KR100528403B1 - 플라스틱 자동 분류장치 및 자동 분류방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플라스틱을 자동 분석 및 분류하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 다수의 플라스틱을 동시에 분석 및 이 분석된 데이터에 의해 동일한 종류의 플라스틱만을 해당 분류함에 자동 분류를 실시하는 플라스틱 자동 분류장치 및 자동 분류방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

Description

플라스틱 자동 분류장치 및 자동 분류방법{Plastic automatic separation apparatus and the automatic separation method}
본 발명은, 플라스틱을 자동 분석 및 분류하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 다수의 플라스틱을 동시에 분석을 실시한 후, 이 분석된 데이터에 의해 동일한 종류의 플라스틱만을 해당 분류함에 자동 분류를 실시하는 플라스틱 자동 분류장치 및 자동 분류방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라스틱 분석시스템이라 함은, 플라스틱의 종류(예로서, PET, PP, PE, PVC, PS, ABS 등)를 판별하기 위한 시스템을 말하는 것으로서, 예컨대, 플라스틱 시료로 조사된 근적외선의 광반사각에 따른 흡수 스펙트럼 값의 상이함을 이용하여 조사된 근적외선 영역(1100∼2200nm)에서 유기물의 흡수 스펙트럼을 검출함으로써 플라스틱을 판별하는 시스템을 지칭한다.
상기한 시스템은, 플라스틱 시료에 근적외선(파장영역: 1∼1.5㎛)을 조사하여 반사된 적외선 광원을 분광시킨 후 적외선을 파장별 스캐닝하여 분석함으로 플라스틱을 단시간 내에 정확하게 선별 및 분리하게 되는데, 특히 이러한 시스템은 각종 폐 플라스틱류를 종류별로 선별 및 처리해야만 하는 플라스틱 재활용 분야에 있어 용이하게 이용되어질 수 있다.
이에 본 발명의 출원인은, "근적외선에 의한 플라스틱 선별장치"(이하, 종래기술1이라 칭함.) 대한민국 특허 출원번호 제 10-2001-0030330호"를 출원한 바 있다.
그러나, 상기한 종래기술1은, 플라스틱 시료를 하나씩 선별/처리해야만 하므로 시료 교체에 따른 시간이 많이 소모되는 등의 문제점으로 인해 플라스틱 재활용분야 등에서는 많은 양의 폐 플라스틱을 선별/처리하기가 곤란한 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 출원인은, "플라스틱 선별시스템의 광접속장치"(이하, 종래기술2라 칭함.) 대한민국 특허 출원번호 제 10-2002-0037377호"를 출원한 바 있으며, 이는 상기 종래기술1을 이용하되, 상기 종래기술2의 기술을 복합 구성함으로써, 한꺼번에 많은 양의 플라스틱을 선별할 수 있는 효과가 있는 것이었다.
그러나, 상기한 종래기술1, 2는, 단지 플라스틱을 종류별로 선별하는 시스템에 지나지 아니하므로, 분석된 데이터에 기인하여 플라스틱을 종류별로 자동 분류를 실시할 수 없다는 문제점이 발생하였다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 동일한 종류의 플라스틱 시료만을 해당 분류함에 자동 분류하는 플라스틱 자동 분류장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 전술한 플라스틱 자동 분류장치를 통해 많은 양의 플라스틱을 동시에 자동 분류를 실시할 수 있는 플라스틱 자동분류장치 및 자동 분류방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 구성으로서는, 플라스틱 시료를 포함하는 폐자원을 수용하는 호퍼(Hopper)와; 자유낙하에 의해 상기 플라스틱 시료를 단계적으로 하방 이송을 실시하기 위한 다수의 컨베이어와; 상기 다수의 컨베이어 중 적어도 어느 하나에 장착되어 상기 폐자원 중 플라스틱의 특정 종류만을 선별하기 위한 하나 이상의 프루브 유닛 및 상기 프루브 유닛과 연결된 분석기와; 고압의 에어(Air)를 방출하기 위한 공압기와; 상기 공압기와 연결되어 상기 프루브 유닛이 구성된 컨베이어의 자유낙하 지점에 구비되는 다수의 노즐과; 상기 공압기와 상기 다수의 노즐간에 체결되어 고압의 에어를 해당 노즐에 방출시키기 위한 다수의 전자밸브와; 상기 다수의 노즐과 대향되는 부위에 동종의 플라스틱을 수용하기 위한 