KR20140052196A - 미분 정량 절출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미분 정량 절출장치에 관한 것으로, 특히 미분의 과절출을 방지하고 안정적인 절출을 달성할 수 있는 미분 정량 절출장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미분 정량 절출장치는, 스크류 피더 배출구의 하부에 위치하여 미분의 과절출을 방지하는 미분 정량 절출장치에 있어서, 상기 스크류 피더로부터의 미분을 절출시키는 로터리 베인과; 상기 로터리 베인의 하단부에 설치되어, 상기 로터리 베인에 부착된 이물질을 제거하는 스크래퍼와; 상기 로터리 베인과 상기 스크래퍼 사이의 간섭이 없도록 동력 연결을 제공하는 싱크 기어와; 상기 싱크 기어와 치합하도록 된 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미분 정량 절출장치{APPARATUS FOR SENDING OUT REQUIRED AMOUNT OF MATERIAL}
본 발명은 미분 정량 절출장치에 관한 것으로, 특히 미분의 과절출을 방지하고 안정적인 절출을 달성할 수 있는 미분 정량 절출장치에 관한 것이다.
미분(SBC, 소석회)의 정량 절출장치는 미분을 정량 절출을 위해 슬라이딩 게이트, 스크류 피더(써클 피더), 로터리 밸브 순으로 정량 절출할 수 있게 설계되어 있다. 미분의 정량절출은 스크류 및 스크류 피더의 회전을 인버터로 제어함으로써 이루어진다.
미분의 정량 절출에 있어서, 사일로(silo)에 입조된 입도에 따라 그 흐름정도가 변하여, 흘러내림으로 인한 과절출이 빈번하게 발생되고 있다.
기존의 미분 정량 절출장치는 과절출을 방지하는 기능이 없는 스크류 피더를 사용하고 있는데, 스크류 피더의 스크류 사이 공간으로 과절출되는 미분으로 인하여 정량 컨트롤이 어려웠다.
또한, 스크류 사이를 통과한 미분이 로터리 밸브(1.5ton/h)를 통해 배출되게 되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 순간 과절출된 미분이 그라인더(Grinder)의 내부 부품중 비터(Beater)가 코팅되게 하거나(도 5a 참조), 분급기 휠(sifier Wheel)이 코팅되게 함으로써(도 5b 참조) 많은 문제점들을 발생시킨다.
즉, 순간 과절출된 미분에 기인하여, 그라인더 부품중 비터가 코팅됨으로써 그라인더 파쇄효율이 저하되고, 분급기 휠이 코팅됨으로써 풍량이 저하될 수 있다.
또한, 파쇄효율 저하로 인하여 청정설비의 탈황효율이 저하되고, 풍량 저하로 인하여 상기한 문제점들이 악순환적으로 반복(코팅이 심해짐)된다.
결과적으로, 풍량 저하는 미분 주입량의 저하를 초래하게 되고, SOx 배출 총량 상승에 악영향을 끼치고, 운전 및 현장작업자 근무부하를 증가시키고, 스크류에 코팅된 미분으로 인해 동일 RPM에서 코팅 정도에 따라 미분 절출량이 달라지게 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 미분의 과절출을 방지하고 안정적인 절출을 달성할 수 있는 미분 정량 절출장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미분 정량 절출장치는, 스크류 피더 배출구의 하부에 위치하여 미분의 과절출을 방지하는 미분 정량 절출장치에 있어서, 상기 스크류 피더로부터의 미분을 절출시키는 로터리 베인부와; 상기 로터리 베인부의 하단부에 설치되어, 상기 로터리 베인부에 부착된 이물질을 제거하는 스크래퍼부와; 상기 로터리 베인부와 상기 스크래퍼부 사이의 동력 연결을 제공하는 싱크 기어와; 상기 싱크 기어와 치합하도록 된 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 로터리 베인부는 축방향으로 형성된 다수의 베인들로 구성되는 멀티 베인형의 로터리 베인일 수 있다.
바람직하게, 상기 다수의 베인들은 각각의 베인 날개들의 시작점이 다르며, 상기 다수의 베인들 중 하나의 베인은 상기 로터리 베인의 몸체 외주에 축직각 방향으로 오목하게 형성되는 다수의 베인홈을 가진다.
