KR200374218Y1 - 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치 - Google Patents

Abstract

음식물 쓰레기, 슬러지, 폐플라스틱류, 일반 및 산업체 폐기물, 액상 및 고상의 폐기물 등의 가연성 폐기물을 연속적으로 열 분해시키는 장치(또는 연속식 큐브성형기, 연속식 RDF성형기, 연속식 진공건조장치 등을 말함)에 투입시 열 분해실을 고온 및 무산소 또는 저산소 상태의 분위기를 유지하고, 폐기물을 일정량씩 열 분해실에 연속적으로 투입시킬 수 있도록 한 것으로,

본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치는, 폐기물이 저장되는 호퍼와, 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송시키는 이송스크류가 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되고 폐기물을 간접 가열에 의해 연속적으로 열분해시키도록 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실과, 폐기물을 열분해시키는 열원으로서 이용하도록 열 분해실 외측면에 열을 공급하는 연소실을 구비하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 있어서,

호퍼로 부터 폐기물을 소정량씩 자동으로 배출시키고, 폐기물을 따라 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 투입장치와,

자동 투입장치와 연동되도록 자동 투입장치 하방에 제1실린더 구동시 수평방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 중간저장 호퍼로 부터 배출되는 폐기물을 수평방향으로 이동시키는 제1푸셔와,

제1푸셔와 연동되도록 열 분해실 입구측 상방에 제2실린더 구동시 상하방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 제1푸셔에 의해 이동되는 폐기물을 열 분해실 입구에 투입시키는 제2푸셔와,

열 분해실로 부터 열분해된 후 이송되는 배출물을 연속적으로 배출시키고, 배출물 배출시 외부로 부터 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기 및 열 분해실로 부터 배출되는 열분해 가스를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 배출장치를 구비한다.

Description

폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치{automatic input and output device of a waste}

본 고안은 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실에서 폐플라스틱류와 같은 폐합성 고분자화합물을 연속적으로 건조, 용융 및 열분해시키는 과정을 동시에 수행할 수 있도록 한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 음식물 쓰레기, 폐플라스틱류, 슬러지, 일반 및 산업체 폐기물, 액상 및 고상의 폐기물 등의 가연성 폐기물을 연속적으로 열 분해시키는 장치(또는 연속식 큐브성형기, 연속식 RDF성형기, 연속식 진공건조장치 등을 말함)에 투입시 열 분해실을 고온 및 무산소 또는 저산소 상태의 분위기를 유지하고, 폐기물을 일정량씩 열 분해실에 연속적으로 투입시킬 수 있도록 한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 관한 것이다.

전술한 열분해 시스템에서 사용되는 열분해 원리는, 무산소 또는 저산소 분위기하에서 가연성 폐기물에 간접적으로 열을 가하면 열 분해실은 환원성 분위기가 조성되며, 가연성 폐기물은 분해되어 기체, 액체로 증발되며, 분해되지않는 것은 고체(char)로 남게되는 것을 의미한다.

즉, 폐기물(폐합성 고분자화합물을 의미함) + 열 = 기체(비응축가스) + 액체(정제유) + 고체(char)임을 알 수 있다.

각종 공장 등에서 배출되는 폐플라스틱류와 같은 가연성 폐기물을 열분해시키는 열분해 장치는, 배치식(batch type)식으로 일정분량의 폐기물을 열 분해실 내부에 투입시킨 후, 뚜껑을 닫아 외부로 부터 고온의 열을 가하여 열 분해실을 소정온도로서 가열함에 따라, 폐기물을 열분해시켜 액체, 기체 및 고체상태의 물질로 변환시키는 방식으로 회분식의 방법을 채택하고 있다.

전술한 배치 타입의 열분해 방식에서는 여러물질이 혼합되는 폐기물의 열분해에는 많은 어려움이 뒤따르고, 특히 이물질(초자류, 흙, 비철금속류 등을 말함)이 혼합되는 경우 열전달이 원활하게 이루어지지 않아 열분해 효율이 떨어지고, 그로 인해 연속적으로 사용할 수 없어 그 사용가치가 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

또한, 장치의 열 분해 속도와 열 분해실의 처리공간이 한정된 상황에서 사이즈가 상이하고 비중이 동일한 폐기물을 열 분해시킬 때, 폐기물의 크기가 크면 일정한 시간에 크기가 작은 폐기물의 무게만큼 처리하는 문제점이 발생된다. 즉 모든 폐기물이 열 분해실로 투입 및 처리되기 전에 폐기물이 연속적으로 투입되어 입구측에 설치되는 게이트의 정상적인 작동을 간섭하므로 폐기물을 연속적으로 열 분해처리할 수 없는 문제점을 갖는다.

