KR101036770B1 - 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템에 관한 것으로, 폐스티로폼을 수납하는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결된 압출기와, 상기 압출기의 단부와 근접 배치되어 펠릿화를 위해 압출된 반용융 상태의 잉곳을 이송하는 이송기와, 상기 이송기의 단부에 구비된 냉각조 및 펠릿화를 위한 커팅기를 포함하는 스티로폼 감용기에 있어서; 상기 압출기는 상기 호퍼와 연결된 상부압출기와, 상기 상부압출기보다 작은 직경과 길이를 갖는 하부압출기 및 상기 상부압출기와 하부압출기를 연결하는 연결관으로 이루어진 이단 압출기로 형성되고; 상기 하부압출기의 배출부에는 연속작업이 가능하도록 교체가능한 여과기가 구비되며; 상기 하부압출기의 단부에는 상기 이송기의 호퍼에 반개방 형태로 접속되는 가압관이 설치된 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 이단압출 방식을 통해 고출력으로 피딩할 수 있어 피딩효율이 향상되고, 여과기가 구비되어 있어 폐스티로폼에 이물이 포함되어 있더라도 자동 스크리닝이 가능하며, 용융압출시 발생되는 폐가스를 배출시킬 수 있어 피딩속도 저하를 막고, 별도의 작업인원 없이도 펠릿화를 위한 이송이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

폐스티로폼, 감용기, 피딩, 이단압출, 스크리닝, 여과기, 가스배출공

Description

폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템{STYROFOAM DIMINISHING PELLET SYSTEM FOR REMOVING WASTE}

본 발명은 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이물질이 포함된 경우에도 스크리닝이 가능하여 피딩효율을 향상시킬 수 있음은 물론 피딩압을 높여 별도의 관리인력 없이도 자동 피딩이 가능하여 인력감소 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 개선된 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 스티로폼은 복원성, 완충성, 단열성 등이 우수하여 전기 및 전자 제품의 포장재, 건축 단열재, 일회용 음식용기 등으로 널리 활용되고 있다.

이러한 스티로폼은 여러가지 유용한 물성 때문에 일상생활과 밀접한 관계를 갖고 활용되고 있지만 사용후 폐기 처분시 그 수량과 부피가 방대하므로 수집 및 운반에 엄청난 인력과 경비가 소요됨은 물론 매립지에 매립하는 형태로 폐기하더라도 잘 썩지 않기 때문에 심각한 환경오염을 야기시키기도 한다.

이에, 이와 같은 폐스티로폼을 재생하여 재활용하려는 노력들이 경주되었으 며, 그 일환으로 감용기가 개발되어 활용되고 있다.

여기에서, 감용기란 폐스티로폼 또는 폐폴리우레탄과 같은 소재의 공극률을 최소화시켜 부피를 줄이기 위한 기계장치로서, 보통 폐스티로폼이 투입되는 호퍼, 이 호퍼를 통해 투입된 폐스티로폼을 파쇄하는 파쇄부, 파쇄된 폐스티로폼을 가열 용융하여 압출하는 압출부 및 이 파쇄부와 압출부를 구동하는 동력원을 포함하여 구성된다.

그리하여, 압출부를 통해 압출되는 폐스티로폼 잉곳(Ingot)은 압출부의 단부에 구비된 잉곳 압출부의 형상에 따라 직사각형이나 혹은 원형 단면을 갖고 연속적으로 압출되게 되며, 압출후 냉각존을 거쳐 냉각되고, 이어 일정크기로 커팅된 후 펠릿화됨으로써 재활용되게 된다.

그런데, 종래 폐스티로폼 감용기는 철분이나 비교적 크기가 큰 이물질들은 자력선별이나 육안식별을 통해 분리가 가능하나 크기가 작고 폐스티로폼 표면에 붙어 있는 이물질들은 식별과 분리선별이 어려워 보통 그대로 투입되기 되는데 그럴 경우 폐스티로폼 잉곳으로 제조되는 과정에서 압출부를 막게 되어 잉곳으로의 압출이 불가능하게 되는 등 많은 문제가 있었다.

