KR200472007Y1

KR200472007Y1 - 폐합성수지 유화장치

Info

Publication number: KR200472007Y1
Application number: KR2020110002934U
Authority: KR
Inventors: 박용현; 김응선
Original assignee: 김응선; 박용현
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2014-04-02
Also published as: KR20120007128U

Abstract

폐합성수지 유화장치가 개시된다. 개시된 폐합성수지 유화장치는, ⅰ)폐합성수지가 투입될 수 있고 그 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로와, ⅱ)가열로와 연결되며 그 가열로에서 폐합성수지가 열 분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛과, ⅲ)냉각유닛과 연결되게 구성되며 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함할 수 있다.

Description

폐합성수지 유화장치 {WASTE RESIN LIQUEFACTION APPARATUS}

본 고안의 예시적인 실시예는 폐합성수지 유화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐플라스틱, 폐비닐 등과 같은 폐합성수지를 열 분해하여 유류 성분을 추출해 낼 수 있는 폐합성수지 유화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업의 발전과 가속화에 따라 사람들의 편리성을 위해 많은 양의 일회용품(플라스틱, 폴리에스틸, 비닐, 섬유, 타이어, 어망, 스치로폼)이 판매되고 있으며, 이 일회용품중의 90%이상이 유류성을 함유한 플라스틱 또는 합성 수지를 그 재료로 사용하고 있다.

플라스틱과 합성수지 제품으로 만들어지는 일회용품과 비닐의 사용량이 지속적으로 증가함에 따라 폐플라스틱, 폐비닐 등과 같은 폐합성수지 역시 계속 증가하고 있으며, 폐합성수지를 매립하는 것은 심각한 환경오염을 유발하고 있다.

이에, 종래 기술에서는 폐합성수지를 유류로 재생시켜 사용할 수 있도록 폐합성수지를 유화하는 유화설비가 개발된 바 있다.

상기와 같은 종래 기술의 폐합성수지 유화설비는 폐합성수지를 가열하여 유류 가스를 발생시키고, 이 유류 가스를 냉각 및 액화하여 원유를 생산하게 되는 것이다.

그런데, 종래 기술에서는 최종적으로 생산된 원유를 양질의 유류 성분과 저질의 유류 성분으로 원활하게 분리해 내지 못하고, 막연하게 원유를 버너 등의 연료로서 사용하거나 별도의 정제 시설을 통해 양질의 유류로 정제하고 있는 실정이다.

본 고안의 예시적인 실시예들은 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서,폐합성수지로부터 열 분해된 유류 성분을 간단한 구성으로서 중질유와 경질유로 분리할 수 있으며, 양질의 유류 성분을 회수할 수 있으며, 유류 성분의 회수율을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 폐합성수지 유화장치를 제공하고자 한다.

본 고안의 예시적인 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는, ⅰ)폐합성수지가 투입될 수 있고, 상기 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로와, ⅱ)상기 가열로와 연결되며 상기 가열로에서 폐합성수지가 열 분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛과, ⅲ)상기 냉각유닛과 연결되게 구성되며 상기 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 분리유닛은 상기 냉각유닛과 연결되며 설정된 각도로서 상향 경사진 경사 유로부와, 상기 경사 유로부의 전방 시작단 측에 설치되며 상기 혼합유를 가열하는 보조 히팅부와, 상기 경사 유로부에서 상기 보조 히팅부의 후방에 설치되며 상기 보조 히팅부에 의해 기화된 혼합유 가스를 냉각하는 보조 냉각부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 분리유닛은 상기 보조 냉각부의 후방에서 상기 경사 유로부에 연결되며 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 중질유를 분리하는 제1 분기 유로와, 상기 경사 유로부의 끝단에 연결되며 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 경질유를 분리하는 제2 분기 유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 보조 냉각부는 상기 혼합유 가스가 통과할 수 있는 인너 파이프와, 상기 인너 파이프의 외주를 감싸는 아웃터 파이프를 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 인너 파이프의 외주면과 아웃터 파이프의 내주면 사이에 냉각수 통로가 형성될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 보조 히팅부는 상기 경사 유로부의 관로 외주면에 설치될 수 있는 전기 히터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 제1 분기 유로는 상기 중질유를 저장하는 제1 저장 탱크와 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 제2 분기 유로는 상기 경질유를 저장하는 제2 저장 탱크와 연결될 수 있다.

