KR101797956B1 - 풍력을 이용한 선별 장치 - Google Patents

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Abstract

풍력을 이용한 선별 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치는, 제1 대상물과 제2 대상물이 혼합된 혼합물이 공급될 수 있는 혼합물 공급구를 가진 본체; 상기 혼합물 공급구를 통해 상기 본체로 유입된 상기 혼합물에 회전풍을 제공하여 상기 본체의 상부를 향해 발생하는 와류에 의해 혼합물을 분산시켜 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물로 분리되도록 상기 본체에 결합되어 회전하는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키는 동력원; 상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 가벼운 상기 제1 대상물을 배출할 수 있도록 상기 본체에 결합되는 제1 대상물 배출기; 및 상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 무거워 자중에 의해 낙하하는 상기 제2 대상물을 배출하는 제2 대상물 배출기를 포함한다.

Description

풍력을 이용한 선별 장치{SORTING APPARATUS USING WIND POWER}
본 발명은, 풍력을 이용한 선별 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐자원에 부착되어 있는 이물질을 용이하게 분리하여 순도 높은 폐자원만 선별할 수 있는 풍력을 이용한 선별 장치에 관한 것이다.
최근, 폐기물, 특히 폐플라스틱을 이용하여 고체 연료, 재생 원료 등을 생산하며, 이와 같이 생산된 고체 연료, 재생 원료를 사용하여 석유 등의 천연원료를 대체하고 있다. 하지만, 폐플라스틱에는 정전기 등에 의해 라벨, 부직포와 같은 이물질이 부착되어 있으므로, 높은 순도의 폐플라스틱을 활용하기 위해 폐플라스틱에 부착되어 있는 다양한 이물질을 분리하여 순수한 폐플라스틱만 선별하는 작업이 필요하다.
종래에는 폐플라스틱을 단순히 세척 후 건조하여 사용하였으나, 이와 같은 방식으로는 폐플라스틱에 부착되어 있는 이물질을 완전히 제거할 수 없는 문제점이 있었다.
없음
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제1 대상물과, 제2 대상물을 용이하게 분리시킬 수 있는 풍력을 이용한 선별 장치를 제공하는 것이다.
또한, 제2 대상물, 즉, 폐자원의 회수율이 향상될 수 있는 풍력을 이용한 선별 장치를 제공하는 것이다.
또한, 폐자원에 부착되어 있는 이물질을 제거하고 순도 높은 폐자원을 재활용하여 자원 낭비 감소와 환경 오염 방지에 이바지할 수 있는 풍력을 이용한 선별 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 대상물과 제2 대상물이 혼합된 혼합물이 공급될 수 있는 혼합물 공급구를 가진 본체; 상기 혼합물 공급구를 통해 상기 본체로 유입된 상기 혼합물에 회전풍을 제공하여 상기 본체의 상부를 향해 발생하는 와류에 의해 혼합물을 분산시켜 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물로 분리되도록 상기 본체에 결합되어 회전하는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키는 동력원; 상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 가벼운 상기 제1 대상물을 배출할 수 있도록 상기 본체에 결합되는 제1 대상물 배출기; 및 상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 무거워 자중에 의해 낙하하는 상기 제2 대상물을 배출하는 제2 대상물 배출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치가 제공될 수 있다.
또한, 유체가 공급될 수 있도록 상기 본체에 형성되는 유체 공급구; 및 상기 유체가 상기 임펠러로 이동할 수 있도록 상기 임펠러를 향해 상기 유체 공급구에 설치되는 유체 공급유로를 더 구비하며, 상기 동력원은, 상기 임펠러를 향해 유체를 분사하여 상기 임펠러를 회전시키기 위해 상기 유체 공급유로에 유체를 주입하는 유체 주입기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 혼합물이 상기 임펠러로 이동할 수 있도록, 상기 임펠러를 향해 상기 혼합물 공급구에 설치되는 혼합물 공급유로를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 혼합물 공급유로는, 적어도 일부가 상기 본체를 관통하여 상기 본체의 내측에 설치되고 어느 하나의 단부가 상기 임펠러로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 유체 공급유로는, 적어도 일부가 상기 본체를 관통하여 상기 본체의 내측에 설치되고 어느 하나의 단부가 상기 임펠러로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 유체 공급유로의 적어도 일부분은 상기 혼합물 공급유로의 내부에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 혼합물 공급유로의 벽면에는 구멍이 형성되며, 상기 유체 공급유로는 상기 혼합물 공급유로의 내부로부터 상기 구멍을 관통하여 상기 유체 주입기에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 대상물 배출기는, 상기 본체에 결합되어 상기 제1 대상물을 흡입하는 적어도 하나의 석션기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 대상물 배출기는, 상기 본체를 개폐할 수 있는 개폐 밸브와, 상기 제2 대상물이 인입되는 배출 용기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합물이 부딪히는 상기 본체의 내벽면에는 돌기가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 본체에는 상기 본체를 냉각시킬 수 있는 냉각부재가 결합될 수 있다.
