KR101416342B1 - 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐플라스틱을 수용하여 용융할 수 있도록 수용부가 마련된 가열로 및 상기 가열로의 외면을 둘러싸며 구비된 복수의 가열수단을 포함하며, 상기 가열수단은 전기에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치에 관한 것이다.

Description

폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치 {Device for producing refind oil using used plastics}
본 발명은 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐플라스틱을 수용하여 용융할 수 있도록 수용부가 마련된 가열로 및 상기 가열로의 외면을 둘러싸며 구비된 복수의 가열수단을 포함하며, 상기 가열수단은 전기에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일상생활에 사용되는 물품이나 각종용기, 공사에 필요한 자재 등에는 대부분 플라스틱이 사용되고 있다. 이와 같은 플라스틱은 사용하고 버려져 폐기하게 되는데, 플라스틱 특성상 자연적으로 분해가 되기까지는 수백년 정도가 소요되고, 무게에 비하여 부피가 크고 분해가 어렵기 때문에 적당한 처리를 요구하게 된다. 따라서 이러한 처리 과정에서 심각한 환경문제를 불러올 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 폐플라스틱을 환경친화적이고 경제적인 방법으로 처리하기 위해 재활용에 대한 연구가 활발하게 진행되어 오고 있다.
폐플라스틱을 재활용하는 다양한 방안 중, 폐플라스틱을 열분해 하여 유류성분을 추출하는 장치가 공지된 바 있다.
이러한, 폐플라스틱을 이용하여 유류성분(이하 재생유)을 가공하기 위한 과정에는 폐플라스틱을 분쇄하는 분쇄장치, 분쇄된 폐플라스틱을 열분해 하기 위한 유화장치, 유화장치에서 기화된 기체를 냉각처리하는 냉각장치, 냉각장치에서 냉각처리되어 액화된 추출물을 정제하는 정제장치에서 유수분리장치, 여과기를 거쳐 저장탱크로 저장되며 재생유를 가공하게 된다. 이 중, 폐플라스틱을 열분해 하는 유화장치는 폐플라스틱이 담겨진 가열로에 열을 공급하여 폐플라스틱을 용융하게 되는데, 이때 사용되는 연료는 기체 또는 액체 연료로 사용되는 버너에 의해 열을 공급하게 된다. 즉, 가스나 석유 등의 연료를 연소시켜 가열로를 가열하는데 사용하게 된다.
따라서, 종래의 재생유를 제조함에 있어 유화장치는 가스나 석유 등을 연소하여 가열하기 때문에 폐플라스틱을 용융하기 위한 온도를 상승하기까지 시간이 지체되고, 지체되는 시간까지 가스나 석유를 연소해야 하기 때문에 비용부담에 대한 경제적 문제점이 있으며, 아울러 이와 같은 버너장치는 폐플라스틱을 용융하기 위한 가장 적절한 온도를 설정하기에도 어려운 문제점이 있다.
또한, 가열로에서 열분해된 생성물을 추출한 후에는 유화장치의 가열로에는 슬러지가 남게 되는데, 이 슬러지는 가열로의 열이 보통 상온 상태에서 제거가 가능하다.
따라서, 종래의 유화장치는 가열된 상태에서 열을 상온 상태로 식히는 오랜 시간동안 장치가동을 중단해야 하고, 슬러지 제거 후 식힌 가열로를 다시 버너장치를 이용하여 온도를 상승시키기까지 오랜 시간이 지체되기 때문에 시간당 생산량을 원활하게 생산할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 폐플라스틱을 열분해 하여 용융하는 유화장치에서 가열되는 시간을 단축하고, 경제적인 비용부담을 줄일 수 있는 재생유 유화장치를 제공하는 데 있다.
또한, 유화장치의 온도조절이 가능하여 폐플라스틱을 열분해 하기 위한 가장 적절한 온도를 설정할 수 있는 재생유 유화장치를 제공하는 데 있다.
