KR102334107B1 - 폐스티로폼 감용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐스티로폼 감용장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능하도록 하며, 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배출되는 배기구를 형성하여 폐스티로폼에서 배출된 가스에 의한 발화가 발생하지 않도록 하는 폐스티로폼 감용장치 및 이를 이용한 폐스티로폼 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질 사전 분리작업 없이도 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능한 효과가 있다.

Description

폐스티로폼 감용장치{Waste styrofoam capacity reduction device}

본 발명은 폐스티로폼 감용장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능하도록 하며, 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배출되는 배기구를 형성하여 폐스티로폼에서 배출된 가스에 의한 발화가 발생하지 않도록 하는 폐스티로폼 감용장치에 관한 것이다.

일반적으로 스티로폼(styrofoam) 또는 스티로폴(styropor)이라 불리는 발포폴리스티렌(Expended Poly-Styrene :ESP, 이하 '스티로폼'이라 한다.)은 폴리스티렌 수지에 펜탄(pentane)이나 부탄(butane) 등의 탄화수소가스를 주입한 후 발포시켜 제조되며, 체적의 98% 정도가 가스로 이루어져 경제성이 뛰어난 자원절약형 제품임과 동시에 비중이 작고 가벼우며 내수성, 복원성, 완충성, 방음 및 단열성이 뛰어나고 가공에 용이한 장점이 있으며, 이와 같은 장점으로 인하여 스티로폼은 현재 우리 산업 전반에 걸쳐 건축용 내장재, 포장박스, 포장용 완충재, 음식용기 및 일회용 접시 등으로 널리 활용되고 있다.

이와 같이 스티로폼은 사용에 편리성 등에 의해 산업 전반에 사용되고 있지만, 대부분 재활용이 불가능한 일회용이므로 사용 후 폐기되는 것이 일반적이다.

그러나 스티로폼 제품은 그 수량과 부피가 방대하므로 수집과 운반에 과다한 인력과 경비가 소요되고, 연소 시 유독가스를 발생시키며 오랜 기간 썩지 않아 각종 공해의 원인이 되고 있다. 따라서 통상 잉곳(ingot)이나 펠릿(pellet) 또는 분말의 형태로 부피를 최소화시켜 폐기하거나 시멘트 또는 몰타르 등에 혼합하여 재활용하고 있다.

이와 같이 폐스티로폼의 폐기 또는 재활용 처리를 위해 부피를 최소화시키는 것이 선행되어야 하는데, 이때 사용되는 장치가 폐스티로폼 감용장치이다.

폐스티로폼 감용장치는 그 감용 방법에 따라서 고온으로 용융시키는 전기 가열식이나 높은 압력을 가하는 압출식, 톨루엔, 아세톤, 염화메틸 등의 화학약품을 사용하는 용액 감용식으로 구분될 수 있다.

이중 전기 가열식의 경우 감용 효율이 높다는 장점이 있으나 스티로폼을 용융시키는 과정에서 유독성 가스가 다량 발생되고 폐스티로폼에 직접 열을 가하는 고온처리로 인해 물성이 변화되어 원료인 폴리스티렌과 다른 물질이 회수되며, 폐스티로폼에 종이, 테이프 등의 이물질이 섞여있으면 함께 용융되어 회수된 물질의 재활용이 힘들다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0500278호 대한민국 등록특허 제10-1780798호

본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능하도록 하며, 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배출되는 배기구를 형성하여 폐스티로폼에서 배출된 가스에 의한 발화가 발생하지 않도록 하는 폐스티로폼 감용장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 배기구를 이격된 상태로 덮는 배기 지붕이 구비되어, 배기구를 통해 감용장치 내부 공간의 열기가 빠져나가는 것을 저감시키도록 하는 폐스티로폼 감용장치를 제공하는 것이다.

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본 발명의 일 실시예에 따른 폐스티로폼 감용장치는, 투입구와 배출구가 구비되는 하우징과, 투입구로 투입된 폐스티로폼을 배출구로 이송시키는 컨베이어, 그리고 컨베이어 상에서 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하우징의 내부 공간을 가열하는 가열모듈을 포함하고, 하우징은 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배기되도록 배기구가 형성된다.

이때, 배기구는 컨베이어가 형성하는 이송경로의 상측에 형성되고, 하우징은 배기구를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 배기 지붕을 포함할 수 있다.

