KR102660634B1 - 폐합성수지 열분해시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지의 열분해 시 외기의 유입을 차단하고 유증기의 누출을 방지하며 열변형으로 인한 팽창을 흡수하여 작동의 안정성을 확보할 수 있는 폐합성수지 열분해시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 소정 크기로 절단된 폐합성수지를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크에 저장된 폐합성수지를 공급하는 공급컨베이어, 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지를 회전하는 투입샤프트를 통해 넣어 유증기를 발생시키도록 가열하는 로터리킬른, 상기 로터리킬른의 회전하는 배출샤프트로 이송된 유증기 및 슬러지를 배출하는 배출측 스크루컨베이어로 이루어진 폐합성수지 열분해시스템에 있어서, 공기의 유입을 차단하기 위해 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지를 압축 후 팽창시켜서 상기 투입샤프트로 투입하는 투입측 스크루컨베이어; 고정된 상기 양측 스크루컨베이어와 회전하는 상기 로터리킬른의 양측 샤프트 사이에 각각 설치되어 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀히 차단하는 기밀장치; 및 상기 양측 기밀장치와 상기 양측 스크루컨베이어 사이에 각각 설치되어 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하는 팽창조인트;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.

Description

폐합성수지 열분해시스템{Pyrolysis System for Waste Synthetic Resin}

본 발명은 폐합성수지 열분해시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐합성수지의 열분해 시 외기의 유입을 차단하고 유증기의 누출을 방지하며 열변형으로 인한 팽창을 흡수하여 작동의 안정성을 확보할 수 있는 폐합성수지 열분해시스템에 관한 것이다.

산업의 발달에 따라 합성수지를 원료로 하는 상품의 생산량은 급증하고 있으나 한 번 사용하고 버린 폐합성수지의 재활용 비율은 극히 미미한 수준에 이르고 있다.

폐합성수지의 재활용 비율이 낮은 이유는 폐합성수지를 재활용하기 위하여 처리하는 비용이 많이 소요되기 때문이다.

폐합성수지의 재활용에 비용이 많이 소요되는 주요 원인은 폐합성수지가 여러 가지 물질을 포함하는 것에 있다.

고순도의 폐합성수지는 재활용이 용이하지만 저순도의 폐합성수지는 재활용 처리에 비용이 많이 소요되어 경제적인 측면에서 좋지 못할 뿐만 아니라 재활용 후 다시 사용하여도 품질이 저하되는 한계가 있다.

근래에는 상술한 이유 등으로 인하여 처리 비용을 줄이면서 폐합성수지를 재활용하는 기술로 열분해를 이용한다.

열분해는 열에 의하여 생기는 분해 반응으로서, 이러한 열분해를 통해 폐합성수지를 재활용하는 방법은 폐합성수지를 가열하여 용융 및 분해한 후 분해물에서 얻는 다양한 유분을 정제 및 추출하는 것이다.

열분해를 이용하여 폐합성수지에서 유분을 정제 및 추출하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1072596호(등록일자 2011년10월05일) 및 대한민국 등록특허 제10-2397595호(등록일자 2022년05월10일) 등이 개시되어 있다.

상술한 종래기술은 돌아가는 원통형 용기에 폐합성수지를 넣고 가열하는 이른바 로터리킬른(rotary kiln)을 이용하는 공통점을 갖는다.

그러나 종래기술은 폐합성수지를 투입 및 배출하는 고정측과 로터리킬른의 회전측 사이로 외기(산소)가 유입되거나 장치의 내부에서 형성된 유증기·유해가스 등이 외부로 누출되어 작업자의 질식 또는 폭발 등의 사고로 이어질 수 있는 위험성이 있었다.