또한, 유화장치의 가열시간 및 냉각시간을 단축하여 시간당 생산량을 원활하게 생산할 수 있는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치는 폐플라스틱을 이용하여 재생유를 가공하기 위한 재생유 유화장치에 있어서, 폐플라스틱을 수용하여 용융할 수 있도록 수용부가 마련된 가열로 및 상기 가열로의 외면을 둘러싸며 구비된 복수의 가열수단을 포함하며, 상기 가열수단은 전기에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열수단은 상기 전원공급부에서 인가된 전기에 의해 발열하는 발열체 및 상기 발열체를 삽입고정할 수 있도록 삽입구가 형성된 전열체인 가이드부재를 포함하며, 상기 가이드부재는 상기 발열체에서 발생되는 열이 상기 가열로로 전달될 수 있도록 상기 가열로의 외면과 접촉하며 고정되는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열수단은 상기 가열로의 바닥외면에 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열로의 가열된 열을 냉각하는 냉각수단을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각수단은 상기 가열로 외면으로부터 이격 하여 감싸며 냉각공간을 형성하고, 유입구과 유출구가 마련된 하우징 및 상기 유입구로 냉각유체를 공급하도록 냉각공급부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하우징의 내부에서 상기 가열로의 바닥외면을 지지하기 위해 구비되는 바닥판과 상기 바닥판으로부터 하향 이격 하여 냉각공간을 형성하되 상기 유입구로 유입된 상기 냉각유체가 상기 가열로의 외면 냉각공간과 바닥외면 냉각공간이 소통가능한 것을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열로와 이격된 상기 하우징 사이에서 서로 지지하며 고정되도록 적어도 하나의 지지부재가 구비된 것을 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폐플라스틱을 열분해 하여 용융하는 유화장치에서 가열로의 외면을 둘러싼 가열수단으로 전열면적을 증대하여 가열되는 시간을 단축할 수 있고, 가스나 석유 등을 연소하여 가열하는 버너방식이 아닌, 전기를 이용하므로 시간 및 연료절감에 대한 경제적 비용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전기를 이용한 가열방식으로써 유화장치의 온도조절이 가능하여 폐플라스틱을 열분해 하기에 가장 적절한 온도를 설정할 수 있다.
아울러, 유화장치 외면에 냉각수단을 구비하여 가열로를 빠르게 냉각시킬 수 있으며 가열로에 남겨진 슬러지를 제거는데 시간을 단축시킬 수 있다.
이에 따른, 유화장치의 가열시간 및 냉각시간을 단축하여 시간당 생산량을 늘릴 수 있는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 정면 부분단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 평면 부분단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 저면 부분단면도,
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 요부확대도,
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 실시예를 보여주는 요부확대도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 냉각수단을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 재생유 유화장치를 포함한 재생유의 가공 공정의 개념도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하면 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치(100)(이하 재생유 유화장치)의 전체구성을 보여주는 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)의 평면의 부분단면도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저면의 부분단면도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)의 요부확대도면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치의 다른 실시예를 보여주는 요부확대도면, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)를 포함한 폐플라스틱을 이용하여 가공 공정을 보여주는 도면이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)는 가열로(110), 가열수단(120)을 포함하여 이루어진다.
상기 가열로(110)는 폐플라스틱을 수용하여 용융할 수 있도록 수용부(111)가 마련되어 있다. 또한, 가열로(110)의 형태는 다각형, 원형 등 다양한 형태로도 가능할 수 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)에서 바람직하게는 폐플라스틱의 용융이 원활하도록 내측 둘레면이 각진 곳이 없도록 평단면이 정원형 형태이며, 또한 바닥면은 가열되는 전열면적을 넓히도록 평평한 형태이다. 한편, 재질은 크게 제한하지 아니하며 열전도성이 우수하고 내구성이 강한 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)에서 가열수단(120)은 발열체(121), 가이드부재(122)를 포함한다.
상기 발열수단은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부재(122) 내부로 상기 발열체(121)가 삽입된다. 상기 발열체(121)는 전원공급부(20)에서 인가된 전기에 의해 발열하는 발열체(121)로써, 발열파이프 또는 발열케이블 등으로 다양하게 제작될 수 있다. 한편, 상기 가이드부재(122)는 도 5를 참조하면 도 5의 (A)와 같이, 평단면이 직사각형에 사면이 밀폐된 "ㅁ" 형태로 제작할 수 있으며, 또는 (B)와 같이, 직사각형에 한면이 개구된 "ㄷ" 형태로도 제작할 수 있다. 또한, 정사각형이나 다각형 등 그 형태는 그게 제한하지 아니하며, 후술할 상기 가열로(110)와의 결합관계에서 길이가 긴 변의 측으로 결합하게 되는데 이는 즉, 전열면적을 증대하고, 제작이 용이하기 위한 것으로서 직사각형 형태가 바람직하다. 또한, 상기 가이드부재(122)는 상기 발열체(121)에서 발열하는 열을 원활하게 전달받을 수 있도록 발열체(121)의 내측과 접촉하며 제작되는 것이 바람직하다. 아울러, 재질은 크게 제한하지 아니하며 열전도성이 우수한 금속재를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)에서 상기 발열수단은 원기둥형태의 상기 가열로(110)의 외면을 따라 접촉하며 복수개 구비된다. 여기서, 상기 가열로(110)의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 구비되며, 그 개수나 구비형태는 크게 제한하지 아니한다. 한편, 도 3은 재생유 유화장치(100)의 저면도로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 가열로(110)의 전열면적을 증대하기 위해 가열로(110)의 바닥 외면에도 복수개 구비할 수 있다. 상기 발열수단을 상기 가열로(110)에 고정방법은 용접 또는 볼트 체결 등으로 고정될 수 있으며, 가열로(110) 및 가이드부재(122)에 타공(133) 등의 손상을 입히지 않도록 용접에 의해 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 발열체(121)를 가열로(110)에 직접 접촉하여 고정될 수 있으나, 그 재질 및 형태에 따라 고정이 불안정하거나 고온에 의해 화재위험을 불러 일으킬 수 있다. 따라서, 가이드부재(122)를 통해 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)는 냉각수단(130)이 더 포함된다.
