KR102594862B1 - 화재방지 파쇄 시스템 - Google Patents
화재방지 파쇄 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102594862B1 KR102594862B1 KR1020230076394A KR20230076394A KR102594862B1 KR 102594862 B1 KR102594862 B1 KR 102594862B1 KR 1020230076394 A KR1020230076394 A KR 1020230076394A KR 20230076394 A KR20230076394 A KR 20230076394A KR 102594862 B1 KR102594862 B1 KR 102594862B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tank
- dryer
- shredded material
- shredding
- barrel
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 115
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 63
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 56
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
- B02C18/14—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers
- B02C18/142—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers with two or more inter-engaging rotatable cutter assemblies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
- B02C18/16—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C21/00—Disintegrating plant with or without drying of the material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
- B02C23/04—Safety devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
- B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
-
- H01M10/50—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Abstract
본 발명에 따른 화재방지 파쇄 시스템은, 화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄하는 파쇄장치(10); 상기 파쇄장치의 후단에 구성되어 뭉쳐진 파쇄물을 분산시키는 배럴장치(20); 상기 배럴장치의 후단에 구성되어 파쇄물을 건조시키는 드라이어(30);를 포함하며, 상기 파쇄장치, 상기 배럴장치 및 상기 드라이어의 내부가 불활성가스 분위기인 상태에서, 대응하는 파쇄, 분산 및 건조가 각각 수행되며, 상기 파쇄장치로부터 상기 드라이어에 이르는 이송 경로는 밀폐되며, 파쇄물은 불활성가스 분위기인 상태에서 이송되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 화재가능성이 있는 물질을 포함하는 대상물을 파쇄하고 건조시키는 파쇄 시스템에 관한 것이다.
최근 친환경 자동차 등 2차 전지를 대량으로 사용하는 제품이 폭발적으로 증가하면서 폐배터리의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 폐배터리에는 리튬, 니켈, 코발트 등 주요 원자재가 포함돼 있어 재활용하면 배터리 생산비용을 저감하고 환경오염을 막을 수 있는 이중의 장점이 있다.
특허문헌은 리튬이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배터리를 파쇄 및 분쇄하고 기계적으로 배터리의 각 구성 물질들을 분리 배출하므로, 구성 물질의 분리 회수를 위한 화학 공정이 필요치 않아 환경 친화적인 배터리 자원 재활용이 가능한 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템에 관한것이다.
폐배터리 재활용 시스템의 효율을 높이려면 화학 공정만으로 시스템을 구성하기 보다, 파쇄 등을 통한 물리적 공정이 포함되거나 선행되도록 하는 것이 선호된다. 그런데, 리튬이온 이차전지와 같은 배터리는 화재 또는 폭발의 가능이 상존하므로, 파쇄 과정중 화재 등에 대한 안전대책으로서, 예를 들면 불활성가스분위기에서 수행되는 것을 생각해 볼 수 있다.
파쇄기를 질소가스와 같은 불활성가스로 채운 대형의 공간내에 위치시키고, 이러한 공간내에서 파쇄기를 작동시키는 방식이다. 그런데, 본 출원의 발명자에 의한 사전검토에 따르면, 파쇄기를 위하여 이와 같이 대형의 공간을 구축하는 것은 비용상의 문제뿐만 아니라, 질소가스의 사용량이 과다한 문제, 파쇄물의 입출고 문제, 장비 관리자가 운용상태를 확인하고 유지 보수하기 위한 접근성의 문제 등 다양한 문제가 예상된다. 따라서 보다 효율적인 방식으로 불활성가스 분위기까지 조성한 파쇄 시스템을 제공하는 것이 요구된다.
또한, 파쇄결과물에는 전해질과 같은 액상 성분이 남아 있을 수 있는데, 파쇄장치의 후단에 이러한 액상 성분을 제거하는 건조장치를 구성하는 것을 생각해 볼 수 있는데, 여러 이유로 인해서 건조장치의 효율이 떨어질 수 있는 문제가 있다. 또한, 건조장치에 대한 불활성분위기 조성까지 포함하여 전체 시스템에 대한 불활성분위기 조성과 장치사이의 이동을 보다 효율적이고 안전하게 수행할 수 있는 시스템이 필요하다.
본 발명의 목적은 보다 효율적이고 안전하게 화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄하고 건조시킬 수 있는 파쇄 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 파쇄후 건조 효율이 높은 파쇄 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 화재방지 파쇄 시스템은 ,화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄하는 파쇄장치; 상기 파쇄장치의 후단에 구성되어 뭉쳐진 파쇄물을 분산시키는 배럴장치; 상기 배럴장치의 후단에 구성되어 파쇄물을 건조시키는 드라이어;를 포함하며, 상기 파쇄장치, 상기 배럴장치 및 상기 드라이어의 내부가 불활성가스 분위기인 상태에서, 대응하는 파쇄, 분산 및 건조가 각각 수행되며, 상기 파쇄장치로부터 상기 드라이어에 이르는 이송 경로는 밀폐되며, 파쇄물은 불활성가스 분위기인 상태에서 이송되는 것을 특징으로 한다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 배럴장치는, 파쇄물의 크기보다 작고 액체의 통과를 허용하는 미세홀들이 타공되어 있으며 위치가 고정되는 원통모양의 타공 드럼; 상기 타공 드럼의 일측 개구부에 정합하는 제 1 원반과, 상기 타공 드럼의 타측 개구부에 정합하는 제 2 원반; 상기 타공 드럼의 내측으로 상기 제 1 원반과 상기 제 2 원반 사이에 걸쳐지는 봉이 다수개로 형성된 타격봉 어레이;을 포함하여 구성되며, 상기 제 1 원반, 상기 제 2 원반 및 상기 타격봉 어레이의 회전에 따라 상기 타격봉 어레이가 뭉쳐진 파쇄물을 타격하여 분산시킨다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 타공 드럼의 상부에는 파쇄물이 유입되는 드럼 도입구가 구성되며, 상기 타공 드럼의 하부에는 파쇄물이 배출되는 드럼 배출구가 구성되며, 상기 타공 드럼, 상기 제 1 원반 및 상기 제 2 원반은 배럴 챔버 속에 밀폐 구성되되, 상기 타공 드럼은 상기 배럴 챔버를 관통하여 상기 드럼 도입구에 이르는 통로와 상기 드럼 배출구로부터 상기 배럴 챔버를 관통하는 통로와 결합되어 있다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 배럴 챔버의 하부에는 상기 타공 드럼을 통과한 액체가 모이도록 깔때기 모양의 배럴 깔때기부가 구성되며, 상기 배럴 깔때기부와 액체를 보관하는 액체 보관통은 배관을 통해 연결된다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 드라이어는, 파쇄물을 도입하는 탱크 도입구와 파쇄물을 배출하는 탱크 배출구가 구성되며, 양단이 막혀 있는 원통 모양의 드라이어 탱크; 상기 드라이어 탱크의 원통 중심을 따라 상기 드라이어 탱크를 가로질러 배치되는 회전축; 상기 회전축을 따라 상기 회전축으로부터 입설된 나선형 브레이드; 상기 드라이어 탱크의 일측에 결합하고 드라이 가스가 도입되는 드라이 가스 도입구; 및 상기 드라이 가스 도입구가 결합된 반대쪽에서 상기 드라이어 탱크에 결합하며, 도입된 드라이 가스를 배출하는 드라이 가스 배출구;를 포함한다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 드라이 가스는 가열된 질소 가스이며, 상기 나선형 브레이드에 의해 점진적으로 이송되는 과정중, 상기 드라이 가스 도입구로부터 상기 드라이 가스 배출구로 흐르는 드라이 가스에 의해 파쇄물이 건조된다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 드라이어의 후단에 구성되어 파쇄물을 저장하는 파쇄물 저장탱크;를 더 구비하며, 상기 드라이어로부터 상기 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로는 밀폐되어 불활성가스 분위기에서 이송되고 상기 파쇄물 저장탱크에 저장된다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 드라이어로부터 상기 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로에 구성되는 밀폐 컨베이어 장치를 더 포함하며, 상기 밀폐 컨베이어 장치는, 파쇄물을 이송하는 컨베이어; 상기 탱크 배출구와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 도입구와 상기 파쇄물 저장탱크의 도입구와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 배출구를 구비하며, 상기 컨베이어를 감싸서 이송 방향으로 연장되는 밀폐 덕트;를 포함하여 구성된다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 파쇄물 저장탱크는 사일로이며, 상기 사일로는, 주 저장공간과, 상기 주 저장공간의 하부로 연장되되 파쇄물의 배출을 위한 사일로 배출구로 갈수록 좁아지는 깔때기모양 공간을 형성하는 사일로 탱크; 상기 사일로 탱크의 주 저장공간을 가로 방향으로 가로질러서 양단이 상기 사일로 탱크의 측면에 축설되는 스크류축을 따라 입설되는 사일로 스크류; 상기 사일로 탱크내로 불활성가스를 도입하기 위하여 상기 사일로 탱크의 측면에 장착되는 가스 도입구;를 포함하여 구성된다.
