KR20230157704A

KR20230157704A - 로터리 킬른

Info

Publication number: KR20230157704A
Application number: KR1020220057238A
Authority: KR
Inventors: 윤종설; 류창석; 노준석
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-11-17
Also published as: WO2023219338A1

Abstract

본 발명은 원료 분말을 소성하는 로터리 킬른으로서, 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치; 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및 상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함한다. 그 결과 튜브 조립체의 내부에 발생한 수증기를 원활하게 제거할 수 있다.

Description

로터리 킬른{ROTARY KILN}

본 발명은 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 포집한 후, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 로터리 킬른에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

특히 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지며, 사이클 수명이 길고, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.

한편, 상기 리튬 이차전지는 양극활물질로 리튬 전이금속 산화물이 이용되고 있다. 즉, 양극활물질로는 작용전압이 높고 용량 특성이 우수한 리튬 코발트 산화물, 약 200 mAh/g의 높은 가역용량을 가지고 대용량의 전지 구현이 용이한 리튬 니켈 산화물, 니켈의 일부를 코발트로 치환한 리튬니켈코발트산화물, 니켈의 일부를 망간, 코발트 또는 알루미늄으로 치환한 리튬니켈코발트금속 산화물, 열적 안정성이 우수하고 저렴한 리튬 망간계 산화물, 안정성이 우수한 리튬철인산화물 등이 이용되고 있다.

상기한 양극 활물질은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료물질을 혼합한 후, 가열장치에 투입하여 고온에서 소성하는 방법을 통해 제조된다.

이때, 상기 가열장치로는 로터리 킬른이 적용될 수 있다. 상기 로터리 킬른은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료 물질(이하, 원료 분말이라 함)을 수용하고, 수평방향으로 회전시켜서 혼합하는 회전튜브, 회전튜브의 외측에 구비되고 회전튜브에 열을 부가하여 상기 원료 분말를 가열하여 반응시키는 발열체, 상기 회전튜브에 원료 분말을 공급하는 공급부재, 회전튜브로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 포함한다.

한편, 상기 원료 분말은 수분을 포함하고 있다. 즉, 상기 원료 분말의 가열시 수분이 증발되면서 수증기가 발생하게 되는데, 이때 원료 분말의 원활한 혼합 및 건조를 위해 회전 튜브의 내부에 발생한 수증기를 원활하게 배출시켜서 제거할 필요가 있다.

특허등록번호 제10-2020-0026267호.

본 발명은 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 회전튜브 밖에서 포집한 후, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 로터리 킬른을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명에서 원료 분말을 소성하는 로터리 킬른은, 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치; 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및 상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함할 수 있다.

상기 포집 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 연결되고, 상기 튜브 조립체로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버를 포함하고, 상기 응축장치는, 상기 챔버의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관, 상기 응축관에 냉매를 공급하는 공급부, 및 응축관을 통과한 냉매를 회수하는 회수부를 포함할 수 있다.

상기 응축장치는, 상기 응축관이 설치되는 고정판과, 상기 응축관에 연결되면서 상기 응축관으로부터 전달되는 냉기를 확산시켜서 수증기를 응축시키는 하나 이상의 응축판을 더 포함하며, 상기 응축판은, 상기 튜브 조립체의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련될 수 있다.

상기 고정판은, 상기 응축판과 동일한 소재로 마련될 수 있다.

상기 공급 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관, 상기 투입관의 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체에 공급하는 이송 스크류를 포함하며, 상기 응축장치는, 상기 투입관에 근접되게 설치될 수 있다.

상기 응축장치는, 상기 튜브 조립체의 일단에 위치한 상기 투입관에 구비되고, 응축된 액체가 투입관을 따라 튜브 조립체의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하는 차단판을 더 포함할 수 있다.

상기 차단판은, 상기 투입관의 외주면을 감싸는 원판 형태를 가질 수 있다.

상기 차단판은, 상기 투입관의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련될 수 있다.

상기 응축장치는, 상기 챔버의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판으로부터 낙하하는 액체를 회수하고, 외부로 배출하는 호퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 포집 조립체는, 튜브 조립체의 일단과 챔버 사이를 밀폐하는 보호부재를 더 포함하고, 상기 보호부재는, 챔버에 고정되는 고정관, 상기 튜브 조립체의 외주면에 지지되는 지지관, 상기 고정관과 상기 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관을 포함할 수 있다.

