KR20130138653A - 브리켓 장치 - Google Patents

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KR20130138653A
KR20130138653A KR1020127033080A KR20127033080A KR20130138653A KR 20130138653 A KR20130138653 A KR 20130138653A KR 1020127033080 A KR1020127033080 A KR 1020127033080A KR 20127033080 A KR20127033080 A KR 20127033080A KR 20130138653 A KR20130138653 A KR 20130138653A
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타케히코 히노
료우마 니시무라
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신토고교 가부시키가이샤
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Abstract

제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화하는 브리켓 장치(10)가 개시되어 있다. 상기 브리켓 장치(10)는, 축방향이 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)의 반경 방향을 따르도록 가동측 베어링 유닛(46)에 대한 고정측 베어링 유닛(56)과 반대측에 위치되는 유압 실린더(106)를 포함한다. 상기 유압 실린더는 실린더 로드(110)를 구비하며, 상기 실린더 로드의 일단에는 축방향으로 실린더 로드의 위치를 조정하기 위한 위치 조정부(120)가 설치되어 있다. 브리켓 장치(10)는, 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이에 위치되어, 그 사이 영역에 작용하는 압력을 검출하는 압력 검출기(124)와, 압력 검출기(124)에 의한 압력 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 피더 스크류(24)의 회전수가 증가 또는 감소되도록, 가변속 제어 모터(26)를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

Description

브리켓 장치{BRIQUETTE MACHINE}
본 출원은, "브리켓 장치"라는 발명의 명칭으로, 2011년 2월 28일자로 출원된 일본국 특허출원번호 제2011-42974호에 기초한 것으로, 그 내용은 본 출원의 일부를 구성한다.
본 발명은, 브리켓을 제조하기 위한 브리켓 장치에 관한 것이다.
종래, 한 쌍의 롤을 포함하여, 호퍼로부터 공급된 원료를 가압 및 고화함으로써, 브리켓을 형성하는 브리켓 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1, 2 참조).
일본국 공개특허공보 평9-192896호 일본국 공개특허공보 평6-55299호
이러한 브리켓 장치의 목적 중 하나는, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화하는 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화할 수 있는 브리켓 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 브리켓 장치는, 각각 링 형상으로 형성되며 각각의 회전 축선이 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 롤로서, 각각의 상기 롤 사이에 공급되는 원료가 각각의 상기 롤이 회전함에 따라 가압 및 고화되어 브리켓을 압축 조형하는 한 쌍의 롤과, 각각의 상기 롤 중 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하는 고정측 베어링 유닛과, 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하며, 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따라 상기 고정측 베어링 유닛에 대해 접근 및 이격 가능한 가동측 베어링 유닛과, 상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛 사이에 위치되어, 각각의 상기 롤 사이에 틈새를 형성하는 틈새 조정용 스페이서와, 축 방향이 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따르도록 상기 가동측 베어링 유닛에 대한 상기 고정측 베어링 유닛과 반대측에 위치되며, 일단에 축 방향 위치를 조정하기 위한 위치 조정부가 설치된 실린더 로드를 갖는 유압 실린더와, 상기 실린더 로드의 타단과 상기 가동측 베어링 유닛 사이에 위치되어, 상기 실린더 로드의 타단과 상기 가동측 베어링 유닛 사이 영역에 작용하는 압력을 검출하는 압력 검출기와, 각각의 상기 롤의 상방에 위치된 호퍼와, 상기 호퍼 내에 위치되어, 회전함에 따라 상기 호퍼 내의 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 피더 스크류와, 상기 피더 스크류를 가변 회전수로 회전시키는 가변속 제어 모터(adjustable-speed motor)와, 상기 압력 검출기에 의한 압력 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 상기 피더 스크류의 회전수가 증가 또는 감소되도록, 상기 가변속 제어 모터를 제어하는 제어부를 포함한다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 예컨대, 호퍼로부터 공급되는 원료의 밀도나 유동성의 변동에 따라, 제 1 롤 및 제 2 롤 사이의 원료에 작용하는 압축력이 변동하게 된다. 따라서, 실린더 로드의 타단과 가동측 베어링 유닛 사이 영역에 작용하는 압력이 증가 또는 감소된 경우에는, 이 압력의 변동에 기초하여, 피더 스크류의 회전수가 증가 또는 감소된다. 