KR20130081122A - 폐합성수지 유화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 열가소성의 폐플라스틱이나 폐비닐을 열분해로 용융시켜 가솔린, 등유, 경우 및 중유 등으로 정제하여 회수토록 하는 폐합성수지 유화장치에 관한 것으로서, 열분해조 내의 잔존하는 폐합성수지를 잠열이 남아 있는 상태에서 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있도록 함으로써 다음 연속되는 작업시간을 단축할 수 있도록 하는 폐합성수지 유화장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 폐합성수지 유화장치의 특징적 구성은, 일단은 개구되고, 타단은 오일가스 배출관이 연통 연결되는 원통 관 형상으로 내벽에 용융히터부를 구비한 열분해조와; 상기 용융히터부의 내벽으로부터 도출한 커터를 구비한 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 커터는 상기 용융히터부의 내벽 둘레에 대하여 복수 개수가 간격을 두고 배치되며, 이들 커터 사이의 간격 부위는 상기 열분해조의 길이 방향을 따라 일열로 배열됨을 특징으로 한다.

Description

폐합성수지 유화장치{APPARATUS FOR FINDING OIL FROM SYNTHETIC RESINS WASTE}

본 발명은 폐합성수지 유화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 열가소성의 폐플라스틱이나 폐비닐을 열분해로 용융시켜 가솔린, 등유, 경우 및 중유 등으로 정제하여 회수토록 하는 폐합성수지 유화장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지재를 주원료로 사용하는 각종 석유화학제품들은 사용 후 폐기할 때, 사회 기반시설인 매립장에 매립되거나 소각장에서 소각 처리되고 있다.

그러나, 합성수지를 포함하고 있는 폐기물(이하 "폐합성수지"라 함)은 자연적으로 분해되지 않기 때문에, 폐합성수지를 매립 처리할 경우에는 토양을 황폐화 시킬뿐만 아니라 우천 등의 발생시 타 오염물질과 섞여 하천으로 흘러들어 수질을 오염시키는 문제가 발생한다. 또한, 폐합성수지를 소각 처리할 경우에는 각종 중금속의 배출과 유독가스의 발생으로 인해 대기를 오염시키는 문제가 발생하게 된다.

특히, 이러한 수질 및 대기 오염은 자연환경의 파괴뿐만 아니라 인체에도 악영향을 미치는 등 심각한 문제점으로 대두되고 있다.

이에 따라 최근에는 폐합성수지를 재활용하여 환경오염과 인체의 건강이 저해되는 것을 방지하는 폐합성수지 재활용 시스템들이 지속적으로 개발 발전되고 있는 실정이다.

이하에서는 도면을 참고하여 종래 폐합성수지 재활용 시스템의 일 예를 설명한다.

도 1은 종래의 폐합성수지 재활용 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 열분해장치의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 열분해장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 폐합성수지 재활용 시스템은, 일정량의 폐플라스틱이나 폐비닐(이하, '폐합성수지'라 함)을 수용하여 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해시키는 열분해장치(10)와 열분해장치(10) 내부와 연통 연결되어 열분해에 의해 생성된 오일가스를 분리하는 분리장치(30)와 분리된 오일가스를 액화시키는 냉각장치(40) 및 액화된 오일을 저장하는 저장탱크(50)을 포함한 구성으로 이루어진다.

상술한 폐합성수지 재활용 시스템 구성 중 열분해장치(10)의 구성을 더욱 상세히 살펴보면, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 일정량의 폐합성수지을 수용하는 원통 형상의 열분해조(12)를 구비하고, 이 열분해조(12)의 일단 부위에는 분쇄된 폐합성수지의 투입이 이루어지는 투입구(14)가 마련되며, 타단에는 열분해조(12) 내부에서 열분해된 오일가스가 분리장치(30)로 유동하도록 통로를 이루는 배출관(16)이 마련된다.

여기서, 열분해조(12)는 일회의 열분해가 진행되는 과정에서 열손실을 방지하기 위하여 내부의 기밀이 계속적으로 유지되어야 한다. 따라서 열분해조(12)는, 일회의 작업으로 많은양의 폐합성수지를 수용할 수 있도록 하기 위하여 대용량으로 설계되는 것이 일반적이며, 반면, 폐합성수지를 투입하기 위한 투입구(14)의 크기는 열손실을 방지하기 위하여 작은 사이즈로 설계되는 것이 일반적이다.

