KR102677734B1 - 공자전 볼밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공자전 볼밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원료의 분쇄 과정에서 분쇄 드럼을 서로 다른 방향으로 다축 회전시킴으로써 원료의 분쇄 뿐만 아니라 보다 효과적인 교반작용을 유도할 수 있도록 하는 공자전 볼밀에 관한 것이다.

Description

공자전 볼밀{Ball mill capable of revolution and rotation}

본 발명은 공자전 볼밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원료의 분쇄 과정에서 분쇄 드럼을 서로 다른 방향으로 다축 회전시킴으로써 원료의 분쇄 뿐만 아니라 보다 효과적인 교반작용을 유도할 수 있도록 하는 공자전 볼밀에 관한 것이다.

각종 원료에 대한 분말화를 위해 원료를 분쇄하는데에는 대표적으로 볼밀 장치가 이용된다.

통상의 볼밀은 원통형의 분쇄용기가 편심된 수평방향의 회전축을 중심으로 자전할 때 높은 곳에서 낮은 곳으로 낙하하는 볼의 충격을 이용해 분쇄를 수행하는 구조가 일반적이다.

한편, 이러한 볼밀 분쇄 이전 또는 이후에 원료 또는 분체의 물성을 개선하거나 특정 화합물을 제조하기 위하여 특수 조건 하에서 원료 또는 분체와 반응제를 반응시키는 공정과 분산 공정이 이루어진다.

이러한 분체 제조공정의 특성상, 볼밀, 반응기 및 분산기는 불가분에 있으므로, 분산기와 반응기의 설비가 필수적으로 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 분체 제조업체에서는 반응기 및 분산기 시스템 또한 구축되어야 하므로, 이에 대한 시설비, 인력 등에 부담이 있을 뿐만 아니라, 분체 제조 공정에 있어서도, 반응을 일으키는 공정을 먼저 실시한 후 볼밀로서 물리적인 분쇄공정을 행하거나, 반대로 분쇄공정 이후 제조된 분체에 반응제를 반응시키는 공정을 수행하여야 했기 때문에 분체 제조공정이 매우 복잡해지고, 번거로울 뿐만 아니라 이 과정에서 불순물이 유입되거나 오염이 빈번히 발생하는 문제가 있었다.

따라서, 이러한 방식은 상품성을 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 불필요한 생산원가 상승의 문제점을 야기한다.

등록특허 10-1852690

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 원료의 분쇄 과정에서 분쇄 드럼을 서로 다른 방향으로 다축 회전시킴으로써 원료의 분쇄 뿐만 아니라 보다 효과적인 교반작용을 유도할 수 있도록 하는 공자전 볼밀을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 원료를 분쇄 처리하는 분쇄부;를 포함하며, 상기 분쇄부는, 케이스; 상기 케이스의 내부에 제자리 회전 가능하게 설치되되, 동축상에서 서로 일정 간격 이격 배치되는 중공형상의 주입관과 배출관; 내부로 분쇄공간이 형성되며 상기 주입관과 배출관 사이에 장착되는 드럼; 상기 드럼의 분쇄공간에 제자리 회전 가능하게 설치되되, 적어도 어느 하나는 상기 주입관과 배출관 사이 동축상에 배치되고, 나머지는 주입관과 배출관에서 일정 간격 편심된 상태로 배치되는 복수 개의 분쇄부재; 상기 드럼을 회전구동시키는 제1 회전구동기; 상기 배출관을 회전구동시키는 제2 회전구동기; 및 상기 배출관과 복수 개의 분쇄부재를 연결하여 배출관의 회전에 따라 각각의 분쇄부재가 제자리 회전되도록 하는 동력연결장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 분쇄부재는, 상기 분쇄공간의 중앙에 배치되어 주입관과 배출관 사이의 동축상에 배치되는 제1 분쇄부재; 및 상기 제1 분쇄부재의 주변으로 일정 거리 편심된 지점에 배치되어 상기 분쇄공간의 외곽으로 이격 배치되는 복수 개의 제2 분쇄부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드럼의 일단에는 주입관의 제1 주입로와 연통되어 주입관으로 주입되는 원료를 분쇄공간으로 안내하는 제2 주입로가 형성되되, 상기 제2 주입로는 각각의 제2 분쇄부재를 향해 방사상으로 분기 형성되어 제2 주입로의 원료가 상기 복수 개의 제2 분쇄부재로만 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 분쇄부재는, 상기 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제1 분쇄축; 상기 제1 분쇄축의 일측에 결합되는 제1 일측커버; 상기 제1 일측커버와 마주하도록 상기 제1 분쇄축의 타단에서 일정 간격 이격된 상태로 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제1 타측커버; 및 상기 제1 일측커버와 제1 타측커버 사이 구간에서 상기 제1 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 제1 분쇄모듈;을 포함하며, 상기 제1 타측커버에는 상기 배출관의 제1 배출로와 연통되는 제2 배출로가 형성되어 분쇄모듈로부터 형성된 분체를 상기 제1 배출로를 향해 배출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 분쇄부재는, 상기 제1 일측커버와 제1 타측커버에 상호 결합되어 제1 일측커버와 제1 타측커버를 이격 지지하는 제1 이격봉;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 제2 분쇄부재 각각은, 분기 형성된 제2 주입로의 대응위치에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제2 일측커버; 상기 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제2 분쇄축; 상기 제2 분쇄축의 타측에 결합되는 제2 타측커버; 및 상기 제2 일측커버와 제2 타측커버 사이 구간에서 상기 제2 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 제2 분쇄모듈;을 포함하며, 상기 제2 일측커버에는 상기 제2 주입로와 연통되는 제3 주입로가 형성되어 제2 주입로로부터 주입된 원료를 제2 분쇄모듈을 향해 주입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 제2 분쇄부재 각각은, 상기 제2 일측커버와 제2 타측커버에 상호 결합되어 제2 일측커버와 제2 타측커버를 이격 지지하는 제2 이격봉;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 제1 분쇄모듈과 제2 분쇄모듈 각각은, 링 형상으로, 상기 제1 분쇄축과 제2 분쇄축의 외주면에 각각 결합되고 외주면에 내부수용홈이 함몰 형성되는 내부하우징; 링 형상으로, 내부로 상기 내부하우징이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈이 함몰 형성되는 외부하우징; 및 상기 내부수용홈과 외부수용홈에 상호 개재되어 내부하우징과 외부하우징 사이에서 구름되는 복수 개의 분쇄볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 인접한 제1 분쇄모듈과 제2 분쇄모듈 각각의 사이에는 제1 이격판이 개재되는 것을 특징으로 한다.

