KR20120112418A - 펠릿 제조용 펠릿화 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축될 재료로 펠릿(10)을 제조하기 위한 펠릿화 프레스에 관한 것이다. 적어도 하나의 롤링 롤러(5)는 펠릿(10)을 형성하도록, 적어도 하나의 구동부(20)에 의해 교체될 수 있는 다이(4)의 구멍(13)들, 및/또는 롤러(5)를 통하는 프레싱 방향(32)으로 바이오매스(1)를 압축한다. 본 발명의 목적은 변형을 방지하고 펠릿화 프레스를 또한 제공하도록 평탄, 환상 및 선택적으로 세그먼트된 다이를 충분히 지지하는 것이며, 펠릿화 프레스에서, 움직이고 지지 디바이스를 포함하는 다이는 최소수의 부분들 및/또는 질량을 가지며 적어도 하나의 롤러를 구비한 프레스 프레임으로 이루어진 적어도 2개의 프레스 디바이스들을 통과한다. 대안적으로, 본 발명은 또한 움직이는 적어도 하나의 롤러가 적어도 2개의 프레스 프레임들을 통과하는 펠릿화 프레스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따라서, 다이(4) 및/또는 롤러(5)들은 적어도 2개의 프레스 프레임(21)들에 교체 가능하게 장착되며, 다이(4)는, 환상의 챔버(29) 및/또는 프레스 방향(32)으로 펠릿(10)을 가이드하기 위한 개구(28)들을 구비한 지지 플레이트(31)를 형성하기 위하여 2개의 동축 지지 링(8)들에 작동 가능하게 연결된다.

Description

펠릿 제조용 펠릿화 프레스{PELLET PRESS FOR PRODUCING PELLETS}

본 발명은 청구항 1의 도입부에 따른 펠릿을 제조하기 위한 펠릿화 프레스에 관한 것이다.

미세 재료 또는 굳게 결속된 및/또는 용융 재료로부터 또한 과립으로서 지칭되는 펠릿의 제조는 이미 공지되어 있다. 목재칩(wood chip), 톱밥 등과 같은 바람직하게 잘게 썬 바이오매스(biomass)로부터 펠릿, 또는 목재 펠릿의 제조가 또한 이미 충분히 공지되어 있으며, 특히 유럽에서 기후보호를 위한 선구적 기술로서 재생 에너지원의 분야에서 전파되었다. 전형적으로, 목재 가공 산업으로부터의 칩 재료는 원료로서 사용되었지만, 갓 절단된 목재 또는 목재 가공 산업 또는 폐자원에서 사용할 수 없는 형태의 목재가 또한 사용될 수 있다. 무오염 기반 재료(pollutant-free base material)는 바람직하게 단독주택 또는 공동주택에 소형 노 설비(furnace facilities)를 공급하기 위해 목재 펠릿들을 위한 시장에서 사용된다. 그러나, 열을 발생시키기 위한 및/또는 전기 에너지를 획득하기 위한 열병합 발전소(복합 발전소) 또는 특수 고온 노설비는 소량으로 오염물 장전 재료(코팅 또는 래커링(lacquering)를 구비하거나 또는 구비하지 않는 파티클보드(particle board) 또는 중질섬유판(medium-density fiberboard)으로 만들어진 펠릿)을 또한 깨끗이 연소시킬 수 있다.

목재 펠릿은 전형적으로, 압축되는 재료가 또한 팬 그라인더 롤러(pan grinder roller)로서 지칭되는 롤러들을 움직이고 및/또는 능동적으로 롤링하는 것에 의해 매트릭스의 보어구멍(boreholes)들을 통해 프레싱되는, 소위 펠릿화 프레스에서 제조된다. 재료(바이오매스)는 보어구멍들에 의해 형상화되고, 보어구멍들로부터 가닥(strand)들로서 방출된다. 보어구멍들은, 바람직하게 본질적으로 원통형으로서 구현되는 모든 개구들로서 이해되고, 재료를 통과하여 공급하고 형상화하도록 매트릭스에 배열된다. 보어구멍들은 또한 압축 절차를 개선하도록 보다 큰 흡입 영역들(함몰부들)을 가질 수 있으며, 경화되거나 또는 보어구멍들에 경화 슬리브를 가질 수 있다. 매트릭스들의 분야에서 평탄 및 링 매트릭스들 사이의 구별이 만들어진다. 롤러들은 평탄 매트릭스들 상에서 압축을 위해 링 매트릭스들 주위에서 외부 또는 내부로 회전하고, 팬 그라인더 롤러는 원형으로 롤링하거나(밀 구조) 또는 선형으로 역전한다. 본 발명은 바람직하게 후자의 구성의 평탄 매트릭스들과 관련되지만, 선택적으로 링 매트릭스들과 함께 또한 사용될 수 있다.

바이오매스를 준비하고 분산시키기(scattering) 위한 가능성, 또는 펠릿의 후처리(가닥들의 잘게 썲, 냉각, 저장, 운반)는 상세히 기술되지 않는다. 이에 관해서는 종래 기술을 참조한다.

그 동안 세계적으로 숙지된 기후의 온난화로 인하여, 산업계는 목재 펠릿들의 대규모 산업적 제조를 가속화하고 가격을 낮추도록 강요되었다. 그러나, 특히 특수 기계 엔지니어링 또는 중공업 엔지니어링에 부분적으로 할당된 대량의 제조 설비에서, 크고 무거운 기계 부품들이 사용된다.

원형 평탄 매트릭스 상에서 회전하는 하나 이상의 팬 그라인더 롤러들을 갖는 전형적이고 공지된 펠릿화 프레스들은 전형적으로 평탄 매트릭스를 통과하는 중공형 샤프트를 경유하여 평탄 매트릭스 또는 팬 그라인더 롤러를 구동하는 구동부를 갖는다. 회전하는 팬 그라인더 롤러들은 전형적으로 중공형 샤프트로부터 돌출하는 신속 해제 축들을 경유하여 중공형 샤프트 또는 구동부 위에 매달려 장착된다. 신속 해제 축들과 팬 그라인더 롤러들 사이의 롤러 베어링들은 원심력과 위에 매달린 장착에서 일측 부하로 인하여 매우 급격히 마모된다. 기본적인 시스템의 제약은, 중공형 샤프트의 발생 토크 또는 최대 권장 크기의 이유들, 이러한 펠릿화 프레스가 제한되는 원주 때문에, 평탄 매트릭스의 중앙 중간축에서 비롯되는 중앙 구동부 해결책에서 또한 감춰진다. 중공형 샤프트 또는 중앙 구동 샤프트의 경우에, 천공된 매트릭스의 내경 내부의 설치 공간이 폐색되고, 매트릭스의 요구되는 지지에 부가하여, 적절한 강성을 가지며 질량(mass)을 수반하는 대규모의 중공형 샤프트가 또한 이동되는 것은 불리하다. 매트릭스를 위한 중앙 중공형 샤프트 또는 구동축을 가지는 펠릿화 프레스의 이 실시예가 링 매트릭스의 대략 1m의 내경으로부터 한계에 도달한다는 것은 명확히 자명하다.

본 발명의 목적은, 강도 특성들(trength properties)과 관계없이 늘어짐(sagging)에 대해 평탄한, 링 형상의 그리고 선택적으로 세그먼트된(segmented) 매트릭스를 적절하게 지지할 수 있는, 펠릿 제조용 펠릿화 프레스를 제공하는 것을 포함한다. 동시에, 지지 디바이스를 가지는 움직일 매트릭스가 최소량의 부분들 또는 질량을 가지며, 적어도 하나의 롤러를 가진 프레스 프레임으로 이루어진 적어도 2개의 프레싱 디바이스들을 통과하는, 펠릿화 프레스가 제공된다. 대안적으로, 움직일 적어도 하나의 롤러가 적어도 2개의 프레스 프레임들을 통과하는, 펠릿화 프레스가 제공된다.

