KR20130044592A - 폐타이어 슈레드의 분쇄 및 강철코드 분리를 위한 코드분리장치 - Google Patents
폐타이어 슈레드의 분쇄 및 강철코드 분리를 위한 코드분리장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 1차로 슈레딩된 폐타이어 슈레드를 분쇄함과 동시에 고무와 결합되어 있는 강철코드를 분리할 수 있는 코드분리장치에 관한 것으로서, (A) 폐타이어 또는 그 조각이 투입되는 상부의 투입구와, 분리된 고무입자와 강철코드가 배출되는 하부의 배출구를 가지며, 하기의 회전체가 축회전 가능하도록 내장되고, 하기 스크린이 내장된 챔버; (B) 외부의 구동수단에 의해 회전하는 중앙축, 상기 중앙축의 양측말단 및 양측말단 사이에 배치되어 하기 블레이드축을 탈착가능하게 고정시키는 복수개의 지지부, 상기 중앙축의 외주면으로부터 이격되어 중앙축 둘레에 중앙축과 평행하게 방사상으로 상기 지지부에 고정된 복수개의 블레이드축, 소정의 두께를 가지는 금속편으로 일측 말단이 상기 복수개의 지지부에 의해 구획되는 상기 블레이드축(이하 '블레이드장착영역'이라 함)에 자유회전가능하게 장착되어 있는 복수개의 커팅블레이드를 포함하여 이루어지는 회전체; 및 (C) 소정크기의 배출공이 복수개 형성되어 있고, 상기 회전체의 하부와 상기 배출구 사이를 차단하는 스크린;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면 상온에서도 발열문제 없이 효율적으로 폐타이어에서 고무와 강철코드의 결합을 해체할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면 상온에서도 발열문제 없이 효율적으로 폐타이어에서 고무와 강철코드의 결합을 해체할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 1차로 슈레딩된 폐타이어 슈레드를 분쇄함과 동시에 고무와 결합되어 있는 강철코드를 분리할 수 있는 코드분리장치에 관한 것이다.
자동차 산업의 발달과 자동차수의 증가로 폐타이어의 연간 발생량이 국내 내에서만 2600만개, 세계적으로는 16억개에 이르는데 앞으로는 이 수치가 더욱 늘어날 것으로 전망된다(2010년 기준). 이렇게 다량의 폐타이어가 발생하고 있지만 이를 적정하게 처리하거나 또는 재활용할 수 있는 시설이나 방법이 일반화되어 있지 않아 대부분의 폐타이어가 무단방치되거나 단순소각됨으로써 환경오염과 자원낭비를 초래하고 있다.
폐타이어에는 중량대비 약 70%의 고무성분(탄소성분 포함), 15-27%의 강철코드 성분 및 3-15%의 기타 잔여물이 상호간에 강력하게 교착(결합)되어 있다.
폐타이어 재활용방법은 재생타이어로 재활용하거나 토목공사에서 원형 그대로 이용하는 방법(원형이용법)과, 폐타이어를 절단, 세단, 분쇄하여 재활용하는 방법(파쇄이용법)으로 크게 구분된다.
파쇄이용법의 초보적 활용은 파쇄-분리된 고무 조각 및 분말을 인조 운동장(인조 잔디)의 충진재, 일반적인 고무 깔개, 방음재, 목축용 고무 깔개, 어린이를 위한 부드러운 운동장, 고무 아스팔트 등의 용도로 사용하는 것이다. 또한 타이어는 탄소 함량이 높기 때문에 아크 전기로나 주조 가마에서 또는 시멘트 소성로 등과 같은 산업용 장치의 열원(무연탄이나 벙커씨유 대체)으로 이용되기도 한다. 그러나 이때 함께 투입되는 강철코드는 산화되어 품질이 조악한 금속이 된다.