축직각 방향의 베인 날개들의 수를 V1으로, 축방향의 베인들의 수를 V2로 정의하고, 로터리 베인(40)의 기어잇수를 Dg1로, 스크래퍼(60)의 기어잇수를 dg1로 정의할 때, 상기 다수의 베인들 사이의 뒤틀림 각도는 360 / (V1 * V2)의 관계가 성립되며, V1 : V2 = dg1 : Dg1의 관계가 성립된다.
일실시예에서, 상기 로터리 베인은 상기 다수의 베인들 사이의 미분의 이동을 방지하도록 상기 다수의 베인들 사이에 축직각 방향으로 설치되는 원판을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 동력 전달부는 RPM 제어되는 모터로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 뒤틀린 멀티 베인을 사용함으로써 미분의 과절출을 방지하고 안정적인 절출을 달성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 비터 및 분급기 휠의 코팅을 미연에 방지할 수 있게 되어, 그라인더 파쇄효율 및 풍량이 증가되는 효과가 있다.
이에 따라서, 파쇄효율 증가로 청정설비 탈황 효율이 증가되고, 풍량 저하가 방지되어 SOx 배출 총량 상승 등의 부수적인 효과가 있다.
이외에도, 운전 및 현장작업자의 유지 및 보수 업무부하를 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미분 정량 절출장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 도 1의 미분 정량 절출장치의 로터리 베인을 도시하는 도면이다.
도 4는 종래의 로터리 베인의 미분 절출량과 본 발명에 따른 멀티 베인형 로터리 베인의 미분 절출량 차이를 보여주는 그래프이다.
도 5는 기존의 과절출된 미분에 의해 비터와 분급기 휠이 코팅된 상태를 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 미분 정량 절출장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미분 정량 절출장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따라 취해진 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10), 본체 커버(20), 베인(Vane) 커버(30), 로터리 베인(40), 베인 샤프트(50), 스크래퍼(Scraper)(60), 스크래퍼 샤프트(70), 싱크 기어(Sync Gear)(80), 및 동력 전달부(90)를 포함하는 미분 정량 절출장치(100)를 개략적으로 나타내고 있다.
도 1에 도시한 미분 정량 절출장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 미분 정량 절출장치(100)의 형태를 다른 여러 구조로 변형할 수 있다.
본 발명의 미분 정량 절출장치(100)는 스크류 피더 배출구(도시안됨)의 하부에 위치하여 미분의 과절출을 방지하는 기능을 수행한다.
먼저, 로터리 베인(40)은 스크류 피더(도시안됨)로부터의 미분을 절출시키는 것으로, 본체(10)의 베인 샤프트(50)에 회동가능하게 설치된다.
베인 커버(30)는 로터리 베인(40)의 점검 및 유지 보수를 위해 제공된다.
스크래퍼(60)는 로터리 베인(40)의 하단부에 설치되고, 스크래퍼 샤프트(70)에 회동가능하게 설치되며, 로터리 베인(40)이 미분을 절출시키는 동안, 스크래퍼(60)는 회전하면서 스크래퍼의 날개(도시안됨)가 로터리 베인(40)에 부착된 이물질을 제거하는 기능을 수행한다.
일반적으로, 부착성이 강한 물질의 경우에, 로터리 베인(40)의 표면에 부착 및 경화될 수 있는 확률이 매우 높으며, 부착성이 강한 물질들이 로터리 베인(40)의 표면에 부착 및 경화될 경우에는 이들 물질들이 차지하는 용적 때문에 미분을 이송할 수 있는 체적이 줄어들게 된다.
따라서, 본 발명에서는 스크래퍼(60)를 설치하고 있으며, 스크래퍼(60)가 장착되는 경우에는 항상 로터리 베인(40)의 표면을 균일하게 유지할 수 있게 된다. 결과적으로, 로터리 베인의 균일한 체적 유지가 보장되고, 로터리 베인에서의 이물질 등의 코팅에 의한 체적 변화로 인해 발생할 수 있는 불균일한 절출 등이 미연에 방지될 수 있다.
싱크 기어(80)는 로터리 베인(40)과 스크래퍼(60) 사이의 기구적인 동력 연결을 제공한다.
일실시예에 있어서, 싱크 기어(80)는 기어 박스 형태, 동기식 체인 형태 등으로 구성가능하다.