또한, 배기 지붕은 배기구를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 수평 플레이트와, 수평 플레이트 끝단에서 하향 절곡되도록 연장 형성되는 절곡 플레이트, 그리고 수평 플레이트가 배기구로부터 소정 거리 이격되도록 지지하는 지지 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 컨베이어는 투입구로 투입된 폐스티로폼이 안착하고 가열모듈과 근접 배치되는 제1 컨베이어와, 제1 컨베이어 하측에 배치되고 제1 컨베이어로부터 낙하하여 안착한 폐스티로폼을 배출구로 배출하는 제2 컨베이어를 구비하고, 제1 컨베이어에 고착(固着)된 폐스티로폼이 냉각되도록 가스를 분사하는 제1 냉각모듈과, 냉각된 폐스티로폼을 제1 컨베이어로부터 이탈시키는 브러쉬 롤러를 더 포함할 수 있다.

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본 발명에 의하면, 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질 사전 분리작업 없이도 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배출되는 배기구를 형성함으로써, 폐스티로폼을 감용하는 과정에서 폐스티로폼에서 배출된 가스에 의한 발화가 발생하지 않으므로 가스 발화에 의한 화재사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배기구를 이격된 상태로 덮는 배기 지붕이 구비되어, 배기구를 통해 감용장치 내부 공간의 열기가 빠져나가는 것을 저감시킴으로써 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 개략적인 모습을 도시한 도면이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치의 내부 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치에서 폐스티로폼이 감용되는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징에 형성되는 배기 지붕을 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 제2 냉각이송장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 분리배출장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 분리배출장치에서 폐스티로폼과 이물질이 분리 배출되는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 각 분쇄 롤러부 간의 롤러 이격 간격을 비교 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치는 폐스티로폼에 내포된 가스를 배출시켜 폐스티로폼을 감용함으로써 폐스티로폼의 재활용 또는 폐기 처리가 용이하도록 하며, 폐스티로폼에 섞여있는 종이, 테이프 등의 이물질을 자동으로 분리시키는 것을 목적으로 한다. 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템은 폐스티로폼을 파쇄하는 파쇄장치(10)와, 복사열을 이용하여 분쇄한 폐스티로폼을 감용하는 감용장치(20)와, 감용한 폐스티로폼을 분리배출장치(50)로 이송하며 이송 과정에서 냉각시키는 냉각이송장치(30,40), 그리고 냉각시킨 폐스티로폼을 분쇄하고 폐스티로폼에 섞인 이물질을 분리배출시키는 분리배출장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

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파쇄장치(10)는 폐스티로폼을 소정 크기로 파쇄한다. 구체적으로 파쇄장치(10)에는 폐스티로폼을 파쇄하도록 다수개의 블레이드가 소정 간격으로 배치되어 회전 구동될 수 있다. 여기서, 블레이드의 크기, 개수, 블레이드 간의 간격 및 회전 속도 등을 조정함으로써 폐스티로폼이 파쇄되는 크기를 조절할 수 있다. 이때, 폐스티로폼을 최대한 작은 크기로 파쇄하는 것이 이후 감용 또는 냉각 과정에서 도움이될 수 있으나, 폐스티로폼을 파쇄하는데 소요되는 시간이 연장되면 폐스티로폼을 처리하는 전체 공정 시간 또한 연장되므로 블레이드의 크기, 개수, 블레이드 간의 간격 및 회전 속도 등은 파쇄 시간과 전체 공정 시간을 고려하여 적절히 조정하는 것이 바람직하다.

감용장치(20)는 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 파쇄된 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 함으로써 폐스티로폼을 감용하는데, 이에 관한 보다 상세한 설명은 도 2 내지 4를 참조하혀 후술하기로 한다.

감용장치(20)에서 감용된 폐스티로폼은 냉각이송장치(30,40)통해 분리배출장치(50)로 이송되어 투입된다. 이때, 분리배출장치(50)에 투입구는 소정 높이에 위치하기 때문에 냉각이송장치(30,40)는 감용된 폐스티로폼을 분리배출장치(50)의 투입구가 위치하는 소정 높이까지 이송시켜야 한다. 또한, 분리배출장치(50)에서는 폐스티로폼을 분쇄하는데 냉각이송장치(30,40)는 이와 같은 분쇄 과정이 용이하도록 감용 과정에서 온도가 상승한 폐스티로폼의 온도를 낮추는 역할을 수행한다.

보다 구체적으로 설명하면, 냉각이송장치(30,40)는 감용된 폐스티로폼을 소정 높이의 위치까지 이송시키는 제1 냉각이송장치(30)와, 소정 높이까지 이송된 폐스티로폼을 충분하게 냉각시킨 후 분리배출장치(50)에 투입되도록 하는 제2 냉각이송장치(40)를 포함할 수 있다.

