KR20070059542A - 폐차 해체시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐차 해체시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 입고부터 슈레더 더스트(SHREDDER DUST)까지 폐자동차의 해체공정의 과정을 수행하는 설비를 갖추고, 기존의 직렬 또는 평면 산개 식으로 전개되는 시스템이 아닌, 2층 구조로 단계별 해체공정이 진행됨으로써, 기존의 구성 설비 및 과정이 방대하거나 복잡한 점을 개선하여 전 공정의 80% 이상이 자동화되어 있고 최소인원으로 운영가능하므로 부품의 해체시간이 단축되고 차량 한 대당 해체비용을 저감시키며, 해체작업 중 사고의 위험요소를 방지하고 해체작업 후 발생하는 부품을 충분히 보관할 수 있는 장소를 확보할 수 있도록 한 폐차 해체시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 처음 차량 입고부터 마지막 차체 압축까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조로 배치하여 설치하고, 수직방향 층별 차량이동은 차량 적재용 엘리베이터에 의해 진행되며, 각 층 내 공정별 이동은 컨베이어시스템에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체시스템을 제공한다.
폐차, 해체, 슈레더 더스트, 다층 구조, 엘리베이터, 컨베이어시스템

Description

폐차 해체시스템 및 방법{System for disassembling a scrapped car}
도 1은 종래의 폐차 처리 공정을 나타내는 블록도.
도 2는 폐차 해체시스템의 한 형태인 셀(CELL)형의 격리식 시스템을 나타내는 개략도.
도 3은 폐차 해체시스템의 한 형태인 1자형 직렬식 시스템을 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 폐차 해체시스템을 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 폐차 해체시스템의 각 공정별 진행을 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 폐차 해체시스템의 작동상태를 나타내는 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 원형건축물 11 : 차량
12 : 리프터 13 : 차량적재용 엘리베이터
14 : 컨베이어시스템 15 : 연료유 회수장치
16 : 예열기 17 : 저장용기
18 : 에어백 폭발장치 19 : 수납용기
20 : 엔진 및 엔진부대부품의 해체
21 : 배기계 및 일부샤시부품의 해체
22 : 차체압축기
본 발명은 폐차 해체시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 입고부터 슈레더 더스트(SHREDDER DUST)까지 폐자동차의 해체공정의 과정을 수행하는 설비를 갖추고, 기존의 직렬 또는 평면 산개 식으로 전개되는 시스템이 아닌, 2층 구조로 단계별 해체공정이 진행됨으로써, 기존의 구성 설비 및 과정이 방대하거나 복잡한 점을 개선하여 전 공정의 80% 이상이 자동화되어 있고 최소인원으로 운영가능하므로 부품의 해체시간이 단축되고 차량 한 대당 해체비용을 저감시키며, 해체작업 중 사고의 위험요소를 방지하고 해체작업 후 발생하는 부품을 충분히 보관할 수 있는 장소를 확보할 수 있도록 한 폐차 해체시스템 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 자동차는 인간의 생활 및 산업활동을 유지하는데 필수품이 되었으며, 등록대수의 폭발적인 증가와 함께 폐차 대수도 점진적으로 증가하고 있다.
폐차는 사용수명이 끝난 제품이기 때문에 경제적으로 부가가치가 낮고, 여러 부품으로 이루어진 복잡한 제품이기 때문에 재사용을 위한 사전 처리가 필수적이 며, 이러한 사전 처리가 대부분 수작업에 의존하기 때문에 처리비용이 매우 높다.
또한, 중고부품의 재사용은 제품의 주기가 짧아 극히 한정적인 범위 내에서 적용해야 하는 문제점이 있다.
폐차는 전체 차량 중량의 75% 정도가 평균적으로 재활용되고 있으며, 복잡한 재료로 구성된 대형 내구소비재라는 점을 감안할 때 다른 소비재에 비해 비교적 양호한 편이지만, 재활용 재료가 대부분 철이나 비철금속이고, 나머지 25%가 ASR로서 매립되고 있는 실정이다.
현재 폐차를 처리하는 공정을 첨부한 도 1에 나타내었다.
일반적으로 폐차 처리는 중고부품의 회수 및 재판매와, 폐차 슈레더(Shredder) 처리의 2가지로 크게 구분할 수 있다.
폐차 처리를 위한 인프라(infra)는 국토가 좁은 일본이나 유럽지역 국가들이 비교적 잘 구성되어 있는데, 독일의 경우 약 3,000 ~ 4,000개의 업체가 폐차를 처리하고 있다.
