KR101860787B1 - 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가연성 폐기물의 이물질 선별장치에 관한 것으로 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속, 석재, 비닐류 등의 이물질을 간단한 구조로서 효율적으로 선별할 수 있도록 하기 위하여, 연통로가 형성된 구획판에 의해 내부가 상부공간부 및 하부공간부로 연통 형성되고, 상부공간부의 일측면에 가연성 폐기물이 투입되도록 개방부가 형성되며, 하부공간부의 내측면에 빙둘러 전자석이 부착 형성되고, 하부공간부의 내측면 하부측에 비금속이물질이 강제 배출되는 제1배출로가 형성되며, 하부공간부의 바닥면에 금속이물질이 낙하 배출되는 제2배출로가 형성되는 케이스본체; 상기 개방부를 통해 상부공간부로 투입되는 가연성 폐기물을 분쇄하면서 하부공간부로 정량 공급하도록 케이스본체의 연통로에 구비되는 정량공급수단; 상기 전자석과 마주하는 상태로 하부공간부에 원심력이 발생하도록 모터에 의해 회전되는 수직축의 외측으로 표면에 전자석이 형성된 적어도 하나 이상의 날개가 구비되는 이물질분리수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치{Sorting apparatus for foreign substance of combustible waste using centrifugal force and magnetic force}

본 발명은 가연성 폐기물의 이물질 선별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속, 석재, 비닐류 등의 이물질을 간단한 구조로서 효율적으로 선별할 수 있도록 하는 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치에 관한 것이다.

일반사업장 및 가정 등에서 발생되어 버려지는 가연성 폐기물에는 금속이물질과 비금속이물질이 포함되어 있다. 그 중 금속이물질은 재활용 가치가 우수하지만 특별한 장치 없이도 선별이 쉬운 큰 덩어리의 고철만 선별하여 재활용하여 사용하였고 석재, 비닐류, 먼지 등이 함께 섞여 있는 미세한 금속스크랩(금속이물질) 등은 회수가 곤란하여 그대로 폐기하여 왔다.

상기 가연성 폐기물의 이물질 선별방법을 살펴보면, 크게 작업자에 위한 인위적 선별방법과 장치를 이용한 기계적 선별방법이 있다. 인위적 선별방법은 순수 인력(人力)에 의해 실시되기 때문에 작업의 비효율성과 고비용의 문제점이 있었고, 기계적 선별방법은 선별 효율성에 비해 과비한 설비용량과 투자비용, 낮은 생산성의 문제점을 가지고 있었다. 따라서 처리비용이 낮고 여러 종류의 이물질이 혼입된 가연성 폐기물을 효율적으로 선별하지 못하였다.

이러한 이물질 선별장치의 선행기술로서 공개특허 제10-2012-0107706호에서는 진동을 발생하고 고철이 투입되는 호퍼, 고철에 진동을 가하여 잔류하는 이물질을 탈리함과 동시에 자력을 가하여 철 금속을 선별하는 제1이송부, 제1이송부를 통해 공급되는 고철에 자력을 가하여 타 기준의 철금속을 선별하는 제2이송부 및 비철금속 수거부를 포함하여 구성되는 고철 자동 선별장치가 개시되었다.

