WO2023219338A1 - 로터리 킬른 - Google Patents

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WO2023219338A1
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condensation
pipe
assembly
raw material
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윤종설
류창석
노준석
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LG Chem Ltd
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    • F27B2007/2091—Means for eliminating compounds from gases by condensation, e.g. alkali metals
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators

Definitions

  • the present invention relates to a rotary kiln that can collect water vapor generated when heating raw powder and then remove it by condensing it into a liquid state.
  • secondary batteries refer to batteries that can be charged and discharged, unlike primary batteries that cannot be recharged. These secondary batteries are widely used in the field of high-tech electronic devices such as phones, laptop computers, and camcorders.
  • lithium secondary batteries which have high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate, have been commercialized and are widely used.
  • the lithium secondary battery uses lithium transition metal oxide as a cathode active material.
  • the cathode active materials include lithium cobalt oxide with a high operating voltage and excellent capacity characteristics, lithium nickel oxide with a high reversible capacity of about 200 mAh/g and easy to implement large-capacity batteries, and lithium nickel with some of the nickel replaced with cobalt.
  • Cobalt oxide, lithium nickel cobalt metal oxide in which part of nickel is replaced with manganese, cobalt or aluminum, lithium manganese-based oxide with excellent thermal stability and low cost, and lithium iron phosphate with excellent stability are used.
  • the above-described positive electrode active material is manufactured by mixing a precursor for producing a positive electrode active material and a lithium raw material, then putting it in a heating device and firing it at a high temperature.
  • a rotary kiln may be used as the heating device.
  • the rotary kiln accommodates a precursor for producing a positive electrode active material and lithium raw material (hereinafter referred to as raw material powder), and rotates and mixes them in the horizontal direction.
  • the rotary kiln is provided on the outside of the rotating tube and heats the rotating tube to mix the raw material. It includes a heating element that heats and reacts the powder, a supply member that supplies raw material powder to the rotating tube, and a recovery member that recovers the raw material powder discharged from the rotating tube.
  • the raw material powder contains moisture. That is, when the raw material powder is heated, moisture evaporates and water vapor is generated. At this time, for smooth mixing and drying of the raw material powder, it is necessary to smoothly discharge and remove the water vapor generated inside the rotating tube.
  • the object of the present invention is to provide a rotary kiln that can collect water vapor generated when heating raw material powder outside the rotating tube and then remove it by condensing it into a liquid state.
  • a rotary kiln for firing raw material powder includes a firing device provided with a tube assembly that mixes raw material powder while rotating in a horizontally arranged state, and a heating assembly that heats the raw material powder mixed by the tube assembly; A supply assembly that is inserted into one end of the tube assembly and supplies raw material powder to the inside of the tube assembly, and a gas and vapor generated when heating the raw material powder supplied to the inside of the tube assembly and provided in one end of the tube assembly.
  • the collection assembly is connected to one end of the tube assembly and includes a chamber for collecting gas and water vapor discharged from the tube assembly, and the condensation device is provided inside the chamber through the supplied refrigerant to the chamber. It may include a condensation tube that condenses the water vapor trapped inside and liquefies it into a liquid state, a supply part that supplies refrigerant to the condensation tube, and a recovery part that recovers the refrigerant that has passed through the condensation tube.
  • the condensation device further includes a fixed plate on which the condensation pipe is installed, and one or more condensation plates connected to the condensation pipe and condensing water vapor by diffusing cold air transmitted from the condensation pipe, the condensation plate being connected to the tube. It may be provided long in a vertical direction perpendicular to the longitudinal direction of the assembly.
  • the fixing plate may be made of the same material as the condensation plate.
  • the supply assembly includes an input pipe inserted into one end of the tube assembly and into which the raw material powder is injected, and a transfer screw provided inside the injection pipe that moves the raw material powder in the direction of the tube assembly when rotating and supplies it to the tube assembly.
  • the condensation device may be installed close to the injection pipe.
  • the condensation device may further include a blocking plate provided in the injection pipe located at one end of the tube assembly and preventing the condensed liquid from flowing into the interior of the tube assembly along the injection pipe.
  • the blocking plate may have a disk shape surrounding the outer peripheral surface of the injection pipe.
  • the blocking plate may be provided so that its position can be adjusted in the longitudinal direction of the injection pipe.
  • the condensation device may further include a hopper provided on the bottom of the chamber, to recover the liquid falling from the condensation device and the liquid falling from the blocking plate, and to discharge the liquid to the outside.
  • the collection assembly further includes a protective member that seals between one end of the tube assembly and the chamber, and the protective member includes a fixed tube fixed to the chamber, a support tube supported on the outer peripheral surface of the tube assembly, the fixed tube and the support tube. It may include a connector in the form of a corrugated pipe connecting the .
  • It may further include a recovery member for recovering raw material powder discharged from the tube assembly.
  • the condensation tube is provided in a U' shape, and the supply part and the recovery part are respectively connected to both ends of the 'U' shaped condensation tube and may be provided to protrude out of the chamber.
  • the rotary kiln of the present invention includes a firing device, a feeding device, and a condensing device, so that water vapor generated when heating the raw material powder can be smoothly collected and removed by condensing it into a liquid state. In particular, malfunction of the supply device due to water vapor can be prevented.
  • FIG. 1 is a front view showing a rotary kiln according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an enlarged view of portion 'A' shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 1.
  • Figure 4 is an enlarged view of portion 'C' shown in Figure 1.
  • Figure 5 is an enlarged view of portion 'D' shown in Figure 1.
  • Figure 6 is an enlarged view showing the protective member of the recovery device of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing a rotary kiln according to a second embodiment of the present invention.
  • the rotary kiln according to the first embodiment of the present invention has a structure that can collect water vapor generated when heating raw material powder and remove the collected water vapor by condensing it into a liquid state. Accordingly, the water vapor generated inside the rotary kiln can be smoothly removed, and as a result, the raw material powder can be stably mixed and dried.
