KR100434628B1 - 폐플라스틱용적감소장치 - Google Patents

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다쓰오 후지타
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

폐플라스틱 용적감소장치는 폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기와, 상기 수납용기의 내부에서 상하로 미끄럼 운동하여 상기 수납용기의 내부용적을 변화시키는 저판과, 상기 저판 아래에 설치된 포대와, 상기 포대를 팽창 또는 수축시키는 공기펌프와, 상기 수납용기의 외부에 설치된 외부용기와, 상기 수납용기 위에 설치되어 폐플라스틱을 출입시키는 덮개, 및 히터와 송풍기로 이루어진 열풍발생부를 구비한다.

Description

폐플라스틱 용적감소장치
본 발명은 가정, 소규모 사업소, 점포 등에서 발생하는 플라스틱 포장재, 곤포재(梱包材), 식품용 트레이, 음료용기 등과 같은 각종의 플라스틱 폐기물(폐프라스틱)의 용적을 간단하게 감소시키는 비교적 소형의 처리장치에 관한 것이다.
가정, 사업소, 점포 등과 같은 인간의 활동장소로부터 대량의 폐기물이 배출되고 있으나, 소각이나 매립 등의 처리시설 용량이 부족할 뿐만 아니라 폐기물의 회수와 운반 등에 드는 처리비용이 증대하여 심각한 사회문제로 되고 있다. 그 대책으로서는 폐기물 배출량을 줄이는 것이 기본이라 할 수 있겠으나 폐기물을 재활용 자원으로 활용하는 것도 극히 효율적이라 하겠다. 특히, 플라스틱은 폐기물 중에서도 큰 용적을 점하고 있으며 부패하지 않고 또 귀중한 에너지 자원인 석유로부터 만들어지기 때문에 재활용 대상으로서 주목받고 있으며 이러한 목적에서 연구가 시작되었다. 폐플라스틱은 용적밀도가 작고 운반을 포함한 회수비용이 크다. 이러한 경향은 특히 음료용기나 발포(foamed) 플라스틱 등에서 현저하다. 폐플라스틱의 재활용을 추진하는 데는 경제성의 확보가 중요하므로 폐플라스틱이 발생되는 바로 그 장소에서 용적을 줄여서 운반과 회수비용을 절감하는 것이 효과적이다.
종래의 폐플라스틱 용적감소 장치로는 용적을 줄이기 위해 기계적으로 파쇄 절단하는 장치, 기계적으로 압축시키는 장치, 기계적으로 파쇄한 다음 마찰열로 녹이는 장치 등이 고안되어 있다. 이들 장치들은 처리능력은 크지만 대형·고가라서 재활용 공장 등에 설치되는 경우가 많으나 소량이 분산적으로 발생하는 점포 등에는 적합하지 않다. 그러므로 이들 장치들은 운반 및 회수비용의 절감에 도움이 되지 않는다.
소량 분산처리의 목적에 적합한 방식으로는, 예컨대 미국특허 제5,355,789호에 개시된 것으로서, 플라스틱을 저온에서 가열하여 저압에서 압축하여 용적을 줄이는 방식이 있다. 이 방식은 종래 시스템에 비해 장치구성이 간단하며 소량 분산처리용 장치에 적합하다. 이러한 소형기계를 폐플라스틱 배출지나 이것을 쉽게 수집할 수 있는 곳에서 가동시켜 용적을 줄인 후에 재활용 공장으로 운반하면 재활용 비용이 절감되고 경제성이 향상될 수 있어 재활용의 활발화가 촉진될 수 있다. 이런 범주에 속하는 더욱 편리하고 실용적인 방식이 재활용 촉진의 관점에서 요구되고 있다.
장치의 크기를 줄일 수 있는 가열 또는 가열압축 방식에서는 가능한 한 저온에서 가열하여 가열시 배기가스나 냄새가 발생되는 것을 억제한다. 그러나 폐플라스틱 중에는 발포성형된 플라스틱(특히, 발포 폴리스티렌)이 많이 내포되어 있으며, 이들을 가열하는 동안에는 고농도의 발포가스가 발생한다. 예컨대, 발포 폴리스티렌은 가열수축 과정에서 내부에 잔류하고 있는 부탄과 시클로헥산과 같은 다량의 발포가스를 발생하게 된다. 그 결과, 처리용기내에 발생된 가스는 가스한계농도에 접근하게 되어 기기의 안전성 확보가 어렵게 된다. 더우기 가열중에 발생된 가스는 스티렌 모노머와 같은 냄새나는 물질을 많이 함유하고 있어 이들 물질로부터 나는 냄새를 확실히 제거하는 방법이 동시에 요구되었다.
폐플라스틱의 가열압축 방식에서는 가능한 많이 용적을 줄이기 위해서 처리용기내의 폐플라스틱을 유리전이온도 이상으로 균일하게 가열해야할 필요가 있다. 그러나 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)병과 같은 가열에 의해 결정화가 진행되어 강도가 증가하는 플라스틱의 경우에는, 특히 불균일하게 가열된다면 유리전이온도 이하의 부분과 과잉 가열에 의한 결정화된 부분이 혼재하기 때문에 충분히 압축하여 용적을 줄이는 것이 어렵다. 그와 같은 불균일 가열상태에서도 충분히 압축하기 위해서는 더 큰 압축력이 필요한 데 이는 장치규모의 증대 및 비용 상승의 또 다른 문제점을 유발한다.
또한, 종래에 제안된 용적감소장치에서는 다음과 같은 문제점들이 있었다. 한 가지는 동작불량이다. 압축동작 중에는, 처리용기 내에 채워진 발포 폴리스티렌은 매우 희귀하지만 미끄럼 운동부에 물려 들어오는 수가 있다. 그 원인은 가열된 발포 폴리스티렌이 연화되어 표면의 접착성이 커지기 때문이다. 발포 폴리스티렌이 가열되면 100℃이상 부근에서 부피가 점차 줄어들기 시작한다. 이것은 폴리스티렌이 유리전이온도 이상으로 가열됨에 따라 연화가 시작되고 중간에 갖혀 있던 발포제(탄화수소와 같은 가스상태의 물질)가 방출되기 시작하기 때문이다. 온도가 더 상승함에 따라 부피는 더 작아지게 되고 150℃ 부근에서 발포제는 거의 완전히 방출되고 부피 감소가 멈추어지게 된다. 이 상태에서 발포 폴리스티렌은 연화가 진행되고 표면은 상당한 접착성을 갖게 된다. 따라서 이 표면이 장치의 벽에 달라붙게 되고 이 상태에서 미끄럼 운동에 의한 압축조작을 시작하게 되면 미끄럼 운동부의 간격에 물려들게 되어 미끄럼 운동의 동작불량이 생기게 된다. 동작불량을 일으킬 정도로 심하지 않다고는 하더라도 상부 및 하부 압축면에 달라붙어 압축 및 용적 감소 후에 떼어내기가 어렵다.
