KR100322917B1 - 금속 캔 및 플라스틱 용기 파쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용 후 배출되는 금속 캔 및 플라스틱 재질 용기를 파쇄하여 유통 과정의 부가가치를 높여 재활용을 촉진하기 위한 장치를 제공하려 하는 것이다.

경제가 발전함에 따라 각종 제품 특히 식·음료용 용기로 금속 캔이나 플라스틱 용기의 사용이 급속도로 늘어나고 있으나, 사용 후 배출되는 이 용기들은 무게보다 부피를 많이 차지하여 보관 및 운반비가 많이 들게되므로 재활용이 가능한데도 불구하고 그대로 버려지는 경우가 많이 있다. 이는 귀중한 자원의 낭비 일뿐 만아니라 환경을 오염시키는 주된 요인이지만 이를 위한 전용 장비가 없으므로 좀처럼 해결되지 못하고 있다. 따라서 중소 업자가 도입 할 수 있는 소형의 저렴한, 특히 금속 캔의 대부분을 차지하는 철 캔을 처리 할 수 있는 설비가 꼭 필요하다.

이 해결 수단으로 파쇄하는 방법이 있는데 금속 캔을 파쇄하면 부피를 줄일 수 있을 뿐 아니라 음료용 철 캔에 부착된 알루미늄 개봉 판(Easy Open End)의 대부분을 회수하여 부가가치를 높일 수 있으므로 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

이 경우 파쇄된 스크랩을 기존의 자석 분리기에 걸면 철과 알루미늄을 손쉽게 분리 할 수 있다. 철 캔의 파쇄가 가능하면 다른 용기에도 적용 가능하다.

이러한 문제의식을 바탕으로 한 본 발명에서는 흡입 량 조절, 흡입, 파쇄 및 송출의 4가지 기능을 행하는 회전 휀을 원동기로 회전시킨 풍력으로 폐 용기를 흡인 후 회전 휀을 둘러 싸고있는 원형 파쇄 틀에 가격하여 파쇄 된 스크랩을 배출구로 자동 부송하는 수단으로 작고 저렴한 재활용 장치를 제공하여 국가 경제 및 환경보호에 이바지하는 것을 목적으로 한다.

Description

금속 캔 및 플라스틱 용기 파쇄기 {Can ＆ Plastic bottle Clusher}

본 발명은 공기를 흡입하여 배출하는 환풍기의 원리를 이용하여 금속 캔 및 플라스틱 용기를 잘게 파쇄하여 재활용을 촉진하기 위한 작고 저렴한 장치에 관한것으로, 전체의 90% 이상을 차지하고 있는 용량 2ℓ이하의 용기를 파쇄 대상으로 하고 있다. 이 용기들은 부피를 줄이면 보관비 및 운반비를 절약 할 수 있으며 또 잘게 세분하면 재질별로 분리 회수 할 수 있으므로 부가가치를 높일 수 있게 된다.

즉 금속 캔은 알루미늄 가격이 비싸므로 몸통(바디)은 철판으로, 개봉하는 뚜껑(EOE)은 알루미늄으로 제조되는 것이 주류를 이루고 있으며, PET용기를 포함한 플라스틱용기도 몸통과 병마개가 다른 재질로 만들어지는 것이 대부분이기 때문에 분리를 잘하면 가격을 높게 받을 수 있다.

그러나 이들 용기들은 지금까지 잘게 세분할 수 있는 장치가 없었으므로 중소수집상을 거쳐 압축업소로 수집되어 압축 후 재활용 업체로 납품될 수밖에 없었다. 최근에 밖으로 향한 원형 칼날을 이용한 음료용 자동판매기 크기의 용기 절단 장치가 개발되었으나 처리 용량이 작아 채산성을 맞출 수 없어서 잘 보급이 안되고 있는 실정이다.

이와는 별도로 일본 특허공개공보 特開平10-137617호에, 환풍기 원리를 응용한 캔 분쇄기라는 장치가 있다. 이는 두 장의 원형 철판 사이에 직사각형의 부채 날개를 단순히 방사선상으로 여러 장 부착한 회전 휀과, 이 주위를 여러 매의 원호 형 톱 날로 구성된 원형 톱날을 복수 병렬로 조립한 원통 형 톱 틀 및 이를 둘러싼 본체로 구성되어 있다.

이 분쇄기는 회전 휀의 한 쪽을 원동기와 연결하고 다른 한쪽은 구멍을 내어 캔을 투입하게 되어있다. 회전 휀이 회전하면서 캔이 투입되면 바람으로 인해 회전 휀을 둘러싼 원통형 톱 틀 쪽으로 날아가게 되는데 이를 회전 휀의 부채 날개가 톱날을 향해 쳐내면 캔은 분쇄되어 톱날과 톱날의 간격으로 빠져 나와 자동 배출되는 것으로 되어 있다.

