KR101140290B1 - 점착성 슬러지 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐비닐 또는 폐플라스틱 등의 폐합성수지를 이용하여 재생연료를 생산하는 유화설비에서 슬러지(sludge) 이송장치에 관한 기술로서, 탱크의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 리본스크류가 긁어내려 배출하므로 점착성 슬러지의 배출과 이송이 효율적으로 수행되는 한편 점착성 이물질로 인하여 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구가 막히는 것을 방지하고, 슬러지의 배출과 관리가 간편하게 구현되는 점착성 슬러지 이송장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성은 점착성 슬러지가 수용되는 내부공간이 구비되고 하부 한쪽에 상하로 배출구가 구비된 탱크와; 상기 탱크의 상부에 밀폐되도록 설치되고 탱크의 내부공간으로 점착성 슬러지가 유입되는 투입구가 구비된 커버와; 상기 탱크의 내부공간에 회전가능케 설치되고 탱크에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류와; 상기 커버에 설치되고 리본스크류를 회전시키는 모터와; 상기 탱크에서 배출구의 외측부에 설치되고 탱크에서 배출된 점착성 슬러지를 이송하는 스크류컨베이어;를 포함하여 구현된다.

점착성, 슬러지, 이송, 리본스크류, 스크류컨베이어, 폐합성수지

Description

점착성 슬러지 이송장치{Sticky sludge transportation equipment}

본 발명은 폐비닐 또는 폐플라스틱 등의 폐합성수지를 이용하여 재생연료를 생산하는 유화설비에서 슬러지(sludge) 이송장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 유화공정에서 생성된 점착성 슬러지가 투입되는 콘형태의 탱크에 모터의 구동으로 회전하는 콘형 리본스크류를 설치하여 탱크에서 리본스크류의 회전으로 점착성 슬러지를 배출시켜 스크류컨베이어를 통해 이송함으로써, 탱크의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 리본스크류가 긁어내려 배출하므로 점착성 슬러지의 배출과 이송이 효율적으로 수행되는 한편 점착성 이물질로 인하여 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구가 막히는 것을 방지하고, 슬러지의 배출과 관리가 간편하게 구현되는 점착성 슬러지 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 비닐이나 플라스틱 등을 이용한 합성수지 제품은 다양한 생활용품으로 제조되어 사용자들에게 편리함을 제공하고 있으나, 이러한 합성수지 제품은 폐기처리 과정에서 유독물질이 발생할 뿐만 아니라 난분해성 등으로 인하여 수질오 염ㆍ토양오염ㆍ대기오염을 일으키는 주된 원인이 되고 있으므로 폐합성수지에 대한 처리가 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다.

최근에는 폐합성수지로 인한 환경오염의 대책으로 국내외 대부분의 국가에서는 재처리 시설이나 공정에 대한 연구가 진행되고 있으며, 이러한 폐합성수지의 재활용 방법은 폐합성수지 분말을 용융시킨 후 사출기를 통하여 새로운 합성수지 제품으로 재생하는 방법과, 또한 폐합성수지의 성분인 고분자 탄화수소 화합물을 분해 및 변형시켜 저분자 탄화수소 화합물인 휘발유ㆍ경유 등의 재생연료를 생산하는 화학적 재생방법이 있다.

즉, 합성수지의 원료는 석유이고 휘발유ㆍ경유 등도 석유로부터 추출되며, 여기서 합성수지는 고분자 탄화수소 화합물로 이루어져 있고, 휘발유와 경유 등은 저분자 탄화수소 화합물로 이루어져 있으므로 결국 분자량의 조성 전환에 의하여 폐합성수지에서 휘발유ㆍ경유 등의 재생연료를 추출할 수 있다.

종래 폐합성수지로부터 재생연료를 생산하는 화학적 재생방법은, 폐합성수지를 선별하여 잘게 절단한 다음 용해로에 투입하는 투입공정과, 용해로에 투입된 폐합성수지를 촉매와 함께 가열하여 용융시킨 후 열분해 반응으로 가스 유분을 추출하는 크래킹공정과, 추출된 가스 유분을 냉각하여 액화시키는 냉각공정과, 액화된 혼합유를 가열하여 휘발유ㆍ경유 등으로 분리하는 정제공정으로 이루어진다.

