KR101662704B1 - 금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 금속적층필름처럼 금속부재와 합성수지 박막이 중첩된 대상물을 가열하여 합성수지 박막을 용융 및 기화처리를 통해 제거하는 과정에서 유증기 및 그에 포함된 타르성분의 제거효율율을 최대화 시킬 수 있도록 함으로써, 대기오염을 최소화 하고 타르성분에 의한 배관 막힘 등의 문제점을 해결할 수 있는 기술이다.
그리고 필터설비를 별도 구비하지 않더라도 간소한 구조를 통해 유증기 및 타르성분의 제거가 가능하도록 함으로써, 설비의 과도한 증가 및 그에 따른 경제적부담 등을 줄일 수 있도록 한 기술이다.
또한 각 가열부를 선택적으로 분리하거나 결합할 수 있도록 함으로써, 상황에 맞게 요구되는 처리용량에 따라 설비의 규모를 조절할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

Description

금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치{Heating separator for the separation of metal and resin}

본 발명은 포장재 등으로 사용되는 금속적층필름과 같이 금속재 표면에 합성수지 박막이 적층되어 있는 대상물을 가열시켜 합성수지 박막을 제거한 후 합성수지의 용융 과정에서 발생된 기름과 금속부재를 회수하는 가열 분리장치에 관한 것으로, 특히 합성수지 박막을 가열하는 과정에서 발생 되는 유증기를 배관을 통해 별도 이송시키지 않고 직접 응결유도함으로써 타르성분의 벽면 융착 가능성을 최소화키셔 그에 따른 제거효율을 높이고 대기오염도 줄일 수 있으며 배관의 막힘 등으로 인한 폭발가능성도 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기계의 정비효율성을 높이고 자원의 재활용률을 극대화시킬 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 알약의 포장재나 액체용 포장팩의 내부면에는 적정 강도와 밀폐율을 높이기 위한 금속적층필름이 사용된다.

이러한 금속적층필름은 필름 형태의 금속부재 표면에 합성수지 박막이 일체로 적층 형성된 다층 구조로 이루어진다.

이러한 금속적층필름은 사용 후 별도로 수거된 후 대부분 소각처리하고 일부는 재활용 등을 위해 후 처리과정을 거치게 되는데, 이때 금속적층필름을 가열하여 금속부재 표면의 합성수지 박막을 용융 및 기화시켜 제거하여, 금속부재 및 합성수지 박막 제거과정에서 발생된 기름을 회수한다.

이때 열분해 방식에 따라 경제적 효율성 및 재활용률에 큰 차이가 나타난다.

이 외에도 폐전선도 구리 등의 금속표면에 합성수지재 피복이 감싸여진 구조이고 이러한 폐전선도 구리 등의 금속 회수를 위해 가열을 통해 합성수지 박막 피복만을 제거하고 금속부재만을 회수하는 과정을 거친다.

그런데 이러한 가열방식은 합성수지 박막이 가열되면서 용융되고 이 과정에서 유증기가 발생되는데, 유증기에는 타르와 같은 유해성분이 다량 함유된 상태이다.

타르성분은 대기오염의 원인이될 뿐만 아니라, 이동과정에서 각종 배관 내부면에 부착되기 때문에 장기간 사용 시 타르성분에 의해 배관이 막혀 내부 압력의 지나친 상승으로 인한 폭발사고 등의 원인이 되기도 한다.

따라서 현재까지 가열 과정에서 발생 되는 타르성분의 별도 처리방안이 필요한 상황이다.

기존에는 이를 위해 장치의 작동을 중단시키고 타르성분 제거를 위한 청소를 실시 해야하므로 작업효율에 악영향을 미치게 된다.

이 외에 유증기의 배출과정에서 별도의 필터설비를 거치도록 하여 타르성분을 제거하기도 하는데, 이 경우 필터설비의 구비에 따른 경제적 및 공간적 제약이 따를 뿐만 아니라 수시로 필터설비 내부를 청소해 타르성분을 제거해야하는 번거로움이 수반된다.

그리고 기존의 가열분리장치는 단순히 가열구조 전체가 하나로 통합되어 있으므로, 설비 설치 후 처리용량을 높이기 위해서는 가열분리장치 자체를 추가로 구비하거나 기존 가열분리장치를 제거하고 새로운 가열분리장치로 교체해야하는 문제점도 갖는다.

즉 기존의 가열분리장치는 처리용량 조절 필요 시 그에 따른 구조변경이 쉽지 않은 단점을 갖는다.

