KR100916462B1 - 차량용 폐 부품 불순물 제거장치 - Google Patents

차량용 폐 부품 불순물 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐차로부터 해체된 PU 폼과 섬유류에 부착되어 있는 먼지, 토사류, 유리조각 등 불순물을 제거하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 ASR 선별 공정시 작업시간 과다나 회수비용 증가, 작업자의 안전을 위협하는 문제 등을 해결하기 위하여, 보다 안전하고 연속적으로 재료내 먼지/토사류, 유리조각 등을 제거하는 새로운 형태의 불순물 제거방식을 구현함으로써, 불순물이 최소화된 PU 폼과 섬유류를 대량으로 자동 회수할 수 있는 불순물 제거장치를 제공한다.
폐 자동차, 폐 부품, ASR(Automobile Shredder Residue), PU 폼 & 섬유류, 불순물

Description

차량용 폐 부품 불순물 제거장치{Apparatus for removing adhesion particle on PU foam and resin}
본 발명은 차량용 폐 부품 불순물 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐차로부터 해체된 PU 폼과 섬유류에 부착되어 있는 먼지, 토사류, 유리조각 등 불순물을 제거하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐 자동차 처리시 폐 부품의 유용한 재활용을 위해 재사용 가능하거나 재활용 가능한 부품이나 재료들은 폐차로부터 해체되어 관련 업체에 판매가 되거나 인계된다.
이들 부품이나 재료들을 해체하고 나면 차체(철금속/비철금속)와 함께 보통 100g이하 플라스틱이나 고무부품, 기타 재료들이 차체에 남게 되는데, 이들 재료들은 압축기에 의해 압축되어 슈레더업체로 판매된다.
이 압축물은 슈레더업체의 설비에 의해 파쇄, 분쇄 등의 공정에 의해 분쇄물이 되고 이 분쇄물들은 풍력, 트롬멜, 자력선별 등의 선별방법을 통해 철/비철금속 류과 ASR로 분류된다.
여기에서 선별된 철, 비철금속류는 바로 고철이나 비철금속 재활용업체로 보내진다.
ASR(Automobile Shredder Residue)에는 다양한 재질의 재료나 부품 조각들이 포함되어 있으며 특히 부피비가 높은 PU 폼과 섬유류가 상당량 차지하고 있다.
ASR에서 수선별된 PU 폼과 섬유류를 재활용하기 위해서는 이들 재료가 거의 순정재료 수준으로 유지되어야 하는데, 현재 ASR에서 수선별된 PU 폼과 섬유류는 먼지와 토사류, 유리조각 등 불순물에 오염되어 재활용시 물성저하의 원인이 된다.
이러한 PU 폼과 섬유류를 선별하더라도 그대로 재활용하기 곤란하므로 비교적 깨끗한 재료수준까지 유지해야 한다.
이렇게 불순물을 제거한 재료는 재활용하기 위한 다음 공정(재분쇄, 세척 등)을 진행하기에 수월하다.
ASR에서 수선별된 PU 폼과 섬유류를 재활용하기 위해서는 이들 재료가 거의 순정재료 수준으로 유지되어야 하는데, 그러기 위해서는 재료들에 묻어 있는 먼지와 토사류, 유리조각 등을 제거해야 한다.
보통 작업자들은 분쇄된 혼합물로부터 일일이 PU 폼과 섬유류를 유관으로 확인하고 나서 선별하게 되는데, 이때 재료들에 묻어 있는 먼지/토사류, 유리 조각 등을 손으로 털어서 분류하게 된다.
ASR 선별시스템에서도 공정상 토사류를 분리하기까지의 공정이 복잡하고 사람의 힘으로 먼지/토사류, 유리 조각 등을 일일이 제거해야 되기 때문에 작업시간 이 과다 소요되어 회수비용이 증가하는 문제가 있고,
또, 작업과정에서 먼지와 오염물질을 동반하는 불순물들이 호흡기 질환의 원인을 제공하는 등 작업자의 안전에 위협을 주는 요소가 많다.