상기 문제점들을 해소하기 위하여, 본 발명의 주 목적은 가정, 사업소, 및 점포 등에서 발생하는 폐플라스틱을 처리하기 위하여, 간단한 구성과 쉬운 조작으로 폐플라스틱 발생지에서 용적을 감소시킬 수 있는 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 폐플라스틱 용적감소장치는,
폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기와,
상기 수납용기 내부에서 상하로 미끄럼 운동하여 상기 수납용기의 내부 체적을 변화시키는 저판과,
상기 저판의 하방에 설치된 포대와,
상기 포대를 팽창 또는 수축시키는 공기펌프와,
상기 수납용기의 외부에 설치된 외부용기와,
상기 수납용기위에 설치되어 폐플라스틱을 출입시키는 덮개, 및
히터와 송풍기로 이루어진 열풍발생부를 구비한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
살기 수납용기의 상부에는 제 1 개구부가 설치되고,
상기 제 1 개구부와 실질적으로 동일한 높이 또는 그 아래에 제 2 개구부가 설치되며,
열풍이 상기 수납용기의 상부에 있는 상기 제 1 개구부로부터 상기 수납용기의 하부로 유입하여 상기 제 2 개구부로부터 상기 수납용기와 상기 외부용기사이에 형성된 열풍복귀로쪽으로 유출된 후에 상기 송풍기로 복귀하는 식으로 순환하는 열풍순환통로가 설치된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
적어도 상기 제 2 개구부는 다수의 개구로 이루어지며,
상기 다수의 개구는 상기 제 1 개구부와 거의 동일한 높이로부터 하방으로 분포된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치는,
상기 제 2 개구부의 전부 또는 일부가 상기 수납용기의 저판에 형성되고,
적어도 열풍의 일부가 상기 저판의 상기 제 2 개구부를 통과한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 열풍순환통로의 정압부와 부압부 사이를 연통시키는 보조통로가 설치되며,
상기 보조통로상에는 탈취부가 설치된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 열풍순환통로의 정압부로부터 분기된 분기로상에 탈취부가 설치되고,
상기 탈취부의 하류측은 대기로 개방되고,
상기 열풍순환통로의 부압부에는 공기흡입구가 설치된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에는,
상기 열풍순환통로로부터 분기된 분기로상에 탈취부와 흡인송풍기가 설치되고,
그 하류측은 대기로 개방되고,
상기 열풍순환통로의 부압부에는 공기흡입구가 설치된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치는,
상기 열풍순환통로의 정압부와 부압부 사이를 연통시키는 보조통로가 설치되고,
상기 보조통로상에는 탈취부와 송풍기가 설치되며,
상기 송풍기는 상기 정압부에 의해 공기를 불어낸다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 탈취부의 하류측 통로가 상기 열풍발생부를 통해 대기로 개방된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 탈취부의 하류측 통로가 대기와 상기 열풍발생부로 개방된다.
본 발명의 폐플라스틱 용적감소장치는,
폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기와,
상기 수납용기의 내부에서 상하로 미끄럼 운동하여 상기 수납용기의 내부체적을 변화시키는 저판과,
상기 저판 아래에 설치된 포대와,
상기 포대를 팽창 또는 수축시키는 공기펌프와,
상기 수납용기의 외부에 설치된 외부용기와,
상기 수납용기위에 설치되어 폐플라스틱을 출입시키는 덮개, 및
히터와 송풍기로 이루어진 열풍발생부를 구비하되, 상기 수납용기의 내측을 따라 원주방향으로 상기 수납용기의 개구부로부터 열풍이 불어나오는 것을 특징으로 한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 개구부에까지 이르는 상기 열풍의 통로가 상기 수납용기 원주의 접선을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 수납용기의 상부측에 제 1 개구부가 설치되고, 적어도 상기 제 2 개 구부의 일부가 상기 수납용기의 상부측에 설치되며,
열풍에 의한 가열처리와 공기펌프에 의한 압축처리가 동시에 개시된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 제 1 개구부와 대면하는 위치에 상기 제 2 개구부가 배치된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 열풍발생부가 상기 수납용기에 수납된 폐플라스틱을 가열하고,
상기 공기펌프는 상기 수납용기의 내부체적을 변화시킴으로써 상기 가열된 폐플라스틱의 용적을 감소시키며,
상기 가열공정의 종료후 상기 용적감소공정의 개시전의 짧은 시간동안 폐플라스틱을 냉각시킨다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 열풍발생부가 상기 수납용기에 수납된 폐플라스틱을 가열하고,
상기 공기펌프가 상기 수납용기의 내부체적을 변화시킴으로써 상기 가열된 폐플라스틱의 용적을 감소시키고,
상기 가열에 따른 온도는 복수단계 분할하여 상승된다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 가열공정의 종료후 상기 용적감소공정의 개시전의 짧은 시간동안에 폐플라스틱을 냉각시킨다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 냉각을 위해 상기 열풍발생부의 송풍기가 동작한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치는,
상기 열풍순환통로에 설치되어 열풍을 검지하는 온도검지수단과,
상기 열풍순환통로로부터 분기되는 배기로, 및
상기 열풍순환통로에 외기를 유입시키는 외기유입구를 더 포함하되,
상기 외기유입구로부터 유입된 공기체적에 해당하는 체적이 상기 배기로로부터 배출되고, 외기유입체적과 상기 열풍발생부에 의한 가열량 중 적어도 어느 하나가 상기 온도검지수단에 의해 검지된 열풍온도에 따라서 변화되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 검지된 열풍온도가 증가함에 따라 상기 외기유입체적이 증가하거나 상기 열풍발생부에 의한 가열량이 감소한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치는,
상기 열풍순환통로로부터 분기되며 산화촉매를 포함하는 탈취부를 갖는 배기로와,
상기 탈취부의 온도를 검지하는 제 2 온도검지수단, 및
상기 열풍순환통로내로 외기를 유입시키는 외기유입구를 더 포함하되,
상기 외기유입구로부터 유입된 공기체적에 해당하는 체적이 상기 배기로로부터 배출되며,
상기 외기유입체적과 상기 열풍발생부에서의 가열량 중 적어도 어느 하나가 상기 제 2 온도검지수단에 의해 검지된 상기 탈취부의 온도에 따라서 변화되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐플라스틱 용적감소장치에서는,
상기 탈취부의 검지온도가 증가함에 따라서 상기 외기유입체적이 증가하거나 상기 열풍발생부의 가열량이 감소한다.
본 발명은, 특히 내부용적 가변구조에 특징이 있고, 통형상의 용기내에 설치된 가동판을 그 하부에 설치된 포대의 용적을 공기펌프를 이용해 가변하여 미끄럼 운동시키는 기구에 의해 어려움없이 폐플라스틱의 용적을 쉽고 위생적으로 감소시키는 장치를 제공한다. 즉, 수납용기내에 놓여진 폐플라스틱을 압축하여 용적을 감소시키기 위해서 내부용적을 가변시킬 수 있는 수납용기가 공기압에 의해 강제적으로 동작시켜 그 내부용적을 감소시켜 내부에 있는 폐플라스틱을 압축하게 된다. 폐플라스틱은 수납용기의 내부용적이 변화됨에 따라 쉽게 압축되어 그 용적이 크게 줄어들게 된다. 이러한 압축공정은 처리 중에 수차례 용이하게 반복될 수 있다. 이런 식으로, 폐플라스틱은 가열 압축에 의해 그 용적이 쉽게 줄어드는 동시에 가열에 의해 폐플라스틱은 살균될 수 있다. 따라서 보관장소를 절약함과 동시에 보관중에 악취가 발생되는 것을 방지할 수 있어 위생성이 향상된다.