이에 따라, 제 1 롤 및 제 2 롤 사이의 원료에 작용하는 압축력의 변동을 억제할 수 있으므로, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 양태에 따른 브리켓 장치는, 각각 링 형상으로 형성되며 각각의 회전 축선이 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 롤로서, 각각의 상기 롤 사이에 공급되는 원료가 각각의 상기 롤이 회전함에 따라 가압 및 고화되어 브리켓을 압축 조형하는 한 쌍의 롤과, 각각의 상기 롤 중 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하는 고정측 베어링 유닛과, 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하며, 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따라 상기 고정측 베어링 유닛에 대해 접근 및 이격 가능한 가동측 베어링 유닛과, 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 대해 각각의 상기 롤 중 하나의 롤로부터 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤이 이격되는 방향으로 힘이 작용한 경우에, 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 대해 용접 압력(welding pressure)을 가하는 유압 실린더와, 각각의 상기 롤의 상방에 위치된 호퍼와, 상기 호퍼 내에 위치되어, 회전함에 따라 상기 호퍼 내의 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 피더 스크류와, 상기 피더 스크류를 가변 회전수로 회전시키는 가변속 제어 모터와, 상기 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 힘, 또는 각각의 상기 롤을 회전시키는 구동 모터에서의 전류를 검출하는 검출기와, 상기 검출기에 의한 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 상기 피더 스크류의 회전수가 증가 또는 감소되도록, 상기 가변속 제어 모터를 제어하는 제어부를 포함한다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 예컨대, 호퍼로부터 공급되는 원료의 밀도나 유동성의 변동에 따라, 제 1 롤 및 제 2 롤 사이의 원료에 작용하는 압축력이 변동하게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 롤 사이로 원료를 밀어 내리는 압력이 증가 또는 감소하고, 그에 따라, 피더 스크류가 증가 또는 감소된다. 압력의 증가 또는 감소에 기초하여 회전수가 증가 또는 감소되어 제 1 롤 및 제 2 롤 사이의 원료에 작용하는 압축력이 변동하는 것을 억제할 수 있으므로, 변동이 방지되어, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화할 수 있다.
상기 양 브리켓 장치에 있어서, 상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛은 모두, 상기 축부를 피봇 지지하는 베어링을 포함할 수도 있고, 압축 공기 공급원으로부터 공급된 압축 공기를 분사하는 분사구(jet orifice)를 갖는 압축 공기 공급용 노즐을 포함할 수도 있다. 상기 분사구는 상기 베어링과 대응하는 롤 사이를 향하는 개구를 형성할 수도 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 고정측 베어링 유닛 및 가동측 베어링 유닛 각각은, 압축 공기 공급원으로부터 공급된 압축 공기를 분사하기 위한 압축 공기 공급용 노즐을 포함한다. 상기 압축 공기 공급용 노즐의 분사구는, 베어링과 제 1 롤 사이, 특히 벽부와 시일 부재 사이의 위치를 향하는 개구를 형성한다. 따라서, 상기 압축 공기 공급용 노즐의 분사구로부터 압축 공기가 분사됨으로써, 제 1 롤의 외주면에 이물질 등이 부착되어 베어링측으로 접근하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 이물질 등에 의한 베어링의 파손 가능성을 감소할 수 있다.
이 경우, 상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛은 모두, 상기 베어링을 수용하는 케이스를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 압축 공기 공급원으로부터 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급로가 상기 케이스에 형성되어, 상기 압축 공기 공급용 노즐이 접속관에 의해 상기 압축 공기 공급로와 접속될 수도 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 압축 공기 공급용 노즐과 압축 공기 공급로 사이에 접속된 접속 수단으로서 접속관을 사용한다. 따라서, 노즐 배관이 염가로 용이하게 제작될 수 있다.
상기 압축 공기 공급용 노즐을 갖는 상기 브리켓 장치에 있어서, 상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛은 모두, 상기 베어링의 대응하는 롤측에 설치된 커버와, 상기 커버의 내측에 설치된 시일 부재를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 커버에서의 상기 시일 부재와 상기 대응하는 롤 사이에는 벽부가 형성되어, 상기 분사구의 개구가 상기 벽부와 상기 시일 부재 사이 영역을 향할 수도 있다.
이러한 실시형태의 브리켓 장치에 따르면, 압축 공기 공급용 노즐의 분사구가 벽부와 시일 부재 사이 영역을 향하는 개구를 형성하기 때문에, 이물질 등이 시일 부재에 접근하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이러한 실시형태의 브리켓 장치에 있어서는, 상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛이 모두, 상기 축부가 형성되어 있는 회전축 형상 부재를 고정하여 상기 대응하는 롤을 고정하는 고정 부재를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 고정 부재에 상기 벽부의 선단부에 근접 대향되는 원통부가 형성될 수도 있다. 상기 압축 공기 공급용 노즐의 상기 분사구로부터 분사된 압축 공기의 일부는, 상기 벽부의 선단부와 상기 원통부 사이를 통해 상기 대응하는 롤측으로 배출된다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 벽부의 선단부와 원통부 사이의 공간이 좁기 때문에, 압축 공기의 사용량을 줄일 수 있다.
