KR20180106273A - 폐석고보드 파분쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 폐석고보드 파분쇄장치에 있어, 회전축선을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부를 가지는 한 쌍의 롤이 서로 반대방향으로 회전하여, 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄하는 나선돌기형 롤분쇄기와; 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축 둘레에 복수의 판상형 날개가 배열되고, 1차 파쇄된 폐석고보드를 한 쌍의 회전축의 하단부쪽에서 투입하여 회전축의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄하는 경사날개형 롤분쇄기와; 서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 2차 파쇄된 폐석고보드를 3차 파쇄하는 파도형 롤분쇄기를 포함한다. 이에 따라, 폐석고보드를 3단계의 롤분쇄기를 이용하여 파분쇄함에 의해 재활용 가능한 크기의 석고 및 종이를 분리해 낼 수 있다.

Description

폐석고보드 파분쇄장치 {CRUSHING AND GRINDING MACHINE OF GYPSUM BOARD WASTE}

본 발명은 폐석고보드 파분쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐석고보드에 포함된 석고를 재활용하기 위한 폐석고보드 파분쇄장치에 관한 것이다.

석고보드(Gypsum Board)는 1980년대 국내 최초로 생산되어, 목재 합판을 대체하는 건설자재로 발전해왔다. 석고보드는 방화, 방수, 방균 및 방음 등 높은 기능성을 가진 자재로, 가격 경쟁력 면에서도 뛰어나 매년 5 퍼센트 이상 성장해오고 있다.

그러나, 건설 현장에서 시공시 발생하는 폐석고보드가 증가하면서 2007년부터 건설폐기물로 관리하고 있으나, 대부분 분리 선별되지 않은 채 불법적으로 폐기되고 있다. 이로 이해 폐석고보드의 불법적인 매립에 따른 환경적인 문제가 발생되고 있으며, 매립을 금지하더라도 폐석고보드를 처리할 수 있는 재활용 설비 또한 부족한 실정이다.

또한, 석고의 재활용을 위해서는 대량의 폐석고보드를 파쇄 및 분쇄할 수 있는 설비가 요구되나, 종래의 설비들은 대량으로 처리하지 못하고, 과분쇄로 인해 석고와 종이를 선별 가능하도록 분리하지 못하는 문제점이 있다.

- 선행기술문헌-

한국등록실용 20-0405451호(석고보드용 파쇄기)

따라서, 본 발명의 목적은, 폐석고보드를 3단계 공정에 의해 파쇄 및 분쇄하기 위한 폐석고보드 파분쇄장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 폐석고보드 파분쇄장치에 있어, 회전축선을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부를 가지는 한 쌍의 롤이 서로 반대방향으로 회전하여, 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄하는 나선돌기형 롤분쇄기와; 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축 둘레에 복수의 판상형 날개가 배열되고, 상기 1차 파쇄된 폐석고보드를 상기 한 쌍의 회전축의 하단부쪽에서 투입하여 상기 회전축의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄하는 경사날개형 롤분쇄기와; 서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 상기 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 상기 2차 파쇄된 폐석고보드를 3차 파쇄하는 파도형 롤분쇄기를 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치에 의해 달성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따라, 폐석고보드를 3단계의 롤분쇄기를 이용하여 파분쇄함에 의해 재활용 가능한 크기의 석고 및 종이를 분리해 낼 수 있다.

상기 돌기부는, 상기 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 상기 회전축선에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 나선돌기형 롤분쇄기를 이용시 폐석고보드의 유입량을 증가시킬 수 있고, 롤 회전율을 증가하여도 과부하 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

상기 복수의 돌기는, 상기 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 연속적으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 돌기들 간 간격을 줄여 투입되는 폐석고보드를 보다 작은 크기로 파쇄할 수 있다.

상기 한 쌍의 롤은, 각각의 길이방향 중앙부에서 상기 돌기부가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 역전되는 변이부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 롤의 가운데 부분에 형성된 변이부에 의해, 롤에 형성된 나선형이 서로 반대방향이므로, 한 쌍의 롤이 회전하면서 투입되는 폐석고보드가 변이부가 있는 가운데쪽으로 몰리게 하여 롤의 양단부로 폐석고보드가 흩어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 한 쌍의 롤은, 길이방향을 따라 상호 간 소정 간격을 가지도록 배치될 수 있고, 상기 돌기부는, 소정 높이 및 폭을 가지는 복수의 돌기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 나선돌기형 롤분쇄기에 의해 폐석고보드를 10mm 이하의 크기로 파쇄할 수 있다.

상기 1차 파쇄된 폐석고보드에 포함된 이물질을 분리해내기 위한 이물질분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 이물질분리기는, 둘레면에 나선형으로 배열되는 판상날을 가지는 한 쌍의 롤로 구현될 수 있다. 이에 따라, 1차 파쇄된 폐석고보드를 경사날개형 롤분쇄기에 의해 2차 파쇄하기 이전에 석고와 종이 이외의 이물질을 제거할 수 있다.