  • Figure 1 is a front view showing the entire rotary kiln according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an enlarged view of portion A shown in Figure 1
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line B-B shown in Figure 1.
  • the rotary kiln according to the first embodiment of the present invention is for calcining raw material powder and includes a calcining device 100, a feeding device 200, a condensing device 300, and a recovery device 400.
  • the firing device 100 includes a tube assembly 110 that mixes raw material powder while rotating in a horizontally arranged state, and a heating assembly 120 that heats the raw material powder mixed by the tube assembly 110. .
  • the tube assembly 110 has a structure that extends horizontally and has a double structure including an outer tube 111 and an inner tube 112 provided inside the outer tube 111.
  • the tube assembly 110 is made of a metal material with excellent thermal conductivity.
  • the tube assembly 110 may be made of nickel material.
  • the tube assembly 110 with this structure can smoothly mix the input raw material powder while rotating in the horizontal direction.
  • the heating assembly 120 is for heating the raw powder input into the tube assembly 110.
  • the heating assembly 120 is arranged to surround the outer peripheral surface of the tube assembly 110, and is structured to heat the raw material powder introduced into the tube assembly 110 by heating the outside of the tube assembly 110. It can be.
  • the heating assembly 120 is provided in a heating main body 121 that surrounds the outer surface of the tube assembly 110, and a heating main body 121 corresponding to the tube assembly 110, thereby forming the tube assembly. It includes a heating medium 122 that heats 110.
  • the heating medium may be any one of an electric heating element, SIC, Mo-Si, or gas burner.
  • the outer surface of the heating body 121 is made of a heat-resistant material to prevent the heat source of the heating medium 122 from being discharged outside.
  • the heating assembly 120 having this structure can smoothly heat the raw material powder mixed by the tube assembly 110.
  • the firing apparatus 100 includes a support member 130 that supports the tube assembly 110 so that it can rotate in the horizontal direction.
  • the support member 130 supports the rotary gear 131 while meshing with a rotary gear 131 provided in a form surrounding the outer peripheral surface of the tube assembly 110 and both sides of the bottom of the rotary gear 131. It includes a support portion 132 provided with a support gear 132a that rotates by the rotation gear 131.
  • the support member 130 rotates the rotation gear 131 in conjunction with the tube assembly 110, and the support gear 132a rotates due to the rotation gear 131.
  • the support gear 132a supports both sides of the bottom of the rotation gear 131, it can stably support the tube assembly 110 rotating in the horizontal direction.
  • the firing apparatus 100 includes a rotating member 140 that rotates the tube assembly 110 in the horizontal direction.
  • the rotating member 140 is engaged with a driving gear 141 that surrounds the outer peripheral surface of the tube assembly 110, and is engaged with the driving gear 141 and moves the tube assembly 110 through the driving gear 141. It includes a drive motor 142 that rotates in the horizontal direction.
  • the supply device 200 is for supplying raw material powder to the tube assembly and includes a supply assembly 210 and a collection assembly 220.
  • the supply assembly 210 is inserted into one end of the tube assembly 110 (the left end of the tube assembly as seen in FIG. 1) and has a structure to supply raw material powder to the inside of the tube assembly 110.
  • the supply assembly 210 is inserted into one end of the tube assembly 110 and has an input pipe 211 into which the raw material powder is injected. It is provided inside the input pipe 211 and, when rotated, feeds the raw material powder into the tube assembly 110. It includes a transfer screw 212 that moves in the direction and supplies it to the tube assembly 110.
  • the input pipe 211 has an inlet through which the raw material powder is introduced at one end, and an outlet through which the raw material powder is discharged into the tube assembly 110 at the other end.
  • the collection assembly 220 is provided at one end of the tube assembly 110 and has a structure to collect gas and water vapor generated when heating the raw material powder supplied into the tube assembly 110. That is, the collection assembly 220 has a structure that collects gas and water vapor discharged from one end of the tube assembly 110.
  • the collection assembly 220 is provided in a form that surrounds one end of the tube assembly 110 and includes a chamber 221 for collecting gas and water vapor discharged from the tube assembly 110, and the tube assembly 110. It includes a protective member 222 that seals between one end and the chamber 221.
  • Figure 4 is an enlarged view of portion C shown in Figure 1.
  • the protective member 222 connects the fixing tube 222a fixed to the chamber 221, the support tube 222b supported on the outer peripheral surface of the tube assembly 110, and the fixing tube 222a and the support tube 222b. It includes a connection pipe 222c in the form of a corrugated pipe. Accordingly, the protective member can protect the space between the tube assembly 110 and the chamber 221 from the outside.
  • the condensation device 300 is used to condense the water vapor collected in the chamber 221 of the collection assembly 220 and liquefy it into a liquid state.
  • the condensation device 300 is provided inside the chamber 221 and includes a condensation tube 310 that condenses the water vapor collected inside the chamber 221 through the supplied refrigerant and liquefies it into a liquid state, It includes a supply unit 320 that supplies refrigerant to the pipe 310, and a recovery unit 330 that recovers the refrigerant that has passed through the condensation pipe 310.
  • the condensing device 300 having this structure, when the refrigerant is supplied to the condensation pipe 310 through the supply part 320, the cold air diffuses into the chamber 221 through the condensation pipe 310 and enters the chamber 221. The collected water vapor is condensed, thereby liquefying the water vapor into a liquid state, and as a result, water vapor can be effectively removed. Meanwhile, the refrigerant that has passed through the condensation pipe 310 is recovered through the recovery unit 330.
  • the condensation pipe 310 may be made of a metal material, and preferably, the condensation pipe 310 may be made of a copper material.
  • the condensation pipe 310 may be provided in a zigzag bent shape. This can increase the residence time of the refrigerant passing through the condensation pipe 310, and as a result, water vapor can be condensed more effectively.
