KR100945828B1

KR100945828B1 - 고형연료 제조장치

Info

Publication number: KR100945828B1
Application number: KR20090069064A
Authority: KR
Inventors: 최훈범
Original assignee: (주)산본환경
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2010-03-08

Abstract

본 발명은 폐플라스틱을 고형연료로 제조하는 장치에 관한 것으로서, 특히 시간당 고형연료의 생산성을 향상시킬 수 있게 구성한 고형연료 제조장치이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고형연료 제조장치는 스크루가 내장되며 폐플라스틱 또는 폐플라스틱과 가연성 쓰레기를 혼합한 혼합물을 투입구에 투입하면 전방에 형성된 토출구를 통해 고형연료를 토출하는 하우징과, 스크루를 회전시키는 모터와, 하우징의 토출구의 전방에 위치하며 토출구에 대응하는 고형연료의 캐비티들이 복수의 구역에 형성된 금형과, 복수의 구역 중 어느 한 구역이 교대로 토출구와 대응하도록 금형을 이동시키는 이송수단을 포함하며, 폐플라스틱 또는 혼합물이 하우징과 스크루 사이의 갭을 통과하면서 발생하는 열에 의해 고형연료로 변하여 캐비티에 채워지는 것을 기술적 특징으로 한다.

폐플라스틱, 고형연료, RPF, 금형, 캐비티, 하우징, 스크루

Description

고형연료 제조장치{Refuse Plastic Fuel Manufacture Apparatus}

본 발명은 폐플라스틱류를 고형연료로 제조하는 장치에 관한 것으로서, 특히 시간당 고형연료의 생산성을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.

현재 우리나라의 폐플라스틱 발생량은 연평균 12% 정도의 증가를 보이고 있으나, 발생되는 폐플라스틱류를 효과적으로 재활용하지 못하고 50% 이상을 소각하거나 매립하고 있는 형편이다. 하지만, 이렇게 폐플라스틱류를 소각 및 매립함으로 인하여 수질과 대기를 오염시켜 심각한 환경문제를 야기하고 있어, 폐플라스틱류의 재활용에 대한 관심은 날로 높아지고 있다.

관련 통계에 따르면, 1993년에는 폐플라스틱의 발생량이 약 194만 톤으로 그 중 8.9%에 해당하는 17만톤이 재활용되고 있는 실정이었으나, 1999년에는 연간 폐 플라스틱의 발생량이 324만톤에 이르고, 그 중 20%에 해당하는 65만톤이 재활용되고 있으며, 2010년에는 700만톤 이상이 발생하고 그 중 45 ~ 50% 이상이 재활용될 것으로 예상되고 있다.

2003년부터 "생산자 책임 재활용 제도(EPR)"가 확대 시행됨에 따라 점차 증가하고 있는 폐플라스틱류의 재활용 문제는 시급한 현안이 되고 있으나, 폐플라스 틱류의 효과적인 재활용 처리 방법 등이 현재까지 제대로 구현되지 못하고 있는 실정이다.

종래 폐플라스틱류의 재활용을 위한 기술로는 대표적으로 열을 이용한 기름 생산 방식인 유화 처리 기술과 전기 가열방식을 이용한 용융 압출방식의 연료 생산기술을 들 수 있다.

여기서, 유화 처리 기술은 석유원료를 주성분으로 만들어진 플라스틱을 제품으로 사용한 다음 폐플라스틱을 다시 기름으로 환원함으로써 석유 사용량의 감소효과는 물론 소각 등 공해차원의 환경분위기 개선 효과가 크게 기대되지만, 고도의 전처리 시스템과 Chemical시스템을 운영해야 하는 부담 및 낮은 생산 효율에 따른 경제성 등의 문제가 있어 일반 사업자가 운영하기에는 한계가 있다.

그리고 전기 가열방식을 이용한 용융 압출방식은 연소 가능한 폐기물을 재활용 연료로 가공하고 이를 연소시켜 열로써 에너지를 회수하고, 수증기, 온수 또는 전기로 이용하는 것이다. 이러한 재활용 연료는 폐플라스틱을 일반 가연성 쓰레기와 함께 혼합한 RDF(Refuse Derived Fuel)와 폐플라스틱만 사용하는 RPF(Refuse Plastic Fuel) 또는 파쇄 분쇄한 석탄이나 석유보일러의 대체 연료 등으로 가공된다. 참고로, RDF는 발열량이 4∼5천㎉/㎏이나, RPF는 1만㎉/㎏ 이상이어서, 제철소 고로나 시멘트 공장의 킬른 등에서 활용이 가능하다.