상기한 화재방지 파쇄 시스템에 있어서, 상기 파쇄장치는, 파쇄대상물을 파쇄하는 4축 파쇄커터를 수납하는 커터 챔버; 상기 커터 챔버에 연통되고 상기 커터 챔버의 상방에 적층되며 상기 파쇄대상물의 도입을 위한 도입 챔버; 상기 도입 챔버의 상부 및 하부에 각각 구성되는 제 1 슬라이딩 게이트 및 제 2 슬라이딩 게이트;를 포함하며, 상기 도입 챔버에 새로운 파쇄대상물을 받아들이기 전, 상기 제 1 슬라이딩 게이트 및 상기 제 2 슬라이딩 게이트를 닫은 상태로 상기 도입 챔버속에 있는 불활성가스를 강제 배출한다.
본 발명의 화재방지 파쇄 시스템에 따르면, 배럴 장치가 건조 기능을 수행하는 드라이어의 전단에 구성되어 뭉쳐진 파쇄물을 분산시킴으로써 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 타격에 의한 분산과 동시에 원심 분리에 의한 액체 추출을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 화재방지 파쇄 시스템에 따르면, 뭉쳐진 파쇄물에 대한 분산과 원심분리에 의한 액체 추출이 지속적으로 수행되고 추출된 액체의 자동 저장이 수행되면서도, 배럴 챔버의 불활성가스 분위기가 지속 유지되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 화재방지 파쇄 시스템에 따르면, 파쇄물 저장 탱크에 파쇄물이 적재 저장될 때 파쇄물 저장 탱크의 내부에도 불활성가스 분위기로 되므로, 혹시 파쇄물에 약간의 인화가능성이 남아 있더라로 불활성분위기로 함으로써 파쇄물 저장 탱크내에서의 화재가능성이 원천 차단되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 화재방지 파쇄 시스템에 따르면, 파쇄장치, 배럴장치 및 드라이어의 내부가 불활성가스 분위기인 상태에서, 대응하는 파쇄, 분산 및 건조가 각각 수행되며, 파쇄장치로부터 드라이어 및 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로는 밀폐되며, 파쇄물은 불활성가스 분위기인 상태에서 이송되므로 파쇄물에 대한 처리과정 및 이송과정에서의 화재가능성이 원천 차단되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 화재방지 파쇄 시스템에 따르면, 파쇄대상물을 신규도입하는 과정에서 질소가스(불활성가스)의 유출이 없도록 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있는 장점이 있으며, 나아가 제 1 슬라이딩 게이트와 제 2 슬라이딩 게이트 사이의 공간(도입 챔버)만을 대상으로 질소가스를 배출하면 되므로, 신속한 배출과 효율적인 작업이 가능하게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 파쇄 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 외관을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 밀폐 컨베이어 장치 및 파쇄물 저장 탱크를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 탱크를 도시한 횡단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 탱크를 도시한 종단면도이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 외관을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 밀폐 컨베이어 장치 및 파쇄물 저장 탱크를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 탱크를 도시한 횡단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 탱크를 도시한 종단면도이다.
본 발명에서 파쇄대상물은 화재발생가능성이 있는 것으로서 본 발명의 장치를 이용하여 파쇄하려고 하는 것이다. 대표적인 파쇄대상물은 리튬이온 배터리와 같은 2차전지이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 파쇄 시스템을 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 파쇄 시스템은 4축 파쇄장치(10), 배럴장치(20), 드라이어(30), 밀폐 컨베이어 장치(40), 파쇄물 저장탱크(50), 일반적인 컨베이어(61) 및 가스저장 탱크(62)와, 도시되지 않은 배관 및 시스템 컨트롤 박스 등을 포함하여 구성된다. 우선 파쇄장치(10)에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치를 도시한 단면도이다.
4축 파쇄장치(10)는 화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄하는 장치로서, 일반적인 컨베이어(61)를 통하여, 또는 다른 장치에 의해, 또는 작업자에 의해 직접, 상부에 구성된 도입구를 통하여 파쇄대상물 도입하여 파쇄하는 장치이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화재방지 4축 파쇄장치는 제 1 슬라이딩 게이트(11), 제 1 박스모듈(12), 제 2 슬라이딩 게이트(13), 제 2 박스 모듈(14), 4축 파쇄커터(15), 제 3 박스모듈(16), 모터(17), 제 1 산소센서(19a), 제 2 산소센서(19b), 배출구(19c), 가스도입구(19d) 및 소화액도입구(19e) 등을 포함하여 구성된다.
제 1 박스모듈(12) 및 제 2 박스 모듈(14)은 각각은 대략 사각의 박스 모양으로서, 상부와 하부가 개구되어 있으며, 4개의 측면은 철판 등의 판재에 의해서 측벽이 형성되며, 측벽의 형태를 유지하기 위한 골격이 되는 기둥(단면이 'ㄷ'등의 모양)과 슬라이딩 게이트 등 이웃하는 구성요소와의 견고한 결합을 위한 플랜지를 구비한다. 제 1 박스모듈(11)에 의해 도입챔버(C1)가 구성되며 제 2 박스모듈(14)에 의해 중간챔버(C2) 형성된다. 제 1 박스모듈(12)의 측면에는 배출구(19c)가 형성됨으로써, 도입된 불활성가스(질소 가스)를 강제 배출할 수 있는 통로가 된다. 도입챔버(C1)는 파쇄대상물이 적재될 공간을 제공하고 강제배출할 불활성가스의 영역을 한정할 수 있도록 한다. 중간챔버(C2)는 4축 파쇄커터(15)의 상부로 공간을 제공하는데, 도시와 달리 그 높이는 축소될 수 있다.
