KR20090131246A

KR20090131246A - 알루미늄 캔의 분말화 방법 및 분말 제조장치

Info

Publication number: KR20090131246A
Application number: KR20090049793A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 후지타
Original assignee: 가부시키가이샤 이구순도 재팬
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2009-12-28
Also published as: JP4795397B2; TWI436837B; JP2009297687A; CN101607314B; TW201004727A; KR101225856B1; CN101607314A

Abstract

알루미늄 캔을 판상의 작은 조각으로 파쇄하는 공정과, 얻어진 판상의 파쇄편을 분말상으로 분쇄하는 공정을 갖추되, 적어도 상기 분쇄 공정에서의 마찰열 발생 부분을 액체질소 가스로 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 캔의 분말화 방법이다. 이 방법에 의하면, 공의 알루미늄 캔으로부터, 테르밋 반응에 적합한 연료 분말(파우더)을 간단하게 염가로, 더구나, 발화위험을 수반하지 않고, 생성할 수 있다.

Description

알루미늄 캔의 분말화 방법 및 분말 제조장치{Grinding method of Aluminum can and apparatus thereof }

본 발명은, 주로 음료용 용기로 사용된 후의, 공 알루미늄 캔의 분말화 방법 및 분말 제조장치에 관한 것이다.

현재로는, 무진장하게 투기(投棄)되고 있는 알루미늄 캔은, 업자에 의해 수집되고 있다. 그리고, 수집된 알루미늄 캔은, 알루미늄 메이커에 의해 사모아져 처리되고 있다. 알루미늄 메이커는, 알루미늄 캔을, 철 또는 크롬으로 이루어진 천판(天板)과 함께 고로에서 녹여, 석출 온도의 차이에 따라 알루미늄, 철, 크롬을 나누어 끄집어내어, 덩어리진 상태 알루미늄을 용해해서, 고압 분사 공정 및 냉각 공정을 거쳐, 미세한 알루미늄 파우더를 만들 수가 있다. 이것은 기히 알려져 있다. 또, 알루미늄 파우더, 산화철 파우더, 마그네슘 파우더를 혼합해서 태우면, 테르밋(thermit) 반응에 의해, 2000 ~ 2700℃의 고온이 얻어지고, 이에 의해 주사기와 같은 의료용 폐기물, 온천 굴착시에 발생하는 비소를 포함한 진흙, 아스베스토(asbestos) 등을, 소각해서 무해화 할 수가 있게 된다. 이것도 알려져 있다. 그 러나, 고로에서 알루미늄 괴(塊)를 석출시킨 후에 파우더화 하는 방법에서는, 극히 고가로 된다고 하는 불합리를 피할 수가 없다. 그 때문에, 알루미늄 캔으로부터 직접 알루미늄 파우더를 만드는 것이 시도되었지만, 이러한 시도는 알루미늄 캔의 천판이 알루미늄 캔 본체와는 다른, 철 및 크롬의 혼합체로 만들어져 있는 등의 이유로, 모두 실패하고 있다.

한편, 다축(多軸) 롤러를 이용해서 부피가 큰 물품을 파쇄하는 장치로는, 일본국 특공평2-5465호, 그의 바탕이 되고 있는 일본국 특공평1-27778호, 이를 더 발전시킨 미국특허 제7128285호 등, 다수가 존재하고 있으나, 그들 장치에서는, 테르밋 반응에 적합한 1mm 이하의 분말을 얻기가 불가능하다. 또, 원주방향으로 조금씩 비켜진 다수의 회전 칼날을 적층 보유지지시킨 고속회전축과, 그 고속회전축을 에워싸고 회전 칼날에 대향해서 돌출한 복수의 고정날을 가진 하우징을 구비한, 미료쿠식(三力式) 만능분쇄기가, 일본국 주식회사 미료쿠제작소에서 발매되고 있다. 그러나, 그 분쇄기로는, 테르밋 반응에 사용될 수 있는 균일한 사이즈의 분말을 얻을 수가 없고, 무리를 해서 파우더 화를 시도하면 발화 위험이 있게 된다.

특허문헌 1 : 일본국 특공평2-5465호 공보

특허문헌 2 : 일본국 특공평1-27778호 공보

특허문헌 3 :미국특허 제7128285호 공보

비특허문헌 1 : 일몬국 주식회사 미료쿠제작소가 제조한 미료쿠식 만능분쇄기 카탈로그

본 발명은, 공 알루미늄 캔으로부터, 테르밋 반응에 적합한 연료 분말(파우더)을, 간단하고 염가로, 더구나 발화 위험을 수반하지 않고 생성될 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

청구항 1의 발명은, 알루미늄 캔을 판상의 작은 조각으로 파쇄하는 공정과, 얻어진 판상 파쇄편을 분말상으로 분쇄하는 공정을 갖추되, 적어도 상기 분쇄 공정에서의 마찰열 발생 부분을 액체질소 가스로 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 캔의 분말화 방법이다.

