KR100980982B1 - 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치 - Google Patents

폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ASR에서 수선별된 폴리우레탄 폼(PU Foam)과 섬유류를 재활용하기 위해 폴리우레탄 폼 등에 오염되어 있는 오일류나 기타 폐수 등을 자동 세척할 수 있도록 한 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 하단부가 구동모터에 의해 수직중심선을 기준으로 회전가능하게 설치되며 내부에 세척액이 저장된 회전세척조; 상기 회전세척조의 중심부에 수직방향으로 설치된 유압실린더; 상기 유압실린더 상단부에 설치된 제1회전수단; 상기 제1회전수단과 연결되어 회전가능하게 지지되는 지지수단; 및 상기 지지수단의 하부에 수직방향으로 설치된 교반로드를 포함하고, 폴리우레탄 폼 및 섬유류를 상기 회전세척조의 세척액 속에 침적시키고, 상기 제1회전수단이 회전세척조의 회전방향과 반대로 교반로드를 회전시켜 세척액에 와류를 발생시킴으로 폴리우레탄 폼 및 섬유류에 잔존하는 오염물질을 분리시키는 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치를 제공한다.
폴리우레탄 폼 및 섬유류, 재활용, 세척조, 교반로드, 회전돌기, 와류

Description

폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치{Apparatus for automatic washing PU form and fiber material of scrapped car}
본 발명은 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ASR에서 수선별된 폴리우레탄 폼(PU Foam)과 섬유류를 재활용하기 위해 폴리우레탄 폼 등에 오염되어 있는 오일류나 기타 폐수 등을 자동 세척할 수 있도록 한 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐 자동차 처리시 폐 부품의 유용한 재활용을 위해 재사용 가능하거나 재활용 가능한 부품 및 재료들은 폐차로부터 해체되어, 관련 업체에 판매가 되거나 인계된다.
이들 재활용 가능한 폐 부품이나 재료들을 해체하고 나면, 차체(철금속/비철금속)와 함께 보통 100g이하 플라스틱이나 고무부품, 기타 재료들이 차체에 남게 되는데, 이들 재료들은 압축기에 의해 압축되어 슈레더 업체로 판매된다.
이 압축물은 슈레더업체의 설비에 의해 파쇄, 분쇄 등의 공정에 의해 분쇄물이 되고, 이 분쇄물들은 풍력, 트롬멜, 자력선별 등의 선별방법을 통해 철/비철금속류와 ASR로 분류된다.
여기에서 선별된 철, 비철금속류는 바로 고철이나 비철금속 재활용업체로 보내지고, 나머지 ASR(Automobile Shredder Residue)에는 다양한 재질의 재료나 부품 조각들이 포함되어 있으며, 특히 부피비가 높은 폴리우레탄 폼과 섬유류가 상당량 차지하고 있다.
ASR에서 수선별된 PU Foam과 섬유류를 재활용하기 위해서는 이들 재료가 거의 순정재료 수준으로 유지되어야 하는데, 현재 ASR에서 수선별된 PU Foam과 섬유류는 먼지와 토사류, 유리조각 등 불순물은 물론, 액상류 회수과정에서 발생하는 폐 오일이나 기타 유해물질에 오염되어 재활용시 물성저하 및 냄새 현상이 일어난다.
이러한 현상을 방지하고 비교적 깨끗한 재료수준까지 유지하기 위해서 불순물을 제거한 후 재료에 대한 세척작업을 해야 하고, 이러한 재료는 다음단계인 재활용 소재로 이용하기 위한 가공공정에 적합한 재료가 되며 인체에 무해한 작업을 진행할 수 있다.
상기와 같이, ASR에서 수선별된 PU Foam과 섬유류를 재활용하기 위해서는 이들 재료가 거의 순정재료 수준으로 유지되어야 하는데, 이 재료들에 묻어 있는 먼지와 토사류, 유리조각 등을 먼저 제거해야 하고, 재료내 오염물질(각종 오일류, 기타 폐수 등)을 세척해야 하며, 현재 이들 재료에 대한 세척작업이나 공정은 전무 한 상태이다.
현재 재활용 기술을 개발하기 위해 작업자들은 PU Foam과 섬유류를 육안으로 확인 후, 선별해서 먼지/토사류, 유리 조각 등을 손으로 털고 수납용기에 담아 기존의 플라스틱 분쇄물에 대한 불순물 제거 목적의 세척장치를 이용하여 오염물질을 대충 제거하는 실정이다.