하지만 상기한 선행기술은 고철에 포함된 철금속을 분리하기 위해 진동형 호퍼, 컨베이어와 진동 피더 및 이송 가이드 등이 구비된 제1이송부 및 제2이송부 등의 과대한 설비 및 설치공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 전력사용이 많아져 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 이었다. 또한, 이러한 과대 설비에 비해 호퍼, 제1이송부 및 제2이송부를 통한 다단의 공정을 통해 철금속을 선별하게 되므로 작업시간이 늘어날 수 밖에 없음에도 불구하고 선별에 대한 고효율을 장담할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 원심력(遠心力)과 자력(磁力)을 이용한 간단한 구조로 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속이물질 및 비금속이물질을 효율적으로 선별 가능토록 하여 환경문제 해결과 경제적 효과를 크게 창출 할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속, 석재, 비닐류 등의 이물질을 간단한 구조로서 효율적으로 선별할 수 있도록 함과 아울러, 휴대 가능한 포터블(portable) 구조로의 사용이 가능하도록 한 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 연통로(11)가 형성된 구획판(12)에 의해 내부가 상부공간부(10) 및 하부공간부(20)로 연통 형성되고, 상부공간부(10)의 일측면에 가연성 폐기물(2)이 투입되도록 개방부(14)가 형성되며, 하부공간부(20)의 내측면에 빙둘러 전자석(22)이 부착 형성되고, 하부공간부(20)의 내측면에서 상기 전자석(22)의 하부측에 비금속이물질(3)이 강제 배출되는 제1배출로(24)가 형성되며, 하부공간부(20)의 바닥면에 금속이물질(4)이 낙하 배출되는 제2배출로(26)가 형성되는 케이스본체(30); 상기 개방부(14)를 통해 상부공간부(10)로 투입되는 가연성 폐기물(2)을 분쇄하면서 하부공간부(20)로 정량 공급하도록 케이스본체(30)의 연통로(11)에 구비되는 정량공급수단(40); 상기 전자석(22)과 마주하는 상태로 하부공간부(20)에 원심력이 발생하도록 모터(51)에 의해 회전되는 수직축(52)의 외측으로 표면에 전자석(55)이 형성된 적어도 하나 이상의 날개(54)가 구비되는 이물질분리수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치를 제공한다.

상기한 본 발명에 의하면 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속이물질 및 비금속이물질을 원심력과 자력을 이용한 간단한 구조로서 분리, 선별할 수 있도록 함으로써 저비용으로 작업효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 구조가 간단하여 작은 사이즈로 제작 가능하므로 휴대 가능한 포터블(portable) 구조의 제작 및 사용이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이물질 선별장치의 측단면도
도 2는 본 발명에 의한 케이스본체 하부공간부의 평단면도 및 측단면도
도 3은 본 발명에 의한 이물질분리수단의 평단면도 및 측단면도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 사용상태 측단면도
도 7은 본 발명에 의한 투입롤러의 다른 실시예 측단면도
도 8은 본 발명에 의한 구획판 및 연통로의 다른 실시예를 적용한 측단면도

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속, 석재, 비닐류 등의 이물질을 간단한 구조로서 효율적으로 선별할 수 있도록 하는 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 8을 참조하여 보면 상부공간부(10) 및 하부공간부(20)가 연통 형성되는 케이스본체(30), 정량공급수단(40) 및 이물질분리수단(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스본체(30)는 도 1에서와 같이 연통로(11)가 형성된 구획판(12)에 의해 내부가 상부공간부(10) 및 하부공간부(20)로 구획되어 연통되도록 형성되어 베이스대(91) 상에 설치된다. 이때 구획판(12)은 통상 수평형태로 설치되는 것이 바람직하나, 구조에 따라 수직 또는 경사 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 구획판(12)에 의해 구획되어진 상부공간부(10)는 외부에서 가연성 폐기물(2)이 투입되는 공간으로서, 상부공간부(10)의 일측면에 가연성 폐기물(2)이 투입되도록 개방부(14)가 형성된다. 이때 개방부(14)는 상부공간부(10)의 측면 또는 상부면 등에 형성될 수 있고, 그 개수는 제한되지 않는다.

상기 상부공간부(10)의 개방부(14) 외측에는 가연성 폐기물(2)을 1차적으로 선분쇄하여 상부공간부(10) 내로 안정공급하도록 상,하 수직위치된 한쌍의 투입롤러(60)를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 한쌍의 투입롤러(60)는 내부에 전자석이 구비되고, 표면이 절연체로 코팅되며, 도 7에서와 같이 상부 투입롤러(61)의 상부측 및 하부 투입롤러(62)의 하부측에 각각 스토퍼(64)를 고정 구비하여 전자석이 구비된 투입롤러(60)에서 1차적으로 금속이물질(4)이 분리되도록 하고, 투입롤러(60)의 표면에 달라 붙은 금속이물질(4)이 스토퍼(64)에 의해 투입롤러(60)의 표면에서 이탈되도록 구성하도록 한다.

상기한 구조에서 한쌍의 투입롤러(60)와 개방부(14) 사이에 가이드(15)를 연결 설치하면 가연성 폐기물(2)의 이동 및 공급이 더욱 용이해진다.

