KR100976340B1 - 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레임으로 유지되는 성형실린더와, 상기 성형실린더의 후측 상부에 설치하는 투입구와, 상기 성형실린더의 선단에 용융된 폐플라스틱을 고형체로 압출하도록 설치하는 압출다이스와, 상기 성형실린더의 내부에 폐플라스틱을 가압이송하도록 스크류블레이드를 가지고 설치되는 성형스크류와, 상기 성형실린더의 후방에 설치하여 성형스크류를 회전시키는 구동수단과, 상기 성형스크류의 선측에 공급되는 폐플라스틱에 열을 가하여 용융시키는 히터를 포함하는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치에 있어서;
폐플라스틱이 함유하고 있는 수분을 탈수하여 제거한 상태에서 가압이송하여 용융하여 고형체로 만들 수 있도록 탈수부를 더 구비하고, 상기 탈수부는 히터 후방위치의 성형스크류에 스크류블레이드의 연결을 중단하여 형성하는 적체공간과, 상기 적체공간에 성형스크류(108)의 원주면에 형성하여 이송되는 폐플라스틱이 적체시키는 적체블레이드와, 상기 적체블레이드 위치의 성형실린더에 형성하여 적체 가압 되면서 폐플라스틱으로부터 제거되는 수분을 외부로 배출하는 배수공과, 상기 적체블레이드에 방사상으로 형성하여 가압적체되어 탈수된 폐플라스틱이 히터가 설치된 전방으로 이동할 수 있도록 하는 유통슬로트를 포함하여 설치공간을 최소화 하면서 탈수와 성형을 하나의 장치로 수행하여 원가절감에 기여하면서 생산효율성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치{MANUFACTURING DEVICE FOR REFUSE PLASTIC FUEL}
본 발명은 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 일상생활, 농가 또는 산업현장에서 발생하는 폐플라스틱(합성수지 등)을 용융하여 고형연료를 만드는 개선된 제조장치의 제공에 관한 것이다.
폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치는 플라스틱 또는 합성수지 등과 같은 폐자원(쓰레기)를 선별하여 분쇄, 건조 및 압축 성형한 고형연료를 의미하는 것으로서, RPF(Refuse Plastic Fuel) 또는 RDF(Refuse Derived Fuel) 또는 WDF(Waste Derived Fuel) 또는 PRF(Processed Refuse Fuel) 또는 RPF(Recycled Plastic Fuel) 등과 같이 동일한 의미의 다양한 용어로도 불리워지고 있다.
상기와 같이 폐플라스틱을 이용하여 얻어지는 고형연료는 소각시설, 발전시설 등의 열원으로 이용하여 고가의 화석연료를 대체할 수 있어 에너지의 재생 또는 재활용을 가능하게 하는 것은 물론, 쓰레기의 처리의 효율성을 높일 수 있는 특징이 있다.
종래에서 이러한 목적을 달성하기 위하여 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치가 개발되어 사용되고 있으며, 이의 기술내용을 도 5를 통하여 살펴보면 다음과 같다.
종래 기술이 적용되는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치(1)는 폐플라스틱에 함유된 수분을 제거하기 위한 탈수기(2)와 탈수기(2)를 거처 수분이 제거된 폐플라스틱을 용융 압출하여 고형물로 만드는 성형기(3)로 분리 구성되어 있다.
상기 성형기(3)는 성형바디(4) 내부에 한 쌍의 스크류(5)를 설치하고, 상기 스크류(5)는 후방에 설치되는 구동수단(6)의 동력을 전달받아 회전하면서 폐플라스틱을 전진이송시키도록 한다.
상기 스크류(5)의 선측의 성형바디(4)에는 이용되어오는 폐플라스틱을 용융하기 위한 히터(7)를 설치하고, 성형바디(4)의 선단에는 용융된 상태에서 소정의 형태로 토출하기 위한 토출기(8)를 설치하여 구성된다.
다른 예로서는 탈수기를 배제하고 성형바디 전체에 히터를 설치하여 공급되는 폐플라스틱에 함유된 수분을 제거하면서 용융할 수 있도록 하는 타입으로도 구성된다.
상기와 같은 종래기술이 적용되는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치 중 전자의 경우에는, 장치가 2원 화 됨으로써 장치를 제조하는 데에도 상당한 어려움이 따르고 그에 따르는 원가 상승의 원인이 되고 장치의 가격이 높아져 대외적인 경쟁력이 취약하게 된다.
장치가 탈수기와 성형기로 분리 구성되므로 설치공간을 많이 필요로 하는 것은 물론, 탈수기에서 탈수된 폐플라스틱을 고형물로 만들기 위하여 성형기로 공급하기 위한 공급수단을 별도로 설치하여야 하므로 부대설비와 비용이 발생하고 설치가 용이하지 않게 된다.