이와는 별도로 최근에는 탈황공정에 의한 고무재생, 열분해를 통한 오일생산 등과 같이 고부가가치의 재생처리 방안이 개발/연구되고 있다.
재생/탈황은 기계적 공정 이후 열에너지를 가하는 화학적 방법으로 타이어의 고무를 변환하는 것이다. 이렇게 재생된 고무는 기계적 특성이 원래의 상태에 비하여 열화되기 때문에 수요와 용도가 매우 제한될 분만 아니라, 공정상 대기오염 물질과 폐수가 발생한다. 또한 고온고압의 화학적 처리, 또는 고가장비인 초음파, 극초단파 처리가 요구되기 때문에 아직까지는 경제성이 떨어지고 있다.
열분해는 무산소 또는 연소가 발생하지 않을 정도로 충분히 낮은 농도의 산소 환경에서 수행되는 열적 분해 과정이다. 이 과정에서 보통 디젤유에 비하여 에너지 함량이 낮은 오일과 열 특성이 낮으며 신가스(syngas)로 불리는 합성 가스, 카본블랙(char) 및 강철이 생산된다. 그러나 카본블랙의 품질이 낮고, 강철 역시 탄소로 오염되고 복잡하게 얽힌 상태가 되기 때문에 경제성이 없다. 또한 처리과정에서 유해 폐기 열분해 기름이 생성되어 이를 별도로 처리해야 하는 단점이 있다.
한편, 폐타이어의 고무특성을 그대로 활용하거나 폐타이어의 각 구성성분을 분리하여 이용하기 위해서는 폐타이어의 기계적 파쇄단계와 파쇄된 고무와 강철코드의 분리단계가 필수적이다. 그러나 앞에서 언급한 바와 같이, 폐타이어는 나일론 등의 화학섬유와 강철코드로 보강돼 있어 절단과 가공이 어려워 파쇄에 많은 에너지가 소요되는데, 문제는 파쇄의 어려움 뿐만 아니라, 강하게 결합되어 있는 고무와 강철코드를 완전하게 분리하기 위해서는 파쇄물의 사이즈가 5mm 이하가 되어야 하는 문제점이 있다.
폐타이어에서 고무와 강철코드를 분리하기 위한 다양한 장치들이 개발된 바 있다.
등록특허 318036에는 외주면에 강철브러쉬가 설치된 원통회전체를 고속회전시키면서 상하 이송롤러를 이용하여 폐타이어를 원통회전체 방향으로 강제 이송시켜 폐타이어를 분말화시키고 이를 후단의 분리장치(자력분별기, 이하 동일)로 강철코드를 분리하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이 방법에 의하면 사용과정에서 강철브러쉬가 강철코드와 충돌하면서 휘거나 부러지는 단점이 있고, 폐타이어를 일단면부터 깍아나가는(마쇄하는) 방식이기 때문에 대량처리용으로 사용할 수 없다.
공개특허 10-2004-0002023에는, 대향면에 마찰력과 전단력을 부여하는 빗살무니형 날이 형성된 압축판과 회전판이 상하로 배치되어 있어 판과 판 사이에서 폐타이어 중간파쇄물이 5mm 이하로 마찰/파쇄되면서 고무와 강철코드의 결합이 풀려 후단의 분리장치에 의해 고무와 강철코드를 분리하는 기술이 공개되었다. 이는 마치 맷돌과 같은 원리로서 투입되는 원료(중간파쇄물)의 크기가 제한될 뿐만 아니라 대량처리가 불가능한 단점이 있다.
