KR20180033220A - 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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로툰다루 이나키 호세 가린
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Abstract

유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법 및 장치(100)가 개시되며, 본 장치는 반응기에 연결되는 압출 기계를 포함한다. 압출 기계는 압출 실린더(103)를 포함하고, 이 압출 실린더를 통해 피스톤(104)이 압출 공동부(106) 내에서 순환하게 되며, 압출 공동부는 3개의 부분(107, 110, 111)을 포함하며, 폐기물의 예비 처리 후에 얻어지는 회반죽의 공급을 받게 된다. 제3 부분(111)의 단부(115)가 개구(114)를 통해 반응기(112)에 연결된다. 반응기의 길이 방향 축은 몇개의 강 블레이드(108)가 배치되어 있는 회전 강 축(116)으로 형성되고, 블레이드의 단부는 회전하면서 절단, 두드림, 펀칭 및 유압 나선의 역할을 한다. 블레이드의 단부와 반응기의 벽 사이에는 0.1 mm 이상 두께의 틈새가 있다. 반응기는, 경계 영역에 있는 회반죽이 일련의 압력, 진동 에너지 및 압축 해제 사이클에 의해 처리되면 그 회반죽을 몇개의 개구(304)를 통해 배출하는 배출 밸브(304)를 가지고 있다.

Description

유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법 및 장치
본 발명은 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치에 관한 것이다.
심지어 선진국서도, 고체 도시 폐기물의 요소의 수집, 운송, 분리 및 최종 처리는 경제상의 또한 환경적인 문제인데, 왜냐하면, 이상적인 상황에서는, 고체 도시 폐기물의 100%가 원료, 귀중한 원소의 공급원 등으로서 재사용되기 위해 재활용되어야 하기 때문이다.
예컨대, 유리, 플라스틱 및 금속의 경우에, 새로운 용기(예컨대, 병, 그릇, 캔 등)를 만들기 위한 원료로 재사용된다.
예컨대, 생물학적 원천의 유기물의 경우에는, 균형잡힌 사료, 거름 및 비료를 제조하기 위한 원료로 재사용된다.
덜 발전된 국가 또는 개발도상국에서, 고체 도시 폐기물의 수집, 운송, 및 최종 처리는 보통 거대한 개방 폐기물 더미 또는 흙층으로 덮히는 폐기물 더미의 형성으로 끝나게 된다.
일반적으로, 본 발명은 고체 도시 폐기물의 일부분인 그들 요소의 처리, 회수 및 재활용에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 배터리, 철 및 비철 금속 요소, 오염되지 않은 병, 유리 및 플라스틱 용기, 그리고 어쩌면, 딱딱함 또는 부피 때문에 본 발명의 공정으로는 처리되기에 적당하지 않는 조약돌 및 딱딱한 목편과 같은 유기물 또는 무기물이 사전에 분리되면 유기 또는 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 재활용될 수 없는 나머지 폐기물을 "거부 대상"이라고 한다.
거부 대상은, 부적절하게 관리된 결과 교차 오염되어 있고 재활용될 수 없는 유기 및 무기 요소를 말하는 것으로 이해하면 되고, 이러한 요소는 일반적으로 매립된다.
본 발명의 목적은,이러한 거부 대상에서 발생되는 문제를 해결하는 것이다.
본 발명에서, "유기 및 무기 고체 도시 폐기물" 이라는 표현은, 음식의 소비의 결과로 사람들에 의해 발생되는 주로 생물적인 원천의 폐기물 조합을 의미한다.
이러한 폐기물의 예로는, 뼈, 고기 잔여물, 연골, 그리스(grease), 기름, 채소, 과일, 시리얼, 유지 식물(oil plant), 우려낸 액체 등이 있고, 일반적으로 이것들에는, 일반적으로 유기 폐기물로 오염되는 백 및 플라스틱, 종이, 판지 및 유리 용기와 같은 잔류 무기 폐기물이 동반된다.
다른 한편, 본 발명에서, "골재" 라는 용어는, EPA SW486 및 EPA 1310 표준에 따르는 잡석 및 돌과 같은 암석 특성의 입상화된 살균 건조 제품을 의미한다. 즉, 이는 모르타르 및 도로 뒤채움에 사용되기에 적합한 제품이다.
본 발명의 대상은, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법이다.
이 방법은,
고체 폐기물로부터 거부 대상을 선별하고 준비하여 회반죽을 얻는 단계;
유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치에 대한 공급을 수행하는 단계 - 상기 장치는 압출 기계와 반응기를 포함하고, 상기 압출 기계는 압출 실린더를 포함하고, 상기 압출 실린더를 통해 피스톤이 압출 축을 규정하는 압출 공동부 내부에서 순환하고, 상기 압출 공동부의 단부는 상기 반응기에 밀폐식으로 연결되어 있고, 상기 반응기의 길이 방향 축은 블레이드가 배치되어 있는 회전 축을 포함하고, 상기 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔(dome) 사이에는 반응기의 경계층이라고 하는 틈새가 있으며, 반응기의 회전 축 및 블레이드는 함께 회전자라고 함 -;
회반죽이 반응기의 블레이드와 접촉할 때까지, 앞으로 이동하는 압출 기계의 피스톤에 의해 상기 회반죽이 압축되는 압축 단계 - 상기 블레이드는 회반죽을 거부하여 회반죽을 압출 기계의 내부로 보내고 회반죽이 앞으로 이동하는 것을 방지하며 결과적으로 압력이 증가됨 -;
처리 단계 - (a) 상기 피스톤이 앞으로 이동하면, 피스톤은 회반죽을 더 압축하여 반응기의 상기 경계층에 침투시켜 주변 막을 형성하고, (b) 상기 반응기 축에 공진이 일어나고, 회전자 축에 의해 생긴 포텐셜 에너지가 충격파 열(shock wave train)의 발생으로서 방출되어, 상기 압출 공동부 내의 회반죽이 격렬하게 교반되고 또한 경계층에 있는 회반죽은 회전자 축의 진동으로 발생되는 최고 압력을 받게 되며, (c) 일단 공진 현상이 끝나면, 압출 기계의 피스톤에 대한 압력이 감소되어 회반죽이 압축 해제되고, 회전자에 다시 한번 공진이 일어나고 충격파의 새로운 발생이 있을 때까지 회전자에 대한 회반죽의 압축이 반복되며, 그리고 (d) 공진 및 압축 해제 사이클은 회반죽의 온도가 85℃ 내지 98℃, 바람직하게는 92℃에 도달할 때까지 반복됨 -; 및
배출 단계를 포함한다.