상기 튜브 조립체로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 더 포함할 수 있다.

상기 응축관은 U'자 형태로 마련되고, 상기 공급부와 상기 회수부는, 'U'자 형태의 응축관 양쪽 단부에 각각 연결되고, 상기 챔버의 밖으로 돌출되게 마련될 수 있다.

본 발명의 로터리 킬른은 소성장치, 공급장치 및 응축장치를 포함함으로써 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 원활하게 포집할 수 있고, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있다. 특히 수증기에 의한 공급장치의 작동 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른을 도시한 정면도.
도 2는 도 1에 표시된 'A'부분 확대도.
도 3은 도 1에 표시된 B-B선 단면도.
도 4는 도 1에 표시된 'C'부분 확대도.
도 5는 도 1에 표시된 'D'부분 확대도.
도 6은 본 발명의 회수장치의 보호부재를 도시한 확대도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른을 나타낸 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른]

본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 원료 분말을 가열할 때 발생하는 수증기를 포집하고, 포집한 수중기를 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 구조를 가진다. 이에 따라 로터리 킬른 내부에 발생하는 수증기를 원활하게 제거할 수 있고, 그 결과 원료 분말을 안정적으로 혼합 및 건조시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 전체를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 표시된 A부분 확대도이며, 도 3은 도 1에 표시된 B-B의 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 원료 분말을 소성시키기 위한 것으로, 소성장치(100), 공급장치(200), 응축장치(300) 및 회수장치(400)를 포함한다.

소성장치

소성장치(100)는 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체(110)와, 상기 튜브 조립체(110)에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체(120)를 포함한다.

상기 튜브 조립체(110)는 수평방향으로 길게 연장되는 구조를 가지며, 외측 튜브(111)와, 외측 튜브(111) 내부에 마련되는 내측 튜브(112)를 포함한 2중 구조를 가진다. 그리고 튜브 조립체(110)는 열전도성이 우수한 금속소재로 형성된다. 예로, 튜브 조립체(110)는 니켈 소재로 마련될 수 있다.

이와 같은 구조를 가진 상기 튜브 조립체(110)는 수평방향으로 회전하면서 투입되는 원료 분말을 원활하게 혼합할 수 있다.

가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)에 투입된 원료 분말을 가열하기 위한 것이다.

일례로, 가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 배치되고, 튜브 조립체(110)의 외측을 가열함에 따라 상기 튜브 조립체(110)에 투입된 원료 분말을 가열하는 구조로 마련될 수 있다.

즉, 가열 조립체(120)는 상기 튜브 조립체(110)의 외측면을 감싸는 형태로 구비되는 가열본체(121)와, 상기 튜브 조립체(110)와 대응하는 가열본체(121)에 구비되면서 상기 튜브 조립체(110)를 가열하는 가열매체(122)를 포함한다.

여기서 가열 매체는 전기 발열체, SIC, Mo-Si, gas burner 중 어느 하나일 수 있다.

한편, 상기 가열본체(121)의 외측면은 가열 매체(122)의 열원이 밖으로 배출되지 않도록 내열성 재질로 구비된다.

이와 같은 구조를 가진 가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)에 의해 혼합되는 원료 분말을 원활하게 가열할 수 있다.

한편, 소성장치(100)는 튜브 조립체(110)가 수평방향으로 회전할 수 있도록 지지하는 지지부재(130)를 포함한다.

상기 지지부재(130)는 상기 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 구비되는 회전기어(131)와, 상기 회전기어(131)의 저면 양쪽에 각각 치합되면서 상기 회전기어(131)를 지지하고 상기 회전기어(131)에 의해 회전하는 지지기어(132a)가 구비된 지지부(132)를 포함한다.

