KR101471885B1 - 라디에이터 리사이클링 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리 및 알루미늄 선별이 분쇄 이후에 진행됨과 동시에 자동으로 선별이 가능하도록 구성됨으로써 인력소모를 절감시키고, 선별의 정확도가 증가하며, 한번의 공정을 통해 서로 다른 원자재 그래뉼을 획득할 수 있고, 폐라디에이터 스크랩을 소정의 크기로 해쇄시킨 후 분쇄공정이 이루어지고, 분쇄공정이 다단식으로 분할하여 이루어지기 때문에 분쇄 시 알루미늄 입자가 녹아 공정이 중단되거나 장비고장을 유발하는 문제점을 획기적으로 방지하여 작업성이 증가하며, 폐라디에이터가 스크랩 형태로 이루어지더라도 스크랩으로부터 효율적으로 구리 및 알루미늄 그래뉼을 획득할 수 있고, 풍력선별단계의 풍력선별장치가 뭉침현상에 의하여 잘 퍼지지 않는 알루미늄의 특성을 감안하여 알루미늄 그래뉼이 잘 퍼진 상태로 유입부를 통과함으로써 경사판에 알루미늄 그래뉼이 균일하게 분포된 상태로 낙하되어 이물질 선별이 효율적으로 이루어지는 라디에이터 리사이클링 공정에 관한 것이다.

Description

라디에이터 리사이클링 공정{recycling method for radiator}

본 발명은 라디에이터 리사이클링 공정에 관한 것으로서, 상세하게로는 라디에이터 폐기물로부터 구리 및 알루미늄을 정확하게 선별하여 그래뉼로 가공함과 동시에 구리 및 알루미늄 그래뉼의 순도 및 회수율을 현저히 높이기 위한 라디에이터 리사이클링 공정에 관한 것이다.

알루미늄 및 구리는 철 다음으로 수요량이 높은 원자재로서, 성형이 우수함과 동시에 인체에 무해하며, 전도성, 내식성 및 가공성이 우수하며, 다양한 원소들에 결합되어 고강도의 합금을 만들 수 있는 장점으로 인해 가정 및 산업전분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있는 원자재이다.

특히 전체 자원 소비량의 97%를 수입에 의존하는 우리나라의 특성 상 구리 및 알루미늄 원자재 수입은 막대한 재정적 손실을 발생시키기 때문에 구리 및 알루미늄 폐기물을 분쇄 및 파쇄하여 고순도의 그래뉼로 회수하는 리사이클링(recycling)에 대한 관심이 집중되고 있다.

본 출원인은 국내등록특허 제10-1342401호(발명의 명칭 : 고속분쇄 도정장치를 이용한 알루미늄 그래뉼 리싸이클링 공정), 국내등록특허 제10-1342402호(발명의 명칭 : 고속분쇄 결합형 제트밀 및 이를 이용한 고속분쇄 도정장치), 국내등록특허 제10-1207516호(발명의 명칭 : 알루미늄 스크랩 해쇄장치)를 통해 알루미늄 폐기물을 고순도의 그래뉼로 가공하기 위한 공정방법 높은 순도의 그래뉼로 가공하는 공정 방법, 분쇄장치 및 해쇄장치를 개발하였다.

일반적으로 폐기물에는 하나의 원자재만이 단독으로 포함되는 경우보다 다양한 원자재들이 혼재하여 포함되는 경우가 많으나, 종래의 리사이클링 공정 및 분쇄장치는 이러한 폐기물의 특성을 전혀 감안하지 않고 단일 원자재로 이루어지는 폐기물에 한해서만 적용되도록 구성되었기 때문에 알루미늄 및 구리가 혼재된 라디에이터 폐기물을 분쇄하기 위해서는 작업자가 직접 눈으로 확인하여 폐기물로부터 구리 및 알루미늄을 분리하여야 함으로써 인력 및 작업시간이 소모되고, 작업성이 떨어지는 한계를 갖는다.

특히 원자재 수집업체는 일반적으로 수집한 원자재 폐기물을 재생 작업현장으로 운송할 때 운송이 용이하게 이루어지도록 원자재 폐기물을 고압축하여 스크랩으로 제조한 후 이를 트럭에 적재하여 재생 작업현장으로 운송하고 있기 때문에 인력을 통해 혼재된 원자재를 분리하기가 실질적으로 불가능하다.

즉 라디에이터 등과 같이 원자재가 혼재된 폐기물 스크랩으로부터 혼재된 원자재들 각각에 대한 그래뉼을 회수함과 동시에 각 그래뉼의 순도를 높이기 위한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 해결과제는 구리 및 알루미늄을 선별하기 위한 선별단계가 해쇄 및 분쇄 단계 이후에 수행됨으로써 인력소모를 줄일 뿐만 아니라 구리 및 알루미늄을 효율적으로 선별할 수 있는 라디에이터 리사이클링 공정을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 고압축된 폐라디에이터 스크랩의 압축을 해제시키기 위한 해쇄단계를 포함함으로써 분쇄가 용이하게 이루어져 작업성을 획기적으로 높일 수 있는 라디에이터 리사이클링 공정을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 용융점이 낮으며 입자 충돌 시 열을 발생시키는 알루미늄의 특성을 감안하여 분쇄공정을 복수번으로 분할하여 수행함과 동시에 폐알루미늄 원자재를 미세 입도로 분쇄하기 위한 고속분쇄 도정단계를 포함함으로써 분쇄대상인 알루미늄의 특성에 적합하게 공정이 이루어지는 라디에이터 리사이클링 공정을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 풍력선별단계의 풍력선별장치가 뭉침현상에 의하여 잘 퍼지지 않는 알루미늄의 특성을 감안하여 알루미늄 그래뉼이 잘 퍼진 상태로 유입부를 통과함으로써 경사판에 알루미늄 그래뉼이 균일하게 분포된 상태로 낙하되어 이물질 선별이 효율적으로 이루어지는 라디에이터 리사이클링 공정을 제공하기 위한 것이다.