또한, 내부로 회전공간이 마련된 지지부; 및 상기 분쇄부와 연결되어 상기 분쇄부가 회전공간 내에서 회전되도록 회전구동시키는 스윙구동부;를 더 포함하며, 상기 스윙구동부는, 상기 회전공간의 내측 벽면에 제자리 회전 가능하게 설치되되 상기 분쇄부와 연결되는 축부재; 상기 지지부에 설치되는 스윙모터; 및 상기 축부재와 스윙모터를 연결하여 상기 스윙모터의 구동력이 축부재에 전달되도록 하는 동력연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 원료의 분쇄 과정에서 분쇄 드럼을 서로 다른 방향으로 다축 회전시킴으로써 원료의 분쇄 뿐만 아니라 보다 효과적인 교반작용을 유도할 수 있도록 하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 분쇄부의 전체적인 단면구성을 도시한 도면.
도 2는 분쇄부의 요부 단면구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 정면구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 제1 분쇄부재를 도시한 도면.
도 5는 제2 분쇄부재를 도시한 도면.
도 6은 분쇄모듈 및 이격판의 분해구성을 도시한 도면.
도 7 내지 도 8은 분쇄모듈의 단면구성을 도시한 도면.
도 9는 도 2의 요부를 확대 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 공자전 볼밀의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 11은 분쇄부가 제1 회전되는 과정을 예시적으로 도시한 도면.
도 12는 반응제가 주입되는 방향을 예시적으로 도시한 도면.
도 14 내지 도 15는 분기관이 결합된 부분을 확대 도시한 도면.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 공자전 볼밀은 크게, 분쇄부(100), 지지부(1), 스윙구동부(3), 원료주입부(80) 및 반응제주입부(90)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

먼저, 지지부(1)는 볼밀 시스템의 전체적인 골격을 구성하며, 분쇄부(100), 스윙구동부(3), 원료주입부(80), 반응제주입부(90)를 지지할 수 있다. 특히, 지지부(1)는 상기 분쇄부(100)를 지면으로부터 일정 높이 이격 지지할 수 있도록 해 분쇄부(100)의 제자리 회전시 지면의 간섭 발생을 방지할 수 있도록 한다.

지지부(1)의 내부로는 회전공간(1a)이 마련될 수 있고, 분쇄부(100)는 상기 회전공간(1a) 내에서 스윙구동부(3)에 연결 결합된 상태로 스윙구동부(3)의 구동에 따라 제자리 회전이 이루어질 수 있다.

다음으로, 스윙구동부(3)는 분쇄부(100)와 연결되어 상기 분쇄부(100)가 회전공간(1a) 내에서 회전되도록 분쇄부(100)를 회전구동시키는 역할을 담당한다.

예컨대, 상기 스윙구동부(3)는 크게, 축부재(4), 스윙모터(5) 및 동력연결수단(6)을 포함할 수 있다.

축부재(4)는 분쇄부(100)의 회전기준이 되는 축 구성으로서, 회전공간(1a)의 내측 벽면에 제자리 회전 가능하게 설치되되 상기 분쇄부(100)와 연결되어 분쇄부(100)를 회전 가능하게 지지한다.

이때, 축부재(4)는 분쇄부(100) 내부를 관통해 결합되지 아니하고, 서로 분절된 제1 축부재(4a)와 제2 축부재(4b)가 회전공간(1a)의 마주하는 벽면에 각각 축설된 상태로 분쇄부(100)의 양 측에 동축상에 연결되는 구조를 갖출 수 있다.

제1 축부재(4a)와 제2 축부재(4b) 중 적어도 어느 한 곳에는 풀리가 결합될 수 있다.

스윙모터(5)는 지지부(1) 내측에 내장 설치될 수 있으며, 분쇄부(100)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구성으로서, 구동축에는 풀리가 결합될 수 있다.

동력연결수단(6)은 상기 축부재(4)와 스윙모터(5)를 연결하여 상기 스윙모터(5)의 구동력이 축부재(4)에 전달되도록 하는 구성으로서, 축부재(4)의 풀리와 스윙모터(5)의 풀리에 상호 밴딩되는 벨트 구조로 이루어질 수 있다.

이와 같이 마련된 스윙구동부(3)가 분쇄부(100)를 회전시킴에 따라 분쇄부(100) 자체가 원료의 분쇄를 수행하는 와중에 회전이 되면서 내부의 원료, 분체 등을 강하게 교반시킬 수 있게 되며, 이러한 스윙구동부(3)에 의한 분쇄부(100)의 회전을 제1 회전이라 한다.

다음으로, 분쇄부(100)는 원료주입부(80)로부터 주입되는 원료를 분쇄 처리하는 역할을 담당하는 구성으로서, 날카로운 칼날 등으로 원료를 절단 분쇄하는 방식이 아닌 원료에 강한 마찰력을 가해 원료가 미세한 입도를 가지는 분체로 제조될 수 있도록 한다.

이를 위해, 분쇄부(100)는 크게, 케이스(110), 주입관(120), 배출관(130), 드럼(140), 분쇄부재(150,160), 제1 회전구동기(170) 및 제2 회전구동기(180)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

케이스(110)는 분쇄부(100)의 전체적인 외관을 구성하며 내부로 주입관(120), 배출관(130), 드럼(140), 분쇄부재(150,160), 제1 회전구동기(170), 제2 회전구동기(180)를 적소에 지지할 수 있다.

이때, 상기 스윙구동부(3)의 축부재(4)가 상기 케이스(110) 외측에 결합이 이루어질 수 있다.

주입관(120)은 외부에서부터 케이스(110)의 내부를 향해 설치되어 원료를 상기 드럼(140)을 향해 이동시킬 수 있고, 배출관(130)은 케이스(110)의 내부에서부터 외부를 향해 설치되어 드럼(140) 내에서 분쇄된 분체를 외부로 배출할 수 있는 통로를 제공하는 구성으로서, 주입관(120)과 배출관(130)은 드럼(140)을 사이에 두고 드럼(140)의 일측과 타측에 각각 연결될 수 있다.

특히, 주입관(120)과 배출관(130)은 케이스(110)의 내부에 제자리 회전 가능하게 지지된 상태로 설치될 수 있으며, 서로 동축상에 배치된 상태에서 일정 간격 이격 배치되어 그 사이로 드럼(140)이 장착될 수 있다.

주입관(120)과 배출관(130)은 드럼(140)의 일측과 타측으로 일정 깊이 삽입될 수 있으며, 중공형상으로 이루어져 원료 및 분체의 이동을 가능케 한다. 이때, 주입관(120) 내부를 제1 주입로(121), 배출관(130) 내부를 제1 배출로(131)라 한다.

다음으로, 드럼(140)은 내부로 원료의 분쇄가 이루어지는 분쇄공간(141)이 형성되는 원통형 구조를 갖추며, 상기 분쇄공간(141)에는 후술 될 분쇄부재(150,160)가 배치되어 분쇄공간(141)으로 유입된 원료를 분쇄처리할 수 있다.

분쇄공간(141)의 일측으로는 주입관(120)을 통해 원료가 주입될 수 있고, 타측으로는 배출관(130)을 통해 분쇄된 분체가 배출될 수 있다.

분쇄공간(141)의 일측으로 주입 공급된 원료는 분쇄부재(150,160)의 분쇄작용에 의해 분쇄되어진 후 중앙으로 모여 드럼(140) 외부로 배출되어질 수 있다.

드럼(140)의 일단에는 주입관(120)의 제1 주입로(121)와 연통되어 주입관(120)으로 주입되는 원료를 드럼(140)의 분쇄공간(141)으로 안내하는 제2 주입로(142)가 형성될 수 있다.

다음으로, 분쇄부재(150,160)는 분쇄공간(141)에 제자리 회전 가능하게 설치되되, 적어도 어느 하나는 상기 주입관(120)과 배출관(130) 사이 동축상에 배치되고, 나머지는 주입관(120)과 배출관(130)에서 일정 간격 편심된 상태로 이격 배치되어 분쇄공간(141) 내에 균일하게 분포해 분쇄공간(141) 내의 원료를 보다 효율적으로 분쇄처리를 수행할 수 있다.