그리고, 열분해조(12)의 내벽에는 내부에 투입되는 폐합성수지가 열분해조(12) 내부에서 덩어리로 유지되지 않도록 하고, 히터(24)의 표면에 대한 비표면적을 높이도록 함과 동시에 계속적인 유동이 있도록 스크류 형태로 커터(26)가 설치된다.

이와 더불어 열분해조(12)는, 브래킷(20a)과 롤러(20b)로 구성된 지지기반(20)의 지지를 받아 회전 가능한 상태로 놓이고, 측벽에는 둘레를 따라 기어(18)를 형성하고, 열분해조(12) 일측에는 기어(18)와 한 조를 이루는 피니언(22a)을 구비한 감속기어드 모터(22)가 설치되어 모터(22)의 구동에 의해 열분해조(12)가 회전하도록 구성된다.

그러나, 상술한 이유에서 열분해조(10) 내부로 투입하기 위한 폐합성수지는 투입구(14)에 대응하여 일정 크기로 분쇄하는 작업을 필요로 하고, 또 대용량의 열분해조(12)의 크기에 비교하여 투입구(14)의 사이즈가 작은 관계로 분쇄한 폐합성수지를 투입하여 충분히 채우기 위해서는 많이 어려울 뿐 아니라 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

그리고, 열분해조(12) 내부에 투입되는 각종 폐합성수지는 다양한 이물질(폐기물)을 함유하고 있으며, 이들 폐기물들이 계속적으로 잔존하는 경우에는 열분해조(12) 내의 열분해를 위해 설치되는 히터부(24)의 표면에 들러붙어 다음 작업과정에서 폐합성수지를 열분해하기 위한 열전달이 정상으로 이루어지지 못하는 문제와 미소 공극으로 이루어진 배출관(16)의 입구를 막아 정상적인 작업이 이루어지지 못하는 등의 문제를 야기한다.

따라서, 이러한 이물질을 제거하기 위해서는 일정량의 폐합성수지에 대한 열분해 작업이 종료된 후 일정 시간의 냉각과정을 거친 후 열분해조(12) 내부로 작업자가 투입되어 청소하는 과정을 갖는다.

하지만, 이러한 청소의 과정은, 열분해조(12) 내부의 잠열을 전부 소진한 이후에 작업이 진행됨에 따라 연속작업이 불가능하고, 히터부(24) 표면의 냉각으로 인하여 폐기물 및 잔류 폐합성수지가 들러붙어 청소 작업이 어려울 뿐 아니라 작업시간이 지연되는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 착안된 것으로서, 열분해조 내의 잔존하는 폐합성수지를 잠열이 남아 있는 상태에서 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있도록 함으로써 다음 연속되는 작업시간을 단축할 수 있도록 하는 폐합성수지 유화장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐합성수지 유화장치는, 일단은 개구되고, 타단은 오일가스 배출관이 연통 연결되는 원통 관 형상으로 내벽에 용융히터부를 구비한 열분해조와; 상기 용융히터부의 내벽으로부터 도출한 커터를 구비한 폐합성수지 유화장치에 있어서, 상기 커터는 상기 용융히터부의 내벽 둘레에 대하여 복수 개수가 간격을 두고 배치되며, 이들 커터 사이의 간격 부위는 상기 열분해조의 길이 방향을 따라 일열로 배열됨을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치.

또한, 상기 용융히터부의 내벽 둘레 방향으로 배열되는 상기 커터들은 상기 열분해조의 길이 방향을 따라 나선형 배치를 이루도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 열분해조의 개구 방향의 상기 용융히터부의 단부 부위는 상기 열분해조의 내벽과 단차를 이루어 저류조를 형함이 바람직하고, 상기 저류조의 저면에는 상기 열분해조의 외측으로 관통하는 배출구를 더 형성토록 함이 효과적이다.

본 발명에 따른 폐합성수지 유화장치에 의하면, 열분해조 내의 용융히터부에 부착되는 커터들이 상호 열분해조의 길이 개구 형성방향에 대하여 간격을 두고 형성됨에 따라 열분해조가 충분히 냉각되지 않은 상태에서도 투입구를 열고, 그 안에 끌개 넣어 커터들 사이로 폐기물을 끌어 내도록 함으로써 열분해조 내의 잠열이 남아 있는 상태에서 짧은 시간 내에 용이하게 제거할 수 있도록 함으로써 다음 연속되는 작업시간을 단축할 수 있도록 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 폐합성수지 유화장치 구성 및 이들 구성의 연결관계를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 열분해장치의 구성 및 이들 구성의 구동관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2의 열분해조의 구성 및 이들 구성의 배치관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해조 내의 커터들의 배치관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 배출구를 기준 위치로 하여 도 4에 표시한 화살표 Ⅴ-Ⅴ 선을 방향으로 바라본 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석될 수 있는 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시하는 구성은, 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치의 구성 및 이들 구성의 배치관계를 설명하기 위한 도면으로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는, 도 4에 도시한 열분해장치(30) 구성은, 원통 형상의 열분해조(38)의 일단은 개구되고, 타단은 오일가스 배출관(16)이 연통 연결되며, 내벽에 용융히터부(40)를 구비한다.

