KR20020075504A - 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 - Google Patents

가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가연성 폐기물의 압착기에 관한 것으로, 일반폐기물 또는 산업 폐기물을 분쇄 및 압착하고, 이를 성형하여 고체연료로 가공하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 가연성폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, 소정 크기로 분쇄된 폐기물이 삽입되기 위한 호퍼와, 상기 호퍼로 투입된 폐기물을 압송시키기 위한 푸셔와, 상기 푸셔를 왕복이송 시키기 위한 이송수단이 구비되는 투입부와, 상기 투입부에서 투입되는 폐기물을 분쇄 및 이송시키기 위한 한쌍의 제 1스크류와, 상기 한쌍의 제 1스크류가 내설되는 제 1몸체가 구비되는 제 1압착부와, 상기 제 1압착부에서 분쇄되어 공급되는 상기 폐기물을 수직 압착하는 제 2스크류와, 상기 제 2스크류가 내설되며, 상기 제 1압착부에서 발생된 가스 및 습기가 배출되는 가스배출구가 형성되고, 상기 제 1압착부에 대하여 수직하게 위치되는 제 2몸체가 구비되는 제 2압착부와, 상기 제 2압착부에서 수직 압착되어 공급되는 폐기물을 수평 압착하는 제 3스크류와, 상기 제 3스크류가 내설되며, 상기 제 3스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물을 가압하기 위한 테이퍼부가 구비되는 제 3압착부와, 상기 테이퍼부에 의해 압착된 상기 폐기물을 소정의 형상으로 가압 성형하는 성형지그가 마련되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는, RDF가 소각기에서 연소될 때 보다 효율적으로 연소 가능한 RDF를 생산할 수 있는효과가 있다.

Description

가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치{manufacturing apparatus for solid fuel using combustible waste}
본 발명은 가연성 폐기물의 압착기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반폐기물 또는 산업 폐기물을 분쇄 및 압착하고, 이를 성형하여 고체연료로 가공하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치에 관한 것이다.
최근의 음식물, 종이류, 목재류, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐합성피혁류 등의 형태로 배출되는 국내의 가연성 폐기물은 1997년을 기준으로 약 2,200만 톤에 달하며, 이를 효과적으로 이용하기 위하여 쓰레기의 분리수거가 시행되고 있으며, 현대에는 각 폐기물에 대하여 분리하여 재활용함으로써 자원의 낭비와 자연환경의 오염을 방지하고자 다양한 방법들이 시행되고 있다.
이러한, 분리수거를 통하여 분리된 폐기물은 성분에 따라 여러 가지로 재활용되고 있는바, 폐종이, 폐비닐 또는 이물질이 함유된 플라스틱용기 등은 수거 후, 재사용하기 위하여 많은 세척공정을 거처야 하므로 비생산적인 단점이 있으며, 이와 같은 산업 폐기물은 불에 태워 소각 처리하거나 땅속에 묻어 폐기하게 됨으로 불필요한 원자재를 낭비하게 된다.
즉, 폐종이, 폐비닐 또는 이물질이 함유된 플라스틱용기 등을 수거하여 재사용할 수 있도록 세척한 다음 재 가공하여 사용할 경우 재활용단가가 수입단가보다 고가이기 때문에 추가비용이 들어가는 단점이 있으며, 이로 인하여 원자재를 소각하거나 지면에 묻혀 폐기함으로 귀중한 자원을 낭비하게 되는 문제점이 발생한다.
이러한, 막대한 양의 폐기물을 에너지원으로 이용하는 방법중에서 에너지의 효율적인 이용과 경제적인 측면을 고려할 때 가장 현실적으로 타당한 방법은 가연성 고체 폐물을 분쇄한 후, 특정 형상으로 압축성형하여 고체 연료로 사용하는 폐기물 고형연료(Refuse-Derived fuel : 이하 "RDF"라 칭한다.)를 이용하는 것이다.
상술한 RDF는 일반적으로 가연성 고체 폐기물 중에서 발열량이 4,500kal/kg 이상인 것으로 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류로 제조되며, 대체에너지로 이용이 가능하고 일반적인 소각방법에 비하여 제작방법과, 저장성이 우수하여 소각시설의 이용에 따른 문제점을 해소할 수 있으며, 많은 투자비를 필요로 하는 액체 또는 기체연료화 기술에 비해 경제성이 높은 기술이다.
또한, 상술한 기술을 이용하여 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등의 폐자원을 압착기로 압착하여 연료로 재사용할 수 있도록 하였다.