예컨대, 상기 복수 개의 분쇄부재(150,160)는, 분쇄공간(141)의 중앙에 배치되어 주입관(120)과 배출관(130) 사이의 동축상에 배치되는 제1 분쇄부재(150) 및 제1 분쇄부재(150)의 주변으로 일정 거리 편심된 지점에 배치되어 상기 분쇄공간(141)의 외곽으로 이격 배치되는 복수 개의 제2 분쇄부재(160)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

제1 분쇄부재(150)는 단일 구성으로서, 분쇄공간(141) 정 중앙에 배치될 수 있고, 나머지 제2 분쇄부재(160)들은 제1 분쇄부재(150) 주변에 등간격으로 회전 배열된 구조를 갖춘다.

본 실시예에서는 제1 분쇄부재(150) 주변으로 90도 간격으로 회전 배열된 4 개의 제2 분쇄부재(160)를 예시하나, 필요에 따라 제2 분쇄부재(160)의 개수, 간격 등을 변형실시할 수 있음을 밝힌다.

한편, 드럼(140)의 일측에 형성된 제2 주입로(142)의 경우 각각의 제2 분쇄부재(160)를 향해 방사상으로 분기 형성되는 구조를 갖추어, 제2 주입로(142)의 원료가 각각의 제2 분쇄부재(160)로를 향해서만 공급이 이루어질 수 있도록 한다.

이에 따라, 분쇄공간(141) 내로 주입된 원료는 먼저 분쇄공간(141) 외곽에 배치된 제2 분쇄부재(160)를 통과하여 1차 분쇄가 이루어진 후 분쇄공간(141) 중앙으로 모여 제1 분쇄부재(150)를 통과한 다음 최종적으로 드럼(140) 외부로 배출이 이루어질 수 있다.

다시 말해, 본 발명에 따른 공자전 볼밀은 원료를 분쇄공간(141) 중앙을 향해 바로 주입시키지 아니하고, 먼저 외곽으로 분배 공급해 각각의 제2 분쇄부재(160)를 통한 1차 분쇄 후 중앙으로 밀려난 1차 분쇄물을 재차 분쇄해 배출하는 방식으로서, 원료의 균일한 분쇄 뿐만 아니라, 교반을 통한 분산 효과까지 기대할 수 있게 된다.

한편, 드럼(140)의 경우 후술 될 제1 회전구동기(170)를 통해 케이스(110) 내부에서 제자리 회전이 이루어지게 되며, 이때 제1 회전구동기(170)를 통한 드럼(140)의 회전을 제2 회전이라 한다.

이때, 상기 제1 회전과 제2 회전의 회전축이 서로 직교되는 방향으로 설정될 수 있도록 케이스(110) 내의 드럼(140) 배치방향이 설정될 수 있으며, 이에 따라, 제1 회전과 제2 회전이 동시에 수반되면 드럼(140)이 적어도 서로 다른 두 방향으로 회전하게 되어 다방향 회전에 따라 드럼(140) 내부에서 분쇄 및 교반 효율이 극대화될 수 있게 되는 구조가 갖춰진다.

한편, 드럼(140)을 케이스(110) 내에서 제자리 회전구동시키기 위한 구성으로서, 드럼(140)의 일단에는 일체형으로 풀리(143)가 마련되고, 제1 회전구동기(170)는 모터, 상기 모터의 구동축과 드럼(140)의 풀리(143)를 연결하는 벨트 등으로 이루어지는 등 다양하게 변형실시될 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 제2 회전구동기(180)는 배출관(130)을 회전구동시키기 위한 구성으로서, 분체가 배출되는 과정에서 배출관(130) 자체를 회전시킴에 따라 제1 배출로(131)로 배출 중인 분체에 와류가 형성되어 보다 빠른 속도로 교반 배출이 이루어질 수 있도록 한다.

제2 회전구동기(180)의 경우, 전술한 제1 회전구동기(170)와 마찬가지로, 모터, 상기 모터의 구동축과 배출관(130)의 풀리를 연결하는 벨트 등으로 이루어지는 등 다양하게 변형실시될 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 동력연결장치(190)는 분쇄공간(141) 내에 배치 구성된 제1 분쇄부재(150)와 제2 분쇄부재(160)를 배출관(130)에 연결해 배출관(130)의 회전에 따라 분쇄공간(141) 내에서 제자리 회전되도록 하는 구성으로서, 배출관(130)의 경우 제1 분쇄부재(150)와 축이음되고, 동력연결장치(190)는 배출관(130) 외측에 결합되는 기어, 제2 분쇄부재(160) 각각의 외측에 결합되되 상기 배출관(130)에 결합된 기어와 치합되는 기어를 포함하는 기어세트로 구현될 수 있다.

이에 따라, 제2 회전구동기(180)가 배출관(130)을 회전시킴에 따라 분쇄공간(141) 내에서는 제1 분쇄부재(150)와 제2 분쇄부재(160)가 제자리 회전하면서 원료를 분쇄할 수 있는 구조가 갖춰지게 된다.

제1 분쇄부재(150)와 제2 분쇄부재(160)는 서로 동일한 구성으로 이루어질 수 있되, 제2 분쇄부재(160)의 경우 분기된 제2 주입로(142)로부터 원료를 전달받아 분쇄한 다음 이를 분쇄공간(141)으로 배출하고, 제1 분쇄부재(150)의 경우 제2 분쇄부재(160)로부터 배출된 1차 분쇄물을 전달받아 재분쇄 후 드럼(140) 외부로 배출시킨다는 부분에서 일부 차이가 있다.

먼저, 제1 분쇄부재(150)는 크게, 제1 분쇄축(151), 제1 일측커버(152), 제1 타측커버(153), 제1 분쇄모듈(154) 및 제1 이격봉(156)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

제1 분쇄축(151)은 분쇄공간(141)의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 제1 분쇄축(151)의 일단은 분쇄공간(141)의 일측 내벽에 베어링을 매개로 결합되고 타단은 분쇄공간(141)의 타측 내벽을 향해 연장되는 자유단 형태로 이루어질 수 있다.

제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153)는 제1 분쇄축(151) 외측으로 결합된 제1 분쇄모듈(154)의 이동을 제한하기 위한 구성으로서, 제1 분쇄모듈(154)은 제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153) 사이에 압착 보관이 이루어질 수 있다.

제1 일측커버(152)는 제1 분쇄축(151)의 일측에 결합될 수 있으며 제1 타측커버(153)는 제1 일측커버(152)와 마주하도록 상기 제1 분쇄축(151)의 타단에서 일정 간격 이격된 상태로 분쇄공간(141)의 타측 내벽에 베어링을 매개로 제자리 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이에 따라 제1 타측커버(153)와 제1 분쇄축(151) 사이에 일정 간격 유격이 확보될 수 있고, 이 유격으로 제1 분쇄모듈(154)을 통해 분쇄된 분체가 통과해 배출관(130)의 제1 배출로(131)로 배출될 수 있다.

이때, 제1 타측커버(153)에는 상기 배출관(130)의 제1 배출로(131)와 연통되는 제2 배출로(153a)가 형성되어 제1 분쇄모듈(154)로부터 형성된 분체를 상기 제1 배출로(131)를 향해 배출할 수 있도록 한다.

