KR101880732B1

KR101880732B1 - 폐비닐 재활용 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101880732B1
Application number: KR1020160047823A
Authority: KR
Inventors: 반병률
Original assignee: 반병률
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2018-07-20
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: KR20170119581A

Abstract

본 발명은 폐비닐 재활용 방법 및 장치에 관한 것으로서, 수거한 폐비닐과 포대를 세척수에 의해서 세척되도록 하면서 일정 크기로 분쇄되도록 하는 습식 분쇄단계; 제1 이송수단을 통해 분쇄된 비닐 분쇄물들이 유도되면 일정 각도로 상향 이동되도록 하면서 급수에 의해 비닐 분쇄물들에 붙어있는 이물질들이 바닥면의 걸름망을 통해 배출되도록 하는 제1 세척단계; 세척된 비닐 분쇄물들을 채워 탈수가 이루어지도록 하는 제1 탈수단계; 탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 싸이크론을 통과하면서 나선식으로 하향 이동하면서 이물질이 분리되도록 하는 이물질 분리단계; 이물질이 분리된 비닐 분쇄물들은 일정량이 물이 채워진 수조에서 복수의 교반 블레이드에 의해 이동하면서 세척이 이루어지는 제2 세척단계; 세척된 비닐 분쇄물들을 채워 고속으로 탈수가 이루어지도록 하는 제2 탈수수단; 탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 이동시키면서 건조되도록 하는 건조단계: 건조시킨 비닐 분쇄물들에 열을 가하여 용융되도록 하면서 압출되도록 하는 용융단계; 용융시켜 압출되도록 한 용융물을 일정 형틀을 통과하도록 하면서 일정 직경으로 압출되도록 하는 압출단계; 압출되는 압출물을 냉각수를 통과하면서 냉각되도록 한 후 이송 중 자연 냉각되도록 하는 냉각단계; 냉각시킨 압출물을 일정 크기로 절단하여 칩 형상으로 성형하는 칩 성형단계를 통해 재활용 칩이 성형되도록 하는데 특징이 있다.

Description

폐비닐 재활용 방법 및 장치{Method and apparatus for recycling waste vinyl}

본 발명은 폐비닐 재활용 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농촌에서 사용되는 각종 퇴비나 비료 및 사료 포대를 습식 분쇄와 함께 이중의 세척 및 탈수를 통해 압출 성형되게 하면서 세척 시 배출되는 물을 정화하여 재활용할 수 있도록 하면서 일정 크기의 칩으로 성형되도록 하는 폐비닐 재활용 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 농촌에서 사용하는 비닐은 대단히 많으며, 이러한 비닐은 수거하여 폐기하거나 재활용되도록 하고 있다.

비닐은 땅속에서 분해되도록 하기 위해서는 100년이라는 긴 시간이 필요로 되므로 그대로 자연에 방치하게 되면 자연환경에 막대한 피해를 주게 된다.

이러한 비닐에 의한 피해를 막기 위하여 비닐은 재활용하도록 하고 있으며, 이를 위해서 비닐은 별도로 수거되도록 하고 있다.

등록특허 제0974490호(2010.08.02.명칭:폐비닐 재활용 방법 및 장치)는 수거한 폐비닐을 재사용할 수 있도록 하는 방법과 장치에 대한 것으로, 즉 절단기에 의해 수거한 폐비닐을 절단한 후 파쇄기에서 폐비닐에 묻어있는 흙이나 이물질이 제거되도록 하는 동시에 잘게 분쇄되도록 하며, 송풍에 의해 절단된 폐비닐과 흙 및 기타 이물질이 분리 선별되도록 하고, 선별된 폐비닐 분쇄물을 드럼에 설치한 회전날에 의해 이물질이 분리되도록 한 후 분리된 폐비닐 분쇄물을 세척수에 의해 1차와 2차에 걸쳐 세척한 후 다시 2차에 걸쳐 탈수되도록 하며, 탈수처리된 폐비닐 분쇄물은 가열압축 및 건조한 후 소정의 열을 가하여 반죽의 상태로 용융시킨 후 이를 압출시켜 냉각수조를 통과하도록 함으로써 냉각 건조된 폐비닐 줄기를 절단 및 포장되도록 하는 구성이다.

하지만, 종래 기술은 과정이 지나치게 복잡하므로 설비를 다 갖추는 데에는 지나치게 많은 투자가 이루어져야 할 뿐만 아니라 이들 설비를 다 갖추기 위해서는 충분한 설치 공간이 필요한 비경제적인 문제점이 있다.

등록특허 제0974490호(2010.08.02.)