분류함과; 상기 다수의 컨베이어 중 이송이 최종적으로 완료되는 컨베이어의 말단부위에 위치하여 폐자원을 재수용 하는 수거함과; 상기 다수의 컨베이어를 구성하는 복수의 컨베이어 모터와, 분석기와, 공압기와, 다수의 전자밸브와 각각 연결되어 이들을 총괄 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 컨베이어는, 상기 호퍼의 하방에 위치하며 플라스틱 시료의 상방 이송을 실시하는 제1컨베이어와; 제1컨베이어 중 상방에 위치하는 일측단 하방에 위치하는 제2컨베이어와; 상기 제2컨베이어의 하방에 동일 높이 간격으로 상기 제2컨베이어와 동일한 구성의 제4 및 제6컨베이어와; 상기 제2컨베이어와 제4컨베이어 및, 제4컨베이어와 제6컨베이어 및, 제6컨베이어와 상기 수거함 간에 설치되어 이들을 연결하여 플라스틱 시료의 운송이 이루어질 수 있도록 하는 제3 및 제5 및 제7컨베이어;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1컨베이어의 상방에 개재되는 구동롤러에는, 영구자석이 체결된 것이 바람직하며,
상기 제2컨베이어는, 상기 제1컨베이어의 이송속도보다 빠르게 설정되는 것이 바람직하다.
상기 프루브 유닛은, 복수의 입력측 광섬유가 컨베이어 벨트의 폭을 따라 동일간격 형성되며, 근적외선 광원을 추가로 포함하는 것이 바람직하며,
상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어 중 플라스틱 시료가 자유낙하 되어 떨어지는 지점과 인접한 부위에 체결된 것이 바람직하다.
상기 다수의 노즐은, 상기 입력측 광섬유당 적어도 하나 이상의 노즐이 하나의 전자밸브와 체결되는 것이 바람직하며,
상기 제어부는, 적어도 하나 이상의 상기 프루브 유닛과 분석기에 의해 검출된 플라스틱 분석데이터를 근거로 하여, 상기 다수의 컨베이어를 구동시키는 컨베이어 모터의 회전속도와; 상기 공압기의 온/오프(On/Off)와; 상기 다수의 전자밸브의 개폐여부;를 총괄 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 입력측 광섬유에 분류 대상 플라스틱 시료가 검출되면, 컨베이어를 통해 상기 분류 대상 플라스틱 시료가 자유낙하 되는 소정단위시간 후, 이에 대응되는 노즐과 결합된 전자밸브가 개방되어 고압의 에어를 방출케 함으로써, 상기 분류함으로 분류 대상 플라스틱 시료가 분류될 수 있도록 제어하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기한 구성을 갖는 플라스틱 자동 분류장치를 통한 플라스틱 자동분류방법에 있어서, 상기 제1컨베이어 중 영구자석이 구성된 구동롤러에 의해 자성에 응하는 금속류만을 선별하여 비자성 물체만을 상기 제2컨베이어에 자유낙하 될 수 있도록 하는 금속분류단계와; 제어부의 명령에 의해 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어에 각각 구성된 프루브 유닛과, 분석기에 의해 대상 분류 플라스틱 시료를 분류함에 자동 분류하는 플라스틱 분류단계와; 상기 제7컨베이어에 의해 상기 플라스틱 분류단계를 완료한 폐자원을 상기 수거함에 포집하는 폐자원 포집단계;를 포함하는 것이 바람직하며,
상기 플라스틱 분류단계는, PET 또는 PP를 제1분류함에 자동 분류하는 제1분류단계와; PE 또는 ABS를 제2분류함에 자동 분류하는 제2분류단계와; PVC 또는 PS를 제3분류함에 자동 분류하는 제3분류단계;를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
전술한 용어 중 "분석"이라는 의미는, PET, PP, PE, PVC, PS, ABS수지 등의 플라스틱 시료를 각각 종류별로 판별 또는 선별한다는 의미이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하도록 한다. 단, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명의 기술적 사상이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.도 1a는 본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 개략적 블럭도이고, 도 1b는 도 1a 중 공압기(300)와 전자밸브그룹(500)의 상관관계를 도시한 상세도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 기계적 구성 정면도 및 분류함을 생략한 우측면도이다.
