KR102638728B1 - 케이크 피더 시스템 - Google Patents

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KR102638728B1
KR102638728B1 KR1020230137408A KR20230137408A KR102638728B1 KR 102638728 B1 KR102638728 B1 KR 102638728B1 KR 1020230137408 A KR1020230137408 A KR 1020230137408A KR 20230137408 A KR20230137408 A KR 20230137408A KR 102638728 B1 KR102638728 B1 KR 102638728B1
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blade
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노영호
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(주)고려소재개발
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Abstract

본 발명은 수분이 함유된 원재료를 로터리 킬른장치로 공급함에 있어, 정량으로 공급제어할 수 있는 케이크 피더 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 케이크 피더 시스템(100)은, 킬른 장치(200)와 근접하는 지면의 상단에 설치되는 레일(R)과, 상단은 피더 베이스(110)의 하단을 지지하고, 하단은 레일(R) 상단에서 이동가능하게 구비되는 카트(120)와, 피더 베이스(110) 상단으로 보(111)를 통해 구비되며, 각종 원재료를 투입하는 케이크 드럼(130)과, 케이크 드럼(130)으로 투입된 원재료를 킬른 장치(200)로 이송하는 이송부(140)와, 상기 케이크 드럼(130)의 내부에 회전가능하게 구비되어 투입된 원재료를 이송부로(140)로 정량 공급하는 임펠라(150)와, 임펠라(150)와 연동되는 웜변속기(M1-1)와 연동되어 임펠라를 회전구동시키는 제1구동모터(M1) 및 이송부(140)를 회전구동시키는 제2구동모터(M2)를 포함하되, 케이크 드럼(130)의 내부에 구비되는 임펠라(150)는, 투입되는 원재료를 파쇄하고, 파쇄된 원재료를 이송부(140)로 정량공급하도록 구성고, 임펠라(150)는 웜 변속기(M1-1) 회동축과 연동되는 몸체(151)와, 몸체의 하단에 구비되어 원재료를 스크류관(142)으로 투입하는 투입날(152)과, 투입날의 상단으로 이격되어 투입되는 원재료를 분리 및 파쇄하는 평날(153)로 구비된다.

Description

케이크 피더 시스템{Cake feeder system}
본 발명은 수분이 함유된 원재료를 로터리 킬른장치로 공급함에 있어, 정량으로 공급제어할 수 있는 케이크 피더 시스템에 관한 것이다.
산업의 발달에 따라 플라스틱이나 합성고무를 원료로 하는 상품의 생산량은 급증하고 있지만, 폐플라스틱이나 폐고무 등의 폐합성수지에 대한 재활용률은 총 생산량에 비하여 미미한 수준에 불과한 실정이다.
이러한 현상이 발생되는 주요 원인은 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되기 때문이다.
여러가지 이유로 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되지만 폐합성수지가 여러 가지 물질을 포함하고 있다는 것이 주요 원인이다.
즉, 폐합성수지는 아주 고순도일 경우 재활용이 가능하나, 저순도일 경우는 재활용하는데 많은 비용이 소모된다.
따라서 경제적인 측면에서 좋지 못하고, 재활용하여도 다시 사용 후 질 저하로 재활용하는데 한계가 있다.
소요 경비를 줄이면서 폐합성수지를 재활용하는 기술로는 폐합성수지를 열분해하는 방법이 있다.
폐합성수지 열분해 재활용 방법은 폐합성수지에 고열을 가하여 폐합성수지를 용융 및 분해하고, 분해물로부터 얻을 수 있는 다양한 유분을 정제하여 오일을 얻는 방법이다.
종래의 로터리 킬른형 열분해장치를 이용한 폐플라스틱의 열분해시스템은 로터리 킬른형 열분해장치를 사용하여 폐합성수지를 1차 열분해하고 CSTR 형 열분해장치를 사용해서 1차 분해물을 다시 열분해하며, 증류탑을 사용하여 2차 분해물로부터 생성유(오일)를 확보한 후 이 생성유를 정제하여 고순도의 오일을 확보한다.
또한, 종래의 열분해장치는 투입장치에서 거친 형상과 다양한 종류의 폐기물이 뒤섞인 채로투입되었다.
예를 들어, 폐기물에는 비중이 낮은 폐비닐도 있고, 비중이 높은 폐플라스틱도 다량 포함되어 있다.
