KR101207516B1 - 알루미늄 스크랩 해쇄장치 - Google Patents

알루미늄 스크랩 해쇄장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정부피로 가압된 폐알루미늄 원자재인 알루미늄 스크랩을 높은 순도의 알루미늄 조성물로 제조하기 위한 분쇄공정의 전처리 공정으로서, 상기 알루미늄 스크랩을 분쇄공정에 적합한 크기로 해쇄시키는 알루미늄 스크랩 해쇄장치에 관한 것이다.

Description

알루미늄 스크랩 해쇄장치{Apparatus for reducing Aluminium scrap of size}
본 발명은 알루미늄 스크랩 해쇄장치에 관한 것으로서, 상세하게로는 재활용 산업에 있어서 폐알루미늄 원자재 운송을 용이하게 하기 위해 일정부피로 압축된 알루미늄 스크랩을 분쇄공정에 적합한 크기의 압축물로 해체시키는 알루미늄 스크랩 해쇄장치에 관한 것이다.
산업 인프라의 발달과 함께 다양한 원자재를 활용한 제품들이 대량으로 생산됨에 따라 산업폐기물의 수량 또한 급격히 증가하고, 이러한 산업폐기물은 환경오염 및 폐기비용 발생 등과 같은 문제를 발생시키기 때문에 이를 해결하기 위한 다양한 기술이 연구 개발되고 있다.
특히 비철금속의 경우 한정된 자원으로서 폐기된 제품을 가공하여 필요한 자원을 추출하여 재사용하는 도시광산의 재자원화 산업에 대한 관심이 높아지고 있다.
비철금속 중 알루미늄은 내식성과 가공성이 우수하여 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등의 다양한 원소들에 결합되어 활용성이 큰 합금을 만들거나 특수강의 2차 소재로 활용되는 등의 다양한 사용성으로 인해 철강과 함께 가장 수요량이 높은 원자재이므로 폐알루미늄을 리사이클링 하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
도 1은 폐알루미늄을 가압시킨 알루미늄 스크랩을 나타내는 실제사진이다.
일반적으로 폐알루미늄 수집업체에서는 도 1에 도시된 바와 같이 운송의 효율을 높이기 위해 폐알루미늄을 일정부피로 가압된 알루미늄 스크랩(S)으로 가공한 후 알루미늄 리사이클링 사업체로 운반한다.
알루미늄 스크랩 리사이클링 공정은 일반적으로 알루미늄 스크랩(S)을 용융시켜 재생 알루미늄 괴를 획득하는 용융공정 방법이 사용되고 있고, 이러한 용융공정 방법은 폐알루미늄에 포함된 도료, 코팅재 또는 수집업체에서 가압 시 유입된 이물질 등으로 인하여 용융과정 중 유기화합물 및 CO2를 발생시키며, 용융을 위한 고온의 열로 인한 스크랩 표면 산화로 인해 선처리 과정을 거친다고 하더라도 80%정도의 낮은 회수율을 갖는 단점을 갖는다.
이러한 문제점을 극복하고 보다 높은 부가가치 실현을 위해 알루미늄 스크랩을 복수 번의 분쇄공정을 통하여 작은 입자로 만들고 정선하여 분쇄물 안에 이물질의 함량을 0.5%내외로 낮추어 특수강 2차 소재를 만드는 새로운 리사이클링 방법(이하 분쇄공정 방법이라고 하기로 함)이 각광받고 있다.
이러한 분쇄공정 방법은 분쇄 및 선별 공정만을 거치므로 CO2 발생이 없고, 열을 사용하지 않아 스크랩 표면 산화로 인한 손실이 없어 90%에 이르는 높은 회수율을 가지게 될 뿐만 아니라 부가가치가 높은 특수강 2차 소재로 활용됨으로써 폐알루미늄의 가치를 배가 시킬 수 있는 공법이 될 수 있다.
그러나 이러한 분쇄공정 방법을 수행하기 위해서 가장 먼저 해결해야 하는 문제는 유통을 위해 강하게 압축된 형태의 알루미늄 스크랩(S)의 압축상태를 어떻게 분쇄공정에 적합한 크기로 해체(이하 해쇄라고 하기로 함)시키느냐 하는 것이고, 이러한 해쇄공정은 다음 공정의 성패를 결정짓는 매우 중요한 문제이다. 이때 상기 해쇄는 분쇄와 같이 칼날을 이용하여 스크랩(S)을 밀링 및 절삭시키는 방법이 아니라 스크랩(S)의 압축을 해체시키는 것을 의미한다.
