KR101031863B1 - 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조 - Google Patents

휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 성형부 중에서 마모가 발생되는 부품을 신속하고 간편하게 교체 및 점검할 수 있도록 함으로써 유지보수작업성과 생산성을 향상시킬 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 관한 것이다.
본 발명의 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는, 인가되는 동력에 의해 회전되면서 폐기물에 압착작용을 수행하는 편심휠과, 상기 편심휠의 원형 궤적을 따라 배치되는 배출다이스를 구비한 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 있어서, 상기 배출다이스는 상기 편심휠의 가압력에 의해 폐기물이 압착되는 복수의 제1 배출다이스, 상기 제1 배출다이스의 둘레에 배치되어 폐기물이 성형, 배출되는 제2 배출다이스를 구비하되, 상기 제1 배출다이스는 복수 개가 조립될 경우 상기 원형 궤적을 형성할 수 있는 각도 범위로 형성된 원호 형상의 몸체 내주면에 상기 편심휠이 이동되는 궤적을 따라 유입측 성형홈이 요입되고, 상기 유입측 성형홈과 연통되게 그 외주면을 향해 복수의 연결공이 형성된 구조로 이루어지고, 상기 제2 배출다이스는 하나의 상기 제1 배출다이스의 외주면에 복수 개가 배치되고 상기 연결공과 연통되어 유입되는 폐기물이 성형, 배출되는 배출측 성형홈이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 성형부 중에서 마모가 발생되는 부분이 간결, 단순화되므로 신속하고 간편하게 교체 및 점검작업을 수행할 수 있어서 유지보수 작업성이 향상되고, 고형화연료 성형기의 휴지시간 감소로 인한 가동시간의 증가로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 배출다이스의 교체 부품수량이 현저히 감소되고, 고형화연료의 성형시에 편심휠이 통과하는 배출다이스의 요철부 수량이 감소되어 교체주기를 증가시킬 수 있으므로 부품비용의 절감과 작업공수의 절감을 통해 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조{FOAMING PART STRUCTURE FOAMING MACHINE FOR REFUSE DERIVED FUEL}
본 발명은 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 성형부 중에서 마모가 발생되는 부품을 신속하고 간편하게 교체 및 점검할 수 있도록 함으로써 유지보수작업성과 생산성을 향상시킬 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 가정, 업소, 및 산업현장에서 배출되는 쓰레기는 수거용 비닐봉투에 담겨져 배출된 후 매립이나 소각방식에 의해 처리되고 있다.
하지만, 매립방식은 대규모의 매립지를 필요로 하고 침출수의 발생으로 수질오염을 동반하므로 지자체간의 분쟁 등 많은 사회적 비용이 발생되는 문제점이 있고, 소각방식의 경우에는 다이옥신과 같은 오염물질의 배출로 대기오염이 발생되고 많은 민원을 야기하는 등의 문제점을 갖고 있다.
이에 따라, 최근에는 쓰레기를 가연성쓰레기와 불연성쓰레기로 분리한 후, 가연성쓰레기를 재료로 하여 고체연료로 사용하거나 재활용하고, 나머지 불연성쓰레기만을 매립하는 방식으로 매립쓰레기의 양을 최소화하고 있다.
특히, 종이류, 고무류, 합성수지류 등의 가연성쓰레기는 별도의 재처리과정을 거치지 않더라도 덩어리 형태로 성형하게 되면 고체연료로 사용할 수 있으므로, 가연성쓰레기를 성형하기 위한 다양한 형태의 고형화연료 성형기가 개발되고 있다.
산업용 및 가정용 폐기물을 고형화연료로 성형하는 성형기로는 피성형물을 가압하는 방식에 따라 스크류 성형방식, 프레스 성형방식, 링 다이스 성형방식, 및 휠 다이스 성형방식으로 제작된 성형기들이 개시되어 있다.
도1은 일반적인 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 개념적으로 나타낸 도면으로, 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기는 도1에 도시된 바와 같이 배출다이스(20)의 내부에 편심지게 설치되는 편심휠(14)의 회전동작에 따라 폐기물이 압착된 후 링 형태로 배치된 배출다이스의 배출공(21)을 통해 외부로 배출되도록 되어 있다. 그리고, 이와 같이 성형, 배출되는 쓰레기 성형물의 형태는 고형화연료로 이용하기에 편리한 환봉형이고 비교적 생산성이 뛰어나므로 최근 들어 휠 다이스 성형방식을 고형화연료 성형기로 적용하기 위해 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.
그리고, 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기는 배출다이스(20)의 배출공(21)으로 배출되는 쓰레기 성형물이 환봉 형상을 갖는 것이므로 커터에 의해 소정 길이를 갖도록 절단되어 펠렛 형태의 최종적인 고형화연료로 배출된다.