따라서, 본 발명은 ASR 선별 공정시 작업시간 과다나 회수비용 증가, 작업자의 안전을 위협하는 문제 등을 해결하기 위하여, 보다 안전하고 연속적으로 재료내 먼지/토사류, 유리조각 등을 제거하는 새로운 형태의 불순물 제거방식을 구현함으로써, 불순물이 최소화된 PU 폼과 섬유류를 대량으로 자동 회수할 수 있는 불순물 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 제거장치는 폐 부품 투입을 위한 피딩장치와, 전후측 입구와 출구를 가지면서 폐 부품을 내부에 넣고 돌아가는 장치 본체와, 상기 장치 본체의 회전을 위한 동력을 제공하는 구동장치와, 상기 장치 본체의 상부와 하부에 각각 설치되어 불순물 제거과정에서 발생하는 분리물을 흡착 제거하는 집진장치 및 수집 제거하는 수납장치 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 장치 본체는 서로 동심원상으로 조합되는 고정형의 외부 드럼 및 회전형의 내부 드럼으로 구성되고, 상기 내부 드럼은 구동장치의 축과 연결되어 함께 회전되는 중심축을 포함할 수 있다.
상기 내부 드럼의 경우, 중심축의 둘레를 따라 배치되어 자유롭게 회전하면서 폐 부품에 부착되어 있는 불순물을 털어주는 역할을 하며 다수의 프로펠라 모양 의 돌기를 갖는 적어도 4개의 회전축을 더 포함할 수 있으며, 이때의 내부 드럼의 중심축에는 축길이방향으로 따라 형성되는 다수의 프로펠라 모양의 돌기가 구비될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체는 하부에 설치되는 리프트장치에 의해 각도가 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 이러한 장치 본체는 본체 내부에 바람을 불어넣어줄 수 있는 에어 블로어 등을 포함할 수 있다.
상기 피딩장치는 폐 부품 중에 혹시 포함되어 있을 가능성이 있는 철금속의 재선별을 위해 투입부 아래쪽에 부착되는 자석을 포함하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 불순물 제거장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, ASR PU 폼과 섬유류의 불순물 함유량을 최소화할 수 있다.
둘째, 사람의 힘으로 먼지/토사류, 유리 조각 등을 일일이 제거해야 했던 선별공정의 단순화와 자동화 회수장치를 통해 작업시간을 줄여 회수비용을 절감할 수 있다.
셋째, 기존의 수선별(작업자 2명 기준, 시간당 0.1 ~ 0.2톤 처리)에 비해 대량으로 처리가 가능하다(시간당 1 ~ 1.5톤 처리).
넷째, 작업시 다량 발생했던 먼지와 오염물질을 동반하는 토사류의 양을 최소화하여 작업자와의 접촉을 방지하는 등 작업자의 안전과 작업환경을 최적화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치를 나타내는 정면도와 측면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 차량용 폐 부품 불순물 제거장치는 폐 부품(PU 폼 & 수지류)을 투입하기 위한 피딩장치(10), 회전하는 원통형 드럼을 이용하여 실질적으로 토사류, 먼지, 유리가루 등과 같은 불순물을 제거하는 장치 본체(11), 장치 본체(11)을 일정각도 기울여주기 위한 리프트장치(20), 폐 부품에서 떨어져 나온 불순물을 수집 처리하기 위한 집진장치(13) 및 수납장치(14), 장치 본체(11)의 구동을 위한 구동장치(12), 예를 들면 전동모터, 분순물이 제거된 폐 부품을 소정의 공정으로 이송하기 위한 컨베이어장치(24), 제어수단인 컨트롤박스(25) 등을 포함하는 형태로 구성된다.
상기 피딩장치(10)는 ASR로부터 선별된 PU 폼과 섬유류가 장치 본체(11)에 도달하기 전에 재료들의 투입 경로를 정리하고 연속적으로 투입될 수 있도록 조정하는 장치로서, 장치 본체(11)의 전단부에 설치되고, PU 폼과 섬유류는 물론 토사류 내에 혹시 포함되어 있을 가능성이 있는 철금속의 재선별을 위해 투입구 하부에 자석(22)을 부착하고 있다.
그리고, 투입되는 PU 폼과 섬유류의 신속하고 원활한 투입을 위해 푸싱장치를 포함할 수도 있다.
상기 장치 본체(11)는 전단부와 후단부에 각각 입구와 출구는 갖는 2개의 원통이 동심원을 이뤄 큰 원통 안에 작은 원통이 들어가 있는 형태, 예를 들면 고정형의 외부 드럼(15)과 회전형의 내부 드럼(16)이 동심원상으로 조합되어 있는 형태로 이루어져 있으며, 1개의 중심축(17)이 중앙을 관통하면서 내부 드럼(16)과 일체식으로 결합된다.
또한, 상기 중심축(17)에는 프로펠러 모양의 돌기(18b)가 있고, 상기 내부 드럼(16)에는 자유롭게 회전하는 4개 정도의 회전축(19)이 설치되어 있으며, 이 회전축(19)에는 소형 프로펠러 모양의 돌기(18a)가 장착되어 있다.