펠릿화 프레스를 위한 상기 목적은, 매트릭스 및/또는 롤러들이 적어도 2개의 프레스 프레임들에서 움직일 수 있도록 장착되는 것으로서 배열되고, 매트릭스가 프레싱 방향으로 펠릿들을 통과시켜 공급하기 위한 개구들을 가지는 지지 플레이트 및/또는 링 챔버를 구현하도록 동축으로 배열된 2개의 지지 링들에 작동 가능하게 링크되는 것으로 달성된다.

목적의 확장에서,

- 필수 기계 요소들의 간단한 접근성,

- 필수 기계 요소들 또는 모듈들의 가능한 신속한 교체,

- 간단한 대량 생산 및 저장을 위한 간단한 구성, 바람직하게 모듈,

- 가변적 생산성의 경우에 선호 작업,

- 제한된 비상 작업 동안 기계 부분들의 가능한 동시 수리에 의한 필수 기계 요소들의 여분(redundancy),

- 매트릭스와 구동부 사이의 개선된 힘 흐름과 같은 이점들이 제공된다.

바람직하게 보다 큰 원주의 원형의 평탄 매트릭스를 가지는 펠릿화 프레스에서, 바람직하게 최소량의 가동성 질량을 함께 가지는 매트릭스와 관련 지지 디바이스의 단지 필수적인 질량들은 여전히 유리하게 움직인다. 재료가 각 롤러의 바로 전방에서 매트릭스에 적용된다는 점에서, 각 롤러 자체의 선택적인 계량은 고정이지만 회전하는 롤러들을 통해 가능하다. 매트릭스의 지지 디바이스는, 가능한 평탄하게 매트릭스를 바람직하게 지지하는 적어도 2개의 동축 지지 링들 및/또는 지지 플레이트로 이루어진다. 효과적인 지지를 통하여, 매우 얇은 매트릭스들을 사용하는 것이 가능하다. 세그먼트된 매트릭스들은 지지 링들 또는 지지 플레이트 상에 특히 바람직하게 배열되며, 이것들은, 프레스 프레임들의 보다 큰 확장 없이 매트릭스 세그먼트들의 직접적인 교체가 가능하도록, 그 치수들에 있어서 특히 바람직하게 개개의 프레스 프레임들 사이의 거리보다 작다. 기본적으로, 개방 또는 다편 프레스 프레임들은 문제없이 매트릭스로부터 들어올려질 수 있으며, 베어링들은 바람직하게 매트릭스 밑의 위치에 남아있으며, 비상 작업 또는 감소된 동작 동안 그 기능을 여전히 계속한다.

추가의 이점은, 토크의 매우 직접적인 구동 흐름을 경유하여, 프레스 프레임에서의 매트릭스의 가동성 장착 및 내경의 가능한 확장으로 인하여, 큰 매트릭스 지름들이 지금 만들어질 수 있고 제어 가능하기 때문에, 매트릭스가 가능한 적은 중간 요소들에 의해 가능한 직접적으로 구동될 수 있으며, 그러므로, 공간이 부응하여 그 사이에 직접 피니언을 가지는 구동부를 위치시키도록 개별적인 프레스 프레임들 사이에 존재한다는 것이다.

펠릿화 프레스의 유리한 디자인 및 간단한 구성은 이후에 기술되며, 프레스 프레임 내부의 적어도 하나의 롤러 및/또는 매트릭스로 이루어진 적어도 하나의 프레싱 디바이스는 펠릿화 프레스에 배열되고, 적어도 하나의 C-프레임 및/또는 적어도 하나의 윈도우 프레임은 프레스 프레임으로서 배열된다. 그러므로, 개개의 프레스 프레임들은 펠릿화 프레스로부터 제거될 수 있고, 그 수리 동안, 작업은 각각 나머지 프레스 프레임들 또는 프레싱 디바이스들을 사용하여 계속될 수 있다. 매트릭스 상의 바이오매스의 분산(상세히 기술되지 않음)은 부응하여 변경되어서, 매트릭스 상에 위치된 일정량의 바이오매스는 작업을 위해 허용 가능한 한계 내에서 모든 롤러의 전방에 여전히 남아 있다. 예를 들어, 각 롤러 또는 하나의 프레스 프레임에 별개로 바이오매스를 각각 공급하는 분산 디바이스가 제공될 수 있으며, 분산 디바이스는 선택적으로 추가적으로 프레스 프레임 상에 설치되고, 또한 제거 또는 설치의 경우에 부응하여 제거 또는 설치된다. 특히, 모든 변형예들 및 상세에 기술되지 않은 액튜에이터(전형적으로 유압 피스톤-실린더 장치)들의 장치에 대하여, 액튜에이터는 펠릿화 프레스의 구성에 전체적으로 의존하는 복수의 가능한 지점들에서 프레스 프레임에 설치될 수 있다. 매트릭스는 바람직하게 장착되어 베어링에 의해 프레스 프레임에서 움직일 수 있고, 롤러들은 고정 배열되지만, 매트릭스를 향하거나 또는 그로부터 멀리 가동할 수 있다. 그러므로, 액튜에이터는 단지 조정을 위해서만 사용될 수 없고, 오히려 매트릭스를 통하여 바이오매스를 프레싱하기 위해 힘을 또한 도입할 수 있다는 것이 자명하다. 매트릭스의 베어링들은 바람직하게 이러한 의미에서 움직일 수 있도록 또한 배열된다. 3개보다 많은, 바람직하게 5개보다 많은, 특히 바람직하게 7개의 팬 그라인더 롤러들을 가지는, 750 ㎜보다 큰, 특히 바람직하게 1000 ㎜보다 큰 매트릭스의 내경을 가지는 대규모 펠릿화 프레스의 경우에, 적어도 2개 이상의 구동부들이 바람직하게 배열된다. 매트릭스의 적어도 하나의 베어링은 특히 적은 수의 프레스 프레임들의 경우에 매트릭스의 충분한 지지를 보장하기 위하여 또한 프레스 프레임 외부에 배열될 수 있다. 일체형 또는 다편 프레스 프레임(multipart press frame)은 바람직하게 프레싱 디바이스로서 배열될 수 있다. 다편 프레스 프레임은 특히 바람직하게 적어도 하나의 크로스헤드(crosshead) 및 2개의 장력(tension) 브라켓들로 형성된다. 제 2 크로스헤드는 독자적으로 또는 적어도 하나의 롤러 또는 베어링들에 배열된 롤러의 축의 배열에 의해 각각 교체될 수 있다. 이와 관련하여, 다편 프레스 프레임들은 펠릿화 프레스 외부로 또는 펠릿화 프레스 내로 신속하고 용이하게 프레스 프레임의 적어도 부분들을 움직이기 위하여 바람직하게 신속하게 록킹 및 록킹 해제 가능한 연결부들, 특히 바람직하게 볼트들에 의해 연결된다. 이러한 목적을 위하여, 포크 리프트의 포크 또는 크레인 훅을 위한 적어도 하나의 결합 표면이 프레싱 디바이스의 프레스 프레임 상에 바람직하게 배열된다. 프레싱 디바이스들은 매트릭스(4)를 따라서 균일하게 바람직하게 배열된다. 적어도 하나의 분산 디바이스, 분산 가이드, 및/또는 측벽과 같은 액세서리 부분들은 적어도 하나의 프레싱 디바이스 상에 배열될 수 있다.

펠릿화 프레스는 지금 본 발명의 교시에 따라서 유리하게 모듈 방식으로 구성될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 보다 긴 제조 시간 기간 동안, 제조 역량이 프레스 프레임의 변형에 필요로 하는 바와 같이 적합하게 될 수 있어서, 전달될 잉여 또는 불충분한 펠릿들의 수용량이 간단한 방식으로 회피될 수 있다. 적절한 디자인에 의해, 예를 들어 추가의 프레싱 디바이스들 또는 프레스 프레임들로 나중에 각각 새로 장착될 수 있는 5개의 프레싱 디바이스들을 가지는 펠릿화 프레스를 처음 구매하는 소비자에 대한 문제없이 나중에 새로 장착될 수 있는 펠릿화 프레스를 제공하는 것이 또한 가능하다.