공개특허공보 제10-1995-0031654 (1995.12.20)

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로,

기본적으로 금속적층필름처럼 회수하기에는 효율성이 낮은 금속부재와 합성수지 박막이 중첩된 대상물을 가열하여 합성수지 박막을 용융 및 기화 처리하여 오일을 회수하는 과정에서 유증기 및 그에 포함된 타르성분의 제거효율율을 최대화 시킬 수 있도록 함으로써, 대기오염을 최소화 하고 타르성분에 의한 배관 막힘 등의 문제점을 해결할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 별도의 필터설비를 구비하지 않더라도 간소한 구조를 통해 유증기 및 타르성분의 제거가 가능하도록 함으로써, 설비의 과도한 증가 및 그에 따른 경제적부담 등을 줄일 수 있도록 함을 목적으로 한다.

그리고 각 가열구간을 선택적으로 분리하거나 결합할 수 있도록 함으로써, 상황에 맞게 요구되는 처리방법 및 처리용량에 따라 설비의 규모와 구조를 조절할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 적층 분리대상물을 가열부로 공급하는 과정에서 압축 후 밀어 이송하는 방식으로 공급되도록 함에 따라, 연속적인 공급 및 처리가 가능하게 하여 처리용량 및 비용 등을 최소화 하고, 가열공간 내 공기분포율을 낮춰 가열 과정에서 화염발생 가능성도 줄일 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이러한 해결과제를 해소하기 위한 본 발명은,

금속부재 표면에 합성수지 박막이 적층되어 있는 분리대상물을 가열하여 상기 합성수지 박막을 제거하는 가열분리장치에 있어서,

상기 분리대상물을 공급하는 공급부, 상기 공급부 일측에 위치하고 공급된 분리대상물을 가열하여 상기 합성수지 박막을 용융시켜 유증기 형태로 증발시키는 가열부, 상기 가열부에 연결되어 있고 상기 유증기의 발생지점을 둘러싸고 있으며 표면에 상기 유증기가 접촉됨과 동시에 냉각 열교환되어 응결되도록 하는 응결유도 회수부, 상기 응결유도 회수부 표면으로부터 낙하된 상기 응결유가 저장되는 응결유 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가열부는 내부공간에 상기 분리대상물이 위치되는 제1가열케이스, 상기 제1가열케이스에 연결되어 있고 상기 제1가열케이스 내부를 가열하는 제1가열히터를 포함할 수 있다.

또한 상기 가열부는 상기 제1가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제1가열케이스 내부와 연통되어 있는 제2가열케이스, 상기 제2가열케이스에 연결되어 있고 상기 제2가열케이스 내부를 가열하는 제2가열히터, 상기 제2가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제2가열케이스 내부와 연통되어 있는 제3가열케이스, 상기 제3가열케이스에 연결되어 있고 상기 제3가열케이스 내부를 가열하는 제3가열히터를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 응결유도 회수부는 상기 제1가열케이스 상측공간을 뒤덮고 있고 내부에는 제1냉매수용공간이 형성되어 있는 제1열교환케이스, 상기 제1열교환케이스와 연결되어 상기 제1냉매수용공간으로 냉매를 공급하는 냉매 공급 및 순환부를 포함할 수 있다.

또한 상기 응결유도 회수부는 상기 제2가열케이스 상측 공간을 뒤덮고 있고 내부에는 제2냉매수용공간이 형성되어 있고 상기 냉매 공급 및 순환부와 연결되어 있는 제2열교환케이스, 상기 제3가열케이스 상측 공간을 뒤덮고 있고 내부에는 제3냉매수용공간이 형성되어 있으며 상기 냉매 공급 및 순환부와 연결되어 있는 제3열교환케이스를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 제1, 제2 및 제3 열교환케이스 내부에 각각 위치하고 있고 상하단부가 개방되어 있으며 상단부로 갈수록 면적이 줄어들어 외부면에 경사면이 형성되어 있는 응결유도덕트 내부면에 응결된 응결유가 상기 경사면에 낙하되어 경사면을 따라 이동한 후 일측의 배유구를 통해 상기 응결유 저장부에 수용될 수 있다.

또한 상기 가열부 일측에 위치하고 있고 상기 분리대상물 중 상기 합성수지 박막이 제거된 상태의 상기 금속부재가 위치되고 상부가 개방되어 있는 배출유도케이스, 상기 배출유도케이스 상부를 덮고 있고 내부에는 냉매가 수용되어 있는 최종 냉각케이스, 상기 최종냉각케이스에 연결되어 있고 상기 최종냉각케이스 내부 공기를 상기 배출유도케이스 내부로 공급하는 송풍기를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 공급부는 상기 제1가열케이스 일측에 위치하 내부에 수용공간이 형성되어 있는 공급케이스, 상기 공급케이스 일측에 연결되어 있는 공급호퍼, 상기 공급케이스 일측에 위치하는 가압실린더, 상기 가압실린더와 연결되어 있고 상기 수용공간내에서 전후 직선이동 가능한 가압판, 상기 수용공간에 위치하고 있고 상기 가압판과 마주하고 있으며 상하 승강되면서 상기 수용공간과 상기 제1가열케이스 내부를 개폐할 수 있는 공급제어격벽을 포함할 수 있다.