특허등록 923287은 대향되는 면에 각각 다수의 막대날(고정핀, 회전핀)이 형성된 고정판과 회전판이 수직으로 마주보도록 배치되어 있는 구조의 분리장치에 관한 것이다. 이에 의하면 장치의 상부에서 고정판과 회전판 사이로 원료(중간파쇄물)를 투입하면 회전판이 회전하면서 (따라서 고정핀과 회전핀이 상대적으로 원을 이루며 회전하므로) 원료를 분쇄하여 소정 크기의 구멍이 형성된 분리드럼을 통해 배출하고 궁극적으로 후단의 분리장치로 고무와 강철코드를 분리하는 것이다. 그러나 이 장치에 의하면 분쇄효율이 낮아 대용량화가 어렵고, 분리드럼의 구멍보다 큰 파쇄물이 바닥으로 떨어지면 분쇄되지 않은 상태에서 외부로 배출되지 않고 구멍을 막게 되는 문제가 있다.
이상과 같은 폐타이어의 기계적 분쇄 및 강철코드 분리는 폐타이어를 구성성분별로 활용(재생/탈황, 열분해 포함)하여 부가가치를 높이기 위해 필수적이다. 그러나 위에서 개별적으로 언급한 단점뿐만 아니라 다음과 같은 공통적인 문제점을 가지고 있다. ① 절단부와 폐타이어 원료가 계속 접촉하면서 마찰하기 때문에 고열이 발생하며(따라서 상당량의 냉각수를 살포해야 함) 원료 접촉부위가 빠르게 마모된다(따라서 절단부 부품 교체에 시간과 비용 소모). ② 원료(중간파쇄물)의 크기가 수십mm 이하여야 한다(등록특허 10-0318036는 통 타이어를 원료로 하므로 예외). ③ 고무와 강철코드를 완전하게 분리하기 위해서 최종 파쇄물의 사이즈가 5mm 이하가 되어야 한다(따라서 과도한 에너지가 소모됨). ④ 접촉부위 절단부 부품의 교체가 어렵다. ⑤ 이상과 같은 이유로 대량처리가 불가능하다.
한편, 고무와 강철코드를 효율적으로 분리하기 위해 폐타이어를 예비절단기(primary shredder)에서 약 50 mm 크기로 조각낸 다음 입상분쇄기(granulator)로 10 mm 미만의 크기로 입상화한 다음 1차로 강철코드를 분리하고 이어서 분말분쇄기(grinder)로 입자를 2 mm이하로 분말화한 다음 2차로 강철코드 성분을 분리하는 상온분리법과, 폐타이어를 예비절단기에서 약 50 mm 크기로 조각낸 이를 -120℃ 미만으로 냉각시켜 고무의 취성(벽개성, 깨짐특성)을 높게 한 상태에서 충격 분쇄기(hammer mill)로 조각을 분쇄하면서 고무와 강철코드의 결합을 해체시킨 다음 강철코드를 분리하는 극저온분리법이 상용화되어 있다(참조 : 국립환경과학원 자료).
그러나 이들 방법 역시 파쇄-분리를 반복해야 하거나, 액체질소 등을 사용해야 한다는 점에서 효율성이 떨어진다.