상기 화학적 재생방법으로 폐합성수지에서 재생연료를 생산하는 종래 유화설비에서 열분해 반응으로 가스 유분이 추출된 후 용해로에 생성된 슬러지(sludge)는 별도의 탱크로 배출된 다음 스크류컨베이어를 통해 재처리공정으로 이송되어 소각 되거나 또는 폐기물로 처리된다.

종래 유화설비에서 용해로에 생성된 슬러지를 배출 및 이송하는 장치는 대부분 용해로에서 배출된 슬러지가 원통형태의 탱크에 수용되고, 탱크에서 스크류컨베이어를 통해 재처리공정으로 이송되고 있으나, 용해로에서 생성된 슬러지는 점착성 성분으로 특히, 점착성이 강한 타르성분이 다량 포함되어 있으므로 탱크의 내벽에 점착성 이물질(타르성분)이 달라붙어 고형화됨에 따라 슬러지의 배출 및 이송이 원활하지 못하고, 또한 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구와, 탱크에서 가스 및 오일이 배출되는 배출관이 막히는 등의 문제점들이 야기되고 있다.

즉, 슬러지에 포함된 점착성 이물질(타르성분)이 탱크의 내벽에 달라붙으면서 점차 고형화되므로 슬러지의 배출 및 이송에 장애가 발생하고, 탱크의 내벽에서 고형물이 떨어지면서 배출구와 스크류컨베이어의 투입구를 막아 슬러지가 정체되는 문제점이 발생하며, 또한 탱크의 내벽에 점착성 이물질이 달라붙어 가스 및 오일이 배출되는 배출관이 막히는 문제점과, 이와 더불어 고형물로 인하여 스크류컨베이어에 과부하 및 파손이 발생하는 실정이다.

본 발명은 종래 유화설비에서 슬러지 이송장치에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 탱크의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 리본스크류가 긁어내려 강제로 배출함에 따라 점착성 슬러지의 배출과 이송이 효율적으로 수행되는 한편 점착성 이물질로 인하여 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구가 막히는 것을 방지하고, 유화공정에서 슬러지의 배출과 관리를 간편하게 구현하고자 점착성 슬러지가 투입되는 콘형태의 탱크에 모터의 구동으로 회전하는 콘형 리본스크류를 설치하여 탱크에서 리본스크류의 회전으로 점착성 슬러지를 강제로 배출시켜 스크류컨베이어를 통해 이송하는 점착성 슬러지 이송장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

점착성 슬러지가 수용되는 내부공간이 구비되고 하부 한쪽에 상하로 배출구가 구비된 탱크와; 상기 탱크의 상부에 밀폐되도록 설치되고 탱크의 내부공간으로 점착성 슬러지가 유입되는 투입구가 구비된 커버와; 상기 탱크의 내부공간에 회전가능케 설치되고 탱크에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류와; 상기 커버에 설치되고 리본스크류를 회전시키는 모터와; 상기 탱크에서 배출구의 외측부에 설치되고 탱크에서 배출된 점착성 슬러지를 이송하는 스크류컨베이어;를 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예로서, 점착성 슬러지가 수용되는 탱크와, 탱크에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류는 상부가 넓고 하부가 좁은 상광하협(上廣下狹)의 콘형태로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 유화공정에서 생성된 점착성 슬러지가 투입되는 콘형태의 탱크에 모터의 구동으로 회전하는 콘형 리본스크류를 설치하여 탱크에서 리본스크류의 회전으로 점착성 슬러지를 강제로 배출시켜 스크류컨베이어를 통해 이송함으로써, 탱크의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 리본스크류가 긁어내려 강제로 배출하므로 점착성 슬러지의 배출과 이송이 효율적으로 수행되는 한편 점착성 이물질로 인하여 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구와 가스배출관 및 오일배출관이 막히는 것을 방지하고, 유화공정에서 슬러지의 배출과 관리가 간편하게 구현되는 효과를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 실시예는 리본스크류의 샤프트가 베어링하우징과 탱크에 유동 가능한 상태로 회전하도록 설치됨에 따라 축의 중심이 자연적으로 일치하여 편마모를 방지하고, 내구성을 높이는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 탱크의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 리본스크류가 긁어내려 강제로 배출함에 따라 점착성 슬러지의 배출과 이송이 효율적으로 수행되는 한편 점착성 이물질로 인하여 탱크의 배출구 및 스크류컨베이어의 투입구가 막히는 것을 방지하고, 유화공정에서 슬러지의 배출과 관리를 간편하게 구현하고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 점착성 슬러지 이송장치의 주요 구성을 살펴보면, 점착성 슬러지가 수용되는 내부공간이 구비되고 하부 한쪽에 상하로 배출구(11)가 구비된 탱크(10)와; 상기 탱크(10)의 상부에 밀폐되도록 설치되고 탱크(10)의 내부공간으로 점착성 슬러지가 유입되는 투입구(21)가 구비된 커버(20)와; 상기 탱크(10)의 내부공간에 회전가능케 설치되고 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류(30)와; 상기 커버(20)에 설치되고 리본스크류(30)를 회전시키는 모터(40)와; 상기 탱크(10)에서 배출구(11)의 외측부에 설치되고 탱크(10)에서 배출된 점착성 슬러지를 이송하는 스크류컨베이어(50);를 포함하여 이루어진다.

