KR20090022330A - 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 회전축이 구비되는 구동모터와; 상기 회전축에 연결되어 폐기물을 이송하는 스크류와; 상기 스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물이 상기 스크류의 회전에 의해 분쇄되고 상기 스크류의 전단부에 마찰되도록 배치되어 상기 폐기물이 분쇄시 발생하는 분쇄열과 상기 스크류와의 마찰시 발생하는 마찰열에 의해 용융되어 압출되는 분쇄기를; 포함하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치를 제공한다.

이에 의하면, 분쇄되는 폐기물이 분쇄열과 마찰열에 의해 용융 압출됨으로써 용융을 위한 별도의 열원을 필요치 않는다는 장점이 있다.

또한, 별도의 설비를 통한 폐기물 분쇄과정을 배제함으로써 공정이 단순해지며, 생산성이 향상되는 장점이 있다.

폐기물, 고체연료, 성형장치, 분쇄열, 마찰열

Description

폐기물을 이용한 고체연료 성형장치 {device of molding using solid fuel for waste matter}

본 발명은 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고체연료 생산공정을 단순화하도록 하며, 에너지 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치에 관한 것이다.

생활폐기물의 재활용시 음식물쓰레기를 제외한 나머지 폐기물은 종이, 목재, 금속 및 비금속류, 유리병, 플라스틱, 의류, 스티로폼 등으로 나누어지며 플라스틱 중 PET, PP, PS, PE는 재활용을 위해 별도로 선별하여 재활용공장이나 식, 음료회사에 보내어지게 된다.

이와 같은 플라스틱 중 이물질이 많이 섞여있거나 이종재질이 접합되어 있는 경우 재활용이 불가능하여 소각로에서 소각 처리하는 경우가 대부분이며, 이 경우 소각처리 시 플라스틱의 높은 발열량으로 인해 소각로의 수명을 저하시키거나 고장을 유발하는 원인이 된다.

이처럼 발열량이 높은 플라스틱 및 가연성쓰레기를 열원으로 적절하게 이용할 수 있도록 소각로를 개량하여 R.D.F(Refuse Derived Fuel) 및 R.P.F(Refuse Plastic Fuel) 전용 보일러가 개발되고 있으나 R.D.F 및 R.P.F의 제조시 적절한 품질을 유지시키는 것이 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다.

여기서 R.D.F(가연성쓰레기 고체연료) 또는 R.P.F(이하, '폐플라스틱 고체연료'라 한다)는 가연성 폐기물(지정폐기물 및 감염성 폐기물 제외)을 선별, 파쇄, 건조, 성형을 거쳐 일정량 이하의 수분을 함유한 고체상태의 연료로 제조한 것을 말한다. 이렇게 제조된 폐플라스틱 고체연료는 매립지난 해소는 물론 폐열의 이용, 수질, 대기 및 미관 등의 환경오염방지에 탁월한 효과가 있다.

이와 같은 폐플라스틱 고체연료를 제조하기 위한 종래의 제조장치는, 투입된 폐플라스틱을 스크류를 가동시키면서 히터를 통해 단순히 원료를 용융 및 압출을 통해 폐플라스틱 고체연료를 제조하였다.

그런데, 이러한 종래의 폐플라스틱 고체연료 제조장치는 폐플라스틱 용융 시 별도의 열원인 히터를 사용하여 고온가열을 행하므로 전력비용이 상승하는 단점이 있다.

또한, 스크류에 의한 폐기물의 분쇄는 이루어지지 않아 굵은 입자가 제품(고체연료)에 포함됨으로써 고체연료의 소각시 발열효율이 저하되는 원인이 되기도 한다. 이를 감안하여 종래에는 분쇄기를 별도 설치운용하여 적절한 크기의 고체연료를 얻을 수 있도록 하고 있으나, 이로 인해 설비비 및 생산성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 공정 및 설비를 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 회전축이 구비되는 구동모터와; 상기 회전축에 연결되어 폐기물을 이송하는 스크류와; 상기 스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물이 상기 스크류의 회전에 의해 분쇄되고 상기 스크류의 전단부에 마찰되도록 배치되어 상기 폐기물이 분쇄시 발생하는 분쇄열과 상기 스크류와의 마찰시 발생하는 마찰열에 의해 용융되어 압출되는 분쇄기를; 포함하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치를 제공한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분쇄되는 폐기물이 분쇄열과 마찰열에 의해 용융 압출됨으로써 용융을 위한 별도의 열원을 필요치 않는다는 장점이 있다.