종속 청구항에는, 본 발명에 따른 방법의 다양한 유리한 대안예 및 바람직한 실시 형태가 기재되어 있다.
본 발명의 다른 대상은, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치(100)이며, 이 장치는 반응기에 연결되는 압출 기계를 포함하고,
상기 압출 기계는 압출 실린더를 포함하고, 상기 압출 실린더를 통해 피스톤이 압출 축을 규정하는 압출 공동부 내부에서 순환하고, 상기 압출 공동부의 단부는 상기 반응기에 밀폐식으로 연결되어 있고,
상기 반응기는 회전 대칭형의 드럼이고, 상기 드럼의 길이 방향 축은 개구에 의해, 상기 압출 기계의 실린더의 압출 공동부의 단부에 연결되고(바람직하게는 횡방향으로, 압출 축에 대해 90°의 각도로),
상기 반응기의 길이 방향 축은 상기 반응기의 단부에 배치되어 있는 베드 안에 삽입되는 회전 축을 포함하고, 상기 축에는 강 블레이드가 배치되어 있고, 상기 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔 사이에는 반응기의 경계층이라고 하는 틈새가 있으며,
상기 반응기는 배츨 밸브를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
종속 청구항에는, 본 발명에 따른 장치의 다양한 유리한 대안예 및 바람직한 실시 형태가 기재되어 있다.
본 발명의 추가 이점 및 특징은 이하의 설명으로부터 알 수 있을 것이며, 이하의 설명에서는, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 일부 바람직한 실시 형태를 비제한적으로 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 장치의 측단면도이다.
도 2는 회전자의 사시도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 장치의 일부분의 측단면도로서, 도 3a는, 반응기의 배출 밸브가 닫힌 상태에서, 회반죽을 회전자의 블레이드에 압축하는 단계를 나타내고, 도 3b는 반응기의 밸브가 열려, 회반죽이 반응기의 경계층 및 반응기의 바닥부에 있는 개구를 통해 배출될 수 있는 것을 보여준다.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 및 4e는 회전자 축을 지지하는 블레이드에 대한 일군의 도로,
도 4a는 회전자 축을 지지하는 내부 블레이드의 기초도를 나타내고,
도 4b는 회전자 축을 지지하는 내부 블레이드의 측면 정면도를 나타내며,
도 4c는 B - B 에서 자른 내부 블레이드의 단면도를 나타내고,
도 4d는 A - A 에서 자른 내부 블레이드의 단면도를 나타내며,
도 4e는 회전자 축을 지지하는 측면 블레이드(400) 중 하나의 사시도를 나타내고, 이러한 측면 블레이드 중의 2개는 회전자의 두 단부 각각에 위치되고 서로 거울상(mirror image) 관계로 있다.
도 5a 및 5b 반응기의 배출 밸브의 정면도로, 도 5a는 반응기의 배출 밸브가 닫혀 있는 것을 나타내고, 도 5b는 배출 밸브가 열려 있는 것을 나타낸다.
도 6은 전기 엔진, 플라이휠, 반응기에 연결되어 있는 압축 챔버 및 그의 배출 밸브의 사시도이다.
다음, 고체 도시 폐기물의 처리를 위한, 시험 공장 스케일의 본 발명의 절차, 즉 하루에 최대 대략 2000 kg의 폐기물을 처리하기 위한 절차의 바람직한 실시 형태를 참조할 것인데, 하지만, 기술적 개념은 하루에 폐기물을 수십 또는 수백 톤 처리할 수 있는 산업 공장에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 발명의 절차는 그 자체로는 신규하지 않는 일련의 단계로 시작하는데, 이는 다음과 같은 단계를 포함한다:
a) 고체 도시 폐기물을 폐기물 처리 공장에 제공하는 단계;
b) 부분적으로 또는 완전히 혼합되어 있고 교차 오염된 무기 또는 유기 폐기물을 분쇄기에 넣고 백(존재한다면)을 찢으며, 그리고 재활용 가능한 폐기물의 최초 선별을 위한 컨베이어 벨트(넓게 노출되어 있고 미리 정해진 속도를 가짐) 상에 백의 내용물을 놓는 단계;
c) 최초 선별 동안에 다음과 같은 폐기물을 연속적으로 추출하고 이 폐기물을 처리를 위해 처리 공장 밖으로 보내는 단계;
- 수동적 또는 기계적으로 선별되는 배터리, 전자 부품, 마이크로프로세서, 가전 기기, 등;
- 수동 또는 기계적으로 선별되는 병과 유리 및 플라스틱 용기;
- 자기적 시스템을 통해 선별되는 강자성 금속(시트, 철, 볼트, 스크류,
못, 힌지 등);
- 수동적으로, 기계적으로, 전기기계적으로 또는 전자기적으로 선별되는
비철 금속(납, 알루미늄, 청동, 구리, 황동);
d) 나머지 폐기물(거부 대상이라고 함)을 균질화를 위해, 관절식 롤러(원형 호퍼 안에서 회전함)를 갖는 갈기(grinding) 및 분쇄 기계에 보내는 단계; 이러한 나머지 폐기물은 거부 대상이라고 하며, 최초 선별 동안에 추출되지 않은 무기 및 유기 잔여물로 오염된 생물학적 원천의 고체 및 액체 유기 잔여물로 이루어짐;
처리되는 폐기물의 총 중량에 대한 거절 대상의 비율은 넓게 변하고, 도시 폐기물이 발생되는 지역, 그 해의 시기, 및 폐기물을 발생시키는 거주자의 생활 수준에 크게 달려 있음.
e) 거절 대상을 갈기 및 분쇄 기계 안으로 장입하고 웜(worm) 구동기를 통해 결합제 및 선택적으로 잡석을 추가하고 또한 계량 노즐을 통해 물을 추가하는 단계.