또한, 종래기술의 로터리킬른은 대략 500℃ 내외로 가열하는 온도에 의해 발생하는 열팽창에 대한 안정성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1072596호(등록일자 2011년10월05일) 대한민국 등록특허 제10-2397595호(등록일자 2022년05월10일)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 로터리킬른의 내부로 외기의 유입을 차단하고 유증기·유해가스 등의 누출을 방지하는 동시에 가열로 인한 열변형을 흡수하여 작동의 안정성을 확보할 수 있는 폐합성수지 열분해시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 소정 크기로 절단된 폐합성수지를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크에 저장된 폐합성수지를 공급하는 공급컨베이어, 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지를 회전하는 투입샤프트를 통해 넣어 유증기를 발생시키도록 가열하는 로터리킬른, 상기 로터리킬른의 회전하는 배출샤프트로 이송된 유증기 및 슬러지를 배출하는 배출측 스크루컨베이어로 이루어진 폐합성수지 열분해시스템에 있어서, 공기의 유입을 차단하기 위해 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지를 압축 후 팽창시켜서 상기 투입샤프트로 투입하는 투입측 스크루컨베이어; 고정된 상기 양측 스크루컨베이어와 회전하는 상기 로터리킬른의 양측 샤프트 사이에 각각 설치되어 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀히 차단하는 기밀장치; 및 상기 양측 기밀장치와 상기 양측 스크루컨베이어 사이에 각각 설치되어 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하는 팽창조인트;를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.

상기 투입측 스크루컨베이어는, 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지를 스크루오거의 회전으로 반송시키는 반송관, 상기 반송관에 테이퍼관으로 연결되어 상기 스크루오거의 회전으로 반송되는 폐합성수지를 압축하도록 작은 직경으로 이루어진 압축관, 및 상기 압축관에서 반출된 후 자체 탄성으로 팽창하는 폐합성수지에 의해 공기와 유증기의 유통을 차단하는 기밀관을 포함할 수 있다.

상기 투입측 스크루컨베이어는 상기 압축관의 외경에 장착된 히터를 더 포함할 수 있다.

상기 기밀장치는, 상기 양측 스크루컨베이어에 연결되는 고정외관, 상기 고정외관의 내경에 상기 로터리킬른의 양측 샤프트와 함께 회전하도록 결합되는 회전내관, 상기 회전내관과 상기 고정외관 사이를 밀봉하도록 전후 양측에 개재되는 그랜드패킹, 상기 양측 그랜드패킹 사이에 구리스를 충진하도록 형성되는 구리스충진홈, 및 상기 구리스충진홈으로 구리스를 공급하는 구리스공급기를 포함할 수 있다.

상기 팽창조인트는, 상기 투입측 스크루컨베이어와 상기 로터리킬른의 투입샤프트에 결합된 투입측 기밀장치를 연결하는 투입측 팽창조인트, 및 상기 배출측 스크루컨베이어와 상기 로터리킬른의 배출샤프트에 결합된 배출측 기밀장치를 연결하는 배출측 팽창조인트로 이루어질 수 있다.

상기 투입측 팽창조인트는, 상호 이격된 상기 투입측 스크루컨베이어와 상기 투입측 기밀장치에 각각 접합되는 조인트파이프, 상기 양측 조인트파이프를 연결하여 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 신축벨로우즈, 및 상기 신축벨로우즈의 내면을 상기 로터리킬른에서 발생한 고열로부터 보호하도록 설치되는 보호슬리브를 포함할 수 있다.

상기 배출측 팽창조인트는, 상기 배출측 기밀장치에 접합되는 제1 조인트파이프, 상기 제1 조인트파이프에 이격되도록 상기 배출측 스크루컨베이어에 접합되는 제2 조인트파이프, 상기 제1 조인트파이프와 상기 제2 조인트파이프에 각각 결합되어 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 제1 신축벨로우즈 및 제2 신축벨로우즈, 상기 제1 신축벨로우즈와 상기 제2 신축벨로우즈를 연결하는 인터파이프, 상기 제1 신축벨로우즈와 상기 제2 신축벨로우즈의 내면을 상기 로터리킬른에서 발생한 고열로부터 각각 보호하도록 설치되는 제1 보호슬리브 및 제2 보호슬리브를 포함할 수 있다.

상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 투입측 스크루컨베이어의 압축-팽창 공급 메카니즘에 의해 폐합성수지에 포함된 공기의 유입과 로터리킬른에서 발생한 유증기의 누출을 차단할 수 있고, 회전하는 로터리킬른과 고정된 양측 스크루컨베이어 사이에서 발생할 수 있는 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀장치에 의해 완전하게 차단할 수 있으며, 가열로 인한 로터리킬른의 열팽창을 팽창조인트가 흡수하여 작동의 안정성을 확보할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 열분해시스템을 나타낸 입면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 투입측 스크루컨베이어를 확대하여 나타낸 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배출측 스크루컨베이어를 확대하여 나타낸 확대도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 투입측 기밀장치를 확대하여 나타낸 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 투입측 팽창조인트를 확대하여 나타낸 확대도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 배출측 팽창조인트를 확대하여 나타낸 확대도.