상기 경사날개형 롤분쇄기를 수용하는 케이싱을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 케이싱이 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축을 지지함에 의해 회전축의 회전에 의해 대량의 폐석고보드를 상향 이동시킬 수 있다. 또한, 케이싱 내에 체류하는 폐석고보드의 양이 많을수록 분쇄효율을 증가시킬 수 있다.

상기 한 쌍의 회전축 각각에 배열된 상기 복수의 판상형 날개는 상기 케이싱 내에서 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 케이싱 내에서 폐석고보드가 서로 충돌하면서 분쇄되어, 종이가 분리되도록 할 수 있다.

상기 파도형 롤분쇄기는, 상기 한 쌍의 회전롤 중 상기 일측 회전롤의 회전축을 지지하는 탄성체를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 접근 및 이격되도록 하여 폐석고보드를 파쇄할 수 있다.

상기 한 쌍의 회전롤은, 상호 간 접근시 길이방향을 따라 2mm의 표면 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 접근 시 2mm 간격을 가지도록 함에 의해, 폐석고보드에 포함된 석고를 4mm 이하로 파쇄할 수 있다.

상기 파도형 롤분쇄기에 의해 3차 파쇄된 폐석고보드를 4mm 이하의 석고와 5mm 이상의 종이로 분리하기 위한 선별기를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 3단계 공정에 의해 파쇄된 폐석고보드로부터 석고와 종이를 선별해낼 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 폐석고보드 파분쇄장치에 있어, 폐석고보드를 3단계의 롤분쇄기를 이용하여 파분쇄함에 의해 재활용 가능한 크기의 석고 및 종이를 분리해 내는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐석고보드 파분쇄장치의 구성을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질분리기의 상면도 및 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 상면도이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 한 쌍의 회전롤 각각의 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일실시예에 따른 선별기의 정면도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 폐석고보드 파분쇄장치의 공정도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐석고보드 파분쇄장치의 구성을 도시한 정면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 폐석고보드 파분쇄장치(100)는 투입구(10), 나선돌기형 롤분쇄기(11), 자력선별기(12), ?트콘베어(13), 이물질분리기(14), 경사날개형 롤분쇄기(15) 및 파도형 롤분쇄기(16)를 포함한다. 또한, 폐석고보드 파분쇄장치(100)는 도 12에 도시된 선별기(17)의 구성을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 폐석고보드 파분쇄장치(100)에 포함되는 구성은 앞서 기재된 일실시예에 의해 한정되지 않고, 추가적인 다른 구성들을 포함하여 구현될 수 있다.

투입구(10)는 폐석고보드의 파분쇄 공정을 위해 처리할 폐석고보드가 투입되는 입구로서, 깔대기 형상의 호퍼(hopper)로 구현된다. 투입구(10)는 투입되는 대량의 폐석고보드를 일시적으로 저장시킨 후 하단부 쪽으로 일정량 만큼 배출되도록 한다.

나선돌기형 롤분쇄기(11)는 투입구(10)의 하단부에 위치하여 투입구(10)를 통해 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄한다. 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 회전축선을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부를 가지는 한 쌍의 롤을 포함한다. 이 때, 돌기부는 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 회전축선에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함한다.

나선돌기형 롤분쇄기(11)는 한 쌍의 롤이 서로 반대방향으로 회전하여 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄한다. 즉, 한 쌍의 롤이 서로 반대방향으로 회전하면, 둘레면에 나선형으로 배열된 복수의 돌기가 투입되는 폐석고보드를 용이하게 한 쌍의 롤 사이로 유입되도록 한다. 이에 따라, 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 한 쌍의 롤의 둘레면에 복수의 돌기가 45도 나선형으로 배열되는 구조에 의해 폐석고보드의 유입량을 증가시킬 수 있고, 롤의 회전율을 증가하여도 과부하 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

한 쌍의 롤은, 길이방향을 따라 상호 간 소정 간격을 가지도록 배치되고, 상기 돌기부는, 소정 높이 및 폭을 가지는 복수의 돌기를 포함한다. 예로서, 한 쌍의 롤 간 간격이 10mm 미만이 되도록 설치하고, 복수의 돌기 각각의 상단부가 하단부보다 좁은 폭을 가지도록 구현함에 의해, 폐석고보드를 10mm 이하의 크기로 파쇄할 수 있다. 복수의 돌기의 형태는 일실시예에 한정되지 않고, 다양한 높이 및 폭을 가지도록 구현될 수 있다. 또한 복수의 돌기는 상단부가 뾰족하거나 사각 또는 둥근 형태 등 다양하게 마련될 수 있다.

한 쌍의 롤은, 각각의 길이방향 중앙부에서 돌기부가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 역전되는 변이부를 갖는다. 즉, 롤의 가운데 부분에 형성된 변이부에 의해, 롤에 형성된 나선형이 서로 반대방향이므로, 한 쌍의 롤이 회전하면서 투입되는 폐석고보드가 변이부가 있는 가운데쪽으로 몰리게 하여 롤의 양단부로 폐석고보드가 흩어지는 것을 방지할 수 있다.

