KR100516015B1 - 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치에 관한 것으로, 종래 열분해장치에 사용되었던 컨베어스크류의 구성을 변경함으로서 상기 컨베어스크류를 연동시키는 모터의 과부하를 방지하고 폐플라스틱 및 폐고무의 이송을 원활하게 하는 것으로,
본 발명의 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치는 폐플라스틱 및 폐고무를 투입하는 투입관, 상기 투입관을 통해 투입된 타이어 스크랩을 오일과 혼합하여 이송하는 이송관, 상기 이송관에서 상기 타이어 스크랩을 이송시키는 컨베어스크류,
상기 컨베어스크류를 통해 이송된 타이어 스크랩을 열분해시키는 연소관, 상기 연소관에서 열분해된 타이어 찌거기를 이송시키는 컨베어스크류,
상기 타이어 찌거기를 배출하는 배출관을 포함하는 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치에 있어서,
상기 연소관의 컨베어스크류는 모터의 샤프트, 상기 샤프트로부터 연장된 무축스크류가 일체로 형성된다.

Description

폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치{DISPOSED PLASTICS AND DISPOSED RUBBER THERMAL DISSOLUTION APPARATUS}
본 발명은 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치에 관한 것으로서, 본 발명은 폐플라스틱 및 폐고무를 투입하는 투입관, 상기 투입관을 통해 투입된 폐플라스틱 및 폐고무를 오일과 혼합하여 이송하는 이송관, 상기 이송관에서 상기 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키는 컨베어스크류,
상기 컨베어스크류를 통해 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 열분해시키는 연소관, 상기 연소관에서 열분해된 폐플라스틱 및 폐고무 탄화물을 이송시키는 컨베어스크류,
상기 폐플라스틱 및 폐고무 탄화물 찌꺼기를 배출하는 배출관을 포함하는 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치에 있어서,
상기 연소관의 컨베어스크류는 모터의 샤프트, 상기 샤프트로부터 연장된 무축스크류가 일체로 형성된다.
종래의 열분해장치는 도 1에 도시되어 있는데 , 열분해장치(111)의 내부에는 중심축(120)이 구비되어 열분해장치(111)와 일체로 동작한다. 중심축(120)에는 관통부(137)(138)를 통과하는 응착물제거장치(132)(134)가 관통부(137)(138)를 따라 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 구성되어 있고, 응착물제거장치(132)(134)의 양 끝단에는 스크랩퍼(133)(135)가 열분해장치(111)의 내벽면과 밀착되게 구성되어 있다.
응착물제거장치(132)(134)는 중심축(120)과 수직으로 설치되어 있으며, 열분해장치(111)의 내벽면은 입구에서 중앙부까지는 중심축(120)을 중심으로 동일한 직경의 원통형을 이루다가, 중앙부 근처를 지나면서 원통형 벽면이 점차 직경이 짧아져 좁아지도록 구성하였다. 단지 응착물 제거장치(132)(134)의 스크래퍼(133)(135)는 단지 열분해장치(111)의 내벽면과 밀착해서 열분해된 폐플라스틱 및 폐고무를 제거하는 효과만 있었고 상기 열분해된 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키는 기능은 갖고 있지 않았다. 따라서, 적은 양의 폐플라스틱 및 폐고무는 쉽게 제거하여 경사방향으로 폐플라스틱 및 폐고무를 배출관을 배출할 수 있었으나 많은 양의 폐플라스틱 및 폐고무가 있는 경우에는 응착물제거장치는 이송능력이 없었으므로 폐플라스틱 및 폐고무가 스크래퍼에 끼여 모터의 과부하현상이 발생되었다. 따라서 종래의 열분해장치로는 시간당 50Kg의 폐플라스틱 및 폐고무만 열분해시킬 수 있어 현실성이 없던 문제점이 있어왔다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 과부하를 방지하여 모터를 보호할 수 있는 폐플라스틱 및 폐고무를 열분해할 수 있는 열분해장치를 제공하는 데 있다.본 발명의 다른 목적은 폐플라스틱 및 폐고무의 투입, 이송, 연소 및 연소 후 찌꺼기 배출이 기밀을 유지한 상태에서 연속적으로 원활하게 진행될 수 있게 하여 열분해를 효과적으로 달성할 수 있는 폐플라스틱 및 폐고무를 열분해할 수 있는 열분해장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치는