"폐타이어의 환경친화적 관리를 위한 기술지침서", 국립환경과학원, 2011
본 발명은 다양한 크기의 원료 폐타이어에서 고무와 강철코드의 결합을 효율적으로 해체하여 용이하게 고무와 강철코드를 분리할 수 있게 하는 코드분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상온에서 작동하며 마찰열 발생이 적은 코드분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 폐타이어의 분쇄정도가 낮더라도 즉, 폐타이어 조각의 크기를 작게 하지 않더라도 고무와 강철코드의 결합을 효율적으로 해체할 수 있는 코드분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 절단부 부품의 마모가 덜하고, 그의 교체가 용이한 코드분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
결론적으로 본 발명은 경제성 있으면서 대량처리가 가능한 코드분리장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 (A) 폐타이어 또는 그 조각이 투입되는 상부의 투입구와, 분리된 고무입자와 강철코드가 배출되는 하부의 배출구를 가지며, 하기의 회전체가 축회전 가능하도록 내장되고, 하기 스크린이 내장된 챔버; (B) 외부의 구동수단에 의해 회전하는 중앙축, 상기 중앙축의 양측말단 및 양측말단 사이에 배치되어 하기 블레이드축을 탈착가능하게 고정시키는 복수개의 지지부, 상기 중앙축의 외주면으로부터 이격되어 중앙축 둘레에 중앙축과 평행하게 방사상으로 상기 지지부에 고정된 복수개의 블레이드축, 소정의 두께를 가지는 금속편으로 일측 말단이 상기 복수개의 지지부에 의해 구획되는 상기 블레이드축(이하 '블레이드장착영역'이라 함)에 자유회전가능하게 장착되어 있는 복수개의 커팅블레이드를 포함하여 이루어지는 회전체; 및 (C) 소정크기의 배출공이 복수개 형성되어 있고, 상기 회전체의 하부와 상기 배출구 사이를 차단하는 스크린;을 포함하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치인 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 상온에서도 발열문제 없이 효율적으로 폐타이어에서 고무와 강철코드의 결합을 해체할 수 있으므로 폐타이어의 산업적 재활용에 널리 활용될 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 본 발명에 의한 코드분리장치의 예시적 정단면도 및 횡단면도.
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 의한 코드분리장치의 회전체가 장착되어 있는 분리장치의 일부개방된 내부사진 및 또 다른 형상의 회전체사진.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 의한 장치에서 커팅블레이드의 일예를 보여주는 도면과 사진 및 다른 예를 보여주는 도면과 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 코드분리장치의 외관사진.
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 의한 코드분리장치의 회전체가 장착되어 있는 분리장치의 일부개방된 내부사진 및 또 다른 형상의 회전체사진.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 의한 장치에서 커팅블레이드의 일예를 보여주는 도면과 사진 및 다른 예를 보여주는 도면과 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 코드분리장치의 외관사진.
이하 첨부된 도면과 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
폐타이어의 분쇄-분리에 관련된 기술분야에서는 "분리"라는 용어를 이중적으로 사용하고 있다. 즉, 강하게 결착되어 있는 고무성분과 강철코드의 접착을 해체하여 고무성분과 강철코드가 혼재된 상태로 만드는 과정도 "분리"라 칭하며, 이렇게 결착이 해체된 고무성분과 강철코드를 예를 들면 자력선별장치를 통해 고무성분집단과 강철코드집단으로 공간적으로 나누는 공정도 "분리"라 한다. 그러나 본 발명에서는 고무성분과 강철코드의 결착을 해체하는 것을 "분리"로, 분리된 고무성분과 강철코드를 공간적으로 나누는 것을 "분별"이라 명확하게 구분하기로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명은 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치로서, 크게 챔버(10), 회전체(20) 및 스크린(30)으로 이루어진다. 본 발명에 의한 코드분리장치의 예시적 정단면도와 그의 부분해체도 및 횡단면도와 그의 부분해체도를 각각 1a 및 1b에 도시하였다.
또한 본 발명에 의한 전체가 장착되어 있는 분리장치의 도어(도 1a 및 1b에는 도시되어 있지 않음)가 개방된 내부사진 및 다른 구조로 된 코드분리장치의 회전체(20)사진을 각각 2a 및 2b에, 본 발명에 의한 코드분리장치의 외관사진을 도 4에 첨부하였다.