그리고, 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는, ⅰ)폐합성수지가 투입될 수 있고, 상기 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로와, ⅱ)상기 가열로와 연결되며 상기 가열로에서 폐합성수지가 열 분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛과, ⅲ)상기 냉각유닛과 연결되게 구성되며 상기 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함하며, 상기 분리유닛으로서 상기 냉각유닛과 연결되며 상기 혼합유를 수용하는 메인 탱크와, 상기 메인 탱크의 내부로 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급부와, 상기 메인 탱크의 상측에 연결되며 상기 혼합유 중의 경질유를 분리하는 적어도 하나의 제1 연결 라인과, 상기 메인 탱크의 하측에 연결되며 상기 혼합유 중의 중질유를 분리하는 적어도 하나의 제2 연결 라인을 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 공기 공급부는 상기 압축 공기를 발생시키는 컴프레셔와, 상기 컴프레셔와 연결되며 상기 메인 탱크의 내측 하부로 배치되는 공기 공급라인을 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 가열로의 내벽면에 상기 폐합성수지를 교반하기 위한 스크류 형태의 교반 날개가 구비될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 교반 날개에 파이프 형태의 공기 분사부재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 공기 분사부재에는 복수의 노즐공들이 형성되며, 상기 공기 분사부재는 상기 컴프레셔와 상호 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 제1 연결 라인은 상기 경질유를 저장하는 제1 저장 탱크와 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 제2 연결 라인은 중질유를 저장하는 제2 저장 탱크와 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 가열로 측에는 소정 연료로서 화염을 발생시키는 적어도 하나의 버너가 구비되며, 상기 제2 저장 탱크는 상기 버너와 연결되게 설치될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 가열로와 냉각유닛 사이의 유로에는 상기 유류 가스 중의 중질유 가스를 걸러내기 위한 스크랩이 설치될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 유로는 스크랩의 전단에서 상기 중질유 가스를 저장하는 가스 저장 탱크와 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 가스 저장 탱크는 상기 제1 및 제2 저장 탱크와 상호 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 가스 저장 탱크는 상기 버너와 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 가열로를 가열하기 위한 적어도 하나의 버너와, 상기 가열로에 설치되는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

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상술한 바와 같은 본 고안의 예시적인 실시예들에 의하면, 폐합성수지로부터 열 분해된 유류 성분을 간단한 구성으로서 중질유와 경질유로 분리할 수 있으므로, 양질의 유류 성분을 회수할 수 있으며, 유류 성분의 회수율을 더욱 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 고안의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 고안의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 고안의 예시적인 제1 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 고안의 예시적인 제1 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치에 적용되는 분리유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치에 적용되는 가열로의 요부를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 그 순서에 반드시 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 고안의 예시적인 제1 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(100)는 폐플라스틱, 폐비닐 등과 같은 폐합성수지를 간접열로서 열 분해하여 유류 성분을 추출해 내기 위한 것이다.

여기서, 상기 폐합성수지라 함은 고분자물질을 열에 의해서 저분자물질로 크랙킹 할 수 있는 열가소성 수지를 의미한다.

예를 들면, 상기 열가소성 수지는 PE, PP, 폴리스틸렌, ABS, 아크릴로니트릴스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술파이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 나이론, 폴리아미드, 발포폴리에틸렌, 테프론, 합성고무, 폴리염화비닐(PVC) 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에 의한 상기 폐합성수지 유화장치(100)는 폐합성수지로부터 열 분해된 유류 성분을 간단한 구성으로서 중질유와 경질유로 분리할 수 있으며, 양질의 유류 성분을 회수할 수 있으며, 유류 성분의 회수율을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이 경우, 중질유는 왁스 성분이 포함된 유류로서 정의할 수 있으며 벙커씨유를 예로 들 수 있다. 그리고 경질유는 왁스 성분이 포함되지 않은 유류로서 정의할 수 있으며 휘발유, 디젤유 등을 예로 들 수 있다.