한편, 도2 및 도3은 종래 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도2는 전체적인 외관을 나타낸 사시도이고, 도3은 도2의 A부를 확대한 사시도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 배출다이스(20)는 산업용 및 가정용 폐기물을 고형화연료로 성형하는 부분으로 편심휠(14)의 회전동작에 따라 폐기물에 압착력이 작용되면 제1 배출다이스(22) 주변의 폐기물이 내부 유입측 성형홈(22b) 내부로 투입되고, 이후 유입측 성형홈(22b)과 연통되게 형성된 제2 배출다이스(23)의 배출 성형홈(23b)으로 압입되면서 환봉 형상으로 성형되어 배출구측으로 배출되게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 배출다이스(22)는 사각추 형상을 갖는 몸체(22a)의 전면 및 후면에 상하로 각각 형성된 2개의 체결공(22d), 및 몸체의 저면에 폐기물이 유입되도록 요입, 형성된 유입홈(22c)이 구성되어 있고, 유입홈(22c)과 연통되도록 몸체(22a)의 양쪽 측면에 상하방향을 따라 요입되고 유입홈(22c)으로 유입된 폐기물이 편심휠(14)의 압착력에 의해 압착된 후 압입되도록 유입측 성형홈(22b)이 원주방향으로 길게 형성되어 있다.
제2 배출다이스(23)는 사각추 형상을 갖는 몸체(23a)의 전면 및 후면 하단에 요입되는 체결공(23d)과, 제1 배출다이스(22)의 유입측 성형홈(22b)과 연통되도록 몸체의 양쪽 측면에 상하방향을 따라 요입되는 배출측 성형홈(23b)이 형성되어 있다.
아울러, 전술한 제1 및 제2 배출다이스(22,23)는 각각 66개가 하나의 배출다이스 단위 모듈로 구성되는 것으로, 제1 배출다이스(22)는 인접하는 유입측 성형홈(22b) 부분이 서로 접속되어 하나의 원통형 홀을 형성하도록 편심휠(14)의 회동 궤적을 따라 마주보게 배치된 상태에서 체결공(22d)으로 체결되는 볼트(미도시)에 의해 전면 부분이 원판형 전면 고정판(15)에 고정되고 후면 부분이 원판형 후면 고정판(미도시)에 고정되도록 되어 있다. 그리고, 제2 배출다이스(23)는 인접하는 배출측 성형홈(23b)이 하나의 원통형 홀을 형성하도록 제1 배출다이스(22)의 외주 둘레에 배치되는 것으로 체결공(23d)으로 체결되는 볼트(미도시)에 의해 전면 부분이 원판형 전면 고정판(15)에 고정되고 후면 부분이 원판형 후면 고정판(미도시)에 고정되도록 되어 있다.
하지만, 전술한 종래 고형화연료 성형기는 성형과정에서 큰 압착력이 배출다이스(20)에 작용되어 마모가 쉽게 발생되므로 배출다이스의 잦은 교체(대략 300ton 압착시 교체가 필요한 상태로 마모되므로 시간당 3ton의 폐기물 압착시 1일 10시간 가동 기준으로 교체주기는 대략 10일 정도임)에 따른 유지보수비용의 상승과 휴지시간의 증가로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 배출다이스(20)의 마모 현상은 편심휠(14)의 압착력이 작용되는 제1 배출다이스(22)의 하부에 집중되므로 실질적인 마모는 사각추 형상 몸체(22a)의 하단 부분에만 발생 되지만 제1 배출다이스(22) 전체를 교체하여야 하므로 자원의 낭비가 심한 단점이 있다. 그리고 제1 배출다이스(22)는 고가의 소재인 고장력합금강을 주조작업을 통해 사각추형 몸체로 형성하고 이 사각추형 몸체(22a)에 열처리 작업을 시행한 후 절삭, 드릴링, 표면처리 등의 기계가공 작업을 순차 시행하여 제조하는 고가의 부품으로서 이를 전체적으로 자주 교체할 경우 부품교체 비용이 지나치게 상승되는 단점이 있다. 특히 최근에는 국제 철강재 가격의 급등으로 인한 부품비용의 상승으로 유지보수 비용이 심각한 수준으로 증가되고 있다.
그리고, 종래 고형화연료 성형기는 제1 및 제2 배출다이스(22,23)를 전면 및 후면 고정판에 고정하거나 분해하기 위해서 많은 수량의 볼트(체결부재)를 체결 및 해체하여야 하므로 지나치게 긴 교체시간이 소요되는 단점이 있다. 예컨대, 종래 고형화연료 성형기는 마모가 발생되는 제1 배출다이스(22)를 교체하고자 하는 경우에는 체결부재로서 전면측에 198개(전면 고정판 분해시, 제1 및 제2 배출다이스 고정볼트수량 66개 x 체결 개소 3개)의 볼트를 체결하여야 하고, 후면측에도 132개(제1 배출다이스 고정볼트수량 66개 x 체결개소 2개)의 볼트를 체결하거나 분해하여야 한다.