상기 상부공간부(10)의 하부에 형성되는 하부공간부(20)는 상부공간부(10) 및 연통로(11)를 통해 투입되는 가연성 폐기물(2)에서 비금속이물질(3)과 금속이물질(4)을 분리하는 공간으로, 도 1 및 도 2에서와 같이 하부공간부(20)의 내측면에는 금속이물질(4)을 포집하기 위해 전자석(22)을 부착 형성한다. 이때 전자석(22)은 다수로 구비하여 하부공간부(20)의 내측면에 빙둘러 형성되도록 함이 바람직하다. 그리고, 전자석(22)은 전류가 온(on) 되면 그 주위에 자기장이 발생되고, 오프(off) 되면 자기장이 소멸되는 통상의 것이 사용된다.

상기 하부공간부(20)의 내측면 하부측에는 비금속이물질(3)이 강제 배출되는 제1배출로(24)가 형성된다. 이때 제1배출로(24)는 하부공간부(20)의 내측면에 다수 형성되는 것으로 상부측, 중앙부측, 하부측 어디에든 형성될 수 있는 공간이면 어디든지 가능은 하나, 후술되는 수직축(52)의 날개(54)에 의해 발생되는 원심력에 의해 전자석(22) 사이로 비금속이물질(3)이 유출될 우려가 있기 때문에 하부공간부(20)의 하부측 즉 전자석(22)의 하부에 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 비금속이물질(3)이 강제 배출되는 제1배출로(24)에는 도 4 및 도 5에서와 같이 휀(72)이 연결설치되어 비금속이물질(3)을 강제 흡입하도록 하고, 상기 휀(72)에는 저장체(74)를 연결구비하여 휀(72)에 의해 강제 흡입된 비금속이물질(3)을 포집토록 한다. 이때 저장체(74)에는 비닐류 등의 수거봉지를 구비하여 포집된 비금속이물질(3)을 용이하게 처리할 수 있도록 한다.

그리고, 하부공간부(20)의 바닥면에는 전자석(22)의 오프(off) 작동에 의해 전자석(22)에서 이탈되어 낙하되는 금속이물질(4)이 배출되는 제2배출로(26)가 형성된다. 이때 제2배출로(26)를 통해 금속이물질(4)이 낙하되면서 외부로 배출되며, 외부로 배출되는 금속이물질(4)을 수거하기 위해 제2배출로(26)의 하부측에 배출부(83)가 형성된 수용체(82)를 구비하고, 배출부(83)의 외측에 운반체(84)를 구비하여 상기 수용체(82) 및 운반체(84)를 통해 금속물질(4)을 수거 및 포집하여 처리할 수 있도록 한다.

한편, 상기 개방부(14)를 통해 상부공간부(10)로 투입되는 가연성 폐기물(2)을 분쇄하면서 하부공간부(20)로 정량 공급하도록 케이스본체(30)의 연통로(11)에 정량공급수단(40)을 구비한다.

상기 정량공급수단(40)은 도 1에서와 같이 표면에 요철부(41)가 형성되는 한쌍의 공급롤러(42)로 구성되어, 마주하여 회전되면서 가연성 폐기물(2)을 정량으로 분쇄, 공급하도록 구성된다.

상기 정량공급수단(40) 및 연통로(11)는 도 1에서와 같이 구획판(12)의 일측에 단일 형태로 형성되기도 하나, 도 4에서와 같이 구획판(12)의 양측 또는 구획판(12)에 빙둘러 2개 이상의 다수개로도 형성 가능하다.

또 한편, 본 발명에서 구현하고자 하는 원심력(遠心力) 및 자력(磁力)을 발생시키기 위해 도 1 및 도 3에서와 같이 상기 하부공간부(20)의 내측면에 부착형성되는 전자석(22)과 마주하는 상태로 하부공간부(20)에 원심력이 발생하도록 하부공간부(20)의 중심부에 수직방향으로 모터(51)에 의해 회전되는 수직축(52)을 구비하고, 수직축(52)의 외측으로 표면에 전자석(55)이 형성된 날개(54)가 구비되는 이물질분리수단(50)을 구성한다.

