KR850000521B1 - 유체 에너지에 의한 미분 재료의 분쇄기 - Google Patents

Abstract

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Description

유체 에너지에 의한 미분 재료의 분쇄기

제1도는 본 발명을 실시하는 유체에너지 분쇄기의 절단부를 지니는 측면도.

제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 취한 횡단면도.

제3도는 제1도에서 도시된 분쇄기의 하부의 확대부분 횡단면도.

제4도는 제1도의 선 4-4를 따라 취한 부분 단면도.

제5도는 본 발명을 실시하고 본 발명의 실시를 도모하는데 사용되는 부가된 이송 및 제어장치의 결합된 유체에너지 분쇄기의 변경된 실시예를 통한 횡단면도.

본 발명은 유체에너지에 의한 미분재료의 분쇄에 관한 것으로, 특히 입자 또는 미분재료가 입자재료의 입자 크기를 감소시키게 유체 이송매체의 재순환 흐름 속으로 향하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 미분재료가 오래전부터 유체 에너지 분쇄기 속에서 입자크기를 감소시켜 왔으나, 이러한 처리의 비용으로 인해 어떤 제한된 사용을 제외하고는 비실용적이었다.

유체 에너지 분쇄기가 고속도, 대개 음속 또는 초음속으로 통속으로 입자재료를 주입시키는 것에 의존하며, 유체매체가 그속에서 재순환된다. 유체매체의 순환흐름은 대개 미세하게 분쇄된 재료의 제거를 허락하도록 입자재료의 원심 분리를 실행하도록 사용되며 굵은 재료는 그 재순환을 계속한다. 굵은 재료는 재순환 흐름속의 다른 입자에 대한 충돌 또는 통벽에 대한 충돌에 의해서 크기가 감소된다. 전자의 경우에는, 내부 입자 충돌을 야기시키는 종래의 방법에서는 고려될 만큼의 에너지 손실이 존재하고, 후자의 경우에는, 벽에 대한 입자의 고속 충격에 기인된 통 벽의 침식이 존재한다.

본 발명 전에는, 유체 에너지 분쇄기가 "팬케이크", 마주보는 노즐 및 관형부의 하나 또는 그 이상의 3단계 기초 설계부와 결합하였다. "팬케이크" 설계부는 유체 이송 매체와 중심 배출구를 위한 접선인입노즐을 지니는 짧은 평판 원통형 통으로 구성된다. 중복부가 인입 노즐이 흐름속의 내부 입자 충격을 돕는 흐름에 난류 조건을 전달하도록 인접 노즐 사이에 위치하고, 통 속으로 유체 매체의 분사를 주입시키게설계되어 있다. 이러한 특정의 사용가능한 분쇄기가 실험실에서 사용하게 설계되어 있고 분사로부터의 흐름이 통의 벽과의 침식충격속으로 입자 재료를 이송시켜 통벽의 빠른 약화를 야기시키고 굵은 입자가 배출구를 통하여 분쇄기로부터 이송되는 미세한 분쇄 입자의 흐름에탑승하게 되는 통의 중심부를 향하여 입자를 되돌아오게 한다.

마주보는 노즐 분쇄기에서, 입자재료가 한 방향으로 향하는 분사로서 분쇄기속으로 주입되고, 분사가 제트의 작동으로 최대의 입자 대입자의 충격을 얻도록 마주보는 방향으로부터의 분사와 충돌하게 된다. 비록 이러한 형태의 분쇄기가 입자 재료의 충돌에 의해 통벽의 붕괴를 회피시키더라도, 마주보는 제트의 사용으로 에너지의 손실이 존재한다. 이러한 장치에서 입자 재료의 최대의 분쇄를 보장하도록, "팬케이크" 또는 관형 분쇄기와 종종 결합된다.

