KR20200131373A - 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 재처리 및 재가공이 어려운 난연eps 등과 같은 제조원료의 경우, 냉각하는 과정에서 급격한 온도차의 변화로 인해 발생할 수 있는 끊김 현상을 방지하기 위해, 이송롤러 하단에 바람의 온도 및 세기를 단계별로 설정한 에어블로워를 통해, 상기 제조원료의 냉각이 점차적으로 이루어지도록 하며, 이송롤러에 장착된 센서를 통해, 제조원료에 따라 이송롤러의 속도와 에어블로워의 바람온도 및 세기를 조절할 수 있도록 하여, 보다 효율적인 냉각과정을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법을 제공한다.

Description

공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법 {Air cooling type recycled pellet manufacturing facility and method}

본 발명은 폐스티로폼을 이용한 공냉식 펠릿 제조설비 및 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축현장 등에서 배출되는 폐스티로폼을 용융하거나 압축하여 재처리 및 재가공할 수 있도록 일정한 형상과 크기를 지닌 펠릿으로 제조하는 기술에 관한 것으로, 바람을 이용해 열을 배출하는 공냉식 냉각방법을 활용한다. 특히, 냉각과정에 있어서, 단계적인 냉각과정을 통해 점차적으로 냉각할 수 있도록 하고, 재생펠릿의 원료에 따라 냉각과정을 조절할 수 있도록 하여, 재생펠릿 제조과정의 효율성뿐만 아니라 재생펠릿의 상품성을 향상시킨 재생펠릿을 제조하는 설비 및 공법에 관한 것이다.

폐자원을 에너지화하는 펠릿기술은 가연성 폐기물, 고함수율 유기성 폐기물, 매립가스 및 산업 폐가스를 열화학적 및 생물학적인 방법으로 에너지화 하는 기술을 일컫는다.

폐기물 고형연료(펠릿)는 생활폐기물, 폐목재류 및 폐타이어 등을 제조원료로 활용한 일반 고형연료제품과 농업폐기물, 식물성 잔재물 및 초본류 폐기물 등을 제조원료로 활용한 바이오 고형연료제품으로 구분될 수 있다.

상기 언급한 펠릿 제조원료 중 하나인 폐스티로폼은 건축자재로 많이 쓰이는 EPS 판넬 등의 건축자재를 설치하고 처리하는 과정에서 주로 배출되며, 일반적으로 스티로폼은 특성상 물보다 가벼우나 부피가 크고, 유해물질을 포함하고 있으며, 잘 썩지 않아 환경을 오염시키기 때문에 재생 및 재활용을 권장하는 원료 중 하나이다. 폐스티로폼 재생 분야로는 몰딩, 경량 프레임 및 건축용 내외장재 등 다양한 분야가 활용될 수 있다.

일반적인 펠릿 제조 공정은 제조원료 사이즈 줄이기, 건조단계, 용융단계, 압축단계 및 절단 단계를 거쳐, 일정한 크기와 형상을 지닌 펠릿을 가공한다.

한편, 펠릿 제조 공정 중 제조원료를 냉각하는 방식으로는 바람을 활용한 공냉식과 냉각수를 활용한 수냉식이 있으며, 공냉식이란, 보다 구체적으로, 급속냉동시 발생하는 열을 바람을 이용하여 배출하는 방식으로, 팬(날개), 에어블로워 등과 같은 송풍장치를 구성요소로 포함할 수 있다.

그러나, 종래 공냉식 냉각기술은 주변 환경 온도의 영향을 받을 수 있어, 용융된 제조원료의 열을 배출시키는 냉각과정의 효율성이 주변 환경 온도에 따라 다소 떨어질 수도 있다는 결점을 가지고 있다.