그러나, 이러한 압착기는 폐합성수지류, 폐종이류, 폐목재류 등을 고온, 고압을 가하여 압축성형하여 RDF를 단순히 원형의 환봉형태로 압출하여 제작하므로, 성형된 RDF가 소각기에서 연소될 때 외측만 연소되고, 내측은 녹아 흘러내리는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 생산된 RDF가 소각기에서 연소될 때 보다 효율적으로 연소가능한 RDF를 생산할 수 있는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 간략히 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 주요부인 푸셔를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 제 1차 압착부를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 제 3차 압착부를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 성형지그를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 냉각지그를 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 투입부 200 : 1차 압착부
300 : 2차 압착부 400 : 3차 압착부
500 : 냉각부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치는 소정 크기로 분쇄된 폐기물이 삽입되기 위한 호퍼와, 상기 호퍼로 투입된 폐기물을 압송시키기 위한 푸셔와, 상기 푸셔를 왕복이송 시키기 위한 이송수단이 구비되는 투입부와, 상기 투입부에서 투입되는 폐기물을 분쇄 및 이송시키기 위한 한쌍의 제 1스크류와, 상기 한쌍의 제 1스크류가 내설되는 제 1몸체가 구비되는 제 1압착부와, 상기 제 1압착부에서 분쇄되어 공급되는 상기 폐기물을 수직 압착하는 제 2스크류와, 상기 제 2스크류가 내설되며, 상기 제 1압착부에서 발생된 가스 및 습기가 배출되는 가스배출구가 형성되고, 상기 제 1압착부에 대하여 수직하게 위치되는 제 2몸체가 구비되는 제 2압착부와, 상기 제 2압착부에서 수직 압착되어 공급되는 폐기물을 수평 압착하는 제 3스크류와, 상기 제 3스크류가 내설되며, 상기 제 3스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물을 가압하기 위한 테이퍼부가 구비되는 제 3압착부와, 상기 테이퍼부에 의해 압착된 상기 폐기물을 소정의 형상으로 가압 성형하는 성형지그가 마련되는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 상기 푸셔는, 상부 일측에서 하부 타측으로 오목한 원호형으로 형성되어, 상기 푸셔가 전진할 때, 상기 푸셔의 상부 일측부터 가압되어 상기 폐기물이 이송되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1압착부 몸체의 외측에 상기 제 1압착부를 통과하는 상기 폐기물을 건조시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 1재킷이 마련되고; 상기 제 2, 3압착부 몸체의 외측에 상기 제 2, 3압착부를 통과하는 상기 폐기물을 용융시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 2, 3재킷이 마련되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1스크류의 회전축에 상기 제 1스크류를 가열하여 상기 제 1압착부를 통과하는 상기 폐기물을 건조시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 1중공이 형성되고; 상기 제 2, 3스크류의 회전축에 상기 제 2, 3스크류를 가열하여 상기 제 2, 3압착부를 통과하는 상기 폐기물을 용융시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 2, 3중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 2, 3압착부 몸체의 내측면에 상기 제 1, 2, 3압착부에 내설된 제 1, 2, 3스크류의 회전축방향으로 다수의 가이드돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 성형지그의 외측에 상기 성형지그를 통과하여 배출되는 상기 고형폐기물의 외면을 용융시켜 소정 두께의 피막이 형성되도록 가열수단이 마련되고, 상기 성형지그를 통과하여 배출되는 상기 고형폐기물의 외면을 냉각하여 상기 고형폐기물의 형상을 고정하도록 상기 성형지그의 배출면과 동일한 형상의 배출면이 형성된 냉각지그가 마련되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치를 간략히 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 주요부인 푸셔를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 제 1차 압착부를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 제 3차 압착부를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 성형지그를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치의 냉각지그를 나타내는 단면도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 고형연료 제조장치는, 소정 크기로 절단된 폐종이, 폐목재, 폐플라스틱 등의 가연성 폐기물(30)이 투입되는 투입부(100)와, 상기 투입부(100)에서 투입된 상기 폐기물(30)들을 더 작은 크기로 분쇄, 혼합 및 건조시키는 제 1압착부(200)와, 상기 제 1압착부(200)에서 분쇄, 혼합 및 건조된 분쇄 폐기물(30)을 압축시키고, 제 1압착부(200)에서 발생되는 가스 및 습기를 배출하는 제 2압착부(300)와, 상기 제 2압착부(300)에서 압축되어진 분쇄폐기물(30)을 한번 더 압축하여 밀도를 높이고, 성형압축시켜 배출하는 제 3압착부(400)와, 상기 제 3압착부(400)에서 성형되어 배출되는 고형물을 급냉시켜 고형물의 외부에 얇은 피막을 형성시키는 냉각부(500)가 마련된다.
