KR102329744B1 - 폐전지 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐전지 선별장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합상태로 분리수거된 다량의 폐전지를 종류별로 선별(選別)함과 더불어 단계적 공정수행을 통해 폐전지들을 보다 완벽히 선별해 낼 수 있도록 한 폐전지 선별장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 폐전지를 수집 후 일방향 이송시키되 진동을 이용한 폐전지들의 이송력과 하중차 분리력을 높이는 경사스크린; 상기 경사스크린의 정해진 위치에 구비된 상태로, 상기 경사스크린을 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지만 낙하배출시켜 폐전지들을 우선선별하는 1차선별수단; 상기 1차선별수단이 위치한 상기 경사스크린의 정해진 위치 하측에 배치된 상태로, 상기 1차선별수단을 통과하는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 낙하배출시키는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시켜 폐전지들을 재차선별하는 2차선별수단; 및, 상기 경사스크린을 지면으로부터 떠받치는 베이스구조체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐전지 선별장치{SORTING APPARATUS OF SPENT BATTERY}

본 발명은 폐전지 선별장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합상태로 분리수거된 다량의 폐전지를 종류별로 선별(選別)함과 더불어 단계적 공정수행을 통해 폐전지들을 보다 완벽히 선별해 낼 수 있도록 한 폐전지 선별장치에 관한 것이다.

산업발전에 따른 전자기술(電子技術, electronics)의 발달로 전자제품의 수요가 증가함에 따라 가전이나 완구 및 시계 등의 에너지원으로 우리가 흔히 사용하는 전지(1차전지 / 망간전지, 수은전지)의 수요량도 매년 20% 이상의 신장율을 보이고 있다.

국내의 전지시장은 연간 6,500억 규모로, 한 해 동안 국내에서 소비되는 (건)전지는 총 10억개에 달하는데, 이는 국민 한 사람이 한달 평균 2개 정도를 사용하는 수치에 해당하며, 따라서 하루에 300만개의 폐전지가 발생하고 있으나 현재 대부분 일반폐기물로 처리되는 실정이다.

한편, 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」 제18조 규정에 따르면, 전지류(수은전지, 산화은전지, 니켈·카드뮴전지, 리튬1차전지, 망간전지·알칼리망간전지, 니켈수소전지)가 재활용의무대상에 포함되어 폐전지의 수거율이 점차 높아지고는 있으나, 서울특별시에서 조사한 바에 의하면 2017년 생활내 사용이 가장 많은 망간전지의 국내 총사용량은 1만1850톤이지만 회수량은 267톤으로 회수율이 22.3%에 그쳤다.

이렇게 폐기되는 전지는 직접적 환경오염은 드믈지만 망간, 리튬 및 수은 등의 중금속 및 가성소다(sodium hydroxide)와 염화암모늄 등의 전해액이 사용되고 있으므로, 매립 및 소각에 의한 환경부하를 줄이기 위하여 재활용하는 것이 세계적인 추세이다.

더욱이, 전지에는 앞서 언급한 망간, 리튬 및 수은 등의 유가금속(有價金屬)이 함유되어 있어, 천연부존자원(天然賦存資源, nature endowed resources)의 부족으로 상기한 유가금속 대부분을 수입에 의존하는 우리나라의 경우 폐전지(유가금속)의 재활용은 환경보존적 측면과 더불어 자원확보로 막대한 외화를 절약할 수 있다.

그런데, 전체 전지 사용량의 80% 이상을 차지할 정도로 생활내 사용이 가장 많은 전지의 경우 막대모양이나 단추모양으로 종류(형태)별 특성이 육안으로 확연히 구분되나, 보통 구분없이 혼합상태로 분리수거되는 것이 일반적이어서 재활용목적으로 세분화 선별하는데 상당한 어려움을 겪고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 제10-2004-0099658호를 통해, 수거된 폐전지를 형상 및 종류별로 자동 선별분류할 수 있도록 한 폐전지 선별장치가 개시된 바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 폐전지 선별장치를 나타낸 장치구성도로써, 종래의 상기 폐전지 선별장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 투입되는 폐전지가 장치내로 이송되어지는 진입량을 조절하기 위한 진입량제어부(910)와, 상기 진입되어진 폐전지를 이송시키는 과정에서 일방향으로 정렬시키기 위한 정렬부(920)와, 이송되어진 폐전지의 크기를 구분하기 위한 크기선별부(930)와, 폐전지의 무게를 감지하는 중량감지부(940)와, 선별된 각각의 폐전지를 이송시키기 위한 이송부(950)와, 이송되어지는 폐전지를 해당 위치에서 배출시키는 배출부(960)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