이 프로펠러 모양의 돌기(18a),(18b)들은 중심축(17)과 회전축(19)의 회전시 함께 회전하여 PU 폼과 섬유류의 토사류를 터는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 내부 드럼(16)은 그 몸체가 타공망 형태로 되어 있어서 폐 부품 덩어리를 제외한 토사류 등의 불순물을 바깥쪽으로 배출되게 할 수 있고, 또 상기 외부 드럼(15)도 일부 구간, 예를 들면 집진장치(13)측과 근접된 상부구간과 수납장치(14)측과 근접된 하부구간이 타공망 형태로 되어 있어서 내부 드럼을 빠져나온 불순물들이 각각 집진장치(13)측과 수납장치(14)측에 수거될 수 있다.
상기 구동장치(12)는 일종의 전동모터로서, 그 축은 장치 본체(11)의 중심축(17)과 커플링 등으로 연결되며, 이에 따라 전동모터 작동시 중심축과 내부 드럼은 소정의 속도, 예를 들면 100~300rpm의 속도로 회전할 수 있게 되고, 내부 드럼(16)의 소형 프로펠러 돌기(18a)는 드럼 내에서 움직이는 PU 폼 덩어리의 움직임 과 부딪히면서, 또 내부 드럼(16)의 회전하는 힘에 의해 회전하게 된다.
또한, 상기 장치 본체(11)는 투입재료의 진행(흐름성)과 토사류의 제거효율을 높이기 위해 각도조절이 가능하도록 되어 있다.
예를 들면, 실린더와 링크부재의 조합으로 이루어진 리프트장치(20)가 장치 본체(11)의 하부에 설치되고, 이렇게 설치되는 리프트장치(20)가 작동하면 피딩장치(10)와 구동장치(12)를 포함하는 장치 본체(11) 전체는 구동장치측 힌지부(28)를 축으로 회전하여 약 0∼45°정도의 각도로 경사지게 기울어질 수 있다.
이때의 리프트장치(20)는 장치 본체(11)를 지지해주는 역할과 장치 전체의 각도조절을 위한 장치로서의 역할을 하며, 장치 본체(11)의 하부와 연결되어 작동한다.
상기 장치 본체(11)의 각도 조절시 이를 안내하는 가이드장치(23)는 장치 본체(11)의 전단부에 설치되고, 장치 본체(11)가 갖는 양쪽의 핀이 가이드장치(23) 내에서 슬라이드가능하게 되므로서, 장치 본체(11)의 각도 조절이 안정적으로 이루어질 수 있다.
상기 집진장치(13)는 불순물을 제거하는 과정에서 발생하는 먼지, 토사류, 유리가루 등을 진공흡입방식으로 흡입하는 장치로서, 외부 드럼(15)의 상부 전체를 둘러싸는 형태로 설치되고, 외부 드럼(15)에는 이 집진장치(13)와 연결되는 홀이 다량 성형되어 있다.
이때의 집진장치는 장치 본체의 각도 조절시 그 움직임을 수용할 수 있도록 일부 구간을 주름부 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 수납장치(14)는 장치 본체(11)로부터 선별되는 토사류, 먼지, 유리가루 등 불순물 등을 수납하는 공간으로서, 직사각형 신축 주름터널(27)을 거쳐 떨어지는 불순물을 모을 수 있다.
예를 들면, 장치 본체(11)의 하부에 설치되는 수납장치(14)는 양편의 주름터널(27)을 통해 외부 드럼(15)측과 연결되고, 이때 양편의 주름터널(27)은 드럼측과의 연결부위에서 하나로 합쳐지면서 드럼 저부를 전체적으로 커버하는 형태가 되므로서, 외부 드럼(15)과 외부 드럼(16)에서 떨어지는 불순물을 용이하게 수거할 수 있다.
상기 구동장치(12)는 중심축(17)과 내부 드럼(16)을 회전시켜주는 수단으로서, 재료별, 조건별로 가변적인 회전속도를 제공한다.
상기 컨베이어장치(24)는 장치 본체(11)의 후단측 아래쪽으로 설치되는 일종의 수평 타원형 컨베이어로서, 공항 등에서 쉽게 볼 수 있는 수하물 확인 컨베이어와 같은 형태를 적용할 수 있으며, 장치 본체(11)로부터 나오는 PU 폼과 섬유류를 다음 공정(재분쇄 또는 세척공정 등)으로 유도하는 역할을 한다.
