KR20210005814A - 폐타이어용 미분쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 폐타이어용 미분쇄장치는 폐타이이어 파쇄물이 투입되는 투입조, 상기 투입조의 하부에 설치되어, 상기 투입조로부터 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄함과 아울러 분쇄된 고무분말을 철심과 분리하는 분쇄 박리부, 상기 분쇄된 고문분말을 이송하는 이송부를 포함하여 구성되되, 상기 분쇄 박리부는 서로 이웃하여 회전하면서 그 사이에 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄하는 2쌍의 분쇄드럼, 상기 2쌍의 분쇄드럼을 각각 개별적으로 구동하는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 폐타이어용 미분쇄장치는 기존의 커팅(cutting) 방식의 분쇄공정과 대비할 때 분쇄과정에서 철심과 고무분말의 분리도를 현저히 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고무분말을 원하는 입경으로 분쇄하는데 필요한 공정 수를 현저히 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

폐타이어용 미분쇄장치{A Grinding Apparatus for Fine Powder}

본 발명은 칩 등의 형태로 공급되는 피분쇄물을 미세한 분말로 분쇄하기 위한 미분쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1,2차 파쇄를 거친 100mm 이하의 타이어스크랩을 공급받아 고무로부터 철심을 박리함과 아울러 분쇄하는 이중 구조의 분쇄 박리부를 구비한 폐타이어용 미분쇄장치에 관한 것이다.

현대 사회의 급속한 산업화 및 도시화 경향으로 인하여 여러 가지 소재로 이루어진 다양한 공업 제품들이 대량으로 생산되고 있으며, 이러한 추세에 따라 이들 공업 제품들의 폐기 처분으로 인한 각종 산업 폐기물들도 대량으로 발생되고 있다.

이러한 산업 폐기물들을 야적장에 오랜 시간동안 방치하거나 소각할 경우에는 오염물질의 배출로 인하여 주변 환경을 심각하게 오염시키게 됨은 물론, 이들 폐기물에 포함된 재활용 가능한 자원들이 그대로 버려지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 이들 산업 폐기물에서 배출되는 폐자원들을 적극적으로 재활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 중 대표적인 예가 폐전선 피복이나 폐타이어 등에서 얻을 수 있는 합성수지 소재 또는 고무 소재 등의 폐자원들을 분쇄하여 보도블럭 또는 건축자재 등으로 재활용하는 기술이라고 할 수 있고, 이에 대한 구체적인 구성은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 분쇄장치들은 서로 맞물리도록 회전하는 분쇄용 칼날을 사용하는 방식이기 때문에 유효 분쇄면적이 작고 칼날의 회전속도를 증가시키는데도 한계가 있으며, 하나의 분쇄공정에서는 칼날의 조도에 따라서 분쇄 결과물의 입경이 동일하기 때문에 원하는 수준의 입경으로 피분쇄물을 분쇄하기 위해서는 칼날의 조도를 변경하면서 순차적으로 분쇄하는 것이 불가피하였다.

이로 인하여, 종래 기술에 따른 분쇄장치는 상기 폐자원을 원하는 수준의 조밀한 입경으로 분쇄하기 위해서는 복수 단계의 분쇄 공정(예를 들어, 조립 분쇄공정, 중립 분쇄공정 및 미립 분쇄공정 등)을 거쳐야 하기 때문에 장치의 구성이 전체적으로 대형임은 물론, 그에 따라 생산비용도 크게 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 종래 기술에 따른 분쇄장치들은 복수의 공정을 거쳐야 비로소 원하는 입경의 분쇄분말을 얻을 수 있기 때문에 다량의 피분쇄물을 처리할 경우 전체적인 공정 시간이 크게 증가되어 장치의 생산효율 및 경제성을 크게 저감시키는 문제점도 있었다.