이하에서는 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공한다.

이에 따라, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 폐합성수지 열분해시스템은 저장탱크(100), 공급컨베이어(200), 투입측 스크루컨베이어(300), 로터리킬른(400), 배출측 스크루컨베이어(500), 기밀장치 및 팽창조인트를 포함한다.

저장탱크(100)는 소정 크기로 절단된 폐비닐 조각 따위의 폐합성수지를 저장한다.

공급컨베이어(200)는 저장탱크(100)에 저장된 폐합성수지를 투입측 스크루컨베이어(300)로 공급하는 기능을 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 공급컨베이어(200)는 저장탱크(100)에 저장된 폐합성수지를 수평으로 공급하는 수평 공급컨베이어(210), 수평 공급컨베이어(210)에서 공급된 폐합성수지를 수직으로 공급하는 수직 공급컨베이어(220)를 포함한다.

여기서, 수평 공급컨베이어(210) 및 수직 공급컨베이어(220)는 원통 속에서 나선형의 스크루 오거(screw auger)가 회전하면서 폐합성수지를 나르는 스크루타입의 컨베이어로 구현된다.

투입측 스크루컨베이어(300)는 공급컨베이어(200)에서 공급된 폐합성수지를 압축 후 팽창시켜서 로터리킬른(400)의 투입샤프트(431)로 투입한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 투입측 스크루컨베이어(300)는 공급컨베이어(200)에서 공급된 폐합성수지를 로터리킬른(400)으로 반송하도록 연결된 반송관(310), 반송관(310)으로 공급된 폐합성수지를 반송하도록 회전하는 투입측 스크루오거(340), 투입측 스크루오거(340)를 회전시키도록 연결된 투입측 오거모터(350), 투입측 스크루오거(340)의 회전으로 반송되는 폐합성수지를 압축하도록 반송관(310)에 테이퍼관(320)으로 연결된 작은 직경의 압축관(330), 압축관(330)에서 반출된 후 자체 탄성으로 팽창한 폐합성수지에 의해 공기 및 유증기의 유통을 차단하여 로터리킬른(400)의 투입샤프트(431)로 투입하는 기밀관(360)을 포함한다.

반송관(310)으로 공급되는 폐합성수지는 그 사이에 소량의 공기를 포함한다. 예컨대, 소정 크기로 절단된 폐비닐 따위의 조각들은 자체 탄성에 의해 벌어진 틈 사이로 공간이 형성되고, 이 공간에는 소량의 공기가 찬 상태로 반송관(310)으로 공급되는 것이다.

압축관(330)은 반송관(310)에 비하여 작은 직경으로 이루어져, 직경이 점차 작아지도록 경사지게 형성된 테이퍼관(320)을 통해 반송관(310)의 단부에 연결된다. 투입측 스크루오거(340)의 회전에 의해 반송되는 폐합성수지는 직경이 감소되는 압축관(330)을 통과하면서 높은 밀도로 압축된다.

압축관(330)의 외경에는 히터(370)가 장착될 수 있다. 열분해 시스템이 작동을 멈추면 압축관(330)의 내부에 잔존하는 폐합성수지가 냉각되어 클링커(clinker) 형태로 단단하게 굳게 되는데, 히터(370)는 열분해 시스템의 작동정지 후 재가동시 압축관(330)의 내부에 단단하게 굳어있는 클링커 형태의 폐합성수지를 가열하여 용융시킬 수 있다.

기밀관(360)은 압축관(330)의 단부와 로터리킬른(400)의 투입샤프트(431)를 연결한다. 기밀관(360)에는 투입측 스크루오거(340)가 설치되지 않고, 압축관(330)에서 압축된 폐합성수지가 투입측 스크루오거(340)의 회전에 의해 밀려서 반출된 후 자체의 탄성으로 팽창되어 공기 및 유증기의 유통을 차단하는 구간을 형성한다. 기밀관(360)의 외경에는 연장관(380)이 결합되는데, 이러한 연장관(380)은 투입샤프트(431)의 중심 내부까지 연장된다.