임의의 상기 브리켓 장치에 있어서, 각각의 상기 롤은, 상기 롤의 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트를 포함하도록 구성될 수도 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 롤은, 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트로 구성되어 있다. 롤의 일부가 파손된 경우에도, 롤 전체를 교환할 필요 없이, 롤의 파손 부분에 해당하는 세그먼트 또는 세그먼트들만을 교환하면 된다. 따라서, 롤 전체를 교환하는 경우에 비해, 교환 비용을 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 세그먼트 각각은, 분말 고속도강(powdered high-speed steel)으로 구성되어 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 세그먼트가 분말 고속도강으로 구성되어 있으므로, 그 수명을 장기화할 수 있다.
세그먼트 각각은, 대안적으로 합금 공구강(alloy tool steel)으로 구성될 수도 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 세그먼트가 합금 공구강으로 구성되어 있으므로, 분말 고속도강으로 구성된 세그먼트에 비해 염가이며 마모성이 우수한 세그먼트를 제공할 수 있다.
세그먼트 각각은, 대안적으로 HRC 65 내지 80의 세라믹 또는 합금강으로 구성될 수도 있다.
이러한 브리켓 장치에 따르면, 세그먼트가 HRC 65 내지 80의 세라믹 또는 합금강으로 구성되어 있으므로, 세그먼트의 내마모성을 향상시킬 수 있어, 장기간 사용이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 브리켓 장치는, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화할 수 있다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시형태를 개략적으로 도시하며, 본 발명의 원리를 설명하도록 상기 일반적인 설명과 함께, 이하에 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 브리켓 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 브리켓 장치의 우측면도이다.
도 3은 도 1의 브리켓 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1의 브리켓 장치에 구비된 제 1 롤 및 제 2 롤의 사시도이다.
도 5는 도 1의 브리켓 장치에 구비된 호퍼 및 피더 스크류의 단면도이다.
도 6은 도 1 의 브리켓 장치의 제 1 롤 및 그 주변부의 측단면도이다.
도 7은 도 6의 주요부 확대도이다.
도 8은 도 1의 브리켓 장치와는 다른 대안적인 브리켓 장치의 고정 롤, 가동 롤, 및 그 주변부의 평면도이다.
도 9는 도 8의 고정 롤, 가동 롤, 및 그 주변부의 부분 단면을 포함하는 정면도이다.
도 10은 도 8의 제어부의 동작의 흐름도이다.
도 11은 도 1의 브리켓 장치의 제 1 변형예를 도시한다.
도 12는 도 11의 주요부 확대도이다.
도 13은 도 1의 브리켓 장치의 제 2 변형예를 도시한다.
도 14는 도 6의 제 2 롤의 변형예를 도시한다.
도 15는 도 14의 제 2 롤의 주요부 확대 사시도이다.
도 16은 도 14의 제 2 롤의 주요부 확대 사시도이다.
도 17은 도 14의 세그먼트의 사시도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명한다.
도 1, 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 브리켓 장치(10)는, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)을 포함하는 한 쌍의 롤과, 구동부(16)와, 제 1 커플링부(18)와, 제 2 커플링부(20)와, 호퍼(22)와, 피더 스크류(24)와, 가변속 제어 모터(26)를 구비하고 있다.
제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)은, 프레임(27)에 수용되어 있다. 이 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)은, 각각 환상(annular shape)으로 형성되어 있으며, 각각의 회전 축선이 서로 평행하게 배열되어 있다. 이 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 각각의 외주면(12A 및 14A)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 포켓(28 및 30)이 형성되어 있다. 제 1 롤(12)에 형성된 포켓(28)과, 제 2 롤(14)에 형성된 포켓(30)은, 롤(12 및 14)의 둘레 방향으로 서로 정합하도록 구성 및 위치되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(16)는, 구동 모터(32)와, 감속기(34)를 구비하고 있다. 감속기(34)에는, 한 쌍의 출력축(36, 38)이 병렬로 설치되어 있다. 제 1 커플링부(18)는, 일방의 출력축(36)과 제 1 롤(12)을 연결하고 있으며, 제 2 커플링부(20)는, 타방의 출력축(38)과 제 2 롤(14)을 연결하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 호퍼(22)는 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)의 상방에 위치되어 있으며, 피더 스크류(24)가 이 호퍼(22) 내에 설치되어 있다. 피더 스크류(24)의 상부에는, 종동 기구(39)가 설치되어 있다.
이러한 브리켓 장치(10)에 있어서, 구동부(16)가 구동되면, 그 회전 구동력이 제 1 커플링부(18) 및 제 2 커플링부(20)를 통해 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)에 전달되어, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)이 서로 반대 방향으로 회전된다. 이 상태에서, 가변속 제어 모터(26)가 회전되면, 그 회전력이 종동 기구(39)를 통해 피더 스크류(24)에 전달되어 피더 스크류(24)가 회전된다. 그런 다음, 호퍼(22) 내 원료가 피더 스크류(24)로부터 제 1 롤(12)과 제 2 롤(14) 사이로 밀어 내려진다. 포켓(28)과 포켓(30)이 서로 협동하여 원료를 가압 및 고화함으로써, 브리켓이 압축 조형된다.
