KR102017723B1 - 펄퍼 및 펄퍼 로터의 날부 구조 - Google Patents

Abstract

펄퍼(1)에 있어서, 로터(4)의 직경 방향으로 연신한 블레이드 날(5)로서, 회전 방향 전방측을 볼록조로 형성한 기체부(51)와, 기체부(51)에 끼워맞추어지는 대략 コ자형의 오목조(52)를 길이를 따라 2개로 나눈, 로터(4) 상면측에 위치하는 L자 날체(521)와, 로터(4) 바닥면 측에 위치하는 판날체(522)에 의해 형성되고, L자 날체(521)와 판날체(522)는, 기체부(51)의 볼록조를 관통하는 구멍(511)을 통하여 로터(4) 상면 측으로부터 나사결합되는 볼트(B)에 의해 기체부(51)에 대하여 합착 및 탈착 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 블레이드 날(5).

Description

펄퍼 및 펄퍼 로터의 날부 구조

본 발명은, 펄퍼(pulper) 및 펄퍼 로터의 날부(blade) 구조에 관한 것이며, 특히, 내마모성(wear resistance) 및 교환 작업성이 우수한 경제적인 교체날 기술에 관한 것이다.

골판지나 잡지, 신문지와 같은 폐지(廢紙)를 재생지로 하기 위해서는, 먼저, 폐지를 미세하게 이해(離解; macerating)하여 슬러리상으로 한다. 이 때 펄퍼 장치가 사용되고, 이것은, 통상, 폐지 및 물을 투입하는 수용조(收容槽)와, 수용조의 바닥에 회전 가능하게 설치된 로터를 구비한 기본 구성을 가진다. 또한, 로터에는, 이해의 효율화를 도모하기 위해, 직경 방향으로 연신(延伸)된 블레이드 날이 구비되고, 그 회전에 의해 폐지가 이해된다.

여기서, 로터는 스테인레스가 사용되지만, 블레이드 날 끝단은 강한 전단력(剪斷力) 내지 마찰력에 의해 점차 마모되어 가므로, 교체날이 사용된다. 도 5는, 종래의 교체날의 단면도(斷面圖)이다. 도 5의 (a)는, 블레이드 날의 회전 방향 전방에 교체날을 장착하는 타입을 나타내고 있다. 도 5의 (b)는, 2매 구성이며, 하측의 날도 교환 가능한 교체날 타입을 나타내고 있다. 그리고, 하측의 날은 상측의 날에 볼트 고정하고, 상측의 날을 기체(基體)에 볼트 고정하고 전체를 합착(合着)시키고 있다.

로터의 아래에는 스트레이너(strainer)가 있고, 스트레이너와 로터와의 사이에서 효율적으로 폐지를 이해해가므로, 블레이드 날의 하측의 각(角)의 부분은 상측의 각의 부분보다도 마모 속도가 빠르다. 따라서, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 2매 구성으로서 아래쪽에 보다 하드한 소재를 사용하여 내마모성을 전체적으로 향상시키고 있다.

그러나, 종래의 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

도 5의 (a)에 나타낸 타입에서는, 아래의 각의 마모때문에, 위의 각은 아직 교환 시기가 도래하고 있지 않았는 데도 전체를 교환할 필요가 있어, 경제적이 아니라는 문제점이 있었다. 이것을 해소하기 위해, 아래의 각의 부분에 고경도(高硬度)의 소재[예를 들면, 스텔라이트(stellite)]를 용착하여 연마하고 그리고 성형한 일체 것의 교체날도 사용되지만, 결국, 가공의 수고와 특수 재료의 비용을 고려하면 경제적이 아니라는 문제점이 있었다.