분쇄공정은 일반적으로 내부에 분쇄날 및 고정날이 장착된 분쇄실 내부로 알루미늄 스크랩(S)을 투입시키면 분쇄날의 회전에 따라 분쇄날 및 고정날이 폐알루미늄을 밀링(Milling), 컷팅(Cutting), 슈레딩(shredding)시켜 작은 크기로 분쇄하게 된다.
만약 적절한 해쇄공정 없이 가압된 알루미늄 스크랩(S)을 직접 투입하여 분쇄할 경우 분쇄날 및 고정날의 회전력보다 압축률이 더 크기 때문에 모터에 부하가 발생하게 되어 기계가 정지하게 되는 일이 발생하게 되고, 실질적으로 분쇄날 및 고정날을 이용하여 고압축된 스크랩(S)을 밀링 및 절삭시키기는 것을 불가능하기 때문에 분쇄공정을 수행하기 위해서는 가압된 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄공정을 위한 적합한 크기로 해쇄하여야 한다.
일반적으로 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄공정에 적합한 크기(40 ~ 60mm)의 덩어리(이하 알루미늄 촙이라고 하기로 함)들로 해쇄시키는 공정으로 회전축에 무거운 중량의 충격바를 장착하여 적절한 회전력과 중량바로 충격을 가하여 충격에너지가 압축구성물을 이완시켜 해쇄하는 방법과, 전기톱 및 절단기 등과 같은 절단도구를 이용하여 알루미늄 스크랩(S)을 절단하는 방법이 있다.
절단도구를 이용한 해쇄방법의 경우 고압축된 스크랩(S)을 절단하기 위한 공정시간, 인력 소요 및 안전상의 문제가 발생되는 문제점을 가지며 충격을 가하는 방식은 해쇄는 되지만 가해진 충격에너지에 의해 알루미늄 촙이 작은 크기로 단단히 압축되는 현상이 발생할 수 있다.
압축된 알루미늄 촙은 분쇄공정에 있어 분쇄기의 높은 출력을 요구하며, 용융점이 낮은 특성으로 인해 늘어난 분쇄시간과 분쇄 마찰열로 인한 열에 의해 녹아 분쇄날에 달라붙어 분쇄기 및 분쇄날의 수명을 단축시킨다.
또한 압축된 알루미늄 촙은 폐알루미늄 원자재의 특성상 표면에 있는 도료나 포장 이물질이 내면으로 압축되어 선별효율을 낮추게 되어 공정전반의 효율을 낮추며, 고순도의 알루미늄 조성물의 생산을 어렵게 하기 때문에 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄공정에 적합한 크기의 알루미늄 촙들로 해쇄하기 위한 해쇄공정은 분쇄공정의 성패를 결정짓는 매우 중요한 공정이다.
국내등록특허 제10-0898737호(명칭:폐 알루미늄캔을 이용한 합금용 알루미늄 칩 제조 시스템)에서는 폐 알루미늄캔을 알루미늄 칩으로 제조하는 방법이 기재되어 있으나, 도 1의 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄하기 위한 공정 및 장치에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.
또한 국내등록특허 제10-0341714호(명칭:캔 재활용 장치 및 그 방법)에서는 스틸캔, 알루미늄 캔 및 스틸과 알루미늄이 압착된 캔들을 분쇄 및 선별하는 장치 및 방법이 기재되어 있으나, 도 1의 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄에 적합한 크기로 해쇄시키는 방법 및 구성에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.
또한 국내공개특허 제 10-2008-0076038호(명칭:알루미늄 스크랩 선별 방법과 그 장치)에서는 알루미늄 스크랩(S)을 1, 2차 분쇄 및 선별공정을 통해 알루미늄 회수율을 향상시킬 수 있는 방법 및 장치들이 기재되어 있으나, 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄시키는 구성 및 장치에 대해서는 기재되어 있지 않다.