한편, 전기 가열 방식인 용융 압출방식은 폐플라스틱의 구성물 특성상 용융점의 차이가 있어 250 ℃에서 용융을 하여도 용융점이 낮은 물질은 탄화하여 대량의 가스가 발생하고 다량의 수증기와 혼합되어 생산 현장의 가스오염을 야기하는 등 작업자의 건강에 악영향을 미치는 문제점이 있다. 또한, 투입된 전기용량 대비 생산성도 높지 않은 문제점도 존재한다.

이와 함께, 재활용 연료의 품질을 높이고 대기문제의 원인인 염소(chlorine; Cl) 가스의 농도를 줄이기 위하여 우드칩을 혼합하여 용융 및 압출을 해야 하는데, 기존의 가열 방식에서는 높은 온도로 인하여 목재가 탄화하면서 연기가 심하게 발생하여 작업 자체가 불가능하였다.

이런 문제의 대안으로 소석회를 첨가하는 방법을 사용하고 있으나 이것을 연료로 사용할 경우 소각 후 연소잔류물이 많아 2차 오염의 원인이 되고 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 폐플라스틱 고형연료를 제조함에 있어 폐플라스틱의 마찰열로 폐플라스틱을 용융하여 고형연료로 제조할 수 있게 구성한 고형연료 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시간당 폐플라스틱 고형연료의 생산량을 증가시킬 수 있도록 구성한 고형연료 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고형연료 제조장치는 투입구로 투입된 폐플라스틱 또는 폐플라스틱과 가연성 쓰레기를 혼합한 혼합물이 내장된 스크루와의 갭 사이를 통과하면서 발생하는 열에 의해 고형연료로 변화하고 변화된 고형연료를 토출구로 토출하는 하우징과, 스크루를 회전시키는 모터와, 하우징의 토출구의 전방에 위치하며 토출구에 대응하는 고형연료의 캐비티들이 복수의 구역에 형성된 금형과, 복수의 구역들 중 어느 한 구역이 교대로 토출구와 대응하도록 금형을 이동시키는 이송수단을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스크루의 선단에는 반직경으로 돌출부가 형성되며 돌출부는 금형과 접하여 회전한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하우징의 투입구는 하우징의 상부에 형성되고, 하우징의 투입구에는 공급조절기가 장착된 호퍼가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공급조절기는 호퍼 안쪽에 평행하게 간격을 두고 배치된 한 쌍의 드럼과 상기 드럼을 구동시키는 모터를 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 금형의 2구역에 캐비티들이 형성되며, 이송수단의 작동에 의해 2구역 중 어느 한 구역이 교대로 하우징의 토출구와 대응하게 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고형연료 제조장치에는 금형의 이동방향을 안내하는 상단 레일과 하단 레일이 고정되며, 상단 레일과 하단 레일에는 길이방향으로 홈이 형성되어 홈에 끼워진 금형이 이송수단에 의해 상하단 레일을 따라 이동한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상단 레일과 하단 레일 사이에는 금형의 안쪽면을 닦는 스크러버가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스크러버는, 채널이 길이방향으로 형성되며 상단 레일과 하단 레일 사이에 수직하게 고정된 지지대와, 지지대의 채널 안쪽에 위치하며 금형과 접하여 위치하는 사각바와, 지지대에 형성된 암나사공에 체결되어 사각바가 금형에 접하도록 가압하는 볼트를 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상단 레일에는 스크러버에 대응하는 구멍이 형성되어 사각바를 지지대에서 인출 또는 삽입한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 금형에는 캐비티가 형성된 구역에 대응하여 푸셔가 장착되어 캐비티에서 성형된 고형연료를 금형 밖으로 밀어낸다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 푸셔는, 캐비티에 선단이 삽입되어 위치하는 푸셔바와, 푸셔바의 후단이 끼워져 위치하도록 관통공들이 형성된 지지플레이트와, 지지플레이트의 배면에 위치하며 볼트들이 관통하여 푸셔바의 후단면에 체결되는 고정플레이트와, 고정플레이트의 중심에 피스톤의 단부가 연결된 유압모터와, 유압모터가 고정되며 금형과 간격을 두고 이격되어 위치하는 브라켓과, 지지플레이트를 관통해 브라켓과 금형을 연결하는 안내봉을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 금형에서 토출된 고형연료는 하부에 위치한 컨베이어에 실려 이송된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 컨베이어는 금속벨트를 포함하며, 금속벨트의 금속편에는 구름방지편이 금속벨트의 폭방향으로 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고형연료 제조장치에는 차량에 탑재할 수 있도록 러그가 형성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 고형연료 제조장치는 스크루와 하우징 사이에서 폐플라스틱을 으깸으로써, 고온의 마찰열을 발생하고 그 마찰열을 이용하여 폐플라스틱을 용융하여 고형연료로 재생함으로써, 폐플라스틱을 용융하고자 별도의 에너지 및 첨가제를 추가하지 않아도 된다. 