KR101665501B1 - 폐차 잔재물 선별장치 및 이를 이용한 선별방법 - Google Patents

폐차 잔재물 선별장치 및 이를 이용한 선별방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 일정 크기로 파쇄하여 분쇄시료를 공급하는 파쇄부; 상기 파쇄부의 일측에 배치되어, 상기 분쇄시료를 공급받아 풍압과 복수개의 가이드판을 이용하여 상기 분쇄시료를 선별하는 선별부; 상기 선별부의 일측에 구비되고, 상기 선별부에서 상기 분쇄시료 중 비중이 낮은 섬유 플러프(fluff)를 유동시켜 상기 복수개의 가이드판 사이에 형성된 공극으로 유입될 수 있도록 풍압을 제공하는 송풍부; 및 상기 송풍부와 연통되어 상기 선별부에서 분리된 상기 섬유 플러프를 저장하는 챔버부;를 포함하는 폐차 잔재물 선별장치를 제공한다.
따라서 종래에 재활용이 용이하지 않은 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 선별하여 저장할 수 있으므로 폐자동차의 재활용율을 크게 증가시킬 수 있다.

Description

폐차 잔재물 선별장치 및 이를 이용한 선별방법{Apparatus for separating automobile shredder residues and separating method using the same}
본 발명은 자동차 폐차시 발생되는 폐차 잔재물에서 선별이 용이하지 않은 섬유 플러프와 이외의 고비중 산물을 분리하여 폐차 잔재물의 재활용율을 향상시킬 수 있는 폐차 잔재물 선별장치 및 이를 이용한 선별방법에 관한 것이다.
지구 부존자원의 채굴량 한계, 산업규모의 증가 등으로 인해 수요에 비해 공급량 부족 현상이 발생할 것으로 예상됨에 따라 이미 사용수명이 다한 폐기물로부터 유효한 자원을 다시 회수하는 재활용 이슈가 부각되고 있다. 특히, 근대화된 도시로부터 발생하는 폐기물은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이 중 자동차의 경우, 전기전자제품과 더불어 주요 도시광산으로써 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다
국내 자동차 등록대수는 꾸준히 증가하여 2014년 기준 2,000만 여대에 이며, 이로 인하여 80만 여대의 폐자동차가 발생하였다. 이 중 10만 여대가 중고차로서 수출되고 나머지는 해체되어 재활용 대상이 된다. 폐자동차의 재활용 공정을 살펴보면, 최초 해체업자에게 인도되어 재활용할 수 있는 부품 및 폐유, 폐타이어나 폐배터리 등을 분리하여 적정한 처리를 하고, 남은 body 등은 슈레더 업체에 인도된다. 슈레더 사업자는 몸체, 유리, 시트 등을 포함하고 있는 폐차를 파쇄하고 분별하여 철, 비철금속 등 재이용할 수 있는 금속 스크랩을 회수한다. 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데 이러한 잔재물을 폐차 잔재물(Automobile Shredder Residue; 이하'ASR')이라 한다.
자동차 중량의 25%를 차지하는 ASR은 금속에 비해 재활용률이 낮고 관련 기술이나 인프라가 구축되어 있지 않아 대부분 소각이나 매립에 의하여 처리되고 있다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각하여 매립하는 것이 일반적이지만, ASR의 소각이나 매립은 폐자동차의 재활용율 감소와 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 매우 필요한 실정이다.
이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 특허 제1446970호(공고일: 2014.10.14)에 개시되어 있는 곡물 선별기가 있다.