그러나 해당 분쇄기는 다음과 같은 구조적인 문제점을 갖고있다.

(1) 금속 캔을 파쇄하기 위해서는 회전 속도가 2,500RPM 정도 유지되어야 하나, 부채 날개가 회전 방향과 정면으로 부딪히게되어 공기 저항을 강하게 받게되므로 회전 속도가 느려지게 되어 캔을 파쇄하는 충격력이 강하지 못하다.

(2) 회전 휀의 부채 날개가 원형 톱날과 직각 상태로 회전하므로 원통형인 금속 캔이 원통 형 톱날에 걸리지 않고 부채 날개에 밀려 같이 헛돌게 될 경우 계속 쌓이게 되어 회전 장애를 일으킨다.

(3) 투입된 캔의 중심부가 투입구에 면한 회전 휀의 부채 날개 상단에 부딪칠 경우 부채 날개에 반으로 접혀져서 같이 돌아가게 되며 이것이 가중될 경우 회전이 불가능하게 된다.

(4) 회전 휀과 이를 둘러 싼 원통형 톱 틀 사이에 간격이 벌어져 있어서 캔이 완전하게 분쇄되지 않고 남은 스크랩이 그 사이에 끼어 회전 장애를 일으키게 된다.

따라서 일본의 해당 분쇄기도 환풍기 원리를 이용했으나, 이것은 일본 발명자의 별도 발명품인「소각재 용융장치(特願平7-282502, 同 8-215530)」의 원료로 사용되는 알루미늄 분쇄물을 얻기 위한 알루미늄 캔의 파쇄 장치로 고안되었다고 하는 것을 볼 때 금속 캔의 주류를 차지하는 철 캔을 파쇄 할 수 있는 실용적인 기술은 아닌 것으로 판단된다.

본 발명의 목적은 금속 캔 및 플라스틱 용기 등을 파쇄하여 부피를 줄임과 동시에 재질별로 분리 회수함으로서 재활용품의 부가가치를 높이는 파쇄기의 발명에 그 목적이 있다.

캔 등 폐 용기는 부피에 비해 가벼우므로 바람으로 이동이 가능하다. 또한 환풍기는 하나의 원동기로 공기의 흡입과 배출을 동시에 행 할 수 있으므로 이 환풍기의 원리를 이용하여 회전 휀의 부채 날개에 파쇄 기능을 부가하면 한 대의 원동기로 용기의 흡입, 파쇄 및 배출이 가능하므로 구조가 간단하게 된다. 또한 흡입 호스의 끝단 흡입 부에 회전 휀과 같은 방향으로 회전하는 날개를 부착하면 회전 휀에 의해 흡입되는 풍력으로 이 날개가 회전하면서 흡입되는 양을 조절함과 동시에 용기로 흡입구가 막히는 것을 예방 할 수 있다. 이 목적을 위해 다음과 같은 기술적 과제를 해결하여 4가지 기능을 가진 회전 휀 및 회전 휀과 맞물려 파쇄하는 원형 파쇄 틀로 구성된 파쇄기를 제시하려 한다.

(1) 공기로 캔을 흡입 할 수 있는 힘을 확보하면서 공기 저항을 줄여 회전 속도를 빨리 할 수 있는 회전체 날개의 구조,

(2) 용기가 과다하게 흡입 될 때 흡입 호스의 막힘을 방지하는 흡입 량 조절 휀의 구조,

(3) 흡입된 용기가 회전 휀의 흡입구 쪽 날개에 걸리지 않고 원형 파쇄 날에 물려 들어 갈 수 있는 회전체 날개의 구조,

(4) 흡입된 용기가 부채 날개에 밀려 그냥 돌아가지 않고 원형 파쇄 날에 물려 들어 갈 수 있는 회전체 날개의 구조,

(5) 원형 파쇄 틀의 날과 날 사이의 간격에 스크랩이 끼는 것을 방지하기 위한 날개 끝 부분 및 원통 형 파쇄 틀의 구조,

등의 과제를 해결하여 실용화 할 수 있는 파쇄기를 제시하려 한다.