본 발명의 추가의 유리한 효과에 있어서, 복수의 부분들은, 매니폴드 동일부들(manifold identical part, 프레스 프레임들, 장력 브라켓들, 크로스헤드들, 롤러 베어링들, 구동부들, 지지 링들, 지지 테이블)을 통하여 상당히 단순화되고 비용 효과적인 형태로 구현되는 설비 및 기계 엔지니어링, 양산 및 또한 대체부 저장고(replacement part storage)에 대해 단순화된 형태로 설계될 수 있다. 복수의 프레싱 디바이스들 또는 프레스 프레임들을 가지는 모듈러 펠릿화 프레스에서, 프레스 프레임은 특히 구동부를 수용하기 위한 수단을 바람직하게 가져서, 펠릿화 프레스의 역량의 확장시에, 프레싱 디바이스 당 하나의 구동부 또는 2개의 프레싱 디바이스마다 하나의 구동부 등이 또한 설치되거나 제거될 수 있다.

롤러들 및/또는 매트릭스는 프레싱 디바이스들 또는 프레스 프레임들에 있는 액튜에이터들로 인하여 일정 스트로크를 각각 제공할 수 있다. 예를 들어, 롤러들이 일정 스트로크를 위한 액튜에이터를 가지면, 프레스 프레임에서의 오작동의 경우에 처리 기술에서, 아이들 위치로 롤러들을 움직여 거기에서 롤러들을 유지하는 것이 매우 간단하다. 제조는 선택적으로 정지 또는 차단되는 이러한 롤러를 초래하는 분산 디바이스를 가지고 그 동안 계속될 수 있다. 이러한 것은 계획된 유지 사이클이 다가오거나 또는 제조 사이클이 가까운 미래에 종결되고 제조가 이러한 이유 때문에 이미 정지되어야만 한다면 특히 유리하다. 24/7 작업의 경우에, 생산은 대응하는 유지 또는 수리반이 다음날 아침에 서비스를 시작할 때까지 야간교대 또는 야간근무시에 계속되고 약간 감소될 수 있다는 것을 또한 고려할 수 있다.

그러나, 이러한 모듈러 펠릿화 프레스에 대하여, 펠릿화 프레스로 성장 또는 줄어들 수 있는 적합한 안정한 구동 시스템이 제공되지 않는 문제가 일반적으로 있다. 개개의 구동부들은 예를 들어 이것들을 성능에 맞추기 위하여 2개 또는 3개의 프레스 프레임들마다 교체되어야만 한다. 그러나, 특히 전달비(transmission ratio)는 상이한 구동부들에 대해 임의로 개조될 수 없다. 그러나, 예를 들어, 하나의 구동부가 속도 제어로 동작하여야만 하고 추가의 구동부들이 토크 제어로 동작하여야만 하기 때문에, 큰 기어 링 상의 복수의 구동부들은 추가의 제어 기술 지출을 요구한다. 큰 지지 링들, 매트릭스들, 또는 유사한 지지 요소들 상에서, 구동부들로부터 토크를 수용하기 위하여 부착 또는 도입되는 이빨이 손상을 수용하고 수리되어야만 하면 또한 유리하다. 그러므로, 전체 매트릭스 마운트를 교환하거나 또는 대체하는 것이 필요하다.

그러므로, 목적은 확장은, 모듈러 프레임 구성과 관련하여, 바람직하게 필요한 성능에 적합할 수 있는 적절한 구동부가 사용될 수 있도록 가동성 매트릭스를 가지는 상술한 펠릿화 프레스를 개량하는 것을 포함한다. 확장에서, 구동부, 특히 동력 제공자들의 손상이 신속하고 간단하게 교체될 수 있도록, 적절한 교체 세그먼트에 의해 구동부를 모듈 방식으로 교체하는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위하여, 구동부가 회전자와 적어도 하나의 고정자를 가지는 직접 구동부로서 배열되도록 매트릭스의 움직임을 발생시키는 것이 바람직하며, 회전자는 적어도 하나의 중공형 샤프트, 지지 링, 지지 플레이트, 및/또는 매트릭스 자체 상에 배열된다. 그러므로, 이제 가변적인 수의 프레스 프레임들 및/또는 롤러 배열들에 대해 구동부를 가변적으로 조정하는 것이 가능하고, 구동부는 크기에 있어서 모듈 방식으로 확장 및/또는 감소될 수 있으며, 특히 움직이는 매트릭스 테이블의 제조시에 급격한 조업중단 또는 차단이 손상없이 반응될 수 있다. 또한, 구동부는 그 요구된 특성에서 구동 부품들의 부분적인 활성화/정지 또는 설치/제거를 통하든 아니든, 제조 환경에 적응할 수 있다.

수반하는 소음 오염 및 유지 비용을 가지는 구동부를 위한 큰 전달 또는 변환 메커니즘이 회피될 수 있는 것이 또한 유리할 수 있다. 2차 소음의 최소화를 통하여, 소음 전개에 근거하는 프레싱 동안의 문제를 인식하는 것이 또한 더욱 용이하다.

형태, 구성, 및/또는 전력 소비에서의 유사한 동력 제공자(power provider)의 바람직한 적용에서, 개선된 설치 역량, 저장, 및 수리 역량의 가능성이 발생한다. 특히, 또한 용이하게 변경할 수 있고 나중에 문제가 없는 하나의 프레스 생산 시리즈에서 상이한 성능 개념(모터의 전력 소비(㎾))들을 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 동력 제공자들은 짝수의 복수의 동력 제공자들이 고정자의 주변 주위에 배열될 수 있도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 10 ㎾를 각각 가지는 64개의 동력 제공자들이 직접 구동부의 하나의 고정자에 설치될 수 있으면, 예를 들어, 소비자가 160 ㎾인 작은 펠릿화 프레스를 주문할 수 있고 예를 들어, 보다 적은 산출 재료(yielding material)의 프레싱 또는 추가의 프레스 프레임들을 새로 장착하는 경우에, 추가의 동력 제공자들을 구매하는 것에 의해 어려움 없이 320 ㎾ 또는 640 ㎾에 대해 펠릿화 프레스를 나중에 장비할 수 있도록, 640, 320, 160, 또는 80 ㎾의 모터 동력을 제공하는 프레스 시리즈가 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 펠릿화 프레스의 구동부에서의 고장 또는 결함의 경우에, 전체 모터가 더 이상 교체되어만 하는게 아니고, 동력 제공자의 결함의 경우에, 단지 동력 제공자만이 여전히 제거되고 새로운 동력 제공자로 교체되기 때문에, 수리가 또한 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 동력 제공자들은 이와 관련하여 본 발명에서, 예를 들어 회전자 상에 체결된 영구 자석을 위한 구동부 코일 권선으로서 이해된다. 특히, 모터가 하나의 유닛으로 이루어지지 않고, 오히려 부응하여 교환되거나 또는 연속적으로 설치될 수 있는 복수의 유닛들로 이루어지는 것이 유리하다. 이러한 것은 특히 타이트한 건축 공간에서 유용하다. 그러나, 추가적인 의미에서, 이러한 것은 또한 동일 부품(동력 제공자)의 저장 및 수리 역량을 촉진한다. 특히, 동력 제공자들은 고정자를 형성하도록 사전 완성된(prefinished) 세그먼트들, 예를 들어 4개의 45°요소들 상에 예비 설치되고, 이러한 4개의 세그먼트들은 펠릿화 프레스에 연속적으로 설치되는 것이 제공된다. 방사상으로 배열된 영구 자석들을 가지는 회전자에서, 예를 들어, 중공형 샤프트(또한 중공형 샤프트의 부분들)는 동력 제공자의 설치 전후에 펠릿화 프레스에 배치될 수 있으며, 이는 펠릿화 프레스 자체의 건축 진척도에 부응하여 유리하다. 물론, 병행 설치, 예를 들어, 2개의 세그먼트들 또는 복수의 동력 제공자들, 이어서 중공형 샤프트의 도입, 그리고 그 후의 나머지 요소들의 최종 설치가 또한 가능하다. 중공형 샤프트는 바람직하게 먼저 펠릿화 프레스에 적당히 장착되고, 이어서 나머지 동력 제공자들이 설치되며, 그 후에, 부분적으로 또는 완전히 설치된 고정자에 대해 샤프트 또는 회전자의 정렬이 수행된다. 이어서, 고정자 세그먼트들 또는 개개의 동력 제공자들이 각각 설치된다. 이러한 것이 설치 동안 이미 발생하지 않았을 경우, 구동될 중공형 샤프트 또는 요소들의 지지 구조가 설치되며, 모터의 내부 구성의 정렬, 즉 고정자에 대한 회전자의 정렬이 수행된다.