더욱이, 가열 중에 열풍순환통로로부터 분기된 분기로에 탈취기를 설치함으로써, 처리 중에 악취발생없이 간편하고 편안하게 각종의 폐플라스틱 용적을 감소시킬 수 있다.
그 외에, 가열 중에 다량의 분해가스를 발생하는 발포 플라스틱도 간편하고 안전하게 가열 처리하여 그 용적을 줄일 수 있다.
발포 플라스틱의 용적을 감소시키기 위해서는 유리전이온도 이상으로 가열하나, 처리 중의 가스발생을 억제하고 발포 플라스틱이 녹아 장치에 달라붙는 것을 방지하기 위해서는 열풍을 조절하여 용융온도 이하로 가열하도록 되어 있다. 가열이 진행됨에 따라 발포 플라스틱은 열에 의해 수축되고 이 과정에서 발포가스가 대량으로 발생된다. 특히, 발포 폴리스티렌을 처리하는 경우에는 부탄과 시클로헥산과 같은 발포가스, 톨루엔과 에틸벤젠과 같은 발포조제(foaming aid), 스티렌 모노머와 같은 잔류 가스성분이 발생한다.
본 발명의 장치에서는, 가열용 송풍기의 분출압을 이용하거나, 또는 촉매용 전용 송풍기를 이용하여 가스성분을 내포한 열풍의 일부를 순차적으로 촉매탈취기로 보내어 그 가스를 접촉산화반응에 따라서 무해한 것으로 분해시킨다. 이 때, 그 배기열은 열풍순환통로로 되돌아와 반응열을 폐플라스틱의 가열에 이용하여 용적감소 처리시에 에너지를 절감할 수 있다.
또는, 가열용 송풍기의 동작 압력에 의해 형성된 열풍순혼통로의 부압부에 공기유입구가 설치된 경우에는 발생된 가스의 산화반응에 필요한 충분한 공기가 촉매용 송풍기 없이도 외기로부터 유입될 수 있다. 이 때, 열풍순환통로의 정압부에 배기구를 설치함으로써, 유입량에 맞는 배기량이 유지될 수 있다. 그 배기경로상에 촉매탈취부를 설치하는 것은 간단한 구성으로 실현된다.
이런 방식으로, 폐플라스틱 가열시에 발생하는 가스를 효과적으로 분해할 수 있어 용적감소 처리시에 안전성이 확보될 수 있다. 동시에 가스처리시에 발생하는 에너지를 가열에 이용함으로써 처리시의 에너지를 절감할 수가 있다.
더욱이, 수납용기의 내부측면을 따라서 원주방향으로 열풍을 분출시켜 수납용기원주의 접선을 따라 내부측면에 까지 열풍통로를 형성함으로써, 수납용기 내에 열풍의 와류를 형성할 수 있어 폐플라스틱의 가열불균일성이 개선된다. 그 결과, 처리 중에 폐플라스틱의 부분적인 결정화나 용융현상을 방지할 수 있어 용적을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
상기 과정은 특히 발포 폴리스티렌에 대해 효과적이다. 그러나 가열 압축하여 폐플라스틱의 용적을 감소시킬 때에는 가열종료와 압축개시전의 짧은 시간동안 냉각처리를 행함으로써 발포 폴리스티렌의 표면온도가 그 짧은 냉각처리 중에 약간 낮아질 수 있어 표면 접착성을 낮출 수가 있다. 그 결과, 처리용기 내의 폐플라스틱은 처리용기의 벽면이나 상부 및 하부 압축면에 달라붙지 않아서 원활한 압축동작이 이루어질 수가 있다.
더욱이, 가열에서 압축에 이르는 일련의 용적감소공정에서, 가열설정온도를 다단계로 분할하여 가열시킨 후에 압축공정으로 전이함으로써 가열에 의한 발포제 등의 발생가스의 급격한 농도상승을 억제하고 폭발 등의 위험을 방지하여 안전한 용적감소처리를 실행할 수가 있다. 가열 중의 가스발생은 100℃와 150℃ 사이에서 급격히 일어나지만, 이 온도대에서 가열온도를 완만하게 상승시킴으로써 기기내의 가스농도 상승이 완만해 질 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이 기기내의 가스농도의 상승이 완만해지는 한편, 외기를 처리용기내로 유입시키고 그 유입량만큼 배출하는 구성에서는 외기가 유입되어 내부가스농도를 낮추어 점화 또는 스파크에 의한 폭발위험을 피할 수가 있다. 게다가, 가열종료와 압축개시간의 짧은 시간동안에 냉각공정을 둠으로써 기기내의 가스농도 상승을 방지할 수 있다.
또는 검지된 열풍온도에 따라서 외기유입체적과 열풍공급로의 가열량 중에서 적어도 어느 하나를 변화시킴으로써 가열에 의한 발포제의 발생가스의 급격한 농도상승을 억제하고 폭발 등의 위험을 방지할 수 있어 안전하게 용적을 감소시킬 수가 있다.
그 외에, 검지된 열풍온도에 따라서, 상술한 바와 같이, 외기유입체적과 열풍공급로의 가열체적 중에서 적어도 어느 하나를 가변함으로써 발포제 등의 발생가스의 급격한 농도상승을 억제하고 폭발 등의 위험을 방지할 수 있어 안전한 용적감소 처리가 가능하다. 이것은 가스발생이 급격히 증가하면 촉매층에서 산화반응이 활발해지고 발열에 의해 촉매온도가 상승하는 현상을 이용한 것이다.
[실 시 예]
이하, 첨부도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예의 요부종단면도이다. 도면부호 1은 폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기, 2는 그 내벽을 따라 상하로 미끄럼 운동가능한 저판, 3은 외부용기, 4는 외부케이싱이다. 외부용기(3)의 하부에는 내열성 플라스틱재로 된 기밀성 포대가 있다. 12는 포대(5)내로 공기를 보내는 공기펌프, 13은 포대(5)내의 공기를 배출해내는 솔레노이드 밸브이다. 도면부호 14는 포대(5)의 걸쇠이고, 포대(5)는 수납용기(1)의 하부에 고정되어 있다. 도면부호 6은 폐플라스틱을 출입시키기 위한 덮개로서 덮개패킹(16)을 통해 본체에 고정되어 있다. 도면부호 15는 외부용기 패킹이다. 도면부호 7은 송풍기, 8은 히터로서 양자는 결합되어 열풍발생장치를 구성한다. 열풍발생장치는 덮개 내부에 설치될 수 있으나 이러한 경우에는 덮개가 무거워져 이 덮개를 열고 닫는데 스프링과 같은 보조기구가 필요해진다. 이 실시예에서처럼 수납용기(1)측에 설치하게되면 덮개 무게가 줄어들어 취급이 용이해지면서 덮개의 온도상승도 방지되어 안전성이 향상될 수 있다. 도면부호 9는 열풍의 온도검지기로서, 열풍온도는 이 장치로부터의 신호에 따라서 조절된다. 도면부호 10은 수납용기(1)의 상부에 구성된 제 1 개구부이고, 1a, 1b, 1c는 수납용기(1)에 구성된 복수의 제 2 개구부이다. 제 2 개구부는 한 개만 될 수 있으나 복수개로 구성하는 것이 더욱 실용적이다. 그 이유는 폐플라스틱의 적재방식으로 인한 가열 변동의 영향이 작기 때문이다. 도면부호 11은 수납용기(1)와 외부용기(3) 사이에 형성된 열풍복귀로이다.