상기 투입부(100)는 소정 크기로 절단되어 공급되는 폐기물(30)의 투입을 원활히 하기 위한 투입호퍼(110)가 마련되고, 투입호퍼(110)의 하단에는투입호퍼(110)로 투입되는 폐기물(30)을 제 1압착부(200)로 강제 압송시키기 위한 푸셔(pusher:120)가 마련된다.
여기서, 상기 푸셔(120)는 타측에 유압실린더(130)에 결합되어 유압실린더(130)에 의해 왕복 이송운동을 하며, 푸셔(120)의 일측이 상측에서 하측으로 소정각도로 기울어져 형성되어 유압실린더(130)에 의해 푸셔(120)가 전진할 때, 투입호퍼(110)로 투입되는 폐기물(30)이 투입호퍼(110)로 넘치지 않고 제 1압착부(200)로 이송되도록 마련된다.
그리고, 제 1압착부(200)는 외형을 형성하는 제 1압착부 몸체(210)와, 제 1압착부 몸체(210)의 내측에 회전가능하게 내설되어 상기 투입부(100)에서 투입된 폐기물(30)을 분쇄 및 이송시키기 위한 제 1이송날개(242)가 형성된 한쌍의 제 1스크류(232, 234)와, 상기 제 1스크류(232, 234)를 회전시키는 제 1회전수단(250)이 마련되며, 상기 제 1압착부(200)의 외측면과, 제 1스크류(232, 234)의 회전축에는 이송되는 폐기물(30)을 건조시키기 위한 열매체(10)가 이동되는 제 1재킷(220) 및 제 1중공(236)이 형성된다.
또한, 상기 제 1압착부 몸체(210)의 내측면에는 이송되는 폐기물(30)의 이송을 원활히 할 수 있도록 상기 제 1압착부 몸체(210)의 길이방향 즉, 제 1스크류(232, 234)의 축방향으로 다수의 제 1가이드(212)가 형성된다.
그리고, 제 2압착부(300)는 상기 제 1압착부(200)에서 공급되는 폐기물(30)을 수직방향으로 압축하기 위하여 제 1압착부(200)의 방향에 대하여 수직하게 마련되며, 제 2압착부(300)의 외형을 형성하고 내측면에 제 1압착부(200)에서 분쇄 및건조되어 공급되는 폐기물(30)의 이송을 안내하는 제 2가이드(312)가 형성된 제 2압착부 몸체(310)와, 제 2압착부 몸체(310)의 내부에 회전 가능하게 내설되는 제 2스크류(331)와, 제 2스크류(331)를 회전시키는 제 2구동수단(350)이 마련되며, 상기 제 2압착부 몸체(310)의 외측면과, 제 2스크류(331)의 회전축(330)에는 이송되는 폐기물(30)을 건조시키기 위한 열매체(10)가 이동되는 제 2재킷(320) 및 제 2중공(332)이 형성되며, 제 2압착부 몸체(310)의 일측에는 제 1압착부(200)에서 폐기물(30)이 분쇄 및 건조되면서 발생하는 가스 및 습기가 배출되는 가스배출구(340)가 마련된다.
또한, 상기 제 2압착부 몸체(310)의 내측면에는 상기 이송되는 폐기물(30)의 이송을 원활히 할 수 있도록 상기 제 2압착부 몸체(310)의 길이방향 즉, 제 2스크류(331)의 회전축(330) 방향으로 다수의 제 2가이드(312)가 형성된다.
그리고, 제 3압착부(400)는 외형을 형성하는 제 3압착부 몸체(410)와, 제 3압착부 몸체(310)의 내측에 회전 가능하게 내설되어 상기 제 2압착부(300)에서 1차압축되어 공급되는 폐기물(300)을 2차적으로 압축 및 이송시키기 위한 이송날개가 형성된 제 3스크류(431)가 마련되고, 상기 제 3스크류(431)를 회전시키는 제 3회전수단(450)이 마련되며, 상기 제 3압착부(400)의 외측면과, 제 3스크류(431)의 회전축에는 이송되는 폐기물(30)을 용융시키기 위한 열매체(10)가 이동되는 제 3재킷(420) 및 제 3중공(432)이 형성된다.
