KR20210072311A

KR20210072311A - 유압방식의 고형연료 압출 성형기

Info

Publication number: KR20210072311A
Application number: KR1020190162492A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: 김기태
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-06-17

Abstract

본 발명은 유압방식의 고형연료 압출 성형기에 관한 것으로,
유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형 성형용 재료를 압출 성형기의 내부로 이송시키도록 하고,
유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형하여 전방으로 고형연료를 배출시키도록 하고,
전방에 설치한 회전식 커팅 나이프가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고,
상기 압출 성형기의 케이스 내부에 열매체유 공급관을 배설하여 하부의 가열부에서 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 구성됨을 특징으로 한다.

Description

유압방식의 고형연료 압출 성형기{omitted}

본 발명은 유압방식의 고형연료 압출 성형기에 관한 것으로, 상세하게는 유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형기의 내부로 이송시키면 유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 성형용 재료를 압출 성형하여 전방으로 고형연료를 배출시키도록 하고, 전방에 설치한 회전식 커팅 나이프가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고, 상기 압출 성형기의 케이스 내부에 열매체유 공급관을 배설하여 하부의 가열부에서 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 한 유압방식의 고형연료 압출 성형기에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물고형연료는 종이, 목재, 섬유, 플라스틱 등의 가연성 폐기물을 선별하여 분쇄, 건조 및 압축성형한 고형연료를 의미하며, 예로서 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), TDF(Tire Derived Fuel), WCF(Wood Chip Fuel) 등이 있다. 이러한 폐기물고형연료는 소각시설, 발전시설 등의 열원으로 이용하여 경제적이고 실용적인 폐기물의 처리와 에너지의 재생이라는 목적을 달성할 수 있다.

특히, 폐기물고형연료는 일반 폐기물에 비하여 형상 및 중량이 균일하여 제어성, 연소성, 수송성과 저장성 등이 우수한 특성을 보유하고 있으며, 불연 물질과 금속성분의 제거로 인하여 소각재의 감소와 다이옥신 등의 유해성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 최근에는 폐기물의 분쇄와 압축성형과정에서 분쇄율과 함수율을 높여 건축자재 등으로 재활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다.

이와 같이 가연성 폐기물을 폐기물고형연료로 압축성형하기 위한 종래기술의 일례로 특허등록 제253681호의 성형장치를 살펴보면,

실린더(Cylinder)의 내측에 설치되어 있는 스크류(Screw)가 구동수단의 구동에 의하여 회전되면서 분쇄폐기물을 수송하고,

수송되는 분쇄폐기물은 압출다이(Extrusion die)의 압출구멍을 통하여 덩어리로 압출시켜 성형하는 기술이 개시되어 있으며,

그 외에도 특허등록 제415769호, 특허공개 제2002-80579호에 성형장치가 개시되어 있다.

그리고 폐플라스틱의 재활용을 위한 방법으로 고형 연료를 만드는 기술들이 많이 개시되고 있으며, 고형 연료를 만드는 대표적인 장치로서 압출 성형기를 들 수 있다. 이러한 고형 연료 압출 성형기는 스크류의 회전에 따라 폐플라스틱, 가연성 생활폐기물 등을 압축하여 고형연료를 생산하도록 하는 것으로,

스크류의 회전에 따른 압축효율에 따라 고형연료의 품질이 좌우될 수 있는 것이다.

즉, 압축되는 폐플라스틱, 가연성 생활폐기물 등의 압축도에 따라 고형연료의 연소효율이 변화되는 것으로,

압축도가 높을수록 장시간의 높은 에너지 효율을 나타낼 수 있는 고형연료의 생산이 가능하다.

즉, 압출 성형기에서 압출되어 나오는 고형연료가 최대한 압축(100% 압축)되어 있어야 하는 것이 에너지 효율을 높이고 제품의 질을 높이는 등의 바람직한 결과를 가져올 수 있으므로 고형 연료의 압축률을 극대화시킬 수 있는 지의 여부가 중요한 요소이다.

그런데, 기존에는 고형 연료 압출의 중요한 요소가 되는 구성인 다이스가 원하는 만큼의 고형 연료 압축률을 달성할 수 있을 만큼 충분한 기능을 가지지 못하기 때문에, 고형 연료의 밀도 구성(압축률 구성)이 제대로 되지 않는 문제가 있으며, 고형 연료의 압축률이 떨어지는 만큼 장시간의 높은 에너지 효율을 달성하기에는 미흡한 문제가 있다.

기존에는 고형 연료의 밀도 구성(압축률 구성)이 제대로 되지 않아서 고형 연료의 에너지 효율 편차가 심하게 되는 문제가 생기며, 이에 따라 고형 연료의 압축률(밀도 구성)을 표준화시켜서 제품(고형 연료 제품)에 대한 질을 충분히 보장할 수 있는 수단이 필요한 실정이다. 마찰식 압출 성형기에 있어서 현재는 마찰열을 이용하여 1개의 다이스에 뚫려있는 홀을 통해 고형 연료를 생산하므로, 고형연료의 밀도(압축률)가 낮아서 연료로서의 가치가 떨어지고 운반 및 저장시 가외의 비용을 지불하게 되었다.

