KR101287376B1 - 피덴서용 노즐 조립체 및 이를 이용한 분립체 수송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분립체의 수송을 위한 피덴서용 노즐 조립체를 포함하는 피덴서를 구비한 분립체 수송 시스템에 관한 것으로, 개구된 상부면이 개구된 하부면보다 더 큰 반경을 갖는 뒤집힌 원뿔대 형상의 노즐 홀더, 및 상기 노즐 홀더의 내면에 수직으로 부착된 다수의 노즐을 포함하고, 상기 각 노즐은 상기 노즐 홀더의 중심축 방향으로 배치되고, 사용시 상방으로 향하도록 배치되는 제1 노즐 구멍, 하나의 측방으로 향하도록 배치되는 제2 노즐 구멍, 및 하방으로 향하도록 배치되는 제3 노즐 구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 피덴서 용기에 축적된 분립체를 상방으로 들어올림과 동시에 수평 방향의 회전운동을 부여함으로써 뭉쳐있었던 분립체를 분산시켜 효과적으로 수송될 수 있도록 하기 때문에, 수송 속도를 높이고, 수송에 필요한 동력을 최대로 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

피덴서용 노즐 조립체 및 이를 이용한 분립체 수송 시스템{Nozzle Assembly for Feedenser and Air Transfer System for Granular Material Using the Same}

본 발명은 분립체 수송 기술에 관한 것으로, 특히 분립체의 효율적인 고동도 수송을 위한 피덴서용 노즐 조립체를 포함하는 피덴서를 구비한 분립체 수송 시스템에 관한 것이다.

분립체 원료 이송시스템은 크게 기계적 이송 방식과 공기압에 의한 이송 방식으로 나룰 수 있고, 현재에는 동력을 많이 필요로 하는 기계적 이송 방식보다는 동력을 적게 쓰고 장거리 이송이 가능한 공기압 이송 방식이 주로 사용되고 있다. 공기압 이송 방식은 또한 공간 활용도가 좋을 뿐만 아니라 유지 관리가 용이한 장점이 있다.

이러한 공기압에 의한 이송 방식도 크게 고농도 수송 방식과 저농도 수송 방식으로 대별될 수 있는데, 저농도 이송 방식은 블로어(blower)를 이용하는 방식으로 고농도 이송 방식에 비하여 공기 소비량이 많은 단점이 있다. 고농도 이송 방식은 분립체 이송에 피덴서(feedenser)를 이용하는 방식으로, 공기 소비량이 적고, 저농도 이송 방식에 비하여 동력이 적게 소비되어 소요되는 경비가 적고, 혼합된 원료의 분리가 용이하고, 수송되는 분립체의 파손을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 피덴서에 의한 수송은 약 1 내지 10m/s의 저속 수송이 이루어지므로 저농도 수송 방식에 비하여 수송관 및 엘보의 마모를 줄일 수 있다. 또한 저속 수송이기 때문에 소음이 적어 작업 환경을 개선하는 효과가 있다.