따라서, 본 발명은 자동차 중량 대비 25%를 차지하며, 재활용이 용이하지 않은 폐차 잔재물에서 특히 연소시 환경오염을 유발할 수 있는 섬유 플러프와 이를 제외한 나머지 고비중 산물을 선별하여 포집함으로써, 폐기물의 발생량 저감하고 폐기물 처리비용을 절감함과 동시에 폐차의 재활용율을 크게 향상시킬 수 있는 폐차 잔재물 선별장치 및 이를 이용한 폐차 잔재물 선별방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 일정 크기로 파쇄하여 분쇄시료를 공급하는 파쇄부; 상기 파쇄부의 일측에 배치되어, 상기 분쇄시료를 공급받아 풍압과 복수개의 가이드판을 이용하여 상기 분쇄시료를 선별하는 선별부; 상기 선별부의 일측에 구비되고, 상기 선별부에서 상기 분쇄시료 중 비중이 낮은 섬유 플러프(fluff)를 유동시켜 상기 복수개의 가이드판 사이에 형성된 공극으로 유입될 수 있도록 풍압을 제공하는 송풍부; 및 상기 송풍부와 연통되어 상기 선별부에서 분리된 상기 섬유 플러프를 저장하는 챔버부;를 포함하는 폐차 잔재물 선별장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 폐차 잔재물을 파쇄하여 분쇄시료를 제조하는 단계(제1단계); 상기 분쇄시료를 풍압으로 유동시켜 가이드판을 따라 저비중 섬유 플러프와 고비중 산물로 선별하는 단계(제2단계); 및 상기 고비중 산물 및 저비중 섬유 플러프를 분리하여 저장하는 단계(제3단계)를 포함하는 폐차 잔재물 선별방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 종래에 재활용이 용이하지 않은 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 선별하여 저장할 수 있으므로 폐자동차의 재활용율을 크게 증가시킬 수 있다.
특히 폐차 잔재물의 재활용 과정에서 회수가 용이하지 않은 섬유 플러프를 최적의 효율로 선별하여 회수할 수 있으므로, 종래에 분리가 불가능하여 소각할 수 밖에 없는 섬유 플러프 재활용 과정의 문제점을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 구성을 대략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 구성을 나타낸 우측면도이다.
도 5는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 구성의 다른 실시예를 나타낸 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 폐차 잔재물의 선별방법의 순서를 나타낸 공정흐름도이다.
도 7은 폐차 잔재물의 성분별 구성을 나타낸 그래프와 각 성분의 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 입자 크기에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 풍압의 크기에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 선별부의 가이드판의 각도의 변화에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 선별부의 분쇄시료 투입량에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치를 통한 폐차 잔재물의 고비중 산물과 저비중 산물을 선별한 결과를 나타낸 사진이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 구성을 대략적으로 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 구성을 나타낸 우측면도이며, 도 5은 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 구성의 다른 실시예를 나타낸 우측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 폐차 잔재물 선별장치는 파쇄부(10), 선별부(20), 송풍부(30) 및 챔버부(40)를 포함한다.
상기 파쇄부(10)는 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 일정 크기로 파쇄하여 상기 선별부(20)에 공급하는 분쇄시료를 제조할 수 있다.
상기 분쇄시료는, 금속, 플라스틱, 고무, 및 유리로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상인 고비중 산물과 겉보기 비중이 0.7 g/cm3 이하인 저비중 섬유 플러프(fluff)로 이루어질 수 있다.
상기 저비중 섬유 플러프는 폴리우레탄을 포함하고 있으나, 소재에 따라 비닐, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등을 포함할 수 있으며, 상기 고비중 산물과 비중 차이가 큰 것이 바람직하다.
상기 섬유 플러프의 비중이 0.9 g/cm3 초과하는 경우 섬유 플러프의 형태가 그물망으로 변형되어 고비중 산물을 감싸게 되며 선별이 매우 어려워지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 파쇄부(10)는 폐차 잔재물이 함유하는 금속, 플라스틱, 고무 및 유리를 모두 분쇄할 수 있는 해머크러셔(Hammer crusher)로 구비되는 것이 바람직하나, 폐차 잔재물을 일정한 크기로 분쇄할 수 있는 것이면 제한되지 않는다.
상기 파쇄부(10)는 상기 폐차 잔재물을 분쇄하여 평균 입자 지름이 10 내지 30 mm인 분쇄시료를 공급할 수 있다.
상기 분쇄시료의 평균 입자 지름이 10 mm 미만인 경우에는 상기 폐차 잔재물 중에서 비중이 낮은 섬유 플러프를 용이하게 제거할 수 있으나, 폐쇄부의 효율이 낮아져서 전체 공정의 효율이 감소되는 문제가 있으며, 40 mm를 초과하는 경우에는 섬유 플러프의 선별이 용이하지 않아서 선별효율이 급격하게 감소되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 파쇄부(10)는 상기 선별부(20)의 상측에 구비되어 폐차 잔재물을 분쇄함과 동시에 낙하시켜 상기 선별부(20)로 연속적으로 공급하는 것이 바람직하나, 이에 반드시 제한되지 않으며, 이미 분쇄된 분쇄시료를 사용하여 상기 선별부(20)에 공급하는 것도 가능하다.
