KR20090131328A

KR20090131328A - 폐고무용 열분해장치

Info

Publication number: KR20090131328A
Application number: KR1020080057138A
Authority: KR
Inventors: 정세진
Original assignee: 티알에너지(주); 정세진
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2009-12-29
Also published as: KR100971024B1

Abstract

본 발명은 폐고무를 열분해하는 열분해로로 전달되는 열원의 전달효율을 향상시켜주고, 열분해로 내를 진공분위기로 유지하면서도 열분해로 쪽으로 폐고무를 끊이지 않고 연속적으로 공급하여 주는 폐고무용 열분해장치에 관한 것으로, 열분해용 외관(110)과; 상기 열분해용 외관(110)에 내재되어 외측 열매체 유동로(121)를 형성되게 하는 열분해용 내관(120)과; 상기 열분해용 내관(120)에 내재되는 것으로 외측에 이송스크류(131)가 구비된 회동축(130)과; 상기 회동축(130)을 회전시키는 구동모터(140)와; 상기 열분해용 외관(110)과 열분해용 내관(120) 사이에 형성된 외측 열매체 유동로(121)를 통해 열매체를 공급순환시켜 상기 열분해용 내관(120) 쪽으로 고온의 열을 전달하는 외측 열매체 공급부(150)와; 상기 회동축(130)에서 상기 열분해용 내관(120) 쪽으로 고온의 열을 전달하는 내측 열매체 공급부(160)와; 상기 회동축(130)과 상기 내측 열매체 공급부(160) 간을 연결하되 회동축(130)은 회전가능하게 연결하는 로터리 조인트(170);로 이루어진다.

폐고무, 폐타이어, 블랙카본, 철심, 재활용, 진공, 공기, 가스

Description

폐고무용 열분해장치{Pyrolysis plant for waste rubber}

본 발명은 폐고무의 열분해를 위해 제공되는 열원이 열분해로의 외부로부터 관의 내부로 전달되는 열원과 더불어 열분해로의 관 내에서도 추가의 열원을 동시에 제공하는 수단을 구비함으로써 열분해능이 향상되고, 폐고무의 열분해를 수행하는 열분해로 내를 진공분위기로 유지하면서도 열분해로 쪽으로 폐고무를 끊이지 않고 연속적으로 공급하여 주는 폐고무용 열분해장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에서 발생하는 폐타이어나 일상생활에서 발생하는 플라스틱 제품을 아우르는 폐고무의 경우 자연적으로 분해되기까지는 수백년 정도가 소요되기 때문에 이를 재활용하는 다양한 방안이 제안되고 있다.

이처럼, 폐고무를 재활용하는 다양한 방안에는 아스팔트 원료나 깔판제조 및 기타 보도블럭이나 쿠션제 등에 이용된다. 또한, 폐고무를 미세하게 분쇄하여 화력 발전소의 연료용이나 시멘트 공장에서의 석회석 소성을 위한 연료용 또는 기타 건류식 소각장치에 의한 열원으로도 이용된다.

그런데 폐고무를 건류식 소각장치의 열원으로 사용하고자 할 경우 재활용공정 중에 야기되는 불완전 연소로 인해 매연이 발생되기 때문에 이를 위한, 공해방지 시설이 추가로 설치되어야 하는 문제점이 있다. 더욱이, 이러한 문제점 때문에 재활용되는 폐고무의 양에도 제한을 받는다.

이를 해소하고자 간접 가열방식의 처리장치가 제안되고 있다.

이러한 간접 가열방식의 처리장치에 해당하는 폐고무용 열분해장치의 원리는 관의 내부에 폐고무를 적제이송시키되, 그 폐고무가 적재이동되는 관의 내부로 고온의 열을 전달함으로써, 폐고무가 카본블랙, 철심 및 가스 등으로 열분해되도록 제공한다.

그러나 이러한 원리를 갖는 종래의 폐고무용 열분해장치의 경우 열분해를 위해 제공되는 열원이 관의 외부로부터 관의 내부로 전달되는 열원만 제공되기 때문에 열분해능이 떨어진다. 이로 인해, 열분해를 수행하는 관의 길이는 길어짐으로써 설치되는 열분해 장치관련 제반시설이 많아지는데 이는, 제반설치비용의 증대와 더불어 열분해관련 공정시간의 증대를 야기시키는 문제점을 갖는다.