다음, 동작에 대해서 설명한다. 덮개(6)를 열어 폐플라스틱을 수납용기(1)내로 넣는다. 여러가지 플라스틱을 섞어서 용적을 줄이는 것도 가능하지만 재활용 관점에서 보아 분리처리하거나 각 종류에 따라 전용기계를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 덮개(6)를 덮은 후에 송풍기(7)와 히터(8)에 전력을 공급하여 가열을 시작한다. 가열온도는 열풍의 분출구에 설치된 온도검지기(9)로부터의 신호에 따라서 제어부(도시안됨)에 의해서 설정온도로 자동 조절된다. 열풍은 제 1 개구부(10)로부터 수납용기(1)내로 들어가 내부 폐플라스틱을 가열한다. 그 다음, 제 2 개구부(1a∼1b)로부터 열풍복귀로(11)내로 열풍이 공급되어 송풍기(7)의 흡인측으로 복귀하는 통로로 기계 내부를 순환하면서 폐플라스틱을 가열한다. 가열온도는 폐플라스틱의 종류에 따라 다르겠지만 일반적으로 100℃ 내지 200℃ 범위내에 있는 것이 바람직하다. 내부 폐플라스틱이 충분히 가열된 후에는 압축공정으로 들어간다. 압축을 위해서는 공기압을 이용한다. 솔레노이드 밸브(13)를 닫고 공기펌프(12)를 작동시키면 공기가 포대(5)로 공급되어 포대(5)가 부풀어진다. 이 압력에 의해서 저판(2)이 수납용기(1)의 내부표면을 따라 위쪽으로 밀려져 폐플라스틱을 압축한다. 마지막으로 폐플라스틱은 저판(2)과 덮개(6)의 하부면 사이에서 압축되어 용적이 줄어든다. 압축력은 공기압과 저판(2) 면적의 곱으로 표시된다. 공기압을 0.1kg/㎠, 저판(2) 면적을 1000㎠이라 가정하면 100kg의 압축력이 얻어진다. 압축을 위한 공기압은 최대 약 0.3kg/㎠ 정도면 충분하고 더 높은 압력을 사용하려면 덮개(6)나 기타 부품의 기계적 강도가 증가해야 하는데 이는 비용상승을 초래한다. 압축이 끝나면 솔레노이드 밸브(13)를 열어 포대(5)내의 압축공기를 배출한다. 저판(2)은 자신의 무게와 폐플라스틱의 무게 때문에 밑으로 내려온다. 처리후의 폐플라스틱을 꺼낼 때에는 포대(5)를 팽창시킨 상태로 해두는 것이 편리하다. 꺼내지 않고 계속해서 처리할 때는 저판(2)을 내려놓는 것이 더 좋다. 이런 식으로 수납용기 내에 있는 각종 폐플라스틱의 용적이 줄어들게 된다.
제 2 도는 제 1 도의 실시예에서 더욱 효율적으로 가열하기 위해서 순환통로를 개선시킨 것이다. 공통된 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 붙이고, 요부에만 도면번호를 붙인다. 수납용기(1)의 벽면에 설치된 다수의 제 2 개구부(la∼1c)에 부가하여 본 실시예에서는 다수의 1d가 추가된다. 저판(2)의 저면에도 역시 다수의 저판 개구(2a)가 구비된다. 이러한 구성에서 수납용기(1)에서부터 송풍기(7)에 이르는 통로의 개구면적이 증가하고 유로저항은 감소하여 가열을 더욱 원활하게 행할 수가 있다. 이 때 저판개구(2a)를 저면의 모서리 근처에 구성하는 것이 유로가 단락되기 쉽고 더욱 효과적으로 된다.
제 3 도는 본 발명의 다른 실시예의 요부종단면도이다. 제 1 도에 공통된 요소에는 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 히터(8)의 설치위치는 송풍기(7)의 분출측이므로 압력은 정압력이고, 반면에 열풍복귀로(11)는 송풍기(7)의 흡인측에 있기 때문에 부압력 상태에 있다. 각 위치로부터 정압력측분기부(25)와 부압력측 분기부(26)가 구성되고 양자는 보조통로(24)에 의해 연결되고, 탈취기(21)가 그 보조통로상에 설치된다. 탈취기(21)는 벌집형상의 산화촉매(22)와 이 촉매(22)를 활성화시키는 촉매히터(23)로 구성된다. 촉매는 벌집형상의 세라믹 담체에 의해 유지되는 귀금속으로 구성된다. 상기와 같은 연결에 의해서 순환열풍의 일부는 정압력 분기부(25)로부터 탈취기(21)를 통과해서 부압력 분기부(26)로 흘러들어간다. 이 때 가열공정중에 발생된 악취성분은 촉매상에서 산화 분해되어 무취물질로 변환된다. 보조통로(24)의 유량은 통로의 내경과 송풍기의 압력과의 균형에 의해 임의로 설정될 수 있다.
제 4 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 도면에서 제 1 도와 제 3 도의 실시예에서와 동일한 부분은 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 탈취기(21)는 제 3 도에서와 같이 정압력측 분기부(25)로부터 분기되는 통로(34)상에 설치되며, 더우기 탈취기의 출구는 외기에 개방된 배출구(36)이다. 부압력측에서의 열풍복귀로(11)에는 공기흡인구(37)가 설치된다. 이러한 구성에서 가열동안에서 공기흡인구(37)로부터 외기가 항상 유입되고, 이 유입량만큼의 악취성분을 포함하는 공기가 탈취기를 통해 배출된다. 그러므로, 가열 중에 냄새가 나지 않아 쾌적한 조작이 가능해 진다.
제 5 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 도면에서 제 1, 3 및 4 도의 실시예들에서와 동일한 부분들에 대해서는 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 제 4 도와 다른 점은 강제배기를 위해 탈취기의 하류측에 흡인송풍기(46)를 설치한다는 점이다. 이러한 흡인동작에 의해서 기기의 전체 내부공간이 부압력측으로 기울어지고, 이에 따라서 기기의 어느 부분에 간격이 생겨서 기밀성이 훼손되면 주변공기만이 기기내부로 흡입되어 기기로부터 악취가 누출되는 가능성이 극히 적어진다. 따라서 가열 동안의 악취발생은 거의 없게되어 쾌적한 무취조작이 가능해 진다. 이 경우에 더욱기 강제흡인이 가능하므로 열풍순환로로부터의 분기가 정압력측 분기부(25)의 위치에 한정되지 않을 수 있고 부압력측의 임의 위치로부터 분기되는 것도 가능하다. 이는 설계, 전체구성, 배치의 자유도가 증가될 수 있다는 점에서 이점이 있다.
또한, 제 3 도 내지 제 5 도의 실시예들에서 보여진 탈취기를 배설한 구성과 제 2 도의 구성을 결합시키는 것도 물론 가능하며, 유로저항의 감소에 의해 가열성능이 향상되어 단시간에 용적을 줄이는 것이 가능하다.