또한, 종래 고형화연료 성형기는 편심휠(14)의 이동경로상에 배치된 제1 배출다이스(22)가 66개로 구성되어 있으므로, 편심휠이 이동시에 66개의 경계부(서로 인접하는 제1 배출다이스 사이의 연결 틈새부)를 통과하면서 압착작용을 수행하게 되고, 이와 같이 경계부를 통과하는 과정에서는 틈새 부분에서 부하의 불균일 등으로 인해 편심휠(14)의 원활한 이동이 불가능하게 되므로 마모율이 급격하게 증가되고 마모 형상 또한 요철 구조로 불균일하게 발생 되므로 제1 배출다이스(22)의 교체주기가 더욱 짧아지게 되는 단점이 있다.
한편, 제1 배출다이스(22)는 그 마모시에 66개 전체를 교체하여야 하므로 볼트의 분해 및 체결 수량이 지나치게 많아 많은 작업시간이 소요됨을 물론이고 전면 고정판(15) 및 후면 고정판(미도시)의 체결공에 볼트를 정위치시키는 작업 또한 매우 어려워 작업성이 낮고 유지보수에 심각한 장애요인으로 작용되고 있다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 성형부 중에서 마모가 발생되는 부품을 신속하고 간편하게 교체 및 점검할 수 있도록 함으로써 유지보수작업성과 생산성을 향상시킬 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있도록 한 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 인가되는 동력에 의해 회전되면서 폐기물에 압착작용을 수행하는 편심휠과, 상기 편심휠의 원형 궤적을 따라 배치되는 배출다이스를 구비한 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 있어서, 상기 배출다이스는 상기 편심휠의 가압력에 의해 폐기물이 압착되는 복수의 제1 배출다이스, 상기 제1 배출다이스의 둘레에 배치되어 폐기물이 성형, 배출되는 제2 배출다이스를 구비하되, 상기 제1 배출다이스는 복수 개가 조립될 경우 상기 원형 궤적을 형성할 수 있는 각도 범위로 형성된 원호 형상의 몸체 내주면에 상기 편심휠이 이동되는 궤적을 따라 유입측 성형홈이 요입되고, 상기 유입측 성형홈과 연통되게 그 외주면을 향해 복수의 연결공이 형성된 구조로 이루어지고, 상기 제2 배출다이스는 하나의 상기 제1 배출다이스의 외주면에 복수 개가 배치되고 상기 연결공과 연통되어 유입되는 폐기물이 성형, 배출되는 배출측 성형홈이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제1 배출다이스는 원호 형상을 갖는 육면체형 몸체의 전후면에 체결공이 형성되고, 그 저면 중앙에 상기 편심휠의 궤적을 따라 상기 유입측 성형홈이 요입, 형성되며, 상기 연결공은 상기 유입측 성형홈에 접하는 부위로부터 외측을 향해 점차적으로 크기가 작아지는 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 체결공은 상기 육면체형 몸체의 좌우 양측으로 형성되고, 상기 연결공은 상기 유입측 성형홈과 접하는 입구측의 형상은 사각 형상으로 형성되고 출구측을 향하여 점차적으로 원형으로 형성되어 폐기물의 압착 작용이 원활하게 수행되도록 구성될 수 있다.
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상기 제2 배출다이스는 상기 제1 배출다이스의 외주면을 따라 직립 배치되는 사각추형 몸체의 전후면에 체결공이 형성되고 상기 연결공과 연통되도록 상기 사각추형 몸체의 양쪽 측면에 길이방향을 따라 상기 배출측 성형홈이 요입, 형성될 수 있다.
상기 제2 배출다이스는, 상기 배출측 성형홈내에 유입된 폐기물의 외표면을 용융시키는 작용을 수행할 수 있도록 설치되는 히터부재와, 상기 히터부재가 삽입, 설치되도록 상기 사각추형 몸체의 내부에 형성되는 히터삽입부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 히터부재에 의해 가열되는 상기 제2 배출다이스의 가열온도를 감지할 수 있도록 설치되는 온도감지센서를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 배출다이스 중에서 일부는 상기 제2 배출다이스에 조립되는 연결브라켓이 접속될 수 있도록 가조립홈이 형성될 수 있다.
상기 배출다이스는 상기 원형 궤적을 11등분 하는 각도 범위로 형성된 상기 제1 배출다이스 11개와, 하나의 상기 제1 배출다이스 외주면에 6개가 배치될 수 있도록 형성된 상기 제2 배출다이스 66개로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 배출다이스는, 상기 원형 궤적을 따라 배치되어 설치되는 상기 제1 배출다이스 중에서 적어도 1개 이상이 배제되고 그 배제되는 상기 제1 배출다이스의 둘레에 설치되는 상기 제2 배출다이스가 각각 배제되는 삭제구간이 구성되고, 상기 삭제구간에는 사각추형 몸체의 전면 및 후면에 상하로 체결공이 형성되고, 폐기물이 유입되도록 저면에 유입홈이 요입되며 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 유입측 성형홈이 요입된 유입측 보조배출다이스와, 상기 유입측 보조배출다이스의 외면에 접하여 설치되는 사각추형 몸체의 전면 및 후면 하단에 체결공이 형성되고 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 배출 성형홈이 형성된 배출측 보조배출다이스가 설치될 수 있다.