그리하여 2010년 08월 24일자 특허등록 제10-0978813호(폐기물고형연료 압출 성형기)가 제안되었으며,

이는, 폐기물이송부에서 압축 및 이송되는 폐기물을 폐기물고형연료 성형부의 배출구멍을 통하여 압출되는 폐기물고형연료로 성형하기 위한 폐기물고형연료 압출 성형기에 있어서,

상기 폐기물이송부로부터 압축 및 이송되는 폐기물이 인입되는 복수의 투입구멍과,

상기 폐기물을 절단할 수 있는 절단부를 구비하는 투입부;

상기 투입구멍과 연통되고 상기 폐기물이 상기 폐기물고형연료로 배출되는 복수의 상기 배출구멍이 뚫려있는 배출부를 포함하여 구성하되,

상기 폐기물이송부로부터 압축 및 이송된 상기 폐기물이 인입되는 복수의 투입구멍이 뚫려있는 투입부;

상기 투입구멍과 연통되고 상기 폐기물이 상기 폐기물고형연료로 배출되는 복수의 배출구멍이 뚫려있는 배출부;

상기 배출부에 구비되는 제2 배출부를 포함하는 상기 폐기물고형연료 성형부로 구성하였다.

그리고 2014년 11월 17일자 공개특허공보 제10-2014-0132046호(압출 성형기)가 제안되었으며,

이는, 고형 연료를 만들기 위한 원료 이송 라인에 설치되며 내부에는 양면으로 연통된 파쇄홀을 구비한 1차 다이스와;

내부에 양면으로 연통된 압축홀을 구비하여 상기 1차 다이스의 상기 파쇄홀을 지나서 파쇄된 원료가 상기 압축홀을 통과하여 압축되도록 하는 2차 다이스와;

내부에 양면으로 연통된 성형홀을 구비하여 상기 2차 다이스에서 압축되어 나오는 원료를 용융 및 냉각시켜서 고형 연료를 성형하는 3차 다이스로 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 압출 성형기에 의하여서는 압출 성형 과정을 중단하거나 하여 다시 시작하고자 할 경우, 내부에서 굳어진 성형용 성형용 재료를 효율적으로 배출시킬 수 있는 구성이 갖추어지지 않았으므로 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료를 제거하기 위한 시간과 이력이 낭비되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형기의 내부로 이송시키면 유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형하여 전방으로 고형연료를 배출시키도록 하고, 전방에 설치한 회전식 커팅 나이프가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고, 상기 압출 성형기의 케이스 내부에 열매체유 공급관을 배설하여 하부의 가열부에서 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 한 유압방식의 고형연료 압출 성형기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압방식의 고형연료 압출 성형기는,

유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형 성형용 재료를 압출 성형기의 내부로 이송시키도록 하고,

유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형하여 전방으로 고형연료를 배출시키도록 하고,

전방에 설치한 회전식 커팅 나이프가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고,

상기 압출 성형기의 케이스 내부에 열매체유 공급관을 배설하여 하부의 가열부에서 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에 따른 유압방식의 고형연료 압출 성형기에 의하여서는 유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형 성형용 재료를 압출 성형기의 내부로 이송시키도록 하여 안정된 성형용 재료의 공급이 이루어지도록 하고,

유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트를 회전시키면서 성형용 재료를 압출 성형하여 전방으로 고형연료를 연속으로 배출시키도록 하고,

전방에 설치한 회전식 커팅 나이프가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주어 상품의 가치를 올릴 수 있도록 하고,

상기 압출 성형기의 케이스 내부에 열매체유 공급관을 배설하여 하부의 가열부에서 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 전면의 구성을 도시한 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 유압방식의 고형연료 압출 성형기는 도면에 도시하지 않은 공급호퍼에 가연성 폐기물을 수거하여 파쇄 및 건조의 과정을 거쳐 고형연료로 제조할 수 있는 성형용 재료로 제조하도록 한 상태에서 고형연료를 압출 성형의 방식으로 제조하도록 한 것으로,

유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트(11)를 회전시키면서 상기의 성형 성형용 재료를 압출 성형기(1)의 유입구(2)를 통하여 내부로 이송시키도록 하고,

내부가 원통형으로 이루어진 압출 성형기(1)의 내부로 공급된 성형용 재료를 유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트(12)를 회전시키면서 압출 성형하여 전방에 다수 형성한 성형구(3)를 통하여 고형연료를 배출시키도록 하고,

전방에 설치한 회전식 커팅 나이프(20)가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고,

상기 압출 성형기(1)의 케이스(31)의 내부에 열매체유 공급관(32)을 배설하여 하부의 가열부(33)에서 도면에 도시하지 않은 히터에 의하여 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기(1)의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 구성한 것이다.

