KR102222636B1 - 폐기물자원 재활용장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐기물자원 재활용장치에 관한 것으로서, 투입 컨베이어, 에어분사 클리너, 절단기, 중간 컨베이어, 급속냉각챔버, 냉동기, 파쇄기, 분쇄기, 및 분리 컨베이어를 주요 구성으로 포함한다. 상기와 같은 본 발명은, 전선에 있는 금속 도선에서 피복재를 쉽게 분리하여 금속선과 피복재의 분리 재활용될 수 있게 만들며, 모터와 같이 도선과 금속성 본체가 포함된 전기장치를 파쇄 절단하여 성분 별로 용이하게 분리할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

폐기물자원 재활용장치{WASTE RESOURCE RECYCLING APPARATUS}
본 발명은 폐기물자원 재활용장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속의 재활용에 사용되는 폐기물자원 재활용장치에 관한 것이다.
재활용 가능한 자원을 수거하기 위해서 종래에는 다수개의 적재통을 배치하고, 사용자가 이에 재활용 자원을 투입하도록 하고 있다. 그러나, 적재통을 이용하는 경우 병이나 캔등을 원형 그대로 수거하기 때문에 많은 수거 공간을 필요로 하며, 운반 중에도 취급이 용이치 못한 유리병은 운반 중 깨지는 등 그 수거 공간 및 취급이 용이치 못했다.
이를 해결하기 위해 기술로서, 특허출원 제98-17941호에는 각각 그 재질이 다른 자원을 투입하여도 판별기 및 선별기에 의해 구분되어 파쇄, 수거되도록 발명한 자원 회수장치가 개시되어 있다.
자원 회수장치는 주로 PET병, 철 혹은 알루미늄 캔, 유리병 등 재생 가능한 자원을 회수하여 파쇄된 형태로 수거하는 장치로서, 그 자원의 재질 및 재활용 가능 여부를 판별하는 방법으로는 현재 두 가지의 방법이 사용된다.
판별 방법은 재활용 자원의 정보를 담고 있는 바코드를 판독하여 선별하거나, 메인 컨트롤러에 각각의 형태에 따른 재질 및 색상을 담은 데이터를 입력하여 두었다가 투입된 자원의 형태를 카메라에 의해 기 입력된 데이터와 비교하여 재질의 종류 및 색상 등을 판독하여 그 재질이나 재활용 대상인지 그렇지 못한 지를 판별하여 각각의 수거함에 파쇄하는 형태로 분리, 수거하거나 퇴출시키는 방식이다.
최근에는 자원고갈 문제로 인해 재생금속에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 폐전선이나 모터 등과 같은 산업폐기물로부터 회수된 동선을 재활용하기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있다.
전기 및 전자산업에 다량 사용되는 통신케이블 및 전선 등의 용도 및 수요가 급증하고 있고, 이에 수반하여 폐전선의 양도 급격히 증가하고 있으며, 이들의 폐기 처리가 새로운 문제로 등장하고 있다.
전선에 사용되는 금속, 즉 동 및 알루미늄 및 합성수지 등의 가격이 고가이어서 이를 폐기하는 것은 자원의 낭비로 이를 재활용하기 위한 방법이 요구된다.
이런 전선이나 각종 통신케이블 등은 동선이 가늘고 합성수지재질의 절연 피복물로 형성되어 있다. 각종 전선 폐기물의 처리는 폐전선을 미세한 입자로 절단 분쇄시켜 동선입자와 합성수지재질의 피복물입자를 송풍에 의한 비중으로 분리하여 동선 입자는 원료 소재로 재활용되고 있다.
합성수지재질의 피복물입자는 합성수지가 98% 이상 함유되고 있음에도 동선입자와 각종 불순물이 잔존하여 이를 분리하지 못하여 재활용되지 못하고 매립 또는 소각으로 처리되어 토양과 대기오염의 중대한 원인이 되는 문제점이 있었다.
한편, 전선의 철심을 이루는 동선과 그 외부를 감싸는 합성수지재의 피복을 분리하여 재활용하고자 하는 방법들이 모색되고 있으며, 기존의 폐전선에서 동선을 분리하기 위한 방법으로 단순히 분쇄기로 폐전선을 잘게 분쇄하는 방법, 동선을 감싸는 피복을 소각시켜 동선을 취출하는 방법 등이 소개되고 있다.
피복된 합성수지에 직접 점화를 시켜 소각을 하는 방법은 유해한 맹독성 가스 및 매연과 중금속, 다이옥신이 발산되어 대기를 오염시킴으로써 환경공해의 요인으로 작용하게 되며, 동선은 소각 시 산화되어 순도가 불량하게 됨으로써 동(銅)의 인장력이 미흡해지는 문제가 있었다.