이러한 여러 실시 예를 갖는 본 발명은,

기본적으로 금속부재와 합성수지 박막이 적층되어 있는 적층 분리대상물을 가열하여 합성수지 박막을 용융 및 기화시켜 제거하는 과정에서 유증기가 상대적으로 온도가 낮은 응결유도 회수부 표면에 접촉되어 응결유 화 되도록 함으로써, 유증기에 포함된 타르성분이 응결유도 회수부 벽면에 융착되지 않고 응결유에 함유된 상태로 회수될 수 있으므로,

유증기처리 효율이 향상되어, 결국 대기오염을 줄이고 타르에 의한 배관 막힘이나 청소에 따른 번거로움 현상이 방지되는 장점이 있다.

그리고 가열부가 제1가열케이스와 제1가열히터, 제2가열케이스, 제2가열히터, 제3가열케이스, 제3가열히터를 포함하되, 제1, 2, 3가열케이스 및 해당 가열구조가 각각 분리 및 결합이 자유로운 모듈화를 이루므로, 적층 분리대상물의 처리용량에 따라 가열케이스와 가열히터를 추가로 연결설치하거나 분리제거하는 등의 방식만으로도 설비규모를 쉽게 조절할 수 있게 된다.

또한 공급부에 의한 최초 공급과정에서 적층 분리대상물이 가압실린더와 공급제어격벽 사이에서 압착된 상태로 연속 공급되므로 공급과 가열 및 이송과정에 연속적으로 이루어질 수 있어 전체 생산성이 향상됨은 물론,

적층 분리대상물의 가열과정에서는 각 가열케이스 내부가 공급제어격벽의 폐쇄로 인해 가열부 내 공기분포율이 현저하게 낮아지므로, 합성수지 박막의 용융과정에서 화재가 발생 되는 등의 현상이 방지될 수 있는 장점도 갖는다.

도1은 전체 개략도
도2는 적층 분리대상물의 개략단면도
도3은 공급부의 확대 개략도
도4는 가열부의 확대 개략도
도5는 가열부의 측면 확대 개략도
도6은 최종 냉각부의 확대 개략도

이하 도면에 도시된 실시예를 바탕으로 본 발명의 구체적인 구성 및 그에 따른 효과를 설명하도록 한다.

본 발명에 의한 금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치는 도1 내지 도6에 도시된 바와 같이 크게 공급부(10)와 가열부(20), 응결유도 회수부(50), 응결유 저장부(40) 및 냉각부를 포함하여 구성된다.

먼저 공급부(10)는 박막 등의 형태를 갖는 금속부재(3) 표면에 합성수지 박막(4)이 적층된 형태의 적층 분리대상물을 외부로부터 가열분리장치로 최초 공급하는 부분으로, 다시 공급케이스(11)와 공급호퍼(12), 가압실린더(13), 가압판(14) 및 공급제어격벽을 포함하여 구성된다.

그 중 공급케이스(11)는 적층 분리대상물이 가열 전 최초 수용되는 부분으로, 내부에 수용공간(16)이 형성되어 있고 일측에는 실질적인 투입구 역할을 하는 공급호퍼(12)가 형성된 구조로 이루어진다.

그리고 공급케이스(11) 일측에는 수용된 적층 분리대상물(2)을 가압 압착하기 위한 구동원 역할을 하는 가압실린더(13)가 위치되고, 가압실린더(13)의 실린더로드가 수용공간(16)을 가로지르는 형태로 위치된다.

이 상태에서 가압실린더(13)의 실린더로드에는 수용된 적층 분리대상물을 가압하는 과정에서 적층 분리대상물과 접촉되는 역할하는 것으로, 판재 형태이고 중앙부위가 실린더로드의 단부에 일체로 연결되고, 실린더로드의 작동에 의해 수용공간 내에서 전후 직선이동되도록 설치된다.

그리고 이 상태에서 공급케이스(11) 중 가압판(14)과 마주하는 전측 지점에는 후술하는 가열부(20)가 공급케이스(11) 내부 간 개폐도어 역할을 함과 동시에 적층 분리대상물의 압착 시 지지판 역할을 하는 공급제어격벽이 설치된다.

공급제어격벽(15)은 판재 형태이고 가압판(14)과 마주하는 전측 지점에 위치하여 별도의 승강구동부에 의해 상하 승강 되는 구조로 설치된다.

따라서 공급제어격벽(15)이 하강된 상태에서는 가압판(14)과 전후 마주한 상태가 되고 상승된 상태에서는 공급케이스(11) 일측에 연결된 가열부의 내부와 공급케이스 수용공간(16)이 상호 연통된 구조를 갖게 된다.

