KR20210014880A - 입도 선별이 가능한 기류식 미분쇄기 - Google Patents

Abstract

기류식 미분쇄기는 복수의 블레이드가 내부에 마련된 하부 케이싱과 상부 케이싱을 구비한다. 하부 케이싱 내에서 블레이드들에 분쇄된 분말은 기류를 타고 상승하여 상부 케이싱의 배출구를 통해 배출된다. 기류식 미분쇄기는 상부 케이싱 내 분말의 수집 위치를 변경할 수 있도록 구성되며, 이에 의해 얻어지는 분말의 입도를 선택이 가능하다.

Description

입도 선별이 가능한 기류식 미분쇄기{AIR FLOW TYPE PULVERIZER CAPABLE OF PARTICLE SIZE SELECTION}

본 발명은 기류식 미분쇄기, 특히 얻어지는 분말의 입도 선택이 가능하며 분쇄 효율이 우수한 기류식 미분쇄장치에 관한 것이다.

기류식 미분쇄기는 고속 회전하는 블레이드에 의해 분쇄실 내에 선회기류를 발생시켜 전단력과 입자들 간의 충돌에 의해 원료를 분쇄하는 장치이다.

한국특허공개 제2015-0069753호에 기류식 분쇄기의 예가 소개되어 있다. 이 기류식 분쇄기는 축회전하는 복수 개의 블레이드가 이격 배치된 분쇄실 내에서 분쇄된 분말이 기류를 타고 회수탱크로 이송되도록 구성된다. 재료의 열변성 최소화를 위해 케이싱에는 냉각재킷이 마련된다.

위 기류식 분쇄기는 케이싱 내벽면에 수직부와 경사부가 마련된다. 기류에 의해 내벽면을 타고 흐르는 분말 중 굵고 무거운 분말은 수직부나 경사부에서 분쇄실로 낙하하여 다시 분쇄되며, 미분쇄 분말은 상부 중앙에 마련된 배출구를 통해 회수탱크로 이송된다. 분말의 연속적인 배출을 위해 연결관을 통해 배출구에 흡입력이 제공된다.

위와 같은 기류식 미분쇄기에 의한 재료 분쇄 시, 큰 입자는 원심력에 의해 바깥쪽으로 유도되고 미분쇄된 입자는 안쪽으로 모이게 된다. 잘 건조된 재료를 사용하여 분말의 흐름이 원활한 경우, 상판 중앙에 마련된 배출구를 통해 일정 입도의 미분말을 얻을 수 있다.

문제는 재료에 유분이나 수분이 있는 경우이다. 유분이나 수분을 갖는 재료의 분말은 원심력에 의해 케이싱의 내벽면을 타고 상방향 원활히 흐르지 않으며 내벽면에 붙어 떨어지지 않고 고착된다. 또한 고착물은 뒤이어 오는 분말의 흐름을 방해하고 더 커지게 되며, 일정 입도분포의 분말을 얻는데 방해 요소로 작용하기도 한다.

또한 블레이드가 회전하는 분쇄실 내 분말은 케이싱 내벽면과의 충돌에 의해서도 미분쇄되는데, 유분이나 수분을 갖는 재료의 분말은 내벽면에 붙어서 떨어지지 않고 고착되어 크기가 커지고 단단해진다. 이러한 고착물은 제품으로 사용될 수 없고 폐기된다.

본 발명은 위와 같은 인식에 기초한 것으로 일정 입도분포의 미분말을 얻을 수 있는 개선된 기류식 미분쇄기를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 재료에 따라 얻어지는 분말의 입도 선택이 가능한 기류식 미분쇄기를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 분쇄 효율이 우수한 기류식 미분쇄기를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 분말이 케이싱의 내벽면 고착되어 버려지는 낭비나 청소를 해야 하는 번거로움이 적은 기류식 미분쇄기를 제공하고자 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해서도 이해될 수 있을 수 있을 것이다.

위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기류식 미분쇄기는 축회전 가능한 복수의 블레이드가 마련된 하부 케이싱; 및 내부 측벽면이 수직하며, 상판에 제1 배출구가 마련된 상부 케이싱을 포함한다.