한편, 피복된 합성수지를 제거하더라도 전기절연을 목적으로 동선 표면에 코팅시킨 에나멜을 제거하는 데 많은 어려움이 있었다. 이와 같은 에나멜 코팅층을 제거하기 위한 방법으로 화학약품을 이용하기도 하지만, 이는 화학약품의 유독성으로 인해 환경을 오염시키는 문제가 있었다.
이러한 폐전선 재활용을 위한 장치는, 대한민국 특허등록번호 제10-1216046호(2012년12월20일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
기존의 폐전선 재활용을 위한 장치는 단순히 폐전선을 한 개씩만 삽입하여 절단하는 방식으로서, 다양한 종류의 폐전선들을 한꺼번에 다량으로 재활용 분리시키는 어려움이 있었다.
이를 해결하기 위한 기술로서, 공개특허 제10-2020-0069794호에 “폐전선 재활용을 위한 자원선별 회수장치”가 개시되어 있다.
폐전선 재활용을 위한 자원선별 회수장치는, 다량의 폐전선으로부터 유가금속자원들과 수지자원들을 한꺼번에 분리 선별 및 회수하여 각각의 자원들이 재활용되도록 할 수 있는 폐전선 재활용을 위한 것이다.
이러한 폐전선 재활용을 위한 자원선별 회수장치는, 원통형의 회전가능하게 구비된 장치 본체, 폐전선이 내부로 투입되게 만드는 폐전선 투입부, 폐전선이 분쇄되도록 하는 분쇄부, 분쇄된 폐전선이 금속자원과 수지자원으로 분리되게 해머링 공정을 수행하는 다짐부, 분리된 폐전선의 이물질이 제거되도록 하는 집진부, 및 금속자원과 수지자원이 각각 분류되어 외부로 배출되도록 하는 선별 배출부를 포함한다.
이러한 기존의 폐전선 재활용을 위한 자원선별 회수장치는, 폐전선과 동선이나 금속선의 분리 과정에서 햄머링을 사용하지만, 온도가 높은 작업 환경에서 에나멜일과 연성을 갖고 있으면 폐전선에 피복된 피복재가 햄머링에 의해 쉽게 분쇄 분리되지 않고 금속선과 달라붙는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1216046호 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0069794호
본 발명은 상기와 같은 기존의 문제를 충분히 연구하여 개선한 것으로서, 전선에 있는 금속 도선에서 피복재를 쉽게 분리하여 금속선과 피복재의 분리 재활용될 수 있게 만들며, 모터와 같이 도선과 금속성 본체가 포함된 전기장치를 파쇄 절단하여 성분 별로 용이하게 분리할 수 있는 폐기물자원 재활용장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 폐기물자원 재활용장치는, 도선이 포함된 폐기물이 공급되는 투입 컨베이어; 상기 투입 컨베이어에 인접하게 위치하며, 폐기물에 에어를 분사하여 먼지 및 이물질을 제거하는 에어분사 클리너; 상기 투입 컨베이어에 연결되어 위치하며, 복수의 절단 커터에 의해 폐기물을 절단하는 절단기; 상기 절단기에 연결되어 설치되며 절단된 폐기물을 이송하는 중간 컨베이어; 상기 중간 컨베이어에 연결되어 설치되며, 절단된 폐기물을 급속 냉각시키는 급속냉각챔버; 상기 급속냉각챔버에 연결되어 상기 급속냉각챔버를 냉각 유지하는 냉동기; 상기 급속냉각챔버에 배출되는 절단된 폐기물을 파쇄 처리하는 파쇄기; 상기 파쇄기에 연결되어 설치되며, 파쇄된 폐기물을 분쇄하는 분쇄기; 및 상기 분쇄기에 연결되어 설치되며 분쇄된 폐기물을 분리 공정을 위해 이송하는 분리 컨베이어를 포함하며, 상기 폐기물의 피복재가 상기 급속냉각챔버에서 냉각 경화되어 파쇄 및 분쇄가 이루어지고, 상기 분리 컨베이어는, 자력을 갖는 자성 컨베이어 벨트; 상기 자성 컨베이어 벨트에 자력을 제공하는 복수의 전자석 모듈; 및 상기 전자석 모듈의 자력을 상기 자성 컨베이어 벨트의 상부와 하부에서 반대로 제어하는 전자석 컨트롤러를 포함하며, 상기 전자석 컨트롤러는 분쇄된 폐기물 중 강자성 금속재를 상기 자성 컨베이어 벨트의 상부에서 부착시키고 하부로 이송하여 분리시킬 수 있다.