도 2는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 선별부(20)는 상기 파쇄부(10)의 일측에 배치되어, 상기 분쇄시료를 공급받아 풍압과 복수개의 가이드판(24)을 이용하여 상기 분쇄시료를 선별할 수 있다.
상기 선별부(20)는 하우징(23), 복수개의 가이드판(24) 및 배출판(25)을 포함한다.
상기 하우징(23)은 상부에 파쇄된 분쇄시료가 투입되는 호퍼(21)가 구비되며 하부에는 상기 섬유 플러프가 배출되는 유출구(22)가 구비될 수 있다.
상기 하우징(23)은 선별부(20)의 몸체를 구성하며, 상기 가이드판(24)과 배출판(25)을 지지할 수 있다.
상기 호퍼(21)는 상부로 개방된 개구부가 형성되고, 하부의 중심으로 경사진 경사로를 구비하여 투입되는 상기 분쇄시료가 상기 가이드판(24) 위에 낙하될 수 있도록 한다.
도 3은 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 하우징(23)은 상기 가이드판(24)의 전면을 덮어서 고비중 산물이 상기 하우징(23)의 외부로 배출되는 것을 방지하는 덮개판(27)을 더 포함할 수 있다.
상기 덮개판(27)이 구비되는 경우에는 상기 선별부(20)에 투입되는 분쇄시료의 양을 증가시킬 수 있으며, 투입되는 분쇄시료의 양에 따라 상기 덮개판(27)을 제거하는 것도 가능하다.
상기 덮개판(27)은 분쇄시료의 투입량 및 상기 분쇄시료 중 고비중 산물의 함량에 따라 선택적으로 구비될 수 있다.
도 4는 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부(20)의 구성을 나타낸 우측면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 복수개의 가이드판(24)은 상기 하우징(23) 내측에 구비되고, 수평면에 대하여 일정 각도로 회동이 가능하다.
상기 복수개의 가이드판(24)은 3 내지 5개로 구비될 수 있다.
상기 복수개의 가이드판(24)이 3개 미만인 경우에는 선별부(20)에서 고비중 산물과 저비중 섬유플러프의 선별효율이 매우 감소되는 문제가 있으며, 5개를 초과하는 경우 선별효율을 증가시킬 수 있으나, 가이드판(24)의 증가에 따른 제조 비용이 증가하는 문제가 발생되어 바람직하지 않다.
도 5은 도 1에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별부의 구성의 다른 실시예를 나타낸 우측면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 복수개의 가이드판(24)은 수평면에 대해 20 내지 35 °의 각도를 이루며 다단으로 경사지게 형성되어, 상기 복수개의 가이드판(24) 사이에 공극을 형성할 수 있다.
상기 복수개의 가이드판(24)은 수평면에 대해 0 내지 44.3 °의 각도를 이루어 회동할 수 있어서 공극의 크기를 최대로 형성하거나, 공극을 형성하지 않을 수 있다.
상기 복수개의 가이드판(24)이 5개로 구비되는 경우에는 수평면에 대해 20 내지 35 °의 각도를 이루어 공극을 형성하는 경우에 상기 섬유 플러프가 풍압에 의해 유동되어 상기 하우징(23)의 내부로 용이하게 유입될 수 있다.
상기 분쇄시료 중 저비중인 섬유 플러프는 풍압에 의해 유동하고 상기 공극을 통하여 상기 하우징(23)의 내측으로 유입될 수 있다.
상기 가이드판(24)이 수평면에 대해 이루는 각도가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 섬유 플러프의 유입이 용이하지 않은 문제가 발생될 수 있다.
이 때 상기 풍압은 상기 송풍부(30)에 의해 공기가 8.7 내지 26.1 m/s 의 풍속으로 공급되어 형성될 수 있다.
상기 송풍부(30)는 풍압을 발생시켜 상기 하우징(23) 내측으로 공기의 흐름으로 유도하여 저비중의 섬유 플러프를 분리하여 흡입할 수 있도록 한다.
상기 공기의 풍속이 8.7 m/s 미만인 경우에는 상기 섬유 플러프가 상기 복수개의 가이드판(24)이 형성하는 공극으로 유입되지 못하는 경우가 발생되며, 26.1 m/s 를 초과하는 경우에는 저비중 섬유 플러프뿐만 아니라 고비중 산물까지 함께 상기 공극으로 유입될 수 있다.