또한, 종래의 폐고무용 열분해장치를 이용하여 열분해공정을 수행 시 장치 내부에 공기가 존재할 경우 화재나 폭발의 위험성이 있기 때문에 외부로부터 관의 내부로 폐고무 투입 시 지속적인 폐고무의 공급을 통한 연속적인 열분해공정이 불가능함으로써 열분해관련 공정시간이 더 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폐고무의 열분해를 위해 제공되는 열원이 열분해로의 외부로부터 관의 내부로 전달되는 열원과 더불어 열분해로의 관 내에서도 추가의 열원을 동시에 제공하는 수단을 구비함으로써 열분해능이 향상된 폐고무용 열분해장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폐고무의 열분해를 수행하는 열분해로 내를 진공분위기로 유지하면서도 열분해로 쪽으로 폐고무를 끊이지 않고 연속적으로 공급하여 주는 수단이 구비된 폐고무용 열분해장치를 제공하는데 있다.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명의 폐고무용 열분해장치는 열분해로에 고온의 열전달을 통해 이송되는 폐고무를 열분해시켜 재활용품으로 변환시키는 폐고무용 열분해장치를 구성함에 있어서, 상기 열분해로는, 열분해용 외관과; 상기 열분해용 외관에 내재되어 외측 열매체 유동로를 형성되게 하는 열분해용 내관과; 상기 열분해용 내관에 내재되는 것으로 외측에 이송스크류가 구비된 회동축과; 상기 회동축을 회전시키는 구동모터와; 상기 열분해용 외관과 열분해용 내관 사이에 형성된 외측 열매체 유동로를 통해 열매체를 공급순환시켜 상기 열분해용 내관 쪽으로 고온의 열을 전달하는 외측 열매체 공급부와; 상기 회동축에서 상기 열분해용 내관 쪽으로 고온의 열을 전달하는 것으로 상기 회동축의 내부에 형성되는 내측 열매체 유동로, 상기 내측 열매체 유동로에 구비되는 이송관, 상기 이송관 쪽으로 열매체를 유입시키는 내측용 열매체 유입관, 상기 회동축의 내측 열매체 유동로를 따라 유동되는 열매체를 유출시키는 내측용 열매체 유출관으로 이루어진 내측 열매체 공급부와; 내부에 유동로가 관통형성되고, 상기 유동로의 일단이 상기 이송관 및 내측 열매체 유동로의 회동축과 연결되며, 상기 유동로의 타단이 상기 내측용 열매체 유입관 및 내측용 열매체 유출관과 연결되는 로터리 조인트;로 이루 어져, 상기 로터리 조인트의 유동로의 일단과 연결되는 상기 내측 열매체 유동로의 회동축이 회전가능하게 연결된다.

상기 열분해로의 일측과 연통되는 것으로 외부에서 공기와 함께 폐고무가 지속적으로 투입 시 폐고무는 인입시키고 공기는 제거시키는 공기제거용 전처리부와; 상기 열분해로의 타측과 연통된 것으로 상기 열분해로로부터 열분해된 재활용품을 외부로 유출 시 외부의 공기가 상기 열분해로 내로 인입되는 것을 차단하면서 그 열분해된 재활용품만 유출시키는 공기차단용 후처리부;를 포함한다.

상기 공기제거용 전처리부는, 상기 열분해로와 연통되는 폐고무 투입구와; 상기 폐고무 투입구의 상부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 폐고무 투입구의 내부를 개방 또는 밀폐시키는 상부측 밀폐판 및 상기 상부측 밀폐판을 슬라이딩 이동시키는 상부측 실린더를 포함하는 상부측 개폐수단과; 상기 폐고무 투입구의 하부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 폐고무 투입구의 내부를 개방 또는 밀폐시키는 하부측 밀폐판 및 상기 하부측 밀폐판을 슬라이딩 이동시키는 하부측 실린더를 포함하는 하부측 개폐수단;으로 이루어진다.

상기 폐고무 투입구에 각각 설치된 상부측 개폐수단과 상기 하부측 개폐수단 사이에 설치되어, 상기 폐고무 투입구의 내부에 잔존하는 공기를 제거하는 진공펌프;를 포함한다.

상기 공기차단용 후처리부는, 상기 열분해로와 연통되는 재활용품 유출구와; 상기 재활용품 유출구의 상부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 재활용품 유출구의 내부를 개방 또는 차단시키는 상부측 밀폐판 및 상기 상부측 밀폐판 을 슬라이딩 이동시키는 상부측 실린더를 포함하는 상부측 개폐수단과; 상기 재활용품 유출구의 하부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 재활용품 유출구의 외부로 개방 또는 차단시키는 하부측 밀폐판 및 상기 하부측 밀폐판을 슬라이딩 이동시키는 하부측 실린더를 포함하는 하부측 개폐수단;으로 이루어진다.

상기 열분해로와 상기 공기차단용 후처리부 사이에 연통되는 냉각용 이송로를 포함하고, 상기 냉각용 이송로는, 냉각용 외관과; 상기 냉각용 외관에 내재되어 외측 냉매체 유동로를 형성되게 하는 냉각용 내관과; 상기 냉각용 내관에 내재되는 것으로 외측에 이송스크류가 구비된 회동축과; 상기 회동축을 회전시키는 구동모터와; 상기 냉각용 외관과 냉각용 내관 사이에 형성된 냉매체 유동로를 통해 냉매체를 공급순환시켜 상기 냉각용 내관 쪽으로 냉기를 전달하는 외측 냉매체 공급부;로 이루어지되, 상기 재활용품 유출구는 상기 냉각용 내관과 연통된다.

상기 회동축에서 상기 냉각용 내관 쪽으로 냉기를 전달하는 것으로 상기 회동축의 내부에 형성되는 내측 냉매체 유동로, 상기 내측 냉매체 유동로에 구비되는 이송관, 상기 이송관 쪽으로 냉매체를 유입시키는 내측용 냉매체 유입관, 상기 회동축의 내측 냉매체 유동로를 따라 유동되는 냉매체를 유출시키는 내측용 냉매체 유출관으로 이루어진 내측 냉매체 공급부와; 내부에 유동로가 관통형성되고, 상기 유동로의 일단이 상기 이송관 및 내측 냉매체 유동로의 회동축과 연결되며, 상기 유동로 타단이 상기 내측용 냉매체 유입관 및 내측용 냉매체 유출관과 연결되는 로터리 조인트;로 이루어져, 상기 로터리 조인트의 유동로의 일단과 연결되는 상기 내측 냉매체 유동로의 회동축이 회전가능하게 연결된다.

