KR20200120406A - 복층 구조 수지재생 압출용융장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 용융장치를 단일로 사용하거나 복수의 용융장치를 측방향 배열 방식 또는 수직방향에 대한 계단식 적층 배열 방식으로 연장 결합하여 사용하도록 구성하여 투입되는 원료의 양에 따라 용융장치의 가공 용량을 조절할 수 있으며, 용융장치의 설치를 위한 공간적 제약을 적극적으로 극복할 수 있는 복층 구조 수지재생 압출용융장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일측에 원료가 공급되는 호퍼부(10);와, 타측에 용융된 원료를 배출하는 노즐부(20);와, 호퍼부로부터 원료를 공급받아 용융하면서 나선형의 날개로 이루어져 노즐부로 압송하는 스크류(31) 및 스크류와 길이방향으로 설치되어 스크류의 회전을 유도하게 하는 메인축(32)을 포함하는 몸체부(30);로 구성되고, 위 메인축(32)은 양단에 베어링(33)이 설치되어 메인축을 몸체부에 고정시킨 상태에서 스크류의 단독 회전을 유도하면서 위 몸체부(30)의 내부와 메인축(32)의 외부에 각각 열선이 더 내장되어 스크류에 열을 전달하되, 위 메인축(32)은 양단에서 열선에 대한 전력이 직결로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

복층 구조 수지재생 압출용융장치{Multiple resin melt unit}

본 발명은 복층 또는 수평 배열 구조를 갖는 수지 재생 압출용융장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 용융장치를 단일로 사용하거나 복수의 용융장치를 측방향 배열 방식 또는 수직방향에 대한 계단식 적층 배열 방식으로 연장 결합하여 사용하도록 구성하여 투입되는 원료의 양에 따라 용융장치의 가공 용량을 조절할 수 있으며, 용융장치의 설치를 위한 공간적 제약을 적극적으로 극복할 수 있는 복층 구조 수지재생 압출용융장치에 관한 것이다.

일반적으로 수지 재생 압출용융장치는 원료를 투입받는 호퍼와, 용융된 수지를 배출하는 노즐과, 투입된 원료를 저장하는 몸체와, 투입된 원료를 용융하면서 노즐로 압송하는 하나의 스크류로 이루어진 단일 구조로 이루어져 작업공간 내에 직렬 배치된다.

한편, 위와 같은 압출용융장치의 일례로 등록특허공보 제10-0879929호 "폐 발포 합성수지 용융장치"가 게재되어 있으며, 해당 기술은 1차 분쇄장치의 하부에 용융장치가 배치되어 1차 분쇄장치의 배출구가 용융장치의 투입구와 연결되고, 1차 분쇄장치 및 용융장치의 스크류가 체인에 의해 구동장치로부터 동력을 전달받으며, 위 구동장치의 동력이 벨트에 의해 발전기로 전달되고, 위 발전기의 축전지로부터 전원을 공급받는 밴드히터가 용융장치의 원통부 둘레에 장착되는 구조이다. 위 종래기술은 발포 합성수지 폐기물을 반용융하는 장치로 운반과 관리가 수월하다.

그리고 압출용융장치의 또 다른 예로 공개특허공보 제10-2012-0014706호 "이물질 제거와 수분 제거가 가능한 폐합성수지 용융 압출 장치"가 게재되어 있으며, 해당 기술은 장치의 내부공간 일 영역에 전자석통과 가열체를 설치하여 원료에 포함된 금속 이물질과 수분을 제거하는 기술이다. 위 종래기술은 원료가 용융되기 이전에 이물질과 수분이 제거되기 때문에 스크린의 교체 주기가 길어져 작업 효율이 증대된다.