한편 상기 선별부(20)에 공급되는 분쇄시료의 투입량은 상기 분쇄시료를 60 내지 120 kg/h로 공급될 수 있다.
상기 분쇄시료의 투입량을 60 kg/h 미만으로 하는 경우 섬유 플러프의 회수량이 증가되나, 선별 공정의 효율이 매우 감소되며, 120 kg/h를 초과하는 경우에는 섬유 플러프가 선별되지 못하고 고비중 산물과 함께 배출되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 배출판(25)은 상기 가이드판(24)의 하측에 구비되고, 상기 하우징(23)의 외부로 연장되어, 상기 분쇄시료 중 섬유 플러프를 제외한 고비중 산물을 배출시킬 수 있다.
상기 배출판(25)이 상기 하우징(23)과 연장되는 부분의 각도를 조절하는 경우 고비중 산물에 따라 직하하여 챔버에 저장하거나 컨베이어에 연결하여 용이하게 이송할 수 있다.
상기 하우징(23)의 하부에 구비되는 유출구(22)는 원주의 지름이 하부로 갈수록 감소되는 형상으로 구비되어, 상기 섬유 플러프가 경사를 따라 포집될 수 있으며, 상기 송풍부(30)와 연결되어 상기 챔버부(40)에 저장될 수 있다.
상기 챔버부(40)는 상기 송풍부(30)와 연통되어 상기 선별부(20)에서 분리된 상기 섬유 플러프를 저장할 수 있다.
상기 챔버부(40)의 일단에는 필터(미도시)를 구비하여 상기 섬유 플러프가 비산하여 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 폐차 잔재물의 선별방법의 순서를 나타낸 공정흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 측면은 폐차 잔재물을 파쇄하여 분쇄시료를 제조하는 단계(제1단계); 상기 분쇄시료를 풍압으로 유동시켜 가이드판(24)을 따라 저비중 섬유 플러프와 고비중 산물로 선별하는 단계(제2단계); 및 상기 고비중 산물 및 저비중 섬유 플러프를 분리하여 저장하는 단계(제3단계)를 포함하는 폐차 잔재물 선별방법을 제공한다.
상기 제1단계에서 폐차 잔재물을 해머크러셔를 이용하여 평균 입자 지름이 10 내지 30 mm 인 분쇄시료를 제조할 수 있다(S100).
상기 분쇄시료의 평균 입자 지름이 10 mm 미만인 경우에는 상기 폐차 잔재물 중에서 비중이 낮은 섬유 플러프를 용이하게 제거할 수 있으나, 폐쇄부의 효율이 낮아져서 전체 공정의 효율이 감소되는 문제가 있으며, 40 mm를 초과하는 경우에는 섬유 플러프의 선별이 용이하지 않아서 선별효율이 급격하게 감소되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 제2단계의 풍압은 송풍팬에 의해 공기가 8.7 내지 26.1 m/s 로 풍속으로 공급되어 형성될 수 있다(S200).
상기 공기의 풍속이 8.7 m/s 미만인 경우에는 상기 섬유 플러프가 상기 복수개의 가이드판(24)이 형성하는 공극으로 유입되지 못하는 경우가 발생되며, 26.1 m/s를 초과하는 경우에는 저비중 섬유 플러프뿐만 아니라 고비중 산물까지 함께 상기 공극으로 유입될 수 있다.
상기 제2단계의 선별은 복수개의 가이드판(24)이 다단으로 경사지게 구비되고, 상기 가이드판(24)이 수평면에 대해 20 내지 35°의 각도를 이루어 가이드판(24) 사이에 공극을 형성하여 상기 저비중 섬유 플러프가 유입될 수 있다(S200).
상기 복수개의 가이드판(24)이 20 내지 35 °의 각도를 이루어 공극을 형성하는 경우에 상기 섬유 플러프가 풍압에 의해 유동되어 상기 하우징(23)의 내부로 용이하게 유입될 수 있다.
상기 제2단계에서 상기 분쇄시료를 60 내지 120 kg/h로 공급할 수 있다.
상기 분쇄시료의 투입량을 60 kg/h 미만으로 하는 경우 섬유 플러프의 회수량이 증가되나, 선별 공정의 효율이 매우 감소되며, 120 kg/h를 초과하는 경우에는 섬유 플러프가 선별되지 못하고 고비중 산물과 함께 배출되는 문제가 발생될 수 있다.