삭제
도 1a 내지 도 2b를 살펴보면, 전술한 종래기술2에 제시된 시스템 구성을 갖는 분석기(100)와, 분석기(100)에 연결된 다수의 입력측 광섬유(11a∼11o)가 5개씩 짝을 이룬 제1 내지 제3프루브 유닛(420, 440, 460)으로 구성된 프루브 그룹(400)과, 에어(Air)의 방출에 의해 플라스틱을 자동 분류하기 위한 공압기(300)와, 상기 공압기(300)와 연결되어 에어(Air)분출부위를 제어하기 위한 제1 내지 제3전자밸브 유닛(520, 540, 560)으로 구성된 전자밸브 그룹(500)과, 플라스틱 시료의 이송을 담당하는 다수의 컨베이어 및 이 컨베이어를 구동시키는 다수의 컨베이어 모터로 이루어진 컨베이어 모터유닛(600) 및 상기한 구성물과 연결되어 이들의 총괄적인 제어를 실시하기 위한 제어기(PCL)(200)의 개략적 구성을 갖는다.
첨부된 도 1b 내지 도 2b를 참조하여 본 발명의 기계적인 구성을 보다 상세히 설명하면, 플라스틱 시료를 포함하는 폐자원을 수용하기 위한 호퍼(Hopper)(810)와, 상기 호퍼(810)로부터 자유낙하 하는 플라스틱 시료 등을 이송하는 제1 내지 제7컨베이어(820, 830, 840, 850, 860, 870, 880)와, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870) 상에 각각 설치되어 이송 중인 플라스틱 시료의 종류별 분석을 실시하기 위한 제1 내지 제3프루브 유닛(420, 440, 460)과, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)의 작동에 의해 상기 플라스틱 시료가 자유낙하 하여 떨어지는 지점에 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870) 하단부위에 각각 설치되는 제1 내지 제3노즐 유닛(522, 542, 562)과, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870) 간에 이들과 상하방으로 직교되도록 설치되어 플라스틱 시료를 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)에 제공하며, 이들에 의해 플라스틱 시료의 분류가 완료되면 수거함(898)에 포집될 수 있도록 플라스틱 시료 등의 수평 이송을 실시하는 제3 및 제5 및 제7컨베이어(840, 860, 880)와, 상기 제1 내지 제3노즐 유닛(522, 542, 562)에 고압의 에어를 공급하는 상기 공압기(300)와, 상기 공압기(300)와 상기 제1 내지 제3노즐 유닛(522, 542, 562)의 사이에 다수개 설치되어 노즐(522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j)의 에어 분출을 제어하는 제1 내지 제15전자밸브(도면부호 미도시)가 체결된 구성을 갖는다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 상기 호퍼(810)로 부터 플라스틱 시료가 자유낙하 되는 부위의 하방에 제1컨베이어(820)가 위치되어 플라스틱 시료의 상방 이송을 실시한다. 이 때, 상기 제1컨베이어(820)의 구동롤러(822)는, 그 내부 또는 외주연 상에 영구자석이 체결된 구성을 갖는다. 이는, 상기 호퍼(810)로부터 공급되는 폐자원 중 금속성 물질을 분리하기 위한 구성으로서, 이 구동롤러(822)의 자성에 의해 깡통 등의 금속성 물질이 후술될 제2컨베이어(830) 상에 자유낙하 되지 않고 별도의 금속 분리함(미도시)에 분류될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 제1컨베이어(820) 중 상기 구동롤러(822)의 하방에는, 상기 제1컨베이어(820)로 부터 자유낙하 하는 플라스틱 시료 등의 수평 이송을 수행하는 제2컨베이어(830)가 위치된다. 이때, 상기 제1컨베이어(820)를 구동시키는 컨베이어 모터(미도시)의 회동속도보다 상기 제2컨베이어(830)를 구동시키는 컨베이어 모터(미도시)의 회동속도가 보다 빠르게 설정됨으로써, 상기 제1컨베이어(820)로 부터 자유낙하 하는 플라스틱 시료가 상기 제2컨베이어(830) 상에 넓게 펼쳐질 수 있도록 하며, 이는, 상기 제어부(200)에 의해 총괄 제어된다.