즉, 지지부재(130)는 튜브 조립체(110)가 회전하면, 튜브 조립체(110)와 연동하여 회전기어(131)가 회전하고, 회전기어(131)에 의해 지지기어(132a)가 회전한다. 이때 지지기어(132a)는 회전기어(131)의 저부 양쪽을 지지하기 때문에 수평방향으로 회전하는 튜브 조립체(110)를 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 소성장치(100)는 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시키는 회전부재(140)를 포함한다. 상기 회전부재(140)는 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 구동기어(141)와, 상기 구동기어(141)와 치합되고 상기 구동기어(141)를 통해 상기 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시키는 구동모터(142)를 포함한다.

공급장치

공급장치(200)는 원료 분말을 튜브 조립체에 공급하기 위한 것으로, 공급 조립체(210)와 포집 조립체(220)를 포함한다.

공급 조립체(210)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단(도 1에서 보았을 때 튜브 조립체의 좌측단)에 삽입되면서 상기 튜브 조립체(110)의 내부에 원료 분말을 공급하는 구조를 가진다.

즉, 공급 조립체(210)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관(211), 상기 투입관(211) 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체(110)의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체(110)에 공급하는 이송 스크류(212)를 포함한다.

여기서 상기 투입관(211)은 일단에 원료 분말이 투입되는 투입구가 형성되고, 타단에 원료 분말을 튜브 조립체(110)에 배출시키는 배출구가 형성되어 있다.

포집 조립체(220)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 구비되고, 상기 튜브 조립체(110)의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 구조를 가진다. 즉, 포집 조립체(220)는 튜브 조립체(110)의 일단에서 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 구조를 가진다.

일례로, 포집 조립체(220)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단을 감싸는 형태로 마련되고 상기 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버(221)와, 튜브 조립체(110)의 일단과 챔버(221)의 사이를 밀폐하는 보호부재(222)를 포함한다.

도 4는 도 1에 표시된 C부분 확대도이다.

여기서 보호부재(222)는 챔버(221)에 고정되는 고정관(222a), 상기 튜브 조립체(110)의 외주면에 지지되는 지지관(222b), 상기 고정관(222a)과 상기 지지관(222b)을 연결하는 주름관 형태의 연결관(222c)을 포함한다. 이에 따라 보호부재는 튜브 조립체(110)와 챔버(221) 사이를 외부로부터 보호할 수 있다.

응축장치

응축장치(300)는 포집 조립체(220)의 챔버(221)에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키기 위한 것이다.

즉, 응축장치(300)는 상기 챔버(221)의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관(310), 상기 응축관(310)에 냉매를 공급하는 공급부(320), 및 응축관(310)을 통과한 냉매를 회수하는 회수부(330)를 포함한다.

이와 같은 구조를 가진 응축장치(300)는 공급부(320)를 통해 응축관(310)에 냉매가 공급되면, 냉기가 응축관(310)을 통해 챔버(221) 내부로 확산되면서 챔버(221)에 포집된 수증기를 응축시키게 되며, 이에 따라 수증기를 액체 상태로 액화시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 효과적으로 제거할 수 있다. 한편, 응축관(310)을 통과한 냉매는 회수부(330)를 통해 회수된다.

여기서 상기 응축관(310)은 금속 소재로 마련되고, 바람직하게는 응축관(310)은 구리 소재로 마련될 수 있다.

한편, 응축관(310)은 지그재그로 절곡된 형태로 마련될 수 있다. 이는 응축관(310)을 통과하는 냉매의 체류시간을 증대시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 보다 효과적으로 응축시킬 수 있다. 예로, 상기 응축관(310)은 'U'또는 'ㄹ'자 형태로 마련될 수 있다.

한편, 응축관(310)이 'U'형태를 가지면, 상기 공급부(320)와 상기 회수부(330)는'U'자 형태의 응축관(310) 양쪽 단부에 각각 연결된다. 특히, 상기 공급부(320)와 상기 회수부(330)는 상기 챔버(221)의 밖으로 돌출되게 마련될 수 있으며, 이에 따라 냉매 발생장치(미도시)와 공급부(320) 및 회수부(330)를 용이하게 연결하거나 분리할 수 있고, 그 결과 작업의 효율성을 높일 수 있다.