결합제는 콘크리트인데, 즉 석회질 광물 및 점토(클링커)를 건설 산업에서 이들 종류의 공급물에 사용되는 관례적인 첨가물과 함께 하소(calcination)시킨 결과 얻어지는 재료이다.
잡석은, 타일, 하부 마루, 하부 포장 재료, 벽돌, 바탕칠 등과 같은, 건설 산업에서 생기는 임의의 종류의 잔여 재료인 것으로 이해하면 된다.
갈기 및 분쇄 기계에 추가되는 콘크리트의 양은 그 기계에 장입되는 폐기물의 양에 대해 20% 내지 30% 이다.
갈기 및 분쇄 기계에 장입되는 폐기물이 함유하는 물의 비율 함량(일반적으로 약 5 내지 10%)에 따라, 물 함량의 최종 비율이 폐기물/결합제/물의 혼합물의 총 중량의 25% 내지 35%가 되도록 물이 추가된다.
폐기물 내의 물 함량이 매우 높은 경우, 잡석의 추가가 예상되며, 이 잡석의 기능은 최종 혼합물 또는 동일한 기능을 갖는 다른 재료의 잉여 습분을 흡수하는 것이다.
갈기 및 분쇄 기계의 작동은 연속적이다. 추가된 재료는 갈리고 분쇄되고 또한 부분적으로 균질화되며, 위에 뜨는 재료(5 내지 12 mm의 입도를 가짐)는 상기 기계의 상부에 위치되는 "공급기"에 의해 연속적으로 제거되며, 이는 갈기 및 분쇄 기계로부터 제거되는 재료의 양을 조절하는 마이크로처리부에 의해 모니터링되고, 그 재료는 컨베이어 벨트에 보내진다.
제거된 재료는 컨베이어 벨트에 의해 호퍼에 보내지는 비균질하고 불규칙적인 회반죽이며, 그 호퍼는 반응기에 연결되어 있는 유압 작동식 피스톤 압출 기계에 대한 공급을 수행한다.
f) 이 단계 및 다음 단계는 본 발명의 신규하고 진보적인 특징을 가지고 있다.
이전 단계에서 나온 회반죽은 유압력을 발생시키는 유압 펌프가 제공되어 있는 피스톤 압출 기계의 호퍼 안으로 부어지며, 그 유압력에 의해 유압 실린더가 작동되고, 이 유압 실린더는 피스톤을 압출 공동부 안으로 이동시킨다.
압출 공동부는 피스톤이 안에서 이동하는 실린더로 이루어지며, 시험 공장의 경우에 그 실린더는 대략 동일한 부피(예컨대, 10 L)를 갖는 3개의 부분을 가지고 있다.
압출 공동부의 실린더 제1 부분을 피동 챔버라고 하고, 이 피동 챔버에서 피스톤은 진입 챔버라고 하는 제2 부분에 도달할 때까지 이동을 시작한다.
진입 챔버는 압출 기계의 호퍼에 연결되어 있는 개구를 가지며, 그 호퍼는 10 L 분량의 회반죽을 진입 챔버 안으로 들여 보낸다. 이 분량의 회반죽이 압출 기계의 실린더의 진입 챔버에 장입된 후, 호퍼의 회반죽 입구 밸브가 닫히게 된다.
그런 다음, 유압력으로 작동되는 피스톤이 상기 분량의 회반죽을 압출 공동부의 실린더의 제3 부분 안으로 가압하여 밀어 넣는다. 이 제3 부분을 압축 챔버라고 한다. 이 압축 챔버에서, 피스톤에 의해 가압되고 있는 회반죽은 실린더의 제3 부분을 완전히 채우게 되며 압출 기계의 실린더의 단부로 보내지게 된다.
압축 챔버의 단부는 반응기라고 하는 장치에 밀폐식으로 연결되어 있다.
g) 반응기는 원통형 강 드럼이고, 이 드럼의 길이 방향 축은 수평하게 배치되고, 90°의 각도로 개구를 통해 압출 기계의 실린더의 압축 챔버의 단부에 횡방향으로 연결된다(아래에서 도면의 설명 참조요).
반응기의 길이 방향 축은, 반응기의 단부(또는 "헤드")에 배치되어 있는 베드 안에 삽입되는 회전 강 축을 포함한다. 이 축에는 몇개의 강 블레이드가 있고, 이들 블레이드의 단부는 회전하면서 절단, 두드림, 펀칭 및 유압 나선의 역할을 한다. 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔(dome) 사이에는 0.2 mm의 틈새가 있다.
본 발명에서, 블레이드의 단부와 반응기의 벽 사이에 있는 이 틈새 또는 자유 공간을 반응기의 경계층이라고 한다.
반응기의 회전 축 및 블레이드를 함께 회전자(rotor)라고 한다. 또한, 반응기 축은 회전자가 고속으로 회전할 수 있게 해주는 전기 모터에 연결되어 있다.
반응기 및 회전자의 구조적 및 기능적 양태는, 본 발명의 장치에 대한 상세한 설명에서, 이 설명에 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
블레이드 갯수 및 블레이드의 기하학적 형상 때문에, 고속 회전으로 인해, 회반죽은 압축 챔버의 단부에 도달하여, "눈이 보이지 않는 벽을 와서 보게 된다".
이러한 효과는 선풍기 날개의 예를 생각하면 더 잘 보고 이해할 수 있는데, 선풍기 날개는, 빠르게 회전하여, 보이지 않는 벽을 형성하게 되며, 이 벽은 벽에 침투하고자 하는 어떤 물체라도 거부하게 된다.
따라서, 피스톤에 의해 가압되는 회반죽이 회전자와 접촉하게 되면, 다음과 같은 일련의 상황이 일어나게 된다.
회반죽 내의 낮은 게이지 압력에서 또한 전기 모터의 저소비시에 일어나는 제1 상황은, 블레이드와 접촉하는 재료의 역 충돌 또는 격렬한 거부이다. 갈기 및 혼합은 회반죽 내부에 압력이 없이 일어난다.