제1 냉각이송장치(30)는 감용장치(20)에서 감용 과정을 거친 후 배출되는 폐스티로폼이 안착되도록 제1 냉각이송장치(30)의 배출구와 일단이 연결 배치되고, 컨베이어 또는 이송 스크류와 같은 이송수단이 구비되어 안착된 폐스티로폼을 타단에 연결된 제2 냉각이송장치(40)로 이송한다. 이때, 제1 냉각이송장치(30)의 제2 냉각이송장치(40)와 연결된 타단은 일단보다 높은 위치에 형성되며, 이송과정 중에 폐스티로폼의 온도가 낮아질 수 있도록 냉각 팬(31)이 구비될 수 있다.

바람직하게, 냉각 팬(31)에 의해 폐스티로폼이 제1 냉각이송장치(30)로부터 이탈할 수 있으므로 제1 냉각이송장치(30)의 폐스티로폼 이송 경로는 덮게로 덮혀있을 수 있으며, 냉각 팬(31)은 상기 덮게 내측을 향해 외부의 공기를 유입시키도록 형성될 수 있다. 이때, 냉각 팬(31)은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 냉각이송장치(30)의 이송 경로 초단에 배치될 수 있으며, 이송경로 후단부를 향하도록 기울어져 배치되어 공기 흐름 방향을 이송경로 방향으로 형성함으로써 제1 냉각이송장치(30)에서 이송되는 폐스티로폼의 이송을 가속시킬 수 있다.

제1 냉각이송장치(30)가 이송하는 과정에서 외부 공기를 이용하여 감용과정에서 온도가 높아진 폐스티로폼을 식혀주었다면, 제2 냉각이송장치(40)는 폐스티로폼에 냉각 공기를 분사하여 폐스티로폼의 온도를 최대한 낮추어주는데, 이에 관한 보다 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

제2 냉각이송장치(40)에서 온도가 낮아진 폐스티로폼은 분리배출장치(50)에 투입되고, 투입된 폐스티로폼은 분리배출장치(50)에서 분쇄 배출되며 이 과정에서 분리배출장치(50)는 폐스티로폼에 섞인 종에, 테이프 등의 이물질을 분리하여 따로 배출하는데, 이에 관한 보다 상세한 설명은 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

본 실시예에 따른 폐스티로폼 처리 시스템은 상술한 구성들에서 파쇄, 감용, 냉각 및 분리 과정을 거쳐 폐스티로폼을 감용시키며 폐스티로폼에 섞여있는 이물질을 분리할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 폐스티로폼 처리 시스템은 종이, 테이프와 같은 이물질이 섞여있는 폐스티로폼을 재활용 가능하고 용이한 상태로 만들어주는 효과가 있다. 즉, 종래의 폐스티로폼 재활용 시스템에서는 폐스티로폼을 재활용 처리하기 위해서는 폐스티로폼에 섞여있는 종이, 테이프 등의 이물질을 제거하는 전처리 후 재활용 처리가 가능하였는데, 본 실시예에 따른 폐스티로폼 처리 시스템은 이와 같은 이물질을 제거하는 전 처리 과정 없이 이물질이 섞여 있는 폐스티로폼도 재활용 처리 가능한 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치의 내부 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치에서 폐스티로폼이 감용되는 모습을 도시한 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징에 형성되는 배기 지붕을 모습을 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 감용장치(20)는 폐스티로폼에 직접 열을 가하여 용융시키지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스를 배출시킴으로써 폐스티로폼을 감용한다. 구체적으로, 폐스티로폼에 복사열이 제공되면 폐스티로폼에 내포된 가스는 온도가 상승하여 점점 팽창하게 되고 폐스티로폼의 일부가 용융되며 가스를 가두고 있던 폐스티로폼의 내구도가 약해지게 된다. 따라서 팽창한 가스는 내구도가 약해진 폐스티로폼을 뚫거나 찢으며 폐스티로폼 외부로 배출되게 되며, 폐스티로폼은 감용된다. 여기서, 폐스티로폼에 내포된 가스에는 공기도 포함된다.