한편, 공급 조립체(210)의 투입관(211)에 수증기가 응집되면, 이송 스크류(212)에 가해지는 열의 전도를 막게 되고, 그 결과 이송 스크류(212)의 원활한 작동에 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 응축장치(300)의 응축관(310)은 상기 투입관(211)에 근접되게 설치될 수 있다. 이에 따라 응축관(310)은 수증기가 투입관(211)에 응집되기 전에 응축시킬 수 있고, 그 결과 이송 스크류(212)의 원활한 작동을 유지시킬 수 있다.

한편, 응축관(310)은 투입관(211)에 밀착되지 않게 설정거리 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 응축관(310)이 투입관(211)에 밀착되면 마찰 소음이 발생할 수 있고, 응축관(310)에 응집된 액체가 투입관(211)의 외주면으로 흘러 들어갈 수 있다.

한편, 응축장치(300)는 응축관(310)이 설치되는 고정판(340)을 포함할 수 있다. 고정판(340)은 사각판 형태를 가지며, 챔버(221) 내부에 고정수단을 이용하여 고정되고, 일면에 응축관(310)이 용접 또는 클립을 통해 고정된다.

한편, 응축장치(300)는 수증기의 응축력을 높이기 위한 하나 이상의 응축판(350)을 포함할 수 있다. 상기 응축판(350)은 상기 응축관(310)에 연결되면서 상기 응축관(310)으로부터 전달되는 냉기를 챔버(221)의 내부로 확산시키게 되며, 이에 따라 챔버(221) 내부에 포집된 수증기를 효과적으로 응축시킬 수 있다. 특히 응축판(350)은 도 5를 참조하면, 상기 튜브 조립체(110)의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련될 수 있으며, 특히 응축판(350)은 적어도 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 응축판(350)에 응집된 액체를 원활하게 낙하시켜서 제거할 수 있다.

한편, 고정판(340)은 응축판(350)과 동일한 소재로 마련될 수 있다. 다시 말해, 응축관(310), 고정판(340) 및 응축판(350)은 동일한 소재로 마련되며, 이에 따라 고정판(340)을 통해서도 수증기를 응축시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 보다 신속하게 응축시켜서 제거할 수 있다.

한편, 응축장치(300)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 위치한 상기 투입관(211)에 구비되는 차단판(360)을 더 포함한다.

즉, 상기 차단판(360)은 응축된 액체가 투입관(211)을 따라 튜브 조립체(110)의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하며, 그 결과 튜브 조립체(110)에 공급된 원료 분말에 액체가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

특히 차단판(360)은 상기 투입관(211)의 외주면을 감싸는 형태로 마련될 수 있다. 예로 차단판(360)든 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 원판 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 투입관(211)의 외주면 전체를 안정적으로 커버할 수 있다. 한편, 상기 투입관(211)과 차단판(360) 사이에는 도 7을 참조하면, 밀폐력을 높이기 위한 고무패드(361)가 더 포함될 수 있다.

여기서 차단판(360)은 투입관(211)의 외주면에 1개가 마련되지만, 액체의 침입을 안정적으로 차단하기 위해 투입관(211)에 2개 이상 마련될 수도 있다. 특히 투입관(211)에 2개 이상의 차단판(360)이 마련되면, 튜브 조립체(110)와 대응하는 하나의 차단판(360)은 내열성 소재로 마련될 수 있고, 이에 따라 튜브 조립체(110)의 열에 의해 차단판(360)이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 응축장치(300)는 공급부(320)에 냉매를 공급하고, 회수부(330)를 통과한 냉매를 회수하는 냉매발생장치(미도시)를 포함할 수 있다. 한편, 냉매발생장치는 통상적으로 냉매를 발생시키는 장치라면 모두 적용이 가능하다.

한편, 응축장치(300)는 챔버(221) 내부에 응축된 액체를 외부로 배출시키기 위한 호퍼(370)를 포함할 수 있다. 호퍼(370)는 상기 챔버(221)의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치(300)로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판(360)으로부터 낙하하는 액체를 회수한 후, 길게 연결된 연결관을 통해 외부로 배출한다.

여기서 호퍼(370)는 응축장치(300)의 하부와, 차단판(360)의 하부에 각각 마련될 수도 있고, 응축장치(300)의 하부와 차단판(360)의 하부 전체를 커버 가능하게 마련될 수도 있다.