보다 구체적으로, 제 1 롤(12)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전축 형상 부재(40)의 외주면(40A)에 고정 부재(42)에 의해 장착되어 있다. 회전축 형상 부재(40)에서의 제 1 롤(12)의 축방향 양측에는, 제 1 롤(12)과 동축으로 한 쌍의 축부(44)가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 축부(44)는 한 쌍의 가동측 베어링 유닛(46)에 의해 피봇 지지되어 있다. 제 1 롤보다 제 1 커플링부(18)에 근접한 일방의 축부(44)에는, 롤측 커플링부(48)가 동축으로 형성되어 있다.
도 6에서 괄호 내에 부호로 나타낸 바와 같이, 제 2 롤(14)도, 제 1 롤(12)과 마찬가지로, 회전축 형상 부재(50)의 외주면(50A)에 고정 부재(52)에 의해 장착되어 있다. 회전축 형상 부재(50)에서의 제 2 롤(14)의 축방향 양측에는, 제 2 롤(14)과 동축으로 한 쌍의 축부(54)가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 축부(54)는 한 쌍의 고정측 베어링 유닛(56)에 의해 피봇 지지되어 있다. 제 1 롤보다 제 2 커플링부(20)에 근접한 일방의 축부(54)에는, 롤측 커플링부(58)가 동축으로 형성되어 있다.
각각의 가동측 베어링 유닛(46)은, 대응하는 축부(54)에 장착된 베어링(60)과, 베어링(60)을 수용하는 케이스(62)와, 베어링(60)의 제 1 롤(12)측에 설치된 커버(64)와, 커버(64)의 내측에 설치된 시일 부재(66)를 포함한다.
케이스(62)에는, 윤활유 공급로(68)가 형성되어 있다. 커버(64)에는, 윤활유 공급용 노즐(70)이 설치되어 있다. 이 윤활유 공급로(68)와 윤활유 공급용 노즐(70)은, 접속관(72)에 의해 접속되어 있다. 또한, 윤활유 공급용 노즐(70)의 분사구는, 베어링(60)과 시일 부재(66) 사이를 향하는 개구를 형성한다.
가동측 베어링 유닛(46) 각각에 있어서, 윤활유 공급원(미도시)으로부터 윤활유 공급로(68)의 입구로 윤활유가 공급되면, 이 윤활유는, 접속관(72) 및 윤활유 공급용 노즐(70)을 통해 베어링(60)에 공급된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 커버(64)에는, 시일 부재(66)와 제 1 롤(12) 사이에 위치된 벽부(74)가 형성되어 있다. 이 벽부(74)는, 커버(64)의 반경 방향 내측을 향해 연장되어, 벽부(74)의 선단부가 고정 부재(42)와 일체로 형성된 원통부(76)에 근접 대향된다.
또한, 케이스(62)에는, 압축 공기 공급로(78)가 형성되어 있다. 커버(64)에는, 압축 공기 공급용 노즐(80)이 더 설치되어 있다. 이 압축 공기 공급로(78)와 압축 공기 공급용 노즐(80)은, 접속관(82)에 의해 접속되어 있다. 또한, 압축 공기 공급용 노즐(80)의 분사구는, 벽부(74)와 시일 부재(66) 사이 영역을 향하는 개구를 형성한다.
가동측 베어링 유닛(46) 각각에 있어서, 압축 공기 공급원(미도시)으로부터 압축 공기 공급로(78)의 입구로 압축 공기가 공급되면, 이 압축 공기는, 접속관(82) 및 압축 공기 공급용 노즐(80)을 통해 벽부(74)와 시일 부재(66) 사이로 분사된다. 이 벽부(74)와 시일 부재(66) 사이로 분사된 압축 공기의 일부는 벽부(74)와 시일 부재(66) 사이에서 둘레 방향으로 분산하는 한편, 다른 일부는 벽부(74)의 선단부와 원통부(76) 사이를 통해 제 1 롤(12)측으로 배출될 수도 있다. 이러한 압축 공기의 분사에 의한 분진 제거는, 항상 수행될 수도 있다. 대안적으로는, 필요에 따라 수행될 수도 있다.
