KR100861721B1

KR100861721B1 - 고형화연료 성형기

Info

Publication number: KR100861721B1
Application number: KR1020080047947A
Authority: KR
Inventors: 김성완
Original assignee: 김성완
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2008-10-06

Abstract

본 발명은 고형화연료 성형기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이단계의 압출과정을 통해 고형연료의 성형이 이루어지도록 함으로써 압출성능을 향상시키도록 한 고형화연료 성형기에 관한 것이다.

본 발명은 구동모터에 의해 회전되는 스크류가 내장된 몸체와, 상기 스크류에 의해 이송된 고형화연료의 원료를 압출시키도록 상기 몸체의 끝단에 구비되는 압출판을 포함하는 고형화연료 성형기에 있어서, 상기 몸체(10)의 내측에는 상기 원료의 1차 압출성형을 위해 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 상기 몸체(10)의 내부공간을 양분하고, 방사상으로 다수개의 분쇄물통과홀(32)이 형성된 분쇄성형판(30)이 구비되고, 상기 분쇄성형판(30)을 통과한 상기 원료는 상기 압출판(40)을 통해 2차 압출성형되며, 상기 분쇄물통과홀(32)은 상기 분쇄성형판(30)의 중앙을 기준으로 방사상으로 길게 절개된 형태의 장방형으로 형성되고, 상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 방사상으로 일정 내경을 갖는 압출구멍(41)이 형성되고, 내측에 외부전원에 의해 히팅되어 상기 압출판(40)을 가열시키도록 히터봉(35)이 내장되되, 상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)에 일측이 간섭되는 제1압출판(43)과, 상기 제1압출판(43)의 타측에 구비되고 가장자리 근처에 상기 히터봉(35)이 내장되게 제1장착홈(46)이 형성된 제2압출판(45)과, 상기 제2압출판(45)에 밀착되게 구비되고 상기 히터봉(35)이 내장되게 상기 제1장착홈(46)의 내측으로 이격되어 제2장착홈(49)이 형성된 제3압출판(48)으로 구성되고, 4개 이상의 판상으로 구비되는 경우에는 상기 제2압출판(45)과 제3압출판(48) 중 어느 하나가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

몸체, 스크류, 분쇄성형판, 히터봉, 압출판

Description

고형화연료 성형기{FORMING DEVICE FOR REFUSE DERIVED FUEL}

쓰레기고형연료(Refuse Derived Fuel; RDF)는 종이, 목재, 섬유, 플라스틱 등의 가연성 쓰레기를 선별하여 분쇄, 건조 및 압축성형한 고형연료를 의미하며, WDF(Waste Derived Fuel), PRF(Processed Refuse Fuel), RPF(Recycled Plastic Fuel) 등도 동일한 의미의 용어로서 사용되고 있다. 이러한 쓰레기고형연료는 소각시설, 발전시설 등의 열원으로 이용하여 경제적이고 실용적인 쓰레기의 처리와 에너지의 재생이라는 목적을 달성할 수 있다.

특히, 쓰레기고형연료는 일반 쓰레기에 비하여 형상 및 중량이 균일하여 제어성, 연소성, 수송성과 저장성 등이 우수한 특성을 보유하고 있으며, 불연물질과 금속성분의 제거로 인하여 소각재의 감소와 다이옥신 등의 유해성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 최근에는 쓰레기의 분쇄와 압축성형과정에서 분쇄율과 함수율을 높여 건축자재 등으로 재활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다.

이와 같이 가연성 쓰레기를 쓰레기고형연료로 압축성형하기 위한 종래기술의 일례로 특허등록 제253681호의 성형장치를 살펴보면, 실린더(Cylinder)의 내측에 설치되어 있는 스크루(Screw)가 구동수단의 구동에 의하여 회전되면서 분쇄쓰레기를 수송하고, 수송되는 분쇄쓰레기는 압출다이(Extrusion die)의 압출구멍을 통하여 덩어리로 압출시켜 성형하는 기술이 개시되어 있으며, 그 외에도 특허등록 제415769호, 특허공개 제2002-80579호에 성형장치가 개시되어 있다.