또한, 상기 임펠러는, 회전축; 및 상기 회전축에 결합되어 회전하며 가상의 수평선을 기준으로 경사가 형성된 날개를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 본체는 가상의 수평선을 기준으로 경사지게 형성되며, 상기 가상의 수평선을 기준으로 하는 상기 날개의 경사 각도가 상기 본체의 경사 각도보다 작게 마련될 수 있다.
또한, 복수의 상기 석션기는 상기 본체의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제2 대상물의 낙하를 가이드하기 위해 상기 혼합물 공급유로의 외측에 결합되는 대상물 가이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 대상물 가이드는, 상기 혼합물 공급유로를 둘러싸며, 어느 하나의 단부로부터 다른 단부로 갈수록 경사가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 임펠러의 회전 속도를 측정할 수 있는 속도센서가 더 구비되며, 상기 속도센서에서 측정된 회전 속도에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도를 제어하는 제어유닛을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 석션기의 흡입량을 측정할 수 있는 유량 센서가 더 구비되며, 상기 유량 센서에서 측정된 상기 석션기의 흡입량에 기초하여 상기 석션기의 흡입량을 제어하는 제어유닛을 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 석션기는, 배출되는 상기 제1 대상물의 입도 분포를 측정할 수 있는 제1 입도 분석기를 구비하며, 상기 제1 입도 분석기에서 측정된 입도 분포에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도와 상기 석션기의 흡입량 중 적어도 하나를 제어하는 제어 유닛을 더 구비할 수 있다.
또한, 제2 대상물 배출기는, 배출되는 상기 제2 대상물의 입도 분포를 측정할 수 있는 제2 입도 분석기를 구비하며, 상기 제2 입도 분석기에서 측정된 입도 분포에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도와 상기 석션기의 흡입량 중 적어도 하나를 제어하는 제어유닛을 더 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 혼합물이 임펠러에 부딪히거나, 임펠러로부터 발생되는 와류에 의하거나, 또는 임펠러의 회전풍에 의해 혼합물이 본체에 부딪혀 제1 대상물과 제2 대상물로 용이하게 분리될 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 대상물이 분리된 제2 대상물, 즉, 이물질이 제거된 폐자원을 모두 회수할 수 있으므로, 폐자원의 회수율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 폐자원에 부착되어 있는 이물질을 제거하고 순도 높은 폐자원을 재활용하여 자원 낭비 감소와 환경 오염 방지에 이바지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 정면을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 상면을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 개략적인 측면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치에 의해 제1 대상물과 제2 대상물이 분리되어 선별되는 과정을 개략적으로 각각 도시한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 정면을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 상면을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 개략적인 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 정면을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 상면을 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 개략적인 측면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치(10a)는, 다양한 산업 현장에서 사용 가능하며, 중량이 서로 다른 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820), 예컨대, 중량이 더 가벼운 제1 대상물(810)과 중량이 더 무거운 제2 대상물(820)이 혼합된 혼합물(800)을 상호 분리시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 풍력을 이용한 선별 장치(10a)는 각종 폐플라스틱에 부착된 이물질을 분리하여 순도 높은 폐플라스틱만 재활용하도록 사용될 수 있다. 이외에도 풍력을 이용한 선별 장치(10a)는 폐플라스틱이 아닌 다른 종류의 대상물을 분리하기 위해 다양하게 적용될 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 폐플라스틱에 라벨 또는 부직포 등의 이물질이 정전기력에 의해 부착되어 있으며, 폐플라스틱으로부터 라벨 또는 부직포 등의 이물질을 분리하여 순도 높은 폐플라스틱만 선별하는 경우를 중심으로 설명한다. 즉, 중량이 상대적으로 가벼운 제1 대상물(810)은 폐플라스틱에 부착되어 있는 이물질이며, 중량이 상대적으로 무거운 제2 대상물(820)은 폐플라스틱인 경우를 중심으로 설명한다. 여기서, 혼합물(800)은 절단되거나 분쇄된 후 본 실시예의 풍력을 이용한 선별 장치(10a)에 인입될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본체(100)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 하측은 원뿔 형상으로 형성되고, 상측은 곡면을 포함하는 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본체(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 본체(100)는 유입되는 혼합물(800)과의 충돌에 대해서도 변형되지 않을 정도의 강성이 필요하므로 금속재질로 제작될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 합성수지, 복합재료 등 다양한 재료에 의해 제작될 수 있다.