제1 분쇄모듈(154)은 제1 분쇄축(151)의 회전구동에 따라 회전하면서 분쇄공간(141) 중앙으로 모인 원료를 분쇄하기 위한 구성으로, 특히, 날카로운 칼날 등으로 원료를 절단 분쇄하는 방식이 아닌 원료에 강한 마찰력을 가해 원료가 미세한 입도를 가지는 분체로 형성되어질 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

제1 분쇄모듈(154)은 복수 개가 제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153) 사이 구간에서 상기 제1 분쇄축(151)의 외측으로 축방향을 따라 연속 결합되는 구조로 이루어질 수 있으며, 이때 인접한 제1 분쇄모듈(154) 사이에는 제1 이격판(155)이 개재되어 각각의 제1 분쇄모듈(154) 사이를 일정 간격 이격시킬 수 있도록 한다.

먼저, 제1 분쇄모듈(154)은 크게 내부하우징(10), 외부하우징(20) 및 분쇄볼(30)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

내부하우징(10)은 링 형상으로, 제1 분쇄축(151)의 외주면에 결합되고 외주면에 내부수용홈(11)이 함몰 형성되는 구조를 갖춘다.

내부하우징(10)의 내경은 제1 분쇄축(151)의 직경과 동일하게 이루어지도록 하여 내부하우징(10)이 제1 분쇄축(151) 상에 끼움 결합이 이루어져 제1 분쇄축(151)이 회전할 때 이와 연동하여 회전이 이루어질 수 있도록 한다.

내부수용홈(11)은 내부하우징(10)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 내부수용홈(11)에는 복수 개의 분쇄볼(30)의 내측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

다음으로, 외부하우징(20)은 전술한 내부하우징(10)과 마찬가지로 링 형상으로 이루어질 수 있으며, 내부로 상기 내부하우징(10)이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈(21)이 함몰 형성되는 구조로 이루어진다.

외부수용홈(21)은 외부하우징(20)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 외부수용홈(21)에는 내부수용홈(11)에 수용되지 아니한 복수 개의 분쇄볼(30)의 외측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

외부하우징(20)의 내경은 내부하우징(10)의 외경보다 크게 형성되어 내부하우징(10)의 동심원 상에서 외측 방향으로 이격 배치될 수 있으며, 서로 이격된 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에 분쇄볼(30)이 개재되어 외부하우징(20), 내부하우징(10) 및 분쇄볼(30)이 각기 상대적으로 슬립 가능하게 마련되어지는 구조가 갖춰진다.

도시하지 않았지만 외부하우징(20)의 외측을 압착하는 구성을 통해 내부하우징(10)이 회전하더라도 외부하우징(20)이 회전되지 아니하도록 구성할 수도 있다.

분쇄볼(30)은 내부수용홈(11)과 외부수용홈(21)에 상호 개재되어 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에서 구름되는 구성으로, 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에 개재된 분쇄볼(30)은 외부하우징(20)과 내부하우징(10)을 상대 회전 가능하게 일정 간격 이격 지지하는 역할과 더불어, 내부수용홈(11) 내지 외부수용홈(21)으로 유입되어진 원료에 마찰에 의한 전단 내지 압축력을 가해 원료를 분쇄하는 역할을 수행한다.

분쇄볼(30)은 복수 개가 원주방향을 따라 배열되어질 수 있으며, 원료는 분쇄볼(30)과 내부수용홈(11) 및 외부수용홈(21) 사이의 미세하게 이격된 공간으로 유입되는 한편, 제1 분쇄축(151)이 회전구동됨에 따라 내부하우징(10)이 이와 함께 회전하면 내부하우징(10), 외부하우징(20) 및 분쇄볼(30) 사이에 개재된 원료의 분쇄작용이 일어날 수 있다.

이때, 외부하우징(20)의 내경보다 내부하우징(10)의 외경이 작게 형성되는바, 외부하우징(20)과 내부하우징(10)은 서로 일정 간격 이격 구성될 수 있으며, 이에 따라, 제1 분쇄모듈(154)의 일측면과 타측면에는 분쇄볼(30)을 향하는 방향으로 폐쇄링 형태의 개구부위(40)가 개구되어 원료를 인접한 제1 분쇄모듈(154) 사이로 이동시킬 수 있게 있다.

예컨대, 일측의 개구부위(40)로 인입된 원료는 제1 분쇄모듈(154) 내부에서 분쇄되어진 후 타측의 개구부위(40)를 통해 제1 분쇄모듈(154)의 외측으로 배출되어질 수 있다.

이때, 복수 개의 제1 분쇄모듈(154) 각각의 개구부위(40)는 동일선상에 마련되도록 하여 하나의 제1 분쇄모듈(154)을 통과한 원료가 다시 인접한 제1 분쇄모듈(154)로의 전달이 반복적으로 이루어질 수 있도록 해 원료의 연쇄적인 분쇄작용을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 제1 분쇄부재(150) 내부로 유입된 원료는 제1 분쇄축(151)의 외측으로 결합된 복수의 제1 분쇄모듈(154)을 일렬로 통과하면서 분체로 분쇄되어질 수 있는 한편, 연속된 제1 분쇄모듈(154)에 의해 분쇄되어 가장 타측에 위치한 제1 분쇄모듈(154)로 이동된 원료는 제1 타측커버(153)와 제1 분쇄축(151) 사이에 마련된 유격 및 제1 타측커버(153)에 형성된 제2 배출로(153a)를 통해 배출관(130)의 제1 배출로(131)로 배출될 수 있다.

제1 이격판(155)은 각각의 인접한 제1 분쇄모듈(154) 사이에 개재되어 인접한 제1 분쇄모듈(154)을 일정 간격 이격시킬 수 있다.

이때, 복수 개의 제1 이격판(155) 각각은 원형의 박판 형태로서, 제1 분쇄축(151)의 외측으로 결합 가능하도록 중앙에 축결합홀(155a)이 관통 형성되는 구조를 갖추고, 특히, 제1 이격판(155)의 외경은 내부하우징(10)의 외경과 동일하게 이루어질 수 있도록 하여 제1 이격판(155)이 개구부위(40)를 차폐하지 아니하도록 한다.

만일, 제1 이격판(155) 일부가 개구부위(40)를 차폐하게 될 경우 개구부위(40)로의 원료 이동이 원활해지지 못하여 원료의 유동성이 저하되는 문제가 발생한다.

또한, 제1 이격판(155)은 인접한 제1 분쇄모듈(154)의 내부하우징(10) 사이 공간을 실링해 줌으로써 제1 분쇄모듈(154)에서 배출된 원료가 제1 분쇄축(151)을 향하는 미세 부위에 고착되지 아니하도록 한다.

제1 이격판(155)에 의해 인접한 제1 분쇄모듈(154) 사이에는 제1 이격판(155)의 두께 만큼의 이격공간(155b)이 형성될 수 있으며, 상기 이격공간(155b)으로 제1 분쇄모듈(154) 내부를 향해 원료가 유입 또는 배출될 수 있도록 한다.