이때, 상기 배출다이스는, 상기 원형 궤적을 11등분하는 각도 범위로 형성된 상기 제1 배출다이스 10개와, 하나의 상기 제1 배출다이스 외주면에 6개가 배치될 수 있도록 형성된 상기 제2 배출다이스 60개가 설치되되 그 좌우측에 상기 삭제구간이 형성되도록 배치되고, 상기 좌우측 삭제구간에 각각 3개의 상기 유입측 보조배출다이스 및 상기 배출측 보조배출다이스가 배치, 설치될 수 있다.
본 발명의 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 성형부 중에서 마모가 발생되는 부분이 간결, 단순화되므로 신속하고 간편하게 교체 및 점검작업을 수행할 수 있어서 유지보수 작업성이 향상되고, 고형화연료 성형기의 휴지시간 감소로 인한 가동시간의 증가로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 배출다이스의 교체 부품수량이 현저히 감소되고, 고형화연료의 성형시에 편심휠이 통과하는 배출다이스의 요철부 수량이 감소되어 교체주기를 증가시킬 수 있으므로 부품비용의 절감과 작업공수의 절감을 통해 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도1은 일반적인 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 개념적으로 나타낸 도면,
도2 및 도3은 종래 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 설명하기 위한 도면,
도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 설명하기 위한 도면,
도5 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 적용되는 배출다이스를 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조의 변형예를 설명하기 위한 조립상태도,
도9 및 도10은 도8에 나타난 배출다이스의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 설명하기 위한 도면으로, 도4a는 전체적인 외관을 나타낸 사시도, 도4b는 요부를 확대 도시한 사시도이다.
도4a 및 도4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 폐기되는 산업용 및 가정용 폐기물을 고형화연료로 리사이클링 하는 고형화연료 성형기에서 폐기물을 직접적으로 압착, 성형하기 위한 부분으로, 인가되는 동력에 의해 회전되면서 폐기물에 압착작용을 수행하는 편심휠(110), 이 편심휠(110)에 의해 압착되는 폐기물이 성형, 배출되도록 편심휠이 이동되는 원형 궤적을 따라 배치되는 배출다이스(120), 배출다이스(120)를 고정, 지지하기 위해 체결되는 전면 고정판(130), 및 후면 고정판(배출다이스의 배면에 위치하여 도시되지 않음) 등이 구비되어 있다.
그리고, 고형화연료 성형기에는 프레임(40)상에 성형부(100)측으로 폐기물을 이송하기 위한 수단으로서 폐기물을 수평방향으로 이송시키는 제1 스크류 컨베이어(50), 이 제1 스크류 컨베이어(50)에 의해 수평 이동된 폐기물을 수직방향으로 이송시키는 제2 스크류 컨베이어(60), 제2 스크류 컨베이어(60)에 의해 이송된 폐기물이 수용되는 외부드럼(70), 외부드럼(70) 내에 회전 가능하게 설치되는 내부 드럼(80), 외부 및 내부 드럼(70,80)의 구동을 위한 구동력을 생성하는 메인 구동모터(91), 이 메인 구동모터(91)에 동력을 전달하기 위한 구동축(도시되지 않음), 감속기(92), 커플링 유닛(93) 등이 구비되어 있다.
그리고, 편심휠(110)은 내부 드럼(80)의 앞쪽에 편심지게 설치되어 내부 드럼의 회동시에 연동되어 회동되면서 폐기물을 배출다이스(120)측으로 압착하게 된다.
첨부도면 도5 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 적용되는 배출다이스를 설명하기 위한 도면으로, 도5는 제1 배출다이스를 나타내는 사시도, 도6은 제2 배출다이스를 나타내는 사시도, 도7은 제1 배출다이스의 다른 형태를 나타내는 사시도이다.
배출다이스(120)는 편심휠(110)의 가압력에 의해 폐기물이 압착되는 제1 배출다이스(121)와, 이 제1 배출다이스(121)에 접하여 설치되고 압착된 폐기물이 성형되어 배출되는 제2 배출다이스(122)를 구비한다.
제1 배출다이스(121)는 복수 개를 설치할 경우 편심휠(110)의 이동 궤적인 원형 궤적을 형성할 수 있는 각도 범위로 형성된 원호 형상의 부재로서, 복수 개로 구성되어 원형을 이루도록 편심휠(110)의 원형 궤적을 따라 배치된다. 그리고, 제1 배출다이스(121)는 편심휠(110)의 가장자리부로부터 인가되는 가압력에 의해 폐기물이 압착되는 유입측 성형홈(121b)이 형성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 배출다이스(121)는 원호 형상을 갖는 육면체형 몸체(121a)의 전후면에 체결공(121d)이 형성되어 있고, 그 저면 중앙에 편심휠의 궤적을 따라 유입측 성형홈(121b)이 요입되어 있으며, 유입측 성형홈(121b)에는 육면체형 몸체의 외주면과 연통되게 상면을 향해 관통되는 복수의 연결공(121c)이 형성되어 있다.