이를 감안하여, 열 분해처리 장치의 각 공정별로 센서를 부착하여 센서로 부터의 신호에 따라 후속 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 한 전자식 열분해 시스템이 개발되었으나, 각종 센서가 파손되거나 정상적으로 작동되지않는 경우 폐기물을 연속적으로 열 분해처리할 수 없는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 고안의 목적은, 음식물 쓰레기, 폐플라스틱류, 슬러지와 같은 액상 및 고상의 폐기물 등의 가연성 폐기물을 열 분해실에 투입시 열 분해실을 고온 및 무산소 또는 저산소 상태의 분위기를 유지함에 따라, 폐기물을 간접 가열으로 열분해 처리하는 장치의 가동율을 극대화시킬 수 있도록 한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 폐기물의 열 분해시 생성되는 배출물(열분해 재 등을 말함)을 외부로 배출시 공해물질이 장치 외부로 전혀 배출되지 않아 대기 및 환경오염되는 것을 방지할 수 있도록 한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또다른 목적은, 폐기물을 안전한 상태에서 일정량씩 열 분해실에 계속적으로 투입하여 열 분해처리 하므로 장치의 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치의 사용상태도,

도 2은 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에서 폐기물을 연속적으로 열분해시키는 열분해실의 입,출구에 설치되는 슬라이드 게이트의 개략도,

도 3은 도 1에 도시된 "A"부위의 확대도,

도 4는 도 1에 도시된 "B"부위의 확대도,

도 5는 도 1에 도시된 C-C선에서의 단면도,

도 6은 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에서 폐기물을 열분해실에 강제적으로 투입시키는 푸셔의 개략도,

도 7은 도 2에 도시된 D-D선에서의 단면도,

도 8은 도 2에 도시된 E-E선에서의 단면도,

도 9는 도 2에 도시된 F-F선에서의 단면도,

도 10은 도 9에 도시된 "G"부위의 확대도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 호퍼

3; 열 분해실

5,11; 중간저장 호퍼

7; 제1실린더

9; 제2실린더

13; 제3실린더

15; 안내홈

17; 열분해실의 배출구

19; 제4실린더

21; 정량투입 검출센서

23; 연장가이드

25; 탄성부재

27; 가이더

29; 필터

31; 진공밸브

33; 진공펌프

전술한 본 고안의 목적은, 폐기물이 저장되는 호퍼와, 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송시키는 이송스크류가 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되고 폐기물을 간접가열에 의해 연속적으로 열 분해시키도록 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실과, 폐기물을 열 분해시키는 열원으로서 이용하도록 열 분해실 외측면에 열을 공급하는 연소실을 구비하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 있어서,

호퍼로 부터 폐기물을 소정량씩 자동으로 배출시키고, 폐기물을 따라 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 투입장치와,

자동 투입장치와 연동되도록 자동 투입장치 하방에 제1실린더 구동시 수평방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 중간저장 호퍼로 부터 배출되는 폐기물을 수평방향으로 이동시키는 제1푸셔와,

제1푸셔와 연동되도록 열 분해실 입구측 상방에 제2실린더 구동시 상하방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 제1푸셔에 의해 이동되는 폐기물을 열 분해실 입구에 투입시키는 제2푸셔와,

열 분해실로 부터 열분해된 후 이송되는 배출물을 연속적으로 배출시키고, 배출물 배출시 외부로 부터 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기 및 열 분해실로 부터 배출되는 열분해 가스를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 자동 투입장치 및 배출장치는,

제3실린더 구동으로 게이트 몸체에 형성된 각각의 안내홈을 따라 슬라이더가 슬라이딩이동되고 호퍼 배출구와 열 분해실 배출구를 각각 개폐시키는 제1슬라이드 게이트와, 제4실린더 구동으로 게이트 몸체에 형성된 각각의 안내홈을 따라 슬라이더가 슬라이딩이동되고 제1슬라이드 게이트와의 사이에 저산소 상태를 유지하는 중간저장 호퍼를 형성하는 제2슬라이드 게이트를 구비한다.