본 발명은 폐고무의 열분해를 수행하는 열분해로에 전달되는 열원이 열분해로의 내외측에서 함께 전달되기 때문에 단위시간에 전달되는 열원의 전달효율을 향상시켜주어 열분해 장치관련 제반시설을 간소화시켜 줄 뿐만 아니라 이로 인해 제반설치비용의 감소와 더불어 열분해관련 공정시간 또한 감소시켜주는 효과를 발휘한다.

본 발명은 또한, 폐고무의 열분해를 수행하는 열분해로 내를 진공분위기로 유지하면서도 열분해로 쪽으로 폐고무를 끊이지 않고 연속적으로 공급할 수 있어 폐고무의 열분해로 인해 생성되는 가스가 공기와 접촉되는 것을 예방시켜 주어 화재 및 폭발의 위험성을 최소화 함과 아울러 열분해관련 공정시간을 추가적으로 단축할 수 있는 효과도 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 폐고무용 열분해장치가 적용된 폐고무의 재활용 시스템을 나타낸 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 폐고무용 열분해장치를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 구성 중 열분해로를 상세하게 나타낸 요부단면도이고, 도 4는 도 2의 구성 중 공기제거용 전처리부를 나타낸 요부단면도이며, 도 5 및 도 6은 도 2의 구성 중 냉각용 이송로 및 공기차단용 후처리부를 나타낸 요부단 면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 폐고무용 열분해장치는 크게 공기제거용 전처리부(200), 열분해로(100) 및 공기차단용 후처리부(300)로 이루어진다.

상기 공기제거용 전처리부(200)의 주요기능은 외부에서 폐고무가 지속적으로 투입 시 폐고무와 공기가 함께 인입되는데 이 중, 공기는 제거시키는 것으로, 폐고무 투입구(210)의 상부 및 하부에는 기계적인 제어에 의해 선택적으로 내부를 밀폐 및 개방시켜주는 것으로, 폐고무 투입구(210) 상부의 개구된 곳을 밀페시키는 상부측 밀폐판(221) 및 그 상부측 밀폐판(221)을 슬라이딩 이동시키는 상부측 실린더(222)로 이루어진 상부측 개폐수단(220)이 설치되고, 폐고무 투입구(210)의 하부에도 동일하게 하부측 밀폐판(231) 및 하부측 실린더(232)로 이루어진 하부측 개폐수단(230)이 설치된다.

여기서, 상부측 개폐수단(220)과 하부측 개폐수단(230)의 동작제어는, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 열분해장치를 전반적으로 제어하는 중앙제어부를 통해 제어되거나 또는, 본 발명의 열분해장치를 운영하는 운영자의 수작업을 통해 제어될 수도 있다.

그리고 폐고무 투입구(210)에 상·하부에 각각 설치된 상부측 개폐수단(220)과 하부측 개폐수단(230) 사이에는 진공펌프(240)가 설치되어 있어, 폐고무 투입구(210)의 내부로 공기와 함께 폐고무 투입 시 그 투입되는 것 중 공기는 진공펌프(240)에 의해 흡입되어 제거된다. 이로 인해, 후처리공정인 폐고무의 열분해공정 시 열분해로(100) 내부에 잔존하는 공기의 양을 극소화시킴으로써, 열분해 로(100)의 내부공정온도인 수백℃의 온도에서 열분해공정 중 유입되는 공기로 인해 야기될 수 있는 화재 및 폭발의 위험성을 사전에 예방시켜준다.

또한, 공기제거용 전처리부(200)의 다른 기능으로 폐고무 투입구(210)를 통해 지속적으로 공급되는 폐고무는 폐쇄된 상부측 밀폐판(221)에 쌓이는데 이때, 폐고무가 쌓이는 상부측 밀폐판(221)을 자동 또는 수동 제어를 통해 작업자가 원하는 시간에 원하는 투입량을 지속적으로 투입될 수 있도록 제공한다.

이를 위해, 폐고무 투입구(210)의 상단부에는 호퍼(1)가 연통되어 있고, 그 연통된 호퍼(1)를 통해 폐타이어 또는 폐플라스틱 등을 포함하는 폐고무가 인입된다. 또한, 호퍼(1)를 통해 인입되는 폐고무는 투입량을 조절할 수 있도록 소정크기의 조각으로 파쇄되어 제공된다. 그리고 폐고무 투입구(210)의 하단은 열분해로(100)와 연통되어 인입되는 폐고무가 진공분위기 하에서 열분해로(100) 쪽으로 진입할 수 있게 제공한다.