본체(100)는 혼합물 공급구(110)와, 유체 공급구(130)를 가질 수 있다. 혼합물 공급구(110)는 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820), 즉, 폐플라스틱과 이물질이 혼합된 혼합물(800)이 공급될 수 있는 개구로 형성될 수 있다. 여기서, 혼합물(800)은 혼합물(800)이 저장된 혼합물제공유닛(미도시)으로부터 본체(100)로 공급될 수 있다. 이를 위해, 본체(100)의 혼합물 공급구(110)에는 혼합물 공급유로(120)가 결합될 수 있으며, 혼합물 공급유로(120)는 혼합물제공유닛(미도시)에 연결될 수 있다. 즉, 혼합물(800)은 혼합물제공유닛(미도시)으로부터 혼합물 공급유로(120)를 통해 본체(100) 내부로 유입될 수 있다. 여기서, 혼합물제공유닛(미도시)은 혼합물(800)이 보관된 각종 탱크 또는 파이프를 포함할 수 있으며, 폐플라스틱이 세척과 건조를 통해 본체(100)로 제공된다면 혼합물제공유닛(미도시)은 세척유닛(미도시), 탈수유닛(미도시) 또는 건조유닛(미도시)일 수 있다. 그리고, 혼합물 공급유로(120)는 혼합물(800)이 임펠러(200)로 이동할 수 있도록, 임펠러(200)를 향해 혼합물 공급구(110)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 혼합물(800)은 혼합물 공급구(110)를 통해 바로 임펠러(200)로 이동할 수도 있고, 또는 혼합물 공급유로(120)를 따라 임펠러(200)로 이동할 수도 있다. 여기서, 혼합물 공급유로(120)는 적어도 일부가 본체(100)를 관통하여 본체(100)의 내측에 설치될 수 있다. 즉, 혼합물 공급유로(120)는 본체(100)의 외측에 설치될 수도 있고, 또는, 도 1에 도시된 바와 같이, 혼합물 공급유로(120)를 따라 이동하는 혼합물(800)이 임펠러(200)로부터 벗어나지 않고 임펠러(200)측으로 이동할 수 있도록 임펠러(200)에 근접하게 설치될 수도 있다. 유체 공급구(130)는 공기와 같은 유체가 공급될 수 있도록 본체(100)에 형성될 수 있다. 다만, 유체가 공기에 한정되는 것은 아니며, 임펠러(200)의 날개(220)를 회전시킬 수 있는 다양한 종류의 유체를 포함할 수 있다. 그리고, 유체 공급구(130)에는 유체 공급유로(140)가 설치될 수 있으며, 후술하는 유체 주입기(310)로부터 주입되는 유체가 유체 공급유로(140)를 통해 임펠러(200)로 이동하여 임펠러(200)를 회전시킬 수 있게 된다. 이를 위해 유체 공급유로(140)는 임펠러(200)를 향하도록 설치될 수 있다. 여기서, 유체 공급유로(140)는 적어도 일부가 본체(100)를 관통하여 본체(100)의 내측에 설치될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 유체 공급유로(140)의 하측 단부는 임펠러(200)로부터 미리 설정된 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 유체 공급유로(140)를 통해 공급되는 유체가 임펠러(200)의 날개(220)에 접촉되어 날개(220)를 회전시킬 수 있도록 유체 공급유로(140)는 임펠러(200)에 근접하게 위치할 수 있다. 한편, 유체 공급유로(140)의 적어도 일부분은 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치될 수 있다. 즉, 유체 공급유로(140)의 전체가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 공급유로(140)의 일부가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치될 수도 있다. 이 경우, 혼합물 공급유로(120)와 유체 공급유로(140)는 동심(同心)을 가지도록 마련될 수 있다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 공급유로(140)의 일부가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치되는 경우 혼합물 공급유로(120)의 벽면에는 구멍(121)이 형성되고, 유체 공급유로(140)는 혼합물 공급유로(120)의 내부로부터 구멍(121)을 관통하여 유체 주입기(310)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 유체 공급유로(140)의 일부만이 혼합물 공급유로(120) 내부에 배치되는 경우 혼합물(800)이 인입되는 위치와, 유체가 인입되는 위치가 서로 달라 혼합물(800)의 인입시 유체 공급유로(140)와 간섭되거나 방해를 받지 않으며, 더 많은 혼합물(800)이 혼합물 공급유로(120) 내부로 인입될 수 있다. 예를 들어, 유체 공급유로(140)의 전체가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치된다면 혼합물 공급유로(120)와 유체 공급유로(140)는 모두 동일한 방향, 예를 들어 도 1의 경우 상측 방향으로부터 혼합물(800)과 유체가 공급될 것이며, 이 경우, 본체(100)로 혼합물(800)의 인입시 유체 공급유로(140)에 의해 간섭되거나 방해를 받을 수 있게 된다. 