폐플라스틱 및 폐고무를 투입하는 투입관(11), 상기 투입관(11)을 통해 투입된 폐플라스틱 및 폐고무를 오일과 혼합하여 이송하는 이송관(16), 상기 이송관(16)에서 상기 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키는 컨베어스크류(17)를 포함하는 이송부(10);
상기 컨베어스크류(17)를 통해 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 열분해시키는 연소관(34), 상기 연소관(34)에서 열분해된 폐플라스틱 및 폐고무 탄화물을 이송시키는 컨베어스크류(36)를 포함하는 열분해부(30); 및
상기 폐플라스틱 및 폐고무 탄화물을 배출하는 배출관(41)을 포함하는 배출부(40)로 이루어진 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치에 있어서,
상기 연소관(34)내에 설치된 컨베어스크류(36)는 샤프트(36a), 상기 샤프트(36a)로부터 연장된 스크류(36b)가 일체로 형성되는 것을 한다.
상기 이송관(16)의 컨베어스크류(17)는 샤프트(17a), 상기 샤프트(17a)로부터 연장된 무축스크류(17b)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨베어스크류(17)(36)의 무축스크류(17b)(36b)는 2개의 스크류부재로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서 무축스크류란 스크류의 중심에 장착되던 샤프트를 제거하여 나선형의 스크만으로 존재하는 스크류이다.
본 발명을 첨부된 도면 2, 3, 4에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 사시도로서, 투입된 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키는 이송부(10), 상기 이송부(10)에 의해 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 열분해시키는 열분해부(30), 상기 열분해부(30)를 통해 배출되는 탄화물과 가스를 배출하는 배출부(40)로 이루어진다.
상기 이송부(10)는 상광하협의 호퍼(12)를 통해 투입되는 투입관(11), 상기 투입관(11)에 장착된 오일역화방지기(14), 상기 투입관(11)의 일단에 설치된 폐플라스틱 및 폐고무 압착기(13), 상기 투입관(11) 하단에 연결된 오일용기(15), 상기 오일용기(15)에 연통되게 부착된 이송관(16), 상기 이송관(16)에 설치된 가스취출기(18) 및 상기 이송관(16) 하단에 설치된 모터(M), 상기 모터(M)에 의해 연동되고 상기 이송관(16)내에 설치된 컨베어스크류(17)를 포함하여 이루어진다.도 2를 참조하면, 상기 이송관(16)은 하반부가 상기 오일용기(15)에 연통되게 부착되고 일정한 경사를 갖게 지지된다. 또한 상기 가스취출기(18)는 상기 이송관(16)에 설치되어 발생된 가스를 냉각기(50)에 배출한다. 또한, 상기 컨베어스크류(17)는 무축스크류가 형성되어 투입관을 통하여 투입된 폐플라스틱 및 폐고무를 기밀을 유지한 채로 이송관(16)하부로 부터 상부로 이송한다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이 상기 오일 용기에 필요한 오일은 오일탱크(55)에서 교출밸브(T)를 통해 공급된다.
상기 이송관(16)의 컨베어스크류(17)는 샤프트(17a), 상기 샤프트(17a)로부터 연장된 무축스크류(17b)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열분해부(30)는 상기 이송관(16)에 의해 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 투하하는 연결관(20), 상기 연결관(20)과 연통된 연소관(34), 상기 연소관(34)에 가열된 열을 전달하는 상기 연소관(34) 외주에 구비된 드럼형 연소하우징(35), 상기 연소하우징(35)에 부착된 연소챔버(31), 상기 연소챔버(31)를 가열하는 오일버너(32), 모터(M)에 의해 연동되고 상기 연소관(34)내에 설치된 컨베어스크류(36), 상기 컨베어스크류(36) 샤프트(36a) 외주에 장착된 가스기밀부(37)를 포함하여 이루어진다. 도 2를 참조하면, 상기 연결관(20)은 상기 컨베어스크류(17)에 의하여 이송관(16) 상부로 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 하방으로 투하한다. 또한, 상기 연소관(34)은 상기 연결관(20)의 하단에서 그 하부가 연통되게 연결되고 일정한 경사를 갖게 고정된다. 도면에는 도시하지 않았지만 오일탱크(55)에서 교축밸브(T)를 통해 상기 오일버너(32)에 오일이 공급될 수 있다.