상기 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 알루미늄 및 구리 원자재가 혼재된 라디에이터 폐기물로부터 구리 및 알루미늄 그래뉼을 획득하기 위한 라디에이터 리사이클링 공정에 있어서: 복수개의 고정날들 및 회전날들을 포함하여 상기 라디에이터 폐기물을 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 수행한 분쇄물을 구리 분쇄물 및 알루미늄 분쇄물로 선별하는 진공중력 선별단계; 상기 진공중력 선별단계로부터 이송된 상기 구리 분쇄물 및 상기 알루미늄 분쇄물로 풍력 및 풍압을 발생시켜 선별대상을 입도 별로 선별하고, 이물질을 제거하는 이물질 선별단계를 포함하고, 상기 풍력선별단계에 적용되는 풍력선별장치는 내부에 공간을 갖는 함체로 형성되되 상부에 상기 알루미늄 그래뉼이 유입되는 유입부와 일측면에 외부로부터 공기가 유입되는 송풍 유입부가 형성되는 몸체와, 내부에 분체가 이동하는 이동경로가 형성되며 상기 몸체의 타측면에 설치되되 상기 몸체에 인접한 지점에서 대향되는 지점을 향할수록 상향되는 제1 배출부와, 상기 몸체의 하면에 설치되는 제2 배출부와, 상기 제1 배출부의 이동경로에 연결되어 상기 몸체 내부의 공기를 흡입하는 펜과, 상기 제1 배출부의 이동경로에 연결되되 상기 몸체에 인접한 지점에 설치되는 제3 배출부와, 모터에 의하여 진동되는 판재로 형성되며 상기 몸체 내부에 경사지면서 상하 배열된 복수개의 경사판들과, 모터에 의하여 진동되는 사다리꼴 형상의 판재로 형성되되 상기 몸체의 상면을 향하는 일면에 일면으로부터 내측으로 홈들이 길이방향으로 형성되며 일측부가 일측부가 상기 몸체의 내측면에 결합되되 타측부가 일측부보다 하향되게 경사지도록 설치되며 상기 일측부에 인접한 영역이 상기 몸체의 유입부의 직하부에 위치하고 상기 경사판들보다 상부에 위치하는 분배부를 포함하고, 상기 경사판들 중 하부에 위치한 경사판의 하향된 단부는 상기 제2 배출부의 연직선 상에 위치하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 유입부 및 상기 분배부 사이에 설치되는 분체 확장부를 더 포함하고, 상기 분체 확장부는 길이를 갖는 원기둥 형상의 본체와, 상기 본체의 외주면의 일측에 나선형상으로 돌출 형성되는 제1 날개와, 상기 본체의 외주면의 타측에 상기 제1 날개의 나선방향과 대향되는 방향의 나선형상으로 돌출 형성되는 제2 날개와, 양단부가 상기 몸체의 내측면 및 상기 본체에 연결되어 상기 본체를 상기 몸체 내부에 고정시키는 고정부로 이루어지는 양방향 스크류; 일측이 개구된 반원기둥 형상으로 형성되어 내부에 상기 양방향 스크류의 상기 본체가 내주면으로부터 이격되게 설치되며, 측면이 메쉬 망 형상으로 형성되는 스크린부를 포함하는 것이 바람직하다.

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또한 본 발명에서 상기 양방향 스크류의 본체는 상기 분배부의 일측부의 폭보다 좁은 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 몸체의 유입부, 상기 분체 확장부 및 상기 분배부의 일측부에 인접한 지점은 연직선상을 형성하도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 라디에이터 폐기물은 고압축된 부피 50㎥ 이상의 스크랩이고, 상기 라디에이터 리사이클링 공정은 상기 분쇄단계 이전에 수행되어 상기 스크랩의 압축을 해제시켜 상기 스크랩을 입도 200mm 이하의 크기로 해쇄시키는 해쇄단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 진공중력 선별단계 이후에 진행되며, 고정날과 회전날이 다단으로 설치되어 입자 충돌을 유발하여 유입된 원자재를 미세입도로 분쇄시키는 고속분쇄 도정단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 이물질 선별단계는 상기 고속분쇄 도정단계로부터 유입된 분쇄물의 입자들을 마찰시켜 분쇄물에 포함된 이물질이 정전기력에 의해 부착되도록 하여 이물질을 제거하는 정전선별단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 해결 수단을 갖는 본 발명에 따르면 구리 및 알루미늄 선별이 분쇄 이후에 진행됨과 동시에 자동으로 선별이 가능하도록 구성됨으로써 인력소모를 절감시키고, 선별의 정확도가 증가하며, 한번의 공정을 통해 서로 다른 원자재 그래뉼을 획득할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 폐라디에이터 스크랩을 소정의 크기로 해쇄시킨 후 분쇄공정이 이루어지고, 분쇄공정이 다단식으로 분할하여 이루어지기 때문에 분쇄 시 알루미늄 입자가 녹아 공정이 중단되거나 장비고장을 유발하는 문제점을 획기적으로 방지하여 작업성이 증가하게 된다.

