KR950006221B1 - 점결성 분체 정량 공급장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

점결성 분체 정량 공급장치

제1도는 본 발명장치의 개략도.

제2도는 가스속도에 따른 분체 배출속도 그라프.

제3도는 일정 유속에서 유량조정밸브 개폐정도에 다른 분체 배출속도 그라프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 2 : 유량조절밸브

3 : 저장조 4 : 제1분체배출구

5 : 제2분체배추구 6 : 분산판

7 : 가스유입구 8 : 오리피스관

9 : 가스 및 분체배출구 10 : 미소진동자

11 : 연결관

본 발명은 가스량 및 가스의 흐름을 제어하므로서 점결성 분체의 정량 공급이 가능케 한 유동층에 의한 분체 공급장치에 관한 것이다.

오늘날 산업의 여러 분야에서 분체 이용의 필요성이 많아지고 있다. 최근에는 철강산업의 분야에서도 유연탄의 코크스화와 같은 중간 처리과정을 생략하므로써 생산원가를 절감살 수 있는 방법으로 미분탁 취입과 같은 분야에 많은 관심이 집중되고 있다. 또한, 같은 맥락으로 분철광석의 취입 등에도 여러 연구자들의 시도가 있어 온 바이다. 실제 산업현장에서 대량의 분체를 공급하고저 할때는 스크루와 수송가스가 조합된 형태의 장치들이 제조시되어 활용되고 있다. 그러나 분체가 자체 점결성을 가지게 될 때는 정량공급을 위한 공급장치로서 제시된 좋은 모델을 찾기는 어려운 실정이다. 이에 본 발명자는 점결성 분체의 정량 공급이 필요를 총족시키기 위하여 발명을 행하게 되었다.

미국 특허공보 제 4733619호는 예비환원로에서 예비환원된 광석을 가스에 의해 용융환원로로 공급하는 장치로서, 이 장치는 아래쪽에 분체의 유동화를 위하여 도입되는 가스의 연결관이 있으며, 이 가스관 위에 유동화 가스의 균일한 분포를 유지하기 위한 다공판이 있는 실린더형의 공급장치이다. 이 실린더의 한쪽벽은 분체를 실린더 내로 공급하는 경사진 분체 유입관이 연결되어 있으며, 반대편 벽에는 분체를 배출하기 위한 역시 아래로 경사진 배출관이 연결되어 있다.

실린더의 내부에는 분체의 유입부와 배출부를 분리하는 판이 있는데, 이 판은 작은 슬릿(slit)이 있어, 이 슬릿을 통해 유입부에 있는 분체가 배출부 쪽으로 이동한 후, 유동화에 의해 배출관으로 배출되게 된다. 분체가 배출되고 난 빈자리를 공급부에 있는 분체가 중력에 의해 자동적으로 채워지는 것을 상정하였으나, 자체 점결성이 있는 분체의 경우는 실린더 외부에서 분체 유입부로 분체를 공급하는 방법에도 어려움이 있을 뿐더러 분체가 실린더내의 분체 도입부에서 배출부로 잘 이동하지 못하게 되어 분체의 균일한 배출에 어려움이 있다. 이 장치의 경우 분체의 배출량을 조절하기 위한 방법으로 유동화를 위해 도입되는 가스의 양을 변화하는 방법만이 유일한 선택의 길이기 때문에, 배출량 조절에도 문제가 있다.