즉, 제2 분쇄부재(160)를 통해 분쇄되어 드럼(140) 중앙으로 이동된 원료 중에서 이격공간(155b)으로 유입될 수 있을 정도의 적정 입도가 형성된 분체는 이격공간(155b)을 통해 제1 분쇄모듈(154) 내측으로 유입이 이루어지는 한편, 원료 주입 압력에 따라 제1 분쇄모듈(154) 내부로 유입된 원료는 복수의 제1 분쇄모듈(154)을 연속적으로 통과하며 재차 분쇄공정을 거쳐 타측을 향해 이동하면서, 적정 입도를 가진 상태로 배출관(130)을 통해 배출될 수 있다.

제1 이격판(155)은 인접한 제1 분쇄모듈(154)이 서로 간섭되지 아니하도록 함으로써 회전시 마찰열의 발생을 방지하도록 하고, 제1 이격판(155)에 의해 형성된 이격공간(155b)으로는 분쇄된 분체 뿐만 아니라, 분쇄 과정에서 발생하는 열기를 배출하는 통로로 활용할 수 있도록 하여, 제1 분쇄모듈(154)의 과열을 방지하고, 나아가 분체의 열변형에 의한 변질을 방지해 충분한 상품성을 보장할 수 있도록 한다.

특히, 각각의 이격공간(155b)은 제1 분쇄축(151)의 축방향에 대해 수직인 일직선 방향으로 형성되도록 하여 분체와 열기의 배출 효율을 극대화시킬 수 있는 구조를 갖춘다.

한편, 분쇄효율을 보다 향상시킬 수 있도록, 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에는 상기 분쇄볼(30)보다 작은 직경의 분쇄비즈를 장입할 수 있다.

이때, 분쇄비즈는 외부하우징(20)과 내부하우징(10) 사이의 개구부위(40)에 개재될 수 있도록 하여 분쇄볼(30)과의 직접적인 중첩을 방지하고, 내부하우징(10)의 회전시 개구부위(40) 내에서 원료와 혼합하면서 원료에 물리적인 충격을 가해 원료를 분쇄한다.

즉, 분쇄비즈는 분쇄볼(30)에 의한 분쇄 직전, 원료를 적절히 해리시키는 보조적인 분쇄역할을 수행할 수 있다.

그리고, 분쇄비즈는 원료가 분쇄볼(30)에 미치지 아니하더라도, 분쇄모듈 내부에서 항시 분쇄작용이 일어날 수 있도록 함으로써 분쇄효율을 극대화시킬 수 있도록 한다.

분쇄비즈는 분쇄볼(30)보다 작은 직경을 가지되 이격공간(155b)으로는 배출되지 아니하도록 이격공간(155b)의 간격보다는 큰 직경을 가지는 구 형태로 이루어질 수 있도록 하여 분체와 함께 이동공간으로 임의 배출되지 아니하도록 하는 구조를 갖춘다.

제1 이격봉(156)은 제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153)에 상호 결합되어 제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153)를 이격 지지하는 역할을 담당하는 구성으로서, 제1 분쇄모듈(154)에서 일정 간격 이격된 상태로 복수 개가 제1 일측커버(152)와 제1 타측커버(153)의 둘레방향을 따라 등간격으로 회전 배열되어 원료가 무리 없이 통과할 수 있도록 하고, 분쇄공간(141) 내에서 제1 분쇄부재(150)의 자체 회전에 따라 주위 원료를 적절히 교반작용할 수 있도록 한다.

다음으로, 복수 개의 제2 분쇄부재(160) 각각은 크게 제2 분쇄축(161), 제2 일측커버(162), 제2 타측커버(163), 제2 분쇄모듈(164) 및 제2 이격봉(166)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 제2 분쇄축(161)은 분쇄공간(141)의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 제2 분쇄축(161)의 일단은 분쇄공간(141)의 일측 내벽을 향하는 자유단 형태이고 타단은 분쇄공간(141)의 타측 내벽에 베어링을 매개로 결합될 수 있다.

제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163)는 제2 분쇄축(161) 외측으로 결합된 제2 분쇄모듈(164)의 이동을 제한하기 위한 구성으로서, 제2 분쇄모듈(164)은 제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163) 사이에 압착 보관이 이루어질 수 있다.

제2 일측커버(162)는 분기 형성된 제2 주입로(142)의 대응위치에 제자리 회전 가능하게 설치되고, 제2 타측커버(163)는 제2 일측커버(162)와 마주하도록 제2 분쇄축(161)의 타측에 결합될 수 있다.

이때, 제2 일측커버(162)는 제2 분쇄축(161)의 일단에서 일정 간격 이격된 상태로 분쇄공간(141)의 일측 내벽에 베어링을 매개로 제자리 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이에 따라 제2 일측커버(162)와 제2 분쇄축(161) 사이에 일정 간격 유격이 확보될 수 있고, 이 유격으로 제2 주입로(142)를 통해 주입된 원료가 통과해 제2 분쇄모듈(164)로 유입될 수 있다.

이때, 제2 일측커버(162)에는 상기 제2 주입로(142)와 연통되는 제3 주입로(162a)가 형성되어 제2 주입로(142)로부터 주입된 원료가 제2 분쇄모듈(164)을 향해 주입될 수 있다.

제2 분쇄모듈(164)은 전술한 제1 분쇄모듈(154)과 동일한 구성 및 작용을 가지므로 전술한 제1 분쇄모듈(154)과 동일한 도면부호를 사용하였음을 유의하여야 한다.

예컨대, 제2 분쇄모듈(164)은 복수 개가 제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163) 사이 구간에서 상기 제2 분쇄축(161)의 외측으로 축방향을 따라 연속 결합되는 구조로 이루어질 수 있으며, 마찬가지로 인접한 제2 분쇄모듈(164) 사이에는 제2 이격판(165)이 개재될 수 있다.

먼저, 제2 분쇄모듈(164)은 크게 내부하우징(10), 외부하우징(20) 및 분쇄볼(30)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

내부하우징(10)은 링 형상으로, 제2 분쇄축(161)의 외주면에 결합되고 외주면에 내부수용홈(11)이 함몰 형성되는 구조를 갖춘다.

내부하우징(10)의 내경은 제2 분쇄축(161)의 직경과 동일하게 이루어지도록 하여 내부하우징(10)이 제2 분쇄축(161) 상에 끼움 결합이 이루어져 제2 분쇄축(161)이 회전할 때 이와 연동하여 회전이 이루어질 수 있도록 한다.

내부수용홈(11)은 내부하우징(10)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 내부수용홈(11)에는 복수 개의 분쇄볼(30)의 내측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

다음으로, 외부하우징(20)은 전술한 내부하우징(10)과 마찬가지로 링 형상으로 이루어질 수 있으며, 내부로 상기 내부하우징(10)이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈(21)이 함몰 형성되는 구조로 이루어진다.

외부수용홈(21)은 외부하우징(20)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 외부수용홈(21)에는 내부수용홈(11)에 수용되지 아니한 복수 개의 분쇄볼(30)의 외측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

외부하우징(20)의 내경은 내부하우징(10)의 외경보다 크게 형성되어 내부하우징(10)의 동심원 상에서 외측 방향으로 이격 배치될 수 있으며, 서로 이격된 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에 분쇄볼(30)이 개재되어 외부하우징(20), 내부하우징(10) 및 분쇄볼(30)이 각기 상대적으로 슬립 가능하게 마련되어지는 구조가 갖춰진다.