또한 본 발명에 의하면 폐라디에이터가 스크랩 형태로 이루어지더라도 스크랩으로부터 효율적으로 구리 및 알루미늄 그래뉼을 획득할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 풍력선별단계의 풍력선별장치가 뭉침현상에 의하여 잘 퍼지지 않는 알루미늄의 특성을 감안하여 알루미늄 그래뉼이 잘 퍼진 상태로 유입부를 통과함으로써 경사판에 알루미늄 그래뉼이 균일하게 분포된 상태로 낙하되어 이물질 선별이 효율적으로 이루어지게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 라디에이터 리사이클링 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 풍력선별장치를 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 2의 분배부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 다른 각도에서 바라본 도 3의 사시도이다.
도 5는 도 2의 제1 배출부, 제2 배출부 및 제3 배출부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 2의 제2 실시예를 나타내는 측단면도이다.
도 7은 도 6의 분체 확장부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.
도 9는 도 7의 A-A'선을 절단한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 라디에이터 리사이클링 공정을 나타내는 순서도이다.

도 1의 알루미늄 리사이클링 공정(1)은 라디에이터 폐기물(이하 폐라디에이터라고 함) 운송이 용이하게 이루어지도록 소정의 부피로 압축된 폐라디에이터 스크랩을 해쇄, 분쇄 및 선별공정을 통해 높은 순도를 갖는 미세 입도의 구리 그래뉼 및 알루미늄 그래뉼로 가공하는 공정이다.

또한 라디에이터 리사이클링 공정(S1)은 도 2의 라디에이터 리사이클링 공정(S1)은 전처리단계(S10), 해쇄단계(S20), 1차 분쇄단계(S30), 2차 분쇄단계(S40), 진공비중 선별단계(S50), 중력선별단계(S60), 3차 분쇄단계(S70), 고속분쇄 도정단계(S80), 4단 정전선별단계(S90), 풍력선별단계(S100) 및 2단 정전선별단계(S110) 이루어진다.

전처리단계(S10)는 폐라디에이터 스크랩을 다음 공정인 해쇄단계(S20)에서 용이하게 해쇄할 수 있도록 해쇄단계(S20)에 적합한 부피(넓이 200 ~ 800mm, 두께 400mm 이하)의 크기로 절단하는 공정단계이다.

또한 전처리단계(S10)는 유압절단기 및 임팩트렌치 등의 공지된 절단수단을 이용하여 폐라디에이터 스크랩을 소망의 크기로 절단한다.

또한 전처리단계(S10)에 의해 소망의 크기로 절단된 폐라디에이터 스크랩은 컨베어 벨트를 통해 해쇄단계(S20)로 이송된다.

해쇠단계(S20)는 해쇄장치를 이용하여 고압축된 폐라디에이터 스크랩의 압축을 해제시켜 폐라디에이터 스크랩을 다음 공정인 1차 분쇄단계(S30)에 적합한 크기, 상세하게로는 90 ~ 200mm의 크기로 해쇄시키는 공정단계이다.

즉 해쇄공정(S20)은 소정의 부피를 갖는 폐라디에이터 스크랩이 1차 분쇄공정(S20) 시 용이하게 분쇄될 수 있도록 폐라디에이터 스크랩을 90 ~ 200mm의 크기로 해쇄시키는 단계이다.

또한 해쇄공정(S20)은 본 발명의 출원인에 의해 등록된 국내등록특허 제 10-1207516호(발명의 명칭 : 알루미늄 스크랩 해쇄장치)에 개시된 해쇄장치를 이용하여 폐알루미늄 스크랩을 해쇄시킨다. 이때 해쇄공정(S20)에 의해 가공된 해쇄물은 이송수단(미도시)에 의해 다음 공정인 1차 분쇄공정(S30)으로 이송된다.

또한 상기 해쇄장치는 폐알루미늄 스크랩이 투입되는 개구부 및 해쇄물이 토출되는 토출부가 형성되는 함체와, 외주연에 해쇄날들이 형성되어 함체 내부에 회전 가능하도록 설치되는 해쇄부와, 함체의 개구부에 연설되는 안착판과, 판재로 형성되어 안착판에 수직으로, 이동가능하게 설치되는 가압판과, 가압판을 이동시키는 가압수단으로 이루어짐으로써 안착판의 상부에 폐라디에이터 스크랩이 안착되면 가압수단에 의해 가압판이 폐라디에이터 스크랩을 개구부를 해쇄부의 회전반경 내로 이동시키고, 해쇄부의 회전반경 내로 이동된 스크랩은 해쇄부에 의해 압축이 해제되게 된다.

1차 분쇄공정(S30)은 칼날 및 고정날로 이루어지는 공지된 분쇄장치를 이용하여 해쇄공정(S20)으로부터 유입된 입도 90 ~ 200mm의 해쇄물을 입도 50 ~ 100mm로 분쇄하는 공정단계이다.

즉 본 발명에서는 폐라디에이터에 포함된 알루미늄 원자재가 600℃의 낮은 녹는점을 갖으며, 입자 충돌 시 열을 발생시키는 특성을 갖기 때문에 분쇄공정을 1차 분쇄단계(S30), 2차 분쇄단계(S40), 3차 분쇄단계(S70) 및 고속분쇄 도정단계(S80)로 분할하여 수행함으로써 분쇄 시 알루미늄 입자가 녹아 칼날에 눌어붙는 일을 획기적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 1차 분쇄공정(S30)에 의해 분쇄된 1차 분쇄물은 이송수단에 의해 다음 공정인 2차 분쇄공정(S40)으로 이송된다.