도 1은 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예의 전체 사시도

도 2는 본 발명의 정면 단면도

도 3은 본 발명의 측면 단면도

도 4는 본 발명의 흡입 호스의 끝단에 부착된 흡입 량 조절 휀의 사시도

도 5a는 본 발명의 톱 날 또는 칼 날 면을 가진 원호형 파쇄 날을 복수의 원형 파쇄 날 렬로 조립하여 회전 휀을 둘러싸고 있는 원통형 파쇄 틀의 사시도

도 5b는 본 발명의 톱 날 또는 칼 날 면을 가진 원호형 파쇄 날의 사시도

도 5c는 본 발명의 원통형 파쇄 틀의 측면도

도 6a는 본 발명의 회전 휀의 한쪽 면을 투시한 전체 사시도

도 6b는 본 발명의 회전 휀의 이중 경사형 부채 날개의 사시도

도 6c는 본 발명의 회전 휀의 이중 경사형 부채 날개의 평면도

상기의 목적을 달성하기 위하여, 원동기와, 원동기에 의해 흡인과 파쇄 및 부송을 동시에 행하는 회전 휀과, 회전 휀을 둘러싸고 있는 원통 형 파쇄 틀과, 파쇄된 스크랩을 회전 휀의 원심 풍력으로 부송 배출하는 통로와 배출구 및 이들을 철판으로 둘러 싼 본체 유닛과, 본체 유닛의 전면 중심 부근에 형성되는 흡입구와, 흡입구에 연결되는 흡입 호스와, 흡입 호스끝단에 부착된 흡입량 조절기로 전체가 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도면을 참고로 하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예의 전체 사시도를 나타낸 것이다. 도 1에서 참조 부호 (10)은 흡입, 파쇄 및 부송 기능을 행하는 본체 유닛, (14)는 본체 흡입구, (16)은 흡입 호스, (42)는 흡입 량 조절 휀, (15)는 배출구, (26)은 배출 호스, (17)은 저장고, (18)은 파쇄된 스크랩, (19a)는 공기 및 스크랩의 진행 방향을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 정면 단면도로 본체 유닛의 내부를 나타낸다. 참조 부호 (33)은 두 장의 원형 철판 사이에 경사 형 부채 날개(60)가 복수 매 부착된 회전 휀(33)으로 유닛 안쪽의 회전 축(32)에 볼트 조임 판(35)으로 고정되며, (50)은 원호 형 파쇄 날(51)로 구성된 원통형 파쇄 틀, (21)은 공기 및 스크랩의 부송 통로, (22)는 스크랩을 원활히 배출할 수 있도록 공기 흐름을 막는 공기 저항 판이다. (19)는 회전 휀의 회전 방향, (19a)는 공기 및 스크랩의 진행 방향, (19b)는 파쇄된 스크랩이 원호 형 파쇄 날(51)과 날(51)사이를 빠져나가는 진행 방향이다.

도 3은 본 발명의 측면 단면도이다. 참조 부호 (31)은 전기 또는 화석 연료로 구동되는 원동기, (32)는 원동기(31)의 회전력을 회전 휀(33)에 전달하는 회전 축, (34)는 회전 벨트, (14)는 본체 흡입구, (43)은 호스 흡입구이다. (33a)는 회전 휀(33)의 겉쪽 끝 부분, (33b)는 회전 휀(33)의 안쪽 끝 부분, (50)은 원통 형 파쇄 틀, (51)은 원호 형 파쇄 날, (54a) 및 (54b)는 원호 형 파쇄 날(51)을 양쪽에서 고정시키는 고정 테로, 고정 볼트(53)로 조립된다.

도 4는 흡입 호스(16)에 부착된 흡입 량 조절 기(41)의 사시도로, (42)는 흡입량 조절 휀, (19)는 흡입 량 조절 휀의 회전 방향으로 본체 회전 휀의 회전 방향과 일치한다.

도 5a는 원통 형 파쇄 틀(50)의 사시도이다. 내향 형 톱 날 또는 칼 날 면을 가진 원호 형 파쇄 날(51) 3∼12매로 구성된 원형 파쇄 날(55)이 양쪽의 고정 테(54a, 54b)및 조립 볼트(53)에 의해 복수 병렬로 조립되어 회전 휀(33)을 둘러싸는 원형 파쇄 틀(50)을 구성한다.

도 5b는 원호 형 파쇄 날(51)의 사시도로, (52)는 조립 볼트용 구멍이다. 도 5b의 원호 형 파쇄 날(51)은 톱날형을 하고 있으나, 파쇄 대상에 따라 톱날의 간격을 조정하거나 칼날형을 사용 할 수 있다.

도 5c는 원통 형 파쇄 틀(50)의 측면도이다.

도 6a는 두 장의 원형 철판(33a, 33b)에 복수의 2중 경사형 부채 날개(60)가 균등한 간격으로 부착된 회전 휀(33)의 한 쪽 면을 투시한 사시도이다.