요컨대, 투입측 스크루컨베이어(300)의 반송관(310)으로 공급된 폐합성수지는 압축관(330)을 통과하면서 압축된 상태로 기밀관(360)으로 반출된 후 자체의 탄성에 의해 팽창되어 기밀관(360)의 내경을 꽉 막아서 공기가 통하지 못하는 기밀 구간을 형성하므로, 폐합성수지에 포함된 공기가 로터리킬른(400)의 내부로 유입되지 않도록 차단하는 동시에 로터리킬른(400)에서 발생된 유증기가 투입측 스크루컨베이어(300)를 통하여 외부로 누출되지 않도록 차단하게 된다.

로터리킬른(400)은 투입측 스크루컨베이어(300)에서 투입된 폐합성수지를 가열하여 유증기를 발생시키는 반응을 진행한다.

도 1을 참조하면, 로터리킬른(400)은 화실(411)을 갖는 베이스프레임(410), 베이스프레임(410)의 상부에 설치되는 서포트롤러(420), 서포트롤러(420)에 회전 가능하게 지지되어 폐합성수지를 투입하는 투입샤프트(431)와 유증기 및 슬러지를 배출하는 배출샤프트(432)를 갖는 회전로(430), 회전로(430)를 회전시키도록 연결된 구동부재(440), 회전로(430)에 투입된 폐합성수지를 가열하여 유증기를 발생시키도록 화실(411)에 설치되는 버너(450)를 포함한다.

베이스프레임(410)은 전후로 길게 형성되어 로터리킬른(400)의 골조를 이룬다. 베이스프레임(410)의 하부에는 화실(411)이 구비되어 버너(450)로 연료를 연소시키는 장소를 제공한다.

서포트롤러(420)는 베이스프레임(410)의 상부 양측에 소정 간격으로 설치되는 복수로 이루어져 회전로(430)를 회전 가능하게 지지한다.

회전로(430)는 둥근 통 모양으로 형성되어 서포트롤러(420)에 회전 가능하게 지지된다. 회전로(430)의 선단 중앙에는 중공의 투입샤프트(431)가 구비되어 폐합성수지를 투입하고, 후단 중앙에는 중공의 배출샤프트(432)가 구비되어 가열 반응으로 발생된 슬러지를 배출한다. 투입샤프트(431)와 배출샤프트(432)의 단부에는 중공의 회전내관(620)이 각각 연결된다. 회전로(430)의 외경은 보온커버(460)로 덮어져 일정한 온도를 유지할 수 있다. 회전로(430)의 내경에는 인터널스크루(433)가 설치되어 투입샤프트(431)로 투입된 폐합성수지를 가열하면서 배출샤프트(432) 방향으로 이송한다.

구동부재(440)는 회전로(430)의 선단 둘레에 구비된 스프로킷(441)에 체인(442)으로 연결된 구동모터(443)로 구현된다.

배출측 스크루컨베이어(500)는 로터리킬른(400)의 회전하는 배출샤프트(432)로 이송된 유증기 및 슬러지를 배출한다.

도 3을 참조하면, 배출측 스크루컨베이어(500)는 로터리킬른(400)의 배출샤프트(432)로 이송된 유증기 및 슬러지를 배출하도록 수평으로 연결된 배출관(510), 배출관(510)에 설치되어 슬러지를 배출하도록 회전하는 배출측 스크루오거(520), 배출측 스크루오거(520)를 회전시키도록 연결된 배출측 오거모터(530)를 포함한다.

배출관(510)의 내측 단부는 배출샤프트(432)의 중앙에 배치되고 외측 단부는 기밀장치와 팽창조인트를 지나 로터리킬른(400)의 외부에 배치된다. 배출관(510)의 중앙에는 배출플랜지(511)가 구비되어 배출측 팽창조인트(900)의 제2 조인트플랜지(921)가 접합된다.

배출측 스크루컨베이어(500)는 배출관(510)의 외측 단부에 상향으로 연결되어 배출샤프트(432)로 이송된 유증기를 배기하는 배기구(540)를 더 포함한다.

배출측 스크루컨베이어(500)는 배출관(510)의 외측 단부에 하향으로 연결되어 배출측 스크루오거(520)의 회전으로 밀어낸 슬러지를 토출하는 토출관(550)을 더 포함한다. 토출관(550)에는 나이프 게이트 밸브(560)가 구비되어 슬러지의 토출을 단속한다. 이러한 토출관(550)을 통해 토출된 슬러지는 후속 공정으로 이어진다.

기밀장치는 고정된 양측 스크루컨베이어(300)(500)와 회전하는 로터리킬른(400)의 양측 샤프트 사이에 각각 설치되어 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀히 차단한다.