한 편, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)에는, 플라스틱 시료를 종류별로 분석하기 위한 제1 및 제2 및 제3프루브 유닛(420, 440, 460)이 설치되어 있으며, 이들은, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870) 상에서 플라스틱 시료 등이 자유낙하 하여 떨어지는 지점과 근접한 부위에 각각 위치하게 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 및 제3프루브 유닛(420, 440, 460)에 근적외선을 발하는 조명램프(700)를 부가한 구성을 갖는다.
상기 제1 및 제2 및 제3프루브 유닛(420, 440, 460)은, 후술할 분석기(100)의 광접속 장치(도면부호 미도시)와 연결된 다수의 입력측 광섬유(11a∼11o)가 5개씩 짝을 이룬 상태로서, 상기 제1 및 제2 및 제3프루브 유닛(420, 440, 460)에 각각 5개씩 설치되되, 그 각 말단부위가 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)의 컨베이어 벨트(도면부호 미도시)를 향할 수 있도록 구성하여, 이들 컨베이어 벨트(도면부호 미도시) 상에 이송 중인 플라스틱 시료로부터 얻어진 반사광을 상기 분석기(100)에 전송하는 역할을 수행한다.
그러므로, 상기 제1프루브 유닛(420)에는 입력측 광섬유(11a∼11e)가, 상기 제2프루브 유닛(440)에는 입력측 광섬유(11f∼11j)가, 상기 제3프루브 유닛(460)에는 입력측 광섬유(11k∼11o)가 각각 구성되되, 이들은 각각 상기 컨베이어 벨트(도면부호 미도시)의 폭을 따라 등간격으로 설치되어 있다.
또한, 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)가 작동됨에 따라 플라스틱 시료 등이 상기 제3 및 제5 및 제7컨베이어(840, 860, 880) 상으로 자유낙하 되는 상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어(830, 850, 870)의 하측방에는, 다수의 노즐(522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j)로 각각 이루어진 제1 및 제2 및 제3노즐 유닛(522, 542, 562)이 각각 배설된 구성을 갖는다.
도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 5개로 이루어진 상기 입력측 광섬유(11a∼11e, 11f∼11j, 11k∼11o) 각각에 대응하는 부위에 2개의 노즐이 각각 구비되어 있으며, 이에 제1 내지 제15전자밸브(도면부호 미도시)가 상기 공압기(300)와 상기 노즐 간에 체결됨으로써, 상기한 전자밸브(도면부호 미도시)가 개방될 시에 2개의 노즐을 통해 고압의 에어가 방출되는 작동원리를 갖는다.
물론, 상기한 다수의 전자밸브(도면부호 미도시)는, 제어부(200)의 명령에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 그 작동원리는 후술토록 한다.
또한, 상기 노즐(522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j)과 각각 대향되는 부위에 제1 내지 제3분류함(892, 894, 896)이 위치함으로써, 상기 노즐(522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j)로 부터 고압의 에어가 방출되면, 자유낙하 하는 분류 대상 플라스틱 시료가 상기 제1 내지 제3분류함(892, 894, 896)에 각각 수납되어지는 작동원리를 갖는다.
바람직하기로는, 상기 노즐(522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j)은, 에어 방출부위가 상기 제1 내지 제3분류함(892, 894, 896)을 향해 3∼30°내외의 상방 기울기를 갖는 것이 바람직하다.
