릿화 프레스의 매우 큰 영역을 오염시키고, 이동또는 작동-관련 설비 부분들에 그에 상응하는 영향을 주는 결과를 초래한다. 이후에, 분산 챔버에 관한 참조가 형성되고, 이는 펠릿화 프레스 내의 오염된 영역을 설명한다.
본 발명의 목적은 펠릿을 제조하기 위한 상술한 유형의 펠릿화 프레스를 제공하는 것이고, 이는 종래의 기술에 비해, 가능한 한 콤팩트하고, 적어도 하나의 측면 벽에 의해서 봉인되는, 분산 챔버의 구현을 허용한다.
펠릿화 프레스의 목적의 성취는 적어도 두 개의 측면 벽 부분들이 측면 벽을 구현하도록 배열되는 것이고, 적어도 제 1 측면 벽 부분은 상대적 이동을 실행하도록 제 2 측면 벽 부분에 대해 이동 가능하게 배열된다.
가장 콤팩트한 가능한 분산 챔버는 지금 유리하게 펠릿화 프레스 내에서 구현될 수 있는데, 그 이유는 하나의 측면 벽이 펠릿화 프레스 내에서 고정 배열되고, 바람직하게는 압착되는 재료의 공급부와 연결되고, 또한 분산 챔버의 봉인뿐만 아니라 재료를 안내하는 기능을 한다는 점에서, 봉인이 이동 가능한 부분들 사이에서 발생하기 때문이다. 측면 벽의 제 2 부분은 바람직하게는 펠릿화 프레스 내에서 이동 가능한 기계 요소에 측면 벽 부분으로서 할당되고, 예를 들어, 매트릭스 또는 롤러는 또한 펠릿화 프레스의 작동 중에 이동한다. 본질적으로 이동 가능한 매트릭스 상 및/또는 본질적으로 적어도 하나의 이동 가능한 롤러 상의 적어도 하나의 측면 벽 부분의 배열 외에, 이동 가능한 측면 벽 부분들은 펠릿화 프레스 내의 관련 이동 가능한 홀딩 수단 상에 또한 배열될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 판 상에, 매트릭스 테이블 상에, 또는 베어링 상에 또는 롤러의 드라이브 상에 또한 배열될 수 있다. 주위 환경에 대해 두 개의 측면 벽 부분들 사이의 더 양호한 봉인을 위하여, 측면 벽 부분들은 본질적으로 중첩하여 배열될 수 있고 및/또는 봉인을 위한 적어도 하나의 봉인 수단은 측면 벽 부분들 사이에 배열될 수 있다. 측면 벽 부분들은 바람직하게는 측면 벽의 중첩부 또는 전이부를 구현하도록 본질적으로 평행하거나 평면으로 배열된다. 적어도 하나의 측면 벽 부분은 매트릭스에 의해 하나의 부분에서 및/또는 매트릭스의 홀딩 수단에서 부분적으로 구현될 수 있다. 측면 벽 부분들에 의해서 구현되는, 제 1 측면 벽 부분과 제 2 측면 벽 부분 사이의 전이부 또는 중첩부는 특히 바람직하게 롤러의 축과 매트릭스 사이에 본질적으로 배열된다. 이 목적을 위해, 매트릭스 상에 배열되는 측면 벽 부분은 적어도 5 mm의 높이를 갖는다. 특히, 매트릭스 상의 측면 벽 부분의 높이는 5 mm 내지 200 mm 이다.
특히, 회전 원형 평판 매트릭스 및 고정 롤러의 경우에, 펠릿화 프레스 내의 분산 챔버를 가능한 한 콤팩트하게 봉인하는 것이 또한 가능하다. 매트릭스의 롤러의 필수적인 베어링은 동시에 분산 챔버에 대해 봉인되고, 재차 다시 한 번 캡슐화되지 않는다.
본 발명의 주제의 추가의 유리한 조치 및 실시예는 종속 청구항 및 도면과 함께 수반되는 설명에 개시된다.
도 1은 원형 평판 매트릭스 및 원형 평판 매트릭스 상에서 작동하는 두 개의 롤러들의 평면도.
도 2는 도 1에 따른 롤러들과 평판 매트릭스의 단면도.
도 3은 역전 이동 가능 롤러 및/또는 역전 이동 가능 매트릭스를 갖는 직사각형 평판 매트릭스의 측면도.
도 4는 도 2에 따른 관련 봉인부에 의해 평면 내에 관련 측면 벽을 갖는 원형 링 매트릭스의 측면 상세도.
도 5는 도 2에 따른 봉인부에 의해 관련 인접 측면 벽을 갖는 원형 링 매트릭스의 측면 상세도.
도 6은 형태 맞춤 봉인부에 의해 인접한 측면 벽의 가능한 실시예의 변형의 추가 상세도.