상술한 실시예들에서는 독자적인 가열기능과 압축기능의 유기적 결합과 이상적인 배치구성에 의하여 폐플라스틱의 용적은 간단하면서 위생적으로 줄어들 수 있다. 폐플라스틱은 특히 강성이면서 유연성이 크고 상온에서 압축시키기가 어려우나 가열하면 쉽게 연화되기 때문에 연화시킨 후에 압축시켜 용적을 감소시키는 것은 용이하다. 종류에 따라서 다르지만 용적은 약 1/10 내지 1/40으로 줄어들 수 있다. 또한 가열은 살균효과가 있기 때문에 보관중에 부패하여 악취가 발생되는 일이 방지될 수 있다. 그러므로 폐플라스틱의 보관공간이 절약될 수 있고 보관중의 악취발생도 방지되며, 폐플라스틱의 발생장소에서 폐플라스틱 용적을 줄일 수가 있어 폐플라스틱의 수집 운반비용의 절감을 통해 공익사업적 가치의 창출이 가능해 진다. 더우기, 각종 플라스틱에 대한 전용기계를 이용하면 재활용에 있어 주요문제인 운반비용을 더욱 낮출 수가 있고 폐기물 재활용의 촉진에 기여하게 된다. 더우기, 탈취기를 구비하기 때문에 처리 중의 악취방출이 방지되어 2차 오염이 방지되므로 사용자는 안전하고 쾌적하게 작업할 수가 있다.
제 6 도는 본 발명의 용적감소장치의 일실시예를 나타낸 요부종단면도이다.
도면부호 101은 본체로서, 그 내부에는 처리될 폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기(102)와, 이 수납용기(102)내로 열풍을 공급하는 열풍공급로 등이 있고, 그 상부에는 수납용기(102)의 상부 개구부를 밀봉하는 덮개(103)가 있다. 수납용기(102)의 내부에는 그 내벽을 위 아래로 미끄럼 운동하는 저판(104)이 있고, 기밀포대(105)도 설치되어 있다. 포대(105)에는 공기펌프(106)가 연결되어 있고 공기압으로 포대(105)를 팽창시키면 저판(104)이 올라가고 포대를 배기시키면 저판(104)이 내려간다. 수납용기(102)의 외측에는 외부용기(107)가 설치되어 있고, 그 일측면에는 송풍기(109) 및 히터(110)(양자는 열풍발생부를 구성함)와, 온도검지기를 열풍공급로(108)가 설치되어 있다. 이 열풍공급로(108)에는 수납용기(102)의 상부측에 설치된 열풍공급구를 갖는 제 1 개구부(102a)가 연결되어 있고, 이 제 1 개구부의 유입구는 수납용기(102) 아래에 있는 제 2 개구부에 인접하여 외부용기(107)로 개방되어 있다. 탈취기(113)를 가진 탈취로(112)가 송풍기(109)에 나란하게 설치되어 있다. 탈취기(113)는 산화촉매, 촉매히터(114), 온도검지기(115), 및 촉매송풍기(116)로 구성된다.
동작은 가스를 탈취기(113)내로 공급하기 위해 촉매송풍기(116)를 전용적으로 사용한다는 점만 제외하고는 상술한 실시예들과 거의 같다. 이 전용송풍기를 이용하면 처리될 폐플라스틱의 양과 상태에 상관없이 일정한 송풍량을 유지할 수가 있어 적절한 탈취성능을 발휘할 수가 있다. 즉, 촉매설정조건은 일정하므로 안정된 촉매의 발생가스 정화성능이 발휘될 수 있다. 그 외에도 촉매를 통과시킨 후에 배기가스를 열풍순환로로 복귀시키도록 구성함으로써 처리 에너지를 절감할 수 있다.
제 7 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 제 6 도와 다른 점은 열풍순환로에 있는 가열송풍기(109)에 의해 압력이 부압인 외부용기(107)의 하부에 공기유입구(118)를 설치한 점과 탈취로(112)를 열풍공급로(108)의 송풍기(109)의 하류측에서 분기시켜 탈취기(113) 하류측의 배기로(120)를 일단 열풍공급로(108)를 통해서 외부로 개구시킨다는 점이다. 또한 배기로(120)의 열풍공급로(108) 내부에 위치한 부분에 열교환핀(117)을 부가시켜 촉매통과후의 배기로부터 열회수율을 향상시킨다.
예컨대, 발포 폴리스티렌이 가열되면 수납용기내의 발생가스농도가 매우 높고, 촉매산화의 경우에는 그 농도에 해당하는 산소가 필요하며 이를 위해서는 외기를 유입하는 것이 효과적이다. 그 외에도 촉매상에서의 반응열도 중요하며, 배기로를 열풍공급로내로 통과시킴으로써 촉매탈취 통과후의 배기열을 회수할 수 있어 에너지를 절감할 수 있다. 첨언하면, 제 6 도에 도시된 전용촉매 송풍기를 이용해도 유사한 효과를 얻을 수 있다. 공기유입구는 압력이 부압인한 특별히 특정되지는 않으며, 또한 예컨대 팬의 모터축과 팬케이스 사이의 간격내에 설치될 수 있다.
제 8 도는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 제 7 도와 다른 점은 촉매탈취기 통과후의 배기로에 열풍공급로에 개구된 복귀구(119)를 설치한다는 점이다. 이러한 구성은 열회수 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 9 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 도면부호 201은 본체, 201a는 본체용기를 구성하는 덮개이다. 도면부호 202는 폐플라스틱의 수납용기, 203은 수납용기에 설치된 저판, 204는 탄성기밀포대, 205는 포대(204)의 용적을 변화시키는 공기펌프, 206은 본체(201)와 수납용기(202) 사이에 설치된 외부용기, 207은 폐플라스틱을 가열하기 위한 열풍발생부로서, 열풍을 순환시키는 압력형 시로코타입(pressure sirocco type) 등의 송풍기(207a)와 히터(207b)로 구성된다. 도면부호 208은 수납용기(202)로의 열풍입구인 제 1 개구부로서, 수납용기 측벽의 상부에 설치된다. 도면부호 209는 외부용기(206)의 하부에 설치된 팬흡입구이다. 수납용기(202)의 측면에는 흡입된 열풍을 외부용기쪽으로 배출하는 다수의 제 2 개구부(210)들이 수직방향으로 분산하여 설치되어 있다. 도면부호 211은 열풍분출온도의 온도검지기, 212는 열풍발생부(207)로부터 분기된 백금계 산화촉매를 이용한 탈취기이다. 제 10 도는 제 9 도의 Y-Y' 단면도이다. 동작은 상기 실시예들과 동일하므로 그 설명을 생략한다. 제 10 도에서는 수납용기(202) 원주의 접선방향으로 열풍을 분출하는 구성에서 열풍이 수납용기(202)내에서 나선형으로 순환하므로 폐플라스틱의 가열불균일성이 개선된다. 그 외에도 수납용기(202)의 원주방향으로부터 가열하므로 폐플라스틱은 저판(203)의 중앙부에 집중하는 열에 의해 수축된다. 그러므로 압축을 위해 저판(203)을 올릴 때에는 연화된 플라스틱이 수납용기(202)의 주변벽과 저판(203) 사이에 들어가기 어렵게 된다. 더우기, 균일한 가열이 가능하므로 열풍온도를 임의의 온도범위내로 적절하게 조절할 수가 있다. 또한 본체(201)와 수납용기(202) 사이의 외부용기(206)의 내부열의 방출을 방지하는 데도 효과적이다.