대한민국 등록 특허 제 10-17785360000호 대한민국 공개 특허 제 10-09844930000호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래 펠릿 제조 설비 및 공법의 단점을 보안하여, 보다 효율적인 펠릿 제조 설비 및 공법을 제공하고자 한다. 특히, 재처리 및 재가공이 어려운 난연eps 등과 같은 제조원료의 경우, 용융단계에서 냉각단계로 넘어가는 과정에서 온도차가 급격하게 날 경우, 가공단계를 거치기 이전에 끊김 현상이 종종 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 극복하기 위해, 컨베이어 밸트(이송롤러) 하단에 복수개의 에어블로워를 설치하되, 에어블로워 바람의 온도 및 세기를 단계별로 설정한다. 단계별로 설정한 에어블로워를 통해 상기 제조원료의 냉각이 점차적으로 진행될 수 있도록 형성하여 원료의 끊김 현상을 방지할 수 있는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 냉각과정에 있어서, 제조원료의 온도, 점성 및 물성 등에 따른 상태에 따라 냉각과정을 조절할 수 있도록 하여, 재생펠릿 제조과정의 효율성뿐만 아니라 재생펠릿의 상품성을 향상시킬 수 있는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 1차 투입구를 통해 내부에 수용되는 원료를 1차 용융 및/또는 압출하는 1차 용융부; 상기 1차 용융물을 2차 투입구를 통해 내부에 수용하여, 2차적으로 용융 및/또는 압출하는 2차 용융부; 상기 2차 용융물을 서서히 냉각시키는 공냉식 냉각부; 및, 회전절단모듈을 통해, 상기 2차 용융물을 일정한 크기의 형상으로 형성된 가공펠릿으로 가공하여, 내부에 수용하도록 하는 수용부;를 포함하되, 상기 1차 용융부는, 상기 원료를 1차적으로 용융 및/또는 압출하는 동시에 내부에 포함되어 있는 불순물을 분리하여 불순물 제거부를 통해 배출하고, 상기 불순물이 제거된 1차 용융물을 1차 배출구를 통해 배출하도록 하며, 상기 2차 용융부는, 2차적으로 용융 및/또는 압출되어, 일정한 크기와 형상을 가진 2차 용융물을 2차 배출구를 통해 배출하고, 용융 및/또는 압출된 상기 원료를 단계적으로 서서히 냉각하여 가공펠릿으로 가공하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 공냉식 냉각부는, 상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물을 상기 수용부로 전달하는 이송롤러 및, 상기 이송롤러의 하단에 상기 2차 용융물을 냉각하기 위한 송풍장치인 에어블로워를 형성하여, 바람을 통해 상기 2차 용융물의 열을 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비를 제공할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 에어블로워는, 상기 이송롤러의 하단에 복수개가 형성되되, 상기 이송롤러의 시작부분 하단에 설치된 전단 에어블로워; 상기 이송롤러의 끝부분 하단에 설치된 후단 에어블로워; 및, 상기 전단 에어블로워 및 후단 에어블로워를 제외한 나머지는 중단 에어블로워로 영역이 구분되어질 수 있으며, 상기 전단 에어블로워의 바람 온도는 상기 후단 에어블로워의 바람 온도보다 높게 설정하고, 상기 전단 에어블로워의 바람 세기는 상기 후단 에어블로워의 바람 세기보다 낮게 설정하여, 구분되어진 영역별 에어블로워 간의 온도차 및 풍속차를 활용해, 상기 2차 용융물의 냉각처리가 단계적으로 이뤄질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이송롤러는, 일측의 설정된 영역에 상기 이송롤러의 속도를 제어할 수 있는 속도센서 및, 상기 이송롤러의 작동을 제어할 수 있는 이송센서를 포함하되, 상기 속도센서는, 상기 2차 배출구와 맞닿는 상기 이송롤러 부근에 형성되어, 상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물이 상기 이송롤러의 위에 닿게 되면, 상기 2차 용융물의 점성, 온도 및 물성에 따라 상기 이송롤러의 속도와 상기 에어블로워의 바람세기 및/또는 바람온도를 조절할 수 있으며, 상기 이송센서는, 상기 2차 용융물이 상기 속도센서를 거친 후 상기 이송센서를 거치도록 상기 속도센서와 나란한 위치에 형성되어, 상기 이송롤러의 속도가 결정됨과 동시에 상기 이송롤러의 작동을 가동시킬 수 있도록 하여, 상기 2차 용융물의 상태에 따라 상기 이송롤러의 속도를 제어하여, 상기 공냉식 냉각부를 통한 냉각과정을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비를 제공할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 수용부는, 상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물을 내부에 수용할 수 있는 가공펠릿 투입구, 상기 가공펠릿 투입구 부근의 일정 영역에 설정되어, 투입된 상기 2차 용융물을 일정한 크기와 형상을 가진 가공펠릿으로 가공하는 회전절단모듈 및, 상기 회전절단모듈을 통해 가공된 상기 가공펠릿을 내부에 수용할 수 있도록 하는 가공펠릿 수용구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따라, 공냉식 재생펠릿 제조공법에 있어서, 원료를 1차 투입구를 통해 내부에 수용하는 원료 투입단계(S100);, 투입된 상기 원료에 내포된 불순물을 제거하여 불순물 제거부를 통해 배출하는 동시에 1차적으로 용융 및/또는 압출하여 1차 배출구를 통해 1차 용융물을 배출하는 1차 용융단계(S200);, 배출된 상기 1차 용융물은 2차 투입구를 통해 2차 용융부에 수용되어, 2차적으로 용융 및/또는 압출하는 과정을 거쳐 2차 배출구를 통해 원형의 가늘고 긴 2차 용융물로 배출되는 2차 용융단계(S300);, 배출된 상기 2차 용융물은 공냉식 냉각부의 이송롤러 위에 놓여 수용부로 이송되는 과정에서 상기 이송롤러 하단에 형성된 에어블로워를 통해 점차적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 냉각단계(S400);, 상기 공냉식 냉각부를 거친 상기 2차 용융물은 회전절단모듈을 통해 일정한 크기의 형상으로 형성된 가공펠릿으로 가공되는 가공단계(S500); 및, 가공된 상기 가공펠릿을 내부에 수용하도록 하는 수용단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조공법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 냉각단계는, 상기 이송롤러 일측의 설정된 영역에 형성된 상기 속도센서 및 상기 이송센서를 통해 상기 이송롤러의 속도와 상기 에어블로워의 바람세기 및/또는 바람온도가 조절되어, 상기 2차 용융물의 상태에 따라 상기 냉각단계가 조절될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조공법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단계적인 냉각방법을 활용해 용융 및 압출된 원료를 점차적으로 냉각하여, 재처리 및 재가공이 어려운 난연eps 등과 같은 제조원료의 경우, 냉각하는 과정에서 급격한 온도차의 변화로 인해 흔히 발생할 수 있는 끊김 현상을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따라, 이송롤러에 속도센서를 포함하여, 이송롤러 위에 놓이는 제조원료의 온도, 물성 등에 따라 이송롤러의 속도와 송풍장치의 바람온도 및 바람세기를 제어할 수 있도록 하여, 제조원료에 따른 효율적인 냉각처리를 통해 가공펠릿의 상품성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제조원료를 용융하는 과정에서 제조원료에 포함되어 있는 불순물을 제거할 수 있는 별도의 수단을 형성하여, 재생펠릿을 보다 효율적으로 가공하고, 각 단계가 매끄럽게 진행될 수 있도록 한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법에 관한 전체도이다.
도2는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 1차 용융부 및 2차 용융부를 나타내는 입면도이다.
도3은 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 공냉식 냉각부 및 수용부를 설명하는 입면도이다.
도4는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 이송롤러 및 에어블로워를 설명하기 위한 입면도이다.
도5는 공냉식 재생펠릿 제조공법에 관한 단계도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법에 관한 전체도이다.