도입 챔버(C1)는 중간 챔버(C2)를 개재하여 커터 챔버(C3)에 연통되고 커터 챔버의 상방에 적층된다. 중간 챔버(C2)는 도입 챔버와 연통되는 챔버로서, 커터 챔버(C3)의 위에 적층되어 도입 챔버와 커터 챔버의 사이를 연결한다.
제 3 박스모듈(16)은 상하방향의 중간에 단차가 있는 대략 사각의 박스 모양으로서, 상부와 하부가 개구되어 있으며, 4개의 측면은 철판 등의 판재에 의해서 측벽이 형성되며, 이웃하는 구성요소와의 견고한 결합을 위한 플랜지를 구비한다. 도입 챔버는, 중간 챔버는, 그리고 커터 챔버 및 하부 챔버는 상부 및 하부가 개구된 대략 사각형 박스 형태인 박스모듈에 의해서 각각 형성된다. 위로부터 도입 챔버(C1), 중간 챔버(C2), 커터 챔버(C3) 및 하부 챔버(C4)의 순서대로 적층된다.
제 3 박스모듈(16)에 의해 그 상부측에는 커터챔버(C3)가 형성되며, 커터챔버(C3)에 연이어 그 하부측에 하부챔버(C4)가 형성된다. 커터 챔버(C3)는 4축 파쇄커터(15)를 수납하는 공간을 제공하며, 하부챔버(C4)는 파쇄결과물을 임시 수용할 수 있는 공간을 제공한다. 하부 챔버(C4)는 커터 챔버(C3)의 하부에서 커터 챔버와 연통된다. 중간 챔버(C2), 커터 챔버(C3) 및 하부챔버(C4)는 화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄할 때 불활성가스의 분위기로 조성된다.
제 1 슬라이딩 게이트(11)는 도입 챔버의 상부에 구성되는데, 구체적으로 제 1 박스모듈(12)의 상단에 있는 플랜지와 기밀성이 보장된 결합을 한다. 제 1 슬라이딩 게이트(11)는 도입 챔버(C1)의 내부와 외부의 사이에 개재되는 제 1 개폐구(A1)가 구비되고 제어에 따라 구비된 제 1 개폐구를 개폐한다.
제 2 슬라이딩 게이트(13)는 도입 챔버(C1)와 연통되는 하부의 챔버(중간 챔버)(C2)와 도입 챔버(C1)의 사이에 구성되는데, 구체적으로 제 1 박스모듈(12)의 플랜지와 제 2 박스모듈(14)의 플랜지의 사이에 기밀성이 보장된 결합을 한다. 제 2 슬라이딩 게이트(13)는 중간 챔버(C2)와 도입 챔버(C1)의 사이에 개재되는 제 2 개폐구(A2)가 구비하고 제 2 개폐구를 개폐한다.
4축 파쇄커터(15)는 파쇄대상물을 직접 파쇄하는 구성요소이며, 모터(70)는 이러한 4축 파쇄커터(15)를 구동한다. 4축 파쇄커터(15)는 4개의 축과 각 축에 장착된 블레이드 어레이를 구비하며, 아래쪽에 있는 2개의 축과 블레이드 어레이가 메일 커터의 역할을 수행하고 그 양쪽에 각각 있는 2개의 축과 블레이드 어레이가 보조 커터의 역할을 수행한다. 보조 커터는 파쇄보다 메인 커터와 스크린(16a) 사이에 잔존하는 파쇄물을 파쇄 커터의 상부로 끌어올리는 것을 주된 기능으로 한다.
제 1 산소센서(19a)는 제 1 슬라이딩 게이트의 가이드 프레임 또는 제 1 박스 모듈의 측면에 장착되고 도입 챔버의 내부 공간과 연통되어 도입 챔버의 산소 농도를 측정하는 센서이다. 제 2 산소센서(19b)는 제 2 박스 모듈의 측면에 장착되어 중간 챔버(그리고 이에 연통된 커터 챔버 및 하부 챔버)의 내부 공간과 연통되어 중간 챔버(그리고 이에 연통된 커터 챔버 및 하부 챔버)의 산소 농도를 측정하는 센서이다.
배출구(19c)는 제 1 박스 모듈(11)의 측면에 장착되어, 도입 챔버의 내부 공간과 연통되고, 배출구에 연결된 배관을 통하여 에어 펌프 및 집진필터(도시 안됨)에 연결된다. 한편, 도입챔버와 연통하는 체크밸브(역류방지밸브)가 제 1 박스모듈의 측면 또는 제 1 슬라이딩 게이트의 상면에 추가 설치될 수 있다(도시 안됨). 체크밸브의 입구는 외부로 노출되고 출구는 도입챔버의 공간에 연통된다. 배출구(19c)를 통하여 불활성가스를 배출할 때 도입챔버내에 음압이 걸림에 따라 체크밸브가 개방됨으로써 외부로부터의 공기가 체크밸브를 통하여 도입챔버내부로 공급되어 질소가스의 배출속도를 더욱 증대시킬 수 있다.
가스도입구(19d)는 제 2 박스 모듈의 측면에 장착되어 중간 챔버의 내부공간과 연통되며, 중간 챔버, 커터 챔버 및 하부 챔버 등으로 불활성가스를 도입하는 포인트가 되는데, 중간에 가스 제어밸브 및 정압밸브(체크밸브)가 개재된 상태로 배관을 통하여 불활성가스가 저장된 가스저장탱크가 연결된다(도시 안됨). 시스템 컨트롤 박스로부터의 제어신호에 의해서 가스 제어밸브의 개폐가 제어되며, 정압밸브에 의해서 설정된 압력으로 불활성가스(질소가스)가 챔버로 제공되게 한다.
소화액도입구(19e)는 비상시 중간챔버 및 커터 챔버의 내부로 물과 같은 소화액을 도입하여 분사시키기 위하여, 제 2 박스모듈의 측면 3곳에 장착되어 있으며, 중간에 유로 제어밸브가 개재된 상태로 배관을 통하여 소화액 저장탱크가 연결된다. 화재 등의 비상상황시 시스템 컨트롤 박스로부터의 제어신호에 의해서 유로 제어밸브를 열어서 챔버내에 소화액을 분사한다.
또한, 시스템 컨트롤 박스는 제 1 산소센서 및 제 2 산소센서로터의 산소농도 정보를 획득하며, 유로제어 수단을 제어하여 제 1 슬라이딩 게이트, 제 2 슬라이딩 게이트 및 제 3 슬라이딩 게이트를 제어하며, 모터를 제어하여 패쇄 커터의 작동을 제어하며, 에어 펌프를 제어하여 배출구를 통하여 도입 챔버 내부의 가스를 집진필터를 통하여 외부로 배출할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 4축 차쇄 장치의 동작을 간략히 설명한다.