상기 열분해로(100)는 연통된 공기제거용 전처리부(200)로부터 지속적으로 투입되는 폐고무를 진공분위기 하에서 열분해시켜 재활용품으로 변환되도록 하는 장치로서 그 구성은 먼저, 공기제거용 전처리부(200)를 구성하는 폐고무 투입구(210)가 관통되는 열분해용 외관(110)의 내부에 열분해용 내관(120)이 내재됨으로서, 열매체(수증기, 공기 또는 기름)가 유동될 수 있는 통로인 외측 열매체 유동로(121)가 열분해용 내·외관(110,120) 사이에 형성된다.

이때, 내재되는 열분해용 내관(120)은 폐고무 투입구(210)와 연통되어 있어, 폐고무 투입구(210)로부터 투입되는 폐고무들이 쌓이게 됨으로서, 외측 열매체 유 동로(121)를 통해 유동되는 열매체로부터 발생하는 고온의 열이 열분해용 내관(120)의 내부에 쌓인 폐고무에 전달되어 열분해가 진행되도록 제공한다.

또한, 외측 열매체 유동로(121)를 통해 유동되는 열매체가 공급순환될 수 있도록 관 형태의 외측 열매체 공급부(150)가 열분해용 외관(110)에 연통되는데 이때, 유동되는 열매체의 양을 조절할 수 있게 외측 열매체 공급부(150)의 일측에는 유입제어밸브(151)가 연결되고, 외측 열매체 공급부(150)의 타측에는 유출제어밸브(152)를 연결하여 사용할 수 있다.

그리고 열분해용 내관(120)에는 연통된 폐고무 투입구(210)를 통해 투입되는 폐고무가 이송될 수 있도록 외측에 이송스크류(131)가 구비된 회동축(130)이 열분해용 내관(120)에 내재되는데 이때, 회동축(130)의 일단에는 구동모터(140)가 연결되어 회전할 수 있도록 제공한다.

여기서, 회동축(130)을 통해서도 고온의 열이 열분해용 내관(120)에 쌓인 폐고무 쪽으로 전달되도록 내측 열매체 공급부(160)가 구비되는데, 그 구비되는 내측 열매체 공급부(160)의 구성은 먼저, 회동축(130)의 내부에 내측 열매체 유동로(132)가 형성되고, 그 형성된 내측 열매체 유동로(132)에 이송관(161)이 구비된다. 또한, 이송관(161) 쪽으로 열매체를 유입시키는 내측용 열매체 유입관(162)이 연결되고, 회동축(130)의 내측 열매체 유동로(132)를 따라 유동되는 열매체를 외부로 유출시키는 내측용 열매체 유출관(163)으로 이루어진다. 여기서, 내측용 열매체 유입관(162)의 일부는, 도면에 도시된 것처럼, 내측용 열매체 유출관(163)에 내재되어 제공된다.

그런데 내측 열매체 공급부(160)와 연결되는 회동축(130)은 폐고무의 이송을 위해 회전해야 하고, 내측 열매체 공급부(160)는 열매체를 회동축(130)으로 안전하게 공급할 수 있도록 고정되어 있어야 하는 것이 바람직하다.

이 때문에, 회동축(130)과 내측 열매체 공급부(160) 사이에는 일측은 회전가능하게 연결하고, 타측은 고정되게 연결시켜주는 로터리 조인트(170)를 중계연결하여 제공한다.

이때, 중계연결되는 로터리 조인트(170)에는 내부에 유동로(171)가 관통형성되어 있어, 그 관통형성된 유동로(171)의 일단을 이송관(161)이 내재된 내측 열매체 유동로(132)의 회동축(130)에 중계연결시키고, 그 관통형성된 유동로(171)의 타단을 내측용 열매체 유입관(162)이 내재된 내측용 열매체 유출관(163)과 중계연결시킴으로써, 로터리 조인트(170)의 유동로(171)의 일단과 연결되는 내측 열매체 유동로(132)의 회동축(130)은 회전가능하게 연결되고, 내측용 열매체 유입관(162)이 내재된 내측용 열매체 유출관(163)은 안정적으로 고정되게 연결된다.

또한, 열분해로(100)는 도면에 도시된 것처럼, 폐고무의 양, 열분해로(100)의 길이 및 열분해 공정시간 등을 고려하여 여러 개가 수직으로 적층되어 제공될 수 있으며 이때에는, 열분해로(100) 간을 중계연통시켜주는 중계연통구(260)가 구비된다.

그리고 최하방에 배치되는 열분해로(100)에는 공기차단용 후처리부(300)가 연통되는데, 그 연통되는 공기차단용 후처리부(300)의 기능은 열분해로(100)로부터 열분해된 재활용품을 외부로 유출 시 외부의 공기가 열분해로(100) 내로 진입되는 것을 차단하면서 그 열분해된 재활용품만 유출되도록 제공하는 것이다.

이를 위해, 공기차단용 후처리부(300)는 열분해로(100)를 구성하는 열분해용 내관(120)과 연통된 재활용품 유출구(310)의 상부 측면의 개구된 곳을 통해 밀폐내입되는 상부측 밀폐판(321)이 구비되고, 그 구비되는 상부측 밀폐판(321)의 후단에 상부측 실린더(322)가 연결된 상부측 개폐수단(320)이 설치되며, 재활용품 유출구(310)의 하부에도 동일하게 하부측 밀폐판(331) 및 하부측 실린더(332)로 이루어진 하부측 개폐수단(330)이 설치된다.