이때 상기 날개(54)는 적어도 하나 이상으로 형성되며, 특히 안정적이면서 일정한 원심력의 발생 및 유지를 위해 도 3의 (a)에서와 같이 평면상에 볼 때 4개소 또는 미도시되었으나 2개소, 3개소, 5개소에 형성되게 하는 것이 바람직하나 그 개수에 제한되지 않는다.

도 8은 본 발명에 의한 구획판(12) 및 연통로(11)의 다른 실시예를 적용한 측단면도로서, 도 8의 (a)에서와 같이 상기 구획판(12)은 연통로(11) 측으로 하향경사지게 경사면(12a)이 형성되도록 하여 개방부(14)를 통해 상부공간부(10)로 투입되는 가연성 폐기물(2)이 경사면(12a)에 의해 연통로(11) 측으로 슬라이딩 안내되어지도록 함으로써 정량공급수단(40) 측으로의 가연성 폐기물(2) 공급이 일정하게 이루어지도록 구성할 수 있다.

이때, 상기한 구성에서 정량공급수단(40)의 분쇄 및 정량공급 효율을 더욱 높이기 위해 도 8의 (b)에서와 같이 연통로(11) 측의 구획판(12) 하단부에 한쌍의 공급롤러(42)로 구성되는 정량공급수단(40)이 수용되는 수용홈(13)을 형성하되, 상기 정량공급수단(40)은 경사면(12a)의 하단점(12b) 보다 아래측에 위치되도록 구성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치의 동작 설명은 도 4 내지 도 6을 참조하면 하기와 같다.

먼저, 도 4에서와 같이 비금속이물질(3) 및 금속이물질(4)이 혼합된 가연성 폐기물(2)이 케이스본체(30)의 개방부(14)를 통해 상부공간부(10)로 투입된다. 이때 개방부(14)의 외측에 투입롤러(60)를 더 구비하게 되면 1차적으로 금속이물질(4)을 분리함과 아울러 더욱 안정적인 공급상태를 달성할 수 있다.

상기 상부공간부(10)로 투입된 가연성 폐기물(2)의 비금속이물질(3) 및 금속이물질(4)은 도 5에서와 같이 구획판(12)의 연통로(11)에 설치된 정량공급수단(40)에 의해 분쇄되면서 하부공간부(20) 측으로 정량 공급된다.

상기 공급과정과 동시에 하부공간부(20)에 구비된 날개(54) 및 전자석(55)을 갖는 수직축(52)이 모터(51)에 의해 회전되면서 원심력이 발생하게 되고, 상기 날개(54)에 표면에 형성된 전자석(55) 및 하부공간부(20)의 내측면에 형성된 전자석(22)에 전류가 온(on) 되면서 금속이물질(4)은 상기 전자석(22,55)에 달라붙게 되고, 비금속이물질(3)은 제1배출로(24)에 연결된 휀(72)에 의해 외부로 강제 배출되어 저장체(74)에 포집된 후 처리된다. 이때 비금속이물질(3)은 통상적으로 무게가 가벼운 물질들로 이루어지고 또 날개(54)의 회전력 때문에 하부공간부(20)의 바닥면에 형성된 제2배출로(26)로 낙하되지 않고 하부공간부(20) 내에 머물러 있게 되고, 이러한 비금속이물질(3)은 제1배출로(24)에 연결된 휀(72)에 의해 외부로 강제 배출되는 것이다.

한편, 하부공간부(20) 내에서 비금속이물질(3)의 분리가 완료되면, 전자석(22,55)에 인가된 전류를 오프(off)시켜 도 6에서와 같이 전자석(22,55)에 붙은 금속이물질(4)을 아래측으로 낙하시킨다.

이때, 낙하되는 금속이물질(4)은 하부공간부(20)의 바닥면에 형성된 제2배출로(26)를 통해 외부로 배출되며, 그 외부측에는 수용체(82) 및 운반체(84)를 구비하여 금속물질(4)을 수거 및 포집한 후 처리토록 한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치는 가연성 폐기물 또는 기타 재활용 소재에 혼입된 금속이물질(4) 및 비금속이물질(3)을 원심력과 자력을 이용한 간단한 구조로서 분리, 선별할 수 있도록 함으로써 저비용으로 작업효율을 극대화할 수 있는 효과가 있으며, 또한 구조가 간단하여 작은 사이즈로 제작 가능하므로 휴대 가능한 포터블(portable) 구조의 제작 및 사용이 가능한 효과가 있다.