  • the condensation pipe 310 may be provided in a 'U' or ' ⁇ ' shape.
  • the supply part 320 and the recovery part 330 are respectively connected to both ends of the 'U' shaped condensation tube 310.
  • the supply unit 320 and the recovery unit 330 may be provided to protrude out of the chamber 221, and accordingly, a refrigerant generator (not shown), the supply unit 320, and the recovery unit 330 may be provided. It can be easily connected or disconnected, and as a result, work efficiency can be increased.
  • the condensation pipe 310 of the condensation device 300 may be installed close to the input pipe 211. Accordingly, the condensation pipe 310 can condense water vapor before it condenses in the input pipe 211, and as a result, smooth operation of the transfer screw 212 can be maintained.
  • the condensation pipe 310 may be placed at a set distance apart from the injection pipe 211 so as not to come into close contact with it. That is, if the condensation pipe 310 is in close contact with the injection pipe 211, friction noise may be generated, and the liquid condensed in the condensation pipe 310 may flow into the outer peripheral surface of the injection pipe 211.
  • the condensation device 300 may include a fixing plate 340 on which the condensation pipe 310 is installed.
  • the fixing plate 340 has a square plate shape and is fixed inside the chamber 221 using fixing means, and the condensation tube 310 is fixed to one side through welding or clips.
  • the condensation device 300 may include one or more condensation plates 350 to increase the condensation power of water vapor.
  • the condensation plate 350 is connected to the condensation pipe 310 and diffuses the cold air transmitted from the condensation pipe 310 into the interior of the chamber 221, thereby removing the water vapor collected inside the chamber 221. It can be condensed effectively.
  • the condensation plate 350 may be provided long in the vertical direction perpendicular to the longitudinal direction of the tube assembly 110.
  • the fixing plate 340 may be made of the same material as the condensation plate 350.
  • the condensation pipe 310, the fixing plate 340, and the condensation plate 350 are made of the same material, and accordingly, water vapor can be condensed through the fixing plate 340, and as a result, the water vapor is condensed more quickly. It can be removed.
  • the condensation device 300 further includes a blocking plate 360 provided on the input pipe 211 located at one end of the tube assembly 110.
  • the blocking plate 360 blocks the condensed liquid from flowing into the interior of the tube assembly 110 along the input pipe 211, and as a result, the liquid is not contained in the raw material powder supplied to the tube assembly 110. Mixing can be prevented.
  • the blocking plate 360 may be provided to surround the outer peripheral surface of the injection pipe 211.
  • the blocking plate 360 may have a disk shape as shown in FIG. 3. Accordingly, the entire outer peripheral surface of the injection pipe 211 can be stably covered.
  • a rubber pad 361 may be further included between the input pipe 211 and the blocking plate 360 to increase sealing force.
  • one blocking plate 360 is provided on the outer peripheral surface of the injection pipe 211, but two or more blocking plates 360 may be provided on the injection pipe 211 to reliably block the intrusion of liquid.
  • one blocking plate 360 corresponding to the tube assembly 110 may be made of a heat-resistant material, and thus the tube assembly 110 It is possible to prevent the blocking plate 360 from being damaged by heat.
  • the condensation device 300 may include a refrigerant generator (not shown) that supplies refrigerant to the supply unit 320 and recovers the refrigerant that has passed through the recovery unit 330.
  • a refrigerant generator (not shown) that supplies refrigerant to the supply unit 320 and recovers the refrigerant that has passed through the recovery unit 330.
  • any refrigerant generating device can be applied to any device that normally generates refrigerant.
  • the condensation device 300 may include a hopper 370 for discharging the liquid condensed inside the chamber 221 to the outside.
  • the hopper 370 is provided on the bottom of the chamber 221, collects the liquid falling from the condensation device 300 and the liquid falling from the blocking plate 360, and then collects the liquid falling from the blocking plate 360 to the outside through a long connection pipe. discharged as
  • the hopper 370 may be provided at the lower part of the condensing device 300 and the lower part of the blocking plate 360, respectively, and is provided to cover the entire lower part of the condensing device 300 and the lower part of the blocking plate 360. It could be.
  • the condensation device 300 with this structure can quickly and smoothly condense the water vapor collected inside the chamber 221 and liquefy it into a liquid state, and can smoothly discharge the condensed liquid to the outside for removal.
  • the condensation device 300 can block water vapor from condensing in the supply assembly 210 to prevent malfunctions.
  • Figure 5 is an enlarged view of portion D shown in Figure 1.
  • the recovery device 400 has a structure to recover the raw material powder discharged from the tube assembly 110.
  • the recovery device 400 includes a recovery member 410 into which the other end of the tube assembly 110 (the right end of the tube assembly 110 as seen in FIG. 1) is freely rotatably inserted, and the recovery member ( 410) recovers the raw powder discharged from the tube assembly 110 and then moves it to a set location and stores it.
  • the recovery member 410 may be provided to be separable from the other end of the tube assembly 110, and thus the other end of the tube assembly 110 and the recovery member 410 can be maintained more easily.
  • the recovery member 410 and the other end of the tube assembly 110 may be maintained at a set distance apart. Accordingly, it is possible to prevent the heat source of the tube assembly 110 from being directly conducted to the recovery member 410.
  • the recovery device 400 may include a gas discharge member 420 that discharges the gas inside the tube assembly 110, and the gas discharge member 420 may be provided at the top of the recovery member 410. there is. That is, the gas discharge member 420 filters the gas collected in the recovery member 410 from the tube assembly 110 and then discharges only air without impurities to the outside.
  • Figure 6 is an enlarged view showing the support member of the recovery device of the present invention.
  • the recovery device 400 may include a protection member 430 that tightly connects the recovery member 410 and the tube assembly 110.