국토가 넓은 미국의 경우도 약 10,000개 업체가 분포되어 있고, 대부분의 외국 폐차 처리 업체에서는 인터넷을 이용한 온-라인 시스템을 이용하여 효율적인 중고부품의 재사용이 이루어지고 있으며, 폐차의 경제적 가치가 낮아 중고부품의 판매로 폐차 처리시 발생하는 손실을 충당하고 있는 실정이다.
국내의 경우, 아직 경제적 가치를 가질 수 있는 폐차 대수(약 100만대 이상)가 발생하지 않아 폐차 처리를 위한 인프라가 잘 구축되어 있지 않으며, 자동차 관리법으로 중고부품의 재사용이 제한되어 있기 때문에 국내 폐차 처리 업체는 중고 부품의 주요 공급원이 되지 못하고 단순히 폐차를 처리하는 기능을 주기능으로 하고 있고, 따라서 대부분의 업체가 규모의 채산성을 맞추지 못해 매우 영세한 실정이다.
대부분의 업체가 산소절단기를 이용한 단순 절단, 프레스 장치를 이용한 압축만을 행하고 있고, 슈레더를 이용한 재료의 선별이나 재가공을 하지 못하여 저급한 고철만을 생산하고 있으며, 현재 국내 폐차 처리 업체 257개 중 불과 4개의 업체에서만 고철가공시설을 보유하고 있을 뿐이다.
최근에는 폐차로부터 발생하는 중고부품의 재활용 확대를 위하여 자동차 관리법의 개정요구가 높아 폐차의 재활용 허용부품을 대폭 확대하는 방향으로 법규가 개정되었다.
최근 폐차 리사이클 관련 환경법규를 보면, 유럽지역 국가들이 이행해야 하는 EU 폐차법규 내용에서는 9인승 이하 승용/승합차, 총 중량 3.5톤 이하 트럭까지를 포함한 차량에 대하여 2002년 7월 1일 이후 모든 판매차량의 폐차회수를 자동차 제조업체가 무상으로 해야 하며, 2002년 7월 1일 이전 판매차량은 2007년 1월 1일부터 무상으로 회수하게 되어 있다.
이러한 법규내용으로 인해 각 자동차 제조업체는 자사 판매제품을 무상으로 회수해야 하는 한편, 자사 내 해체 시스템을 구축하여 회수된 폐차를 환경친화적으로 처리해야 하는바, 추가비용이 예상되는 실정이다.
이러한 유럽의 폐차법규의 영향으로 국내 폐차 관련 법규도 머지 않아 자동차 제조업체가 폐기되는 자사 제품을 무상으로 회수해야 하는 내용으로 제정될 가 능성이 크기 때문에, 이에 대한 신속한 대응을 위해서는 국내 자동차 제조업체 또한 폐차 해체 플랜트(plant) 시설을 보유해야 하는 것은 물론 해체 플랜트의 기본이 되는 폐차 해체 시스템을 공정의 간단화 및 자동화, 단계별 차량의 대량 해체가 가능한 방향으로 구축해야 할 필요가 있다.
종래의 폐차 해체 시스템을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 2 및 도 3은 각각 독일 및 네덜란드의 폐차 해체시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 폐차 해체시스템의 한 형태인 셀(CELL)형의 격리식 시스템으로서, 일정 면적을 갖춘 대지 위에 평면 산개 식으로 배열된 여러 설비들을 이용하여 입고된 폐차를 해체 처리하는 시스템이다.
도 3은 현재 구축되어 있거나 구축되고 있는 폐차 해체시스템 중 대부분을 차지하는 1자형 직렬식 시스템으로서, 셀(CELL)형의 격리식 시스템에서 한 단계 발전한 형태로서, 각 스테이션(Station)이 레일 위에서 1자형으로 배열되어, 필요한 수만큼의 작업자가 수작업 및 반자동화된 장비로 폐차를 해체공정 순서대로 해체하는 형태이다.
그러나, 상기 셀형의 격리식 시스템은 구성 설비 및 과정이 복잡하고 방대하여 부품의 해체시간이 과다 소요됨은 물론 차량 한 대당 해체비용이 많고, 작업 중 사고의 위험요소가 많음은 물론 해체작업 후 발생하는 부품을 보관할 수 있는 장소의 확보조차 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 1자형 직렬식 시스템의 경우, 작업자 5명이 총 74.9분 동안 한대 의 폐차를 해체 가능한 시스템으로서, 목표 생산량을 위한 작업자 수 및 시스템 레이아웃(Layout) 결정에 체계적인 접근이 더 필요한 문제점이 있다.