그리고 공급제어격벽(15)이 하당괸 상태에서 실린더로드가 전진하면 가압판(14)과 공급제어격벽(15) 사이에 위치한 적층 분리대상물(2)이 가압 압착된다.

그 후 공급제어격벽(15)이 상승한 상태에서 실린더로드가 추가로 전진하면 적층 분리대상물은 공급제어격벽(15)을 지나 가열부(20)의 제1가열케이스(21) 내부로 이동되는 구조를 갖는다.

참고로 공급제어격벽(15)의 테두리에는 필요에 따라 별도의 실링 처리를 함으로써 공급제어격벽(15)이 하강되었을 때 공급케이스(11) 내 공기가 제1가열케이스(21) 내부로 유입되는 것을 최소화하여 가열 과정에서 합성수지 박막(4)의 용융 과정에서 화염 발생 현상 등도 방지할 수 있도록 한다.

이러한 공급부(10) 일측에는 가열부(20)가 위치된다.

가열부(20)는 공급부(10)를 통해 공급된 적층 분리대상물을 가열하여 합성수지 박막을 용융시켜 유증기 형태로 증발시키는 것으로, 다시 제1가열케이스(21)와 제1가열히터(22), 제2가열케이스(23), 제2가열히터(24), 제3가열케이스(25) 및 제3가열히터(26)를 포함하여 구성된다.

그 중 제1가열케이스(21)는 공급부(10)를 통해 공급된 적층 분리대상물(2)의 최초 가열이 이루어지는 부분으로, 전체적으로 상부가 개방되고 내부에는 공간부가 형성된 박스 형태이고 일측 벽면이 공급케이스(11)의 공급제어격벽(15)과 마주한 상태로 위치되되, 공급제어격벽(15)이 상승되었을 때 내부공간이 공급케이스(11) 수용공간(16)과 연통되는 구조를 갖는다.

제1가열히터(22)는 제1가열케이스(21) 내부를 가열하여, 결국 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)을 용융시키는 가열원 역할을 하는 것으로, 전체적으로 일반적인 전기 발열히터 구조로 이루어지며 제1가열케이스(21) 사방 벽면을 둘러싸는 형태로 위치되어 제1가열케이스 벽멱을 가열함으로써 내부 전체가 가열되도록 하는 형태로 이루어진다.

이때 제1가열히터(22)는 제1가열케이스(21) 벽면 내부에 매설된 형태로 설치되거나 외부 또는 내부면에 설치될 수 있다.

그리고 제1가열케이스(21)의 상단 개방지점에는 응결유도덕트(30)가 설치되는데,

응결유도덕트(30)는 추후 합성수지 박막(4)의 응결유가 제1가열케이스(21) 상측으로부터 낙하하는 과정에서 제1가열케이스(21) 내부로 낙하되는 것을 최소화시키고 후술하는 응결유 저장부로 유도되도록 하는 것으로,

전체적으로 상단과 하단이 개방된 덕트 형태이되 하당부는 제1가열케이스(21)의 상단 개방부 상에 위치됨에 따라 제1가열케이스(21) 내부와 상하 연통된 형태로 위치된다.

이때 응결유도덕트(30)는 하단부에서 상단부로 갈수록 외부 직경이 줄어드는 형태로 이루어짐에 따라, 외부면이 위쪽을 향해 오므라드는 형태의 경사면(31)이 형성된다.

따라서 상측에서 낙하하는 응결유(1)는 응결유도덕트(30)의 경사면(31)을 따라 흐른뒤 주변에 형성된 배유구(32)를 통해 배출되는 구조를 갖는다.

제2가열케이스(23)는 제1가열케이스(21)에서 1차적으로 가열되어 합성수지 박막(4)의 최초 제거 과정을 거친 적층 분리대상물(2)을 2차적으로 가열하여 합성수지 박막(4)의 재차 제거 과정을 진행하는 부분으로, 제1가열케이스(21) 내에서의 가열이 예열 개념이라면 제2가열케이스(23) 내에서의 가열은 실질적인 합성수지 박막 용융 및 기화가 이루어지는 부분이라 할 수 있다.

제2가열케이스(23)는 제1가열케이스(21)와 마찬가지로 전체적으로 상부가 개방되고 내부에는 공간부가 형성된 박스 형태이고 일측 벽면이 제1가열케이스(21)의 일측 벽면과 밀착되되 내부가 제1가열케이스(21)와 연통 되어 있는 구조를 갖는다.

제2가열히터(24)는 제2가열케이스(23) 내부를 가열하여, 제2가열케이스(23) 내에 위치한 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)을 추가 용융시키는 가열원 역할을 하는 것으로, 제1가열히터(22)와 마찬가지로 전체적으로 일반적인 전기 발열히터 구조로 이루어지며 제2가열케이스(23) 사방 벽면을 둘러싸는 형태로 위치되어 제2가열케이스 벽멱을 가열함으로써 내부 전체가 가열되도록 하는 형태로 이루어진다.