복수의 돌기는, 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 연속적으로 배열된다. 즉, 각각의 롤에 있어, 복수의 돌기는 일정 간격을 두고 배열되는 것이 아니라, 나선형으로 연속적으로 배열되도록 함에 의해, 복수의 돌기들 간 간격을 줄여 투입되는 폐석고보드를 보다 작은 크기로 파쇄할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 둘레면에 복수의 돌기가 나선형으로 배열된 한 쌍의 롤이 서로 반대 방향으로 회전함에 의해, 과부하가 발생하지 않고 많은 양의 폐석고보드를 10mm 이하의 크기로 파쇄할 수 있다.

자력선별기(12)는 나선돌기형 롤분쇄기(11)에 의해 1차 파쇄된 폐석고보드로부터 철소재를 선별해내기 위한 자력발생수단을 구비한 것으로, 자력발생수단은 내부에 자석이 설치된 형태이거나, 고무벨트에 자석이 부착된 형태로 마련될 수 있다.

벨트컨베이어(13)는 앞쪽 끝단의 구동용 풀리와 뒤쪽 끝단의 풀리 및 지지롤러에 의해 구동되는 무한 벨트로 구현된다. 벨트컨베이어(belt conveyer)(13)는 자력선별기(12)를 통해 철소재가 선별되어 분리된 폐석고보드를 이물질분리기(14)가 위치한 경사 방향으로 수송한다. 벨트컨베이어(13)는 마찰에 의한 동력 손실이 적기 때문에 대량의 폐석고보드를 장거리 수송하는데 적합하다. 일실시예로서, 벨트컨베이어(13)는 벨트가 긴 경우 벨트의 치우침을 막기 위해 소정 간격마다 자동 중심조절 아이들러(idler)를 배치할 수 있다. 이 때 탄력 타이어를 붙인 아이들러를 사용하여 폐석고보드의 공급에 의한 충격을 완화하고, 벨트의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 벨트에 붙은 폐석고보드를 제거하기 위해 앞쪽 끝단의 풀리 뒤쪽에 청소 장치를 설치할 수도 있다.

이물질분리기(14)는 나선돌기형 롤분쇄기(11)에 의해 1차 파쇄된 후 자력선별기(12) 및 벨트컨베이어(13)를 통해 수송된 폐석고보드로부터 이물질을 분리해낸다. 이물질분리기(14)는, 둘레면에 나선형으로 배열되는 판상날을 가지는 한 쌍의 롤로 구현된다. 이와 같은 구조에 의해 이물질분리기(14)는 한 쌍의 롤이 서로 반대 방향으로 회전하여 투입되는 폐석고보드로부터 나선형으로 배열된 판상날에 이물질이 감기도록 하는 방법으로 이물질을 분리해낸다. 이물질분리기(14)는 폐석고보드를 2차 파쇄하는 경사날개형 롤분쇄기(15)의 앞단에 설치되어 사용된다. 그러나, 이물질분리기(14)의 설치 위치는 이에 한정되지 않고, 폐석고보드의 파분쇄 공정 중에 처리되는 폐석고보드의 이물질 포함 상태에 따라 다르게 정해질 수 있다.

경사날개형 롤분쇄기(15)는 이물질분리기(14)를 통과하여 배출된 폐석고보드로부터 석고를 분쇄하고, 석고와 종이를 분리해낸다. 경사날개형 롤분쇄기(15)는 앞단에 깔대기 형상의 호퍼(hopper)를 구비하여, 이물질분리기(15)를 통과하여 배출된 폐석고보드가 일정량 만큼 투입되도록 한다. 경사날개형 롤분쇄기(15)는 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축 둘레에 복수의 판상형 날개가 배열된다. 이 때, 한 쌍의 회전축은 수평면과 이루는 각도가 15도가 되도록 경사지게 마련된다. 경사날개형 롤분쇄기(15)는 나선돌기형 롤분쇄기(11)에 의해 10 mm 이하의 크기로 1차 파쇄된 폐석고보드를 호퍼를 통해 한 쌍의 회전축의 하단부 쪽에서 투입하여 회전축의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄한다.

여기에서, 경사날개형 롤분쇄기(15)를 수용하는 케이싱이 구비된다. 한 쌍의 회전축 각각에 배열된 복수의 판상형 날개는 케이싱 내에서 서로 반대 방향으로 회전한다. 이에 따라, 케이싱 내에서 복수의 판상형 날개의 회전력에 의해 폐석고보드가 상향 이동하게 되고, 이 때 케이싱 내에서 폐석고보드가 서로 충돌하면서 분쇄되고 종이는 분리되게 된다.