도 1 및 도 2에서, 도면은 평면도와 단면 측면도로 종래의 기술에 따른 전형적인 펠릿화 프레스(3)를 도시한다. 적어도 하나의 롤러(5)는 보어구멍(130)을 갖는 원형 매트릭스(4)의 중앙 축 둘레로 회전한다. 바이오매스(1)는 분산 챔버(2)의 상부로부터 분산 챔버(2) 내로 도입되고, 매트릭스(4) 상에서 균일하게 분포된다. 본 예에서, 매트릭스(4) 및/또는 롤러(5)는 회전 이동을 수행할 수 있고, 적절한 수단에 의해서, 전형적으로 원형 매트릭스의 중앙 개구 내에 배열된, 종공형 샤프트에 의해서 구동될 수 있다. 롤러(5)는 초기 상대적 이동 때문에 롤링 표면(19) 상에서 작동하고, 분산 챔버(2) 내에 존재하는 바이오매스(1)를 보어구멍(13) 내로 압착한다. 공급 방향(12)으로 매트릭스(4)의 보어구멍(13)을 통과하는 시간 동안, 재료 스트랜드는 최종적으로 능동적으로(커팅 브래이드) 또는 수동적으로(수송 분열) 펠릿(10)으로 분열된다. 그러므로 분산 챔버(2)는 내부 및 외부 측면 벽(11)에 의해서 그리고 매트릭스(4)에 의한 공급 방향(12)에서의 바람직한 예시적인 실시예에 제한되지 않는다. 펠릿화 프레스(3)의 실시예에 따르면, 중공형 샤프트는 또한 내부 측면 벽(11) 대신에 배열될 수 있고, 이는 매트릭스(4) 및/또는 롤러(5)를 구동하고, 따라서 그 축을 따라 회전하면서 이동된다. 매트릭스(4)가 중공형 샤프트에 의해서 구동되면, 예를 들어, 내부 측면 벽(11)은 불필요하게 되고, 이는 봉인을 필요로 한다. 본질적으로, 매트릭스(4)의 회전 이동 중에, 바이오매스(1) 또는 먼지 및 비압착 재료는 주로 원심력에 의해서 외향으로 구동되고, 주위 환경에 대해 분산 챔버(2)의 최적의 봉인은 고정 측면 벽(11)의 경우에, 유리하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 도 2에 따르면, 측면 벽들(11)은 바람직하게는 공급 개구(18)로부터 매트릭스(4)까지 연장하는, 평판 매트릭스(4)의 중앙 축에 동심으로 배열되는, 시트 금속 링을 포함한다. 최적의 분산 챔버(2)를 구현하기 위해서, 분산 벽[sic; 측면 벽](11)은 바람직하게는 분산 챔버(2)가 본질적으로 롤링 표면(19)의 폭에 대응하고, 롤러(5)를 위해 요구되는 공간을 보장하는 이러한 방식으로 그 배열에서 설계된다. 주위 환경에 대해 최적의 봉인 작동을 성취하기 위해서, 측면 벽(11)은 적어도 두 개의 측면 벽 부분들(8, 9)로 나뉘게 된다. 회전 매트릭스(4)를 갖는 예시적인 실시예에서, 제 2 측면 벽 부분(9)은 매트릭스(4) 상에 배열되고, 또한 매트릭스(4)의 회전 이동을 수행한다. 따라서 상대적인 이동은 측면 벽 부분들(8, 9) 사이에서 발생한다.
두 개의 측면 벽 부분들(8, 9)의 중첩부(15) 또는 전이부(17)의 바람직한 실시예의 가능한 변형은 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 도 4에 따르면, 두 개의 H 형 봉인 수단(7)은 측면 벽 부분들(8, 9) 사이에 배열되고, 이는 본질적으로 두 개의 측면 벽들(11)의 평면 내에 위치된다. 그러므로 전이부(17)는 낮은 마찰과 효과적인 방식으로 봉인된다. 봉인 수단의 대응하는 배열 또는 가능한 변형은 최적의 봉인 및 대응하는 재료의 선택을 위해 요구되는 조치를 사용하는 설계자의 경험의 분야에 존재한다.