상기의 주요 구성에서 점착성 슬러지가 수용되는 탱크(10)와, 상기 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류(30)는 도면에서 도 1 내지 도 4와 같이, 상부가 넓고 하부가 좁은 상광하협(上廣下狹)의 콘(cone)형태로 구현 됨이 바람직하다.

상기에서 탱크(10)와 리본스크류(30)는 화학성분으로 인하여 부식되지 않도록 내식성이 우수한 스테인리스강(stainless steel)으로 제작함이 바람직하고, 탱크(10)와 리본스크류(30)를 콘형태로 구현할 경우 탱크(10)의 내부공간에 잔여 슬러지가 남지 않고 모두 배출될 수 있으며, 리본스크류(30)가 탱크(10)의 내면에 달라붙는 점착성 이물질(타르성분)을 긁어내려 강제로 배출할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 탱크(10)는 유화공정에서 용해로에 생성된 점착성 슬러지가 배출되어 수용되도록 내부공간을 구비하는 한편 상부가 넓고 하부는 좁은 콘형태로 구현되며, 상부가 개방된 한편 하부는 밀폐된 구조로 구현되고, 하부 한쪽에 상하로 절개되어 슬러지가 배출되는 배출구(11)가 형성된다.

상기의 주요 구성에서 커버(20)는 탱크(10)의 개방된 상부에 밀폐되도록 설치되며, 모터(40)와 베어링하우징(41) 등의 하중을 지탱할 수 있도록 안쪽에 지지대가 설치됨이 바람직하고, 한쪽에 유화공정의 용해로에서 탱크(10)의 내부공간으로 점착성 슬러지가 유입되는 투입구(21)가 형성된다.

또한 상기의 주요 구성에서 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 기능의 리본스크류(30)는 수직상으로 배치된 샤프트(31)에 상하 방사상으로 다수개의 지지암(32)이 부착되고, 상기 지지암(32)의 단부에 나선형으로 리본스크류(30)가 설치된다.

상기에서 리본스크류(30)는 탱크(10)의 내부공간에 대응하도록 상부의 직경은 넓고 하부의 직경은 좁은 콘형태로 구현됨이 바람직하고, 가능한 탱크(10)의 내 면에 인접하도록 샤프트(31)에 나선형으로 설치되며, 탱크(10)의 내부공간에 배치되는 한편 샤프트(31)의 하단부가 탱크(10)의 내부공간 하부에 회전가능케 설치된다.

또한 상기의 주요 구성에서 리본스크류(30)를 회전시키는 모터(40)는 커버(20)의 상부에 배치됨이 바람직한 것으로서, 커버(20)의 상부 중앙에 베어링하우징(41)이 고정 설치되는 한편 베어링하우징(41)의 상부에 모터(40)가 설치되며, 상기 베어링하우징(41)의 내부에서 모터(40)의 구동축과 샤프트(31)에 커플링(42)이 장착되어 모터(40)의 구동으로 샤프트(31)가 회전하도록 설치된다.

또한 상기의 주요 구성에서 점착성 슬러지를 이송하는 스크류컨베이어(50)는 탱크(10)에서 배출구(11)의 외측부에 부착 설치되는 것으로서, 탱크(10)에서 상하로 절개된 배출구(11)에 스크류컨베이어(50)의 투입구가 부착되며, 상기 스크류컨베이어(50)는 모터(51)의 구동으로 스크류가 회전하여 탱크(10)에서 배출되는 점착성 슬러지를 후속공정으로 이송하게 된다.