본 고안의 예시적인 제1 실시예에 따른 상기 폐합성수지 유화장치(100)는 기본적으로, 가열로(10)와, 냉각유닛(20)과, 분리유닛(30)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서, 상기 가열로(10)는 폐합성수지가 투입 가능하고, 일정한 속도로 회전 가능하며, 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이러한 가열로(10)는 가로 방향이 긴 원통 형상으로 이루어지며, 별도의 베이스 프레임(도면에 도시되지 않음) 상에 수평 방향으로 배치되고, 모터(도면에 도시되지 않음)가 제공하는 회전력에 의해 회전 가능하게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 가열로(10)에는 내부 공간으로 폐합성수지를 투입할 수 있는 투입구(11)가 형성되어 있다. 그리고 가열로(10)의 내벽면에는 폐합성수지를 교반 및 분해하기 위한 교반 날개(13)가 설치된다.

이 경우, 상기 교반 날개(13)는 띠 형상의 블레이드로서 이루어지며, 가열로(10)의 내주면에 밀착되거나 근접한 상태로 그 내주면과 직각을 이루며 가열로(10)의 길이 방향을 따라 나선형(스크류 형태)으로 설치된다.

한편, 상기 가열로(10)는 베이스 프레임(도면에 도시되지 않음) 상에 설치된 적어도 하나의 버너(15)에 의해 가열되는데, 이 버너(15)는 가열로(10)의 하측에서 액체 연료 또는 가스 연료로서 화염을 발생시킬 수 있는 통상적인 구조의 버너장치로서 이루어진다.

상기 버너(15)는 도면에서와 같이 가열로(10)의 하측에 한 쌍으로서 구비되는 것이 바람직하며, 도면에서 미설명된 참조 부호 17은 배기 가스의 유해 물질을 집진하기 위한 집진기를 나타낸다.

그리고, 도면에서 미설명된 참조 부호 18은 가열로(10)에서 배출된 유류 가스를 임시로 저장하는 임시 저장 탱크를 나타낸다.

상기에서와 같은 가열로(10)는 모터(도면에 도시되지 않음)에 의해 회전하며, 교반 날개(13)를 통해 폐합성수지를 교반하고, 버너(15)로부터 제공되는 열에 의해 폐합성수지를 열 분해할 수 있다.

따라서, 상기 가열로(10)의 내부에서는 폐합성수지가 열에 의해 열 분해되며 저분자물질로 크랙킹되면서 액상화 되어지고 혼합 용융되어짐으로 유류 성분의 가스(이하에서는 편의상 "유류 가스" 라고 한다)를 발생시킨다.

본 실시예에서, 상기 냉각유닛(20)은 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 중질유와 경질유가 혼합된 혼합유(당 업계에서는 통상적으로 "원유" 라고도 한다)를 생성하기 위한 것이다.

상기 냉각유닛(20)은 소정의 유로(21)를 통해 가열로(10)와 연결되는 바, 그 유로(21)를 통해 가열로(10)의 유류 가스 배출구(19)와 연결될 수 있다.

상기 냉각유닛(20)은 냉각수가 저장된 냉각 수조(23)를 포함하고 있으며, 그 냉각 수조(23)에는 냉각 유로(22)가 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

이러한 냉각유닛(20)은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 냉각장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 상기 분리유닛(30)은 냉각유닛(20)을 통해 생성된 혼합유를 재 가열 및 냉각하여 비점차에 의해 경질유와 중질유로 분리하기 위한 것이다.

상기 분리유닛(30)은 냉각유닛(20)과 연결되게 구성되는 바, 경사 유로부(31)와, 보조 히팅부(33)와, 보조 냉각부(35)와, 제1 분기 유로(37)와, 제2 분기 유로(39)를 포함한다.

상기 경사 유로부(31)는 냉각유닛(20)의 냉각 유로(22)와 연결되며, 설정된 각도로서 상향 경사진 유로로서 이루어진다.

여기서, 상기 경사 유로부(31)의 전방 아래 쪽의 하향 단부를 시작단으로 정의할 수 있으며, 후방 위쪽 단부를 끝단으로 정의할 수 있다.

상기에서, 보조 히팅부(33)는 경사 유로부(31)의 전방 시작단 측에 설치되는 바, 냉각유닛(20)을 통해 생성된 혼합유를 가열하는 기능을 하게 된다.

이 때, 상기 보조 히팅부(33)는 경사 유로부(31)의 관로 외주면에 설치될 수 있는 전기 히터(34)로서 이루어진다.

상기 보조 냉각부(35)는 경사 유로부(31)에서 보조 히팅부(33)의 후방 측에 설치되며, 보조 히팅부(33)에 의해 기화된 혼합유 가스 즉, 중질유 가스와 경질유 가스가 혼합된 혼합유 가스를 냉각하여 중질유와 경질유로 액화시키는 기능을 하게 된다.