직접 구동부의 이점:

직접 모터의 밀접한 구성을 통하여, 바람직하게 움직일 매트릭스 또는 지지 구조에 바로 가까이에서, 구동 트레인에서의 가변적인 부하는 시스템에 대해 무해한 방식으로 출력측에서 릴레이될 수 있으며, 구동 트레인의 전체적인 강성은 충분히 증가될 수 있고 및/또는 구동 트레인의 전체 길이는 동시에 최소화될 수 있다. 직접 구동부를 가지는 펠릿화 프레스의 필요한 설치 공간은 실질적으로 최적화되고 크기가 감소될 수 있으며, 간단한 조치가 캡슐화에 의해 구동 트레인의 소음 감쇠를 위해 기본적으로 제공될 수 있다. 낮은 전체 높이를 가지는 펠릿화 프레스가 구현될 수 있으며, 이러한 것은 특히 바이오매스에 의한 펠릿화 프레스의 공급 및 펠릿들의 제거에서의 이점을 발생시킨다.

또한, 직접 구동부의 유리한 배열에서, 특히 펠릿화 프레스의 요구되고 강성인 지지 구조 내에서, 상당히 강성인 구동 시스템이 이와 동반하여, 샤프트 비틀림 또는 구동 트레인의 감소를 각각 유발한다. 중공형 샤프트가 멀리 위치된 모터들에 의해 메인 구동 샤프트로서 구동되면, 중공형 샤프트의 비틀림은 전체 구동 시스템에 불리한 효과를 가진다. 모터와 매트릭스 평면 또는 롤러 평면 사이의 거리가 각각 길면 길수록, 구동 시스템은 더욱 연성으로 되고, 구동된 중공형 샤프트가 비틀림 스프링처럼 작용하기 때문에, 제어 진동(control oscillation)이 발생한다.

펠릿화 프레스의 전체 시스템의 개선된 제어 기술 품질이 또한 발생한다. 구동 시스템의 높은 강성과 구동부의 정확히 안정한 토크 및 각도 위치 조정을 통하여, 처리 데이터는 주변 속도, 그러므로 시간당 처리량으로부터 직접 검출될 수 있다. 프레스는 직접 구동부 및 보다 낮은 진동 및 소음 결과로 인하여 어떠한 추가적인 기계적 전달 요소(예를 들어 전달 스테이지)들을 가지지 않는다. 마찰 손실, 비틀림, 이빨 측면 유격(tooth flank play) 등이 제거된다. 그러나, 특히 높은 구동력의 경우에 영구 자석 모터들은 여전히 아주 높은 소음 레벨을 가진다. 그러나, 소음 배출은 더욱 용이하게 캡슐화 될 수 있는 콤팩트한 구성에 대한 개선에 의해 간단히 감소될 수 있으며, 모터의 위에 매달린 장착의 경우에 베어링들에서의 비틀림 또는 토크 흡수로 인해 상당히 적은 미사용 힘이 발생하기 때문에 프레스의 전체 효율이 또한 상당히 개선된다. 아울러, 이러한 실시예는 소음을 감쇠하기 위하여 더욱 용이하게 캡슐화될 수 있다. 직접 구동부의 바람직한 배열은 매트릭스 평면과 적어도 하나의 추가의 실질적으로 평행하게 이격된 경계 결정 평면(delimitation plane) 사이에 제공되며, 매트릭스 평면과 경계 결정 평면 사이의 거리는 매트릭스 축을 따라서 +/-500 ㎜이다. 대안적인 치수화 규칙(dimensioning rule)에서, 힘 도입 영역은 본질적으로 전달 영역에 배열되며, 적합한 전달 영역은 매트릭스 평면과 적어도 하나의 추가 경계 결정 평면 사이에 위치되고, 경계 결정 평면은 매트릭스 평면에 관계하여 0 내지 30°의 경계 결정 각도로 배열되고, 매트릭스 축 상에서 매트릭스 평면과의 공통의 교차점(S)을 가진다. 0 내지 25°, 특히 0 내지 20°의 경계 결정 각도가 특히 바람직하다.

이미 기술된 바와 같이, 매트릭스 및/또는 적어도 하나의 롤러는 펠릿화 프레스에 있는 구동부에 의해 적어도 하나의 프레스 프레임에서 움직일 수 있다. 고정자는 바람직하게 프레스 프레임에 적어도 부분적으로 선택적으로 링크된다. 직접 구동부는 바람직하게 회전자 상에 배열된 영구 자석들을 가지는 영구 자석 모터이다. 직접적인 샤프트 구동부를 가지는 다른 직접 구동부들, 및 그 외의 또는 더욱 새로운 직접 구동부들이 또한 제공될 수 있으며, 중공형 샤프트 또는 적어도 2개의 롤러들 및/또는 매트릭스의 구동/장착을 위한 등가의 지지 구조는 본원에서 샤프트이도록 고려된다. 구동부의 고정자는 바람직하게 세그먼트된 실시예로 구현되며, 별개로 전자적으로 작동될 수 있는 적어도 2개의 동력 제공자들은 조합하여 배열된다. 복수의 동력 제공자들의 경우에, 동력 제공자들은 개별적으로 또는 그룹으로 설치될 수 있다. 세그먼트된 고정자에서, 적어도 하나의 동력 제공자는 또한 적어도 하나의 프레스 프레임 상에 배열될 수 있다. 아울러, 구동부의 회전자가 매트릭스 및/또는 지지 플레이트 및/또는 롤러 연결부 또는 매트릭스의 지지 구조와 일체형으로 구현되는 것이 바람직하다. 직접 구동부는 바람직하게 매트릭스 축에 대해 직각으로 그 평면에, 특히 중앙(기하학적 중앙) 평면에 배열되고, 상기 평면은 적어도 하나의 롤러를 통해, 롤러의 축을 통해, 매트릭스, 매트릭스에 할당된 지지 구조를 통해, 및/또는 중공형 샤프트를 통해 이어진다. 그러므로, 불필요한 비틀림 토크가 비틀림 장력을 회피하기 위하여 확장된 지지 구조 또는 중공형 샤프트 상에서 회피되는 것이 동시에 보장된다. 적어도 구동부의 고정자는 적어도 2개의 동력 제공자들로 이루어지고, 동력 제공자들은 독립적이고 교체 가능한 유닛들로서 제공되며, 동력 제공자들은 공급 라인들에 의해 제어 유닛에 개별적으로 또는 영역별로 작동적으로 링크된다.

많은 가능성들에 대하여, 특히 펠릿화 프레스를 동작시키기 위한 방법이 상기된 가능성들로부터 또한 인식될 수 있다.