상기의 스크류 샤프트(11)(12)를 회전시키는 회전력은 유압 모터(13)의 가동에 의하여 유압 유니트 탱크(14)에 충전된 오일에 의해 생성되는 유압의 회전력이 유압 감속기(15)를 경유하는 중에 저속의 큰 회전력으로 변환되어 조인트 커플링(16)을 통하여 원하는 회전력으로 전달받도록 한다.

상기 커팅 나이프(20)의 회전력은 상기의 스크류 샤프트(11)(12)를 회전시키는 회전력을 전달받거나 별도의 구동 모터를 사용하여도 무방하다.

상기 압출 성형기(1)의 하부에는 공구함 박스(41)를 형성하여 각종 공구를 넣어두도록 한다.

그리고 제조한 고형연료 샘플을 샐플 보관함(42)에 넣어 보관하도록 한다.

한편, 다수의 수동 조작용 스위치를 구비한 컨트롤 박스(43)를 설치하여 고형연료의 성형 상태에 따라 속도와 압력 그리고 회전력 등의 조절이 가능하도록 한다.

상기의 커팅 나이프(20)는 압출 성형기(1)의 전면에 볼트(22)로 체결된 전면커버(21)의 전방에서 외부로 배출되는 고형연료를 일정한 딜이로 절단하도록 한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 유압방식의 고형연료 압출 성형기는,

본 발명에 따른 유압방식의 고형연료 압출 성형기는 도면에 도시하지 않은 공급호퍼에 가연성 폐기물을 수거하여 파쇄 및 건조의 과정을 거쳐 고형연료로 제조할 수 있는 성형용 재료로 제조하도록 한 상태에서 고형연료를 압출 성형의 방식으로 제조하도록 한다.

유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트(11)를 회전시키면서 상기의 성형 성형용 재료를 압출 성형기(1)의 유입구(2)를 통하여 내부로 이송시키도록 한다.

내부가 원통형으로 이루어진 압출 성형기(1)의 내부로 공급된 성형용 재료를 유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트(12)를 회전시키면서 압출 성형하여 전방에 다수 형성한 성형구(3)를 통하여 고형연료를 배출시키도록 한다.

전방에 설치한 회전식 커팅 나이프(20)가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 한다.

상기 커팅 나이프(20)의 회전력은 상기의 스크류 샤프트(11)(12)를 회전시키는 회전력을 전달받거나 별도의 구동 모터를 사용한다.

상기 압출 성형기(1)의 케이스(31)의 내부에 열매체유 공급관(32)을 배설하여 하부의 가열부(33)에서 히터에 의하여 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기(1)의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 함으로써 안정된 작동이 가능하도록 한다.

제조한 고형연료 샘플을 샐플 보관함(42)에 넣어 보관하도록 한다.

다수의 수동 조작용 스위치를 구비한 컨트롤 박스(43)를 설치하여 고형연료의 성형 상태에 따라 속도와 압력 그리고 회전력 등의 조절이 가능하도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 압출 성형기 2 : 유입구
3 : 성형구 11 : 수직 스크류 샤프트
12 : 수평 스크류 샤프트 20 : 커팅 나이프
31 : 케이스 32 : 열매체유 공급관
33 : 가열부

Claims

공급호퍼에 가연성 폐기물을 수거하여 파쇄 및 건조의 과정을 거쳐 고형연료로 제조할 수 있는 성형용 재료로 제조하도록 한 상태에서 고형연료를 압출 성형의 방식으로 제조하도록 한 유압방식의 고형연료 압출 성형기에 있어서,
유압방식으로 작동하는 수직 스크류 샤프트(11)를 회전시키면서 상기의 성형 성형용 재료를 압출 성형기(1)의 유입구(2)를 통하여 내부로 이송시키도록 하고,
내부가 원통형으로 이루어진 압출 성형기(1)의 내부로 공급된 성형용 재료를 유압방식으로 작동하는 수평 스크류 샤프트(12)를 회전시키면서 압출 성형하여 전방에 다수 형성한 성형구(3)를 통하여 고형연료를 배출시키도록 하고,
전방에 설치한 회전식 커팅 나이프(20)가 고형연료를 일정항 길이로 잘라주도록 하고,
상기 압출 성형기(1)의 케이스(31)의 내부에 열매체유 공급관(32)을 배설하여 하부의 가열부(33)에서 히터에 의하여 150℃ 내지 250℃의 온도로 가열한 열매체유가 공급관을 순환하는 중에 압출 성형기(1)의 내부에서 굳어진 성형용 재료가 풀어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 유압방식의 고형연료 압출 성형기.