이러한 보조 냉각부(35)는 도 2에서와 같이 이중관 구조로서 혼합유 가스가 통과할 수 있는 인너 파이프(41)와, 그 인너 파이프(41)의 외주를 감싸는 아웃터 파이프(43)를 포함한다.

이 경우, 상기 아웃터 파이프(43)는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부(도면에 도시되지 않음)와 연결되며, 인너 파이프(41)의 외주 측에 소정의 밀폐 공간을 형성하게 된다.

즉, 상기 아웃터 파이프(43)는 이의 내주면이 인너 파이프(41)의 외주면과 이격되게 설치되며, 아웃터 파이프(43)의 내주면과 인너 파이프(41)의 외주면 사이에는 밀폐 공간으로서의 냉각수 통로(45)가 형성된다.

여기서, 상기 냉각수 통로(45)는 언급한 바 있는 냉각수 공급라인을 통해 냉각수 공급부(도면에 도시되지 않음)와 연결되는 바, 별도의 냉각수 배출라인(도면에 도시되지 않음)을 통해 냉각수를 배출할 수 있다.

상기 제1 분기 유로(37)는 보조 냉각부(35)의 후방에서 경사 유로부(31)에 연결되며, 그 보조 냉각부(35)에 의해 액화된 중질유를 분리하는 기능을 하게 된다. 이 때, 상기 제1 분기 유로(37)는 중질유를 저장하는 제1 저장 탱크(51)와 연결된다.

그리고, 상기 제2 분기 유로(39)는 경사 유로부(31)의 끝단에 연결되며, 보조 각부(35)에 의해 액화된 경질유를 분리하는 기능을 하게 된다. 이 때, 상기 제2 분기 유로(39)는 경질유를 저장하는 제2 저장 탱크(52)와 연결된다.

즉, 본 실시예에서는 냉각유닛(30)을 통해 생성된 혼합유 가스가 보조 냉각부(35)에 의해 냉각 및 액화되는 바, 중질유 가스가 액화되면서 생성된 중질유는 제1 분기 유로(37)로 유입되며, 경질유 가스가 액화되면서 생성된 경질유는 제2 분기 유로(39)로 유입될 수 있다.

상기와 같이 중질유가 제1 분기 유로(37)로 유입될 수 있고, 경질유가 제2 분기 유로(39)로 유입될 수 있는 이유는 제1 분기 유로(37)가 경사 유로부(31)에 연결되며 제2 분기 유로(39)가 경사 유로부(31)의 끝단에 연결됨과 아울러 중질유 가스와 경질유 가스의 비점 차이 때문이다.

이하, 상술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 예시적인 제1 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(100)의 작동을 상세하게 설명하기로 한다.

우선, 본 실시예에서는 폐플라스틱 및 폐비닐 등과 같은 폐합성수지를 가열로(10)의 내부에 투입한다. 이어서, 모터(도면에 도시되지 않음)를 통해 가열로(10)를 회전시키며 버너(15)로서 그 가열로(10)를 가열한다.

그러면, 상기 가열로(10)는 교반 날개(13)를 통해 폐합성수지를 교반하고, 버너(15)로부터 제공되는 열에 의해 폐합성수지를 열 분해하게 된다.

따라서, 상기 가열로(10)의 내부에서는 폐합성수지가 열에 의해 열 분해되며 저분자물질로 크랙킹되면서 액상화 되어지고 혼합 용융되어짐으로 유류 가스를 발생시킨다.

이렇게 폐합성수지로부터 가스화 된 유류 가스는 유로(21)를 통해 냉각유닛(20)의 냉각 수조(23)로 보내지게 되며, 냉각 유로(22)를 따라 흐르면서 냉각 수조(23)의 냉각수에 의해 냉각 및 액화되면서 중질유와 경질유가 혼합된 혼합유로서 형성된다.

상기와 같은 혼합유는 분리유닛(30)으로 공급되는 바, 경사 유로부(31)를 통과하면서 보조 히팅부(33)에 의해 가열되면서 중질유 가스와 경질유 가스가 혼합된 혼합유 가스로서 기화된다.

상기 혼합유 가스는 경사 유로부(31)를 통해 공급된다. 이 과정에 본 실시예에서는 보조 냉각부(35)의 인너 파이프(41)로 혼합유 가스가 유동하게 되고, 인너 파이프(41)와 아웃터 파이프(43) 사이의 냉각수 통로(45)로 냉각수를 공급한다.

