KR100650137B1

KR100650137B1 - 스티로폼 재활용 분쇄기

Info

Publication number: KR100650137B1
Application number: KR1020040015650A
Authority: KR
Inventors: 함종성
Original assignee: 함종성
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2006-11-27
Also published as: KR20050079876A

Abstract

본 발명은 박스 및 케이스용으로 사용 후, 폐기되는 스티로폼을 강제로 이동시키어 분쇄휠에 진입되어, 분쇄휠을 구성하고 있는 다수의 분쇄원형칼날들의 중심축이 구동원에 의하여 회전되는 회전축에 교호로 형성되어 회전됨에 따라서, 분쇄원형칼날들이 폐스티로폼들을 빗면으로 절단시켜 폐스티로폼에 무리한 절단력이 가하여지지 않으면서 점차적으로 잘게 분쇄시키어, 폐스티로폼을 빠른 시간내에 재 가공처리를 행할 수 있는 크기로 분쇄처리할 수 있고, 또한 상기 분쇄휠에 의하여 분쇄된 폐스티로폼은 요철원주면들이 형성된 압압로울들에 의하여 압압성형되어 재활용하기에 최적의 상태 즉, 스티로폼의 물성이 변하지 않은 상태를 유지하는 동시에, 폐스티로폼의 부피를 최소화하여 운반 및 보관이 용이하도록 한 스티로폼 재활용 분쇄기에 관한 것으로, 기기본체(10)의 시트면(110)에 간격을 두고 설치되어 폐스티로폼(20)을 강제적으로 이송시킬 수 있는 스티로폼이송컨베이어(100)와; 스티로폼이송컨베이어(100)에 이어서 구동원에 의하여 회전되는 회전축(210)에 분쇄원형칼날(220)들이 교호로 어긋나게 장착되는 분쇄휠(200)과; 상기 분쇄휠(200)에 연이어서 둘레면에 요철원주면(310)이 형성되어 서로 이맞물림 구동되는 성형압압로울(300)과; 상기 성형압압로울(300)의 안의 고정축(340)에 장착되어 성형압압로울(300)의 표면에 성형온도를 유지하도록 하는 히터(400);로 구성됨을 기본특징으로 하고, 또한 본 발명의 상기 스티로폼 이송컨베이어(100)에는, 체인이송후크(104)가 등간격으로 배열되어 기기본체(10)의 시트면(110)에 투입되는 폐스티로폼(20)의 윗면을 밀착시켜 강제 이송시킬 수 있도록 되어 있고, 또한 상기 분쇄휠(200)의 회전축(210)에는, 양쪽으로 빗면경사면(231)을 가지는 허브(230)와, 또한 양쪽 끝단에 빗면경사면(241)을 가지는 중공축(240)을 가지는 분쇄원형칼날(220)들이 등간격으로 장착되어 있으며, 또한 상기 분쇄휠(200)의 분쇄원형칼날(220)들은, 상기 회전축(210)에 대하여 경사진 각도로 장착되어 지그재그로 배열되어 있고, 또한 상기 성형압압로울(300)들의 요철원주면(310)은, 그의 단면이 "ㄷ"자 형상으로 절곡 성형되어 있다.

Description

스티로폼 재활용 분쇄기{Powdering machine for Styrofoam}

도 1a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 전체 개략도,

도 2a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 분쇄휠의 분리사시도 및 결합정면도,

도 3a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 성형압압로울의 정면도 및 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기기본체 20 : 폐스티로폼

100 : 스티로폼이송컨베이어 103 : 체인

104 : 체인이송후크 110 : 시트면

200 : 분쇄휠 210 : 회전축

220 : 분쇄원형칼날 231 : 빗면경사면

230 : 허브 240 : 중공축

241 : 빗면경사면 250 : 분쇄호퍼

300 : 성형압압로울 310 : 요철원주면

340 : 고정축 400 : 히터

본 발명은 박스 및 케이스용으로 사용 후, 폐기되는 스티로폼을 분쇄 및 압압하여 재활용할 수 있는 스티로폼 재활용 분쇄기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박스 및 케이스용으로 사용 후, 폐기되는 스티로폼을 강제로 이동시키어 분쇄휠에 진입되어, 분쇄휠을 구성하고 있는 다수의 분쇄원형칼날들의 중심축이 구동원에 의하여 회전되는 회전축에 교호로 형성되어 회전됨에 따라서, 분쇄원형칼날들이 폐스티로폼들을 빗면으로 절단시켜 폐스티로폼에 무리한 절단력이 가하여지지 않으면서 점차적으로 잘게 분쇄시키어, 폐스티로폼을 빠른 시간내에 재 가공처리를 행할 수 있는 크기로 분쇄처리할 수 있고, 또한 상기 분쇄휠에 의하여 분쇄된 폐스티로폼은 요철원주면들이 형성된 압압로울들에 의하여 압압성형되어 재활용하기에 최적의 상태 즉, 스티로폼의 물성이 변하지 않은 상태를 유지하는 동시에, 폐스티로폼의 부피를 최소화하여 운반 및 보관이 용이하도록 한 스티로폼 재활용 분쇄기에 관한 것이다.