제2 상황은, 회반죽을 회전자에 가압하는 피스톤의 압력이 약간 증가한 결과로 일어난다. 회반죽은 회전자와는 반대 방향으로 회전하기 시작하고 저압에서 갈기 및 혼합이 일어난다.
제3 상황 동안에, 더 얇은 갈기 및 더 강한 혼합이 계속된다. 이 상황은 회반죽의 중심부에서 대략 490 kPa(대략 5 kg/cm2)의 압력에서 일어난다.
제 4 상황 동안에, 피스톤의 압력이 계속 상승하고, 또한 마찰의 효과로 인해 회반죽의 온도가 75℃에 도달하여, 회반죽의 추가적인 균질화가 이루어지게 된다.
제 5 상황 동안에, 회반죽은 발생된 모든 가스 또는 가능한 잡힌 기포를 잃게 된다.
제 6 상황 동안에는, 회반죽에 대한 압력은 매우 높아 약 980 kPa(대략 10 kg/cm2)이고, 이러한 압력에 의해 새로운 단계가 있게 된다.
h) 이 단계에서, 고압을 받는 회반죽은, 피스톤과 회전자의 회전 전방부 사이에서 회전자와는 반대 방향으로 대략 30 km/h로 회전하고, 또한 블레이드에 의해 반응기의 경계층에 침투하게 되며, 그래서, 반응기/압출 기계 모두를 위한 완전한 유압 시일로서 작용하는 0.2 mm 두께의 주변 막을 형성한다.
이 주변 막의 양은 총 회반죽 양의 5%이며, 나머지 95%는 압축 챔버 내부에서 계속 회전한다.
주변 막은 대략 150 km/h의 속도로 순환하며, 단 2초 내에 전체량의 회반죽을 교환시킨다.
절차의 이때에, 그리고 압축 챔버에서 회반죽에 대한 피스톤 압력이 대략 1176 kPa(대략 12 kg/cm2)에 도달하는 압력 증가가 회반죽에 일어나면, 회전자 축에 물리적 현상이 일어나게 된다.
그러므로, 회전자 블레이드에 대한 회반죽의 압력이 증가함에 따라, 회전자 블레이드의 축은 회반죽의 전진 이동과 동일한 방향으로 약간 휘어져, 회전자 축의 중심부에서 직립 위치로 최대 0.2 mm 만큼 변위되고 2톤에 상당하는 큰 포텐셜 에너지가 회전자 축에 생기게 된다.
이때, 공진이라는 물리적 현상이 일어나, 회전자 축이 기본파 및 가능한 고조파를 포함하는 충격파 열(shock wave train)을 발생하게 된다. 즉, 약간 휘어진 상태에서 회전하는 회전자 축은 이제 그의 포텐셜 에너지를 진동 또는 공진의 운동 에너지로 변환시킨다.
저 진동수(80 Hz 미만) 충격파 열에 의해, 경계층의 순환 속도에 비해 낮은 순환 속도로 압축 챔버 내부에 있는 회반죽은 격렬한 교반을 받게 된다.
이러한 물리적 현상의 결과로, 회반죽의 중심부에서, 생물학적 조직의 모든 이들 복잡한 구조의 붕괴가 진동 및 마찰로 인해 일어나고, 심지어 유기물 및 무기물, 중합체의 복잡한 분자가 부분적으로 또는 완전히 분해되며, 이 경우에 온도의 기하하적인 증가가 수반되어, 매우 높은 온도를 받는 회반죽 내부에 미세 공간이 생길 수 있다.
이러한 공진 현상은 2900 rpm으로 회전하는 회전자가 회반죽의 가압을 받기 때문에 일어나는데, 이 회반죽은 중간 피스톤으로서 작용하여 회전자 축을 휘어지게 하고, 이에 따라, 2톤에 상당하는 큰 포텐셜 에너지가 회전자 축에 생기게 된다.
이때, 회전자 축은 생성된 포텐셜 에너지를 큰 스프링로서 전환하게 되며, 이 결과 기계적 공진, 즉 충격파 열의 발생이 일어나게 된다.
이 경우, 극히 높은 최고 압력이 생기면서, 경계층 내에서 상기 경계층의 붕괴가 더욱더 급진적으로 일어나게 된다.
반응기에 공진이 일어나면, 이 경우에 다량의 순간적인 에너지가 소비된다. 이 문제를 해결하기 위해, 전기 모터의 축에 결합되어 있고 운동 에너지를 축적하는 플라이휠(flywheel)이 있다.
회전자가 100 rpm 이하로 감속되면, 플라이휠이 74,570 J/s(대략, 100 HP)을 전달하여, 모터가 전기적 동기(synchronism)에서 이탈하는 것을 방지하고 또한 이어서 라인에서 장력이 감소하는 것을 방지한다.
공진 현상은 대략 1 내지 2 초 지속된다.
이어서, 압출기 피스톤에 가해지는 유압력이 1.5 내지 2 초간 제거되고, 충격파의 새로운 발생이 일어날 때까지 회전자에 대한 회반죽의 압축 사이클이 반복된다. 전체 절차는, 본 발명에 따라 장치가 포함하는 적절한 센서에 연결되어 있는 마이크로프로세서에 의해 자동적으로 모니터링된다.
압축 기계 및 반응기/회전자 모두를 동기적으로 작동시키는 방식에 의해, 전기 모터의 에너지를 플라이휠로 대체할 수 있고, 그래서 갑작스런 소비에 따른 장력의 감소를 방지할 수 있다.
압축 및 압축 해제 사이클은 회반죽의 온도가 대략 92℃에 도달할 때까지 반복된다. 상기 장치의 센서가 이 온도를 검출한다.
