KR101463421B1 - 빈공간을 가진 폐물품을 탈수하여 압축하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음료수지용기, 젖은 스치로폼, 젖은 양식용 부표, 캔 등의 빈공간을 가진 폐물품을 압축할 때에, 표면 또는 내부에 남아있는 용액을 빈공간을 가진 고형물과의 물성차를 이용하여 상기 폐물품으로부터 분리(필터링)할 수 있는 필터링부를 스크류형 압축기에 구비함으로써, 열원에 의하지 않고 물성차를 이용하여 빈공간을 가진 폐물품의 표면 또는 내부에 남아있는 용액을 상기 폐물품으로부터 분리하여 악취발생없이 외부로 배출하면서 폐물품을 압축하는 것을 가능하게 할 수 있다.
Description
본 발명은 빈공간을 가진 폐물품을 압축하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음료수지용기, 젖은 스치로폼, 젖은 양식용 부표, 캔 등의 빈공간을 가진 폐물품의 표면 또는 내부에 남아있는 용액을 효과적으로 필터링하고 남은 빈공간을 가진 고형물을 압축하는 장치에 관한 것이다.
근래 폐기물에 대하여 폐기물의 리사이클링 감량화 등의 방안이 환경보호 차원에서 적극적으로 고려되고 있으며, 특히 폐기물의 처리에 있어 중요한 기술로 보는 압축(baling)과정이 재이용에 편리한 조건을 부여한다는 의미에서 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 음료수지용기, 젖은 스치로폼, 젖은 양식용 부표, 캔 등의 폐물품을 재활용하는 과정을 보면 장시간 용액에 노출되어 있어 표면 또는 내부에 용액이 다량으로 함유되어 있으므로 감용에 효율적이지 못하다.
일반적으로 기존의 빈공간을 가진 폐물품 감용해 재활용하는 시스템은 건조해서 열선에 의해 열용융하여 인고트 형태로 만드는 방식, 건조하여 고속회전에 의한 마찰열을 이용하여 용융하는 방식, 또는 건조하지 않고 고열의 스팀을 이용하여 압축하는 방식 등을 채용해 왔다.
이러한 방식중 일예의 압축기가 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 한국등록특허 제10-0932867호에 개시되어 있다.
상기와 같은 방식들에서는 탈수를 위해 에너지가 소모되는 전열기, 전동기, 스팀발생기를 사용는 건조방식을 취하기 때문에 비용적으로 문제가 있고, 시간도 많이 소요될 뿐만아니라 열원에 의해 수분을 건조하기 때문에 냄새가 발생된다고 하는 2차적인 환경오염이 발생하는 문제도 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.
본 발명은 음료수지용기, 젖은 스치로폼, 젖은 양식용 부표, 캔 등의 빈공간을 가진 폐물품을 압축할 때에, 표면 또는 내부에 남아있는 용액을 빈공간을 가진 고형물과의 물성차를 이용하여 상기 폐물품으로부터 분리(필터링)할 수 있는 필터링부를 스크류형 압축기에 구비함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.
본 발명은 열원에 의하지 않고 물성차를 이용하여 빈공간을 가진 폐물품의 표면 또는 내부에 남아있는 용액을 상기 폐물품으로부터 분리하여 악취발생없이 외부로 배출하면서 폐물품을 압축하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 압축기에 대한 개념도,
도 2는 도 1의 투입부와 파쇄부를 제외한 부분을 도시한 사시도, 및
도 3은 도 1의 탈수관형부를 비압축상태와 압축상태에서 도시한 측단면도.
도 2는 도 1의 투입부와 파쇄부를 제외한 부분을 도시한 사시도, 및
도 3은 도 1의 탈수관형부를 비압축상태와 압축상태에서 도시한 측단면도.
이하 본 발명의 실시예에 따른 압축기가 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1에는 본 실시예의 압축기가 부호 100으로서 지시되어 있다.
상기 압축기(100)는 호퍼형상의 투입부(10), 상기 투입부(10)의 하단에 유통가능하게 결합된 파쇄부(20), 상기 파쇄부(20)의 하단 배출구에 상단 입구가 유통가능하게 접속된 이송스크류부(30), 상기 이송스크류부(30)의 하류단에 상류단이 접속된 탈수 및 압축부(40) 및 상기 압축부(40)의 하류단에 상류단이 접속되고 하류단이 외부에 노출된 관형 배출부(50)를 포함하고 있다.