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 폐비닐의 분쇄와 분쇄된 비닐 분쇄물에 묻은 이물질을 세척수 공급과 동시에 수행되도록 하여 공정 수행단계 및 설비를 단축 및 절감할 수 있도록 하는 폐비닐 재활용 방법 및 장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 분쇄한 비닐 분쇄물의 세척을 위해 사용된 폐수와 탈수에 의해 배출되는 물을 이물질 필터링에 의해 재사용하도록 함으로써 세척수 소비량을 최소화하여 유지 관리비를 절감할 수 있도록 하는 폐비닐 재활용 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위하여 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 방법은, 수거한 폐비닐을 세척수에 의해서 세척되도록 하면서 일정 크기로 분쇄되도록 하는 습식 분쇄단계; 제1 이송수단을 통해 분쇄된 비닐 분쇄물들이 유도되면 일정 각도로 상향 이동되도록 하면서 급수에 의해 비닐 분쇄물들에 붙어있는 이물질들이 바닥면의 걸름망을 통해 배출되도록 하는 제1 세척단계; 세척된 비닐 분쇄물들을 채워 탈수가 이루어지도록 하는 제1 탈수단계; 탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 싸이크론을 통과하면서 나선식으로 이동하면서 이물질이 분리되도록 하는 이물질 분리단계; 이물질이 분리된 비닐 분쇄물들은 일정량이 물이 채워진 수조에서 복수의 교반 블레이드에 의해 침강 이동하면서 세척이 이루어지는 제2 세척단계; 세척된 비닐 분쇄물들을 채워 고속으로 탈수가 이루어지도록 하는 제2 탈수단계; 탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 이동 및 건조되도록 하는 건조단계: 건조시킨 비닐 분쇄물들에 열을 가하여 용융 압출되도록 하는 용융단계; 압출용융되도록 한 용융물을 일정 형틀을 통과하도록 하면서 일정 직경으로 압출되도록 하는 압출단계; 압출되는 압출물을 냉각수를 통과하면서 냉각되도록 한 후 이송 중 자연 냉각되도록 하는 냉각단계; 냉각시킨 압출물을 성형기에 의해 일정 크기로 절단하면서 칩 형상으로 성형하는 칩 성형단계로서 이루어지는 구성이다.

상기한 방법으로 칩을 성형하기 위한 폐비닐 재활용 장치는, 상부로부터 급수되는 세척수에 의해 일측으로부터 투입되는 폐비닐과 포대를 세척하는 동시에 일정 크기로 분쇄되도록 하는 분쇄기; 분쇄한 비닐 분쇄물을 이송 스크류에 의해 이송되게 하는 제1 이송수단; 제1 이송수단을 통해 이송되어 온 비닐 분쇄물이 이송 스크류를 따라 이동하도록 하면서 세척수의 급수에 의해 하부의 망을 통해 이물질이 배출되도록 하는 제1 세척수단; 상기 제1 세척수단을 통해 세척된 비닐 분쇄물들이 수집되어 이동하면서 원심력에 의해 탈수되도록 하는 제1 탈수기; 제1 송풍기에 의해 제1 탈수기로부터 강제 송출되는 비닐 분쇄물들이 유입되도록 하여 나선식으로 하향 이동하도록 하면서 비닐 분쇄물들에 잔류하는 이물질이 분리되도록 하는 원심 분리기; 원심 분리된 비닐 분쇄물들이 수조의 일측으로 공급되면 수조에서 일정 간격으로 구비되는 복수의 교반 블레이드의 회전에 의해 비닐 분쇄물들이 이동하면서 이물질들이 물 밑으로 가라앉도록 하는 제2 세척수단; 상기 제2 세척수단으로부터 컨베이어에 의해 이동되는 비닐 분쇄물들이 수집되어 이동하도록 하면서 원심력에 의해 탈수되도록 하는 제2 탈수기; 제2 송풍기에 의해 제2 탈수기로부터 강제 송출되는 비닐 분쇄물들을 송풍력에 의해 이송되도록 하면서 송풍력에 의해 송풍 건조된 비닐 분쇄물들이 압출용 스크류에 의해 압송되도록 하는 동시에 일정 온도로 가열되도록 하여 반죽상태로 용융 압출되도록 하는 히팅수단; 반죽의 용융상태가 유지되도록 하면서 일정 직경의 다공판 노즐을 통해 용융물이 압출되도록 하는 압출기; 압출기로부터 압출되는 압출물이 냉각수에 잠겨지도록 하면서 통과되도록 한 후 냉각수로부터 인출시켜 대기의 상태에서 이동하면서 자연건조되도록 하는 냉각수단; 냉각수단을 통해 냉각되도록 한 압출물이 통과되게 하면서 일정 간격으로 절단되도록 하여 일정 크기의 재생 칩을 성형하도록 하는 성형기의 결합으로 이루어지는 구성이다.