따라서 별도의 장비 및 첨가제 없이 바로 고형연료를 재활용할 수 있고 작업조건도 다른 제조장치에 비해 쾌적하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 고형연료 제조장치는 고형연료의 금형을 이동시키면서 고형연료를 생산함으로써, 작업과 작업 사이의 대기시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 고형연료 제조장치는 생산된 고형연료를 컨베이어를 통해 차량에 직접 적재할 수 있어 생산된 고형연료의 관리가 편리하다는 장점이 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 고형연료 제조장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 고형연료 제조장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고형연료 제조장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 고형연료 제조장치의 전체적인 개념도이다. 그리고 도 4는 제1호퍼를 나타낸 단면도이고, 도 5는 금형을 나타낸 정면도이며, 도 6은 레일 및 푸셔를 나타낸 금형의 측면도이다. 또한 도 7은 스크러버를 나타낸 분해사시도이고, 도 8a는 도 7에 도시된 스크러버의 장착 상태를 나타낸 평단면도이며, 도 8b는 도 8a에 스크러버의 장착상태를 나타낸 상단 레일의 평면도이고, 도 9는 푸셔가 후퇴한 상태에서 고형연료가 충진되는 상태를 나타낸 개략도이고, 도 10은 푸셔가 전진하여 충진된 고형연료를 배출하는 상태를 나타낸 개략도이며, 도 11은 컨베이어를 나타낸 개략도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 고형연료 제조장치(100)는 하우징(110) 내부에서 회전하는 스크루(113)와, 상기 스크루(113)를 구동시키는 메인 모터(117)와, 스크루(113)에 밀려 하우징(110) 전방으로 토출되는 고형연료(101)를 받아들이는 고형연료 금형(130)(이하 '금형(130)'이라 한다.)과, 금형(130)이 하우징(110) 전방에서 좌우측으로 이동하도록 안내하는 레일(141, 145)과, 금형(130)을 이송하는 제1유압실린더(131)와, 금형(130)의 내부에서 성형된 고형연료(101)를 배출하도록 금형(130)에 장착된 푸셔(150)와, 푸셔(150)에 의해 토출된 고형연료(101)를 받아 이송하는 컨베이어(160)를 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 고형연료 제조장치에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2에 보이듯이, 고형연료 제조장치(100)의 본체(170)는 수직 빔(171)들과 수평 빔(172)들을 연결한 2층 구조로서, 금형(130)에서 배출된 고형연료(101)를 받는 컨베이어(160)와 제어패널(177) 및 제1유압실린더(131)의 작동에 따른 유압장비(179) 등이 1층에 위치하고, 하우징(110)과 메인 모터(117) 및 금형(130) 등은 2층에 위치한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 2층에 위치하는 메인 모터(117)는 감속기(119)가 장착되고, 감속기(119)에 의해 감속된 동력을 하우징(110)의 스크루(113)에 전달한다. 이와 같이 연결된 메인 모터(117)와 감속기(119) 및 하우징(110)은 공간의 효율성을 위해 직각으로 절곡된 형태로 연결되는 것이 바람직하다. 여기에서 도면에 도시된 도면부호 121은 감속기(119)와 스크루(113)를 연결하는 커플러(121)이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은 내부에 스크루(113)가 위치 하며 하우징(110)의 상부에 형성된 투입구(111)에는 제1호퍼(122)가 장착된다. 제1호퍼(122)에는 한 쌍의 드럼(125)이 장착되어 제1호퍼(122)에 투입된 폐플라스틱이 한 번에 투입구(111)로 투입되지 않고 일정량씩 하우징(110)의 투입구(111)로 공급될 수 있게 공급량 조절이 기능하다. 제1호퍼(122)의 구성에 대해서는 차후에 구체적으로 설명한다.