상기 폐기물자원 재활용장치는, 상기 급속냉각챔버에 연결되며 액화질소가 저장된 액화질소탱크; 및 상기 급속냉각챔버와 액화질소탱크를 연결하는 액화질소라인을 더 포함하며, 상기 급속냉각챔버의 내부로 이송된 절단 폐기물을 액화질소를 사용하여 급속 냉각시킬 수 있다.
상기 급속냉각챔버는, 냉각챔버본체; 상기 액화질소라인에 연결되며 상기 냉각챔버본체의 내부에서 액화질소를 분사하여 급속 냉각시키는 액화질소 분사노즐; 상기 액화질소라인을 개폐시키는 제1 전자개폐밸브; 상기 냉각챔버본체의 양측 출입개구에 설치되는 도어; 상기 냉각챔버본체의 내부에 설치되며, 상기 출입 개구를 통해 도어 외부로 이동 가능한 이송 베드; 상기 냉각챔버본체에 설치되며 액화질소의 급속 기화를 위해 상기 냉각챔버본체를 진공으로 만드는 진공라인이 연결된 터보펌프; 상기 진공라인을 개폐하는 제2 전자개폐밸브; 및 상기 진공라인의 배출구 측에 설치되는 제진필터를 포함함이 적절하다.
상기 절단기의 커터는 부드러운 경사 곡선에 의해 폐기물을 쉽게 절단하도록 하단부에 물결무늬 칼날을 구비하되 인성과 강도가 강하여 폐기물에 의해 쉽게 파손되지 않도록 담금질 처리하며; 상기 절단기의 상부에 절단 현장을 촬영하여 폐기물의 절단 상태를 촬영하기 위한 카메라를 설치하되, 카메라에는 영상 분석 처리를 위한 영상인식 및 분석 프로그램이 탑재된 영상분석부와 통신부가 연결되고, 상기 영상분석부는 폐기물 중 절단이 어려운 물체가 발견될 시 이를 감지하여 절단기의 동작을 중지시키는 신호를 생성하고 통신부를 통해 작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말로 전송하도록 구비되며, 작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말을 통해 원격지에서 영상분석부의 데이터를 전송받아 절단 상태를 확인하고, 절단기 고장이 예상되는 경우 절단기의 작동을 멈추도록 지시하거나 원격지에서 작동을 통제하도록 구성할 수 있다.
상기 폐기물자원 재활용장치는, 상기 분리 컨베이어의 상부에서 상기 분리 컨베이어의 이송 방향에 반대로 이동되도록 설치되는 복수의 전자석 분리기를 더 포함함이 적절하다.
상기 전자석 분리기는, 상기 분리 컨베이어의 상부에 설치되는 이동 안내레일; 상기 이동 안내레일에 이동 가능하게 설치되는 이동블록; 상기 이동블록에 연결되며 상하로 이동 가능하게 설치되는 전자석; 상기 이동 안내레일과 전자석을 연결하는 유압 실린더; 상기 이동블록에 설치되는 유압펌프; 및 상기 이동블록에 연결되며 상기 이동블록을 상기 이동 안내레일을 따라 이동시키는 와이어를 구비한 와이어 구동부를 포함함이 적절하다.
상기 분리 컨베이어의 하부에 설치되며 분쇄된 폐기물의 낙하 중에 강풍을 제공하는 공기분사 선별부; 상기 공기분사 선별부의 전방에 설치되며, 낙하된 폐기물을 영역 별로 받아 내는 복수의 선별 수집부; 및 상기 복수의 선별 수집부에 연결되어 상기 복수의 선별 수집부 상의 폐기물을 각각 배출시키는 복수의 푸셔를 포함함이 바람직하다.
상기 폐기물자원 재활용장치는, 상기 에어분사 클리너의 상부에 설치되는 공기 흡진부를 더 포함하며, 상기 공기 흡진부는 백필터와 사이클론부를 구비함이 적절하다.
상기와 같이 기술된 본 발명은, 전선에 있는 금속 도선에서 피복재를 쉽게 분리하여 금속선과 피복재의 분리 재활용될 수 있게 만들며, 모터와 같이 도선과 금속성 본체가 포함된 전기장치를 파쇄 절단하여 성분 별로 용이하게 분리할 수 있는 폐기물자원 재활용장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 절단기의 정면 개념도이다.
도 3의 도 2의 상부 커터와 하부 커터 및 영상 촬영부의 측면 개념도이다.
도 4는 도 1의 전자석 분리기의 정면 개념도이다.
도 5는 도 1의 공기분사 선별부의 정면 개념도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 도면 복합적으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 실시 예들에 관련하여 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 다른 실시 예들로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경 가능한 것으로 도면들의 조합으로 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 다양한 측면에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능을 가리킬 수 있으며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 구체적인 형태는 설명 상의 편의를 위하여 과장되어 표현된 것일 수 있다.