상기한 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 방법 및 장치에 의해 보다 간소하고 효율적인 비닐 세척이 이루어지게 함으로써 순도가 높은 비닐 재활용 칩 제작이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명은 폐비닐과 비닐 분쇄물의 세척을 위해 공급하는 오염된 세척수로부터 오염물질만을 걸러지도록 하여 세척수를 재사용할 수 있도록 함으로써 세척수의 소비량이 최소화되도록 하여 경제적인 유지 관리가 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 방법에 의한 공정을 순서대로 예시한 블록도
도 2는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치를 예시한 평면도
도 3은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 폐비닐을 분쇄하여 1차로 탈수를 수행하는 구성을 예시한 정면도
도 4는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 원심 분리기로부터 제2 탈수기의 구성을 예시한 정면도
도 5는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 압출용융기와 압출성형기의 연결구성을 예시한 정면도
도 6은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 냉각수단과 절단기의 연결구조를 예시한 정면도
도 7은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 드럼 스크린을 예시한 정단면도

이하, 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 방법에 의한 공정을 순서대로 예시한 블록도이다.

예시한 바와 같이 본 발명은 농촌에서 수거되는 각종 비료 또는 사료나 퇴비를 담았던 비닐 포대를 재활용할 수 있도록 하기 위한 것으로, 크게 습식 분쇄단계와 제1 세척단계와 제1 탈수단계와 이물질 분리단계와 제2 세척단계와 제2 탈수단계와 건조단계와 용융단계와 압출단계와 냉각단계 및 칩 성형단계로서 이루어지도록 한다.

따라서 본 발명은 우선 컨베이어를 이용하여 수거한 비닐 또는 비닐 포대를 분쇄기에 공급되도록 하고, 이때 분쇄기에는 상부로부터 세척수의 급수가 이루어지게 함으로써 공급되는 비닐 또는 비닐 포대에 붙어있는 이물질들이 분리되도록 세척과 함께 일정 크기로 비닐의 분쇄가 동시에 이루어지도록 한다.

급수에 의한 비닐의 세척과 분쇄에 의하여 분쇄된 비닐 분쇄물들은 분쇄기의 하부로 낙하하도록 하고, 낙하한 비닐 분쇄물들은 제1 이송수단의 스크류 구동에 의해 제1 세척수단에 이송된다.

제1 세척수단에 공급된 비닐 분쇄물들에는 흙과 같은 많은 이물질들이 붙어 있으므로 제1 세척수단의 이송 스크류를 통해 이동되도록 하면서 상부로부터 공급되는 세척수에 의해 세척이 이루어지도록 하며, 세척된 이물질들은 바닥의 걸름망을 통해 하향 배출되도록 한다.

제1 세척수단은 일정 각도로 경사지게 형성되도록 함으로써 스크류에 의해 상향 이동하는 비닐 분쇄물들에 세척수가 공급되도록 하여 비닐 분쇄물들로부터 이물질들이 분리되도록 하면서 바닥 걸름망을 통해 하향 배출되도록 하며, 이때 걸름망의 홀은 비닐 분쇄물보다는 작게 이루어지도록 하고 있으므로 비닐 분쇄물은 이송 스크류의 구동에 의해 안정적으로 상향 이동할 수가 있다.

제1 세척수단을 통해 세척되어 상향 이동하는 비닐 분쇄물들은 제1 탈수기에 공급되어 탈수가 이루어지도록 한다.

제1 탈수기는 내부로 회전 가능하게 구비되는 원통형 망으로 세척한 비닐 분쇄물이 공급되면 원통형 망이 회전하면서 원심력에 의해 비닐 분쇄물에 붙어있는 이물질들이 분리되면서 외부로 배출되도록 한다.

탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍기의 송풍력에 의해 원심 분리기에 공급되도록 하고, 원심 분리기에서는 이들 비닐 분쇄물들이 직경이 점차 하부로 축소되도록 한 내주면을 따라 나선식으로 이동하면서 하향 낙하하도록 한다.

이때 원심 분리기에서 나선식으로 하향 이동하는 작용에 의해 비닐 분쇄물에 붙어있던 이물질들이 분리되면서 비닐 분쇄물과 함께 하부의 수조로 떨어지게 된다.

원심 분리기로부터 분리되어 수조에 공급되는 비닐 분쇄물과 이물질들은 수조에 채워진 물에 의해 비닐 분쇄물은 수면에 뜨게 되고 이물질들은 가라앉게 되며, 이때 수조의 상단부에는 길이 방향으로 일정 간격마다 교반 블레이드가 회전 가능하게 축지지되도록 하고 있으므로 교반 블레이드들의 회전에 의해 수면에 떠 있게 되는 비닐 분쇄물들이 이동하도록 한다.