미국 특허공보 제 4349323호에 의하면 분체를 저장하는 저장조(hopper)내에 회전하는 막대(arm)이 있고 아래에 스크루 형태로 배열된 다수의 솔(brush)이 있어 분체를 쓸 듯이 아래로 끌고가서 공급하게 된다. 이 장치의 경우 분체의 공급량 조절은 막대(arm)와 스크루 형태의 솔(brush)의 회전수를 조절하므로써 비교적 용이하게 할 수 있으나 분체가 점결성을 가질 때는 점결성에 의해 분체끼리 융착하게되어 일정량의 분체가 공급된 후에는 회전 막대 아래부위에 공동(空洞)이 형성되어 공급이 중단되는 현상이 발생하게 된다. 일본국 공개 실용신안 공보 소 60-56624호에는 유입된 입자를 유동층 방법에 의해 비산시킨 후, 비산된 입자를 수송가스를 이용하여 공급하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이 장치는 이중이 서로 다른 2개 이상의 입자가 공존할 경우에는 정량적인 공급이 불가능 하다는 단점을 가지고 있다. 이에 본 발명에서는 석탄 , 코크스 등의 점결성 분체와 선탄 및 철광석등 비중이 서로 다른 2가지 이상의 분체의 정량공급을 가능케 하고저 하는 것이다.

제1도에 본 발명의 상세한 도면을 실었다. 제1도를 통해 본 장치의 구성과 작용을 설명하겠다. 본 장치의 구성은 가장 아랫쪽에 유동화 가스 도입을 위한 가스유입구(7)이 있고, 그 위에 가스의 균일한 분포를 위한 분산판(6)이 있는 실린더(1)가 있다. 실린더(1)의 한쪽벽에 분체의 배출을 위한 제1분체 배출구(4)가 있으며 실린더(1) 상단에 실린더(1)와 통해져 있는 저장조(3)가 있다. 유동화를 위해서 도입된 가스의 일부가 저장조(3)를 통과한 후, 저장조(3)의 상부쪽 배출구를 통해 배출되게 되는데 이 배출구는 분체의 배출을 위해 실린더 벽에 있는 제1분체 배출구(4)와 연결되어 있다. 두 배출구 사이에는 유량조절밸브(metering valve)(2)가 있어 저장조(3)를 통과하는 가스의 양을 조절하므로서 실린더(1)내에서 배출되는 분체의 양을 조절할 수 있다. 실린더(1) 상부에는 오리피스(orifice) 관(8)이 부착되어 있는데 오리피스관(8)의 중심에는 실린더(1) 중심축을 따라 제1분체배출구(4) 높이까지 내려와 있는 제2분체배출구(5)와 연결되어 있다. 오리피스관(8)의 한쪽 입구는 제1분체배출구(4)와 연결되어 있고, 다른쪽으로 분체가 배출되게 된다. 제1분체배출구(4)를 통해 유동화 가스와 함께 분체가 배출되는데, 일정 유속에서 오리피스관(8)을 통과하면서 압차에 의해 오리피스관(8)에 의해 분체 혹은 가스가 보충되어 가스 대 분체의 비율이 일정하게 유지된다. 실린더(1) 벽에는 영구자석과 전자석이 한조로 이루어진 미소진동자(10)가 설치되어 있어 전기를 인가시켰을때 미소진동자의 진동에 의해 장치 전달에 전달되어 분체간 간격을 떨어뜨리므로서 실린더(1)내의 입자의 공급 및 저장소(3)에서 실린더(1)로 분체의 공급을 돕게 된다.