관형 분쇄기에서, 통이 특수한 형태의 수직 환상부의 형태이며 환상부를 통한 순환이 환상부의 하부에서 접선으로 위치되는 분사에 의해서 실행된다. 분쇄 효과의 일부가 재료의 재순환 흐름 속으로 부가의 분사를 주입시키는 영역에서 얻어지나, 통 벽에 의한 흐름의 제한에 따른 깊은 신뢰도가 입자 싣은 유체매체에 의한 침식작용을 통의 환상 벽에 가한다. 팬 케이크 분쇄기같이, 통의 벽에 대한 무거운 입자의 불규칙한 충돌이 통의 중심 배출구속으로 이러한 입자를 되돌려 보내고 이송 매체와 함께 배출되는 미세한 입자 재료가 배출 흐름속으로 되돌려지는 굵은 입자에 의해서 혼합된다.

본 발명에 따라, 미분 재료가 유체 흐름속의 다른 물질에 대한 충돌에 의해서 분쇄되어 종래의 장치에서 나타나는 에너지 손실을 회피시킨다. 이러한 형태로, 높은 효율과 효과적인 분쇄작용이 얻어진다.

본 발명은 높은 효율과 효과적인 분쇄 작용이 통외벽에 대한 미분재료의 충돌없이 이루어지며 배출 흐름속으로의 큰 크기의 입자가 마구 탑승하는 것을 최소화시켜 미분재료의 처리를 위한 높은 용량을 지니며, 분쇄기의 용량이 상업적인 사용을 위해 적당한 양으로 미세하게 분쇄된 입자 미분재료를 제공하기에 충분하다. 더우기, 본 발명은 빈용기 같은 원통형 통속의 소용돌이 속으로 향하게 되는 이송 흐름의 사용으로 개선된 분쇄 작용을 얻으며, 소용돌기가 수직 형태로 원통형 통의 중심 영역속에서 작동하게 조절되고, 그 속에서, 중심 소용돌이를 둘러싸는 귀환 흐름이 발생하고, 통속의 유체 이송 매체의 반복적인 재순환을 허락한다.

장치는 소용돌기와 재 순환 흐름속에 다른 흐름 속도를 제공하도록 수직 흐름 소용돌이를 발생시켜 제공된다. 입자 재료가 낮은 속도 흐름 면적에서 높은 속도 흐름 면적으로 이동할때 가속력을 받고 높은 흐름 면적에서 낮은 속도 흐름 면적으로 이동할 때는 감속력을 받는다. 입자가 다른 질량일 때, 가속 및 감속력이 다른 입자의 가속과 감속을 변화시키도록 입자에 다르게 영향을 준다. 가속에서의 이러한 변화가 통 벽에 대한 충돌없이, 그리고 마주보게 향하는 분사의 충돌을 사용하는 분쇄기에 나타나는 에너지 손실없이 입자 재료외에 효과적인 분쇄작용을 제공하도록 하나의 입자가 다른것과 충돌하게 한다.

본 발명의 모든 목적은 수반된 도면을 참조로 하기에 충분히 기술된다. 도면에 도시된 유체에너지 분쇄기의 구조와 작동을 논의하기 전에, 입자크기의 감소에 있어서 몇개의 원리, 흐름 발전의 결과및 본 발명에서 사용되는 원심 분리의 원리를 실험하는 것이 유용하다. 낮은 속도의 가스 2차 흐름속의 주흐름으로서의 높은 속도 자유 분사의 배출이 격렬한 난류가 강한 소용돌이 흐름의 발전으로 발생되는 두개의 흐름 사이의 높은 응력 영역의 발생을 야기시킨다. 이러한 응력 영역이 높은 속도의 가스의 모두가 둘러싼 낮은 속도가스와 혼합될 때까지 두께의 흐름의 빠른 혼합을 발생시킨다. 따라서, 중간속도의 혼합 흐름이 매우 낮은 율로 혼합되어 낮은 속도의 2차 흐름을 계속 통과한다.