이때, 연결공(121c)은 유입측 성형홈(121b)에 접하는 부위로부터 육면체형 몸체의 외주면을 향해 점차적으로 크기가 작아지는 형태로 형성되는 동시에 유입측 성형홈(121b)과 접하는 입구측의 형상(a 부분)은 대략 사각 형상으로 형성되고 출구측의 형상(b 부분)은 원형으로 형성되어 폐기물의 압착시 부하가 점차적으로 증가되도록 함으로써 원활한 성형동작이 수행되도록 되어 있다.
또한, 상기 제1 배출다이스(121) 중에서 일부는 도7에 도시된 바와 같이 제2 배출다이스(122)와의 조립을 위한 연결브라켓(미도시)이 접속될 수 있도록 가조립홈(121e)이 형성되어 있다. 이 가조립홈(121e)은 여러 가지 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 육면체형 몸체(121a)에 형성된 체결공(121d)의 사이에 대략 반타원 형상으로 요입되어 있다.
그리고 가조립홈(121e)은 제1 배출다이스(121)의 조립시 편의성을 향상시키기 위해 구성된 것으로, 편심휠(110)의 원형 궤적 중 수평선을 기준으로 상측에 해당되는 부분에 제1 배출다이스(121)가 조립되는 경우, 최초 조립시점에서는 제1 배출다이스(121)가 구속되는 부분이 없어서 하방으로 자유 낙하할 수 있지만 가조립홈(121e)의 볼트체결공(121f)과 제2 배출다이스(122)의 전면과의 사이에 연결브라켓(미도시)을 이용하여 볼트로 체결, 가조립하게 되면 제1 및 제2 배출다이스(121,122)가 서로 연결, 지지되므로 제1 배출다이스(121)의 하방 이탈을 방지할 수 있다.
제2 배출다이스(122)는 하나의 제1 배출다이스(121)의 외주면에 복수 개가 배치되어 제1 배출다이스(121)를 통해 압착, 유입되는 폐기물이 성형, 배출되는 부재로서, 제1 배출다이스(121)의 외주면에 직립 배치되는 사각추형 몸체(122a)의 전후면에 체결공(122d)이 형성되어 있고, 제1 배출다이스(121)의 연결공(121c)과 연통되도록 사각추형 몸체(122a)의 양쪽 측면에 길이방향을 따라 배출측 성형홈(122b)이 요입, 형성되어 있다.
한편, 제1 배출다이스(121)는 원호 형상을 갖는 육면체형 몸체(121a)의 원호 각도를 편심휠의 원형 궤적을 11등분 하는 각도 범위가 되도록 형성하고, 제2 배출다이스(122)는 사각추형으로 형성되되 그 상하 폭은 하나의 제1 배출다이스(121) 외주면에 6개가 배치될 수 있는 각도 범위로 형성되어 있다.
그리고, 제1 배출다이스(121)는 6개의 제2 배출다이스(122)가 설치될 수 있도록 양쪽 가장자리 부분에 각각 1/2로 분할된 대략 반원형의 연결공(121c)이 형성되어 있고, 이 반원형 연결공(121c) 사이에는 원형으로 형성된 5개의 연결공(121c)이 형성되는 것이 바람직하다.
제2 배출다이스(122)는 도6에 도시된 바와 같이 배출측 성형홈(122b)내에 유입된 폐기물의 바깥쪽 부분을 용융시켜 외피층을 형성할 수 있도록 전원에 의해 가열되는 히터부재(미도시)가 구비되어 있고, 사각추형 몸체(122a)에는 히터부재가 삽입되도록 히터삽입부(122c)가 형성되어 있다.
히터부재(도시하지 않음)는 제2 배출다이스(122)에 용이하게 설치할 수 있고 가열작용을 효과적으로 수행할 수 있다면 구조나 종류에는 제한 없지만, 본 실시예에서는 봉 형상을 갖는 히터부와 이 히터부의 단부에 'ㄱ' 자 형상으로 굴곡 형성된 단자부를 갖는 히터봉으로 구성되어 있다.
그리고, 히터삽입부(122c)는 히터부재의 종류나 형태에 따라 여러가지 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 사각추형 몸체(122a)의 외면에 히터부재의 단자부 삽입을 위해 요입된 단자 설치홈(122c1)과, 이 단자 설치홈(122c1)으로부터 내측을 향해 천공 형성된 히터부 삽입홀(122c2)로 구성되어 있다. 그리고, 단자 설치홈(122c1)에는 히터삽입부(122c)에 설치된 히터부재가 안정되게 고정되도록 히터고정부재(미도시, 단자 설치홈(122c1)에 안착된 히터부재의 단자부를 압박 고정할 수 있도록 설치되는 볼트와 같은 부재)가 삽입되는 고정부재 삽입홀이 형성되어 있다.