본 발명에 의한 상기 기류식 미분쇄기는 외부 연결관이 연결되는 제2 배출구가 마련되며, 제1 배출구를 밀폐하기 위한 커버를 포함할 수 있으며, 또한 커버 위치를 이동시켜 제1 배출구와 연통된 제2 배출구의 위치를 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 의한 상기 기류식 미분쇄기는 상부 케이싱에 축회전 가능하게 마련되며, 적어도 그 일부는 상부 케이싱의 내부 측벽면에 근접하여 회전하도록 구성된 회전봉을 포함할 수 있다. 회전봉에는 내부 측벽면 측으로 에어를 분사하기 위한 노즐이 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 기류식 미분쇄기에 의하면 분말의 입도 선택이 가능하며 비교적 일정한 입도 분포의 미분말을 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 회전봉이나 회전함을 이용하여 필요 시 케이싱의 내벽면에 붙어 있거나 분말의 이송 흐름을 방해하는 요소를 제거할 수 있고, 이로써 재료의 손실이나 잦은 청소로 인한 번거로움, 또는 분쇄 효율이 저하되는 종래 문제가 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기류식 미분쇄기의 외형을 보인 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기류식 미분쇄기의 상판에 설치된 구성요소들을 확대하여 보인 도면이다.
도 3은 도 1에서 연결관이 제거된 상태를 보인 도면이다.
도 4는 도 3에서 커버가 제거된 상태를 보인 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 기류식 미분쇄기의 단면을 개략적으로 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 기류식 미분쇄기를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 기류식 미분쇄기를 보인 도면이다.

이하 본 발명의 여러 특징적인 측면을 이해할 수 있도록 실시예를 들어 보다 상세히 살펴보기로 한다. 첨부된 도면들에서 동일 또는 동등한 구성요소들 또는 부품들은 설명의 편의를 위해 가능한 한 동일한 참조부호로 표시되며, 도면들은 본 발명의 특징에 대한 명확한 이해와 설명을 위해 과장되게 그리고 개략적으로 도시될 수 있다.

본 발명에 대한 설명에서, 특별한 한정이 없는 한, 제2 요소가 제1 요소 '상'에 배치되거나 두 요소가 서로 '연결'된다고 하는 것은, 두 요소가 서로 직접 접촉 혹은 연결된 것은 물론 제3 요소의 개재를 통해 제1 및 제2 요소가 서로 관계를 맺는 것을 허용한다. 전후, 좌우 또는 상하 등의 방향 표현은 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 기류식 미분쇄기는 상부 케이싱(10)과 하부 케이싱(20)을 구비하며, 상부 케이싱(10)에는 분쇄된 미분말을 회수탱크(미도시) 측으로 이송하기 위한 연결관(40)이 연결되고, 회전봉(60)이 마련된다. 연결관(40)을 통해서는 회수탱크 측으로의 흡입력이 제공된다.

하부 케이싱(20)에는 축(93) 회전하는 복수의 블레이드(91,92: 90)가 마련된다. 재료는 유입구(21)를 통해 투입되어 블레이드(90)가 배치된 분쇄공간(S1)에서 분쇄되며, 미분말은 블레이드(90)의 회전에 의한 선회기류에 의해 상부 케이싱(10)의 내부 측벽면을 타고 배출구(15,32)를 통해 연결관(40)으로 배출된다.

도 5에서 보듯이 블레이드(90)는 서로 이격 배치된 상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92)를 구비하며, 상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92)의 간격이 조절 가능하다. 상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92) 간의 간격(D)은 5~15mm 정도이며, 얻고자 하는 미분말의 평균입도에 따라 간격(D)이 조절된다. 간격(D)이 클수록 재료는 더 미분쇄되며 이 간격이 작을수록 분쇄된 재료의 평균입도는 커진다.

상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92)는 각각 복수의 블레이드로 구성된다. 상부 블레이드(91)는 3개의 블레이드들로 구성되며, 하부 블레이드(92)는 4개의 블레이드들로 구성될 수 있다. 상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92)의 블레이드들은 서로 2~5mm, 좋게는 3mm 정도로 상하 이격되며, 이들 블레이드 간의 간격도 조절 가능할 수 있다.

상부 케이싱(10)은 내부 측벽면이 수직하다. 종래의 경우 내부 측벽면에 경사부가 마련되었으나, 실시예에 의하면 내부 측벽면은 원통형으로 수직하게 형성된다. 분쇄공간(S1)에서 분쇄되어 기류를 타고 분급공간(S2) 내에서 상승하는 미분말 중 굵은 입자는 원심력에 의해 바깥쪽으로 유도되고 미분쇄된 입자는 안쪽으로 모인다. 바깥쪽은 반경방향 바깥쪽, 즉 상부 케이싱(10)의 측벽면을 향하는 방향이다.