상기 파쇄부(20)는 빈공간을 가진 폐물품(1)이 단열용, 운반용기, 음료용기 또는 양식 폐부표용 등에 따라 그 형상과 크기가 다양하여, 상기 이송스크류부(30)와 상기 탈수 압축부(40)로 상기 폐물품(1)을 원활하게 공급하기 위해, 일정 크기 미만으로 절단하여야 할 필요 때문에 상기 압축기(100)에 제공된 것이다.
상기 파쇄부(20)는 공지된 것으로서, 일예를 들면 다음과 같다.
일예의 파쇄부(20)에서는 모터(25)의 구동축(21)이 파쇄부(20)의 케이스(22)에 회전가능하게 관통되어 있고, 상기 구동축(21)의 선단에 구동기어(23)가 고정적으로 외접되어 있고, 상기 구동기어(23)에 치합하는 도시되지 않은 피동기어에 고정적으로 내접된 도시되지 않은 피동축이 상기 구동축(21)에 대하여 평행하게 배치된 상태에서 양단이 상기 케이스(22)에 회전가능하게 관통되어 있고, 상기 구동축(21)과 도시되지 않은 상기 피동축에는 서로 엇갈리게 배치된 복수개의 블레이드(24)가 방사바깥방향으로 뻗어 있다.
상기 이송스크류부(30)도 공지된 것으로서, 일예를 들면 다음과 같다.
상기 이송스크류부(30)는 하우징(31), 상기 하우징(31)의 상류단에 구비되어 상기 하우징(31)의 내부와 상기 투입부의 하단 내부를 유통시키는 입구(31a), 상기 하우징(31) 내에 회전가능하게 장착되어 있는 스크류축(32), 상기 스크류축(32)에 커플링결합된 구동축을 가진 모터(33), 상기 스크류축(32)의 전장에 걸쳐서 외접되어 방사바깥방향의 단부가 상기 하우징(31)의 내주면과 미끄럼접촉하고 있는 나선부(34)를 포함하고 있다.
상기 탈수 및 압축부(40)는 상기 하우징(31)의 하류단에 상류단이 유통가능하게 접속되어 있고 둘레에 다공의 관통구멍(41a)이 형성되어 있고 도 3에 도시된 바와 같이 다각형 단면(예를 들면 8각형 단면)을 가진 절곡가능한 탈수관형부(41), 상기 탈수관형부(41)의 하류단에 유통가능하게 접속되어 있고 하류단으로 갈 수록 구경이 작아지는 관형의 압축부(42), 상기 관형의 압축부(42)의 하류단에 형성된 절결부(43), 상기 절결부(43)를 구획형성하는 관형의 압축부(42)의 상류측 상부 벽부에 힌지결합되어 상기 절결부(43)를 폐쇄하는 가압판(44), 베이스(B)에 고정되어서 상기 가압판(44)을 상기 관형의 압축부(42) 내부로 가압하여 상기 관형의 압축부(42) 내의 압력을 일정하게 유지하는 스프링용 공압실린더(45), 상기 탈수관형부(41)에 형성된 관통구멍(41a)을 통하여 배출되는 용액을 수렴하는 물받이부(46) 및 상기 물받이부(46)에서 배수되는 용액을 저장하는 물탱크(47)를 포함하고 있다.
상기 스프링용 공압실린더(45)는 상기 이송스크류부(30)의 스크류축(32)이 최대로 제공할 수 있는 추력보다 낮은 압력으로 상기 가압판(44)을 가압하도록 되어 있다.
이를 위해, 상기 스프링용 공압실린더(45)는 도시는 되어 있지 않지만, 실린더 내의 압력을 검출하는 상한압력검출센서와 하한압력검출센서, 이들 센서들에 접속된 제어부, 실린더 내에 압축공기를 출입시키는 유로, 및 상기 유로의 도중에 접속되고 상기 제어부에 전기적으로 접속된 전자개폐밸브를 구비할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 상기 스프링용 공압실린더(45)는 상기 이송스크류부에서 강제적으로 상기 관형의 압축부(42) 내로 이송되어 오는 폐물품을 가압하고 있는 상기 가압판(44)을 실린더로드가 가압하고 있다가 상기 상한압력검출센서에 의해 상기 가압판(44)이 상기 스크류축(32)의 추력보다 크게 되는 것을 감지하면 실린더 내의 압축공기를 배출시키고 그리고 상기 하한압력검출센서에 의해 상기 가압판(44)이 상기 폐물품(1)을 압축하기 위한 압력보다 낮은 것을 감지하면, 실린더 내로 압축공기를 공급하는 것이 가능하게 된다.