공냉식 재생펠릿 제조설비(1)는, 도1에 도시된 바와 같이, 원료(10)의 불순물(30)을 제거하면서 고열을 가해 1차적으로 용융하거나 압출하는 1차 용융부(100), 1차 용융물(20)을 2차적으로 용융하거나 압출하는 2차 용융부(200), 용융 및 압출된 원료(10)를 바람을 이용해 열을 배출시키는 공냉식 냉각부(300) 및 일정한 크기와 형상을 지닌 가공펠릿(50)으로 가공하여 수용하도록 하는 수용부(400)로 구성된다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 용융부(100)를 살펴보면, 크게 1차 투입구(110), 1차 배출구(130) 및 불순물 제거부(150)를 구성요소로 포함한다. 도1을 참조하여 각 구성의 위치를 살펴보면, 상기 1차 투입구(110)는 상기 1차 용융부(100)의 상측에 형성하고, 상기 1차 배출구(130)는 상기 2차 용융부(200)와 맞닿는 부분에 형성하며, 상기 불순물 제거부(150)는 하단에 형성한다.

도2는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 1차 용융부 및 2차 용융부를 나타내는 입면도이다.

1차 투입구(110)는, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 원료(10)를 내부에 수용하기 위한 입구로, 원통형, 사각형 및 역피라미드형 등 다양한 형상으로 설계될 수 있으며, 도2에 도시된 형상에 한정되지 않는다.

상기 1차 투입구(110)를 통해 내부에 수용된 원료(10)는 2번의 용융단계를 거친다. 보다 구체적으로 살펴보면, 1차 용융부(100)의 상측에 형성된 상기 1차 투입구(110)를 통해 수용된 원료(10)는 1차 용융단계에서, 상기 불순물 제거부(150)를 통해 상기 원료(10)의 내부에 포함되어 있는 불순물(30)을 제거한 후 상기 1차 용융부(100)의 내부에 가해진 고열에 의해 용융 및 압출되는 과정을 거친다. 여기서, 상기 불순물 제거부(150)는 필터, 제거판, 수거부, 거름부 및 거름망 등을 포함하여 형성할 수 있다.