즉, 수조의 교반 블레이드들이 회전하도록 하면 수조에 공급되어 수면에 떠 있게 되는 비닐 분쇄물들이 일측으로 이동하게 되고, 이때 비닐 분쇄물들에 붙어 있게 되는 이물질들이 비닐 분쇄물들로부터 분리되면서 수조 바닥으로 가라앉게 된다.

수조를 지나면서 세척된 비닐 분쇄물들은 수조의 일단이 수면에 잠기도록 구비한 컨베이어의 일단에 얹혀져 이동하게 되며, 컨베이어를 통해 세척된 비닐 분쇄물들은 제2 탈수기에 공급된다.

제2 탈수기는 제1 탈수기와 동일한 구성으로 이루어져 원심력에 의해 내부에 수용되는 비닐 분쇄물들로부터 물기가 제거되도록 한다.

제2 탈수기에서 탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍기의 송풍력에 의해 이동하면서 건조가 이루어지도록 하며, 따라서 제2 탈수기로부터 송풍되도록 하는 송풍력은 제1 탈수기로부터 송풍되도록 하는 송풍력보다는 더욱 강력하도록 하는 것이 보다 바람직하다.

다시 말해 제2 탈수기로부터 이송되는 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해서 건조가 이루어지도록 한다.

송풍 건조된 비닐 분쇄물들은 압출용융기에 공급되며, 압출용융기에서는 압출 스크류에 의해 이동하면서 전기 가열에 의하여 이동 중인 비닐 분쇄물들이 용융되도록 한다.

다만 비닐 분쇄물들은 반죽상태로 용융되면서 압출 스크류에 의해 일정 두께로 압출되도록 한다.

이렇게 용융 압출된 용융물은 반죽의 용융상태가 일정하게 유지되도록 하면서 압출성형기의 선단에 구비되도록 한 일정 직경의 다공판 노즐을 통해 용융물이 동시에 복수의 홀을 통해 압출되도록 한다.

다공판 노즐을 통해 압출되는 압출물은 다공판 노즐에 형성한 홀의 직경과 그 홀의 갯수대로 압출되며, 압출되는 압출물은 냉각수를 통과하면서 경화되도록 한다.

압출물이 경화되도록 하면서 일정 길이로 구비되는 냉각수를 통과하게 되면 다시 상향 인출되도록 하여 대기 중에서 자연 냉각과 건조가 이루어지도록 한다.

따라서 압출물의 온도에 따라서 냉각수에 의한 냉각 길이나 냉각수로부터 인출되게 하여 대기 중에서 자연 냉각 및 건조되도록 하는 최적의 길이에 걸쳐 압출물이 통과하도록 한다.

냉각과 건조가 이루어진 압출물은 절단기를 통과하면서 재활용에 용이한 크기로 압출물이 절단되도록 하여 재활용 칩을 성형하도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 제조과정에서 제1 세척단계와 제1 탈수단계에 의해 이물질들과 함께 배출되는 세척수는 정화단계를 거치면서 이물질이 제거되도록 한 후 제1 세척단계와 제1 탈수단계에 재공급되도록 하는 것도 가능하다.

이와 같은 과정을 통해 폐비닐은 재활용에 용이한 크기로 제작되는 동시에 이물질들의 완벽한 세척에 의해 재활용 칩의 성분이 보다 순수해지도록 한다.

즉, 불순물이 제거되도록 하여 칩을 제작하게 되면 그 칩을 이용하여 재활용하는 분야에서 좀더 양호한 물성을 갖도록 할 수가 있다.

한편, 이러한 폐비닐 재활용을 위한 장치에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치를 예시한 평면도로서, 본 발명의 폐비닐 재활용 장치는 크게 분쇄기(10)와 제1 이송수단(20)과 제1 세척수단(30)과 제1 탈수기(40)와 원심 분리기(50)와 제2 세척수단(60)과 제2 탈수기(70)와 압출용융기(80)과 압출성형기(90)와 냉각수단(100)과 절단기(110)로서 이루어지는 구성이다.

이를 좀더 상세하게 설명하면 도 3은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 폐비닐을 분쇄하여 1차로 탈수를 수행하는 구성을 예시한 정면도로서, 본 발명의 분쇄기(10)는 상향 개방된 투입구측으로는 세척수의 급수가 이루어지도록 하며, 상단부의 일측으로부터는 수거한 폐비닐이 컨베이어(11)를 통해 투입되도록 한다.