또한, 용융히터부(40)의 내벽에는 투입되는 폐합성수지에 대하여 열전달을 위한 비표면적을 높이도록 하기 위하여 덩어리 형태의 폐합성수지는 고온과 굵기로 절단토록 하고, 용융히터부(40)의 표면과 더불어 열 전도율을 더욱 확장시키도록 하는 커터(44)의 설치가 이루어진다.

이러한 커터(44)는 용융히터부(40)의 내벽 둘레에 대하여 복수 개수가 간격을 두고 배치되며, 이들 커터(44) 사이의 간격 부위는 열분해조(38)의 길이 방향을 따라 일열로 배열된다.

즉, 종래의 커터(26)는 용융히터부(24) 내벽 둘레를 따라 환형으로 연속되는 형상을 이루었고, 이러한 형상은 열분해조(12) 내부의 개구 형성 방향에 대하여 ㅋ칸막이로서의 역할을 하므로 작업자의 투입이 불가피 했다.

이에 반하여 본 발명은, 커터(44)를 복수의 조각으로 분리하여 이들을 용융히터부(40) 내벽을 따라 열분해부(38)의 깊이 방향으로 나선형 배치를 갖도록 함으로써 일회의 열분해 공정이 마친 이후에 투입구(14)를 통해 끌개 등의 수단을 이용하여 커터(44)들이 이루는 간격 사이로 폐기물을 끌어내리도록 하여 이루어질 수 있다.

따라서, 투입구(14)의 개방을 통해 끌개 등을 이용함에 따라 열분해조(38) 내부의 잠열을 소진되지 않은 상태에서도 청소작업을 진행할 수 있고, 또 잠열이 남은 상태에서 다음 폐합성수지의 투입을 시행하는 시간적 금전적 이점을 창출할 수 있다.

이에 더하여, 상술한 열분해조(38)의 개구 방향에 있는 용융히터부(40)의 단부 부위는 열분해조(38)의 내벽과 단차를 이루어 폐기물이 다시 용융히터부(40)의 내부로 흘러들지 못하도록 하는 저류조(44)를 형성토록 함이 바람직하다.

그리고, 저류조(44)의 저면에는 열분해조(38)의 외측으로 관통하는 배출구(46)를 더 형성하여 용이하게 배출되게 함이 바람직하고, 이 배출구(46)는 청소 작업이 완료된 이후에 기물유지되게 개폐수단을 구비토록 함은 당연하다 할 것이다.

이상에서 살펴본 내용은, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고, 이를 근거로 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서의 다양한 변형과 수정은 본 발명의 청구범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

10: 열분해장치 12, 38: 열분해조
14: 투입구 16: 배출관
18: 기어 20: 지지부
22: 모터 24, 40: 용융히터부
26, 44: 커터 42: 저류조
46: 배출구 50: 분리장치
60: 냉각장치 70: 저장탱크

Claims (4)

1. 일단은 개구되고, 타단은 오일가스 배출관이 연통 연결되는 원통 관 형상으로 내벽에 용융히터부를 구비한 열분해조와; 상기 용융히터부의 내벽으로부터 도출한 커터를 구비한 폐합성수지 유화장치에 있어서,
   상기 커터는 상기 용융히터부의 내벽 둘레에 대하여 복수 개수가 간격을 두고 배치되며, 이들 커터 사이의 간격 부위는 상기 열분해조의 길이 방향을 따라 일열로 배열됨을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 용융히터부의 내벽 둘레 방향으로 배열되는 상기 커터들은 상기 열분해조의 길이 방향을 따라 나선형 배치를 이루는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 열분해조의 개구 방향의 상기 용융히터부의 단부 부위는 상기 열분해조의 내벽과 단차를 이루어 저류조를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 저류조의 저면에는 상기 열분해조의 외측으로 관통하는 배출구를 더 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치.

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