KR100855759B1 - 냉각분쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어와 같은 고분자 수지와 와이어 등 이물질로 구성되는 폐기물을 액체질소의 기화열을 이용하여 냉각한 후 분쇄하여 고분자 수지와 금속 등 이물질을 분리하여 재활용할 수 있게 하는 장치에 관한 것으로, 폐기물은 일정한 크기로 절단하여 3중구조의 냉각기에 투입하여 액체질소로 직접 냉각하고 냉각기를 형성하는 3중구조의 원통형 파이프 사이의 공간은 진공으로 형성하여 냉각기의 냉기유출방지와 함께 냉각기의 표면에 성애가 발생하는 것을 방지할 수 있게 구성되고, 냉각이 끝난 고분자 수지 절단물은 분쇄기로 분쇄한 후 메쉬 컨베이어와 마그네트 컨베이어에 의하여 이물질을 분리하게 한 것을 특징으로 한다.

액화질소, 냉각분쇄, 폐타이어, 분리, 진공

Description

냉각분쇄장치{Cooling pulverization equipment}

도 1은 공개특허 제1994-23613호의 단면도

도 2는 본 발명 냉각분쇄장치의 단면도

도 3은 도 2의 냉각기 단열구조에 대한 단면도

도 4는 도 2의 냉각기에 구비된 스크류의 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 냉각기 12. 절단파쇄기

13. 고분자 수지 절단물 14. 질소액화장치

15. 원통형 파이프 16. 배출구

17. 스크류 18. 분쇄기

19. 분리장치 20. 메쉬 컨베이어

21. 마그네트 컨베이어 22. 수조

본 발명은 폐고분자 수지를 냉각분쇄하고 이물질을 분리하여 재활용할 수 있게 하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐타이어나 폐전선 등과 같은 고분자 수지를 적당한 크기로 절단하고 액체질소의 기화열을 이용하여 극저온에서 냉각하여 수지류를 분쇄처리한 후 금속과 같은 이물질을 분리하는 작업을 연속적으로 수행하는 장치에 있어서의 단열 및 분쇄물의 분리구조에 관한 것이다.

폐타이어, 폐전선 또는 가전제품의 케이스와 같은 고분자 수지류의 폐기물은 재활용을 위하여 수지류에 포함된 금속류와 같은 이물질을 분리하여야 할 필요가 있으며 이와 같은 고분자 수지의 이물질분리와 파쇄를 위하여 액체질소나 액체천연가스의 기화열을 이용하는 냉각분쇄방법이 공지되어 있다.

종래 고분자를 연속적으로 냉각하여 분쇄하는 방법에는 공개특허 제1994-23613호가 있었으며, 상기의 구성은 도 1에 도시된 것과 같이 '금속을 제거한 폐타이어를 잘게 절단하고 호퍼(2)에 투입하여 스크류(3)에 의하여 냉매관(9A)이 감긴 1차 예냉기(1A)로 이동시키면서 -70℃~-100℃로 냉각시키고, 냉매관(9B)이 감긴 극저온 예냉기(1B)에 의하여 -140℃~-160℃의 극저온으로 냉각시켜 축(4)에 다수의 삼각칼날(5)을 어긋나게 배열한 분쇄커터(6)에 의하여 50~80메쉬의 입자로 분쇄시킬 수 있도록 한 것에 있어서, 분쇄커터(6)에 의하여 분쇄시킨 분쇄물을 냉매관(9C)에 감긴 3차 극저온 예냉기(1C)에 의하여 -170℃~-180℃의 극저온으로 냉각시킨 후 고압분사기(7)로 충격판(8)에 분사하여 미분쇄시키는 것'을 특징으로 한 것이 있었다.

그러나 상기의 구성은 호퍼에 고분자 절단물을 투입하기 전에 금속류를 제거하여야 할 필요가 있었으며, 또한 고분자 절단물을 냉매관이 감긴 다수의 예냉기로 간접냉각시킴으로서 냉매관이나 예냉기를 단열하는 구성이 복잡하여진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 절단된 고분자 수지를 액체질소에 의하여 직접냉각 시킴으로서 단열구조를 보다 단순하게 구성할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 고분자 수지를 냉각시키는 냉각기를 3중진공 단열구조로 형성함으로서 냉각기의 표면에 성애가 발생하는 것을 방지하고 냉기의 손실을 최소화할 수 있게 하는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고분자 수지를 냉각 후 분쇄하여 금속과 같은 이물질을 용이하게 분리할 수 있게 하는 구성을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 위한 본 발명 '냉각분쇄장치'는 질소액화장치와, 고분자 수지를 일정한 크기와 형태로 절단하는 절단파쇄기와, 절단된 고분자 수지를 냉각하는 냉각기와, 냉각된 고분자 수지를 분쇄하는 분쇄기와, 분쇄물을 금속과 같은 이물질과 분리하는 분쇄장치로 구성한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 '냉각분쇄장치'의 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2의 냉각기 단열구조에 대한 단면도이고, 도 4는 도 2의 냉각기에 구비된 스크류의 설치단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 폐타이어나 폐전선 등을 냉각기(11)에 투입이 가능한 크기로 절단파쇄기(12)로 절단한 후 냉각기(11)로 투입하며, 냉각기(11)에 투입된 고분자 수지 절단물(13)은 질소액화장치(14)에서 주입되는 액체질소와 접촉하는 직접냉각방식으로 냉각된다.