투입구의 하부에는 한 쌍의 분쇄날(미도시)이 나란하게 구비되어 상부에 얹혀지는 폐비닐을 상호 중첩되게 접촉되는 부위를 통해 일정 크기로 분쇄되도록 하면서 하향 이동하도록 하는 구성이다.

따라서 분쇄기(10)를 통과하면서 폐비닐은 세척과 분쇄가 동시에 이루어지도록 한다.

분쇄기(10)를 통해 하향 배출되는 비닐 분쇄물들은 제1 이송수단(20)에 의해서 일정 높이로 이송되도록 한다.

제1 이송수단(20)은 모터 구동에 의해서 일정한 속도로 이송 스크류(21)가 회전하면서 비닐 분쇄물들이 일정 각도로 상향 이송되도록 하는 구성으로, 이때 분쇄기(10)로부터 비닐 분쇄물들과 함께 배출되는 세척수는 이물질들과 함께 외부로 배출되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

이러한 이물질 배출을 위하여 제1 이송수단(20)의 하단부에는 세척수와 함께 이물질들만 배출될 수 있도록 하는 망(미도시)이 구비되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 제1 이송수단(20)을 통해서는 1차 세척된 비닐 분쇄물들만을 이송하게 된다.

제1 이송수단(20)에 의해 이송되는 비닐 분쇄물들은 제1 세척수단(30)에 의해 세척이 이루어지도록 한다.

제1 세척수단(30)은 제1 이송수단(20)을 통해 공급되는 비닐 분쇄물들을 일정 경사각으로 구비되는 상향 이동하도록 하면서 상부로부터 공급되는 급수에 의해 비닐 분쇄물에 붙어있는 진흙과 같은 이물질들이 제거되도록 한다.

따라서 제1 세척수단(30)은 모터 구동에 의해 회전하는 이송 스크류(31)로서 이루어지며, 바닥면에는 망을 형성하여 이송 스크류(31)에 의해 이송되는 비닐 분쇄물들에 붙어있게 되는 진흙과 같은 이물질들이 분리되어 바닥의 망(미도시)을 통해 제거되도록 한다.

제1 세척수단(30)에 의한 세척에 의하여 어느 정도 이물질이 제거되면 제1 세척수단(30)으로부터 배출되는 비닐 분쇄물들은 제1 탈수기(40)로 공급된다.

제1 탈수기(40)는 내부에서 회전 가능하게 구비되는 원통형상의 스크린(미도시) 내부로 비닐 분쇄물들이 유입되면 스크린의 회전에 의해 비닐 분쇄물으로부터 물기와 함께 여전히 남아있는 이물질들이 원심력에 의해 떨어지도록 한다.

비닐 분쇄물으로부터 분리되는 이물질들은 스크린의 외측으로 배출되어 수거함(41)에 모여지게 되고, 이 수거함(41)에서 중량이 많은 이물질들은 바닥에 가라앉게 되며, 수거된 물은 일정 높이 이상이 되면 오버 플로되도록 한다.

이때 제1 탈수기(40)에서 비닐 분쇄물들은 원심력에 의한 탈수와 함께 스크린의 내부에서 나선형상으로 형성되는 가이드에 의해 스크린의 일단으로부터 타단측으로 이동하게 되며, 타단으로 이동되도록 한 비닐 분쇄물들은 송풍기에 의한 송풍압에 의해 바람에 의해서 이동하도록 한다.

제1 탈수기(40)로부터 송풍되는 비닐 분쇄물들은 싸이크론형상의 원심 분리기(50) 상단부로 공급되어 내주면을 타고 나선식으로 회전하면서 하향 이동한다.

도 4는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 원심 분리기로부터 제2 탈수기의 구성을 예시한 정면도이다.

예시한 바와 같이 원심 분리기(50)를 지나는 비닐 분쇄물들은 상단부에서 일측의 편심 위치로 공급되므로 원심 분리기(50)의 내부에서 내주면을 따라 나선식으로 회전하면서 하향 이동하도록 함으로써 비닐 분쇄물에 잔류하는 이물질들이 비닐 분쇄물들로부터 분리되도록 한다.

원심 분리기(50)를 통해 이물질이 분리되도록 하향 낙하하는 비닐 분쇄물들은 일정 수위의 수량을 갖는 수조(61)를 형성한 제2 세척수단(60)으로 공급된다.

제2 세척수단(60)의 수조(61) 일측으로 비닐 분쇄물들이 공급되면 수조(61)의 상단부에서 일정 간격마다 구비되는 복수의 교반 블레이드(62)들에 의하여 수조(61) 일측의 비닐 분쇄물들이 수면을 따라 이동하도록 한다.