  • the protective member 430 includes a fixing pipe 431 fixed to the recovery member 410, a support pipe 432 supported on the other end of the tube assembly 110, and a corrugated pipe-shaped connection pipe connecting the fixing pipe and the support pipe ( 433).
  • the rotary kiln according to the first embodiment of the present invention can smoothly collect water vapor generated inside the tube assembly 110 by including a firing device 100, a supply device 200, and a condensation device 300. , the collected water vapor can be smoothly condensed and removed.
  • the tube assembly 110 of the firing apparatus 100 is rotated in the horizontal direction, and then the tube assembly 110 is heated to a set temperature using the heating assembly 120 and maintained.
  • the raw material powder is supplied to one end of the tube assembly 110 through the supply assembly 210 of the supply device 200. Then, the raw material powder is mixed and heated at the same time by the heated tube assembly 110. In particular, the raw material powder moves slightly toward the other end of the tube assembly 110.
  • gas and water vapor are generated when the raw material powder is heated, and the gas and water vapor are collected in the chamber 221 of the collection assembly 220 through one end of the tube assembly 110.
  • a condensing device 300 is provided inside the chamber 221, and the condensing device 300 can condense the water vapor collected inside the chamber 221 through the supplied refrigerant and liquefy it into a liquid state. As a result, water vapor trapped inside the chamber 221 can be quickly and smoothly removed.
  • the condensation device 300 is provided with a condensation pipe 310, a fixing plate 340, and a condensation plate 350, so that water vapor can be condensed more smoothly.
  • the liquid condensed by the condensing device 300 flows into the hopper 370, and the liquid flowing into the hopper 370 can be removed by being discharged to the outside through a discharge pipe connected to the hopper 370.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing a rotary kiln according to a second embodiment of the present invention.
  • the rotary kiln according to the second embodiment of the present invention shows another embodiment of the blocking plate 360 among the configurations of the rotary kiln according to the first embodiment described above.
  • the blocking plate 360 of the rotary kiln according to the second embodiment of the present invention can be provided so that its position can be adjusted in the longitudinal direction of the input pipe 211.
  • the blocking plate 360 may be positioned close to one end of the tube assembly 110 by moving in the longitudinal direction of the injection pipe 211, or may be positioned at a set distance from one end of the tube assembly 110. .
  • the blocking plate 360 includes a blocking portion 362 provided in a form surrounding the outer peripheral surface of the injection pipe 211, a fixing portion 363 integrally provided on one surface of the blocking portion 362, and the fixing portion. It may include a fixing bolt 364 that penetrates and is press-fitted into the injection pipe 211. That is, the blocking plate 360 can be fixed to the injection pipe 211 by tightening the fixing bolt 364, and the blocking plate 360 can be moved in the longitudinal direction of the injection pipe 211 by loosening the fixing bolt 364. You can.
  • the rotary kiln according to the second embodiment of the present invention can increase efficiency of use by providing a blocking plate 360 whose position can be adjusted in the longitudinal direction of the input pipe 211.

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Abstract

본 발명은 원료 분말을 소성하는 로터리 킬른으로서, 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치; 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및 상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함한다. 그 결과 튜브 조립체의 내부에 발생한 수증기를 원활하게 제거할 수 있다.

Description

로터리 킬른
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 05월 10일자 한국특허출원 제10-2022-0057238호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 포집한 후, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 로터리 킬른에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지며, 사이클 수명이 길고, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
한편, 상기 리튬 이차전지는 양극활물질로 리튬 전이금속 산화물이 이용되고 있다. 즉, 양극활물질로는 작용전압이 높고 용량 특성이 우수한 리튬 코발트 산화물, 약 200 mAh/g의 높은 가역용량을 가지고 대용량의 전지 구현이 용이한 리튬 니켈 산화물, 니켈의 일부를 코발트로 치환한 리튬니켈코발트산화물, 니켈의 일부를 망간, 코발트 또는 알루미늄으로 치환한 리튬니켈코발트금속 산화물, 열적 안정성이 우수하고 저렴한 리튬 망간계 산화물, 안정성이 우수한 리튬철인산화물 등이 이용되고 있다.
상기한 양극 활물질은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료물질을 혼합한 후, 가열장치에 투입하여 고온에서 소성하는 방법을 통해 제조된다.
이때, 상기 가열장치로는 로터리 킬른이 적용될 수 있다. 상기 로터리 킬른은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료 물질(이하, 원료 분말이라 함)을 수용하고, 수평방향으로 회전시켜서 혼합하는 회전튜브, 회전튜브의 외측에 구비되고 회전튜브에 열을 부가하여 상기 원료 분말를 가열하여 반응시키는 발열체, 상기 회전튜브에 원료 분말을 공급하는 공급부재, 회전튜브로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 포함한다.
한편, 상기 원료 분말은 수분을 포함하고 있다. 즉, 상기 원료 분말의 가열시 수분이 증발되면서 수증기가 발생하게 되는데, 이때 원료 분말의 원활한 혼합 및 건조를 위해 회전 튜브의 내부에 발생한 수증기를 원활하게 배출시켜서 제거할 필요가 있다.
본 발명은 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 회전튜브 밖에서 포집한 후, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 로터리 킬른을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에서 원료 분말을 소성하는 로터리 킬른은, 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치; 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및 상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함할 수 있다.
상기 포집 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 연결되고, 상기 튜브 조립체로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버를 포함하고, 상기 응축장치는, 상기 챔버의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관, 상기 응축관에 냉매를 공급하는 공급부, 및 응축관을 통과한 냉매를 회수하는 회수부를 포함할 수 있다.
상기 응축장치는, 상기 응축관이 설치되는 고정판과, 상기 응축관에 연결되면서 상기 응축관으로부터 전달되는 냉기를 확산시켜서 수증기를 응축시키는 하나 이상의 응축판을 더 포함하며, 상기 응축판은, 상기 튜브 조립체의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련될 수 있다.