도 6, 도 7에서 괄호 내에 부호로 나타낸 바와 같이, 제 2 롤(14)이 장착된 회전축 형상 부재(50) 및 축부(54)가 피봇 지지되는 고정측 베어링 유닛(56) 각각은, 회전축 형상 부재(40) 및 가동측 베어링 유닛(46)과 동일하게 구성되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 가동측 베어링 유닛(46)은, 제 1 및 제 2 롤(12 및 14)의 반경 방향(X 방향)을 따라 고정측 베어링 유닛(56)에 대해 접근 및 이격 가능하게 되어 있다. 가동측 베어링 유닛(46) 및 대응하는 고정측 베어링 유닛(56) 사이에는, 틈새 조정용 스페이서(104)가 설치되어 있으며, 이에 따라, 제 1 롤(12)과 제 2 롤(14) 사이에 틈새가 형성되어 있다. 이 틈새는, 틈새 조정용 스페이서(104)의 폭에 따라 조정될 수 있다. 특히, 폭이 상이한 복수 그룹의 틈새 조정용 스페이서(104)가 설치되며, 동일한 그룹은 동일한 폭을 갖는 복수의 틈새 조정용 스페이서(104)를 포함한다. 이들 틈새 조정용 스페이서(104)를 적절하게 조합하여 위치시킴으로써 틈새를 최적화할 수도 있다. 예컨대, 기기의 설치나 교환 시, 이러한 틈새 조정이 수행될 수도 있으며, 적절한 기구, 예컨대 틈새 게이지(clearance gauge)를 이용하여 틈새를 측정할 수도 있다.
대응하는 가동측 베어링 유닛(46)에 대한 각 고정측 베어링 유닛(56)과 반대측에는, 유압 실린더(106)가, 그 축방향이 제 1 및 제 2 롤(12 및 14)의 반경 방향을 따르도록 위치되어 있다. 이 유압 실린더(106)는, 실린더 본체(108)와, 실린더 로드(110)를 포함하다. 실린더 본체(108)는, 고정측 베어링 유닛(56), 가동측 베어링 유닛(46), 제 1 롤(12), 및 제 2 롤(14) 등을 수용하는 하우징(112)측에 고정되어 있다. 실린더 로드(110)는, 길이 방향 중앙부에 피스톤부(114)를 포함하며, 이 피스톤부(114)는, 실린더 본체(108)에 수용되어 있다.
각 실린더 로드(110)의 일단에는, 나사부(116)가 형성되어 있어, 조정 너트(118)에 나사결합되어 있다. 조정 너트(118)는, 실린더 본체(108)에서의 하우징(112)과 반대측을 향해 벽면에 맞닿아 있다. 이 나사부(116)와 조정 너트(118)는, 위치 조정부(120)를 구성하고 있으며, 이 나사부(116)와 조정 너트(118) 사이의 나사결합량을 조정함으로써, 실린더 로드(110)의 길이 방향 위치가 조정될 수 있다.
대응하는 고정측 베어링 유닛(56)에 대한 각 가동측 베어링 유닛(46)의 반대측의 측벽에는, 라이너(122)를 통해 압력 검출기(124)가 고정 장착되어 있다. 이 압력 검출기(124)는, 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이에 위치되어, 실린더 로드(110)의 타단이, 이 압력 검출기(124)에 접촉되어 있다. 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이 영역에 작용하는 압력은, 이 압력 검출기(124)에 의해 검출된다. 또한, 이 압력 검출기(124)로부터의 출력 신호는, 가산기 및 증폭기(모두 미도시)를 통해 제어부(126)에 입력된다.
상술한 바와 같이 구성된 브리켓 장치(10)에 있어서, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14)이 부하가 없는 상태에서, 틈새 조정용 스페이서(104)에 의해 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이의 틈새가 설정된다. 이때, 조정 너트(118)에 의해 실린더 로드(110)의 타단의 위치가 압력 센서(124)에 접촉하도록 조정된다. 이때, 압력 센서(124)의 출력 신호는 없다. 실린더 본체(108)에서의 피스톤부(1114)의 일측에 구동유를 채우고, 실린더 로드(110)를 유압에 의해 고정한다.
따라서, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이에 원료가 공급되어 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이 영역에 용접 압력이 작용하면, 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이 영역에 작용하는 압력이 압력 검출기(124)에 의해 검출된다. 이 검출된 압력에 따른 신호는, 가산기 및 증폭기(모두 미도시)를 통해 제어부(126)에 입력된다(도 10의 단계 S1).
제어부(126)에서는, 압력 검출기(124)에 의한 압력 검출값이 소정 범위 내인지의 여부를 판정한다(도 10의 단계 S2). 압력 검출값이 소정 범위 내인 경우에는, 피더 스크류(24)의 회전수가 변경 없이 그대로 유지된다.
압력 검출값이 소정 범위 내가 아닌 경우에는, 제어부(126)가 압력 검출값이 소정 범위보다 큰지의 여부를 판정한다(도 10의 단계 S3). 압력 검출값이 소정 범위보다 큰 경우에는, 피더 스크류(24)의 회전수가 감소되도록, 제어부(126)가 가변속 제어 모터(26)를 제어한다(도 10의 단계 S4).
압력 검출값이 소정 범위보다 작은 경우에는, 피더 스크류(24)의 회전수가 증가되도록, 제어부(126)가 가변속 제어 모터(26)를 제어한다(도 10의 단계 S5).