압축 사이클의 횟수는 처리되는 폐기물의 특성에 달려 있지만, 이 절차 단계는 일반적으로 25 내지 50 초를 필요로 한다.
i) 최종 절차 단계. 25 내지 50 초 후에, 반응기의 배출 밸브가 열리고, 압출 기계는, 회반죽에 대한 피스톤 압력에 의해 또한 경계층 및 반응기의 바닥부에 배치되어 있는 개구를 통해, 처리된 회반죽을 배출하여 컨베이어 벨트 상에 두게 되며, 이 컨베이어 벨트는 회반죽을 저장 영역에 보내고, 이 저장 영역에서 회반죽이 입상 형태로 굳어 골재로 된다.
이하, 본 설명의 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시 형태를 설명한다.
갈기 및 분쇄 기계에서 나오는 재료는, 피스톤 압출 기계에 대한 공급을 수행하는 호퍼(hopper)에 컨베이어 벨트를 통해 보내지고, 그 피스톤 압출 기계는 유압식으로 작동되고 반응기에 연결되어 있다.
도 1은 압출 기계(102)와 반응기(112)를 포함하는 장치(100)를 개략적으로 나타낸다.
회반죽이 컨베이어 벨트(나타나 있지 않음)를 통해 압출 기계(102)의 호퍼(101)에 공급된다.
압출 기계는 피스톤(104)이 순환하는 압출 실린더(103)로 이루어지고, 그 피스톤은 유압 펌프(나타나 있지 않음)에서 오는 유압력으로 작동되고, 유압 펌프는 피스톤을 압출 공동부(106) 안으로 이동시키는 유압 실린더(105)를 작동시키는 유압력을 발생시킨다.
압출 공동부는 피스톤이 안에서 움직이는 20cm 내경의 실린더로 이루어지고, 시험 공장(pilot plant)의 경우에 그 실린더는 대략 동일한 부피(예컨대, 10 L)를 갖는 3개의 부분을 가지고 있다.
압출 공동부의 실린더 제1 부분을 피동 챔버(107)라고 하고, 이 피동 챔버 내부에서 피스톤은 접근 챔버(110)라고 하는 제2 부분에 도달할 때까지 45 cm의 이동을 시작한다. 공간의 이유로, 피동 챔버는 도 1에서 다른 두 부분 보다 짧게 나타나 있다.
*45 cm의 길이를 갖는 접근 챔버는, 10 L 분량의 회반죽을 접근 챔버 안으로 장입하는 호퍼(101)에 연결되는 개구(109)를 가지고 있다. 이 분량의 회반죽을 압출 기계의 실린더의 접근 챔버 안으로 장입한 후에, 호퍼의 회반죽 입구 밸브(나타나 있지 않음)가 닫히게 된다.
그런 다음, 유압력으로 작동되는 피스톤이 상기 분량의 회반죽을 압출 공동부의 실린더의 제3 부분 안으로 가압하여 밀어 넣는다. 50 cm의 길이를 갖는 이 제3 부분을 압축 챔버(111)라고 한다.
이 압축 챔버에서, 피스톤에 의해 가압되고 있는 회반죽은 실린더의 제3 부분을 완전히 채우게 되며 압출 기계의 실린더의 단부로 보내지게 된다.
압축 실린더의 단부는 반응기(112)라고 하는 장치에 밀폐식으로 연결되어 있다.
반응기는 23 cm의 길이와 30 cm의 내경을 갖는 원통형 강 드럼(113)인데, 이 드럼의 길이 방향 축은 수평으로 배치되고 압출 공동부에 의해 규정되는 압출 축과 90°를 이루면서, 개구(114)를 통해 압출 기계의 실린더의 압축 챔버(115)의 단부에 횡방향으로 연결된다.
반응기의 길이 방향 축은, 반응기의 단부(또는 헤드)에 배치되어 있는 베드(117) 안으로 삽입되는 회전 강 축(116)으로 형성된다. 이 축을 따라 몇개의 SAE 5560 강 블레이드(108)가 있고, 이들 블레이드의 단부는 회전할 때 절단, 두드림, 펀치 닙핑(punch nipping), 및 유압 나선의 역할을 한다. 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔 사이에는 0.2 mm 두께의 틈새가 있다.
본 발명에서, 블레이드의 단부와 반응기의 벽 사이에 있는 이 틈새 또는 자유 공간을 반응기의 경계층이라고 한다.
반응기의 회전 축 및 블레이드를 함께 회전자(rotor)라고 한다. 또한, 반응기 축은 회전자가 고속으로 회전할 수 있게 해주는 전기 모터(도 1에는 나타나 있지 않음)에 연결되어 있다.
블레이드의 자유 단부는 외부 표면을 가지며, 이 외부 표면의 폭은 반응기의 길이 방향 축의 방향으로 인접 블레이드의 폭과 부분적으로 겹치며, 그래서 블레이드가 회전할 때, 모든 블레이드에 의해 발생되는 덮음 표면은 연속적인 표면이 되고, 여기서, 상기 폭은, 반응기의 길이 방향 축의 방향으로 반응기의 일단부에 가장 가까운 외부 표면의 점으로부터 그 반응기의 반대쪽 단부에 가장 가까운 외부 표면의 점까지 이르는 거리로 이해하면 된다.
블레이드 갯수 및 블레이드의 기하학적 형상 때문에, 고속 회전으로 인해, 회반죽은 압축 챔버의 단부에 도달하여, "눈이 보이지 않는 벽을 와서 보게 된다".
이러한 효과는 선풍기 날개의 예를 생각하면 더 잘 보고 이해할 수 있는데, 선풍기 날개는, 빠르게 회전하여, 보이지 않는 벽을 형성하게 되며, 이 벽은 벽에 침투하고자 하는 어떤 물체라도 거부하게 된다.
도 2는 7개의 블레이드(108)로 형성된 회전자(200)의 사시도를 나타내며, 이 블레이드는 회전자 축(116)과 결합되어 있다.
회전자 축(116)은 25 Rc(록웰(Rockwell) 경도)를 초과하는 경도를 갖는 SAE 4140 강으로 만들어지고, 50 mm의 직경 및 30 cm의 베드 지지(축의 총 길이)를 가지고 있다.
이러한 치수로 인해, 축의 길이 방향 중심은 떨리고 진동하여 기본 파장 및 가능한 고조파(harmonics)로 조화될 수 있다.