또한 기존의 세척장치는 시험용 소량의 재료를 처리할 수 있으며, 세척 후 배출되는 오염물질의 처리시간이 과다 소요되고, 작업자가 모든 작업을 수행해야 장비 운용이 가능하여 처리시간이 과다 소요되어 처리비용 또한 과다 소요되는 문제점이 있고, 또한 오염물질이 작업자에게 노출이 될 가능성이 높아 작업자의 안전과 작업장 환경에 위협을 주는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 회전세척조에 세척액과 폴리우레탄 폼 및 섬유류를 채워넣고 회전돌기가 형성된 교반로드를 회전시키고, 고온 고압수 분사노즐 및 에어분사장치를 이용하여 세척액에 와류를 발생시켜 폴리우레탄 폼 및 섬유류의 오염물질을 제거함으로써, 공정의 단순화 및 자동화로 작업시간을 단축할 수 있고, 세척과 같은 전처리 비용을 절감할 수 있도록 한 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하단부가 구동모터에 의해 수직중심선을 기준으로 회전가능하게 설치되며 내부에 세척액이 저장된 회전세척조; 상기 회전세척조의 중심부에 수직방향으로 설치된 유압실린더; 상기 유압실린더 상단부에 설치된 제1회전수단; 상기 제1회전수단과 연결되어 회전가능하게 지지되는 지지수단; 및 상기 지지수단의 하부에 수직방향으로 설치된 교반로드를 포함하고, 폴리우레탄 폼 및 섬유류를 상기 회전세척조의 세척액 속에 침적시키고, 상기 제1회전수단이 회전세척조의 회전방향과 반대로 교반로드를 회전시켜 세척액에 와류를 발생시킴으로 폴리우레탄 폼 및 섬유류에 잔존하는 오염물질을 분리시키는 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 유압실린더는 제1회전수단, 지지수단 및 교반로 드를 지지하면서 상방향으로 승하강시키고, 세척된 폴리우레탄 폼 및 섬유류의 회수시 상기 제1회전수단, 지지수단 및 교반로드를 상승시키는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 지지수단은 제1회전수단과 연결되어 원주방향을 따라 좌우방향으로 회전가능하게 지지되는 회전바; 상기 회전바의 끝단에 설치된 제2회전수단; 및 상기 제2회전수단의 하부에 연결되어 좌우방향으로 회전가능하게 지지되는 회전링 및 리브를 포함하고, 상기 교반로드는 회전링의 하부에 원주방향을 따라 수직방향으로 설치되고, 제2회전수단은 제1회전수단의 회전방향과 반대로 되어 세척액의 와류를 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교반로드에 다수의 회전돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1회전수단 및 제2회전수단은 모터이고, 상기 회전바는 제1회전수단의 모터축에, 상기 회전링은 제2회전수단의 모터축에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전세척조의 내측 벽면에는 스팀 및 고온 고압수가 분사되는 분사노즐이 설치되고, 상기 회전세척조의 저면에는 에어분사장치가 설치되어, 스팀 및 고온 고압수와 공기의 힘에 의해 폴리우레탄 폼 및 섬유류로부터 오염물질이 분리되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명에 따른 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치에 의하면, 회전세척조에 세척액과 폴리우레탄 폼 및 섬유류를 채워넣고 회전 돌기가 형성된 교반로드를 회전시키고, 고온 고압수 분사노즐 및 에어분사장치를 이용하여 세척액에 와류를 발생시켜 폴리우레탄 폼 및 섬유류의 오염물질을 제거함으로써, 공정의 단순화 및 자동화로 작업시간을 단축할 수 있고, 세척과 같은 전처리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 세척액으로 고온 고압의 물을 사용하여 2차 오염이 없으며, 재료내 잔존하는 세균과 기타 바이러스의 살균처리가 가능하며, 보다 안전하고 신속하게 폴리우레탄 폼 및 섬유류의 대량 처리가 가능한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 1은 본 발명의 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.
본 발명의 일실시예는 오염물질 세척을 위해 세척액(13)이 저장된 회전세척조(11)와, 회전세척조(11)에 폴리우레탄 폼과 섬유류(이하, '폴리우레탄 폼 등(10)'이라 함)를 공급하는 피더기(12)와, 회전세척조(11)의 세척액(13) 속에 침적된 폴리우레탄 폼 등(10)을 교반시켜 세척하는 교반기와, 세척이 완료된 폴리우레탄 폼 등(10)을 다음공정을 이송하기 위해 흡입하는 진공흡입기(14)를 포함한다.
상기 회전세척조(11)는 내부에 세척액(13)이 저장될 수 있도록 일정한 크기의 체적공간을 갖고 하단부가 평면인 원통형 구조로 이루어져 있고, 구동모터(15)에 의해 회전세척조(11) 전체가 회전하는 구조로 설치되어 있다.