또한, 제 1 및 제 2 롤(12 및 14) 사이에 임의의 이물질이 혼입되어 제 1 및 제 2 롤(12 및 14) 사이 영역에 이상 용접 압력이 작용한 경우에는, 이로 인한 충돌력이 가동측 베어링 유닛(46), 라이너(122), 및 압력 검출기(124)를 통해 실린더 로드(110)에 전달된다. 그런 다음, 실린더 로드(110)가 유압 저항력에 대항하여 이동됨으로써, 그 충돌력이 흡수된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태의 작용 및 이점에 대해 설명한다.
이 브리켓 장치(10)에 의하면, 예컨대, 호퍼(22)로부터 공급되는 원료의 밀도나 유동성의 변동에 따라, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이에 위치된 원료에 작용하는 압축력이 변동한다. 따라서, 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이 영역에 작용하는 압력이 증가 또는 감소된 경우에는, 그 압력 변동에 기초하여, 피더 스크류(24)의 회전수가 증가 또는 감소된다. 이에 따라, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이의 원료에 작용하는 압축력의 변동을 억제할 수 있으므로, 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화할 수 있다.
각 가동측 베어링 유닛(46)은, 압축 공기 공급원으로부터 공급된 압축 공기를 분사하기 위한 압축 공기 공급용 노즐(80)을 포함한다. 이 압축 공기 공급용 노즐(80)의 분사구는, 베어링(60)과 제 1 롤(12) 사이, 보다 구체적으로는, 벽부(74)와 시일 부재(66) 사이 영역을 향하는 개구를 형성한다. 따라서, 이 압축 공기 공급용 노즐(80)의 분사구로부터 압축 공기가 분사됨으로써, 제 1 롤(12)의 외주면에 이물질 등이 부착되어 베어링(60)측에 접근하는 것을 억제할 수 있으며, 그에 따라, 이물질 등에 의한 베어링(60)의 파손 가능성을 감소할 수 있다.
특히, 압축 공기 공급용 노즐(80)의 분사구로부터 분사된 압축 공기의 일부는, 벽부의 선단부와 원통부(76) 사이를 통과하여 제 1 롤(12)측으로 분사된다. 이에 따라, 외주면에 이물질 등이 부착되어 베어링(60)(벽부(74))측에 접근하는 것을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.
벽부(74)의 선단부와 원통부(76) 사이 영역은 좁기 때문에, 압축 공기의 사용량을 줄일 수 있다.
각 고정측 베어링 유닛(56)은, 각 가동측 베어링 유닛(46)과 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 이 가동측 베어링 유닛(46)과 마찬가지로, 고정측 베어링 유닛(56)에 압축 공기가 분사됨으로써, 제 2 롤(14)의 외주면에 이물질 등이 부착되어 베어링(60)측에 접근하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 압축 공기 공급용 노즐(80)과 압축 공기 공급로(78) 사이에 접속되는 접속 수단으로서, 접속관(82)을 사용한다. 따라서, 압축 공기 공급용 노즐(80)의 배관을 염가로 용이하게 제작할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태의 변형예에 대해 설명한다.
상기 실시형태에서는, 실린더 로드(110)의 타단과 가동측 베어링 유닛(46) 사이 영역에 작용하는 압력의 증가 또는 감소에 기초하여, 피더 스크류(24)의 회전수가 증가 또는 감소된다. 본 구성은 하기 구성으로 대체될 수도 있다.
도 11, 도 12에 도시된 변형예에서는, 제 1 롤(12)은, 반경 방향을 따라 제 2 롤(14)에 대해 접근 및 이격 가능하게 배열되어 있다. 제 1 롤(12)은, 제 2 롤로부터 이격되는 방향으로 제 1 롤(12)에 힘이 작용한 경우, 유압 실린더(128)로부터 압력이 가해진다. 호퍼(22)의 하단부에는, 검출기, 예컨대 압력 검출기(130)가 설치되어 있다. 피더 스크류(24)에 의해 원료를 제 1 롤(12)과 제 2 롤(14) 사이로 밀어 내리는 압력은 압력 검출기(130)에 의해 검출된다. 본 변형예에서는, 이 압력 검출기(130)에 의한 압력 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 피더 스크류(24)의 수가 증가 또는 감소되도록, 가변속 제어 모터(26)가 제어부(126)에 의해 제어된다.