또한, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 내부에는 스크루(113)가 위치하고, 하우징(110)의 상부에는 제1호퍼(122)가 장착되며 하우징(110)의 전방에는 금형(130)이 위치한다. 금형(130)은 1회 충진되는 캐비티(133)들이 2구역(135, 137)에 형성된다. 구체적으로 각 구역(135, 137)에 형성된 캐비티(133)들은 120개로서 원형으로 균일한 간격으로 형성된 것이 바람직하다. 캐비티(133)는 금형(130)을 관통한 관통공으로서, 120개의 캐비티(133)가 형성된 구역을 각각 제1구역(135)과 제2구역(137)으로 구분하여 칭한다.

이와 같이 구성된 금형(130)은 제1유압실린더(131)의 피스톤에 힌지 결합되어 제1유압실린더(131)의 신축에 의해 좌우방향으로 이동하게 되는데, 제1유압실린더(131)의 스트로크가 수축하면 금형(130)의 제1구역(135)에 형성된 캐비티(133)들이 하우징(110)의 토출구(112)와 대응하게 위치하며, 반대로 제1유압실린더(131)의 스트로크가 신장하게 되면 금형(130)의 제2구역(137)에 형성된 캐비티(133)들이 하우징(110)의 토출구(112)와 대응하게 위치한다. 따라서 하우징(110)에서 계속적으로 토출되는 고형연료(101)는 대응하는 구역의 캐비티(133)에 충진되고, 충진이 완료되면 제1유압실린더(131)의 신축에 의해 금형(130)이 이동하면서 비워진 구역의 캐비티(133)가 하우징(110)의 토출구(112)와 대응하게 된다. 여기에서 고형연료(101)가 채워진 구역의 캐비티(133)는 하우징(110) 밖으로 이동하게 되면서 푸셔(150)의 작동에 의해 캐비티(133)에 채워진 고형연료(101)가 아래의 컨베이어(160)로 배출된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 금형(130)의 이동을 안내하는 상단 레일(141)이 하우징(110)의 토출구(112) 상부에 고정되고, 이와 대응하는 하단 레일(145)이 본체(170)의 1층에 고정된다. 상단 레일(141)과 하단 레일(145)의 사이에 위치한 금형(130)은 상하단 레일(141, 145)에 형성된 길이방향 홈(147)에 끼워져 위치하며 길이방향의 홈(147)을 따라 좌우측으로 제1유압실린더(131)의 스트로크에 의해 이동한다.

또한 스크러버(180)가 상단 레일(141)과 하단 레일(145)의 사이에 수직방향으로 하우징(110)의 토출구(112) 좌우측에 장착된다. 도 7에 보이듯이, 스크러버(180)는 금형(130)의 캐비티(133)에 고형연료(101)가 충진된 상태에서 금형(130)이 이동할 시에 금형(130)의 안쪽면을 닦아주는 기능을 하는 것으로서, 스크러버(180)는 단면이 'ㄷ'형 채널의 지지대(181)가 상단 레일(141)과 하단 레일(145)에 고정된다. 이때 지지대(181)의 개방부는 금형(130)의 안쪽면을 향한다. 그리고 지지대(181)의 채널(183) 안쪽에 사각바(185)가 삽입되어 위치하는데, 사각바(185)가 금형(130)의 안쪽면에 밀착된 상태로 위치한다. 이와 같이 구성된 스크러버(180)에 있어서, 도 8b에 보이듯이, 지지대(181)의 채널(183) 안쪽에 사각바(185)를 삽입하기 위해서 상단 레일(141)에는 지지대(181)의 채널(183)과 대응하는 지점에 구멍(143)이 형성된다. 따라서 작업자가 상단 레일(141)에 형성된 구멍(143)을 통해 사각바(185)를 지지대(181) 안쪽에 삽입할 수 있으며, 교체가 필요한 사각바(185)의 경우에 상단 레일(141)의 구멍(143)을 통해 사각바(185)를 인출한다.