2차 분쇄단계(S40)는 회전날 및 고정날로 이루어지는 공지된 분쇄장치를 이용하여 1차 분쇄단계(S40)로부터 유입된 입도 50 ~ 100mm의 1차 분쇄물을 입도 10 ~ 30mm의 크기로 분쇄시키는 공정단계이고, 이때 분쇄된 2차 분쇄물은 버켓 컨베어(301)를 통해 스크류컨베어(303)로 이송되고, 스크류 컨베어(303)는 각각의 저장고(300)로 분쇄물을 이송시킨다. 이때 저장고(300)는 도면에는 도시되지 않았지만 개폐부를 통해 스크류컨베어(303)와 연결됨으로써 저장고(300) 내부로 2차 분쇄물의 유입이 완료되면 개폐부에 의해 스크류컨베어(303)와의 연결이 폐쇄되고, 이에 따라 스크류컨베어(303)를 통해 이송되는 2차 분쇄물은 다음 저장부(300)로 유입되게 된다.

또한 각 저장고에 저장된 2차 분쇄물은 이동수단을 통해 다음 공정인 진공비중 선별단계(S50)로 이송된다.

진공비중 선별단계(S50)는 진공비중 선별장치를 이용하여 2차 분쇄단계(S40)로부터 유입된 2차 분쇄물로부터 구리 및 알루미늄을 선별, 상세하게로는 비중 차이를 이용하여 상대적으로 비중이 높은 구리와, 상대적으로 비중이 낮은 알루미늄을 선별하는 공정 단계이다.

이때 진공비중 선별단계(S50)에 적용되는 진공비중 선별장치는 본 출원인에 의해 출원되어 특허 등록받은 국내등록특허 제10-1369382호(발명의 명칭 : 비철 스크랩의 진공중력 선별장치)에 개시된 진공비중 선별장치를 이용하였다.

또한 진공비중 선별장치는 사각형상을 형성하는 프레임들로 이루어지는 프레임부와, 하부가 개구되어 프레임부의 상부에 설치되며, 상면에 원자재가 유입되는 호퍼 및 챔버 내 공기를 흡입하는 공기흡입부가 형성되는 덮개와, 모터 및 중계풀리들이 설치되는 내부가 빈 함체로 형성되어 상면에 내측으로 공기유입부가 형성되는 하우징과, 공기유입부에 설치되어 챔버로 공기를 유입시키는 공기유입부와, 상하부가 개구된 선별부 본체, 선별부 본체의 하부에 설치되는 타공을 갖는 플레이트, 선별부 본체의 일측에 제1 덕트, 선별부 본체의 타측에 설치되는 제2 덕트타단부에 설치되는 제2 덕트를 포함하는 선별부와, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 편심부와, 일단부가 편심부에, 타단부가 선별부 본체의 양측부에 연결되어 편심부로부터 전달받은 힘을 선별부로 전달하여 선별부 본체를 경사방향으로 진동시키는 동력전달링크와, 덮개, 선별부 및 하우징의 외측에 설치되어 내부에 챔버를 형성하는 수지 및 섬유 재질의 덮개부를 포함한다.

즉 진공비중 선별장치는 고비중의 2차 알루미늄 분쇄물은 제2 덕트로, 저비중의 2차 구리 분쇄물은 제1 덕트로 토출함으로써 알루미늄 및 구리가 효율적으로 선별되도록 한다.

또한 진공비중 선별단계(S50)에 의해 선별된 구리 2차 분쇄물은 중력선별단계(S60)로 이송되고, 알루미늄 2차 분쇄물은 3차 분쇄단계(S70)로 이송된다.

이와 같이 본 발명에서는 우선적으로 해쇄 및 분쇄공정을 수행하여 폐라디에이터 스크랩을 소정의 크기로 형성한 후 진공비중 선별단계(S50)를 수행함으로써 한 번의 공정을 통해 구리 및 알루미늄을 개별적으로 회수하여 작업성을 현저히 개선할 수 있게 된다.

중력선별단계(S60)는 진공비중 선별단계(S50)를 통해 유입된 구리 2차 분쇄물로부터 이물질을 제거하는 공정 단계이다.

또한 중력선별단계(S60)는 공지된 싸이클론을 사용하였고, 싸이클론은 유입된 2차 구리 분쇄물을 소정의 높이에서 하부로 낙하시킴과 동시에 하부에서 상부로 풍력을 발생시키고, 비중이 높은 2차 구리 분쇄물은 하부로 낙하하되 비중이 낮은 먼지 등의 이물질은 상향하여 상부에 설치된 흡입부로 흡입됨으로써 2차 구리 분쇄물에 포함된 이물질을 효율적으로 선별하게 된다. 이때 싸이클론은 선별공정에 있어서 통상적으로 사용되는 것이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

3차 분쇄단계(S70)는 진공비중 선별단계(S50)를 통해 유입된 구리 2차 분쇄물을 칼날 및 고정날을 포함하는 공지된 분쇄장치를 이용하여 4 ~ 7mm의 크기로 분쇄하는 공정 단계이다.

또한 3차 분쇄단계(S70)에 의해 분쇄된 3차 분쇄물은 저장고에 수용된 후 이송수단을 통해 다음 공정단계인 고속분쇄 도정단계(S80)로 유입된다.