또한, 교체날을 고정하는 볼트를 로터의 회전 방향 전방측에 배치하면, 볼트 자체가 마모되어 분리해낼 수 없는 경우가 있다는 문제점이 있었다. 또한, 수용조의 바닥면에 평행하게 볼트가 나사결합되어 있으므로, 공구를 끼우기 어렵고, 또한 수작업이 필요해지므로, 교환 작업성을 현저하게 손상시킨다는 문제점이 있었다.

일본 공개특허 제2009―287131 일본 공개특허 제2013―47407

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내마모성과 교환 작업성이 우수한 경제적인 교체날 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 구조를 채용한 펄퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원의 청구항 1에 기재된 로터 날부는, 종이와 물을 투입하는 수용조와, 수용조의 바닥 부분에 설치된 스트레이너와, 스트레이너 상에서 회전하는 대략 원반형의 로터를 구비하는 펄퍼에 있어서, 로터의 직경 방향으로 연신(延伸)되면서 회전 대칭으로 배치되고, 로터의 회전에 의해 스트레이너와의 사이에서 종이를 이해하는 날부로서, 회전 방향 전방측을 볼록조(凸條; ridge)로 형성한 기체부(基體部)와, 기체부에 끼워맞추는 대략 コ자형의 오목조(凹條; groove)를 길이를 따라 2개로 나눈, 로터 상면측에 위치하는 L자 날체(blade body)와, 로터 바닥면 측에 위치하는 판날체(plate blade body)에 의해 형성되고, L자 날체와 판날체는, 기체부의 볼록조를 관통하는 구멍을 통하여 로터 상면 측으로부터 나사결합시키는 볼트에 의해, 기체부에 대하여 합착과 탈착(脫着)을 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 청구항 1에 관한 발명은, 상하의 각의 마모 속도를 고려하여, 날을 L자 날체와 판날체로 분리하여, 각각의 교환 타이밍에서 교환 가능하게 하고 있다. 보다 내마모성이 요구되는 소재로서, 일반적으로는 단가가 높은 소재를, 가공도 편하며 체적도 적은 판형으로 잘라내어 채용 가능하게 하고 있다[도 5의 (b)와 비교하여 사용하는 재료의 양도 적어지게 된다]. 이로써, 날부 전체의 내마모성이 향상되어, 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. 또한, 로터 상면 측으로부터 전동 공구를 양호하게 갖대 댈 수 있어, 교환 작업성도 우수하다.

청구항 2에 기재된 로터 날부는, 청구항 1에 기재된 날부에 있어서, L자 날체와 판날체는 각각 균질한 소재로 형성되어 있고, 판날체의 경도(硬度)는 L자 날체의 경도보다도 큰 소재로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 청구항 2에 관한 발명은, 종래 행해져온 고경도 소재를 용착하여 상하의 각의 내마모성을 실질적으로 동등하게 하는 것을 불필요하게 하고, 한결같이 균질한 소재를 가공하는 것만으로, 적재적소(適材適所)의 교체날로 할 수 있다.

청구항 3에 기재된 로터 날부는, 청구항 1에 기재된 날부에 있어서, 판날체의 회전 방향 후방측으로 연속되는 위치의 기체부 바닥면에, 기체부보다도 경도가 높은 소재를 접착한 것을 특징으로 한다.

즉, 청구항 3에 관한 발명은, 스트레이너와의 사이에서 마모되기 쉬운 로터 바닥면 전체의 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고, 장착이란, 교환 가능한 태양이라도 되고, 용착(溶着)한 태양이라도 된다. 그리고, 이 소재는 특별히 한정되지 않지만, 기체부의 경도를 넘고, L자 날체와 동등한 경도까지의 것을 채용할 수 있다.

청구항 4에 기재된 펄퍼는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 로터 날부를 가지는 것을 특징으로 하는 펄퍼이다.

즉, 청구항 4에 관한 발명은, 내마모성이 우수하고, 로터의 날의 교환 작업성도 우수한 펄퍼를 제공 가능해진다.

본 발명에 의하면, 내마모성과 교환 작업성이 우수한 경제적인 교체날 구조를 제공할 수 있다.