먼저 파쇄대상물의 투입 단계부터 보면, 제 1 슬라이딩 게이트는 열려 있고 제 2 슬라이딩 게이트(및 제 3 슬라이딩 게이트)는 닫힌 상태로 하여 도입 챔버 내에 제 1 개폐구를 통하여, 일반 컨베이어(61) 등을 이용하여 파쇄대상물을 도입한다. 도입 챔버에 도입된 파쇄대상물은 제 2 슬라이딩 게이트의 위에 적층될 수 있다.
도입 챔버에 파쇄대상물의 도입이 완료되면 제 1 슬라이딩 게이트를 닫고 제 2 슬라이딩 게이트를 전체적으로 열어서(또는 약간 열어서) 도입 챔버와 그 아래에 있는 챔버의 공기가 통하도록 한 상태로, 가스 도입구(19d)를 통하여 불활성가스(질소 가스)를 도입함으로써 도입 챔버, 중간 챔버, 커터 챔버 및 하부 챔버가 정해진 수준의 불활성가스 농도에 도달할 때까지 불활성가스를 채운다. 이때 불활성가스의 농도는 제 2 산소센서를 이용하여 추정하는데, 제 2 산소센서로 측정한 산소농도가 설정된 수준이하가 될 때 원하는 불활성가스 농도에 도달한 것으로 본다.
그리고, 정해진 수준의 불활성가스 농도에 도달하면 모터(17)를 제어하여 파쇄커터의 작동을 시작하는데, 만약 제 2 슬라이딩 게이트를 약간 열어둔 상태라면 제 2 슬라이딩 게이트를 한번에, 또는 점진적으로 열 수 있다.
파쇄 커터(15)의 작동에 따라 파쇄대상물의 파쇄가 완료되면, 파쇄결과물('파쇄물'이라고도 한다)은 그 다음의 배럴장치(20)로 이동된다. 이러한 이동과정도 질소분위기하에서 수행되도록 하는데, 파쇄장치의 하단에는 배럴장치와 기밀을 유지한 상태로 체결되어 있다.
본 발명자에 의한 사점 검토에 따르면, 가정하여, 새로운 파쇄대상물의 도입을 위해서 제 1 슬라이딩 게이트를 바로 열면, 파쇄를 위하여 도입챔버 등에 고농도로 가득차 있던 질소가스가 외부로 빠져나갈 것이며, 이에 의해서 그 주변의 작업자가 질소가스에 노출되며, 이에 따라 안전사고발생의 가능성이 있다.
본 발명에 따르면 도입 챔버(C1)에 새로운 파쇄대상물을 받아들이기 전 도입 챔버내에 있던 질소가스를 강제로 배출하는 과정을 선행시킨다. 제 1 슬라이딩 게이트 및 제 2 슬라이딩 게이트를 닫은 상태, 구체적으로 제 1 슬라이딩 게이트의 제 1 개폐구(A1)와 제 2 슬라이딩 게이트의 제 2 개폐구(A2)를 닫은 상태로 도입 챔버속에 있는 불활성가스를 배출구(19c)을 통하여 강제 배출된다. 도입챔버내에 음압이 걸림에 따라, 선택적으로 구비된 체크밸브가 개방됨으로써 외부로부터의 공기가 체크밸브를 통하여 도입챔버내부로 공급될 수 있다.
불활성가스를 강제 배출할 때, 함께 있던 미세 파티클(파쇄대상불의 파쇄 등으로 발생되는 분진) 등이 함께 배출구(19c)를 통해 배출되며, 그 후단에 연결되어 있던 집진필터에 의해서 필터링된 후, 대기중에 불활성가스만 방사된다.
그리고 제 1 산소센서를 이용하여 산소농도를 측정하는데, 보통의 대기중 산소농도 정도에 도달하면, 질소가스의 배출이 완료된 것으로 보고 파쇄대상물을 도입할 수 있는 상태로 판단한다. 가스의 배출이 완료되면, 전술한 도입 단게의 설명과 같이 제 1 슬라이딩 게이트를 열고 제 2 슬라이딩 게이트는 닫힌 상태를 유지한 상태로 파쇄대상물을 도입합다. 본 발명에 따르면 파쇄대상물을 신규도입하는 과정에서 질소가스(불활성가스)의 유출이 없도록 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있는 장점이 있으며, 나아가 제 1 슬라이딩 게이트와 제 2 슬라이딩 게이트 사이의 공간(도입 챔버)만을 대상으로 질소가스를 배출하면 되므로, 신속한 배출과 효율적인 작업이 가능하게 되는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치에서 배럴장치의 단면도이다.
배럴장치(20)는 파쇄장치(10)의 후단에 구성되어 파쇄장치에서의 파쇄가 수행됨에 따라 뭉쳐진 파쇄물을 분산시키며, 원심분리에 따라 액체를 분리해내는 장치이다.
배럴장치(20)는 타공드럼(21), 제 1 원반(22a), 제 2 원반(22b), 타격봉 어레이(23), 구동축(24a), 내원통(24b), 축베어링 모듈(24c,24d), 풀리(24e), 배럴 챔버 모듈(25), 배럴 도입 덕트(26), 배럴 배출 덕트(27) 및 배럴장치 지지대(28)를 포함하여 구성된다.
배럴 장치(20)는 배럴장치 지지대(28)에 의해서 지지되며, 도시된 배럴장치 지지대(28)는 그 일부분만이 도시된 것이고, 도시된 배럴장치 지지대(28) 이외에도 다양한 방식으로 배럴 장치(20)를 지지하는 것이 가능하다.
타공 드럼(21)은 파쇄물의 크기보다 작고 액체의 통과를 허용하는 미세홀들이 타공되어 있는 원통모양이며 위치가 고정된다. 이와 같은 미세홀들은 타공 드럼의 원통면을 따라 무수히 타공되어 있으며, 원통모양인 타공 드럼(21)의 중심은 옆으로 수평으로 누워져 있다. 타공 드럼(21)의 상부에 형성된 드럼 도입구(D1)로 파쇄물이 타공 드럼에 유입되며, 타공 드럼(21)의 하부에 형성된 드럼 배출구(D2)를 통하여 파쇄물이 타공 드럼으로부터 배출된다.
제 1 원반(22a)은 타공 드럼의 일측 개구부에 정합하고, 제 2 원반(22b)은 타공 드럼의 타측 개구부에 정합하며, 제 1 원반 및 제 2 원반은 구동축(24a)의 회전에 따라 함께 구동되어 회전되는 바, 제 1 원반 및 제 2 원반은 타공 드럼의 개구부에 정합하지만, 타공 드럼과 결합되는 것은 아니며 약간의 간격을 두고 분리되어 있다.