이러한 변형 구성에서도, 예컨대, 호퍼(22)로부터 공급되는 원료의 밀도나 유동성의 변동에 따라, 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이의 원료에 작용하는 압축력이 변동하게 된다. 따라서, 피더 스크류(24)에 의해 원료를 제 1 및 제 2 롤(12 및 14) 사이로 밀어 내리는 압력이 증가 또는 감소된다. 압력의 증가 또는 감소에 기초하여 회전수가 증가 또는 감소되어, 압축력의 변동이 억제되므로 제 1 롤(12) 및 제 2 롤(14) 사이의 원료에 대한 영향이 방지될 수 있으며, 그에 따라 제조된 브리켓의 두께 형상 및 중량을 균일화하는 것이 가능해진다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상술한 변형예의 압력 검출기(130)는, 검출기로서, 구동부(16)에 구비된 구동 모터(32)에서의 구동 전류를 검출하는 전류 검출기(132)로 대체될 수도 있다. 이 전류 검출기(132)에 의한 구동 전류의 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 피더 스크류(24)의 수가 증가 또는 감소되도록, 가변속 제어 모터(26)가 제어부(126)에 의해 제어될 수도 있다.
상기 실시형태에서, 제 1 롤(12)은, 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 제 1 롤(12)의 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트(44)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 각 세그먼트(44)는, 분말 고속도강으로 구성될 수도 있다.
세그먼트(44)는, 고정 부재(42(52); 클램프)에 의해, 대응하는 축부에 고정되어 있다. 고정 부재(42(52); 클램프)의 부착 볼트를 체결함으로써, 세그먼트(44)의 경사 숄더부가 축부로 밀어 내려지며, 경사 숄더부가 축부에 직각으로 클램핑되어 고정한다. 축부와 세그먼트(44) 사이의 틈새는, 세그먼트(44)에 대한 임의의 파손을 방지하도록, 서로 사실상 밀착 가공되어 있다. 고정 부재(42(52))는, 둘레 방향으로 분할되어, 세그먼트를 교환할 때, 제거될 수 있다. 물론, 일체화된 고정 부재도 기능적으로 문제없이 사용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 롤(12)이 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트(44)로 구성되어 있어, 제 1 롤(12)의 일부가 파손된 경우에도, 제 1 롤(12) 전체를 교환할 필요 없이, 제 1 롤(12)의 파손 부분에 해당하는 세그먼트 또는 세그먼트들만을 교환하면 된다. 따라서, 제 1 롤(12) 전체를 교환하는 경우에 비해, 교환 비용을 저감할 수 있다.
각 세그먼트(144)를 분말 고속도강으로 구성함으로써, 수명을 장기화할 수 있다.
제 2 롤(14)도, 제 1 롤(12)과 마찬가지로, 제 2 롤(14)의 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트(44)를 포함하도록 구성될 수도 있다.
각 세그먼트(44)는 대안적으로 합금 공구강으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 분말 고속도강으로 구성된 세그먼트엔 비해 염가이며 마모성이 우수한 세그먼트를 제공할 수 있다.
각 세그먼트(44)는 대안적으로 HRC 65 내지 80의 세라믹 또는 합금강으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 세그먼트의 내마모성을 향상시킬 수 있어, 장기간 사용이 가능해진다.
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명이 특정 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기한 실시형태 이외에도, 본 발명이 범위를 이탈하지 않고 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
예컨대, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시형태를 설명하기 위해, 사용된 특정 용어는, 브리켓 장치의 필수 구성 요소를 명확하게 하는 것이다. 그러나, 이는 본 발명이 선택된 특정 용어에 한정되는 것을 의도하지 않으며, 모든 필수 구성 요소는 유사한 방식으로 실시될 수도 있는 기술적 등가물을 모두 포함하는 것임을 인식해야 한다.
10 : 브리켓 장치
12 : 제 1 롤(롤)
14 : 제 2 롤(롤)
16 : 구동부
18 : 제 1 커플링부
20 : 제 2 커플링부
22 : 호퍼
24 : 스크류 피더
26 : 가변속 제어 모터
28, 30 : 포켓
32 : 구동 모터
44, 54 : 축부
46 : 가동측 베어링 유닛
56 : 고정측 베어링 유닛
60 : 베어링
80 : 압축 공기 공급용 노즐
104 : 틈새 조정용 스페이서
106 : 유압 실린더
110 : 실린더 로드
120 : 위치 조정부
124 : 압력 검출기
126 : 제어부
128 : 유압 실린더
130 : 압력 검출기(검출기)
132 : 전류 검출기(검출기)
144 : 세그먼트

Claims (10)

  1. 각각 링 형상으로 형성되며 각각의 회전 축선이 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 롤로서, 각각의 상기 롤 사이에 공급되는 원료가 각각의 상기 롤이 회전함에 따라 가압 및 고화되어 브리켓을 압축 조형하는 한 쌍의 롤과,
    각각의 상기 롤 중 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하는 고정측 베어링 유닛과,
    각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하며, 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따라 상기 고정측 베어링 유닛에 대해 접근 및 이격 가능한 가동측 베어링 유닛과,
    상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛 사이에 위치되어, 각각의 상기 롤 사이에 틈새를 형성하는 틈새 조정용 스페이서와,
    축방향이 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따르도록 상기 가동측 베어링 유닛에 대한 상기 고정측 베어링 유닛과 반대측에 위치되며, 일단에 축 방향 위치를 조정하기 위한 위치 조정부가 설치된 실린더 로드를 갖는 유압 실린더와,
    상기 실린더 로드의 타단과 상기 가동측 베어링 유닛 사이에 위치되어, 상기 실린더 로드의 타단과 상기 가동측 베어링 유닛 사이 영역에 작용하는 압력을 검출하는 압력 검출기와,
    각각의 상기 롤의 상방에 위치된 호퍼와,
    상기 호퍼 내에 위치되어, 회전함에 따라 상기 호퍼 내의 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 피더 스크류와,
    상기 피더 스크류를 가변 회전수로 회전시키는 가변속 제어 모터(adjustable-speed motor)와,
    상기 압력 검출기에 의한 압력 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 상기 피더 스크류의 회전수가 증가 또는 감소되도록, 상기 가변속 제어 모터를 제어하는 제어부를 포함하는, 브리켓 장치.