따라서, 폐스티로폼을 재활용하더라도 상태가 깨끗한 경우만 가능하였기 때문에 그 효용성이 매우 떨어짐은 물론 재생산성이 매우 낮았고, 이물 제거를 위해 시간과 비용을 낭비해야만 하였다.

뿐만 아니라, 펠릿화를 위해 반용융상태의 잉곳을 다시 피딩해야 하는데 통상 압출되어 나온 잉곳을 단순 중력에 의해 자연낙하시킨 후 이와 직교되게 배치된 이송기의 호퍼에서 받은 후 이송기를 통해 이송시키면서 펠릿 제조를 위한 공정을 진행하게 되는데, 이 경우 잉곳은 반용융상태이므로 별도의 가압력이 가해지지 않을 경우 자연낙하후 호퍼를 통한 공급이 원활하지 않게 되어 펠릿화시키는 효율이 현저히 저하되므로 반드시 적어도 1인의 작업자가 상시 대기하면서 압출되어 나온후 이송기의 호퍼로 떨어진 잉곳을 눌러 주어야 하므로 인력낭비도 심하였다.

나아가, 폐스티로폼이 파쇄된 후 가열용융되면서 잉곳화될 때에 폐가스도 함께 발생되게 되는데 이는 잉곳의 피딩을 방해하여 피딩효율을 떨어뜨림으로써 생산성 저하를 초래하기도 하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 압출기의 출구단에 교체가능한 여과기를 설치하고, 이단피딩형 압출기를 사용하여 스티로폼 잉곳을 압출함은 물론 펠릿화를 위해 직각이송시 반개방형 직접 연결방식을 통해 별도의 전용 작업자를 배치하지 않고도 고효율적으로 피딩 및 이송할 수 있도록 한 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 폐스티로폼을 수납하는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결된 압출기와, 상기 압출기의 단부와 근접 배치되어 펠릿화를 위해 압출된 반용융 상태의 잉곳을 이송하는 이송기와, 상기 이송기의 단부에 구비된 냉각조 및 펠릿화를 위한 커팅기를 포함하는 스티로폼 감용기에 있어서; 상기 압출기는 상기 호퍼와 연결된 상부압출기와, 상기 상부압출기보다 작은 직경과 길이를 갖는 하부압출기 및 상기 상부압출기와 하부압출기를 연결하는 연결관으로 이루어진 이단 압출기로 형성되고; 상기 하부압출기의 배출부에는 연속작업이 가능하도록 교체가능한 여과기가 구비되며; 상기 하부압출기의 단부에는 상기 이송기의 호퍼에 반개방 형태로 접속되는 가압관이 설치된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템을 제공한다.

이때, 상기 상부압출기의 길이 일부에는 가스배출공이 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 여과기는 하부압출기의 길이방향과 직교되게 배치되고 슬라이딩방식으로 삽입되는 필터프레임과, 상기 필터프레임에 탈착가능하게 설치되며 이중화된 필터와, 상기 필터프레임을 파지하는 실린더로드와, 상기 실린더로드가 연결된 작동실린더를 포함하여 구성된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 폐스티로폼을 수납하는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결된 압출기와, 상기 압출기의 단부와 근접 배치되어 펠릿화를 위해 압출된 반용융 상태의 잉곳을 이송하는 이송기와, 상기 이송기의 단부에 구비된 냉각조 및 펠릿화를 위한 커팅기를 포함하는 스티로폼 감용기에 있어서; 상기 압출기의 길이 일부에 형성된 가스배출공과; 상기 압출기의 길이방향과 직교되게 배치되고 슬라이딩방식으로 삽입되는 필터프레임, 상기 필터프레임에 탈착가능하게 설치되며 이중화된 필터, 상기 필터프레임을 파지하는 실린더로드, 상기 실린더로드가 연결된 작동실린더로 이루어진 여과기와; 상기 하부압출기의 단부에 설치되고, 상기 이송기의 호퍼에 반개방 형태로 접속되는 가압관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 이단압출 방식을 통해 고출력으로 피딩할 수 있어 피딩효율이 향상되고, 여과기가 구비되어 있어 폐스티로폼에 이물이 포함되어 있더라도 자동 스크리닝이 가능하며, 용융압출시 발생되는 폐가스를 배출시킬 수 있어 피딩 속도 저하를 막고, 별도의 작업인원 없이도 펠릿화를 위한 이송이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 감용기의 예시적인 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 감용기의 예시적인 측단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 감용기의 요부 확대도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감용기는 컨베이어벨트를 통해 이송된 폐스티로폼이 파쇄기/분쇄기를 거쳐 파쇄/분쇄된 후 공급될 때 이를 수납한 다음 압출기로 이송하는 폐스티로폼 공급기인 호퍼(100)를 포함한다.