또한, 상기 구조를 채용한 펄퍼를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 로터 날부(블레이드 날)를 가진 펄퍼의 개략적인 구성도이다. 부분 단면도로 하고 있다.
도 2는 펄퍼의 바닥 부분의 확대도이다. (a)는 평면도, (b)는, 단면(斷面) 모식도이다.
도 3는 블레이드 날 부분의 사시도이다. 그리고, 오목조를 부분적으로 투시하고 있다.
도 4는 블레이드 날과 스트레이너의 단면도이다.
도 5는 종래의 블레이드 날의 단면도이다. (a)는, 1개의 교체날 타입의 단면도, (b)는, 2개의 교체날 타입의 단면도, (c)는, (b)의 교체날 타입을 장착한 로터의 평면도이다(스트레이너도 표시하고 있다).

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 로터 날부를 가진 펄퍼의 개략적인 구성도이다. 도 2는, 펄퍼의 바닥 부분의 확대도이다. 도 3는, 블레이드 날 부분의 사시도이다. 도 4는, 블레이드 날과 스트레이너의 단면도이다. 그리고, 설명의 편의 상, 각각의 도면의 축척은 반드시 동일하지는 않다.

펄퍼(1)는, 수용조(2)와, 수용조(2)의 바닥 부분에 설치한 스트레이너(3)와,스트레이너(3) 상에서 회전하는 로터(4)를 구비한다.

수용조(2)는, 원통부(21)와, 로터(4)를 향하는 헤드부가 커팅된 원추부(22)와, 상부 커버(23)에 의해 구성된다. 상부 커버(23)에는, 폐지 등을 투입하는 투입구(231)가 비워져 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 원통부(21)에는, 물의 공급관이 접합되어 있다.

헤드부가 커팅된 원추부(22)의 경사면에 의해, 물과 폐지와의 혼합물은 로터(4)에 모이고, 효율적인 전단(剪斷)이 실현된다. 환언하면, 혼합물의 신속한 슬러리화가 실현된다.

스트레이너(3)는, 다수의 구멍(31)이 비워진 소정 두께의 판형의 부재이며, 구멍(31)과 후술하는 로터(4)의 블레이드 날(5)에 의해 폐지를 전단하여 간다. 스트레이너(3)에는, 소정 경도의 스테인레스강을 사용한다. 그리고, 스트레이너(3)의 바로 아래에는 개폐 가능한 배출구(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 적당한 상태로 된 슬러리를 배출한다.

로터(4)는 대략 원반형으로서, 로터 본체(41)와, 로터 본체(41)의 상부에 장착되고, 로터 본체(41)와 일체로 되어 회전하는 로터 캡(42)을 가진다. 본 실시형태에서는, 로터 본체(41)와 로터 캡(42)의 재질은 모두 소정의 경도 내지 강도의 스테인레스강을 사용하고 있다.

로터 본체(41)는, 회전축에 대하여 직경 방향으로 연신되는, 회전 대칭으로 배치된 8개의 블레이드 날(5)이 구비된다. 그 블레이드 날(5)은, 기체부(51)에 대략 コ자형의 오목조(52)가 덮여져 구성된다.

기체부(51)는, 로터 본체(41)의 연신(延伸) 부분으로서, 로터(4)의 회전 방향 전방측이 볼록조로 형성되어 있다. 오목조(52)는, 이 볼록조에 끼워맞추는 형상이며, 길이를 따라 2개로 나눈, 로터(4) 상면측에 위치하는 L자 날체(521)와, 로터(4)의 바닥면 측[스트레이너(3) 측]에 위치하는 판날체(522)에 의해 형성되어 있다.

이 L자 날체(521)와 판날체(522)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가로로 누운 볼록조의 상하를 관통하는 구멍(511)을 통하여 로터(4) 상면 측으로부터의 볼트(B)의 체결에 의해 기체부(51)에 합착된다[오목조(52)가 볼록조에 덮인 상태로 된다].