하지만, 본 실시예에서와 같이, 유체 공급유로(140)의 일부가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치되고 나머지 다른 부분은 혼합물 공급유로(120)의 내부로부터 구멍(121)을 관통하여 유체 주입기(310)에 연결된다면, 전술한 바와 같이 혼합물(800)이 혼합물 공급유로(120) 내부로 인입되더라도 유체 공급유로(140)에 의해 간섭되거나 방해받는 것이 방지될 수 있다. 다만, 다양한 경우 필요에 의해 유체 공급유로(140)의 전부가 혼합물 공급유로(120)의 내부에 배치될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본체(100)의 내벽면에는 돌기(150)가 형성될 수 있다. 즉, 임펠러(200)의 회전에 의해 혼합물(800)이 본체(100)의 내벽면에 형성된 돌기(150)에 부딪히게 되면 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)이 보다 용이하게 분리될 수 있다. 본체(100)의 내벽면에는 반드시 돌기(150)가 형성될 필요는 없으며 뾰족한 부분이 마련되는 홈(미도시)이 형성될 수도 있다. 한편, 본체(100)에는 돌기(150) 또는 홈(미도시)이 형성되지 않을 수도 있다. 도 1에서는 본체(100)에 돌기(150)가 형성되어 있는 모습을 도시하고 있지만, 도 2에서는 본체(100)에 돌기(150)가 형성되어 있지 않은 모습을 도시하고 있다.
또한, 본체(100)에는 본체(100)를 냉각시킬 수 있는 냉각부재(160)가 결합될 수 있다. 계절적으로 하절기 내지 지리적으로 기온이 높은 지역에서 본 실시예의 풍력을 이용한 선별 장치(10a)를 사용하는 경우, 폐플라스틱에 부착된 점성물질 내지 점착물질이 고온에 의해 녹아서 보다 단단하게 결합되거나, 본체(100) 내부의 표면에 고착되어 정상적인 흐름을 방해할 수 있으므로, 이 경우 냉각부재(160)가 본체(100)를 냉각하여 점성물질 내지 점착물질의 결합력을 약화시켜 이물질이 폐플라스틱으로부터 용이하게 분리되도록 하고, 본체(100) 내부의 표면에 고착되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 냉각부재(160)는 다양하게 마련될 수 있으며, 공냉식 내지 수냉식 타입의 방열 방식을 사용할 수도 있고, 에어컨이나 냉장고에 사용되는 냉매 타입의 냉각 방식을 사용할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 임펠러(200)는 본체(100)에 회전가능하게 결합되어 회전하면서 회전풍을 발생시킬 수 있다. 그리고, 혼합물 공급구(110)를 통해 본체(100)로 유입된 혼합물(800)에 회전풍을 제공하여 분체(100)의 상부를 향해 발생하는 와류에 의해 혼합물(800)을 분산시켜 혼합물(800)이 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)로 분리되도록 본체(100)에 결합되어 회전할 수 있다. 본체(100) 내부로 유입된 혼합물(800)은, 우선 낙하하면서 임펠러(200)에 부딪혀 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)로 분리될 수 있고, 다음 임펠러(200)로부터 발생되는 와류에 의해 본체(200)의 상측으로 이동하면서 다시 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)로 분리될 수 있으며, 다음 임펠러(200)의 회전풍에 의해 본체(100)에 부딪혀 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)로 분리될 수 있다. 여기서, 임펠러(200)는 회전축(210)과, 날개(220)를 구비할 수 있다. 날개(220)는 회전축(210)에 결합되어 회전하며 가상의 수평선(L)을 기준으로 경사가 형성될 수 있다. 이와 같이 날개(220)가 예를 들어 상측 방향을 향해 경사를 가지도록 설치되면 임펠러(200)의 날개(220)가 회전하는 경우 예를 들어 상측으로부터 낙하하는 혼합물(800)이 임펠러(200)에 부딪히거나, 임펠러(200)로부터 발생되는 와류에 의하거나, 또는, 임펠러(200)의 회전풍에 의해 임펠러(200) 외측의 상방향으로 이동하면서 본체(100)에 부딪히게 되며, 이러한 충돌력 내지 충격에 의해 제1 대상물(810)이 제2 대상물(820)로부터 분리, 즉, 폐플라스틱에 부착되어 있는 이물질이 폐플라스틱으로부터 분리될 수 있다. 그리고, 도 1을 참조하면, 본체(100) 역시 가상의 수평선(L)을 기준으로 경사지게 형성될 수 있으며, 이 경우, 가상의 수평선(L)을 기준으로 하는 날개(220)의 경사 각도(θ1)가 본체(100)의 경사 각도(θ2)보다 작게 마련될 수 있다. 이와 같이 날개(220)의 경사 각도(θ1)가 본체(100)의 경사 각도(θ2)보다 작게 마련되면 임펠러(200)의 회전풍에 의해 혼합물(800)이 선회하면서 본체(100)에 보다 용이하게 부딪힐 수 있게 된다. 