이하에서 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시한다.
< 실시예 1> 폐차 잔재물 선별
폐차 잔재물을 금속과 같은 고비중 산물과 저비중 섬유 플러프를 선별하기 위해 경기도 고양시 W 폐차산업에서 입수한 폐차 잔재물을 사용하였다.
도 7은 폐차 잔재물의 성분 별 구성을 나타낸 그래프와 각 성분의 사진이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 사용된 폐차 잔재물 조사 분석결과 시료는 총 10가지 재질로 분류되었으며, 분석결과 플라스틱이 28.7%로 가장 많았으며, 실시예에서 선별 대상인 플러프(Fluff)와 스폰지(Sponge)(이하' 섬유 플러프'라 함)가 각각 23.6%와 12.9%로 36.5%를 차지하고, 고무(Rubber)가 9.2%를 이루고 있어 이들이 시료의 전체에서 74.4%를 구성하고 있음을 확인하였다. 그 외 흙(Earth)과 모래(Sand)가 10.5% 이상으로 많은 부분을 차지하였다.
상기 시료를 해머크러셔를 통해 파쇄하고, 평균 직경이 각각 10, 20, 30, 및 40 mm 인 분쇄시료를 제조하였다.
상기 분쇄시료를 가지고 상기 선별부에 투입하고, 분쇄시료의 투입량, 가이드판의 각도, 및 송풍부의 풍속을 변화시켜 고비중 산물과 저비중 섬유 플러프를 선별할 수 있는 최적의 조건을 확인하였다.
< 실험예 1> 입자 크기에 따른 선별 효과
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 입자 크기에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 입자가 커질수록 섬유 플러프의 제거율은 감소하고 고비중 산물의 회수율은 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 10㎜ 이하 시료의 경우, 섬유 플러프 제거율이 99.1%로 가장 높지만 입자의 크기가 커질수록 감소하여 40㎜ 이하에서는 97.5%까지 감소하였다. 반면에, 고비중 산물 회수율의 경우, 시료의 크기가 커질수록 증가하여 10㎜ 이하에서 97.5%이었으나, 40㎜ 이하에서는 98.4%까지 증가하였다.
입자가 커질수록 섬유 플러프 제거율은 감소하고 고비중 산물의 회수율은 증가하는 이유는 시료의 단체분리와 해쇄 때문이다. 즉, 시료가 작은 크기로 파쇄될수록 고비중 산물에 부착된 섬유 플러프의 탈리 그리고 고비중 산물과 섬유 플러프의 해쇄가 용이하게 이루어지기 때문이다.
반면에 평균 직경이 10 내지 40㎜ 인 분쇄시료의 경우, 그 차이가 크지 않음을 확인하였다. 따라서 본 실험에서 파쇄부를 통한 분쇄 시 해머크러셔의 부하가 크지않고 섬유 플러프의 제거율 및 고비중 산물의 회수율이 각각 98.0% 이상인 30㎜ 이하의 시료를 최적조건으로 선정하였으며, 이때 섬유 플러프의 제거율 및 고비중 산물의 회수율이 각각 98.0%와 98.2%인 결과를 얻었다.
< 실험예 2> 풍압에 따른 선별 효과
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 풍압의 크기에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 30㎜ 이하로 파쇄된 시료를 대상으로 한 선별에서 공기 속도의 영향을 나타낸 것으로, 공기의 속도가 빨라질수록 섬유 플러프의 제거율은 증가하나 고비중 산물의 회수율이 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 섬유 플러프 제거율의 경우, 공기의 속도가 가장 느린 8.7m/s에서 55.4%로 가장 낮지만, 공기의 속도가 빨라질수록 증가하여 가장 빠른 26.1m/s에서 99.2%까지 증가하였다. 반면 고비중 산물 회수율의 경우, 공기의 속도가 가장 느린 8.7m/s에서 99.9%로 가장 높지만, 공기의 속도가 빨라질수록 감소하여 가장 빠른 26.1m/s에서 89.4%까지 감소하였다. 이와 같은 이유는 흡입력의 차이가 공기의 속도에 기인하기 때문이다. 본 실험에서는 공기의 속도 21.8m/s를 30㎜ 시료의 최적조건으로 선정하고 기타 조건변화 실험을 수행하였다.