그러나, 종래의 성형장치는 분쇄쓰레기의 마찰과 압출력에 의하여 실린더의 내면 및 압출다이가 쉽게 마모되면서 압출능력을 상실하는 단점을 수반하고 있으며, 이 경우 실린더나 압출다이를 교체하여야만 함에 따라 유지보수비용이 가중되어 경제성을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 한단계의 압출과정을 통해 고형연료를 성형함에 따라 원활한 성형이 어려울 뿐만 아니라 하나의 짧은 스크류를 사용함에 따라 압출능력이 낮은 단점이 있었으며, 이를 해결하기 위해 실린더의 내측에 구비되는 스크류의 길이를 길게 형성하여야 하여야 되나, 별도로 제조비용의 증가와 더불어 설치장소에 구애를 받게 되는 이차적인 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이단계의 압출과정을 통해 고형연료의 성형이 이루어지도록 함으로써 압출성을 효과적으로 개선시켜 효율성을 배가시킬 수 있는 고형화연료 성형기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 이단계의 압출과정과 열에 의해 성형이 이루어짐에 따라 짧은 스크류를 사용하더라도 압출성능을 유지할 수 있는 고형화연료 성형기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 구동모터에 의해 회전되는 스크류가 내장된 몸체와, 상기 스크류에 의해 이송된 고형화연료의 원료를 압출시키도록 상기 몸체의 끝단에 구비되는 압출판을 포함하는 고형화연료 성형기에 있어서, 상기 몸체(10)의 내측에는 상기 원료의 1차 압출성형을 위해 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 상기 몸체(10)의 내부공간을 양분하고, 방사상으로 다수개의 분쇄물통과홀(32)이 형성된 분쇄성형판(30)이 구비되며, 상기 분쇄성형판(30)을 통과한 상기 원료는 상기 압출판(40)을 통해 2차 압출성형되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 방사상으로 일정 내경을 갖는 압출구멍(41)이 형성되고, 내측에 외부전원에 의해 히팅되어 상기 압출판(40)을 가열시키도록 히터봉(35)이 내장된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)에 일측이 간섭되는 제1압출판(43)과, 상기 제1압출판(43)의 타측에 구비되고 가장자리 근처에 상기 히터봉(35)이 내장되게 제1장착홈(46)이 형성된 제2압출판(45)과, 상기 제2압출판(45)에 밀착되게 구비되고 상기 히터봉(35)이 내장되게 상기 제1장착홈(46)의 내측으로 이격되어 제2장착홈(49)이 형성된 제3압출판(48)으로 구성되고, 4개 이상의 판상으로 구비되는 경우에는 상기 제2압출판(45)과 제3압출판(48) 중 어느 하나가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 이단계의 압출과정을 통해 고형연료의 성형이 이루어지도록 함으로써 압출성을 효과적으로 개선시켜 효율성을 배가시킬 수 있게 되고, 이단계의 압출과정과 열에 의해 성형이 이루어짐에 따라 짧은 스크류를 사용하더라도 압출성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고형화연료 성형기를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 고형화연료 성형기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 분쇄성형판을 보인 상태도이고, 도 4는 본 발명에 의한 압출판을 보인 분리사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고형화연료 성형기는 구동모 터(25)에 의해 회전되는 스크류(20)가 내장된 몸체(10)와, 상기 스크류(20)에 의해 이송된 고형화연료의 원료{이하'분쇄물'이라 한다}을 압출시키도록 상기 몸체(10)의 끝단에 구비되는 압출판(40)을 포함한다.

상기 몸체(10)는 일측에 분쇄물공급부(12)가 형성되고, 타측에 고형화연료를 배출하도록 연료배출부(14)가 형성되어 있다.