이와 같이 종래에는 알루미늄 스크랩(S) 또는 폐알루미늄 자재들을 리사이클링 하기 위한 다양한 방법들이 연구되었으나 알루미늄 스크랩(S)을 40 ~ 60mm 입도의 알루미늄 촙으로 해쇄하기 위한 방법 및 장치에 대한 연구는 아직 진행되고 있지 않은 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 가압된 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄공정에 적합한 크기의 알루미늄 촙으로 해쇄시키는 알루미늄 스크랩 해쇄장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄부로 투입하였을 때 작은 크기의 해쇄날들의 회전력으로 인한 알루미늄 스크랩(S)의 이탈 및 해쇄날의 공회전을 방지함으로써 해쇄공정의 효율을 높인 알루미늄스크랩 해쇄장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 폐알루미늄이 고압축된 알루미늄 스크랩을 해쇄시키는 알루미늄 스크랩 해쇄장치에 있어서: 상기 알루미늄 스크랩(S)이 투입되는 개구부와 해쇄된 알루미늄 촙이 배출되는 토출부가 형성되는 함체; 평평한 판재로 형성되어 일측 단부가 상기 개구부에 연설되도록 설치되며, 상면에 상기 알루미늄 스크랩이 놓이는 안착판; 상기 함체 내부에 회전되도록 설치되며, 회전 시 상기 알루미늄 스크랩을 해쇄하는 해쇄날들이 외주연에 돌출 형성되는 해쇄부; 평평한 판재로 형성되어 상기 안착판에 수직으로, 이동가능하게 설치되는 가압판과, 상기 가압판을 이동시키는 가압수단을 포함하고, 상기 알루미늄 스크랩은 상기 가압판에 의해 상기 해쇄부의 회전반경 내로 이동되면 상기 해쇄날들에 의해 압축이 해제되어 상기 토출부로 토출되는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 해쇄날들은 상기 해쇄부의 외주연에 "V"자 형상으로 배열되고, 상기 배열은 상기 해쇄부의 외주연에 간격을 두고 반복되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 동일한 배열 상의 인접하는 해쇄날들은 40 ~ 60mm 간격을 두고 형성됨으로써 상기 토출부로 토출되는 상기 알루미늄 촙이 40 ~ 60mm의 크기인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 개구부에 인접하게 상기 안착판의 상부에 설치되어 상기 알루미늄 스크랩을 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 고정부는 길이를 갖는 막대형상의 고정바; 상기 안착판의 상면에 서로 이격되게 설치되며, 내부에 상기 고정바의 단면의 형상에 대응되는 형상의 안착홈들이 복수개가 형성되는 고정몸체들을 포함하고, 상기 고정몸체들 사이에 상기 알루미늄 스크랩이 안착될 때 상기 고정바가 상기 알루미늄 스크랩의 상부에 설치되어 상기 알루미늄 스크랩을 지지하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 가압부는 평평한 판재로 형성되어 상기 안착판에 수직으로 고정 설치되며, 중앙에 양면을 관통하는 로드 삽입공이 형성되는 고정판; 내부에 진공상태의 수용공간을 갖는 피스톤 몸체와, 상기 피스톤 몸체 내부로 고압공기를 유입시키는 유입관과, 내부에 관통공이 형성되어 일측이 상기 고정판에, 타측이 상기 실린더 몸체의 단부에 결합되는 베어링과, 상기 피스톤 몸체 내부에 이동 가능하도록 설치되되 단부가 상기 베어링 및 상기 고정판의 로드 삽입공을 관통하여 상기 가압판에 결합되는 피스톤 로드로 이루어지는 유압 실린더를 포함하고, 상기 유입관을 통해 상기 피스톤 몸체 내부로 상기 고압공기가 기 설정된 이상 유입되면 상기 피스톤 로드가 외측으로 이동하여 상기 가압판이 이동되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 가압부는 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되어 일단부가 상기 고정판을 향하는 상기 가압판의 일면에 설치되는 적어도 하나 이상의 보조가압 지지봉들을 포함하고, 상기 고정판은 상기 보조가압 지지봉들 각각이 관통되는 적어도 하나 이상의 봉 삽입공들이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 해쇄부는 상기 해쇄부의 외주연으로부터 외측으로 돌출 형성되되 상기 외주연에 수직방향으로 형성되는 대접면을 포함하는 결합부재들과, 상기 결합부재들 각각의 대접면에 볼트 체결되는 해쇄날들을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 해쇄날들은 8각형 형상의 판재로 형성되며, 대향되는 단부들 각각에 칼날이 형성되어 상기 칼날이 외측을 향하도록 상기 대접면에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 가압된 알루미늄 스크랩(S)을 분쇄공정에 적합한 크기의 알루미늄 촙들로 해쇄시킴으로써 전체 리사이클링 공정시간 및 제조비용이 절감되고, 알루미늄 회수율을 높일 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 해쇄날이 회전몸체의 외주연에 V자 배열로 반복되게 설치됨으로써 실질적으로 스크랩이 해쇄되는 안착판의 단부에 인접하는 해쇄날의 수를 줄임으로써 해쇄날이 알루미늄 스크랩에 걸리는 부하지점을 분사시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 하나의 V자 배열에 포함되는 인접되는 해쇄날들이 35mm ~ 45mm의 간격을 두고 설치됨으로써 알루미늄 분쇄공정에 적합한 40mm ~ 60mm 알루미늄 촙을 제조할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 가압부가 알루미늄 스크랩을 해쇄날을 향해 이동시킬 때 고정부가 알루미늄 스크랩(S) 상부를 지지하여 해쇄날의 회전력으로 인한 알루미늄 스크랩(S)의 이탈을 방지할 수 있다.