경사날개형 롤분쇄기(15)는 폐석고보드를 하부에서 상부로 이동시킴에 의해 상부에서 하부로 이동시키는 경우와 비교하여 분쇄효율을 높일 수 있다. 즉, 하부에서 투입되는 폐석고보드는 경사 방향을 따라 상부로 이동하기 위해 케이싱의 하부 내에서 적체되고, 이에 따라 상부로의 이동 속도를 늦추어 보다 작은 크기로 분쇄될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 경사날개형 롤분쇄기(15)는 하부에서 상부로 폐석고보드를 이동시키며 분쇄함에 의해 폐석고보드의 투입량이 많은 경우에도 효과적으로 분쇄할 수 있다.

파도형 롤분쇄기(16)는 경사날개형 롤분쇄기(15)를 통해 2차 파쇄된 폐석고보드를 4 mm 이하 크기의 석고가 분리될 수 있도록 파쇄한다. 파도형 롤분쇄기(16)는 서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 2차 파쇄된 폐석고보드를 3차 파쇄한다.

파도형 롤분쇄기(16)는, 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤의 회전축을 지지하는 탄성체를 더 포함한다. 탄성체는 스프링, 용수철이나 고무줄과 같이 탄성력을 가진 물체로 구비되고, 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격할 수 있도록 일측 회전롤의 위치를 변경시키는 역할을 한다. 즉, 탄성체에 의해 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 반복적으로 접근 및 이격되도록 하여 폐석고보드를 분쇄할 수 있다.

파도형 롤분쇄기(16)는, 한 쌍의 회전롤이 상호 간 접근시 길이방향을 따라 2 mm의 표면 간격을 가지도록 배치된다. 이에 따라, 나선돌기형 롤분쇄기(11) 및 경사날개형 롤분쇄기(15)에 의해 파쇄된 폐석고보드에 포함되어 있는 석고를 4mm 이하로 분쇄할 수 있다. 이 때, 한 쌍의 회전롤 사이의 간격은 이에 한정되지 않고, 재활용을 위해 요구되는 석고의 크기에 따라 다르게 마련될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 파도형 롤분쇄기(16)는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 폐석고보드에 포함된 석고를 재활용 가능한 크기로 분쇄할 수 있다. 일실시예로서, 석고가 재활용 가능한 4mm 이하의 크기로 분쇄되지 않은 경우, 파도형 롤분쇄기(16)를 통과하여 파쇄된 폐석고보드를 재투입하여 추가적으로 파쇄되도록 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의한 폐석고보드 파분쇄장치(100)는, 나선돌기형 롤분쇄기(11), 경사날개형 롤분쇄기(15) 및 파도형 롤분쇄기(16)를 이용한 3단계의 파쇄 공정에 의해 대량의 폐석고보드를 파쇄하여 재활용 가능한 크기의 석고 및 종이로 분리해 낼 수 있다.

도 2 내지 도 4를 통해 나선돌기형 롤분쇄기의 구체적인 구조를 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 상면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 나선돌기형 롤분쇄기는(11)는 회전축선(113)을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부(112)를 가지는 한 쌍의 롤(111)을 포함한다. 돌기부(112)는 한 쌍의 롤(111)의 둘레면을 따라 회전축선(113)에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함한다. 이 때 나선형으로 배열된 돌기부(112)가 회전축선(113)과 이루는 경사각은 45도로 한정되지 않고, 폐석고보드가 용이하게 유입되도록 하는 최적의 각도로 구현될 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 롤(111)의 둘레면에 45도 나선형으로 복수의 돌기를 배열하는 구조에 의해 폐석고보드의 유입량을 증가시킬 수 있고, 롤의 회전율을 증가하여도 과부하 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

나선돌기형 롤분쇄기(11)는 한 쌍의 롤(111)이 서로 반대방향으로 회전하여 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄한다. 한 쌍의 롤(111)이 서로 반대방향으로 회전하면, 각각의 롤(111)의 둘레면에 나선형으로 배열된 복수의 돌기가 각각의 롤(111)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하면서 폐석고보드를 한 쌍의 롤(111) 사이로 유입되도록 하여 파쇄한다.

한 쌍의 롤(111)은 각각의 돌기부(112)가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 서로 다르게 마련된다. 즉, 한 쌍의 롤(111)에 각각 배열되는 돌기부(112) 중 일측 돌기부는 시계방향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지고, 타측 돌기부는 반시계반향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가진다.

한 쌍의 롤(111)은, 각각의 길이방향 중앙부에서 돌기부(112)가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 역전되는 변이부(114)를 갖는다. 즉, 돌기부(112) 중 일측 돌기부는 시계방향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지다가, 변이부(114)를 지나면서 반시계방향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지게 된다. 마찬가지로, 타측 돌기부는 반시계방향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지다가, 변이부(114)를 지나면서 시계방향으로 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지게 된다. 이와 같이, 롤(111)의 가운데 부분에 형성된 변이부(114)에 의해, 롤(111)에 형성된 나선형이 서로 반대방향이므로, 한 쌍의 롤(111)이 회전하면서 투입되는 폐석고보드가 변이부(114)가 있는 가운데쪽으로 몰리게 하여 롤(111)의 양단부로 폐석고보드가 흩어지는 것을 방지할 수 있다.