초기의 빠른 혼합과 늦은 혼합 상태시에, 낮은 속도의 2차 흐름속의 어떤 입자 물질이 격력하고 빠른 가속을 받는 응력 영역속으로 쓸려간다. 가벼운 질량의 작은 입자는 매우 빠른 속도를 얻게되고, 큰 질량의 입자는 긴거리 또는 짧은 시간 간격을 지나 증가된 속도를 얻는다. 따라서, 초기 상태에서, 작은 입자가 큰 입자 보다 큰 속도로 이동되는 혼합된 흐름이 발생된다. 혼합된 흐름이 그 영역을 계속 확장하고 주가스 흐름이 감속되면, 주흐름속의 작은 입자가 그들의 낮은 질량과 높은 점성력에 의해 빨리 감속되며, 큰 질량의 큰 입자가 그들의 높은 속도를 유지하여 혼합된 흐름의 쇠퇴부중에, 큰 입자가 작은 입자보다 큰 속도로 이동하게 된다. 다른 질량의 입자들이 다른 가속과 감속을 지니기 때문에, 그들 사이의 충돌이 빈번히 발생한다. 크기의 감소가, 빠른 혼합의 초기상태에서는 작은 입자가 큰 입자를 뒤쫓아 충돌하고, 쇠퇴상태중에는 큰 입자가 작은 입자를 뒤쫓아 충돌하여 큰 입자가 작은 입자 사이의 운동량 교환에 의해서 이루어진다. 따라서, 입자 대 입자의 충돌이 혼합된 흐름속에서 유체속도의 요구되는 요동을 이루도록 유체 이송매체의 주분사가 유체 이송매체의 2차 재순환흐름 속으로 주입시켜서 달성된다. 이것은 상기에서 기술된 에너지 분쇄기의 마주보는 노즐 형태에서 경험하는 에너지손실을 최소화 하기 위해서 같은 흐름 방향으로 주분사가 2차 흐름속으로 주입되어서 이루어진다.

본 발명에 따라서, 유체 에너지 분쇄기의 설계가 통속의 유체매체의 중심 수직 흐름을 제공하도록 되어 있고, 중심의 상향 흐름이 통속의 코어 원통형 영역속의 소용돌이 형태이다. 코어 영역을 둘러싸는 환상의 영역속의 반대 또는 귀환 흐름이 싸이클을 이루도록 이루어진다. 중심의 소용돌이속의 수직 흐름을 성취하기 위한 에너지가 한단부의 통의 원주상으로 위치된 다수의 분사 노즐에 의해 유도되고, 이러한 노즐이 수직의 소용돌이를 발생시키기 위해 통의 코어 영역속으로 이송매체의 주흐름을 분사시킨다. 통의 한단부에서 분사되는 유체매체의 일부가 통의 길이 방향의 흐름을 보장하도록 마주보는 단부에서 회수된다. 소용돌이를 발생시키는 분사가 중심코어를 둘러싸는 환상 주변 영역을 통하여 통의 하부로 귀환하는 2차 재순환 흐름으로 혼합되는 고속 흐름을 지닌다.

제1도에 도시된 에너지 분쇄기가 통의 벽에 대해 입자의 최소충돌로서 입자 재료의 효율적이고 효과적인 크기 감소를 성취한다. 이러한 목적으로, 제1도의 구조물은 일반적으로 수직의 원통형 통12를 지닌다. 통 12가 반구형 상부벽 13과 하부벽 14를 지니는 압력통이다. 장치는 하부단에서 통속으로 이송매체의 주흐름을 분사시키게 하며, 이러한 목적으로, 조절장치 16을 지니는 인입 파이프 15가 하부벽 14에 인접한 통 12의 내부를 둘러싸는 내부 매니폴드 17에 통 12의 벽을 통해 연결된다. 조절장치 16이 통속에서 발생되는 소용돌이의 강도를 조절할 수 있도록 유체 이송매체의 조건을 조절한다. 조절기가 매니폴드 17속으로 주입되는 유체 이송매체의 압력, 온도, 유량, 밀도 및 조성중 하나 또는 그 이상을 조절한다.