  2. 각각 링 형상으로 형성되며 각각의 회전 축선이 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 롤로서, 각각의 상기 롤 사이에 공급되는 원료가 각각의 상기 롤이 회전함에 따라 가압 및 고화되어 브리켓을 압축 조형하는 한 쌍의 롤과,
    각각의 상기 롤 중 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하는 고정측 베어링 유닛과,
    각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 일체로 회전 가능하게 설치된 축부를 피봇 지지하며, 각각의 상기 롤의 반경 방향을 따라 상기 고정측 베어링 유닛에 대해 접근 및 이격 가능한 가동측 베어링 유닛과,
    각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 대해 각각의 상기 롤 중 하나의 롤로부터 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤이 이격되는 방향으로 힘이 작용한 경우에, 각각의 상기 롤 중 다른 하나의 롤에 대해 용접 압력(welding pressure)을 가하는 유압 실린더와,
    각각의 상기 롤의 상방에 위치된 호퍼와,
    상기 호퍼 내에 위치되어, 회전함에 따라 상기 호퍼 내의 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 피더 스크류와,
    상기 피더 스크류를 가변 회전수로 회전시키는 가변속 제어 모터와,
    상기 원료를 각각의 상기 롤 사이로 밀어 내리는 힘, 또는 각각의 상기 롤을 회전시키는 구동 모터에서의 전류를 검출하는 검출기와,
    상기 검출기에 의한 검출값의 증가 또는 감소에 기초하여, 상기 피더 스크류의 회전수가 증가 또는 감소되도록, 상기 가변속 제어 모터를 제어하는 제어부를 포함하는, 브리켓 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각각의 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛은,
    상기 축부를 피봇 지지하는 베어링과,
    상기 베어링과 대응하는 롤 사이 영역을 향하는 개구를 형성하며 압축 공기 공급원으로부터 공급된 압축 공기를 분사하는 분사구(jet orifice)를 갖는 압축 공기 공급용 노즐을 포함하는, 브리켓 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛 각각은, 상기 베어링을 수용하는 케이스를 포함하며,
    상기 케이스에는, 상기 압축 공기 공급원으로부터 공급된 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급로가 형성되어, 상기 압축 공기 공급용 노즐이 접속관에 의해 상기 압축 공기 공급로와 접속되어 있는, 브리켓 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛 각각은,
    상기 베어링의 상기 대응하는 롤측에 설치된 커버와,
    상기 커버의 내측에 설치된 시일 부재를 포함하고,
    상기 커버에서의 상기 시일 부재와 상기 대응하는 롤 사이에는 벽부가 형성되어 있으며,
    상기 분사구의 개구는, 상기 벽부와 상기 시일 부재 사이 영역을 향하고 있는, 브리켓 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정측 베어링 유닛 및 상기 가동측 베어링 유닛 각각은,
    상기 축부가 형성되어 있는 회전축 형상 부재를 고정하여 상기 대응하는 롤을 고정하는 고정 부재를 포함하고,
    상기 고정 부재에는, 상기 벽부의 선단부에 근접 대향하는 원통부가 형성되어 있으며,
    상기 압축 공기 공급용 노즐의 상기 분사구로부터 분사된 압축 공기의 일부는, 상기 벽부의 선단부와 상기 원통부 사이를 통해 상기 대응하는 롤측으로 배출되는, 브리켓 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤 각각은, 상기 롤의 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트를 포함하도록 구성되어 있는, 브리켓 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세그먼트 각각은, 분말 고속도강(powdered high-speed steel)으로 구성되어 있는, 브리켓 장치.
  9. 제 7 항 있어서,
    상기 세그먼트 각각은, 합금 공구강(alloy tool steel)으로 구성되어 있는, 브리켓 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 세그먼트 각각은, HRC 65 내지 80의 세라믹 또는 합금강으로 구성되어 있는, 브리켓 장치.
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