본 발명의 목적의 추가의 유리한 조치 및 실시예들은 종속항들 및 도면과 함께 다음의 설명에서 개시된다.

도 1은 바람직한 실시예에서, 4개의 프레싱 디바이스들 또는 프레스 프레임들에서, 프레스 프레임에서 움직일 수 있고 그 축 주위에서 회전하도록 장착되는 원형의 평탄 매트릭스와, 평탄 매트릭스 상에서 롤링하는 복수의 롤러들을 각각 도시한 평면도.
도 2는 매트릭스 상의 프레스 프레임(좌측) 및 구동부(우측)를 통한 도 1에 따른 단면선에 대응하는 2개의 측 단면도.
도 3은 C-프레임(좌측) 및 일체형 윈도우 프레임(우측)을 가지는 2개의 다른 프레스 프레임들의 비교를 도시한 도면.
도 4는 서로에 대한 매트릭스 및/또는 롤러들의 위치를 조정하기 위한 가능한 액튜에이터의 강조된 예시를 가지는, 다편 프레스 프레임 또는 구성된 프레스 프레임의 2개의 측면도를 각각 도시한 도면.
도 5는 지지 테이블과, 예시적인 구동부를 가지는 2개의 동축 지지 링들로 이루어진 매트릭스를 위한, 다편 구성의 가동성 지지 디바이스를 도시한 도면.
도 6은 기초부 기반 펠릿화 프레스의 예시적인 실시예를 도시한 도면.
도 7은 독립적인 고정자 캐리어 상에서의 회전자의 실시 또는 고정자의 배열의 가능한 실시예를 각각 도시한 도면.
도 8은 단지 지지 구조(지지 링들)가 아니라, 오히려 회전자의 부분인 교체 가능한 매트릭스 없이, 매트릭스로의 가장 직접적인 가능한 구동력 전달을 위하여 매트릭스를 지지하는 지지 플레이트를 가지는 회전자의 확장된 합성물을 가지는 구동부의 추가의 변형예를 도시한 도면.
도 9는 고정자와 상이한 수의 동력 제공자들을 가지는 중공형 샤프트 상의 회전자로 이루어진 직접 구동부의 4개의 개략 단면도들을 도시한 도면.
도 10은 회전자 상의 영구 자석들을 봉입하는 동력 제공자를 가지는 직접 구동부의 가능한 예시를 도시한 도면.
도 11은 단순화된 제거 및 설치를 위한 방사상 외부 영구 자석들을 가지는 직접 구동부의 추가의 가능한 대안을 도시한 도면.
도 12는 수동 자기력 보상을 위한 2개의 직접 구동부들의 특히 바람직한 배열을 도시한 도면.

4개의 프레싱 디바이스(12)들을 가지는 펠릿화 프레스(3)가 바람직한 예시적인 실시예로 도 1에 도시되어 있다. 그러나, 부분적으로 매트릭스의 내경 또는 외경의 함수로서, 복수의 프레싱 디바이스(12)들은 또한 펠릿화 프레스(3)에 배열될 수 있다. 프레싱 디바이스(12)는 일체형 또는 다편 실시예에서 적어도 프레스 프레임(21)과, 그 위에서 움직일 수 있도록 장착된 롤러(5)로 이루어지고, 롤러(5)는 롤링 표면(19)의 방향으로 또는 그 반대 방향으로 그 움직임을 제공한다. 매트릭스(4)는 프레싱 디바이스(12)에서 움직여 롤러(5)에 의해 보어구멍(13)들에서 바이오매스(1)를 압축하도록 디바이스들을 통과하도록 장착된다. 매트릭스(5) 또는 매트릭스(5)의 지지 디바이스는 토크 전달을 위한 수단을 통해 그리고 적어도 하나의 구동부(18)에 의해 구동된다. 트랜스미션(17)은 바람직하게 구동부(18)와 매트릭스(4) 사이에 배열된다. 그러므로, 평탄, 원형 매트릭스의 경우에, 매트릭스(4)의 축 주위에서 원형 움직임이 발생하며, 롤러(5)는 대안적으로 프레싱 디바이스(12) 또는 프레스 프레임(21)을 각각 통과한다. 예시적인 트랜스미션(17)은 구동부(18)의 구동 피니언과, 매트릭스(4) 또는 지지 디바이스 상의 외부에 배열딘 이빨(30)들로 이루어지고, 지지 디바이스는 동축으로 배열된 적어도 2개의 지지 링(8)들 및/또는 지지 플레이트(31)로 이루어진다. 이빨들은 그 요소들의 내경 상에 또한 배열될 수 있다.

도 2는 개략적인 단면도로, 펠릿화 프레스(3)의 기초부(14), 다편 프레스 프레임을 가지는 프레스 프레임(21)을 도시하고, 다편 프레스 프레임은 적어도 하나의 하부 크로스헤드(7)와 좌측에 배열된 2개의 장력 브라켓(6)들로 이루어지고, 장력 브라켓(6)들에 장착된 롤러(5)의 축(16)은 대응하는 기계 요소들, 각각 베어링(24)들과 액튜에이터(22)(도 4 참조)들의 도움으로 움직일 수 있도록 유지된다. 매트릭스(4)의 롤링 표면(19) 상에서의 롤링 동안, 바이오매스(1)는 펠릿(10)을 형성하도록 보어구멍(13)들을 통해 압축된다. 펠릿화 프레스(3)의 측벽(11)들 사이로 바이오매스(1)의 도입은 단지 개략적으로 도시되어 있다. 바이오매스(1)는 바람직하게 컨베이어 디바이스에 의해 각각의 롤러의 전방에 또는 그 위로 직접 적용된다. 이 예에서, 구동되는 매트릭스(4)는 하부 크로스헤드(17) 상에서 베어링(9)들에 의해 지지되고, 그러므로 프레싱 디바이스(12) 또는 프레스 프레임(21) 또는 프레스 프레임(20, 27)들 내에서 유동하는 현재의 부하를 효과적이고 균일하게 종결시킨다. 롤러(5)들의 고유 중량에 부가하여, 액튜에이터(22)들이 또한 배열될 수 있으며, 이러한 것은 롤러(5)와 매트릭스(4) 사이의 가능하게 요구되는 공간 설정에 부가하여, 압축될 재료, 또는 바이오매스(1) 상으로 선택적으로 보강된 힘 도입을 각각 보장할 수 있다. 구성된 프레스 프레임(21)의 가능한 변형에서, 프레싱 디바이스(12)는 별도의 상부 크로스헤드(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 바람직한 예시적인 실시예에서, 다편 프레스 프레임(21)들은 록크 또는 볼트(15)들을 가지며, 이것들을 사용하여, 프레스 프레임들은 신속하게 분해될 수 있다. 프레스 프레임(21)의 부분들이 결합 표면들을 가지면 유용하며, 결합 표면을 사용하여, 예를 들어 크레인 훅(도시되지 않음) 및/또는 적어도 하나의 포크 리프트 포크와 같은 리프팅 디바이스는 프레스 프레임(21)의 부분에 선택적으로 링크될 수 있고, 펠릿화 프레스(3)로부터 적어도 이 부분을 용이하게 제거하거나 또는 이를 또한 도입할 수 있다. 예를 들어, 프레스 프레임(21)의 하부 크로스헤드(7) 상의 볼트(15)들이 분리되면, 2개의 장력 브라켓(6)들은 펠릿화 프레스(3)로부터 문제없이 롤러(5)와 그 축(16)과 함께 상부로 후퇴될 수 있다. 이러한 방법은, 하부 크로스헤드(7)가 여전히 기초부(14)에 있을 수 있고 베어링(9)들이 펠릿화 프레스(3)의 재개된 동작 동안 매트릭스(4)를 계속 지지할 수 있기 때문에, 특히 유리하다. 다편 프레스 프레임(21)의 세그먼트의 도입 또는 제거의 경우에, 메워지거나(plugged) 또는 제공될 수 있는 추가의 상부 크로스헤드 또는 상부 크로스헤드를 가지는 이러한 변형이 특히 바람직하다. 다편 링 형상 매트릭스가 사용되면, 이것은 분해될 수 있으며, 필요하면, 폐쇄된 윈도우 프레임(20)이 펠릿화 프레스로부터 또한 제거될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 본원에 도시된 매트릭스(4)는 2개의 동축 지지 링(8)들로 구성되는 지지 디바이스 상에 배열되며, 지지 링들 사이에서 링 챔버(29)가 구현된다. 펠릿(10)들을 위한 배플들 또는 가이드 수단은 개략적인 예시의 명료성을 보장하기 위하여 추가로 도시되지 않았다. 이빨(30)들은 바람직하게 외부의 보다 큰 지지 링(8) 상의 외부에만 배열된다.