또한, 전술한 호퍼에 설치된 정량투입 검출센서에 의해 폐기물을 호퍼에 일정량씩 저장할 수 있도록 로드셀 또는 포토센서에 의해 폐기물을 계량후 호퍼에 투입된다.

또한, 전술한 제1,2슬라이드 게이트는,

게이트 몸체에 연장형성되며 슬라이더가 수평방향으로 슬라이딩되도록 안내홈으로 부터 이탈시 지지하는 연장가이드와,

게이트 몸체와 연장가이드에 형성된 안내홈을 따라 슬라이딩이동되는 슬라이더 상면을 가압지지하여 슬라이더를 게이트 몸체에 대해 밀착시켜 기밀을 유지하는 볼 및 볼을 탄성지지하는 탄성부재로 이루어진 기밀 유지수단과,

슬라이더 바닥면과 연장가이드의 접촉면사이에 형성된 결합홈에 결합되고, 슬라이더 이동시 게이트 몸체와 슬라이더사이에 마찰을 방지하는 가이더를 구비한다.

또한, 전술한 슬라이더 이동시 마찰으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 가이더의 재질은 슬라이더의 재질보다 상대적으로 연약한 것으로 형성된다.

또한, 제1,2슬라이드 게이트의 안내홈과 연통되게 게이트 몸체에 장착되며, 슬라이더 이동시 안내홈으로 부터 배출되는 이물질을 모으는 이물질 제거함을 구비한다.

또한, 전술한 제1실린더 내지 제4실린더는 유압 실린더, 공압 실린더, 또는 전동모터에 의해 구동된다.

또한, 전술한 중간 저장호퍼 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단은,

중간 저장호퍼와 연통되며 먼지 등의 이물질을 제거하는 필터와, 필터를 수용하는 케이스와 연결되고 개폐가능한 진공밸브와, 진공밸브와 연결되며 일정압이하의 진공도를 상시 유지하는 진공탱크와, 진공탱크와 연결되는 진공펌프를 구비한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 설명하며, 이는 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치는, 컨베이어벨트 등에 의해 공급되는 폐기물이 일정량씩 저장되는 호퍼(1)와, 호퍼(1)로 부터 공급되는 폐기물을 이송시키도록 나선형 이송날개(2a)를 갖는 이송스크류(2)(2축이상이 가능함)가 구동수단(구동모터(50), 기어(51,52), 체인(53)을 말함)에 의해 회전가능하게 설치되고 폐기물을 간접 가열에 의해 연속적으로 열 분해시키도록 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실(3)(단면이 유선형, 타원형 등으로 형성될 수 있음)과, 폐기물을 열 분해시키는 열원으로서 이용하도록 열 분해실(3) 외측면에 열을 공급하는 버너(4a)를 갖는 연소실(4)을 구비하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 있어서,

전술한 호퍼(1)에 설치된 정량투입 검출센서(21)에 의해 폐기물을 호퍼(1)에 일정량씩 저장할 수 있도록 로드셀 또는 포토센서에 의해 폐기물을 계량후 호퍼(1)에 투입된다.

전술한 호퍼(1)로 부터 폐기물을 소정량씩 자동으로 배출시키고, 폐기물을 따라 중간저장 호퍼(5)에 유입되는 외부공기를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 투입장치(6)와, 자동 투입장치(6)와 연동되도록 자동 투입장치(6) 하방에 제1실린더(7) 구동시 수평방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 중간저장 호퍼(5)로 부터 배출되는 폐기물을 수평방향으로 이동시키는 제1푸셔(8)를 구비한다.

또한, 전술한 제1푸셔(8)와 연동되도록 열 분해실(3) 입구측 상방에 설치된 제2실린더(9) 구동시 상하방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 제1푸셔(8)에 의해 이동되는 폐기물을 열 분해실(3) 입구에 강제적으로 투입시키는 제2푸셔(10)와, 열 분해실(3)로 부터 열 분해된 후 이송되는 배출물을 연속적으로 배출시키고, 배출물 배출시 외부로 부터 중간저장 호퍼(11)에 유입되는 외부공기 및 열 분해실(3)로 부터 배출되는 열분해 가스를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 배출장치(12)를 구비한다.