그리고 도 8a에 도시된 바와 같이, 사각바(185)가 금형(130)의 안쪽면에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 지지대(181)의 평행한 두 측면과 두 측면을 연결하는 폐쇄면에는 암나사공(187)이 형성되고, 암나사공(187)에는 볼트(189)가 체결된다. 암나사공(187)에 체결된 볼트(189)들은 지지대(181)의 채널(183)에 삽입된 사각바(185)를 좌우측에서 고정하고 배면에서 밀어 사각바(185)가 금형(130)의 안쪽면에 밀착되도록 한다. 금형(130)의 이동에 의해 사각바(185)가 마모될 경우 지지대(181)의 폐쇄면에 체결된 볼트를 조여 사각바(185)의 마모를 보상함으로써, 사각바(185)는 금형(130)의 안쪽면을 가압한 상태로 유지된다. 하우징(110)의 토출구(112) 좌우측에 위치한 스크러버(180)에 의해 토출된 고형연료(101)는 스크러버(180) 밖으로 배출되지 않게 되어 작업장을 청결하게 유지할 수 있다.

아래에서는 금형에 장착된 푸셔에 대해 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 푸셔(150)는 금형(130)의 캐비티(133)에 각각 삽입되어 위치하는 원기둥 형태의 푸셔바(151)와, 푸셔바(151)의 후단이 끼워져 위치하도록 푸셔바(151)의 직경과 같은 관통공이 형성된 지지플레이트(152)와, 지지플레이트(152)의 배면에 위치하며 푸셔바(151)의 후단면에 체결되는 볼트(153)들이 관통하는 고정플레이트(155)와, 고정플레이트(155)의 중심에 피스톤의 단부가 연결 된 유압모터(156)와, 유압모터(156)가 고정되며 금형(130)과 간격을 두고 이격되어 위치하는 브라켓(157)과, 브라켓(157)과 금형(130)을 연결하는 안내봉(158)을 포함한다. 안내봉(158)은 지지플레이트(152)를 관통해 위치한다.

이와 같이 구성된 푸셔(150)의 작동에 대해 설명한다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 유압장비(179)에 의해 유압모터(156)가 작동하게 되면 지지플레이트(152)는 금형(130)을 향해 전진 및 후진하게 된다. 이때 유압모터(156)는 브라켓(157)에 고정되어 있고 안내봉(158)은 지지플레이트(152)를 관통하기 때문에, 지지플레이트(152)는 안내봉(158)을 따라 전후진하게 된다. 지지플레이트(152)가 전진하게 되면 푸셔바(151)는 금형(130)의 캐비티(133) 안쪽으로 깊게 삽입되어 캐비티(133)의 길이가 작아지게 되고, 충진되는 고형연료(101)의 길이도 작아진다. 반대로 지지플레이트(152)가 후진하게 되면 푸셔바(151)는 금형(130)의 캐비티(133)에서 인출되는 방향으로 이동하여 캐비티(133)의 길이는 길어지고 충진되는 고형연료(101)의 길이도 길어진다.

이와 같이 푸셔(150)의 작동에 의해 고형연료(101)의 길이를 조절할 수 있다.

또한 제1구역(135)의 캐비티(133) 또는 제2구역(137)의 캐비티(133)가 하우징(110) 밖으로 이동하였을 때에 푸셔(150)가 캐비티(133)에 채워진 고형연료(101)를 금형(130)밖으로 밀어내도록 작동한다. 즉 유압모터(156)가 작동하여 캐비티(133) 안쪽으로 푸셔바(151)가 깊게 삽입되면 캐비티(133)에 채워진 고형연료(101)가 캐비티(133) 밖으로 떨어진다. 이때 금형(130) 아래에 위치한 컨베이어(160)가 떨어진 고형연료(101)를 다른 장소로 이송한다.

한편, 도 1 및 도 11에 보이듯이, 컨베이어(160)는 궤도회전하는 금속벨트(162)를 포함한다. 고형연료(101)의 열에 의해 고무재질의 벨트는 내구성이 떨어지기 때문에 금속벨트를 사용하는 것이 바람직하다. 금속벨트(162)는 금속편(164)들이 힌지결합되어 모터(161)의 구동에 의해 궤도회전하게 되며 본 발명에 따른 고형연료 제조장치(100)는 원기둥 형태의 고형연료(101)가 이송될 수 있도록 구름방지편(163)이 각 금속편(164)에 대해 수직하게 컨베이어(160)의 폭방향으로 고정된다. 이와 같이 구름방지편(163)이 금속벨트(162)에 형성됨으로써, 금속벨트(162)에 안착된 고형연료(101)가 높게 이송되더라도 굴러 내리지 않게 된다.