물론 제2가열히터(24)도 제2가열케이스(23) 벽면 내부에 매설된 형태로 설치되거나 외부 또는 내부면에 설치될 수 있다.

그리고 제2가열케이스(23)의 상단 개방지점에도 응결유도덕트(30)가 동일한 구조로 설치된다.

따라서 제2가열케이스(23) 외부 상측에서 낙하하는 응결유(1)도 응결유도덕트(30)의 경사면(31)을 따라 흐른뒤 주변에 형성된 배유구(32)를 통해 배출되는 구조를 갖는다.

제3가열케이스(25)는 제2가열케이스(23)에서 가열되어 합성수지 박막(4)의 제거 과정을 거친 적층 분리대상물(2)을 3차적으로 추가 가열하여 잔재하는 합성수지 박막(4)의 추가 제거 과정을 진행하는 부분으로, 제2가열케이스(23)와 마찬가지로 전체적으로 상부가 개방되고 내부에는 공간부가 형성된 박스 형태이고 일측 벽면이 제2가열케이스(23)의 일측 벽면과 밀착되되 내부가 제2가열케이스(23)와 연통 되어 있는 구조를 갖는다.

제3가열히터(26)는 제3가열케이스(25) 내부를 가열하여, 제3가열케이스(25) 내에 위치한 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)을 추가 가열 및 용융시키는 가열원 역할을 하는 것으로, 제2가열히터(24)와 마찬가지로 전체적으로 일반적인 전기 발열히터 구조로 이루어지며 제3가열케이스(25) 사방 벽면을 둘러싸는 형태로 위치되어 제3가열케이스 벽멱을 가열함으로써 내부 전체가 가열되도록 하는 형태로 이루어진다.

물론 제3가열히터(26)도 제3가열케이스(25) 벽면 내부에 매설된 형태로 설치되거나 외부 또는 내부면에 설치될 수 있다.

그리고 제3가열케이스(25)의 상단 개방지점에도 응결유도덕트(30)가 동일한 구조로 설치된다.

따라서 제3가열케이스(25) 외부 상측에서 낙하하는 응결유도덕트(30)의 경사면(31)을 따라 흐른뒤 주변에 형성된 배유구(32)를 통해 배출되는 구조를 갖는다.

이상 설명한 가열부는 각각 별도 제1, 2, 3가열케이스 및 제, 2, 3가열히터로 이루어진 독립 모듈 구성체로 이루어지고 제1, 2, 3가열케이스는 상호 체결분리될 수 있는 구조로 결합 되므로써, 필요에 따라 쉽게 연결개수를 줄이거나 추가로 연결할 수 있다.

따라서 요구되는 적층 분리대상물의 처리용량에 따라 설비규모를 쉽게 증가시키거나 축소시킬 수 있게 된다.

참고로 제1, 2, 3케이스 간 연결 및 분리 구조는 일반적인 플랜지 접합구조 등을 이용하여 구현할 수 있으므로, 그에 따른 추가 설명은 생략한다.

이렇게 설치된 가열부(20)에는 응결유도 회수부(50)가 연결설치된다.

응결유도 회수부(50)는 적층 분리대상물(2)이 가열부(20)에서 가열되어 합성수지 박막(4)이 용융됨과 동시에 유증기가 발생 되는 과정에서 유증기를 냉각시켜 응결시키는 역할을 하는 것으로, 다시 제1열교환케이스(51)와 제2열교환케이스(53), 제3열교환케이스(55), 냉매 공급 및 순환부(60)를 포함한다.

그 중 제1열교환케이스(51)는 가열부(20) 중 제1가열케이스(21)에 설치되어 제1가열케이스(21) 내에서 합성수지 박막(4)의 용융 및 기화 과정에서 유증기의 응결이 이루어지는 부분으로 전체적으로 하부가 개방된 박스 형태이고 사방의 벽면의 이중 벽체 형태로 형성되어 내부에는 제1냉매수용공간(52)이 형성되고 제1냉매수용공간(52)안에는 냉매가 수용되는 구조로 이루어진다.

이러한 제1열교환케이스(51)는 제1가열케이스(21)의 상부에 위치하여 제1가열케이스(21)와 해당 응결유도덕트(30)의 상부를 덮고 있는 상태로 설치된다.

그리고 내부의 제1냉매수용공간(52)은 외부의 별도 냉매 공급 및 순환부(60)와 연결되어 냉매가 냉매 공급 및 순환부(60)를 통해 제1냉매수용공간(52)으로 공급된 후 외부로 배출되어 다시 냉매 공급 및 순환부(60)를 거쳐 적정 수준의 온도로 하강된 후 다시 공급되는 순환 구조를 갖는다.