판날체(522)는, 소정 두께를 가지는 대략 직사각형의 판재로서, 특정한 고경도 스테인레스강을 사용한다. 또한, L자 날체(521)는, 단면이 L자형의 기둥형체로서, 소정의 고경도의 스테인레스강을 사용한다.

이 오목조(52)의 형상으로부터 명백한 바와 같이, L자 날체(521)에 속하는 위의 각(521C)과 판날체(522)에 속하는 아래의 각(522C)이 날을 형성하고, 로터(4)의 회전에 의해 폐지를 전단하여 간다. 또한, 오목조(52)는, 회전 방향 전방측의 면(S)이 앞으로 기운 경사면을 형성하고 있고, 스트레이너(3) 측에 폐지 내지 슬러리가 유도되도록 하고 있어, 전단 효율을 높이고 있다.

여기서, 각(521C)과 각(522C)은, 사용에 의해 점차 마모되어 간다. 특히, 각(522C)에 대해서는, 바로 아래에 스트레이너(3)가 존재하고 있으므로, 저항이 커져 마모 속도도 빠르다[같은 소재이면, 각(521C)의 마모 속도의 3배의 빠르기로 각(522C)이 마모되어 간다]. 그래서, 블레이드 날(5)에서는, L자 날체(521)는 기체부(51)보다도 높은 경도의 소재를 이용하고, 또한, 판날체(522)는 이 L자 날체(521)보다도 더욱 높은 경도의 소재를 사용하고 있다. 이로써, 각(522C)의 수명을 연장시킬 수 있어, 유지보수성을 높이고 있다.

또한, 경도가 높아지면 가공도 곤란해지지만, 판날체(522)는, 판형이므로, 가공성도 우수하다고 할 수 있다.

또한, 일반적으로 경도가 높은 소재는 단가도 높지만, L자 날체(521)에 비해, 판날체(522)의 체적은 작고, 러닝 비용(running cost)의 저감도 실현하고 있다. 도 5의 (b)에 나타낸 종래의 2매 날의 구성과 비교해도, 동 도면 하측의 교체날보다, 판날체(522)의 체적은 1/2∼1/3로 되어, 경제적이다.

또한, 볼트(B)는 연직(沿直) 방향의 위로부터 나사결합시킴으로써, 회전 방향 전방측으로부터 수평으로 나사결합시키는 경우와 다르고, 전동 공구를 사용하여 간단하게 오목조(52)를 기체부(51)에 합착할 수 있고, 반대로, 탈착도 가능하므로, 교환 작업성이 극히 우수하다. 그리고, 볼트(B)의 수도, 도 5의 (b)에 나타낸 2매 날 사양의 절반으로 할 수 있다[도 5의 (c) 참조].

그리고, 판날체(522)에 이어지는 기체부(51)의 바닥면 측[스트레이너(3) 측]도, 저항에 의해 마모되어 가므로, 블레이드 날(5)에는 그 바닥면에, 보강판(53)을 용접하고 있다. 보강판(53)은, L자 날체(521)와 같은 소재를 사용하고 있다. 이로써, 로터(4)의 수명을 더욱 향상시키고 있다.

다음에, 로터 캡(42)에 대하여 설명한다.

로터 캡(42)은, 산처럼 솟아오른 대략 원추형의 캡 기체(421)와, 캡 기체(421)의 상면에 원호를 그리는 볼록조를 형성하도록 방사상으로 설치된 복수의 교반 볼록부(422)에 의해 형성된다. 캡 기체(421)와 교반 볼록부(422)는 일체이다.

