KR101366049B1 - 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개로 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 고정롤러와 압축롤러를 통해 압축 성형함으로써, 현저하게 부피가 줄어들어 종래보다 많은 양의 분쇄칩을 포장할 수 있어 알루미늄 용해공장으로 물류시에 톤백마대의 수를 50% 정도 줄일 수 있으며, 그로 인해 안정적인 물류 이송이 가능하고, 원자재 절감 및 물류 상,하차시 필요한 시간과 작업속도가 절감되어 경제성이 뛰어난 특징이 있다.

Description

분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치{Crushed aluminum cans waste squeezed wafer by a twin-roller apparatus for manufacturing a molded}
본 발명은 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개로 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 고정롤러와 압축롤러를 통해 압축 성형함으로써, 현저하게 부피가 줄어들어 종래보다 많은 양의 분쇄칩을 포장할 수 있어 알루미늄 용해공장으로 물류시에 톤백마대의 수를 50% 정도 줄일 수 있으며, 그로 인해 안정적인 물류 이송이 가능하고, 원자재 절감 및 물류 상,하차시 필요한 시간과 작업속도가 절감되어 경제성이 뛰어난 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐 알루미늄 캔은 그 재활용 용도가 매우 크기 때문에 이를 회수하고 녹여 다시 캔을 생산하는 것이 일반적이다.
따라서, 폐 알루미늄 제품에 관한 연구는 폐기물의 재활용에 따른 경제적인 이점 뿐만 아니라 환경오염을 방지하는 측면에서도 매우 유용한 과제이다.
여기서 폐 알루미늄 캔으로부터 알루미늄을 회수하는 방법에는 회수된 알루미늄을 반사로나 도가니로 등의 알루미늄 용융로에 넣고 약 700℃ 정도로 가열 용해시킨 후, 냉각시켜 알루미늄 괴로 만들어 회수하고 있다.
이렇듯, 폐 알루미늄 캔의 재활용을 위해 가열 용해시키는 방식이 일반적이며, 이를 구현하기 위해 전처리 과정이 필요하고, 그 중 가장 일반적인 방식은 첫번째로 다량의 폐 알루미늄 캔을 가압기에 넣어 가압시켜 육면체의 가압덩어리로 만드는 것이며, 두번째 방식은 대한민국 등록특허공보 제10-0898272호와 대한민국 등록특허공보 제10-1225856호 등과 같이 분쇄하여 폐 알루미늄 캔 분쇄품을 그레뉼 또는 분말 등의 형상으로 제조하는 방식이 있으며, 이들의 최종 제품 목적은 대한민국 등록특허공보 제10-0792001호에서 볼 수 있는 제강과정에 필요한 알루미늄 탈산제 제품과, 기존 알루미늄 용해방식의 대표적인 반사로 용융과정과 달리, 대한민국 등록특허공보 제10-0648386호에서 볼 수 있는 와류용해방식에 의해 알루미늄 회수율을 현격하게 높여 용해하는 방식이 있다.
그런데, 상기의 특허기술은 폐 알루미늄 캔 분쇄품을 1㎥ 크기의 마대에 장입할 경우 300kg 정도 포장이 가능하여 많은 양의 물류 운반을 할 수 없고, 그로 인해 물류 상,하차에 필요한 시간 및 작업속도가 길어져 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0898272호 대한민국 등록특허공보 제10-1225856호 대한민국 등록특허공보 제10-0898737호 대한민국 등록특허공보 제10-0648386호 대한민국 등록특허공보 제10-0792001호
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
다수개로 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 고정롤러와 압축롤러를 통해 압축 성형함으로써, 현저하게 부피가 줄어들어 종래보다 많은 양의 분쇄칩을 포장할 수 있어 알루미늄 용해공장으로 물류시에 톤백마대의 수를 50% 정도 줄일 수 있으며, 그로 인해 안정적인 물류 이송이 가능하고, 원자재 절감 및 물류 상,하차시 필요한 시간과 작업속도가 절감되어 경제성이 뛰어난 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 폐 알루미늄 캔을 분쇄한 칩을 압축 박편으로 성형하는 제조장치에 있어서,
프레임과;
상기 프레임에 설치되어 일측에 연결된 제 1 구동모터에 의해 회전되는 고정롤러와;
상기 고정롤러의 상측에 구비되어 일측에 연결된 제 2 구동모터에 의해 회전되고, 상기 고정롤러와의 사이에 폐 알루미늄 캔 분쇄칩이 투입되어 압축시켜 압축 박편으로 성형하는 압축롤러와;