2중 경사 형 부채 날개(60)는, 회전 휀(33)의 회전시에 공기의 마찰을 줄여 회전속도를 빠르게 하며, 흡입된 용기의 중심 부분이 흡입구(14)쪽에 위치한 날개 끝 부분(65)에 부딪쳐서 접혀 끼게 되는 것을 예방하기 위해, 본체 유닛(10)내부 안쪽에서 흡입구(14)쪽으로 경사진 원통 호 부(61)와, 흡입된 용기를 원형 파쇄 틀(50)에 끼어 넣기 위해 원통 형 파쇄 틀(50)에 대해 경사 진 누름 부(63)와, 톱날(51)에 낀 용기를 파쇄 후 스크랩을 톱날과 톱날 사이로 밀어내기 위한 요철(凹凸) 파쇄 부(62)로 나뉘어 있다. 이 회전 휀(33)은 볼트 조임 판(35)으로 회전 축(32)에 부착된다.

도 6b는 2중 경사 형 부채 날개(60)의 전체 사시도이다. 2중 경사 형 부채 날개(60)의 원통 호 부(61)의 경사 면(65)의 각도는 30∼75도가 적당하고. 원통 형 파쇄 틀(50)의 파쇄 날(51)에 대한 부채 날개(도 2, 60)의 누름 부(62)의 각도는 30∼60도가 적절하다. (19)는 회전 휀(33)의 회전 방향이고, (19a) 및 (19b)는 경사진 부채 날개(60)의 회전으로 인해 공기의 흐름이 엇갈리게 되어 용기가 부채 날개(60)의 경사면(65)에 걸리는 것을 방지한다.

도 6c는 이중 경사형 부채 날개(60)의 평면도이다, 원통 형 파쇄 틀(50)의 파쇄 날(51)과 이중 경사 형 부채 날개(60)의 요철 파쇄 부(62)가 엇갈려 있기 때문에 원통 형 파쇄 틀(50)안에 회전 휀(33)을 통채로 조립 할 수 없게되므로, 부채날개(60)의 누름 부(63)와 요철(凹凸)파쇄 부(62)를 분리한 회전 휀(33)을 먼저 본체에 조립 후 요철(凹凸)파쇄 부(62)를 볼트(64)로 고정하며, 분해 할 때는 역순으로 행한다.

전기 구동 모타 또는 동력 엔진을 사용하는 원동기(31)와 회전 휀(33)과는 회전 축(32) 으로 직결 또는 벨트로 연결한다.

원동기(31)가 구동되면 회전 축(32)으로 연결된 회전 휀(33)이 회전하여 용기가 본체 유닛(10) 안으로 흡입된다. 이때에 과다하게 용기가 빨려 들어가면 호스의 흡입구가 막히게 되므로, 흡입 량 조절 휀(42)이 회전 휀(33)과 같은 방향으로 회전하면서 흡입 량을 조절하게 된다.

이렇게 내부로 흡입된 용기는 원심 풍력의 흐름(19a)을 따라 회전 휀(33)의 날개와 날개 사이로 빨려 들어가 원형 파쇄 틀(50)쪽으로 날아가 경사진 부채 날개(60)의 누름 부(63)에 눌려서 원형 파쇄 날에 끼워지면 부채 날개(60)의 요철 형 파쇄부(62)가 가격하여 파쇄 된 스크랩(18)은 원호 형 파쇄 날(51)의 톱날사이로 빠져나가서 원심 풍력으로 부송 통로(21)를 통과하여 배출구(15)로 배출된다. 이렇게 배출된 스크랩은 저장통(17)에 저장하여 압축장으로 운반하거나 철·알루미늄 분리기로 분리하여 압축 후 실수요자에게 납품된다. 파쇄되는 스크랩의 크기는 원형 파쇄 틀의 날과 날의 간격에 의해 결정되는데, 날의 간격은 스크랩의 용도에 따라 조절 할 수 있다.

원통 형 파쇄 틀(50)에 조립되는 파쇄 날(51)은 금속 캔에는 톱 날 형을, 플라스틱 종류는 칼 날 형 등 파쇄 대상에 따라 선택 할 수 있으며, 파쇄 대상은 용기 뿐만 아니라 스티로 폼 이나 호두 같은 곡물 등 파쇄 가능 한 모든 것을 포함한다.