상기 에어 블로어(21)는 주름관(26)을 통해 드럼측과 연결되고, 드럼 내부에 강한 에어를 제공함으로써, PU 폼이나 섬유류 표면의 먼지나 가벼운 토사류를 날려줄 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성된 불순물 제거장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치의 사용 상태를 나타내는 정면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 차량용 폐 부품 불순물 제거장치는 폐 자동차의 ASR(Automobile Shredder Residue)에 포함되어 있는 PU 폼과 섬유류의 불순물 오염도를 최소화하기 위한 장치로서, 순수재료에 가까운 원재료로 만들기 위한 공정의 개념으로 작동된다.
먼저, 폐 자동차의 ASR(Automobile Shredder Residue)에 포함되어 있는 PU 폼과 섬유류를 연속으로 피딩장치(10)에 투입한다.
상기 피딩장치(10)의 푸시장치(미도시)는 PU 폼과 섬유류의 투입이 좀더 신속하고 용이하도록 해주는 역할을 한다.
장치 본체(11)의 구동장치(12)를 작동시켜 내부 드럼(16)을 일정한 속도로 회전시킨다.
이 회전력에 의해 드럼 내로 미끄러져 내려오는 PU 폼과 섬유류 등은 내부 드럼(16)과 중심축(17)에 있는 프로펠러 모양의 돌기(18a),(18b)에 맞부딪히게 되고, 또 계속적으로 회전하는 드럼 내에서 함께 뒤섞여 돌아감에 따라 토사류, 먼지, 유리가루 등 불순물 등이 제거된다.
특히, 장치 본체(11)의 하부에 설치되어 있는 에어 블로어(21)는 제거작업이 진행하는 동안 외부 드럼(15)과 내부 드럼(16)측으로 통해 있는 주름관(26)을 통해 약 250 ㎥/h(5.5 m/s) 정도의 풍속으로 공기를 세게 불어 넣어 줌으로써, PU 폼과 섬유류 표면의 먼지나, 가벼운 토사류 등이 날리면서 쉽게 떨어져 나올 수 있게 된다.
이렇게 프로펠러 돌기의 회전과 에어 블로어 공기의 조합으로 PU 폼과 섬유류에서 먼지나, 토사류, 유리조각의 제거효과는 더욱 커진다.
장치 본체(11)에서 나온 PU 폼과 섬유류 등은 컨베이어장치(24)로 떨어져서 다음 공정(재분쇄 또는 세척공정 등)으로 운반된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치를 나타내는 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폐 부품 불순물 제거장치의 사용상태를 나타내는 정면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 피딩장치 11 : 장치 본체
12 : 구동장치 13 : 집진장치
14 : 수납장치 15 : 외부 드럼
16 : 내부 드럼 17 : 중심축
18a,18b : 돌기 19 : 회전축
20 : 리프트장치 21 : 에어 블로어
22 : 자석 23 : 가이드장치
24 : 컨베이어장치 25 : 컨트롤박스
26 : 주름관 27 : 주름터널
28 : 힌지부

Claims (7)

  1. 폐 부품 투입을 위한 피딩장치(10);
    서로 동심원상으로 조합되는 고정형의 외부 드럼(15) 및 회전형의 내부 드럼(16)으로 구성되고, 상기 내부 드럼(16)은 구동장치(12)의 축과 연결되어 함께 회전되는 중심축(17)을 포함하며, 전후측 입구와 출구를 가지면서 폐 부품을 내부에 넣고 돌아가는 장치 본체(11);
    상기 장치 본체(11)의 회전을 위한 동력을 제공하는 구동장치(12);
    상기 장치 본체(11)의 상부와 하부에 각각 설치되어 불순물 제거과정에서 발생하는 분리물을 흡착 제거하는 집진장치(13) 및 수집 제거하는 수납장치(14);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 내부 드럼(16)은 중심축(17)의 둘레를 따라 배치되어 자유롭게 회전하면서 폐 부품에 부착되어 있는 불순물을 털어주는 역할을 하며 다수의 프로펠라 모양의 돌기(18a)를 갖는 적어도 4개의 회전축(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 내부 드럼(16)의 중심축(17)에는 축길이방향으로 따라 형성되는 다수의 프로펠라 모양의 돌기(18b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 장치 본체(11)는 하부에 설치되는 리프트장치(20)에 의해 각도조절이 가능한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 장치 본체(11)는 본체 내부에 바람을 불어넣어줄 수 있는 에어 블로어(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 피딩장치(10)는 폐 부품 중에 혹시 포함되어 있을 가능성이 있는 철금속의 재선별을 위해 투입부 아래쪽에 부착되는 자석(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폐 부품 불순물 제거장치.
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