KR100879929B1 - 폐 발포 합성수지 용융장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소위 스티로폴로 일컬어지는 발포 폴리스틸렌(expanded poly styrene), 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌 등과 같은 발포 합성수지 폐기물을 재생하기 위해 분쇄하고 용융하는 폐 발포 합성수지 용융장치에 관한 것으로서, 1차 분쇄장치(10)의 하부에 용융장치(30)가 배치되어, 상기 1차 분쇄장치(10)의 배출구(11)가 용융장치(30)의 투입구와 연결되고, 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)의 스크류(31)가 체인(41, 43)에 의해 구동장치(50)로부터 동력을 전달받으며, 상기 구동장치(50)의 동력이 벨트(61)에 의해 발전기(60)로 전달되고, 상기 발전기(60)의 축전지(62)로부터 전원을 공급받는 밴드히터(70)가 용융장치(30)의 원통부(32) 둘레에 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐 발포 합성수지 용융장치{APPARATUS FOR MELTING WASTE FORMING PLASTIC}
본 발명은 소위 스티로폴로 일컬어지는 발포 폴리스틸렌(expanded poly styrene), 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌 등과 같은 발포 합성수지 폐기물을 재생하기 위해 분쇄하고 용융하는 폐 발포 합성수지 용융장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 탑재형으로 제작되며, 하나의 구동장치에 의해 1차 분쇄장치, 2차 분쇄장치(또는 마쇄장치), 용융장치가 동시에 구동되는 폐 발포 합성수지 용융장치에 관한 것이다.
대한민국 특허출원 제2005-0004187호(2005년 1월 17일 출원)에 "폐비닐을 재활용하기 위한 열분해 용융장치"가 소개되어 있다.
상기 폐비닐을 재활용하기 위한 열분해 용융장치는 구동모터와 감속기를 가지는 구동부와 상기 구동부에 의해 투입된 폐비닐을 가열용융시키는 쌍스크류를 내장한 실린더의 가열용융부와 상기 용융부에서 발생하는 배기가스를 배출하는 배기부로 구성하여 농업용 폐비닐, 폐합성수지 그리고 여기에 묻어 있는 이물질을 함께 처리하여 재활용하는 열분해 용융장치에 있어서; 내화단열재로 보온되어 있는 연소실의 연소식 가열형과 전기히터의 전열식 가열형으로 구성한 1차, 2차 가열처리부를 하나의 열분해 용융장치로 구성하는 한편, 상기 1차, 2차 가열처리부의 가스포집기로 배출되는 배기가스를 다시 1차 가열처리부의 연소실로 보내어 현열을 이용하여 건조하고, 수분을 함유한 배기가스를 냉각 응축하면서 수분을 배출하고 나서 배기하는 배기부로 구성한 것과, 상기 1차 가열처리부가 구동모터와 감속기로 이루어진 구동부와 폐비닐을 공급받는 투입부와 상기 투입부를 가지며 배기가스를 포집하는 가스포집기와 상기 폐비닐이 실린더에 내장된 쌍스크류에 의해 용융처리되는 용융부와 상기 실린더를 가열하며 실린더 일부를 내부에 포함하는 연소실로 이루어진 가열부로 구성하데, 열원으로 버너를 이용하여 초기에 연소실의 온도를 높여주며 정상상태일때 열분해된 가스의 현열을 이용하여 보조적 열원으로 재사용하여 폐비닐의 건조와 열분해를 하는 것과, 상기 2차 가열처리부가 구동모터의 구동부와 1차 가열처리된 겔(GEL) 상태의 용융물을 공급받으며 상기 1차 가열처리부의 실린더 일측으로 형성한 투입부와 상기 투입부를 내부에 가지며 배기가스를 포집하는 가스포집기와 상기 겔(GEL) 상태의 용융물을 실린더에 내장된 쌍스크류로 재차 용융처리하는 용융부와 상기 실린더를 