하지만, 위 종래기술들을 비롯하여 현재까지 개발된 다양한 형태의 압출용융장치는 모두 단일로 설치되어 원료의 처리량이 해당 장치의 내부 수용 용량을 초과할 경우 이미 투입된 원료의 용융이 완료되기를 기다리거나 또 다른 용융장치를 설치하여 처리하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 용융장치는 대체로 외부에서 열을 공급하는 간접열 방식을 사용하거나 또는 장치의 어느 일측에서 열을 공급하는 일방향 열공급 방식을 주로 사용하고 있으며, 이러한 방식은 공급되는 열에 비해 열 손실이 크기 때문에 작업 효율이 매우 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 원료의 처리량에 제약없이 대량의 원료를 일괄 처리 가능함은 물론, 원료의 양에 따라 장치의 수용 용량 조절이 가능하면서, 용융을 위해 공급되는 열의 손실을 최소화할 수 있는 압출용융장치의 개발이 매우 시급한 실정이다.

대한민국등록특허공보 제10-0879929호 "폐 발포 합성수지 용융장치" 대한민국공개특허공보 제10-2012-0014706호 "이물질 제거와 수분 제거가 가능한 폐합성수지 용융 압출 장치"

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 압출용융장치를 단일 또는 복수를 연장하여 사용할 수 있도록 구성함에 따라 원료의 처리량에 국한되지 않고 일괄적으로 처리 작업을 수행할 수 있는 압출용융장치를 제공하고자 하는 것이 해결과제이다.

또한, 본 발명은 복수의 압출용융장치를 연장 결합하는 과정에서 설치되어야 할 장소의 면적에 구애받지 않도록 수직이나 수평 방향의 다양한 연장 결합이 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 원료를 압송하는 과정에서 스크류가 자체 발열되게 구성함으로써 원료의 용융을 위해 공급되는 열원의 손실을 적극적으로 방지할 수 있도록 구성하는 것이 다른 해결과제이다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 압출용융장치는 일측에 원료가 공급되는 호퍼부(10);와, 타측에 용융된 원료를 배출하는 노즐부(20);과, 투입된 원료를 노즐부로 압송하면서 용융하는 몸체부(30);로 구성되며, 특히 위 압출용융장치(100)는 단일 구조 또는 적어도 하나 이상의 용융장치가 기설정된 배열로 연장 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 압출용융장치(100)는 적어도 하나 이상의 용융장치가 측방향에 대한 연장 결합이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 압출용융장치(100)는 적어도 하나 이상의 용융장치가 수직방향에 대한 계단식 적층 배열된 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 위 몸체부(30)는 상하 내통된 원통형의 축 및 축의 외주연을 따라 나선형으로 형성된 날개로 이루어지며 모터(M)와 결합하여 회전하면서 몸체부에 투입된 원료를 노즐부(20)로 압송하는 스크류(31)와, 스크류의 내부공간에 삽입되어 몸체부의 내부공간에 스크류를 위치 고정시키면서 표면 또는 내부에 열선이 내장되어 스크류에 열을 전달하는 메인축(32)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 메인축(32)는 양단에 베어링(33)이 삽입되어 메인축은 몸체부(30)에 고정된 상태로 베어링을 매개로 스크류(31)만 회전하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 압출용융장치(100)를 단일 사용하거나 또는 복수를 연장 결합하여 사용 가능하기 때문에 원료의 처리량에 국한되지 않고 일괄적으로 처리 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 복수의 압출용융장치(100)를 서로 밀접하게 연결하는 것은 물론, 수직 방향에 대한 계단식 적층 배열 구조를 채택하여 압출용융장치를 설치하기 위한 공간적 부담을 적극 해소할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스크류 내부에 삽입된 메인축에서 자체적으로 발열이 이루어져 스크류 전체에 균일한 열이 발생하여 원료를 효과적으로 용융함은 물론, 메인축에서 발생하는 열이 1차적으로 스크류로 이동하고 2차적으로 몸체부로 이동하는 유실 경로를 갖기 때문에 열 손실을 적극적으로 예방할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 복층 구조 수지재생 압출용융장치의 단일 설치 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도와 측방향 단면도이다.
도 3은 2개의 스크류를 교차 설치한 2중 스크류 수지재생 압출용융장치의 단일 설치 사시도이다.
도 4는 도 3의 삼각도이다.
도 5는 복수의 압출용융장치를 수직방향에 대한 계단식 적층 배열 설치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.
도 7은 복수의 압출용융장치를 수평방향에 대한 연장 결합 배열 설치를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 복층 또는 수평 배열 구조를 갖는 수지 재생 압출용융장치에 관한 것이다.