하부 요소들이 설명되지 않은 각각의 유닛, 모듈, 부, 부재 또는 임의 구조는 각기 부여된 기능을 갖기 위한 통상적인 하부 요소들이 포함되거나 포함 가능한 것으로 상정하며, 도면에 도시된 하부 요소들이나 세부 구조로 제한하진 않는다. 도시되었으나 통상적인 내용으로 그 설명이 생략된 구성 요소들은, 실시 예들의 상세한 설명에 내재된 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같은 관용적인 사항들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들 중 실질적인 구현성이 높으며, 산업적 이용 가능성이 높은 일 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치를 설명한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치의 주요 구성 요소들을 도면을 기초로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치의 배치도이며, 도 2는 도 1의 절단기의 정면 개념도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치(100)는, 투입 컨베이어(110), 에어분사 클리너(111), 절단기(120), 중간 컨베이어(130), 급속냉각챔버(140), 냉동기(145), 파쇄기(160), 분쇄기(165), 및 분리 컨베이어(170)를 주요 구성으로 포함한다.
투입 컨베이어(110)는 도선이 포함된 폐기물이 공급되는 것으로서, 분리수거 처리되어 수집된 재활용 폐기물에서 본 장치에서 처리 가능한 도선 및 전기장치 등을 분리한 폐기물을 절단기(120) 측으로 이송하기 위한 컨베이어 요소들을 구비한다.
폐기물은 투입 컨베이어(110)의 상부에 절단이 용이하도록 일정부분 정열 배치되어 이송된다.
에어분사 클리너(111)는 투입 컨베이어(110)에 인접하게 위치하며, 폐기물에 에어를 분사하여 먼지 및 이물질을 제거하는 것으로서, 투입 컨베이어(110)의 양측 상부 또는 측면에서 투입 컨베이어(110) 측으로 가압된 에어를 분사하게 된다. 이를 에어분사 클리너(111)에는 에어펌프(113)가 연결되며, 에어를 분사하기 위한 에어노즐(112)이 설치된다.
에어분사 클리너(111)의 상부에는 공기 흡진부(115)가 설치된다. 공기 흡진부(115)는 백필터(116)와 사이클론부(117)를 구비하는 것으로서, 사이클론부(117)의 원심 작용에 의해 큰 입자의 이물질이 걸러지며, 큰 입자가 걸러진 공기는 백필터(116)를 통과하여 작은 입자들이 여과된 후, 외부로 배출된다. 사이클론부(117)는 와류에 의해 공기 중 큰 이물질을 걸러 내는 구조를 갖는 것이다. 이에 따라 폐기물의 에어분사 클리너(111)의 처리 중에 발생되는 크고 작은 이물질들이 공기 흡진부(115) 측으로 원활하게 처리되어 작업 환경의 공기 오염이 방지되며, 금속이나 플라스틱이 포함된 입자가 내부 및 외부 공기나 환경을 오염시키는 현상이 방지된다.
도 3은 도 2의 상부 커터와 하부 커터 및 영상 촬영부의 측면 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 절단기(120)는 투입 컨베이어(110)에 연결되어 위치하며, 복수의 절단 커터에 의해 폐기물을 절단하는 것으로서, 상부에서 유압 실린더(121)에 의해 이동되는 상부 커터(122)와 하부에서 고정되는 하부 커터(123) 및 상부 커터(122)와 하부 커터(123)의 양측에서 폐기물을 이송하는 복수의 롤러(125)를 포함한다. 롤러(125)의 외주면에는 폐기물에 마찰을 주기 위한 홈부들이 형성됨이 바람직하다.
절단기(120)의 커터는 하단부에 물결무늬 칼날(124)을 가질 수 있다. 이러한 물결무늬 칼날(124)은 특수하게 담금질 처리된 것으로서, 인성과 강도가 강하여 폐기물에 의해 쉽게 파손되지 않게 되며, 부드러운 경사 곡선에 의해 폐기물이 쉽게 절단될 수 있게 만든다.
절단기(120)의 상부에는 절단 현장을 촬영하여 폐기물의 절단 상태를 촬영하기 위한 카메라(126)가 설치되며, 카메라(126)에는 영상 분석부(127)와 통신부(128)가 연결된다. 영상 분석부(127)는 폐기물 중 절단이 어려운 물체가 발견되며, 이를 감지하여 절단기(120)의 동작을 중지시키는 신호를 생성하며 통신부(128)를 통해 작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말로 전송한다. 영상 분석부(127)에는 영상 분석 처리를 위한 영상인식 및 분석 프로그램이 탑재된다.
작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말을 통해 원격지에서 영상 분석부(127)의 데이터를 전송받아 절단 상태를 확인하게 되며, 절단기(120) 고장이 예상되는 경우에는 절단기(120)의 작동을 멈추도록 지시하거나 원격지에서 작동을 통제할 수 있다.