종래 기술에 의하면, 수거된 폐전지가 장치의 입구측으로 투입되면, 상기 진입량제어부(910)에서는 선별을 위해 진입되는 폐전지가 일시에 과다한 량이 유입되지 않도록 함으로서 진입량을 일정량으로 유지시키는 역할을 수행하고, 그 진입 후 연속적으로 이송되는 폐전지는 상기 정렬부(920)에서 원통형(막대모양)의 전지가 일방향으로 정렬된다. 이후, 상기 선별부(930)에서는 폐전지가 4가지 타입의 크기별로 선별되며, 그렇게 선별된 폐전지는 매직핸드(미도시)에 의해 상기 중량감지부(940) 상에 적재된다.

여기서, 상기 중량감지부(940)는 4가지 타입별로 나뉘어져 있는데, 각각에 있어 망간전지와 알칼리망간전지의 무게를 측정하게 되며, 이때의 각 전지 위치가 기억되었다가 상기 이송부(950)를 통한 이송과정에서 정해진 위치에 도달하면 그 정해진 위치에 있는 배출구가 열리면서 상기 배출부(960)의 푸싱장치(962) 작동에 의해 밀려나가 각각의 컨베이어(961)를 통한 자동적 선별배출이 이루어지게 되는 것이다.

하지만, 상기 선별부(930)를 통해 크기별로 선별된 폐전지들을 각 중량감지부(940) 상에 올려놓는 동작을 수행하는 상기 매직핸드가 어떠한 작용관계에 따라 상기 동작을 수행하는지에 대한 기술적 특징이 명확하지 않아, 발명의 공업상 이용이 실질적으로 불가능하다.

또한, 상기 정렬부(920)가 원통형의 망간전지 및 알칼리망간전지의 무게를 측정하며 이때의 각 전지 위치가 중량감지부(940)에 의해 기억되었다가 상기 이송부(950)에서 이송되는 과정에서 정해진 위치에 도달하면 정해진 배출구가 열리면서 상기 푸싱장치(962)의 작동에 의해 밀려나가 각각의 컨베이어(961)를 통해 선별배출이 이루어지긴 하나, 원통형(이하 "막대모양"이라 함)이 아닌 크기가 작고 형태가 납작한 원반형(이하 "단추모양"이라 함) 전지의 경우 상기 푸싱장치(962)로 밀어내기가 용이치 않아 막대모양의 전지 외 단추모양의 전지는 선별배출이 사실상 불가한 문제가 있다.

결국, 보통 구분없이 혼합상태로 분리수거되는 막대모양의 폐전지(망간전지 및 리튬전지 등)와 단추모양의 폐전지(수은전지 등)를 완벽에 가깝게 선별해 낼 수 있는 폐전지 선별장치의 연구개발이 절실하다.

(문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2004-0099658호(2004.12.02. 공개)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐전지 이송의 이송플레이트 및 그 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지만을 낙하배출시키고 또한 그 낙하배출의 선별공정을 반복수행하는 1,2차선별수단을 구비하여, 상기 1,2차선별수단에 의한 폐전지의 종류별 선별 및 선별효율의 향상을 도모하고 그로써 완벽에 가까운 선별이 가능할 수 있도록 하는 폐전지 선별장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지의 이송분량을 일정상태로 유지시키는 분량제어수단을 구비하여, 폐전지들의 과다이송에 따른 공정과부하 발생의 문제는 물론 그로 인한 선별능력 저하의 문제를 해소하여 공정효율의 극대화 달성이 가능할 수 있도록 하는 폐전지 선별장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폐전지를 수집 후 일방향 이송시키되 진동을 이용한 폐전지들의 이송력과 하중차 분리력을 높이는 경사스크린; 상기 경사스크린의 정해진 위치에 구비된 상태로, 상기 경사스크린을 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지만 낙하배출시켜 폐전지들을 우선선별하는 1차선별수단; 상기 1차선별수단이 위치한 상기 경사스크린의 정해진 위치 하측에 배치된 상태로, 상기 1차선별수단을 통과하는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 낙하배출시키는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시켜 폐전지들을 재차선별하는 2차선별수단; 및, 상기 경사스크린을 지면으로부터 떠받치는 베이스구조체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 경사스크린의 미리 정한 위치에 배치된 상태로, 폐전지들의 이송분량을 일정상태로 유지시키는 분량제어수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사스크린은, 폐전지가 낙하수집되는 투입호퍼와, 상기 투입호퍼 하말단으로부터 일방향으로 경사를 가지고 연장된 상태로 상기 투입호퍼로부터 배출되는 폐전지를 일방향 이송시키는 이송플레이트와, 상기 이송플레이트의 정해진 위치에 장착된 상태로 상기 이송플레이트에 진동을 부여하는 바이브레이터로 구성된다.