즉, 셀(Cell)형 혹은 1자형 직렬식 폐차 해체 시스템은 많은 설치 공간을 차지하고, 그에 따라 작업자의 수도 많이 필요하며, 또한 각 공정간의 작업자 이동거리가 멀어서 쉽게 피로해짐과 함께 시간이 지날수록 작업자가 지쳐서 능률이 떨어진다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 입고부터 슈레더 더스트(SHREDDER DUST)까지 폐 자동차의 해체공정의 과정을 수행하는 설비를 갖추고, 기존의 직렬 또는 평면 산개 식으로 전개되는 시스템이 아닌, 2층 구조로 단계별 해체공정이 진행됨으로써, 기존의 구성 설비 및 과정이 방대하거나 복잡한 점을 개선하여 전 공정의 80% 이상이 자동화되어 있고 최소인원으로 운영가능하므로 부품의 해체시간이 단축되고 차량 한 대당 해체비용을 저감시키며, 해체작업 중 사고의 위험요소를 방지하고 해체작업 후 발생하는 부품을 충분히 보관할 수 있는 장소를 확보할 수 있도록 한 폐차 해체시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐차 해체시스템에 있어서,
처음 차량 입고부터 마지막 차체 압축까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조로 배치하여 설치하고, 수직방향 층별 차량이동은 차량 적재용 엘리베이터에 의해 진행되며, 각 층 내 공정별 이동은 컨베이어시스템에 의해 진행되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 다층 구조로 배치된 공정별 설비들은 원형 건축물 안에 설치되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들이,
차량입고(0단계) →액상류 회수(1단계) →폭발위험부품 제거 및 재사용가능 부품 회수(2단계) →내/외장부품 회수(3단계) →엔진/배기계/샤시부품 회수(4단계) →차체압축 및 파쇄(5단계) 공정의 설비 순으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다층구조의 원형건축물은 2층구조이고, 상기 0단계 및 5단계는 하부 층에서 진행되고, 상기 1단계 내지 4단계는 상부 층에 진행되어 각 해체공정들이 유기적으로 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 폐차 해체방법에 있어서,
차량입고(0단계) →액상류 회수(1단계) →폭발위험부품 제거 및 재사용가능 부품 회수(2단계) →내/외장부품 회수(3단계) →엔진/배기계/샤시부품 회수(4단계) →차체압축 및 파쇄(5단계)까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조로 배치하여 설치하되, 상기 0단계 및 5단계는 하부 층에서 진행되고, 상기 1단계 내지 4단계는 상부 층에 진행되어 각 해체공정들이 유기적으로 순환되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 4는 본 발명에 따른 폐차 해체시스템을 나타내는 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폐차 해체시스템의 각 공정별 진행을 나타내는 개략도이며, 도 6은 본 발명에 따른 폐차 해체시스템의 작동상태를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 기존의 직렬 또는 평면 산개 식으로 전개되는 시스템이 아닌, 2층 구조로 단계별 해체공정이 진행되는 폐차 해체시스템에 관한 것이다.
본 발명은 처음 차량 입고부터 마지막 차체 압축까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조의 원형 건축물(10) 안에 설치하고, 각 해체공정들이 유기적으로 순환되도록 한 점에 주안점이 있다.
본 발명에 따른 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들은 2층 구조의 원형 건축물(10) 안에 구축되며, 각 층에 단계별 공정 설비들이 설치되어 있다. 본 발명에 따른 폐차 해체시스템에서는 각 공정이 1층에서 시작하여 2층으로 진행되는 형태이며, 1층에서 차량입고(0단계)공정이 시작되어 2층에서 액상류 회수, 내외장 부품 회수 및 엔진배기계부품 회수(1 내지 4단계)공정을 거쳐 다시 1층에서 차량 압축 및 파쇄(5단계)공정이 마무리된다.
즉, 차량 압축설비를 제외한 공정별 설비들은 2층에 원주방향으로 배치된다.
본 발명에 따른 해체공정은 차량입고 → 액상류 회수 → 폭발위험부품 제거 → 재사용가능 부품 회수 → 내장부품 회수 → 외장부품 회수 → 엔진/배기계 샤시일부 부품 회수 → 차체압축 또는 슈레더 더스트(SHREDDER DUST) 처리 등으로 진행 된다.
상기 차량입고는 차량 수명이 다 된 것으로 판단되는 차량(11)을 시스템 가동(폐차처리) 전에 확인하는 작업으로 차량 총 중량 및 차량 제원 등을 조사하여 기록하는 과정이다.