상기 스크류(20)는 축의 일단이 상기 분쇄물공급부(12)를 관통하여 상기 구동모터(25)에 체인 또는 밸트연결되고, 타단이 상기 연료배출부(14)를 관통한 상태로 지지되어 상기 구동모터(25)에 의해 상기 몸체(10)의 내부에서 회전되게 구비되어 있다.

그리고, 상기 몸체(10)의 내측에는 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 상기 몸체(10)의 내부공간을 양분하도록 분쇄성형판(30)이 구비된다.

상기 분쇄성형판(30)은 상기 스크류(20)를 통해 이송된 분쇄물을 스크류(20)와의 마찰열로 1차적으로 압출성형하게 된다. 이때 분쇄물이 통과하도록 방사상으로 다수개의 분쇄물통과홀(32)이 형성되어 있으며, 상기 분쇄물통과홀(32)을 통과하는 과정에서 상기 스크류(20)와의 간섭으로 분쇄물은 더욱 작게 분쇄되어 지게 된다.

즉, 상기 스크류(20)와의 간섭시 상기 분쇄물통과홀(32)의 내주연이 칼날역할을 하면서 상기 분쇄물을 분쇄시키게 되는 것이다.

상기 분쇄물통과홀(32)은 도 3과 같이, 상기 분쇄성형판(30)의 중앙을 기준으로 방사상으로 길게 절개된 형태의 장방형으로 형성된다.

이때, 상기 분쇄성형판(30)은 낱개로 구비할 수도 있으나 장기간 사용이 가능하도록 한쌍으로 구성되게 하여 상기 스크류(20)에 간섭되는 부분은 반대쪽에 비해 마찰열 등에 의해 손쉽게 파손 또는 손상되지 않도록 내구성이 강한 철판을 사용하도록 한다.

본 발명에서는 상기 분쇄성형판(30)을 하나만 구비하도록 하여 1차 압출성형 후 상기 압출판(40)을 통해 2차 압출성형되게 하였으나, 상기 분쇄성형판(30)을 두개 이상 구비하여 다단으로 압출성형과정이 이루어지도록 할 수도 있다.

상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 상기 분쇄성형판(30)을 통과한 분쇄물을 압출시키도록 방사상으로 일정 내경을 갖는 압출구멍(41)이 다수개 형성되고, 내측에는 압출과정시 상기 압출판(40)을 가열시켜 분쇄물을 녹임과 더불어 서로 접착결합시키도록 외부전원에 의해 히팅되는 히터봉(35)이 내장되어 있다.

따라서, 상기 스크류(20)를 따라 압축되면서 이송된 분쇄물은 상기 분쇄성형판(30)을 통해 분쇄됨과 아울러 1차성형되어 지고, 다시 상기 스크류(20)를 따라 압축이동된 후 상기 압출판(40)을 통해 가열되면서 2차적으로 성형되어져 상기 연료배출부(14)를 통해 외부로 배출되어 지게 된다.

여기서, 상기 압출판(40)은 도 4와 같이, 상기 스크류(20)에 일측이 간섭되는 제1압출판(43)과, 상기 제1압출판(43)의 타측에 구비되고 가장자리 근처에 상기 히터봉(35)이 내장되게 제1장착홈(46)이 형성된 제2압출판(45)과, 상기 제2압출판(45)에 밀착되게 구비되고 상기 히터봉(35)이 내장되게 상기 제1장착홈(46)의 내 측으로 이격되어 제2장착홈(49)이 형성된 제3압출판(48)으로 구성된다.

따라서, 상기 압출판(40)은 단시간내에 상기 히터봉(35)에 의해 가열되어 지고, 상기 압출구멍(41)을 통과하는 분쇄물은 쉽게 녹여짐과 동시에 서로 접착되면서 상기 연료배출부(14)를 통해 외부로 배출되어 지고, 이 과정에서 자연냉각되면서 고형화연료로 성형되어 지게 된다.