더하여, 상기 1차선별수단은, 상기 이송플레이트의 정해진 범위내에서 소정간격을 두고 종과 횡으로 관통배열되어 상기 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양 폐전지의 낙하배출을 이루는 다수의 낙하공과, 상기 낙하공들 내측에 위치하도록 상기 이송플레이트 하측에 배치된 상태로 상기 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 막대모양 폐전지의 낙하배출을 차단하는 다수의 간섭봉으로 구성된다.

또한, 상기 2차선별수단은, 좌우로 연속배열되고 사이사이에 소정간격의 이격틈새를 마련하여 상기 낙하공을 통해 낙하배출되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 상기 이격틈새를 통해 낙하배출이 가능토록 하는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시키는 다수의 필터링앵글과, 상기 필터링앵글들의 하부를 떠받치는 서포트바와, 상기 필터링앵글들의 이송방향 선단부에 구비된 상태로 상기 필터링앵글을 따라 일방향 이송된 폐전지의 이송낙하를 유도하는 회수대와, 상기 필터링앵글의 가장자리 각부 상측에 구비된 상태로 상기 낙하공들을 통해 낙하배출되는 폐전지들의 탈락을 방지하는 이탈방지판과, 상기 서포트바를 상기 이송플레이트 하측에 고정함과 더불어 상기 필터링앵글의 경사각 조절이 가능한 힌지부재로 구성된다.

더하여, 상기 분량제어수단은, 상기 투입호퍼의 배출구를 가려막아 폐전지의 다량배출을 억제하는 블로킹패널과, 상기 블로킹패널 상측에 일체로 결합되고 상기 이송플레이트 상에 배치된 상태로 블로킹패널을 개폐시키도록 축회전되는 모션샤프트와, 상기 이송플레이트 양측에 거치된 상태로 상기 모션샤프트의 축회전을 돕는 베어링유니트로 구성된다.

또한, 상기 1차선별수단에는, 상기 베이스구조체의 상측에 결속된 상태로 상기 이송플레이트의 견인 및 경사각 조절이 가능한 견인부재가 더 구성된다.

더하여, 상기 이송플레이트의 폐전지 이송방향 끝단으로부터는, 막대모양의 폐전지 낙하배출은 허용하는 반면 그 막대모양의 폐전지에 비해 상대적 부피가 큰 이물질의 낙하배출은 차단하는 선별그릴이 연장상태로 구비된다.

더하여, 상기 필터링앵글은, 낙하하는 폐전지를 상기 이격틈새로 이동을 유도하도록 단면으로 보았을 때 "∧"형태를 이루는 금속앵글이다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 폐전지 선별장치는, 경사스크린의 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 막대모양의 폐전지를 제외한 단추모양의 폐전지들이 1차선별수단을 통해 낙하배출되는 1차적 선별에 더해, 상기 1차선별수단에 의거 1차적으로 선별된 폐전지들 중 단추모양의 폐전지가 2차선별수단에 의거 재차 낙하배출되는 2차적 선별, 이러한 단계(1,2차)적 선별공정 수행으로 폐전지 선별효율의 극대화가 달성되는 효과가 있다.

또한, 상기 1,2차선별수단을 통해 낙하배출되는 단추모양의 폐전지들이 상기 2차선별수단 하측의 설치장소 바닥에 준비된 수거박스로 자동회수되고, 상기 1차선별수단을 통해 낙하배출되지 못한 막대모양의 폐전지들과 상기 2차선별수단을 통해 낙하배출되지 못한 막대모양의 폐전지들이 상기 이송플레이트 및 2차선별수단의 필터링앵글과 회수대를 따라 일방향 이송되어 이송플레이트의 이송방향 끝단부 하측의 설치장소 바닥에 준비된 다른 수거박스로 자동회수됨으로써, 작업자의 공정개입이 필요없는 폐전지 선별공정의 자동화가 실현되는 효과가 있다.