제 11 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 요부종단면도이다. 제 9 도에서와 동일한 구성은 여기서 반복 설명하지 않는다. 제 9 도와 다른 점은 수납용기(202)의 상부측에 설치된 개구면적이 다수의 제 2 개구부(210)의 총개구면적에 비해 더 크다는 점이다. 가열동작과 병행하여 공기펌프(205)가 작동하여 공기를 포대(204)로 보내어 저판(203)을 올려, 수납용기(202)의 용적을 감소시켜 폐플라스틱을 압축한다. 이 동작은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 병에 대해 특히 효과적이다. 유리전이온도 근처의 결정화 온도를 갖는 PET병은 유리전이 온도 근처인 110℃ 이상에서 오래동안 가열하게 되면 충분히 압축되지 않을 수가 있는 데 이것은 개구부와 저부의 미결정화 부분이 결정화 되어 강도를 증가시키기 때문이다. 이와 같은 경우에는 가열에 의해 결정화가 진행되기 전에 플라스틱에 압축력을 가하는 것이 필요하다. 따라서 이러한 장치에서는 가열동작에 병행해서 압축동작도 실시된다. 따라서 플라스틱의 결정화가 진행되어 그 강도가 증가되기 바로 전에 탄성을 잃고 연화된 최적조건에서 압축력을 가할 수가 있다. 이러한 방식으로 PET 병의 용적을 충분히 줄일 수가 있다.
이 때, 열풍입구와 출구가 수납용기(202) 아래에만 설치되어 있는 경우에는 저판의 상승에 의해 열풍입구(제 1 개구부(208))와 열풍출구(제 2 개구부(210))가 막혀지게 된다. 그러므로 제 1 개구부는 수납용기(202)의 최상단부에 구성되고 수납용기(202)의 상부측에 설치된 제 2 개구부(210)의 개구면적은 제 2 개구부(210)의 총 개구면적보다 더 크게 설정된다. 그 결과, 압축시 가열효과가 최대로 될 수 있다. 즉, 압축의 최종단계에서도 충분한 열풍통로가 확보되어 용적감소 처리가 확실해 진다. 더우기, 수납용기(202)의 상부에 설치된 제1 개구부가 제 1 개구부와 대면하는 위치에서 제 2 개구부와 밀착되어 배치되어 있으면 압축동안에 열풍이 더욱 균일하게 순환될 수 있다.
지금까지 설명했던 열풍에 의한 가열과 공기압에 의해 압축을 유기적으로 결합한 본 발명의 폐플라스틱 용적감소장치에서 발포 플라스틱, 그 중에서도 특히 발포 폴리스티렌을 효과적으로 처리하는 방법에 대해서 이하에서 설명한다.
일련의 처리공정에서 압축개시 직전의 짧은 시간동안의 냉각공정을 넣는 방법에 대해서 설명한다. 더욱 상세하게는, 제 4 도에 도시된 바와 같이, 송풍기(7)를 동작시키는 동안에는 히터(8)는 동작을 중지한다. 그 결과, 일단 가열된 발포 플라스틱의 내부온도가 거의 그대로 유지된 상태에서 발포 플라스틱 덩어리의 표면온도를 낮출 수가 있다. 그 다음에 압축동작이 개시된다. 이 짧은 시간동안의 냉각공정에 의해서 발포 플라스틱이 수납용기(1) 벽면에 달라붙는 힘이 약해져 원활한 압축동작이 이루어질 수 있다. 발포 플라스틱의 가열(도달)온도는 예컨대 발포 플라스틱에 대해 약 130℃ 내지 180℃ 범위로 설정되지만, 압축직전의 발포 플라스틱의 표면온도는 100℃ 내지 130℃ 범위가 유효하다. 이러한 온도로 낮추는 냉각공정을 시간으로 설정하기 위해서는 냉각시간이 기계구조(열용량)에 따라 변하므로 기계구조에 따른 시간설정이 필요하다. 또는 온도검지기(9)에 의해 검출된 온도변화(하강)를 검출하여 온도를 특정 범위내로 조절할 수 있다.
이러한 조작의 온도프로파일이 제 12 도에 도시되어 있다. 횡축은 처리경과시간을 표시하고 종축은 온도검지기에 의해 검출된 온도이다. 처리는 A점(온도 TA, 시간 XA=0)에서 시작하며 온도는 시간경과에 따라 급격히 상승하여 설정온도 TB에 근접함에 따라 제어기구가 작용하여 온도상승이 완만하게 된다. 그 다음, 설정온도 TB에서 가열을 유지하면서 발포 플라스틱의 내부가 B점(온도 TB, 시간 XB)에서의 설정온도에 충분히 도달하면 냉각공정이 시작된다. 냉각은 C점(온도 TC, 시간 XC)에 까지 계속되며 C점에서 압축공정이 시작된다. B점으로부터 C점으로의 이행은 기기의 특성을 고려하여 상기에서 설명한 시간설정 또는 온도설정 방법에 의해서 행해진다.
다음, 다른 처리방법에 대해서 설명한다.
발포 플라스틱은 제조방법, 발포배율 등에 따라 그 종류가 다양하다. 그러므로 실제에 있어서는 가열 중에 발생하는 가스의 성분과 양을 특정하는 것이 어렵다. 그러나 적어도 대부분의 성분은 유기물로 한정되어 있으며 본 발명에서 사용된 산화법 등은 이러한 성분을 정화시키는데 효과적이다. 문제는 양이다. 유기물은 가연성이 있기 때문에 발포 플라스틱의 종류에 따라서는 기계내부의 농도가 가열중에 가연범위에 이를 수가 있다. 이와 같은 위험한 상태는 방지되어야 한다. 이를 위한 효과적인 수단은 외기를 공급하여 내부농도를 낮추는 것이다. 또한 동시에 가스가 급작하게 발생되는 것을 방지하는 것도 효과적이다. 급작한 가스발생을 방지하는 방법들 중 한가지는 가열시에 최대 가스발생의 온도대에서 설정온도를 다단계로 조절하여 수납용기내의 발포 플라스틱의 온도를 점차적으로 상승시킬 수가 있다.
이러한 상황은 제 13 도에 도시되어 있다. 종축과 횡축은 제 12 도에서와 동일하다. 본 실시예에서 온도는 TD, TE, TF, 및 TG의 4단계로 가열 설정온도를 조절하여 상승된다. 온도범위는 발포 폴리스티렌에 대해 예컨대 약 80℃ 내지 160℃의 범위에 있는 것이 유효하다. 단계를 더 세분하는 것도 유효하지만 처리시간이 더 길어지므로 기계성능이나 기타 조건을 감안하여 적당히 결정하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 외부용기(3)내의 가연성 가스농도를 피크치의 약 1/2 내지 1/10으로 낮출수가 있어 기계조작시의 안전성이 확보된다. 그 후에는 G점에서 H점으로 냉각공정이 제 12 도의 실시예에서와 동일하게 계속되고 압축공정이 H점에서부터 시작된다.