상기 고정판은, 상기 응축판과 동일한 소재로 마련될 수 있다.
상기 공급 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관, 상기 투입관의 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체에 공급하는 이송 스크류를 포함하며, 상기 응축장치는, 상기 투입관에 근접되게 설치될 수 있다.
상기 응축장치는, 상기 튜브 조립체의 일단에 위치한 상기 투입관에 구비되고, 응축된 액체가 투입관을 따라 튜브 조립체의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하는 차단판을 더 포함할 수 있다.
상기 차단판은, 상기 투입관의 외주면을 감싸는 원판 형태를 가질 수 있다.
상기 차단판은, 상기 투입관의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련될 수 있다.
상기 응축장치는, 상기 챔버의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판으로부터 낙하하는 액체를 회수하고, 외부로 배출하는 호퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 포집 조립체는, 튜브 조립체의 일단과 챔버 사이를 밀폐하는 보호부재를 더 포함하고, 상기 보호부재는, 챔버에 고정되는 고정관, 상기 튜브 조립체의 외주면에 지지되는 지지관, 상기 고정관과 상기 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관을 포함할 수 있다.
상기 튜브 조립체로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 더 포함할 수 있다.
상기 응축관은 U'자 형태로 마련되고, 상기 공급부와 상기 회수부는, 'U'자 형태의 응축관 양쪽 단부에 각각 연결되고, 상기 챔버의 밖으로 돌출되게 마련될 수 있다.
본 발명의 로터리 킬른은 소성장치, 공급장치 및 응축장치를 포함함으로써 원료 분말의 가열시 발생하는 수증기를 원활하게 포집할 수 있고, 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있다. 특히 수증기에 의한 공급장치의 작동 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른을 도시한 정면도.
도 2는 도 1에 표시된 'A'부분 확대도.
도 3은 도 1에 표시된 B-B선 단면도.
도 4는 도 1에 표시된 'C'부분 확대도.
도 5는 도 1에 표시된 'D'부분 확대도.
도 6은 본 발명의 회수장치의 보호부재를 도시한 확대도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른을 나타낸 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른]
본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 원료 분말을 가열할 때 발생하는 수증기를 포집하고, 포집한 수중기를 액체 상태로 응축시켜서 제거할 수 있는 구조를 가진다. 이에 따라 로터리 킬른 내부에 발생하는 수증기를 원활하게 제거할 수 있고, 그 결과 원료 분말을 안정적으로 혼합 및 건조시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 전체를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 표시된 A부분 확대도이며, 도 3은 도 1에 표시된 B-B의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 원료 분말을 소성시키기 위한 것으로, 소성장치(100), 공급장치(200), 응축장치(300) 및 회수장치(400)를 포함한다.
소성장치
소성장치(100)는 수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체(110)와, 상기 튜브 조립체(110)에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체(120)를 포함한다.
상기 튜브 조립체(110)는 수평방향으로 길게 연장되는 구조를 가지며, 외측 튜브(111)와, 외측 튜브(111) 내부에 마련되는 내측 튜브(112)를 포함한 2중 구조를 가진다. 그리고 튜브 조립체(110)는 열전도성이 우수한 금속소재로 형성된다. 예로, 튜브 조립체(110)는 니켈 소재로 마련될 수 있다.
이와 같은 구조를 가진 상기 튜브 조립체(110)는 수평방향으로 회전하면서 투입되는 원료 분말을 원활하게 혼합할 수 있다.
가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)에 투입된 원료 분말을 가열하기 위한 것이다.
일례로, 가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 배치되고, 튜브 조립체(110)의 외측을 가열함에 따라 상기 튜브 조립체(110)에 투입된 원료 분말을 가열하는 구조로 마련될 수 있다.
즉, 가열 조립체(120)는 상기 튜브 조립체(110)의 외측면을 감싸는 형태로 구비되는 가열본체(121)와, 상기 튜브 조립체(110)와 대응하는 가열본체(121)에 구비되면서 상기 튜브 조립체(110)를 가열하는 가열매체(122)를 포함한다.
여기서 가열매체는 전기 발열체, SIC, Mo-Si, gas burner 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 가열본체(121)의 외측면은 가열매체(122)의 열원이 밖으로 배출되지 않도록 내열성 재질로 구비된다.
이와 같은 구조를 가진 가열 조립체(120)는 튜브 조립체(110)에 의해 혼합되는 원료 분말을 원활하게 가열할 수 있다.
한편, 소성장치(100)는 튜브 조립체(110)가 수평방향으로 회전할 수 있도록 지지하는 지지부재(130)를 포함한다.
상기 지지부재(130)는 상기 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 구비되는 회전기어(131)와, 상기 회전기어(131)의 저면 양쪽에 각각 치합되면서 상기 회전기어(131)를 지지하고 상기 회전기어(131)에 의해 회전하는 지지기어(132a)가 구비된 지지부(132)를 포함한다.
즉, 지지부재(130)는 튜브 조립체(110)가 회전하면, 튜브 조립체(110)와 연동하여 회전기어(131)가 회전하고, 회전기어(131)에 의해 지지기어(132a)가 회전한다. 이때 지지기어(132a)는 회전기어(131)의 저부 양쪽을 지지하기 때문에 수평방향으로 회전하는 튜브 조립체(110)를 안정적으로 지지할 수 있다.
한편, 소성장치(100)는 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시키는 회전부재(140)를 포함한다. 상기 회전부재(140)는 튜브 조립체(110)의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 구동기어(141)와, 상기 구동기어(141)와 치합되고 상기 구동기어(141)를 통해 상기 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시키는 구동모터(142)를 포함한다.
공급장치
공급장치(200)는 원료 분말을 튜브 조립체에 공급하기 위한 것으로, 공급 조립체(210)와 포집 조립체(220)를 포함한다.