이와 함께, 상기 경사스크린의 투입호퍼 배출구 위치에 구비된 분량제어수단에 의해 상기 투입호퍼로부터 배출되어 이송플레이트로 유입되는 폐전지들의 이송분량이 일정상태로 유지됨으로써, 폐전지 과다이송에 따른 공정과부하 발생의 문제 및 그로 인한 선별능력 저하의 문제가 동시에 해결되므로 공정효율의 극대화가 달성되는 효과가 있고, 지금까지와 같은 각종 효과 달성으로, 폐기물 처리산업의 발전 및 활성화는 물론이거니와 자원소모량(resource consumption)의 증가로 지구상 부족자원의 고갈현상이 심화되고 있는 지금, 유가금속을 함유한 폐전지를 제련산업(製鍊産業)의 한 분야로 이끌어 나가는데 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 종래 기술에 따른 폐전지 선별장치를 나타낸 장치구성도
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 폐전지 선별장치의 외부구조를 나타낸 사시도와 정면도 및 측면도와 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치의 내부구조를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 1차선별수단과 2차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대단면도.
도 8은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 1차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대사시도.
도 9는 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 2차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대사시도.
도 10은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치를 통한 폐전지의 선별흐름을 개략적으로 나타낸 예시단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 폐전지 선별장치의 외부구조를 나타낸 사시도와 정면도 및 측면도와 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치의 내부구조를 나타낸 측단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 1차선별수단과 2차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 1차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 폐전지 선별장치 중 2차선별수단의 구성관계를 나타낸 요부확대사시도이다.

도 2 내지 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐전지 선별장치(A)는, 폐전지의 수집 및 그 수집된 폐전지들을 일방향(경사방향) 이송시키되 진동을 이용한 폐전지들의 이송력과 하중차(荷重差) 분리력을 높이는 경사스크린(1)과, 상기 경사스크린(1)의 정해진 위치에 구비된 상태로 그 경사스크린(1)을 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지만 낙하배출시켜 폐전지들을 우선선별하는 1차선별수단(2)과, 상기 1차선별수단(2)이 위치한 경사스크린(1)의 정해진 위치 하측에 배치된 상태로 1차선별수단(2)을 통과(낙하배출)하는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 낙하배출시키는 반면 그 외 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시켜 폐전지들을 재차선별하는 2차선별수단(3)과, 상기 경사스크린(1)을 지면으로부터 떠받치는 베이스구조체(4)를 포함한다.

또한, 폐전지의 일방향 이송이 시작되는 상기 경사스크린(1)의 미리 정한 위치에 배치된 상태로 폐전지들의 이송분량을 일정상태로 유지시키는 분량제어수단(5)을 더 포함한다.

경사스크린(1)은, 폐전지들을 종류별로 선별하고자 해당 폐전지들을 일방향으로 이송시키기 위한 것으로, 별도 공급장치(컨베이어 등 / 미도시)로부터 투하되는 폐전지가 낙하수집되는 투입호퍼(11)와, 상기 투입호퍼(11) 하말단으로부터 일방향으로 경사를 가지고 연장된 상태로 투입호퍼(11)로부터 배출되는 폐전지를 일방향 이송시키는 이송플레이트(12)와, 상기 이송플레이트(12)의 정해진 위치에 장착된 상태로 그 이송플레이트(12)에 진동을 부여하는 바이브레이터(13)로 구성된다.

상기 투입호퍼(11)는, 별도의 상기 공급장치로부터 투하되는 다량의 폐전지들을 담아 아래의 이송플레이트(12)로 내려보내는데 적합한 덕트형(duct type) 구조를 이루는 것이 바람직하다.

상기 이송플레이트(12)는, 투입호퍼(11)로부터 배출되는 폐전지를 일정거리 이송시키는 긴 금속판체로써, 양측 각 끝단부로부터는 폐전지의 탈락을 방지하는 월패널(121)이 수직으로 연장되어 있고, 또한 폐전지 이송방향 끝단으로부터는 막대모양의 폐전지 낙하배출은 허용하는 반면 그 막대모양의 폐전지에 비해 상대적 부피가 큰 이물질의 낙하배출은 차단하므로 폐전지와 이물질을 분리하는 망사형의 선별그릴(122)이 연장상태로 구비되어 있다.