그리고, 상기 호퍼(100)의 하단은 압출기와 연결되는데, 본 발명에서 사용되는 압출기(200)는 이단 압출기이다.

즉, 상기 압출기(200)는 폐스티로폼의 압출력, 즉 피딩력을 높이기 위해 충분한 압출력을 확보하도록 이단 압출기 형태로 구성된다.

본 발명에 따른 이단 압출기는 상기 호퍼(100)와 직접 연결된 상부압출기(210)와, 상기 상부압출기(210)와 상하로 단차를 두고 연결관(230)에 의해 연결된 하부압출기(220)로 구성된다.

이때, 상기 상부압출기(210)는 상기 하부압출기(220)보다 더 큰 직경과 더 긴 길이를 갖고 형성되어 고출력을 제공하게 되며, 상기 하부압출기(220)는 상기 상부압출기(220)보다 상대적으로 작은 직경과 작은 길이를 갖고 배치되어 상기 상부압출기(210)로부터 제공된 고출력을 최대한 활용하여 폐스티로폼 용융물, 즉 잉곳이 원활하게 압출할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 연결관(230)의 직경을 가변시켜 하부압출기(220)를 통해 압출력을 조절할 수 있음도 본 발명이 갖는 커다란 특징중 하나이다.

이는 압출기(200)를 이중 압출기로 구성함으로써 기존에 얻을 수 없었던 압출압을 극도로 높임으로써 반용융물인 잉곳의 피딩력을 최대화시킬 수 있기 때문이다.

아울러, 상기 상부압출기(210)의 길이 일부, 바람직하기로는 상기 연결관(230)과 근접한 부위에는 가스배출공(240)이 형성된다.

상기 가스배출공(240)은 폐스티로폼을 용융 압출시킬 때 압출기(200) 내부에서 발생되는 폐가스를 외부로 배출시켜 폐가스의 가스압에 의해 반용융물인 폐스티로폼 잉곳에 역압이 걸리면서 압출을 위한 피딩력이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이때, 상기 가스배출공(240)을 단순히 형성하게 되면 내부압에 의해 반용융상태의 잉곳도 함께 배출되어 버리는 문제가 발생되므로 이를 방지하면서 가스만 배출할 필요가 있다.

이를 위해, 상기 상부압출기(210)의 내부에 실장되는 피딩스크류(250)의 피치를 조절하되 상기 가스배출공(240)이 형성된 내부 용적을 다른 부위보다 급격히 확장시킴으로써 피딩되던 반용융물인 잉곳이 충분히 수용되고도 남을 정도의 내부 공간이 확보되므로 잉곳보다 상대적으로 자유도가 현저히 높은 가스만이 외부로 배출되고 곧이어 회전되는 스크류에 의해 잉곳은 이송되므로 무리없이 가스만을 배출시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 하부압출기(220)의 단부에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 형태의 여과기(300)가 설치된다.

이때, 상기 여과기(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부압출기(220)로부터 압출된 잉곳을 펠릿형태로 만들기 위해 이송하는 이송기(400)과 연결되는 부위에 설치되며, 보통 상기 이송기(400)는 압출기(200), 보다 바람직하기로는 하부압출기(220)와 상하로 단차를 두고 직교되게 설치되어 공간활용을 최대화하게 된다.

아울러, 이송기(400)를 통해 이송된 잉곳은 최종 압출된 다음 냉각조(500)에서 냉각된 후 펠릿형태로 커팅됨으로써 제품화되게 된다.