질소액화장치(14)는 공지의 구성으로 상업적인 유통망을 통하여 취득이 가능하다.

냉각기(11)는 원통형 파이프(15)를 다단계로 배열한 형태로 구성되고, 냉각기(11)의 일측 아래쪽에는 배출구(16)를 형성하여 고분자 수지 절단물(13)이 아래단의 냉각기(11)로 낙하될 수 있게 구성되며, 냉각기(11) 내의 고분자 수지 절단물(13)은 냉각기(11)내에 구비된 스크류(17)에 의하여 일방향으로 이송된다.

다단계로 적층된 냉각기(11)내를 지그재그 형태로 이송되면서 냉각된 고분자 수지 절단물(13)은 냉각기(11)의 마지막단 배출구(16)에서 분쇄기(18)로 낙하되며, 분쇄기(18)는 고분자 수지 절단물(13)을 더욱 작은 크기로 분쇄하면서 냉각에 의하여 파쇄되지 않는 금속류 또는 파이어코드 등과 함께 분리장치(19)로 낙하시킨다.

분리장치(19)는 1차로 메쉬 컨베이어(20)에 의하여 타이어코드 등을 수거하 고, 2차로 마그네트 컨베이어(21)에 의하여 금속류를 제거하면서 메쉬 컨베이어(20)와 마그네트 컨베이어(21)를 거친 미분말화한 고분자 수지를 분리장치(19)의 바닥에 저장하며, 고분자 수지 미분말의 비산방지와 분리를 촉진하기 위하여 분리장치(19)는 물을 채워넣는 수조(22)로 형성할 수도 있다.

또한 냉각기(11)를 형성하는 원통형 파이프(15)는 3중으로 형성하고 밀봉된 파이프 사이의 공간은 진공으로 형성하는 단열구조를 채택함으로써 냉각기(11)로부터 냉기의 유출방지와 함께 냉각기(11) 외부에 성애가 발생하는 것을 방지할 수 있게 구성한다.

냉각기(11)를 구성하는 원통형 파이프(15)의 재질로는 스테인리스 스틸이 바람직하다.

냉각기(11)를 구성하는 원통형 파이프(15)의 내부에는 스크류(17)를 내장하여 스크류(17)의 회전에 의하여 고분자 수지 절단물(13)이 일정한 방향으로 이송되게 하며 냉각기(11)를 컴팩트하게 하기 위하여 일정한 길이를 갖는 원통형 파이프(15)의 가장자리 아래쪽에는 배출구(16)를 형성하여 스크류(17)에 의하여 이송되는 고분자 수지 절단물(13)이 아래단의 냉각기(11)로 낙하하여 지그재그식으로 다단계로 형성된 냉각기를 통과하게 구성한다.

또한 본 발명을 이용하여 생산되는 폐타이어 미분말은 점결제 등을 사용하여 발포한 후 포크리프트 트럭 등에 사용되는 솔리드 타이어의 충진제나 보도블럭 또는 포장용 등으로 사용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 액화질소를 이용하여 고분자 수지를 냉각분쇄함에 있어서 구성이 단순하고 냉기의 유출을 최소화할 수 있게 하며 고분자 수지에 포함된 이물질을 냉각분쇄과정에서 용이하게 분리하게 할 수 있어 폐타이어 등을 용이하게 재활용할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 폐고분자 수지를 절단하고 스크류가 구비된 냉각기에 투입하여 액체질소로 냉각시킨 후 분쇄기로 분쇄하여 고분자 수지 분쇄물과 금속을 분리하여 재활용할 수 있게 하는 장치에 있어서,

   3중으로 형성된 원통형 파이프(15) 사이의 공간이 진공으로 형성된 냉각기(11)를 다단으로 구비하고, 다단으로 형성된 냉각기(11)의 일측에는 배출구(16)를 형성하여 스크류(17)에 의하여 이송, 낙하되는 고분자 수지 절단물(13)을 분쇄기(18)에서 분쇄 후 분리장치(19)에서 고분자 수지 분말과 금속으로 분리되게 한 것을 특징으로 하는 냉각분쇄장치.
2. 제 1항에 있어서, 다단으로 형성되는 냉각기(11)에 형성되는 배출구(16)는 지그재그식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각분쇄장치.
3. 제 1항에 있어서, 분리장치(19)에는 메쉬 컨베이어(20)와 마그네트 컨베이어(21)가 복수로 구비되고 저장부는 수조(22)로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각분쇄장치.

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