그런데, 투입구에서 폐비닐의 뭉침 현상으로 인해 투입물이 투입되지 못하는 현상이 자주 발생되었다.
특히, 이러한 문제점은 수평관의 입구 영역에서 빈번하게 발생하였다.
아울러, 폐비닐이나 폐플라스틱은 스크류에 의한 이송과정중에도 뭉침 현상이 발생하여 이송축이 멈추거나 걸림현상, 스크류 훼손 또는 과부하의 원인이 되었다.
그리고, 투입물의 이송이 완료되어 수직배관으로 낙하하는 경우에도 배관 내벽에 달라붙거나 서로 엉키면서 낙하 하지 못해 막힘 현상이 발생하곤 하였다.
이러한 경우, 전체 시스템의 동작을 멈추고, 충분히 냉각시킨 후 굳은 비닐 덩어리나 폐플라스틱을 연장으로 뚫거나 깨서 해체해야 했다.
그리고 다시 시스템을 가동하기 위해서는 충분한 예열과 준비과정이 필요했다.
이로써, 열분해장치의 효율이 열분해 반응로 보다는 투입장치의 원활한 투입여부에 따라 좌우되는 형국이었다.
대한민국 특허등록 제10-1072596호 대한민국 특허공개 제10-2013-0038634호
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명은 수분이 함유된 원재료를 로터리 킬른장치로 공급함에 있어, 투입된 원재료를 일정한 크기로 파쇄하여 이송부로 정량공급제어할 수 있는 케이크 피더 시스템를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 킬른 장치 내부로 진입한 이송부에 냉각수 공급수단을 통해 실시간으로 냉각수를 공급하여, 킬른 장치의 내부열에 의해 이송부의 공급이 중단되는 것을 방지할 수 있는 케이크 피더 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 케이크 피더 시스템은, 킬른 장치와 근접하는 지면의 상단에 설치되는 레일과,
상단은 피더 베이스의 하단을 지지하고, 하단은 상기 레일 상단에서 이동가능하게 구비되는 카트와,
상기 피더 베이스 상단으로 보를 통해 구비되며, 원재료를 투입하는 케이크 드럼과,
상기 케이크 드럼으로 투입된 원재료를 킬른 장치로 이송하는 이송부와,
상기 케이크 드럼의 내부에 회전가능하게 구비되어 투입된 원재료를 상기 이송부로로 정량 공급하는 임펠라와,
상기 임펠라와 연동되는 웜변속기와 연동되어 임펠라를 회전구동시키는 제1구동모터 및 상기 이송부를 회전구동시키는 제2구동모터를 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 이송부는, 이송스크류와 상기 이송스크류를 감싸는 스크류관으로 구성되되, 일단은 제2구동부터와 연동설치되고, 상기 스크류관의 일부분은 케이크 드럼과 연통되게 구성되며, 타탄은 킬른 장치의 내부로 인입되도록 구성되어, 원재료를 순차적으로 공급하는 것에 특징이 있다.
상기 케이크 드럼의 내부에 구비되는 임펠라는, 투입되는 원재료를 파쇄하고, 파쇄된 원재료를 이송부로 정량공급하도록 구성되되, 웜 변속기 회동축과 연동되는 몸체와, 상기 몸체의 하단에 구비되어 원재료를 스크류관으로 투입하는 투입날과, 상기 투입날의 상단으로 이격되어 투입되는 원재료를 분리 및 파쇄하는 평날로 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 평날에는, 투입되는 원재료를 파쇄하는 파쇄날과, 케이크 드럼의 내벽에 붙는 원재료를 긁어 제거하는 제거날이 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 몸체의 상단은 투입되는 원재료를 분산시키기 위한 쐐기형 콘이 구비되는 것에 특징이 있다.
본 발명은 킬른 장치내로 진입하는 이송스크류에는 이송스크류를 보호하면서 킬른 장치의 내부 열에 의해 이송스크류를 보호하기 위하여 냉각수 공급수단이 구비되는 것에 특징이 있다.
*
상기 냉각수 공급수단은 이중관으로 구성되며, 상기 이중관의 일단에는 이송스크류에 의해 이송된 원재료가 길른 장치의 내부로 낙하될 수 있게 개구부를 형성하고, 주입구에서 냉각수를 공급하여 개구부로 배출하는 배출구를 구성하는 공급라인으로 구비되는 것에 특징이 있다.