상기 바이브레이터(13)는, 압력기체 주입관계에 따라 진퇴작용하는 로드에 의거 이송플레이트(13)의 진동을 유발함에 적합한 에어바이브레이터(air vibrator)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용관계를 나타내는 기계요소(예컨대, 솔레노이드 또는 진동모터 등)라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

1차선별수단(2)은, 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12)를 통과하는 폐전지들의 1차적 선별을 위한 것으로, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이송플레이트(12)의 정해진 범위내에서 소정간격을 두고 종과 횡으로 관통배열되어 상기 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양 폐전지의 낙하배출을 이루는 다수의 낙하공(21)과, 상기 낙하공(21)들 내측에 위치하도록 이송플레이트(12) 하측에 배치된 상태로 상기 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지를 제외한 막대모양 폐전지의 낙하배출을 차단하는 다수의 간섭봉(22)으로 구성된다.

또한, 상기 베이스구조체(4)의 지지프레임(41) 상측에 결속된 상태로 상기 이송플레이트(12)를 견인하는 동시에 그 이송플레이트(12)의 경사각 조절이 가능한 견인부재(23)가 더 구성된다.

상기 낙하공(21)은, 단추모양의 폐전지(수은전지)가 통과할 수 있도록 그 단추모양의 폐전지 직경보다 큰 직경의 크기를 가진 구멍이다.

상기 간섭봉(22)은, 낙하공(21) 내측에 위치되되 상기 낙하공(21)의 일측으로 치우친 위치편차(D)를 갖는 바, 이는 상기 낙하공(21) 안으로 진입한 단추모양의 폐전지 일측을 간섭하여 단면두께가 얇은 그 단추모양의 폐전지가 수직상태로 회전되어 낙하공(21) 통과가 가능토록 하는 반면 상기 낙하공(21)의 직경보다 길이가 긴 막대모양의 폐전지는 낙하공(21) 안으로 진입한 일부위를 간섭하여 그 막대모양의 폐전지가 수평상태를 유지토록 하여 낙하공(21) 통과가 불가능케 하기 위함이다.

2차선별수단(3)은, 상기 1차선별수단(3)에 의거 1차적으로 선별된 폐전지들의 2차적 선별로 통해 보다 완벽한 선별을 달성하기 하기 위한 것으로, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 좌우로 연속배열되고 사이사이에 소정간격의 이격틈새(311)를 마련하여 상기 1차선별수단(3)의 낙하공(21)을 통해 낙하배출되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 상기 이격틈새(311)를 통해 낙하배출이 가능토록 하는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향(경사방향)으로 이송시키는 다수의 필터링앵글(31)과, 상기 필터링앵글(31)들의 하부를 떠받치는 서포트바(32)와, 필터링앵글(31)들의 이송방향 선단부에 구비된 상태로 상기 필터링앵글(31)을 따라 일방향 이송된 폐전지의 이송낙하를 유도하는 회수대(33)와, 상기 필터링앵글(31)의 가장자리 각부 상측에 구비된 상태로 상기 1차선별수단(2)의 낙하공(21)들을 통해 낙하배출되는 폐전지들의 탈락을 방지하는 이탈방지판(34)과, 상기 서포트바(32)를 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12) 하측에 고정함과 더불어 상기 필터링앵글(31)의 경사각 조절이 가능한 힌지부재(35)로 구성된다.

상기 필터링앵글(31)은, 낙하하는 폐전지를 상기 이격틈새(311)로 이동을 유도하도록 단면으로 보았을 때 "∧"형태를 이루는 통상의 금속앵글인 것이 바람직하다.

상기 서포트바(32)는, 좌우로 배치된 다수의 상기 필터링앵글(31)을 아래에서 떠받칠 수 있는 일정길이의 금속막대(또는 금속앵글)인 것이 바람직하다.

상기 회수대(33)는, 필터링앵글(31)을 따라 일방향 이송된 폐전지들의 이송낙하는 유도함과 더불어 그 과정에서의 폐전지 탈락을 방지하는 판체형 구조를 이루는 것이 바람직하다.

상기 이탈방지판(34)은, 다수의 필터링앵글(31) 중 양측 끝에 배치된 필터링앵글들의 각 상단에 배치된 상태로 상기 1차선별수단(2)의 낙하공(21)들로부터 낙하배출되는 폐전지가 탈락하지 않도록 하는 판체인 것이 바람직하다.

상기 힌지부재(35)는, 일단이 서포트바(31)에 연결되고 타단이 상기 경사스크린(1) 중 이송플레이트(12)의 정해진 부위에 연결되며 상기 일단과 타단이 힌지핀을 중심으로 상호간 회전이 가능한 힌지(hinge)구조를 갖는 것이라면 바람직하다.

베이스구조체(4)는, 상기 경사스크린(1)의 지지 및 장치구성의 단일화를 위한 것으로, 경사스크린(1)을 떠받치도록 다수의 가로대(횡파이프)와 세로대(종파이프)를 서로 이어붙여서 만든 지지프레임(41)과, 기립상태로 상기 투입호퍼(11)를 지탱하는 지지대(42)로 구성된다.