이러한 기밀장치는 투입측 스크루컨베이어(300)와 로터리킬른(400)의 투입샤프트(431) 사이에 설치되는 투입측 기밀장치(600), 배출측 스크루컨베이어(500)와 로터리킬른(400)의 배출샤프트(432) 사이에 설치되는 배출측 기밀장치(600a)로 대별된다.

이하에서는 투입측 기밀장치(600)에 대하여 설명하고, 배출측 기밀장치(600a)는 투입측 기밀장치(600)와 전후 대칭되는 구조로서 투입측 기밀장치(600)의 설명으로부터 갈음할 수 있으므로 생략한다.

도 4를 참조하면, 투입측 기밀장치(600)는 고정된 투입측 스크루컨베이어(300)에 연결되는 고정외관(610), 고정외관(610)의 내경에 로터리킬른(400)의 투입샤프트(431)와 함께 회전하도록 결합되는 회전내관(620), 회전내관(620)과 고정외관(610) 사이를 밀봉하도록 전후 양측에 개재되는 그랜드패킹(630), 양측 그랜드패킹(630) 사이에 구리스를 충진하도록 형성되는 구리스충진홈(650), 구리스충진홈(650)으로 구리스를 공급하는 구리스공급기(660)를 포함한다.

고정외관(610)의 전후 양측에는 외관플랜지(611)가 구비되는데, 일측의 외관플랜지(611)는 연결관(700)의 연결플랜지(710)에 볼트로 결합되어 투입측 스크루컨베이어(300)에 연결되고, 타측의 외관플랜지(611)는 푸시링(640)을 누르는 푸시볼트(641)가 나사결합된다. 고정외관(610)의 상부에는 구리스충진홈(650)으로 구리스를 충진하도록 충진공(612)이 형성되고, 하부에는 다 사용한 구리스를 구리스충진홈(650)에서 배출하도록 배출공(613)이 형성된다.

회전내관(620)의 일단부는 투입샤프트(431)에 접합되어 회전로(430)와 함께 회전한다.

그랜드패킹(630)은 도 4에 도시된 바와 같이 회전내관(620)의 외경과 고정외관(610)의 내경 사이의 전후 양측에 개재되어 공기의 유통과 유증기의 누출을 차단한다. 그랜드패킹(630)은 내열성이 우수한 테프론 섬유, 그라파이트 섬유 또는 탄소 섬유 따위의 재질로 이루어진다.

이러한 그랜드패킹(630)은 푸시링(640)에 의해 압축되어 회전내관(620)의 외경과 고정외관(610)의 내경에 밀착된다. 푸시링(640)은 회전내관(620)과 고정외관(610) 사이의 전후 양측에 각각 결합되어 푸시볼트(641)로 단단히 조여서 그랜드패킹(630)을 압축한다.

구리스충진홈(650)은 회전내관(620)의 외경에 구비되는 이너 스페이스링(621)과 고정외관(610)의 내경에 구비되는 아우터 스페이스링(614)에 의해 형성된다. 이너 스페이스링(621)과 아우터 스페이스링(614)은 적어도 하나 이상의 구리스충진홈(650)을 형성하도록 소정 간격으로 이격된 복수로 이루어진다.

도 4의 상부에 도시된 확대도를 참조하면, 이너 스페이스링(621)과 아우터 스페이스링(614) 사이에는 소정의 간극(G)이 형성되어, 가열에 의하여 고정외관(610)에 비해 상대적으로 고온 상태를 이루는 회전내관(620)의 열팽창을 완충하고, 로터리킬른(400) 작동시 이너 스페이스링(621)과 아우터 스페이스링(614) 사이 간극(G)이 매꿔지면서 밀폐된 구리스충진홈(650) 공간을 형성할 수 있다.

구리스충진홈(650)에 충진된 구리스는 로터리킬른(400)의 열에 의해 일정 시간이 지나면 열화가 진행되게 되며, 구리스공급기(660)는 열화된 구리스를 주기적으로 교환하기 위하여 구리스충진홈(650)으로 구리스를 자동으로 공급한다. 구리스공급기(660)는 타이머(도시생략)에 의해 설정한 시간에 맞추어 구리스충진홈(650)으로 구리스를 자동으로 공급할 수 있다.