일례로, 기어 박스 형태로 구성하는 경우에, 싱크 기어(80)는 하나의 모터에 의해 구동되는 제1 기어부와 제2 기어부가 맞물려 있는 관계로 상호 힘이 작용되도록 구성할 수 있다.
싱크 기어(80)가 동기식 체인 형태로 구성되는 경우에는 체인에 물리는 제1 기어부와 제2 기어부가 각각의 모터들에 의해 독립적으로 구동되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 예를 들어, 한쪽 모터가 작동하지 않거나 힘이 약하더라도 양쪽 모두의 기어에 힘이 전달되므로 전체적으로 작동이 멈추거나, 좌우 불균일하게 힘이 작용하여 체인이 감기는 것을 방지한다.
동력 전달부(90)는 싱크 기어(80)와 치합하도록 구성되어, 로터리 베인(40)과 스크래퍼(60)의 회전동력을 전달하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 동력 전달부(90)는 RPM 제어되는 모터로 구성될 수 있다.
일반적으로, 모터의 RPM 제어는 모터의 RPM을 측정하되, 상기한 RPM을 소정치로 설정한 RPM(기준RPM)과 비교한 결과로서 모터의 RPM을 적절히 제어하여 줌으로써 수행될 수 있다.
일실시예에 있어서, 동력 전달부(90)는 펄스감지부(도시안됨)에서 모터의 회전에 따른 펄스카운트를 측정하여 RPM으로 변환 및 표시하되,상기한 RPM과 미리 설정된 RPM을 비교한 결과로 모터를 제어함에 있어 설정된 RPM이 측정한 RPM보다 낮은 상태로 판단되면 모터에 인가되는 전압을 감소제어하며,설정된 RPM이 측정한RPM보다 높은 상태로 판단되면 모터에 인가되는 전압을 증가제어하고,설정된 RPM이 측정한 RPM과 동일한 상태로 판단되면 모터에 인가되는 전압을 정상적으로 제어하는 수순으로 진행하여 변동전압에 따라 차등적으로 제어되도록 구성할 수 있다.
이와 같은 RPM 제어되는 모터를 채용하는 경우에, 미분 정량 절출장치의 전반적인 회전 속도 제어가 용이하게 되는 장점이 있다.
도 3은 도 1의 미분 정량 절출장치의 로터리 베인을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 로터리 베인(40)은 베인 샤프트(50)의 축방향으로 형성된 다수의 베인들(42a, 42b, 42c)로 구성되는 멀티 베인형 로터리 베인이다.
다수의 베인들(42a, 42b, 42c)은 각각의 베인 날개들(44a, 44b, 44c)의 시작점이 다르게 즉, 뒤틀린 각도를 가지고 구성되어 있다.
또한, 다수의 베인들(42a, 42b, 42c)은 로터리 베인(40)의 몸체 외주에 베인 샤프트(50)의 축직각 방향으로 오목하게 형성되는 다수의 베인홈들(46a, 46b, 46c)을 가진다.
본 실시예에 있어서, 로터리 베인(40)은 3개의 베인들을 가지는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
바람직하게, 로터리 베인(40)은 2 내지 30개 정도의 베인 날개가 있는 단일 베인이 베인 샤프트(50)의 축방향으로 2 내지 20개 정도 제공되어 구성될 수 있다.
특히, 로터리 베인(40)은 다수의 베인들 사이의 뒤틀림 각도를 가진다.
이에 대해 살펴보면, 축직각 방향의 베인 날개들의 수를 V1으로, 축방향의 베인들의 수를 V2로 정의할 때, 다수의 베인들 사이의 뒤틀림 각도는 360 / (V1 * V2)의 관계가 성립된다.
또한, 로터리 베인(40)의 기어잇수를 Dg1로, 스크래퍼(60)의 기어잇수를 dg1로 정의할 때, V1 : V2 = dg1 : Dg1의 관계가 성립된다.