한편, 배출다이스(120)에는 히터부재에 의해 가열되는 제2 배출다이스(122)의 가열온도를 감지할 수 있도록 온도감지센서(미도시)가 더 구비되어 있다. 이 온도감지센서는 온도감지 신호를 제어부(미도시)에 인가함으로써 기 설정된 제2 배출다이스(122)의 가열온도와 비교하여 히터부재로 인가되는 전원의 흐름을 단속함으로써 제어부의 제어하에 제2 배출다이스(122)의 가열온도가 항상 설정된 온도에서 유지되도록 하는 작용을 가능하게 한다.
온도감지센서는 제2 배출다이스(122)의 가열온도를 골고루 정확하게 감지할 수 있도록 다수 개를 배치하여 구성하되, 부품 증가에 따른 제조비용의 상승이나 조립 및 구조의 복잡성 등의 문제점이 발생되지 않도록 적절한 수량으로 배치하여 구성한다. 본 실시예에서는 도6에 도시된 바와 같이 배출다이스를 90°각도로 분할하는 지점마다 각각 1개씩 설치할 수 있도록 90°각도로 분할된 지점에 해당되는 제2 배출다이스(122)에 온도감지센서의 설치를 위한 센서설치홀(122e)이 형성되어 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조의 작용을 설명한다.
먼저, 폐기물이 투입되어 제1 스크류 컨베이어(50)를 통해 수평방향으로 이송된 후 제2 스크류 컨베이어(60)에 의해 수직방향으로 이송되면 외부드럼(70)과 내부 드럼(80) 사이의 공간으로 유입된다.
그리고, 메인 구동모터(91)의 회전력이 구동축(도시되지 않음), 감속기(92), 커플링 유닛(93), 감속기(92) 등을 경유하여 내부 드럼(80)에 전달되면서 회전동작이 수행되면 이 내부 드럼(80)의 앞쪽에 편심지게 설치된 편심휠(110)이 연동되어 회동되면서 폐기물을 배출다이스(120)측으로 밀어내어 폐기물을 환봉 형상으로 성형한 후 외부로 배출시키게 되고, 이때, 배출다이스(120)의 둘레에 배치된 커팅장치(96)가 회전되면서 환봉형 성형물을 펠렛 형태의 고형화연료로 커팅하게 된다.
이러한 폐기물의 성형과정을 보다 구체적으로 설명하면, 편심휠(110)이 원형 궤적을 따라 회전되면 이 편심휠(110)의 가장자리 가압부분이 폐기물을 제1 배출다이스(121)의 유입측 성형홈(121b) 내부로 압입하게 되고 연이어 이와 연통된 연결공(121c)으로 밀어넣게 된다. 이때, 연결공(121c)은 유입측 성형홈(121b)으로부터 배출측 성형홈(122b)를 향하여 점차적으로 크기가 작아지는 형태로 형성되어 폐기물이 원활하게 압착되면서 배출측 성형홈(122b)으로 이동된다.
이와 같이 폐기물이 배출측 성형홈(122b)으로 유입되면 그 내부 형상과 대응하는 환봉 형태의 고형화연료로 성형된다. 이때, 제2 배출다이스(122)는 히터부재에 의해 가열된 상태에 있으므로 배출측 성형홈(122b)내에 유입된 폐기물의 바깥쪽 부분에 열기가 인가되고 그 표면 부분이 용융되면서 외피층을 형성하게 된다.
이와 같이 고형화연료의 외주면측에 외피층이 형성되면 보관, 취급, 운반, 사용 중에 쉽게 부스러지거나 손상되지 않는 장점이 있고, 사용상에 편의성이 향상된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 과정에서 배출다이스 부분에 마모가 발생되더라도 신속하고 편리하게 교체할 수 있는 장점이 있다.
즉, 폐기물을 고형화연료로 성형하는 과정에는 편심휠(110)에 의해 가압력이 직접적으로 전달되는 제1 배출다이스(121) 부분에 부하가 집중되고, 이로 인해 실질적인 마모는 유입측 성형홈(121b) 주변에 발생되므로 대략 300톤 가량의 폐기물을 고형화연료로 성형하게 되면 교체주기에 도달된다.
이와 같이 배출다이스의 교체주기가 도래하게 되면 제1 및 제2 배출다이스(121,122)가 노출되도록 전면 고정판(130)을 분해하게 되는데, 이때, 제1 배출다이스(121)와 체결된 22개의 볼트, 제2 배출다이스(122)와 체결된 132개(66개 x 2개소)를 해체하게 되면 분해가 완료되고, 이후 후면 고정판(배출다이스의 배면에 위치하여 도시되지 않음)에 체결된 볼트 중 제1 배출다이스(121)와 체결된 22개의 볼트를 해체하게 되면 제1 배출다이스(121)를 교체할 수 있으므로 신속하고 편리하게 교체할 수 있다. 다시 말해서, 종래에는 제1 배출다이스를 교체하기 위해 총 330개(전술한 배경기술에 구체적으로 기재됨)의 볼트를 분해한 후 조립하여야 하지만, 본 발명에 따르면 154의 볼트만을 분해, 체결하게 되면 교체작업을 완료할 수 있어서 교체작업을 현저히 단축할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면 편심휠(110)의 이동경로상에 배치된 제1 배출다이스(121)가 11개로 구성되어 있어 편심휠의 회동시에 11개의 경계부(제1 배출다이스 사이의 연결 틈새부)만을 통과하게 되므로 종래 66개의 경계부(전술한 배경기술에 구체적으로 기재됨)를 갖는 구조에 비해 상대적으로 요철 경계부의 수량이 적고, 이로 인해 부하의 불균일 등으로 인해 발생되는 급격한 편마모를 줄일 수 있어서 제1 배출다이스(121)의 교체주기를 증가시켜 부품교체비용을 절감할 수 있다.