본 발명에서 상기 챔버(10)는 내부로 투입된 폐타이어 또는 폐타이어 조각(이하에서는 단순히 '폐타이어 조각' 또는 '조각'이라 칭함)이 추가적으로 파쇄됨과 동시에 고무와 강철코드가 분리되는 공간으로 투입구(11)와 배출구(12)를 가지며 상기 회전체(20) 및 스크린(30)이 내부에 장착된다. 투입구(11)와 배출구(12)는 각각 챔버(10)의 상부와 하부에 설치되어 원료인 폐타이어 조각이 투입되고 상기 회전체(20)의 작동에 의해 분리된 고무입자와 강철코드가 배출된다. 도시되지는 않았지만 상기 투입구(11)는 예비적으로 파단된 폐타이어 조각이 공급되는 호퍼와 연통되고, 하기 배출구(12)는 통상의 자력선별기와 연결되어 있어 해체된 고무입자와 강철코드가 분별되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 도시되지는 않았지만 상기 챔버(10)의 측면을 포함하는 상부는 개방과 폐쇄를 용이하게 할 수 있도록 하부와 힌지결합에 의해 여닫히는 도어 형태인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 회전체(20)는 투입된 폐타이어 조각을 더 작은 조각으로 파쇄함과 동시에 폐타이어의 고무와 강철코드의 결합을 해체하는 기능을 하는 구성요소로서 중앙축(21), 복수개의 지지부(22), 복수개의 블레이드축(23) 및 복수개의 커팅블레이드(24)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙축(21)은 양단이 상기 챔버(10)에 예컨대 베어링을 매개로 회전가능하게 결합되어 있고, 외부의 구동수단(예를 들면 모터)에 의해 회전한다. 상기 지지부(22)는 상기 중앙축(21)의 양측말단 및 양측말단 사이에 중앙축(21)과 예컨대 직각으로 배치되어 블레이드축(23)을 탈착가능하게 고정시키는 기능을 한다. 바람직하기로는 상기 지지부(22)는 외곽측 둘레에 복수개의 결합구가 일정한 간격으로 형성되어 있고 내측이 상기 중앙축(21)에 면접결합된 원판링형상이다. 블레이드축(23)은 상기 중앙축(21)의 외주면으로부터 소정간격(a) 이격되어 중앙축(21) 둘레에 중앙축(21)과 평행하게 방사상으로 상기 지지부(22)(의 결합구)에 탈착가능하게 고정되어 있다. 따라서 각각의 블레이드축(23)은 복수개의 지지부(22)에 의해 구획되는데 이 구획부분을 편의상 '블레이드장착영역'이라 칭한다.
상기 커팅블레이드(24)는 소정의 두께(b)를 가지는 금속편으로 일측 말단에 축공이 형성되어 있어 상기 블레이드장착영역에 자유회전가능하게 장착되어 있다.
이러한 본 발명에 의한 장치에서 외부 구동수단에 의해 상기 회전체(20)가 고속(수천 rpm)으로 회전하면 원심력에 의해 커팅블레이드(24)들이 원심 방향으로 펼쳐지면서(도 1에 도시된 것처럼) 커팅블레이드(24)의 중앙축(21)의 중심축~최외곽면을 반지름으로 하는 회전공간이 만들어지게 된다. 이어서 상기 투입구(11)를 통해 투입된 원료 폐타이어 조각이 회전공간 내로 진입하게 되면 고속으로 회전하는 커팅블레이드(24)와 순간적으로 충돌했다가 떨어지고 충돌했다가 떨어지고 하는 과정이 반복된다. 이때 큰 조각이나 일부 노출된 강철코드 부분이 충돌하는 경우 커팅블레이드(24)에 큰 충격이 가해지게 되는데, 이때 커팅블레이드(24)(자유회전 가능하도록 블레이드축(23)에 장착되어있으므로)가 뒤로 밀려나면서 과도한 충격을 흡수하게 되므로 커팅블레이드(24)가 부러지는 일은 발생하지 않는다.