팽창조인트는 양측 기밀장치(600)(600a)와 양측 스크루컨베이어(300)(500) 사이에 각각 설치되어 가열로 인한 상기 로터리킬른(400)의 열팽창을 흡수한다.

이러한 팽창조인트는 투입측 스크루컨베이어(300)와 투입측 기밀장치(600)를 연결하는 투입측 팽창조인트(800), 배출측 기밀장치(600a)와 배출측 스크루컨베이어(500)를 연결하는 배출측 팽창조인트(900)로 대별된다.

도 5를 참조하면, 투입측 팽창조인트(800)는 상호 이격된 투입측 스크루컨베이어(300)와 투입측 기밀장치(600)에 각각 접합되는 조인트파이프(810), 양측 조인트파이프(810)를 연결하여 가열로 인한 로터리킬른(400)의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 신축벨로우즈(820), 신축벨로우즈(820)의 내면을 로터리킬른(400)에서 발생한 고열로부터 보호하도록 설치되는 보호슬리브(830)를 포함한다.

조인트파이프(810)의 둘레에는 조인트플랜지(811)가 구비되어 투입측 스크루컨베이어(300)의 연장관(380)과 투입측 기밀장치(600)의 연결관(700)에 각각 볼팅으로 접합된다.

양측 조인트플랜지(811)에는 웨브(WB)가 각각 구비되고, 양측 웨브(WB)는 토션바(TB)로 연결되어 원주 방향으로 비틀리는 힘을 완충시킬 수 있다.

선택적으로, 웨브(WB)는 양측 조인트플랜지(811)의 둘레를 따라 소정 간격으로 구비되는 복수로 이루어질 수 있다.

신축벨로우즈(820)는 가열로 인하여 로터리킬른(400)의 온도가 올라가서 축 방향으로 늘어나는 열팽창에 따라 신축한다. 또한, 로터리킬른(400)의 회전시 발생할 수 있는 요동을 완충하는 역할도 한다.

보호슬리브(830)의 일단은 어느 한 조인트파이프(810)의 내경에 고정되고 타단은 다른 조인트파이프(810)의 내경을 감싸도록 형성되어, 로터리킬른(400)에서 발생한 고온의 열기로부터 신축벨로우즈(820)를 보호하는 기능을 한다.

도 6을 참조하면, 배출측 팽창조인트(900)는 연결관(700)을 통해 배출측 기밀장치(600a)에 접합되는 제1 조인트파이프(910), 제1 조인트파이프(910)에 이격되도록 배출측 스크루컨베이어(500)에 접합되는 제2 조인트파이프(920), 제1 조인트파이프(910)와 제2 조인트파이프(920)에 각각 결합되어 가열로 인한 로터리킬른(400)의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 제1 신축벨로우즈(930) 및 제2 신축벨로우즈(940), 제1 신축벨로우즈(930)와 제2 신축벨로우즈(940)를 연결하는 인터파이프(950), 제1 신축벨로우즈(930)와 제2 신축벨로우즈(940)의 내면을 로터리킬른(400)에서 발생한 고열로부터 각각 보호하도록 설치되는 제1 보호슬리브(960) 및 제2 보호슬리브(970)를 포함한다.

제1 조인트파이프(910)의 둘레에는 제1 조인트플랜지(911)가 구비되어 배출측 기밀장치(600a)의 연결관(700)에 볼팅으로 접합되고, 제2 조인트파이프(920)의 둘레에는 제2 조인트플랜지(921)가 구비되어 배출측 스크루컨베이어(500)의 배출관(510)에 접합된다.

제1 조인트플랜지(911)와 제2 조인트플랜지(921)에는 웨브(WB)가 각각 구비되고, 양측 웨브(WB)는 토션바(TB)로 연결되어 원주 방향으로 비틀리는 힘을 완충시킬 수 있다.

선택적으로, 웨브(WB)는 제1 조인트플랜지(911)와 제2 조인트플랜지(921)의 둘레를 따라 소정 간격으로 구비되는 복수로 이루어질 수 있다.

제1 신축벨로우즈(930)는 제1 조인트파이프(910)와 인터파이프(950)의 일단을 연결하고, 제2 신축벨로우즈(940)는 제2 조인트파이프(920)와 인터파이프(950)의 타단을 연결한다.

이러한 제1 신축벨로우즈(930) 및 제2 신축벨로우즈(940)는 가열로 인하여 로터리킬른(400)의 온도가 올라가서 축 방향으로 늘어나는 열팽창에 따라 신축한다.