절단기(120)의 폐기물 이송방향 연장선에는 중간 컨베이어(130)가 설치된다.
중간 컨베이어(130)는 투입 컨베이어(110)보다 짧게 구성되고 절단기(120)에 연결 설치되어 절단된 폐기물을 이송하는 것으로서, 절단기(120)에서 절단된 짧게 절단된 일정 길이나 크기가 줄어든 폐기물들이 올려 지면, 이를 급속냉각챔버(140)로 이송한다.
중간 컨베이어(130)는 이송 공간을 차단하도록 단열 터널을 마련하며, 폐기물의 단열을 위해 외부와 차단시키는 단열 커버(131)를 포함한다.
본 실시예에서는, 폐기물의 피복재가 급속냉각챔버(140)에서 냉각 경화되어 파쇄 및 분쇄가 이루어진다.
급속냉각챔버(140)는 중간 컨베이어(130)에 연결되어 설치되며, 절단된 폐기물을 급속 냉각시키는 것으로서, 폐기물들을 경화시켜 쉽게 깨지거나 부셔지게 만든다.
이러한 급속냉각챔버(140)는, 냉각챔버본체(141), 액화질소라인(156)에 연결되며 냉각챔버본체(141)의 내부에서 액화질소를 분사하여 급속 냉각시키는 액화질소 분사노즐(142), 액화질소라인(156)을 개폐시키는 제1 전자개폐밸브(143), 및 냉각챔버본체(141)의 양측 출입개구에 설치되는 도어(144)를 포함한다.
급속냉각챔버(140)에는 급속냉각챔버(140)를 냉각 유지시키는 냉동기(145)가 설치된다. 냉동기(145) 만으로 급속냉각챔버(140)가 영하 20도 이하로 유지되지만, 폐기물들의 출입 후에는 온도가 떨어지게 되므로, 액화질소의 분사가 필요하게 된다.
폐기물들의 냉동경화시간이 충분하거나 일정 온도 이하에서 쉽게 경화되는 폐기물인 경우에는 냉동기(145)만을 사용하여 급속냉각챔버(140)에서 폐기물들을 급속 냉각시킬 수 있다.
급속냉각챔버(140)는 냉각챔버본체(141)의 내부에 설치되며 출입 개구(146)를 통해 도어(144) 외부로 이동 가능한 이송 베드(147), 냉각챔버본체(141)에 설치되며 액화질소의 급속 기화를 위해 냉각챔버본체(141)를 진공으로 만드는 진공라인(148)이 연결된 터보펌프(149), 진공라인(148)을 개폐하는 제2 전자개폐밸브(153), 및 진공라인(148)의 배출구 측에 설치되는 제진필터(154)를 더 포함함이 적절하다.
본 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치는, 급속냉각챔버(140)에 연결되며 액화질소가 저장된 액화질소탱크(155), 및 급속냉각챔버(140)와 액화질소탱크(155)를 연결하는 액화질소라인(156)을 더 포함하며, 급속냉각챔버(140)의 내부로 이송된 절단 폐기물을 액화질소를 사용하여 급속 냉각시킬 수 있다.
액화질소는 폐기물의 급속 냉각 후에 터보펌프(149)에 의해 작업 공간의 외부로 배기 처리된다.
이송 베드(147)는 중간 컨베이어(130) 측으로 연결되어 중간 컨베이어(130)로 이송된 절단된 폐기물들을 받아 급속냉각챔버(140)의 내부로 이동시킨다. 이송 베드(147)가 폐기물들을 싣고 급속냉각챔버(140)로 들어오면 급속냉각챔버(140)의 양측 도어(144)에 의해 출입 개구(146)가 폐쇄된다. 이후에는 터보펌프(149)가 가동되어 급속냉각챔버(140)가 대기압 이하의 진공상태로 만들어지며, 급속냉각챔버(140)가 미리 설정된 진공 기압이 도달되면 터보펌프(149)에 연결된 진공라인(148)이 제2 전자개폐밸브(153)에 의해 폐쇄된다.
급속냉각챔버(140)의 진공 상태에서 제1 전자개폐밸브(143)가 열리고, 액화질소가 액화질소 분사노즐(142)을 통해 분사되며, 급속냉각챔버(140)의 폐기물들은 급속하게 냉각된다. 급속냉각챔버(140)에서 폐기물들의 급속냉각이 이루어진 후에, 출입 개구(146) 측 좌측 도어(144)가 열리고 이송 베드(147)에 의해 이미 절단되어 있는 폐기물들이 파쇄기(160) 측으로 투입된다.
