KR101941550B1 - 폐 캔 재활용 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 선별 분류된 폐 캔을 공급받아 설정된 파쇄 속도에 따라 소정 크기로 파쇄하여 파쇄된 캔을 생성하는 파쇄 장치 및 상기 파쇄된 캔보다 작은 크기 단위로 분쇄하기 위한 분쇄 장치를 포함하고, 상기 분쇄 장치는,
상기 폐 캔의 진행 방향에 대한 폭 방향으로 배치되는 샤프트, 상기 샤프트에 동축 상으로 관통되는 복수의 디스크, 상기 각각의 디스크에 두께 방향으로 관통 형성되되, 상기 각각의 디스크의 관통홀을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 힌지공, 상기 복수의 디스크의 각각의 힌지공이 상호 동심축에 배치되도록 위치한 상태에서 상기 동축상의 힌지공을 관통하도록 결합되는 관통봉 및 상기 복수의 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 위치하는 관통봉에 일단이 피벗 결합되고, 타단이 상기 디스크의 테두리로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 결합되는 복수의 타격 부재를 포함하는 폐 캔 재활용 시스템을 제공한다.

Description

폐 캔 재활용 시스템{SYSTEM FOR RECYCLING WASTE CAN}

본 발명은 폐 캔 재활용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식음료 유통보관용 또는 페인트 저장용으로 사용되는 알루미늄 캔 또는 스틸 캔을 포함하는 폐 캔을 재활용하기 위하여 미세하게 분쇄시켜 재활용하는 폐 캔 재활용 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 캔 용기는 내용물을 간편하고 안전하게 보관할 수 있는 장점을 갖고 있어 그 크기가 작은 식음료 캔으로부터 부탄 가스, 스프레이, 대형의 음식식물 캔, 페인트 캔 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

이와 같은 금속 캔 용기는 그 내부에 보관하는 내용물에 따라 알루미늄 또는 스틸 캔으로 구분되며, 이러한 금속 캔이 한 해 동안 사용되는 양은 약 42억 5천만개로 알루미늄이 약 10억8천만 개이며 그 외에는 철 캔으로 볼 수 있는데, 근자에 들어서는 기하급수적으로 증가하고 있는 추세이다.

이중 알루미늄의 예를 들어볼 때, 알루미늄을 재활용하는데 필요한 에너지는 원광석으로부터 얻는데 필요한 에너지의 1/26으로 에너지 절약 효과가 있을 뿐만 아니라, 알루미늄 캔 하나가 지하에 묻힌 후 500년이 지나야 분해가 되는 점을 고려할 때 자원절약과 환경보전을 위해서 이와 같은 금속 캔의 재활용은 중요한 사회 문제로 오래전부터 중요한 문제로 다루어져 왔다.

이에, 폐 캔의 다양한 재활용 기술이 제안되어 온 바, 보다 미세한 파쇄 또는 분쇄 공정이 가능하도록 함으로써 고품질의 폐캔을 생산할 수 있는 시스템이 요구된다.