그리고, 탈수기를 통하여 탈수를 수행한다 하여도 완전하게 건조된 상태와 같은 수분함유량 제로(0)를 유지하지 못하고, 비닐봉지나 뭉쳐진 폐플라스틱 사이에 수분이 잔존하는 형태이기 때문에 성형기에 공급되었을 때 용융이 정상적으로 이루어지지 못하고 미용융된 상태로 고형물이 배출되는 경우가 빈번하게 발생하므로 장치의 품질을 저하시키는 원인이 된다.
후자의 경우에는 탈수기가 없는 상태로 장치가 구비되므로 생산원가가 절감되고 설치공간이 줄어드는 장점은 있으나, 폐플라스틱에 함유된 수분이 투입과 동시에 히터가 발생시키는 열에 의하여 완전하게 건조 또는 제거하는 것이 현실적으로 어렵게 된다.
폐플라스틱에 함유된 수분건조를 위하여 성형기를 구성하는 성형바디 외부 전체에 히터를 설치하여 가동시키기 때문에 많은 전기에너지를 소비하여야 하므로 생산되는 고형물에 비하여 투자되는 전기 에너지의 낭비가 심하게 되므로 생산 원가 측면에서 항상 마이너스가 되는 원인이 된다.
또한, 폐플라스틱에 함유된 오물과 수분 및 기타 이물질 등이 혼합된 상태에서 히터에 의하여 가열되면서 상당히 심한 악취가 발생하고, 증기로 변하면서 장치 외부로 유출되어 작업자가 성형기로 근접하는 것이 현실적으로 어렵고, 장치가 설치된 외부에까지 악취가 전달되어 주변환경을 오염시키는 것은 물론, 민원이 발생하는 원인이 되고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 프레임으로 유지되는 성형실린더와, 상기 성형실린더의 후측 상부에 폐플라스틱을 공급하도록 설치하는 투입구와, 상기 성형실린더의 선단에 용융된 폐플라스틱을 소정의 고형체로 압출하도록 설치하는 압출다이스와, 상기 성형실린더의 내부에 공급된 폐플라스틱을 가압이송하도록 스크류블레이드를 가지고 설치되는 한 쌍의 성형스크류와, 상기 성형실린더의 후방에 설치하여 성형스크류를 회전시키는 구동수단과, 상기 성형스크류의 선측에 공급되는 폐플라스틱에 열을 가하여 용융시켜 고형체로 만들 수 있도록 설치하는 히터를 포함하는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치에 있어서;
폐플라스틱이 함유하고 있는 수분을 탈수하여 제거한 상태에서 가압이송하여 용융하여 고형체로 만들 수 있도록 탈수부를 더 구비하고, 상기 탈수부는 히터 후방위치의 성형스크류에 스크류블레이드의 연결을 중단하여 형성하는 적체공간과, 상기 적체공간에 성형스크류의 원주면에 형성하여 이송되는 폐플라스틱이 적체시키는 적체블레이드와, 상기 적체블레이드 위치의 성형실린더에 형성하여 적체 가압 되면서 폐플라스틱으로부터 제거되는 수분을 외부로 배출하는 배수공과, 상기 적체블레이드에 방사상으로 형성하여 가압적체되어 탈수된 폐플라스틱이 히터가 설치된 전방으로 이동할 수 있도록 하는 유통슬로트를 포함하여 설치공간을 최소화 하면서 탈수와 성형을 하나의 장치로 수행하여 원가절감에 기여하면서 생산효율성을 높일 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 폐플라스틱을 고형연료로 만드는 장치에 탈수수단을 함께 구비하여 탈수와 함께 폐플라스틱을 용융시켜 고형물로 만들어 배출할 수 있도록 함으로서 장치 전체의 원가를 절감하면서 협소한 공간에서의 설치도 가능하면서 고형연료 생산에 필요한 에너지를 대폭 절감할 수 있고, 악취발생을 배제하여 장치 전체의 품질을 높이면서 이용자들의 편의성을 증대시킬 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.
도 1은 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 정면구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 평면구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 탈수부를 발췌한 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 탈수부를 발췌한 단면도.
도 5는 종래 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 구성도.
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 정면구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 평면구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 탈수부를 발췌한 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치를 도시한 탈수부를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.
통상적인 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치(100)는 프레임(101)의 상방에 서포터(102)로 유지되고 클램프(103)로 단속되는 성형실린더(104)를 구비한다.
상기 성형실린더(104)의 후측 상부에는 폐플라스틱을 공급하기 위한 투입구(105)를 설치하고, 상기 성형실린더(104)의 선단에는 용융된 폐플라스틱을 소정의 고형체로 압출하기 위한 수단으로 압출공과 커터를 가지는 압출다이스(106)를 설치한다.