상기 연소관(34)의 컨베어스크류(36)는 무축샤프트(36a), 상기 샤프트(36a)로부터 연장된 무축스크류(36b)가 일체로 형성되어 연소관 내부의 탄화물 찌꺼기를 연소관(34) 상부로 이송한다. 상기 연소관(34)은 길이방향으로 직경이 일정한 원통형이다.
또한 연소챔버(34)의 효과적인 가열을 하기 위해 고압응축기(52)에서 교축밸브(T)를 통해 가스가 공급되는 가스버너(33)가 더 구비됨이 바람직하다.
상기 배출부(40)는 탄화물 찌꺼기를 배출하는 배출관(41)과 고온유화가스를 배출하는 가스취출기(45)로 이루어지는데, 상기 배출관(41)은 하부에 가스기밀판(42)이 장착되고, 그 하부에는 로타리 밸브(43)가 장착되다. 상기 로타리 밸브(43)를 통해 배출되는 타이어 스크랩 탄화물을 저장하는 배출용기(44)에 저장된다.도 2를 참조하면, 상기 배출관(41)은 상기 무축스크류(36)의 상단 지점의 연소관(34) 바닥에 연통되어 구비되고 무축스크류(36)에 의하여 이송된 탄화물 찌꺼기를 기밀을 유지하면서 하방으로 배출하게 된다. 상기 가스기밀판에는 다수의 찌꺼기 통과 구멍이 형성되어 그 구멍으로 탄화물 찌꺼기를 압착하면서 밀어 내므로 기밀이 유지되는 것이다. 또한, 상기 상기 로로타리 밸브(43)는 통상 통과되는 분입체의 기밀성이나 정량성이 요구되는 곳에 많이 사용되는 공지의 밸브이다. 상기 가스취출기(45)에는 압력조절기(45a)가 장착된다.
본 발명을 첨부된 도면에 의해 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상광하협의 호퍼(12)를 통해 잘게 자른 폐플라스틱 및 폐고무를 투입관(11)에 투입하고, 폐플라스틱 및 폐고무 압착기(13)로 오일용기(15)에 투입하여 오일과 폐플라스틱 및 폐고무를 혼합한 후, 상기 오일용기(15)에 결합된 이송관(16)내에 설치된 컨베어스크류(17)로 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시킨다. 상기 오일용기(15)에 있는 오일로 이송관(16) 내부를 공기로부터 밀봉할 수 있고, 폐플라스틱 및 폐고무의 이송시에 이송관(16) 내벽의 마찰을 줄여 원활한 이송을 할 수 있게 된다. 고압응축기(52)에서 교축밸브(T)를 통해 상기 오일용기(15)에 오일이 공급된다.
상기 컨베어스크류(17)(36)는 모터(M)에 의해 구동되고, 상기 모터의 회전력을 전달하는 샤프트(17a)(36a)는 상기 샤프트(17a)(36a)와 일체로 형성된 무축스크류(17b)(36b)에 회전력을 전달하게 된다. 상기 컨베어스크류(17)(36)의 무축스크류(17b)(36b)는 제1스크류부재, 상기 제1스크류부재보다 작은 제2스크류부재로 이루어진다. 상기 스크류(17b)(36b)은 강철판을 와인딩하여 제작한 스크류부재를 서로 용접하고, 상기 스크류(17b)(36b)는 상기 샤프트(17a)(36a)와 용접하여 제작한다. 상기 스크류(17b)(36b)는 2단의 스크류부재로 이루어져 있으므로 많은 양의 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시킬 수 있다.