가열하며 실린더 일부를 내부에 포함하는 전열히터로 이루어진 가열부로 구성하데, 열원으로 300KW의 전열히터를 이용하여 상기 1차 가열처리부에 의해 용융성형된 겔(GEL)을 균질하게 처리하도록 한 것과, 상기 배기부는 연소실에 연결된 배기파이프를 통해 수분을 함유한 배기가스를 사이클론으로 보내 냉각 응축하면서 수분을 배출하고 나서 배기하도록하고 1차,2차 가열처리부에 형성된 가스포집기와 연결된 배기파이프로 배기가스를 다시 상기 1차 가열처리부의 연소실로 보내어 폐비닐을 가열용융함에 있어 보조적열원으로 사용되도록 송풍기를 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 폐비닐을 재활용하기 위한 미분쇄식 열분해 용융장치는 폐비닐이 발생하는 수집 현장에서 용융작업을 할 수 없으며, 폐비닐을 직접 가열하여 열분해를 하기 때문에 여기서 발생하는 가스를 별도로 처리해야 하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 하나의 구동장치에 의해 1차 분쇄장치, 2차 분쇄장치, 용융장치가 동시에 구동되도록, 차량 탑재형으로 제작할 수 있어, 폐 발포 합성수지가 많이 발생하는 현장에서 바로 폐 발포 합성수지를 용융시킬 수 있는 폐 발포 합성수지 용융장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치의 일례는 1차 분쇄장치의 하부에 용융장치가 배치되어, 상기 1차 분쇄장치의 배출구가 용융장치의 투입구와 연결되고, 1차 분쇄장치 및 용융장치의 스크류가 체인에 의해 구동장치로부터 동력을 전달받으며, 상기 구동장치의 동력이 벨트에 의해 발전기로 전달되고, 상기 발전기의 축전지로부터 전원을 공급받는 밴드히터가 용융장치의 원통부 둘레에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐 발포 합성수지 용융장치는 상기 1차 분쇄장치와 용융장치 사이에 배치되는 2차 분쇄장치를 더 포함하며, 상기 2차 분쇄장치는 케이스의 내부에 원통형 고정외통이 배치되고, 상기 원통형 고정외통의 둘레에 천공구멍이 형성되고, 상기 원통형 고정외통의 내부에 원통형 로터가 배치되어, 상기 원통형 로터가 원통형 고정외통에 대해 상대회전할 수 있도록, 상기 원통형 로터의 샤프트에 장착된 스프라켓으로 구동장치의 동력이 체인에 의해 전달되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치의 다른 예는 1차 분쇄장치의 하부에 2차 분쇄장치가 배치되어, 1차 분쇄장치의 배출구가 2차 분쇄장치의 투입구와 연결되며, 상기 2차 분쇄장치의 2차 분쇄물이 교반기로 공급될 수 있도록, 상기 2차 분쇄장치의 배출슈트가 교반기의 상부에 배치되고, 상기 1차 분쇄장치, 2차 분쇄장치 및 교반기의 교반축이 체인에 의해 구동장치로부터 동력을 전달받으며, 상기 구동장치의 동력이 벨트에 의해 펌프로 전달되어, 상기 펌프의 작동에 의해 유기용제 저장통에 저장된 유기용제가 교반기에 배치된 노즐로 공급되고, 상기 노즐에서 유기용제가 교반기로 공급된 2차 분쇄물로 분사되어, 유기용제에 의해 2차 분쇄물이 용융되고, 용융된 용융물이 교반기의 교반통 하부에 형성된 배출구를 통해 저장통으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