타격봉 어레이(23)는 타공 드럼의 내측으로 제 1 원반과 제 2 원반 사이에 걸쳐지는 봉(타격봉)이 다수개로 형성된 것이다. 타격봉의 일단은 제 1 원반의 내측면에 고정되고 타측은 제 2 원반의 내측면에 고정되어, 제 1 원반과 제 2 원반 사이에 구동축과 평행하게 다수개 형성된다. 타격봉은 구동축(24a)을 감싸고 있는 내원통(24b)와 타공 드럼(21) 사이에 직선상 일정간격으로 배치되며, 또한 이러한 타격봉들이 원주상 이격배치됨으로써 타격봉 어레이를 구성한다. 내원통(24b)는 구동축을 감싸고 타공 드럼보다 작은 직경의 원통으로서, 일단은 제 1 원반과 결합하고 타단은 제 2 원반과 결합하여 제 1 원반 및 제 2 원반과 구동축 사이의 결합을 보다 견고히 하며, 제 1 원반 및 제 2 원반의 회전 안정성을 증대시키며, 파쇄대상물이 타격되는 영역(타격봉이 형성되는 영역)이 구동축으로 부터 일정거리 이상이 되도록 한다.
축베어링 모듈(24c,24d)은 구동축(24a)의 양단을 회전가능하게 지지하며, 배럴 챔버 모듈(25)의 양쪽 측면에 각각 구성되는 축지지공(E3)에 결합한다. 풀리(24e)는 외부로부터의 벨트구동에 의하여 구동축(24e)을 회전시키기 위하여 구동축(24e)의 일단에 결합한다.
배럴 챔버 모듈(25)은 타공 드럼과 제 1 원반 및 상기 제 2 원반을 그 내부에 수납하는 배럴 챔버를 구성한다. 배럴 도입 덕트(26)는 파쇄장치(10)로부터 타공 드럼(21)까지 연장되는 덕트이다. 배럴 도입 덕트(26)는 그 일단에 구성되는 플랜지가 파쇄 장치(10)의 하단과 결합한 후 연장되어 타공 드럼(21)의 드럼 도입구(D1)에 결합하되, 그 중간 부분의 외측은 배럴 챔버 모듈(25)의 상부 관통구(E1)에 결합한다. 배럴 배출 덕트(27)는 타공 드럼(21)으로부터 외부로 연장되는 덕트이다. 배럴 배출 덕트(27)는 그 일단이 타공 드럼(21)의 드럼 배출구(D2)에 결합하되, 그 중간 부분의 외측은 배럴 챔버 모듈(25)의 하부 관통구(E2)에 결합한다. 배럴 챔버 모듈과 배럴 도입 덕트 및 배럴 배출 덕트는 배럴챔버의 기밀이 유지되도록 결합된다. 타공 드럼은 배럴 챔버를 관통하여 드럼 도입구에 이르는 통로(배럴 도입 덕트)와, 그리고 드럼 배출구로부터 배럴 챔버를 관통하는 통로(배럴 배출 통로)와 결합되어 있다.
배럴 챔버 모듈(25)의 배럴 챔버(C5)는 작동시 불활성가스로 채워지게 된다. 배럴 챔버의 하부에는 타공 드럼을 통과한 액체가 모이도록 깔때기 모양의 배럴 깔때기부(25a)가 구성되며, 배럴 깔때기부(25a)에서는 그 최저위치에 드레인홀(E4)이 구성된다. 그리고 드레인홀과 연결되는 배관(도시 안됨)을 통해 액체를 보관하는 액체 보관통(도시 안됨)이 연결되며, 액체 보관통은 드레인홀(E4)보다 낮은 위치에 두며, 배럴 챔버 모듈의 드레인 홀, 배관 및 액체 보관통 등은 기밀이 유지되도록 결합된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배럴장치의 동작을 간략히 살펴본다.
배럴 장치를 작동시키면, 내원통, 타격봉 어레이, 제 1 원반 및 제 2 원반은 구동축을 회전중심으로 하여 회전하게 된다. 그리고 4축 파쇄 장치의 하단으로부터의 파쇄결과물(파쇄물)이 배럴 도입 덕트(26)와 드럼 도입구(D1)를 통하여 타공 드럼의 내부로 낙하하여 도입되면, 타공 드럼의 내부에 설치된 타격봉에 충돌하게 되며, 이에 의해서 뭉쳐진 파쇄물이 분산된다.
또한, 타격봉 어레이에 의해서 파쇄물은 타공 드럼내에서 회전력을 부여받아서 타공드럼의 내부에서 회전하게 되는데, 파쇄물에 묻어 있던 액체(전해질)는 원심력에 의해서 타공 드럼의 타공홀을 통하여 밖으로 빠져나와서 배럴 깔때기부로 모이고 드레인홀 및 배관을 타고 액체 보관통으로 저장된다. 그리고, 타공 드럼내에서 회전하던 파쇄물은 드럼 배출구(D2)를 통하여 빠져 나올 수 있으며, 드럼 배출구(D2)를 통과한 파쇄물은 배럴 배출 덕트(27)를 타고 다음의 장치, 즉 드라이어(30)로 이동된다.
한편 상기한 배럴 장치에서는 타공 드럼이 수평으로 배치되는 것으로 하였으나, 약간의 기울기를 가지면서 배치되고 타공 드럼의 길이를 더 길게하는 것으로 변경하여 실시될 수도 있다. 이때 드럼 도입구(D1)는 긴 타공 드럼의 상단 중 더 높은 일부영역에 구성되며, 드럼 배출구(D2)는 긴 타공 드럼의 하단 중 더 낮은 일부영역에 구성되도록 한다. 이에 따라 도입된 파쇄물이 타공 드럼을 따라 회전하는 평균 회전횟수를 증대시키며, 액체가 원심분리될 기회(시간)를 증대시킴으로써 원심 분리 성능을 보다 높일 수 있다.
본 발명의 배럴 장치에 따르면, 건조 기능을 수행하는 드라이어의 전단에 구성되어 뭉쳐진 파쇄물을 분산시킴으로써 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 타격에 의한 분산과 동시에 원심 분리에 의한 액체 추출을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 배럴 장치에 따르면, 뭉쳐진 파쇄물에 대한 분산과 원심분리에 의한 액체 추출이 지속적으로 수행되고 추출된 액체의 자동 저장이 수행되면서도, 배럴 챔버의 불활성가스 분위기가 지속 유지되는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 외관을 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어를 도시한 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄 시스템에서 드라이어의 단면도이다.
드라이어(30)는 배럴 장치의 후단에 구성되어 파쇄물을 도입하여 건조시키는 기능을 하는 것으로서, 드라이어 탱크(31), 나선형 블레이드(32), 회전축(33), 축베어링모듈(34a,34b), 스프라켓(34c), 드라이가스 도입구(35a), 드라이가스 배출구(35b), 드라이어 도입 덕트(36) 및 드라이어 배출 덕트(37)를 포함하여 구성된다.
드라이어 탱크(31)는 상부 일측에 구비되어 파쇄물을 도입하는 탱크 도입구(G1)와 하부 타측에 구비되어 파쇄물을 배출하는 탱크 배출구(G2)가 구성되며, 양단이 막혀 있는 원통 모양의 탱크로서, 그 내부에 나선형 블레이드(32)를 수용하는 공간을 제공한다.
회전축(33)은 드라이어 탱크의 원통 중심을 따라 드라이어 탱크를 가로질러 배치되며, 그 양단이 축베어링모듈(34a,34b)을 개재하여 드라이어 탱크(31)의 양측면에서 지지된다. 나선형 블레이드(32)는 드라이어 탱크(310의 내부에서 회전축(33)을 따라 회전축에 입설되는 나선형의 브레이드로서, 나선형 블레이드(32)의 회전에 따라 파쇄물이 드라이어 탱크의 일측(탱크 도입구측)에서 타측(탱크 배출구측)으로 천천히 이송되게 한다.