상기 압축롤러의 일측 또는 양측에 연결되어 압축롤러가 고정롤러의 상측에 경사지게 구비되도록 지지해주는 동시에 압축롤러를 고정롤러 측으로 눌러주는 가압 스프링장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치는 다수개로 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 고정롤러와 압축롤러를 통해 압축 성형함으로써, 현저하게 부피가 줄어들어 종래보다 많은 양의 분쇄칩을 포장할 수 있어 알루미늄 용해공장으로 물류시에 톤백마대의 수를 50% 정도 줄일 수 있으며, 그로 인해 안정적인 물류 이송이 가능하고, 원자재 절감 및 물류 상,하차시 필요한 시간과 작업속도가 절감되어 경제성이 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압축롤러와 가압 스프링장치를 나타낸 정면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압축롤러와 가압 스프링장치를 나타낸 평면도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 폐 알루미늄 캔을 분쇄한 칩을 압축 박편으로 성형하는 제조장치에 있어서,
프레임과;
상기 프레임에 설치되어 일측에 연결된 제 1 구동모터에 의해 회전되는 고정롤러와;
상기 고정롤러의 상측에 구비되어 일측에 연결된 제 2 구동모터에 의해 회전되고, 상기 고정롤러와의 사이에 폐 알루미늄 캔 분쇄칩이 투입되어 압축시켜 압축 박편으로 성형하는 압축롤러와;
상기 압축롤러의 일측 또는 양측에 연결되어 압축롤러가 고정롤러의 상측에 경사지게 구비되도록 지지해주는 동시에 압축롤러를 고정롤러 측으로 눌러주는 가압 스프링장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압축롤러와 가압 스프링장치를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 압축롤러와 가압 스프링장치를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치는 폐 알루미늄 캔을 분쇄기에 의해 분쇄한 뒤, 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 압축하여 얇은 박편으로 성형하는 장치로써, 프레임(10)과, 고정롤러(20)와, 압축롤러(30)와, 가압 스프링장치(40)로 구성된다.
상기 프레임(10)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 테이블 형태로써, 상기 프레임(10)의 상부면에 고정롤러(20)와, 압축롤러(30)와, 가압 스프링장치(40)가 설치되도록 받침판(미도시)이 형성되고, 상기 받침판의 하측에는 받침판을 지지할 수 있는 받침대(미도시)가 다수개 설치된다. 이때, 상기 프레임(10)의 받침판은 다단으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 프레임(10)의 일단면 즉, 고정롤러(20)와, 압축롤러(30)가 설치된 위치의 받침판(프레임 면)에는 고정롤러(20)와 압축롤러(30) 사이를 통해 압축된 폐 알루미늄 캔의 압축 박편(2)이 배출되도록 배출구(11)가 형성된다.
그리고, 상기 프레임(10)의 배출구(11)에는 도 3에서처럼, 배출구(11)를 통해 배출되는 압축 박편(2)이 일측으로 이송되도록 가이드대(12)가 더 형성된다.
상기 고정롤러(20)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 프레임(10)의 상부면에 설치되어 일측에 연결된 제 1 구동모터(50)에 의해 회전되는데, 상기 프레임(10)의 상부면에 설치시, 고정롤러(20)의 양측에 형성된 회전축이 고정롤러 베어링(21)과 연결된 상태에서 상기 고정롤러 베어링(21)이 프레임(10)의 상부면에 고정설치된다.
여기서, 상기 고정롤러(20)를 회전시키는 제 1 구동모터(50)는 도 1과 도 2에서처럼, 프레임(10)의 상부면에 고정설치되고, 상기 제 1 구동모터(50)와 고정롤러(20)는 동력전달 벨트(22)에 의해 상호 연결되어 제 1 구동모터(50)의 회전동력이 고정롤러(20)에 전달되어 회전되는 것이다.
또한, 상기 고정롤러(20)의 회전축에는 제 1 구동모터(50)의 벨트(22)와 연결되도록 풀리 또는 기어 등이 더 설치된다.
상기 압축롤러(30)는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 고정롤러(20)의 상측에 구비되어 일측에 연결된 제 2 구동모터(60)에 의해 회전되는데, 상기 압축롤러(30)는 가압 스프링장치(40)에 의해 지지되어 프레임(10)의 상부면에 소정간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 압축롤러(30)는 고정롤러(20)의 상측에 구비되는데, 고정롤러(20)를 수평선상으로 기준하여 소정각도의 경사지점에 위치한다. 즉, 45 ~ 60도 정도의 각도 위치에 구비된다.