한국등록특허 제10-0500909(2005.07.18. 공고)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 선별 분류된 폐 캔을 공급받아 설정된 파쇄 속도에 따라 소정 크기로 파쇄하여 파쇄된 캔을 생성하는 파쇄 장치 및 상기 파쇄된 캔보다 작은 크기 단위로 분쇄하기 위한 분쇄 장치를 포함하고, 상기 분쇄 장치는, 상기 폐 캔의 진행 방향에 대한 폭 방향으로 배치되는 샤프트, 상기 샤프트에 동축 상으로 관통되는 복수의 디스크, 상기 각각의 디스크에 두께 방향으로 관통 형성되되, 상기 각각의 디스크의 중심축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 힌지공, 상기 복수의 디스크의 각각의 힌지공이 상호 동심축에 배치되도록 위치한 상태에서 상기 동축상의 힌지공을 관통하도록 결합되는 관통봉 및 상기 복수의 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 위치하는 관통봉에 일단이 피벗 결합되고, 타단이 상기 디스크의 테두리로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 결합되는 복수의 타격 부재를 포함하는 폐 캔 재활용 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 선별 분류된 폐 캔을 공급받아 설정된 파쇄 속도에 따라 소정 크기로 파쇄하여 파쇄된 캔을 생성하는 파쇄 장치 및 상기 파쇄된 캔보다 작은 크기 단위로 분쇄하기 위한 분쇄 장치를 포함하고, 상기 분쇄 장치는, 상기 폐 캔의 진행 방향에 대한 폭 방향으로 배치되는 샤프트, 상기 샤프트에 동축 상으로 관통되는 복수의 디스크, 상기 각각의 디스크에 두께 방향으로 관통 형성되되, 상기 각각의 디스크의 관통홀을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 힌지공, 상기 복수의 디스크의 각각의 힌지공이 상호 동심축에 배치되도록 위치한 상태에서 상기 동축상의 힌지공을 관통하도록 결합되는 관통봉 및 상기 복수의 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 위치하는 관통봉에 일단이 피벗 결합되고, 타단이 상기 디스크의 테두리로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 결합되는 복수의 타격 부재를 포함하는 폐 캔 재활용 시스템을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 힌지공은 각각의 디스크에 6개 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 어느 하나의 디스크 상의 6개의 힌지공 중 어느 3개의 힌지공에 3개의 타격 부재가 피벗 결합되되, 상기 디스크의 회전 방향을 따라 간헐적으로 결합될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 타격 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 개재되도록 반복적으로 결합되되, 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 간헐적으로 결합될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 타격 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 어느 하나의 디스크마다 3개 힌지 결합되되, 샤프트의 길이 방향을 따라 오버랩되는 디스크의 타격 부재의 회전 중심이 어긋나도록 배치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 타격 부재는 몸체부, 상기 몸체부로부터 소정 길이를 갖도록 연장되는 연장부 및 상기 타격 부재의 회전 방향으로 돌출되는 돌기부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 돌기부는 상기 회전축의 회전에 따라 폐 캔을 타격하도록 배치되되, 상기 연장부로부터 돌출되는 돌기부의 단부는 삼각형 형상으로 2개소 돌출되는 돌기부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 폐 캔을 큰 사이즈로부터 작은 사이즈로 단계적인 분쇄가 이루어지도록 함으로써 분쇄 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 분쇄 사이즈를 단계적으로 미세화함으로써 피 분쇄물로부터 가해지는 반력이 최소화되어 분쇄 장치의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 분쇄 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 분쇄 장치를 이루는 디스크 및 타격 부재를 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 타격 부재를 나타낸 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 분쇄 장치의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 분쇄 장치를 이루는 디스크 및 타격 부재를 나타낸 것이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템의 타격 부재를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 캔 재활용 시스템은 집게 크레인(100), 파쇄 장치(200), 분쇄 장치(300) 및 탈지 장치(400)를 포함할 수 있다.

집게 크레인(100)은 지면으로부터 회전 가능하도록 배치되는 로봇 암(110)을 구비하고, 로봇 암(110)의 집게 부재(120)를 이용하여 입고된 폐 캔을 파지하여 폐 캔 저장부(130)로 이송시키는 기능을 수행할 수 있다.

폐 캔 저장부(130)의 폐 캔(P1)은 경사지게 형성되는 제1 이송 수단(T1)에 의해 파쇄 장치(200)로 이송될 수 있다.

제1 이송 수단(T1)은 파쇄 장치(200)의 높이에 따라 상방의 경사를 갖도록 형성되며, 일 예로 컨베이어 벨트 방식이 사용될 수 있으나, 이외에도 다양한 이송 수단이 사용될 수 있다.

파쇄 장치(200)는 통상의 금속 소재를 파쇄시키기 위한 장치로서, 상부의 투입구(210)를 통해 폐 캔(T1)을 투입하면 내부에 설치된 파쇄날(미도시)에 의해 잘게 파쇄되어 하부의 배출구(220)로 배출되며, 배출구(220)로 배출된 파쇄물은 제2 이송 수단(T2)을 통하여 분쇄 장치(300)로 전달된다.

아울러, 파쇄 장치(200)는 최초의 파쇄 작업이므로 작용하는 부하가 큰 점을 고려하여 파쇄 속도는 느리고, 그 파쇄물의 크기가 크게 되도록 설정될 수 있다.

예를 들면, 1차적으로 가로 5cm x 세로 7~20cm 정도의 크기로 파쇄가 이루어지도록 설정될 수 있다.

다시, 제2 이송 수단(T2)은 파쇄 장치(200)의 배출구(220)로부터 배출되는 파쇄물을 공급받을 수 있고, 이와 같은 파쇄물을 이송시키도록 하며, 제2 이송 수단(T2)은 제1 이송 수단(T1)과 마찬가지로 컨베이어 벨트일 수 있다.

제2 이송 수단(T2)은 후술하는 분쇄 장치(300)의 투입구(310) 측으로 상방의 경사를 갖도록 형성될 수 있고, 제2 이송 수단(T2)의 힘에 의해 컨베이어 벨트 상에 얹혀진 파쇄물이 이송되도록 한다.

여기서, 제2 이송 수단(T2)의 폭 방향을 따른 양측으로 측면 가이드(미도시)를 설치하여 이송되는 분쇄물의 이탈을 방지할 수도 있다.

분쇄 장치(300)는 파쇄물을 보다 잘게 분쇄하여 분쇄물을 형성하고, 분쇄 장치(300)의 하부에 규격 필터(미도시)를 설치하여 일정 규격의 분쇄물만 배출구(320)로 자동 배출 되도록 한다.

예를 들면, 분쇄 장치(300)에서 분쇄되는 분쇄물의 크기는 대략 가로3cm x 세로3~7cm정도의 크기로 분쇄될 수 있다.

분쇄 장치(300)는 폐 캔의 진행 방향에 대한 폭 방향으로 배치되는 샤프트(330), 샤프트(330)에 동축 상으로 관통되는 복수의 디스크(340), 각각의 디스크(340)에 두께 방향으로 관통 형성되되, 각각의 디스크의 중심축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 힌지공(341), 복수의 디스크(340)의 각각의 힌지공(341)이 상호 동심축에 배치되도록 위치한 상태에서 동축 상의 힌지공(341)을 관통하도록 결합되는 관통봉(360) 및 복수의 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 위치하는 관통봉(360)에 일단이 피벗 결합되고, 타단이 디스크(340)의 테두리로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 결합되는 복수의 타격 부재(350)를 포함할 수 있다.

각각의 관통봉(360)의 길이 방향을 따른 양단에는 결합 부재(361)가 결합됨으로써 관통봉(360)의 길이 방향을 따라 복수의 타격 부재(350)가 각각 피벗 결합될 수 있도록 한다. 결합 부재(361)는 내주면에 나사산을 갖는 너트 등이 사용될 수 있다.

본 실시예에서, 도 3에서는 설명의 편의 상 어느 하나의 디스크(340)가 샤프트(330)으로부터 분리된 상태를 나타내고 있지만, 복수의 디스크(340)는 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 복수개가 일체로 형성될 수도 있고, 각각의 디스크(340)가 샤프트(330)에 의해 관통되도록 각각 결합될 수도 있다.

힌지공(341)은 각각의 디스크(340)에 6개씩 형성될 수 있다. 힌지공(341)의 개수는 파쇄물 및 분쇄물의 사이즈에 대응되도록 타격 부재의 요구되는 개수에 따라 6개보다 적거나 많게 설계될 수 있으므로 이에 한정되지 않는다.

어느 하나의 디스크(340) 상에는 6개의 힌지공(341) 중 어느 3개의 힌지공에 3개의 타격 부재(350)가 피벗 결합될 수 있다. 이때, 디스크(340)의 회전 방향을 따라 간헐적으로 결합되도록 한다. 이것은, 각각의 타격 부재(350) 간의 피벗 회전 중 상호 충돌 간섭으로 인한 타격 부재(350) 파손을 방지할 수 있는 최소한의 간격을 유지하기 위함이다.

타격 부재(350)는 몸체부(352), 연장부(353) 및 돌기부(354)를 포함할 수 있다.

즉, 타격 부재(350)의 몸체부(352)로부터 일측 방향으로 연장되는 연장부(353)가 형성되고, 연장부(353)로부터 회전축(330)의 회전 방향으로 돌출되는 돌기부(354)가 형성되되, 돌기부(354)는 샤프트(330)의 회전에 따라 타격 부재(350)가 금속 부재와 충돌하는 위치가 돌출되도록 형성될 수 있다.

돌기부(354)는 삼각형 형상으로 첨예한 모서리가 형성되도록 2개소 형성될 수 있다.

타격 부재(350)는 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 디스크(340) 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 개재되도록 반복적으로 결합되되, 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 간헐적으로 결합될 수 있다.

그리고, 타격 부재(350)는 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 어느 하나의 디스크(340) 마다 3개소에 힌지 결합되되, 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 오버랩되는 디스크(340)의 타격 부재(350)의 회전 중심이 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.

이로 인해, 샤프트(330)의 회전 중에 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 배치되는 타격 부재(350)가 연속적으로 폐 캔을 타격하는 과정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하게 된다.

아울러, 타격 부재(350)는 철강 재료 중 SM 45C인 탄소강 철판을 절단하여 열처리를 함으로써 우수한 강도와 내구성을 갖도록 하며, 그 표면에 금속 조각과의 접촉 시 금속 조각에 부착된 이물질을 벗겨내는데 유리하도록 복수의 돌기가 형성될 수도 있다. 상기 돌기는 회전 과정에서 접촉되는 금속 조각과의 접촉 면적을 넓게 하고 마찰 시 스파크를 방지하여 화재의 위험을 방지하게 된다.

샤프트(330)는 20~60rpm의 회전 속도로 약 20분 정도 상반되는 방향으로 회전 후 정지되고, 정지 상태에서 도시되지 않은 압축 공기 공급기를 통하여 압축 공기를 공급하여 샤프트(330)의 외주면 및 타격 부재(350)에 생성된 고온을 낮춤으로써 열화 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

한편, 분쇄 장치(300)로부터 배출되는 분쇄물의 알루미늄 재질 및 스틸 재질을 분리할 수 있도록 마그네틱 자석 선별기(미도시)가 구비될 수도 있다.

다시 말해, 분쇄 장치(300)의 배출구(320)로부터 배출되는 분쇄물은 스틸 성분과 알루미늄 성분이 혼재되어 있으므로, 이를 다시 종류별로 분류할 필요가 있으므로 상기 자력 선별 장치가 구비될 수 있다.

다시 말해, 상기 자력 선별 장치는 별도의 자력 선별 이송 수단(미도시)의 컨베이어 벨트에 회전력을 공급하기 위한 회전형 롤러(미도시)를 양단에 포함하고, 상기 자력 선별 이송 수단의 상측 또는 하측으로부터 자력을 생성하는 자성체가 구비됨으로써 자력이 작용하지 않는 알루미늄 성분의 분쇄물 및 자력이 작용하는 스틸 성분을 각각 분리할 수도 있게 된다.

이후, 분쇄물을 소정 비율의 물과 유기 용제를 혼합한 용매로 재차 세척하기 위한 탈지 장치(400)가 구비될 수 있으며, 탈지 장치(400)의 투입구(410)를 통하여 투입되어 탈지 처리된 후에 배출구(420)를 통하여 배출될 수 있다.

이때, 잔여 분쇄물을 법정 기준치 이하로 제거함과 동시에 스크류 설비로 생산된 고철을 다시 한번 꼬아 밀어 말아줌으로써 부피를 축소하거나, 압축기를 이용하여 분쇄물을 압축하여 이를 고철로 재활용할 수도 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 집게 크레인
200: 파쇄 장치
300: 분쇄 장치
330: 샤프트
340: 디스크
341: 힌지공
350: 타격 부재
360: 관통봉

Claims (7)

1. 지면으로부터 회전 가능하도록 배치되는 로봇 암;
   폐 캔이 상기 로봇 암에 의해 파지되어 수용되는 폐 캔 저장부;
   상기 폐 캔 저장부에 수용된 폐 캔을 상측으로 경사지게 이송하는 제1 이송 수단;
   상기 제1 이송 수단에 의해 상기 폐 캔을 공급받고, 상기 폐 캔을 설정된 파쇄 속도에 따라 소정 크기로 파쇄하여 파쇄된 캔을 생성하는 파쇄 장치;
   상기 파쇄된 캔을 경사지게 이송하는 제2 이송 수단; 및
   상기 제2 이송 수단에 의해 파쇄된 캔을 공급받고, 상기 파쇄 장치에 의해 파쇄된 캔보다 작은 크기 단위로 분쇄하기 위한 분쇄 장치를 포함하고,
   상기 분쇄 장치는,
   상기 폐 캔의 진행 방향에 대한 폭 방향으로 배치되는 샤프트;
   상기 샤프트에 동축 상으로 관통되는 복수의 디스크;
   상기 각각의 디스크에 두께 방향으로 관통 형성되되, 상기 각각의 디스크의 중심축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 힌지공;
   상기 복수의 디스크의 각각의 힌지공이 상호 동심축에 배치되도록 위치한 상태에서 상기 동축상의 힌지공을 관통하도록 결합되는 관통봉; 및
   상기 복수의 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 위치하는 관통봉에 일단이 피벗 결합되고, 타단이 상기 디스크의 테두리로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 결합되는 복수의 타격 부재를 포함하고,
   상기 타격 부재는 몸체부;
   상기 몸체부로부터 소정 길이를 갖도록 연장되는 연장부; 및
   상기 타격 부재의 회전 방향으로 돌출되는 돌기부를 포함하고,
   상기 돌기부는 상기 샤프트의 회전에 따라 폐 캔을 타격하도록 배치되되, 상기 연장부로부터 돌출되는 돌기부의 단부는 삼각형 형상으로 2개소 돌출되고,
   상기 힌지공은 각각의 디스크에 6개 형성되고,
   상기 어느 하나의 디스크 상의 6개의 힌지공 중 어느 3개의 힌지공에 3개의 타격 부재가 피벗 결합되되, 상기 디스크의 회전 방향을 따라 간헐적으로 결합되며,
   상기 타격 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 디스크 중 어느 한 쌍의 디스크 사이에 개재되도록 반복적으로 결합되되, 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 간헐적으로 결합됨으로써,
   상기 샤프트의 회전 과정에서 상기 복수의 타격 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따른 일단을 기준으로 타단을 향하여 순차적으로 피가공물을 타격하는 폐 캔 재활용 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 타격 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 어느 하나의 디스크마다 3개 힌지 결합되되, 샤프트의 길이 방향을 따라 오버랩되는 디스크의 타격 부재의 회전 중심이 어긋나도록 배치되는 것을 특징으로 하는 폐 캔 재활용 시스템.
6. 삭제
7. 삭제

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