KR101032130B1 - 폐플라스틱 고체연료 제조장치 - Google Patents

폐플라스틱 고체연료 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수집된 폐플라스틱을 재생연료화 하는 과정에서 용융시키는 단계가 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치에 관한 것으로, 수집된 폐플라스틱을 파쇄시키는 파쇄부와, 상기 파쇄부에서 파쇄된 폐플라스틱 파쇄물을 풍력 또는 자력 등을 이용하여 불순물을 걸러내고 순수 폐플라스틱만 분리하는 선별부와, 상기 선별부에서 분리된 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받아 용융시키는 용융부와, 상기 용융부에서 용융된 페이스트를 펠렛의 형태로 성형하는 성형부를 포함하는 것으로, 상기 용융부는 일측 상단에 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받는 호퍼가 마련되고, 타측에 용융된 페이스트를 배출하는 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고 일측이 동력발생수단과 연결되어 회전하는 구동롤러와, 상기 구동롤러와 맞물려 회전하면서 상기 폐플라스틱 파쇄물을 통과시키고, 가열수단을 구비하여 통과되는 폐플라스틱 파쇄물을 페이스트로 용융시키는 종동롤러를 포함하여 구성된다.

Description

폐플라스틱 고체연료 제조장치{manufacturing apparatus of RPF}
본 발명은 폐플라스틱 고체연료 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수집된 폐플라스틱을 재생연료화 하는 과정에서 용융시키는 단계가 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 RPF(refuse plastic fuel)와 RDF(refuse derived fuel)는 폐기물에서 얻어지는 연료라는 뜻으로 폐기물에 함유된 수분과 금속류, 유리 등의 불연성분을 건조, 파쇄, 선별 등의 공정을 통하여 제거하고 가연성분만을 가공하여 만든 고체연료이다.
석탄대용의 에너지원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 폐기물의 청정한 처리가 가능하므로 에너지 자원의 부족과 환경문제를 동시에 가지고 있는 우리나라의 현실에 매우 적합한 기술이다.
최근에 폐기물의 적정한 관리를 위해서는 폐기물의 배출량 억제와 재활용 촉진이 최우선의 과제로 인식되고 있으며 자원절약, 환경보전의 측면에서 폐기물을 에너지 자원으로서 유효하게 이용할 수 있는 각종 방법들에 대해 관심이 높아지고 있다.
폐기물 소각시설에 있어서 발전, 열 이용은 대표적인 에너지 유효이용 기술의 하나이지만, 비교적 대규모 소각시설에 한정되고, 또한 열 이용에 있어서 수요공급의 불균형이 문제로 지적되고 있다. 앞으로는 현 기술의 개혁 및 새로운 기술의 개발이 필요하며, 후자에 속하는 유망한 기술로서 RPF & RDF기술이 대두되고 있다.
본 발명은 전처리 공정을 거친 폐플라스틱을 펠릿(pellet)타입의 RPF(refuse plastic fuel)로 버려지는 플라스틱을 비롯한 가연성폐기물을 재활용할 수 있도록 고형연료로 성형 생산하여 폐기물 처리에 따른 비용, 노력, 부대시설의 소비를 절약시킬 뿐만 아니라, 환경오염, 국토보존에 미치는 여러 가지 문제점을 감소시킬 수 있는 폐플라스틱 고체연료 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수집된 폐플라스틱을 파쇄시키는 파쇄부와, 상기 파쇄부에서 파쇄된 폐플라스틱 파쇄물을 풍력 또는 자력 등을 이용하여 불순물을 걸러내고 순수 폐플라스틱만 분리하는 선별부와, 상기 선별부에서 분리된 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받아 용융시키는 용융부와, 상기 용융부에서 용융된 페이스트를 펠렛의 형태로 성형하는 성형부를 포함하는 것으로, 상기 용융부는 일측 상단에 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받는 호퍼가 마련되고, 타측에 용융된 페이스트를 배출하는 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고 일측이 동력발생수단과 연결되어 회전하는 구동롤러와, 상기 구동롤러와 맞물려 회전하면서 상기 폐플라스틱 파쇄물을 통과시키고, 가열수단을 구비하여 통과되는 폐플라스틱 파쇄물을 페이스트로 용융시키는 종동롤러를 포함하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치를 제공한다.
본 발명 폐플라스틱 고체연료 제조장치에 따르면, 폐플라스틱을 포함하는 가연성폐기물을 재활용하여 고형연료로 생산함으로서 폐기물 처리에 따른 비용, 노력, 부대시설의 소비를 절약하고, 환경오염, 국토보존에 미치는 여러 가지 문제점을 감소시키는 효과가 있다.
또한 전처리 공정을 거친 폐플라스틱을 융합하고 사출시키기 위해 용융시키는 과정이 상호 맞물리는 롤러 사이를 통과하면서 이루어지고, 상기 롤러에 열매체유를 순환시켜 폐플라스틱을 가열시킴에 따라 보다 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 제조장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 종동롤러의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 용융부의 단면도,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 폐플라스틱 고체연료 제조장치를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐플라스틱 고체연료 제조장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 종동롤러의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 용융부의 단면도이다.
본 발명 폐플라스틱 고체연료 제조장치(10)는 수집된 폐플라스틱을 파쇄시키는 파쇄부(100)와, 상기 파쇄부(100)에서 파쇄된 폐플라스틱 파쇄물을 풍력 또는 자력 등을 이용하여 불순물을 걸러내고 순수 폐플라스틱만 분리하는 선별부(200)와, 상기 선별부(200)에서 분리된 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받아 용융시키는 용융부(300)와, 상기 용융부(300)에서 용융된 페이스트를 펠렛의 형태로 성형하는 성형부(400)한다.