유체매체가 배출구 22를 통하여 통의 상단부에서 배출된다. 본 발명의 경우에는, 배출구 22가 흐름조절 댐퍼 23을 지니고 중심 배출구 26를 지니는 횡단 격판 25에 의해서 상부벽 장치의 일부로서 배출실 24에 접선 배출구를 구성한다. 본 발명의 경우에서, 배출구 26이 원통형 통 12속에 중앙으로 돌출하는 방향으로 플레어된 벽분 27에 의해서 정의된다. 원반형 편향부재 29가 배출구멍 26아래에 위치되고 조절축 30이 요소부 29와 구멍 26사이의 흐름 면적을 조절하도록 배출구 아래에 선택된 위치에서 편향 요소부 29를 지지한다. 조절장치는 편향 요소부 29의 수직 위치를 변경 시키도록 31로서 제공되고 구멍 26을 통한 효과적인 흐름 면적을 조절한다. 댐퍼 23과 요소부 29의 모두 또는 하나를 조절하여서, 통 12속의 압력이 통속의 유체매체와 재순환되는 입자재료의 양을 제어하도록 조절된다. 유체매체의 배출을 제한시키는 것은 통속의 압력을 증가시키고 이후에 더욱 자세하게 설명되는 통속의 입자재료의 대부분의 재순환을 야기시킨다. 일정한 재료를 취급할때, 편향기 요소부 29가 제거되고 배출의 제어가 장치의 설계속에서 계산되는 고정된 배출 흐름 면적에 의해 완성된다.

입자크기의 범위의 입자 재료인 작업물질이 공급기 35에 의해 상부벽 장치의 격판 25아래로 통 12속에 주입되며, 본 발명에서는, 공급오오커가 압력통 12속으로 공급기 35를 통하여 공급 호퍼 37로부터 재료를 나르는 구동축 36을 지닌다.

본 발명에 따라 매니폴드 17로부터 유체 이송매체의 흐름이 통 12의 중심 코어 영역속의 한방향의 수직 흐름과 중심 코어 영역을 둘러싸는 환상영역의 반대 방향의 2차 재순환 흐름을 실행하게 조절된다. 본 발명의 경우에는, 소용돌이 흐름이 중심영역에서는 상부로, 주변 영역에서는 하부로 흐르고, 흐름의 강도가 이송매체의 상부로 향한 분사에 의해서 발생된다. 이러한 것을 목적으로, 매니폴드 17이 제3도속의 흐름 화살표 42에 의해서 도시적으로 표시된 상부로 경사진 경사각과 제4도의 화살표 43에 의해 표시된 것 같은 방사상방향 R로부터 설치된 경사각으로 통속으로 이송매체의 고속 분사를 분사시키도록 통 12의 낮은 높이로 원주상으로 간격진 노즐 장치 41을 설치한다. 노즐 41의 이러한 이중의 경사로 인하여, 매니폴드 17로부터 발생하는 유체매체의 다수의 분사가 제1도의 화살표 44에 의해서 표시되는것 같이 상부로 흐르는 소용돌이를 발생시키게 혼합된다. 화살표 43에 의해서 표시되는 낮은 경사 위치가 통 12의 중심코어 영역에 상부로 흐르는 소용돌이 44를 한정한다. 소용돌이 44속의 시계방향의 순환 흐름이 상부벽을 향하여 계속되고, 본 발명의 경우에는, 상부 주행이 상부벽 장치의 격판 25에서 멈추어지게 된다.

격판에 도달하면, 순환 흐름이 중심 코어 영역을 둘러싸는 환상의 주변 영역속으로 격판에 의해서 외부로 편향되고, 제1도와 제3도의 화살표 46에 의해 표시된 것 같이 하향의 2차 흐름을 야기시키며, 2차 부분이 화살표 47에 의해 표시된 것 같이 배출구멍 26을 통하여 배출된다. 소용돌이 44에 의해서 발생되는 시계방향의 순환흐름이 격판 25에 의해서 발생되는 흐름 분리에 의해서 종료되지 도시할 목적으로 제1도의 직선 하향 흐름을 표시한다. 제1도에 도시되듯이, 화살표 46으로 표시된 것같은 주변영역의 하향흐름이 공급장치 35를 지나고 공급기 35를 통하여 통속으로 공급되는 입자물질을 탑승시킨다. 따라서, 환상의 주변영역속의 2차 흐름이 통속으로 공급되는 입자 물질을 싣는다. 입자물질을 탑승시킨 하향의 2차 흐름이 노즐 41을 둘러싸고 노즐 41로부터 발생되는 주흐름 속으로 주입되며 노즐의 고속분사작용에 의해서 흐름 속으로 흡수된다. 이러한 방법으로, 고속분자가 탑승한 입자재료를 지니는 저속의 2차 흐름을 결합하고 운동량의 교환을 제공하는데 효과적이다.