상기에서 스크류컨베이어(50)는 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지를 유화공정에서 후속공정으로 이송하는 목적으로서, 탱크(10)의 위치와 후속공정의 위치에 따라 점착성 슬러지를 하부로 이송하거나 또는 상부로 끌어올려 이송하게 된다.

또한 본 발명의 다른 실시예로, 도면에서 도 9와 같이 점착성 슬러지가 수용되는 탱크(10)의 하부에 배출관(12)을 연통되도록 설치하고, 상기 배출관(12)의 내부에 이송스크류(35)가 형성된 샤프트(31)를 연장시켜 설치할 수 있으며, 이러한 경우 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지가 배출관(12)과 이송스크류(35)를 통하여 후속공정으로 원활하게 이송됨에 따라 스크류컨베이어(50)가 불필요하다.

즉, 유화공정에서 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지는 설비여건에 따라 스크류컨베이어(50)를 통해 후속공정으로 이송할 수도 있고, 또는 탱크(10)에서 배출관(12)을 통하여 배출되는 점착성 슬러지를 펌프로 펌핑하여 후속공정으로 이송할 수 있다.

또한 본 발명의 또다른 실시예로, 도면에서 도 10과 같이 탱크(10)는 개방된 상부가 원통형태로 구현되고, 그 하부가 콘형태로 구현되는 한편 원통형태로 구현된 상부와 하부 외주면에 각각 가스 및 오일이 외부로 배출되는 가스배출관(13)과 오일배출관(14)이 구현된다.

상기에서 가스배출관(13)과 오일배출관(14)은 탱크(10)의 내부공간에 수용되는 가스 및 오일의 수위에 따라 탱크(10)의 외주면에 일정 높이로 설치되며, 이러한 실시예는 탱크(10)에 점착성 슬러지와 가스 및 오일이 혼합되어 수용될 경우 가스 및 오일과 점착성 슬러지가 각각 분리되어 배출되는 기능으로서, 비중이 높은 점착성 슬러지가 아래로 침전되고, 그 위에 각각 오일과 가스가 분리되어 수용되며, 여기서 가스와 오일은 각각 가스배출관(13)과 오일배출관(14)을 통해 후속공정으로 이송되는 한편 점착성 슬러지는 배출구(11)와 스크류컨베이어(50)를 통해 후속공정으로 이송된다.

상기의 실시예는 리본스크류(30)가 회전하여 탱크(10)의 내면에 달라붙는 타르성분의 점착성 이물질을 긁어내려 강제로 배출하므로 가스배출관(13)과 오일배출관(14)이 막히지 않도록 구현된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 점착성 슬러지 이송장치의 작동과정을 살펴보면, 도면에서 도 5와 같이 유화공정의 용해로에서 생성된 점착성 슬러지가 커버(20)의 투입구(21)를 통해 탱크(10)의 내부공간으로 유입되면서 모터(40)에 전원이 공급되어 샤프트(31)가 구동함에 따라 탱크(10)의 내부공간에서 리본스크류(30)가 서서히 회전하게 된다.

이때 리본스크류(30)는 상부에서 하부 방향으로 점착성 슬러지를 밀어내 이송하도록 회전하며, 이러한 경우 탱크(10)의 내부공간에 수용된 점착성 슬러지를 하부에 위치한 배출구(11)를 통해 강제로 배출하므로 점착성 슬러지의 배출이 원활하게 이루어진다.

또한 탱크(10)의 내면에 인접하여 리본스크류(30)가 회전함에 따라 탱크(10)의 내면에 달라붙는 타르성분의 점착성 이물질을 긁어내려 배출하므로 점착성 슬러지의 배출과정에 장애가 없고, 특히 탱크(10)의 내면에 달라붙는 타르성분의 점착성 이물질이 고형화되기 전에 리본스크류(30)가 지속적으로 회전하여 긁어내리므로 배출과 이송이 효율적으로 수행된다.

상기에서 리본스크류(30)의 회전으로 배출구(11)를 통해 강제 배출되는 점착성 슬러지는 스크류컨베이어(50)로 투입되고, 여기서 모터(51)의 구동으로 이송되어 후속공정에 공급된다.