참고로, 상기 선별부(200)에서 분리된 순수 폐플라스틱 파쇄물은 이물질을 제거하도록 세척하는 세척부 또는 수분을 제거하도록 건조하는 건조부를 추가적으로 거쳐 용융부(300)로 투입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 용융부(300)는 일측 상단에 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받는 호퍼(311)가 마련되고, 타측에 용융된 페이스트를 배출하는 토출구(312)가 형성된 하우징(310)과 상기 하우징(310) 내부에 배치되고 일측이 동력발생수단(500)과 연결되어 회전하는 구동롤러(320)와, 상기 구동롤러(320)와 맞물려 회전하면서 상기 폐플라스틱 파쇄물을 통과시키고, 가열수단을 구비하여 통과되는 폐플라스틱 파쇄물을 페이스트로 용융시키는 종동롤러(330)를 포함하여 구성된다.
호퍼(311)로 공급된 폐플라스틱은 하우징(310) 내부로 수용된다.
그리고, 상기 하우징(310) 내부에 장착되고 서로 맞물려 회전하는 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이를 통과하면서 용융된다.
상기 용융된 폐플라스틱은 페이스트 형태를 취하게 되고, 상기 페이스트는 하우징(310)의 일측에 마련된 토출구(312)로 배출된다.
상기 구동롤러(320)는 일측에 모터를 비롯한 각종 동력발생수단(500)과 연결되어 회전한다.
상기 종동롤러(330)는 상기 구동롤러(320)와 맞물리도록 설정되어 구동롤러(320)의 회전력에 의해 서로 맞물리도록 회전한다.
따라서, 상기 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이로 폐플라스틱 파쇄물이 빨려들어가게 된다.
이때, 상기 종동롤러(330)는 일측이 가열수단과 연결되어 소정의 온도로 가열되어진 상태이기 때문에 통과되는 폐플라스틱 파쇄물은 페이스트로 용융되어 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이로 빠져나가게 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 구동롤러(320) 및 종동롤러(330)는 회전의 중심이 되는 샤프트(321, 331)와, 상기 샤프트(321, 331)의 외주연에 상호 맞물리도록 형성된 스크류(322, 332)를 포함한다.
상기 구동롤러(320) 및 종동롤러(330)가 샤프트(321, 331)와 스크류(322, 332)로 형성되면, 폐플라스틱 파쇄물은 보다 신속 정확하게 구동롤러(320) 및 종동롤러(330)사이로 빠져나갈 수 있다.
구동롤러(320)의 샤프트(321)는 동력발생수단(500)과 연결되고, 종동롤러(330)의 샤프트(331)는 가열수단과 연결된다.
상기 구동롤러(320)는 종동롤러(330)의 열을 전달받아 가열될 수 있지만, 종동롤러(330)와 마찬가지로 별도의 가열수단을 구비하여 스스로 가열됨으로써, 가열성능을 높일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 종동롤러(330)는 내부에 채널(333)을 형성하고, 상기 채널(333)에는 외부의 열매체유 공급장치(600)로부터 공급된 고온의 열매체유(20)가 순환되면서 종동롤러(330)를 가열시킨다.
상기 열매체유(20)는 상기 종동롤러(330)의 내부에 구석구석까지 골고루 마련된 통로 형태의 채널(333)을 순환하면서 종동롤러(330)를 골고루 가열시켜, 결과적으로 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이를 빠져나가는 폐플라스틱 파쇄물이 용융되어 페이스트로 배출되도록 한다.
상기와 같이 내부로 열매체유(20)가 순환하면서 종동롤러(330)가 가열될 경우, 온도조절이 용이하고, 종동롤러(330)가 전체적으로 균일하게 가열될 수 있으며, 샤프트(331)만 가열시키면 되기 때문에 열효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이때, 고온의 열매체유(20)를 종동롤러(330) 내부로 공급하고, 순환이 완료된 열매체유(20)를 전달받아 고온으로 데워서 종동롤러(330)로 다시 공급하는 열매체유 공급장치(600)가 추가적으로 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 채널(333)은 상기 종동롤러(330)의 길이방향과 평행하도록 형성되는 메인채널(334)와, 상기 메인채널(334)과 수직하도록 메인채널(334) 사이에 다수 마련된 모세채널(335)을 포함한다.
상기와 같이 채널(333)이 메인채널(334)과 모세채널(335)로 구분될 경우 열매체유(20)가 보다 골고루 신속하게 순환될 수 있는 장점이 있다.
상기 메인채널(334)과 모세채널(335)은 다수의 열과 행으로 마련될 수 있으며, 열매체유(20)가 골고루 순환될 수 있는 범위에서 다양한 형태로 마련될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 구동롤러(320)는 상기 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이로 배출된 페이스트가 굳지 않도록 회전하면서 저어주는 패들(313)을 추가로 장착한다.
상기 패들(313)은 구동롤러(320)의 단부와 연결되어 회전하며, 회전하는 과정에서 구동롤러(320)와 종동롤러(330) 사이로 배출된 페이스트가 공기와 접하여 식으면서 구동롤러(320) 또는 종동롤러(330)에 엉겨붙어 굳는 일이 발생하지 않도록 페이스트를 저으면서 구동롤러(320) 및 종동롤러(330)에서 분리시키는 작용을 한다.
상기 패들(313) 또한 구동롤러(320) 및 종동롤러(330)와 마찬가지로 샤프트 및 스크류로 구성될 수 있고, 상기 패들(313)이 회전하는 과정에서 하우징(310)과 간섭이 발생하지 않도록 여유공간이 확보되어야 한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 폐플라스틱 고체연료 제조장치
20 : 열매체유 100 : 파쇄부
200 : 선별부 300 : 용융부
310 : 하우징 311 : 호퍼
312 : 토출구 313 : 패들
320 : 구동롤러 321, 331 ; 샤프트
322, 332 : 스크류 330 : 종동롤러
333 : 채널 334 : 메인채널
335 : 모세채널 400 : 성형부
500 : 동력발생수단 600 : 열매체유 공급장치