여기에도, 재활용품 유출구(310)의 상하부에 설치되는 상부측 개폐수단(320)과 하부측 개폐수단(330)의 동작제어는, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 열분해장치를 전반적으로 제어하는 중앙제어부를 통해 제어되거나 또는, 본 발명의 열분해장치를 운영하는 운영자의 수작업을 통해 제어될 수도 있다.

그런데, 공기차단용 후처리부(300)의 개방에 의해 열분해된 재활용품(카본블랙, 철심, 가스) 중 가스가 공기와 접촉할 경우 화재 및 폭발이 야기될 수 있다. 이는, 재활용품이 재활용공정을 통해 300℃ 정도의 고온상태를 유지하고 있기 때문이다.

이와 같은 위험을 방지하고자, 최하방에 배치되는 열분해로(100)와 공기차단용 후처리부(300) 사이에는 냉각용 이송로(400)가 연통되는데, 그 연통되는 냉각용 이송로(400)의 기능은 300℃ 정도의 고온상태를 유지하고 있는 열분해된 재활용품을 일정온도(예를 들어, 50℃이하) 이하로 냉각하기 위한 것으로, 내부에 흐르는 매체가 냉매체인 것만 다를 뿐 앞에서 언급한 열분해로(100)와 그 구조가 동일하 다.

즉, 냉각용 이송로(400)의 구성은 연통된 열분해로(200)의 중계연통구(180)로부터 지속적으로 투입되는 고온의 재활용품을 진공분위기 하에서 냉각되도록 열분해로(100)의 중계연통구(180)가 관통되는 냉각용 외관(410)의 내부의 냉각용 내관(420)이 내재됨으로서, 냉매체(물 또는 기름)가 유동될 수 있는 통로인 외측 냉매체 유동로(421)가 냉각용 내외관(410,420) 사이에 형성된다.

이때, 내재되는 냉각용 내관(420)은 중계연통구(180)와 연통되어 있어, 중계연통구(180)로부터 쏟아지는 재활용품이 쌓이게 됨으로서, 외측 냉매체 유동로(421)를 통해 유동되는 냉매체로부터 발생하는 냉기가 냉각용 내관(420)의 내부에 놓인 재활용품에 전달되어 냉각되도록 제공한다.

또한, 외측 냉매체 유동로(421)를 통해 유동되는 냉매체가 공급순환될 수 있도록 관 형태의 외측 냉매체 공급부(450)가 냉각용 외관(410)에 연통되는데 이때에도, 유동되는 냉매체의 양을 조절할 수 있게 외측 냉매체 공급부(450)의 일측에는 유입제어밸브(451)가 연결되고, 외측 냉매체 공급부(450)의 타측에는 유출제어밸브(452)를 연결하여 사용할 수 있다.

그리고 냉각용 내관(420)에는 연통된 중계연통구(260)를 통해 투입되는 재활용품이 이송될 수 있도록 외측에 이송스크류(431)가 구비된 회동축(430)이 냉각용 내관(420)에 내재되는데 이때, 회동축(430)의 일단에는 구동모터(440)가 연결되어 회전할 수 있도록 제공한다.

또한, 회동축(430)을 통해서도 냉기를 냉각용 내관(420)에 쌓인 재활용품 쪽 으로 전달되도록 내측 냉매체 공급부(460)가 구비되는데, 그 구비되는 내측 냉매체 공급부(460)의 구성은 먼저, 회동축(430)의 내부에 내측 냉매체 유동로(432)가 형성되고, 그 형성된 내측 냉매체 유동로(432)에 이송관(461)이 구비된다. 또한, 이송관(461) 쪽으로 냉매체를 유입시키는 내측용 냉매체 유입관(462)이 연결되고, 회동축(430)의 내측 냉매체 유동로(432)를 따라 유동되는 냉매체를 외부로 유출시키는 내측용 냉매체 유출관(463)으로 이루어진다. 여기서, 내측용 냉매체 유입관(462)의 일부는, 도면에 도시된 것처럼, 내측용 냉매체 유출관(463)에 내재되어 제공된다.

여기서도, 내측 냉매체 공급부(460)와 연결되는 회동축(430)은 재활용품의 이송을 위해 회전해야 하고, 내측 냉매체 공급부(160)는 냉매체를 회동축(430)으로 안전하게 공급할 수 있도록 고정되어 있어야 하는 것이 바람직하다.

이 때문에, 회동축(430)과 내측 열매체 공급부(460) 사이에는 일측은 회전가능하게 연결하고, 타측은 고정되게 연결시켜주는 로터리 조인트(470)를 중계연결하여 제공한다.

이때, 중계연결되는 로터리 조인트(470)에는 내부에 유동로(471)가 관통형성되어 있어, 그 관통형성된 유동로(471)의 일단을 이송관(461)이 내재된 내측 냉매체 유동로(432)의 회동축(430)에 중계연결시키고, 그 관통형성된 유동로(471)의 타단을 내측용 냉매체 유입관(462)이 내재된 내측용 냉매체 유출관(463)과 중계연결시킴으로써, 로터리 조인트(470)의 유동로(471)의 일단과 연결되는 내측 냉매체 유동로(432)의 회동축(430)은 회전가능하게 연결되고, 내측용 냉매체 유입관(462)이 내재된 내측용 냉매체 유출관(463)은 안정적으로 고정되게 연결된다.