도 1은 폐알루미늄을 가압시킨 알루미늄 스크랩을 나타내는 실제사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 스크랩 해쇄장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2의 하우징부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 하우징 몸체를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 A-A'선 절단한 단면도이다.
도 7은 도 2의 해쇄부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 해쇄날이 결합된 회전몸체를 나타내는 측면도이다.
도 9는 해쇄날이 일렬로 배열된 회전몸체를 나타내는 측면도이다.
도 10은 도 7의 결합돌부를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 7의 해쇄날을 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 2의 가압부를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12의 브라켓과 고정판을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 2의 고정부를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14의 고정부가 설치되지 않을 때의 문제점을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 스크랩 해쇄장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이다.
도 2의 스크랩 해쇄장치(1)는 후술되는 구성부들이 결합 및 지지되는 하우징부(3)와, 하우징부(3)의 하우징 몸체(31)의 내부에 설치되어 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄시키는 해쇄부(5)와, 하우징부(3)의 안착판(33)의 상부에 안착된 알루미늄 스크랩(S)을 고정시키는 고정부(7)와, 하우징부(3)의 안착판(33)의 상부에 안착된 알루미늄 스크랩(S)을 상기 해쇄부(5)로 가압시키는 가압부(9)로 이루어진다.
또한 스크랩 해쇄장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징부(3)의 하우징 몸체(31)의 하부에는 토출부(315)가 형성되어 해쇄부(5)에 의해 해쇄된 알루미늄 촙들이 하부로 토출되게 된다.
또한 도 2와 3에는 도시되지 않았지만 토출부(315)의 하부에는 콘베이어 벨트(미도시)가 설치되어 알루미늄 촙들을 다음 공정인 1차 분쇄공정으로 이송시키도록 한다.
또한 도 2에서는 설명의 편의를 위해 가압부(9)가 유압 실린더(91)로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 가압부(9)는 가압판(94)을 이송시킬 수 있는 다양한 방법 및 장치로 구성될 수 있다.
또한 도 2에서는 해쇄부(5)를 회전시키는 모터(미도시) 및 모터를 동작시키는 조작수단(미도시)들이 도시되지 않았으나 모터 및 조작수단은 해쇄장치(1)로부터 인접되는 지점에 설치되어 모터의 회전에 따라 해쇄부(5)의 회전몸체(51)가 회전되며, 조작수단의 제어에 따라 해쇄부(3)가 동작되는 것으로 구성될 수 있음은 당연하다.
도 4는 도 2의 하우징부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4의 하우징부(3)는 내부에 해쇄부(5)가 설치되는 수용공간을 갖는 하우징 몸체(31)와, 평평한 판재로 형성되어 함체의 일측면으로부터 수직으로 지면으로부터 평평하게 설치되는 안착판(33)과, 평평한 판재로 형성되어 안착판(33)의 일측 단부에 수직으로 연결되는 수직판(35)과, 복수개의 바들로 형성되어 상부에 하우징 몸체(31) 및 안착판(33)이 설치되어 이들을 지지시키는 프레임부(37)로 이루어진다.
도 5는 도 4의 하우징 몸체를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선을 절단한 단면도이다.
도 5와 6의 하우징 몸체(31)는 내부에 해쇄부(5)가 설치되는 수용공간(311)이 형성되며, 일측면에 개구부(313)가 형성되어 해쇄부(5)의 일측이 외부에 노출되도록 한다.
또한 하우징 몸체(31)는 하부면에 개구된 토출부(315)가 형성되고, 토출부(315)는 수용공간(311)에 연결되어 해쇄부(5)에 의해 해쇄된 알루미늄 촙들을 하부로 토출시킨다.
또한 하우징 몸체(31)는 토출부(315)에 연결되는 내주면이 경사면(316)으로 형성되도록 함으로써 토출이 효율적으로 이루어지도록 한다.
또한 하우징 몸체(31)는 개구부(313)를 갖는 일측면에 연결되는 대향되는 양측면에 후술되는 해쇄부(5)의 회전축(53)이 관통되는 관통공(317)이 형성된다.
또한 하우징 몸체(31)의 개구부(33)의 하단부를 형성하는 일측면에는 일측면으로부터 수직으로, 지면에 평행하게 안착판(33)이 설치된다.
또한 안착판(33)은 상면에 하우징 몸체(31)에 대접되는 일측 단부와 상기 일측 단부에 대향되는 타측 단부를 향하는 길이방향으로 결(미도시)들이 형성되도록 하여 알루미늄 스크랩(S)의 이동이 용이하게 이루어지도록 한다.
수직판(35)은 평평한 판재로 형성되어 안착판(33)의 일측 단부로부터 수직으로 설치된다.