[문헌 1] 한국공개특허 제2007-0101936호(2007.10.18. 공개)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래 기술과 동일한 구동수단에 의하여 폐타이어 등을 분쇄하기 위한 분쇄용 칼날을 회전시키는 경우에도 분쇄과정에서 고무분말과 철심의 분리도를 현저히 증가시키고, 피분쇄물을 원하는 수준의 조밀한 입경으로 분쇄하기 위한 공정 수를 현저히 단축시킬 수 있는 폐타이어용 미분쇄장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폐타이어용 미분쇄장치는 폐타이이어 파쇄물이 투입되는 투입조, 상기 투입조의 하부에 설치되어, 상기 투입조로부터 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄함과 아울러 분쇄된 고무분말을 철심과 분리하는 분쇄 박리부, 상기 분쇄된 고문분말을 이송하는 이송부를 포함하여 구성되되, 상기 분쇄 박리부는 서로 이웃하여 회전하면서 그 사이에 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄하는 2쌍의 분쇄드럼, 상기 2쌍의 분쇄드럼을 각각 개별적으로 구동하는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분쇄드럼은 원통형의 회전축, 상기 회전축의 길이방향을 따라 적층되면서 결합된 복수의 분쇄 날, 상기 회전축과 분쇄 날 사이에 형성된 냉각공간을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 분쇄 날은 6개의 단위 칼날이 결합되어, 분쇄가 이루어지는 외주면은 원형을 이루고 상기 회전축에 결합되는 내주면은 6각형을 이루도록 구성되고, 상기 단위 칼날의 외주면에는 톱니가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 폐타이어용 미분쇄장치는 기존의 커팅(cutting) 방식의 분쇄공정과 대비할 때 분쇄과정에서 철심과 고무분말의 분리도를 현저히 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고무분말을 원하는 입경으로 분쇄하는데 필요한 공정 수를 현저히 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치의 구성을 나타낸 평면도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치의 구성을 나타낸 정면도,
도3은 도1과 도2에 도시한 폐타이어용 미분쇄장치에 적용된 분쇄 드럼의 구성을 나타낸 사시도,
도4는 도3에 도시한 분쇄 드럼을 구성하는 단위 분쇄 날의 구성을 나타낸 도면,
도5와 도6은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치를 이용한 폐타이어 분쇄물의 입자크기를 공정 단계별로 나타낸 도면이다

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치의 구성을 나타낸 평면도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치의 구성을 나타낸 정면도이다.

또한, 도3은 도1과 도2에 도시한 폐타이어용 미분쇄장치에 적용된 분쇄 드럼의 구성을 나타낸 사시도이고, 도4는 도3에 도시한 분쇄 드럼을 구성하는 단위 분쇄 날의 구성을 나타낸 도면이며, 도5와 도6은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어용 미분쇄장치를 이용한 폐타이어 분쇄물의 입자크기를 공정 단계별로 나타낸 도면이다.

(미분쇄장치의 구성 - 2단 Disk mill 적용)

본 폐타이어용 분쇄기는 1,2차 파쇄를 거친 100mm이하 타이어스크랩을 공급받아 고무로부터 철심을 박리함과 아울러 분쇄하는 이중 구조의 분쇄 박리부를 가진다.

상기 분쇄 박리부는 투입구와 배출구가 각각 구비된 분쇄조, 분쇄조 내부에 나란하게 배열되는 두 쌍의 제1,2,3,4 분쇄 드럼 및 이를 각각 개별적으로 구동하는 제1,2구동수단으로 구성된다.

분쇄조는 제 1,2분쇄 드럼이 설치되고 피 분쇄물을 분쇄 및 박리할 수 있는 크기이며, 프레임을 통해 지상으로부터 이격 설치된다.

각 분쇄 드럼은 일정 간격(피 분쇄물이 분쇄 박리될 수 있는 간격)을 두고 나란히 배치되며, 다수의 칼날이 축 방향을 따라 냉각공간을 사이에 두고 교대로 반복 설치된 구조이다.

칼날과 냉각공간의 견고한 고정 및 피 분쇄물의 분쇄 시 압력에 의한 밀림을 방지할 수 있도록 다수의 고정판이 축 방향을 따라 일정 간격을 두고 설치된다.

즉, 고정판 사이에 분쇄칼날과 냉각공간이 축 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 것이며, 이들은 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 배치되는 고정핀의 관통에 의해 고정된다.

고정판은 각각 중앙부에 제1,2 구동수단의 제 1,2회전축이 결합되는 홀이 구비된 원반형으로 형성되어 상기 홀에 제1,2회전축이 끼워짐으로써 제1,2회전축의 둘레부에 밀착 결합된다.

칼날은 각각 외주면에 원주 방향을 따라 일방향으로 경사진 다수의 톱니가 형성된 형태이며, 다수의 단위 칼날이 원주 방향을 따라 배열되어 원형을 이룬다.

단위 칼날은 각각 외주면에 톱니가 곡선형으로 형성되고 내주면은 직선으로 형성되며, 6개의 단위 칼날이 결합되면 외주면은 원형이면서 내주면은 6각형을 이룬다.

제1,2 분쇄 칼날과 제1,2 스페이서는 제1,2회전축과의 사이에 냉각공간을 형성하는 크기로 형성된다. 냉각공간은 제1,2분쇄 칼날과 제1,2회전축이 접촉되지 않도록 형성되어 피 분쇄물의 분쇄시 열이 발생되어 칼날에 전도되더라도 회전축에는 전도되지 않도록 한다.