도 6을 참조하면, 상기 냉각수단(130)은 하우징(131), 바닥판(132)을 포함한다.
상기 하우징(131)은 상기 가열로(110)의 외면으로부터 이격하여 감싸며, 그 이격된 공간으로 냉각공간(134)이 형성된다. 또한, 상기 하우징(131)은 상기 냉각공간(134)으로 냉각유체를 유입하는 유입구(131a)와 유출하는 유출구(131b)가 형성된다. 여기서 상기 냉각유체는 기체, 액체 등 다양하게 사용될 수 있으며, 액체를 사용하게 되면 상기 하우징(131)의 내부구조 제작에 어렵고, 또한 전기를 이용한 발열수단(130)으로써, 가동시 누전 등으로 인한 사고가 발생될 수 있다. 따라서, 기체상태의 냉각유체를 사용하는 것이 바람직하며, 기체 중 제작이 용이하고 추가 비용부담이 적은 일반적인 팬(FAN)을 이용한 상온의 공기를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 하우징(131)은 가열로(110)의 고열을 외부와 차단하여 외부 작업자 및 시설 등을 보호할 수 있으며 또한, 상기 발열수단에서 발열하는 열이 외부로 확산되는 것을 차단하여 상기 가열로(110)로 열을 집중 가열하도록 한다. 또한, 상기 냉각수단(130)은 상기 가열로(110)의 냉각공간(134)을 증대하기 위하여 가열로(110)를 기준으로 가열로(110)의 외면과 가열로(110)의 바닥외면에 형성된다. 또한, 가열로(110)의 상부면에서 이격하여 냉각공간(134)을 더 형성할 수 있다. 하지만, 상기 가열로(110)의 상부면에 냉각공간(134)을 형성하게 되면 열분해를 통해 발생된 기체가 상기 가열로(110)의 상부로 유출되는데 이에 대한 간섭이 일어날 수 있으며, 또 그러한 구조가 형성되어 있기 때문에 제작상 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)에서 바람직하게는 냉각공간(134)은 가열로(110)의 외면 및 바닥외면에 형성하여도 가열로(110)의 냉각이 원활할 수 있다.
한편, 가열로(110) 바닥외면의 냉각공간(134)를 형성하기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이, 판형태의 바닥판(132)을 상기 하우징(131) 내측 바닥에서 이격하여 판형태로 고정하고, 고정된 바닥판(132)의 상부면 위로 상기 가열로(110)가 구비된다. 따라서, 상기 가열로(110)의 바닥외면과 상기 하우징(131)의 내측 바닥면이 이격되어 냉각공간(134)이 형성된다. 이때, 상기 바닥판(132)은 상기 가열로(110)의 외측 냉각공간(134)과 상기 바닥외면의 냉각공간(134)이 서로 소통 되도록 복수의 타공(133)이 형성된다. 또한, 다른 예로서 타공된 바닥판(132)을 사용하지 않고 후술할 지지부재(140)만으로 냉각공간(134)을 형성할 수 있으며, 그 외에 격자형태의 프레임, 또는 걸림턱 등 하우징(131)의 바닥면에서 이격하도록 냉각공간(134)을 형성할 수 있으면 크게 제안하지 아니한다.