다만, 날개(220)의 경사 각도(θ1)와 본체(100)의 경사 각도(θ2)는 혼합물(800)의 종류, 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)의 중량 차이, 임펠러(200)의 날개(220)의 회전 속도 등에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 한편, 임펠러(200)에는 임펠러(200)의 회전 속도를 측정할 수 있는 속도센서(230)가 결합될 수 있으며, 제어유닛(700)은 속도센서(230)에서 측정된 회전 속도에 기초하여 임펠러(200)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 혼합물(800)의 크기, 이물질의 부착 정도 등에 따라 임펠러(200)의 회전 속도는 달라질 수 있으므로, 제어유닛(700)은 상기의 다양한 조건에 따라 임펠러(200)의 회전 속도를 제어한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 동력원(300)은 임펠러(200)를 회전시킬 수 있다. 동력원(300)은 다양하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 동력원(300)은 임펠러(200)의 회전축(210)에 결합되어 임펠러(200)에 회전력을 공급하는 각종 모터(미도시)로 마련될 수 있다. 또한, 동력원(300)은 유체 공급유로(140)에 유체를 주입하는 유체 주입기(310)를 포함할 수 있다. 예를 들어 임펠러(200)의 상측에서 임펠러(200)에 근접하게 유체 공급유로(140)가 설치되는 경우 유체 주입기(310)는 유체 공급유로(140)에 결합되어 유체 공급유로(140)로 유체를 주입할 수 있다. 그리고, 유체 주입기(310)로부터 유체 공급유로(140)로 주입된 유체는 임펠러(200)를 향해 분사되면서 임펠러(200)의 날개(220)를 회전시키게 된다. 이를 위해, 임펠러(200)의 각각의 날개(220)는 유체, 예를 들어 공기에 부딪혀 회전할 수 있도록 공기의 이동 방향에 대해 경사가 형성될 수 있다. 이와 같이 유체 주입기(310)를 통해 임펠러(200)를 회전시키면 모터가 필요하지 않아서 무게가 감소되며 각종 전기 장치가 불필요하므로 비용이 절감되고 설치가 간편해지는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 대상물 배출기(400)는 혼합물(800)로부터 분리된 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820) 중 상대적으로 가벼운 제1 대상물(810)을 배출할 수 있도록 본체(100)에 결합된다. 제1 대상물 배출기(400)는 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 본체(100)에 결합되어 제1 대상물(810)을 흡입하는 석션기(410)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 혼합물(800)이 임펠러(200)에 부딪히거나, 임펠러(200)로부터 발생되는 와류에 의하거나, 또는, 본체(100)에 부딪혀 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820), 즉, 폐플라스틱과 이물질로 분리되는 경우 상대적으로 무거운 폐플라스틱은 본체(100)의 하측으로 낙하하고, 상대적으로 가벼운 이물질은 본체(100) 내부에서 부유하게 되는데, 여기서, 석션기(410)가 부유하고 있는 이물질을 흡입하여 본체(100) 외부로 배출할 수 있다. 본체(100) 내부에서 부유하는 이물질은 석션기(410)에 연결된 흡입구(420)를 통해 본체(100) 외부로 배출될 수 있는데, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 흡입구(420)는 상승하는 제2 대상물(820)이 배출되는 것을 방지하기 위해 석션기(410)보다 상대적으로 높은 위치에서 본체(100)에 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 한편, 석션기(410)에는 석션기(410)의 흡입량을 측정할 수 있는 유량 센서(411)가 결합될 수 있으며, 제어유닛(700)은 유량 센서(411)에서 측정된 석션기(410)의 흡입량에 기초하여 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다. 이물질의 크기, 이물질의 총량 등에 따라 석션기(410)의 흡입량은 달라질 수 있으므로, 제어유닛(700)은 상기의 다양한 조건에 따라 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다. 또한, 석션기(410)에는 배출되는 제1 대상물(810)의 입도 분포 등을 실시간으로 측정할 수 있는 제1 입도 분석기(412)가 구비될 수 있으며, 제어유닛(700)은 입도 분석기(412)에서 측정된 입도 분포에 기초하여 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다. 즉, 이물질의 입도 분포에 따라 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량은 달라질 수 있으므로 제어유닛(700)은 상기의 다양한 조건에 따라 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제2 대상물 배출기(500)는 혼합물(800)로부터 분리된 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820) 중 상대적으로 무거워 자중에 의해 낙하하는 제2 대상물(820)을 배출할 수 있도록 마련된다. 