KR20040094108A - 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치에 관한 것으로, 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기(100)와, 1쌍의 이송스크류(230)를 연동가능하게 구비하고 각 이송스크류(230)의 나산산 각도를 다양하게 형성하여 파쇄된 폐플라스틱을 용융시키는 용융기(200)와, 용융된 폐플라스틱을 압출성형시키는 성형기(300) 및, 성형된 폐플라스틱을 소정의 크기로 절단하는 절단기(400)로 구성되어, 동일한 축회전속도에서 이송속도를 조절함으로써 용융시간을 연장시키고 혼합율을 높여 가열온도를 변화시키지 않고도 용융도를 상승시킬 수 있으며, 균질의 고체연료를 제조할 수 있도록 된 것이다.

Description

폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치{ A manufacturing device of a Refuse Derived Fuel by a used plastic }

본 발명은 폐기물을 이용하여 고체연료를 제조하는 장치에 관한 것으로, 특히 폐플라스틱을 이용하는 고체연료 제조장치에 관한 것이다.

각종 산업폐기물의 처리문제는 환경보호라는 차원에서 전세계적으로 그 규제가 강화되고 있는 추세이며, 한편 자원의 유한성으로 인해 대체연료의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

일반적으로, 폐기물을 이용하여 제조된 연료를 RDF(Refuse Derived Fuel)라 하는데, 특히 폐플라스틱을 이용하여 고체연료를 제조함으로써 석유나 석탄에너지의 일부를 대체해 나가고 있다.

종래의 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치는 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기와, 파쇄된 폐플라스틱을 용융시키는 용융기와, 용융된 폐플라스틱을 압출성형하는 성형기 및 성형된 폐플라스틱을 소정의 크기로 절단하는 절단기를 포함하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 용융기(10)는 일측에 폐플라스틱을 유입하는 호퍼(13)를 구비하고 가열실(12)이 형성된 용융기몸체(11)과, 상기 용융기몸체(11)의 가열실(12)을 관통하여 설치되고 폐플라스틱을 용융시키는 용융관(14)과, 상기 용융관(14)을 가열하는 가열기구 및, 상기 용융관(14)의 내부에 설치되어 폐플라스틱을 이송시키는 이송스크류(15), 상기 이송스크류(15)를 구동시키는 동력기구(17)로 구성되어 있다.

상기 호퍼(13)로 투입된 폐플라스틱은 상기 용융관(14)을 통과하면서 가열기구에 의해 가열되어 용융되고, 이송스크류(15)에 의해 일측방향으로 이송되어 배출된다.

종래의 이송스크류(15)는 외주면에 나사산 형상의 이송나사산(16)가 길이방향을 따라 나선형으로 형성되어 폐플라스틱을 이송시키게 되는데, 이송나사산(16)가 동일한 방향으로 형성되어 폐플라스틱의 이송은 원활하게 이루어지나 이송중 용융이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

즉, 폐플라스틱이 용융관(14)을 통과하는 동안 용융이 완전히 이루어져야 하므로 이송속도와 가열온도에 의존하여 용융정도를 조절할 수 밖에 없고, 이송속도를 지나치게 느리게 할 경우 용융은 제대로 이루어지나 이송력이 급격히 저하되며, 가열온도를 높이기 위해서는 비용이 증가될 뿐만 아니라 일정온도까지 가열하는데에도 장시간이 소요되어 장비의 가동 준비시간이 길어지므로 작업효율이 저하되는것이다.

또한, 폐플라스틱의 혼합이 제대로 이루어지지 않게 되면 용융이 잘 되지 않을 뿐만 아니라 제품의 품질도 저하되는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 용융기의 용용압력을 높여 폐플라스틱을 효과적으로 용융시킬 수 있는 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기와, 1쌍의 이송스크류를 연동가능하게 구비하고 각 이송스크류의 나산산 각도를 다양하게 형성하여 파쇄된 폐플라스틱을 용융시키는 용융기와, 용융된 폐플라스틱을 압출성형시키는 성형기 및, 성형된 폐플라스틱을 소정의 크기로 절단하는 절단기로 구성되어 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치의 용융기를 나타낸 개략적 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치를 나타낸 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치의 용융기를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치의 용융기를 나타낸 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치의 용융기 스크류를 나타낸 측단면도,

도 6은 도 4의 A-A선을 따라 절개한 측단면도,

도 7은 도 6의 B-B선을 따라 절개한 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 파쇄기 200 : 용융기

210 : 용융기몸체 211 : 가열실

212 : 호퍼 213 : 배기통

220 : 용융관 221 : 제1스크류실

222 : 제2스크류실 230 : 이송스크류

231 : 순방향 나사산 232 : 역방향 나사산

233 : 정방향 나사산 240 : 동력기구

250 : 가열기구 300 : 성형기

400 : 절단기

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치는, 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기(100)와, 파쇄된 폐플라스틱을 용융시키는 용융기(200)와, 용융된 폐플라스틱을 압출성형시키는 성형기(300) 및, 성형된 폐플라스틱을 소정의 크기로 절단하는 절단기(400)로 구성되어 있다.

상기 파쇄기(100)는 고체상태의 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하여 용융기(200)로 투입시키는 역할을 한다.

상기 용융기(200)는 가열실(211)이 형성된 용융기몸체(210)와, 폐플라스틱을 용융시키는 용융관(220)과, 상기 용융관(220)을 가열하는 가열기구 및, 상기 용융관(220) 내부의 폐플라스틱을 이송시키는 이송스크류(230), 상기 이송스크류(230)를 구동시키는 동력기구(240)로 구성되어 있다.