2: 가연성 폐기물 3: 비금속이물질
4: 금속이물질 10: 상부공간부
11: 연통로 12: 구획판
20: 하부공간부 22: 전자석
24: 제1배출로 26: 제2배출로
30: 케이스본체 40: 정량공급수단
42: 공급롤러 50: 이물질분리수단

Claims (8)

1. 연통로(11)가 형성된 구획판(12)에 의해 내부가 상부공간부(10) 및 하부공간부(20)로 연통 형성되고, 상부공간부(10)의 일측면에 가연성 폐기물(2)이 투입되도록 개방부(14)가 형성되며, 하부공간부(20)의 내측면에 빙둘러 전자석(22)이 부착 형성되고, 하부공간부(20)의 내측면에서 상기 전자석(22)의 하부측에 비금속이물질(3)이 강제 배출되는 제1배출로(24)가 형성되며, 하부공간부(20)의 바닥면에 금속이물질(4)이 낙하 배출되는 제2배출로(26)가 형성되는 케이스본체(30);
   상기 개방부(14)를 통해 상부공간부(10)로 투입되는 가연성 폐기물(2)을 분쇄하면서 하부공간부(20)로 정량 공급하도록 케이스본체(30)의 연통로(11)에 구비되는 정량공급수단(40);
   상기 전자석(22)과 마주하는 상태로 하부공간부(20)에 원심력이 발생하도록 모터(51)에 의해 회전되는 수직축(52)의 외측으로 표면에 전자석(55)이 형성된 적어도 하나 이상의 날개(54)가 구비되는 이물질분리수단(50);을 포함하고,
   상기 상부공간부(10)의 개방부(14) 외측에 가연성 폐기물(2)을 1차적으로 선분쇄하여 상부공간부(10) 내로 안정공급하도록 상,하 수직위치된 한쌍의 투입롤러(60)가 구성되고,
   상기 한쌍의 투입롤러(60)는 내부에 전자석이 구비되고, 표면이 절연체로 코팅되며, 상부 투입롤러(61)의 상부측 및 하부 투입롤러(62)의 하부측에 각각 스토퍼(64)를 고정 구비하여 전자석이 구비된 투입롤러(60)에서 1차적으로 금속이물질(4)이 분리되도록 하고, 투입롤러(60)의 표면에 달라 붙은 금속이물질(4)이 스토퍼(64)에 의해 투입롤러(60)의 표면에서 이탈되도록 구성되고,
   상기 정량공급수단(40)은 표면에 요철부(41)가 형성되는 한쌍의 공급롤러(42)로 구성되어, 마주하여 회전되면서 가연성 폐기물(2)을 정량으로 분쇄, 공급하도록 구성되고,
   상기 구획판(12)은 연통로(11) 측으로 하향경사지게 경사면(12a)이 형성되는 것이고,
   상기 연통로(11) 측의 구획판(12) 하단부에 정량공급수단(40)이 수용되는 수용홈(13)을 형성하되, 상기 정량공급수단(40)은 경사면(12a)의 하단점(12b) 보다 아래측에 위치되도록 구성되고,
   상기 비금속이물질(3)이 강제 배출되는 제1배출로(24)에는 휀(72)이 연결설치되고, 상기 휀(72)에는 저장체(74)가 연결구비되어, 상기 휀(72) 및 저장체(74)를 통해 비금속이물질(3)을 흡입 및 포집하도록 구성되고,
   상기 금속이물질(4)이 낙하 배출되는 제2배출로(26)의 하부측에 배출부(83)가 형성된 수용체(82)가 구비되고, 배출부(83)의 외측에 운반체(84)가 구비되어, 상기 수용체(82) 및 운반체(84)를 통해 금속이물질(4)을 수거 및 포집하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 원심력과 자력을 이용한 가연성 폐기물의 이물질 선별장치.
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