도 5에서, 두 개의 측면 벽 부분들(8, 9)은 본질적으로 서로 평행하게 배열되고, 바람직하게는 서로 측면 벽 부분들(8, 9)의 중첩부(15)를 형성한다. 중첩부(15)는 봉인 수단(7)에 의해서 또한 봉인될 수 있다. 그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 봉인을 위한 기하학 또는 형태 맞춤 해결책이 또한 고려될 수 있다. 측면 벽 부분들(8 및 9)이 서로 슬라이딩 배열을 하는 경우에, 임의의 가능한 부정확성을 보상하기 위해서 그리고 동시에 최대의 가능한 봉인 효과를 구현하기 위해서, 특히 바람직하게는 중첩부(15) 또는 전이부(17)의 영역에서 유연하거나 접을 수 있는 적어도 하나의 측면 벽 부분(8 또는 9)이 구현된다. 특히, 적어도 전이부(17) 또는 중첩부(15)의 영역에서 탄력적인 구현이 고려될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 도 3에 따르면, 직사각형 평판 매트릭스(4)가 또한 사용될 수 있고, 롤러(5) 및/또는 매트릭스(4)가 롤링 방향(6)으로 또는 롤링 방향(6)의 반대로 역전 이동을 실행하고, 펠릿(10)을 형성하도록 바이오매스(1)를 압착한다. 측면도에서, 측면 벽 부분들(8, 9)의 바람직한 중첩부가 보여질 수 있고, 상부 측면 벽 부분(8)은 바람직하게는 분산 챔버(2)의 방향으로 대신하여 배열되고, 공급 방향(12)에서 매트릭스(4)와 근접하게 배열된 측면 벽 부분(9)은 외향으로 오프셋되어 인접하거나 붙어있고, 따라서 중첩부(15)의 영역에서 측면 벽 부분의 더 낮은 부분을 커버한다. 서로에 대해 상대적 이동을 하는 평면 또는 영역을 본질적으로 구현하는 측면 벽 부분들(8 및 9) 사이의 중첩부(15) 또는 전이부(17)는 바람직하게는 롤러(5)의 적어도 하나의 축(16)과 매트릭스(4) 또는 롤링 표면(19) 사이에 배열된다.
1 바이오매스
2 분산 챔버
3 펠릿화 프레스
4 매트릭스
5 롤러
6 롤링 방향
7 봉인 수단
8 제 1 측면 벽 부분
9 제 2 측면 벽 부분
10 펠릿들
11 측면 벽
12 공급 방향
13 보어구멍들
14 봉인부
15 중첩부
16 축
17 전이부
18 공급 개구
19 롤링 표면

Claims (10)

  1. 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, 분산 챔버(2)가 상기 바이오매스(1)의 압착을 위한 복수의 보어구멍들(13)을 갖는 적어도 하나의 매트릭스(4)에 의해서 그리고 적어도 하나의 측면 벽(11)에 의해서 상기 펠릿화 프레스(3) 내에서 구현되며, 상기 매트릭스(4)의 롤링 표면(19) 상에서 작동되는, 적어도 하나의 롤러(5)가 상기 분산 챔버(2) 내에 배열되는, 펠릿화 프레스에 있어서,
    적어도 두 개의 측면 벽 부분들(8, 9)이 상기 측면 벽(11)을 구현하도록 배열되고, 적어도 상기 제 1 측면 벽 부분(9)은 상대적 이동을 실행하도록 상기 제 2 측면 벽 부분(8)에 대해 이동 가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상대적 이동을 실행하기 위해서, 적어도 하나의 상기 측면 벽 부분(8, 9)은 본질적으로 이동 가능한 상기 매트릭스(4) 상에 및/또는 본질적으로 적어도 하나의 이동 가능한 상기 롤러(5) 상에 또는 상기 펠릿화 프레스(3) 내의 이동 가능한 홀딩 수단 상에 각각 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 주위 환경에 대해 상기 분산 챔버(2)를 봉인하기 위한 두 개의 상기 측면 벽 부분들(8, 9)은 본질적으로 중첩하여 배열되고 및/또는 상기 봉인을 위한 적어도 하나의 봉인 수단(7)은 상기 측면 벽 부분들(8, 9) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 벽(11)의 중첩부(15) 또는 전이부(17)를 구현하기 위한 상기 측면 벽 부분들(8, 9)은 본질적으로 평행하게 또는 평면으로 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 상기 측면 벽 부분(8, 9)은 적어도 부분적으로 상기 매트릭스(4)와 일체로 및/또는 상기 매트릭스의 상기 홀딩 수단에서 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 벽 부분들(8, 9)에 의해 구현되는 상기 전이부(17) 또는 상기 제 1 측면 벽 부분과 상기 제 2 측면 벽 부분(8, 9) 사이의 상기 중첩부는 본질적으로 상기 롤러(5)의 축(16)과 상기 매트릭스(4) 사이에서 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4) 상에 배열되는 상기 측면 벽 부분(9)은 적어도 5 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4) 상에 배열되는 상기 측면 벽 부분은 5 mm 내지 200 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 벽(11)은 상기 바이오매스(1)의 공급 개구(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 벽 부분들(8, 9)은 부정확성을 보상하기 위해서 본질적으로 또는 적어도 상기 중첩부(15) 또는 상기 전이부(17)의 영역에서 유연하거나 굽힘 가능하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
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