이와 같은 구조를 가진 응축장치(300)는 챔버(221) 내부에 포집된 수증기를 신속하고 원활하게 응축시켜서 액체 상태로 액화시킬 수 있고, 응축된 액체를 원활하게 외부로 배출시켜서 제거할 수 있다. 특히 응축장치(300)는 수증기가 공급 조립체(210)에 응집되는 것을 차단하여 작동 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.

회수장치

도 5는 도 1에 표시된 D부분 확대도이다.

회수장치(400)는 상기 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 구조를 가진다.

즉, 회수장치(400)는 튜브 조립체(110)의 타단(도 1에서 보았을 때 튜브 조립체(110)의 우측단)이 자유 회전 가능하게 삽입되는 회수부재(410)를 포함하고, 상기 회수부재(410)는 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 원료 분말을 회수한 다음 설정된 장소로 이동시켜서 저장한다.

여기서 회수부재(410)는 튜브 조립체(110)의 타단으로부터 분리 가능하게 마련될 수 있으며, 이에 따라 튜브 조립체(110)의 타단과 회수부재(410)를 보다 용이하게 유지보수를 진행할 수 있다.

한편, 회수부재(410)와 튜브 조립체(110)의 타단 사이는 설정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 튜브 조립체(110)의 열원이 회수부재(410)에 직접 전도되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 회수장치(400)는 튜브 조립체(110) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부재(420)를 포함할 수 있고, 상기 가스 배출부재(420)는 회수부재(410)의 상단에 마련될 수 있다. 즉, 가스 배출부재(420)는 튜브 조립체(110)로부터 회수부재(410)에 포집된 가스를 여과한 후, 불순물이 없는 공기만 외부로 배출시킨다.

도 6는 본 발명의 회수장치의 지지부재를 도시한 확대도이다.

한편, 회수장치(400)는 회수부재(410)와 튜브 조립체(110)를 밀폐되게 연결하는 보호부재(430)를 포함할 수 있다. 상기 보호부재(430)는 회수부재(410)에 고정되는 고정관(431), 튜브 조립체(110)의 타단에 지지되는 지지관(432), 상기 고정관과 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관(433)을 포함한다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 소성장치(100), 공급장치(200) 및 응축장치(300)를 포함함으로써 튜브 조립체(110)의 내부에서 발생한 수증기를 원활하게 포집할 수 있고, 포집된 수증기를 원활하게 응축시켜서 제거할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 작동상태를 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 작동방법]

먼저, 소성장치(100)의 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시킨 다음, 가열 조립체(120)를 이용하여 튜브 조립체(110)를 설정된 온도까지 가열한 후 유지시킨다.

상기 튜브 조립체(110)가 설정된 온도를 유지하면, 공급장치(200)의 공급 조립체(210)를 통해 원료 분말이 튜브 조립체(110)의 일단에 공급한다. 그러면 가열된 튜브 조립체(110)에 의해 원료 분말은 혼합됨과 동시에 가열된다. 특히 원료 분말은 튜브 조립체(110)의 타단방향으로 조금식 이동하게 된다.

이때 원료 분말의 가열시 가스와 수증기가 발생하게 되고, 상기 가스와 수증기는 튜브 조립체(110)의 일단을 통해 포집 조립체(220)의 챔버(221)에 포집된다.

여기서 챔버(221)의 내부에는 응축장치(300)가 마련되어 있고, 응축장치(300)는 공급된 냉매를 통해 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시킬 수 있다. 그 결과 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 신속하고 원활하게 제거할 수 있다. 특히 응축장치(300)는 응축관(310), 고정판(340) 및 응축판(350)으로 마련되면서 수증기를 보다 원활하게 응축시킬 수 있다.

한편, 응축장치(300)에 의해 응축된 액체는 호퍼(370)로 유입되고, 호퍼(370)에 유입된 액체는 호퍼(370)에 연결된 배출관을 통해 외부로 배출되면서 제거할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가진 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른]

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른은 앞에서 설명한 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 구성 중 차단판(360)에 대한 다른 실시예를 나타낸 것이다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른의 차단판(360)은 투입관(211)의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련될 수 있다.

즉, 차단판(360)은 투입관(211)의 길이방향으로 이동함으로써 튜브 조립체(110)의 일단에 근접되게 위치시킬 수도 있고, 튜브 조립체(110)의 일단으로부터 설정거리 이격되게 위치시킬 수도 있다.