또한, 제1 배출다이스(121)는 그 마모시에 종래와 같이 66개를 교체할 필요없이 11개만을 교체하게 되므로 작업시간의 단축은 물론이고, 부품비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
첨부도면, 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조의 변형예를 설명하기 위한 조립상태도, 도9 및 도10은 도8에 나타난 배출다이스의 세부 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도9는 유입측 보조배출다이스를 나타내는 사시도, 도10은 배출측 보조배출다이스를 나타내는 사시도이다.
도8을 참조하면, 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는편심휠(110)에 의해 압착되는 폐기물이 성형, 배출되도록 편심휠이 이동되는 원형 궤적을 따라 배치되는 배출다이스(120)가 제1 배출다이스(121) 및 제2 배출다이스(122)로 구성되되, 제1 배출다이스(121) 중에서 적어도 1개 이상이 배제되고 그 배제되는 제1 배출다이스의 둘레에 설치되는 제2 배출다이스(122) 또한 배제되는 삭제구간(c)이 구성되어 있고, 이 삭제구간(c)에 배출다이스(120)로서 유입측 보조배출다이스(123), 배출측 보조배출다이스(124)가 대체 구성되어 있다.
유입측 보조배출다이스(123) 및 배출측 보조배출다이스(124)는 후술되는 바와 같이 제1 및 제2 배출다이스(121,122)의 교체 및 유지보수작업을 신속하고 편리하게 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로, 유입측 보조배출다이스(123)는 도9에 도시된 바와 같이 사각추형 몸체(123a)의 전면 및 후면에 상하로 체결공(123d)이 형성되고, 폐기물이 유입되도록 저면에 유입홈(123c)이 요입되며 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 유입측 성형홈(123b)이 요입되어 있다. 그리고, 배출측 보조배출다이스(124)는 도10에 도시된 바와 같이 유입측 보조배출다이스(123)의 외면에 접하여 설치되는 사각추형 몸체(124a)의 전면 및 후면 하단에 체결공(124d)이 형성되고 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 배출 성형홈(124b)이 형성되어 있다. 아울러, 사각추형 몸체(124a)의 내부에는 히터부재(미도시)가 삽입되도록 히터삽입부(124c)가 형성될 수 있다.
변형예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 원형 궤적을 11등분하는 각도 범위로 형성된 제1 배출다이스(121)를 수평선의 상측 및 하측에 각각 5개씩 총 10개를 설치하고, 하나의 제1 배출다이스(121) 외주면에 6개가 배치될 수 있는 각도 범위로 형성된 제2 배출다이스(122)를 각각 설치하여 총 60개가 배치되도록 함으로써 하나의 배출다이스 단위 모듈을 구성하되 그 좌우측에 전술한 삭제구간(c)이 형성되도록 배치하여 구성한다.
그리고, 상기 좌측 삭제구간(c)과 우측 삭제구간(c)에는 각각 3개의 유입측 보조배출다이스(123) 및 배출측 보조배출다이스(124)가 연이어 배치되도록 설치되어 있다.