상기 원료(10)는 상기 1차 용융부(100)를 거쳐 1차 용융물(20)로 배출된다. 상기 원료(10)의 내부에 포함될 수 있는 불순물(30)이 제거되고, 용융 및 압출된 상기 1차 용융물(20)은 1차 배출구(130)를 통해 배출된다.

여기서, 상기 1차 배출구(130)의 형상 및 외관 또한, 상기 1차 투입구(110)와 마찬가지로 정해져 있지 않으며, 사용자의 의도 및 설정에 따라 다양한 형상 및 외관으로 설계될 수 있다. 상기 1차 배출구(130)를 통해 배출된 1차 용융물(20)은 이어 2차 용융부(200)를 거치며, 2차적으로 용융된 상기 1차 용융물(20)은 2차 용융물(40)로 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 2차 용융부(200)는, 도2에 도시된 바와 같이, 크게 2차 투입구(210) 및 2차 배출구(230)로 구성되며, 상기 2차 투입구(210)는 상기 1차 용융부(100)의 1차 배출구(130)와 맞닿는 부분에 형성되어, 2차 용융이 1차 용융 및 압출단계에 이어서 진행될 수 있도록 설정된다.

상기 1차 용융물(20)은 상기 2차 투입구(210)를 통해 2차 용융부(200)의 내부로 투입되며, 불순물이 제거된 1차 용융물(20)에 고열을 가하여 2차적으로 용융 및 압출하여, 2차 용융물(40)을 배출한다. 상기 2차 용융물(40)은 상기 1차 용융물(20)과는 상이하게 일정한 둘레를 지닌 원형의 형상으로 길고 가느다란 형태로 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출되며, 상기 이송롤러(310)를 통해 이송하는 과정에 놓인다.

도3은 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 공냉식 냉각부 및 수용부를 설명하는 입면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 2차 배출구(230)는, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 이송롤러(310)와 맞닿는 부분에 형성된다. 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출된 상기 2차 용융물(20)은 상기 이송롤러(310)를 통해 수용부(400)로 이송하는 동시에 냉각된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출된 상기 2차 용융물(20)은 상기 이송롤러(310)의 위로 이송되는 동시에 공냉식 냉각부(300)를 거치면서 서서히 냉각된다.

여기서, 상기 공냉식 냉각부(300)는 2차적으로 용융 및 압출된 2차 용융물(40)을 냉각시키기 위한 수단이며, 바람을 통해 냉각시키는 공냉식으로 형성되어 있다. 특히, 상기 2차 용융물(40)에 가해진 급격한 온도차이로 인해, 상기 2차 용융물(40)의 냉각 도중 상기 이송롤러(310) 상에서 끊김이 발생되지 않도록 하기 위해, 냉각이 점차적으로 진행될 수 있도록 하는 특징을 가지고 있다.

일반적으로 가공펠릿(50)의 냉각은 용융 및 압축 성형된 펠릿(본 발명에서는 2차 용융물(40)을 일컬음)을 성형하는 과정에서 발생된 고열을 식혀, 고품질의 가공펠릿(50)을 생산할 수 있도록 한다. 냉각방법은 수냉식, 공냉식 및 자연 냉각 등 다양한 냉각방법이 활용되고 있으며, 냉각방식에 따라 가공펠릿(50)의 강도와 내구성이 결정된다. 특히, 서서히 단계적인 냉각을 거치는 방식이 가공펠릿(50)을 더욱 응고시키고 강화한다.

본 발명은 바람을 이용해 열을 식히는 공냉식을 택하였으며, 단계적인 냉각처리를 통해 보다 견고한 가공펠릿(50)을 생산하고자 한다. 단계적인 공냉식 냉각처리는 상기 이송롤러(310)를 통해 이송 중인 상기 2차 용융물(40)을 골고루 냉각시킴과 동시에 상기 2차 용융물(40)에 달라붙어 있을 수 있는 이물질을 효과적으로 제거하여, 상기 가공펠릿(50)의 상품성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 냉각부(300)는 크게 이송롤러(310) 및 에어블로워(330)로 구성되며, 상기 이송롤러(310)는, 상기 2차 용융물(40)을 상기 2차 용융부(200)에서 상기 수용부(400)로 이송하는 수단이다. 상기 이송롤러(310) 하단에는 에어블로워(330)를 형성하여, 상기 2차 용융물(40)을 냉각시키기 위한 바람을 제한다.