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이것에 의해, 본 발명에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치는 발포 합성수지 폐기물을 완전 용융시키기 위한 것이 아니라 2차 분쇄된 발포 합성수지 폐기물의 알갱이를 반용융시켜 저장통으로 공급함으로써, 재생(또는 재활용)시키는 곳으로 운반하기 편리하고, 재생공장에서 사용하기 편리하며, 차량에 탑재 가능한 소형 엔진 또는 화물차의 차축으로 부터 동력을 전달받을 수 있는 차량 탑재형이기 때문에, 폐 발포 합성수지를 운반하는 과정에서 발생할 수 있는 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치는 1차 분쇄장치(10)의 하부에 용융장치(30)가 배치되어, 상기 1차 분쇄장치(10)의 배출구(11)가 용융장치(30)의 투입구와 연결되고, 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)의 스크류(31)가 체인(41, 43)에 의해 구동장치(50)로부터 동력을 전달받으며, 상기 구동장치(50)의 동력이 벨트(61)에 의해 발전기(60)로 전달되고, 상기 발전기(60)의 축전지(62)로부터 전원을 공급받는 밴드히터(70)가 용융장치(30)의 원통부(32) 둘레에 장착된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 1차 분쇄장치(10)는 호퍼(12)의 내부에 제 1 및 제 2 원통형 회전커터(13, 17)가 나란하게 배치되고, 제 1 원통형 회전커터(13)의 샤프트(14)에 스프라켓(15)이 장착되고, 상기 스프라켓(15)에 체인(41)이 장착되어, 구동장치(50)의 동력이 체인(41)을 통해 제 1 원통형 회전커터(13)로 전달되 고, 상기 제 1 원통형 회전커터(13)의 샤프트(14)에 장착된 기어(16)와 제 2 원통형 회전커터(17)의 샤프트(18)에 장착된 기어(19)가 맞물려 제 1 원통형 회전커터(13)와 제 2 원통형 회전커터(17)가 서로 반대방향으로 회전하면서 제 1 원통형 회전커터(13)와 제 2 원통형 회전커터(17) 사이로 공급되는 발포 합성수지 폐기물을 1차 분쇄한다.
도 1을 참조하면, 상기 용융장치(30)는 원통부(32)의 내부에 스크류(31)가 배치되고, 상기 원통부(32)의 둘레에 밴드히터(70)가 장착되어, 분쇄물이 스크류(31)에 의해 이동되는 동안, 원통부(32)의 내부로 공급되는 밴드히터(70)의 열로 분쇄물을 반용융시켜, 반용융물을 배출구(33)를 통해 배출시킨다. 여기서, 본 발명은 소위 스티로폴로 일컬어지는 발포 폴리스틸렌(expanded polystyrene), 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌 등과 같은 발포 합성수지 폐기물을 완전 용융시키기 위한 것이 아니라 분쇄된 발포 합성수지 폐기물의 알갱이를 반용융시켜 저장통(45)으로 공급함으로써, 저장통(45)에 뭉쳐진 덩어리 형태로 저장할 수 있어, 재생(또는 재활용)시키는 곳으로 운반하기 편리하고, 재생공장에서 사용하기 편리하도록 만드는데 목적이 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 구동장치(50)는 샤프트(51)에 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)로 동력을 전달하기 위한 스프라켓(52, 54)과 발전기(60)로 동력을 전달하기 위한 풀리(55)가 장착되고, 도 1에 도시된 바와같이, 소형엔진(56)이 샤프트(51)에 직결되거나, 도 3에 도시된 바와같이, 소형엔진(56)의 동력이 벨트(57)를 통해 상기 샤프트(51)로 전달되거나, 도 4에 도시된 바와같이, 화물차(90)의 차축(91)의 동력이 벨트(92)에 의해 상기 샤프트(51)로 전달된다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폐 발포 합성수지 용융장치는 발전기(60)의 축전지(62)와 밴드히터(70) 사이에 인버터(63)가 장착되어, 교류용 밴드히터가 용융장치(30)의 원통부(32) 둘레에 장착될 수 있다.