상기 성형실린더(104)의 내부에는 공급된 폐플라스틱을 가압이송하기 위한 한 쌍의 성형스크류(107)를 설치하고, 상기 성형스크류(107)의 양단부와 중간부위는 저널을 통하여 지지하여 회전에 지장이 없도록 하고, 성형스크류(107)에는 공급받은 폐플라스틱을 가압하면서 이송할 수 있도록 스크류블레이드(108)를 서로 맞물리는 형태로 형성한다.
상기 스크류블레이드(108)는 이동과 압축의 효율성을 높이기 위하여 전진방향으로 갈수록 피치 간격과 높이가 서서히 좁아지면서 낮아지도록 형성하는 것은 당연할 것이다.
상기 성형실린더(104)의 후방에는 성형스크류(108)를 회전시키기 위하여 모터(109)와 다수개의 기어(110)들로 구성되는 감속기(111)와 성형스크류(108)로 실질적으로 회전력을 전달하는 스핀들(112)로 구성되는 구동수단(113)을 설치한다.
상기 성형스크류(108)의 선측에는 공급되는 폐플라스틱에 열을 가하여 용융시켜 소정의 고형체로 만들 수 있도록 하는 히터(114)를 설치하여 구성한다.
본 발명에서는 상기 성형스크류(107)를 공급되는 폐플라스틱이 함유하고 있는 수분을 탈수하여 제거한 상태에서 가압이송하여 용융하여 고형체로 만들 수 있도록 탈수부(115)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 탈수부(115)는 히터(114) 후방위치에 설치하여 폐플라스틱이 히터(114)에 의하여 가열용융되기 이전에 수분을 탈수하여 히터(114) 위치로 공급하여 용융의 용이성을 제공하면서 용융과정에서 발생하는 고열에 의하여 악취 등이 발생하는 것을 배제하여 쾌적한 작업환경을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 탈수부(115)는 성형스크류(108)에 나선형으로 형성되는 스크류블레이드(108)의 연결을 중단한 적체공간(116)을 형성하고, 상기 적체공간(116)에는 성형스크류(108)의 원주면(성형스크류의 축 중심 대하여 직각방향)에 적체블레이드(117)를 형성하여 이송되는 폐플라스틱이 적체될 수 있도록 한다.
상기 적체블레이드(117)가 형성되는 위치의 성형실린더(104)에는 적체 가압되면서 폐플라스틱에 함유되어 있던 상태에서 제거되는 수분을 외부로 배출하기 위한 다수개의 배수공(118)을 형성한다.
상기 배수공(118)은 성형실린더(104) 원주면 전체에 대하여 형성하여도 되나 수분배출의 특성상 아래 방향으로 이루어지는 것을 감안하여 적체블레이드(117) 위치의 성형실린더(104) 측방과 하방위치 정도에 반원형상 범위에 형성하는 것이 위쪽으로 배수되어 하측의 배수공(118)을 통하여 다시 성형실린더(104) 내부로 유입되는 현상을 배제할 수 있어 바람직하다.
상기 적체블레이드(117)에는 가압적체되어 탈수된 폐플라스틱이 히터(114)가 설치된 전방으로 이동하여 다시 가압이송되어 용융될 수 있도록 방사상으로 다수 개의 유통슬로트(119)를 형성하는 것은 당연하다 할 것이다.
상기 탈수부(115)가 위치하는 성형실린더(104)의 외면에는 탈수되어 배수되는 수분이 비산 되어 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 드레인홀을 가지는 방수커버(120)을 부착하고, 히터(114)가 설치되는 성형실린더(104)의 외면에는 열손실을 방지할 수 있도록 단열재를 내장한 내열커버(121)를 부착하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치(100)를 이용하여 고형연료를 제조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
구동수단(113)을 작동시켜 성형실린더(104) 내부에 설치된 성형스크류(107)를 회전시키고, 히터(114)에 전원을 인가하여 공급되는 폐플라스틱을 용융가능하도록 준비한 상태에서, 금속 등과 같이 용융 불가능한 이물질이 선별된 폐플라스틱을 투입구(105)로 공급한다.
그러면, 성형스크류(107)에 의하여 폐플라스틱이 전방으로 가압이송되고 성형스크류(107)의 중간위치에 형성되는 탈수부(115)에 더 형성되는 적체블레이드(117)에 의하여 전방으로 이동이 정지되면서 멈추게 된다.