그리고 공기차단용 후처리부(300)를 구성하는 재활용품 유출구(310)가 냉각용 내관(420)과 연통되어, 재활용품이 외부로 유출되도록 제공한다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 폐고무용 열분해장치의 작동은 먼저, 복수의 파쇄기를 통해서 소정크기로 파쇄된 폐고무가 호퍼(1)를 통해 지속적으로 유입되어 폐고무 투입구(210)의 상부측 밀폐판(221)에 쌓인다.

이후, 중앙제어부의 제어에 의해 사전에 설정된 양이 상부측 밀폐판(221)에 쌓이면, 상부측 개폐수단(220)을 작동하여 상부측 밀폐판(221)을 슬라이딩 이동시켜 폐고무 투입구(210)의 상부를 개방시킨다.

상부측 밀폐판(221)의 개방에 의해 그 상부측 밀폐판(221)에 쌓인 폐고무는 투하되어 하부측 밀폐판(231) 상에 놓이게 되면, 중앙제어부는 폐고무 투입구(210)의 상부측 개폐수단(220)을 작동하여 개방된 상부측 밀폐판(221)을 슬라이딩 이동시켜 폐고무 투입구(210)의 상부를 폐쇄시킨다.

이때, 폐고무 투입구(210)의 상부측 밀폐판(221)의 하측에 구비된 진공펌프(140)는 작동되고 있는 상태이기 때문에 외부로부터 폐고무와 함께 유입된 공기를 흡입하여 진공분위기를 유지시킨다.

이후, 중앙제어부는 폐고무 투입구(210)의 하부측 개폐수단(230)을 작동하여 하부측 밀폐판(231)을 슬라이딩 이동시켜 폐고무 투입구(210)의 하부를 개방시킨다.

폐고무 투입구(210)의 하부 개방에 의해 폐고무 투입구(210)와 연통된 열분 해로(200)의 열분해용 내관(220)으로 파쇄된 폐고무가 투하된다. 이때, 폐고무 투입구(210)의 하부는 개방되고, 진공펌프(240)는 작동되고 있는 상태이기 때문에 열분해용 내관(120)의 내부에 잔존하는 공기도 제거함으로써 열분해로(200)의 내부에서도 진공분위기가 극대화되도록 제공한다.

또한, 중앙제어부는 폐고무 투입구(210)의 상부측 밀폐판(221)에 사전에 설정된 폐고무의 양이 쌓이게 되면 하부측 개폐수단(230)을 작동제어하여 하부측 밀폐판(231)을 슬라이딩 이동시킴으로서 폐고무 투입구(210)의 하부를 폐쇄시킴과 동시에 상부측 개폐수단(220)을 작동제어하여 상부측 밀폐판(221)을 슬라이딩 이동시킴으로서 폐고무 투입구(210)의 상부를 개방시키는 동작을 반복수행한다.

이처럼, 중앙제어부는 폐고무 투입구(210)의 상부측 개폐수단(220)과 하부측 개폐수단(230)을 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제어하여 파쇄기로부터 지속적으로 투입되는 폐고무가 열분해용 내관(120)으로 투하 시 외부의 공기는 제거된 상태에서 폐고무만 소정간격으로 투입되도록 제공한다.

열분해용 내관(120)으로 지속적으로 투입되는 폐고무는 구동모터(140)에 의해 회전되는 회동축(130)의 이송스크류(131)에 의해 열분해용 내관(120)의 일측에서 타측으로 이송된다.

이때, 외측 열매체 공급부(150)를 통해 고온의 열매체가 열분해용 외관(110)과 열분해용 내관(120) 사이에 형성된 외측 열매체 유동로(121)를 따라 순환유동되고 있는 상태이기 때문에 열분해용 내관(120)으로 고온의 열이 전도됨으로써 이송스크류(131)에 의해 이동되는 폐고무의 열분해가 이루어진다.

이때, 회동축(130)에서도 내재된 이송관(161)을 통해 고온의 열매체가 유출되어 회동축(130)의 내측 열매체 유동로(132)를 통해 고온의 열매체가 순환된다. 이로 인해, 고온의 열이 회동축(130)을 통해 열분해용 내관(120)에 쌓인 폐고무 쪽으로 전달됨으로써 열분해시간을 단축시켜 주어 종래보다 열분해로(100)의 개수를 줄이거나 또는 열분해로(100)의 길이를 단축할 수 있는 이점이 있다.

이처럼, 열분해로(100)에서 열분해된 재활용품 중 하나인 분해가스는 열분해용 내관(120)과 연통된 별도의 관을 통해 외부로 배기되고, 재활용품 중 나머지인 카본블랙이나 철심은 열분해로(100)을 구성하는 열분해용 내관(120)의 중계연통구(180)를 통해 냉각용 이송로(400)의 냉각용 내관(420) 쪽으로 투하된다.

냉각용 이송로(400)의 냉각용 내관(420)에도 구동모터(440)에 의해 회전되는 회동축(430)의 이송스크류(431)에 의해 투하된 재활용품은 냉각용 내관(420)의 일측에서 타측으로 이송된다.