고속분쇄 도정단계(S80)는 고속분쇄 도정장치를 이용하여 3차 분쇄단계(S70)로부터 유입된 3차 알루미늄 분쇄물을 0.2 ~ 2mm의 크기로 분쇄하는 공정단계이다.

이때 일반적으로 폐알루미늄을 0.2 ~ 2mm의 미세한 크기로 분쇄하기 위해서는 분쇄물 입자들의 충돌을 폭발적으로 증가시켜야 하나, 이러한 활발한 입자충돌은 과도한 열을 발생시켜 분쇄물 입자들을 녹이게 되고, 이에 따라 입자들이 분쇄날에 눌어붙어 공정이 원활하게 이루어지지 않는 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 본 출원인에 의해 출원된 국내등록특허 제10-1342402호(발명의 명칭 : 고속분쇄 결합형 제트밀 및 이를 이용한 고속분쇄 도정장치고속분쇄 결합형 제트밀 및 이를 이용한 고속분쇄 도정장치)에 개시된 고속분쇄 도정장치를 사용하였다.

4단 정전선별단계(S90)는 중력선별장치를 이용하여 고속분쇄 도정단계(S80)로부터 유입된 알루미늄 그래뉼을 입도별로 선별함과 동시에 정전기를 발생시켜 섬유질을 선별하는 공정단계이다.

또한 4단 정전선별단계(S90)는 국내등록특허 제10-1372912호(명칭 : 알루미늄 그래뉼 입도 및 정전 선별장치)에 개시된 입도 및 정전선별장치를 사용하였고, 본 발명에서는 입도 및 정전선별장치를 통해 알루미늄 그래뉼에 포함된 섬유질 등의 이물질에 마찰력을 발생시켜 이물질의 응집을 유도함으로써 이물질을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.

또한 4단 정전선별단계(S90)에 의해 이물질이 제거되고 입도별로 선별된 알루미늄 그래뉼은 버켓컨베어를 통해 다음 공정인 풍력선별단계(S100)로 이송된다.

풍력선별단계(S100)는 4단 정전선별단계(S90)로부터 유입된 알루미늄 그래뉼에 풍력 및 풍압을 발생시켜 비중차이를 이용하여 알루미늄 그래뉼에 포함된 이물질을 제거하는 공정 단계이다.

또한 풍력선별단계(S100)를 통해 이물질이 제거된 알루미늄 그래뉼은 2단 정전선별단계(S110)로 이송된다.

이때 알루미늄 그래뉼은 서로 뭉치는 성질을 갖고 있기 때문에 공지된 풍력선별장치를 사용할 때 알루미늄 그래뉼이 뭉쳐진 상태로 낙하되어 알루미늄 그래뉼들 사이에 포함된 이물질이 풍력 및 풍압에 영향을 받지 않게 되고, 이러한 현상은 풍력선별의 효율성을 떨어뜨려 원자재의 순도가 떨어지게 된다.

이에 따라 본 발명에서는 알루미늄 그래뉼의 뭉침 현상으로 인해 풍력선별이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점을 해결하기 위한 후술되는 도 2의 풍력선별장치를 연구하여 풍력선별단계(S100)에 적용하였다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 풍력선별장치를 나타내는 측단면도이다.

도 2의 풍력선별장치(1)는 내부에 공간을 갖되 상면에 유입부(31), 일측면에 제1 배출부(33), 하면에 제2 배출부(34), 타측면에 바람이 유입되는 송풍 유입부(35)들이 높이 간격으로 형성되는 몸체(3)와, 사다리꼴 형상의 판재로 형성되되 일단부보다 타단부가 하향되도록 몸체(3) 내부에 설치되는 분배부(7)와, 평평한 판재로 형성되되 일단부보다 타단부가 하향되도록 몸체(3) 내부에 경사지게 설치되며 다단식으로 설치되는 복수개의 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들과, 몸체(3)의 제1 배출부(33)에 설치되어 낙하되는 선별대상 분체를 흡입하는 흡입펜(6)으로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들이 5개인 것으로 예를 들어 설명하였으나 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들의 수량은 이에 한정되지 않으며, 이하 경사판들은 설명의 편의를 위해 상부에서 하부를 향하는 방향으로 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)이라고 하기로 한다.

몸체(3)는 내부에 공간을 갖는 함체로 형성되며, 상면에 유입부(31)가 형성된다. 이때 유입부(31)는 분배부(7)의 상단지점의 직상부에 위치함으로써 제1 경사판(5-1)의 상단지점의 직상부에 위치함으로써 분배부(7)에 의하여 유입부(31)로부터 유입된 선별대상 분체가 넓게 분포하여 제1 경사판(5-1)으로 낙하되게 된다.

또한 몸체(3)는 일측면에 제1 배출부(33)가 일측면으로부터 돌출 형성된다. 이때 제1 배출부(33)는 내부에 분체가 이동하는 이동로(331)를 형성하고, 이동로(331)는 일단부가 몸체(3)의 내부 공간에 연결된다.

또한 제1 배출부(33)는 하부 일측에 제3 배출로(333)가 형성된다.

또한 몸체(3)는 타측면에 외부로부터 바람이 유입되는 송풍 유입부(35)들이 높이 간격으로 형성된다. 이때 송풍 유입부(35)는 개폐가 가능하도록 설치됨으로써 유입되는 바람의 풍력 및 풍압을 조절할 수 있게 된다.