도시하지 않았지만 외부하우징(20)의 외측을 압착하는 구성을 통해 내부하우징(10)이 회전하더라도 외부하우징(20)이 회전되지 아니하도록 구성할 수도 있다.

분쇄볼(30)은 내부수용홈(11)과 외부수용홈(21)에 상호 개재되어 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에서 구름되는 구성으로, 내부하우징(10)과 외부하우징(20) 사이에 개재된 분쇄볼(30)은 외부하우징(20)과 내부하우징(10)을 상대 회전 가능하게 일정 간격 이격 지지하는 역할과 더불어, 내부수용홈(11) 내지 외부수용홈(21)으로 유입되어진 원료에 마찰에 의한 전단 내지 압축력을 가해 원료를 분쇄하는 역할을 수행한다.

분쇄볼(30)은 복수 개가 원주방향을 따라 배열되어질 수 있으며, 원료는 분쇄볼(30)과 내부수용홈(11) 및 외부수용홈(21) 사이의 미세하게 이격된 공간으로 유입되는 한편, 제2 분쇄축(161)이 회전구동됨에 따라 내부하우징(10)이 이와 함께 회전하면 내부하우징(10), 외부하우징(20) 및 분쇄볼(30) 사이에 개재된 원료의 분쇄작용이 일어날 수 있다.

이때, 외부하우징(20)의 내경보다 내부하우징(10)의 외경이 작게 형성되는바, 외부하우징(20)과 내부하우징(10)은 서로 일정 간격 이격 구성될 수 있으며, 이에 따라, 제2 분쇄모듈(164)의 일측면과 타측면에는 분쇄볼(30)을 향하는 방향으로 폐쇄링 형태의 개구부위(40)가 개구되어 원료를 인접한 제2 분쇄모듈(164) 사이로 이동시킬 수 있게 있다.

예컨대, 일측의 개구부위(40)로 인입된 원료는 제2 분쇄모듈(164) 내부에서 분쇄되어진 후 타측의 개구부위(40)를 통해 제2 분쇄모듈(164)의 외측으로 배출되어질 수 있다.

이때, 복수 개의 제2 분쇄모듈(164) 각각의 개구부위(40)는 동일선상에 마련되도록 하여 하나의 제2 분쇄모듈(164)을 통과한 원료가 다시 인접한 제2 분쇄모듈(164)로의 전달이 반복적으로 이루어질 수 있도록 해 원료의 연쇄적인 분쇄작용을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 제2 분쇄부재(160) 내부로 유입된 원료는 제2 분쇄축(161)의 외측으로 결합된 복수의 제2 분쇄모듈(164)을 일렬로 통과하면서 분체로 분쇄되어질 수 있는 한편, 연속된 제2 분쇄모듈(164)에 의해 분쇄된 분쇄물은 제2 이격판(165)에 의해 형성된 이격공간(155b)을 통해 드럼(140)의 분쇄공간(141)으로 배출될 수 있다.

제2 이격판(165)은 각각의 인접한 제2 분쇄모듈(164) 사이에 개재되어 인접한 제2 분쇄모듈(164)을 일정 간격 이격시킬 수 있다.

이때, 복수 개의 제2 이격판(165) 각각은 원형의 박판 형태로서, 제2 분쇄축(161)의 외측으로 결합 가능하도록 중앙에 축결합홀(165a)이 관통 형성되는 구조를 갖추고, 특히, 제2 이격판(165)의 외경은 내부하우징(10)의 외경과 동일하게 이루어질 수 있도록 하여 제2 이격판(165)이 개구부위(40)를 차폐하지 아니하도록 한다.

제2 이격판(165)에 의해 인접한 제2 분쇄모듈(164) 사이에는 제2 이격판(165)의 두께 만큼의 이격공간(165b)이 형성될 수 있으며, 상기 이격공간(165b)으로 분쇄된 분쇄물이 분쇄공간(141)을 향해 유출될 수 있다.

즉, 이격공간(165b)을 통과할 정도로 분쇄된 분쇄물만이 제2 분쇄부재(160)에서 배출되어 제1 분쇄부재(150)로 전달될 수 있게 된다.

제2 분쇄부재(160)에도 전술한 분쇄비즈가 적용될 수 있음은 물론이다.

제2 이격봉(166)은 제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163)에 상호 결합되어 제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163)를 이격 지지하는 역할을 담당하는 구성으로서, 제2 분쇄모듈(164)에서 일정 간격 이격된 상태로 복수 개가 제2 일측커버(162)와 제2 타측커버(163)의 둘레방향을 따라 등간격으로 회전 배열되어 원료가 무리 없이 통과할 수 있도록 하고, 분쇄공간(141) 내에서 제2 분쇄부재(160)의 자체 회전에 따라 주위 원료를 적절히 교반작용할 수 있도록 한다.

도시하지 않았지만 드럼(140)에는 상기 분쇄공간(141) 주변으로 냉각유체가 이동하는 냉각유로가 형성될 수 있다. 냉각유로에는 냉각부가 연결되어 드럼(140)으로 냉각수를 순환시킴으로써 분쇄공간(141) 내에서 원료의 분쇄시 발생하는 발열을 적절히 냉각시킬 수 있도록 한다.

이때, 냉각유체를 이송하는 냉각수배관의 경우 일단은 냉각유로에 연결되고, 타단은 제1 축부재(4a) 내부를 통과해 제1 축부재(4a) 단부에 결합된 제1 로터리조인트(4c)에 연결될 수 있으며, 상기 냉각부는 제1 로터리조인트(4c)에 냉각유체를 주입하여 냉각유체를 드럼(140) 내부로 순환시킬 수 있다. 이에 따라, 냉각수배관이 분쇄부(100)의 회전에도 꼬이지 아니하게 되는 구조가 갖춰진다.

아울러, 본 발명에 따른 공자전 볼밀은 원료의 분쇄 과정에서 원료에 반응제를 반응시킴으로써 보다 고품질의 분체 제조가 이루어질 수 있도록 한다.

반응제는 분쇄 공정을 거친 후 별도 라인에서 진행이 이루어지는 것이 통상적인바 이에 따라, 분체 제조 과정이 복잡해짐은 물론, 추가 설비 마련에 의한 제조 단가 상승의 문제가 있었으나, 본 실시예에서는 분쇄와 반응제와의 반응을 동시에 수행할 수 있는 보다 효과적인 구조를 갖추도록 하였다.

본 설명에서 반응제라 함은 원료에 화학 반응을 일으켜 물성을 개선하기 위한 수단으로서, 원료의 종류, 분체의 사용 목적 등에 따라 달라질 수 있고 또한, 습식 분쇄 목적으로서, 윤활 역할을 하기 위한 윤활제로 대체되는 등 특별히 한정하지 아니하고, 다양한 것들이 사용될 수 있음을 밝힌다.

보다 구체적으로, 주입관(120)과 배출관(130) 중 적어도 어느 한 곳에는 분기관(70)이 결합될 수 있다.

이때, 주입관(120)에 결합된 분기관(70)을 제1 분기관(70-1), 배출관(130)에 결합된 분기관(70)을 제2 분기관(70-2)이라 한다.

아울러, 본 발명에 따른 공자전 볼밀은 제1 분기관(70-1)과 연결되어 제1 분기관(70-1)을 향해 분쇄될 원료를 주입하는 원료주입부(80) 및 제1, 2 분기관(70) 및 드럼(140) 중 적어도 어느 하나 이상에 연결되어 반응제를 주입하는 반응제주입부(90)를 더 포함할 수 있다.