또한 수직판(35)은 일측 단부가 안착판(33)에, 일측 단부에 인접되는 단부가 하우징 몸체(31)에 연결되게 설치됨으로써 안착판(33)에 안착된 알루미늄 스크랩은 하우징 몸체(31), 안착판(33), 수직판(35) 및 가압판(94)에 의해 둘러쌓이게 된다.
또한 고정판(93)은 안착판(33)에 수직으로 설치됨으로써 안착판(33)에 안착된 알루미늄 스크랩은 하우징 몸체(31), 고정판(93), 안착판(33) 및 가압판(97)들에 의해 둘러싸여 분쇄 시 발생되는 파편이 외부로 날아가지 않도록 한다.
도 7은 도 2의 해쇄부를 나타내는 사시도이다.
도 7의 해쇄부(5)는 원통 형상으로 형성되어 외부의 모터의 회전에 따라 회전되는 회전몸체(51)와, 회전몸체의 양측면으로부터 외측으로 돌출되는 회전축(53)과, 회전축(53)의 양단부에 각각 설치되어 하우징 몸체(31)의 양측면에 결합되는 베어링(59)들과, 회전몸체(51)의 외주연에 기 설정된 간격으로 돌출되는 결합돌부(511)들과, 결합돌부(511)들 각각에 결합되는 해쇄날(55)들로 이루어진다.
또한 해쇄부(5)는 하우징 몸체(31)의 수용공간(311)에 설치되어 외부 모터의 회전에 따라 회전되며, 일측이 하우징 몸체(31)의 개구부(33)를 통해 외부로 노출되도록 설치된다.
또한 해쇄부(5)는 회전몸체(51)가 회전될 때 개구부(33)의 하단부에 설치되는 안착판(33)의 단부와 회전되는 해쇄날(55)의 거리가 이격되도록 설치됨으로써 회전몸체(51)는 하우징 몸체(31) 내부에 회전할 수 있게 된다.
또한 해쇄부(5)는 회전몸체(51)가 회전될 때 안착판의 단부와, 회전몸체(51)의 간격을 통해 해쇄된 알루미늄 촙이 하우징 몸체(31) 내부로 유입된다.
즉 해쇄부(5)는 알루미늄 스크랩(S)의 일측이 회전되는 해쇄날(55)에 걸리면 해쇄날(55)이 회전되는 힘의 방향에 따라 하부로 힘을 받게 되고, 하부는 안착판(33)에 의해 지지됨으로써 알루미늄 스크랩(S)은 전단력에 의해 가압된 압축이 해제되게 된다.
도 8은 본 발명에 적용되는 해쇄부의 일실시예이고, 도 9는 본 발명에 적용되는 해쇄부의 제2 실시예이다.
도 8에 도시된 바와 같이 회전몸체(51)는 원통 형상으로 형성되어 외측에 돌출된 회전축(53)의 회전에 따라 회전되며, 외주연에 해쇄날(55)이 결합되는 결합돌부(511)들이 외주연으로부터 외측으로 돌출 형성된다.
또한 결합돌부(511)들은 회전축(53)의 수직방향인, 즉 회전방향의 회전몸체(51)의 외주연에 "V"자 형상으로 배열된다. 이때 인접되는 배열들은 간격(L)을 두고 형성된다.
이와 같이 본 발명에 적용되는 해쇄부(5)는 결합돌부(511)들이 "V"자 배열로 형성됨으로써 도 9의 제2 실시예와 같이 결합돌부(511)들이 일렬로 배열될 때 안착판(33)의 단부에 걸려 알루미늄 스크랩(S)에 전단력이 발생되는 지점이 동일한 선상에서 이루어져 모터에 부하가 발생하며, 이에 따라 기계가 정지하는 문제점을 해결할 수 있다.
즉 본 발명에 적용되는 해쇄부(5)는 결합돌부(511)들이 "V"자 형상으로 형성되어 알루미늄 스크랩(S)의 해쇄를 위해 전단력이 발생되는 지점을 분산시킴으로써 해쇄공정 시간을 절감시킬 수 있게 된다.
또한 동일한 배열 상의 인접되는 결합돌부(511)들은 도 8에 도시된 바와 같이 40mm ~ 50mm로 이격되게 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다. 이때 동일한 배열 상의 인접되는 결합돌부(511)들의 간격이 만약 50mm 이상이면 알루미늄 촙의 크기가 50mm 이상이 되어 다음 공정인 분쇄공정 시 분쇄시간이 증가하며 증가된 분쇄시간 및 마찰열로 인해 촙이 녹는 현상이 발생하게 되고, 만약 40mm 미만이면 알루미늄 촙의 크기가 필요 이상으로 작아져 불필요한 해쇄공정을 수행하게 된다.