도 3a는 첨부된 도 1a의 분석기(100)의 시스템 구성 개략도이고, 도 3b는 도 3a 중 광접속 장치(도면부호 미도시)를 도시한 사시도이며, 도 3c는 도 3b의 요부 종단면도로서, 전술한 종래기술2를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도3c를 살펴보면, 16개의 플라스틱 시료(101a~101p)로부터 얻어진 각각의 근적외선 반사광을 전송하기 위한 동수의 입력측 광섬유(11a~ 11p)와, 상기 각각의 입력측 광섬유(11a ~ 11p)가 원주방향을 따라 수평선상으로 접속된 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 중심선 상에 위치되어 입력측 광섬유(11a~11p)로부터의 출사된 반사광을 수직상방으로 반사하기 위한 전반사미러(20)와, 상기 전반사미러(20)의 하단에 축결합되어 각각의 입력측 광섬유(11a~11p)에 일치되도록 전반사미러(20)를 일정각도로 정량 회전시키기 위한 구동모터(14)인 서보모터와, 상기 서보모터의 구동을 제어하기 위한 드라이버(13)와, 상기 케이싱(10)의 상부 중심선상에 결합되어 전반사미러(20)로부터 반사된 근적외선 반사광을 케이싱(10)의 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 순차적 전송을 하기 위한 출력측 광섬유(12)와, 상기 전반사 미러와 출력측 광섬유(12)의 연결선상 일측에 구비되어 근적외선 반사광을 모아주기 위한 집광수단(40)으로 구성된다.
상술한 구성에서 케이싱(10)의 내부에는, 상기 제1 내지 제3프루브 유닛(420, 440, 460)에 구성된 15개의 입력측 광섬유(11a∼11o)가 지속적으로 케이싱(10) 중심으로 근적외선 반사광을 입사하고 있는 상태이다.
이 때, 상기 광접속장치의 케이싱(10) 내부에 구비된 전반사미러(20)는 일정각도인 22.5°씩 회전 및 정지를 연속적으로 실시하므로써, 상기 광접속장치(도면부호 미도시)로 전송된 서로 다른 주파수대역을 갖는 16개의 반사광이 하나씩 순차적으로 수직상방으로 반사하게 된다.
즉, 첨부한 도 3b에서 도시된 바와 같이, 케이싱(10)에 접속된 입력측 광섬유(11a~11p) 중 최초 하나의 광섬유를 통해 입사된 반사광은 볼록렌즈(30)를 통과한 뒤, 전반사미러(20)에 의해 수직상방으로 전반사하게 된다.
이 때, 상기 전반사미러(20)에 의해 반사된 반사광은 출력측 집광수단(40)에 의해 상기 반사광의 소실율을 최소화하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 전반사미러(20)는 서보모터에 의해 일정각도만큼 도면상 시계방향으로 회전된다.
이 때, 첨부된 도 3b와 도 3c를 참고하면 케이싱(10)의 외주면의 원주방향으로 16개의 입력측 광섬유(11a~11p)가 접속되어 있음을 감안할 때, 상기 구동모터(14)인 서보모터가 드라이버(13)의 제어에 따라 도면상 시계방향으로 22.5°씩 회전됨은 이해 가능하다.
따라서, 상기 서보모터가 드라이버(13)의 제어에 따라 일정각도로 회전되면서 각 입력측 광섬유(11a~11p)로부터 입사된 근적외선 반사광을 수직상방으로 반사시켜 출력측 광섬유(12)를 통해 케이싱(10) 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 출사시키게 된다.
그러므로, 상기 출력측 광섬유(12)는 16개의 플라시틱 시료(101a~101p)로부터 전송된 근적외선 반사광을 순차적으로 케이싱(10) 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 전송하게 되는 것이다.
또한, 상기 케이싱(10)에 접속 가능한 입력측 광섬유(11a~11p)의 수는 설계사항에 따라 확장 및 축소가 가능한데, 일 예로서, 근적외선 반사광이 입사되는 입력측 광섬유(11a~11p)를 32개로 확장할시, 케이싱(10)의 둘레방향으로 36개의 입력측 광섬유(11a~11p)가 접속되므로 드라이버(13)는 서보모터를 정확히 10.5°씩 시계방향(또는 반시계방향)으로 회전되도록 제어하게 된다.