도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 상기 폐 발포 합성수지 용융장치는 도 3에 도시된 바와같이, 대차(80)에 장착된 프레임(81)에 1차 분쇄장치(10), 2차 분쇄장치(20) 및 용융장치(30)가 장착될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와같이, 화물차(90)의 화물칸(93)에 설치된 프레임(94)에 1차 분쇄장치(10), 2차 분쇄장치(20) 및 용융장치(30)가 장착될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치는 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)가 장착된 대차(80)가 화물차의 화물칸에 탑재되거나, 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)를 화물차(90)의 화물칸(93)에 직접 탑재되어, 폐기물 수거현장으로 운반될 수 있으며, 구동장치(50)가 소형엔진(56) 또는 화물차(90)의 차축(91)으로부터 동력을 전달받아 구동되고, 상기 구동장치(50)의 동력이 체인(41, 43)을 통해 1차 분쇄장치(10)로 전달되어, 1차 분쇄장치(10)에 의해 폐기물 수거현장에서 수거된 폐 발포 합성수지가 분쇄되고, 구동장치(50)와 체인(43)에 의해 연결된 용융장치(30)의 스크류(31)가 회전되어, 용융장치(30)의 투입구로 공급되는 분쇄물을 배출구(33)로 이송하는 동안, 상기 용융장치(30)의 케이스(32) 둘레에 장착된 밴드히터(70)가 축전지(62)로부터 전원을 공급받아 작동되므로서, 상기 분쇄물이 반용융되어, 반용융물이 상기 케이스(32)의 배 출구(33)를 통해 저장통(45)으로 공급되므로서, 저장통(45)에 덩어리 형태로 뭉쳐져 저장된다.
이와같이, 본 발명은 차량의 동력을 이용하거나 차량에 탑재 가능한 소형 엔진을 이용하여 분쇄장치와 용융장치를 모두 작동시킬 수 있으며, 폐기물 수거현장에서 바로 용융할 수 있어, 폐 발포 합성수지를 운반하는 과정에서 발생할 수 있는 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 폐 발포 합성수지 재생공장에서 별도로 분쇄과정을 거치지 않고 덩어리를 녹여 재생할 수 있는 장점이 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치는 1차 분쇄장치(10)와 용융장치(30) 사이에 2차 분쇄장치(20 ; 또는 마쇄기)가 배치되어, 1차 분쇄장치(10)의 배출구(11)가 2차 분쇄장치(20)의 투입구와 연결되며, 상기 2차 분쇄장치(20)의 배출구(21)가 용융장치(30)의 투입구와 연결되고, 2차 분쇄장치(20)가 체인(42)에 의해 구동장치(50)로부터 동력을 전달받는 것을 제외하고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치와 동일하다.
상기 2차 분쇄장치(20)는 여러가지 타입이 많이 알려져 있어, 공지의 타입을 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 케이스(22)의 내부에 원통형 고정외통(23)이 배치되고, 상기 원통형 고정외통(23)의 둘레에 천공구멍(24)이 형성되고, 상기 원통형 고정외통(23)의 내부에 원통형 로터(25)가 배치되어, 상기 원통형 로터(25)가 원통형 고정외통(23)에 대해 상대회전할 수 있도록, 상기 원통형 로터(25)의 샤프트(26)에 장착된 스프라켓(27)으로 구동장치(50)의 동력이 체인(42)에 의해 전달된다.
이것에 의해, 원통형 고정외통(23)에 형성된 투입구를 통해 1차 분쇄물이 공급되고, 원통형 로터(25)가 원통형 고정외통(23)의 내부에서 회전하므로서, 원통형 로터(25)와 원통형 고정외통(23) 사이에 있는 1차 분쇄물을 마쇄 방법으로 2차 분쇄하고, 2차 분쇄물이 원통형 고정외통(23)의 천공구멍(24)을 통해 배출된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치는 원통형 고정외통(23)의 천공구멍(24) 보다 작은 알갱이 크기로 2차 분쇄함으로써, 분쇄물 입자의 크기가 작아져 용융장치에서의 용융을 더 높일 수 있다.