제 14 도는 본 발명의 다른 실시예의 요부종단면도이다. 본 실시예도 가열공정에서 발생된 가스의 농도상승을 억제하여 처리조작의 안전성을 확보하기 위한 것이다.
도면부호 301은 본체, 302는 통형상의 외부용기, 303은 통형상의 수납용기, 304는 저판, 305는 기밀포대, 306은 걸쇠이다. 또한, 307은 공기펌프, 328은 솔레노이드 밸브이다. 도면부호 308은 덮개, 324는 덮개패킹, 325는 외부용기(302)를 기밀히 밀봉하는 패킹이다. 외부용기(302)의 외측에는 공기유입구(310)가 외부용기(302)로 개방된 송풍기(309)가 설치되어 있다. 이 송풍기는 히터(311)와 온도검지기(313)로 구성되며, 수납용기(303)의 상부측에 구성된 제 1 개구부(312)와 연통하는 열풍공급로(314)가 연결되어 있다. 도면부호 315는 제 2 개구부이고, 산화촉매(323)와 촉매히터(322)로 이루어진 탈취기(321)를 갖는 배기로(318)는 열풍공급로(314)의 분기부(319)에 연결된다. 도면부호 320은 탈취기(321)의 배기구, 317은 외기도입구, 327은 배기로(318)에 설치된 유량제어기이다. 유량제어기를 조작하여 탈취기(321)로 들어오는 유량(외기 도입구(317)로부터의 외기량)을 조절할 수 있다. 그러므로 본 실시예에서는 온도검지기(313)에 의해 검출된 온도에 따라서 유량제어기(327)를 조작하여 외기도입구(317)로부터의 외기(희석공기) 유입을 변화시키거나 또는 송풍기(309)의 열풍발생부의 열용량을 변화시킨다. 발생된 가스량은 온도상승에 따라 증가하기 때문에 이것을 상쇄시켜 균형을 이루게 하기 위하여 외기 유입량은 증가하는 방향으로 조절되고 열용량은 감소하는 방향으로 조절된다. 구체적으로, 외기유입량을 증가시키기 위해서는 유량제어기(327)의 개방도를 증가시키고, 열용량을 감소시키기 위해서는 히터(311)의 입력을 낮추거나 송풍기(309)에 의한 송풍량을 낮춘다. 또한 온도검지기(313)에 의해 검출된 온도에 따라서 희석공기의 유입량과 열용량 모두를 변화시킬 수 있는 데 이는 매우 효과적인 방법이다. 이런 방식으로 가열공정에서 안전성이 보장된다.
제 14 도는 또 다른 실시예를 나타낸다. 제 14 도에 도시된 바와 같이, 탈취기(321)의 촉매(323) 온도를 검출하기 위해 촉매온도검지기(326)가 설치되어 있다. 본 실시예에서 촉매온도검지기(326)는 촉매(323)의 하류측에 설치되어 있으나 촉매(323)내에 또는 촉매 상류측에 아주 가까운 위치에 설치해도 좋다. 가열중에 발생된 가스는 열풍의 순환통로로부터 분기되어 점차 탈취기(321)내로 공급되어 촉매(323)상에서 산화(연소)된다. 가연성 가스의 통과량(일정 유량내의 가스농도)이 증가함에 따라 촉매(323)상의 발열이 활발해지고 이것은 촉매의 온도상승 형태로 검출된다. 즉, 촉매온도검지기(326)에 의해 기기내의 가연성 가스농도를 감시할 수 있다. 그러므로 검출된 온도에 따라서 발생가스농도의 상승을 적당한 방법을 이용하여 억제할 수 있다. 즉, 촉매온도검지기(326)에 의해 검출된 온도에 따라서 유량제어기(327)를 조작하여 외기도입구(317)로부터 외기(희석공기)를 유입시키거나, 또는 히터(311)와 송풍기(309)의 열풍발생부의 열용량을 변화시켜 이 목적을 달성한다.
따라서 본 발명은 독자적인 가열기구와 압축기구의 유기적 결합과 이상적인 배치구성으로 폐플라스틱 용적을 간편하고 위생적으로 줄일 수 있는 장치를 제공하게 된다.
본 발명의 용적감소장치에 따라서 폐플라스틱은 유리전이온도 이상에서 가열되어 열수축 및 압축에 의해 그 용적이 효과적으로 감소될 수 있다. 각종 플라스틱의 가열중에 발생된 가연성 가스와 악취 가스성분은 촉매 탈취기에서 안전하고 효과적으로 무해한 물질로 분해된다. 더우기, 폐플라스틱 가열시 촉매탈취기에서 발생된 가스를 산화시킬 때 발생되는 반응열을 재활용함으로써 처리에너지도 절감할 수가 있다.
열풍을 적절한 방향에서 수납 용기내로 불어넣으므로써 폐플라스틱을 균일하게 가열할 수 있어 폐플라스틱의 결정화나 용융을 방지하면서 용적을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이 때 또한 폐플라스틱이 그 중앙에 모이도록 수축하기 때문에 연화된 플라스틱이 압축시에 수납용기와 저판 사이에 끼어들어가는 일을 방지할 수가 있기 때문에 압축공정중에 동작불량이 생길 수 있는 종래의 문제점을 해소할 수 있다. 그 외에도 수납용기의 상부측에 열풍입구와 출구를 설치하고 가열과 압축을 동시에 행함으로써 결정화가 쉽게 일어나는 물질(특히 PET)의 용적을 효과적으로 감소시킬 수가 있다. 더우기 가열과 압축사이의 짧은 시간동안에 냉각공정을 개재시킴으로써, 연화되어 있던 폐플라스틱의 표면온도를 낮추어 표면접착력을 약화시킬 수가 있다. 따라서 폐플라스틱이 수납용기 벽면의 상부 및 하부표면에 달라붙지 않아 수납용기내의 폐플라스틱을 원활하게 압축시키고 쉽게 꺼낼 수가 있다. 더우기 가열공정에서 설정온도 근처에서 다단계로 온도를 상승시키거나, 또는 열풍 검출온도나 탈취기의 검출온도를 이용하여 가열공정시 발포제 등의 발생가스의 농도상승을 억제할 수 있어 점화에 의한 화재나 폭발위험을 방지하여 안전한 용적감소처리를 행할 수 있다.