이러한 구조에 의해 제1가열케이스(21) 내 가열과정에서 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)이 용융 및 기화되면서 발생되는 유증기가 상승하여 제1열교환케이스(51) 내벽면에 접촉됨과 동시에 내부의 냉매와 간접적으로 열교환됨으로써 제1열교환케이스(51) 내벽면에 응결된다.

이때 유증기에는 타르성분이 함유된 상태이기 때문에 이렇게 제1열교환케이스(51) 내벽면에 형성된 응결유에도 타르성분이 그대로 포함된 상태가 된다.

따라서 이렇게 유증기를 응결상태가 되도록 함으로써 유증기에 함유된 타르성분만이 따라 제1열교환케이스(51) 내벽면에 따로 부착되지 않고 거의 응결유에 함유된 상태로만 부착된다.

제2열교환케이스(53)는 가열부(20) 중 제2가열케이스(23)에 설치되어 제2가열케이스(23) 내에서 합성수지 박막(4)의 추가적인 용융 및 기화 과정에서 유증기의 응결이 이루어지는 부분으로,

제1열교환케이스(51)와 마찬가지로 전체적으로 하부가 개방된 박스 형태이고 사방의 벽면의 이중 벽체 형태로 형성되어 내부에는 제2냉매수용공간(54)이 형성되고 제2냉매수용공간(54)안에는 냉매가 수용되는 구조로 이루어진다.

이러한 제2열교환케이스(53)는 제2가열케이스(23)의 상부에 위치하여 제2가열케이스(23)와 해당 응결유도덕트(30)의 상부를 덮고 있는 상태로 설치된다.

그리고 내부의 제2냉매수용공간(54)도 냉매 공급 및 순환부(60)와 연결되어 냉매가 냉매 공급 및 순환부(60)를 통해 제2냉매수용공간(54)으로 공급된 후 외부로 배출되어 다시 냉매 공급 및 순환부(60)를 거쳐 적정 수준의 온도로 하강된 후 다시 공급되는 순환 구조를 갖는다.

이러한 구조에 의해 제2가열케이스(23) 내 가열과정에서 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)이 용융 및 기화되면서 발생되는 유증기가 상승하여 제2열교환케이스(53) 내벽면에 접촉됨과 동시에 내부의 냉매와 간접적으로 열교환됨으로써 제1열교환케이스(51) 내벽면에서도 추가적으로 응결된다.

이때 유증기에는 타르성분이 함유된 상태이기 때문에 이렇게 제2열교환케이스(53) 내벽면에 형성된 응결유에도 타르성분이 그대로 포함된 상태가 된다.

따라서 제2열교환 케이스 내에서도 이렇게 유증기를 응결상태가 되도록 함으로써 유증기에 함유된 타르성분만이 따라 제2열교환케이스(53) 내벽면에 따로 부착되지 않고 거의 응결유에 함유된 상태로만 부착된다.

제3열교환케이스(55)는 가열부(20) 중 제3가열케이스(25)에 설치되어 제3가열케이스(25) 내에서 최종적으로 이루어지는 합성수지 박막(4)의 추가적인 용융 및 기화 과정에서 유증기의 응결이 재차 이루어지는 부분으로,

제1열교환케이스(51) 및 제2열교환케이스(53)와 마찬가지로 전체적으로 하부가 개방된 박스 형태이고 사방의 벽면이 이중 벽체 형태로 형성되어 내부에는 제3냉매수용공간(56)이 형성되고 제3냉매수용공간(56)안에는 냉매가 수용되는 구조로 이루어진다.

이러한 제3열교환케이스(55)는 제3가열케이스(25)의 상부에 위치하여 제3가열케이스(25)와 해당 응결유도덕트(30)의 상부를 덮고 있는 상태로 설치된다.

그리고 내부의 제3냉매수용공간(56)도 냉매 공급 및 순환부(60)와 연결되어 냉매가 냉매 공급 및 순환부(60)를 통해 제3냉매수용공간(56)으로 공급된 후 외부로 배출되어 다시 냉매 공급 및 순환부(60)를 거쳐 적정 수준의 온도로 하강된 후 다시 공급되는 순환 구조를 갖는다.

이러한 구조에 의해 제3가열케이스(25) 내 가열과정에서 적층 분리대상물(2)의 합성수지 박막(4)이 용융 및 기화되면서 발생되는 유증기가 상승하여 제3열교환케이스(55) 내벽면에 접촉됨과 동시에 내부의 냉매와 간접적으로 열교환됨으로써 제3열교환케이스(55) 내벽면에서도 추가적으로 응결된다.

이때 유증기에는 타르성분이 함유된 상태이기 때문에 이렇게 제3열교환케이스(55) 내벽면에 형성된 응결유에도 타르성분이 그대로 포함된 상태가 된다.