도4는 공냉식 재생펠릿 제조설비 및 공법의 이송롤러 및 에어블로워를 설명하기 위한 입면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 에어블로워(330)는, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 이송롤러(310)의 하단에 복수개를 형성할 수 있으며, 상기 이송롤러(310)의 위치에 따라 전단 에어블로워(331), 중단 에어블로워(333) 및 후단 에어블로워(333)로 영역을 구분할 수 있도록 한다. 보다 구체적으로, 상기 전단 에어블로워(331)는 상기 이송롤러(310)의 시작부분 하단에 설정되며, 상기 후단 에어블로워(335)는 상기 이송롤러(310)의 끝부분 하단에 설정되고, 상기 전단 에어블로워(331) 및 상기 후단 에어블로워(335)를 제외한 나머지는 상기 중단 에어블로워(333)로 설정할 수 있다.

구분되어진 영역에 따라, 상기 에어블로워(330)의 온도차 및 풍속차를 달리하여, 용융 및 압출된 상기 2차 용융물(40)이 시간차이를 두고 서서히 냉각할 수 있도록 단계적인 냉각과정을 거칠 수 있도록 한다. 이러한 단계적인 냉각과정은 상기 2차 용융물(40)의 급격한 온도차가 발생하는 것을 방지하여, 상기 이송롤러(310)를 통해 상기 수용부(400)로 이송하는 과정에서 종종 발생할 수 있는 상기 2차 용융물(40)의 끊김 현상을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 전단 에어블로워(331)의 바람 온도는 상기 후단 에어블로워(335)의 바람 온도보다 높게 설정하고, 상기 전단 에어블로워(331)의 바람 세기는 상기 후단 에어블로워(335)의 바람 세기보다 약하게 설정하여, 구분되어진 영역별 에어블로워(330) 간의 온도차 및 풍속차를 형성한다.

예를 들어, 최초 냉각단계에 해당하는 전단 에어블로워(331)의 바람 온도 및 세기를 상기 2차 용융물(40)의 응고점 보다 낮게 설정하고, 마지막 냉각단계에 해당하는 후단 에어블로워(335)의 바람 온도 및 세기를 상기 2차 용융물(40)의 응고점 보다 높게 설정하여 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 이송롤러(310)의 하단에 총 6개의 에어블로워(330)가 설치되어 있다면, 2개의 전단 에어블로워(331)는 최초 냉각단계로 설정될 있고, 이어 2개의 에어블로워(330)는 중단 에어블로워(333)에 해당하게 되며, 다음 2개의 에어블로워(330)는 마지막 냉각단계에 해당한다. 최초 냉각단계의 상기 전단 에어블로워(331)의 바람 온도는 중간 냉각단계를 기준으로 보다 높게 설정되며, 마지막 냉각단계의 상기 후단 에어블로워(335)의 바람 온도는 보다 낮게 설정된다. 또한, 최초 냉각단계의 상기 전단 에어블로워(331)의 바람 세기는 중간 냉각단계를 기준으로 볼 때, 다른 단계보다 약하게 설정되며, 마지막 냉각단계의 상기 후단 에어블로워(335)의 바람 세기는 다른 단계보다 강하게 설정된다.