도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 감용장치(20)는 내부 공간을 형성하며 투입구(211)와 배출구(212)를 형성하는 하우징(21)과, 내부 공간에 배치되고 투입구(211)를 통해 투입된 폐스티로폼을 소정의 이송 경로를 통해 배출구(212)로 배출시키는 컨베이어(22)와, 내부 공간의 공기를 가열하는 가열모듈(23)과, 냉각 공기를 분사하는 제1 냉각모듈(24)과, 컨베이어(22)에 고착된 폐스티로폼을 컨베이어(22)로부터 이탈시키는 브러쉬 롤러(25), 그리고 가열모듈(23)에서 발생하는 열을 차단하는 차단판(26)을 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(21)에는 파쇄장치(10)에서 파쇄된 폐스티로폼이 내부 공간으로 투입되는 투입구(211)와 감용된 폐스티로폼을 제1 냉각이송장치(30)로 배출하는 배출구(212)가 형성될 수 있다. 또한 하우징(21)에는 폐스티로폼의 감용 과정에서 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배기되도록 형성되는 배기구(213)가 형성될 수 있는데, 배기구(213)에 관한 보다 상세한 설명은 폐스티로폼의 감용 과정에 관한 설명 후에 보다 상세하게 설명하기로 한다.

컨베이어(22)는 상하 방향으로 이격 배치되는 제1 컨베이어(221)와 제2 컨베이어(222)를 포함할 수 있다. 제1 컨베이어(221)는 상측에 배치되어 상측에 형성된 투입구로부터 폐스티로폼이 투입되면 투입된 폐스티로폼이 안착된다. 그리고 안착된 폐스티로폼을 일측 방향으로 이송하는데 이 과정에서 복사열에 의해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 폐스티로폼으로부터 배출되고 가스가 배출된 폐스티로폼은 감용된다. 이때, 제1 컨베이어(221) 상측에는 열선(231)이 내장된 가열모듈(23)이 배치되고, 가열모듈(23)은 열선(231)을 이용해 제1 컨베이어(221) 상측의 공기를 가열한다.

바람직하게, 가열모듈(23)은 제1 컨베이어(221) 상측 공기를 70~180도의 목표 온도로 가열할 수 있다. 이때, 공기의 목표 온도는 제1 컨베이어(221)의 이송 경로 길이 및 속도에 따라 조절될 수 있다.

바람직하게, 폐스티로폼 처리 장치에는 가열모듈의 가열 온도를 제어하는 제어반(미도시)과 온도감지센서(미도시)가 구비될 수 있다. 온도감지센서는 제1 컨베이어(221) 상측 공기의 온도를 감지한다. 제어반은 온도감지센서에서 감지한 온도에 기초하여 가열모듈의 가열 온도를 제어할 수 있다. 구체적으로 제어반은 목표 온도를 설정하고 온도감지센서에서 감지한 온도가 목표 온도보다 낮으면 가열모듈(23)의 가열 온도를 상승시키고 감지한 온도가 목표 온도보다 높으면 가열모듈(23)의 가열 온도를 하강시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 감용장치(20)는 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질 사전 분리작업 없이도 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능한 효과가 있다.

제2 컨베이어(222)는 제1 컨베이어(221) 하측에 배치되고 제1 컨베이어(221)로부터 낙하하여 안착한 폐스티로폼을 배출구(212)로 배출하도록 경로를 형성한다. 이때, 제2 컨베이어(222)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 컨베이어(221)보다 일측 방향(도면의 우측 방향)으로 더 돌출되도록 배치될 수 있다. 따라서 제1 컨베이어(221) 끝단에서 폐스티로폼이 낙하하면 제2 컨베이어(222)에 안착할 수 있다.

이때, 제1 컨베이어(221)는 두 개의 컨베이어 롤러에 컨베이어 벨트가 권취되어 컨베이어 롤러가 회전하면 컨베이어 벨트가 폐스티로폼을 이송하도록 형성된다. 이때, 컨베이어 롤러에 권취된 컨베이어 벨트는 일측 방향으로 향하는 상측 구간과 타측 방향으로 향하는 하측 구간으로 구분되는데, 상측 구간에 안착된 폐스티로폼은 가열공기에 의해 일부가 용융된 폐스티로폼은 컨베이어 벨트에 고착되어 제1 컨베이어(221) 끝단에서 낙하하지 않고 컨베이어 벨트 하측 구간을 따라 이송될 수 있다.

제1 냉각모듈(24) 제1 컨베이어(221) 하측에서 제1 컨베이어(221)를 향해 공기를 분사함으로써 이와 같이 제1 컨베이어(221)에 고착되어 컨베이어 벨트 하측 구간을 따라 이송되는 폐스티로폼을 냉각시켜 고형화되도록 한다. 또한, 제1 컨베이어(221)의 컨베이어 벨트 하측 구간의 하류단에는 브러쉬 롤러가 회전 구동하여 고형화된 폐스티로폼을 제1 컨베이어(221)로부터 이탈시킬수 있다.