본 장치의 작용 및 방법에 대하여 설명하겠다. 우선 검결성 분체(석탄, 코크스 등)나 비중이 서로 다른 2가지 이상의 분체(석탄, 철광석)를 제1도의 실린더(1)의 AA선(분체 배출구 직상)까지 넣고, 저장조(3)에 다시 실린더 내부의 분체와 동일한 분체를 넣는다. 장치의 하부에 있는 가스유입구(7)로 유동화 및 분체의 수송을 담당할 가스를 보내주면, 도입된 가스가 분산판(6)을 거쳐 실린더(1) 내부에 있는 분체를 끌고 제1분체배출구(4)로 배출되게 된다. 또한 분체 배출구(4,5)의 입구가 분체계의 내부에 있으므로서 비중이 서로 다른 2종 이상의 분체라 할지라도 분체가 초기에 혼합된 비율을 유지하면서 배출되게 된다. 그러므로 장치의 전체를 통해 압력의 분포는 장치의 가장 하부의 가스 유입구(7)> 실린더(1) 내부의 공간> 분체배출구(9)순으로 형성되게 된다. 그러므로 유동화 및 분체 수송을 위해 도입된 가스의 일부는 저장조(3)의 하단에 실린더(1)와 연결된 연결관(11)을 통해 저장조(3)를 통과하게 된다. 이 과정에서 가스가 저장조(3) 내의 분체와 분체 사이의 거리를 떨어뜨리기 때문에 점결성 입자라 할지라도 서로 응착하지 않게 된다. 그러므로 분체는 서로간 응착없이 중력에 의해 저장조(3)에서 실린더(1) 내부로 자연 낙하하게 된다. 제1분체배출구(4)를 통과한 가스 및 분체의 오리피스관(8)을 통과하면서 압력의 차이가 생기게 되며, 이때 오리피스관(8)의 중심에 연결되어 있는 제2분체배출구(5)에 의해 가스의 보중 혹은 분체의 보충으로 일정 가스 속도에서 가스 대 분체의 비율이 일정하게 유지된다. 이때 저장조(3)와 제1분체 배출구(4) 사이의 유량조절용밸브(2)를 조작하여 저장조(3)를 통과하는 가스의 양을 조절하므로서 실린더(1)에서 가스 및 분체배출구(9)를 통하여 배출되는 분체의 양을 조절할 수 있게 된다.

제2도, 제3도를 통해 본 발명의 실시예를 설명하겠다. 본 발명의 실시예에 사용된 석탄 입도의 분포는 300㎛ 이하의 분체를 사용하였으며 그중 75㎛ 이하의 입자가 50%이상이다. 본 발명의 실시예에 사용된 장치의 구성은 일정한 유량의 가스가 흐르도록 제어하고, 이 가스는 본 장치를 통과하면서 점결성 입자와 함께 배출되게 되어 필터(filter)를 거친 후, 가스만이 배출되며, 이때 필터에 포집된 분체의 양을 연속적으로 측정하였다. 제2도의 유량조절밸브(2)를 완전히 개방하였을 때, 유속에 따른 분체배출속도를 나타내었다. 제2도에서 보여주고 있는 것처럼 가스의 속도가 증진함에 따라 분체의 배출량이 증가함을 알 수 있다. 수 차례의 실행결과 이들의 편차는 0.03% 이하로 아주 균일하게 배출되었다. 제3도에서는 일정 유속에서 유량조절 밸브(2)의 개폐에 따른 분체의 배출속도를 보여주고 있다. 제3도에서 보여주고 있는 것처럼 일정 유속에서 유량조절밸브(2)를 폐쇄율의 증가에 따라 일정 가스유속에서 분체의 배출속도가 증가함을 알 수 있다. 이상으로 부터 분체의 배출량을 증가시키고자 할때는 실린더(1) 내에서 가스의 속도를 증가시키거나, 일정 가스속도에서 분체의 배출량의 조절은 유량조절밸브의 조작으로 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 가스를 운반매체로하는 점결성 분체 및 서로 다른 2종 이상 분체의 공급장치에 있어서, 제1분체배출구(4)와 제2분체배출구(5)의 입구가 실린더(1)내의 분체계 내부에 위치하도록 하고 저장조(3)과 제1분체배출구(4) 사이에 유량조절용 밸브(2)를 설치하고, 설린더(1)벽에 미소진동자(10)을 부착시키고, 제1배출구(4), 제2배출구(5), 유량조절용 밸브(2), 가스 및 분체배출구(9)와 연통되어 있는 오리피스(8)과 가스유입구(7), 분산판(6)으로 구성되어 가스 및 분체배출구(9)를 통하여 배출되는 점결성 분체 및 비중이 서로 다른 2종이상 분체의 정량 공급장치.