이와 같이 선측의 폐플라스틱의 이동이 정지된 상태에서도 후방에서는 성형스크류(107)에 의하여 폐플라스틱이 계속하여 가압 이송되어 오기 때문에 적체부(115)에 위치한 폐플라스틱을 가압 되면서 자연스럽게 탈수되는 것이다.
적체되어 가압 탈수된 폐플라스틱은 지속적으로 가압 공급되는 폐플라스틱에 의하여 적체블레이드(117)에 방사상으로 형성되는 유통슬로트(119)를 통하여 전방의 성형스크류(107)로 이송되어 진다.
물론, 적체블레이드(117)에 의하여 적체되면서 가압을 통하여 탈수되는 수분은 성형실린더(104)에 더 형성되는 배수공(118)을 통하여 성형실린더(104)의 외부로 배출되고, 성형실린더(104) 외부를 마감하고 있는 방수커버(120)에 의하여 비산되는 현상이 방지되면서 어느 한 곳으로 집중배수되어 배수되는 수분에 의하여 작업장 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 탈수부(115)를 통과하면서 수분이 제거된 폐플라스틱은 히터(114)에 의하여 가열 용융되면서 가압전진 이송되어 성형스크류(107)의 선단에 구비되는 압출다이스(106)를 통하여 소정형상의 고형물로 만들어져 토출되게 된다.
상기 히터(114)가 설치되는 성형실린더(104)의 외부에는 단열수단을 강구한 내열커버(121)로 마감하고 있어 열손실을 최소화하면서 작업과정에서 성형실린더(104) 외부표면과 접촉하여 일어날 수 있는 안전사고의 우려를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 본 발명은 하나의 성형스크류를 이용하여 폐플라스틱에 함유된 수분을 제거하는 탈수를 수행하면서 동시에 가열용융시켜 고형물을 얻도록 하면서도 열손실과 에너지 소비를 최소화하고 설치공간을 줄여 전체적인 비용을 대폭 절감하면서 생산성을 높일 수 있는 것은 물론, 탈수로 야기되는 환경문제와 작업장의 오염현상을 배제할 수 있는 등의 장점을 가진다.
100; 고형연료 제조장치
104; 성형실린더
106; 압출다이스
107; 성형스크류
108; 스크류블레이드
113; 구동수단
114; 히터
115; 탈수부
116; 적체공간
117; 적체블레이드
118; 배수공
119; 유통슬로트

Claims (2)

  1. 프레임(101)의 상방에 서포터(102)로 유지되고 클램프(103)로 단속되는 성형실린더(104)와;
    상기 성형실린더(104)의 후측 상부에 폐플라스틱을 공급하도록 설치하는 투입구(105)와;
    상기 성형실린더(104)의 선단에 용융된 폐플라스틱을 소정의 고형체로 압출하도록 설치하는 압출다이스(106)와;
    상기 성형실린더(104)의 내부에 공급된 폐플라스틱을 가압이송하도록 스크류블레이드(108)를 가지고 설치되는 한 쌍의 성형스크류(107)와;
    상기 성형실린더(104)의 후방에 설치하여 성형스크류(108)를 회전시키는 구동수단(113)과;
    상기 성형스크류(108)의 선측에 공급되는 폐플라스틱에 열을 가하여 용융시켜 고형체로 만들 수 있도록 설치하는 히터(114)를 포함하는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치(100)에 있어서;
    상기 성형스크류(107)에 폐플라스틱이 함유하고 있는 수분을 탈수하여 제거한 상태에서 가압이송하여 용융하여 고형체로 만들 수 있도록 탈수부(115)를 더 구비하고;
    상기 탈수부(115)는 히터(114) 후방위치의 성형스크류(108)에 스크류블레이드(108)의 연결을 중단하여 형성하는 적체공간(116)과;
    상기 적체공간(116)에 성형스크류(108)의 원주면에 형성하여 이송되는 폐플라스틱이 적체시키는 적체블레이드(117)와;
    상기 적체블레이드(117) 위치의 성형실린더(104)에 형성하여 적체 가압 되면서 폐플라스틱으로부터 제거되는 수분을 외부로 배출하는 배수공(118)과;
    상기 적체블레이드(117)에 방사상으로 형성하여 가압적체되어 탈수된 폐플라스틱이 히터(114)가 설치된 전방으로 이동할 수 있도록 하는 유통슬로트(119)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 탈수부(115)가 위치하는 성형실린더(104)의 외면에는 탈수되어 배수되는 수분이 비산 되어 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 방수커버(120)를 부착하고;
    상기 히터(114)가 설치되는 성형실린더(104)의 외면에는 단열재를 내장한 내열커버(121)를 더 부착하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치.
KR1020100047034A 2010-05-19 2010-05-19 폐플라스틱을 이용한 고형연료 제조장치 KR100976340B1 (ko)

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