그러면, 보조 히팅부(33)에서 기화된 혼합유 가스는 보조 냉각부(35)에 의해 냉각되면서 중질유 및 경질유로서 액화되는데, 제1 분기 유로(37)가 경사 유로부(31)에 연결되며 제2 분기 유로(39)가 경사 유로부(31)의 끝단에 연결됨과 아울러 중질유 가스와 경질유 가스의 비점 차이 때문에 중질유가 제1 분기 유로(37)로 분리/유입되며, 경질유가 제2 분기 유로(39)로 분리/유입된다.

따라서, 상기 중질유와 경질유는 제1 및 제2 분기 유로(37, 39)를 통해 서로 분리되는 바, 중질유는 제1 분기 유로(37)를 통해 제1 저장 탱크(51)에 저장되며, 경질유는 제2 분기 유로(39)를 통해 제2 저장 탱크(52)에 저장될 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(100)에 의하면, 폐합성수지로부터 열 분해된 유류 성분을 간단한 구성의 분리유닛(30)을 통해 중질유와 경질유로 분리할 수 있으므로, 양질의 유류 성분을 회수할 수 있으며, 유류 성분의 회수율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

도 3은 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(200)는 전기 실시예에서와 같은 가열로(110) 및 냉각유닛(120)의 구조를 기본으로 구비하면서, 혼합유 중의 중질유와 경질유를 압축 공기로서 비점 차에 의해 분리하는 분리유닛(130)을 구성할 수 있다.

여기서, 가열로(110)와 냉각유닛(120)의 기본적인 구성은 전기 제1 실시예에서와 같으므로, 본 실시예에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 상기 분리유닛(130)은 메인 탱크(131)와, 공기 공급부(133)와, 제1 연결라인(137)과, 제2 연결라인(139)을 포함한다.

상기 메인 탱크(131)는 냉각유닛(120)의 냉각 유로(122)와 연결되며 그 냉각유닛(120)에 의해 냉각 및 액화된 혼합유를 수용한다.

상기 공기 공급부(133)는 메인 탱크(131)의 내부로 압축 공기를 공급하기 위한 것으로서, 압축 공기를 발생시키는 컴프레셔(141)와, 그 컴프레셔(141)와 연결되며 메인 탱크(131)의 내부 하측으로 깊숙하게 배치되는 공기 공급라인(143)을 포함한다.

따라서, 본 실시예에서는 메인 탱크(131)의 내부에 혼합유가 수용된 상태로, 컴프레셔(141)에서 발생된 압축 공기를 공기 공급라인(143)을 통해 메인 탱크(131)의 내부로 주입하게 되면, 양질의 경질유는 상부로 모이게 되고, 왁스 성분을 포함한 중질유는 하부로 가라앉게 됨으로서 혼합유를 경질유와 중질유로 이원화시킬 수 있게 된다.

상기 제1 연결라인(137)은 메인 탱크(131) 내부의 경질유를 분리하기 위한 것으로서, 메인 탱크(131)의 상측에 연결된다. 그리고 상기 제2 연결라인(139)은 메인 탱크(131) 내부의 중질유를 분리하기 위한 것으로서, 메인 탱크(131)의 하측에 연결된다.

여기서, 상기 제1 연결라인(137)은 경질유를 저장하는 제1 저장 탱크(151)와 연결되고, 제2 연결라인(139)은 중질유를 저장하는 한 쌍의 제2 저장 탱크(152)와 연결된다.

이 경우, 상기 제2 저장 탱크(152)는 별도의 공급라인(158)을 통해 가열로(110) 측의 버너(115)와 연결되게 설치될 수 있는 바, 본 실예에서는 제2 저장 탱크(152)에 저장된 저질의 중질유를 버너(115)로 공급하여 화염을 발생시키는 연료로서 사용할 수 있다.

그러나, 본 고안에서는 제2 저장 탱크(152)에 저장된 저질의 중질유를 버너(115)로 공급하는 것에 반드시 한정되지 않고, 별도의 탱크에 보관하여 버너(115)의 연료로서 사용할 수 있으며, 별도의 정제 시스템으로 공급하여 정제시킬 수도 있음을 밝혀둔다.