한 쌍의 롤(111)은 길이방향을 따라 상호 간 소정 간격을 가지도록 배치된다. 예로서, 한 쌍의 롤(111) 간 간격이 10mm 미만이 되도록 함에 의해, 폐석고보드를 10mm 이하의 크기로 파쇄할 수 있다. 이 때, 한 쌍의 롤(111) 간 간격은 본 발명의 실시예에 의해 한정되지 않고, 폐석고보드를 파쇄하여 얻고자 하는 석고의 크기를 고려하여 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 정면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 정면 방향에서 한 쌍의 롤(111) 중 일측 롤의 둘레면에 돌기부(112)가 나선형으로 배열된 구조를 볼 수 있다. 돌기부(112)는 한 쌍의 롤(111) 각각의 둘레면을 따라 회전축선(113)에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된다. 돌기부(112)는 복수의 돌기를 포함하고, 복수의 돌기는 한 쌍의 롤(111)의 둘레면을 따라 연속적으로 배열된다. 이처럼 복수의 돌기는, 연속적으로 배열되는 구조에 의해 복수의 돌기들 간 간격을 줄여 투입되는 폐석고보드를 보다 작은 크기로 파쇄할 수 있다.

한 쌍의 롤(111)은, 각각의 길이방향 중앙부에서 돌기부(112)가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 역전되는 변이부(114)를 갖는다. 예로서, 돌기부(112)는 시계방향으로 소정 각도만큼 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지다가, 변이부(114)를 지나면서 반시계방향으로 소정 각도만큼 기울어진 나선형의 배열 형태를 가지도록 마련될 수 있다. 이와 같이, 롤(111)의 가운데 부분에 형성된 변이부(114)에 의해, 롤(111)에 형성된 나선형이 서로 반대방향이므로, 한 쌍의 롤(111)이 회전하면서 투입되는 폐석고보드가 변이부(114)가 있는 가운데쪽으로 몰리게 하여 롤(111)의 양단부로 폐석고보드가 흩어지는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 나선돌기형 롤분쇄기의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 한 쌍의 롤(111)이 소정 간격을 두고 서로 반대방향으로 회전하여 투입되는 폐석고보드를 파쇄하는 구조이다. 즉, 한 쌍의 롤(111) 중 일측 롤은 시계방향으로 회전하도록 하고, 타측 롤은 반시계반향으로 회전되도록 할 수 있다.

한 쌍의 롤(111)은 각각 회전축선(113)을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부(112)를 포함한다. 돌기부(112)는 회전축선(113)에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함한다.

이와 같이 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 한 쌍의 롤(111)의 둘레면에 복수의 돌기가 나선형으로 배열되고, 서로 반대방향으로 회전함에 의해, 대량의 폐석고보드가 한 쌍의 롤(11) 사이로 용이하게 유입되도록 할 수 있다. 또한, 나선형으로 배열된 복수의 돌기가 회전하며 폐석고보드를 파쇄하는 구조에 의해, 과부하의 발생 없이 분쇄효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질분리기의 상면도 및 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이물질분리기(14)는 둘레면에 나선형으로 배열되는 판상날(141)을 가지는 한 쌍의 롤(142)을 포함하는 구조이다. 이물질분리기(14)는 한 쌍의 롤(142)이 서로 반대 방향으로 회전하여 투입되는 폐석고보드로부터 나선형으로 배열된 판상날(141)에 이물질이 감기도록 하는 방법으로 이물질을 분리해낸다. 이물질분리기(14)는 파분쇄 공정 중 나선돌기형 롤분쇄기(11)와 경사날개형 롤분쇄기(15) 사이에 설치된다. 이물질분리기(14)는 1차 파쇄된 폐석고보드를 2차 파쇄하기 이전에 폐석고보드로부터 이물질을 분리해낸다. 이물질분리기(14)의 설치 위치는 본 발명의 실시예에 의해 정되지 않고, 폐석고보드의 파분쇄 공정 중에 처리되는 폐석고보드의 이물질 포함 상태에 따라 다르게 정해질 수 있다.

도 6 내지 도 8를 통해 경사날개형 롤분쇄기의 구체적인 구조를 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 상면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 경사날개형 롤분쇄기(15)는 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축(151) 둘레에 복수의 판상형 날개(152)가 배열되고, 투입되는 폐석고보드를 한 쌍의 회전축(151)의 하단부쪽에서 투입하여 회전축(151)의 회전에 의해 상향 이동시켜 파쇄한다.