이송 베드(147)의 외부에는 이송 베드(147) 측으로 폐기물을 밀어 놓고, 이후 급속냉각챔버(140)에서 파쇄기(160) 측으로 더 밀어 이송하기 위한 베드 푸셔(157)가 마련될 수 있다. 베드 푸셔(157)는 유압 실린더 구조로서, 유압 실린더의 연장 스트로크를 위한 선형구동 스테이지(158) 상에 배치된다.
파쇄기(160)는 상부에서 폐기물을 투입받아 하부로 배출하며, 급속냉각챔버(140)에 배출되는 절단된 폐기물을 파쇄 처리하는 것으로서, 한 쌍의 암수 구조로 맞닿는 고강성 파쇄 커터(161)들이 복수의 회전축(162)에 설치된다. 폐기물은 고강성 커터들에 의해 작은 조각들로 파쇄되어 파쇄기(160)의 하부로 배출된다.
분쇄기(165)는 파쇄기(160)에 연결되어 설치되며, 파쇄된 폐기물을 분쇄하는 것으로서, 본 실시예서는 맷돌과 같은 구조가 사용된다. 상부 맷돌(166)과 하부 맷돌(167)은 고강성 철강 재료로 만들어진 것으로서, 맷돌과 같이 분쇄를 위한 거치면부나 돌기들을 포함할 수 있다.
상부 맷돌(166)은 하부 맷돌(167)에 대해 회전 구동될 수 있으며, 이를 위해 분쇄기(165)에는 맷돌 구동부가 포함된다.
분쇄기(165)는 맷돌 구조로서 상부로 폐기물이 투입되며, 하부로 배출되는 구조이다. 파쇄기(160)와 분쇄기(165) 사이에는 파쇄기(160)의 파쇄된 폐기물을 분쇄기(165)의 투입구로 이송하여 투입시키는 경사 컨베이어(168)가 배치될 수 있다.
한편, 분쇄기(165)는 맷돌구조가 바람직하나 맷돌구조로 반드시 한정되지 않으며, 구조 변경을 통해 기존의 해머링 방식의 분쇄기(165)가 사용되도록 만들 수 있다.
파쇄기(160)와 분쇄기(165) 사이에는 이동 통로에는, 파쇄된 폐기물의 냉각을 위한 공기조화유닛이 연결될 수 있다.
도 4는 도 1의 전자석 분리기의 정면 개념도이다.
도 1과 도 4를 참조하면, 분리 컨베이어(170)는 분쇄기(165)에 연결되어 설치되며 분쇄된 폐기물을 분리 공정을 위해 이송하는 것으로서 잘게 분쇄된 폐기물은 분리 컨베이어(170)의 이송 중에 철재나 자성에 용이하게 반응하는 조각들이 걸러진다.
분리 컨베이어(170)는, 자력을 갖는 자성 컨베이어 벨트(171), 자성 컨베이어 벨트(171)에 자력을 제공하는 복수의 전자석 모듈(172), 및 전자석 모듈(172)의 자력을 자성 컨베이어 벨트(171)의 상부와 하부에서 반대로 제어하는 전자석 컨트롤러(125)를 포함하며, 전자석 컨트롤러(125)는 분쇄된 폐기물 중 강자성 금속재를 자성 컨베이어 벨트(171)의 상부에서 부착시키고 하부로 이송하여 분리시킬 수 있다.
폐기물자원 재활용장치는, 분리 컨베이어(170)의 상부에서 분리 컨베이어(170)의 이송 방향에 반대로 이동되도록 설치됨으로써 분리 컨베이어(170) 상의 폐기물에서 자성이 반응하는 금속 조각을 분리할 수 있는 복수의 전자석 분리기(180)를 더 포함함이 적절하다.
전자석 분리기(180)는, 분리 컨베이어(170)의 상부에 설치되는 이동 안내레일(181), 이동 안내레일(181)에 이동 가능하게 설치되는 이동블록(182), 이동블록(182)에 연결되며 상하로 이동 가능하게 설치되는 전자석(183), 이동 안내레일(181)과 전자석을 연결하는 유압 실린더(185), 이동블록(182)에 설치되는 유압펌프(186), 및 이동블록(182)에 연결되며 이동블록(182)을 이동 안내레일(181)을 따라 이동시키는 와이어(188)를 구비한 와이어 구동부(187)를 포함함이 적절하다.
전자석(183)은 와이어 구동부(187)에 의해 이동 안내레일(181)을 따라 이동되는 이동블록(182)에 의해 분리 컨베이어(170)의 이송 방향에 반대로 이동되며, 유압 실린더(185)에 의해 분리 컨베이어(170) 상에 인접하게 배치됨으로써 분리 컨베이어(170)에서 자성에 반응하는 금속조각을 자력에 의해 분리시킬 수 있다.