상기에 기술된 것같이, 주흐름 및 2차 흐름의 혼합에 의해 실행되는 교환이 입자물질이 질량을 감소시키게되고 분쇄되는 분사의 고속코어를 둘러싸는 응력 영력을 발생시킨다. 이러한 감소는 통 12의 하부의 분쇄영역에서 주로 실행된다. 작은 질량의 입자가 소용돌이 44속의 상향의 소용돌이를 따르며, 반면에 제4도에 도시된 것 같이, 큰 질량의 입자가 화살표 48로서 표시된 것같이 고속 흐름의 직선 통로를 따른다. 이러한 큰 입자는 상기에서 논의 된2차 혼합을 받고 천천히 움직이는 입자 재료와 충돌하게 된다. 제4도에 도시된 것 같이, 이러한 입자는 통 12의 벽에 대해 충돌 하기전에 화살표 46에 의해서 표시된 2차 흐름을 가로막고, 따라서, 분사구의 먼 단부에서의 2차 흐름이 통 벽에 대한 수직의 충돌로부터 입자들을 편향시킨다. 이러한 큰 입자는 2차 흐름속에 탑승되고 노즐로부터 발생하는 주흐름 속으로 또 다시 주입된다.

대개, 공급기 15와 조절기 16이 분사속의 음속 흐름을 발생시키는 강도로 노즐을 통하여 유체매체를 분사시킨다. 분쇄기의 효율이, 분사의 분출부분의 흐름이 음속일때 최적화되지만, 분쇄기는 이음속 및 초음속 범위에서도 효과적이다. 노즐이 매니폴드 17의 수평면과 반경 R에 대한 경사를 결정하도록 각기 또는 함께 조절 가능하며, 노즐로부터 분출되는 혼합된 분사에 의해 발생되는 소용돌이 강도가 필요한 정도로 조절된다. 소용돌이의 강도와 그 높이가 코어 영역의 내부속에 유지되고 중심구멍 26을 통하여 배출되는 소용돌이 흐름의 일부분과 함께 배출되는 입자의 크기를 결정한다. 주어진 질량이하의 입자가 상부로 흐르는 소용돌이의 내부속에 남아 있고, 반면에 큰 입자가 원심적으로 분류되고 주변영역의 외부 2차 흐름속으로 편향된다. 반경 R에 대한 노즐의 경사각을 증가시켜서, 소용돌이 강도를 중심구멍 26을 통하여 배출되는 입자크기를 감소시키도록 증가된다. 반대로, 반경 R에 대한 분사의 경사 감소가 소용돌이 강도를 감소시키고 중심구멍을 통하여 배출되는 입자크기를 증가시킨다. 제1도에서, 코어 영역의 높이가 통 12의 직경에 약 1.5배이고 소용돌이의 강도가 소용돌이의 상향흐름이 노즐 41과 상부벽 장치의 격판 25사이에 원주상으로 약 90°로 되게 한다.