또한, 금형(130)에서 배출된 고형연료(101)가 컨베이어(160)에 수집되도록 금형(130)의 제1구역(135)이 하우징(110) 밖으로 이동한 지점과 제2구역(137)이 하우징(110) 밖으로 이동한 지점에는 제2호퍼(165)가 컨베이어(160) 상부에 고정된다. 제2호퍼(165)는 하단 레일(145)에 고정된 것이 바람직하다.

그리고 앞에서 하우징(110)에 설치된 제1호퍼(122)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(110)과 제1호퍼(122)의 사이에 공급조절기(123)가 장착된다. 공급조절기(123)는 제1호퍼(122) 안쪽으로 한 쌍의 드럼(125)이 회전 가능하게 장착되고, 제1호퍼(122)의 외측에는 모터(127)가 장착되어 드럼(125)을 회전시킨다. 따라서 모터(127)의 회전속도에 따라 드럼(125)의 사이를 통과하는 폐플라스틱의 양이 조절된다.

그리고 본 발명의 고형연료 제조장치(100)의 본체(170)에는 그 선단, 구체적으로 커플러(121)가 위치하는 선단부에 러그(175)가 장착된다. 러그(175)는 이송차량에 장착된 탑재장치의 후크가 걸쳐질 수 있게 구성한 것으로서, 이송차량의 탑재장치에 의해 고형연료 제조장치(100)를 탑재할 수 있도록 구성한 것이다.

그리고 제1호퍼(122)에 투입되는 폐플라스틱을 관찰 및 고형연료 제조장치(100)를 확인할 수 있도록 제1호퍼(122)의 둘레에는 작업자가 이동할 수 있는 난간(190) 및 안전손잡이(191)가 설치되고, 난간(190)에 올라갈 수 있도록 계단이 형성된다.

한편, 본체(170)의 1층에서는 앞에서 설명한 고형연료 제조장치(100)의 작동을 제어하는 제어패널(177)이 장착되어 작업자가 제어패널(177)에서 고형연료 제조장치(100)의 작동을 제어한다.

또한, 본 발명의 고형연료 제조장치(100)는 스크루(113)의 선단에 스크루(113)의 반직경방향으로 돌출부(115)가 형성된다. 돌출부(115)는 금형(130)과 접해 위치하며, 돌출부(115)가 금형(130)과 접한 상태로 스크루(113)를 따라 회전하면서 캐비티(133)에 충진되는 고형연료(101)를 정리한다. 이와 같이 돌출부(115)가 형성되어 금형(130)과 접하면서 고형연료(101)를 정리하는 이유는 폐플라스틱이 으깨짐에 있어서 완벽하게 으깨지지 않고 긴 선형으로 남아 있을 경우 선형의 고형연료(101)가 2이상의 캐비티(133)에 걸쳐 충진될 수 있는데 이때 돌출부(115)가 금형(130)과 접하여 회전하면서 선형의 고형연료를 절단하고 정리하여 고형연료(101)가 원활하게 캐비티에 충진될 수 있다.

아래에서는 이와 같이 구성된 고형연료 제조장치의 작동관계에 대해 설명한다.

폐플라스틱을 제1호퍼(122)에 장입하며, 공급조절기(123)의 드럼(125)이 회전하면서 회전속도에 따라 하우징(110)으로 폐플라스틱의 투입량을 조절한다.

하우징(110)의 투입구(111)로 투입된 폐플라스틱은 스크루(113)의 회전에 의해 하우징(110)의 토출구(112) 쪽으로 이동하면서 압착된다. 이때 하우징(110)과 스크루(113) 사이의 갭이 좁아 폐플라스틱은 하우징(110)과 스크루(113)의 사이에서 으깨지며 폐플라스틱이 으깨지면서 발생하는 마찰력 및 폐플라스틱의 변형에 따른 발열 등에 의해 폐플라스틱이 유동성 있는 슬러지 상태로 용융된다.

슬러지 상태로 용융된 폐플라스틱은 하우징(110)의 토출구(112)와 대응하는 금형(130)의 제1구역(135)의 캐비티(133) 또는 제2구역(137)의 캐비티(133)에 채워진다. 이때 앞에서 설명한 바와 같이, 스크루(113)의 선단면에 형성된 돌출부(115)가 캐비티(133)에 채워지는 용융된 폐플라스틱을 정리하면서 폐플라스틱을 캐비티(133)에 채운다.