여기서, 상기 압축롤러(30)는 고정롤러(20)와 소정간격을 두고 형성되어 상호 사이에 폐 알루미늄 캔 분쇄칩(1)이 투입되는데, 압축롤러(30)의 무게에 의해 알루미늄 캔 분쇄칩(1)을 압축시켜 압축 박편(2)으로 성형한다.
또한, 상기 압축롤러(30)는 제 2 구동모터(60)에 의해 회전되는데, 상기 제 2 구동모터(60)와 동력전달 벨트(32)에 의해 상호 연결되어 제 2 구동모터(60)의 회전동력이 압축롤러(30)에 전달되어 회전되는 것이다. 이때, 상기 압축롤러(30)의 회전축에는 제 2 구동모터(60)의 벨트(32)와 연결되도록 풀리 또는 기어 등이 더 설치된다.
상기 가압 스프링장치(40)는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 압축롤러(30)의 일측 또는 양측에 연결되어 압축롤러(30)가 고정롤러(20)의 상측에 경사지게 구비되도록 지지해주는 동시에 압축롤러(30)를 고정롤러(20) 측으로 눌러주는 장치로써, 축(41)과, 지지대(42)와, 롤러 이송대(43)와, 가압 스프링(44)과, 가압 강도조절장치(45)로 구성된다.
여기서, 상기 축(41)은 도 4에서처럼, 상기 압축롤러(30)가 길이방향으로 이동되도록 경사지게 형성된다. 또한, 상기 지지대(42)는 상기 프레임(10)에 고정되어 축(41)이 경사지게 고정시키는데, 도 4에서처럼, "ㄴ" 형태로 형성되어 축(41)을 경사지게 지지할 수 있다.
그리고, 상기 롤러 이송대(43)는 도 4에서처럼, 상기 압축롤러(30)를 베어링(31)에 의해 지지한 상태에서 축(41)에 구비되고, 상기 축(41)의 경사진 방향으로 이송되면서 압축롤러(30)를 축(41)에 따라 이동시키는 역할을 한다. 즉, 상측은 압축롤러(30)와 연결되는 압축롤러 베어링(31)이 형성되고, 하측은 축(41)과 연결되는 연결부(미도시)가 형성되며, 상기 연결부와 압축롤러 베어링(31)이 볼트, 너트 등에 의해 연결된다.
또한, 상기 가압 스프링(44)은 도 4에서처럼, 축(41)의 외주연에 구비되고, 상기 가압 스프링(44)의 일측이 롤러 이송대(43)의 일측을 눌러주어 압축롤러(30)가 고정롤러(20) 측으로 항시 이동되게 한다. 그렇기에 상기 압축롤러(30)와 고정롤러(20) 사이에 간격이 넓어지지않아 폐 알루미늄 캔 분쇄칩(1)이 압착될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 가압 강도조절장치(45)는 도 4에서처럼, 상기 축(41)의 끝단부에 형성되어 가압 스프링(44)의 일측이 지지되고, 이때, 상기 가압 스프링(44)의 타측은 롤러 이송대(43)의 일측에 지지된 상태이며, 상기 축(41)을 따라 이동되면서 가압 스프링(44)의 가압 강도를 조절한다. 즉, 상기 가압 강도조절장치(45)가 축(41) 방향으로 이동되면 가압 스프링(44)은 롤러 이송대(43) 측으로 압착되고, 상가 가압 강도조절장치(45)가 반대방향으로 이동되면 가압 스프링(44)은 롤러 이송대(43) 측의 반대측으로 늘어나면서 강도조절이 가능한 것이다.
한편, 이하에서는 상기에서 기술한 제조장치에 대한 종류와 크기/형태 및 사양에 대해 기술한다.
우선, 제 1,2 구동모터(50,60)는 5마력 6극(1150 rpm)이며, 롤러(20,30)의 직경은 440mm×700L로써, 400mm 이상의 크기로 형성되고, 동력전달 벨트(22,32)는 각각 C형 V벨트 3개를 이용하며, 풀리는 모터측이 6인치(직격152mm) 롤러측이 20인치(직경508mm)로 3.3 : 1의 비율로 구성되며, 롤러(20,30)의 회전속도는 345rpm으로 원주속도는 550m/min의 속도로 형성된다.
만약, ① 분당 원주 속도가 200m/min 이하일 경우에는 롤러의 간격보다 큰 분쇄품의 90%가 롤러 사이에 진입하지 못하여 압착이 되지 않는다.