본 발명의 경우에, 노즐 41이 분사의 분출 흐름으로부터 거리가 멀어짐에 따라 스프레이의 속도가 감소하여 약 250의 스프레이 확산각을 발생시킨다. 제3도에 도시되듯이, 분사의 경사가 약 12.5°이며 스프레이 경사각의 하부제한이 수평이고 따라서, 상부로 흐르는 소용돌이를 발생시키는 최대흐름 에너지를 유지한다. 제4도에는 반경에 대한 화살표 43으로 표시된 분사의 경사도가 12.5°이고 노즐로부터 분출하는 스프레이가 반경 R을 교차하지 않는다. 따라서, 유체 에너지 분쇄장치의 양호한 배치를 위해 일반적인 조건을 정하는 것이 가능하다. 첫째로, 응력 영역의 면적이 최대화되고 이것은 노즐의 수효를 최대화시키고 각각의 노즐을 통과하는 유량을 최소화시켜서 이루어진다. 둘째로, 자유분사의 방해받지 않는 길이가, 응력영역 면적이 가능한 크게 되도록 최대화되고, 따라서 혼합된 흐름사이의 어떤 상호작용이 주흐름의 속도를 감소시키기 전에 주분사 흐름로부터 재순환 흐름속으로 최대의 운동량이 전달된다. 셋째로, 재순환 흐름속의 입자의 질량이 자유분사의 운동량을 흡수하기에 충분히 커야하며 혼합된 흐름의 속도가 통의 상응한 크기 속에서 최소화된다. 넷째로, 충분한 거리가 감속이나 부가된 크기의 감소로 인하여 큰 입자의 운동량을 감소시키기 위해서 제공되어야 하며, 이러한 특징이 통의 붕괴 마모를 야기시키는 고속 충돌을 감소시키는데 기여한다. 다섯번째로, 충분한 공간이 노즐로부터 분출하는 자유분사를 재순환 흐름이 완전히 둘러싸도록 노즐사이에 설치되어야 한다.

노즐의 배열이 여러가지 기하학적 장치를 사용하여 제공될 수 있다. 그러나 가공기로부터 생산물과 소모되는 이송유체를 제거할 필요가 있으며, 2개의 상태의 장치의 소용돌이 흐름이 2내부로부터 큰 입자를 원심 분리하는데 매우 효과적이고, 주변수가 소용돌이의 강도, 중앙에 위치된 배출구로부터 배출되는데 잡히지 않도록 충분한 거리로 부터 큰 입자를 외부로 이동시키는데 사용되는 시간 및 어떤 장애를 일으키지 않고 소용돌이 축을 가로지르는 큰 입자의 자유도이다. 마지막으로, 매체의 재순환이 분쇄작업의 최적화를 위해서 조절되어야 한다. 상기와 같은 요구는 본 발명에 의해서 이루어지고 작업 변수가 양호한 실시예에서 최적화 되었다. 실시예가 상기의 양호한 특징을 실현하는 가공기의 설계를 도시하기 위하여 주어지는 것이다.

석탄 먼지와 증기의 두 개의 상태의 혼합물속으로 시간당 500파운드의 과열 증기를 배출시키는 노즐이 58인치 안으로 배출시키며 수백시간의 작업후에도 연강판 위에 검출될 만한 마모를 발생시키지 않는다. 판이 노즐의 18인지 안으로 이동되면 같은 분사가 붕괴 마모를 발생시켰다. 이러한 데이터를 기초로, 60인치 직경의 빈 원통형 통 60이 각기 시강당 500파운드의 과열증기를 나르는 다수의 노즐을 사용하는 본 발명에 따라 발생되는 흐름에 적당하다.

방사상 방향으로부터 12 1/2도의 경사각으로 통의 기저부 주위에 위치된 17/64인치의 목부직경을 지니는 60개의 노즐을 사용하는 장치가, 매니폴드 증기 조건이 700°F에서 200psi일 때 시간당 30,000파운드의 과열증기의 양으로 음속 흐름속도를 제공한다. 음속은 1950 ft/sec의 범위이다. 이러한 주흐름에 의해서 발생되는 소용돌이는 통속에 약 20마이크론 질량으로 입자를 유지시키는 강도이며, 20마이크론 또는 2이하의 질량으로 분쇄된 입자가 소모된 증기와 함께 배출구를 통하여 배출된다.

제5도는 분쇄기의 구조가 변경부를 결합한 본 발명에 따른 분쇄기를 도시한다.