도 3을 참조하여 폐스티로폼의 이동경로를 살펴보면, 우선, 파쇄장치(10)에서 파쇄된 폐스티로폼(p)이 투입구(211)를 통해 투입되고, 투입된 폐스티로폼(p)은 제1 컨베이어(221)에 안착되어 일측으로 이송된다. 이때, 제1 컨베이어(221) 상에서 이송되는 동안 가열모듈(23)이 생성한 복사열에 의해 폐스티로폼(p)의 가스가 배출되어 폐스티로폼(p)이 감용된다. 감용된 폐스티로폼(p)은 제1 컨베이어(221)에 고착되어 제1 컨베이어(221) 하측 경로를 따라 이송되는데, 이 과정에서 제1 냉각모듈(24)에서 분사된 공기에 의해 온도가 낮아져 고형화되며 브러쉬 롤러(25)에 의해 제1 컨베이어(221)에서 이탈하여 제2 컨베이어(222)로 안착된다. 제2 컨베이어(222)에 안착된 폐스티로폼(p)은 제2 컨베이어(222)에 의해 이송되어 배출구(212)를 통해 제1 냉각이송장치(30)로 배출된다.

한편, 상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 감용장치(20)는 폐스티로폼에 내포된 가스를 배출시켜 폐스티로폼을 감용한다. 이때 폐스티로폼으로부터 배출된 가스는 일정 이상의 농도가 되면 복사열에 의해 발화될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 하우징(21)에는 가스를 배기시키는 배기구(213)가 형성될 수 있다. 구체적으로 배기구(213)는 제1 컨베이어(221)가 형성하는 이송 경로 상측에 하나 이상 형성될 수 있다.

이때, 하우징(21)에는 배기구(213)를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 배기 지붕(214)이 구비될 수 있다.

도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 배기 지붕(214)은 배기구(213)를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 수평 플레이트(2141)와, 수평 플레이트(2141) 끝단에서 하향 절곡되도록 연장 형성되는 절곡 플레이트(2142), 그리고 수평 플레이트(2141)가 배기구로부터 소정 거리 이격되도록 지지하는 지지 플레이트(2143)를 포함할 수 있다.

이러한 배기 지붕(214)의 구성은 수평 플레이트(2141)와 배기구(213)와의 이격된 공간을 통해 폐스티로폼으로부터 배출된 가스가 배기되도록 하되, 감용장치(20) 내부 공간의 과열 공기가 빠져나가는 것을 최소화시킬 수 있다.

한편, 감용장치(20)에서 가열모듈(23)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 컨베이어(221) 상측뿐만 아니라 제1 컨베이어(221)의 내측에도 배치됨으로써 제1 컨베이어(221)의 상측 경로를 따라 이송되는 폐스티로폼(p)의 하측에서도 복사열이 제공되도록 할 수 있다. 그러나 이와 같이 가열모듈(23)이 제1 컨베이어(221) 내측에 배치되는 경우 제1 컨베이어(221) 하측 경로를 따라 이송되는 폐스티로폼(p)에도 복사열을 제공함으로써 폐스티로폼(p)의 고형화를 방해할 수 있다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 제1 컨베이어(221)의 내측에 배치되는 가열모듈(23) 하측에는 열 반사판(26)이 배치될 수 있다.

구체적으로 열 반사판(26)은 가열모듈(23)과 함께 제1 컨베이어(221) 내측에 배치되고, 제1 컨베이어(221) 내측에 배치되는 가열모듈(23)에 의해, 제1 컨베이어(221) 하측 구간의 폐스티로폼(p)에 복사열이 제공되는 것을 차단하기 위해 열 반사판(26)은 가열모듈(23) 하측에 배치될 수 있다. 이때, 열 반사판(26)은 단순히 하향하는 복사열을 차단할 뿐만 아니라 복사열을 반사하여 제1 컨베이어(221) 상측 구간으로 향하는 복사열이 증가하도록 열을 반사할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 제2 냉각이송장치를 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 제2 냉각이송장치(40)는 제1 냉각이송장치(30)에서 소정 높이로 이송된 폐스티로폼을 냉각시킴으로써 폐스티로폼을 분쇄 용이한 상태로 만들 수 있다.

이를 위해, 제2 냉각이송장치(40)는 외벽 파이프(41), 메쉬 파이프(42), 이송 스크류(43) 및 제2 냉각모듈(44)을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 외벽 파이프(41)는 제2 냉각이송장치(40)의 외벽을 형성하며 내부 공간에 메쉬 파이프(42) 및 제2 냉각모듈(44)이 수용된다.