도 10은 도 7의 결합돌부를 나타내는 측면도이다.
결합돌부(511)는 도 10에 도시된 바와 같이 회전몸체(51)의 외주연으로부터 외측으로 돌출 형성된다.
또한 결합돌부(511)는 평평한 면으로 형성되는 대접면(513)을 포함하고, 상기 대접면(513)은 회전몸체(51)의 외주연에 수직으로 형성된다.
또한 결합돌부(511)의 대접면(513)에는 볼트가 관통되는 볼트공(514)들이 형성되어 해쇄날(55)은 대접면(513)에 볼트(57) 체결되어 결합됨으로써 반복되는 해쇄로 인해 해쇄날(55)이 파손되거나 마모될 때 해쇄날(55)의 교체가 용이하게 이루어지도록 한다.
도 11은 도 7의 해쇄날을 나타내는 평면도이다.
해쇄날(55)은 전술하였던 바와 같이 결합돌부(511)의 대접면(513)에 대접되게 결합된다.
또한 해쇄날(55)은 길이 및 두께를 갖는 8각형 형상의 판재로 형성되며, 내부에 양면을 관통하는 볼트공(555), (555')들, 상세하게로는 대접면(513)의 볼트공(514)들에 대응되는 볼트공(555), (555')들이 형성됨으로써 해쇄날(55)은 결합돌부(511)의 대접면(513)에 볼트 체결된다.
또한 해쇄날(55)은 길이방향의 대향되는 단부들 각각에 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄시키는 칼날(551), (553)들이 형성되고, 해쇄날(55)은 칼날(551), (553)들 중 어느 하나가 외측을 향하도록 상기 결합돌부(511)의 대접면(513)에 설치된다.
이와 같이 본 발명에 적용되는 해쇄날(55)은 대향되는 단부에 칼날(551), (553)들이 각각 형성됨으로써 반복되는 해쇄로 인해 일측 칼날(551)이 훼손될 때 간단한 볼트 해제 및 체결 작업만으로 타측 칼날(553)을 대체해서 사용할 수 있다.
도 12는 도 2의 가압부를 나타내는 단면도이다.
도 12의 가압부(9)는 안착판(33)의 상부에 설치되어 안착판(33)의 상면에 안착된 알루미늄 스크랩(S)을 해쇄부(5)로 가압시키는 장치이다.
또한 가압부(9)는 안착판(33)의 일측 단부에 결합되어 안착판(33)에 수직으로 설치되는 브라켓(92)과, 평평한 판재로 형성되어 일측 단부가 브라켓(92)에 결합되어 안착판(33)에 수직방향으로 고정되게 설치되는 고정판(93)과, 고정판(93)으로부터 해쇄부(5)에 인접하게 이격되게 설치되는 가압판(94)과, 고정판(93)의 외측을 바라보는 일면에 수직으로 설치되는 유압 실린더(91)와, 상기 고정판(93)의 일면에 실린더를 중심으로 이격되게 설치되는 4개의 보조가압 지지봉(95)들과, 유압 실린더(91)의 동작을 제어하는 제어수단(96)으로 이루어진다.
도 13은 도 12의 브라켓과 고정판을 나타내는 사시도이다.
도 13의 브라켓(92)은 해쇄부(5)와 대향되는 방향의 안착판(33)의 길이방향의 일측 단부에 수직으로 설치되며, 외측면에는 안착판(33)에 평행한 평평한 면으로 형성되는 제어수단 안착면(921)이 형성된다.
또한 안착면(921)에는 유압 실린더(91)의 동작을 제어하는 제어수단(96)이 안착된다.
고정판(93)은 평평한 판재로 형성되며, 일측 단부가 브라켓(92)에 결합되어 안착판(33)에 수직방향으로 설치된다.
또한 고정판(93)은 중앙에 양면을 관통하여 후술되는 유압 실린더의 피스톤 로드(Piston Load)가 관통되는 로드 삽입공(931)과, 로드 삽입공(931)에 인접되는 지점에 대칭되게 형성되어 보조가압 지지봉(95)들이 각각 관통되는 봉 삽입공(933)들이 형성된다.
유압 실린더(91)는 도 12를 참조하여 살펴보면 내부에 공간이 형성되는 피스톤 몸체(911)와, 외부의 고압공기 생성장치(미도시)로부터 발생된 고압공기를 피스톤 몸체(911) 내부로 유입시키는 유입관(912)과, 피스톤 몸체(911) 내부에 삽입되게 설치되되 피스톤 몸체(911)로부터 돌출되는 단부가 고정판(93)의 로드 삽입공(931)을 관통하여 가압판(94)의 일면에 결합되는 피스톤 로드(913)와, 내부에 상기 피스톤 로드(913)가 관통되는 관통공이 형성되어 일측은 고정판(93)에, 타측은 피스톤 몸체(911)의 일측 단부에 결합되는 베어링(914)으로 이루어진다.