베드의 베어링(롤러 베어링이라고도 함)은 축을 포함하고, 이 베어링은 약간의 각도 변화를 허용하고 또한 축의 떨림 및 공진을 촉진시킨다.
축에 나사 결합되어 있고 블레이드를 서로 분리시키는 허브(203)는 그것들 중에서 휘어진 기하학적 구조를 가지며, 회전자 축에 의해 형성되는 등마루의 등마루골로서 작용한다.
블레이드(이의 갯수는 가변적이고 처리될 도시 폐기물의 종류에 달려 있고, 도 2의 경우에는 7개의 블레이가 있음)는 SAE 5560 강으로 만들어지고, 외부 주변에서 25 Rc 및 45 Rc의 핵 경도를 가지고 있다.
각 블레이드의 길이는 29.96 cm 이지만, 블레이드의 기능은 경계층에 더 가까운 마지막 3 cm 내에서만 수행된다.
이러한 이유로, 회전자는 반향(resounding)할 수 있는 강으로 만들지고, 반응기는 공진이 매우 낮은 주물로 만들어진다.
반응기는 반향해서는 안 됨을 이해할 것이며, 반응기는 비반향 고체로서 거동한다. 반응기가 반향하면, 회전자 의해 발생되는 충격파에 의해 생기는 효과가 상실될 것이다.
회전자는 회반죽 처리를 수행하는 내부 블레이드, 및 회전자의 단부에 배치되고 기본적으로 유압 시일(seal)로서 기능하는 측면 블레이드를 가지고 있다.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 및 4e는 회전자 축을 지지하는 블레이드에 대한 일군의 도인데,
도 4a는 회전자 축을 지지하는 내부 블레이드의 기초도를 나타내고,
도 4b는 회전자 축을 지지하는 내부 블레이드의 측면 정면도를 나타내며,
도 4c는 B - B 에서 자른 내부 블레이드의 단면도를 나타내고, 도 4d는 A - A 에서 자른 내부 블레이드의 단면도를 나타내며,
도 4e는 회전자 축을 지지하는 측면 블레이드(400) 중 하나의 사시도를 나타낸다.
블레이드(400)는 나선(401)의 형태로 된 직사각형 구성을 가지며, 원형 구멍(402)이 그 직사각형의 중심부에 위치되어 있는데, 이 원형 구멍은 2개의 구속 허브 사이에서 회전자 축에 나사 결합되도록 설계되어 있다.
블레이드의 외부 표면(403)은 반응기 내부 벽의 만곡을 따른 길이 방향 원형형상을 가지고 있어, 구멍의 중심에서 나선의 외부 표면까지의 블레이드 직경은 상기 외부 표면과 반응기 벽 사이에서 0.2 mm의 틈새를 가질 수 있다.
양 측면 블레이드는 회전자 축의 두 단부 각각에 위치되고 서로 거울상(mirror image) 관계로 있다.
도 4e는 회전면에 대해 0 내지 40°의 영각(angle of attack)(블레이드 면의 표면에 대한 영각)을 갖는 단부 중의 하나에서 만곡부(404)를 갖는 블레이드를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 반응기에 연결되어 있는 압축 챔버의 일부분의 측단면도를 나타낸다.
*도 3a는 반응기의 배출 밸브(300)가 닫혀 있는 상태에서 본 발명의 절차의 최종 단계에서 반응기가 회반죽을 처리하고 있는 단면도를 나타낸다. 이들 최종 단계 동안에, 반응기는 화살표(301)로 나타나 있는 방향으로 반시계 방향으로 회전하고, 반면에 회반죽은 화살표(302)의 방향을 따라 반대 방향으로 회전한다.
이들 최종 단계(회반죽이 압출 기계의 피스톤에 의해 압축되고, 블레이드의 순환의 결과로 회반죽이 거부되고, 회반죽이 경계층 영역 안으로 강제로 침투하고, 또한 일단 회전자 축이 그의 포텐셜 에너지(회전자 축이 압력에 의해 휘어지는 동안에 축적됨)를 진동 또는 공진 에너지의 형태로 전달하면 격렬한 현상이 일어는 것이 특징임)에서, 반응기의 밸브(300)는 유압 장치(303)에 의해 닫혀 있고, 이에 의해, 반응기가 완전히 밀폐되고 또한 경계층 영역 내의 회반죽이 개구(304)를 통해 방출되는 것이 방지된다.
일단 회반죽이 전술한 바와 같이 일련의 가압 및 압축 해제 사이클을 통해 완전히 처리되면, 반응기의 배출 밸브가 자동적으로 열리고 회반죽이 방출되어 컨베이어 벨트에 보내지게 된다.
상기 절차의 이 최종 단계는 도 3b에 나타나 있는 바와 같은 장치의 상태와 부합한다.
유압 장치(303)는 반응기의 배출 밸브(300)를 "개방된" 위치까지 후퇴시킨 상태이고, 그래서, 경계층 영역에 존재하는 회반죽이, 컨베이어 벨트(나타나 있지 않음) 쪽으로 향하는 화살표(305)의 방향에 따라, 개구(304)를 통해 배출될 수 있다.
압축 챔버에 존재하는 모든 회반죽은 압출 기계의 피스톤에 의해 경계층 영역 쪽으로 전진되어, 반응기의 배출 밸브의 개구를 통해 컨베이어 벨트 쪽으로 배출되고, 이 컨베이어 벨트는 굳히기 공정의 초기 단계에 있는 회반죽을 저장 영역 쪽으로 보내고, 이 저장 영역에서 굳히기가 완료된다.
일단 회반죽의 굳히기 공정이 끝나면, 완전히 불활성이고 오염을 끼치지 않는 골재가 얻어지고, 이 골재는 모래처럼 거동하기 때문에 자연으로 되돌려 보내질 수 있다.
골재는 도로 기층의 건조를 위한 환경 친화적인 벽돌을 만들기 위해 건설 산업에서도 사용될 수 있고 또한 임의의 종류의 건물에서 하부 마루로서 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 사시도로, 각각 호퍼(106)에 대한 공급을 수행하고 또한 처리된 회반죽을 반응기(112)로부터 제거하는 컨베이어 벨트(600, 601)를 나타낸다.