제1 냉각이송장치(30)를 통해 이송된 폐스티로폼은 메쉬 파이프(42)의 일측으로 유입된다. 메쉬 파이프(42) 내측에는 이송 스크류(43)가 배치되며 이송 스크류(43)는 회전 구동하여 메쉬 파이프(42) 일측에서 유입된 폐스티로폼을 메쉬 파이프(42)의 타측으로 이송하며, 타측으로 이송된 폐스티로폼은 분리배출장치(50)로 투입된다.

메쉬 파이프(42)는 다수개의 홀이 형성되는데 형성되는 홀의 크기는 이송되는 폐스티로폼이 통과하지 못할 정도로 작은 직경을 갖는다. 메쉬 파이프(42) 하측에는 제2 냉각모듈(44)이 배치될 수 있다. 제2 냉각모듈(44)에는 메쉬 파이프(42)를 향해 냉각 공기를 분사하도록 메쉬 파이프(42)를 향하는 다수개의 분사구(441)가 형성될 수 있다. 분사구(441)에서 분사되는 냉각 공기는 소정 온도 이하로 냉각된 공기일 수 있으며, 분사된 공기는 메쉬 파이프(42)의 홀을 통과하여 분리배출장치(50)를 향해 이송되는 폐스티로폼을 냉각시킬 수 있다. 이때, 하우징(21)은 단열소재로 둘러싸여 분사된 냉각 공기에 의해 낮아진 공기의 온도를 보온할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 분리배출장치를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 분리배출장치에서 폐스티로폼과 이물질이 분리 배출되는 모습을 도시한 도면이다. 그리고 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치가 적용된 폐스티로폼 처리 시스템의 각 분쇄 롤러부 간의 롤러 이격 간격을 비교 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이, 제2 냉각이송장치(40)에서 온도가 낮아진 폐스티로폼은 분리배출장치(50)에 투입되고, 투입된 폐스티로폼은 분리배출장치(50)에서 분쇄 배출되며 이 과정에서 분리배출장치(50)는 폐스티로폼에 섞인 종에, 테이프 등의 이물질을 분리하여 따로 배출할 수 있다.

이때, 분리배출장치(50)는 제2 냉각이송장치(40)를 통해 투입된 폐스티로폼을 소정 체적 미만으로 분쇄한 후 분쇄한 폐스티로폼과 이물질 간의 체적 차를 이용하여 이물질을 분리 배출할 수 있다.

이를 위해, 분리배출장치(50)는 호퍼(51), 분쇄 롤러부(52), 분리 망(53) 및 이송배출모듈(54)을 포함할 수 있다.

도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 호퍼(51)는 제2 냉각이송장치(40)를 통해 냉각이송된 폐스티로폼이 투입된다. 그리고 분쇄 롤러부(52)는 호퍼(51) 하측에 배치된다. 구체적으로, 분쇄 롤러부(52)는 소정 간격으로 이격 배치되어 회전 구동하는 한 쌍의 롤러가 구비되는데, 분쇄 롤러부(52)는 호퍼(51)를 통해 투입된 폐스티로폼이 한 쌍의 롤러 간의 이격 공간으로 낙하하도록 배치될 수 있다.

분쇄 롤러부(52)에 구비되는 한 쌍의 롤러는 서로 마주보는 방향으로 회전 구동함으로써 이격 공간으로 낙하한 폐스티로폼이 한 쌍의 롤러를 통과하여 하측으로 낙하하도록 할 수 있으며, 이와 같이 분쇄 롤러부(52)는 폐스티로폼이 한 쌍의 롤러를 통과하는 과정에서 폐스티로폼을 분쇄할 수 있다. 이때, 폐스티로폼에 섞여있는 종이와 테이프 등의 이물질은 한 쌍의 롤러를 통과하여도 그 형태만 변형될 뿐 분쇄되지 않는다.

보다 구체적으로 설명하면 분쇄 롤러부(52)에 구비되는 한 쌍의 롤러는 서로 간에 이격 간격이 대략 0.8~3.5mm로 형성될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 롤러 사이를 통과하는 폐스티로폼은 0.8~3.5mm 이하의 길이를 갖도록 분쇄될 수 있다.