상기 액상류 회수공정은 입고된 차량(11)을 액상류 회수전용 리프터(12)에 올려 차량(11) 내에 충전되어 있는 연료유, 엔진오일, 부동액, 브레이크액, 파워 스티어링 오일, T/M오일, 냉매, 워셔액 등 액상류를 95% 이상 회수하는 작업을 하게 된다.
상기 폭발위험부품 제거공정은 실제 재사용 가능하거나 재생 가능한 부품을 해체 또는 탈거하기 전에 작업 중 작업자의 부상이나 해체 장비의 파손을 예방하기 위해 위험요소를 사전에 제거하는 차원에서 실시하는 공정으로, 대개 에어백(Driver & Passenger A/Bag, Side A/Bag, Curtain A/Bag 등)이나 시트 프리텐셔너 등을 차량(11)으로부터 우선 제거한다.
상기 재사용가능 부품 회수공정은 차량(11)에서 해체하여 다시 다른 차량에 사용가능한 부품을 회수하는 공정으로 배터리, 촉매, 타이어, 가스탱크, 오일필터 등이 해당된다.
상기 내/외장부품 회수공정은 차량에서 재사용 또는 재활용 가능한 부품을 가장 많이 회수할 수 있는 공정으로 트림류, 커버류 및 시트 등 플라스틱 재료로 구성되어 있는 200 ∼ 250개 이상의 부품을 회수할 수 있다.
보통 재사용 및 직접 재생 가능성이 큰 내장 부품의 오염을 방지하기 위해 내장부품을 해체한 후 먼지나 기타 오물로 오염되어 있는 외장부품을 해체한다.
상기 엔진/배기계 샤시일부 부품 회수공정은 전 공정에서 탈거하고 남은 엔진 및 일부 샤시부품을 해체하는 공정으로 해당부품을 회수하게 되면 대부분 스틸 재질의 차체 및 탈거되지 않고 계속 차체에 잔류하는 소물 부품(50g이하 플라스틱재료, 고무부품)과 재사용 및 재활용이 불가능한 전장부품들이 남게 된다.
남은 차체 및 일부 부품은 압축되고 파쇄되어 철 및 비철금속은 여기에서 분리되어 재활용되고, 재활용되지 않는 부품(이종복합재질부품, 50g이하 플라스틱재료, 고무부품)은 열회수되거나 매립용으로 수납된다.
본 발명에 따른 해체시스템 내에서 차량이동은 상하방향 층별 이동은 원형 건축물의 중간 공간에 수직방향으로 설치된 차량 적재용 엘리베이터(13)로, 각 층 내 공정별 이동은 각 층의 원주방향으로 설치된 컨베이어시스템(14)에 의해 진행된다.
이와 같은 구성에 따른 본 발명에 따른 폐차 해체방법을 설명하면 다음과 같다.
(1) 차량 입고 (0단계) → 원형 건축물(10)의 1층
: 차량(11) 총 중량 및 기타 제원 기록
이때, 1, 2층간 폐차량 이동은 차량 적재용 엘리베이터(13)를 이용한다.
(2) 액상류 회수 (1단계) → 원형 건축물(10)의 2층
① 차량 입고 후 가장 우선적으로 이루어지는 공정이 액상류 회수공정인데 이 공정에서는 엘리베이터(13)에 의해 이동된 차량(11)을 액상류 회수가 용이한 장 소로 다시 이동시켜 작업을 실시한다.
② 각종 액상류를 제거하기 전 우선 드레인 플러그(DRAIN PLUG)의 유무를 확인한 후 회수를 실시한다.
③ 엔진오일이나 T/M 오일의 경우, 계절(겨울철)에 따라 팬(PAN) 내에서 응고되어 있는 상태가 많으므로 예열기(16)를 통해 예열 작업을 한다.
④ 예열작업이 끝난 후 차량을 액상류회수 전용 리프터(12)에 올리고 연료유 회수장치(15)에 의해 차량(11) 내 액상류를 회수한다.
⑤ 회수된 액상류는 중간 저장 용기(17)에 잠시 머물러 있다가 타워 밖의 최종 저장탱크로 이동하게 된다.