여기에서, 상기 여과기(300)는 하부압출기(220)의 길이방향과 직교되게 배치되고 슬라이딩방식으로 삽입되는 필터프레임(310)과, 상기 필터프레임(310)에 탈착가능하게 설치되는 필터(320)와, 상기 필터프레임(310)을 파지하는 실린더로드(330)와, 상기 실린더로드(330)가 연결된 작동실린더(340)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 필터(320)는 이중화, 즉 동일크기의 것 2개가 병렬로 배치된 상태로 있다가 어느 하나가 오염되면 상기 작동실린더(340)를 동작시켜 상기 필터프레임(310)을 이동시켜 여분의 것으로 교환 사용토록 하고, 오염된 것은 밖으로 빼내어 교체할 수 있도록 구성된다.

따라서, 본 발명 감용기는 필터(320) 교체시에도 장치를 정지시킬 필요없이 연속작업이 가능하게 된다.

덧붙여, 상기 여과기(300)를 통과한 하부압출기(220)의 최종단에는 가압관(PV)이 설치된다.

상기 가압관(PV)은 대략 'ㄱ' 형상으로 형성되며, 특히 상기 이송기(400)의 호퍼(미도시)와 반개방 상태로 연결된다.

그리하여, 상기 가압관(PV)을 통해 배출된 반용융상태의 폐스티로폼 잉곳이 압출되던 힘, 즉 압출압(배출압)의 일부를 그대로 받으면서 상기 이송기(400)의 호퍼로 유입되게 되고, 유입된 순간에도 연속적으로 배출되는 잉곳의 배출압에 의해 밀리면서 자동적으로 자연스럽게 이송기(400) 쪽으로 공급되게 된다.

따라서, 기존 자연낙하방식과 달리 가압력이 상시 발생하고 있는 상태가 되므로 별도의 작업인원을 필요치 않으며 자동화가 가능하게 된다.

다른 실시예로, 상기 압출기(200)를 이단 압출기로 구성하지 않고 단일 압출기로 구성하되 길이를 충분히 길게 하고, 직경을 적절히 조절함으로써 앞서 설명한 본 발명 일실시예에 근접한 피딩력을 갖추도록 구성할 수도 있을 것이다.

이와 같은 변형 실시예의 경우, 앞서 설명한 가스배출공, 여과기, 가압관 모두 구현되어야 하며, 다만 장비의 구조적 간소화를 통한 설비비 절감, 제조비용 절감 등을 달성할 수 있으므로 감용기를 다양하게 설계 제조할 수 있어 수요가의 선택에 따라 다양하게 활용될 수 있을 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 감용기는 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 파쇄 혹은 분쇄된 폐스티로폼이 본 발명 감용기의 호퍼(100)로 장입된다.

이때, 상기 폐스티로폼에는 기존과 달리 이물질이 부착되어 있어도 무방하다. 다만, 철분이나 육안으로 식별이 가능할 정도의 크기를 갖는 이물질들은 미리 선별됨이 바람직하다.

이렇게 하여, 호퍼(100)로 장입된 폐스티로폼은 피딩스크류(250)의 회전구동에 의해 상부압출기(210)를 따라 피딩되면서 가열되어 반용융되게 된다.

아울러, 상기 반용융 과정에서 발생된 폐가스는 반용융상태인 폐스티로폼 잉곳의 피딩을 저해하게 되므로 외부로 배출제거해야 되는데 상기 잉곳이 피딩스크류(250)에 의해 자연스럽게 상기 상부압출기(210)를 따라 피딩되는 과정에서 상부압출기(210)의 길이 일부에 형성된 가스배출공(240)을 통해 배출되게 된다.

즉, 상기 가스배출공(240)을 통해 배출되는 것은 폐가스만 해당되며, 상대적으로 유동성이 낮은 반용융 상태의 잉곳은 회전구동되는 피딩스크류(250)의 연속 구동에 의해 상기 가스배출공(240)을 통과하여 연결관(230) 쪽으로 이송되게 된다.

이 과정에서 상기 잉곳은 최대한 가압되게 되므로 상당한 압출력을 갖게 된다.