이때 유압 실린더(91)는 산업 전분야의 각종 기계 및 장치들에 널리 사용되고 있는 공지된 기술이기 때문에 쿠션 쿨러, 피스톤 실 및 헤드 커버 등과 같은 구체적인 구성에 대해서는 생략하기로 한다.
또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 가압판(94)을 가압시키는 가압부(9)가 유압실린더(91), 고정판(93) 및 브라켓(92)들로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 가압부(9)는 이에 한정되지 않으며, 가압판(94)을 해쇄부(5)로 가압시킬 수 있는 다양한 방법 및 장치로 구성되어도 무방하다.
또한 베어링(914)은 외측을 바라보는 고정판(93)에 결합되되 내부의 관통공(미도시)이 로드 삽입공(931)에 일체로 연결되도록 결합됨으로써 고압공기의 유입으로 인해 피스톤 몸체(911)로부터 돌출되는 피스톤 로드(913)가 고정판(93)의 로드 삽입공(931)을 관통하도록 한다.
또한 피스톤 로드(913)는 공지된 바와 같이 외부로부터 유입된 고압공기량이 증가하면 피스톤 몸체(911) 내측에서 외측으로 돌출하게 된다.
또한 피스톤 로드(913)는 피스톤 몸체(911) 내부에 설치되되 피스톤 몸체(911)로부터 돌출되는 일측 단부가 고정판(93)의 로드 삽입공(931)을 관통하여 가압판(94)의 일면에 결합됨으로써 피스톤 몸체(911)의 내측으로부터 외측으로 이동될 때 가압판(94)은 피스톤 로드(913)의 이동방향에 따라 안착판(33)의 상부에서 이동 가능하게 된다.
보조가압 지지봉(95)들은 봉 형상으로 형성되며, 일측 단부가 가압판(94)에 결합되되 타측 단부는 고정판(93)의 봉 삽입공(933)을 관통하여 외측으로 돌출되게 설치된다.
또한 보조가압 지지봉(95)들은 피스톤 로드(913)의 이동으로 인해 가압판(94)이 이동되어 알루미늄 스크랩(S)을 가압시킬 때 가압판(94)의 중앙 부분만 힘이 집중되어 가압판(94)이 알루미늄 스크랩(S) 전체를 가압시키지 못하고 일측 부분으로 힘이 집중되지 못하도록 가압판(94)이 수평하게 알루미늄 스크랩(S)을 가압하도록 가압판(94)을 지지한다.
도 14는 도 2의 고정부를 나타내는 사시도이다.
도 14의 고정부(7)는 내부에 복수개의 안착홈(711)이 형성되는 직육면체 형상의 함체로 형성되는 고정몸체(71), (71')들과, 바 형상으로 형성되어 고정몸체(71), (71')들의 대향되는 안착홈(711)에 양단부가 삽입 설치되는 고정바(73)로 이루어진다.
고정몸체(71), (71')들의 안착홈(711)들은 고정바(73)의 단부 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.
또한 고정몸체(71), (71')들은 안착판(33)의 상부에 설치되되 해쇄부(5)의 개구부(33)에 인접되는 지점에 서로 대향되게 이격되어 설치된다.
도 15는 도 14의 고정부가 설치되지 않을 때의 문제점을 설명하기 위한 예시도이다.
도 15에 도시된 바와 같이 고정부(7)가 설치되지 않을 때 알루미늄 스크랩(S)은 일측이 해쇄날(55)에 걸리게 되면 해쇄날(55)의 회전력에 의해 해쇄부(5)에 인접한 일측부는 하부로, 이에 대향되는 타측부는 상부를 향하는 방향으로 힘을 받게 된다.
이때 만약 알루미늄 스크랩(S)이 해쇄날(55)에 견고하게 걸리지 않은 상태이면 알루미늄 스크랩(S)은 해쇄날(55)의 회전에 따라 해쇄날(55)의 회전방향에 반대되는 방향으로 공회전하게 되고, 만약 알루미늄 스크랩(S)이 해쇄날(55)에 견고하게 걸린 상태이면 해쇄날(55)에 걸린 알루미늄 스크랩(S)의 일측부가 전술하였던 바와 같이 고정되지 않고 하향 이동함에 따라 해쇄날(55)의 회전에 따라 해쇄날(55)과 안착판(33) 사이의 틈새(34)로 고압축된 상태로 삽입됨으로써 모터 부하를 발생시켜 기계가 정지하는 일이 빈번하게 발생하게 된다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해 본 발명에서는 알루미늄 스크랩(S)을 고정시키기 위한 고정부(7)를 고안하였고, 고정부(7)는 알루미늄 스크랩(S)의 상부를 지지, 상세하게로는 알루미늄 스크랩(S)에 특정 방향의 힘이 가해지더라도 알루미늄 스크랩(S)을 견고하게 지지함으로써 해쇄공정이 더욱 효율적으로 이루어지도록 한다.