제2 세척수단(60)에서는 이미 원심 분리기(50)에서 비닐 분쇄물으로부터 분리되도록 한 이물질들이 수조(61)에서 완벽하게 분리되도록 하여 수조(61)에 가라 앉도록 한다.

제2 세척수단(60)의 수조(61) 일측으로부터 교반 블레이드(62)들에 의해 타측으로 이동한 비닐 분쇄물들은 일단이 수조(61)의 단부에서 물밑으로 가라앉도록 한 컨베이어(63)에 얹혀져 수조(61) 외부로 이동되도록 한다.

컨베이어(63)에 의해 외부로 이송된 비닐 분쇄물들은 제2 탈수기(70)에 공급되며, 제2 탈수기(70)는 제1 탈수기(40)와 동일한 형상으로 이루어지도록 함으로써 내부로 공급되는 비닐 분쇄물들을 원심력에 의하여 탈수가 이루어지도록 한다.

제2 탈수기(70)로부터 탈수된 비닐 분쇄물들은 다시 송풍기의 송풍력에 의해서 이송되도록 하여 압출용융기(80)에 공급되도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 압출용융기와 압출성형기의 연결구성을 예시한 정면도이다.

본 발명의 압출용융기(80)은 송풍 건조한 비닐 분쇄물들을 이동시키면서 일정 온도로 가열되도록 하여 반죽상태로 용융되도록 하는 구성이다.

비닐 분쇄물들의 이동을 위하여 압출용융기(80)에는 모터에 의해 회전하는 압송 스크류(미도시)가 구비되며, 압송 스크류에 의해 압송되는 비닐 분쇄물들은 전기 히터(미도시)에 의해서 가열되도록 하여 반죽상태가 되도록 하면서 압송되도록 한다.

압출용융기(80)의 압송 스크류에 압송되는 반죽의 용융물은 일정 직경을 갖는 하나의 용융물(81)로서 토출하게 되며, 압출용융기(80)로부터 토출되는 용융물(81)은 압축성형기(90)에 공급되어 반죽의 용융상태가 안정적으로 유지되도록 가열되게 하면서 일정 점도를 갖는 복수 개의 압출물(91)로서 성형이 이루어지도록 한다.

다시 말해 압출성형기(90)는 압출용융기(80)에서와 마찬가지로 가열에 의해 반죽의 용융상태를 유지하게 되며, 압송 스크류(미도시)에 의해 압송되도록 하여 선단에 구비되는 다공판 노즐(92)을 통하여 복수의 가닥으로 압출물(91)이 연속 성형되도록 한다.

즉, 압출용융기(80)을 통해 압출되는 압출물(91)은 하나의 직경으로 이루어지는 구성이나, 압출성형기(90)의 다공판 노즐(92)을 통해 압출되는 압출물(91)은 보다 작은 직경을 갖도록 복수 개로서 압출되도록 하는 구성이다.

압출성형기(90)에서의 다공판 노즐(92)은 교체가 가능하도록 함으로써 필요로 하는 직경의 압출물(91) 제작이 가능하도록 한다.

압출성형기(90)를 통해 연속 압출되는 압출물(91)은 냉각수단(100)을 지나면서 냉각되도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 냉각수단과 절단기의 연결구조를 예시한 정면도이다.

예시한 바와 같이 냉각수단(100)은 압출성형기(90)로부터 일정 길이에는 냉각수가 수용되는 수조(101)를 일정 길이로서 구비하고, 수조(101)의 단부로부터 일정 길이에는 일정 간격으로 건조 지지대(102)가 구비되도록 한다.

따라서, 압출성형기(90)로부터 압출되는 복수 가닥의 압출물(91)들은 수조(101)에 채워진 냉각수에 일정 길이가 잠겨지도록 하여 경화되도록 하고, 이렇게 경화되는 압출물(91)들은 건조 지지대(102)의 상부에 얹혀져 통과하면서 표면의 냉각수가 대기 중에서 자연 건조되도록 하다.

자연 건조에 의해 경화된 압출물(91)들은 절단기(110)에 공급되면서 절단기(110) 내부에 장착한 커터(미도시)에 의해 일정 간격으로 연속해서 압출물(91)들이 커팅되도록 함으로써 일정 크기의 재활용 칩(111)이 제작되도록 한다.

한편, 본 발명에서 분쇄기(10)와 제1 세척수단(30) 및 제1 탈수기(40)로부터 배출되는 세척수는 드럼 스크린(120)에 공급되어 세척수에 포함된 각종 이물질들이 제거되도록 한 후 분쇄기(10)와 제1 세척수단(30) 및 제1 탈수기(40)에 재공급되도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 폐비닐 재활용 장치에서 드럼 스크린을 예시한 정단면도이다.