② 분당 원주속도가 350m/min일 경우에 롤러의 간격보다 큰 분쇄입자가 롤러 사이에 100% 진입하여 압착된다.
③ 분당 원주속도가 450m/min 이상일 경우 90%의 분쇄품이 완전히 밀착된 롤러 사이를 통과할 수 있다.
그렇기에 본 발명에서는 바람직하게는 롤러(20,30) 사이 간격을 밀착시켜놓고, 이보다 두꺼운 분쇄품(0.5 ~ 15mm)이 롤러(20,30) 사이에 진입하기 위한 조건이라면 분당 550m/min의 원주속도를 확립한다.
이렇듯, 본 발명은 원주속도 550m/min 이상의 조건과 롤러(20,30) 직경의 크기가 400mm 이상일 조건과 무게가 300kg 이상일 조건을 만족할 때, 압착편이 편평함을 유지하면서 압착할 수 있다.
또한, 분쇄입자의 크기 및 형태가 다양하므로, 롤러(20,30)에 미치는 부하량조절 및 입자 전체가 롤러(20,30) 사이에 진입할 수 있도록 가압 스프링(44)을 장착한 압축롤러(30)를 부착하여 기계에 미치는 진동 및 모터부하량을 최소로 줄였다.
이렇게 본 발명은 겉보기비중이 0.3 정도의 폐 알루미늄 캔 분쇄품(1)을 제조장치에 의해 겉보기비중이 0.55 이상의 압축 박편(2)이 성형되는 것이다.
10 : 프레임 11 : 배출구
12 : 가이드대 20 : 고정롤러
21 : 고정롤러 베어링 22,32 : 벨트
30 : 압축롤러 31 : 압축롤러 베어링
40 : 가압 스프링장치 41 : 축
42 : 지지대 43 : 롤러 이송대
44 : 가압 스프링 45 : 가압 강도조절장치
50 : 제 1 구동모터 60 : 제 2 구동모터

Claims (4)

  1. 폐 알루미늄 캔을 분쇄한 칩(1)을 압축 박편(2)으로 성형하는 제조장치에 있어서,
    프레임(10)과;
    상기 프레임(10)에 설치되어 일측에 연결된 제 1 구동모터(50)에 의해 회전되는 고정롤러(20)와;
    상기 고정롤러(20)의 상측에 구비되어 일측에 연결된 제 2 구동모터(60)에 의해 회전되고, 상기 고정롤러(20)와의 사이에 폐 알루미늄 캔 분쇄칩(1)이 투입되어 압축시켜 압축 박편(2)으로 성형하는 압축롤러(30)와;
    상기 압축롤러(30)의 일측 또는 양측에 연결되어 압축롤러(30)가 고정롤러(20)의 상측에 경사지게 구비되도록 지지해주는 동시에 압축롤러(30)를 고정롤러(20) 측으로 눌러주는 가압 스프링장치(40);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가압 스프링장치(40)는,
    상기 압축롤러(30)가 길이방향으로 이동되는 축(41)과;
    상기 프레임(10)에 고정되어 축(41)이 경사지게 고정시키는 지지대(42)와;
    상기 압축롤러(30)를 베어링(31)에 의해 지지한 상태에서 축(41)에 구비되고, 상기 축(41)의 경사진 방향으로 이송되면서 압축롤러(30)를 이동시키는 롤러 이송대(43)와;
    상기 축(41)의 외주연에 구비되어 롤러 이송대(43)를 일측으로 눌러주어 압축롤러(30)가 고정롤러(20) 측으로 이동되게하는 가압 스프링(44)과;
    상기 축(41)의 끝단부에 형성되어 가압 스프링(44)의 일측이 지지되고, 상기 축(41)을 따라 이동되면서 가압 스프링(44)의 가압 강도를 조절하는 가압 강도조절장치(45);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임(10)에는 고정롤러(20)와 압축롤러(30) 사이를 통해 압축된 폐 알루미늄 캔의 압축 박편(2)이 배출되도록 배출구(11)가 고정롤러(20)와 압축롤러(30) 사이의 하측방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정롤러(20)와 압축롤러(30)는 폐 알루미늄 캔 분쇄칩(1)의 압축을 위해 원주속도 550m/min 이상으로 회전되고, 직경이 400mm 이상의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 분쇄된 폐 알루미늄 캔을 트윈 롤러에 의해 압착박편으로 성형하는 제조장치.
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