이러한 특징을 지닌 냉각방식은 상기 이송롤러(310)의 위에 이송중인 상기 2차 용융물(40)이 냉각하는 과정에서 종종 발생하는 끊김 현상을 방지할 수 있다. 본 발명의 원료(10)로 활용될 수 있는 난연 EPS 등은 가공이 어려운 원료에 속하며, 특히, 용융 및 압출 후 냉각하는 과정에서 끊김 현상으로 인해 가공이 매끄럽게 진행되지 않을 수 있다. 예를 들어, 난연 EPS 등을 원료(10)로 하여, 1차 용융부(100) 및 2차 용융부(200)를 거친 후, 원형의 가늘고 긴 형상으로 배출된 2차 용융물(40)은 공냉식 냉각부(300)의 이송롤러(310) 위에서 열을 배출하며 이송하는 도중 수용부(400)에 도달하기 전에 끊김 현상의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 공냉식 냉각부(300)는 상기 2차 용융물(40)을 점차적으로 냉각하여, 전술한 문제점을 보안하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 에어블로워(330)는, 모터, 팬(날개) 등 구성요소를 포함한 송풍장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 이송롤러(310)는, 일측의 설정된 영역에 상기 이송롤러(310)의 속도를 제어할 수 있는 속도센서(311) 및 상기 이송롤러(310)의 작동을 제어할 수 있는 이송센서(313)를 포함한다. 상기 속도센서(311)는 상기 2차 배출구(230)와 맞닿는 상기 이송롤러(310) 부근에 형성하며, 상기 이송센서(313)는 상기 속도센서(311) 부근에 형성한다. 따라서, 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출된 상기 2차 용융물(40)은 상기 이송롤러(310)의 상기 속도센서(311)에 먼저 닿게 되면, 상기 2차 용융물(40)의 점성, 온도 및 물성에 따라 상기 이송롤러(310)의 속도와 상기 에어블로워(330)의 바람세기 및 바람온도가 조절되고, 상기 속도센서(311)를 통해 결정된 냉각환경에 맞춰, 상기 이송센서(313)를 통해 상기 이송롤러(310)가 가동된다. 예를 들어, 상기 이송센서(313)는, 상기 2차 용융물(40)이 상기 속도센서(311)를 거친 후 상기 이송센서(313)를 거치도록 상기 속도센서(311)와 나란한 위치에 형성하여, 상기 이송롤러(310)의 속도가 결정됨과 동시에 상기 이송롤러(310)가 작동할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 속도센서(311) 및 상기 이송센서(313)를 통해 상기 냉각과정을 조절할 수 있도록 한다. 상기 이송롤러(310)의 위에 놓여 상기 수용부(400)로 이송되는 상기 2차 용융물(40)의 온도, 점성 및 물성 등과 같은 상태는 상기 속도센서(311)에 의해 상기 이송롤러(310)를 속도를 조절할 뿐만 아니라, 상기 에어블로워(330)의 바람세기 및 바람온도를 조절한다. 상기 속도센서(311)를 통해 설정된 상기 공냉식 냉각부(300)의 냉각환경에 맞춰, 상기 이송센서 상기 이송롤러(310)의 가동이 상기 이송롤러 상기 이송롤러(310)의 속도와 상기 에어블로워(330)의 바람세기 및 바람온도를 조절한다.

여기서, 이송센서(313)는 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출된 상기 2차 용융물(40)이 상기 이송롤러(310)의 위에 닿으면, 상기 이송롤러(310)의 초입에 설정된 이송센서(313)에 의해 상기 에어블로워(330)가 가동된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이송센서(313)는, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 이송롤러(310)의 각 구분된 영역에 설정되어 있다. 따라서, 상기 전단 에어블로워(331)의 가동이 시작되면, 상기 2차 용융물(40)의 이송에 의해 중단 에어블로워(333) 및 후단 에어블로워(335)가 가동된다. 다른 예를 들어, 상기 2차 배출구(230)를 통해 배출된 상기 2차 용융물(40)의 배출이 완료되면, 상기 전단 에어블로워(331)의 가동이 완료되며, 이어 상기 중단 에어블로워(333) 및 상기 후단 에어블로워(335)의 가동 또한 완료된다.

상기 이송롤러(310)를 통해 냉각된 상기 2차 용융물(40)은 상기 수용부(400)로 전달된다. 상기 수용부(400)는 크게 가공펠릿 투입구(410), 회전절단모듈(430) 및 가공펠릿 수용구(450)로 구성되어 있으며, 상기 가공펠릿 투입구(410)를 통해 상기 수용부(400)의 내부에 수용된 상기 2차 용융물(40)은 상기 회전절단모듈(430)을 거쳐 일정한 크기의 형상으로 절단된다. 상기 회전절단모듈(430)을 통해 가공된 가공펠릿(50)은 상기 가공펠릿 수용구(450)에 수용 및 보관된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 가공펠릿 투입구(410)는 상기 이송롤러(310)가 끝나는 지점에 형성하여, 상기 2차 용융물(40)이 자연스럽게 상기 수용부(400)로 전달한다. 상기 가공펠릿 투입구(410)를 통해 내부에 수용된 상기 2차 용융물(40)은 상기 가공펠릿 투입구(410)와 가깝게 자리한 상기 회전절단모듈(430)을 거쳐 일정한 크기와 형상을 지닌 가공펠릿(50)으로 가공한다.

도 5는 공냉식 재생펠릿 제조공법에 관한 단계도이다.

공냉식 재생펠릿 제조공법은 크게 원료 투입단계(S100), 1차 용융단계(S200), 2차 용융단계(S300), 냉각단계(S400), 가공단계(S500) 및 수용단계(S600)를 포함한다.