그러나 이러한 피덴서에 의한 수송 방식을 이용하는 경우에도 수송되는 분립체의 막힘 현상이나 이동 속도는 사용자의 요구 수준에 부족한 형편이다. 이러한 문제점을 인식하고 본 발명자는 피덴서에 별도로 장착될 노즐 조립체를 개발하여 이를 분립체 수송 시스템에 적용하는 기술을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여, 종래의 피덴서에 부착되는 피덴서용 노즐 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 피덴서용 노즐 조립체를 부착한 피덴서를 포함하는 분립체 수송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 피덴서용 노즐 조립체는 개구된 상부면이 개구된 하부면보다 더 큰 반경을 갖는 뒤집힌 원뿔대 형상의 노즐 홀더, 및 상기 노즐 홀더의 내면에 수직으로 부착된 다수의 노즐을 포함하고, 상기 각 노즐은 상기 노즐 홀더의 중심축 방향으로 배치되고, 사용시 상방으로 향하도록 배치되는 제1 노즐 구멍, 하나의 측방으로 향하도록 배치되는 제2 노즐 구멍, 및 하방으로 향하도록 배치되는 제3 노즐 구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 노즐 구멍은 상기 노즐 홀더의 내면의 하부에서 상부로 일렬로 배열된 하나 또는 그 이상의 노즐 라인을 형성할 수 있고, 상기 노즐 라인의 평면도는 상기 중심축 근방으로부터 상기 노즐 홀더의 최상단 외주 근방까지 상기 중심축으로부터의 방사선과 일정한 각을 이루도록 비스듬하게 일렬로 배열될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 노즐 구멍은 상기 노즐의 상부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치할 수 있고, 상기 제3 노즐 구멍은 상기 노즐의 하부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 형태로서의 분립체 수송 시스템은 분립체를 공급하기 위한 공급 용기, 상기 공급 용기의 분립체를 수용할 수용 용기, 및 상기 공급 용기의 아래쪽에 밸브로 연결되어 상기 공급 용기로부터 분립체를 공급받고, 에어 탱크에 연결되어 압축 공기를 공급받아 분사하기 위한 제1 압축 공기 분사구를 포함하여 상기 압축 공기 분사구로부터 분사된 압축 공기에 의하여 상기 분립체를 후단에 연결된 상기 수용 용기로 수송하는 피덴서 용기를 포함하고, 상기 피덴서 용기는 그 하부에 상기 제1항 내지 제5항 중 적어도 하나의 피덴서용 하부 노즐 조립체, 및 제2 압축 공기 분사구를 포함하고, 상기 제2 압축 공기 분사구를 통하여 상기 하부 노즐 조립체에 압축 공기를 공급하여, 상기 제1 노즐 구멍, 제2 노즐 구멍 및 제3 노즐 구멍으로 상기 압축 공기를 분사시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 분립체 수송 시스템의 피덴서 노즐 조립체에 의하면, 피덴서 용기에 축적된 분립체를 상방으로 들어올림과 동시에 수평 방향의 회전운동을 부여함으로써 뭉쳐있었던 분립체를 분산시켜 효과적으로 수송될 수 있도록 하기 때문에, 수송 속도를 높이고, 수송에 필요한 동력을 최대로 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분립체 수송 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 피덴서 용기의 내부 구성을 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 피덴서 용기의 하부 구성(a) 및 여기에 포함되는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 피덴서 노즐 조립체의 단면도(b) 및 평면도(c)이다.
도 4는 도 3의 피덴서 노즐의 하나가 피덴서 용기에 부착된 노즐 홀더에 장착된 모습을 보여주는 정 단면도이다. 그리고
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 피덴서 노즐 조립체를 통하여 압축 공기가 분사되는 경우, 도 1의 피덴서 용기 내로 분사되는 압축 공기의 흐름을 보여주기 위한 그림이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분립체 수송 시스템의 전체 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 분립체 수송 시스템은 공급 용기(20), 수용 용기(60), 피덴서 용기(100)를 포함하고, 공급 용기(20)에서 피덴서 용기(100) 사이에 공급 밸브(30)가 구비되고, 피덴서 용기(100)와 수용 용기(60) 사이에 공급관(50)이 구비된다. 또한, 피덴서 용기(100)는 상부에 압축 공기를 분사하기 위한 제1 압축 공기 분사구(40)를 포함하고, 본 발명의 중요한 특징으로서 피덴서 용기(100)의 하부에도 압축 공기를 피덴서 용기(100) 내부로 분사하기 위한 제2 압축 공기 분사구(110)를 포함한다. 일반적으로 공급 용기(20)는 분립체가 최초로 수용되는 용기로서, 차량 또는 생산지 등에 직접 연결되어 분립체를 공급받아 저장한다. 공급 용기(20)의 하단에 연결된 공급 밸브(30)를 열어 분립체를 피덴서 용기(100)로 투하하여 피덴서 용기(100)에 분립체가 충분히 축적되면 공급 밸브(30)를 닫고 제1 압축 공기 분사구(40)를 통하여 압축 공기를 분사하면 피덴서 용기(100)에 축적된 분립체가 하방으로 압력을 받아 공급관(50)을 통하여 목적 장소인 수용 용기(60)로 수송된다.