제5도의 분쇄기에서, 통이 프루스로 원추형 상부와 하부벽 83 및 84를 각기 지니는 빈 원통형 동체 82를 지닌다. 유체 이송매체가 둘러싸인 관계로 원통형 동체 82의 하단부에 위치된 매니폴드 87로부터의 주흐름으로서 주입된다. 매니폴드 87은 종래의 방식으로 압력유체를 공급하게 연결되며 동체를 통하여 그내부로 돌출한 다수의 노즐 86을 지닌다. 본 발명의 경우에는, 노즐 86이 노즐 41의 각각의 경사에 대해 유사하게 12 1/2도의 경사각으로 수직 방향과 반경방향으로 경사져 있어서, 압력유체의 주흐름이 동체 82의 중심 코어 영역속으로 상향 흐름 소용돌이를 강화시킨다. 제5도에서, 소용돌이의 외피가 점선 및 쇄선인 로표시된다.

분쇄기는 통속에 미분재료를 주입시키기 위한 두개의 공급기 88과 89를 지닌다. 공급기 88이 원통형 동체 82속에 위치되고, 반면에 공급기 89가 하부벽 84속에 위치된다. 공급기 88이 분쇄영역의 2차 흐름속으로 공급하는 곳에서, 공급기 89가 노즐 86에 의해서 발생되는 소용돌이 속으로 수직으로 흡입되는 분쇄영역속으로 직접 공급된다. 하나 또는 두개의 공급기가 분쇄기에 새로운 미분재료를 공급시키도록 작동된다. 제1도내지 제4도의 실시예에서 같이, 노즐 86으로부터의 분사가 방해되지 않는 흐름 통로로 원통형 동체를 가로지르는 축 92에서 표시된 고속 분출 흐름을 분사시킨다. 노즐 86으로부터 분출하는 몇개의 주흐름의 혼합된 효과가 제5도의 화살표 94에 의해서 표시된 것같은 소용돌이의 형태로 수직흐름을 발생시킨다. 배출통로가 97로서 표시된것처럼, 상부 벽 83속에서 중앙에 제공된다. 통로는 통 82의 중심 코어영역속의 여러가지 높이에서 그 하부구멍단을 위치시키도록 상부벽 83속에 수직으로 조절가능한 관형 닥트 96에 의해서 제공된다. 임계질량 이하의 상향흐름 소용돌이속에 탑승된 재료의 입자는 화살표 99에 의해서 표시된 것 같이 배출되는 이송매체의 일부와 함께 관 96을 통하여 외부로 흐른다. 이송 매체의 잔여부가 화살표 98에 의해서 표시된 것같은 하부로 방사상으로 외부로 재순환되고 원통형 통 82의 하단부에서 노즐 86으로부터 분출하는 주 매체흐름과 병합하게 된다. 본 발명의 경우에서는, 안내 환상부 102가 소용돌이의 외피 85와 일치하는 내부직경과 2차 흐름 98을 위해서 환상의 통로를 제공하도록 동체 82로부터 내부로 떨어진 외부직경을 지니며 동체 82속에 동축상에 위치된다. 공급기 88이 환상부 102와 마주보게 통속으로 열리고, 따라서 공급기 88로 통하여 주입되는 새로운 재료가, 2차 흐름 98속으로 들어갈때 소용돌이 94로부터 격리된다. 환상부 102의 하단부가 분쇄영역위에서 종료되고 노즐 86으로 부터 흐름 통로를 방해받지 않도록 노즐 86위에 충분히 위치된다.