또한, 상기 지지프레임(41) 중 세로대의 하말단에는 장치이동에 필요한 구름바퀴인 캐스터(43)가 더 구성될 수 있다.

분량제어수단(5)은, 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12)를 통해 그 이송플레이트(12)의 경사방향을 따라 일방향 이송되는 폐전지의 이송량을 일정하게 조절하기 위한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 경사스크린(1) 중 상기 투입호퍼(11)의 배출구를 가려막아 폐전지의 다량배출을 억제하는 블로킹패널(51)과, 상기 블로킹패널(51) 상측에 일체로 결합되고 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12) 상에 배치된 상태로 블로킹패널(51)을 개폐시키도록 축회전되는 모션샤프트(52)와, 상기 이송플레이트(12) 양측에 거치된 상태로 상기 모션샤프트(52)의 축회전을 돕는 베어링유니트(53)로 구성된다.

상기 블로킹패널(51)은, 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12) 상측에 배치된 상태로 경사스크린(1)의 투입호퍼(11) 배출구를 가려막는데 적합한 면적을 가진 판체인 것이 바람직하다.

상기 모션샤프트(52)는, 블로킹패널(51) 상단에 일체로 결합되며 베어링유니트(53)에 연결된 상태로 그 베어링유니트(53)에 의한 축회전이 가능한 금속봉인 것이 바람직하다.

상기 베어링유니트(53)는, 모션샤프트(52)의 지지 및 회전에 적합한 볼베어링(ball bearing)이 조합된 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용관계를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

미설명부호, (U)는 상기 바이브레이터로 압력기체를 공급하는 에어유니트(air unit)이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 폐전지 선별장치(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 10은 본 발명에 따른 폐전지 선별장치를 통한 폐전지의 선별흐름을 개략적으로 나타낸 예시단면도로써, 도 10을 참조하여, 폐전지 특히 전체 전지 사용량의 80% 이상을 차지할 정도로 생활내 사용이 가장 많으나 보통 구분없이 혼합상태로 분리수거된 다량의 막대모양 전지(망간전지, 리튬전지 등)와 단추모양 전지(수은전지 등)를 선별할 목적으로 본 발명의 폐전지 선별장치(A)를 사용할 수 있다.

구체적으로, 앞서 언급한 바와 같이 구분없이 혼합상태로 분리수거된 다량의 폐전지들을 별도의 이송장치(컨베이어 등)를 통해 본 발명의 폐전지 선별장치(A)로 공급하는 바, 이는 상기 경사스크린(1)의 투입호퍼(11) 내부로 폐전지를 투하시키는 것으로 가능하다.

이후, 상기 투입호퍼(11) 내부로 투하되는 폐전지들은 그 투입호퍼(11) 하측의 배출구를 통해 이송플레이트(12) 측으로 유입되는 것이며, 그렇게 유입되는 폐전지들은 경사를 가진 상기 이송플레이트(12)를 따라 일방향(경사방향) 이송을 이어가게 된다.

여기서, 상기 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 폐전지들은 그 이송플레이트(12)의 정해진 위치에 장착된 바이브레이터(13) 작동으로 진동하며, 그와 같은 이송플레이트(12) 진동에 의해 폐전지의 이송력 증대는 물론 폐전지들 간 하중차(무게가 무거운 정도의 차이) 분리력이 향상됨으로써 선별효율이 극대화될 수 있다.

계속해서, 상기와 같이 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 폐전지들은 이송플레이트(12)의 정해진 위치에 구비된 1차선별수단(2)에 의거 1차적으로 선별되는 바, 상기 경사스크린(1)의 투입호퍼(11)로부터 배출되는 폐전지들이 상기 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 과정에서 그 이송플레이트(12)의 정해진 위치에 다수 관통된 상기 1차선별수단(2)의 낙하공(21)들을 통해 단추모양의 전지(수은전지)가 낙하배출되는 반면 그 외 막대모양의 전지(망간전지, 리튬전지 등)들은 상기 낙하공(21)들을 통한 낙하배출이 차단되므로 폐전지들의 1차적 선별이 이루어질 수 있다.

이는, 상기 낙하공(21) 안으로 진입된 단추모양의 폐전지가 그 낙하공(21) 하측에 배치된 1차선별수단(2)의 간섭봉(22)에 간섭되긴 하나, 단추모양으로 이루어져 단면두께가 얇기 때문에 상기 낙하공(21)과 간섭봉(22) 사이공간을 통해 수직상태로 낙하배출이 가능하다.