또한 송풍 유입부(35)는 개방 시 흡입펜(6)이 구동될 때 몸체(3) 내부로 바람을 유입시키고, 흡입펜(6)이 구동되지 않을 때 바람이 유입되지 않도록 구성된다. 이때 송풍 유입부(35)에 의해 몸체(3) 내부로 유입된 바람은 흡입펜(6)의 흡입에 따라 제1 배출부(33)를 향하여 이동하여 제5 경사판(5-5)의 타단부로부터 낙하되는 선별대상 분체에 풍력 및 풍압을 발생시킨다.

도 3은 도 2의 분배부를 나타내는 사시도이고, 도 4는 다른 각도에서 바라본 도 3의 사시도이다.

도 3과 4의 분배부(7)는 대향되는 양측부가 평행하되 일측부보다 타측부의 길이가 긴 사다리꼴 형상의 판재로 형성된다.

또한 분배부(7)는 일측부가 몸체(3)의 내측면에 결합되되 타측부가 일측부보다 하향되도록 경사지게 몸체(3) 내부에 설치된다. 이때 분배부(7)는 일측부에 인접한 지점(이하 상방영역이라고 함)이 몸체(3)의 유입부(31)의 직하부에 위치하도록 설치된다.

또한 분배부(7)는 상면에 상면으로부터 내측으로 안내홈(71)들이 길이 방향을 따라 형성된다.

즉 분배부(7)는 상면의 상방영역(일측부에 인접한 지점)이 하방영역(타측부에 인접한 지점)보다 좁은 폭으로 형성되되 상면에 안내홈(71)들이 형성되며, 몸체(3) 내부에 경사지게 설치됨으로써 유입부(31)를 통해 상방영역으로 유입된 선별대상 분체는 안내홈(71)들에 의하여 넓은 폭으로 분포되면서 하방영역으로 이동하게 된다.

이와 같이 본 발명은 몸체(3)의 유입부(31)의 직하부에 설치되어 선별대상인 알루미늄 그래뉼의 뭉치는 성질을 해결하기 위한 분배부(7)를 포함하고, 분배부(7)가 선별대상 분체를 상면의 폭방향으로 넓게 분포시킨 후 제1 경사판(5-1)으로 낙하시키기 때문에 선별대상 분체의 뭉침 현상을 일부 제거할 수 있고, 이에 따라 선별대상 분체에 포함된 이물질이 선별대상 분체로부터 용이하게 분리될 수 있게 된다.

제1, 제2, 제3, 제4, 제5 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들은 도 2에 도시된 바와 같이 평탄한 판재로 형성되며, 몸체(3)의 내측면에 일단부가 결합되되 일단부에서 타단부를 향할수록 하향지도록 경사지게 설치된다.

또한 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들 및 분배부(7)의 하면에는 진동모터(M) 및 풀리(P)가 결합되고, 진동모터(M) 및 풀리(P)의 동작에 따라 상하 진동되도록 구성된다.

또한 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들 및 분배부(7)은 도면에는 도시되지 않았지만 몸체(3)의 내면에 결합되는 일단부에 압축 스프링(미도시)이 설치됨으로써 진동모터(M) 및 풀리(P)에 의하여 진동이 발생할 때 압축 스프링에 의해 진동이 원활하게 이루어지게 된다.

즉 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들은타단부가 하향됨과 동시에 상하방향으로 진동함으로써 상부영역으로 안착된 선별대상 분체를 경사면을 따라 하향 이동시킬 수 있게 된다.

제1 경사판(5-1)은 상부영역이 분배부(7)의 하부영역(B)의 직하부에 위치하도록 설치되어 분배부(7)의 하부영역(B)을 통과하여 낙하되는 선별대상 분체가 상부영역에 안착되게 된다. 이때 제1 경사판(5-1)의 상부영역에 안착된 선별대상 분체는 경사면 및 진동에 의하여 하향된 타단부로 이동하게 된다.

제2 경사판(5-2)은 제1 경사판(5-1)의 하부영역의 직하부에 상부영역이 위치되도록 설치되고, 제3 경사판(5-3)은 제2 경사판(5-2)의 하부영역의 직하부에 상부영역이 위치되도록 설치되고, 제4 경사판(5-4)은 제3 경사판(5-3)의 하부영역의 직하부에 상부영역이 위치되도록 설치되고, 제5 경사판(5-5)은 제4 경사판(5-4)의 하부영역의 직하부에 상부영역이 위치되도록 설치된다.

또한 제5 경사판(5-5)은 하부영역은 제2 배출부(34)의 직상부에 위치됨으로써 제5 경사판(5-5)의 하부영역을 통과하여 낙하되는 선별대상 분체는 송풍 유입부(35) 및 흡입펜(6)에 의하여 발생한 풍력 및 풍압에 의하여 비중이 낮은 분체는 제1 배출부(33)로, 비중이 큰 분체는 그대로 낙하하여 제2 배출부(34)로 이동하게 된다.

제1 배출부(33)는 내부에 분체가 이동하는 이동로(331)가 형성되는 파이프 형상으로 형성되며, 몸체(3)에 인접한 일측에서 타측을 향할수록 상향된다. 이때 이동로(331)는 몸체(3)의 내부 공간에 연결된다.

또한 제1 배출부(33)는 몸체(3)에 인접한 하면에 제3 배출부(333)가 형성된다.