여기에서, 경사날개형 롤분쇄기(15)는 케이싱(153) 내에 수용되도록 설치된다. 한 쌍의 회전축(151) 각각에 배열된 복수의 판상형 날개(152)는 케이싱(153) 내에서 서로 반대방향으로 회전한다. 즉, 한 쌍의 회전축(151) 중 일측 회전축에 배열된 복수의 판상형 날개(152)는 일측 회전축의 회전에 따라 시계방향으로 회전하도록 하고, 타측 회전축에 배열된 복수의 판상형 날개(152)는 타측 회전축의 회전에 따라 반시계방향으로 회전하도록 할 수 있다. 이와 같이, 복수의 판상형 날개(152)가 케이싱 내에서 서로 반대방향으로 회전함에 의해 한 쌍의 회전축(151)의 하단부쪽에서 투입되는 폐석고보드를 상향 이동시키며 파쇄하게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 정면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 경사날개형 롤분쇄기(15)는 정면 방향에서 한 쌍의 회전축(151)이 수평면과 이루는 각도가 15도가 되도록 경사지게 마련된다. 경사날개형 롤분쇄기(15)는 나선돌기형 롤분쇄기(11)에 의해 10 mm 이하의 크기로 1차 파쇄된 폐석고보드를 깔대기 형상의 호퍼(154)를 통해 한 쌍의 회전축(151)의 하단부쪽에서 투입하여 한 쌍의 회전축(151)의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄한다.

이 때, 케이싱(153) 내에서 한 쌍의 회전축(151)이 서로 반대방향으로 회전함에 의해 한 쌍의 회전축(151) 각각에 배열된 복수의 판상형 날개가 회전하며 투입되는 폐석고보드를 상향 이동시킨다. 또한, 복수의 판상형 날개의 회전에 의해 폐석고보드가 서로 충돌하면서 분쇄되고, 종이는 분리되어 떨어지게 된다.

이와 같이, 경사날개형 롤분쇄기(15)는 폐석고보드를 하부에서 상부로 이동시킴에 의해 분쇄효율을 높일 수 있다. 즉, 하부에서 투입되는 폐석고보드는 경사 방향을 따라 상부로 이동하기 위해 케이싱(153)의 하부 내에서 적체되고, 이에 따라 상부로의 이동 속도를 늦추어 보다 작은 크기로 분쇄될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 경사날개형 롤분쇄기의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 경사날개형 롤분쇄기(15)는 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축(151)이 회전하여 투입되는 폐석고보드를 상향 이동시키며 파쇄하는 구조이다. 한 쌍의 회전축(151)의 둘레에는 복수의 판상형 날개(152)가 배열되고, 회전축(151)의 회전에 따라 복수의 판상형 날개(152)가 케이싱(153) 내에서 회전하며 폐석고보드를 상향 이동시키며 파쇄하게 된다. 이 때, 한 쌍의 회전축(151) 각각에 배열된 복수의 판상형 날개(152)는 케이싱(153) 내에서 서로 반대방향으로 회전한다. 이에 따라, 케이싱(153) 내에서 폐석고보드가 서로 충돌하면서 분쇄되어, 종이가 분리되도록 한다.

도 9내지 도 11을 통해 파도형 롤분쇄기의 구체적인 구조를 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 상면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 파도형 롤분쇄기(16)는 서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤(1611, 1612)이 각각 회전하면서 한 쌍의 회전롤(1611, 1612) 중 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 폐석고보드를 파쇄한다.

파도형 롤분쇄기(16)는, 한 쌍의 회전롤(1611, 1612) 중 유동 회전롤(1612)을 지지하는 탄성체(162)를 더 포함한다. 탄성체(162)는 스프링, 용수철이나 고무줄과 같이 탄성력을 가진 물체로 구비되고, 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 접근 및 이격할 수 있도록 유동 회전롤(1612)의 위치를 변경시키는 역할을 한다. 이 때, 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 접근시 길이방향을 따라 상호 간 2mm의 표면 간격을 가지도록 배치된다.

이와 같이, 파도형 롤분쇄기(16)는, 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 2mm의 표면 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격되도록 함에 의해 폐석고보드에 포함된 석고를4mm 이하로 분쇄할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 한 쌍의 회전롤 각각의 정면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 파도형 롤분쇄기(16)는 파도형 표면을 가지는 고정 회전롤(1611)과 유동 회전롤(1612)을 포함한다. 이 때, 파도형 표면은 투입되는 폐석고보드에 대한 접촉 면적을 넓게 하므로 분쇄효율을 높이는 장점이 있다.

고정 회전롤(1611) 및 유동 회전롤(1612)은 각각 회전하면서, 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 소정 간격을 두고 접근 및 이격되도록 한다. 이 때, 고정 회전롤(1611)과 유동 회전롤(1612)의 회전비율을 서로 다르게 하여 분쇄효율을 좀더 높일 수 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 파도형 롤분쇄기의 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 파도형 롤분쇄기(16)는 파도형 표면을 가지는 고정 회전롤(1611)과 유동 회전롤(1612)이 각각 회전하면서, 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 반복적으로 접근 및 이격됨에 의해 투입되는 폐석고보드를 파쇄하는 구조이다.

탄성체(162)는 유동 회전롤(1612)의 회전축을 지지하고, 탄성체(162)의 탄성력에 의해 유동 회전롤(1612)이 고정 회전롤(1611)에 대해 접근 및 이격되도록 한다.