예시한 바와 같이 본 발명의 드럼 스크린(120)은 양측으로 개방되도록 한 원통형의 스크린(121)과 이 스크린(121)의 내주면을 따라서는 일정 폭을 갖는 나선형상의 가이드 플레이트(122)가 일체로 형성되도록 하고, 스크린(121)의 전후방 양측에는 각각 롤러(123)가 구비되도록 하여 이들 롤러(123)에 스크린(121)의 외주면이 안착되면서 회전 가능하게 구비되도록 하며, 스크린(121)은 일단에서 모터(124)에 의해 회전하도록 한다.

이때 스크린(121)의 외주면 하부에는 일정 폭이 이격되도록 하여 스크린(121)을 통과한 세척수가 모여지도록 하는 가이드 챔버(125)가 구비되도록 한다.

따라서 본 발명은 폐비닐이나 비닐 분쇄물을 세척 및 탈수한 직후 이물질과 함께 배출되는 세척수를 드럼 스크린(120)을 통해 정화되게 함으로써 스크린(121)의 내부에서 가이드 플레이트(122)를 따라 이동하게 되는 이물질들은 외부로 자연스럽게 배출되도록 하여 폐기하고, 정화된 세척수만 다시 분쇄기(10)와 제1 세척수단(30)에 공급되도록 한다.

이상에서와 같은 재활용 장치를 통해 수집한 폐비닐을 일정 크기로 분쇄되도록 하면서 수차례의 세척에 의해 이물질이 제거되게 함으로써 순수한 성분으로 재활용 칩(111)이 생산되도록 한다.

특히, 본 발명은 수행 공정을 대폭 단축되게 함으로써 칩 제작 시간의 단축과 생산성이 향상되도록 하는 효과를 제공한다.

10 : 분쇄기 11 : 컨베이어
20 : 제1 이송수단 21 : 이송 스크류
30 : 제1 세척수단 31 : 이송 스크류
40 : 제1 탈수기 50 : 원심 분리기
60 : 제2 세척수단 61 : 수조
62 : 교반 블레이드 63 : 컨베이어
70 : 제2 탈수기 80 : 압출용융기
90 : 압출성형기 100 : 냉각수단
110 : 절단기 120 : 드럼 스크린