상기 압출판(40)을 4개 이상의 판상으로 구비하는 경우에는 상기 제2압출판(45)과 제3압출판(48) 중 어느 하나를 더 구비시키면 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴보면, 먼저, 분쇄물공급부(12)에 분쇄된 가연성 폐기물로 폐유기성 슬러지, 폐지류, 폐비닐 등이 투입되면, 상기 투입된 가연성 폐기물 즉, 분쇄물은 상기 구동모터(25)에 의해 구동되는 스크류(20)가 회전운동함에 따라 상기 몸체(10)의 일측에서 타측으로 이송된다.

상기 스크류(20)에 의해 압축되면서 이송된 분쇄물은 분쇄성형판(30)에 간섭되어 지는데, 이때 상기 분쇄물은 상기 스크류(20)와 분쇄성형판(30)의 마찰열에 의해 녹으면서 서로 접착되고, 상기 분쇄성형판(30)의 분쇄물통과홀(32)을 통과하는 과정에서 스크류(20)와의 간섭으로 분쇄되면서 분쇄성형판(30)의 반대쪽으로 이동되어 진다.

상기 분쇄성형판(30)을 통과한 분쇄물은 다시 스크류(20)에 의해 압출되면서 이송된 후 압출판(40)을 통과하게 되는데, 이때 압출판(40)에 구비된 히터봉(35)에 의해 분쇄물이 녹으면서 서로 접착결합된 후 압출구멍(41)을 통해 연료배출부(14)로 이동하게 되고, 이 후 자연냉각되어 고형화연료로 성형되어 지게 된다.

이와 같이, 본 발명은 2단계의 성형과정을 거치도록 하여 압출성능을 높이도록 함과 아울러 단시간내에 고형화연료를 성형하도록 하고, 또한 스크류의 길이를 짧게 구비하더라도 압출성능을 그대로 유지시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 의한 고형화연료 성형기의 사시도,

도 2는 도 1의 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 분쇄성형판을 보인 상태도,

도 4는 본 발명에 의한 압출판을 보인 분리사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 몸체 12: 분쇄물공급부

14: 연료배출부 20: 스크류

25: 구동모터 30: 분쇄성형판

32: 분쇄물통과홀 35: 히터봉

40: 압출판 41: 압출구멍

43: 제1압출판 45: 제2압출판

46: 제1장착홈 48: 제3압출판

49: 제2장착홈

Claims

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구동모터에 의해 회전되는 스크류가 내장된 몸체와, 상기 스크류에 의해 이송된 고형화연료의 원료를 압출시키도록 상기 몸체의 끝단에 구비되는 압출판을 포함하는 고형화연료 성형기에 있어서,

상기 몸체(10)의 내측에는 상기 원료의 1차 압출성형을 위해 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 상기 몸체(10)의 내부공간을 양분하고, 방사상으로 다수개의 분쇄물통과홀(32)이 형성된 분쇄성형판(30)이 구비되고,

상기 분쇄성형판(30)을 통과한 상기 원료는 상기 압출판(40)을 통해 2차 압출성형되며,

상기 분쇄물통과홀(32)은 상기 분쇄성형판(30)의 중앙을 기준으로 방사상으로 길게 절개된 형태의 장방형으로 형성되고,

상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)의 축에 관통된 상태로 방사상으로 일정 내경을 갖는 압출구멍(41)이 형성되고, 내측에 외부전원에 의해 히팅되어 상기 압출판(40)을 가열시키도록 히터봉(35)이 내장되되, 상기 압출판(40)은 상기 스크류(20)에 일측이 간섭되는 제1압출판(43)과, 상기 제1압출판(43)의 타측에 구비되고 가장자리 근처에 상기 히터봉(35)이 내장되게 제1장착홈(46)이 형성된 제2압출판(45)과, 상기 제2압출판(45)에 밀착되게 구비되고 상기 히터봉(35)이 내장되게 상기 제1장착홈(46)의 내측으로 이격되어 제2장착홈(49)이 형성된 제3압출판(48)으로 구성되고, 4개 이상의 판상으로 구비되는 경우에는 상기 제2압출판(45)과 제3압출판(48) 중 어느 하나가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고형화연료 성형기.