도 3은 C-프레임(27)과 일체형 윈도우 프레임(20)을 가지는 2개의 상이한 프레스 프레임(21)들의 비교를 도시한다. 롤러(5), 또는 축(16)이 도면의 좌측에서 별도의 지지 아암(26)들에 장착되는 한편, 그에 반하여, 도면의 우측에, 롤러(5)가 폐쇄된 윈도우 프레임(20)의 수직 분기부(branch)들에 배열되는 것을 반증하여 도시한다. 이러한 2개의 대안들은 명백하게 교환 가능하며, 또한 펠릿화 프레스(3)의 실시예에 의존하여 그 외의 변형들이 여전히 가능하다. 또한, 지지 플레이트(31)가 지지 링(8)들과 매트릭스(4) 사이에 배열되는 것을 알 수 있다. 매트릭스(4)의 복수의 보어구멍(13)들은 바람직하게 지지 플레이트(31)에 있는 적어도 하나의 개구(28) 상에 배열되고, 및/또는 필수적으로 동일한 수의 개구(28)들은 매트릭스(4)에 있는 보어구멍(13)들로서 지지 플레이트(31)에 배열되며, 개구(28)들은 보어구멍(13)들보다 상당히 크게 구현된다. 이러한 것은 무엇보다도, 지지 플레이트(31)가 펠릿(10)들의 실시예에서 결정적인 성분을 가지지 않고 오히려 펠릿들을 통해 단지 견고하게 지지된 매트릭스(4)로 공급하는데 책임이 있는 것을 식별하도록 사용된다. 특히 바람직하게, 지지 링(8)들 및/또는 지지 플레이트(31) 중 적어도 하나는 방사상 신장보다 축선 방향 신장에서 상당히 크게 구현된다.

도 4는 매트릭스(4) 및/또는 롤러(5)들의 위치를 서로에 대해 조정하기 위해 가능한 액튜에이터(22)의 강조된 예시를 가지는 프레싱 디바이스(12)의 다편 프레스 프레임(21)의 2개의 측면도를 도시한다. 적어도 하나의 장력 브라켓 내의 프레스 프레임 워크(21)에 있거나 또는 프레스 프레임 워크 상에 있는 롤러(5)를 조정하도록, 적어도 하나의 액튜에이터(22) 및/또는 베어링(24)이 배열되는 윈도우(25) 또는 등가의 개구 또는 돌출부가 첨부되어서, 롤러(5)는 매트릭스(4)로부터 멀리 또는 매트릭스(4)를 향하여 수직 방향으로 2중 화살표에 의해 도시된 바와 같이 움직일 수 있다. 매트릭스(4)의 베어링(9)들은 또한 액튜에이터(22)에 의해 조정 가능한 것으로서 또한 배열될 수 있다. 특히 액튜에이터(22)로서 유압 실린더-피스톤 장치를 사용하여, 바이오매스(1)의 압축을 촉진하도록 프레싱 디바이스(12)에서 힘이 유발될 수 있다. 액튜에이터는 펠릿화 프레스(3)의 진동 댐퍼로서 또한 유리하게 작용할 수 있다.

수직으로 조정 가능한 매트릭스(4)에서, 액튜에이터(22)가 프레스 프레임(21)을 더욱 연장시키고 매트릭스(4)를 들어올리면 프레스 프레임(21)으로부터 베어링(9)의 제거가 단순화되는 것은 특히 유리하다. 물론, 대안적으로, 매트릭스(4)는 외부 도움에 의해 또한 들어 올려질 수 있거나, 또는 장력 브라켓(6)들은 볼트(15)들을 제거한 후에 먼저 들어 올려지고, 이어서 베어링(9)들이 변경된다. 특히, 원형 매트릭스(5)들의 경우에 매트릭스 링 내에서 작업을 수행할 가능성이 존재한다. 더욱이, 프레스 프레임(21)들에 직접 매트릭스(4)를 구동하기 위한 모터(18)들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 전형적으로 롤러(5)들의 수에 의존하는 요구된 구동력은 프레싱 디바이스(12)의 수에 바로 적합하게 될 수 있다. 본 도면에서, 매트릭스(4)는 단지 지지 플레이트(31) 상에 장착되며, 각 보어구멍(13)에 마주한 개구(28)들은 명확하게 여기에 도시되어 있다.

또한, 프레싱 디바이스(12)는 펠릿화 프레스(3)의 디자인이 이를 요구하면 복수의 프레스 프레임들로 또한 구성될 수 있다. 예를 들어, 프레스 프레임은 서로 평행하게 배열된 C-프레임들 및/또는 윈도우 프레임(27, 20)들 또는 다편 윈도우 프레임(6, 7)들로 이루어질 수 있다. 프레스 프레임(21)들은 기초부(14)의 영역에서 및/또는 본질적으로 롤러(5)들의 영역에서 연결부에 의해 바람직하게 작동적으로 링크된다(도시되지 않음). 롤러 베어링들이 프레스 프레임(21) 상에 또는 지지 링(8)들 상에 또는 지지 플레이트(31) 상에 베어링(9)들로서 배열되는 것을 또한 생각할 수 있고, 롤러 베어링들이 지지 링(8)들 상에 또는 지지 플레이트(31) 상에 배열되면, 프레스 프레임과 연결되는 베어링들을 위한 롤링 표면이 배열된다.

도 5는 지지 플레이트(31)와, 예시적인 중첩 구동부(18) 또는 중첩 트랜스미션(17)을 가지는 2개의 동축 지지 링(8)들을 포함하는, 매트릭스(4)를 위한 가동성 지지 디바이스의 다편 구성을 다시 한번 도시한다. 적용되는 토크에 따라서, 이빨(30)을 가능한 길게 구현하는 것이 필요할 수 있다.

도 6은 기초부 기반 펠릿화 프레스의 예시적인 적용을 도시한다. 일측이 개방하는 C-프레임 또는 U-프레임은, 개방측이 기초부(14)의 방향으로 배열되고 매트릭스(4)가 따라서 결과로 초래된 개구를 통해 가이드되는 방식으로 우측에 배열된다. 베어링(9)들은 기초부(14) 상에 직접 배열될 수 있거나, 또는 베어링(9)들이 테이블 디바이스, 또는 지지 링(8) 및/또는 지지 플레이트(31) 상에 각각 배열되면, 대응하는 가이드가 기초부 상에 배열된다. 기초부(14) 상에 배열된 체결 수단 상에서 볼트(15)들에 의해 고정되는 다편 프레스 프레임은 좌측에 도시된다. 두 프레스 프레임들은 바람직하게 신속 해제 디바이스를 개방한 후에 기초부로부터 들어 올려질 수 있다. 두 변형들에서, 기초부는 요구되는 하부 크로스헤드를 대체한다.