이때, 전술한 자동 투입장치(6) 및 배출장치(12)는,

제3실린더(13) 구동으로 게이트 몸체(14)에 형성된 각각의 안내홈(15)을 따라 슬라이더(22)가 슬라이딩이동되고 호퍼 배출구(16)와 열 분해실 배출구(17)를 각각 개폐시키는 제1슬라이드 게이트(18)와, 제4실린더(19) 구동으로 게이트 몸체(14)에 형성된 각각의 안내홈(15)을 따라 슬라이더(22)가 슬라이딩이동되고 제1슬라이드 게이트(18)와의 사이에 저산소 상태를 유지하는 중간저장 호퍼(5,11)를 각각 형성하는 제2슬라이드 게이트(20)를 구비한다.

전술한 제1,2,3,4실린더(7,9,13,19)는 유압 실린더, 공압 실린더, 또는 전동모터에 의해 구동된다.

또한, 전술한 제1,2슬라이드 게이트(18,20)는,

게이트 몸체(14)에 연장형성되며 슬라이더(22)가 수평방향으로 슬라이딩되도록 안내홈(15)으로 부터 이탈시 슬라이더(22)를 지지하는 연장가이드(23)와,

게이트 몸체(14)와 연장가이드(23)에 각각 형성된 안내홈(15)을 따라 슬라이딩이동되는 슬라이더(22) 상면을 가압지지하여 슬라이더(22)를 게이트 몸체(14)에 대해 밀착시켜 기밀을 유지하는 볼(24) 및 볼(24)을 탄성지지하는 탄성부재(25)(압축코일스프링이 사용됨)로 이루어진 기밀 유지수단과,

슬라이더(22) 바닥면과 연장가이드(23)의 접촉면사이에 형성된 결합홈(26)에 결합되고, 슬라이더(22) 이동시 게이트 몸체(14)와 슬라이더(22)사이에 마찰을 방지하는 가이더(27)를 구비한다.

이때, 전술한 슬라이더(22) 이동시 마찰으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 가이더(27)의 재질은 슬라이더(22)의 재질보다 상대적으로 연약한 것으로 형성된다.

또한, 전술한 제1,2슬라이드 게이트(18,20)의 게이트 몸체(14)에 형성된 안내홈(15)과 연통되게 게이트 몸체(14)에 장착되며, 슬라이더(22) 이동시 안내홈(15)으로 부터 배출되는 이물질을 모으는 이물질 제거함(28)을 구비하되, 장치의 가동중에도 도어(28a)를 개방하여 내부의 이물질을 배출할 수 있도록 형성된다.

전술한 중간 저장호퍼(5,11) 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단은,

중간 저장호퍼(5,11)와 연통되며 먼지 등의 이물질을 제거하는 필터(29)와, 필터(29)를 수용하는 케이스(30)와 연결되고 개폐가능한 진공밸브(31)와, 진공밸브(31)와 연결되며 일정압이하의 진공도를 상시 유지하는 진공탱크(32)와, 진공탱크(32)와 연결되는 진공펌프(33)를 구비한다.

이때, 전술한 진공밸브(31)가 개방되면 중간저장 호퍼(5,11) 내부의 공기를 진공탱크(32)에 순간적으로 흡입할 수 있도록 진공탱크(32) 용량은 중간저장 호퍼(5,11)의 용량보다 최소한 2배 이상의 처리용량을 갖도록 형성됨이 바람직하다.

이하에서, 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치의 사용방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1,2,6에 도시된 바와 같이, 음식물 쓰레기, 슬러지, 상하수도 오니, 일반 및 산업체 폐기물, 폐플라스틱류 등과 같은 폐합성 고분자화합물, 가연성 액상 및 고상의 폐기물 등이 파쇄 및 선별되어 이송컨베이어를 따라 전술한 호퍼(1)에 일정량씩 공급된다.

이때, 전술한 호퍼(1)에 설치된 정량투입 검출센서(21)에 의해 폐기물을 일정량씩 부피로 제어하거나 또는 일정무게를 계량하는 로드셀 방식에 의해 호퍼(1)에 일정량의 폐기물이 투입된다. 이때 이송컨베이어는 일시적으로 구동이 정지되므로 폐기물이 호퍼(1)에 더이상 공급됨이 중단된다.

전술한 호퍼(1)에 투입된 폐기물은 폐기물 자동 투입장치(6)에 의해 일정량씩 열 분해실(3)로 투입된다.