상부 케이싱(10)은 분말이 분쇄공간(S1)으로 낙하할 수 있도록 하부 케이싱(20)보다 폭방향 직경이 작다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상부 케이싱(10)의 상판(11)에는 제1 배출구(15)가 마련되며, 제1 배출구(15)의 양사이드에는 제1 배출구(15)를 밀폐시키기 위한 커버(30)를 끼우기 위한 가이드(12)가 마련된다. 가이드(12), 커버(30) 및 상판(11)에는 커버(30)를 고정하기 위해 서로 대응하는 체결홀(13)이 마련되며, 이 체결홀(13)을 통해 체결부재(14)가 가이드(12), 커버(30) 및 상판(11)을 조임 고정한다. 도 5에서 보듯이 상부 케이싱(10)의 분급공간(S2)은 상판(11)과 내부 측벽면에 의해 규정된다.

실시예에 따른 기류식 미분쇄기는 상부 케이싱(10) 내 분말의 수집 위치를 반경방향으로 변경할 수 있도록 구성된다. 도 2 및 도 4에서 알 수 있듯이 커버(30)는 반경방향으로 위치 이동 가능하며, 커버(30)를 이동시켜 제1 배출구(15)에 대한 제2 배출구(32)의 위치를 변경함에 의해 분급공간(S1) 내 분말 수집 위치가 반경방향으로 변경 가능할 수 있다. 도 4에서 보듯이 커버(30)가 이동될 수 있는 방향은 정확하고 엄격한 의미에서 반경방향은 아니다. 반경방향은 분말의 입도 선별이 가능한 수준의 실질적인 의미로 받아들여질 필요가 있다.

커버(30)는 제1 배출구(15)를 충분히 덮을 수 있는 크기로 마련되며, 그 중앙부에는 제2 배출구(32)를 갖는 연결튜브(31)가 마련된다. 제2 배출구(32)는 제1 배출구(15)보다 크기가 작다. 연결튜브(31)에는 연결관(40)이 연결된다. 커버(30)는 위치 이동 가능하며, 커버(30)를 이동시킴에 의해 분급공간(S2)으로부터의 미분말 수집 위치, 혹은 제2 배출구(32)의 위치, 혹은 분급공간(S2)에 대한 연결관(40)의 연결 위치가 변경될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 커버(30)의 연결튜브(31)와 연결관(40)은 볼팅 또는/및 클램프(51)에 의해 체결된다. 연결 및 결합을 위해 연결튜브(31)에는 연결관(40)의 플랜지(41)에 대응하는 플랜지가 마련된다. 커버(30)의 일측에는 커버(30)의 슬라이딩 이동 편의를 위해 돌출된 손잡이(32a)가 마련된다.

어떤 재료는 수㎛ 정도의 초미분쇄가 필요하고, 또 어떤 재료는 수십 혹은 수백㎛ 정도로 분쇄해도 무방한 것이 있다. 종래에는 이러한 차이에 대한 고려 없이 일괄적으로 미분쇄하거나 블레이드의 회전속도 등을 조절하여 분말 입도를 조절할 수밖에 없었다. 실시예에 의하면 필요에 따라 커버(30)를 반경방향으로 이동시킴에 의해, 분말의 입도 선택이 가능하다. 가장 외부에서 회수하는 경우 분말의 입도가 크고 내부로 이동할수록 고운 입자의 분말이 회수된다. 제1 배출구(15)는 분급공간(S2) 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 1개 형성되거나 혹은 복수개로 형성될 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상부 케이싱(10)의 상판(11)의 중앙에는 홀(16)이 마련되며, 이 홀(16)을 통해 회전봉(60)이 삽입된다. 회전봉(60)은 모터(70)에 의해 회전 가능하며, 회전봉(60)의 어느 부위에는 분급공간(S2)으로 에어를 공급하기 위한 컴프레서(80)가 연결된다.

회전봉(60)은 상부 케이싱(10)의 내부 측벽면에 근접하여 회전할 수 있도록 구성된다. 예로서 회전봉(60)은 분급공간(S2) 내에서 수평방향 절곡된 수평부((61)와 상부 케이싱(10)의 내부 측벽면에 근접하여 내부 측면벽을 따라 연장되는 수직부(62)를 갖는다.

회전봉(60), 특히 수직부(62)에는 회전 시 내부 측벽면 측으로 에어를 분사하기 위한 노즐(63)이 마련된다. 컴프레서(80)로부터 공급된 에어가 노즐을 통해 분사된다. 노즐(63)은 내부 측벽면에 붙은 분말을 하방향 떨구어 낼 수 있도록 마련된다. 좋게는 노즐(63)은 에어를 하향 15°정도 경사지게 분사할 수 있도록 마련된다.