서술된 바와 같이, 본 발명은 수분이 함유된 원재료를 로터리 킬른장치로 공급함에 있어, 투입된 원재료를 일정한 크기로 파쇄하여 이송부로 정량공급제어할 수 있는 효과와, 킬른 장치 내부로 진입한 이송부에 냉각수 공급수단을 통해 실시간으로 냉각수를 공급하여, 킬른 장치의 내부열에 의해 이송부의 공급이 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과등 여러가지 효과가 있는 매우 유용한 발명임이 명백하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템의 구성중 투입부의 구성을 설명하기 위한 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템의 구성중 임펠라의 구성을 설명하기 위한 확대도.
도 6은 도 4의 요부 확대도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
<실시예>
이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 구조를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이크 피더 시스템을 설명하기 위한 측면도이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 피더 시스템(100)은, 킬른 장치(200)와 근접하는 지면의 상단에 설치되는 레일(R)과, 상단은 피더 베이스(110)의 하단을 지지하고, 하단은 상기 레일(R) 상단에서 이동가능하게 구비되는 카트(120)와, 상기 피더 베이스(110) 상단으로 보(111)를 통해 구비되며, 각종 원재료를 투입하는 케이크 드럼(130)과, 상기 케이크 드럼(130)으로 투입된 원재료를 킬른 장치(200)로 이송하는 이송부(140)와, 상기 상기 케이크 드럼(130)의 내부에 회전가능하게 구비되어 투입된 원재료를 상기 이송부로(140)로 정량 공급하는 임펠라(150)와, 상기 임펠라(150)와 연동되는 웜변속기(M1-1)와 연동되어 임펠라를 회전구동시키는 제1구동모터(M1) 및 상기 이송부(140)를 회전구동시키는 제2구동모터(M2)를 포함한다.
상기 레일(R)은 킬른 장치(200)의 측단부에 구비되며, 상기 레일상에는 피더 시스템(100) 전체를 지지하여 이동시키는 카트(120)가 구비되며, 카트(120)의 이동을 통해 피더 시스템(100)을 킬른 장치 부근이로 이동시켜, 이송부(140)의 일측이 킬른 장치 내부로 진입시키게 된다.
그리고 레일(R)에는 이동되는 카트(120)의 이동 제한을 단속하는 레버풋(R-1)과 스토퍼(R-2)이 구비된다.
한편, 피더 베이스(110)는 카드(120)의 상단에 구비되어 제1 및 제2모터, 케이크 드럼(130)과, 이송부(140)를 지지하는 역할을 한다.
상기 피더 베이스(110)의 사면 수직으로 보(111)가 구비되고, 상기 보(111)는 케이크 드럼(130)을 지지하는 역할을 한다.
상기 케이크 드럼(130)의 상단부로는 원재료를 투입하는 다수의 투입구가 구비되고, 하단 일측에는 이송부(140)의 구성인 스크류관(142)이 연통 구성된다.
이때, 상기 케이크 드럼(140)의 내부에는 투입되는 원재료를 파쇄하여 이송부(140)로 정량 공급을 위한 임펠라(150)가 구비된다.
상기 한 임페라(150)는, 피더 베이스(110) 상에 구성된 웜변속기(M1-1)의 축상에 연동되고, 상기 웜 변속기(M1-1)는 일단에 구성된 제1구동모터(M1)와 연동된다.
즉, 상기 제1구동모터(M1)의 구동으로 웜 변속기(M1-1)가 구동되며, 상기 웜 변속기와 연동되는 케이크 드럼 내부에 구비된 임펠라(150)의 회전구동이 이루어진다.
한편, 상기 임펠라(150)는, 웜 변속기(M1-1) 회동축과 연동되는 몸체(151)와, 상기 몸체의 하단에 구비되어 원재료를 스크류관(142)으로 투입하는 투입날(152)과, 상기 투입날의 상단으로 이격되는 투입되는 원재료를 파쇄하는 평날(153)로 구성된다.
이때, 상기 투입날(152)은 임펠라가 회전되는 방향으로 상향 경사지게 구성되어 원재료를 밀어 넣도록 구성된다.