바람직하게, 한 쌍의 롤러는 서로 다른 속도로 회전 구동할 수 있다. 서로 다른 속도로 회전 구동하는 한 쌍의 롤러를 통과하는 폐스티로폼은 회전 속도 차에 의해 일측 방향으로 구르며 한 쌍의 롤러 사이를 통과하게 된다. 따라서 폐스티로폼은 한 쌍의 롤러 사이를 통과하는 과정에서 편향된 방향으로 분쇄되지 않고 다각도로 분쇄되므로 더욱 잘게 분쇄될 수 있다.

분리 망(53)은 분쇄 롤러부(52) 하측에 배치되어 분쇄 롤러부(52)에서 분쇄된 폐스티로폼이 안착한다. 분리 망(53)에는 소정의 직경을 갖는 다수개의 홀이 형성되며 분쇄된 폐스티로폼 중 소정 체적 미만으로 분쇄된 폐스티로폼은 분리 망(53)에 형성된 홀을 통과하여 분리 망(53) 하측으로 낙하할 수 있다. 바람직하게, 분리 망에 형성되는 다수개의 홀은 대략 4~8mm의 직경을 형성할 수 있다.

분리 망(53)은 일측 방향으로 소정 각도 기울어지도록 배치된다. 즉, 분리 망(53)은 일측으로 소정 각도 기울어진 경가 면을 형성하며 경사 면에 안착된 폐스티로폼 중 소정 체적 이상의 폐스티로폼과 폐스티로폼에 섞인 이물질은 경사 면을 따라 일측으로 이송될 수 있다.

일측으로 이송된 소정 체적 이상의 폐스티로폼과 이물질은 외부로 배출될 수 있으며, 분리 망(53)을 통과하여 하측으로 낙하한 소정 체적 이만의 폐스티로폼은 분리 망(53) 하측에 배치되는 이송배출모듈(54)에 안착하고 이송배출모듈(54)에 의해 외부로 배출되는데, 이때 이송배출모듈(54)에 의한 배출방향은 분리 망(53)의 경사 면에 의한 배출 방향과 서로 다른 방향일 수 있다.

구체적으로, 이송배출모듈(54)은 상단이 개방 형성되어 분리 망(53)을 통과한 폐스티로폼이 안착 가능하도록 하고, 회전구동하여 안착한 폐스티로폼을 일측 방향으로 이송하는 배출 스크류(541)를 구비할 수 있다.

한편, 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 다수개 구비되고, 다수개의 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 서로 간에 상하 방향으로 교번 배치되어 폐스티로폼의 분쇄 및 분리 과정이 반복하여 수행되도록 할 수 있다.

이때, 다수개의 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 서로 간에 상하 방향으로 교번 배치되며, 분리 망(53) 하측에 배치되는 분쇄 롤러부(52)는 상측의 분리 망(53)에서 일측으로 이송된 물질이 한 쌍의 롤러 사이를 통과하여 분쇄되도록 배치될 수 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 호퍼에서 투입된 폐스티로폼(p0)은 최상단에 배치되는 제1 분쇄 롤러부(52-1)를 통과하는 과정에서 1차 분쇄된다. 1차 분쇄된 폐스티로폼(p1) 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p3)은 제1 분쇄 롤러부(52-1) 하측에 배치되는 제1 분리망(53-1)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하지만, 소정 체적 이상의 폐스티로폼(p1)과 이물질(t)은 제1 분리 망(53-1)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 하측에 배치되는 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 향해 낙하한다. 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 향해 낙하한 폐스티로폼(p1)은 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 통과하는 과정에서 2차 분쇄된다. 2차 분쇄된 폐스티로폼(p2) 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p3)은 제2 분쇄 롤러부(52-2) 하측에 배치되는 제2 분리망(53-2)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하지만, 소정 체적 이상의 폐스티로폼(p2)과 이물질(t)은 제2 분리 망(53-2)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 하측에 배치되는 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 향해 낙하한다. 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 향해 낙하한 폐스티로폼(p2)은 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 통과하는 과정에서 3차 분쇄된다. 3차 분쇄된 폐스티로폼(p3) 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p3)은 제3 분쇄 롤러부(52-3) 하측에 배치되는 제3 분리망(53-3)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하는데, 3차 분쇄된 폐스티로폼(p3)은 거의 대부분이 소정 체적 미만으로 분쇄된 상태로 제3 분리 망(53-3)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하게 될 수 있다. 그리고 제3 분리 망(53-3)을 통과하지 못한 소정 체적 이상의 폐스티로폼(p)과 이물질(t)은 제2 분리 망(53-2)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 분리배출장치(50)의 외부로 배출되게 된다.