이어, 상기 연결관(230)을 통해 이송된 잉곳은 하부압출기(220)에 채워지게 되고, 하부압출기(220)의 내부용적은 상기 상부압출기(210)의 용적보다 상대적으로 작기 때문에 상기 상부압출기(210)에서 밀어낸 압력이 훨씬 커 상기 하부압출 기(220)를 통해 피딩되는 반용융 상태의 잉곳은 막히거나 정체됨 없이 매우 원활하게 배출되게 된다.

이후, 상기 잉곳은 상기 하부압출기(220)의 단부에 설치된 여과기(300)를 거치면서 폐스티로폼에 부착되었거나 혼입되었던 미세한 이물질들이 모두 필터링되게 되며, 이렇게 필터링된 순순 폐스티로폼만 가압관(PV)을 통해 이송기(400)로 반송되고, 냉각조(500) 및 커팅기를 거쳐 펠릿화되게 된다.

이와 같이, 반용융 상태의 잉곳을 여과시킴으로써 고품질의 폐스티로폼 재생산이 가능하고, 반용융시 발생된 가스압 제거 및 이단 압출방식을 통한 고압출력이 가능하여 원활한 피딩이 가능하며, 압출기의 단부와 이송기 간을 반개방 상태로 연결하여 압출기의 피딩력을 그대로 활용함으로써 이송기로 유입된 잉곳을 눌러주기 위한 별도의 인력없이도 자동 이송이 가능하게 되어 고도로 효율화된 감용기를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 감용기의 예시적인 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 감용기의 예시적인 측단면도,

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 감용기의 요부 확대도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....호퍼 200....압출기

210....상부압출기 220....하부압출기

230....연결관 240....가스배출공

250....피딩스크류 300....여과기

310....필터프레임 320....필터

330....실린더로드 340....작동실린더

400....이송기 500....냉각조

PV....가압관

Claims (4)

1. 폐스티로폼을 수납하는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결된 압출기와, 상기 압출기의 단부와 근접 배치되어 펠릿화를 위해 압출된 반용융 상태의 잉곳을 이송하는 이송기와, 상기 이송기의 단부에 구비된 냉각조 및 펠릿화를 위한 커팅기를 포함하는 스티로폼 감용기에 있어서;

   상기 압출기는 상기 호퍼와 연결된 상부압출기와, 상기 상부압출기보다 작은 직경과 길이를 갖는 하부압출기 및 상기 상부압출기와 하부압출기를 연결하는 연결관으로 이루어진 이단 압출기로 형성되고;

   상기 하부압출기의 배출부에는 연속작업이 가능하도록 교체가능한 여과기가 구비되며;

   상기 하부압출기의 단부에는 상기 이송기의 호퍼에 반개방 형태로 접속되는 가압관이 설치된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템.
2. 제1항에 있어서;

   상기 상부압출기의 길이 일부에는 가스배출공이 더 형성된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서;

   상기 여과기는 하부압출기의 길이방향과 직교되게 배치되고 슬라이딩방식으 로 삽입되는 필터프레임과, 상기 필터프레임에 탈착가능하게 설치되며 이중화된 필터와, 상기 필터프레임을 파지하는 실린더로드와, 상기 실린더로드가 연결된 작동실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템.
4. 폐스티로폼을 수납하는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결된 압출기와, 상기 압출기의 단부와 근접 배치되어 펠릿화를 위해 압출된 반용융 상태의 잉곳을 이송하는 이송기와, 상기 이송기의 단부에 구비된 냉각조 및 펠릿화를 위한 커팅기를 포함하는 스티로폼 감용기에 있어서;

   상기 압출기의 길이 일부에 형성된 가스배출공과;

   상기 압출기의 길이방향과 직교되게 배치되고 슬라이딩방식으로 삽입되는 필터프레임, 상기 필터프레임에 탈착가능하게 설치되며 이중화된 필터, 상기 필터프레임을 파지하는 실린더로드, 상기 실린더로드가 연결된 작동실린더로 이루어진 여과기와;

   상기 압출기의 단부에 설치되고, 상기 이송기의 호퍼에 반개방 형태로 접속되는 가압관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 이물질 제거 감용 펠렛 시스템.

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