또한, 상기 제 3압착부 몸체(410)의 내측면에는 상기 이송되는 폐기물(30)의 이송을 원활히 할 수 있도록 상기 제 3압착부 몸체(410)의 길이방향 즉, 제 3스크류(431)의 축방향으로 다수의 제 3가이드(412)가 형성되며, 제 3압착부(400)의 말단은 단면적이 감소되는 테이퍼형태로 형성되는 압출부(414)가 형성된다.
여기서, 압출부(414)의 말단에는 압출부(414)에서 이송되는 폐기물(30)을 소정의 형상으로 압출하는 성형지그(460)가 마련되며, 상기 성형지그(460)의 외측에는 분쇄, 건조, 압축되어 성형지그(460)를 통과하는 폐기물(30)의 외측을 가열하도록 고온의 열매체(10)가 공급되도록 유로(462)가 형성된다.
그리고, 상기 냉각부(500)는 상기 성형지그(460)와 동일한 형상으로 구비되며, 성형지그(460)에서 소정의 형상으로 압출되는 고형폐기물(30)의 외측을 급냉시켜 소정의 두께의 피막을 형성하도록 냉각수(20)가 통과하는 냉각수유로(472)가 형성된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, RDF가 소각기에서 연소될 때 보다 효율적으로 연소 가능한 RDF를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 소정 크기로 분쇄된 폐기물이 삽입되기 위한 호퍼와, 상기 호퍼로 투입된 폐기물을 압송시키기 위한 푸셔와, 상기 푸셔를 왕복이송 시키기 위한 이송수단이 구비되는 투입부와;
    상기 투입부에서 투입되는 폐기물을 분쇄 및 이송시키기 위한 한쌍의 제 1스크류와, 상기 한쌍의 제 1스크류가 내설되는 제 1몸체가 구비되는 제 1압착부와,
    상기 제 1압착부에서 분쇄되어 공급되는 상기 폐기물을 수직 압착하는 제 2스크류와, 상기 제 2스크류가 내설되며, 상기 제 1압착부에서 발생된 가스 및 습기가 배출되는 가스배출구가 형성되고, 상기 제 1압착부에 대하여 수직하게 위치되는 제 2몸체가 구비되는 제 2압착부와;
    상기 제 2압착부에서 수직 압착되어 공급되는 폐기물을 수평 압착하는 제 3스크류와, 상기 제 3스크류가 내설되며, 상기 제 3스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물을 가압하기 위한 테이퍼부가 구비되는 제 3압착부와;
    상기 테이퍼부에 의해 압착된 상기 폐기물을 소정의 형상으로 가압 성형하는 성형지그가 마련되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 푸셔는, 상부 일측에서 하부 타측으로 오목한 원호형으로 형성되어, 상기 푸셔가 전진할 때, 상기 푸셔의 상부 일측부터 가압되어 상기 폐기물이 이송되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1압착부 몸체의 외측에 상기 제 1압착부를 통과하는 상기 폐기물을 건조시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 1재킷이 마련되고; 상기 제 2, 3압착부 몸체의 외측에 상기 제 2, 3압착부를 통과하는 상기 폐기물을 용융시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 2, 3재킷이 마련되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1스크류의 회전축에 상기 제 1스크류를 가열하여 상기 제 1압착부를 통과하는 상기 폐기물을 건조시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 1중공이 형성되고; 상기 제 2, 3스크류의 회전축에 상기 제 2, 3스크류를 가열하여 상기 제 2, 3압착부를 통과하는 상기 폐기물을 용융시키기 위한 고온의 열매체가 유입되는 제 2, 3중공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3압착부 몸체의 내측면에 상기 제 1, 2, 3압착부에 내설된 제1, 2, 3스크류의 회전축방향으로 다수의 가이드돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 성형지그의 외측에 상기 성형지그를 통과하여 배출되는 상기 고형폐기물의 외면을 용융시켜 소정 두께의 피막이 형성되도록 가열수단이 마련되고, 상기 성형지그를 통과하여 배출되는 상기 고형폐기물의 외면을 냉각하여 상기 고형폐기물의 형상을 고정하도록 상기 성형지그의 배출면과 동일한 형상의 배출면이 형성된 냉각지그가 마련되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치.
KR10-2001-0015452A 2001-03-24 2001-03-24 가연성 폐기물을 이용한 고형연료 제조장치 KR100435218B1 (ko)

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