이때, 외측 냉매체 공급부(450)를 통해 냉각수가 냉각용 외관(410)과 냉각용 내관(420) 사이에 형성된 냉매체 유동로(421)를 따라 순환유동될 뿐만 아니라 회동축(430) 내부의 공간인 내측 냉매체 유동로(432)에서도 냉각수가 순환유동되고 있는 상태이기 때문에 냉각용 내관(420)에서 이송되는 고온의 재활용품이 빠르게 냉각된다.

이후, 냉각용 내관(420)에서 냉각되어 이송되는 재활용품은 공기차단용 후처리부(300)의 재활용품 유출구(310)를 통해 투하된다. 이때, 재활용품 유출구(310)에 설치된 상부측 밀폐판(321)은 개방된 상태이고, 하부측 밀폐판(331)은 폐쇄된 상태이기 때문에 투하되는 재활용품은 하부측 밀폐판(331)에 쌓인다.

이후, 중앙제어부는 재활용품 유출구(310)의 하부측 밀폐판(331)에 사전에 설정된 재활용품의 양이 쌓이면 상부측 개폐수단(320)을 작동제어하여 상부측 밀폐판(321)을 슬라이딩 이동시킴으로서 재활용품 유출구(310)의 상부를 폐쇄시킨다.

이후, 중앙제어부는 재활용품 유출구(310)의 하부측 개폐수단(330)을 작동제어하여 하부측 밀폐판(331)을 슬라이딩 이동시킴으로서 재활용품 유출구(310)의 하부를 개방시켜 냉각된 재활용품을 외부로 배출한다.

이처럼, 재활용품 유출구(310)를 통해 재활용품을 배출 시 냉각용 이송로(400)와 재활용품 유출구(310) 간에는 상부측 밀폐판(321)에 의해 차단된 상태이기 때문에 재활용품 유출구(310)를 통해 냉각용 진공이송로(400) 쪽으로 외부 공기의 진입을 차단하여 줌으로써 진공분위기 하에서 고온의 재활용품의 냉각작업공정이 수행되도록 제공하여 폭발의 위험성을 최소화시켜 준다.

이처럼, 중앙제어부는 재활용품 유출구(310)의 상부측 개폐수단(320)과 하부측 개폐수단(330)을 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제어하여 상술한 재활용품의 배출과정을 반복수행함으로써 진공분위기 하에서 재활용품이 지속적으로 외부에 배출될 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 폐고무용 열분해장치가 적용된 폐고무의 재활용 시스템을 나타낸 개략적인 시스템 구성도,

도 2는 본 발명의 폐고무용 열분해장치를 나타낸 도면,

도 3은 도 2의 구성 중 열분해로를 상세하게 나타낸 요부단면도,

도 4는 도 2의 구성 중 공기제거용 전처리부를 나타낸 요부단면도,

도 5 및 도 6은 도 2의 구성 중 냉각용 이송로 및 공기차단용 후처리부를 나타낸 요부단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 호퍼 100 : 열분해로

110 : 열분해용 외관 120 : 열분해용 내관

121 : 외측 열매체 유동로 130,430 : 회동축

131,431 : 이송스크류 140,440 : 구동모터

150 : 외측 열매체 공급부 151,451 : 유입제어밸브

152,452 : 유출제어밸브 160 : 내측 열매체 공급부

161,461 : 이송관 162 : 내측용 열매체 유입관

163 : 내측용 열매체 유출관 170,470 : 로터리 조인트

171,471 : 유입로 172,472 : 유출로

180 : 중계연통구 200 : 공기제거용 전처리부

210 : 폐고무 투입구 220,320 : 상부측 개폐수단

221,321 : 상부측 밀폐판 222,322 : 상부측 실린더

230,330 : 하부측 개폐수단 231,331 : 하부측 밀폐판

232,332 : 하부측 실린더 240 : 진공펌프

300 : 공기차단용 후처리부 310 : 재활용품 유출구

400 : 냉각용 이송로 410 : 냉각용 외관

420 : 냉각용 내관 421 : 외측 냉매체 유동로

450 : 외측 냉매체 공급부 460 : 내측 냉매체 공급부

462 : 내측용 냉매체 유입관 463 : 내측용 냉매체 유출관

Claims

열분해로(100)에 고온의 열전달을 통해 이송되는 폐고무를 열분해시켜 재활용품으로 변환시키는 폐고무용 열분해장치를 구성함에 있어서,

상기 열분해로(100)는,

열분해용 외관(110)과;

상기 열분해용 외관(110)에 내재되어 외측 열매체 유동로(121)를 형성되게 하는 열분해용 내관(120)과;

상기 열분해용 내관(120)에 내재되는 것으로 외측에 이송스크류(131)가 구비된 회동축(130)과;

상기 회동축(130)을 회전시키는 구동모터(140)와;

상기 열분해용 외관(110)과 열분해용 내관(120) 사이에 형성된 외측 열매체 유동로(121)를 통해 열매체를 공급순환시켜 상기 열분해용 내관(120) 쪽으로 고온의 열을 전달하는 외측 열매체 공급부(150)와;

상기 회동축(130)과 연결되는 것으로 상기 회동축(130)에서 상기 열분해용 내관(120) 쪽으로 고온의 열을 전달하는 내측 열매체 공급부(160);로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 1항에 있어서,