축베어링모듈(34a,34b)은 회전축(330의 양단을 회전가능하게 지지하며, 회전축은 스프라켓(34c)을 통하여 체인등으로부터의 구동력을 전달받아 구동된다. 드라이가스 도입구(35a)는 드라이어 탱크의 일측면에 결합되어 드라이어 탱크에 가열된 건조 가스(드라이 가스)를 도입하는 지점이 되며, 구체적으로 드라이어 탱크의 양측면중 탱크 도입구가 있는 쪽의 측면 하부에 구성되는 것이 선호된다. 드라이가스 배출구(35b)는 드라이어 탱크의 타측면에 결합되어 드라이어 탱크로부터 건조가스(드라이 가스)를 배출하는 지점이 되며, 구체적으로 드라이어 탱크의 양측면중 탱크 배출구가 있는 쪽의 측면 상부에 구성되는 것이 선호된다.
배럴 장치로부터의 파쇄물은 드라이어 도입 덕트(36)로부터 드라이어 탱크로 도입되는데, 드라이어 도입 덕트(36)는 그 상단이 배럴 배출 덕트(27)와 플랜지 결합한 다음 탱크 도입구(G1) 에 기밀 결합하는 덕트이다. 드라이어 배출 덕트(37)는 건조된 파쇄물을 밀폐 컨베이어 장치(40)로 이송하는 통로가 되는데, 그 상단이 드라이어 탱크(31)의 탱크 배출구(G2)에 기밀 결합하고 그 하단은 밀폐 컨베이어 장치(40)의 컨베이어 도입구(41a)에 기밀 결합한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이어의 작동에 대하여 간략히 살펴본다.
드라이 가스는 가열된 질소 가스로서 예를 들면 열교환기를 이용하여 가열된 질소 가스이다. 드라이어에서는 나선형 브레이드에 의해 점진적으로 이송되는 과정중, 드라이 가스 도입구로부터 드라이 가스 배출구로 흐르는 드라이 가스에 의해 파쇄물이 건조된다.
보다 자세히 보면, 우선 드라이 가스 도입구로 드라이 가스를 도입하며 이와 같이 도입된 드라이 가스는 나선형 브레이드를 따라 나선형으로 흘러서 드라이 가스 배출구로 빠져 나가도록 하며, 드라이 가스 배출구는 배관을 통해 에어 펌프 등에 연결된다. 한편, 나선형 브레이드의 일정 부분을 절개하여 제거함으로써, 드라이 가스의 일정부분은 나선형 경로 대신 나선형 브레이드를 바로 타고 넘는 경로로 이동되게 할 수 있다.
그리고, 드라이어 도입 덕트(35) 및 탱크 도입구(G1)을 통하여 드라이어 탱크(31)의 내측 일단으로 도입된 파쇄물은 나선형 브레이드를 따라 느리게 이동되게 하며, 이러한 이동중 가열된 드라이 가스에 의해서 표면에 있던 액상 물질의 기화가 수행됨으로써 기화기체가 된다. 한편, 드라이 가스 배출구와 연결된 배관은 응축기를 통과하게 되는데, 응축기에서 기화기체는 열을 빼앗김으로써(냉각됨으로써) 다시 액상으로 상변이되고 별로도 분리되어 저장된다.
도 12는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 밀폐 컨베이어 장치 및 파쇄물 저장 장치를 도시한 사시도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 장치를 도시한 횡단면도이고 도 14는 본 발명의 일 실시에에 따른 파쇄 시스템에서 파쇄물 저장 장치를 도시한 종단면도이다.
밀폐 컨베이어 장치(40)는 드라이어로부터 파쇄물 저장탱크(40)에 이르는 이송 경로에 구성되는데, 밀폐 상태로 드라이어로부터 파쇄물 저장탱크까지 파쇄물을 이송한다. 밀폐 컨베이어 장치에서는 파쇄물을 이송하는 일반적 컨베이어(밀폐 덕트 내부에 구성되어 보이지 않음)를 밀폐하는 밀폐 덕트(40)를 구비한다.
밀폐 덕트(40)는 드라이어 배출 덕트와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 도입구(41a)와, 파쇄물 저장탱크(50)의 도입구(51a)와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 배출구(41b)를 구비하며, 컨베이어를 감싸서 이송 방향으로 연장된다.
도시에서는 밀폐 컨베이어 장치(40)가 수평방향으로 배치되었지만, 드라이어로부터 파쇄물 저장탱크로 갈수롤 올라가는 경사를 가지도록 할 수도 있다. 이와 같이 구성하면 드라이어와 파쇄물 저장탱크를 동일한 높이 레벨에 배치하는 것이 가능하다. 한편, 밀폐 컨베이어 장치(40)는 배럴장치와 드라이어의 사이에 구성되도록 하거나, 파쇄장치와 배럴장치의 사이에 더 구성되도록 할 수도 있으며, 상기와 같이 경사진 형태로 구성할 수도 있다.
파쇄물 저장탱크(50)는 드라이어의 후단에 구성되어 파쇄물을 불활성가스분위기인 상태로 저장한다. 드라이어로부터 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로는 밀폐되어 불활성가스 분위기에서 이송되고 파쇄물 저장탱크에 저장된다.
파쇄물 저장탱크는 일반 저장탱크일 수 있으며, 또한 도시된 것과 같은 사일로일 수 있다. 파쇄물 저장탱크로서 사일로는 사일로 탱크(51), 사일로 스크류(53), 스크류축(54), 축베어링 모듈(55a,55b), 스프로켓(55c) 및 로드셀용 거치탭(56a)을 포함하여 구성된다.
사일로 탱크(51)는 그 내부에 주 저장공간(H1)과, 주 저장공간의 하부로 연장되되 파쇄물의 배출을 위한 사일로 배출구(51b)로 갈수록 좁아지는 깔때기모양 공간(H2)를 형성한다. 파쇄 시스템이 작동중일 때와 파쇄물을 저장할 때 사일로 배출구(51b)는 캡이 결합되어 폐쇄되어 있을 수 있다.
스크류축(54)은 축베어링 모듈(55a,55b)을 개재하여 마주하는 사일로 탱크의 양측면에서 지지되며, 스크류축(54)의 일단에 결합하는 스프로켓(55c)을 통하여 외부로부터 구동력을 받는다. 스크류축(54)는 사일로 탱크의 주 저장공간을 가로 방향으로 가로질러서 양단이 사일로 탱크의 측면에 축설되고 사일로 스크류(53)는 이러한 스크류축을 따라 나선형으로 입설된다.
로드셀용 거치탭(56a)은 사일로 탱크의 양쪽 측면 외부에 결합하고, 그 하부에 로드셀(도시안됨)이 장착되며 로드셀은 지지프레임(도시 안됨)에 지지되는 구조에 의하여, 로드셀이 사일로의 무게(따라서 사일로에 저장되는 파쇄물의 무게)를 측정한다.