< 실험예 3> 가이드판의 각도에 따른 선별 효과
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 선별부의 가이드판의 각도의 변화에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 10을 참조하면, 30㎜ 이하로 파쇄된 분쇄시료를 대상으로 한 선별에서 선별부 내부의 가이드판 각도가 선별효율에 미치는 영향을 나타낸 것으로, 판의 각도를 20°내지 35°까지 변화하며 실험한 결과를 나타내었다. 섬유 플러프 제거율의 경우, 가이드판의 각도 25°를 기준으로 감소하는 경향을 나타내었다. 즉, 가이드판의 각도가 25°일 때 98.0%로 가장 높은 제거율을 보이지만, 이보다 각도가 낮아지거나 높아지면 감소하는 것을 확인하였다. 고비중 산물 회수율의 경우, 큰 변화는 없지만 가이드판의 각도 25°와 30°를 기준으로 증가하는 것을 확인하였다. 즉, 판의 각도가 25°와 30°일 때 98.2%로 가장 낮지만, 20°와 35°에서 각각 99.0%와 98.5%로 증가한 것을 알 수 있다. 가이드판의 각도가 가장 낮은 20°의 경우, 낮은 각도로 인해 시료의 이동이 용이하지 않아 시료가 가이드판 위에 적체되어 선별효율이 감소하는 것으로 판단된다. 또한 가이드판의 각도가 가장 높은 35°의 경우, 높은 각도로 인해 시료가 충분히 흡입되지 못해 선별효율이 감소하는 것으로 판단되어, 본 실험에서 가이드판의 각도가 25°인 경우를 최적 조건으로 선정하여 기타 조건변화 실험을 수행하였다.
< 실험예 4> 분쇄시료의 투입량에 따른 선별 효과
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치에 있어서 선별부의 분쇄시료 투입량에 따른 선별효율을 나타낸 그래프이다.
도 11을 참조하면, 30㎜ 이하로 파쇄된 시료를 대상으로 한 풍력선별에서 시료 투입량의 영향을 나타낸 것으로, 시료의 투입량이 증가할수록 섬유 플러프의 제거율은 감소하지만, 고비중 산물 회수율에는 큰 변화가 없는 것을 알 수 있다. 즉, 섬유 플러프 제거율의 경우, 시료의 투입량이 가장 적은 60 ㎏/h에서 99.2%로 가장 높지만, 시료의 투입량이 증가할수록 감소하여 시료의 투입량이 가장 많은 150 ㎏/h에서 97.4%까지 감소하였다. 반면 고비중 산물 회수율의 경우, 시료의 투입량 60, 90, 120, 150 ㎏/h에서 각각 98.5%, 98.0%, 98.2%, 98.0%로 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이와 같은 이유는 시료의 투입량이 증가할수록 섬유 플러프가 선별부의 가이드판 사이로 흡입되지 못하고 고비중 산물과 함께 선별부 바깥으로 배출되기 때문이다. 본 실험에서 섬유 플러프의 제거율과 처리용량을 고려하여 120 ㎏/h을 최적조건으로 선정하였으며, 이때 섬유 플러프의 제거율 및 고비중 산물의 회수율이 각각 98.0%와 98.2%인 결과를 얻었다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물의 선별장치를 통한 폐차 잔재물의 고비중 산물과 저비중 산물을 선별한 결과를 나타낸 사진이다.