상기한 출력측 광섬유(12)로부터 출사된 근적외선 반사광은 단색광처리부(120)로 전송됨으로써 각각의 입력측 반사광이 선별시스템에 의해 순차적으로 처리 및 분석된다.
이로써, 플라스틱 선별시스템을 16개로 증설하지 않고도 하나의 선별시스템을 이용하여 복수개의 플라스틱 운송라인을 동일시간대에 처리하는 것이 가능하므로, 제반 시스템의 증설비 및 유지보수 및 이에 따른 비용 등의 절감을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 설치공간도 대폭 줄일 수 있는 이점을 갖게 되는 것이다.
그러나, 본 발명은, 상기 제 1내지 제3프루브 유닛(420, 440, 460)에 동일한 수의 입력측 광섬유로 구성되어지는 바, 상기한 16번째의 입력측 광섬유(11p)는 연결되지 않은 상태이나, 상기 서보모터가 초당 10~50회 이상으로 고속 회전을 실시하게 되는 바, 연결되지 않은 상기 입력측 광섬유(11p)를 무시하여도 무방하다.
또한, 이에, 다수의 입력측 광섬유를 증설한다 하더라도, 무리 없이 플라스틱 시료를 동시에 분석할 수 있는 효과가 있다.
이하, 전술한 구성적 특징을 갖는 플라스틱 자동 분류장치를 통한 플라스틱 자동 분류방법을 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 작동이 개시되면, 제어기(200)에 구성된 제어 프로그램 처리부(220)의 명령에 의해 분석기(100) 및 이 분석기(100)를 구성하는 분석 프로그램 처리부(151)와, 상기 분석기(100)와 연결된 프루브 그룹(400) 즉, 제1 내지 제3프루브 유닛(420, 440, 460)에 부가된 다수의 조명램프(700)와, 공압기(300)와, 제1 내지 제7컨베이어(820, 830, 840, 850, 860, 870, 880)를 각각 구동케하는 다수의 모터로 구현되는 컨베이어 모터유닛(600)의 작동이 개시된다.
이 때, 호퍼(810)에 수용된 폐자원이 제1컨베이어(820) 상에 자유낙하 되고, 상기 제1컨베이어(820)를 구성하는 구동롤러(822)에 영구자석이 체결된 구성이므로, 상기 폐자원 중 자성에 응하는 금속류가 상기 구동롤러(822)와 자성 접착되어 회동되므로써, 상기 제2컨베이어(830) 상에 자유낙하 되지 않도록 함은 물론, 상기 구동롤러(822)와 동일하게 회동되다가 바닥면(미도시) 등에 설치된 금속 분리함(미도시)으로 상기한 금속류를 자유낙하 시키는 금속분류단계를 수행한다.
이후, 비철재류가 상기 제2컨베이어(830)를 따라 수평 이송되어 제1프루브 유닛(420)을 경유하게 된다.
이때, 상기 제1프루브 유닛(420)에는, 5개의 입력측 광섬유(11a∼11e)가 상기 제2컨베이어(830)의 컨베이어 벨트의 폭을 따라 등간격으로 배설되어 있는 바, 상기 입력측 광섬유(11a∼11e)를 경유하는 근적외선 광원인 조명램프(700)가 폐자원에 입사되고 반사되어진 반사광이 상기 입력측 광섬유(11a∼11e)를 통해 분석기(100)의 내부에 구성된 광접속 장치(도면부호 미도시)로 입사되며, 이는 다시 단색광 처리부(120)를 거쳐 주파수 변환 및 디지털 신호로 변환되어 컴퓨터(PC)로 구현되는 상기 분석 프로그램 처리부(PC)(151)에 입력됨으로써, 입사된 반사광 정보와 플라스틱의 종류별 데이터를 함유하는 데이터베이스(152)와의 비교 분석을 실시한다.