한편, 작업자는 스크루(113)의 회전속도와 캐비티(133)의 깊이 등을 고려하여 제1유압실린더(131)의 작동을 제어한다. 이와 같이 어느 한 쪽 구역의 캐비티(133)에 슬러지 상태의 폐플라스틱이 충진된 상태에서 제1유압실린더(131)가 작동하면 충진된 캐비티(133)들이 하우징(110)의 밖으로 이동하게 되고, 비워졌던 캐비티(133)들이 하우징(110)의 토출구(112)와 대응하게 위치하도록 금형(130)이 레일(141, 145)의 홈(147)을 따라 이동한다. 이때 금형(130)이 이동하면서 금형(130)의 안쪽면에 묻어 있던 슬러지 상태의 폐플라스틱은 스크러버(180)에 의해 닦여 하 우징(110) 외부로 배출되지 않게 된다.

한편, 슬러지 상태의 폐플라스틱이 하우징(110)의 토출구(112)에서 토출된 후 캐비티(133)에 채워지는 과정 중에 폐플라스틱은 응고되어 캐비티(133) 형상의 고형연료(101)로 성형된다. 그리고 하우징(110) 외부로 이동한 구역에 장착된 푸셔(150)가 작동한다. 푸셔(150)의 유압모터(156)가 작동하면 고정플레이트(155) 및 지지플레이트(152)가 전진하면서 지지플레이트(152)에 장착된 푸셔바(151)가 캐비티(133)의 안쪽에 채워져 성형된 고형연료(101)를 밀어 배출한다.

이 과정 중에 다른 구역의 캐비티(133)에는 슬러지 상태의 폐플라스틱이 충진되며, 푸셔(150)에 의해 고형연료(101)가 배출된 후에는 다시 금형(130)이 제1유압실린더(131)에 의해 이동하게 된다.

한편, 금형(130)에서 배출된 고형연료(101)는 아래에 있는 제2호퍼(165)를 통해 컨베이어(160)의 금속벨트(162) 상면에 떨어지며, 금속벨트(162)의 궤도회전에 의해 생산된 고형연료(101)는 컨베이어(160)를 따라 이송된다. 컨베이어(160)는 본체(170)의 외측 상부로 연장되어 컨베이어(160)의 단부 아래에 위치한 화물차에 고형연료(101)를 적재한다.

이와 같이 구성된 고형연료 제조장치(100)는 금형(130)의 2구역(135, 137)에서 교대로 고형연료(101)를 생산함으로써, 대기시간을 단축할 수 있어 생산성이 우수하다.

앞에서 설명한 금형(130)에는 제2구역(137)에 캐비티(133)가 형성된 것으로 설명하였으나, 캐비티(133)를 4구역에 형성하고 2구역 당 한 개의 하우징이 위치하 도록 설치함으로써, 생산성을 더욱 증대시킬 수 있다. 이와 같이 캐비티가 형성된 구역을 증대하고 하우징을 더 설치하는 구성은 본원발명으로부터 용이하게 설계 변형할 수 있는 부분으로서, 이와 같은 부분 또한 본원발명의 기술적 범주 내에 포함된다.

도 1은 본 발명에 따른 고형연료 제조장치를 나타낸 정면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 고형연료 제조장치를 나타낸 측면도이며,

도 3은 도 1에 도시된 고형연료 제조장치의 전체적인 개념도이다.

도 4는 제1호퍼를 나타낸 단면도이고,

도 5는 금형을 나타낸 정면도이며,

도 6은 레일 및 푸셔를 나타낸 금형의 측면도이다.

도 7은 스크러버를 나타낸 분해사시도이고,

도 8a는 도 7에 도시된 스크러버의 장착 상태를 나타낸 평단면도이며,

도 8b는 도 8a에 스크러버의 장착상태를 나타낸 상단 레일의 평면도이고,

도 9는 푸셔가 후퇴한 상태에서 고형연료가 충진되는 상태를 나타낸 개략도이고,

도 10은 푸셔가 전진하여 충진된 고형연료를 배출하는 상태를 나타낸 개략도이며,

도 11은 컨베이어를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 고형연료 제조장치 101 : 고형연료