치수화(dimensioning)에 대하여, 롤러(5)들의 유효 폭은 200 내지 500 ㎜, 바람직하게 기본적으로 300 ㎜인 것으로 도시되어 있다. 매트릭스(4)의 지름은 1.5 내지 5 m 사이이며 확실하게 2.5 내지 3 m, 특히 2.85 m이다. 300 내지 500 ㎜의 팬 그라인더 지름이 유리하며, 기본적으로 400 ㎜의 지름이 특히 바람직하다.

도 7은 적어도 하나의, 바람직하게 2개의 동심으로 장착된 지지 링(8)들 상에 장착된 매트릭스(4)의 간접 구동부를 도시한다. 적어도 하나의 지지 링(8)들은 회전자(37)의 일부분을 구현하고, 구동부(18)의 고정자(36)에 의해 구동되며, 고정자(36)는 기초부에 동작 가능하게 링크되는 고정자 지지부(38) 상에 고정 장착된다.

도 8은 지지 링(8)들에 동작 가능하게 차례로 링크된 지지 플레이트(31) 상에 매트릭스(4)가 배열되는 대안적인 실시예를 도시한다. 회전자(37)는 지지 플레이트(31) 및/또는 지지 링(8)들에 동작 가능하게 직접 링크된다. 두 도면들에 대하여, 이러한 것은 "내부" 지지 링(8) 상에서 또한 구현될 수 있거나, 또는 구동부(18)가 구동하는 중공형 샤프트는 내부 또는 외부에 배열될 수 있으며, 중공형 샤프트는 순차적으로 지지 구조물 또는 매트릭스 자체를 최종적으로 구동한다.

도 9는 복수의 동력 제공자(34)들로 만들어진 고정자(36)와 매트릭스에 선택적으로 링크되는 회전자(37), 매트릭스(4)를 홀딩하는 구조(지지 플레이트) 등으로 이루어진 직접 구동부로서 구현되는 구동부(18)의 4개의 개략 단면도들을 도시한다. 모터(18)의 고정자(36)는 독립적이고 교환 가능한 유닛들로 제공되는 28개(도 9a), 12개(도 9b), 8개(도 9c), 또는 대안적으로 6개(도 9d)의 동력 제공자(34)들로 이루어진다. 동력 제공자(34)들은 매트릭스 축(35)에 방사상으로 배열되고, 동력 제공자(34)들은 공급 라인(42)에 의해 제어 유닛(41)에 개별적으로 또는 영역별로 작동적으로 링크된다. 명료성 및 서로 교환 가능한 동력 제공자(34)들의 보다 나은 도시를 위해, 번개 표시로 표시되지 않은, 그러므로 선택적인 동력 제공자(34)가 없는 영역들이 묘사된다. 물론, 3개의 동력 제공자(34)들이 항상 서로 이웃하여 배열되는 한편, 동력 제공자가 없는 하나의 영역을 개방하여 남기는 것도 또한 가능하다. 특히, 복수의 동력 제공자(34)의 경우에, 등가의 성능 및/또는 등가의 외부 형상을 가지는 적어도 2개의 동력 제공자(34)들이 배열되면 유리하다. 형상화는 중요한 설치 요소들의 외부 치수 또는 배열로서 이해된다. 동력 제공자(34)들은 적어도 2개의 그룹으로 바람직하게 배열된다. 프레싱 디바이스(12)의 프레스 프레임(21) 또는 고정자 캐리어(38)에 대하여 직접 또는 적합한 마운트를 통해 간접적으로 동력 제공자(34)들을 연결할 가능성은 도시되지 않는다. 도 9b 및 도 9c는 적어도 하나의 냉각 디바이스(34)가 고정자(36) 상에서 또는 적어도 하나의 동력 제공자(34) 상에서 중앙에 배열될 가능성을 도시한다.

바람직하게 적어도 하나의 주파수 변환기로 이루어진 제어 유닛(41)에 대한 개개의 공급 라인 및 그 예시적인 경로가 도 9c 및 도 9d에 도시되어 있다. 도 9c에서, 공급 라인(42)들은 공급 세그먼트(44)들에 조합되고, 대안적으로 직접 또는 제어 유닛(41)과 냉각 디바이스(43)의 조합된 상태에 공급된다. 이러한 것은 제어 유닛(41)이 또한 연속적인 냉각을 필요로 하면 특히 바람직하다. 고정자(36) 및/또는 공급 라인(42)들의 적어도 부분들이 설치 유닛을 실시할 수 있다는 것은 도시되지 않았다.

도 10 및 도 11은 구동부(18)로서 직접 구동부의 전형적이고 특히 바람직한 실시예를 도시한다. 도 10에서, 구동부(18)는 중공형 샤프트 상에 직접 구동부로서 배열된다. 복수의 구동 유닛들 또는 동력 제공자(34)를 각각 가지는 고정자(36)는 중공형 샤프트 또는 매트릭스 축(35)에 대해 바로 맞은편에 각각 동축으로 배열된다. 도 11에 따라서, 동력 제공자(34)들은 U자 형상으로서 구현되고, 고정자(36)는 U자 형상의 동력 제공자(34)의 개구에 결합하여 배열되는 영구 자석들을 갖는다. 영구 자석(33)들은 특히 바람직하게 회전자(36)의 축방향 외부 전방 측부 상에서 양측부 상에 각각 배열된다. 영구 자석들에 대해 구동 토크를 제공하기 위한 그 특성에서, 동력 제공자(34)들은 바람직하게 전류가 흐르는 구동 권선 또는 코일들을 가진다.

펠릿화 프레스(3)를 제조하기 위한 방법(도면에 상세하게 도시되지 않음)에 대하여, 적어도 회전자(37)는 적어도 부분적으로 설치된 펠릿화 프레스(3) 내로 움직이고, 드라이브(18)의 영역에서 임시로 본질적으로 유지되거나 또는 동작의 준비를 위해 배열되고, 이어서 고정자(36)가 구동부의 영역에서 개개의 동력 제공자(34)를 설치하는 것에 의해 또는 적어도 2개의 동력 제공자(34)들로 만들어진 사전 완성된 설치 그룹을 설치하는 것에 의해 만들어진다. 동력 제공자(34)들은 공급 라인(42)들에 의해 제어 유닛(41)에 개별적으로 또는 영역별로 특히 바람직하게 연결된다.

동력 제공자(34)들은 본질적으로 모터 코일에 대응하며, 영구 자석(33)들은 모터 코일을 사용하여 구동될 수 있다. 모터 코일이 많이 배열될수록, 보다 많은 동력이 회전자(37) 상에서 발생될 수 있으며, 구동력은 부응하여 증가한다. 영구 자석들 및/또는 동력 제공자들/모터 코일들은 자기력 보상(도 10 및 도 11)이 발생하는 방식으로 펠릿화 프레스(3)에 바람직하게 배열된다. 물론, 자기력 보상은, 예를 들어, 구동부를 위한 설치 공간이 제한되거나 또는 기계 요소들의 디자인 및 레이아웃의 범위에서 위치 의존성(location-dependent)이면 항상 구현될 수 없다. 문제들은 특히 특별한 형태의 구동부 자체를 요구하거나 또는 오직 허용하는 문제가 있는 설치 공간 조건들을 가지는 대규모의 직접 구동부의 설치시에 또한 발생할 수 있다.

도 12에 따라서, 일측 스포크(spoke) 배열(도 10은 영구 자석을 위한 2측면 스포크 배열임)인 경우에, 바람직하게 서로로부터 별개로 작동 가능한 적어도 2개의 구동부(18)들은 매트릭스 축을 따르는 직접 실시예로서 제공되며, 이 도면에 도시된 바와 같이, 영구 자석들은 단지 회전자의 하나의 평탄 측면 상에 배열된다. 그러므로, 매트릭스 축이 매트릭스 표면에 대해 직각이고 매트릭스의 회전축에 대응하기 때문에, 매트릭스 축을 따라서 중공형 샤프트 또는 회전자 상에 작용하는 보상되지 않은(uncompensated) 자기력이 발생한다. 예시는 매우 개략적이며, 기계 요소들을 지시하는 도면 부호들은 중공형 샤프트(39) 및/또는 지지 링(8) 및/또는 지지 플레이트(31) 및/또는 매트릭스(4)에 회전자를 부착할 가능성을 나타내는 것이다. 방법에 대하여, 부분적 또는 세그먼트된 고정자가 각각 이러한 회전자 위에서 대응하여 미끄러질 수 있다는 것이 기술될 수 있다. 그러나, 고정자는 도시된 U자 형상으로 제공되어야만 하는 것이 아니라, 구동부의 특성 및 설치 공간에 적응되면 전형적인 기하학적 형상이 또한 가능하다(1391/1410).