상기와 같이 구성된 압축기는 다음과 같이 작동될 수 있다.
먼저, 폐물품(1)이 투입을 통해 파쇄부(20)에 유입되는 일정 크기 이하로 파쇄된 폐물품(1) 만이 상기 파쇄부(20)를 통해 이송스크류부(30)에 유입된다.
상기 이송스크류부(30)에 유입된 폐물품(1)은 스크류축(32)의 회전력에 의해 강제적으로 탈수 및 압축부(40)로 유입된다.
이때 스크류축(32)에는 파쇄된 폐물품(1)을 상기 탈수 및 압축부(40)로 강제적으로 밀어내려는 추력이 작용하며, 상기 탈수 및 압축부(40)에는 상기 추력을 받고 이송되는 폐물품(1)에 저항하려는 스프링용 공압실린더(45)에 의한 가압판(44)의 저향력이 작용되고 있어서, 상기 탈수관형부(41)와 상기 관형의 압축부(42) 내에에는 강한 압력이 발생된다.
이때 상기 추력이 상기 저항력보다 반드시 커야 한다. 그 이유는 추력이 저항력 보다 작을 경우 추력을 발생시키는 스크류축(32)이 변형되던가 회전하지 않게 되어 연속압축이 수행될 수 없기 때문에, 반드시 추력은 스프링용 공압실린더(45)의 저항력보다 커야 한다.
이때, 탈수 및 압축부(40)에서 폐물품은 강한 압력을 받는 상태가 되며, 폐수품의 표면에 붙어 있거나 내부에 담겨 있는 용액 또한 압력을 받는다.
하지만, 이때 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탈수 관형부(41)의 벽부에는 다수의 관통구멍(41a)이 형성되어 있어서, 유동력이 약한 폐물품은 상기 관통구멍(41a)을 빠져나오지 못하며, 압력만 받고 유동력이 강한 용액은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 관통구멍(41a)를 통하여 외부로 배수되게 된다.
더욱이, 상기 8각형 단면을 가진 절곡가능한 상기 탈수 관형부(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탈수 관형부(41) 내에서 상기 추력과 이에 저항하는 상기 저항력의 합력이 존재하게 되면, 원형으로 가변되어서 상기 관통구멍(41a)도 가변되어 상기 탈수 관형부(41)의 내주면 쪽에 있는 상기 관통구멍(41a)의 구경이 좁아지게 되고, 상기 탈수 관형부(41)의 외주면 쪽에 있는 상기 관통구멍(41a)의 구경이 넓어지게 되어, 상기 탈수 관형부(41) 내에 존재하는 용액은 상기 관통구멍 (41a)을 통하여 배출될 수 있지만, 고형물인 폐물품(1)은 상기 관통구멍(41a)을 통하여 배출될 수 없는 구조를 갖게 되어 효율적으로 용액의 탈수를 수행할 수 있다.
또한, 상기 관통구멍(41a)은 폐물품(1)의 압축시에 안쪽보다 바깥쪽의 구경이 큰 테이퍼 형태로 되어서, 이물질이 끼어 구멍 막힘 현상이 방지됨과 동시에 수분이나 염분에 의해 녹이 발생해 상기 관통구멍을 막아도 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(100)를 다시 운행하면 상기 탈수 관형부(41)가 확경되면서 상기 막힌 관통구멍(41a)에 용액이 압력을 주게 되므로 상기 관통구멍(41a)은 막힘 없이 그 기능을 원할이 수행 될 수가 있다.
한편, 폐물품(1)의 종류마다 밀도가 다르기 때문에, 저항력 또한 다른 힘이 요구되므로 상기 스프링용 공압 실린더(45)의 저항력인 미는 힘은 임의적으로 조절될 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
상기 추력이 상기 저항력보다 커야 하므로 저항력을 발생시키는 스프링용 공압실린더(45)의 저항력인 미는 힘은 일정 범위 내의 기준값을 가지고 있여야 한다.