따라서 제3열교환 케이스 내에서도 이렇게 유증기를 응결상태가 되도록 함으로써 유증기에 함유된 타르성분만이 따라 제3열교환케이스(55) 내벽면에 따로 부착되지 않고 거의 응결유에 함유된 상태로만 부착된다.

이처럼 제1열교환케이스(51)와 제2열교환케이스(53) 및 제3열교환케이스(55) 내에서 반복적으로 합성수지 박막(4)의 기화가 이루어지고 이 과정에서 제1열교환케이스(51)와 제2열교환케이스(53) 및 제3열교환케이스(55) 내에서 반복적으로 응결과정을 거침에 따라, 합성수지 박막(4)이 금속부재(3)로부터 분리 제거되고, 기화과정에서 함께 발생 되는 타르성분은 따로 배출되지 않고 대부분 응결유에 함유된 상태가 된다.

이렇게 제1열교환케이스(51)와 제2열교환케이스(53) 및 제3열교환케이스(55) 내에서 형성된 응결유는 자중에 의해 낙하 되는데, 이 과정에서 낙하하는 응결유는 응결유도덕트(30)의 경사면에 떨어져 일측으로 흘러내린 뒤 주변에 형성된 배유구(32)를 통해 배출된 후 응결유 저장부(40)로 회수처리된다.

이와 같이 각 열교환케이스 내에서 반복적으로 응결과정이 이루어지고 응결과정에서 응결유에 타르 성분이 거의 그대로 함유되며, 이 상태의 응결유가 그대로 낙하하여 회수되기 때문에, 결국 타르의 회수율도 그만큼 기존에 비해 월등히 향상된다.

또한 이렇게 타르의 회수율이 향상됨에 따라, 타르성분이 배출과정에서 각 배관 표면에 쌓여 배관이 막힘에 따라, 그에 따른 폭발사고 발생 가능성도 줄어들게 되고, 수시로 타르를 제거해야하는 과정을 생략할 수 있는 장점도 갖게 된다.

그리고 각 열교환케이스 내에서 가열이 이루어지는 과정에서 공급부(10)의 공급제어격벽(15)은 닫혀진 상태가 되므로, 이 상태에서 가열이 진행되는 동안 각 열교환케이스 내부의 공기분포도는 현저하게 줄어들게 된다.

따라서 각 가열 중 합성수지 박막(4)의 용융과정에서 합성수지 박막(4)에 화염이 발생되는 현상도 최소화될 수 있어, 안전사고 발생가능성이 줄어들게 된다.

이 상태에서 제3가열케이스(25) 일측에는 최종 냉각부(70)가 설치된다.

최종 냉각부(70)는 합성수지 박막(4)의 분리가 완료된 금속부재(3)를 적정수준의 온도로 냉각시키는 부분으로, 다시 배출유도케이스(71)와 냉각케이스(72) 및 송풍기(73)를 포함한다.

그 중 배출유도케이스(71)는 합성수지 박막(4)이 제거된 상태의 금속부재(3)가 최종 위치되는 부분으로, 각 열교환케이스와 마찬가지고 상부가 개방된 박스 형태이고 제3가열케이스(25) 일측에 분리 가능하도록 체결되되, 내부가 제3가열케이스(25)와 연통되는 구조를 갖는다.

냉각케이스(72)는 배출유도케이스(71) 내부를 밀폐시킴과 동시에 배출유도케이스 내부의 냉각을 위한 냉매 수용기능을 하는 것으로, 하부가 개방된 박스 형태이고 각 벽면은 이중 격벽 형태로 형성되어 내부에는 냉매가 수용된다.

그리고 송풍기(73)는 냉각케이스(72) 내 냉매의 냉기를 배출유도케이스 쪽으로 강제 공급하기 위한 것으로, 냉각케이스 상측에 위치된 상태에서 작동하여 상대적으로 온도가 낮게 형성되는 냉각케이스(72) 내부 냉기를 아래쪽 배출유도케이스 내부로 송풍시키는 역할을 한다.

이로 인해 냉각케이스(72) 내부의 냉기가 배출유도케이스(71) 내부로 공급되어 금속부재(3)에 접촉됨에 따라, 금속부재가 적정수준으로 냉각된 후 배출될 수 있게 된다.