또한, 상기 회전세척조(11)는 내부의 회전상태와 박리상태를 확인할 수 있도록 투명한 강화유리재질로 이루어져 있고, 회전세척조(11)의 내벽면에는 세척액(13) 속으로 스팀 및 고온 고압수를 분사하여 오염물질의 제거효과를 증폭시킬 수 있도록 분사노즐(16)이 설치되어 있다.
상기 회전세척조(11)의 내부 중심에는 수직방향으로 유압실린더(17)가 설치되어 있고, 유압실린더(17)의 상단부에는 제1회전수단(18)이 설치되고, 제1회전수단(18)을 중심으로 회전바(20)가 원주방향을 따라 수평방향으로 설치되며, 회전바(20)는 제1회전수단(18)에 의해 회전가능한 구조로 설치되어 있다.
상기 회전바(20)의 끝단에는 제2회전수단(19)이 설치되고, 제2회전수단(19)의 하단부에는 교반로드(21)가 회전링(22)과 리브(23)를 통해 원주방향을 따라 하방향으로 설치되고, 교반로드(21)에는 다수의 회전돌기(24)가 형성되어 있다.
제1회전수단(18) 및 제2회전수단(19)은 모터에 의해 구현가능하고, 제2회전수단(19)이 제1회전수단(18)의 회전방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 회전되게 하여 제2회전수단(19)에 부착된 회전돌기(24)가 세척작업이 진행되는 과정에서 세척액(13)과의 와류에 의해 회전력에 의한 타격으로 폴리우레탄 폼 등(10)에 잠재된 오염물질의 제거효과를 향상시킨다. 또한, 상기 제2회전수단(19)의 회전속도를 제1회전수단(18)과 달리하여 세척효과를 더욱 증대시킨다.
또한, 상기 회전세척조(11)가 제1회전수단(18)의 회전방향과 반대로 되게 하여 와류를 생성함으로써 상기 세척효과를 더욱 높일 수 있게 하고, 회전세척조(11)의 저면에는 에어분사장치가 설치되어, 내측벽에 설치된 분사노즐(16)을 통해 스팀 및 고온 고압수가 회전세척조(11)에 분사될 때 에어분사장치에 의해 분사되는 공기의 힘으로 세척액(13) 속에는 와류가 발생하게 된다.
그리고, 회전세척조(11)에 채워진 세척액(13)(예, 물)은 오염물질이 최대한 분리될 때까지 계속 사용되고, 세척이 완료된 다음 하부에 설치된 배수장치에 의해 자동으로 배수되게 된다. 이때 배수된 물은 다음 폴리우레탄 폼 등(10)이 채워질 때까지 불순물 제거 등 정화 처리되며 고온 고압으로 히팅되어 장치내로 재투입된다.
본 발명의 오염물질 수거 박스는 회전세척조(11) 하부에 장착되고, 폴리우레탄 폼 등(10)으로부터 세척되어 나온 오염물질이 수거되는 용기로서 모아진 물질들은 주기적으로 제거하여 처리된다.
상기 피더기(12)는 자동으로 작동되는 좌우 회전운반기에 의해 회전세척조(11)의 상부로 운반되고 폴리우레탄 폼 등(10)이 하방향으로 공급되어 회전세척조(11)에 삽입되고, 상기 폴리우레탄 폼 공급시 회전세척조(11)를 회전시켜 전체적으로 골고루 쌓이도록 한다.
상기 진공흡입기(14)도 자동으로 작동되는 좌우 회전운반기에 의해 회전세척조(11)의 상부로 운반되어 회전세척조(11)에 세척된 폴리우레탄 폼 등(10)을 상방향으로 회수하며, 상기 폴리우레탄 폼 회수시 세척액(13)을 배수시킨 다음 회전세척조(11)를 회전시켜 폴리우레탄 폼을 깨끗하게 회수한다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치의 작동상태를 나타내면 다음과 같다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 방법을 나타내는 공정도이다.
본 장치는 ASR 폴리우레탄 폼과 섬유류의 불순물 제거, 즉 먼지, 토사류, 유리조각의 단순 제거 후 재료내 잔존하고 있는 오일류나 기타 오염물질 등을 분리하여 오염도를 최소화하고 더욱 더 순수한 재료를 얻도록 한다.
우선 1차 불순물 제거 공정에서 불순물을 제거한 폴리우레탄 폼 등(10)의 상당량을 피더기(12)를 통해 회전세척조(11)에 투입한다. 이때 피더기(12)로부터 떨어지는 폴리우레탄 폼 등(10)이 회전세척조(11) 안에 구석구석 골고루 퍼지도록 제1회전수단(18)을 천천히 회전시킨다.