청구항 2의 발명은, 알루미늄 캔을 판상의 작은 조각으로 파쇄하는 파쇄기와, 파쇄기에서 얻어진 판상의 작은 조각을 분말상으로 분쇄하는 분쇄기와, 적어도 분쇄기에서의 마찰열 발생 부분을 액체질소 가스로 냉각시키기 위한 노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 캔의 분말 제조장치이다.

청구항 3에서는, 파쇄기가 3축 파쇄기이다.

청구항 4에서는, 분쇄기가, 원주방향으로 조금씩 비켜진 다수의 회전 칼날을 적층 보유하고 있는 고속회전축과, 상기 회전축을 에워싸고 회전 칼날에 대향해서 돌출한 고정날을 가진 하우징을 구비하고 있는 1축 분쇄기이다.

청구항 5에서는, 회전날 군(群)의 회전 하부면에 대향하도록 하우징에 설치 된 스크린을 갖추고 있다.

청구항 6에서는, 분쇄기에서 얻어진 분말을, 스크린을 거쳐 흡인해서 분별기(分別機)로 공급하는 에어 수송기를 구비하고 있다.

청구항 7에서는, 스크린의 아래쪽에, 위로 향해 건조 기체를 분출하는 막힘 방지용 노즐을 구비하고 있다.

청구항 8에서는, 막힘 방지용 노즐을 스크린의 아래쪽에서 왕복이동시키는 구동기구를 구비하고 있다.

청구항 9에서는, 액체질소 가스 니플을 고정날의 두께부 내에 구비하고 있다.

청구항 1, 2의 발명에 의하면, 파쇄기와 분쇄기의 절묘한 조합에 의해, 테르밋 반응에 적합한 1mm 이하 정도의 파우더를, 안전하게(발화 위험을 확실하게 배제시켜) 또한 염가로 제조할 수 있다.

청구항 3, 4의 발명에 의하면, 거친 파쇄와 파우더를 얻기 위한 분쇄를 효과적으로 실시할 수 있다.

청구항 5 내지 8에 의하면, 균일한 사이즈의 알루미늄 파우더를 자동적으로 얻을 수가 있다고 하는 이점이 있다.

청구항 9에 의하면, 액체질소의 사용량을 최소로 할 수 있고, 더구나 냉각효율을 높게 유지할 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 정면을 나타낸 도면으로서, 3축 파쇄기(1)의 아래쪽에 1축 분쇄기(2)가 일체적으로 조립된 분말 제조장치(G)의 1예가 나타나 있는바, 참조부호 3은 알루미늄 캔 자동 삽입 장치, 4, 5는 모두 유압 모터, 6, 7은 수송용 파이프, 8은 흡인용 펌프, 9는 진동형 분별기, 10은 테르밋 반응에 사용할 수 있는 상태로 완성된 제품을 수용하는 위한 용기, 11은 대차(臺車)이다. 또, 12는 오버사이즈의 반제품을 위한 리턴용 파이프, 68은 제품 배출구이다.

도 2의 3축 파쇄기(1, 본건 출원인의 상품 MARIN)는, 2개의 상부 스크루(1 4, 15; 화살표 A, B 방향으로 예컨대 5 ~ 60rpm으로 구동하는)와, 1개의 하부 스크루(16; 예컨대 상부 스크루(14, 15와 등속으로 화살표 C 방향으로 자유롭게 반전 구동하는)와, 하우징(17)에 장착되어 있는 나이프(18, 1; 그 중에는, 액체질소 가스 공급 노즐(20)이 설치되어, 배관(21)과 접속되어 있는)와, 스프링(23)에 의해 서로 접근하도록 밀어 붙여지고, 또한 토출구(24)의 개방 정도를 도시되어 있지 않은 검출기로부터의 신호에 의해 조정하는, 1대의 토출량 조정 롤러(25)를 구비하고 있다. 참조부호 26은 파쇄물, 즉 알루미늄 캔이다.

도 2의 Ⅲ-Ⅲ 화살표방향에서 바라본 도면인 도 3에서, 상부 스크루(14, 15)의 블레이드(30, 31) 비틀림 방향과 회전방향 A, B에 의해, 파쇄물(26)은 상대하는 화살표 D, E 방향으로 구동되어, 블레이드(30, 31)에 의해 전단(剪斷)되어, 하부 스크루(16)의 공간부(32; 교차하는 블레이드에 의해 형성되어 있는) 내로 들어가, 그곳에서 솟아나온 부분이 나이프(18 또는 19; 어느 쪽 나이프가 작동할 것인지는, 하부 스크루(16)의 회전방향에 의해 정해진다)에 의해 전단되어, 아래쪽으로 낙하하게 된다.