110 : 하우징 111 : 투입구

112 : 토출구 113 : 스크루

115 : 돌출부 117 : 메인 모터

119 : 감속기 121 : 커플러

122 : 제1호퍼 123 : 공급조절기

125 : 드럼 127 : 모터

130 : 금형 131 : 제1유압실린더

133 : 캐비티 135 : 제1구역

137 : 제2구역 141 : 상단 레일

143 : 구멍 145 : 하단 레일

147 : 홈 150 : 푸셔

151 : 푸셔바 152 : 지지플레이트

153 : 볼트 155 : 고정플레이트

156 : 유압모터 157 : 브라켓

158 : 안내봉 160 : 컨베이어

161 : 모터 162 : 금속벨트

163 : 구름방지턱 164 : 금속편

165 : 제2호퍼 170 : 본체

171, 172 : 빔 175 : 러그

177 : 제어패널 179 : 유압장비

180 : 스크러버 181 : 지지대

183 : 채널 185 : 사각바

187 : 암나사공 189 : 볼트

190 : 난간 191 : 안전손잡이

Claims

투입구로 투입된 폐플라스틱 또는 폐플라스틱과 가연성 쓰레기를 혼합한 혼합물이 내장된 스크루와의 갭 사이를 통과하면서 마찰열에 의해 고형연료로 변화하고 변화된 고형연료를 토출구로 토출하는 하우징과,

스크루를 회전시키는 모터와,

하우징의 토출구의 전방에 위치하며 토출구에 대응하는 고형연료의 캐비티들이 복수의 구역에 형성된 금형과,

복수의 구역들 중 어느 한 구역이 교대로 토출구와 대응하도록 금형을 이동시키는 이송수단을 포함하며,

상기 스크루의 선단에는 반직경으로 돌출부가 형성되며 돌출부는 금형과 접하여 회전하면서 상기 금형에 채워진 고형연료를 절단하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
삭제
제1항에 있어서,

하우징의 투입구는 하우징의 상부에 형성되고, 하우징의 투입구에는 공급조절기가 장착된 호퍼가 장착된 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제3항에 있어서,

공급조절기는 호퍼 안쪽에 평행하게 간격을 두고 배치된 한 쌍의 드럼과 상기 드럼을 구동시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제1항에 있어서,

금형의 2구역에 캐비티들이 형성되며, 이송수단의 작동에 의해 2구역 중 어느 한 구역이 교대로 하우징의 토출구와 대응하게 위치하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제1항에 있어서,

고형연료 제조장치에는 금형의 이동방향을 안내하는 상단 레일과 하단 레일이 고정되며, 상단 레일과 하단 레일에는 길이방향으로 홈이 형성되어 홈에 끼워진 금형이 이송수단에 의해 상하단 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제6항에 있어서,

상단 레일과 하단 레일 사이에는 금형의 안쪽면을 닦는 스크러버가 장착된 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제7항에 있어서,

스크러버는,

채널이 길이방향으로 형성되며 상단 레일과 하단 레일 사이에 수직하게 고정된 지지대와,

지지대의 채널 안쪽에 위치하며 금형과 접하여 위치하는 사각바와,

지지대에 형성된 암나사공에 체결되어 사각바가 금형에 접하도록 가압하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제8항에 있어서,

상단 레일에는 스크러버에 대응하는 구멍이 형성되어 사각바를 지지대에서 인출 또는 삽입하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제1항에 있어서,

금형에는 캐비티가 형성된 구역에 대응하여 푸셔가 장착되어 캐비티에서 성형된 고형연료를 금형 밖으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제10항에 있어서,

푸셔는,

캐비티에 선단이 삽입되어 위치하는 푸셔바와,

푸셔바의 후단이 끼워져 위치하도록 관통공들이 형성된 지지플레이트와,

지지플레이트의 배면에 위치하며 볼트들이 관통하여 푸셔바의 후단면에 체결되는 고정플레이트와,

고정플레이트의 중심에 피스톤의 단부가 연결된 유압모터와,

유압모터가 고정되며 금형과 간격을 두고 이격되어 위치하는 브라켓과,

지지플레이트를 관통해 브라켓과 금형을 연결하는 안내봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제1항에 있어서,

금형에서 토출된 고형연료는 하부에 위치한 컨베이어에 실려 이송되는 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제12항에 있어서,

컨베이어는 금속벨트를 포함하며, 금속벨트의 금속편에는 구름방지편이 금속벨트의 폭방향으로 고정된 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.
제1항에 있어서,

고형연료 제조장치에는 차량에 탑재할 수 있도록 러그가 형성된 것을 특징으로 하는 고형연료 제조장치.