또한, 별도의 설비를 통한 폐기물 분쇄과정을 배제함으로써 공정이 단순해지며, 생산성이 향상되는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치에 대해 상세하게 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치를 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1의 용융압출부를 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 2의 스크류를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 2의 분쇄기를 나타낸 사시도 및 도 5는 도 4의 뒷면을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 공급부(110), 용융압출부(120), 커팅부(130) 및 이송부(140)를 포함하며, 이하, 상기 각 부분에 대하여 세부적으로 설명한다.

상기 공급부(110)는 호퍼(111), 콘베이어(113), 진동피더(115)를 포함하여 이루어진다.

상기 호퍼(111)는 원료 즉, 폐기물이 장입되도록 소정의 용적을 갖도록 이루어지며, 상기 호퍼(111)에 장입되는 폐기물이 상기 콘베이어(113)에 의해 원활하게 이동되도록 일측 내부의 경사판(112)에 설치된다.

상기 콘베이어(113)는 상기 호퍼(111)의 하부에 회전 가능하게 길이방향으로 배치되며, 구동장치(114)의 구동력을 전달받아 일방향 및 소정속도로 회전하면서 호퍼(111)로 장입된 폐기물을 후술할 진동피더(115)로 정량씩 이송한다.

상기 진동피더(115)는 상기 호퍼(111)의 타측 외부에 배치되며 상기 콘베이어(113)로부터 이송된 폐기물을 타공판(115a)과 마그네틱(115b)을 이용하여 금속편 등의 이물질이 걸름된 상태로 후술할 압축실(122)로 공급한다.

상기 용융압출부(120)는 구동부(121), 압축실(122), 한 쌍의 스크류(123), 분쇄기(125)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동부(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동모터(121a), 감속기(121b), 커플링(121c), 기어박스(121d), 회전축(121e)으로 구성된다.

상기 압축실(122)은 진동피더(115) 하측에 배치되며 상기 진동피더(115)에 의해 공급되는 폐기물이 장입되어 혼합, 분쇄 및 압축이 이루어지는 소정의 공간을 제공한다.

상기 한 쌍의 스크류(123)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(121e)에 연동되어 교차 회전하는 환봉 형상의 몸체(123a)와, 상기 몸체(123a)의 외주면에 나선 형상으로 각각 돌출된 네 쌍의 날개(123b)와, 상기 네 쌍의 날개(123b)의 일단이 ┼자 모양을 이루도록 각 날개(123b)의 일단이 상기 몸체(123a)의 길이방향과 수평으로 연장된 판상의 칼날(123c)을 각각 포함한다. 여기서 상기 칼날(123c)은 중심의 몸체(123a) 단부측과 함께 분리 교환 가능하게 설치된다. 즉, 상기 칼날(123c)은, 폐기물의 분쇄과정에서 서서히 마모가 진행되어 교체가 불가피한 것을 고려한 것이며, 나아가 회전방향의 측단부(H)를 열처리함으로써 경도를 증가시킴이 유리하다.

상기 분쇄기(125)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 칼날(123c)의 전단부가 마찰되며 상기 칼날(123c)의 회전에 의해 상기 폐기물이 일정한 크기로 절단되도록 상기 폐기물을 일시적으로 수용하는 폐기물수용홈(G)이 다수 형성된 분쇄판(125a)과, 상기 분쇄판(125a)을 배후에서 상기 압축실(122)의 일측에 지지고정하는 지지판(125b)을 포함한다. 이때, 상기 분쇄판(125a)과 지지판(125b)의 중심 부분에는 분쇄된 폐기물이 배출되는 배출구(O)가 연통형성되고, 상기 분쇄판(125a) 에는 상기 배출구(O)의 양측에 상기 스크류(123)의 몸체(123a) 단부가 마찰되지 않고 회전하도록 요홈(O')이 각각 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 분쇄판(125a)은 상기 칼날(123c)보다 경도가 우수한 것으로 이루어짐이 바람직하다. 이는 상기 칼날(123c)의 회전각과 폐기물의 분쇄에 따른 상기 칼날(123c)의 마모진행은 불가피한 것을 고려한 것으로 상기 분쇄판(125c)을 경도를 상기 칼날(123c)보다 증가시킴으로써 어느 한 부품(칼날)만 교체 가능하게 한 것이다. 또한, 상기 지지판(125b)은 상기 칼날(123c) 전단부의 마모로 인한 상기 분쇄판(125a)과의 마찰력을 일정하게 유지하도록 탄성적으로 이동조절됨이 바람직하다.