공급 조립체(210)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단(도 1에서 보았을 때 튜브 조립체의 좌측단)에 삽입되면서 상기 튜브 조립체(110)의 내부에 원료 분말을 공급하는 구조를 가진다.
즉, 공급 조립체(210)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관(211), 상기 투입관(211) 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체(110)의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체(110)에 공급하는 이송 스크류(212)를 포함한다.
여기서 상기 투입관(211)은 일단에 원료 분말이 투입되는 투입구가 형성되고, 타단에 원료 분말을 튜브 조립체(110)에 배출시키는 배출구가 형성되어 있다.
포집 조립체(220)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 구비되고, 상기 튜브 조립체(110)의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 구조를 가진다. 즉, 포집 조립체(220)는 튜브 조립체(110)의 일단에서 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 구조를 가진다.
일례로, 포집 조립체(220)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단을 감싸는 형태로 마련되고 상기 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버(221)와, 튜브 조립체(110)의 일단과 챔버(221)의 사이를 밀폐하는 보호부재(222)를 포함한다.
도 4는 도 1에 표시된 C부분 확대도이다.
여기서 보호부재(222)는 챔버(221)에 고정되는 고정관(222a), 상기 튜브 조립체(110)의 외주면에 지지되는 지지관(222b), 상기 고정관(222a)과 상기 지지관(222b)을 연결하는 주름관 형태의 연결관(222c)을 포함한다. 이에 따라 보호부재는 튜브 조립체(110)와 챔버(221) 사이를 외부로부터 보호할 수 있다.
응축장치
응축장치(300)는 포집 조립체(220)의 챔버(221)에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키기 위한 것이다.
즉, 응축장치(300)는 상기 챔버(221)의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관(310), 상기 응축관(310)에 냉매를 공급하는 공급부(320), 및 응축관(310)을 통과한 냉매를 회수하는 회수부(330)를 포함한다.
이와 같은 구조를 가진 응축장치(300)는 공급부(320)를 통해 응축관(310)에 냉매가 공급되면, 냉기가 응축관(310)을 통해 챔버(221) 내부로 확산되면서 챔버(221)에 포집된 수증기를 응축시키게 되며, 이에 따라 수증기를 액체 상태로 액화시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 효과적으로 제거할 수 있다. 한편, 응축관(310)을 통과한 냉매는 회수부(330)를 통해 회수된다.
여기서 상기 응축관(310)은 금속 소재로 마련되고, 바람직하게는 응축관(310)은 구리 소재로 마련될 수 있다.
한편, 응축관(310)은 지그재그로 절곡된 형태로 마련될 수 있다. 이는 응축관(310)을 통과하는 냉매의 체류시간을 증대시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 보다 효과적으로 응축시킬 수 있다. 예로, 상기 응축관(310)은 'U'또는 'ㄹ'자 형태로 마련될 수 있다.
한편, 응축관(310)이 'U'형태를 가지면, 상기 공급부(320)와 상기 회수부(330)는'U'자 형태의 응축관(310) 양쪽 단부에 각각 연결된다. 특히, 상기 공급부(320)와 상기 회수부(330)는 상기 챔버(221)의 밖으로 돌출되게 마련될 수 있으며, 이에 따라 냉매 발생장치(미도시)와 공급부(320) 및 회수부(330)를 용이하게 연결하거나 분리할 수 있고, 그 결과 작업의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 공급 조립체(210)의 투입관(211)에 수증기가 응집되면, 이송 스크류(212)에 가해지는 열의 전도를 막게 되고, 그 결과 이송 스크류(212)의 원활한 작동에 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 응축장치(300)의 응축관(310)은 상기 투입관(211)에 근접되게 설치될 수 있다. 이에 따라 응축관(310)은 수증기가 투입관(211)에 응집되기 전에 응축시킬 수 있고, 그 결과 이송 스크류(212)의 원활한 작동을 유지시킬 수 있다.
한편, 응축관(310)은 투입관(211)에 밀착되지 않게 설정거리 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 응축관(310)이 투입관(211)에 밀착되면 마찰 소음이 발생할 수 있고, 응축관(310)에 응집된 액체가 투입관(211)의 외주면으로 흘러 들어갈 수 있다.
한편, 응축장치(300)는 응축관(310)이 설치되는 고정판(340)을 포함할 수 있다. 고정판(340)은 사각판 형태를 가지며, 챔버(221) 내부에 고정수단을 이용하여 고정되고, 일면에 응축관(310)이 용접 또는 클립을 통해 고정된다.
한편, 응축장치(300)는 수증기의 응축력을 높이기 위한 하나 이상의 응축판(350)을 포함할 수 있다. 상기 응축판(350)은 상기 응축관(310)에 연결되면서 상기 응축관(310)으로부터 전달되는 냉기를 챔버(221)의 내부로 확산시키게 되며, 이에 따라 챔버(221) 내부에 포집된 수증기를 효과적으로 응축시킬 수 있다. 특히 응축판(350)은 도 5를 참조하면, 상기 튜브 조립체(110)의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련될 수 있으며, 특히 응축판(350)은 적어도 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 응축판(350)에 응집된 액체를 원활하게 낙하시켜서 제거할 수 있다.
한편, 고정판(340)은 응축판(350)과 동일한 소재로 마련될 수 있다. 다시 말해, 응축관(310), 고정판(340) 및 응축판(350)은 동일한 소재로 마련되며, 이에 따라 고정판(340)을 통해서도 수증기를 응축시킬 수 있고, 그 결과 수증기를 보다 신속하게 응축시켜서 제거할 수 있다.
한편, 응축장치(300)는 상기 튜브 조립체(110)의 일단에 위치한 상기 투입관(211)에 구비되는 차단판(360)을 더 포함한다.