또한 제1 배출부(33)는 일측에 흡입펜(6)이 설치되고, 흡입펜(6)이 회전됨에 따라 몸체(3) 내부의 공기는 제1 배출부(33), 상세하게로는 제1 배출부(33)의 흡입펜(6)을 향하여 이동하게 된다. 이때 흡입펜(6)은 제1 배출부(33)에 형성되되 제3 배출부(333)보다 몸체(3)로부터 이격되는 위치에 형성된다.

도 5는 도 2의 제1 배출부, 제2 배출부 및 제3 배출부를 설명하기 위한 개념도이다.

풍력선별장치(1)는 만약 선별대상인 분체들이 비중이 높은 분체들(이하 'A'분체라고 함)과, 중간 비중을 갖는 분체들(이하 'B'분체라고 함)과, 낮은 비중을 갖는 분체들(이하 'C'분체라고 함)로 이루어질 때 도 5에 도시된 바와 같이 제5 경사판(5-5)으로부터 낙하되는 분체들 중 비중이 높은 'A'분체들은 제2 배출부(34)로 이동함으로써 'A'분체들을 선별할 수 있게 된다. 이때 'A'분체들에 비해 비중이 낮은 'B'분체들 및 'C'분체들은 흡입펜(6) 및 송풍 유입부(35)에 의하여 생성된 풍력 및 풍압에 의하여 제1 배출부(33)로 이동하게 된다.

또한 제1 배출부(33)로 이동한 'B'분체들 및 'C'분체들은 풍력 및 풍압에 의하여 상향 이동하게 된다. 이때 제1 배출로(33)를 이동하는 공기의 압력은 몸체(3)로부터 이격될수록 작아지게 된다.

따라서 제1 배출부(33)의 이동관(331)을 통해 상향 이동하는 'B'분체들 및 'C'분체들 중 비중이 높은 'B'분체들은 토출압이 기 설정된 한계치보다 작아지는 경우 더 이상 상향되지 못하고 이동관(331)의 내주면을 따라 하향 이동하여 제3 배출부(333)로 배출되게 된다.

또한 비중이 낮은 'C'분체들은 지속적으로 상향이동하여 제1 배출부(33)의 배출부(미도시)를 통해 배출되게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 풍력선별장치(1)는 분체의 비중을 이용하여 분체들을 선별하되 한 번의 공정을 통해 선별대상을 3가지 종류로 선별함으로써 분체의 활용도 및 선별효율을 획기적으로 높일 수 있다.

도 6은 도 2의 제2 실시예를 나타내는 측단면도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예이며, 풍력선별장치(200)는 도 2에서 전술하였던 바와 같이 동일한 구성의 몸체(3)와, 경사판(5-1), (5-2), (5-3), (5-4), (5-5)들, 분배부(7)로 이루어진다.

또한 풍력선별장치(200)는 몸체(3)의 유입부(31) 및 분배부(7) 사이에 설치되는 분체 확장부(8)를 더 포함한다.

도 7은 도 6의 분체 확장부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 측면도이고, 도 9는 도 7의 A-A'선을 절단한 단면도이다.

도 7 내지 9의 분체 확장부(8)는 몸체(3)의 유입부(31) 및 분배부(7) 사이에 설치되어 유입부(31)로부터 유입된 선별대상 분체들을 일직선상으로 넓게 분포시켜 분배부(7)의 상방영역(A)으로 낙하시킨다.

또한 분체 확장부(8)는 분체들을 일직선상으로 분포시키는 양방향 스크류(81)와, 측면이 메쉬로 형성되는 반원기둥 형상의 스크린부(83)로 이루어진다.

양방향 스크류(81)는 원기둥 형상으로 형성되어 외부 모터(미도시)에 의하여 회전되는 본체(811)와, 막대형상으로 형성되어 본체(811)의 양단부에 연결되는 막대형상으로 형성되어 본체(811)에 연결되지 않은 단부가 몸체(3)의 내측면에 결합되어 본체(811)를 지지하는 고정부(812), (812')들과, 길이방향으로 본체(811)의 중간지점부터 일단부까지의 본체(811)의 외주면에 돌출 형성되는 제1 날개(813)와, 길이방향으로 본체(811)의 중간지점부터 타단부까지의 본체(811)의 외주면에 돌출 형성되는 제2 날개(815)로 이루어진다.

또한 본체(811)는 길이가 전술하였던 도 3과 4의 분배부(7)의 상방영역(A)의 폭보다 작은 크기로 형성된다.

즉 본체(811)의 일측 및 타측의 외주면에는 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)가 일체 형성되며, 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)는 서로 다른 회전방향을 갖도록 형성된다. 즉 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)는 서로 대향되는 회전방향으로 본체(811)의 외주면에 형성됨으로써 회전되는 본체(811)의 중간지점으로 떨어지는 분체들은 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)를 따라 양단부로 이동하게 된다.

스크린부(83)는 일측이 개구된 반원기둥 형상으로 형성되며, 개구부를 통해 양방향 스크류(81)의 본체(811)가 설치된다. 이때 본체(811)는 회전이 가능하도록 스크린부(83)의 내주면으로부터 이격되게 설치된다.

또한 스크린부(83)는 측면(831)이 스크린, 상세하게로는 메쉬 망으로 형성됨으로써 양방향 스크류(81)의 본체(811)의 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)를 따라 본체(811)의 양단부로 이송 중인 분체들은 메쉬를 통과하여 일부가 낙하하게 된다.