상기 용융기몸체(210)는 일측에 호퍼(212)를 구비하여 파쇄기(100)로부터 파쇄된 폐플라스틱을 유입하고, 내부에 가열실(211)이 형성된 통형상으로 형성되며, 내부공기를 외부로 배출시키는 배기통(213)을 구비하고, 가열실(211)의 내측벽에 내화벽을 설치하여 외부와 단열되어 있으며, 가열실(211)의 내부를 가열기구로 가열하게 된다.

상기 용융관(220)은 상기 용융기몸체(210)의 가열실(211)을 관통하여 설치되고, 가열기구(250)에 의해 외측이 가열됨으로써 내부를 통과하는 폐플라스틱을 용융시키게 되어 있다.

상기 용융관(220)은 1쌍의 이송스크류(230)를 각각 수용하는 제1스크류실(221)과 제2스크류실(222)이 서로 연통되게 형성되어 있다.

상기 제1스크류실(221)과 제2스크류실(222)에 1쌍의 이송스크류(230)가 각각 축회전가능하게 설치되고, 1쌍의 이송스크류(230)는 서로 치합되어 연동하게 된다.

따라서, 상기 1쌍의 이송스크류(230)는 서로 치합하는 부분에서 폐플라스틱을 마찰시켜 혼합율을 상승시키고 내부의 열전달을 촉진시켜 용융도를 상승시키게 된다.

상기 이송스크류(230)는 외주면에 소정의 나사산 각도(θ)로 기울어진 순방향 나사산(231)이 축방향을 따라 나선형으로 형성되고, 일측 외주면에 상기 순방향 나사산(231)과 반대방향으로 기울어진 역방향 나사산(232)이 형성되며, 일측 외주면에 축방향에 대하여 수직하게 복수개의 정방향 나사산(233)이 형성되어 있다.

즉, 상기 이송스크류(230)의 외주면에는 그 축방향을 따라 복수개의 순방향 나사산(231)과 역방향 나사산(232), 정방향 나사산(233)이 순차적으로 형성되어 있으며, 정방향 나사산(233)에 연속하여 순방향 나사산(231)이 다시 형성되어 있다.

또한, 하나의 이송스크류(230)에 형성된 나사산들의 방향이 인접하는 다른 이송스크류(230)의 방향과 반대가 되어 1쌍이 이송스크류(230)가 축회전하면서 연동하게 되면 나사산들이 치합되어 회전하게 되는 것이다.

상기 순방향 나사산(231)은 폐플라스틱을 이송스크류(230)의 일측 축방향으로 이송시키는 역할을 하게 되고, 상기 역방향 나사산(232)은 순방향 나사산(231)에 의해 일측으로 진행하는 폐플라스틱을 반대방향으로 이동시키는 작용을 한다.

상기 순방향 나사산(231)에 의해 일측으로 이동하는 폐플라스틱은 상기 역방향 나사산(232)에 의해 반대방향의 추진력을 받게 됨으로써 순방향 나사산(231)에 의해 계속해서 이동하는 폐플라스틱과 역방향 나사산(232)에 의해 역행하는 폐플라스틱이 와류를 형성하면서 혼합된다.

상기 정방향 나사산(233)은 역방향 나사산(232)을 통과하여 균일하게 혼합된 폐플라스틱의 진행을 저지하게 되고 일부구간의 압력을 상승시켜 용융점을 낮춤으로써 용융도를 높이게 된다.

또한, 상기 역방향 나사산(232)은 국소적으로 용융된 폐플라스틱을 균일하게 혼합시켜 용융도를 향상시키게 되며, 상기 정방향 나사산(233)이 이송속도를 늦추어 용융시간을 연장시킴으로써 용융도를 향상시키게 된다.

따라서, 이송스크류(230)의 동일한 축회전속도에서 가열온도를 상승시키지 않고도 용융압력을 상승시키고 혼합율을 상승시켜 용융도를 상승시킴으로써 균일한 품질의 고체연료를 생산할 수 있게 되는 것이다.

상기 용융기(200)를 통과한 액체상태의 폐플라스틱은 성형기(300)를 통과하면서 일정한 단면으로 압출성형되고, 절단기(400)에 의해 소정의 크기로 절단된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치에 의하면, 동일한 축회전속도에서 이송속도를 조절함으로써 용융시간을 연장시키고 혼합율을 높여 가열온도를 변화시키지 않고도 용융도를 상승시킬 수 있으며, 균질의 고체연료를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 폐플라스틱을 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기(100)와, 파쇄된 폐플라스틱을 용융시키는 용융기(200)와, 용융된 폐플라스틱을 압출성형시키는 성형기(300) 및 성형된 폐플라스틱을 소정의 크기로 절단하는 절단기(400)를 포함하는 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치에 있어서,

   상기 용융기(200)는,

   일측에 폐플라스틱을 유입하는 호퍼(212)를 구비하고 가열실(211)이 형성된 용융기몸체(210)와;

   상기 용융기몸체(210)의 가열실(211)을 관통하여 설치되고 폐플라스틱을 용융시키는 용융관(220)과;

   상기 용융관(220)을 가열하는 가열기구 및;

   상기 용융관(220)의 내부에 축회전가능하게 구비되고, 외주면에 소정의 나사산 각도로 기울어진 순방향 나사산(231)이 축방향을 따라 나선형으로 형성되며, 일측 외주면에 상기 순방향 나사산(231)과 반대방향으로 기울어진 역방향 나사산(232)이 형성된 이송스크류(230);

   상기 이송스크류(230)를 구동시키는 동력기구(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송스크류(230)는,

   일측 외주면에 축방향에 대하여 수직하게 돌출되어 형성되는 복수개의 정방향 나사산(233);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용융관(220)의 내부에 1쌍의 이송스크류(230)가 서로 연동가능하게 치합되어 축결합되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 고체연료 제조장치.