회전봉(60)은 필요에 따라 회전시킬 수 있고 또 노즐(63)을 통한 에어 분사도 필요에 따라 선택적으로 실시할 수 있다. 유분이나 수분이 많은 재료의 경우, 내부 측벽면에 붙어 유동이 원활하게 이루어지지 않고, 이에 따라 일정한 입도분포의 분말을 얻기 어렵고 분쇄 시간이 길어질 수밖에 없었으나, 실시예에 의하면 회전봉(60)을 이용하여 강제적으로 내부 측벽면에 붙거나 그 부근에서 유동을 방해하는 분말을 제거할 수 있어, 분쇄 효율이 우수하며, 일정 입도분포를 갖는 미분말을 얻을 수 있게 된다.

도 6에는 또 하나의 실시예에 따른 기류식 분쇄기가 도시되어 있다. 앞서 실시예에서 설명된 구성들에 대해서는 중복 설명은 생략된다.

도 6에서 보듯이 기류식 분쇄기는 하부 케이싱(20) 내에 블레이드(90)와 함께 축회전 가능하게 마련된 회전암(95)을 구비할 수 있다. 회전암(95)은 블레이드(90)의 축(93)에 고정된 수평 아암(96)과 하부 케이싱(20)의 내부 측벽면에 근접하여 내부 측벽면과 평행하게 연장되는 수직봉(97)을 구비한다.

수평 아암(96)은 상부 블레이드(91)와 하부 블레이드(92) 사이의 이격 공간에 배치된다. 수직봉(97)은 하부 케이싱(20)의 내부 측벽면과 약 1mm 정도 이격되어, 내부 측벽면과 블레이드(90)의 선단 사이에 배치된다. 수직봉(97)은 직접적으로 또는 회전하면서 바람을 일으켜 측벽면에 엉겨붙은 분말을 떼어낼 수 있다. 수직봉(97)은 축(93)을 중심으로 원주방향으로 복수개 마련될 수 있다.

도 7에는 또 하나의 실시예에 따른 기류식 분쇄기가 도시되어 있다.

도 7에서 보듯이 상부 케이싱(10)의 측벽면에 제1 배출구(18)가 마련되고, 이 배출구(18)를 통해 흡입배관(45)이 상부 케이싱(10) 내부로 삽입될 수 있다. 흡입배관(45)에는 상부 케이싱(10) 내 분말을 수집할 수 있도록 제2 배출구(46)가 마련된다. 흡입배관(45)은 반경 방향으로 이동 가능하여 상부 케이싱(10) 내 분말 수집 위치가 반경방향으로 변경될 수 있다. 외부에서 회수하는 경우 분말의 입도가 크고 내부로 이동할수록 고운 입자의 분말이 회수된다.

흡입배관(45)에는 분말의 흡입을 위해 컴프레셔 혹은 블로어가 연결된다. 흡입배관(45)과 배출구(18) 간의 실링에 대해서는 별도 설명되지 않는다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 또는 변형될 수 있다는 것이 이해될 필요가 있다.

10: 상부 케이싱 11: 상판
12: 가이드 15,18: 배출구
20: 하부 케이싱 30: 커버
31: 연결튜브 60: 회전봉
91,92: 블레이드 95: 회전암

Claims (3)

1. 축회전 가능한 블레이드가 내부에 마련된 하부 케이싱; 및
   배출구가 마련된 상부 케이싱을 포함하며,
   상부 케이싱 내 분말의 수집 위치를 반경방향으로 변경할 수 있도록 구성되며,
   블레이드는 서로 이격 배치된 상부 블레이드와 하부 블레이드를 구비하며, 상부 블레이드와 하부 블레이드 간의 간격이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 입도 선별이 가능한 기류식 미분쇄기.
2. 축회전 가능한 블레이드가 내부에 마련된 하부 케이싱;
   상판과 내부 측벽면에 의해 규정되는 분급공간이 마련되며, 상판에 제1 배출구가 마련된 상부 케이싱; 및
   외부 연결관이 연결되는 제2 배출구가 마련되며, 제1 배출구를 밀폐하도록 상판에 마련된 커버를 포함하며,
   블레이드는 서로 이격 배치된 상부 블레이드와 하부 블레이드를 구비하며, 상부 블레이드와 하부 블레이드의 간격이 조절 가능하고,
   제2 배출구는 제1 배출구보다 크기가 작고, 커버는 반경방향으로 위치 이동 가능하며, 커버를 이동시켜 제1 배출구에 대한 제2 배출구의 위치를 변경함에 의해 분급공간 내 분말 수집 위치가 반경방향으로 변경 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 입도 선별이 가능한 기류식 미분쇄기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 하부 케이싱 내에 블레이드와 함께 축회전 가능하게 마련되며, 하부 케이싱의 내부 측벽면에 근접하여 내부 측벽면과 평행하게 연장되는 수직봉을 갖는 회전암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입도 선별이 가능한 기류식 미분쇄기.

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