한편, 회전공간내로 들어온 폐타이어 조각은 회전하는 커팅블레이드(24)의 측면과 고속으로 충돌하여 더 작은 조각으로 파쇄된다. 동시에 파쇄된 조각은 커팅블레이드(24)에 타격되어 대략 원심력 작용방향으로 튕겨나가 챔버(10)나 스크린의 내벽에 충돌한 뒤 다시 회전공간내로 들어와 커팅블레이드(24)에 타격되어 튕겨나가는 과정(타격-튕김-재진입)이 반복된다. 이때 고무부분은 탄성에 의해 고압착-회복 현상이 반복됨에 반하여 강철코드는 탄성이 없으므로 고무와 강철코드의 결합부위가 느슨하게 된다. 이어서 파쇄된 조각이 커팅블레이드(24)와 충돌할 때 고무부분은 고압착되면서 극히 짧은 순간 커팅블레이드(24)와 접해있는 동안 느슨하게 결합되어 있던 강철코드가 튕겨나가게 되고 이에 이해 고무와 강철코드가 분리되는 것이다.
위와 같은 원리에 의해 고무와 강철코드가 분리된다는 사실은, 원료 폐타이어 또는 다른 방법으로(예를 들면 종래의 chipper로) 조각낸 폐타이어 조각에서 수작업으로(펜치로) 고무와 강철코드를 분리하는 것이 매우 어려우나, 본 발명에 의한 장치를 운전정지한 후 내부에 남아있는 파쇄된 조각에서 고무와 강철코드를 수작업으로 쉽게 분리할 수 있다는 점에서 확실하게 알 수 있다.
본 발명에 의한 코드분리장치에 있어서, 하나의 블레이드장착영역에 3-10개의 커팅블레이드(24)가 장착되도록 하는 것이 바람직하다. 이때 커팅블레이드(24)들 사이에는 커팅블레이드(24)의 밀착을 방지하는 소정 두께의 간격유지구(도시 생략; 통상 와셔)가 개재되도록 한다. 블레이드가 2개 이하로 장착되는 경우 비효율공간인 지지부(22)가 차지하는 공간이 상대적으로 커져서 공정효율이 낮아지며, 11개 이상 장착되면 고속회전에 따른 커팅블레이드(24)들의 무게증가에 따라 블레이드축(23)이 밖으로 휘어질 우려가 있다.
도 2a와 2b에는 블레이드장착영역에 각각 5개, 3개의 커팅블레이드(24)가 장착된 실시예가 나타나 있다.
한편, 본 발명에 의한 장치에 있어서 커팅블레이드(24)가 모든 블레이드장착영역에 장착되는 경우 폐타이어 조각이 커팅블레이드(24)의 말단부근에만 충돌하여 튕겨나가서 파쇄 및 분리효율이 저하되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 도 2a와 2b에 도시된 바와 같이 교호적 위치에 있는 블레이드장착영역에만 커팅블레이드(24)를 장착하여 폐타이어 조각이 회전공간 내부로 들어올 수 있는 공간을 충분하게 만들어 주는 것이 좋다.
본 발명에서 커팅블레이드(24)의 측단면은 도 2a 및 도 3a에서처럼 평면 형태(민자형태)로 할 수 있다. 그러나 이 경우 폐타이어 조각과의 충돌면적이 작고 단순히 충돌-튕김 작용밖에 이루어지지 않는다. 따라서 충돌면적을 늘림과 동시에 충돌-마찰-튕김 효과를 주기 위해 커팅블레이드(24)의 측단면에 톱날형홈(25)을 형성할 수도 있다. 이에 의해 접근하는 폐타이어 조각이 충돌하였다가 순간적으로 톱날형홈(25)의 내부로 강하게 쓸려 내려갔다가 튕겨 나오게 되어 폐타이어의 파쇄 및 분리효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
본 발명에서 상기 스크린은 소정크기(c)의 배출공(도시 생략) 복수개 형성되어 있고, 상기 회전체(20)의 하부와 상기 배출구(12) 사이를 차단하고 있어 분리된 강철코드와 상기 배출공의 크기(c)보다 작게 파쇄된 고무입자만이 배출공을 통해 외부로 배출되도록 한다. 분리된 강철코드의 경우 길이가 배출공의 크기(c)보다 크더라도 길이방향으로 배출공을 통과할 수 있다.