일반적으로, 스티로폼은 쓰레기 중량의 0.1% 이하에 불과하다. 대부분의 스티로폼 포장재는 도시쓰레기에 포함되는데 이것은 가정과 사무실로부터 배출되기 때문이다. 유럽에서 도시쓰레기는 전체 고형폐기물의 약 5%정도이며, 나머지 95%가 농산물, 종이, 섬유, 기타 쓰레기로 구성되어 있다. 중량으로 환산할 때 플라스틱이 전체 도시쓰레기의 7∼7.5%를 차지하며, 유리와 금속보다 작으며, 종이 보다는 현저하게 낮은 수준이다.

많은 사람들은 스티로폼이 부피가 크기 때문에 쓰레기의 주범이라고 생각하지만, 현재 스티로폼은 분쇄 및 용융하여 부피를 감소시켜 재활용하고 있다. 그러나 아직 재활용 기술은 더 필요하며, 효율적인 스티로폼 폐기물의 관리를 위해서는 중앙정부, 지방자치 단체, 기업 및 소비자와의 협력이 필수요건이다.

스티로폼은 발생지에서 부피감소, 재사용, 에너지회수 등으로 재활용된다. 수집된 스티로폼 쓰레기의 양과 구성분에 따라 재활용 기술이 다양하게 적용될 수 있다. 이러한 폐스티로폼을 수집하는 하부조직과 재생품에 대한 수요를 촉진시키는 프로그램이 개발되어야 할 것이다. 재활용 기술은 재생된 제품의 가치를 최고로 높일 수 있도록 선전되어야 하고, 반면에 폐스티로폼은 수송, 분류, 세척 등에 소요되는 자원의 소비는 최소화되어야 한다.

분명히 말해서, 재활용된 최종제품의 가치보다 환경적으로 더 큰 영향을 미치는 방법을 사용한다면 이는 매우 잘못된 것이다. 즉, 재활용을 하더라도 환경과 재활용 가치를 비교하여 올바른 방법을 선택하는 것은 매우 중요하다.

플라스틱에 있어서 가장 중요한 재활용 가치는 다른 플라스틱이나 혹은 다른 형태의 쓰레기가 혼합되지 않았는지의 여부이다. 재활용 방법으로는 다음이 있다. 스티로폼을 분쇄하여 신재료와 혼합하여 새로운 성형품을 만드는 것과, 또한 스티로폼을 용융·압출하여 폴리스티렌을 얻는 방법이 있으며, 또한 스티로폼을 용융·압출하여 폴리스티렌 수지로 하여 욕실발판, 합성수지 목재, 완구류, 옷걸이 등으로 이용하는 방법 등이 있다. 또한 긴 분자 연결고리를 파괴하여 정체 혹은 석유화학 공정시 재사용될 수 있게 제품화하는 것을 포함한다. 즉, 열분쇄공정으로 긴 폴 리머를 전환하여 기름으로 만드는 것으로 기체화 공정 및 다른 정제 공정을 위한 연료유로서 재활용할 수 있다. 그러나, 이 분야는 아직 걸음마 단계이며, 경제적인 측면에서 비용이 높고, 원유의 전체 수요에 별다른 영향을 주지 않을 것이다. 스티로폼은 연료유와 거의 동일한 칼로리를 가지고 있으므로 소각하여 열에너지를 회수하는데 효과적인 자원이다. 많은 국가, 특히 덴마크, 스위스에서는 이미 에너지 회수 기술 개발에 열을 올리고 있으며, 최근에는 도시쓰레기의 80%까지 소각하고 있다. (우리나라의 경우 현재 81.4%가 매립에 의존함) 이러한 국가들은 사람이나 대기에 악영향을 끼치지 않는 소각장의 가스방출 제어 시스템 표준이 개발되어 있다.