소용돌이 85의 중심부속의 와류흐름을 최소화시키기 위해서 , 플러그 요소부 104가 소용돌이 중심부속으로 구멍 97을 통하여 하부로 매달려 있다. 플러그 104가 소용돌이 중심부속의 와류흐름을 제거시키는데 효과적이고, 따라서 상향 흐름 소용돌이 속의 입자의 원심분리를 발생시키는데 효과적이다. 제5도에서 도시되듯이, 플러그 요소부가 분쇄영역위의 높이로 소용돌이를 통해서 하부로 연장한다. 본 발명의 경우에는, 플러그 요소부 104가 배출구 97의 흐름 면적을 조절하도록 조절가능한 관형 요소부 96과 결합하고 동체 82속의 압력을 조절한다. 관형 요소부 96이 상승하게 되면, 그 하부가 플러그 요소부 104의 테이퍼진부분 105의 작은 직경부와 결합하게 되어서, 이송매체와 이송되는 입자의 배출구 99를 위해 큰 흐름 면적을 제공한다. 반대로, 관형 요소부 96이 하부로 조절되면, 그 하단부가 테이퍼진 부분 105의 큰 직경부와 결합하여 플러그와 관사이의 흐름 면적을 감소시키고 통속의 압력을 증가시킨다.

작업하는데 있어서, 제5도의 실시예는 입자재료가 화살표 98과같은 재순환 2차 흐름속으로 공급장치 88을 통하여 주입되고 새로운 입자 재료가 노즐 86으로부터 분출하는 분사에 의하여 주 흐름속으로 실려지기 위해 하부로 흐르는 제1도내지 제4도와 유사하게 작동한다. 제1도의 실시예와 같이, 하향으로 흐르는 입자재료가 상부로 흐르는 소용돌이 속에실려지지 않고 통을 횡단하는 축상으로 분사되는 어떤 잔존입자와 충돌하여 이러한 입자들을 충돌시키고 통속의 하부의 분사속으로 입자를 하부로 나르는 흐름의 변화를 실행한다. 더우기, 입자재료가 공급기 89를 통하여 분쇄영역속으로 직접 주입된다.

본 발명의 특별한 실시예가 여기에서 도시되고 기술되었지만, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되지 않고 변경과 수정이 하기의 청구범위의 영역속에서 이루어 질수 있다.

Claims (1)

1. 분쇄영역을 제공하는 통(12,82)과, 입자의 충돌에 의해 분쇄영역에서 미분재료가 분쇄되도록 통속으로 미분재료와 유체 이송매체를 유입시키는 공급장치와, 미분재료를 통에서 제거시키는 배출장치(26,97)와, 그 배출장치와 분쇄영역과의 사이에서 일반적으로 통내 중앙에 위치된 축을 지닌 일반적으로 원통인 코어 영역으로 구성된 유체 에너지에 의한 미분재료 분쇄기에 있어서, 원주상으로 간격진 다수의 분출노즐(41,86)이 그 원통코어 영역의 축에 대한 반경방향과 그 반경방향에 대해 수직하는 방향과의 사이의 방향으로 분쇄영역내로 유체이송매체를 분사시키며 그 분쇄영역을 통하여 통속으로 유체 이송매체의 주흐름을 분사시키도록 배치되어 통의 밀폐된 하부(14,84)와 배출장치(26,97)와 함께 상기 코어 영역속에서 축상흐름 소용돌이(44,94)를 발생시키며, 축상흐름 소용돌이를 차단하여 적어도 매체의 1차부분을 소용돌이 주위의 환상주변 영역(48,98)속으로 외부를 향하여 편향시키도록 분쇄영역에서 떨어진 통의 타단부에 횡단벽장치(25,83)가 제공되고, 유체 매체가 2차 흐름과 같이 소용돌이의 축상 흐름방향과 반대 방향으로 흐르는 그 주변 영역속으로 편향되고 그노즐에서 분출하는 상기 주흐름속으로 주입되어 통속의 유체 이송매체를 재순환시키며, 공급장치(35,88)가 유체 이송매체의 재순환흐름속으로 미분재료를 주입시켜 그주입재료가 그 유체 에너지분쇄를 위해 상기 주흐름속으로 주입되고, 상기 소용돌이의 선단부에서 상기 배출장치가 분쇄영역내의 기설정 한계이하로 질량이 감소된 미분재료의 일부와 함께 유기매체의 2차분의 제거시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 유체에너지 분쇄기.

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