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도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치를 도시한 구성도
도 2는 1차 분쇄장치를 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치가 대차에 장착된 예를 도시한 개략도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치가 화물차에 장착된 예를 도시한 개략도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폐 발포 합성수지 용융장치를 도시한 구성도
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Claims (10)

1차 분쇄장치(10)의 하부에 용융장치(30)가 배치되어, 상기 1차 분쇄장치(10)의 배출구(11)가 용융장치(30)의 투입구와 연결되고, 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)의 스크류(31)가 체인(41, 43)에 의해 구동장치(50)로부터 동력을 전달받으며, 상기 구동장치(50)의 동력이 벨트(61)에 의해 발전기(60)로 전달되고, 상기 발전기(60)의 축전지(62)로부터 전원을 공급받는 밴드히터(70)가 용융장치(30)의 원통부(32) 둘레에 장착되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 분쇄장치(10)는 호퍼(12)의 내부에 제 1 및 제 2 원통형 회전커터(13, 17)가 나란하게 배치되고, 제 1 원통형 회전커터(13)의 샤프트(14)에 스프라켓(15)이 장착되고, 상기 스프라켓(15)에 체인(41)이 장착되어, 구동장치(50)의 동력이 체인(41)을 통해 제 1 원통형 회전커터(13)로 전달되고, 상기 제 1 원통형 회전커터(13)의 샤프트(14)에 장착된 기어(16)와 제 2 원통형 회전커터(17)의 샤프트(18)에 장착된 기어(19)가 맞물려 제 1 원통형 회전커터(13)와 제 2 원통형 회전커터(17)가 서로 반대방향으로 회전하면서 제 1 원통형 회전커터(13)와 제 2 원통형 회전커터(17) 사이로 공급되는 발포 합성수지 폐기물을 1차 분쇄하는 것을 특징 으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 용융장치(30)는 원통부(32)의 내부에 스크류(31)가 배치되고, 상기 원통부(32)의 둘레에 밴드히터(70)가 장착되어, 분쇄물이 스크류(31)에 의해 이동되는 동안, 원통부(32)의 내부로 공급되는 밴드히터(70)의 열로 분쇄물을 반용융시켜, 반용융물을 배출구(33)를 통해 배출시키는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동장치(50)는 샤프트(51)에 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)로 동력을 전달하기 위한 스프라켓(52, 54)과 발전기(60)로 동력을 전달하기 위한 풀리(55)가 장착되고, 소형엔진(56)이 샤프트(51)에 직결되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동장치(50)는 샤프트(51)에 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)로 동 력을 전달하기 위한 스프라켓(52, 54)과 발전기(60)로 동력을 전달하기 위한 풀리(55)가 장착되고, 소형엔진(56)의 동력이 벨트(57)를 통해 상기 샤프트(51)로 전달되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동장치(50)는 샤프트(51)에 1차 분쇄장치(10) 및 용융장치(30)로 동력을 전달하기 위한 스프라켓(52, 54)과 발전기(60)로 동력을 전달하기 위한 풀리(55)가 장착되고, 화물차(90)의 차축(91)의 동력이 벨트(92)에 의해 상기 샤프트(51)로 전달되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발전기(60)의 축전지(62)와 밴드히터(70) 사이에 인버터(63)가 장착되어, 교류용 밴드히터가 용융장치(30)의 원통부(32) 둘레에 장착되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 분쇄장치(10)와 용융장치(30) 사이에 배치되는 2차 분쇄장치(20)를 더 포함하며,
상기 2차 분쇄장치(20)는 케이스(22)의 내부에 원통형 고정외통(23)이 배치되고, 상기 원통형 고정외통(23)의 둘레에 천공구멍(24)이 형성되고, 상기 원통형 고정외통(23)의 내부에 원통형 로터(25)가 배치되어, 상기 원통형 로터(25)가 원통형 고정외통(23)에 대해 상대회전할 수 있도록, 상기 원통형 로터(25)의 샤프트(26)에 장착된 스프라켓(27)으로 구동장치(50)의 동력이 체인(42)에 의해 전달되는 것을 특징으로 하는 폐 발포 합성수지 용융장치.
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