10 : 공급부 11 : 공급케이스
12 : 공급호퍼 13 : 가압실린더
14 : 가압판 15 : 공급제어격벽
16 : 수용공간 20 : 가열부
21 : 제1가열케이스 22 : 제1가열히터
23 : 제2가열케이스 24 : 제2가열히터
25 : 제3가열케이스 26 : 제3가열히터
30 : 응결유도덕트 31 : 경사면
32 : 배유구 40 : 응결유 저장부
50 : 응결유도 회수부 51 : 제1열교환케이스
52 : 제1냉매수용공간 53 : 제2열교환케이스
54 : 제2냉매수용공간 55 : 제3열교환케이스
56 : 제3냉매수용공간 60 : 냉매 공급 및 순환부
70 : 최종 냉각부 71 : 배출유도케이스
72 : 냉각케이스 73 : 송풍기
1 : 응결유 2 : 적층 분리대상물
3 : 금속부재 4 : 합성수지 박막

Claims (8)

1. 금속부재 표면에 합성수지 박막이 적층되어 있는 분리대상물을 가열하여 상기 합성수지 박막을 제거하는 가열분리장치에 있어서,
   상기 분리대상물을 공급하는 공급부,
   상기 공급부 일측에 위치하고 공급된 분리대상물을 가열하여 상기 합성수지 박막을 용융시켜 유증기 형태로 증발시키는 가열부,
   상기 가열부에 연결되어 있고 상기 유증기의 발생지점을 둘러싸고 있으며 표면에 상기 유증기가 접촉됨과 동시에 냉각 열교환되어 응결되도록 하는 응결유도 회수부,
   상기 응결유도 회수부 표면으로부터 낙하된 상기 응결유가 저장되는 응결유 저장부
   를 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열부는,
   내부공간에 상기 분리대상물이 위치되는 제1가열케이스,
   상기 제1가열케이스에 연결되어 있고 상기 제1가열케이스 내부를 가열하는 제1가열히터를 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가열부는,
   상기 제1가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제1가열케이스 내부와 연통되어 있는 제2가열케이스,
   상기 제2가열케이스에 연결되어 있고 상기 제2가열케이스 내부를 가열하는 제2가열히터,
   상기 제2가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제2가열케이스 내부와 연통되어 있는 제3가열케이스,
   상기 제3가열케이스에 연결되어 있고 상기 제3가열케이스 내부를 가열하는 제3가열히터
   를 더 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 응결유도 회수부는,
   상기 가열부 중 내부공간에 상기 분리대상물이 위치된 제1가열케이스 상측공간을 뒤덮고 있고 내부에 제1냉매수용공간이 형성되어 있는 제1열교환케이스,
   상기 제1열교환케이스와 연결되어 상기 제1냉매수용공간으로 냉매를 공급하는 냉매 공급 및 순환부
   를 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 응결유도 회수부는,
   상기 제1가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제1가열케이스 내부와 연통되어 있는 제2가열케이스 상측 공간을 뒤덮고 있고 내부에 제2냉매수용공간이 형성되어 있고 상기 냉매 공급 및 순환부와 연결되어 있는 제2열교환케이스,
   상기 제2가열케이스 일측에 위치하여 내부가 상기 제2가열케이스 내부와 연통되어 있는 제3가열케이스 상측 공간을 뒤덮고 있고 내부에 제3냉매수용공간이 형성되어 있으며 상기 냉매 공급 및 순환부와 연결되어 있는 제3열교환케이스
   를 더 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
6. 제5항에서,
   상기 제2 및 제3 열교환케이스 내부에 각각 위치하고 있고 상하단부가 개방되어 있으며 상단부로 갈수록 면적이 줄어들어 외부면에 경사면이 형성되어 있는 응결유도덕트를 더 포함하고,
   상기 각 응결유도덕트 내부면에 응결된 응결유가 상기 경사면에 낙하되어 경사면을 따라 이동한 후 일측의 배유구를 통해 상기 응결유 저장부에 수용되는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 가열부 일측에 위치하고 있고 상기 분리대상물 중 상기 합성수지 박막이 제거된 상태의 상기 금속부재가 위치되고 상부가 개방되어 있는 배출유도케이스,
   상기 배출유도케이스 상부를 덮고 있고 내부에는 냉매가 수용되어 있는 최종 냉각케이스,
   상기 최종냉각케이스에 연결되어 있고 상기 최종냉각케이스 내부 공기를 상기 배출유도케이스 내부로 공급하는 송풍기를 갖는
   최종 냉각부
   를 더 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   
8. 제1항에서,
   상기 공급부는,
   상기 가열부 중 내부공간에 상기 분리대상물이 위치된 제1가열케이스의 일측과 이웃한 내부에 수용공간이 형성되어 있는 공급케이스,
   상기 공급케이스 일측에 연결되어 있는 공급호퍼,
   상기 공급케이스 일측에 위치하는 가압실린더,
   상기 가압실린더와 연결되어 있고 상기 수용공간 내에서 전후 직선이동 가능한 가압판,
   상기 수용공간에 위치하고 있고 상기 가압판과 마주하고 있으며 상하 승강되면서 상기 수용공간과 상기 제1가열케이스 내부를 개폐할 수 있는 공급제어격벽
   을 포함하는
   금속 및 합성수지 적층 분리대상물의 가열분리장치.
   

Images