도 6은 또한 반응기(112)에 연결되어 있는 압출 기계의 압축 챔버(111), 전기 모터(602), 플라이휠(flywheel)(603), 및 반응기의 배출 밸브를 개폐하기 위한 유압 장치(303)를 나타낸다.

Claims (33)

  1. 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법으로서,
    고체 폐기물로부터 거부 대상을 선별하고 준비하여 회반죽(parget)을 얻는 단계;
    유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치(100)에 대한 공급을 수행하는 단계 - 상기 장치는 압출 기계(extruding machine)와 반응기를 포함하고, 상기 압출 기계는 압출 실린더(103)를 포함하고, 상기 압출 실린더를 통해 피스톤(104)이 압출 축을 규정하는 압출 공동부(106) 내부에서 순환하고, 상기 압출 공동부의 단부는 상기 반응기(112)에 밀폐식으로 연결되어 있고, 상기 반응기의 길이 방향 축은 블레이드(108)가 배치되어 있는 회전 축(116)을 포함하고, 상기 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔(dome) 사이에는 반응기의 경계층이라고 하는 틈새가 있으며, 반응기의 회전 축 및 블레이드는 함께 회전자라고 함 -;
    회반죽이 반응기의 블레이드와 접촉할 때까지, 앞으로 이동하는 압출 기계의 피스톤에 의해 상기 회반죽이 압축되는 압축 단계 - 상기 블레이드는 회반죽을 거부하여 회반죽을 압출 기계의 내부로 보내고 회반죽이 앞으로 이동하는 것을 방지하며 결과적으로 압력이 증가됨 -;
    처리 단계 - (a) 상기 피스톤이 앞으로 이동하면, 피스톤은 회반죽을 더 압축하여 반응기의 상기 경계층에 침투시켜 주변 막을 형성하고, (b) 상기 반응기 축에 공진이 일어나고, 회전자 축에 의해 생긴 포텐셜 에너지가 충격파 열(shock wave train)의 발생으로서 방출되어, 상기 압출 공동부 내의 회반죽이 격렬하게 교반되고 또한 경계층에 있는 회반죽은 회전자 축의 진동으로 발생되는 최고 압력을 받게 되며, (c) 일단 공진 현상이 끝나면, 압출 기계의 피스톤에 대한 압력이 감소되어 회반죽이 압축 해제되고, 회전자에 다시 한번 공진이 일어나고 충격파의 새로운 발생이 있을 때까지 회전자에 대한 회반죽의 압축이 반복되며, 그리고 (d) 공진 및 압축 해제 사이클은 회반죽의 온도가 85℃ 내지 98℃, 바람직하게는 92℃에 도달할 때까지 반복됨 -; 및
    배출 단계를 포함하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선별 및 준비 단계는,
    a) 고체 도시 폐기물을 폐기물 처리 공장에 제공하고;
    b) 폐기물을 분쇄기에 장입하고, 백이 존재한다면 백을 찢으며, 그리고, 넓게 노출되어 있고 미리 정해진 속도를 가지며 재활용 가능한 폐기물의 최초 선별을 위한 컨베이어 벨트 상에 상기 백의 내용물을 놓으며;
    c) 상기 최초 선별 동안에 다음과 같은 폐기물, 즉
    수동적 또는 기계적으로 선별되는 배터리, 전자 부품, 마이크로프로세서, 가전 기기, 등;
    수동 또는 기계적으로 선별되는 병과 유리 및 플라스틱 용기;
    자기적 시스템을 통해 선별되는 강자성 금속, 예컨대 시트, 철, 볼트, 스크류, 못, 힌지 등;
    수동적으로, 기계적으로, 전기기계적으로 또는 전자기적으로 선별되는
    비철 금속, 예컨대 납, 알루미늄, 청동, 구리, 황동
    을 연속적으로 추출하고 상기 폐기물을 처리를 위해 상기 처리 공장 밖으로 보내는 것을 포함하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선별 및 준비 단계는 거부 대상을 갈기(grinding) 및 분쇄 기계에서 갈고 분쇄하는 것을 포함하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별 및 준비 단계는 결합제, 바람직하게는 콘크리트를 추가하는 것을 포함하고, 추가되는 콘크리트는 폐기물의 양에 대해 중량으로 20% 내지 30%인, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별 및 준비 단계는 잡석을 추가하는 것을 포함하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별 및 준비 단계는, 최종 물 함량 비율이 상기 회반죽의 총 중량에 대해 25% 내지 35%의 범위 내에 있도록 회반죽 요소의 비율을 조정하고 선택적으로 물을 추가하는 것을 포함하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 단계는 "공급기"를 이용하여 비균질하고 불규칙적인 위에 뜨는 회반죽을 상기 갈기 및 분쇄 기계로부터 제거하는 것을 포함하고, 상기 공급기는 갈기 및 분쇄 기계로부터 제거되는 회반죽의 양을 조절하는 마이크로처리부에 의해 제어되고, 상기 공급 단계는 또한 회반죽의 일 분량을 컨베이어 벨트를 통해, 상기 압출 공동부의 접근 챔버에 대한 공급을 수행하는 호퍼(hopper)에 보내는 것을 포함하고, 상기 분량의 회반죽이 배출된 후에, 상기 호퍼에 있는 회반죽 입구 밸브가 닫히고, 그런 다음에, 피스톤이 상기 분량의 회반죽을 압축 챔버 안으로 밀어 보내고, 상기 압축 챔버에서, 피스톤에 의해 가압되고 있는 회반죽은 상기 압축 챔버 부분을 완전히 채우게 되며 압출 기계 공동부의 단부로 보내지는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 단계에서, 압출 기계에 공급되는 상기 회반죽은 5 내지 12 mm의 입도를 가지고 있는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 단계에서, 다음과 같은 상황, 즉
    상기 블레이드와 접촉하는 재료의 격렬한 거부가 일어나고 이어서 갈기 및 혼합이 회반죽 내부에 압력이 없이 일어나는 제1 상황;
    상기 피스톤이 앞으로 이동하여 상기 회반죽을 회전자에 미는 결과로 일어나고, 회반죽이 압출 공동부 내에서 상기 회전자와는 반대 방향으로 회전하고 회반죽의 갈기 및 혼합이 일어나는 제2 상황;
    3 내지 7 kg/cm2의 압력을 받는 회반죽이 더 얇게 갈리고 또한 더 강하게 혼합되는 제3 상황; 및