즉, 전술한 호퍼(1)에 설치된 폐기물 정량투입 검출센서(21)의 검출에 의해 호퍼(1)에 일정량의 폐기물이 투입되면, 제1슬라이드 게이트(18)의 슬라이더(22)가 유압 등으로 작동되는 제3실린더(13)구동으로 인해 슬라이딩이동되어 개방됨에 따라(도 2의 도면상, 좌측방향으로 슬라이딩이동됨)(이때, 제3실린더(13)는 미도시된 리미트스위치에 의해 검출되어 이동이 정지됨), 호퍼(1)내의 소정량의 폐기물은 제2슬라이드 게이트(20)의 슬라이더(22)상에 낙하된 후, 지정된 소정시간 경과후(3초 내지 5초 경과됨을 말함) 제1슬라이드 게이트(18)의 슬라이더(22)는 제3실린더(13) 구동으로 인해 닫힌다(이때, 제3실린더(13)는 미도시된 리미트스위치에 의해 검출되어 구동이 정지됨).

이때, 제1,2슬라이드 게이트(18,20)의 슬라이더(22)사이의 중간저장 호퍼(5) 내부는 전술한 공기 제거수단 구동에 의해 외부공기를 순간적으로 제거함에 따라 무산소 상태로 변환된다.

즉, 폐기물을 따라 중간저장 호퍼(5)에 함께 유입된 외부공기는, 진공펌프(33)에 의해 항시 진공상태를 유지하는 진공탱크(32)와 연결되는 진공밸브(31)의 개방으로 인해 진공탱크(32)에 순간적으로 흡입되므로, 중간저장 호퍼(5)는 진공상태를 유지한다.

즉, 중간저장 호퍼(5)내에 유입되는 외부공기는 진공필터(29) - 진공밸브(31) - 진공탱크(32) - 진공펌프(33)를 차례로 통과하여 가스 연소실(4)내로 공급된다.

전술한 제2슬라이드 게이트(20)의 슬라이더(22)가 제4실린더(19)의 구동으로 인해 개방됨에 따라(이때, 제4실린더(19)는 미도시된 리미트스위치에 의해 검출되어 구동이 정지됨), 중간저장 호퍼(5)에 저장된 폐기물은 수직으로 낙하된다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 제2슬라이드 게이트(20)와 연동되는 제1실린더(7) 구동으로 인해 제1푸셔(8)가 수평방향으로 슬라이딩됨에 따라 중간저장 호퍼(5)로 부터 낙하되는 외부 공기가 제거된 폐기물을 도 6의 도면상, 우측방향으로 이동시킨 후, 제2실린더(9) 구동으로 인해 제2푸셔(10)가 수직방향으로 슬라이딩이동되어 폐기물을 열 분해실(3)의 입구(3c)에 낙하시킨다.

이때, 전술한 제2푸셔(10) 구동으로 인해 폐기물을 열분해실(3)의 입구(3c)에 강제적으로 압입시켜 투입시키므로, 상대적으로 입자가 큰 폐기물(일반 생활쓰레기, 매립장 쓰레기, 산업체 폐기물 등을 말함)이 열 분해실(3)의 입구측에 걸려 겉도는 현상(일명, 스베르현상을 말함)을 방지할 수 있다.

이때, 열 분해실(3)로 부터 중간저장 호퍼(5)에 유입되는 기체(수증기, 열 분해 가스, 반응 가스 등을 말함)는 전술한 공기 제거수단의 구동으로 인해 제거된다. 전술한 과정을 연속적으로 반복하여 실행함에 따라 호퍼(1)로 부터 배출되는 폐기물을 열 분해실(3)에 일정량씩 연속적으로 투입시킬 수 있다.

즉, 중간저장 호퍼(5) 내부는 항시 무산소 또는 저산소 상태를 유지함에 따라, 제1슬라이드 게이트(18)의 개방으로 인해 폐기물이 투입되는 경우에도 외부의 공해물질 배출되는 것을 방지할 수 있음은 물론이다.

따라서, 폐기물을 열 분해실(3)에 연속적으로 투입시키는 경우에도 열 분해실(3) 내부는 무산소 또는 저산소 상태를 유지함에 따라 폐기물을 연속적으로 열 분해처리할 수 있게 된다.

한편, 열 분해실(3)에서는 수분분리, 탈가수화, 탈황, 탈폴리머, 탈카복실기,탄소결합고리의 파괴(C-C결합고리), 지방족 형성과 같은 사슬형태의 지방족 형성, 방향족화, C-O결합파괴, C-N결합파괴가 이루어진다.