즉, 상기 차단판(360)은 응축된 액체가 투입관(211)을 따라 튜브 조립체(110)의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하며, 그 결과 튜브 조립체(110)에 공급된 원료 분말에 액체가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
특히 차단판(360)은 상기 투입관(211)의 외주면을 감싸는 형태로 마련될 수 있다. 예로 차단판(360)든 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 원판 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 투입관(211)의 외주면 전체를 안정적으로 커버할 수 있다. 한편, 상기 투입관(211)과 차단판(360) 사이에는 도 7을 참조하면, 밀폐력을 높이기 위한 고무패드(361)가 더 포함될 수 있다.
여기서 차단판(360)은 투입관(211)의 외주면에 1개가 마련되지만, 액체의 침입을 안정적으로 차단하기 위해 투입관(211)에 2개 이상 마련될 수도 있다. 특히 투입관(211)에 2개 이상의 차단판(360)이 마련되면, 튜브 조립체(110)와 대응하는 하나의 차단판(360)은 내열성 소재로 마련될 수 있고, 이에 따라 튜브 조립체(110)의 열에 의해 차단판(360)이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 응축장치(300)는 공급부(320)에 냉매를 공급하고, 회수부(330)를 통과한 냉매를 회수하는 냉매발생장치(미도시)를 포함할 수 있다. 한편, 냉매발생장치는 통상적으로 냉매를 발생시키는 장치라면 모두 적용이 가능하다.
한편, 응축장치(300)는 챔버(221) 내부에 응축된 액체를 외부로 배출시키기 위한 호퍼(370)를 포함할 수 있다. 호퍼(370)는 상기 챔버(221)의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치(300)로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판(360)으로부터 낙하하는 액체를 회수한 후, 길게 연결된 연결관을 통해 외부로 배출한다.
여기서 호퍼(370)는 응축장치(300)의 하부와, 차단판(360)의 하부에 각각 마련될 수도 있고, 응축장치(300)의 하부와 차단판(360)의 하부 전체를 커버 가능하게 마련될 수도 있다.
이와 같은 구조를 가진 응축장치(300)는 챔버(221) 내부에 포집된 수증기를 신속하고 원활하게 응축시켜서 액체 상태로 액화시킬 수 있고, 응축된 액체를 원활하게 외부로 배출시켜서 제거할 수 있다. 특히 응축장치(300)는 수증기가 공급 조립체(210)에 응집되는 것을 차단하여 작동 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.
회수장치
도 5는 도 1에 표시된 D부분 확대도이다.
회수장치(400)는 상기 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 구조를 가진다.
즉, 회수장치(400)는 튜브 조립체(110)의 타단(도 1에서 보았을 때 튜브 조립체(110)의 우측단)이 자유 회전 가능하게 삽입되는 회수부재(410)를 포함하고, 상기 회수부재(410)는 튜브 조립체(110)로부터 배출되는 원료 분말을 회수한 다음 설정된 장소로 이동시켜서 저장한다.
여기서 회수부재(410)는 튜브 조립체(110)의 타단으로부터 분리 가능하게 마련될 수 있으며, 이에 따라 튜브 조립체(110)의 타단과 회수부재(410)를 보다 용이하게 유지보수를 진행할 수 있다.
한편, 회수부재(410)와 튜브 조립체(110)의 타단 사이는 설정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 튜브 조립체(110)의 열원이 회수부재(410)에 직접 전도되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 회수장치(400)는 튜브 조립체(110) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부재(420)를 포함할 수 있고, 상기 가스 배출부재(420)는 회수부재(410)의 상단에 마련될 수 있다. 즉, 가스 배출부재(420)는 튜브 조립체(110)로부터 회수부재(410)에 포집된 가스를 여과한 후, 불순물이 없는 공기만 외부로 배출시킨다.
도 6는 본 발명의 회수장치의 지지부재를 도시한 확대도이다.
한편, 회수장치(400)는 회수부재(410)와 튜브 조립체(110)를 밀폐되게 연결하는 보호부재(430)를 포함할 수 있다. 상기 보호부재(430)는 회수부재(410)에 고정되는 고정관(431), 튜브 조립체(110)의 타단에 지지되는 지지관(432), 상기 고정관과 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관(433)을 포함한다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른은 소성장치(100), 공급장치(200) 및 응축장치(300)를 포함함으로써 튜브 조립체(110)의 내부에서 발생한 수증기를 원활하게 포집할 수 있고, 포집된 수증기를 원활하게 응축시켜서 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 작동상태를 설명한다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 작동방법]
먼저, 소성장치(100)의 튜브 조립체(110)를 수평방향으로 회전시킨 다음, 가열 조립체(120)를 이용하여 튜브 조립체(110)를 설정된 온도까지 가열한 후 유지시킨다.
상기 튜브 조립체(110)가 설정된 온도를 유지하면, 공급장치(200)의 공급 조립체(210)를 통해 원료 분말이 튜브 조립체(110)의 일단에 공급한다. 그러면 가열된 튜브 조립체(110)에 의해 원료 분말은 혼합됨과 동시에 가열된다. 특히 원료 분말은 튜브 조립체(110)의 타단방향으로 조금식 이동하게 된다.
이때 원료 분말의 가열시 가스와 수증기가 발생하게 되고, 상기 가스와 수증기는 튜브 조립체(110)의 일단을 통해 포집 조립체(220)의 챔버(221)에 포집된다.
여기서 챔버(221)의 내부에는 응축장치(300)가 마련되어 있고, 응축장치(300)는 공급된 냉매를 통해 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시킬 수 있다. 그 결과 챔버(221)의 내부에 포집된 수증기를 신속하고 원활하게 제거할 수 있다. 특히 응축장치(300)는 응축관(310), 고정판(340) 및 응축판(350)으로 마련되면서 수증기를 보다 원활하게 응축시킬 수 있다.