도 5는 도 1의 공기분사 선별부의 정면 개념도이다.
도 1과 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 폐기물자원 재활용장치(100)는, 분리 컨베이어(170)의 하부에 설치되며 분쇄된 폐기물의 낙하 중에 강풍을 제공하는 공기분사 선별부(190), 공기분사 선별부(190)의 전방에 설치되며 낙하된 폐기물을 영역 별로 받아 내는 복수의 선별 수집부(191), 및 복수의 선별 수집부(191)에 연결되어 복수의 선별 수집부(191) 상의 폐기물을 각각 배출시키는 복수의 푸셔(195)를 더 포함함이 적절하다.
공기분사 선별부(190)는 분리 컨베이어(170)서 낙하되는 폐기물을 바람을 제공하며, 폐기물은 밀도에 따라 바람의 영향으로 낙하되는 지점이 다르게 된다.
폐기물은 밀도가 큰 것에서 작은 순서로 분리 컨베이어(170)에서 멀리 떨어져 복수의 선별 수집부(191) 상에 안착된다. 복수의 선별 수집부(191) 중 분리 컨베이어(170)에 인접한 것에는 피복재와 같은 합성수지 조각이 떨어지며, 알루미늄, 구리, 아연 합판, 철, 텅스텐 같은 금속은 밀도와 공기 저항을 받는 형상에 따라 착지 지점이 결정된다.
복수의 선별 수집부(191) 상에 있는 폐기물 조각들은 푸셔(195)에 의해 한쪽으로 이송되어 배출 수용부에 처리된다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 본질적인 기술 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다.
100: 장치 110: 투입 컨베이어
111: 에어분사 클리너 112: 에어노즐
113: 에어펌프 115: 공기 흡진부
116: 백필터 117: 사이클론부
120: 절단기 121: 유압 실린더
122: 상부 커터 123: 하부 커터
124: 물결무늬 칼날 125: 롤러
126: 카메라 127: 영상 분석부
128: 통신부 130: 중간 컨베이어
131: 단열 커버 140: 급속냉각챔버
141: 냉각챔버본체 142: 액화질소 분사노즐
143: 제1 전자개폐밸브 144: 도어
145: 냉동기 146: 출입 개구
147: 이송 베드 148: 진공라인
149: 터보펌프 153: 제2 전자개폐밸브
154: 제진필터 155: 액화질소탱크
156: 액화질소라인 157: 베드 푸시
160: 파쇄기 161: 파쇄 커터
162: 회전축 165: 분쇄기
166: 상부 맷돌 167: 하부 맷돌
168: 경사 컨베이어 170: 분리 컨베이어
171: 자성 컨베이어 벨트 172: 전자석 모듈
173: 전자석 컨트롤러 180: 전자석 분리기
181: 이동 안내레일 182: 이동블록
183: 전자석 185: 유압 실린더
186: 유압펌프 187: 와이어 구동부
190: 공기분사 선별부 191: 선별 수집부
195: 푸셔

Claims (8)

  1. 도선이 포함된 폐기물이 공급되는 투입 컨베이어; 상기 투입 컨베이어에 인접하게 위치하며, 폐기물에 에어를 분사하여 먼지 및 이물질을 제거하는 에어분사 클리너; 상기 투입 컨베이어에 연결되어 위치하며, 복수의 절단 커터에 의해 폐기물을 절단하는 절단기; 상기 절단기에 연결되어 설치되며 절단된 폐기물을 이송하는 중간 컨베이어; 상기 중간 컨베이어에 연결되어 설치되며, 절단된 폐기물을 급속 냉각시키는 급속냉각챔버; 상기 급속냉각챔버에 연결되어 상기 급속냉각챔버를 냉각 유지하는 냉동기; 상기 급속냉각챔버에 배출되는 절단된 폐기물을 파쇄 처리하는 파쇄기; 상기 파쇄기에 연결되어 설치되며, 파쇄된 폐기물을 분쇄하는 분쇄기; 및 상기 분쇄기에 연결되어 설치되며 분쇄된 폐기물을 분리 공정을 위해 이송하는 분리 컨베이어; 를 포함하며,
    상기 폐기물의 피복재가 상기 급속냉각챔버에서 냉각 경화되어 파쇄 및 분쇄가 이루어지고,
    상기 분리 컨베이어는 자력을 갖는 자성 컨베이어 벨트; 상기 자성 컨베이어 벨트에 자력을 제공하는 복수의 전자석 모듈; 및 상기 전자석 모듈의 자력을 상기 자성 컨베이어 벨트의 상부와 하부에서 반대로 제어하는 전자석 컨트롤러; 를 포함하되, 상기 전자석 컨트롤러는 분쇄된 폐기물 중 강자성 금속재를 상기 자성 컨베이어 벨트의 상부에서 부착시키고 하부로 이송하여 분리시키며,
    상기 분리 컨베이어의 상부에서 상기 분리 컨베이어의 이송 방향에 반대로 이동되도록 설치되는 복수의 전자석 분리기를 더 포함하되,