먼저, 원료(10)는 1차 투입구(110)를 통해 내부에 수용되는 원료 투입단계(S100)를 거친 후, 투입된 상기 원료(10)를 1차적으로 용융하는 1차 용융단계(S200)를 거친다. 보다 구체적으로 살펴보면, 투입된 상기 원료(10)는 불순물(30)이 제거되는 동시에 1차적으로 용융된다. 상기 원료(10)에 내포된 불순물(30)은 불순물 제거부(150)를 통해 배출되며, 1차적으로 용융된 상기 원료(10)는 1차 용융물(20)로 1차 배출구(130)를 통해 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 배출된 상기 1차 용융물(20)은, 2차 용융단계(S300)에서 2차 투입구(210)를 통해 2차 용융부(200)에 수용된다. 2차적으로 용융과정을 거친 상기 1차 용융물(20)은 2차 배출구(230)를 통해 원형의 가늘고 긴 2차 용융물(40)로 배출된다.

배출된 상기 2차 용융물(40)은 냉각단계(S400)에서, 공냉식 냉각부(300)의 이송롤러(310) 위에 놓여 수용부(400)로 이송되는 과정에서 냉각된다. 상기 이송롤러(310)의 하단에 형성된 에어블로워(330)는 상기 2차 용융물(40)을 단계적으로 냉각하는 것을 특징으로 한다. 최초 냉각단계는 마지막 냉각단계보다 상기 에어블로워(330)의 바람 세기는 약하고, 온도는 높은 것으로 설정하여, 상기 2차 용융물(40)에 급격한 온도 차이가 발생하는 것을 방지한다. 이는 이송중인 상기 2차 용융물(40)의 이송 중 끊김 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 냉각단계(S400)는, 상기 이송롤러(310)의 일측 설정된 영역에 형성된 상기 속도센서(311) 및 상기 이송센서(313)를 통해 상기 이송롤러(310)의 속도와 상기 에어블로워(330)의 바람세기와 바람온도가 조절되어, 상기 2차 용융물(40)의 상태에 따라 상기 냉각단계의 냉각환경이 조절될 수 있도록 한다

이어, 가공단계(S500)에서는 상기 공냉식 냉각부(300)를 거친 상기 2차 용융물(40)을 회전절단모듈(430)을 통해 일정한 크기와 형상을 지닌 가공펠릿(50)으로 형성한다.

마지막으로 수용단계(S600)에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 가공된 상기 가공펠릿(50)을 내부에 수용할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 공냉식 재생펠릿 제조설비
10 폐EPS
20 1차 폐EPS 용융물
30 불순물
40 2차 폐EPS 용융물
50 가공펠릿
100 1차 용융부
110 1차 투입구
130 1차 배출구
150 불순물 제거부
200 2차 용융부
210 2차 투입구
230 2차 배출구
300 공냉식 냉각부
310 이송롤러
311 속도센서
313 이송센서
330 에어 블로워
331 전단 에어블로워
333 중단 에어블로워
335 후단 에어블로워
400 수용부
410 가공펠릿 투입구
430 회전절단모듈
450 가공펠릿 수용구

Claims (7)

1차 투입구를 통해 내부에 수용되는 원료를 1차 용융 및/또는 압출하여 1차 용융물로 배출하는 1차 용융부;
상기 1차 용융물을 2차 투입구를 통해 내부에 수용하여, 2차적으로 용융 및/또는 압출하여 2차 용융물을 배출하는 2차 용융부;
상기 2차 용융물을 이송롤러를 통해 이송하는 과정에서 에어블로워를 활용해 서서히 냉각시키는 공냉식 냉각부; 및,
회전절단모듈을 통해, 상기 2차 용융물을 일정한 크기의 형상으로 형성된 가공펠릿으로 가공하여, 내부에 수용하도록 하는 수용부;를 포함하되,
상기 1차 용융부는,
상기 원료를 1차적으로 용융 및/또는 압출하는 동시에 내부에 포함되어 있는 불순물을 분리하여 불순물 제거부를 통해 배출하고, 상기 불순물이 제거된 1차 용융물을 1차 배출구를 통해 배출하도록 하며,
상기 2차 용융부는,
2차적으로 용융 및/또는 압출되어, 일정한 크기와 형상을 가진 2차 용융물을 2차 배출구를 통해 배출하고,
용융 및/또는 압출된 상기 원료를 단계적으로 서서히 냉각하여 가공펠릿으로 가공하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비.