도 12를 참조하면, 고비중 산물에서 섬유 플러프가 거의 보이지 않아 본 발명의 실시예에 따른 폐차 잔재물 선별장치의 선별효율이 매우 높은 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 폐차 잔재물의 선별장치는 따른 폐차 잔재물을 고비중 산물과 저비중 섬유 플러프를 효율적으로 선별할 수 있다. 특히 분쇄시료의 평균 직경이 30 mm인 경우에는 송풍부에서 발생되는 풍압에 의한 공기의 선별부의 공기의 속도가 21.8m/s이고, 선별부 내의 복수개의 가이드판이 이루는 각도가 25 °이며, 분쇄시료의 투입량이 120 kg/h인 경우에 최적의 효율로 선별할 수 있는 것을 확인하여 폐차 잔재물의 선별효율을 크게 증가시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 폐차 잔재물의 선별장치 및 이를 이용한 폐차 잔재물 선별방법을 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 파쇄부 20 : 선별부
21 : 호퍼 22 : 유출구
23 : 하우징 24 : 가이드판
25 : 배출판 26 : 가이드판 사이 각도
27 : 덮개판 30 : 송풍부
40 : 챔버부

Claims (14)

  1. 폐차 잔재물(Automobile shredder residue)을 일정 크기로 파쇄하여 분쇄시료를 공급하는 파쇄부;
    상기 파쇄부의 일측에 배치되어, 상기 분쇄시료를 공급받아 풍압과 복수개의 가이드판을 이용하여 상기 분쇄시료를 선별하는 선별부;
    상기 선별부의 일측에 구비되고, 상기 선별부에서 상기 분쇄시료 중 비중이 낮은 섬유 플러프(fluff)를 유동시켜 상기 복수개의 가이드판 사이에 형성된 공극으로 유입될 수 있도록 풍압을 제공하는 송풍부; 및 상기 송풍부와 연통되어 상기 선별부에서 분리된 상기 섬유 플러프를 저장하는 챔버부;를 포함하되,
    상기 선별부는, 상부에 파쇄된 분쇄시료가 투입되는 호퍼가 구비되며 하부에는 상기 섬유 플러프가 배출되는 유출구가 구비되는 하우징과, 상기 하우징 내측에 구비되고, 수평면에 대하여 일정 각도로 회동이 가능하여 각도에 따라 공극을 형성하여 상기 분쇄시료 중 저비중인 섬유 플러프를 풍압에 의해 상기 하우징의 내측으로 유입시키는 복수개의 가이드판과, 상기 가이드판의 하측에 구비되고, 상기 하우징의 외부로 연장되어, 상기 분쇄시료 중 섬유 플러프를 제외한 고비중 산물을 배출시키는 배출판을 포함하며,
    상기 파쇄부는, 상기 폐차 잔재물을 분쇄하여 평균 입자 지름이 10 내지 30 mm인 분쇄시료를 공급하고,
    상기 복수개의 가이드판은,
    수평면에 대해 25 내지 35°의 각도를 이루며 다단으로 경사지게 형성되어, 상기 복수개의 가이드판 사이에 공극을 형성하고,
    상기 분쇄시료는,
    금속, 플라스틱, 고무, 및 유리로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상인 고비중 산물과 겉보기 비중이 0.7 g/cm3 이하인 저비중 섬유 플러프로 이루어지고,
    상기 풍압은,
    상기 송풍부에 의해 공기가 13.1 내지 21.8 m/s 의 풍속으로 공급되어 형성되고,
    상기 하우징은,
    외부공기 유입이 가능한 상기 가이드판의 전면을 덮어서 고비중 산물이 상기 하우징의 외부로 배출되는 것을 방지하는 덮개판을 더 포함하고,
    상기 선별부에 공급되는 분쇄시료의 투입량은,
    상기 분쇄시료가 60 내지 120 kg/h로 공급되는 것을 특징으로 하는 폐차 잔재물 선별장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가이드판은,
    3 내지 5개로 구비되는 것을 특징으로 하는 폐차 잔재물 선별장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 폐차 잔재물을 파쇄하여 분쇄시료를 제조하는 단계(제1단계);
    상기 분쇄시료를 풍압으로 유동시켜 가이드판을 따라 저비중 섬유 플러프와 고비중 산물로 선별하는 단계(제2단계); 및
    상기 고비중 산물 및 저비중 섬유 플러프를 분리하여 저장하는 단계(제3단계)를 포함하되,
    상기 제1단계는
    상기 폐차 잔재물을 해머크러셔를 이용하여 평균 입자 지름이 10 내지 30 mm 인 분쇄시료를 제조하고,
    상기 제2단계의 선별은,
    복수개의 가이드판이 다단으로 경사지게 구비되고, 상기 가이드판이 수평면에 대해 25 내지 35°의 각도를 이루어 가이드판 사이에 공극을 형성하여 상기 저비중 섬유 플러프가 유입되고,
    상기 분쇄시료는,
    금속, 플라스틱, 고무, 및 유리로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상인 고비중 산물과 겉보기 비중이 0.7 g/cm3 이하인 저비중 섬유 플러프로 이루어지고,
    상기 제2단계의 풍압은,
    송풍팬에 의해 공기가 13.1 내지 21.8 m/s 로 풍속으로 공급되어 형성되고,
    상기 제2단계에서
    상기 분쇄시료를 60 내지 120 kg/h로 공급하는 것을 특징으로 하는 폐차 잔재물 선별방법.

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