예를들어 스티로폼을 압축할 때는 스프링용 공압실린더(45)의 저항력인 미는 힘이 1000kgf~1500kgf가 적당하다 할 때에, 만약 저항력인 미는 힘이 1000kgf 이하이면, 압축된 스티로폼의 밀도가 낮아 압축이 원활이 이러어지질 않을 것이고, 반대로 저항력인 미는 힘이 1500kgf이상이면 스크류축(32)의 추력이 약해 모터(33)가 멈추어 버리거나, 폐물품이 배출부(50)로 이송되지 못하고 스크류축(32)의 하류단에서 스티로폼이 상기 스크류축(32)에 계속 마찰되어 녹아 엉겨 붙거나, 고열이 발생하여 연속 운전이 불가능하게 될 것이다.
이를 방지하기 위해 상기 스프링용 공압 실린더(45)의 저항력인 미는 힘은 로드의 위치에 상관없이 항상 일정 범위 내에 있어야 한다.
위와 같은 수순으로 진행되면 최종적으로 폐물품(1)이 압축되어 배출부(50)를 통하여 배출이 이루어지는데, 이때 용액은 관통구멍(41a)을 통하여 물탱크(47)로 빠져나가고 폐물품(1)은 압축에 의해 덩어리지게 되어 에너지가 많이드는 건조행정이나 용융행정을 할 필요 없이 최종 압축물을 얻게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이며 이러한 부분은 본 발명의 권리범위내에 속하는 것은 자명하다.
10; 투입부, 20; 파쇄부, 30; 이송스크류부, 40; 탈수 및 압축부, 50; 배출부
Claims (4)
- 삭제
- 투입부(10),
상기 투입부(10)의 하단에 유통가능하게 결합된 파쇄부(20),
상기 파쇄부(20)의 하단 배출구에 상단 입구가 유통가능하게 접속된 이송스크류부(30),
상기 이송스크류부(30)의 하류단에 상류단이 접속된 탈수 및 압축부(40), 및 상기 압축부(40)의 하류단에 상류단이 접속되고 하류단이 외부에 노출된 관형 배출부(50)를 포함하고 있는 압축기로서,
상기 탈수 및 압축부(40)는 상기 이송스크류부(30)의 하우징(31)의 하류단에 상류단이 유통가능하게 접속되어 있고 둘레에 다공의 관통구멍(41a)이 형성되어 있고 8각형 단면을 가진 절곡가능한 탈수관형부(41), 및 상기 탈수관형부(41)의 하류단에 유통가능하게 접속되어 있고 하류단으로 갈수록 구경이 작아지는 관형의 압축부(42)를 포함하고 있고,
상기 탈수 및 압축부(40)는,
상기 관형의 압축부(42)의 하류단에 형성된 절결부(43),
상기 절결부(43)를 구획형성하는 관형의 압축부(42)의 상류측 상부 벽부에 힌지결합되어 상기 절결부(43)를 폐쇄하는 가압판(44), 및
베이스(B)에 고정되어서 상기 가압판(44)을 상기 관형의 압축부(42) 내부로 가압하여 상기 관형의 압축부(42) 내의 압력을 일정하게 유지하는 스프링용 공압실린더(45)를 더 포함하고 있고,
상기 이송스크류부(30)의 추력과 상기 스프링용 공압실린더(45)에 의한 가압판(44)의 저향력이 상기 탈수 관형부(41)에 존재하게 되면, 상기 탈수 관형부(41)가 8각형 단면에서 원형으로 가변되어서 상기 관통구멍(41a)도 가변되어, 상기 탈수 관형부(41)의 내주면 쪽에 있는 상기 관통구멍(41a)의 구경이 좁아지게 되고, 상기 탈수 관형부(41)의 외주면 쪽에 있는 상기 관통구멍(41a)의 구경이 넓어지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 빈공간을 가진 폐물품을 탈수하여 압축하는 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 스프링용 공압실린더(45)는 상기 이송스크류부(30)의 스크류축(32)이 제공할 수 있는 추력보다 낮은 압력으로 상기 가압판(44)을 가압하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 빈공간을 가진 폐물품을 탈수하여 압축하는 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 스프링용 공압실린더(45)는 실린더 내의 압력을 검출하는 상한압력검출센서와 하한압력검출센서, 이들 센서들에 접속된 제어부, 실린더 내에 압축공기를 출입시키는 유로, 및 상기 유로의 도중에 접속되고 상기 제어부에 전기적으로 접속된 전자개폐밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 빈공간을 가진 폐물품을 탈수하여 압축하는 장치.
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