가스 도입구(52a,52b)는 사일로 탱크내로 불활성가스(질소 가스)를 도입하기 위하여 사일로 탱크의 측면에 장착되는데, 가스저장 탱크(62)와 배관을 통해 연결되어 사일로(파쇄물 저장탱크)의 내부를 불활성가스의 분위기로 만든다.
가스 도입구와 가스저장탱크의 사이에는 가스 제어밸브 및 정압밸브(체크밸브)가 구성될 수 있으며, 시스템 컨트롤 박스로부터의 제어신호에 의해서 가스 제어밸브의 개폐가 제어되며, 정압밸브에 의해서 설정된 압력으로 불활성가스(질소가스)가 챔버로 제공되게 한다.
이하, 파쇄물 저장 탱크의 동작에 대하여 간략히 살펴본다.
탱크 배출구 및 드라이어 배출 덕트를 통하여 드라이어에서 배출된 파쇄물은 밀폐 컨베이어 장치의 컨베이어 도입구(41a)를 통하여 도입된 후, 밀폐 상태에서 컨베이어를 타고 컨베이어 배출구(41b)까지 이송되며, 이에 따라 사일로 유입구(51a)를 통하여 사일로 탱크의 내부로 낙하한다. 낙하된 파쇄물은 사일로 탱크의 하부(깔때기 공간)부터 채우면서 점차 적층된다.
한편, 파쇄물 저장탱크로터 다른 곳으로 파쇄물을 이송하고자 할 때에는 이송 탱크(차량의 탱크일 수 있다)를 사일로(파쇄물 저장 탱크)의 사일로 배출구(51a)에 결합시킨 상태로 한 후, 사일로 스크류를 구동하면서 파쇄물을 사일로 배출구를 통하여 이송 탱크로 보낸다.
본 발명의 파쇄 시스템에 따르면 파쇄물 저장 탱크에 파쇄물이 적재 저장될 때 파쇄물 저장 탱크의 내부에도 불활성가스 분위기로 되므로, 혹시 파쇄물에 약간의 인화가능성이 남아 있더라로 불활성분위기로 함으로써 파쇄물 저장 탱크내에서의 화재가능성이 차단되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파쇄 시스템에 따르면 파쇄장치, 배럴장치 및 드라이어의 내부가 불활성가스 분위기인 상태에서, 대응하는 파쇄, 분산 및 건조가 각각 수행되며, 파쇄장치로부터 드라이어 및 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로는 밀폐되며, 파쇄물은 불활성가스 분위기인 상태에서 이송되므로 파쇄물에 대한 처리과정 및 이송과정에서의 화재가능성이 원천 차단되는 효과가 있다.
10 : 파쇄 장치
20 : 배럴 장치
30 : 드라이어
40 : 밀폐 컨베이어 장치
50 : 파쇄물 저장탱크
61 : 컨베이어
62 : 가스저장 탱크
20 : 배럴 장치
30 : 드라이어
40 : 밀폐 컨베이어 장치
50 : 파쇄물 저장탱크
61 : 컨베이어
62 : 가스저장 탱크
Claims (10)
- 화재발생가능성이 있는 파쇄대상물을 파쇄하는 파쇄장치;
상기 파쇄장치의 후단에 구성되어 뭉쳐진 파쇄물을 분산시키는 배럴장치;
상기 배럴장치의 후단에 구성되어 파쇄물을 건조시키는 드라이어;를 포함하며,
상기 파쇄장치, 상기 배럴장치 및 상기 드라이어의 내부가 불활성가스 분위기인 상태에서, 대응하는 파쇄, 분산 및 건조가 각각 수행되며,
상기 파쇄장치로부터 상기 드라이어에 이르는 이송 경로는 밀폐되며, 파쇄물은 불활성가스 분위기인 상태에서 이송되는 것을 특징으로 하며,
상기 배럴장치는,
파쇄물의 크기보다 작고 액체의 통과를 허용하는 미세홀들이 타공되어 있으며 위치가 고정되는 원통모양의 타공 드럼;
상기 타공 드럼의 일측 개구부에 정합하는 제 1 원반과, 상기 타공 드럼의 타측 개구부에 정합하는 제 2 원반; 및
상기 타공 드럼의 내측으로 상기 제 1 원반과 상기 제 2 원반 사이에 걸쳐지는 봉이 다수개로 형성된 타격봉 어레이;을 포함하여 구성되며,
상기 제 1 원반, 상기 제 2 원반 및 상기 타격봉 어레이의 회전에 따라 상기 타격봉 어레이가 뭉쳐진 파쇄물을 타격하여 분산시키며,
상기 타격봉 어레이는,
상기 제 1 원반 및 상기 제 2 원반을 구동하는 구동축을 감싸고 있는 내원통과 상기 타공 드럼 사이에 직선상 일정간격으로 배치된 타격봉들이 원주상 일정각도로 이격하여 복수로 배치된 것인,
화재방지 파쇄 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 타공 드럼의 상부에는 파쇄물이 유입되는 드럼 도입구가 구성되며, 상기 타공 드럼의 하부에는 파쇄물이 배출되는 드럼 배출구가 구성되며,
상기 타공 드럼, 상기 제 1 원반 및 상기 제 2 원반은 배럴 챔버 속에 밀폐 구성되되, 상기 타공 드럼은 상기 배럴 챔버를 관통하여 상기 드럼 도입구에 이르는 통로와 상기 드럼 배출구로부터 상기 배럴 챔버를 관통하는 통로와 결합되어 있는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 3에 있어서,
상기 배럴 챔버의 하부에는 상기 타공 드럼을 통과한 액체가 모이도록 깔때기 모양의 배럴 깔때기부가 구성되며,
상기 배럴 깔때기부와 액체를 보관하는 액체 보관통은 배관을 통해 연결된,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 드라이어는,
파쇄물을 도입하는 탱크 도입구와 파쇄물을 배출하는 탱크 배출구가 구성되며, 양단이 막혀 있는 원통 모양의 드라이어 탱크;
상기 드라이어 탱크의 원통 중심을 따라 상기 드라이어 탱크를 가로질러 배치되는 회전축;
상기 회전축을 따라 상기 회전축으로부터 입설된 나선형 브레이드;
상기 드라이어 탱크의 일측에 결합하고 드라이 가스가 도입되는 드라이 가스 도입구; 및
상기 드라이 가스 도입구가 결합된 반대쪽에서 상기 드라이어 탱크에 결합하며, 도입된 드라이 가스를 배출하는 드라이 가스 배출구;를 포함하는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 드라이 가스는 가열된 질소 가스이며,
상기 나선형 브레이드에 의해 점진적으로 이송되는 과정중, 상기 드라이 가스 도입구로부터 상기 드라이 가스 배출구로 흐르는 드라이 가스에 의해 파쇄물이 건조되는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 드라이어의 후단에 구성되어 파쇄물을 저장하는 파쇄물 저장탱크;를 더 구비하며,
상기 드라이어로부터 상기 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로는 밀폐되어 불활성가스 분위기에서 이송되고 상기 파쇄물 저장탱크에 저장되는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 드라이어는, 파쇄물을 도입하는 탱크 도입구와 파쇄물을 배출하는 탱크 배출구가 구성되며 양단이 막혀 있는 원통 모양의 드라이어 탱크를 구비하며,
상기 드라이어로부터 상기 파쇄물 저장탱크에 이르는 이송 경로에 구성되는 밀폐 컨베이어 장치를 더 포함하며,
상기 밀폐 컨베이어 장치는,
파쇄물을 이송하는 컨베이어;
상기 탱크 배출구와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 도입구와 상기 파쇄물 저장탱크의 도입구와 밀폐상태로 연통되는 컨베이어 배출구를 구비하며, 상기 컨베이어를 감싸서 이송 방향으로 연장되는 밀폐 덕트;를 포함하여 구성되는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 파쇄물 저장탱크는 사일로이며,
상기 사일로는,
주 저장공간과, 상기 주 저장공간의 하부로 연장되되 파쇄물의 배출을 위한 사일로 배출구로 갈수록 좁아지는 깔때기모양 공간을 형성하는 사일로 탱크;
상기 사일로 탱크의 주 저장공간을 가로 방향으로 가로질러서 양단이 상기 사일로 탱크의 측면에 축설되는 스크류축을 따라 입설되는 사일로 스크류;
상기 사일로 탱크내로 불활성가스를 도입하기 위하여 상기 사일로 탱크의 측면에 장착되는 가스 도입구;를 포함하여 구성되는,
화재방지 파쇄 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 파쇄장치는,
파쇄대상물을 파쇄하는 4축 파쇄커터를 수납하는 커터 챔버;
상기 커터 챔버에 연통되고 상기 커터 챔버의 상방에 적층되며 상기 파쇄대상물의 도입을 위한 도입 챔버;