상기 컨베어스크류(17)의 스크류(17b)는 이송관(16)을 따라 폐플라스틱 및 폐고무를 원활히 이송시킬 수 있어 모터(M)의 과부하를 방지할 수 있다.
또한 이송관에 살치된 가스취출기(18)를 사용하여 연소관(34) 내부의 압력을 압력조절기(18a)로 조절하고 체크밸브(C)를 통해 취출된 가스를 1차냉각기(50)로 보낸다. 상기 체크밸브(C)는 외부공기의 입력의 유입을 차단한다.
상기 이송관(16)의 컨베어스크류(17)에 의해 이송된 폐플라스틱 및 폐고무는 연결관(20)을 통해 연소관(16)으로 투여된다. 오일버너(32)는 상기 연소챔버(34)를 가열하고, 상기 연소챔버(34)는 상기 연소관(34) 외주에 설치된 연소하우징(35)에 열을 전도시킴으로서, 연소관(34) 내벽의 온도를 상승시킨다. 상기 연소챔버(34)의 효과적인 가열을 위해 가스버너(33)가 설치되어 폐플라스틱 및 폐고무를 신속히 열 분해시킬 수 있다.
상기 연소하우징(35)으로부터 열이 상기 연소관(34) 내벽에 전달되어 폐플라스틱 및 폐고무가 열분해되기 시작되는데, 상기 연소관(34)의 내부온도는 입구에서 출구쪽으로 갈수록 점차 높아지고, 연소관의 A구역에서는 150℃에서 250℃까지 가열되어 폐플라스틱 및 폐고무의 예열과 승온이 이루어지고, B구역에서는 250℃에서 400℃까지 가열되어 폐플라스틱 및 폐고무의 열분해가 본격적으로 진행되고 , C구역에서는 400℃에서 300℃로 온도가 낮아지므로 탄화물이 생성된다.
상기 연소관(34)의 일단에 구비된 모터(M)는 용융된 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키는 컨베어스크류(36)를 구동시켜, 상기 연소관(34)의 상부까지 이송한다. 상기 컨베어스크류(36)는 이송관(16)에 설치된 컨베어스크류(36)와 같은 구조를 취함으로서 상기 A구역에서는 예열과 승온이 이루어진 고체상태의 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키고, 상기 B구역에서는 젤상태의 열분해된 폐플라스틱 및 폐고무를 이송시키고, 상기 C구역에서는 고체상태의 탄화물을 이송시키게 된다.
상기 연소관(34)의 상부에 구비된 배출관(41)을 통해 배출되는 탄화물은 상기 배출관(41) 하부에 구비된 가스기밀판(42)과 로타리 밸브(43)를 거쳐 배출용기(44)에 저장된다. 상기 가스기밀판(42)은 외부공기의 유입을 차단한다.
또한 상기 연소관(34)에는 모터(M)에 의해 구동되는 샤프트(36a)의 외주연에 가스기밀부(36)가 설치되어 가스가 누설되지 않도록 한다.
상기 연소관(34)에서는 고체상태로 들어온 폐플라스틱 및 폐고무가 상전이를 통해 기체상태가 되어 고온유화가스를 발생시키고, 발생된 고온유화가스는 가스취출기를 사용하여 연소관으로부터 뽑아내고 체크밸브(C)를 통과하여 냉각기(50)(51)에서 냉각된 후, 고압응축기(52)와 저압응축기(53)에 보내져 응축도면서 오일을 만든다.
상기 고온응축기(52)에서 생성된 중질유에는 타르 등 찌꺼기가 많이 함유되어있기 때문에 오일용기(15)에 재공급하여 밀봉오일로 이용한다. 찌꺼기가 많은 오일을 밀봉용으로 사용하면, 연속적으로 공급되는 폐타이어 스크랩에 밀봉액의 찌꺼기가 부착되어 연소관(34)에 다시 한번 투입되기 때문에 반복 열분해를 통해 보다 우수한 오일을 생성할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 취함으로서, 이송관에서 이송관 내벽과 폐플라스틱 및 폐고무의 마찰을 줄여 폐플라스틱 및 폐고무의 이송을 원활히 하여 모터의 과부하를 방지할 수 있고,
연소관에서 상전이에 따라 변화하는 폐플라스틱 및 폐고무의 이송을 원활하게 하였고 모터의 과부하를 방지할 수 있게 함과 동시에 타이어 열분해 양을 종전의 시간당 50Kg 처리하던 것을 1.5톤으로 증가시켜 효율을 현저히 향상시켰다.