그런데 종래의 분립체 수송 시스템은 본 발명과 달리 피덴서 용기(100)의 상부에서만 압축 공기를 피덴서 용기(100)의 내부로 분사하여 분립체가 상부에서 하부로 밀려 내려가도록 함으로써, 공급 용기(20) 내의 분립체를 원거리에 떨어져 있는 수용 용기(60)로 수송할 수 있도록 하였다. 이와 달리 본 발명의 분립체 수송 시스템은 피덴서 용기(100)의 하부에 별도의 제2 압축 공기 분사구(110)를 구비하도록 하여 이를 통하여 압축 공기를 소정의 방향으로 분사시킬 수 있도록 2원적 분사 구조로 구성함으로써 분립체를 효율적으로 수송할 수 있도록 하였다.

다시 말해서, 본 발명의 하나의 형태로서의, 분립체 수송 시스템은 분립체를 공급하기 위한 공급 용기(20), 상기 공급 용기의 분립체를 수용할 수용 용기(60), 및 상기 공급 용기(20)의 아래쪽에 밸브(30)로 연결되어 상기 공급 용기(20)로부터 분립체를 공급받는 한편, 에어 탱크에 연결되어 압축 공기를 공급받아 분사하기 위한 제1 압축 공기 분사구(40)를 포함하여 상기 압축 공기 분사구(40)로부터 분사된 압축 공기에 의하여 분립체를 후단에 연결된 수용 용기(60)로 수송하는 피덴서 용기(100)를 포함하는 것 이외에, 상기 피덴서 용기(100)가 그 하부에 본 발명의 특징을 포함하는 피덴서용 하부 노즐 조립체(도 2 참조), 및 제2 압축 공기 분사구(110)를 포함하여, 제2 압축 공기 분사구(110)를 통하여 하부 노즐 조립체에 압축 공기를 공급하여, 제1 노즐 구멍, 제2 노즐 구멍 및 제3 노즐 구멍으로 상기 압축 공기를 분사시키는 것으로, 본 발명은 제2 압축 공기 분사구(110)를 통하여 피덴서 용기(100)로 유입된 압축 공기를 본 발명의 피덴서 노즐 조립체(도 2 참조)를 통하여 분립체가 쌓여 있는 내부 공간에서 여러 방향으로 분사되도록 구성함으로써 달성되는 것이다. 이러한 본 발명의 특별한 구성은 아래에서 상세하게 설명한다.

도 2는 도 1의 피덴서 용기의 내부 구성을 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 피덴서 용기의 하부 구성(a) 및 여기에 포함되는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 피덴서 노즐 조립체의 단면도(b) 및 평면도(c)이고, 도 4는 도 3의 피덴서 노즐의 하나가 피덴서 용기에 부착된 노즐 홀더에 장착된 모습을 보여주는 정 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예로서 피덴서용 노즐 조립체(120)는 개구된 상부면이 개구된 하부면보다 더 큰 반경을 갖는 뒤집힌 원뿔대 형상의 노즐 홀더(122), 및 상기 노즐 홀더(122)의 내면에 부착되고 상기 내면에 수직인 다수의 노즐(124)을 포함하고, 상기 각 노즐(124)은 상기 노즐 홀더(122)의 중심축 방향으로 배치되고, 피덴서 용기(100)에 부착되어 사용시 상방으로 향하도록 배치되는 제1 노즐 구멍(E), 하나의 측방으로 향하도록 배치되는 제2 노즐 구멍(A, B 및 C), 및 하방으로 향하도록 배치되는 제3 노즐 구멍(D)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기에서 제1, 제2 및 제3 노즐 구멍은 각각 하나 또는 둘 이상의 구멍을 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 4에 예시된 하나의 실시예로서의 피덴서 노즐 조립체(120)에서는, 제1 노즐 구멍(E) 및 제3 노즐 구멍(D)은 하나이고, 제2 노즐 구멍은 세 개의 구멍(A, B 및 C)으로 이루어져 있다. 도 4에 도시된 바에 의하면, 제2 노즐 구멍(A, B 및 C)은 도시된 평면에서 수직으로 나오는 방향으로 배치되어 사용시 수평 방향의 압축 공기를 형성할 수 있는 것이다.