본 발명은 한 개의 원동기로 회전 휀을 회전시켜 용기의 흡입 량 조절, 흡입, 파쇄 및 배출까지 4가지의 기능을 행하게 되므로 구조가 단순하여 15마력의 원동기로 시간 당 철 캔 파쇄 량 300㎏의 소형으로부터 2톤 정도의 대형 설비까지 용량에 맞춰 염가로 제작이 가능하다. 그리고 본 발명 장치로 용기를 파쇄하면 부피가 5분의 1 정도로 줄게 되어 보관 장소도 줄어들고 운반비도 절약 할 수 있게 되며 재질별로 분리 수거가 가능하여 부가가치를 높일 수 있다. 즉 종래에는 금속 캔의 대부분을 차지하고 있는 음료용 철 캔의 알루미늄 개봉 판을 회수하지 못하고 그대로 압축하여 제철회사의 용광로에서 타서 없어져버렸으나 본 발명 장치로 파쇄하면 알루미늄의 70%를 회수 할 수 있다 (별지 국립 기술 품질원 시험 성적서 참조).

현재 음료용 철 캔에 사용되는 개봉 판용 알루미늄은 년간 약 3만 톤으로 그중 2만 톤 이상을 재활용 할 수 있으므로, 전량 수입에 의존하는 알루미늄의 수입을 년 간 300억 원 이상 줄일 수 있다. 또한 프라스틱 및 펫트(Pet)용기도 재질별로 분리 수집 할 수 있고, 부피를 줄여 보관비 및 운반비를 절약 할 수 있다. 따라서 인구 밀집 지역의 중소 수집업자가 용기의 발생 초기부터 파쇄하게 되면 최종 실수요자에게 유통되는 과정에서 부가가치가 크게 발생되므로 각종 용기의 재활용을 촉진하게 되어 국가 경제 및 환경 보호에 크게 이바지하게 될 것으로 사료된다.

Claims (4)

1. 원동기(31)와, 상기 원동기(31)에 의해 구동되어 흡인과 파쇄 및 부송을 동시에 행하는 복수의 부채 날개(도6a,,60)로 구성 된 회전 휀(33)과, 상기 회전 휀(33)을 둘러싸고 있는 원형 파쇄 틀(50)과, 파쇄된 스크랩을 원심 풍력으로 부송하는 부송 통로(21)와, 상기 부송된 스크랩을 배출하는 배출구(15)와, 상기한 전부를 철판으로 둘러싸고 있는 본체 유닛(10)과, 상기 본체 유닛(10)의 전면 중심 부근에 형성되는 흡입구(14)와, 상기 흡입구(14)에 연결되어 외부로부터 흡입되는 용기의 통로 역할을 하는 흡입 호스(16)와, 상기 흡입 호스(16)의 끝 부분에 설치된 흡입량 조절기(41)와, 배출 호스(26)로 구성한 것을 특징으로 하는 용기 파쇄기.
2. 제1항에 있어서 공기저항을 줄여 회전 속도를 빠르게 하여 파쇄 능력을 높이고, 회전 휀(33)의 중심부 쪽의 부채 날개 단면(도 6b, 65)에 용기의 중심 부분이 접혀 걸리는 것을 예방하고, 스크랩을 자동으로 부송하는 풍력을 얻기 위한 기능을 동시에 행하기 위해, 완만한 원통 호(도 6b, 61)를 본체 유닛(10)의 안쪽에서 흡입구(14)쪽으로 30~75도로 경사지게 하고, 용기가 밀려 헛돌아가지 않게 파쇄 날(도 2, 51)에 눌러 넣기 위해 부채 날개(60)의 누름 부(63)를 파쇄 날(51)과 30~60도로 경사지게 한 복수의 이중 경사형 부채 날개(도 2, 60)로 구성된 회전 휀(도 2, 33)을 특징으로 하는 용기 파쇄기.
3. 제1항에 있어서 톱 날 또는 칼 날 면을 가진 복수의 원호 형 파쇄 날(51)로 구성된 원형 파쇄 날(55)을 복수 병렬로 조립한 원통 형 파쇄 틀(도 5a, 50)과, 파쇄 틀(50)의 파쇄 날(51)과 파쇄 날(51)사이에 돌출하여 회전하면서 파쇄하고 스크랩이 파쇄 날(51)사이에 끼는 것을 방지하는 부채 날개(도 6a, 60)의 요철 파쇄 부(62)로 구성된 파쇄 구조를 특징으로 하는 용기 파쇄기.
4. 제1항 및 제2항에 있어서 흡인과 파쇄 및 부송을 동시에 행하는 회전 휀(33)의 풍력으로 흡입 량 조절 휀(42)을 회전 시켜 흡입 량을 조절함과 동시에 흡입구의 막힘을 방지하는 흡입 량 조절기(41)로 구성된 것을 특징으로 한 용기 파쇄기.