도 1은 종래 열분해장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열분해장치의 사시도이다.
도 3 및 도4는 본 발명에 사용하는 컨베어스크류의 사시도이다.
* 도면의 주요부호에 대한 설명*
10: 이송부 11: 투입관
12: 호퍼 13: 압착기
14: 오일역화방지기 15: 오일용기
15a: 오일투입구 16: 이송관
17: 컨베어스크류 17a: 샤프트
17b: 무축스크류 18: 가스취출기
18a: 압력조절기 20: 연결관
30: 열분해부 31: 연소챔버
32: 오일버너 33: 가스버너
34: 연소관 35: 연소하우징
36: 컨베어스크류 36a: 샤프트
36b: 무축스크류 37: 가스기밀부
40: 배출부 41: 배출관
42: 가스기밀판 43: 로타리밸브
44: 배출용기 45: 가스취출기
45a: 압력조절기 50, 51: 냉각기
52: 고압응축기 53: 저압응축기
54: 펌프 55: 오일탱크
M: 모터 C: 체크밸브
T: 교축밸브

Claims (3)

  1. 상광하협의 호퍼(12)를 통해 폐플라스틱 및 폐고무가 투입되는 투입관(11), 상기 투입관(11)에 장착된 오일역화방지기(14), 상기 투입관(11)의 일단에 설치된 폐플라스틱 및 폐고무 압착기(13), 상기 투입관(11) 하단에 연결된 오일용기(15), 하반부가 상기 오일용기(15)에 연통되게 부착되고 일정한 경사를 갖게 지지된 이송관(16), 상기 이송관(16)에 설치되어 발생된 가스를 냉각기(50)에 배출하는 가스취출기(18), 상기 이송관(16) 상단에 설치된 모터(M) 및 상기 모터(M)에 의해 연동되고 상기 이송관(16)내에 설치되며 무축스크류(17b)가 형성되어 투입관을 통하여 투입된 폐플라스틱 및 폐고무를 기밀을 유지한채로 이송관(16) 하부로 부터 상부로 이송하는 컨베어스크류(17)로 구성되는 이송부(10);
    상기 컨베이스크류(17)에 의하여 이송관(16) 상부로 이송된 폐플라스틱 및 폐고무를 하방으로 투하하는 연결관(20), 상기 연결관(20)의 하단에서 그 하부가 연통되게 연결되고 일정한 경사를 갖게 고정된 연소관(34), 상기 연소관(34) 외주에 구비되어 상기 연소관(34)에 가열된 열을 전달하는 드럼형 연소하우징(35), 상기 연소하우징(35)에 부착된 연소챔버(31), 상기 연소챔버(31)를 가열하는 오일버너(32), 상기 연소관(34)내에 설치되어 모터(M)에 의해 구동되고 연소 후 남은 탄화물 찌꺼기를 연소관(34)을 따라 이송할 수 있는 무축스크류(36b)가 형성된 컨베어스크류(36) 및 상기 컨베어스크류(36)의 샤프트(36a) 외주에 장착된 가스기밀부(37)로 구성되는 열분해부(30); 및
    상기 무축스크류(36b)의 상단 지점의 연소관(34) 바닥에 연통되어 구비되고 무축스크류(36b)에 의하여 이송된 탄화물 찌꺼기를 기밀을 유지하면서 하방으로 배출하는 배출관(41)과, 상기 연소관(34) 내부에서 생성된 고온유화가스를 냉각기(50)에 배출하는 가스취출기(45)로 구성되는 배출부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 및 폐고무 열분해장치.
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