비교 분석 결과, 다수의 입력측 광섬유(11a∼11e)에 의해 입력된 반사광 정보 중 상기 데이터베이스(152)에 저장된 데이터와 동일하거나 유사범위에 속할 시에는, 이를 검출한 상기 입력측 광섬유(일예로써, 11a)측에 대응된 노즐(522a, 522b)로 고압의 에어가 방출될 수 있도록 제1전자밸브(도면부호 미도시)의 개방이 이루어짐으로써, 자유낙하 하는 분류 대상 플라스틱 시료를 제1분류함(892)으로 날려 동종의 플라스틱이 포집될 수 있도록 하는 작동원리를 갖는다.
이러한 작동원리는, 제4 및 제6컨베이어(850, 870)에 구성된 제2 및 제3프루브 유닛(440, 460) 및 제2 및 제3노즐 유닛(542, 562)의 작동원리와 동일하다.
그러므로, 제2 및 제3분류함(894, 896)에 각기 다른 종류의 플라스틱 시료가 포집될 수 있도록 하는 것이 가능하며, 이러한 총체적인 프로그램적인 제어는 상기 제어부(200)를 구성하는 제어 프로그램 처리부(220)에 의해 프로세스 된다.
전술한 방법에 의해 플라스틱 분류단계를 완료하면, 상기 제7컨베이어(880)에 의해 상기 플라스틱 분류단계를 완료한 폐자원을 수거함(898)에 포집하는 폐자원 포집단계;를 거치게 됨으로써, 분류공정을 모두 완성하게 된다.
바람직하기로는, 상기 플라스틱 분류단계는, 상기 제1분류함(892)에 PET 또는 PP를 자동 분류하는 제1분류단계와; PE 또는 ABS를 제2분류함(894)에 자동분류하는 제2분류단계와; PVC 또는 PS를 제3분류함(896)에 자동 분류하는 제3분류단계;를 순차적으로 진행하며, 상기한 분류단계를 완료한 후, 상기 수거함(898)에 수거된 폐자원을 다시금 호퍼(810)에 자동 투입시킬 수 있도록 별도의 컨베이어 시스템(미도시)을 설치함으로써, 상기 제1 내지 제3분류단계에서 미처 분류되지 못한 플라스틱(일예로써, PET, PE, PVC를 분류 완료한 상태로써, 미처 분류되지 못한 PP, ABS, PS 등의 플라스틱)을 재분류할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 의할 시에는, 동일한 종류의 플라스틱 시료만을 해당 분류함에 자동 분류를 실시함은 물론, 전술한 플라스틱 자동 분류장치를 통해 많은 양의 플라스틱을 동시에 자동 분류를 실시할 수 있다는 등의 효과가 있으므로, 환경에 유해한 플라스틱을 재처리함에 있어 편의를 제공함은 물론, 전공정이 자동화됨으로써, 인건비 등을 크게 절감할 수 있는다는 등의 효과가 있다.