제1 분기관(70-1)에는 원료주입부(80) 및 반응제주입부(90)가 각각 연결되어 제1 분기관(70-1)을 향해 분쇄될 원료와 반응제의 주입이 이루어질 수 있도록 한다.

제2 분기관(70-2)에는 반응제주입부(90) 및 회수배관(82)이 각각 연결되어 제2 분기관(70-2)을 향해 반응제의 주입 및 분체를 회수처리할 수 있도록 한다.

먼저, 분기관(70)은 주입관(120)과 배출관(130) 중 적어도 어느 한 곳에 연결된 상태에서 적어도 제1 브랜치(71)와 제2 브랜치(72)가 양쪽으로 분기 형성되는 구조를 갖춘다.

이때, 제1 분기관(70-1)의 제1 브랜치(71)에는 반응제주입부(90)가 연결되어 제1 분기관(70-1)을 향해 반응제를 주입할 수 있으며, 제2 브랜치(72)에는 원료주입부(80)가 연결되어 제1 분기관(70-1)을 향해 원료를 주입할 수 있도록 한다.

아울러, 제2 분기관(70-2)의 제1 브랜치(71)에는 반응제주입부(90)가 연결되어 제2 분기관(70)을 향해 반응제를 주입할 수 있으며, 제2 브랜치(72)에는 회수배관(82)이 연결되어 배출관(130)의 분체를 흡입해 회수처리할 수 있다.

이에 따라, 제1 분기관(70-1) 내부에서는 드럼(140) 내부로 주입되기 전 원료에 반응제가 1차적으로 반응될 수 있고 제2 분기관(70-2) 내부에서는 제조된 분체가 배출되는 와중에 2차적으로 반응제를 반응시킬 수 있다.

한편, 제1 분기관(70-1) 내에서 반응제에 의해 1차적으로 반응된 원료는 드럼(140) 내부로 주입될 수 있고, 이때, 제2 브랜치(72)는 주입관(120)에 평행하게 연장되고 제1 브랜치(71)는 상기 제2 브랜치(72)의 수직 방향으로 연장되어 반응제는 분기관(70)을 통과하는 원료의 주입 경로에 수직 방향으로 교차 주입이 이루어질 수 있도록 한다.

아울러, 제2 분기관(70)의 제2 브랜치(72)는 배출관(130)에 평행하게 연장되고 제1 브랜치(71)는 상기 제2 브랜치(72)의 수직 방향으로 연장되어 반응제는 제2 분기관(70)을 통과하는 분체의 주입 경로에 수직 방향으로 교차 주입이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 분기관(70) 내부로 주입된 반응제와 원료 또는 분체가 서로 수직 방향에서 교차하여 충돌이 이루어질 수 있기 때문에 반응제와 원료 또는 분체의 접촉 가능성이 현저하게 높아지게 되고 분기관(70) 내에서 강하게 분산되어 혼합 효율을 증가시키는 구조가 갖춰지게 된다.

첨부된 도면에서는 반응제와 원료가 이동되는 방향을 점선을 통해 예시적으로 도시하였다.

경우에 따라, 반응제주입부(90)는 분기관(70) 뿐만 아니라 드럼(140)의 분쇄공간(141)을 향해 반응제를 직접 주입하여 분쇄 과정에서도 원료와 반응제를 서로 노출시킬 수도 있다.

즉, 본 실시예에서의 반응제주입부(90)는 분기관(70)과 드럼(140)에 동시에 연결되어 반응제를 각각 개별적으로 주입할 수도 있다.

본 실시예에서의 반응제주입부(90)는 일례로, 제1 반응제배관(91), 제1 노즐(92), 제2 반응제배관(93) 및 제2 노즐(94)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 제1 반응제배관(91)과 제2 반응제배관(93)은 반응제가 이동하는 배관으로서 주입관(120)과 배출관(130)에 각각 결합된 분기관(70)의 제1 브랜치(71)에 직결될 수 있도록 양 쪽으로 분기 형성될 수 있다.

제1 분기관(70-1)의 제1 브랜치(71)로 직결된 제1 반응제배관(91)과 제2 분기관(70-2)의 제1 브랜치(71)로 직결된 제2 반응제배관(93)의 단부에는 상기 제1 노즐(92) 및 제2 노즐(94)이 각각 결합되어 제1 반응제배관(91) 및 제2 반응제배관(93)으로 이동된 반응제를 분기관(70) 내부로 주입할 수 있다.

이때, 제1 반응제배관(91)과 제2 반응제배관(93)은 전술한 냉각수배관의 연결 방식과 마찬가지로, 제2 축부재(4b) 내부를 통과해 제2 축부재(4b) 단부에 결합된 제2 로터리조인트(4d)에 연결될 수 있으며, 별도 도시되지 아니한 반응제공급탱크가 제2 로터리조인트(4d)에 연결되어 제2 로터리조인트(4d)에 반응제를 주입하여 반응제를 분쇄부(100)를 향해 공급할 수 있고, 이에 따라, 제1 반응제배관(91)과 제2 반응제배관(93)이 분쇄부(100)의 회전에 의해 꼬이지 아니하게 되는 구조가 갖춰질 수 있다.

이에 따라, 반응제가 분쇄 전 및 분쇄 후 원료와 분체 상에 직접 혼합이 이루어지게 되므로, 원료의 분쇄와 반응제의 반응을 동시에 시킬 수 있는 구조가 갖춰지게 되며, 이에 따라 원료와 반응제의 별도 혼합을 위한 구성을 배제하더라도 원료와 반응제가 보다 효과적으로 분산이 이루어질 수 있게 되는 유리한 효과를 기대할 수 있다.

특히, 반응제주입부(90)는 분기관(70)을 향해 반응제를 주입하여 분쇄 전 단일 원료에 1차적으로 반응제를 반응시킨 후, 분쇄 된 분체 상에 2차적으로 반응제를 반응시킬 수 있기 때문에 원료와 반응제의 접촉 가능성이 매우 높아지게 되어 반응 효율이 대폭 향상되는 유리한 효과를 기대할 수 있게 된다.

다음으로, 원료주입부(80)는 분기관(70)을 향해 원료를 주입할 수 있는 선에서 다양하게 실시될 수 있으며, 예컨대 원료를 이송하는 원료이송배관(81)의 경우 전술한 냉각수배관의 연결 방식과 동일하게, 제2 축부재(4b) 내부를 통과해 제2 축부재(4b) 단부에 결합된 제2 로터리조인트(4d)에 연결될 수 있으며, 별도 도시되지 아니한 원료탱크가 제2 로터리조인트(4d)에 연결되어 제2 로터리조인트(4d)에 원료를 주입하여 원료를 분쇄부(100)를 향해 공급할 수 있고, 이에 따라, 원료이송배관(81)이 분쇄부(100)의 회전에 의해 꼬이지 아니하게 되는 구조가 갖춰진다.

전술한 냉각수배관, 제1,2 반응제배관, 원료이송배관, 회수배관 등의 연결 방식은 회전하는 분쇄부(100)에 냉각유체, 반응제, 원료 등을 연속적으로 주입 또는 회수할 수 있는 선에서 적절히 변형실시될 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 드럼(140)의 분쇄공간(141) 내에서 원료가 이동하는 과정을 예시적으로 설명한다.