특히, 폐스티로폼의 재활용에 대하여 앞에서 설명한 바와 같이 기본적으로 폐스티로폼을 분쇄하여 용융하여 부피를 감소시켜 재활용하도록 하고 있으나, 부피가 큰 폐스티로폼을 분쇄하기 위한 분쇄기의 크기가 커짐에 따라서 전체의 기기의 크기가 대형화되는 문제가 있고, 또한 분쇄된 폐스티로폼을 재활용 단계로 운반 및 보관하기 위한 부피를 줄이기 위한 수단에서 폐스티로폼을 용융하는 단계에서 폐스티로폼의 압압 수단이 강제적이다 보니, 용융온도를 높여야 하는 관계로 폐스티로폼의 물성변화를 일으켜 재질변형으로 재활용 제품의 질을 떨어뜨리는 요인이 되고 있다.

본 발명은 상기 문제를 해소하기 위한 것으로, 종래의 문제가 되고 있는 분쇄수단에 있어서 구동원에 의하여 구동되는 회전축에 원형상의 분쇄원형칼날들을 회전축에 나란히 설치하지 않고 분쇄원형칼날의 중심축이 회전축에 교호로 어긋만 남으로 대향하게 등간격으로 형성되도록 하여, 결국 회전축에 대하여 분쇄원형칼날들이 지그재그 형태로 경사져 설치되어 회전축이 회전되면 분쇄원형칼날들이 연속포물 곡선형태로 회전되어 폐스티로폼을 빗면으로 절단시키어 분쇄원형칼날이 폐스티로폼에 무리한 절단력이 행하여지지 않고, 스므스하게 커다란 절단자국을 내어 점차 폐스티로폼을 분쇄시킬 수 있으므로, 덩이지거나 분쇄되지 않는 잉여부분이 없이 골고루 분쇄할 수 있으며, 또한 분쇄된 폐스티로폼은 이어서 요철원주면이 등간격으로 형성된 압압로울들의 사이에 분쇄된 폐스티로폼들이 투입되어 적당한 성형온도로 성형되어서 재활용에 필요한 물성을 갖은 스티로폼을 얻을 수 있는 스티로폼 재활용 분쇄기를 제공하고자 한다.

본 발명은 기기본체의 시트면에 간격을 두고 설치되어 폐스티로폼을 강제적으로 이송시킬 수 있는 스티로폼이송컨베이어와; 스티로폼이송컨베이어에 이어서 구동원에 의하여 회전되는 회전축에 분쇄원형칼날들이 교호로 어긋나게 장착되는 분쇄휠과; 상기 분쇄휠에 연이어서 둘레면에 요철원주면이 형성되어 서로 이맞물림 구동되는 성형압압로울과; 상기 성형압압로울의 안의 고정축에 장착되어 성형압압로울의 표면에 성형온도를 유지하도록 하는 히터;로 구성됨을 기본특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 스티로폼이송컨베이어에는, 체인이송후크가 등간격으로 배열되어 기기본체의 시트면에 투입되는 폐스티로폼의 윗면을 밀착시켜 강제 이송시킬 수 있도록 되어 있고, 또한 상기 분쇄휠의 회전축에는, 양쪽으로 빗면경사면을 가지는 허브와, 또한 양쪽 끝단에 빗면경사면을 가지는 중공축을 가지는 분쇄원형칼날들이 등간격으로 장착되어 있으며, 또한 상기 분쇄휠의 분쇄원형칼날들은, 상기 회전축에 대하여 경사진 각도로 장착되어 지그재그로 배열되어 있고, 또한 상기 성형압압로울들의 요철원주면은, 그의 단면이 "ㄷ"자 형상으로 절곡 성형되어 있다.

본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 전체 개략도이고, 또한 도 2a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 분쇄휠의 분리사시도 및 결합정면도이며, 또한 도 3a,b 는 본 발명의 스티로폼 재활용 분쇄기의 성형압압로울의 정면도 및 사시도이다.

본 발명은 기기본체(10)내에 폐스티로폼을 강제 이송시키는 스티로폼이송컨베이어(100)와, 폐스티로폼을 분쇄시키는 분쇄휠(200)과, 분쇄된 폐스티로폼(20)을 압압 성형하는 성형압압로울(300) 및 성형압압로울(300)에 적당한 성형 온도를 제공하는 히터(400)로 구성되어 있다.

상기 스티로폼이송컨베이어(100)는 도 1a,b 에 나타낸 바와 같이 구동원인 모우터(101)와 감속기(102)에 의하여 회전력이 구동휠(105)에 전달되어, 상기 구동휠(105)과 종동휠(106)에 체인(103)이 연결되어 무한구동을 행하게 되며, 상기 체인(103)에는 체인이동후크(104)가 등간격으로 고정되어 있다. 그리고, 상기 스티로폼이송컨베이어(100)는 기기본체(10)내에 일정 경사면으로 설치되는 시트면(110)과 나란하게 설치되어 투입구(도시생략)로 공급되는 폐스티로폼(20)을 강제 이송시키 게 된다.