한편, 응축장치(300)에 의해 응축된 액체는 호퍼(370)로 유입되고, 호퍼(370)에 유입된 액체는 호퍼(370)에 연결된 배출관을 통해 외부로 배출되면서 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가진 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른]
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른은 앞에서 설명한 제1 실시예에 따른 로터리 킬른의 구성 중 차단판(360)에 대한 다른 실시예를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른의 차단판(360)은 투입관(211)의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련될 수 있다.
즉, 차단판(360)은 투입관(211)의 길이방향으로 이동함으로써 튜브 조립체(110)의 일단에 근접되게 위치시킬 수도 있고, 튜브 조립체(110)의 일단으로부터 설정거리 이격되게 위치시킬 수도 있다.
일례로, 차단판(360)은 투입관(211)의 외주면을 감싸는 형태로 마련되는 차단부(362), 차단부(362)의 일면에 일체로 마련되는 고정부(363), 상기 고정부를 관통하여 투입관(211)에 압입되는 고정볼트(364)를 포함할 수 있다. 즉, 고정볼트(364)를 조여서 투입관(211)에 차단판(360)을 고정할 수 있고, 고정볼트(364)를 풀어서 차단판(360)을 투입관(211)의 길이방향으로 이동시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 로터리 킬른은 투입관(211)의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 차단판(360)을 마련함으로써 사용의 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
[부호의 설명]
100: 소성장치
110: 튜브 조립체
111: 외측 튜브
112: 내측 튜브
120: 가열 조립체
121: 가열본체
122: 가열매체
130: 지지부재
131: 회전기어
132: 지지부
132a: 지지기어
140: 회전부재
141: 구동기어
142: 구동모터
200: 공급장치
210: 공급 조립체
211: 투입관
212: 이송 스크류
220: 포집 조립체
221: 챔버
222: 보호부재
222a: 고정관
222b: 지지관
222c: 연결관
300: 응축장치
310: 응축관
320: 공급부
330: 회수부
340: 고정판
350: 응축판
360: 차단판
361: 고무패드
362: 차단부
363: 고정부
364: 고정볼트
370: 호퍼
400: 회수장치
410: 회수부재
420: 가스 배출부재
430: 보호부재

Claims (12)

  1. 원료 분말을 소성하는 로터리 킬른으로서,
    수평방향으로 배치된 상태로 회전하면서 원료 분말을 혼합하는 튜브 조립체와, 상기 튜브 조립체에 의해 혼합되는 원료 분말을 가열하는 가열 조립체로 마련된 소성장치;
    상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되면서 상기 튜브 조립체의 내부에 원료 분말을 공급하는 공급 조립체와, 상기 튜브 조립체의 일단에 구비되고 상기 튜브 조립체의 내부에 공급된 원료 분말을 가열할 때 발생하는 가스 및 수증기를 포집하는 포집 조립체로 마련된 공급장치; 및
    상기 포집 조립체에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축장치를 포함하는 로터리 킬른.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 포집 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 연결되고, 상기 튜브 조립체로부터 배출되는 가스 및 수증기를 포집하는 챔버를 포함하고,
    상기 응축장치는, 상기 챔버의 내부에 마련되고 공급된 냉매를 통해 상기 챔버의 내부에 포집된 수증기를 응축시켜서 액체 상태로 액화시키는 응축관, 상기 응축관에 냉매를 공급하는 공급부, 및 응축관을 통과한 냉매를 회수하는 회수부를 포함하는 로터리 킬른.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 응축장치는, 상기 응축관이 설치되는 고정판과, 상기 응축관에 연결되면서 상기 응축관으로부터 전달되는 냉기를 확산시켜서 수증기를 응축시키는 하나 이상의 응축판을 더 포함하며,
    상기 응축판은, 상기 튜브 조립체의 길이방향과 수직인 상하방향으로 길게 마련되는 로터리 킬른.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정판은, 상기 응축판과 동일한 소재로 마련되는 로터리 킬른.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 공급 조립체는, 상기 튜브 조립체의 일단에 삽입되고 원료 분말이 투입되는 투입관, 상기 투입관의 내부에 마련되고 회전시 원료 분말을 튜브 조립체의 방향으로 이동시켜서 튜브 조립체에 공급하는 이송 스크류를 포함하며,
    상기 응축장치는, 상기 투입관에 근접되게 설치되는 로터리 킬른.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 응축장치는, 상기 튜브 조립체의 일단에 위치한 상기 투입관에 구비되고, 응축된 액체가 투입관을 따라 튜브 조립체의 내부로 흘러 들어가지 않게 차단하는 차단판을 더 포함하는 로터리 킬른.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차단판은, 상기 투입관의 외주면을 감싸는 원판 형태를 가지는 로터리 킬른.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 차단판은, 상기 투입관의 길이방향으로 위치 조절 가능하게 마련되는 로터리 킬른.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 응축장치는, 상기 챔버의 바닥면에 구비되고, 상기 응축장치로부터 낙하하는 액체와 상기 차단판으로부터 낙하하는 액체를 회수하고, 외부로 배출하는 호퍼를 더 포함하는 로터리 킬른.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 포집 조립체는, 튜브 조립체의 일단과 챔버 사이를 밀폐하는 보호부재를 더 포함하고,
    상기 보호부재는, 챔버에 고정되는 고정관, 상기 튜브 조립체의 외주면에 지지되는 지지관, 상기 고정관과 상기 지지관을 연결하는 주름관 형태의 연결관을 포함하는 로터리 킬른.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브 조립체로부터 배출되는 원료 분말을 회수하는 회수부재를 더 포함하는 로터리 킬른.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 응축관은 지그재그 형태로 마련되고,
    상기 공급부와 상기 회수부는, 지그재그 형태로 마련된 응축관 양쪽 단부에 각각 연결되고, 상기 챔버의 밖으로 돌출되게 마련되는 로터리 킬른.
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