이때, 도 8에 도시된 바와 같이 하측에 배치되는 한 쌍의 롤러는 상측에 배치되는 한 쌍의 롤러보다 이격 간격이 더 좁게 배치될 수 있다. 예를 들면 제1 분쇄 롤러부(52-1)는 롤러 간의 이격 간격(l1)이 약 3.5mm로 형성되며, 제2 분쇄 롤러부(52-2)는 롤러 간의 이격 간격(l2)이 약 1.2mm로 형성되고, 제3 분쇄 롤러부(52-3)는 롤러 간의 이격 간격(l3)이 약 0.8mm로 형성될 수 있다. 또한, 이에 따라 각 분리 망(53) 간에 형성되는 홀의 직경도 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면 제1 분리 망(53-1)은 홀의 직경이 약 6mm로 형성될 수 있으며, 제2 분리 망(53-2)은 홀의 직경이 약 5mm로 형성될 수 있고, 제3 분리 망(53-3)은 홀의 직경이 약 4mm로 형성될 수 있다. 이와 같이 각 분쇄 롤러부(52) 간의 이격 간격에 차이를 두는 이유는 상대적으로 큰 체적의 폐스티로폼이 너무 좁은 간격으로 배치된 롤러 사이를 통과하게 되면 폐스티로폼이 통과하지 못하고 상측에서 정체하거나 통과하더라도 분쇄되지 않고 형태변형이 발생할 우려가 있기 때문에, 폐스티로폼을 단계적으로 분쇄하기 위함이다.

이러한 분리배출장치(50)는 감용한 폐스티로폼을 소정 체적 미만으로 분쇄한 후 분쇄한 폐스티로폼과 폐스티로폼에 섞여있는 종이, 테이프 등의 이물질 간의 체적 차를 이용하여 이물질을 분리 배출하여 자동으로 감용된 폐스티로폼에 섞여있는 이물질을 분리하도록 함으로써 폐스티로폼 분리를 위한 노동력 및 시간을 절감하는 효과가 있으며, 이물질 분리 후 최종 배출되는 폐스티로폼이 소정 체적 미만으로 분쇄된 상태이기 때문에 처리가 완료된 폐스티로폼의 보관이 용이한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 파쇄장치
20: 감용장치
21: 하우징
211: 투입구
212: 배출구
213: 배기구
214: 배기 지붕
2141: 수평 플레이트
2142: 절곡 플레이트
2143: 지지 플레이트
22: 컨베이어
221: 제1 컨베이어
222: 제2 컨베이어
23: 가열모듈
231: 열선
24: 제1 냉각모듈
25: 브러쉬 롤러
26: 열 차단판
30: 제1 냉각이송장치
31: 냉각 팬
40: 제2 냉각이송장치
41: 외벽 파이프
42: 메쉬 파이프
43: 이송 스크류
44: 제2 냉각모듈
441: 분사구
50: 분리배출장치
51: 호퍼
52: 분쇄 롤러부
53: 분리 망
54: 이송배출모듈
541: 배출 스크류

Claims (10)

1. 투입구와 배출구가 구비되는 하우징;
   상기 투입구로 투입된 폐스티로폼을 상기 배출구로 이송시키는 컨베이어; 및
   상기 컨베이어 상에서 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 상기 하우징의 내부 공간을 가열하는 가열모듈을 포함하고,
   상기 하우징은 폐스티로폼에서 배출된 상기 가스가 배기되도록 배기구가 형성되며, 상기 배기구는 상기 컨베이어가 형성하는 이송경로의 상측에 형성되고,
   상기 하우징은 상기 배기구를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 배기 지붕을 포함하며,
   상기 배기 지붕은
   상기 배기구를 소정 거리 이격된 상태로 덮는 수평 플레이트;
   상기 수평 플레이트 끝단에서 하향 절곡되도록 연장 형성되는 절곡 플레이트; 및
   상기 수평 플레이트가 상기 배기구로부터 소정 거리 이격되도록 지지하는 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 감용장치.
   
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4. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨베이어는 상기 투입구로 투입된 폐스티로폼이 안착하고 상기 가열모듈과 근접 배치되는 제1 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어 하측에 배치되고 상기 제1 컨베이어로부터 낙하하여 안착한 폐스티로폼을 상기 배출구로 배출하는 제2 컨베이어를 구비하고,
   상기 제1 컨베이어에 고착(固着)된 폐스티로폼이 냉각되도록 가스를 분사하는 제1 냉각모듈과, 냉각된 상기 폐스티로폼을 상기 제1 컨베이어로부터 이탈시키는 브러쉬 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 감용장치.
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