유동 회전롤(1612)은 고정 회전롤(1611)에 대해 접근시 길이방향을 따라 2 mm의 표면 간격을 가지도록 배치되고, 이에 따라, 투입되는 폐석고보드에 포함되어 있는 석고를 4mm 이하로 분쇄할 수 있다. 또한, 석고가 4mm 이하의 크기로 분쇄되지 않은 경우, 폐석고보드를 파도형 롤분쇄기(16)로 재투입하여 추가적으로 파쇄되도록 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 선별기의 정면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 선별기(17)는 나선돌기형 롤분쇄기(11), 경사날개형 롤분쇄기(15) 및 파도형 롤분쇄기(16)에 의한 3단계의 파분쇄 공정 이후에 적용되는 구성이다. 선별기(17)는 파도형 롤분쇄기(16)에 의해 3차 파쇄된 폐석고보드를 4mm 이하의 석고와 5mm 이상의 종이로 분리한다. 선별기(17)를 통과하여 분리되지 않은 4 내지 7mm 이하의 혼합물은 재처리를 위해 파도형 롤분쇄기(16)로 투입되어 추가 파쇄된다.

선별기(17)는 석고와 종이의 혼합물을 진동에 의하여 입자의 크기별로 선별한다. 선별기(17)는 투입구(171)와, 3단으로 구성된 선별스크린(172), 제1배출구(1731), 제2배출구(1732), 제3배출구(1733), 탄성체(174) 및 바이브레이터(175)를 포함한다. 투입구(171)는 파도형 롤분쇄기(16)에 의해 3차 파쇄된 폐석고보드가 투입되는 입구로서, 선별기(17)의 상단에 개구되어 형성된다. 투입구(171)는 깔대기 형상의 호퍼(hopper)로 구현되고, 파쇄된 후 투입된 폐석고보드를 일시적으로 저장시킨 후 하단부 쪽으로 일정량 만큼 배출되도록 한다. 선별스크린(172)는 투입구(171)로부터 아래쪽 방향으로 경사지게 마련되고, 혼합물을 선별하기 위한 3단의 스크린이 상이한 높이로 마련된다. 선별스크린(172)은 선별하고자 하는 혼합물의 입자의 크기에 맞게 3단 스크린 각각을 다양한 크기의 철망으로 구비한다.

바이브레이터(175)는 선별스크린(172)의 하단부에 위치하고, 모터의 축에 편심추를 달아 전원을 인입시켜 편심추에 의한 회전으로 진동을 발생시킨다. 탄성체(174)는 바이브레이터(175)에 의해 발생되는 진동에 의해 수축 및 이완되고, 이에 따라 선별스크린(172)으로 진동을 전달한다. 선별스크린(172)은 바이브레이터(175) 및 탄성체(174)에 의해 전달된 진동에 따라, 폐석고보드 혼합물을 입자의 크기별로 선별하여 제1배출구(1731), 제2배출구(1732) 및 제3배출구(1733)로 배출한다.

일실시예로서, 3단계 파분쇄 공정을 거친 폐석고보드 혼합물로부터, 12mm 이상 종이가 맨 위의 제1스크린에 걸려서 하단에 설치된 제1배출구(1731)로 배출되고, 7mm 이상 12mm 미만의 종이가 제1스크린의 아래쪽에 위치한 제2스크린에 걸려서 제2배출구(1732)로 배출된다. 또한, 4mm 이하의 석고는 제2스크린의 아래쪽에 위치한 제3스크린에 걸려서 가장 상단에 설치된 제3배출구(1733)으로 배출된다. 한편, 3단 스크린에 의해 선별되지 않는 4mm 이상 7mm 미만의 폐석고보드 혼합물은 추가적인 선별과정을 통해 5mm 이상의 종이와 5mm 이하의 석고로 선별한다. 이 때, 5mm 이하의 석고는 추가적인 파분쇄 공정을 거쳐 다시 선별기(17)를 통해 4mm 이하의 석고로 배출되도록 한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 선별기(17)는 3단계 파분쇄 공정을 거친 폐석고보드로부터 재활용이 가능한 크기의 석고와 종이를 분리해낼 수 있다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 폐석고보드 파분쇄장치의 공정도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 먼저 동작 S120에서, 폐석고보드를 투입한다. 다음으로 동작 S121에서, 투입된 폐석고보드에 대해, 3단계의 파분쇄 공정을 수행한다. 3단계의 파분쇄 공정은 나선돌기형 롤분쇄기(11), 경사날개형 롤분쇄기(15) 및 파도형 롤분쇄기(16)를 이용하여 수행된다. 나선돌기형 롤분쇄기(11)는 회전축선을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부를 가지는 한 쌍의 롤이 서로 반대 방향으로 회전하여 폐석고보드를 10mm 이하의 크기로 1차 파쇄한다. 이 때, 돌기부는 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 회전축선에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함한다.