본 발명에 의한 장치에서, 상기 스크린의 면과 회전공간 사이의 간격(d)은 배출공 크기(c)의 1.5~5배인 것이 바람직하다. 간격(d)가 (c)의 1.5배 미만인 경우 조각난 고무입자가 회전체(20)의 고속회전에 의한 공기유동에 의해 계속 날리면서 스크린을 통과할 시간이 없이 계속 분쇄되어 필요 이상으로 미분화된다. 간격(d)가 (c)의 5배 초과로 스크린의 면과 회전공간 사이의 간격이 큰 경우 배출공의 크기(c)보다 큰 조각이나 고무입자가 스크린에 쌓이게 되어 고무입자 및 강철코드의 배출이 불가능하게 될 수가 있다.
한편, 본 장치를 개발하는 과정에서 본 발명자들은 커팅블레이드(24)의 두께(b)에 비례하여 분리된 고무입자의 크기(x)가 대략 
범위에서 결정되는 것을 확인하였다. 따라서 상기 스크린의 배출공 크기(c)는 상기 커팅블레이드(24) 두께(b)의 1~1.5배로 함으로써 
범위의 고무입자들이 원활하게 배출될 수 있도록 하는 것이 좋다.
본 발명에 의하면 커팅블레이드(24)의 두께(b)와 스크린의 배출공 크기(c; 대략 1.5b)를 제어(교체)하는 것에 의해 최종 고무입자의 크기를 자유롭게 결정할 수 있기 때문에 활용하고자 하는 용도에 따라 효과적으로 분리작업을 수행할 수 있게 된다.
위와 같이 커팅블레이드(24)의 두께(b)와 스크린의 배출공 크기(c; 대략 1.5b)를 제어하여 최종 고무입자의 크기를 자유롭게 결정할 수도 있지만, [커팅블레이드(24)의 두께-스크린의 배출공 크기] 조합이 다른 코드분리장치를 연속하여 설치함으로써, 그에 더하여 코드분리장치들의 운전속도를 제어함으로써 보다 빠르고 효율적으로 폐타이어를 분쇄-분리되도록 할 수 있다.
따라서 본 발명은 (A) 폐타이어 또는 그 조각을 수용하며, 하부 장치로 투입하는 호퍼; (B) 상기 호퍼로부터 투입받은 폐타이어 또는 그 조각을 분쇄하고 고무와 강철코드로 분리하여 이들을 혼합물로 배출하는, 복수개 연속 설치되어 있는 제1항 또는 제2항에 의한 코드분리장치; (C) 상기 코드분리장치에서 배출된 고무와 강철코드 혼합물을 분별하는 자력선별장치;를 포함하는 폐타이어 분리-분별 시스템을 제공할 수 있다.
회전공간의 지름을 1,120mm, 회전체(20)의 길이 1,180mm, 블레이드축(23) 6개, 블레이드축(23)당 블레이드장착영역 10개가 형성되도록 하였고, 블레이드장착영역 하나 건너마다 두께(b) 10mm, 폭과 길이가 각각 200mm과 100mm인 장갑용철판 재질의 민자형 커팅블레이드(24) 8개씩 총 240개를 장착하였다. 커팅블레이드(24) 사이에는 10mm 두께의 와셔를 끼워 넣었다. 스크린의 배출공 지름(c)은 15mm로 하였고, 회전공간과 스크린면 사이의 공간은 60mm이 되도록 하였다.
이상과 같이 제작된 본 발명에 의한 코드분리장치를 2400rpm으로 운전하면서 30-50cm 크기의 폐타이어 조각을 시간당 2.5톤씩 투입구(11)로 투입하였다. 배출구(12) 하단에는 통상의 자력선별기를 장착하여 고무입자와 강철코드를 분리하였다.
그 결과 고무 및 기타성분이 98.8% 이상이고 평균 입자크기 11.2mm인 고무입자와, 순도 98.2% 이상의 강철코드를 얻을 수 있었다.