또한, 제2 노즐 구멍(A, B 및 C)은 상기 노즐 홀더(122)의 내면의 하부에서 상부로 일렬로 배열된 하나 또는 그 이상의 구멍으로 이루어진 노즐 라인을 형성할 수 있다. 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예로서 노즐 라인은 네 개로 구성되어 있으나, 이에 한정되지는 않고, 하나 이상의 노즐 라인으로 구성될 수 있다. 다만, 압축 공기가 수평 방향의 회오리 모양의 흐름을 적절히 만들기 위해서는 노즐 라인이 중심축에 대하여 대칭이 되도록 구성해야 할 것이므로, 적어도 두 개 이상의 노즐 라인을 포함하는 것이 바람직할 것이다.

도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 라인의 평면도는 상기 중심축 근방으로부터 상기 노즐 홀더의 최상단 외주 근방까지 상기 중심축으로부터의 방사선과 일정한 각(θ)을 이루도록 비스듬하게 일렬로 배열할 수 있다. 이러한 비스듬한 배열에 의한 압축 공기의 분사에 의하여 원형 흐름보다 다소 안쪽으로 공기압을 가함으로써 분립체가 수평 방향의 원형 흐름에서 벗어나지 않고 효과적으로 회전할 수 있으므로, 수송에 필요한 힘을 최소로 할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 노즐 구멍(E)은 상기 노즐(124)의 상부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치할 수 있고, 상기 제3 노즐 구멍(D)은 상기 노즐(124)의 하부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치할 수 있다. 따라서 상방으로 향하는 압축 공기가 서로 교차하도록 분사되기 때문에 분립체가 서로 충돌하면서 분산될 수 있으므로 더욱 효과적으로 분산되어 더욱 신속하게 수송할 수 있게 된다. 또한, 하방으로 향하는 압축 공기는 노즐 조립체(120)의 노즐 홀더(122)의 형상에 일치하여 비스듬하게 진행하도록 함으로써 분립체를 공급관(50)으로 효과적으로 수송되도록 한다.

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 피덴서 노즐 조립체를 통하여 압축 공기가 분사되는 경우, 도 1의 피덴서 용기 내로 분사되는 압축 공기의 흐름을 보여주기 위한 그림이다. 도 5를 참조하면, 제2 압축 공기 분사구(110)를 통하여 피덴서 노즐 조립체(120)의 하부 공간에 들어온 압축 공기는 노즐 조립체(120)의 다수의 노즐(124)의 내부로 들어가 제1, 제2 및 제3 노즐 구멍을 통하여 분립체가 축적된 피덴서 용기(100)의 내부 공간으로 분사된다. 이하에서는 노즐 라인이 두 개인 경우를 예로 본 발명에 따른 피덴서 용기(100) 내의 압축 공기의 흐름을 설명하였다.

먼저, 제1 노즐 구멍을 통하여 분사되는 압축 공기는 피덴서 용기(100)의 중심축 방향으로 비스듬하게 기울어진 각으로 상방으로 진행한다. 노즐 라인이 중심축에 대하여 대칭으로 두 개 이상이 배치된 경우에는 각 노즐 라인에서 분사된 압축 공기가 중심축에 대하여 서로 부딪히는 방향으로 압축 공기가 분사될 것이고, 이러한 흐름을 갖는 압축 공기에 의하여 피덴서 용기(100) 내에 축적된 분립체가 영향을 받아, 위로 들어 올려질 것이다. 따라서 축적된 분립체가 서로 뭉쳐져 하방으로의 수송에 장애가 되는 현상을 해소할 수 있다.