즉 분체 확장부(8)는 양방향 스크류(81)의 하부에 스크린부(83)가 설치됨으로써 양방향 스크류(81)의 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)를 따라 분체가 양단부로 이동할 수 있게 되고, 스크린부(83)가 메쉬 망으로 형성됨으로써 분체들이 제1 날개(813) 및 제2 날개(815)를 통과하는 중간에 메쉬를 통과하여 하부, 즉 분배부(7)의 상방영역(A)으로 낙하됨으로써 알루미늄 그래뉼의 뭉침 현상을 더욱 효율적으로 제거할 수 있게 된다.

또한 스크린부(83)는 대향되는 양면에 양방향 스크류(81)의 고정부(812), (812')들이 삽입되는 홈(833), (833')들이 형성된다.

또한 스크린부(83)는 양단부에 막대형상으로 지지부(835), (835')들이 설치되고, 지지부(835), (853')들은 스크린부(83)에 연결되지 않은 단부가 몸체(3)의 내측면에 결합되어 스크린부(83)가 몸체(3) 내부에 지지되도록 한다.

1:풍력선별장치 3:몸체 5:경사판
6:흡입펜 7:분배부 31:유입부
33:제1 배출부 34:제2 배출부 35:송풍유입부
8:분배부 81:양방향 스크류 83:스크린부

Claims (10)

1. 알루미늄 및 구리 원자재가 혼재된 라디에이터 폐기물로부터 구리 및 알루미늄 그래뉼을 획득하기 위한 라디에이터 리사이클링 공정에 있어서:
   복수개의 고정날들 및 회전날들을 포함하여 상기 라디에이터 폐기물을 분쇄하는 분쇄단계;
   상기 분쇄단계를 수행한 분쇄물을 구리 분쇄물 및 알루미늄 분쇄물로 선별하는 진공중력 선별단계;
   상기 진공중력 선별단계로부터 이송된 상기 구리 분쇄물 및 상기 알루미늄 분쇄물로 풍력 및 풍압을 발생시켜 선별대상을 입도 별로 선별하고, 이물질을 제거하는 이물질 선별단계를 포함하고,
   풍력선별단계에 적용되는 풍력선별장치는 내부에 공간을 갖는 함체로 형성되되 상부에 상기 알루미늄 그래뉼이 유입되는 유입부와 일측면에 외부로부터 공기가 유입되는 송풍 유입부가 형성되는 몸체와, 내부에 분체가 이동하는 이동경로가 형성되며 상기 몸체의 타측면에 설치되되 상기 몸체에 인접한 지점에서 대향되는 지점을 향할수록 상향되는 제1 배출부와, 상기 몸체의 하면에 설치되는 제2 배출부와, 상기 제1 배출부의 이동경로에 연결되어 상기 몸체 내부의 공기를 흡입하는 펜과, 상기 제1 배출부의 이동경로에 연결되되 상기 몸체에 인접한 지점에 설치되는 제3 배출부와, 모터에 의하여 진동되는 판재로 형성되며 상기 몸체 내부에 경사지면서 상하 배열된 복수개의 경사판들과, 모터에 의하여 진동되는 사다리꼴 형상의 판재로 형성되되 상기 몸체의 상면을 향하는 일면에 일면으로부터 내측으로 홈들이 길이방향으로 형성되며 일측부가 상기 몸체의 내측면에 결합되되 타측부가 일측부보다 하향되게 경사지도록 설치되며 상기 일측부에 인접한 영역이 상기 몸체의 유입부의 직하부에 위치하고 상기 경사판들보다 상부에 위치하는 분배부를 포함하고, 상기 경사판들 중 하부에 위치한 경사판의 하향된 단부는 상기 제2 배출부의 연직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 유입부 및 상기 분배부 사이에 설치되는 분체 확장부를 더 포함하고,
   상기 분체 확장부는
   길이를 갖는 원기둥 형상의 본체와, 상기 본체의 외주면의 일측에 나선형상으로 돌출 형성되는 제1 날개와, 상기 본체의 외주면의 타측에 상기 제1 날개의 나선방향과 대향되는 방향의 나선형상으로 돌출 형성되는 제2 날개와, 양단부가 상기 몸체의 내측면 및 상기 본체에 연결되어 상기 본체를 상기 몸체 내부에 고정시키는 고정부로 이루어지는 양방향 스크류;
   일측이 개구된 반원기둥 형상으로 형성되어 내부에 상기 양방향 스크류의 상기 본체가 내주면으로부터 이격되게 설치되며, 측면이 메쉬 망 형상으로 형성되는 스크린부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 양방향 스크류의 본체는 상기 분배부의 일측부의 폭보다 좁은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 몸체의 유입부, 상기 분체 확장부 및 상기 분배부의 일측부에 인접한 지점은 연직선상을 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 라디에이터 폐기물은 고압축된 부피 50㎥ 이상의 스크랩이고,
   상기 라디에이터 리사이클링 공정은
   상기 분쇄단계 이전에 수행되어 상기 스크랩의 압축을 해제시켜 상기 스크랩을 입도 200mm 이하의 크기로 해쇄시키는 해쇄단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 진공중력 선별단계 이후에 진행되며, 고정날과 회전날이 다단으로 설치되어 입자 충돌을 유발하여 유입된 원자재를 미세입도로 분쇄시키는 고속분쇄 도정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 이물질 선별단계는 상기 고속분쇄 도정단계로부터 유입된 분쇄물의 입자들을 마찰시켜 분쇄물에 포함된 이물질이 정전기력에 의해 부착되도록 하여 이물질을 제거하는 정전선별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 리사이클링 제조방법.

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