상기 투입구를 통하여 기기본체(10)의 시트면(110)에 투입된 폐스티로폼(20)은, 그의 바닥이 시트면(110)에 맞닿은 상태에서, 윗면이 스티로폼이송컨베이어(100)의 체인이송후크(104)에 밀착되어, 일정속도로 구동하는 스티로폼이송컨베이어(100)에 의하여 시트면(110)에 미끄러지면서 강제적으로 이송하게 된다. 상기 스티로폼이송컨베이어(100)의 체인이송후크(104)는 체인(103)에 용접 또는 체결수단에 의하여 고정되며, 도면에서는 대략 "ㄱ"자 형상으로 도시되어 있으나, 체인이송후크(104)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이 폐스티로폼(20)을 밀착시키어 이동시킬 수 있으면 된다.

상기 스티로폼이송컨베이어(100)에 의하여 이송되는 폐스티로폼(20)은 도 1a,b 와 같이 분쇄휠(200)에 투입되게 되어, 분쇄휠(200)에 의하여 분쇄를 행하게 된다.

분쇄휠(200)은 도 2a,b 에 나타낸 바와 같이 구동원(도시생략)에 의하여 회전되는 회전축(210)에 분쇄원형칼날(220)들이 교호로 어긋나게 장착되어 있다.

상기 분쇄휠(200)의 회전축(210)에는, 양쪽으로 빗면경사면(231)을 가지는 허브(230)와, 또한 양쪽 끝단에 빗면경사면(241)을 가지는 중공축(240)을 가지는 분쇄원형칼날(220)들이 등간격으로 장착되어 있다.

즉, 상기 분쇄휠(200)의 분쇄원형칼날(220)들은, 상기 회전축(210)에 대하여 경사진 각도로 장착되어 지그재그로 배열되어서, 분쇄원형칼날(220)들이 폐스티로폼(20)들을 빗면으로 절단시켜 폐스티로폼(20)에 무리한 절단력이 가하여지지 않으 면서 점차적으로 잘게 분쇄시키어, 폐스티로폼(20)을 빠른 시간내에 재 가공처리를 행할 수 있는 크기로 분쇄처리를 하게 된다.

상기 분쇄휠(200)은 제어부(도시생략)에 의하여 폐스티로폼(20)의 재료의 성질 및 두께 등을 감안하여 회전속도를 제어할 수 있으며, 또한 분쇄시간도 폐스티로폼(20)의 분쇄상태에 따라서 설정할 수 있고, 또한 설정된 시간내에 분쇄된 폐스티로폼(20)은 다음 공정인 성형압압로울(300)로 투입될 수 있도록 하게 한다.

상기 분쇄휠(200)에서 성형압압로울(300)로의 폐스티로폼(20)의 투입은, 도 1a,b에서 분쇄휠(200)이 장착된 분쇄호퍼(250)의 하단에 차폐판(도시생략) 등을 형성하여, 앞서 설명한 설정된 시간이 도래되면 차폐판이 열려서 분쇄된 폐스티로폼(20)이 성형압압로울(300)로 투입되게 할 수 있다.

다음, 상기 분쇄휠(200)에 연이어서 둘레면에 요철원주면(310)이 형성된 원통형상의 성형압압로울(300)들이 서로 대향하게 설치되고, 또한 서로 이맞물림 구동될 수 있도록 되어 있다.

도 3a,b에 나타낸 바와 같이 상기 성형압압로울(300)들의 요철원주면(310)은, 그의 단면이 "ㄷ"자 형상으로 절곡 성형되어 있고, 또한 상기 성형압압로울(300)의 안에 장착되어 히터(400)가 장착되어, 성형압압로울(300)의 표면에 성형온도를 유지하도록 하고 있다.

상기 성형압압로울(300)은 열전도율이 좋으면서 내구성이 있는 재질로 하여 히터(400)의 열이 전달되어 분쇄된 폐스티로폼(20) 자체의 물성을 잃지 않고 성형될 수 있는 온도를 유지할 수 있도록 설정 제어되어야 한다. 그리고 성형압압로울(300)의 요철원주면(310)은 폐스티로폼(20)을 압압 성형하여야 함으로, 성형강도를 유지할 수 있는 재질이어야 한다.

상기 히터(400)는, 상기 성형압압로울(300)의 표면을 가열할 수 있도록 설치되어 폐스티로폼(20)을 압압 성형에 필요한 온도를 유지할 수 있도록 한다.