반면, 단추모양의 폐전지 외 막대모양의 폐전지들은, 상기 낙하공(21)과 간섭봉(22)의 사이공간보다 단면두께가 두껍기 때문에 낙하공(21)을 통해 낙하배출되지 못하고, 더욱이 상기 간섭봉(22)에 의한 간섭으로 수평상태를 유지하게 됨으로써 상기 이송플레이트(12)를 따라 계속적으로 이송되는 것이며, 이후 이송플레이트(12)의 이송방향 끝단으로부터 연장된 선별그릴(122)의 사이공간을 통해 낙하배출되어 그 하측의 설치장소 바닥에 미리 구비해 둔 수거박스(또는 수거포)로 최종 회수된다.

그리고, 상기 1차선별수단(2)의 낙하공(21)들을 통해 낙하배출되는 폐전지들은 1차선별수단(2) 하측에 더 장치어 있는 2차선별수단(2)에 의거 재차(2차적) 선별되는 바, 1차선별수단(2)의 상기 낙하공(21)들을 통해 낙하배출되는 단추모양의 폐전지들은 상기 2차선별수단(2) 중 좌우로 연속배치된 다수의 필터링앵글(31) 사이사이에 마련된 낙하틈새(311)들을 통해 낙하배출된 이후 상기 1차선별수단(2)의 그 하측 설치장소 바닥에 미리 구비해 둔 다른 수거박스(또는 수거포)로 최종 회수된다.

반면, 상기 1차선별수단(2)의 낙하공(21)들을 통과한 소수의 막대모양 폐전지들은 필터링앵글(31)들 상에 거치된 상태로 일방향 이송된 다음 상기 필터링앵글(31)의 이송방향 선단부에 구비된 2차선별수단(2)의 회수대(33)에 안내되어 상기 경사스크린(1) 중 선별그릴(122) 하측의 설치장소에 미리 구비해 둔 수거박스(또는 수거포)로 최종 회수되는 것이며, 이로써 폐전지의 선별이 보다 완벽하게 이루어질 수 있다.

정리하여, 본 발명의 폐전지 선별장치(A)에 의하면, 상기 경사스크린(1)의 이송플레이트(12)를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 막대모양의 폐전지를 제외한 단추모양의 폐전지들이 1차선별수단(2)을 통해 낙하배출되는 1차적 선별에 더해, 상기 1차선별수단(2)에 의거 1차적으로 선별된 폐전지들 중 단추모양의 폐전지가 2차선별수단(3)에 의거하여 재차 낙하배출되는 2차적 선별, 이러한 단계(1,2차)적 선별공정의 수행으로 폐전지의 선별효율 극대화가 달성되는 효과를 거둘 수 있다.

또한, 상기 1,2차선별수단(2)(3)을 통해 낙하배출되는 단추모양의 폐전지들이 2차선별수단(3) 하측의 설치장소 바닥에 준비된 수거박스로 자동회수되고, 상기 1차선별수단(2)을 통해 낙하배출되지 못한 막대모양의 폐전지들과 상기 2차선별수단을 통해 낙하배출되지 못한 막대모양의 폐전지들이 상기 이송플레이트(12) 및 2차선별수단(3)의 필터링앵글(31)과 회수대(3)를 거쳐 이송플레이트(12)의 이송방향 끝단부(선별그릴 : 122) 하측의 설치장소 바닥에 준비된 다른 수거박스로 자동회수됨으로써, 작업자의 공정개입이 필요없는 폐전지 선별공정의 자동화가 실현되는 효과를 거둘 수 있다.

이와 함께, 상기 경사스크린(1)의 투입호퍼(11) 배출구 위치에 구비된 분량제어수단(5)에 의해 상기 투입호퍼(11)로부터 배출되어 이송플레이트(12)로 유입되는 폐전지들의 이송분량이 일정상태로 유지됨으로써, 폐전지 과다이송에 따른 공정과부하 및 그로 인한 선별능력 저하의 문제가 동시에 해결되므로 공정효율의 극대화가 달성되는 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 선별장치, 1 : 경사스크린
2 : 1차선별수단, 3 : 2차선별수단
4 : 베이스구조체, 5 : 분량제어수단
11 : 투입호퍼, 12 : 이송플레이트
13 : 바이브레이터, 21 : 낙하공
22 : 간섭봉, 23 : 견인부재
31 : 필터링앵글, 32 : 서포트바
33 : 회수대, 34 : 이탈방지판
35 : 힌지부재, 41 : 지지프레임
42 : 지지대, 43 : 캐스터
51 : 블로킹패널, 52 : 모션샤프트
53 : 베어링유니트, 121 : 월패널
122 : 선별그릴, 311 : 이격틈새