다른 실시예로서, 로터리 베인(40)은 다수의 베인들(42a, 42b, 42c) 사이에서의 미분의 이동을 방지할 수 있도록 다수의 베인들(42a, 42b, 42c) 사이에 축직각 방향으로 설치되는 원판(도시안됨)을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 이러한 원판은 다수의 베인들(42a, 42b, 42c) 사이에 축직각 방향으로 별도의 판재를 추가함으로써 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 이러한 원판은 다수의 베인들(42a, 42b, 42c) 사이의 경계부를 축직각 방향으로 연장시킴으로써 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 미분 정량 절출장치의 동작을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 싱크 기어(80)가 동력 전달부(90)로부터 회전동력을 전달받으며, 싱크 기어(80)를 통해 로터리 베인(40)이 회전하면서 미분의 절출이 이루어진다.
또한, 싱크 기어(80)를 통해 스크래퍼(60)가 회전하면서 로터리 베인(40)의 표면에 부착되는 이물질을 제거하게 된다.
따라서, 균일한 미분 절출이 이루어질 수 있으므로, 로터리 베인(40)에서의 이물질 등의 코팅에 의한 체적 변화로 인해 발생할 수 있는 불균일한 절출 등이 미연에 방지될 수 있다. 부수적으로, 로터리 베인(40)에서의 이물질 등의 코팅이 발생되지 않으므로, 종래에서와 같이 동일 RPM에서 코팅 정도에 따라 절출량이 달라지는 문제가 발생되지 않는다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 모터의 RPM 제어에 의해 회전속도가 제어되고, 뒤틀림 각도를 갖는 멀티 베인형의 로터리 베인을 채용함으로써 미분의 과절출을 방지하고 있다.
도 4는 종래의 로터리 베인의 미분 절출량과 본 발명에 따른 멀티 베인형 로터리 베인의 미분 절출량 차이를 보여주는 그래프로서, 도 4a는 종래의 로터리 베인의 미분 절출량을 보여주고, 도 4b는 본 발명에 따른 멀티 베인형 로터리 베인의 미분 절출량을 보여준다.
도 4를 참조하면, 종래의 로터리 베인에서는 미분의 과절출 현상이 빈번히 발생하고 있는 반면(도 4a 참조), 본 발명에 따른 멀티 베인형 로터리 베인에서는 미분의 과절출이 방지되어 안정적인 절출이 이루어지고 있음을 알 수 있다(도 4b 참조).
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10 : 본체 20 : 본체 커버
30 : 베인 커버 40 : 로터리 베인
42a, 42b, 42c : 다수의 베인들 44a, 44b, 44c : 베인 날개들
46a, 46b, 46c : 다수의 베인홈들 50 : 베인 샤프트
60 : 스크래퍼 70 : 스크래퍼 샤프트
80 : 싱크 기어 90 : 동력 전달부

Claims (7)

  1. 스크류 피더 배출구의 하부에 위치하여 미분의 과절출을 방지하는 미분 정량 절출장치에 있어서,
    상기 스크류 피더로부터의 미분을 절출시키는 로터리 베인부와;
    상기 로터리 베인부의 하단부에 설치되어, 상기 로터리 베인부에 부착된 이물질을 제거하는 스크래퍼부와;
    상기 로터리 베인부과 상기 스크래퍼부 사이의 동력 연결을 제공하는 싱크 기어와;
    상기 싱크 기어와 치합하도록 된 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터리 베인부는 축방향으로 형성된 다수의 베인들로 구성되는 멀티 베인형의 로터리 베인인 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 베인들은 각각의 베인 날개들의 시작점이 다른 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 베인들 중 하나의 베인은 상기 로터리 베인의 몸체 외주에 축직각 방향으로 오목하게 형성되는 다수의 베인홈을 가지는 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  5. 제2항에 있어서,
    축직각 방향의 베인 날개들의 수를 V1으로, 축방향의 베인들의 수를 V2로 정의하고, 로터리 베인(40)의 기어잇수를 Dg1로, 스크래퍼(60)의 기어잇수를 dg1로 정의할 때,
    상기 다수의 베인들 사이의 뒤틀림 각도는 360 / (V1 * V2)의 관계가 성립되며, V1 : V2 = dg1 : Dg1의 관계가 성립되는 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 로터리 베인부는 상기 다수의 베인들 사이의 미분의 이동을 방지하도록 상기 다수의 베인들 사이에 축직각 방향으로 설치되는 원판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동력 전달부는 RPM 제어되는 모터인 것을 특징으로 하는 미분 정량 절출장치.
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