1:알루미늄 스크랩 해쇄장치 3:하우징부
5:해쇄부 7:고정부 9:가압부
31:하우징 몸체 51:회전몸체 53:회전축
55:해쇄날 57:볼트 59:베어링
71:고정몸체 73:고정바

Claims (9)

  1. 폐알루미늄이 고압축된 알루미늄 스크랩을 해쇄시키는 알루미늄 스크랩 해쇄장치에 있어서:
    상기 알루미늄 스크랩(S)이 투입되는 개구부와 해쇄된 알루미늄 촙이 배출되는 토출부가 형성되는 함체;
    평평한 판재로 형성되어 일측 단부가 상기 개구부에 연설되도록 설치되며, 상면에 상기 알루미늄 스크랩이 놓이는 안착판;
    상기 함체 내부에 회전되도록 설치되며, 회전 시 상기 알루미늄 스크랩을 해쇄하는 해쇄날들이 외주연에 돌출 형성되는 해쇄부;
    평평한 판재로 형성되어 상기 안착판에 수직으로, 이동가능하게 설치되는 가압판과, 상기 가압판을 이동시키는 가압수단을 포함하고,
    상기 알루미늄 스크랩은 상기 가압판에 의해 상기 해쇄부의 회전반경 내로 이동되면 상기 해쇄날들에 의해 압축이 해제되어 상기 토출부로 토출되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 해쇄날들은 상기 해쇄부의 외주연에 "V"자 형상으로 배열되고, 상기 배열은 상기 해쇄부의 외주연에 간격을 두고 반복되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 동일한 배열 상의 인접하는 해쇄날들은 40 ~ 60mm 간격을 두고 형성됨으로써 상기 토출부로 토출되는 상기 알루미늄 촙이 40 ~ 60mm의 크기인 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 개구부에 인접하게 상기 안착판의 상부에 설치되어 상기 알루미늄 스크랩을 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 고정부는
    길이를 갖는 막대형상의 고정바;
    상기 안착판의 상면에 서로 이격되게 설치되며, 내부에 상기 고정바의 단면의 형상에 대응되는 형상의 안착홈들이 복수개가 형성되는 고정몸체들을 포함하고,
    상기 고정몸체들 사이에 상기 알루미늄 스크랩이 안착될 때 상기 고정바가 상기 알루미늄 스크랩의 상부에 설치되어 상기 알루미늄 스크랩을 지지하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 가압수단은
    평평한 판재로 형성되어 상기 안착판에 수직으로 고정 설치되며, 중앙에 양면을 관통하는 로드 삽입공이 형성되는 고정판;
    내부에 진공상태의 수용공간을 갖는 피스톤 몸체와, 상기 피스톤 몸체 내부로 고압공기를 유입시키는 유입관과, 내부에 관통공이 형성되어 일측이 상기 고정판에, 타측이 상기 피스톤 몸체의 단부에 결합되는 베어링과, 상기 피스톤 몸체 내부에 이동 가능하도록 설치되되 단부가 상기 베어링 및 상기 고정판의 로드 삽입공을 관통하여 상기 가압판에 결합되는 피스톤 로드로 이루어지는 유압 실린더를 포함하고,
    상기 유입관을 통해 상기 피스톤 몸체 내부로 상기 고압공기가 기 설정된 이상 유입되면 상기 피스톤 로드가 외측으로 이동하여 상기 가압판이 이동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 가압수단은 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되어 일단부가 상기 고정판을 향하는 상기 가압판의 일면에 설치되는 적어도 하나 이상의 보조가압 지지봉들을 포함하고,
    상기 고정판은 상기 보조가압 지지봉들 각각이 관통되는 적어도 하나 이상의 봉 삽입공들이 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해쇄부는
    상기 해쇄부의 외주연으로부터 외측으로 돌출 형성되되 상기 외주연에 수직방향으로 형성되는 대접면을 포함하는 결합부재들과, 상기 결합부재들 각각의 대접면에 볼트 체결되는 해쇄날들을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
  9. 청구항 8에서, 상기 해쇄날들은 8각형 형상의 판재로 형성되며, 대향되는 단부들 각각에 칼날이 형성되어 상기 칼날이 외측을 향하도록 상기 대접면에 설치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 해쇄장치.
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