1 : 바이오매스 2 : 압축 챔버
3 : 펠릿화 프레스 4 : 매트릭스
5 : 롤러 6 : 장력 브라켓
7 : 하부 크로스헤드 8 : 지지 링
9 : 베어링 10 : 펠릿
11 : 측벽 12 : 프레싱 디바이스
13 : 보어구멍 14 : 기초부
15 : 볼트 16 : 롤러(5) 축
17 : 트랜스미션 18 : 구동부
19 : 롤링 표면 20 : 윈도우 프레임
21 : 프레스 프레임 22 : 액튜에이터
23 : 가이드 수단 24 : 베어링 축 16
25 : 윈도우 26 : 지지 아암
27 : C-프레임 28 : 개구
29 : 링 챔버 30 : 이빨
31 : 지지 플레이트 32 : 프레싱 방향
33 : 영구 자석 34 : 동력 제공자
35 : 매트릭스 축 36 : 고정자
37 : 회전자 38 : 고정자 캐리어
39 : 중공형 샤프트 40 : 구동부(18)의 평면
41 : 제어 유닛 42 : 공급 라인
43 : 냉각 디바이스 44 : 공급 세그먼트

Claims (20)

1. 압축될 재료로부터, 바람직하게 노에서 연료로서 사용하기 위한 바이오매스(1)로 펠릿(10)들을 제조하기 위한 펠릿화 프레스로서, 상기 바이오매스(1)는 셀루로오스 및/또는 리그노셀룰로오스(lignocellulose)를 함유하는 섬유, 칩, 또는 조각(shreds)으로 이루어지며, 상기 바이오매스(1)는, 상기 펠릿(10)을 형성하도록 적어도 하나의 구동부(20), 및/또는 롤러(5)들에 의해 움직일 수 있는, 매트릭스(4)의 보어구멍(13)들을 통하여 롤링하는 적어도 하나의 상기 롤러(5)에 의해 상기 펠릿화 프레스(3)에서 프레싱 방향(32)으로 압축되는, 상기 펠릿화 프레스에 있어서,
   상기 매트릭스(4) 및/또는 상기 롤러(5)들은 적어도 2개의 프레스 프레임(21)들에서 움직일 수 있도록 장착되는 것으로서 배열되며, 상기 매트릭스(4)는 상기 프레싱 방향(32)으로 상기 펠릿(10)들을 통과시켜 공급하기 위한 개구(28)들을 갖는 지지 플레이트(31) 및/또는 링 챔버(29)를 제공하도록 동축으로 배열된 2개의 지지 링(8)들에 작동 가능하게 링크되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 구동부(18)로부터 토크를 흡수하기 위한 수단은 적어도 하나의 상기 지지 링(8), 상기 지지 플레이트(31), 및/또는 상기 매트릭스(4) 상에 배열되며, 이빨(30)들이 바람직하게 토크를 흡수하기 위한 수단으로서 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 매트릭스(4)의 복수의 상기 보어구멍(13)들은 상기 지지 플레이트(31)에 있는 하나의 상기 개구(28) 상에 배열되며 및/또는 기본적으로 동일한 수의 상기 개구(28)들이 상기 매트릭스(4)에 있는 상기 보어구멍(13)들로서 상기 지지 플레이트(31)에 배열되며, 상기 개구(28)들은 상기 보어구멍(13)들보다 상당히 크게 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤러(5)들 및/또는 상기 매트릭스(4)는 액튜에이터(22)들에 의해 프레스 프레임(21)에 서로에 대한 위치에서 움직일 수 있도록 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 일체형 또는 다편 프레스 프레임(21)이 배열되며, 일체형 프레스 프레임(21)은 바람직하게 C-프레임(27) 또는 윈도우 프레임(20)으로서 구현되고, 상기 다편 프레스 프레임(21)은 적어도 하나의 크로스헤드(7) 및 2개의 장력 브라켓(6)들로부터 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레스 프레임(21)들은 기초부(14)의 영역에서 및/또는 필수적으로 상기 롤러(5)들의 영역에서 연결부에 의해 작동 가능하게 링크되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 링(8)들 및/또는 상기 지지 플레이트(31) 중 적어도 하나는 방사상 신장보다 그 축선 방향 신장이 상당히 크게 제공되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 롤러 베어링들은 상기 프레스 프레임(21) 또는 상기 지지 링(8)들 또는 상기 지지 플레이트(31) 상에 베어링(9)들로서 배열되며, 상기 롤러 베어링들이 상기 지지 링(8)들 상에 또는 상기 지지 플레이트(31) 상에 배열되면, 상기 프레스 프레임들을 연결하는 롤링 표면이 상기 베어링들을 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 일측에서 개방하거나 또는 복수의 부분들인 상기 프레스 프레임(21)의 경우에, 상기 프레스 프레임(21)의 개구는 상기 기초부(14)에 할당되거나, 또는 상기 기초부가 상기 하부 크로스헤드(7)를 대체하고, 일측 또는 상기 장력 브라켓(6)들 상에서 개방되는 상기 프레스 프레임(21)은 상기 기초부(14) 상에 직접 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4)를 위한 적어도 하나의 상기 베어링(9)은 상기 프레스 프레임(21) 외부에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스(4)의 움직임을 발생시키도록, 적어도 하나의 상기 구동부(18)는 회전자(37)와 적어도 하나의 고정자(36)를 가지는 직접 구동부로서 배열되며, 상기 회전자(37)는 적어도 하나의 중공형 샤프트(39), 상기 지지 링(8), 상기 지지 플레이트(31), 및/또는 상기 매트릭스(4) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자(36)는 적어도 하나의 상기 프레스 프레임(21)에 작동 가능하게 링크되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 영구 자석 모터가 상기 직접 구동부로서 배열되며, 상기 영구 자석(33)들은 상기 회전자(37) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동부(18)의 상기 고정자(36)는 세그먼트된 실시예에서 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 세그먼트된 상기 고정자(36)의 경우에, 전자적으로 별개로 작동할 수 있는 적어도 2개의 상기 동력 제공자(34)들이 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 세그먼트된 상기 고정자(36)에서, 적어도 하나의 상기 동력 제공자(34)는 적어도 하나의 상기 프레스 프레임(21) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동부(18)의 상기 회전자(37)는 상기 매트릭스(4)와 및/또는 상기 매트릭스(4)의 상기 지지 플레이트(31)와 일체형으로 및/또는 상기 매트릭스(4)의 적어도 하나의 상기 지지 링(8)에 구현되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동부(18)의 적어도 상기 고정자(36)는 적어도 2개의 상기 동력 제공자(34)들로 이루어지고, 상기 동력 제공자(34)들은 독자적이고 교환 가능한 유닛들로서 구현되며, 상기 동력 제공자(34)들은 공급 라인(42)들에 의해 제어 유닛(41)에 개별적으로 또는 영역별로 동작 가능하게 링크되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 상기 동력 제공자(34)들의 경우에, 등가의 동력 및/또는 등가의 외형을 가지는 적어도 2개의 상기 동력 제공자(34)들이 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동력 제공자(34)들은 적어도 2개의 그룹으로 배열되는 것을 특징으로 하는 펠릿화 프레스.

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