다시 도 2의 하반분에서, 1축 분쇄기(2)에서는, 고속회전축(35; 예컨대 1500rpm) 상에, 얇은 회전 칼날(36; 두께가 바람직하기는 1 ~ 5mm, 더 바람직하기는 1 ~ 2mm인 커터)이 회전방향에 조금씩(예컨대 15도씩) 비켜져 다수가 적층되어 보유지지되어 있고, 이들의 회전 칼날 군을 에워싸고 회전 칼날(36)을 향해 돌출해 있는 고정날(37 ~ 40)이 지면과 직각방향으로 뻗은 자세로 하우징(41)에 고착되어 있다. 각 고정날에는, 작은 직경의 노즐(42)이 고정날의 길이방향으로 다수가 인접해서 설치되어 있고, 이들의 노즐은 배관(21)에 연통되어 있다. 참조부호 45는 회전 칼날(36) 군의 아래쪽을 덮는 스크린으로서, 이 스크린은 예컨대 스테인리스 와이어의 가는 메쉬(개구도 1mm 정도)로 형성되어 있다. 이 메쉬를 통과해서 아래쪽으로 흡인되는 파우더는, 수송용 파이프(6)로 들어간다. 스크린(45)의 아래쪽에는, 위를 향해 건조 공기 또는 액체질소 가스를 분출하는 막힘 방지용 노즐(48)을 은밀하게 가진 관 모양의 본체가 도 2의 지면과 직각방향으로 길게 뻗고서 가이드(46)에 지지되어 있고, 그 관 모양 본체는, 구동기구(49) 및 도시되어 있지 않은 루프 형상 벨트에 의해 가이드(46)를 따라 화살표 F 및 역 F 방향으로 왕복 구동(예컨대 1분간에 1 왕복)하도록 구성되어 있다. 참주부호 35'는 분쇄물이다.

도 4에서는, 3축 파쇄기(1)와 2대의 1축 분쇄기(2; 앞의 것만 나타나 있다)가 분리 배치되어 있고, 양자는 버킷 컨베이어(52)로 연결되어 있다.

도 5는 액체질소 가스 소화장치(54)를 나타내고 있는바, 참조부호 55는 액체질소 탱크, 56은 전자 밸브, 57은 펌프이다.

도 6은 분별기(9)을 나타내고 있다. 이 분별기(9)에서는, 아래쪽으로 감에 따라 그물눈이 가늘게 되어 있는 스크린(60 ~ 62)이 하우징(63)에 대해 외주의 탄성막으로 지지되고서 진동 모터(64)에 의해 전후좌우 방향으로 구동하도록 설치되어 있다. 배출구(65 ~ 67)는, 도 1의 리턴용 파이프(12)에 의해 재차 분쇄기(2) 또는 파쇄기(1)로 되돌려진다. 배출구(68)는, 도 1의 제품 용기(10)에 연통되어 있다.

액체질소 가스는, 하우징(41)의 내면에 설치된 노즐로부터 공급되도록 하여도 좋다. 파쇄기(1) 및 분쇄기(2)는, 도시된 것 이외의 구조로 된 것도 채용할 수 있으나, 파쇄기는, 적어도 알루미늄 캔의 캔 형상을 남기지 않을 정도로 거칠게 파쇄하는 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명 장치의 정면도이다.

도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면 확대도이다.

도 3은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 화살표방향에서 바라본 도면이다.

도 4는, 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

도 5는, 액체질소 소화 장치의 배관도이다.

도 6은, 분별기의 일부 횡단 정면도이다.

(부호의 설명)

1 - - - 3축 파쇄기

2 - - - 1축 분쇄기

6, 7 - - - 수송용 파이프(공기수송기)

8 - - - 흡인용 펌프

9 - - - 분별기

20, 42 - - - 액체질소 가스 공급 노즐

36 - - - 회전 칼날

37 ~ 40 - - - 고정날

41 - - - 하우징

48 - - - 막힘 방지용 노즐

49 - - - 구동기구

Claims

알루미늄 캔을 판상의 작은 조각으로 파쇄하는 공정과, 얻어진 판상 파쇄편을 분말상으로 분쇄하는 공정을 갖추되, 적어도 상기 분쇄 공정에서의 마찰열 발생 부분을 액체질소 가스로 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 캔의 분말화 방법.
알루미늄 캔을 판상의 작은 조각으로 파쇄하는 파쇄기와, 파쇄기에서 얻어진 판상 작은 조각을 분말상으로 분쇄하는 분쇄기와, 적어도 분쇄기에서의 마찰열 발생 부분을 액체질소 가스로 냉각시키기 위한 노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제2항에 있어서, 상기 파쇄기가 3축 파쇄기인, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제2항에 있어서, 상기 분쇄기가, 원주방향으로 조금씩 비켜진 다수의 회전 칼날을 적층 보유하고 있는 고속회전축과, 상기 회전축을 에워싸고 회전 칼날에 대 향해서 돌출한 고정날을 가진 하우징을 구비하고 있는 1축 분쇄기인, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제4항에 있어서, 회전 칼날 군의 회전 하부면에 대향하도록 하우징에 설치된 스크린을 가진, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제5항에 있어서, 분쇄기에서 얻어진 분말을 스크린을 거쳐 흡인해서 분별기로 공급하는 공기수송용기를 구비한, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제5항에 있어서, 스크린의 아래쪽에, 위로 향해 건조 기체를 분출하는 막힘 방지용 노즐을 구비한, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제7항에 있어서, 막힘 방지용 노즐을 스크린의 아래쪽에서 왕복이동시키는 구동기구를 구비한, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.
제4항에 있어서, 액체질소 가스 노즐을 고정날의 두께부 내에 구비한, 알루미늄 캔의 분말 제조장치.