    상기 전자석 분리기는 상기 분리 컨베이어의 상부에 설치되는 이동 안내레일; 상기 이동 안내레일에 이동 가능하게 설치되는 이동블록; 상기 이동블록에 연결되며 상하로 이동 가능하게 설치되는 전자석; 상기 이동 안내레일과 전자석을 연결하는 유압 실린더; 상기 이동블록에 설치되는 유압펌프; 및 상기 이동블록에 연결되며 상기 이동블록을 상기 이동 안내레일을 따라 이동시키는 와이어를 구비한 와이어 구동부를 포함하는 폐기물자원 재활용장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 급속냉각챔버에 연결되며 액화질소가 저장된 액화질소탱크; 및
    상기 급속냉각챔버와 액화질소탱크를 연결하는 액화질소라인을 더 포함하며,
    상기 급속냉각챔버의 내부로 이송된 절단 폐기물을 액화질소를 사용하여 급속 냉각시키는 폐기물자원 재활용장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 급속냉각챔버는,
    냉각챔버본체;
    상기 액화질소라인에 연결되며 상기 냉각챔버본체의 내부에서 액화질소를 분사하여 급속 냉각시키는 액화질소 분사노즐;
    상기 액화질소라인을 개폐시키는 제1 전자개폐밸브;
    상기 냉각챔버본체의 양측 출입개구에 설치되는 도어;
    상기 냉각챔버본체의 내부에 설치되며, 상기 출입 개구를 통해 도어 외부로 이동 가능한 이송 베드;
    상기 냉각챔버본체에 설치되며 액화질소의 급속 기화를 위해 상기 냉각챔버본체를 진공으로 만드는 진공라인이 연결된 터보펌프;
    상기 진공라인을 개폐하는 제2 전자개폐밸브; 및
    상기 진공라인의 배출구 측에 설치되는 제진필터를 포함하는 폐기물자원 재활용장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 절단기의 커터는 부드러운 경사 곡선에 의해 폐기물을 쉽게 절단하도록 하단부에 물결무늬 칼날을 구비하되 인성과 강도가 강하여 폐기물에 의해 쉽게 파손되지 않도록 담금질 처리하며;
    상기 절단기의 상부에 절단 현장을 촬영하여 폐기물의 절단 상태를 촬영하기 위한 카메라를 설치하되, 카메라에는 영상 분석 처리를 위한 영상인식 및 분석 프로그램이 탑재된 영상분석부와 통신부가 연결되고,
    상기 영상분석부는 폐기물 중 절단이 어려운 물체가 발견될 시 이를 감지하여 절단기의 동작을 중지시키는 신호를 생성하고 통신부를 통해 작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말로 전송하도록 구비되며,
    작업 관제센터나 작업자 또는 감독자 단말을 통해 원격지에서 영상분석부의 데이터를 전송받아 절단 상태를 확인하고, 절단기 고장이 예상되는 경우 절단기의 작동을 멈추도록 지시하거나 원격지에서 작동을 통제하도록 구성하는 폐기물자원 재활용장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 분리 컨베이어의 하부에 설치되며 분쇄된 폐기물의 낙하 중에 강풍을 제공하는 공기분사 선별부; 및
    상기 공기분사 선별부의 전방에 설치되며, 낙하된 폐기물을 영역 별로 받아 내는 복수의 선별 수집부; 및
    상기 복수의 선별 수집부에 연결되어 상기 복수의 선별 수집부 상의 폐기물을 각각 배출시키는 복수의 푸셔를 포함하는 폐기물자원 재활용장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 에어분사 클리너의 상부에 설치되는 공기 흡진부를 더 포함하되, 상기 공기 흡진부는 백필터와 사이클론부를 구비하며,
    상기 사이클론부는 와류에 의해 공기 중 큰 이물질을 걸러 내는 구조를 갖는 것으로서, 상기 사이클론부의 원심 작용에 의해 큰 입자의 이물질을 걸러내고, 큰 입자가 걸러진 공기는 백필터를 통과하여 작은 입자들을 여과한 후 외부로 배출시킴으로써 폐기물의 에어분사 클리너의 처리 중에 발생되는 크고 작은 이물질들이 공기 흡진부 측으로 유입 처리되어 작업 환경의 공기 오염을 방지함과 더불어 금속이나 플라스틱이 포함된 입자가 내부 및 외부 공기나 환경을 오염시키는 현상을 방지되게 하는 폐기물자원 재활용장치.
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