Claims (9)

1. 폐전지를 수집 후 일방향 이송시키되 진동을 이용한 폐전지들의 이송력과 하중차 분리력을 높이는 경사스크린; 상기 경사스크린의 정해진 위치에 구비된 상태로, 상기 경사스크린을 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지만 낙하배출시켜 폐전지들을 우선선별하는 1차선별수단; 상기 1차선별수단이 위치한 상기 경사스크린의 정해진 위치 하측에 배치된 상태로, 상기 1차선별수단을 통과하는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 낙하배출시키는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시켜 폐전지들을 재차선별하는 2차선별수단; 및, 상기 경사스크린을 지면으로부터 떠받치는 베이스구조체;를 포함하고,
   상기 경사스크린은, 폐전지가 낙하수집되는 투입호퍼와, 상기 투입호퍼 하말단으로부터 일방향으로 경사를 가지고 연장된 상태로 상기 투입호퍼로부터 배출되는 폐전지를 일방향 이송시키는 이송플레이트로 구성되며,
   상기 1차선별수단은, 상기 이송플레이트의 정해진 범위내에서 소정간격을 두고 종과 횡으로 관통배열되어 상기 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 단추모양 폐전지의 낙하배출을 이루는 다수의 낙하공과, 상기 낙하공들 내측에 위치하도록 상기 이송플레이트 하측에 배치된 상태로 상기 이송플레이트를 따라 일방향 이송되는 폐전지들 중 막대모양 폐전지의 낙하배출을 차단하는 다수의 간섭봉으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 경사스크린의 미리 정한 위치에 배치된 상태로, 폐전지들의 이송분량을 일정상태로 유지시키는 분량제어수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 경사스크린에는, 상기 이송플레이트의 정해진 위치에 장착된 상태로 상기 이송플레이트에 진동을 부여하는 바이브레이터가 더 구성됨을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 2차선별수단은, 좌우로 연속배열되고 사이사이에 소정간격의 이격틈새를 마련하여 상기 낙하공을 통해 낙하배출되는 폐전지들 중 단추모양의 폐전지는 상기 이격틈새를 통해 낙하배출이 가능토록 하는 반면 막대모양의 폐전지는 일방향 이송시키는 다수의 필터링앵글과,
   상기 필터링앵글들의 하부를 떠받치는 서포트바와,
   상기 필터링앵글들의 이송방향 선단부에 구비된 상태로 상기 필터링앵글을 따라 일방향 이송된 폐전지의 이송낙하를 유도하는 회수대와,
   상기 필터링앵글의 가장자리 각부 상측에 구비된 상태로 상기 낙하공들을 통해 낙하배출되는 폐전지들의 탈락을 방지하는 이탈방지판과,
   상기 서포트바를 상기 이송플레이트 하측에 고정함과 더불어 상기 필터링앵글의 경사각 조절이 가능한 힌지부재로 구성됨을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 분량제어수단은, 상기 투입호퍼의 배출구를 가려막아 폐전지의 다량배출을 억제하는 블로킹패널과,
   상기 블로킹패널 상측에 일체로 결합되고 상기 이송플레이트 상에 배치된 상태로 블로킹패널을 개폐시키도록 축회전되는 모션샤프트와,
   상기 이송플레이트 양측에 거치된 상태로 상기 모션샤프트의 축회전을 돕는 베어링유니트로 구성됨을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 1차선별수단에는, 상기 베이스구조체의 상측에 결속된 상태로 상기 이송플레이트의 견인 및 경사각 조절이 가능한 견인부재가 더 구성됨을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 이송플레이트의 폐전지 이송방향 끝단으로부터는, 막대모양의 폐전지 낙하배출은 허용하는 반면 그 막대모양의 폐전지에 비해 상대적 부피가 큰 이물질의 낙하배출은 차단하는 선별그릴이 연장상태로 구비됨을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.
   
9. 제5항에 있어서,
   상기 필터링앵글은, 낙하하는 폐전지를 상기 이격틈새로 이동을 유도하도록 단면으로 보았을 때 "∧"형태를 이루는 금속앵글인 것을 특징으로 하는 폐전지 선별장치.

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