두께(b) 16mm, 폭과 길이가 각각 200mm과 100mm이고 측단면에 각각 20mm 크기의 톱날형홈(25)이 5개씩 형성된 커팅블레이드(24) 5개씩 총 150개를 장착하고, 이때 커팅블레이드(24) 사이에는 16mm 두께의 와셔를 끼워 넣었다. 스크린의 배출공 지름(c)은 24mm로 하였고, 회전공간과 스크린면 사이의 공간은 96mm이 되도록 하였다.
그 결과 고무 및 기타성분이 99.3% 이상이고 평균 입자크기 15.7mm인 고무입자와, 순도 98.6% 이상의 강철코드를 얻을 수 있었다.
10. 챔버
11. 투입구 12. 배출구
20. 회전체
21. 중앙축 22. 지지부 23. 블레이드축
24. 커팅블레이드 25. 톱날형홈
30. 스크린
11. 투입구 12. 배출구
20. 회전체
21. 중앙축 22. 지지부 23. 블레이드축
24. 커팅블레이드 25. 톱날형홈
30. 스크린
Claims (7)
- (A) 폐타이어 또는 그 조각이 투입되는 상부의 투입구(11)와, 분리된 고무입자와 강철코드가 배출되는 하부의 배출구(12)를 가지며, 하기의 회전체(20)가 축회전 가능하도록 내장되고, 하기 스크린이 내장된 챔버(10);
(B) 외부의 구동수단에 의해 회전하는 중앙축(21), 상기 중앙축(21)의 양측말단 및 양측말단 사이에 배치되어 하기 블레이드축(23)을 탈착가능하게 고정시키는 복수개의 지지부(22), 상기 중앙축(21)의 외주면으로부터 이격되어 중앙축(21) 둘레에 중앙축(21)과 평행하게 방사상으로 상기 지지부(22)에 고정된 복수개의 블레이드축(23), 소정의 두께를 가지는 금속편으로 일측 말단이 상기 복수개의 지지부(22)에 의해 구획되는 상기 블레이드축(23)(이하 '블레이드장착영역'이라 함)에 자유회전가능하게 장착되어 있는 복수개의 커팅블레이드(24)를 포함하여 이루어지는 회전체(20);
(C) 소정크기의 배출공이 복수개 형성되어 있고, 상기 회전체(20)의 하부와 상기 배출구(12) 사이를 차단하는 스크린;을
포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- 제 1 항에 있어서,
하나의 블레이드장착영역에 3-10개의 커팅블레이드(24)가 장착되는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 커팅블레이드(24) 사이에는 커팅블레이드(24)의 밀착을 방지하는 소정 두께의 간격유지구가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 커팅블레이드(24)는 복수개의 블레이드장착영역에 교호적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 커팅블레이드(24)의 측단면에는 톱날형홈(25)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스크린(30)의 배출공 크기는 상기 커팅블레이드(24) 두께의 1~1.5배인 것을 특징으로 하는 폐타이어의 고무-강철코드를 분리하는 코드분리장치.
- (A) 폐타이어 또는 그 조각을 수용하며, 하부 장치로 투입하는 호퍼;
(B) 상기 호퍼로부터 투입받은 폐타이어 또는 그 조각을 분쇄하고 고무와 강철코드로 분리하여 이들을 혼합물로 배출하는, 복수개 연속 설치되어 있는 제1항 또는 제2항에 의한 코드분리장치; 및
(C) 상기 코드분리장치에서 배출된 고무와 강철코드 혼합물을 분별하는 자력선별장치;를 포함하는 폐타이어 분리-분별 시스템.
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| KR20110108729A KR20130044592A (ko) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 폐타이어 슈레드의 분쇄 및 강철코드 분리를 위한 코드분리장치 |
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- 2011-10-24 KR KR20110108729A patent/KR20130044592A/ko active Search and Examination
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