또한, 상기 하우징(131)과 상기 가열로(110)의 이격된 냉각공간(134)에는 상기 하우징(131)과 가열로(110)를 고정하는 적어도 하나의 지지부재(140)가 연결된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)의 상기 가열로(110)에 분쇄된 폐플라스틱을 투입한다. 상기 가열로(110)로 열을 공급하여 폐플라스틱을 열분해 한다. 상기 가열로(110)에 열을 공급하는 가열수단(120)은 전원공급부(20)에서 공급되는 전기에 의해 가열되며 이때, 열분해 하기에 가장 적절한 온도는 400℃ 내지 500℃ 이므로 제어부(10)에서 사용자가 설정된 온도에 따라 상기 가열로(110)를 가열할 수 있다. 한편, 상기 가열수단(120)이 상기 가열로(110)의 외면 및 바닥외면에 복수개 구비되어 가열면적이 증대되므로 가열되는 시간을 단축시킬 수 있다. 다음, 열분해 후 상기 가열로(110)에는 슬러지가 남게 되는데 반복적인 작업을 위해 슬러지를 제거하는 작업이 요구된다. 이때 슬러지제거는 가열로(110)의 온도가 상온이여야만 제거작업이 가능하기 때문에 유화장치(100)의 가동을 중단해야만 한다. 따라서, 상기 가열로(110)의 온도를 빠르게 식히기 위해 상기 냉각수단(130)을 이용한다. 냉각수단(130)의 상기 하우징(131)에 형성된 유입구(131a)로 냉각공급부(30)에서 공급되는 냉각유체를 유입하고, 상기 하우징(131)내부의 냉각 공간을 따라 순환하여 유출구(131b)로 유출하게 된다. 즉, 고열의 가열로(110)를 상온의 온도까지 낮출 수 있는 시간을 단축하여 슬러지제거까지의 시간을 줄일 수 있고, 다음 열분해 하기 위한 준비단계가 빠르게 진행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 이와 같이 열분해 하여 냉각처리하는 냉각장치로 이송하게 된다. 상기 냉각장치는 열분해를 통해 발생된 기체를 냉각장치에서 액화시켜 액화된 추출물을 저장하게 된다. 저장된 추출물은 정제기에서 다시 열분해 후 휘발류성분과 경유성분을 분리되고, 유수분리과정과 여과탱크를 거쳐 재생유가 생산된다.
이와 같이, 폐플라스틱을 열분해 하여 용융하는 재생유 유화장치(100)에서 가열로(110)의 외면을 둘러싼 가열수단(120)으로 전열면적을 증대하여 가열되는 시간을 단축할 수 있고, 가스나 석유 등을 연소하여 가열하는 버너방식이 아닌, 전기를 이용하므로 시간 및 연료절감에 대한 경제적 비용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전기를 이용한 가열방식으로써 재생유 유화장치(100)의 온도조절이 가능하여 폐플라스틱을 열분해 하기에 가장 적절한 온도를 설정할 수 있다.
아울러, 재생유 유화장치(100) 외면에 냉각수단(130)을 구비하여 가열로(110)를 빠르게 냉각시킬 수 있으며 가열로(110)에 남겨진 슬러지를 제거는데 시간을 단축시킬 수 있다.
이에 따른, 가열시간 및 냉각시간을 단축하여 시간당 생산량을 늘릴 수 있는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치(100)를 제공할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예에 따른 재생유 유화장치(100)는 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 진술한 실시예 외에도 가열로(110), 가열수단(120), 냉각수단(130)의 형태가 다양하게 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
10 : 제어부 20 : 전원공급부
30 : 냉각공급부 100 : 재생유 유화장치
110 : 가열로 111 : 수용부
120 : 가열수단 121 : 발열체
122 : 가이드부재 130 : 냉각수단
131 : 하우징 131a : 유입구
131b : 유출구 132 : 바닥판
133 : 타공 134 : 냉각공간
140 : 지지부재

Claims (7)

  1. 폐플라스틱을 이용하여 재생유를 가공하기 위한 재생유 유화장치에 있어서,
    폐플라스틱을 수용하여 용융할 수 있도록 수용부가 마련된 가열로; 및
    상기 가열로의 외면을 둘러싸며 구비된 복수의 가열수단을 포함하며,
    상기 가열수단은 전기에 의해 가열되고,
    상기 가열로 외면으로부터 이격 하여 감싸며 냉각공간을 형성하고, 유입구과 유출구가 마련된 하우징, 및 상기 유입구로 냉각유체를 공급하도록 냉각공급부를 포함하여 상기 가열로의 가열된 열을 냉각하는 냉각수단을 더 포함하고,
    상기 하우징의 내부에서 상기 가열로의 바닥외면을 지지하기 위해 구비되는 바닥판과 상기 바닥판으로부터 하향 이격 하여 냉각공간을 형성하되,
    상기 유입구로 유입된 상기 냉각유체가 상기 가열로의 외면 냉각공간과 바닥외면 냉각공간이 소통가능한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열수단은,
    전원공급부에서 인가된 전기에 의해 발열하는 발열체, 및
    상기 발열체를 삽입고정할 수 있도록 삽입구가 형성된 전열체인 가이드부재를 포함하며,
    상기 가이드부재는 상기 발열체에서 발생되는 열이 상기 가열로로 전달될 수 있도록 상기 가열로의 외면과 접촉하며 고정되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가열수단은,
    상기 가열로의 바닥외면에 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 가열로와 이격된 상기 하우징 사이에서 서로 지지하며 고정되도록 적어도 하나의 지지부재가 구비된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 재생유 유화장치.
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