피더기(12)로부터 떨어지는 폴리우레탄 폼 등(10)이 일정량 투입되었으면 피더기(12)를 후퇴하고 제1회전수단(18)은 회전속도를 서서히 높혀 폴리우레탄 폼 등(10)의 오염물질 분리작업을 실시한다.
이때, 회전세척조(11) 내의 분사노즐(16) 및 에어분사장치를 통해 스팀 및 고온 고압수가 분사되고 공기의 힘으로 와류가 발생한다. 여기서, 회전세척조(11)의 회전방향은 시계 반대방향이고, 제1회전수단(18)은 회전바(20)를 통해 교반로드(21)를 시계방향으로 회전시켜 와류와 재료간 교반을 유도함으로써 폴리우레탄 폼 내의 오염물질을 분리시킨다.
그 다음 상기 회전세척조(11)의 세척이 완료되고 배수가 시작되면 회전세척조(11) 내 세척 완료된 폴리우레탄 폼이 진공흡입기(14)에 의해 회수될 수 있는 공간을 확보하기 위해 유압실린더(17)가 제1회전수단(18), 회전바(20), 제2회전수 단(19) 및 교반로드(21)를 상방향으로 이동시킨다.
계속해서, 회전세척조(11)에 남아 있는 폴리우레탄 폼 등(10)은 진공흡입기(14)에 의해 흡입되어 회수되며 이때 재료의 원활한 회수를 위해 회전세척조(11)를 천천히 회전시켜 폴리우레탄 폼을 모은다.
회수된 폴리우레탄 폼 등(10)은 컨베이어에 의해 다음공정(건조공정)으로 이송되고, 상승되었던 제1회전수단(18), 회전바(20), 제2회전수단(19) 및 교반로드(21)는 다음 재료의 세척을 위해 원래 위치로 복귀되어 안착된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치를 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 방법을 나타내는 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 폴리우레탄 폼 등 11 : 회전세척조
12 : 피더기 13 : 세척액
14 : 진공흡입기 15 : 구동모터
16 : 분사노즐 17 : 유압실린더
18 : 제1회전수단 19 : 제2회전수단
20 : 회전바 21 : 교반로드
22 : 회전링 23 : 리브
24 : 회전돌기 25 : 컨트롤러

Claims (6)

  1. 하단부가 구동모터에 의해 수직중심선을 기준으로 회전가능하게 설치되며 내부에 세척액이 저장된 회전세척조;
    상기 회전세척조의 중심부에 수직방향으로 설치된 유압실린더;
    상기 유압실린더 상단부에 설치된 제1회전수단;
    상기 제1회전수단과 연결되어 회전가능하게 지지되는 지지수단; 및
    상기 지지수단의 하부에 수직방향으로 설치된 교반로드를 포함하고, 폴리우레탄 폼 및 섬유류를 상기 회전세척조의 세척액 속에 침적시키고, 상기 제1회전수단이 회전세척조의 회전방향과 반대로 교반로드를 회전시켜 세척액에 와류를 발생시킴으로 폴리우레탄 폼 및 섬유류에 잔존하는 오염물질을 분리시키는 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압실린더는 제1회전수단, 지지수단 및 교반로드를 지지하면서 상방향으로 승하강시키고, 세척된 폴리우레탄 폼 및 섬유류의 회수시 상기 제1회전수단, 지지수단 및 교반로드를 상승시키는 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지수단은 제1회전수단과 연결되어 원주방향을 따라 좌우방향으로 회전가능하게 지지되는 회전바;
    상기 회전바의 끝단에 설치된 제2회전수단; 및
    상기 제2회전수단의 하부에 연결되어 좌우방향으로 회전가능하게 지지되는 회전링 및 리브를 포함하고, 상기 교반로드는 회전링의 하부에 원주방향을 따라 수직방향으로 설치되고, 제2회전수단은 제1회전수단의 회전방향과 반대로 되어 세척액의 와류를 발생하는 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 교반로드에 다수의 회전돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1회전수단 및 제2회전수단은 모터이고, 상기 회전바는 제1회전수단의 모터축에, 상기 회전링은 제2회전수단의 모터축에 연결되는 것을 특징으로 하는 폐 자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 회전세척조의 내측 벽면에는 스팀 및 고온 고압수가 분사되는 분사노즐이 설치되고, 상기 회전세척조의 저면에는 에어분사장치가 설치되어, 스팀 및 고온 고압수와 공기의 힘에 의해 폴리우레탄 폼 및 섬유류로부터 오염물질이 분리되는 것을 특징으로 하는 폐자동차의 폴리우레탄 폼 및 섬유류 자동 세척 장치.
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