전술한 중간저장 호퍼(5)로 부터 폐기물이 열 분해실(3)으로 자동 투입되는 경우, 폐기물은 이송스크류(2) 외주연에 나선형으로 형성된 이송날개(2a)에 의해 도 1 도면상, 우측방향(화살표시방향)으로 이송되며, 이송되면서 용융 및 기화되는 폐기물은 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실(3)에서 간접적으로 가해지는 열에 의해 연속적으로 열분해된다.

이때, 전술한 구동수단의 구동모터(50)의 회전력은 이와 연결된 구동기어(51)와 체인(53)을 통해 이송스크류(2)에 고정된 피동기어(52)에 전달되므로, 이송스크류(2) 양단부를 지지하는 베어링(미도시됨) 및 열 분해실(3)을 수용하는 케이싱(55)을 지지하도록 프레임(56)에 장착된 실링유니트(57)에 의해 지지되어 이송스크류(2)는 소정속도로 회전된다.

한편, 열 분해실(3) 내부의 폐기물에 간접적으로 열을 가하는 열원은 고온의가스 연소실(4)로 부터 공급된다. 열분해 장치가 가동되는 초기의 열 분해실(3)의 열분해공간 내부의 온도는 경유 또는 정제된 정제유를 사용하는 고온의 가스 연소실(4)의 가동으로 인해 소정온도(250 내지 450℃정도)로 승온시킨다.

이때, 가스 연소실(4)은 열 분해실(3)로 부터의 열분해 가스가 아직 생성되지않아 가스 연소실(4) 내부의 온도가 소정온도로 승온되기전까지는 초기연료(경유 등을 말함)를 사용한다.

가스 연소실(4)에서 승온된 배기가스는 케이싱(55) 내측면과 이로 부터 이격되는 열 분해실(3) 외측면사이의 공간, 즉 폐기물을 열 분해시키는 열분해 열원의 이동통로(48)를 따라 이동되면서 열 분해실(3) 내부의 폐기물을 간접 가열하여 열분해시키는 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 열 분해실(3)에 투입되는 폐기물 열분해시 열 분해실(3)의 가스 역류방지구간에 해당되는 입구측 케이싱(3a)과 이송날개(2a)사이의 간극이 최소로 형성되고, 이들 공간을 폐기물이 채우게됨에 따라, 열 분해실(3)으로 부터 고온의 열분해 가스가 열 분해실(3)의 입구(3c)쪽으로 역류되는 것이 방지된다.

한편, 폐기물은 전술한 이송스크류(2) 구동시 단면이 유선형인 열 분해실(3)의 하부에 원형으로 형성되는 이송공간을 따라 배출구(17)측으로 이송되고, 폐기물 열 분해시 증발되는 열분해 가스는 열 분해실(3) 상부에 형성되는 체류공간에 체류되면서 폐기물에 간접적으로 고온의 열을 가하여 열 분해시킨 후, 열분해 가스 배출구(59)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 열분해 가스 배출구(59)를 통하여 배출되는 열분해 가스는 가스 연소실(4) 내부의 온도가 소정온도로 승온된 이후에는 연료로 사용될 수 있음은 물론이다.

또한, 열 분해실(3) 내부에서 열분해 가스의 발생 및 응축과정을 거치면서 열분해 가스를 배출시키므로, 폐플라스틱류 등의 폐기물은 이송스크류(2)의 이송날개(2a)와 열 분해실(3) 내부에 윤활작용을 해주고, 폐기물 투입장치(6)와 배출장치(12)의 제1,2슬라이드 게이트(18,20)에 윤활작용을 해주므로 별도의 윤활수단이 불필요하다.

열 분해 과정을 거쳐 이송날개(2a)를 따라 배출구(17)측으로 이송되는 배출물(건조물, 탄화물, 열분해 재 등을 말함)은 자동 배출장치(12)쪽으로 이동된다. 전술한 제1슬라이드 게이트(18)의 제3실린더(13) 구동으로 인해 슬라이더(22) 개방시, 열 분해된 배출물은 중간저장 호퍼(11)에 투입되고 슬라이더(22)는 설정시간 경과후(3초 내지 5초 경과됨을 말함) 닫힌다.

이때, 배출물을 따라 중간저장 호퍼(11)에 유입된 소량의 가스(열분해 가스, 수증기, 반응 가스 등을 말함)는 진공펌프(33)와 연결된 진공밸브(31) 개방으로 인해 제거되므로 중간저장 호퍼(11) 내부는 무산소 상태를 유지한다.