제2 대상물 배출기(500)는 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 본체(100)에 결합되어 본체(100)를 개폐할 수 있는 개폐 밸브(510)와, 본체(100)로부터 배출되는 제2 대상물(820), 즉, 폐플라스틱이 인입되는 배출 용기(520)를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 제2 대상물 배출기(500)가 이에 한정되는 것은 아니며, 만약, 혼합물(800)로부터 제1 대상물(810)과 제2 대상물(820)이 분리된 후 선별된 제2 대상물(820)이 다음 공정을 실시하는 경우 제2 대상물 배출기(500)는 다음 공정에 필요한 장치일 수 있다. 예를 들어, 폐플라스틱으로부터 이물질이 분리된 후, 폐플라스틱이 크기별로 분류될 수 있는 분류 장치로 이송되는 경우 본 실시예의 풍력을 이용한 선별 장치(10a)에는 폐플라스틱을 크기별로 분류할 수 있는 상기 분류 장치가 연결될 수 있으며, 이 경우, 제2 대상물 배출기(500)는 상기 분류 장치가 포함될 수 있다. 다만, 제2 대상물 배출기(500)가 상기 분류 장치에 한정되는 것은 아니며, 제2 대상물 배출기(500)는 세척 장치, 탈수 장치, 분쇄 장치, 절단 장치 등 다양한 장치를 포함할 수 있다. 제2 대상물 배출기(500)가 개폐 밸브(510)와 배출 용기(520)를 포함하여 구성되는 경우, 제2 대상물(820)인 폐플라스틱이 소정 범위에서 본체(100)에 적층되면 개폐 밸브(510)가 개방되며, 이에 의해 폐플라스틱은 본체(100)에 근접하게 예를 들어 본체(100)의 하측에 배치된 배출 용기(520)로 유입될 수 있다. 다만, 개폐 밸브(510)는 반드시 구비되어야하는 것은 아니며, 개폐 밸브(510)가 구비되지 않은 경우 폐플라스틱이 이물질로부터 분리된 후 본체(100)에 적층되지 않고 곧바로 배출 용기(520) 또는 분류 장치로 유출될 수 있다. 한편, 제2 대상물 배출기(500)에는 배출되는 제2 대상물(820)의 입도 분포 등을 실시간으로 측정할 수 있는 제2 입도 분석기(530)가 구비될 수 있으며, 제어유닛(700)은 제2 입도 분석기(530)에서 측정된 입도 분포에 기초하여 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다. 즉, 폐플라스틱의 입도 분포에 따라 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량은 달라질 수 있으므로 제어유닛(700)은 상기의 다양한 조건에 따라 임펠러(200)의 회전 속도 또는 석션기(410)의 흡입량을 제어할 수 있다.
도 1을 참조하면, 대상물 가이드(600)는 임펠러(200)의 회전에 의해 본체(100)의 상측으로 이동 후 낙하하는 제2 대상물(820)의 낙하를 가이드하기 위해 혼합물 공급유로(120)의 외측에 결합될 수 있다. 즉, 임펠러(200)의 날개(220)의 직경이 혼합물 공급유로(120)의 직경보다 큰 경우를 가정하면 임펠러(200)의 회전에 의해 제1 대상물(810)과 분리된 제2 대상물(820)이 상승 후 낙하하면서 임펠러(200) 내부로 다시 이동할 수 있다. 이를 방지하기 위해 혼합물 공급유로(120)에 대상물 가이드(600)가 결합될 수 있으며, 대상물 가이드(600)는 혼합물 공급유로(120)를 둘러싸도록 마련되고 예를 들어 상측으로부터 하측으로 갈수록 경사가 형성될 수 있다. 이에 의하면, 제2 대상물(820)은 대상물 가이드(600)를 따라 임펠러(200)로부터 벗어난 부분을 통해 낙하하여 본체(100) 외부로 배출될 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치에 의해 제1 대상물과 제2 대상물이 분리되어 선별되는 과정을 개략적으로 각각 도시한 도면들이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치(10a)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 유체 주입기(310)에 의해 유체 공급유로(140)를 따라 이동하는 유체가 임펠러(200)의 날개(220)에 접촉되어 임펠러(200)의 날개(220)를 회전시킨다. 그리고, 혼합물 공급유로(120)를 통해 본체(100) 내부로 유입되는 혼합물(800)이 혼합물 공급유로(120)를 따라 임펠러(200)측으로 낙하하게 된다. 그리고, 도 6을 참조하면, 혼합물(800)이 임펠러(200)에 근접하도록 낙하한 경우 임펠러(200)에 부딪히거나, 임펠러(200)로부터 발생되는 와류에 의하거나, 또는, 임펠러(200)의 회전풍에 의해 선회하면서 본체(100)측으로 이동하여 본체(100)의 내벽면에 부딪힌다. 여기서, 혼합물(800)이 상기와 같은 충돌력 내지 충격에 의해 제1 대상물(810), 즉, 이물질이, 제2 대상물(820), 즉, 폐플라스틱으로부터 분리될 수 있다. 도 7을 참조하면, 상대적으로 가벼운 제1 대상물(810)인 이물질이 본체(100) 내부에서 부유하면서 석션기(410)에 의해 흡입되어 외부로 배출되고, 상대적으로 무거운 제2 대상물(820)인 폐플라스틱이 자중에 의해 낙하하여 본체(100) 외부로 배출될 수 있다. 