이 같은 구성의 분쇄드럼은 분쇄 칼날과 냉각공간이 어긋나도록 배열되며, 각각의 구동수단에 의해 회전방향이 서로 반대 방향이고 회전속도가 서로 다르게 구동한다.

본 기술개발은 냉각공간에 의해 분쇄열이 제1,2회전축에 전도되지 않도록 차단할 수 있지만, 모든 자재에 대한 냉각효과를 높이기 위하여 냉각기가 포함될 수 있다.

냉각기는 저온(분쇄열보다 낮은 온도로서 특정수치로 한정하지 않는다)의 바람을 송풍하여 분쇄조 내부 열을 식히며, 분쇄조에는 분쇄열을 회수한 공기가 배출되는 통공이 형성될 수 있다.

물론 별도의 구동없이 분쇄조 내부를 냉각할 수 있도록 공기가 통하는 구멍만 형성될 수도 있다.

(미분쇄장치의 작동)

(1) 피분쇄물 투입

- 구동수단을 구동한 상태에서 철심을 포함하고 있는 100mm 타이어스크랩을 분쇄조 투입구를 통하여 투입한다.

(2) 고무 박리 및 분쇄

- 구동수단에 의해 두 쌍의 분쇄 드럼이 각각 회전하게 되는데 이들은 서로 반대 방향으로 회전하여 피 분쇄 물을 공급받아 하부의 배출구로 철심과 고무분말을 배출하도록 한다.

회전방향이 반대인 동시에 회전 속도가 다른 각각의 분쇄드럼으로 인하여 타이어스크랩은 잘게 찢어지게 되며, 이 과정을 통해 고무와 철심이 따로 분리되게 된다.

(3) 냉각

- 분쇄 과정 중에 분쇄조 내부에는 고무 자체 고온의 열이 발열된다. 고온의 열은 분쇄조 내부의 분쇄 드럼에 전도되지만, 냉각 공간에 의해 회전축 등에는 전도되지 않으므로 회전축 등에 열 변형이 발생되지 않는다.

또한 분쇄 칼날은 열 코팅이 되어 내마모 성이 강하기 때문에 변형이 일어나지 않는다.

(4) 유지/보수

- 분쇄 칼날은 철심과 고무를 분쇄 및 박리하기 때문에 내마모성이 강하더라도 경시적으로 마모가 발생될 수 있다. 칼날의 마모 시에 본 장치구성은 원주 방향으로 볼 때 교체가 필요한 단위 칼날만을 교체함으로써 보수가 가능하기 때문에 기존의 회전축과 일체형을 가진 분쇄 날에 비해 유지보수 비용 및 교체 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

(폐타이어 고무분말 분쇄 효과)

도5와 도6에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 폐타이어용 미분쇄장치는 기존 Cutting 방식의 분쇄공정에 비하여 분쇄과정에서 고무분말과 철심의 분리도가 높아졌다. 또한 공정이 단축되었음에도 목표했던 고무분말 입자크기를 얻을 수 있는 효과를 가져왔다.

10 : 투입조 20,30 : 제1,2 분쇄 드럼
40,50 : 제1,2 구동모터

Claims (3)

1. 폐타이이어 파쇄물이 투입되는 투입조;
   상기 투입조의 하부에 설치되어, 상기 투입조로부터 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄함과 아울러 분쇄된 고무분말을 철심과 분리하는 분쇄 박리부;
   상기 분쇄된 고문분말을 이송하는 이송부를 포함하여 구성되되,
   상기 분쇄 박리부는 서로 이웃하여 회전하면서 그 사이에 공급되는 폐타이어 파쇄물을 분쇄하는 2쌍의 분쇄드럼, 상기 2쌍의 분쇄드럼을 각각 개별적으로 구동하는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐타이어용 미분쇄장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄드럼은 원통형의 회전축, 상기 회전축의 길이방향을 따라 적층되면서 결합된 복수의 분쇄 날, 상기 회전축과 분쇄 날 사이에 형성된 냉각공간을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐타이어용 미분쇄장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각각의 분쇄 날은 6개의 단위 칼날이 결합되어, 분쇄가 이루어지는 외주면은 원형을 이루고 상기 회전축에 결합되는 내주면은 6각형을 이루도록 구성되고,
   상기 단위 칼날의 외주면에는 톱니가 형성된 것을 특징으로 하는 폐타이어용 미분쇄장치.

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