제1 보호슬리브(960)의 일단은 제1 조인트파이프(910)의 내경에 고정되고 타단은 인터파이프(950)의 일단 내경을 감싸도록 형성되며, 제2 보호슬리브(970)의 일단은 인터파이프(950)의 타단 내경에 고정되고 타단은 제2 조인트슬리브의 내경을 감싸도록 형성될 수 있다.

이러한 제1 보호슬리브(960) 및 제2 보호슬리브(970)는 로터리킬른(400)에서 발생한 고온의 열기로부터 제1 신축벨로우즈(930) 및 제2 신축벨로우즈(940)를 각각 보호하는 기능을 한다.

상술한 배출측 팽창조인트(900)는 투입측 팽창조인트(800)에 비하여 신축하는 범위가 더 커지는데, 이러한 이유는 투입측 스크루컨베이어(300)와 구동부재(440)에 인접한 지점에 로터리킬른(400)이 고정된 상태에서, 폐합성수지가 투입되는 투입샤프트(431) 지점보다 가열에 의해 유증기를 발생시키며 이송되는 배출샤프트(432) 지점의 온도가 더 높기 때문이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저장탱크(100)에 저장된 폐비닐 조각 따위의 폐합성수지는 공급컨베이어(200)를 통해 투입측 스크루컨베이어(300)로 공급된다.

이어서, 투입측 스크루컨베이어(300)의 반송관(310)으로 공급된 폐합성수지는 압축관(330)을 통해 압축된 상태로 기밀관(360)으로 반출된 후 자체의 탄성으로 팽창되어 기밀관(360)의 내경을 꽉 막는다.

이로 인해, 공급되는 폐합성수지에 포함된 공기가 로터리킬른(400)의 내부로 유입되지 않도록 막을 수 있을 뿐만 아니라 로터리킬른(400)의 내부에서 발생한 유증기도 투입측 스크루컨베이어(300)를 통해서 외부로 누출되지 않도록 차단할 수 있다.

다음, 로터리킬른(400)의 회전로(430)로 투입된 폐합성수지는 가열에 의해 유증기를 발생시키며 배출샤프트(432) 방향으로 이송된다.

이때, 양측 스크루컨베이어(300)(500)와 회전로(430)의 사이는 기밀장치(600, 600a)에 의해 외기의 유입과 유증기의 누출이 차단된다.

이와 함께, 가열로 인해 축 방향으로 늘어나는 회전로(430)의 열팽창은 팽창조인트(800, 900)가 신축하여 유연하게 흡수한다.

계속해서, 로터리킬른(400)에서 배출측 스크루컨베이어(500)로 이송된 유증기 및 슬러지는 배출관(510)을 통해 배출되어 후속 공정으로 이어지게 된다.

따라서, 상술한 본 발명은 투입측 스크루컨베이어(300)의 압축-팽창 공급 메카니즘에 의해 폐합성수지에 포함된 공기의 유입과 로터리킬른(400)에서 발생한 유증기의 누출을 차단할 수 있고, 회전하는 로터리킬른(400)과 고정된 양측 스크루컨베이어(300)(500) 사이에서 발생할 수 있는 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀장치(600, 600a)에 의해 완전하게 차단할 수 있으며, 가열로 인한 로터리킬른(400)의 열팽창을 팽창조인트(800, 900)가 흡수하여 작동의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 기술사상과 그 범위 내에 있는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 저장탱크 200 : 공급컨베이어
300 : 투입측 스크루컨베이어 400 : 로터리킬른
500 : 배출측 스크루컨베이어 600 : 투입측 기밀장치
600a : 배출측 기밀장치 700 : 연결관
800 : 투입측 팽창조인트 900 : 배출측 팽창조인트

Claims (7)