무엇보다, 하나의 용융장치를 단일로 사용하거나 복수의 용융장치를 측방향 배열 방식 또는 수직방향에 대한 계단식 적층 배열 방식으로 연장 결합하여 사용하도록 구성하여 투입되는 원료의 양에 따라 용융장치의 가공 용량을 조절할 수 있으며, 용융장치의 설치를 위한 공간적 제약을 적극적으로 극복할 수 있는 복층 구조 수지재생 압출용융장치에 관련됨을 주지한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 복층 구조 수지재생 압출용융장치의 단일 설치 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도와 측방향 단면도이다. 그리고 도 3은 2개의 스크류를 교차 설치한 2중 스크류 수지재생 압출용융장치의 단일 설치 사시도이고, 도 4는 도 3의 삼각도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 복층 구조 수지재생 압출용융장치의 구성은 크게 일측에 원료가 공급되는 호퍼부(10);와, 타측에 용융된 원료를 배출하는 노즐부(20);과, 투입된 원료를 노즐부로 압송하면서 용융하는 몸체부(30);로 구성된다.

위 호퍼부(10)는 원료를 수월하게 공급할 수 있도록 몸체부(30)의 일측 상단부에 설치된다. 그리고 노즐부(20)는 용융된 원료가 빠짐없이 배출가능하도록 몸체부의 타측 하단부에 설치된다.

본 발명에서 특징으로 하는 수지재생 압출용융장치(100)는 몸체부(30)의 구성에 있다.

먼저, 본 발명의 몸체부(30)는 투입된 원료를 일방향 압송하는 스크류(31)와, 스크류의 내부에 삽입되어 스크류의 회전을 유도하면서 용융에 필요한 열을 공급하는 메인축(32)으로 구성된다.

위 스크류(31)는 몸체부(30)의 길이방향과 대응하는 길이의 상하 내통된 원통형의 축 및 축의 외주연을 따라 나선형으로 형성된 날개로 이루어진다. 위 스크류(31)는 몸체부(30)의 외부에 배치된 모터(도면 미도시)와 연결되어 모터의 구동에 의해 몸체부의 내부공간에서 회전이 이루어지면서 나선형의 날개에 의해 호퍼부(10)로부터 공급되는 원료들을 노즐부(20)로 압송한다.

위 메인축(32)은 스크류(31)와 대응하는 길이로 이루어지고, 스크류의 상하 내통된 내부공간에 삽입된다. 특히, 메인축(32)은 표면 또는 내부에 적어도 하나 이상의 열선이 권취 또는 내장되어 전원 공급에 의해 발열이 발생하며, 발생된 열원은 스크류(31)로 전달하여 몸체부(30)에 투입된 원료를 용융시킨다.

여기에서 열선은 제공하는 전력 대비 발열이 우수한 카본 열선을 사용하는 것이 바람직하지만, 이는 일 실시 예로 카본 열선에 국한하는 것은 아니다.

위와 같이 스크류(31)의 내부에 삽입된 메인축(32)의 열선은 몸체부(30)에 투입된 원료를 용융하기 위해 발열을 위한 전원을 공급하면 열선이 발열하여 1차적으로 스크류에 열을 전달하고, 메인축과 스크류의 사이공간에서 순환 중인 열원은 시간의 경과에 따라 스크류의 온도가 올라가면서 몸체부의 내부에 수용된 원료를 점차적으로 용융하기 시작한다.

그리고 원료가 용융되는 과정에서도 열원은 스크류(31)와 몸체부(30) 사이에 지속적으로 순환하면서 잔류하기 때문에 열 손실이 적극적으로 최소화되어 적은 비용으로 대량의 수지 원료를 용융처리할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 몸체부(30)에 두 개의 스크류(31)를 2개 1조로 배치하여 상호간 맞물림을 통해 원료를 용융하면서 압송할 수 있다. 두 개의 스크류(31)는 나선형의 날개가 서로 교차된 상태로 배치되어 회전하는 것이 바람직하다.