전술한 제2슬라이드 게이트(20)의 슬라이더(22) 개방으로 가스가 제거된 반응물(건조물, 탄화물, 열분해 재 등을 말함)은 외부로 안전하게 배출된 후 제2슬라이드 게이트(20)의 슬라이더(22)는 닫힌다. 이때 외부로 부터 중간저장 호퍼(11)에유입되는 외부공기는 전술한 진공밸브(31) 개방으로 인해 진공탱크(32)로 흡입되므로 중간저장 호퍼(11)는 무산소 상태를 유지한다.

이로 인해, 전술한 열 분해실(3)로 부터 열 분해된 후 이송되는 재를 연속적으로 배출시킬 수 있게 된다.

한편, 제1,2슬라이드 게이트(18,20)의 계속적인 구동에 의해 슬라이더(22) 끝단 또는 안내홈(15) 사이에 누적되어 쌓이는 이물질로 인해 슬라이더(22)의 개폐구동에 간섭을 받는 경우(제1,2슬라이드 게이트(18,20)의 오작동을 말함], 안내홈(15) 끝단부에 연통되게 형성된 이물질 제거함(28)에 의해 안내홈(15)의 막히는 것을 방지할 수 있다. 이때, 전술한 이물질 제거함(28)에 누적되는 이물질 수거는 장비 작동중에도 도어(28a)를 개방하여 수행할 수 있음은 물론이다.

전술한 제3,4실린더(13,19) 구동시 게이트 몸체(14)와 연장가이드(23)에 형성된 안내홈(15)을 따라 수평이동되는 슬라이더(22) 상면을 게이트 몸체(14)와 연장가이드(23)에 대해 가압지지하는 볼(24)에 의해 기밀을 유지하게됨에 따라, 안내홈(15)을 통해 가스 또는 공기의 누출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 연장가이드(23)와 슬라이더(22)사이에 형성된 결합홈(26)에 장착된 가이더(27)를 슬라이더(22) 이동시 수평이동 및 왕복구동이 정밀하게 이루어져 게이트 몸체(14)와 슬라이더(22)사이의 마찰을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 과정을 반복적으로 수행함에 따라, 전술한 열 분해실(3) 내부는 고온, 저산소 상태의 분위기를 계속적으로 유지하게 되며, 연속적인 열분해 작업이 가능해진다.

전술한 열 분해실(3) 입구측에 투입되는 폐기물의 열분해 속도는 폐기물의 조성비, 수분량에 따라 그 열분해 속도가 결정되므로, 이송스크류(2)에 나선형으로 형성된 이송날개(2a)를 따라 도 1의 도면상, 우측방향(화살표시방향)으로 연속적으로 이동하게 된다. 이때, 전술한 구동모터(50)의 가변 구동으로 인해 이송스크류(2)가 가변 구동함에 따라 폐기물의 열분해 속도를 가변조정하여 열분해 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

열 분해된 잔재물의 배출시 제1,2슬라이드 게이트(18,20) 사이의 중간저장 호퍼(11)에 유입되는 공기 및 가스는, 열 분해실(3) 입구측의 제1,2슬라이드 게이트(18,20)에서와 같이 진공필터(29) - 진공밸브(31) - 진공탱크(32) - 진공펌프(33)를 경유하여 가스 연소실(4)에 공급되어 제거됨은 물론이다.

전술한 바와 같이, 가연성 폐기물을 폐기물 처리장치(연속식 열 분해장치, 연속식 큐브(cube)성형기, 연속식 RDF성형기, 연속식 진공 건조장치 등을 말함)에 안전하고, 정확하게 계량된 정량을 연속적으로 공급할 수 있게되므로 장치의 가동율 및 효율을 극대화할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 고안에 의한 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

음식물 쓰레기, 폐플라스틱류, 슬리지와 같은 액상 및 고상의 폐기물 등의가연성 폐기물을 열 분해실에 투입시 열 분해실을 고온 및 무산소 또는 저산소 상태의 분위기를 계속적으로 유지함에 따라, 폐기물을 열분해 처리하는 장치의 가동율을 극대화시킬 수 있다.