Claims (5)

  1. 수집된 폐플라스틱을 파쇄시키는 파쇄부와, 상기 파쇄부에서 파쇄된 폐플라스틱 파쇄물을 풍력 또는 자력 등을 이용하여 불순물을 걸러내고 순수 폐플라스틱만 분리하는 선별부와, 상기 선별부에서 분리된 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받아 용융시키는 용융부와, 상기 용융부에서 용융된 페이스트를 펠렛의 형태로 성형하는 성형부를 포함하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치에 있어서,
    상기 용융부는,
    일측 상단에 순수 폐플라스틱 파쇄물을 공급받는 호퍼가 마련되고, 타측에 용융된 페이스트를 배출하는 토출구가 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고 일측이 동력발생수단과 연결되어 회전하는 구동롤러;
    상기 구동롤러와 맞물려 회전하면서 상기 폐플라스틱 파쇄물을 통과시키고, 외부의 열매체유 공급장치로부터 공급된 고온의 열매체유를 순환시키는 채널을 내부에 형성하여 가열되며, 통과되는 폐플라스틱 파쇄물을 페이스트로 용융시키는 종동롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동롤러 및 종동롤러는
    회전의 중심이 되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 상호 맞물리도록 형성된 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 채널은
    상기 종동롤러의 길이방향과 평행하도록 형성되는 메인채널;
    상기 메인채널과 수직하도록 메인채널 사이에 다수 마련된 모세채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동롤러는
    상기 구동롤러와 종동롤러 사이로 배출된 페이스트가 굳지 않도록 회전하면서 저어주는 패들을 추가로 장착하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 고체연료 제조장치.
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