그리고, 상기 평날(153)에는, 투입되는 원재료를 파쇄하는 파쇄날(153a)과, 케이크 드럼(130)의 내벽에 붙는 원재료를 긁어 제거하는 제거날(153b)이 구비된다.
상기 파쇄날(153a)은 평날(153)의 끝단부를 시작으로 소정의 간격을 두고 내측에 구비되며, 상기 제거날(153b)은 평날(153)의 끝단부에서 상향 돌출 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 투입날(152)과, 평날(153)은 2개소 또는 2개소 이상으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 파쇄날(153a)과 제거날(153b)은 지그재그식으로 구성되는 것이 바람직하다.
예컨데, 평날(153)이 2개소일 경우, 1개소의 평날에는 파쇄날, 다른 1개소의 평날에는 제거날 구성되는 것이며, 평날(153)이 4개소일 경우, 첫번째 평날에는 파쇄날, 두번째 평날에는 제거날, 세번째 평날에는 파쇄날, 네번째 평날에는 파쇄날로 구성된다.
그리고 상기 제거날은 케이크 드럼(130)의 내측 벽면에 달라붙는 원재료를 긁어 내는 역할을 하는 것으로, 벽면과 근접하게 돌출 구성되는 것이 바람직하고, 긁어 내는 역할이 증대되도록 끝단은 벽면에 근접하고 회전방향으로 내측으로 경사진 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 몸체(151)의 상단은 투입되는 원재료를 분산시키기 위한 쐐기형 콘(155)이 구비된다.
상기한 쐐기형 콘을 통해 투입되는 원재료가 중앙에 모이는 것이 방지되며 외곽으로 퍼지게 투입이 이루어진다.
한편, 이송부(140)는, 케이크 드럼(130)의 하단구비되되, 상기 케이크 드럼(130)과 연통되는 투입구(141a)가 구비되는 스크류관(142)과, 상기 스크류관(142)의 내부에 설치되어 케이크 드럼(130) 내부에 투입된 원재료를 킬른 장치(200)로 이송시키는 이송스크류(141)로 구성된다.
그리고 상기 스크류관 일단에는 내측의 이송스크류를 감싸 보호함과 동시에, 킬른 장치(200)로 진입되는 이송스크류(141)를 킬른 장치 내부에 열에 의해 냉각 보호하기 위한 냉각수 공급수단(160)이 구비된다.
상기 스크류관에 구비되는 이송스크류(141)의 일단은 일단에 구비된 제2구동모터(M2)와 연동된다.
즉, 제2구동모터(M2)에는 구동스프로킷이 구비되고, 상기 이송스크류에는 종동 스프로킷이 구비되며, 상기 구동스프로킷과 종동스프로킷은 체인을 통해 연결되어 구동된다.
상기 냉각수 공급수단(160)은, 이송스크류(141)를 감싸 보호하고, 냉각수를 공급하기 위하여 이중관(161)으로 구비되며, 킬른 장치로 진입하는 부분의 하단에는 개구부(163)가 형성되어 이송스크류에 의해 이송된 원재료가 킬른 장치의 내부로 낙하되도록 구성된다.
그리고 내관 및 외관으로 구성되는 이중관(161)에는 냉각수 공급라인(162)이 구비되며, 냉각수를 주입하는 주입구(162a)는 일단에 구비되고, 냉각수를 배출하는 배출구(162b)는 개구부(163)에 근접하게 구비된다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 피더 시스템(100)의 작동관계를 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 피더 시스템(100)은 카트(120)가 레일(R)상에서 이동되어 피더 시스템 전체를 길른 장치(200)의 주입구 부분으로 이동시켜 이송스크류가 킬른장치의 내부로 진입을 유도한다.
이때, 킬른 장치와 접속되는 부분은 킬른 장치 내의 열기가 외부로 배출되는 것을 방지하기 위하여 플렉시블관(P)을 통해 조인이 이루어진다.
이러한 상태에서 냉각수 공급수단(160)의 주입구(162a)를 통해 냉각수가 주입되고, 배출그(162b)를 통해 냉각수가 배출되어 킬른 장치의 내부로 진입된 스크류의 냉각이 이루어짐과 동시에 열기에 의해 스크류에 원재료가 달라붙는 것이 방지된다.