이러한 본 발명의 실시예는 콘형태로 탱크(10)가 구현되고, 탱크(10)의 하부에 상하로 절개되어 배출구(11)가 위치하므로 탱크(10)의 내부공간에 잔여 슬러지 가 남지 않고 모두 배출될 수 있으며, 또한 타르성분의 점착성 이물질이 고형화되지 않기 때문에 탱크(10)의 배출구(11) 및 스크류컨베이어(50)의 투입구가 막히는 것을 효과적으로 방지하고, 또한 탱크(10)에서 가스 및 오일이 배출되는 가스배출관(13)과 오일배출관(14)이 막히지 않도록 방지하게 된다.

또한 본 발명의 실시예에서 리본스크류(30)의 샤프트(31)는 유동이 가능하여 축의 중심이 자연적으로 일치하는 구조로서, 도면에서 도 6 내지 도 8과 같이 커버(20)의 상부에서 베어링하우징(41)의 내부에 설치된 베어링캡(41a)과 샤프트(31) 사이에 상하로 볼베어링(43)과 스러스트베어링(44)이 끼워져 설치되고, 여기서 볼베어링(43)은 외륜(43a)과 내륜(43b) 사이에 볼이 내장되는 한편 볼이 접촉하는 외륜(43a)의 내면이 구면으로 형성된다.

상기 볼베어링(43)의 하부에서 부싱(44a)에 접촉하는 스러스트베어링(44)은 부싱(44a)과의 접촉면이 볼베어링(43)의 외륜(43a)에 형성된 구면과 동일한 중심의 구면으로 형성되며, 이러한 경우 볼베어링(43)에서 외륜(43a)의 구면에 볼이 접촉하면서 내륜(43b)이 유동 가능하고, 또한 스러스트베어링(44)이 부싱(44a)과의 구면에서 유동 가능함에 따라 샤프트(31)의 상부가 베어링하우징(41)에 유동 가능한 상태로 회전하도록 설치된다.

또한 샤프트(31)의 하단부에 외주연이 구면으로 형성된 부싱(33)이 끼워져 설치되고, 상기 부싱(33)이 탱크(10)의 내부공간 하부에서 서포트(34)에 구면으로 접촉하여 회전하도록 설치되며, 이러한 경우 부싱(33)과 서포트(34)가 구면으로 접 촉하므로 샤프트(31)가 유동 가능한 상태로 회전하도록 설치된다.

따라서, 샤프트(31)는 상부가 베어링하우징(41)에 유동 가능한 상태로 회전하도록 설치되고, 하부가 탱크(10)의 서포트(34)에 유동 가능한 상태로 회전하도록 설치됨에 따라 축의 중심이 자연적으로 일치하여 편마모를 방지하고, 내구성을 높이게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 평단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 요부 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 단면도.

도 6은 도 4에서 A부분의 확대도.

도 7은 본 발명에서 샤프트의 상부 설치상태를 나타낸 요부 단면도.

도 8은 본 발명에서 샤프트의 하부 설치상태를 나타낸 요부 단면도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 설치상태 단면도.

도 10은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 설치상태 단면도.

{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}

10: 탱크 11: 배출구

12: 배출관 13: 가스배출관

14: 오일배출관 20: 커버

21: 투입구 30: 리본스크류

31: 샤프트 32: 지지암

33: 부싱 34: 서포트

35: 이송스크류 40: 모터

41: 베어링하우징 42: 커플링

43: 볼베어링 44: 스러스트베어링

50: 스크류컨베이어 51: 모터

Claims (8)

1. 점착성 슬러지가 수용되는 내부공간이 구비된 탱크(10)와;

   상기 탱크(10)의 상부에 밀폐되도록 설치되고, 탱크(10)의 내부공간으로 점착성 슬러지가 유입되는 투입구(21)가 구비된 커버(20)와;

   상기 탱크(10)의 내부공간에 샤프트(31)가 회전가능케 설치되고, 탱크(10)에 수용된 점착성 슬러지를 강제로 배출하는 리본스크류(30)와;

   상기 커버(20)의 상부에 베어링하우징(41)이 설치되고, 그 상부에 설치되어 리본스크류(30)를 회전시키는 모터(40);를 포함하고,

   상기에서 베어링하우징(41)에 설치된 베어링캡(41a)과 샤프트(31) 사이에 상하로 볼베어링(43)과 스러스트베어링(44)이 설치되고, 상기 볼베어링(43)은 외륜(43a)의 내면이 구면으로 형성된 한편 스러스트베어링(44)은 부싱(44a)과의 접촉면이 볼베어링(43)의 외륜(43a)에 형성된 구면과 동일한 중심의 구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 점착성 슬러지 이송장치.
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