도 1a는, 본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 개략적 블럭도
도 1b는, 도 1a의 공압기와 전자밸브그룹의 상관관계를 도시한 상세도
도 2a는, 본 발명에 의한 플라스틱 자동 분류장치의 기계적 구성 정면도
도 2b는, 도 2a의 분류함을 생략한 우측면도
도 3a는, 도 1a 중 분석기의 시스템 구성 개략도
도 3b는, 도 3a 중 광접속 장치를 도시한 사시도
도 3c는, 도 3b의 요부 종단면도
※도면의 주요부위에 대한 부호의 설명
10 : 케이싱 11, 11a∼11p : 입력측 광섬유
12 : 출력측 광섬유 13 : 드라이버
14 : 구동모터 20 : 전반사미러
30 : 볼록렌즈 32, 40 : 집광수단
100 : 분석기 101a∼101p : 시료
120 : 단색광 처리부 130 : 증폭기
141 : 아날로그/디지털변환부 142 : 디지털 신호처리부
151 : 분석 프로그램 처리부(Personal Computer)
152 : 데이터베이스 153 : 표시부
200 : 제어기(Programmable Logic Controller)
220 : 제어 프로그램 처리부 300 : 공압기
400 : 프루브 그룹
420, 440, 460 : 제1 및 제2 및 제3프루브 유닛
500 : 전자밸브 그룹
520, 540, 560 : 제1 및 제2 및 제3전자밸브 유닛
522, 542, 562 : 제1 및 제2 및 제3노즐 유닛
522a∼522j, 542a∼542j, 562a∼562j : 노즐
600 : 컨베이어 모터 유닛 700 : 조명램프
810 : 호퍼(hopper) 820 : 제1컨베이어
830 : 제2컨베이어 840 : 제3컨베이어
850 : 제4컨베이어 860 : 제5컨베이어
870 : 제6컨베이어 880 : 제7컨베이어
892 : 제1분류함 894 : 제2분류함
896 : 제3분류함 898 : 수거함

Claims (11)

  1. 플라스틱 시료를 포함하는 폐자원을 수용하는 호퍼(Hopper)와;
    자유낙하에 의해 상기 플라스틱 시료를 단계적으로 하방 이송을 실시하기 위한 다수의 컨베이어와;
    상기 다수의 컨베이어 중 적어도 어느 하나에 장착되어 상기 폐자원 중 플라스틱의 특정 종류만을 선별하기 위한 하나 이상의 프루브 유닛 및 상기 프루브 유닛과 연결된 분석기와;
    고압의 에어(Air)를 방출하기 위한 공압기와;
    상기 공압기와 연결되어 상기 프루브 유닛이 구성된 컨베이어의 자유낙하 지점에 구비되는 다수의 노즐과;
    상기 공압기와 상기 다수의 노즐간에 체결되어 고압의 에어를 해당 노즐에 방출시키기 위한 다수의 전자밸브와;
    상기 다수의 노즐과 대향되는 부위에 동종의 플라스틱을 수용하기 위한 분류함과;
    상기 다수의 컨베이어 중 이송이 최종적으로 완료되는 컨베이어의 말단부위에 위치하여 폐자원을 재수용 하는 수거함과;
    상기 다수의 컨베이어를 구성하는 복수의 컨베이어 모터와, 분석기와, 공압기와, 다수의 전자밸브와 각각 연결되어 이들을 총괄 제어하는 제어부;를 포함하는 플라스틱 자동 분류장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 컨베이어는,
    상기 호퍼의 하방에 위치하며 플라스틱 시료의 상방 이송을 실시하는 제1컨베이어와;
    제1컨베이어 중 상방에 위치하는 일측단 하방에 위치하는 제2컨베이어와;
    상기 제2컨베이어의 하방에 동일 높이 간격으로 상기 제2컨베이어와 동일한 구성의 제4 및 제6컨베이어와;
    상기 제2컨베이어와 제4컨베이어 및, 제4컨베이어와 제6컨베이어 및, 제6컨베이어와 상기 수거함 간에 설치되어 이들을 연결하여 플라스틱 시료의 운송이 이루어질 수 있도록 하는 제3 및 제5 및 제7컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1컨베이어의 상방에 개재되는 구동롤러에는,
    영구자석이 체결된 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2컨베이어는,
    상기 제1컨베이어의 이송속도보다 빠르게 설정된 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프루브 유닛은,
    복수의 입력측 광섬유가 컨베이어 벨트의 폭을 따라 동일간격 형성되며, 근적외선 광원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 프루브 유닛은,
    상기 제2 및 제4 및 제6컨베이어 중 플라스틱 시료가 자유낙하 되어 떨어지는 지점과 인접한 부위에 체결된 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 다수의 노즐은,
    상기 입력측 광섬유당 적어도 하나 이상의 노즐이 하나의 전자밸브와 체결된 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    적어도 하나 이상의 상기 프루브 유닛과 분석기에 의해 검출된 플라스틱 분석데이터를 근거로 하여,
    상기 다수의 컨베이어를 구동시키는 컨베이어 모터의 회전속도와;
    상기 공압기의 온/오프(On/Off)와;
    상기 다수의 전자밸브의 개폐여부;를 총괄 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 자동 분류장치.
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