스티렌 모노머와 같은 악취물질의 악취도 확실히 제거할 수 있어 쾌적하고 무공해처리 조작을 실시할 수 있다. 그 결과, 폐플라스틱의 용적을 약 1/10 내지 1/40으로 감소시킬 수 있어 보관 공간이 절약되고 회수 및 운반비용도 절감되어 폐플라스틱의 재활용 촉진에 크게 기여한다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 2 도는 본 발명의 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 3 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 4 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 5 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 6 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 7 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 8 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 9 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 10 도는 제 9 도의 폐플라스틱 용적감소장치의 Y-Y' 단면도
제 11 도는 본 발명의 또 다른 실시예에서의 폐플라스틱 용적감소장치의 요부종단면도
제 12 도는 본 발명에 따른 폐플라스틱의 용적감소 방법을 설명하기 위한 온도 프로파일도
제 13 도는 본 발명에 따른 폐플라스틱의 용적감소 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 온도 프로파일도
제 14 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 폐플라스틱의 용적감소장치의 요부종단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 102, 202, 303 : 수납용기 1a, 1b, 1c, 210, 315 : 제 2 개구부
2, 104, 203, 304 : 저판 3, 107, 206, 302 : 외부용기
4 : 외부 케이싱 5, 105, 204, 305 : 포대
6, 103, 201a, 308 : 덮개 7, 109, 207a, 309 : 송풍기
8, 110, 207b, 311 : 히터 9, 115, 211, 313 : 온도 검지기
10, 102a, 208, 312 : 제 1 개구부
11 : 열풍복귀로 12, 106, 205, 307 : 공기펌프
13, 328 : 솔레노이드 밸브 14, 306 : 걸쇠
15 : 외부용기 패킹 16, 324 : 덮개패킹
21, 113, 212, 321 : 탈취기 22, 323 : 산화촉매
23, 114, 322 : 촉매히터 46 : 흡인송풍기
116 : 촉매송풍기 120, 318 : 배기로
326 : 촉매 온도검지기

Claims (23)

  1. 폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기와,
    상기 수납용기 내부에서 상하로 미끄럼 운동하여 상기 수납용기의 내부체적을 변화시키는 저판과,
    상기 저판의 하방에 설치된 포대와,
    상기 포대를 팽창 또는 수축시키는 공기펌프와,
    상기 수납용기의 외부에 설치된 외부용기와,
    상기 수납용기위에 설치되어 폐플라스틱을 출입시키는 덮개, 및
    히터와 송풍기로 이루어진 열풍발생부를 구비한 폐플라스틱 용적감소장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수납용기의 상부에는 제 1 개구부가 설치되고,
    상기 제 1 개구부와 실질적으로 동일한 높이 또는 그 아래에 제 2 개구부가 설치되며,
    열풍이 상기 수납용기의 상부에 있는 상기 제 1 개구부로부터 상기수납용기의 하부로 유입하여 상기 제 2 개구부로부터 상기 수납용기와 상기 외부용기 사이에 형성된 열풍복귀로쪽으로 유출된 후에 상기 송풍기로 복귀하는 식으로 순환하는 열풍순환통로가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    적어도 상기 제 2 개구부는 다수의 개구로 이루어지며,
    상기 다수의 개구는 상기 제 1 개구부와 거의 동일한 높이로부터 하방으로 분포된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 개구부의 전부 또는 일부가 상기 수납용기의 저판에 형성되고,
    적어도 열풍의 일부가 상기 저판의 상기 제 2 개구부를 통과하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로의 정압부와 부압부 사이를 연통시키는 보조통로가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로의 정압부로부터 분기된 분기로상에 탈취부가 설치되고,
    상기 탈취부의 하류측은 대기로 개방되고,
    상기 열풍순환통로의 부압부에는 공기흡입구가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로로부터 분기된 분기로상에 탈취부와 흡인송풍기가 설치되고,
    그 하류측은 대기로 개방되고,
    상기 열풍순환통로의 부압부에는 공기흡입구가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로의 정압부와 부압부 사이를 연통시키는 보조통로가 설치되고,
    상기 보조통로상에는 탈취부와 송풍기가 설치되며,
    상기 송풍기는 상기 정압부에 의해 공기를 불어내는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 탈취부의 하류측 통로가 상기 열풍발생부를 통해 대기로 개방되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 탈취부의 하류측 통로가 대기와 상기 열풍발생부로 개방되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  11. 폐플라스틱을 수납하는 통형상의 수납용기와,
    상기 수납용기의 내부에서 상하로 미끄럼 운동하여 상기 수납용기의 내부체적을 변화시키는 저판과,
    상기 저판 아래에 설치된 포대와,
    상기 포대를 팽창 또는 수축시키는 공기펌프와,
    상기 수납용기의 외부에 설치된 외부용기와,
    상기 수납용기위에 설치되어 폐플라스틱을 출입시키는 덮개, 및
    히터와 송풍기로 이루어진 열풍발생부를 구비하되,
    상기 수납용기의 내측을 따라 원주방향으로 상기 수납용기의 개구부로부터 열풍이 불어나오는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 개구부에까지 이르는 상기 열풍의 통로가 상기 수납용기 원주의 접선을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  13. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 수납용기의 상부측에 제 1 개구부가 설치되고, 적어도 상기 제 2 개구부의 일부가 상기 수납용기의 상부측에 설치되며,
    열풍에 의한 가열처리와 공기펌프에 의한 압축처리가 동시에 개시되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 개구부와 대면하는 위치에 상기 제 2 개구부가 배치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  15. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍발생부가 상기 수납용기에 수납된 폐플라스틱을 가열하고,
    상기 공기펌프는 상기 수납용기의 내부체적을 변화시킴으로써 상기 가열된 폐플라스틱의 용적을 감소시키며,
    상기 가열공정의 종료후 상기 용적감소공정의 개시전의 짧은 시간동안 폐플라스틱을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  16. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍발생부가 상기 수납용기에 수납된 폐플라스틱을 가열하고,
    상기 공기펌프가 상기 수납용기의 내부체적을 변화시킴으로써 상기 가열된 폐플라스틱의 용적을 감소시키고,
    상기 가열에 따른 온도는 복수단계 분할하여 상승되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 가열공정의 종료후 상기 용적감소공정의 개시전의 짧은 시간동안에 폐플라스틱을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 냉각을 위해 상기 열풍발생부의 송풍기가 동작하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  19. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로에 설치되어 열풍을 검지하는 온도검지수단과,
    상기 열풍순환통로로부터 분기되는 배기로, 및
    상기 열풍순환통로에 외기를 유입시키는 외기유입구를 더 포함하되,
    상기 외기유입구로부터 유입된 공기체적에 해당하는 체적이 상기 배기로로부터 배출되고, 외기유입체적과 상기 열풍발생부에 의한 가열량 중 적어도 어느 하나가 상기 온도검지수단에 의해 검지된 열풍온도에 따라서 변화되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 검지된 열풍온도가 증가함에 따라 상기 외기유입체적이 증가하거나 상기 열풍발생부에 의한 가열량이 감소하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  21. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열풍순환통로로부터 분기되며 산화촉매를 포함하는 탈취부를 갖는 배기로와,
    상기 탈취부의 온도를 검지하는 제 2 온도검지수단, 및
    상기 열풍순환통로내로 외기를 유입시키는 외기유입구를 더 포함하되,
    상기 외기유입구로부터 유입된 공기체적에 해당하는 체적이 상기 배기로로부터 배출되며 ,
    상기 외기유입체적과 상기 열풍발생부에서의 가열량 중 적어도 어느 하나가 상기 제 2 온도검지수단에 의해 검지된 상기 탈취부의 온도에 따라서 변화되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 탈취부의 검지온도가 증가함에 따라서 상기 외기유입체적이 증가하거나 상기 열풍발생부의 가열량이 감소하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
  23. 제 17항에 있어서,
    상기 냉각을 위해 상기 열풍 발생부의 송풍기가 동작하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 용적감소장치.
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