    상기 피스톤의 압력이 계속 상승하고, 또한 마찰의 효과로 인해 회반죽의 온도가 65℃ 이상, 바람직하게는 75℃의 온도에 도달하게 되는 제4 상황이 일어나는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 단계에서 상기 회반죽은 9.5 내지 11.5 kg/cm2의 최종 압력에 도달하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계에서 상기 반응기의 경계층은 0.1 내지 0.5 mm, 바람직하게는 0.2 mm의 두께를 갖는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계에서, 상기 압출 공동부 내의 회반죽은 11 내지 14 kg/cm2, 바람직하게는 12 kg/cm2의 압력을 받는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자는 2700 내지 3100 rpm, 바람직하게는 2900 rpm의 속도로 회전하는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계에서, 상기 충격파 열은 80 Hz 미만이고, 기본파 및 고조파(harmonics)로 이루어져 있는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계에서, 각 공진 및 압축 해제 사이클은 1 내지 2초간 지속되는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계에서, 매 공진 사이클 사이에서의 회반죽의 압축 해제는 1.5 내지 2 초간 지속되는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 25 내지 50 초간 지속되는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출 단계에서, 상기 반응기의 배출 밸브가 열리고, 상기 피스톤이 회반죽을 가압하는 결과로, 또한 경계층 및 반응기의 바닥부에 배치되어 있는 개구를 통해, 처리된 회반죽을 배출하여 컨베이어 벨트 상에 두게 되며, 상기 컨베이어 벨트는 상기 회반죽을 저장 영역에 보내고, 상기 저장 영역에서 회반죽이 입상 형태로 굳어 골재로 되는, 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 방법.
  19. 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치(100)로서,
    반응기에 연결되는 압출 기계를 포함하고,
    상기 압출 기계는 압출 실린더(103)를 포함하고, 상기 압출 실린더를 통해 피스톤(104)이 압출 축을 규정하는 압출 공동부(106) 내부에서 순환하고, 상기 압출 공동부의 단부는 상기 반응기(112)에 밀폐식으로 연결되어 있고,
    상기 반응기는 회전 대칭형의 드럼(113)이고, 상기 드럼의 길이 방향 축은 개구에 의해, 상기 압출 기계(114)의 실린더의 압출 공동부의 단부에 연결되고,
    상기 반응기의 길이 방향 축은 상기 반응기의 단부에 배치되어 있는 베드(117) 안에 삽입되는 회전 축(116)을 포함하고, 상기 축에는 강 블레이드(108)가 배치되어 있고, 상기 블레이드의 단부와 반응기의 벽 또는 돔 사이에는 반응기의 경계층이라고 하는 틈새가 있으며,
    상기 반응기의 회전 축 및 블레이드를 함께 회전자라고 하며,
    상기 반응기는 배츨 밸브(300)를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 장치는 유압 실린더(105)를 작동시키는 유압력을 발생시키는 유압 펌프를 포함하고, 상기 유압 실린더는 상기 피스톤을 상기 압출 공동부(106) 안으로 이동시키는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 압출 공동부는 상기 피스톤이 안에서 이동하는 실린더를 포함하고, 상기 실린더는 3개의 부분, 즉 피동 챔버(107)라고 하는 제1 부분, 제2 부분 또는 접근 챔버(110), 및 제3 부분 또는 압축 챔버(111)를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 실린더는 20 cm의 내경을 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 부분 각각은 10 L의 부피를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 스탑 밸브가 있는 공급 호퍼(101)를 포함하고, 상기 공급 호퍼는 상기 접근 챔버에 배치되어 있는 개구(109)에 연결되는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기는 23 cm의 길이와 30 cm의 내경을 가지고 있는 원통형 강 드럼(113)인, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  26. 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기의 경계층은 0.1 내지 0.5 mm, 바람직하게는 0.2 mm의 두께를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  27. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자(200)는 상기 회전자 축(116)과 결합되어 있는 7개의 블레이드(108)로 형성되고, 상기 회전자의 축은 25 Rc를 초과하는 경도를 갖는 SAE 4140 강으로 만들어지고 50 mm의 직경 및 30 cm의 베드 지지를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  28. 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베드의 베어링은 약간의 각도 변화를 허용하면서 상기 회전자 축을 수용하는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치
  29. 제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축에 나사 결합되고 회전자의 블레이드를 서로 분리시키는 허브(203)는 서로에 대해 발산되어 있는 상호 반대편 면을 가지고 있어, 상기 회전자 축으로부터 멀어짐에 따라 증가하는 어떤 틈새를 형성하는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  30. 제19항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블레이드는 강으로 만들어지고 외부 주변에서 25 Rc 및 45 Rc의 핵 경도를 가지고 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  31. 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기는 주물로 만들어지는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  32. 제19항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블레이드의 자유 단부는 외부 표면을 가지며, 상기 외부 표면의 폭은 상기 반응기의 길이 방향 축의 방향으로 인접 블레이드의 폭과 부분적으로 겹치며, 그래서, 블레이드가 회전할 때, 모든 블레이드에 의해 발생되는 덮음 표면은 연속적인 표면이 되고, 상기 폭은, 반응기의 길이 방향 축의 방향으로 반응기의 일단부에 가장 가까운 외부 표면의 점으로부터 그 반응기의 반대쪽 단부에 가장 가까운 외부 표면의 점까지 이르는 거리인, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
  33. 제19항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기(112)는, 압출 축에 대해 90°의 각도로, 상기 압출 기계의 실린더의 압출 공동부(106)의 단부에 횡방향으로 연결되어 있는, 유기 및 무기 고체 도시 폐기물을 골재로 변환시키기 위한 장치.
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