이에 의해 이물질이 폐플라스틱으로부터 용이하게 분리될 수 있으므로 회수된 폐플라스틱의 순도가 높으며, 또한, 이물질이 제거된 폐플라스틱을 모두 회수할 수 있으므로 폐플라스틱의 회수율이 향상되는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 정면을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 상면을 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치의 개략적인 측면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치(10b)의 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력을 이용한 선별 장치(10a)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
제2 실시예는 복수의 석션기(410a, 410b)가 구비된다는 점에서 하나의 석션기(410)가 구비된 제1 실시예와 차이가 있으며 다른 구성에 대해서는 공통되므로 이러한 차이점에 대해서만 설명하고 다른 구성 및 내용에 대한 설명은 전술한 제1 실시예의 설명으로 대체한다. 한편, 본체(100)의 모양은 다양하게 마련될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 2개의 석션기(410a, 410b)가 본체(100)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 석션기(410)의 흡입량, 이물질의 크기, 이물질의 부유 높이, 이물질의 부유 정도에 따라 하나의 석션기(410)가 이물질을 충분히 흡입하지 못할 수 있다. 이를 위해 2개의 석션기(410a, 410b)가 본체(100)의 상측과 하측에 배치되며, 하측에 배치된 석션기(410a)에서 흡입하지 못한 이물질이 상측으로 이동하는 경우 상측에 배치된 석션기(410b)가 상측으로 이동한 이물질을 흡입하게 된다. 그리고, 석션기(410)의 개수는 2개에 한정되지 않으며, 필요에 따라 더 많은 개수의 석션기(410)가 본체(100)에 결합될 수 있다. 이에 의해 본체(100)로부터의 이물질의 배출이 보다 원활해지는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10a, 10b : 풍력을 이용한 선별 장치 100 : 본체
110 : 혼합물 공급구 120 : 혼합물 공급유로
121 : 구멍 130 : 유체 공급구
140 : 유체 공급유로 150 : 돌기
160 : 냉각부재 200 : 임펠러
210 : 회전축 220 : 날개
230 : 속도센서 300 : 동력원
310 : 유체 주입기 400 : 제1 대상물 배출기
410 : 석션기 411 : 유량 센서
500 : 제2 대상물 배출기 510 : 개폐 밸브
520 : 배출 용기 600 : 대상물 가이드
700 : 제어유닛 800 : 혼합물
810 : 제1 대상물 820 : 제2 대상물

Claims (20)

  1. 제1 대상물과 제2 대상물이 혼합된 혼합물이 공급될 수 있는 혼합물 공급구를 가진 본체;
    상기 혼합물 공급구를 통해 상기 본체로 유입된 상기 혼합물에 회전풍을 제공하여 상기 본체의 상부를 향해 발생하는 와류에 의해 혼합물을 분산시켜 혼합물이 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물로 분리되도록 상기 본체에 결합되어 회전하는 임펠러;
    상기 임펠러를 회전시키는 동력원;
    상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 가벼운 상기 제1 대상물을 배출할 수 있도록 상기 본체에 결합되는 제1 대상물 배출기; 및
    상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 무거워 자중에 의해 낙하하는 상기 제2 대상물을 배출하는 제2 대상물 배출기를 포함하고,
    유체가 공급될 수 있도록 상기 본체에 형성되는 유체 공급구; 및
    상기 유체가 상기 임펠러로 이동할 수 있도록 상기 임펠러를 향해 상기 유체 공급구에 설치되는 유체 공급유로를 더 구비하며,
    상기 동력원은, 상기 임펠러를 향해 유체를 분사하여 상기 임펠러를 회전시키기 위해 상기 유체 공급유로에 유체를 주입하는 유체 주입기를 포함하며,
    상기 혼합물이 상기 임펠러로 이동할 수 있도록, 상기 임펠러를 향해 상기 혼합물 공급구에 설치되는 혼합물 공급유로를 더 구비하고,
    상기 유체 공급유로의 적어도 일부분은 상기 혼합물 공급유로의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물 공급유로는, 적어도 일부가 상기 본체를 관통하여 상기 본체의 내측에 설치되고 어느 하나의 단부가 상기 임펠러로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유체 공급유로는, 적어도 일부가 상기 본체를 관통하여 상기 본체의 내측에 설치되고 어느 하나의 단부가 상기 임펠러로부터 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물 공급유로의 벽면에는 구멍이 형성되며,