상기 커팅부(130)는 상기 배출구(O)의 후단에 배치되어, 상기 배출구(O)로부터 압출되는 고체연료를 소정 간격으로 절단한다.

상기 이송부(140)는 상기 커팅부(130)에 의해 소정 크기로 절단된 고체연료를 포장공정 등의 기타 공정으로 이송하는 공지된 콘베이어(141) 및 냉각조(143)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 호퍼(111)에 장입된 폐기물은 회전하는 콘베이어(113)에 의해 진동피더(115)로 정량 공급되고, 진동피더(115)에 의해 압축실(122)로 공급된다.

압축실(122)로 공급된 폐기물은 구동부(121)에 의해 회전하는 스크류(122)의 날개(123b)에 의해 혼합되면서 배출구(O) 방향으로 이동된다. 이때, 폐기물이 스크류(122)의 칼날(123c)을 지나 분쇄기(125)의 분쇄판(125a)에 도달하게 되면 다수의 폐기물수용홈(G)에 삽입이 됨과 동시에 회전하는 칼날(123c)에 의해 폐기물수용홈(G)의 체적만큼 분쇄가 연속적으로 이루어진다.

아울러, 폐기물이 분쇄될 시에 분쇄열이 발생함은 물론 칼날(123c)과 분쇄판(125a) 사이에서 마찰열이 발생하여 칼날(123c)에 의해 분쇄된 폐기물이 용융되되면서 배출구(O) 측으로 압출되어 진다.

이와 같이 배출구(O)을 통해 압축실(122) 외부로 압출되는 고체연료는 커팅부(130)에 의해 미리 설정해 놓은 길이만큼 절단되며, 절단된 고체연료는 자중에 의해 수세식 냉각조(43)로 장입되어 냉각된 후, 콘베이어(141)에 의해 냉각조(143)를 빠져나와 다음 공정으로 이송된다.

이와 같이, 본 발명의 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치는, 폐기물의 용융을 위한 별도의 열원을 필요치 않으며, 폐기물의 용융압출을 위한 스크류 이동 과정에서 분쇄도 함께 이루어지도록 하여 경제적인 장치이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치를 나타낸 측면도,

도 2는 도 1의 용융압출부의 일부절결상태를 나타낸 측면도,

도 3은 도 2의 스크류를 나타낸 사시도,

도 4는 도 2의 분쇄기를 나타낸 사시도, 및

도 5는 도 4의 뒷면을 나타낸 사시도이다.

Claims (9)

1. 회전축이 구비되는 구동모터와;

   상기 회전축에 연결되어 폐기물을 이송하는 스크류와;

   상기 스크류에 의해 이송되는 상기 폐기물이 상기 스크류의 회전에 의해 분쇄되고 상기 스크류의 전단부에 마찰되도록 배치되어 상기 폐기물이 분쇄시 발생하는 분쇄열과 상기 스크류와의 마찰시 발생하는 마찰열에 의해 용융되어 압출되는 분쇄기를;

   포함하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스크류는,

   한 쌍으로 상기 회전축에 연동되어 교차 회전하는 환봉 형상의 몸체와, 상기 몸체의 외주면에 나선 형상으로 각각 돌출된 네 쌍의 날개와, 상기 네 쌍의 날개의 일단이 ┼자 모양을 이루도록 각 날개의 일단이 상기 몸체의 길이방향과 수평으로 연장된 판상의 칼날을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 칼날은,

   중심의 몸체 일부와 함께 분리 교환 가능한 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 칼날은,

   회전방향의 측단부가 열처리되어 경도가 증가된 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분쇄기는,

   상기 칼날의 전단부가 마찰되며 상기 칼날의 회전에 의해 상기 폐기물이 일정한 크기로 절단되도록 상기 폐기물을 일시적으로 수용하는 폐기물수용홈이 다수 형성된 분쇄판과, 상기 분쇄판을 배후에서 지지고정하는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 분쇄판 및 지지판에는 중심 일측에 분쇄된 폐기물이 배출되는 배출구가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 분쇄판은,

   중심의 양측에 상기 스크류의 몸체 단부가 마찰없이 회전하도록 요홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 분쇄판은,

   상기 칼날보다 경도가 상대적으로 우수한 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 지지판은,

   상기 칼날 전단부의 마모로 인한 상기 분쇄판과의 마찰력이 저감되지 않고 유지되도록 탄성적으로 이동조절되는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 고체연료 성형장치.

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