한편, 전술한 변형예에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조는 폐기물을 고형화연료로 압착, 성형하는 과정에서 제1 배출다이스가 마모되어 교체 또는 점검이 필요한 경우에 보다 편리하게 유지보수작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도4b에 도시된 바와 같이 성형부의 내측 부분이 모두 제1 배출다이스(121)로만 구성되어 있는 경우, 인접하는 제1 배출다이스가 서로 밀착되어 견고한 조립상태가 유지되어 유격공간이 없으므로 분해작업을 쉽게 실시할 수 없고, 이에 따라 주변의 제2 배출다이스(122)를 다수 분리하여야 하므로 작업이 어렵고 많은 작업시간이 소요되는 문제점이 있지만, 도8에 도시된 바와 같이 배출다이스 유닛의 좌우측에 제1 배출다이스(121) 및 제2 배출다이스(122)가 배제된 삭제구간(c)이 마련되고 이 삭제구간(c)에 유입측 보조배출다이스(123) 및 배출측 보조배출다이스(124)가 구성되면, 제1 배출다이스(121)의 분해시에 제1 배출다이스(121)를 분리하여 유격공간을 확보함으로써 보다 편리하고 신속하게 교체작업을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
40:프레임 50:제1 스크류 컨베이어
60:제2 스크류 컨베이어 70:외부드럼
80:내부 드럼 91:메인 구동모터
92:감속기 93:커플링 유닛
110:편심휠 120:배출다이스
121:제1 배출다이스 121a:육면체형 몸체
121b:유입측 성형홈 121c:연결공
121d,122d:체결공 121e:가조립홈
122:제2 배출다이스 122a:사각추형 몸체
122b:배출측 성형홈 122c:단자 설치홈
122e:센서설치홈

Claims (11)

  1. 인가되는 동력에 의해 회전되면서 폐기물에 압착작용을 수행하는 편심휠과, 상기 편심휠의 원형 궤적을 따라 배치되는 배출다이스를 구비한 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조에 있어서,
    상기 배출다이스는 상기 편심휠의 가압력에 의해 폐기물이 압착되는 복수의 제1 배출다이스, 상기 제1 배출다이스의 둘레에 배치되어 폐기물이 성형, 배출되는 제2 배출다이스를 구비하되,
    상기 제1 배출다이스는 복수 개가 조립될 경우 상기 원형 궤적을 형성할 수 있는 각도 범위로 형성된 원호 형상의 몸체 내주면에 상기 편심휠이 이동되는 궤적을 따라 유입측 성형홈이 요입되고, 상기 유입측 성형홈과 연통되게 그 외주면을 향해 복수의 연결공이 형성된 구조로 이루어지고,
    상기 제2 배출다이스는 하나의 상기 제1 배출다이스의 외주면에 복수 개가 배치되고 상기 연결공과 연통되어 유입되는 폐기물이 성형, 배출되는 배출측 성형홈이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배출다이스는 원호 형상을 갖는 육면체형 몸체의 전후면에 체결공이 형성되고, 그 저면 중앙에 상기 편심휠의 궤적을 따라 상기 유입측 성형홈이 요입, 형성되며, 상기 연결공은 상기 유입측 성형홈에 접하는 부위로부터 외측을 향해 점차적으로 크기가 작아지는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 체결공은 상기 육면체형 몸체의 좌우 양측으로 형성되고, 상기 연결공은 상기 유입측 성형홈과 접하는 입구측의 형상은 사각 형상으로 형성되고 출구측을 향하여 점차적으로 원형으로 형성되어 폐기물의 압착 작용이 원활하게 수행되도록 된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 배출다이스는 상기 제1 배출다이스의 외주면을 따라 직립 배치되는 사각추형 몸체의 전후면에 체결공이 형성되고 상기 연결공과 연통되도록 상기 사각추형 몸체의 양쪽 측면에 길이방향을 따라 상기 배출측 성형홈이 요입, 형성된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 배출다이스는,
    상기 배출측 성형홈내에 유입된 폐기물의 외표면을 용융시키는 작용을 수행할 수 있도록 설치되는 히터부재와,
    상기 히터부재가 삽입, 설치되도록 상기 사각추형 몸체의 내부에 형성되는 히터삽입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히터부재에 의해 가열되는 상기 제2 배출다이스의 가열온도를 감지할 수 있도록 설치되는 온도감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배출다이스 중에서 일부는 상기 제2 배출다이스에 조립되는 연결브라켓이 접속될 수 있도록 가조립홈이 형성된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  9. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출다이스는 상기 원형 궤적을 11등분 하는 각도 범위로 형성된 상기 제1 배출다이스 11개와, 하나의 상기 제1 배출다이스 외주면에 6개가 배치될 수 있도록 형성된 상기 제2 배출다이스 66개로 구성된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  10. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출다이스는,
    상기 원형 궤적을 따라 배치되어 설치되는 상기 제1 배출다이스 중에서 적어도 1개 이상이 배제되고 그 배제되는 상기 제1 배출다이스의 둘레에 설치되는 상기 제2 배출다이스가 각각 배제되는 삭제구간이 구성되고,
    상기 삭제구간에는 사각추형 몸체의 전면 및 후면에 상하로 체결공이 형성되고, 폐기물이 유입되도록 저면에 유입홈이 요입되며 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 유입측 성형홈이 요입된 유입측 보조배출다이스와, 상기 유입측 보조배출다이스의 외면에 접하여 설치되는 사각추형 몸체의 전면 및 후면 하단에 체결공이 형성되고 그 양쪽 측면에 상하방향을 따라 배출 성형홈이 형성된 배출측 보조배출다이스가 설치된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배출다이스는,
    상기 원형 궤적을 11등분하는 각도 범위로 형성된 상기 제1 배출다이스 10개와, 하나의 상기 제1 배출다이스 외주면에 6개가 배치될 수 있도록 형성된 상기 제2 배출다이스 60개가 설치되되 그 좌우측에 상기 삭제구간이 형성되도록 배치되고,
    상기 좌우측 삭제구간에 각각 3개의 상기 유입측 보조배출다이스 및 상기 배출측 보조배출다이스가 배치, 설치된 것을 특징으로 하는 휠 다이스 성형방식의 고형화연료 성형기의 성형부 구조
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