그리고 제1구동모터(M1)의 구동에 의해 웜변속기(M1-1)의 구동이 이루어지며, 이와 연동된 케이크 드럼(130) 내부의 임펠라(150)의 회전구동이 이루어진다.
또한, 제2구동모터(M2)의 구동에 의해 이송스크류(141)가 구동된다.
상기와 같이 구동되는 상태에서 케이크 드럼(130)으로 수분이 함유된 원재료가 투입되면, 투입되는 원재료는 쐐기형 콘(155)에 의해 외곽으로 퍼지면서 투입되고, 회전하는 임펠라(150)의 파쇄날(153a)에 의해 파쇄가 이루어진다.
이때, 파쇄라고 함은 서로 엉커 붙어있는 원재료를 분리하는 역할을 포함한다.
그리고 수분이 함유된 원재료는 케이크 드럼(130)의 외벽에 달라 붙는 현상이 발생되나, 임펠라(150)의 제거날(153b)에 의해 외벽에 붙는 원재료를 긁어 제거된다.
상기와 같이 파쇄된 원재료는 하단에 구비된 투입날(152)에 의해 케이크 드럼(130)과 연통되는 투입구(141a)로 밀려들어가며, 회전되는 이송스크류(141)를 통해 전방으로 이송되고, 개구부(163)를 통해 킬른 장치(200)로 낙하이송된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 수분이 함유된 원재료를 로터리 킬른장치로 공급함에 있어, 투입된 원재료를 일정한 크기로 파쇄하여 이송부로 정량공급제어할 수 있는 장점이 있고, 킬른 장치 내부로 진입한 이송부에 냉각수 공급수단을 통해 실시간으로 냉각수를 공급하여, 킬른 장치의 내부열에 의해 이송부의 공급이 중단되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상으로 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 설명하였다.
그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 특별히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 할 것이다.
따라서, 전술된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 피더 시스템 110: 피더 베이스
111: 보 120: 카트
130: 케이크 드럼 140: 이송부
141: 이송스크류 142: 스크류관
150: 임펠라 151: 몸체
152: 투입날 153: 평날
153a: 파쇄날 153b: 제거날
154: 연결편 155: 쐐기형 콘
160: 냉각수단 M1: 제1구동모터
M1-1: 웜변속기 M2: 제2구동모터
R: 레일

Claims (3)

  1. 킬른 장치(200)와 근접하는 지면의 상단에 설치되는 레일(R)과,
    상단은 피더 베이스(110)의 하단을 지지하고, 하단은 상기 레일(R) 상단에서 이동가능하게 구비되는 카트(120)와,
    상기 피더 베이스(110) 상단으로 보(111)를 통해 구비되며, 각종 원재료를 투입하는 케이크 드럼(130)과,
    상기 케이크 드럼(130)으로 투입된 원재료를 킬른 장치(200)로 이송하는 이송부(140)와,
    상기 케이크 드럼(130)의 내부에 회전가능하게 구비되어 투입된 원재료를 상기 이송부로(140)로 정량 공급하는 임펠라(150)와,
    상기 임펠라(150)와 연동되는 웜변속기(M1-1)와 연동되어 임펠라를 회전구동시키는 제1구동모터(M1) 및 상기 이송부(140)를 회전구동시키는 제2구동모터(M2)를 포함하되,
    상기 케이크 드럼(130)의 내부에 구비되는 임펠라(150)는, 투입되는 원재료를 파쇄하고, 파쇄된 원재료를 상기 이송부(140)로 정량공급하도록 구성되고,
    상기 임펠라(150)는
    웜 변속기(M1-1) 회동축과 연동되는 몸체(151)와,
    상기 몸체의 하단에 구비되어 원재료를 스크류관(142)으로 투입하는 투입날(152)과, 상기 투입날의 상단으로 이격되어 투입되는 원재료를 분리 및 파쇄하는 평날(153)로 구비되는 것을 특징으로 하는, 케이크 피더 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평날(153)에는, 투입되는 원재료를 파쇄하는 파쇄날(153a)과, 케이크 드럼(130)의 내벽에 붙는 원재료를 긁어 제거하는 제거날(153b)이 구비되는 것을 특징으로 하는, 케이크 피더 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체(151)의 상단은 투입되는 원재료를 분산시키기 위한 쐐기형 콘(155)이 구비되는 것을 특징으로 하는, 케이크 피더 시스템.
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