상기 내측 열매체 공급부(160)는,

상기 회동축(130)의 내부에 형성되는 내측 열매체 유동로(132)와;

상기 내측 열매체 유동로(132)에 구비되는 이송관(161)과;

상기 이송관(161) 쪽으로 열매체를 유입시키는 내측용 열매체 유입관(162)과;

상기 회동축(130)의 내측 열매체 유동로(132)를 따라 유동되는 열매체를 외부로 유출시키는 내측용 열매체 유출관(163)으로 이루어진 내측 열매체 공급부(160);로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 1항에 있어서,

상기 회동축(130)과 상기 내측 열매체 공급부(160) 간을 연결하되 회동축(130)은 회전가능하게 연결하는 로터리 조인트(170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 1항에 있어서,

상기 열분해로(100)의 일측과 연통되는 것으로 외부에서 공기와 함께 폐고무가 지속적으로 투입 시 폐고무는 인입시키고 공기는 제거시키는 공기제거용 전처리부(200)와;

상기 열분해로(100)의 타측과 연통된 것으로 상기 열분해로(100)로부터 열분해된 재활용품을 외부로 유출 시 외부의 공기가 상기 열분해로(200) 내로 인입되는 것을 차단하면서 그 열분해된 재활용품만 유출시키는 공기차단용 후처리부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 4항에 있어서,

상기 공기제거용 전처리부(200)는,

상기 열분해로(100)와 연통되는 폐고무 투입구(210)와;

상기 폐고무 투입구(210)의 상부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 폐고무 투입구(210)의 내부를 개방 또는 밀폐시키는 상부측 밀폐판(221) 및 상기 상부측 밀폐판(221)을 슬라이딩 이동시키는 상부측 실린더(222)를 포함하는 상부측 개폐수단(220)과;

상기 폐고무 투입구(210)의 하부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 폐고무 투입구(210)의 내부를 개방 또는 밀폐시키는 하부측 밀폐판(231) 및 상기 하부측 밀폐판(231)을 슬라이딩 이동시키는 하부측 실린더(232)를 포함하는 하부측 개폐수단(230);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 5항에 있어서,

상기 폐고무 투입구(210)에 각각 설치된 상부측 개폐수단(220)과 상기 하부측 개폐수단(230) 사이에 설치되어, 상기 폐고무 투입구(210)의 내부에 잔존하는 공기를 제거하는 진공펌프(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 5항에 있어서,

상기 공기차단용 후처리부(300)는,

상기 열분해로(100)와 연통되는 재활용품 유출구(310)와;

상기 재활용품 유출구(310)의 상부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 재활용품 유출구(310)의 내부를 개방 또는 차단시키는 상부측 밀폐판(321) 및 상기 상부측 밀폐판(321)을 슬라이딩 이동시키는 상부측 실린더(322)를 포함하는 상부측 개폐수단(320)과;

상기 재활용품 유출구(310)의 하부에 설치되는 것으로, 슬라이딩 이동에 의해 상기 재활용품 유출구(310)의 외부로 개방 또는 차단시키는 하부측 밀폐판(331) 및 상기 하부측 밀폐판(331)을 슬라이딩 이동시키는 하부측 실린더(332)를 포함하는 하부측 개폐수단(330);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 7항에 있어서,

상기 열분해로(100)와 상기 공기차단용 후처리부(300) 사이에 연통되는 냉각용 이송로(400)를 포함하고,

상기 냉각용 이송로(400)는,

냉각용 외관(410)과;

상기 냉각용 외관(410)에 내재되어 외측 냉매체 유동로(421)를 형성되게 하는 냉각용 내관(420)과;

상기 냉각용 내관(420)에 내재되는 것으로 외측에 이송스크류(431)가 구비된 회동축(430)과;

상기 회동축(430)을 회전시키는 구동모터(440)와;

상기 냉각용 외관(410)과 냉각용 내관(420) 사이에 형성된 냉매체 유동로(421)를 통해 냉매체를 공급순환시켜 상기 냉각용 내관(120) 쪽으로 냉기를 전달하는 외측 냉매체 공급부(450);로 이루어지되, 상기 재활용품 유출구(310)는 상기 냉각용 내관(420)과 연통되는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 8항에 있어서,

상기 회동축(430)과 연결되는 것으로 상기 회동축(430)에서 상기 냉각용 내관(420) 쪽으로 냉기를 전달하는 내측 냉매체 공급부(460);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 9항에 있어서,

상기 내측 냉매체 공급부(460)는,

상기 회동축(430)의 내부에 형성되는 내측 냉매체 유동로(432)와;

상기 내측 냉매체 유동로(432)에 구비되는 이송관(461)과;

상기 이송관(461) 쪽으로 냉매체를 유입시키는 내측용 냉매체 유입관(462)과;

상기 회동축(430)의 내측 냉매체 유동로(432)를 따라 유동되는 냉매체를 유출시키는 내측용 냉매체 유출관(463);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.
제 9항에 있어서,

상기 회동축(430)과 상기 내측 냉매체 공급부(460) 간을 연결하되, 회동축(430)은 회전가능하게 연결하는 로터리 조인트(470);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무용 열분해장치.