Claims

수거한 폐비닐을 콘베이어를 통해 공급되도록 하여 세척수에 의해서 세척되도록 하면서 일정 크기로 분쇄되도록 하는 습식 분쇄단계;
제1 이송수단을 통해 분쇄된 비닐 분쇄물들이 유도되면 일정 각도로 상향 이동되도록 하면서 세척수에 의해 비닐 분쇄물들에 붙어있는 이물질들이 바닥면의 망을 통해 배출되도록 하는 제1 세척단계;
세척된 비닐 분쇄물들이 고속 회전하는 원통 형상의 스크린 내부에서 원심력에 의해 탈수되고, 탈수된 비닐 분쇄물들은 상기 스크린 내부에 나선형으로 형성된 가이드를 따라 일단에서 타단으로 이동되며, 타단으로 이동된 비닐 분쇄물들은 송풍기의 송풍압에 의해 원심분리기로 이동되는 제1 탈수단계;
상기 제1 탈수단계에서 탈수되고 송풍된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 싸이클론 형상의 원심 분리기를 통과하여 나선식으로 하향 이동하면서 비닐 분쇄물들에 잔류하는 이물질이 분리되도록 하는 이물질 분리단계;
이물질이 분리된 비닐 분쇄물들은 일정량의 물이 채워진 수조에서 복수의 교반 블레이드에 의해 침강 이동하면서 세척이 이루어지는 제2 세척단계;
세척된 비닐 분쇄물들을 채워 이동되도록 하면서 고속으로 탈수가 이루어지도록 하는 제2 탈수단계;
탈수된 비닐 분쇄물들은 송풍력에 의해 이동 및 건조되도록 하는 건조단계:
건조시킨 비닐 분쇄물들에 열을 가하여 용융 압출되도록 하는 용융단계;
용융시켜 압출되도록 한 용융물을 일정 온도로 가열되게 하면서 다공판을 통해 복수의 압출물이 연속해서 압출되도록 하는 압출단계;
압출되는 압출물을 냉각수가 채워진 수조를 통과하도록 하면서 냉각되도록 한 후 대기상태에서 자연 건조되도록 하는 냉각단계;
냉각시킨 압출물을 성형기에 의해 일정 크기로 절단하면서 칩 형상으로 성형하는 칩 성형단계;
로서 이루어지는 폐비닐 재활용 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 세척단계와 제1 탈수단계에서 이물질들과 함께 배출되는 세척수는 정화단계를 통해 이물질이 제거되도록 한 후 제1 세척단계와 제1 탈수단계에 재공급되도록 하는 폐비닐 재활용 방법.
상부로부터 급수되는 세척수에 의해 콘베이어를 통해 일측으로부터 투입되는 폐비닐과 포대를 세척하는 동시에 일정 크기로 분쇄되도록 하는 분쇄기;
분쇄한 비닐 분쇄물을 이송 스크류에 의해 이송되게 하는 제1 이송수단;
제1 이송수단을 통해 이송되어 온 비닐 분쇄물이 이송 스크류를 따라 이동하도록 하면서 세척수의 급수에 의해 하부의 망을 통해 이물질이 배출되도록 하는 제1 세척수단;
회전하는 원통 형상의 스크린과, 상기 스크린 내부에 나선형상으로 형성되는 가이드로 이루어져, 상기 제1 세척수단을 통해 세척된 비닐 분쇄물들이 수집되어 원심력에 의해 탈수되고, 탈수된 비닐 분쇄물들은 가이드를 따라 일단에서 타단으로 이동되며, 타단으로 이동된 비닐 분쇄물들을 송풍기의 송풍압에 의해 원심분리기로 이동시키는 제1 탈수기;
싸이클론 형상으로 이루어져 상기 송풍기에 의해 제1 탈수기로부터 강제 송출되는 비닐 분쇄물들이 상부로 유입되도록 하고 직경이 점차 축소되는 내주면을 따라 나선식으로 하향 이동하도록 함으로써 비닐 분쇄물들에 잔류하는 이물질이 분리되도록 하는 원심 분리기;
원심 분리된 비닐 분쇄물들이 수조의 일측으로 공급되면 수조에서 일정 간격으로 구비되는 복수의 교반 블레이드의 회전에 의해 비닐 분쇄물들이 이동하면서 이물질들이 물 밑으로 가라앉도록 하는 제2 세척수단;
상기 제2 세척수단으로부터 컨베이어에 의해 이동되는 비닐 분쇄물들이 수집되어 이동하도록 하면서 원심력에 의해 탈수되도록 하는 제2 탈수기;
제2 송풍기에 의해 제2 탈수기로부터 강제 송출되는 비닐 분쇄물들을 송풍력에 의해 이송되도록 하면서 송풍력에 의해 송풍 건조된 비닐 분쇄물들이 압출용 스크류에 의해 압송되도록 하는 동시에 일정 온도로 가열되도록 하여 반죽상태로 용융 압출되도록 하는 히팅수단;
반죽의 용융상태가 유지되도록 하면서 일정 직경의 다공판 노즐을 통해 용융물이 압출되도록 하는 압출기;
압출기로부터 압출되는 압출물이 냉각수에 잠겨지도록 하면서 통과되도록 한 후 냉각수로부터 인출시켜 대기의 상태에서 이동하면서 자연건조되도록 하는 냉각수단;
냉각수단을 통해 냉각되도록 한 압출물이 통과되게 하면서 일정 간격으로 절단되도록 하여 일정 크기의 재생 칩을 성형하도록 하는 성형기;
의 결합으로 이루어지는 폐비닐 재활용 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 분쇄기로부터 비닐 분쇄물과 함께 낙하하는 이물질이 포함된 세척수가 공급되는 상기 제1 이송수단의 하단부는 바닥면으로 망이 형성되도록 하여 이물질이 포함된 세척수는 외부로 배출되고 비닐 분쇄물만 이송 스크류에 의해 제1 세척수단으로 이송되는 폐비닐 재활용 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 이송수단과 제1 세척수단 및 제1 탈수기로부터 배출되는 세척수는 드럼 스크린의 일측으로 공급되도록 하여 정화되도록 하고, 상기 드럼 스크린에 의해 이물질들만 제거한 세척수는 제1 이송수단과 제1 세척수단의 세척수로 재공급되도록 하는 폐비닐 재활용 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 드럼 스크린은
양측으로 개방되도록 하여 일측에서 모터에 의해 회전하도록 구비되는 원통형의 스크린과,
스크린의 내주면을 따라 일정 폭을 갖는 나선형상으로 형성되는 가이드 플레이트와,
스크린의 전후방 양측의 외주면에 밀착되어 회전 가능하게 구비되는 롤러와;
스크린의 외주면 하부로부터 일정 폭이 이격되도록 하면서 스크린을 통과한 세척수가 모여지도록 구비되는 가이드 챔버를 결합한 구성으로 이루어지는 폐비닐 재활용 장치.