경사날개형 롤분쇄기(15)는 경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축 둘레에 복수의 판상형 날개가 배열되고, 1차 파쇄된 폐석고보드를 하단부 쪽에서 투입하여 회전축의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄한다.

파도형 롤분쇄기(16)는 서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 2차 파쇄된 폐석고보드를 4mm 이하의 크기로 3차 파쇄한다.

다음으로, 동작 S122에서, 선별기(17)를 이용하여 폐석고보드를 3단 선별한다. 즉, 선별기(17)는 3단계의 파분쇄 공정에 의해 파쇄된 폐석고보드를 석고와 종이로 분리한다. 선별기(17)는 폐석고보드를 선별하고자 하는 입자의 크기에 맞는 3단 스크린을 이용하여 진동에 의해 폐석고보드를 입자의 크기에 따라 선별한다. 이에 따라, 동작 S123에서, 선별기(17)에 의해 12 mm 이상의 종이, 7mm 이상의 종이 및 4mm 이하의 석고가 선별되어 배출된다.

동작 S124에서는, 선별기(17)에 의해 선별되지 못한 4 내지 7mm 이하의 혼합물이 추가적인 선별 과정을 통해 5mm 이상의 종이와 5mm 이하의 석고로 분리된다. 동작 S125에서, 추가적인 선별 과정을 통해 선별된 5mm 이상의 종이가 배출되도록 한다. 이 때, 5mm 이하의 석고는 동작 S121에서, 추가적인 파분쇄 공정을 통해 4mm 이하의 석고로 파분쇄 되도록 처리한다. 예로서, 5mm 이하의 석고를 파도형 롤분쇄기(16)에 재투입하여 파쇄되도록 할 수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

100: 폐석고보드 파분쇄장치
10: 투입구
11: 나선돌기형 롤분쇄기
111: 롤
112: 돌기부
113: 회전축선
114: 변이부
12: 자력선별기
13: 벨트컨베이어
14: 이물질분리기
141: 판상날
142: 롤
15: 경사날개형 롤분쇄기
151: 회전축
152: 판상형 날개
153: 케이싱
16: 파도형 롤분쇄기
1611: 고정 회전롤
1612: 유동 회전롤
162: 탄성체
17: 선별기

Claims (11)

1. 폐석고보드 파분쇄장치에 있어,
   회전축선을 따라 둘레면에 나선형으로 배열되는 돌기부를 가지는 한 쌍의 롤이 서로 반대방향으로 회전하여, 투입되는 폐석고보드를 1차 파쇄하는 나선돌기형 롤분쇄기와;
   경사지게 마련되는 한 쌍의 회전축 둘레에 복수의 판상형 날개가 배열되고, 상기 1차 파쇄된 폐석고보드를 상기 한 쌍의 회전축의 하단부쪽에서 투입하여 상기 회전축의 회전에 의해 상향 이동시켜 2차 파쇄하는 경사날개형 롤분쇄기와;
   서로 맞물리는 파도형 표면을 가지는 한 쌍의 회전롤이 각각 회전하면서 상기 한 쌍의 회전롤 중 일측 회전롤이 타측 회전롤에 대해 소정 간격을 두고 반복적으로 접근 및 이격함에 의해 상기 2차 파쇄된 폐석고보드를 3차 파쇄하는 파도형 롤분쇄기를 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 돌기부는, 상기 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 상기 회전축선에 대해 45도 경사각을 갖도록 나선형으로 배열된 복수의 돌기를 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 복수의 돌기는, 상기 한 쌍의 롤의 둘레면을 따라 연속적으로 배열되는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 롤은, 각각의 길이방향 중앙부에서 상기 돌기부가 배열되는 나선형의 감기는 방향이 역전되는 변이부를 갖는 폐석고보드 파분쇄장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 롤은, 길이방향을 따라 상호 간 소정 간격을 가지도록 배치되고,
   상기 돌기부는, 소정 높이 및 폭을 가지는 복수의 돌기를 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 파쇄된 폐석고보드에 포함된 이물질을 분리해내기 위한 이물질분리기를 더 포함하고,
   상기 이물질분리기는, 둘레면에 나선형으로 배열되는 판상날을 가지는 한 쌍의 롤로 구현되는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 경사날개형 롤분쇄기를 수용하는 케이싱을 더 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 한 쌍의 회전축 각각에 배열된 상기 복수의 판상형 날개는 상기 케이싱 내에서 서로 반대 방향으로 회전하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 파도형 롤분쇄기는, 상기 한 쌍의 회전롤 중 상기 일측 회전롤의 회전축을 지지하는 탄성체를 더 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 회전롤은, 상호 간 접근시 길이방향을 따라 2mm의 표면 간격을 가지도록 배치되는 폐석고보드 파분쇄장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 파도형 롤분쇄기에 의해 3차 파쇄된 폐석고보드를 4mm 이하의 석고와 5mm 이상의 종이로 분리하기 위한 선별기를 더 포함하는 폐석고보드 파분쇄장치.

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