한편, 상기 가열로(110)와 냉각유닛(120)을 연결하는 유로(121)에는 임시 저장탱크(118)의 전단 측에서 유류 가스 중의 중질유 가스를 걸러내기 위한 스크랩(155)이 설치될 수 있다.

즉, 상기 스크랩(155)은 유로(121)의 관로 내부에 설치되는 철 스크랩으로서, 가열로(110)에서 배출되는 유류 가스 중의 거친 불순물과 가스 부분을 걸러내기 위한 것이다.

이 경우, 상기 유로(121)는 스크랩(155)의 전단에서 중질유 가스를 저장하는 가스 저장 탱크(157)가 연결되는 바, 가스 저장 탱크(157)는 스트랩(155)에 의해 걸러진 중질유 가스를 가스 라인(159a)을 통하여 저장한다.

여기서, 상기 가스 저장 탱크(157)는 별도의 가스 라인(159b)을 통해 앞서 설명한 바 있는 제1 및 제2 저장 탱크(151, 152)의 상측 부분과 상호 연결된다.

이는 상기 제1 및 제2 저장 탱크(151, 152)에 각각 저장된 경질유와 중질유의 기름 성분 외의 불필요한 가스 성분을 가스 저장 탱크(157)에 저장하기 위한 것이다.

이 때, 상기 가스 저장 탱크(157)는 별도의 가스 라인(159c)을 통해 가열로(110) 측의 버너(115)와 연결되게 설치될 수 있는 바, 본 실예에서는 가스 저장 탱크(157)에 저장된 가스 성분을 버너(115)로 공급하여 화염을 발생시키는 연료로서 사용할 수 있다.

그러나, 본 고안에서는 가스 저장 탱크(157)에 저장된 가스 성분을 버너(115)로 공급하는 것에 반드시 한정되지 않고, 별도의 탱크에 보관하여 버너(115)의 연료로서 사용할 수 있으며, 별도의 정제 시스템으로 공급하여 정제시킬 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(200)의 작동을 상세하게 설명한다.

우선, 본 실시예에서는 가열로(110)에서 발생된 유류 가스를 냉각유닛(120)으로 보내 냉각 및 액화함으로써 혼합유를 생성하고, 그 혼합유를 메인 탱크(131)에 저장한다.

상기와 같이 유류 가스가 가열로(110)에서 냉각유닛(120)으로 보내지는 과정에, 유류 가스 중의 중질유 가스는 스크랩(155)에 의해 걸러지면서 가스 라인(159a)을 통해 가스 저장 탱크(157)에 저장된다.

이러는 과정을 거치는 동안, 메인 탱크(131)의 내부에 혼합유가 수용된 상태로, 컴프레셔(141)에서 발생된 압축 공기를 공기 공급라인(143)을 통해 메인 탱크(131)의 내부로 주입하게 되면, 양질의 경질유는 상부로 모이게 되고, 왁스 성분을 포함한 중질유는 하부로 가라앉게 된다.

그리고 나서, 상기 메인 탱크(131) 내부의 경질유는 제1 연결라인(137)을 통해 제1 저장 탱크(151)에 저장되며, 메인 탱크(131) 내부의 중질유는 제2 연결라인(139)을 통해 제2 저장 탱크(152)에 저장된다.

상기 과정에서, 제1 및 제2 저장 탱크(151, 152)에 각각 저장된 경질유와 중질유의 기름 성분 외의 불필요한 가스 성분은 별도의 가스 라인(159b)을 통해 가스 저장 탱크(157)에 저장된다.

이 경우, 상기 가스 저장 탱크(157)에 저장된 가스 성분은 별도의 가스 라인(159c)을 통해 가열로(110) 측의 버너(115)로 공급되며, 화염을 발생시키는 연료로서 사용될 수 있다.

그리고, 상기 제2 저장 탱크(152)에 저장된 저질의 중질유는 별도의 공급 라인(158)을 통해 가열로(110) 측의 버너(115)로 공급되며, 연료로서 사용될 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(200)에 의하면, 폐합성수지로부터 열 분해된 유류 성분을 압축 공기로서 비점 차에 의해 중질유와 경질유로 분리할 수 있으므로, 양질의 유류 성분을 회수할 수 있으며, 유류 성분의 회수율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가열로(110) 내부의 교반 날개(113)에는 파이프 형태의 공기 분사부재(161)가 설치될 수 있다.