제2 노즐 구멍으로부터 분사되는 압축 공기는 수평 방향의 회전 흐름을 형성하게 된다. 이 수평 방향의 흐름에 의해서도 축적된 분립체가 분산됨으로써 더 효율적인 수송을 달성할 수 있다. 이러한 압축 공기의 회전 흐름에 의한 분립체의 회전은 공급관(50)으로 유입되면서 나선형 흐름을 형성하게 되고, 분립체의 수송 속도를 더 빠르게 하는 효과가 있다.

마지막으로, 제2 노즐 구멍을 통하여 분사되는 압축 공기는 아래쪽으로 향하는데, 제1 압축 공기 분사구(40)에서 분사되는 압축 공기에 의한 힘 및 중력에 의하여 아래로 내려온 분립체를 공급관(50)으로 더 신속하게 수송시킬 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

20: 공급 용기 60: 수용 용기
30: 공급 밸브 40: 제1 압축 공기 분사구
50: 공급관 100: 피덴서 용기
110: 제2 압축 공기 분사구 120: 피덴서 노즐 조립체
122: 노즐 홀더 124: 노즐

Claims (6)

1. 개구된 상부면이 개구된 하부면보다 더 큰 반경을 갖는 뒤집힌 원뿔대 형상의 노즐 홀더; 및
   상기 노즐 홀더의 내면에 수직으로 부착된 다수의 노즐;
   을 포함하고,
   상기 각 노즐은 상기 노즐 홀더의 중심축 방향으로 배치되고, 사용시 상방으로 향하도록 배치되는 제1 노즐 구멍, 측방으로 향하도록 배치되는 제2 노즐 구멍, 및 하방으로 향하도록 배치되는 제3 노즐 구멍을 포함하고,
   상기 제2 노즐 구멍은 상기 노즐 홀더의 내면의 하부에서 상부로 일렬로 배열된 다수의 구멍으로 이루어진 노즐 라인을 형성하고,
   상기 노즐 라인의 평면도는 상기 중심축 근방으로부터 상기 노즐 홀더의 최상단 외주 근방까지 상기 중심축으로부터의 방사선과 일정한 각을 이루도록 비스듬하게 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 피덴서용 노즐 조립체.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐 구멍은 상기 노즐의 상부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피덴서용 노즐 조립체.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제3 노즐 구멍은 상기 노즐의 하부에서 상기 중심축 방향으로 비스듬하게 각을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피덴서용 노즐 조립체.
   
6. 분립체를 공급하기 위한 공급 용기;
   상기 공급 용기의 분립체를 수용할 수용 용기; 및
   상기 공급 용기의 아래쪽에 밸브로 연결되어 상기 공급 용기로부터 분립체를 공급받고, 에어 탱크에 연결되어 압축 공기를 공급받아 분사하기 위한 제1 압축 공기 분사구를 포함하여 상기 압축 공기 분사구로부터 분사된 압축 공기에 의하여 상기 분립체를 후단에 연결된 상기 수용 용기로 수송하는 피덴서 용기;
   를 포함하고,
   상기 피덴서 용기는 그 하부에 상기 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 하나의 피덴서용 노즐 조립체, 및 제2 압축 공기 분사구를 포함하고,
   상기 제2 노즐 구멍은 상기 노즐 홀더의 내면의 하부에서 상부로 일렬로 배열된 다수의 구멍으로 이루어진 노즐 라인을 형성하고,
   상기 노즐 라인의 평면도는 상기 중심축 근방으로부터 상기 노즐 홀더의 최상단 외주 근방까지 상기 중심축으로부터의 방사선과 일정한 각을 이루도록 비스듬하게 일렬로 배열되고,
   상기 제2 압축 공기 분사구를 통하여 상기 하부 노즐 조립체에 압축 공기를 공급하여, 상기 제1 노즐 구멍, 제2 노즐 구멍 및 제3 노즐 구멍으로 상기 압축 공기를 분사시키는 것을 특징으로 하는 분립체 수송 시스템.

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