상기 성형압압로울(300)은 구동원(도시생략)에 의하여 구동기어(320)가 회전되고 이 구동기어(320)에 종동기어(330)이 이맞물림으로 구동되도록 되어 있으며, 상기 구동기어(320)는 고정축(340)에 대하여 베어링축(321)으로 회전가능하게 설치되고 또한 상기 베어링축(321)에 상기 성형압압로울(300)이 설치되어, 성형압압로울(300)에 회전력이 전달될 수 있도록 되어 있고, 또한 상기 종동기어(330)에도 고정축(340)에 대하여 베어링축(331)으로 회전가능하게 설치되고 또한 상기 베어링축(331)에 상기 성형압압로울(300)이 설치되어, 성형압압로울(300)에 회전력이 전달될 수 있도록 되어 있다. 상기 고정축(340)에 베어링축(331)들에 의하여 성형압압로울(300)들이 회전될 수 있도록 예시하고 있으나, 성형압압로울(300)를 회전력이 전달하기 위한 최선의 예를 나타낸 것으로 상기 예에 한정하는 것은 아니며, 구동원에 감속기구 등을 연결하여 바로 성형압압로울(300)들에 회전력이 전달될 수 있도록 하여도 된다.

그리고, 상기 고정축(340)에 히터(400)가 체결수단(도시생략)에 의하여 고정되어 히터(400)의 열이 성형압압로울(300)들의 안쪽에서 전달될 수 있도록 하고 있다.

이상과 같이, 본 발명은 구동원에 의하여 구동되는 회전축에 원형상의 분쇄원형칼날들을 회전축에 나란히 설치하지 않고 분쇄원형칼날의 중심축이 회전축에 교호로 어긋만남으로 대향하게 등간격으로 형성되도록 하여, 결국 회전축에 대하여 분쇄원형칼날들이 지그재그 형태로 경사져 설치되어 회전축이 회전되면 분쇄원형칼날들이 연속포물 곡선형태로 회전되어 폐스티로폼을 빗면으로 절단시키어 분쇄원형칼날이 폐스티로폼에 무리한 절단력이 행하여지지 않고, 스므스하게 커다란 절단자국을 내어 점차 폐스티로폼을 분쇄시킬 수 있으므로, 덩이지거나 분쇄되지 않는 잉여부분이 없이 골고루 분쇄할 수 있으며, 또한 분쇄된 폐스티로폼은 이어서 요철원주면이 등간격으로 형성된 압압로울들의 사이에 분쇄된 폐스티로폼들이 투입되어 적당한 성형온도로 성형되어서 재활용에 필요한 물성을 갖은 스티로폼을 얻을 수 있다.

Claims

기기본체(10)의 시트면(110)에 간격을 두고 설치되어 폐스티로폼(20)을 강제적으로 이송시킬 수 있는 스티로폼이송컨베이어(100)와; 스티로폼이송컨베이어(100)에 이어서 구동원에 의하여 회전되는 회전축(210)에 분쇄원형칼날(220)들이 교호로 어긋나게 장착되는 분쇄휠(200)과; 상기 분쇄휠(200)에 연이어서 둘레면에 요철원주면(310)이 형성되어 서로 이맞물림 구동되는 성형압압로울(300)과; 상기 성형압압로울(300)의 안의 고정축(340)에 장착되어 성형압압로울(300)의 표면에 성형온도를 유지하도록 하는 히터(400);로 구성됨을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 분쇄기.
제 1 항에 있어서, 상기 스티로폼이송컨베이어(100)에는, 체인이송후크(104)가 등간격으로 배열되어 기기본체(10)의 시트면(110)에 투입되는 폐스티로폼(20)의 윗면을 밀착시켜 강제 이송시킴을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 분쇄기.
제 1 항에 있어서, 상기 분쇄휠(200)의 회전축(210)에는, 양쪽으로 빗면경사면(231)을 가지는 허브(230)와, 또한 양쪽 끝단에 빗면경사면(241)을 가지는 중공축(240)을 가지는 분쇄원형칼날(220)들이 등간격으로 장착됨을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 분쇄기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 분쇄휠(200)의 분쇄원형칼날(220)들은, 상기 회전축(210)에 대하여 경사진 각도로 장착되어 지그재그로 배열됨을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 분쇄기.
제 1 항에 있어서, 상기 성형압압로울(300)들의 요철원주면(310)은, 그의 단면이 "ㄷ"자 형상으로 절곡 성형됨을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 분쇄기.
삭제