상기 도입 챔버의 상부 및 하부에 각각 구성되는 제 1 슬라이딩 게이트 및 제 2 슬라이딩 게이트;를 포함하며,
상기 도입 챔버에 새로운 파쇄대상물을 받아들이기 전,
상기 제 1 슬라이딩 게이트 및 상기 제 2 슬라이딩 게이트를 닫은 상태로 상기 도입 챔버속에 있는 불활성가스를 강제 배출하는,
화재방지 파쇄 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230076394A KR102594862B1 (ko) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 화재방지 파쇄 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230076394A KR102594862B1 (ko) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 화재방지 파쇄 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102594862B1 true KR102594862B1 (ko) | 2023-10-27 |
Family
ID=88514036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230076394A KR102594862B1 (ko) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 화재방지 파쇄 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102594862B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117225869A (zh) * | 2023-11-13 | 2023-12-15 | 江苏维锂新能源材料有限公司 | 一种具有防爆燃安全功能的废旧锂电池回收利用撕碎装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626000A (ja) * | 1985-06-11 | 1987-01-12 | チバ−ガイギ− アクチエンゲゼルシヤフト | ハイブリドインタ−フエロン及びその製造方法 |
| JP2000061344A (ja) * | 1998-08-21 | 2000-02-29 | Iwatani Internatl Corp | 廃棄ガス缶の処理方法 |
| JP2006082045A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Toru Kubota | ごみの再資源化のための処理方法とその装置 |
| KR20070004217A (ko) * | 2005-07-04 | 2007-01-09 | 김건일 | 열 분해된 폐 타이어의 재활용 부산물 수중 분리장치 |
| KR100992566B1 (ko) * | 2009-12-15 | 2010-11-08 | 선농식품(주) | 채소부산물 분쇄장치의 회전축 결합구조 |
| US20140117124A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Raymond Brosseuk | Method for Extracting Heavy Metals from Hard Rock and Alluvial Ore |
| KR102471227B1 (ko) | 2022-07-13 | 2022-11-29 | 주식회사 이디엔지니어링 | 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템 |
-
2023
- 2023-06-14 KR KR1020230076394A patent/KR102594862B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626000A (ja) * | 1985-06-11 | 1987-01-12 | チバ−ガイギ− アクチエンゲゼルシヤフト | ハイブリドインタ−フエロン及びその製造方法 |
| JP2000061344A (ja) * | 1998-08-21 | 2000-02-29 | Iwatani Internatl Corp | 廃棄ガス缶の処理方法 |
| JP2006082045A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Toru Kubota | ごみの再資源化のための処理方法とその装置 |
| KR20070004217A (ko) * | 2005-07-04 | 2007-01-09 | 김건일 | 열 분해된 폐 타이어의 재활용 부산물 수중 분리장치 |
| KR100992566B1 (ko) * | 2009-12-15 | 2010-11-08 | 선농식품(주) | 채소부산물 분쇄장치의 회전축 결합구조 |
| US20140117124A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Raymond Brosseuk | Method for Extracting Heavy Metals from Hard Rock and Alluvial Ore |
| KR102471227B1 (ko) | 2022-07-13 | 2022-11-29 | 주식회사 이디엔지니어링 | 리튬 이온 이차전지의 자원 재활용 처리 시스템 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117225869A (zh) * | 2023-11-13 | 2023-12-15 | 江苏维锂新能源材料有限公司 | 一种具有防爆燃安全功能的废旧锂电池回收利用撕碎装置 |
| CN117225869B (zh) * | 2023-11-13 | 2024-01-30 | 江苏维锂新能源材料有限公司 | 一种具有防爆燃安全功能的废旧锂电池回收利用撕碎装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102594862B1 (ko) | 화재방지 파쇄 시스템 | |
| KR102134719B1 (ko) | 폐리튬이온배터리의 재활용 장치 및 방법 | |
| JP4562618B2 (ja) | 空き缶処理車 | |
| CN107362888A (zh) | 一种具有防尘功能的搅拌机进料装置 | |
| JPS62175302A (ja) | 材料処理装置 | |
| KR100211593B1 (ko) | 고무를 입자로 줄이기위한 장치 | |
| CN109845008A (zh) | 用于处理用过的电池、特别是可充电电池的再循环方法和电池加工装置 | |
| KR0133172B1 (ko) | 파쇄유동건조장치 | |
| PL205037B1 (pl) | Urządzenie do i sposób obróbki miejskich odpadów stałych | |
| KR102482717B1 (ko) | 폐기물 관리 및 재생 시스템 | |
| JP2022504106A (ja) | 使用済み電池をリサイクルするための設備 | |
| CN207169910U (zh) | 一种具有防尘功能的搅拌机进料装置 | |
| KR102570958B1 (ko) | 화재방지 4축 파쇄장치 | |
| CN102022895A (zh) | 闭路循环沸腾干燥机主机 | |
| US4356981A (en) | Aerosol disposal unit | |
| KR102294780B1 (ko) | 유기성 폐기물 분쇄기 | |
| CN211160026U (zh) | 一种具有称重功能的环锤式破碎机 | |
| CN111397334B (zh) | 生物质燃料生产用系统及方法 | |
| CN115722309A (zh) | 一种具有惰性气体保护的粉碎设备 | |
| JP2005169270A (ja) | 貯留排出装置 | |
| KR100831951B1 (ko) | 음식물 건조장치 및 건조방법 | |
| CN215901829U (zh) | 一种危废物料固液分离系统 | |
| CN111283869A (zh) | 一种混凝土废料回收装置 | |
| CN109397580A (zh) | 一种塑料破碎设备的取料机构 | |
| CN204746859U (zh) | 一种粮食的初级分拣装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |