KR102024552B1 - 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치 - Google Patents

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KR102024552B1
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KR1020190038790A
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정종헌
한윤수
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주식회사삼동이엔티
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Abstract

본 발명은 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치로서, 상부 일측에는 페트병 분쇄물인 페트플레이크(p)가 투입되는 투입구(110)가 결합되고, 타측에는 흡입력을 생성하는 흡입장치(3)와 연결되는 흡입구(120)가 결합되며, 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 내부를 따라 유동공간(A)이 마련되는 장착프레임(100); 상기 유동공간(A)을 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 장착프레임(100) 내에 결합되는 한 쌍의 측판(200); 및 상호 일정간격으로 이격되어 상기 한 쌍의 측판(200) 사이에 회전가능하게 배치되어 상기 유동공간(A)을 따라 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 이동하는 페트플레이크(p)에 충돌면을 제공하여 라벨(m)이 페트플레이크(p)로부터 분리될 수 있도록 함과 동시에, 페트플레이크(p)의 충격에 따라 회전되도록 하여 페트플레이크(p)의 이동을 원활하게 하는 다수의 환봉(320)으로 구성된 봉집합체(300);를 포함한다.

Description

공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치{Device for separating foreign matter of pet flakes using air suction}
본 발명은 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 환봉 사이로 페트플레이크를 흡입하여 페트플레이크에 부착된 라벨을 제거하는 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 관한 것이다.
페트(PET) 병 등의 용기는 작은 조각(flake)의 형태나 칩(chip)의 형태의 재활용 제품으로 제작되어 다양한 용도로 재활용될 수 있다. 그런데 이러한 용기는 통상적으로 그 표면에 라벨이 부착되어 있는데, 이 라벨은 병의 몸체와 상이한 성질을 갖는 재료로 구성되어 있어 용기와 함께 재활용 제품으로 사용할 수가 없다.
용기와 라벨은 녹는점이 상이하여 열을 가하는 과정에서 서로 엉기게 되어 양질의 재활용품을 생산할 수가 없게 된다. 따라서 몸체로부터 라벨을 제거하여 순도가 높은 조각이나 칩을 생산할 필요가 있다.
보통은 페트병의 상표라벨을 분리하기 위해, 대형원통의 내부에 페트병을 분쇄한 페트플레이크를 넣고 회전시킨 후 원통의 한쪽편에서 바람을 발생시켜 원통이 회전하면 상부에서 낙하되는 페트플레이크 중의 상표라벨을 바람으로 날려 보내는 방식이 일반적으로 많이 사용되고 있다.
그러나 이러한 종래의 페트플레이크의 라벨 분리 방식은 바람의 세기에 따라 상표라벨의 분리가 저조하거나 페트플레이크가 함께 날려감으로 인해, 선별 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1611928호(2016년05월09일 등록 공고, 발명의 명칭 : 재활용 용기의 라벨 제거 장치)
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 페트플레이크에 붙은 라벨(상표라벨)을 충돌 낙하 방식을 이용하여 효과적으로 분리할 수 있고, 진동을 이용하여 보다 효과적으로 분리할 수 있으며, 쉽고 간단하게 제작할 수 있는 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치를 제공하고자 한다.
기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치는, 상부 일측에는 페트병 분쇄물인 페트플레이크(p)가 투입되는 투입구(110)가 결합되고, 타측에는 흡입력을 생성하는 흡입장치(3)와 연결되는 흡입구(120)가 결합되며, 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 내부를 따라 유동공간(A)이 마련되는 장착프레임(100); 상기 유동공간(A)을 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 장착프레임(100) 내에 결합되는 한 쌍의 측판(200); 및 상호 일정간격으로 이격되어 상기 한 쌍의 측판(200) 사이에 회전가능하게 배치되어 상기 유동공간(A)을 따라 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 이동하는 페트플레이크(p)에 충돌면을 제공하여 라벨(m)이 페트플레이크(p)로부터 분리될 수 있도록 함과 동시에, 페트플레이크(p)의 충격에 따라 회전되도록 하여 페트플레이크(p)의 이동을 원활하게 하는 다수의 환봉(320)으로 구성된 봉집합체(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 있어서, 상기 봉집합체(300)는, 상호 일정간격으로 이격되어 상기 한 쌍의 측판(200) 사이를 연결하는 다수의 축봉(310)과, 상기 축봉(310)보다 짧게 구성되고 내부에는 상기 축봉(310)의 직경보다 크게 중공(321)이 형성되며 상기 축봉(310)에 헐겁게 삽입되는 다수의 환봉(320)을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 있어서, 상기 봉집합체(300)의 환봉(320)은, 상기 축봉(310)의 축방향과 나란한 방향으로 진동될 수 있는 제1 방향 유격을 가짐과 동시에, 상기 축봉(310)의 축방향에 대한 방사방향으로 진동될 수 있는 제2 방향 유격을 갖고, 상기 페트플레이크(p)는, 상기 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력에 의해 상기 유동공간(A)을 따라 상기 봉집합체(300) 사이를 가로질러 유동하고, 상기 봉집합체(300)의 환봉(320)은, 상기 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력의 영향을 받으면서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 진동되며, 상기 페트플레이크(p)가 상기 환봉(320)에 부딪히면서 상기 페트플레이크(p)에 붙은 라벨(m)이 1차 분리되고, 환봉(320)에 붙은 라벨(m)이 상기 환봉(320)의 진동 작용에 의해 2차 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 있어서, 상기 유동공간(A)의 중심부에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리는 상기 투입구(110)와 상기 흡입구(120) 측에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리보다 좁게 구성하여 유체의 연속방정식에 따라 상기 유동공간(A)의 중심부에서 공기의 흐름을 가속시켜 상기 폐트플레이크(p)에 혼함된 라벨(m)의 분리력이 강화될 수 있다.
본 발명의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 따르면, 페트플레이크가 지나가는 유동공간을 가로막는 형태로 봉집합체가 설치됨으로써, 페트플레이크에 붙은 라벨이 충돌 낙하 방식에 의하여 분리되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명은 페트플레이크의 유동 과정에서, 환봉이 두 방향으로 진동됨으로써, 환봉에 라벨이 쌓이는 것을 방지하면서 라벨을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 환봉의 진동이 별도의 동력없이, 공기 흡입력 등에 의해 자체적으로 발생됨으로써, 전체 부품 수를 최소화하면서 쉽고 간단하게 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 유동공간을 따라 봉집합체의 밀도를 다르게 적용함으로써, 페트플레이크와 라벨의 선별 기능이 극대화되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치의 전체구성을 나타낸 정면도.
도 2는 도 1의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 포함된 장착프레임에 측판 및 봉집합체가 결합되는 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 포함된 봉집합체의 세부 결합구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치를 정면에서 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 도 4의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에서 구간별 유속의 변화를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치의 전체구성을 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 포함된 장착프레임에 측판 및 봉집합체가 결합되는 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 포함된 봉집합체의 세부 결합구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치는 다수의 환봉 사이로 페트플레이크를 흡입하여 페트플레이크에 부착된 라벨을 제거하는 공기흡입을 이용한 페트플레이크에 붙은 라벨을 제거하는 장치로서, 장착프레임(100), 한 쌍의 측판(200)과 봉집합체(300)를 포함하여 구성된다.
장착프레임(100)은 상부 일측에 라벨(m)이 부착된 페트플레이크(p)가 투입되는 호퍼 형상의 투입구(110)가 결합되고, 타측에는 흡입력을 생성하는 흡입장치(3)와 연결되는 흡입구(120)가 결합되며, 투입구(110)에서 흡입구(120)까지 내부를 따라 유동공간(A)이 마련되는 프레임이다.
장착프레임(100)은 다수의 각파이프(130)에 의해 기본 뼈대가 짜여지고, 각파이프(130) 사이의 개방된 측면은 가림판(140)으로 가려져 내부가 빈 함체 형상을 이룬다.
본 실시예에서 장착프레임(100)은 유동공간(A)이 유동방향을 따라 6칸으로 구획되고, 각 칸마다 가림판(140)이 개별적으로 결합되며, 각 칸의 바닥면 테두리는 '┗ ┛' 형태로 단턱이 형성된다.
한 쌍의 측판(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 유동공간(A)을 사이에 두고 서로 마주보도록 장착프레임(100) 내에 결합된다.
본 실시예에서 한 쌍의 측판(200)은 유동공간(A)의 각 칸마다 개별적으로 장착프레임(100)에 결합되며, 가림판(140)이 부착되지 않은 각파이프(130)의 내측에 결합된다. 상기 '┗ ┛' 형태의 단턱에 얹어지는 구조로 결합되는 것이 견고성 측면에서 바람직하다.
봉집합체(300)는 상호 일정간격으로 이격되어 한 쌍의 측판(200) 사이에 회전가능하게 배치되어 유동공간(A)을 따라 투입구(110)에서 흡입구(120)까지 이동하는 페트플레이크(p)에 충돌면을 제공하여 라벨(m)이 페트플레이크(p)로부터 분리될 수 있도록 함과 동시에, 페트플레이크(p)의 충격에 따라 회전되도록 하여 페트플레이크(p)의 이동을 원활하게 하는 다수의 환봉(320)을 포함하여 구성된다.
일례로서, 봉집합체(300)는 상호 일정간격으로 이격되어 한 쌍의 측판(200) 사이를 연결하는 다수의 축봉(310)과, 축봉(310)보다 짧게 구성되고 내부에는 축봉(310)의 직경보다 크게 중공(321)이 형성되며 축봉(310)에 헐겁게 삽입되는 다수의 환봉(320)으로 구성된다.
봉집합체(300)의 환봉(320)은 도 3의 상측에 도시된 바와 같이, 축봉(310)의 축방향과 나란한 방향으로 진동될 수 있는 제1 방향(X1) 유격을 가짐과 동시에, 도 3의 하측에 도시된 바와 같이, 축봉(310)의 축방향에 대한 방사방향으로 진동될 수 있는 제2 방향(X2) 유격을 갖는다.
투입구(110)로 투입된 페트플레이크(p)가 도 1에 도시된 바와 같이, 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력에 의해 봉집합체(300) 사이를 가로질러 유동하는 과정에서, 봉집합체(300)의 환봉(320)은 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력의 영향 및 페트플레이크(p)의 충격을 받으면서 제1 방향(X1) 및 제2 방향(X2)으로 동시에 진동하게 된다.
이때, 페트플레이크(p)에 붙은 라벨(m)은, 페트플레이크(p)가 환봉(320)에 부딪히는 과정에서 1차 분리된다. 상기 라벨(m)은 페트플레이크(p)보다 비중이 크기 때문에, 공기 흡입력의 영향을 덜 받으면서 아래로 낙하된다. 낙하된 라벨(m)은 장착프레임(100)의 개방된 하부를 통해 하방으로 배출되고, 스크류 컨베이어(5)에 의해 일측으로 이송된다. 페트플레이크(p)가 충돌 낙하 방식에 의하여 효과적으로 분리될 수 있는 것이다.
이와 별개로, 정전기, 반데르-발스 힘, 기타 점착력 등으로 인해 환봉(320)에는 페트플레이크(p)와 라벨(m)이 붙게 된다. 이것이 즉시 제거되지 못하고, 그대로 환봉(320)에 점점 쌓이게 되면, 환봉(320) 사이의 간극이 좁아지면서 선별 효율이 급격히 떨어지게 된다.
그러나, 본 실시예는 페트플레이크(p)의 유동 과정에서, 환봉(320)이 두 방향으로 진동되고, 이러한 환봉(320)의 진동 작용에 의해 환봉(320)에 붙은 라벨(m)이 2차적으로 분리된다. 페트플레이크(p)와 라벨(m), 즉 상표라벨이 서로 보다 효과적으로 분리될 수 있는 것이다.
또한, 환봉(320)의 진동이 별도의 동력없이, 공기 흡입력 등에 의해 자체적으로 발생됨으로써, 전체 부품 수를 최소화하면서 쉽고 간단하게 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 대해 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에 대하여 앞에서의 실시예와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치를 정면에서 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치에서 구간별 유속의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예는 장착프레임(100) 내의 유동공간(A)의 중심부에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리는 투입구(110)와 흡입구(120) 측에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리보다 좁게 구성하여 유체의 연속방정식에 따라 유동공간(A)의 중심부에서 공기의 흐름을 가속시켜 폐트플레이크(p)에 혼함된 라벨(m)의 분리력이 강화되는 것을 특징으로 한다.
그 일례로서, 유동공간(A)은, 투입구(110)부터 흡입구(120)까지 일정간격으로 구획되어, 제1 유동공간(A1)과, 제2 유동공간(A2)과, 제3 유동공간(A3)으로 구분된다.
측판(200)은 제1 유동공간(A1)에 설치되는 제1 측판(210)과, 제2 유동공간(A2)에 설치되는 제2 측판(220)과, 제3 유동공간(A3)에 설치되는 제3 측판(230)으로 구분된다.
봉집합체(300)는 제1 측판(210)에 제1 밀도로 설치되는 제1 봉집합체(301)와, 제2 측판(220)에 제1 밀도보다 높은 제2 밀도로 설치되는 제2 봉집합체(302)와, 제3 측판(230)에 제2 밀도보다 낮은 제3 밀도로 설치되는 제3 봉집합체(303)로 구분된다.
본 실시예에서 제1 봉집합체(301)는 1만개, 제2 봉집합체(302)는 2만개, 제3 봉집합체(303)는 1만개로 구성된다.
이렇게 구성되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 유동공간(A)을 따라 유동되는 페트플레이크(p)의 유속이 구간별로 변화된다.
베르누이 원리에 따라, 밀도가 상대적으로 높은 구간은 단면적이 좁으므로 유속이 빠르고, 밀도가 상대적으로 낮은 구간은 단면적이 넓으므로 유속이 느르다.
따라서, 밀도가 낮은 제1 유동공간(A1) 및 제3 유동공간(A3)에서의 페트플레이크(p) 유속은 V1으로 빨라지게 되고, 밀도가 높은 제2 유동공간(A2)에서의 페트플레이크(p) 유속은 V2로 느려지게 된다.
이때, 밀도 차가 발생되는 제1 유동공간(A1)과 제2 유동공간(A2) 사이의 제1 경계지점(S1)과, 제2 유동공간(A2)과 제3 유동공간(A3) 사이의 제2 경계지점(S2)은, 페트플레이크(p)의 유속이 급격하게 변하는 급변화 구간으로 정의된다.
즉, 제1 경계지점(S1)은 급감속 구간이 되고, 제2 경계지점(S2)은 급가속 구간이 된다.
상기 두 지점에서 페트플레이크(p)의 유속이 급격하게 변하게 되면, 페트플레이크(p)에 붙은 라벨(m)이 관성에 의해 분리되기 때문에, 페트플레이크(p)와 라벨(m)의 선별 효과가 더욱 높아지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 페트플레이크가 지나가는 유동공간을 가로막는 형태로 봉집합체가 설치됨으로써, 페트플레이크에 붙은 라벨이 충돌 낙하 방식에 의하여 분리되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명은 페트플레이크의 유동 과정에서, 환봉이 두 방향으로 진동됨으로써, 환봉에 라벨이 쌓이는 것을 방지하면서 라벨을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 환봉의 진동이 별도의 동력없이, 공기 흡입력 등에 의해 자체적으로 발생됨으로써, 전체 부품 수를 최소화하면서 쉽고 간단하게 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 유동공간을 따라 봉집합체의 밀도를 다르게 적용함으로써, 페트플레이크와 라벨의 선별 기능이 극대화되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 장착프레임
200 : 한 쌍의 측판
300 : 봉집합체

Claims (4)

  1. 상부 일측에는 페트병 분쇄물인 페트플레이크(p)가 투입되는 투입구(110)가 결합되고, 타측에는 흡입력을 생성하는 흡입장치(3)와 연결되는 흡입구(120)가 결합되며, 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 내부를 따라 유동공간(A)이 마련되는 장착프레임(100);
    상기 유동공간(A)을 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 장착프레임(100) 내에 결합되는 한 쌍의 측판(200); 및
    상호 일정간격으로 이격되어 상기 한 쌍의 측판(200) 사이에 회전가능하게 배치되어 상기 유동공간(A)을 따라 상기 투입구(110)에서 상기 흡입구(120)까지 이동하는 페트플레이크(p)에 충돌면을 제공하여 라벨(m)이 페트플레이크(p)로부터 분리될 수 있도록 함과 동시에, 페트플레이크(p)의 충격에 따라 회전되도록 하여 페트플레이크(p)의 이동을 원활하게 하는 다수의 환봉(320)으로 구성된 봉집합체(300);를 포함하고,
    상기 봉집합체(300)는, 상호 일정간격으로 이격되어 상기 한 쌍의 측판(200) 사이를 연결하는 다수의 축봉(310)과, 상기 축봉(310)보다 짧게 구성되고 내부에는 상기 축봉(310)의 직경보다 크게 중공(321)이 형성되며 상기 축봉(310)에 헐겁게 삽입되는 다수의 환봉(320)을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 봉집합체(300)의 환봉(320)은, 상기 축봉(310)의 축방향과 나란한 방향으로 진동될 수 있는 제1 방향 유격을 가짐과 동시에, 상기 축봉(310)의 축방향에 대한 방사방향으로 진동될 수 있는 제2 방향 유격을 갖고,
    상기 페트플레이크(p)는, 상기 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력에 의해 상기 유동공간(A)을 따라 상기 봉집합체(300) 사이를 가로질러 유동하고,
    상기 봉집합체(300)의 환봉(320)은, 상기 흡입장치(3)에서 생성된 흡입력의 영향을 받으면서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 진동되며,
    상기 페트플레이크(p)가 상기 환봉(320)에 부딪히면서 상기 페트플레이크(p)에 붙은 라벨(m)이 1차 분리되고, 환봉(320)에 붙은 라벨(m)이 상기 환봉(320)의 진동 작용에 의해 2차 분리되는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동공간(A)의 중심부에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리는 상기 투입구(110)와 상기 흡입구(120) 측에 설치되는 환봉(320) 사이의 거리보다 좁게 구성하여 유체의 연속방정식에 따라 상기 유동공간(A)의 중심부에서 공기의 흐름을 가속시켜 상기 페트플레이크(p)에 혼함된 라벨(m)의 분리력이 강화되는 것을 특징으로 하는 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치.
KR1020190038790A 2018-11-21 2019-04-03 공기흡입을 이용한 페트플레이크 선별장치 KR102024552B1 (ko)

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