먼저, 원료의 주입이 개시되면 원료는 주입관(120)의 제1 주입로(121)로 이동한다. 이 후 분기 형성된 제2 주입로(142)를 통해 적절히 배분되어 제2 분쇄부재(160)의 제3 주입로(162a)를 통해 제2 분쇄모듈(164)로 전달된다.

이에, 원료는 서로 인접 배치된 복수의 제2 분쇄모듈(164)을 통과하며 제2 분쇄축(161)의 타측 방향으로 이동하며 분쇄가 이루어지게 되며 인접한 제2 분쇄모듈(164) 사이의 이격공간(165b)으로 통과할 정도의 입도를 가진 분쇄물은 이격공간(165b)을 통해 제2 분쇄모듈(164) 사이를 빠져 나와 드럼(140)의 분쇄공간(141)으로 유출되며 지속적인 원료의 주입 압력, 드럼(140)에 가해지는 원심력 등에 따라 분쇄공간(141)의 중심으로 점차 밀려나 제1 분쇄부재(150)로 자연스럽게 유입된다.

이때, 제1 분쇄부재(150)로 유입되는 원료는 인접한 제1 분쇄모듈(154) 사이의 이격공간(155b)을 통해 제1 분쇄부재(150) 내부로 유입될 수 있고, 전술한 제2 분쇄부재(160)에서의 분쇄작용과 동일하게 제1 분쇄축(151)의 타측 방향으로 이동하며 분쇄된 뒤 이렇게 형성된 분체는 제1 타측커버(153)의 제2 배출로(153a)를 통해 배출관(130)의 제1 배출로(131)로 배출될 수 있게 된다.

정리하면, 본 발명에 따른 볼밀은 날카롭게 정련된 칼날 없이도 ,구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈을 통한 강한 마찰력으로 원료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈 자체가 날카로운 칼날을 형성하는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 칼날 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 칼날 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 분쇄 과정에서 열에 의한 원료의 변질을 방지하고, 원료를 보다 미립화시킬 수 있도록 하며, 건식 원료 뿐만 아니라, 습식 원료의 분쇄시에도 열발생을 적절히 해소해 원료가 쉽게 고착되지 아니하고 원활하게 분쇄작용이 일어날 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 지지부
3: 스윙구동부
100: 분쇄부
110: 케이스
120: 주입관
130: 배출관
140: 드럼
150: 제1 분쇄부재
160: 제2 분쇄부재

Claims (10)

1. 원료를 분쇄 처리하는 분쇄부;를 포함하며,
   상기 분쇄부는,
   케이스;
   상기 케이스의 내부에 제자리 회전 가능하게 설치되되, 동축상에서 서로 일정 간격 이격 배치되는 중공형상의 주입관과 배출관;
   내부로 분쇄공간이 형성되며 상기 주입관과 배출관 사이에 장착되는 드럼;
   상기 드럼의 분쇄공간에 제자리 회전 가능하게 설치되되, 적어도 어느 하나는 상기 주입관과 배출관 사이 동축상에 배치되고, 나머지는 주입관과 배출관에서 일정 간격 편심된 상태로 배치되는 복수 개의 분쇄부재;
   상기 드럼을 회전구동시키는 제1 회전구동기;
   상기 배출관을 회전구동시키는 제2 회전구동기; 및
   상기 배출관과 복수 개의 분쇄부재를 연결하여 배출관의 회전에 따라 각각의 분쇄부재가 제자리 회전되도록 하는 동력연결장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 분쇄부재는,
   상기 분쇄공간의 중앙에 배치되어 주입관과 배출관 사이의 동축상에 배치되는 제1 분쇄부재; 및
   상기 제1 분쇄부재의 주변으로 일정 거리 편심된 지점에 배치되어 상기 분쇄공간의 외곽으로 이격 배치되는 복수 개의 제2 분쇄부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 드럼의 일단에는 주입관의 제1 주입로와 연통되어 주입관으로 주입되는 원료를 분쇄공간으로 안내하는 제2 주입로가 형성되되, 상기 제2 주입로는 각각의 제2 분쇄부재를 향해 방사상으로 분기 형성되어 제2 주입로의 원료가 상기 복수 개의 제2 분쇄부재로만 공급되는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 분쇄부재는,
   상기 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제1 분쇄축;
   상기 제1 분쇄축의 일측에 결합되는 제1 일측커버;
   상기 제1 일측커버와 마주하도록 상기 제1 분쇄축의 타단에서 일정 간격 이격된 상태로 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제1 타측커버; 및
   상기 제1 일측커버와 제1 타측커버 사이 구간에서 상기 제1 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 제1 분쇄모듈;을 포함하며,
   상기 제1 타측커버에는 상기 배출관의 제1 배출로와 연통되는 제2 배출로가 형성되어 제1 분쇄모듈로부터 형성된 분체를 상기 제1 배출로를 향해 배출하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 분쇄부재는,
   상기 제1 일측커버와 제1 타측커버에 상호 결합되어 제1 일측커버와 제1 타측커버를 이격 지지하는 제1 이격봉;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 복수 개의 제2 분쇄부재 각각은,
   분기 형성된 제2 주입로의 대응위치에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제2 일측커버;
   상기 분쇄공간의 내벽에 제자리 회전 가능하게 설치되는 제2 분쇄축;
   상기 제2 분쇄축의 타측에 결합되는 제2 타측커버; 및
   상기 제2 일측커버와 제2 타측커버 사이 구간에서 상기 제2 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 제2 분쇄모듈;을 포함하며,
   상기 제2 일측커버에는 상기 제2 주입로와 연통되는 제3 주입로가 형성되어 제2 주입로로부터 주입된 원료를 제2 분쇄모듈을 향해 주입하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수 개의 제2 분쇄부재 각각은,
   상기 제2 일측커버와 제2 타측커버에 상호 결합되어 제2 일측커버와 제2 타측커버를 이격 지지하는 제2 이격봉;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수 개의 제1 분쇄모듈과 제2 분쇄모듈 각각은,
   링 형상으로, 상기 제1 분쇄축과 제2 분쇄축의 외주면에 각각 결합되고 외주면에 내부수용홈이 함몰 형성되는 내부하우징;
   링 형상으로, 내부로 상기 내부하우징이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈이 함몰 형성되는 외부하우징; 및
   상기 내부수용홈과 외부수용홈에 상호 개재되어 내부하우징과 외부하우징 사이에서 구름되는 복수 개의 분쇄볼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
9. 청구항 8에 있어서,
   인접한 제1 분쇄모듈과 제2 분쇄모듈 각각의 사이에는 제1 이격판이 개재되는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.
10. 청구항 1에 있어서,
    내부로 회전공간이 마련된 지지부; 및
    상기 분쇄부와 연결되어 상기 분쇄부가 회전공간 내에서 회전되도록 회전구동시키는 스윙구동부;를 더 포함하며,
    상기 스윙구동부는,
    상기 회전공간의 내측 벽면에 제자리 회전 가능하게 설치되되 상기 분쇄부와 연결되는 축부재;
    상기 지지부에 설치되는 스윙모터; 및
    상기 축부재와 스윙모터를 연결하여 상기 스윙모터의 구동력이 축부재에 전달되도록 하는 동력연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공자전 볼밀.