(3) 폭발 위험부품 제거 및 재사용가능부품 회수 (2단계) → 원형 건축물(10)의 2층
① 실제 재사용 가능하거나 재생 가능한 부품을 해체 또는 탈거하기 전에 작업 중 작업자의 부상이나 해체 장비의 파손을 예방하기 위해 위험요소를 사전에 제거
→ 에어백(Driver & Passenger A/Bag, Side A/Bag, Curtain A/Bag 등) 폭발장치(18), 시트 프리텐셔너 등
② 재사용가능한 부품 회수 : 차량(11)에서 해체하여 다시 다른 차량에 사용 가능한 부품을 회수
→ 배터리, 촉매, 타이어, 가스탱크, 오일필터 등
(4) 내/외장 부품 회수 (3단계) → 원형 건축물(10)의 2층
① 차량(11)에서 재사용 또는 재활용 가능한 내/외장부품 회수
→ 트림류, Cover류, 시트 등 플라스틱 재료(200 ∼ 250개 이상의 부품) 등
② 보통 재사용 및 직접 재생 가능성이 큰 내장 부품의 오염을 방지하기 위해 내장부품을 해체한 후 외장부품(먼지나 기타 오물로 오염되어 있음)을 해체한다.
③ 회수된 플라스틱 부품은 이동수단이 설치된 수납용기(19)에 재질별로 구분/수납한 후 타워 밖으로 배출된다.
(5) 엔진 / 배기계 샤시 일부부품 회수 (4단계) → 원형 건축물(10)의 2층
① 공정에서 탈거하고 남은 엔진 및 엔진부대부품의 해체(20)와, 배기계 및 일부 샤시부품의 해체(21)
② 해당부품을 수납용기(19)에 수납하여 회수 → 스틸 재질의 차체 및 차체잔류 소물 부품(50g이하 플라스틱재료, 고무부품), 전장부품 남음.
(6) 차체 압축 및 파쇄 (SHREDDER DUST 처리, 5단계) → 원형 건축물(10)의 1층
① 남은 차체(철금속/비철금속) 및 일부 부품은 차체압축기(22)에 의해 압축/배출된다.
② 재활용되지 않는 부품(이종복합재질부품, 50g이하 플라스틱재료, 고무부품)은 압축 전 미리 분리하거나 파쇄하여 열 회수 또는 매립용으로 수납된다.
이와 같은 폐차 해체방법에 따라 차량이 각 층에서 단계별로 원주방향을 따라 이동하면서 해체작업이 소수의 인원으로 운영가능하도록 자동화됨으로써, 부품 의 해체시간이 단축되고 차량 한 대당 해체비용을 저감시키며, 해체작업 중 사고의 위험요소를 방지하고 해체작업 후 발생하는 부품을 충분히 보관할 수 있는 장소를 확보할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 폐차 해체시스템 및 방법에 의하면, 차량이 각 층에서 단계별로 원주방향을 따라 이동하면서 해체작업이 소수의 인원으로 운영가능하도록 자동화됨으로써, 부품의 해체시간이 단축되고 차량 한 대당 해체비용을 저감시키며, 해체작업 중 사고의 위험요소를 방지하고 해체작업 후 발생하는 부품을 충분히 보관할 수 있는 장소를 확보할 수 있다.

Claims (5)

  1. 폐차 해체시스템에 있어서,
    처음 차량 입고부터 마지막 차체 압축까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조로 배치하여 설치하고, 수직방향 층별 차량이동은 차량 적재용 엘리베이터에 의해 진행되며, 각 층 내 공정별 이동은 컨베이어시스템에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 다층 구조로 배치된 공정별 설비들은 원형 건축물 안에 설치되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들이,
    차량입고(0단계) →액상류 회수(1단계) →폭발위험부품 제거 및 재사용가능 부품 회수(2단계) →내/외장부품 회수(3단계) →엔진/배기계/샤시부품 회수(4단계) →차체압축 및 파쇄(5단계) 공정의 설비 순으로 배치되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 다층구조의 원형건축물은 2층 구조이고, 상기 0단계 및 5단계는 하부 층에서 진행되고, 상기 1단계 내지 4단계는 상부 층에 진행되어 각 해체공정들이 유기적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체시스템.
  5. 폐차 해체방법에 있어서,
    차량입고(0단계) →액상류 회수(1단계) →폭발위험부품 제거 및 재사용가능 부품 회수(2단계) →내/외장부품 회수(3단계) →엔진/배기계/샤시부품 회수(4단계) →차체압축 및 파쇄(5단계)까지의 각 해체공정을 수행하기 위한 공정별 설비들을 다층 구조로 배치하여 설치하되, 상기 0단계 및 5단계는 하부 층에서 진행되고, 상기 1단계 내지 4단계는 상부 층에 진행되어 각 해체공정들이 유기적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 폐차 해체방법.
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