일례로, 차단판(360)은 투입관(211)의 외주면을 감싸는 형태로 마련되는 차단부(362), 차단부(362)의 일면에 일체로 마련되는 고정부(363), 상기 고정부를 관통하여 투입관(211)에 압입되는 고정볼트(364)를 포함할 수 있다. 즉, 고정볼트(364)를 조여서 투입관(211)에 차단판(360)을 고정할 수 있고, 고정볼트(364)를 풀어서 차단판(360)을 투입관(211)의 길이방향으로 이동시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른은 투입관(211)의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 차단판(360)을 마련함으로써 사용의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.

100: 소성장치
110: 튜브 조립체
111: 외측 튜브
112: 내측 튜브
120: 가열 조립체
121: 가열본체
122: 가열매체
130: 지지부재
131: 회전기어
132: 지지부
132a: 지지기어
140: 회전부재
141: 구동기어
142: 구동모터
200: 공급장치
210: 공급 조립체
211: 투입관
212: 이송 스크류
220: 포집 조립체
221: 챔버
222: 보호부재
222a: 고정관
222b: 지지관
222c: 연결관
300: 응축장치
310: 응축관
320: 공급부
330: 회수부
340: 고정판
350: 응축판
360: 차단판
361: 고무패드
362: 차단부
363: 고정부
364: 고정볼트
370: 호퍼
400: 회수장치
410: 회수부재
420: 가스 배출부재
430: 보호부재

Claims

원료 분말을 소성하는 로터리 킬른으로서,
수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치;
상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및
상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함하는 로터리 킬른.
청구항 1에 있어서,
상기 포집 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 연결되고, 상기 튜브 조립체로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버를 포함하고,
상기 응축장치는, 상기 챔버의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관, 상기 응축관에 냉매를 공급하는 공급부, 및 응축관을 통과한 냉매를 회수하는 회수부를 포함하는 로터리 킬른.
청구항 2에 있어서,
상기 응축장치는, 상기 응축관이 설치되는 고정판과, 상기 응축관에 연결되면서 상기 응축관으로부터 전달되는 냉기를 확산시켜서 수증기를 응축시키는 하나 이상의 응축판을 더 포함하며,
상기 응축판은, 상기 튜브 조립체의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련되는 로터리 킬른.
청구항 3에 있어서,
상기 고정판은, 상기 응축판과 동일한 소재로 마련되는 로터리 킬른.
청구항 1에 있어서,
상기 공급 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관, 상기 투입관의 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체에 공급하는 이송 스크류를 포함하며,
상기 응축장치는, 상기 투입관에 근접되게 설치되는 로터리 킬른.
청구항 5에 있어서,
상기 응축장치는, 상기 튜브 조립체의 일단에 위치한 상기 투입관에 구비되고, 응축된 액체가 투입관을 따라 튜브 조립체의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하는 차단판을 더 포함하는 로터리 킬른.
청구항 6에 있어서,
상기 차단판은, 상기 투입관의 외주면을 감싸는 원판 형태를 가지는 로터리 킬른.
청구항 6에 있어서,
상기 차단판은, 상기 투입관의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련되는 로터리 킬른.
청구항 6에 있어서,
상기 응축장치는, 상기 챔버의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판으로부터 낙하하는 액체를 회수하고, 외부로 배출하는 호퍼를 더 포함하는 로터리 킬른.
청구항 2에 있어서,
상기 포집 조립체는, 튜브 조립체의 일단과 챔버 사이를 밀폐하는 보호부재를 더 포함하고,
상기 보호부재는, 챔버에 고정되는 고정관, 상기 튜브 조립체의 외주면에 지지되는 지지관, 상기 고정관과 상기 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관을 포함하는 로터리 킬른.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브 조립체로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 더 포함하는 로터리 킬른.
청구항 2에 있어서,
상기 응축관은 지그재그 형태로 마련되고,
상기 공급부와 상기 회수부는, 지그재그 형태로 마련된 응축관 양쪽 단부에 각각 연결되고, 상기 챔버의 밖으로 돌출되게 마련되는 로터리 킬른.