도 5는 복수의 압출용융장치를 수직방향에 대한 계단식 적층 배열 설치를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 측면도이다. 그리고 도 7은 복수의 압출용융장치를 수평방향에 대한 연장 결합 배열 설치를 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 압출용융장치(100)의 주된 특징은 적어도 하나 이상의 압출용융장치를 서로 연결하여 사용할 수 있음이다.

특히, 본 발명에서는 좁은 설치공간에서도 대량의 원료를 용융처리할 수 있도록 수직방향의 연장 배열 방식을 제공하고 있으며, 복수의 압출용융장치(100)가 수직방향으로 적층되되, 각각의 압출용융장치에 구비된 호퍼부(10)와 노즐부(20)가 서로 간섭되지 않도록 계단식 배열 방식으로 적층 구성된다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 압출용융장치(100)는 천장이 낮은 설치공간에서도 대량의 원료를 용융처리할 수 있도록 수평 방향의 연장 배열 방식 또한 제공하고 있으며, 복수의 압출용융장치(100)를 측방향으로 밀접하게 연결하여 구성된다.

위와 같이 복수의 압출용융장치(100)를 수직방향 또는 측방향으로 연결하되, 매우 밀접하게 연결되기 때문에 기존 대비 압출용융장치를 설치하는데 필요한 면적 확보를 최소한으로 줄일 수 있으며, 각각의 몸체부가 밀접하게 맞닿아 있는 상태이기 때문에 열이 외부로 유실되는 것을 적극적으로 예방하여 최소한의 열원으로 대량의 원료를 용융할 수 있어 작업의 효율이 향상된다.

위와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 복층 구조 수지재생 압출용융장치는 압출용융장치(100)를 단일 사용하거나 또는 복수를 연장 결합하여 사용 가능하기 때문에 원료의 처리량에 국한되지 않고 일괄적으로 처리 작업을 수행할 수 있으며, 또한, 복수의 압출용융장치(100)를 서로 밀접하게 연결하는 것은 물론, 수직 방향에 대한 계단식 적층 배열 구조를 채택하여 압출용융장치를 설치하기 위한 공간적 부담을 적극 해소할 수 있다. 마지막으로 스크류 내부에 삽입된 메인축에서 자체적으로 발열이 이루어져 스크류 전체에 균일한 열이 발생하여 원료를 효과적으로 용융함은 물론, 메인축에서 발생하는 열이 1차적으로 스크류로 이동하고 2차적으로 몸체부로 이동하는 유실 경로를 갖기 때문에 열 손실을 적극적으로 예방할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10. 호퍼부
20. 노즐부
30. 몸체부
31. 스크류
32. 메인축
100. 압출용융장치

Claims (6)

1. 일측에 원료가 공급되는 호퍼부(10);와, 타측에 용융된 원료를 배출하는 노즐부(20);과, 투입된 원료를 노즐부로 압송하면서 용융하는 몸체부(30);로 구성되는 압출용융장치(100)에 있어서,
   위 압출용융장치(100)는 단일 구조 또는 적어도 하나 이상의 용융장치가 기설정된 배열로 연장 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   위 압출용융장치(100)는 적어도 하나 이상의 용융장치가 측방향에 대한 연장 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   위 압출용융장치(100)는 적어도 하나 이상의 용융장치가 수직방향에 대한 계단식 적층 배열된 구조인 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   위 몸체부(30)는 길이방향으로 내통된 원통형의 축 및 축의 외주연을 따라 나선형의 날개를 가지며 모터와 결합하여 회전하면서 몸체부에 투입된 원료를 노즐부(20)로 압송하는 스크류(31)와, 몸체부에 스크류를 위치 구속시키는 메인축(32)으로 구성되고,
   위 몸체부(30)의 내부와 메인축(32)의 외부에 각각 열선이 더 내장되어 스크류에 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   위 메인축(32)은 양단에 베어링(33)이 삽입되어 메인축은 몸체부(30)에 고정된 상태로 베어링을 매개로 스크류(31)만 회전하는 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   위 메인축(32)은 양단에서 열선에 대한 전력이 직결로 연결되는 것을 특징으로 하는 복층 구조 수지재생 압출용융장치.

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