    상기 유체 공급유로는 상기 혼합물 공급유로의 내부로부터 상기 구멍을 관통하여 상기 유체 주입기에 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 대상물 배출기는, 상기 본체에 결합되어 상기 제1 대상물을 흡입하는 적어도 하나의 석션기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 대상물 배출기는, 상기 본체를 개폐할 수 있는 개폐 밸브와, 상기 제2 대상물이 인입되는 배출 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물이 부딪히는 상기 본체의 내벽면에는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 본체를 냉각시킬 수 있는 냉각부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러는,
    회전축; 및
    상기 회전축에 결합되어 회전하며 가상의 수평선을 기준으로 경사가 형성된 날개를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 본체는 가상의 수평선을 기준으로 경사지게 형성되며,
    상기 가상의 수평선을 기준으로 하는 상기 날개의 경사 각도가 상기 본체의 경사 각도보다 작게 마련되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 석션기는 상기 본체의 상측과 하측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  15. 제1 대상물과 제2 대상물이 혼합된 혼합물이 공급될 수 있는 혼합물 공급구를 가진 본체;
    상기 혼합물 공급구를 통해 상기 본체로 유입된 상기 혼합물에 회전풍을 제공하여 상기 본체의 상부를 향해 발생하는 와류에 의해 혼합물을 분산시켜 혼합물이 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물로 분리되도록 상기 본체에 결합되어 회전하는 임펠러;
    상기 임펠러를 회전시키는 동력원;
    상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 가벼운 상기 제1 대상물을 배출할 수 있도록 상기 본체에 결합되는 제1 대상물 배출기; 및
    상기 혼합물로부터 분리된 상기 제1 대상물과 상기 제2 대상물 중 상대적으로 무거워 자중에 의해 낙하하는 상기 제2 대상물을 배출하는 제2 대상물 배출기를 포함하고,
    유체가 공급될 수 있도록 상기 본체에 형성되는 유체 공급구; 및
    상기 유체가 상기 임펠러로 이동할 수 있도록 상기 임펠러를 향해 상기 유체 공급구에 설치되는 유체 공급유로를 더 구비하며,
    상기 동력원은, 상기 임펠러를 향해 유체를 분사하여 상기 임펠러를 회전시키기 위해 상기 유체 공급유로에 유체를 주입하는 유체 주입기를 포함하며,
    상기 혼합물이 상기 임펠러로 이동할 수 있도록, 상기 임펠러를 향해 상기 혼합물 공급구에 설치되는 혼합물 공급유로를 더 구비하고,
    상기 제2 대상물의 낙하를 가이드하기 위해 상기 혼합물 공급유로의 외측에 결합되는 대상물 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대상물 가이드는, 상기 혼합물 공급유로를 둘러싸며, 어느 하나의 단부로부터 다른 단부로 갈수록 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  17. 제1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 임펠러의 회전 속도를 측정할 수 있는 속도센서가 더 구비되며,
    상기 속도센서에서 측정된 회전 속도에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도를 제어하는 제어유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 석션기의 흡입량을 측정할 수 있는 유량 센서가 더 구비되며,
    상기 유량 센서에서 측정된 상기 석션기의 흡입량에 기초하여 상기 석션기의 흡입량을 제어하는 제어유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 석션기는, 배출되는 상기 제1 대상물의 입도 분포를 측정할 수 있는 제1 입도 분석기를 구비하며,
    상기 제1 입도 분석기에서 측정된 입도 분포에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도와 상기 석션기의 흡입량 중 적어도 하나를 제어하는 제어 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
  20. 제8항에 있어서,
    제2 대상물 배출기는, 배출되는 상기 제2 대상물의 입도 분포를 측정할 수 있는 제2 입도 분석기를 구비하며,
    배출되는 상기 제2 대상물의 입도 분포로부터 제1 대상물과 제2 대상물이 혼합된 혼합물의 양, 또는 제1 대상물의 양을 추정할 수 있으므로, 상기 제2 입도 분석기에서 측정된 입도 분포에 기초하여 상기 임펠러의 회전 속도와 상기 석션기의 흡입량 중 적어도 하나를 제어하는 제어유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 선별 장치.
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