또한, 폐기물의 열분해시 생성되는 배출물(건조물, 열분해 재 등을 말함)을 외부로 배출시 공해물질이 장치 외부로 전혀 배출되지 않아 대기 및 환경오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 폐기물을 안전한 상태에서 일정량씩 열 분해실에 계속적으로 투입하여 열 분해처리 하므로 장치의 안전성 및 신뢰성을 확보하여 당해분야에서 경쟁력을 갖게 된다.

Claims (8)

1. 폐기물이 저장되는 호퍼와, 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송시키는 이송스크류가 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되고 폐기물을 간접 가열에 의해 연속적으로 열 분해시키도록 고온 및 저산소 상태의 분위기를 유지하는 열 분해실과, 폐기물을 열 분해시키는 열원으로서 이용하도록 상기 열 분해실 외측면에 열을 공급하는 연소실을 구비하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치에 있어서:

   상기 호퍼로 부터 폐기물을 소정량씩 자동으로 배출시키고, 폐기물을 따라 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 투입장치;

   상기 자동 투입장치와 연동되도록 상기 자동 투입장치 하방에 제1실린더 구동시 수평방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 상기 중간저장 호퍼로 부터 배출되는 폐기물을 수평방향으로 이동시키는 제1푸셔;

   상기 제1푸셔와 연동되도록 상기 열 분해실 입구측 상방에 제2실린더 구동시 상하방향으로 슬라이딩이동되도록 설치되며, 상기 제1푸셔에 의해 이동되는 폐기물을 상기 열 분해실 입구에 투입시키는 제2푸셔; 및

   상기 열 분해실로 부터 열분해된 후 이송되는 배출물을 연속적으로 배출시키고, 배출물 배출시 외부로 부터 중간저장 호퍼에 유입되는 외부공기 및 열 분해실로 부터 배출되는 열분해 가스를 제거하여 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단이 구비된 자동 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 자동 투입장치 및 배출장치는;

   제3실린더 구동으로 게이트 몸체에 형성된 각각의 안내홈을 따라 슬라이더가 슬라이딩이동되고, 상기 호퍼 배출구와 상기 열 분해실 배출구를 각각 개폐시키는 제1슬라이드 게이트; 및

   제4실린더 구동으로 상기 게이트 몸체에 형성된 각각의 안내홈을 따라 슬라이더가 슬라이딩이동되고, 상기 제1슬라이드 게이트와의 사이에 저산소 상태를 유지하는 중간저장 호퍼를 형성하는 제2슬라이드 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 호퍼에 설치된 정량투입 검출센서에 의해 폐기물을 호퍼에 일정량씩 저장할 수 있도록 로드셀 또는 포토센서에 의해 폐기물을 계량후 호퍼에 투입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1,2슬라이드 게이트는;

   상기 게이트 몸체에 연장형성되며 상기 슬라이더가 수평방향으로 슬라이딩되도록 상기 안내홈으로 부터 이탈시 지지하는 연장가이드;

   상기 게이트 몸체와 연장가이드에 형성된 안내홈을 따라 슬라이딩이동되는 슬라이더 상면을 가압지지하여 슬라이더를 게이트 몸체에 대해 밀착시켜 기밀을 유지하는 볼 및 상기 볼을 탄성지지하는 탄성부재로 이루어진 기밀 유지수단; 및

   상기 슬라이더 바닥면과 연장가이드의 접촉면사이에 형성된 결합홈에 결합되고, 상기 슬라이더 이동시 상기 게이트 몸체와 슬라이더사이에 마찰을 방지하는 가이더를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 슬라이더 이동시 마찰으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 상기 가이더의 재질은 상기 슬라이더의 재질보다 상대적으로 연약한 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 제1,2슬라이드 게이트의 안내홈과 연통되게 상기 게이트 몸체에 장착되며, 상기 슬라이더 이동시 상기 안내홈으로 부터 배출되는 이물질을 모으는 이물질 제거함을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1실린더 내지 제4실린더는 유압 실린더, 공압 실린더, 또는 전동모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 중간 저장호퍼 내부에 저산소 상태를 유지하는 공기 제거수단은,

   상기 중간 저장호퍼와 연통되며 먼지 등의 이물질을 제거하는 필터;

   상기 필터를 수용하는 케이스와 연결되고 개폐가능한 진공밸브;

   상기 진공밸브와 연결되며 일정압이하의 진공도를 상시 유지하는 진공탱크; 및

   상기 진공탱크와 연결되는 진공펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 연속식 자동 투입장치 및 배출장치.