상기 공기 분사부재(161)는 도 4의 (a)에서와 같이 원형 단면의 파이프 형태로 이루어질 있으며, 도 4의 (b)에서와 같이 사각 단면의 파이프 형태로서 이루어질 수도 있다.

여기서, 상기 공기 분사부재(161)에는 가열로(110)의 내부로 압축 공기를 분사하기 위한 다수 개의 노즐공들(163)이 형성되는 바, 이들 노즐공(163)은 교반 날개(113)의 나선 방향을 따라 연속적으로 형성된다.

이 경우, 상기 공기 분사부재(161)는 노즐공들(163)을 통해 압축 공기를 가열로(110)의 내부로 분사하기 위해 도 3에서 언급한 바 있는 컴프레셔(141)와 공기 공급라인(143)을 통해 연결될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 가열로(110)가 회전하며 교반 날개(113)를 통해 폐합성수지를 교반하고, 간접 열에 의해 폐합성수지를 열 분해하는 과정에서, 컴프레셔(141)로부터 공급되는 압축 공기를 공기 분사부재(161)의 노즐공들(163)을 통해 가열로(110)의 내부로 분사할 수 있다.

이로써, 본 실시예에서는 가열로(110) 내부의 내용물로 골고루 열을 전달할 수 있기 때문에 다종의 폐합성수지를 원활하게 용융시킬 수 있게 되며, 불필요한 열손실을 줄일 수 있으며, 압축 공기로서 가열로(110) 내부의 유류 가스를 원활하게 배출시킬 수 있게 된다.

대안으로서, 본 실시예에서는 가열로(110)의 교반 날개(113)에 노즐공들(163)이 형성된 파이프 형태의 공기 분사부재(161)가 구비되는 것으로 설명되었으나, 반드시 이에 한정되지 않고 교반 날개(113)에 나선 방향을 따라 원형 또는 각형의 파이프를 설치하고 그 파이프의 내부 또는 외부에 열선을 설치하여 폐합성수지에 대하여 고른 열을 제공할 수도 있음을 밝혀둔다.

다른 한편으로, 상기에서와 같은 가열로(110)에는 그 가열로(110) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(171)가 설치될 수 있다. 이러한 온도 센서(171)는 가열로(110) 내부의 온도를 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(173)로 출력하게 된다.

여기서, 상기 가열로(110) 측에 설치된 버너(115)는 제어기(173)에 의해 자동으로 온-오프될 수 있으며, 화력이 조절될 수 있는 자동 버너로서 이루어질 수 있다.

따라서, 온도 센서(171)가 가열로(110) 내부의 온도를 감지하고 그 감지 신호를 제어기(173)로 출력하게 되면, 제어기(173)는 감지 신호를 제공받아 가열로(110)의 적정 운전 온도에 맞게 버너(115)의 화력을 조절할 수 있게 되므로, 불필요한 열 손실을 막을 수 있게 된다.

본 고안의 예시적인 제2 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치(200)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예에서와 같으므로, 이하에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

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이상을 통해 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10, 110... 가열로 11... 투입구
13... 교반 날개 15... 버너
17... 집진기 18... 임시 저장탱크
19... 배출구 20, 120... 냉각유닛
21... 유로 22... 냉각 유로
23... 냉각 수조
30, 130... 분리유닛 31... 경사 유로부
33... 보조 히팅부 34... 전기 히터
35... 보조 냉각부 37... 제1 분기 유로
39... 제2 분기 유로 41... 인너 파이프
43... 아웃터 파이프 45... 냉각수 통로
51, 151... 제1 저장 탱크 52, 152... 제2 저장 탱크
131... 메인 탱크 133... 공기 공급부
137... 제1 연결라인 139... 제2 연결라인
141... 컴프레셔 143... 공기 공급라인
155... 스크랩 157... 가스 저장 탱크
161... 공기 분사부재 163... 노즐공
171... 온도 센서 173... 제어기