제1항에 있어서,
상기 공냉식 냉각부는,
상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물을 상기 수용부로 전달하는 이송롤러 및,
상기 이송롤러의 하단에 상기 2차 용융물을 냉각하기 위한 송풍장치인 에어블로워를 형성하여,
바람을 통해 상기 2차 용융물의 열을 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비.

제 2항에 있어서,
상기 에어블로워는,
상기 이송롤러의 하단에 복수개가 형성되되,
상기 이송롤러의 시작부분 하단에 설치된 전단 에어블로워;
상기 이송롤러의 끝부분 하단에 설치된 후단 에어블로워; 및,
상기 전단 에어블로워 및 후단 에어블로워를 제외한 나머지는 중단 에어블로워로 영역이 구분되어질 수 있으며,
상기 전단 에어블로워의 바람 온도는 상기 후단 에어블로워의 바람 온도보다 높게 설정하고,
상기 전단 에어블로워의 바람 세기는 상기 후단 에어블로워의 바람 세기보다 약하게 설정하여,
구분되어진 영역별 에어블로워 간의 온도차 및 풍속차를 활용해, 상기 2차 용융물의 냉각처리가 단계적으로 이뤄질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비.

제1항에 있어서,
상기 이송롤러는,
일측의 설정된 영역에 상기 이송롤러의 속도를 제어할 수 있는 속도센서 및,
상기 이송롤러의 작동을 제어할 수 있는 이송센서를 포함하되,
상기 속도센서는,
상기 2차 배출구와 맞닿는 상기 이송롤러의 부근에 형성되어, 상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물이 상기 이송롤러의 위에 닿게 되면, 상기 2차 용융물의 점성, 온도 및 물성에 따라 상기 이송롤러의 속도와 상기 에어블로워의 바람세기 및/또는 바람온도를 조절할 수 있으며,
상기 이송센서는,
상기 2차 용융물이 상기 속도센서를 거친 후 상기 이송센서를 거치도록 상기 속도센서와 나란한 위치에 형성되어, 상기 이송롤러의 속도가 결정됨과 동시에 상기 이송롤러의 작동을 가동시킬 수 있도록 하여,
상기 2차 용융물의 상태에 따라 상기 이송롤러의 속도를 제어하여, 상기 공냉식 냉각부를 통한 냉각과정을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비.

제 1항에 있어서,
상기 수용부는,
상기 2차 배출구를 통해 배출된 상기 2차 용융물을 내부에 수용할 수 있는 가공펠릿 투입구,
상기 가공펠릿 투입구 부근의 일정 영역에 설정되어, 투입된 상기 2차 용융물을 일정한 크기와 형상을 가진 가공펠릿으로 가공하는 회전절단모듈 및,
상기 회전절단모듈을 통해 가공된 상기 가공펠릿을 내부에 수용할 수 있도록 하는 가공펠릿 수용구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조설비.

공냉식 재생펠릿 제조공법에 있어서,
원료를 1차 투입구를 통해 내부에 수용하는 원료 투입단계(S100);,
투입된 상기 원료에 내포된 불순물을 제거하여 불순물 제거부를 통해 배출하는 동시에 1차적으로 용융 및/또는 압출하여 1차 배출구를 통해 1차 용융물을 배출하는 1차 용융단계(S200);,
배출된 상기 1차 용융물은 2차 투입구를 통해 2차 용융부에 수용되어, 2차적으로 용융 및/또는 압출하는 과정을 거쳐 2차 배출구를 통해 원형의 가늘고 긴 2차 용융물로 배출되는 2차 용융단계(S300);,
배출된 상기 2차 용융물은 공냉식 냉각부의 이송롤러 위에 놓여 수용부로 이송되는 과정에서 상기 이송롤러의 하단에 형성된 에어블로워를 통해 점차적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 냉각단계(S400);,
상기 공냉식 냉각부를 거친 상기 2차 용융물은 회전절단모듈을 통해 일정한 크기의 형상으로 형성된 가공펠릿으로 가공되는 가공단계(S500); 및,
가공된 상기 가공펠릿을 내부에 수용하도록 하는 수용단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조공법.

제6항에 있어서,
상기 냉각단계는,
상기 이송롤러의 일측 설정된 영역에 형성된 상기 속도센서 및 상기 이송센서를 더 포함하여,
상기 속도센서 및 상기 이송센서를 통해 상기 이송롤러의 속도와 상기 에어블로워의 바람세기 및/또는 바람온도가 조절되어,
상기 2차 용융물의 상태에 따라 상기 냉각단계가 조절될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공냉식 재생펠릿 제조공법.

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