블레이드 날(5)의 상면에는, 교반 볼록부(422)에 연속되는 매끈한 원호를 형성하는 볼록조가 교반날(512)로서 형성되어 있다. 교반날(512)은 회전 중심으로부터 이격되어 있어 속도가 빠르고 여기에서도 폐지를 전단한다. 오목조(52)와 마찬가지로 저항에 의해 마모되므로, 이 교반날(512)도 교환 가능하게 하고 있다. 즉, 볼트(B)에 의해 연직 위쪽으로부터 전동 공구에 의해 착탈(着脫) 가능하게 하고 있다.

로터(4)의 운전 시에는, 먼저, 수용조(2)의 배출구를 폐쇄한 상태로 투입구(231)로부터 폐지를 투입하여 물을 넣고, 다음에, 로터(4)를 회전시킨다. 로터(4)의 회전에 의해 수용조(2) 내를 순환하는 수류가 생기는 동시에, 블레이드 날(5)에 의해 폐지가 순차적으로 미세화된다. 그 후, 배출구를 개방하고, 펄프 함유액(슬러리)을 꺼낸다.

이상 설명한 바와 같이, 펄퍼(1)는, 내마모성과 교환 작업성이 우수한 경제적인 교체날 구조를 채용한 펄퍼이다.

본 발명은, 상기한 태양(態樣)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 블레이드 날(5)의 수는 8매가 아니고, 6매나 10매로 할 수도 있다. 로터 캡(42)도, 산형상으에 한정되지 않고 밥공기형으로 솟아오른 형상이라도 된다.

보강판(53) 부분도 교환 가능하게 해도 된다.

본 로터 구조는, 교반 용해 내지 교반 전단을 행하는 분야에 사용할 수 있다.

1: 펄퍼
2: 수용조
21: 원통부
22: 헤드부가 커팅된 원추부
23: 상부 커버
231: 투입구
3: 스트레이너
31: 구멍
4: 로터
41: 로터 본체
42: 로터 캡
421: 캡 기체
422: 교반 볼록부
5: 블레이드 날
51: 기체부
511: 구멍
512: 교반날
52: 오목조
521: L자 날체
521C: L자 날체에 있는 위의 각
522: 판날체
522C: 판날체에 있는 아래의 각
53: 보강판
B: 볼트
S: 회전 방향 전방측의 면

Claims (4)

1. 종이와 물을 투입하는 수용조(收容槽)와, 상기 수용조의 바닥 부분에 설치된 스트레이너(strainer)와, 상기 스트레이너 상에서 회전하는 원반형의 로터(rotor)를 구비하는 펄퍼(pulper)에 있어서, 상기 로터의 직경 방향으로 연신(延伸)되면서 회전 대칭으로 배치되고, 상기 로터의 회전에 의해 상기 스트레이너와의 사이에서 종이를 이해(macerating)하는 로터 날부(rotor blade)로서,
   회전 방향 전방측을 볼록조(ridge)로 형성한 기체부(基體部); 및
   상기 기체부에 끼워맞추어지는 コ자형의 오목조(groove)를 길이를 따라 2개로 나눈, 상기 로터 상면측에 위치하는 L자 날체와, 상기 로터 바닥면 측에 위치하는 판날체(plate blade body);
   를 포함하고,
   상기 L자 날체와 상기 판날체는, 상기 기체부의 볼록조를 관통하는 구멍을 통하여 상기 로터 상면 측으로부터 나사결합시키는 볼트에 의해, 상기 기체부에 대하여 합착(合着)과 탈착(脫着)을 가능하게 하고 있는,
   로터 날부.
2. 제1항에 있어서,
   상기 L자 날체와 상기 판날체는 각각 균질한 소재로 형성되어 있고, 상기 판날체의 경도(硬度)는 상기 L자 날체의 경도보다도 큰 소재로 되어 있는, 로터 날부.
3. 제1항에 있어서,
   상기 판날체의 회전 방향 후방측으로 연속되는 위치의 상기 기체부 바닥면에, 상기 기체부보다도 경도가 높은 소재를 접착한, 로터 날부.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 로터 날부를 포함하는 펄퍼.

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