Claims

폐합성수지가 투입될 수 있고, 상기 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로;
상기 가열로와 연결되며 상기 가열로에서 폐합성수지가 열 분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛; 및
상기 냉각유닛과 연결되게 구성되며 상기 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함하며,
상기 분리유닛은:
상기 냉각유닛과 연결되며 설정된 각도로서 상향 경사진 경사 유로부와,
상기 경사 유로부의 전방 시작단 측에 설치되며, 상기 혼합유를 가열하는 보조 히팅부와,
상기 경사 유로부에서 상기 보조 히팅부의 후방에 설치되며, 상기 보조 히팅부에 의해 기화된 혼합유 가스를 냉각하는 보조 냉각부와,
상기 보조 냉각부의 후방에서 상기 경사 유로부에 연결되며, 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 중질유를 분리하는 제1 분기 유로와,
상기 경사 유로부의 끝단에 연결되며 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 경질유를 분리하는 제2 분기 유로를 포함하는 폐합성수지 유화장치.
제1 항에 있어서,
상기 보조 냉각부는,
상기 혼합유 가스가 통과할 수 있는 인너 파이프와, 상기 인너 파이프의 외주를 감싸는 아웃터 파이프를 포함하며,
상기 인너 파이프의 외주면과 아웃터 파이프의 내주면 사이에 냉각수 통로가 형성되는 폐합성수지 유화장치.
제2 항에 있어서,
상기 보조 히팅부는,
상기 경사 유로부의 관로 외주면에 설치될 수 있는 전기 히터를 포함하는 폐합성수지 유화장치.
제3 항에 있어서,
상기 제1 분기 유로는 상기 중질유를 저장하는 제1 저장 탱크와 연결되며, 상기 제2 분기 유로는 상기 경질유를 저장하는 제2 저장 탱크와 연결되는 폐합성수지 유화장치.
폐합성수지가 투입될 수 있고, 상기 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로;
상기 가열로와 연결되며 상기 가열로에서 폐합성수지가 열 분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛; 및
상기 냉각유닛과 연결되게 구성되며 상기 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함하며,
상기 분리유닛은:
상기 냉각유닛과 연결되며 상기 혼합유를 수용하는 메인 탱크와,
상기 메인 탱크의 내부로 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급부와,
상기 메인 탱크의 상측에 연결되며 상기 혼합유 중의 경질유를 분리하는 적어도 하나의 제1 연결 라인과,
상기 메인 탱크의 하측에 연결되며 상기 혼합유 중의 중질유를 분리하는 적어도 하나의 제2 연결 라인을 포함하는 폐합성수지 유화장치.
제5 항에 있어서,
상기 공기 공급부는,
상기 압축 공기를 발생시키는 컴프레셔와, 상기 컴프레셔와 연결되며 상기 메인 탱크의 내측 하부로 배치되는 공기 공급라인을 포함하는 폐합성수지 유화장치.
제6 항에 있어서,
상기 가열로의 내벽면에 상기 폐합성수지를 교반하기 위한 스크류 형태의 교반 날개가 구비되며,
상기 교반 날개에 파이프 형태의 공기 분사부재가 설치되는 폐합성수지 유화장치.
제7 항에 있어서,
상기 공기 분사부재에 복수의 노즐공들이 형성되며, 상기 공기 분사부재는 상기 컴프레셔와 상호 연결되는 폐합성수지 유화장치.
제5 항에 있어서,
상기 제1 연결 라인은 상기 경질유를 저장하는 제1 저장 탱크와 연결되고, 상기 제2 연결 라인은 중질유를 저장하는 제2 저장 탱크와 연결되는 폐합성수지 유화장치.
제9 항에 있어서,
상기 가열로 측에는 소정 연료로서 화염을 발생시키는 적어도 하나의 버너가 구비되며, 상기 제2 저장 탱크는 상기 버너와 연결되게 설치되는 폐합성수지 유화장치.
제9 항에 있어서,
상기 가열로와 냉각유닛 사이의 유로에는 상기 유류 가스 중의 중질유 가스를 걸러내기 위한 스크랩이 설치되는 폐합성수지 유화장치.
제11 항에 있어서,
상기 유로는 스크랩의 전단에서 상기 중질유 가스를 저장하는 가스 저장 탱크와 연결되는 폐합성수지 유화장치.
제12 항에 있어서,
상기 가스 저장 탱크는 상기 제1 및 제2 저장 탱크와 상호 연결되는 폐합성수지 유화장치.
제13 항에 있어서,
상기 가열로 측에는 소정 연료로서 화염을 발생시키는 적어도 하나의 버너가 구비되며, 상기 가스 저장 탱크는 상기 버너와 연결되는 폐합성수지 유화장치.
제1 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 가열로를 가열하기 위한 적어도 하나의 버너와, 상기 가열로에 설치되는 온도 센서를 더 포함하는 폐합성수지 유화장치.
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