1. 소정 크기로 절단된 폐합성수지 조각을 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크에 저장된 폐합성수지 조각을 공급하는 공급컨베이어, 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지 조각을 회전하는 투입샤프트를 통해 넣어 유증기를 발생시키도록 가열하는 로터리킬른, 상기 로터리킬른의 회전하는 배출샤프트로 이송된 유증기 및 슬러지를 배출하는 배출측 스크루컨베이어로 이루어진 폐합성수지 열분해시스템에 있어서,
   공기의 유입을 차단하기 위해 상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지 조각을 압축 후 팽창시켜서 상기 투입샤프트로 투입하는 투입측 스크루컨베이어;
   고정된 상기 양측 스크루컨베이어와 회전하는 상기 로터리킬른의 양측 샤프트 사이에 각각 설치되어 외기의 유입과 유증기의 누출을 기밀히 차단하는 기밀장치; 및
   상기 양측 기밀장치와 상기 양측 스크루컨베이어 사이에 각각 설치되어 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하는 팽창조인트;
   를 포함하며,
   상기 투입측 스크루컨베이어는,
   상기 공급컨베이어에서 공급된 폐합성수지 조각을 스크루오거의 회전으로 반송시키는 반송관, 상기 반송관에 테이퍼관으로 연결되어 상기 스크루오거의 회전으로 반송되는 폐합성수지 조각을 압축하도록 작은 직경으로 이루어진 압축관, 상기 압축관에서 반출된 후 자체 탄성으로 팽창하는 폐합성수지 조각에 의해 공기와 유증기의 유통을 차단하는 기밀관, 및 상기 기밀관의 외경에 간극을 두고 결합되어 상기 투입샤프트의 중심 내부까지 연장되는 연장관을 포함하되,
   상기 압축관의 외경에는 상기 압축관 내부에서 클링커 형태로 굳은 폐합성수지를 가열하여 용융시킬 수 있는 히터가 장착되고,
   상기 기밀관은 로터리킬른의 축방향으로 상기 투입샤프트와 소정 거리로 이격되어 위치하며,
   상기 기밀장치는,
   상기 양측 스크루컨베이어에 연결되는 고정외관, 상기 고정외관의 내경에 상기 로터리킬른의 양측 샤프트와 함께 회전하도록 결합되는 회전내관, 상기 회전내관과 상기 고정외관 사이를 밀봉하도록 상기 회전내관과 상기 고정외관의 사이에서 로터리킬른의 축방향으로 전후 양측에 개재되는 한 쌍의 그랜드패킹, 상기 양측 그랜드패킹 사이에 구리스를 충진하도록 형성되는 구리스충진홈, 및 상기 구리스충진홈으로 구리스를 공급하는 구리스공급기를 포함하고,
   상기 팽창조인트는,
   상기 투입측 스크루컨베이어와 상기 로터리킬른의 투입샤프트에 결합된 투입측 기밀장치를 연결하는 투입측 팽창조인트, 및 상기 배출측 스크루컨베이어와 상기 로터리킬른의 배출샤프트에 결합된 배출측 기밀장치를 연결하는 배출측 팽창조인트로 이루어지되,
   상기 투입측 팽창조인트는,
   상호 이격된 상기 투입측 스크루컨베이어와 상기 투입측 기밀장치에 각각 접합되는 조인트파이프, 상기 양측 조인트파이프를 연결하여 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 신축벨로우즈, 상기 신축벨로우즈의 내면을 상기 로터리킬른에서 발생한 고열로부터 보호하도록 설치되는 보호슬리브, 상기 양측 조인트파이프의 둘레에 각각 구비되는 조인트플랜지, 상기 양측 조인트플랜지에 각각 구비되는 웨브, 및 상기 양측 웨브를 연결하는 토션바를 포함하고,
   상기 배출측 팽창조인트는,
   상기 배출측 기밀장치에 접합되는 제1 조인트파이프, 상기 제1 조인트파이프에 이격되도록 상기 배출측 스크루컨베이어에 접합되는 제2 조인트파이프, 상기 제1 조인트파이프와 상기 제2 조인트파이프에 각각 결합되어 가열로 인한 상기 로터리킬른의 열팽창을 흡수하도록 신축하는 제1 신축벨로우즈 및 제2 신축벨로우즈, 상기 제1 신축벨로우즈와 상기 제2 신축벨로우즈를 연결하는 인터파이프, 상기 제1 신축벨로우즈와 상기 제2 신축벨로우즈의 내면을 상기 로터리킬른에서 발생한 고열로부터 각각 보호하도록 설치되는 제1 보호슬리브 및 제2 보호슬리브, 상기 제1 조인트파이프와 상기 제2 조인트파이프의 둘레에 각각 구비되는 제1 조인트플랜지 및 제2 조인트플랜지, 상기 제1 조인트플랜지와 상기 제2 조인트플랜지에 각각 구비되는 웨브, 및 상기 양측 웨브를 연결하는 토션바를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해시스템.
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