KR20220016382A - 자원재생장치 - Google Patents

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Abstract

산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별할 수 있는 자원재생장치는, 일 방향으로 회전 가능하도록 지지대에 장착되며, 다수의 관통구멍이 형성되고 투입구와 배출구를 구비하며, 내부에 공간이 형성되는 원통으로 이루어지는 회전 원통; 회전 원통을 일 방향으로 회전시키는 제1 구동수단; 회전 원통의 내부 공간을 길이방향으로 관통하여 동축으로 배열되어 회전 원통의 회전방향과는 반대 방향으로 회전하며, 회전 원통의 반경방향으로 연장되는 복수의 환봉을 가지며, 복수의 환봉은 소정 간격으로 배열되는 교반 샤프트; 교반 샤프트를 회전 원통의 회전방향과는 반대 방향으로 회전시키는 제2 구동수단; 및 회전 원통의 회전속도 및 교반 샤프트의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

자원재생장치{RESOURCE RECYCLING DEVICE}
본 발명은 자원재생장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌 등의 불연성 폐기물을 선별할 수 있는 자원재생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 건설 현장, 공사장, 발전소, 공장, 폐기물 중간 처리장 등에서 연간 수천만 톤의 산업 폐기물이 배출된다. 이러한 폐기물의 대부분은 매립이나 소각 등의 방법을 이용하여 처리되고 있다. 그러나, 매립에 의한 방법에 따르면, 많은 양의 폐기물을 처리하기 위한 대규모의 부지가 확보되어야 하며, 토양이 오염되는 등의 문제가 있다. 또한, 소각에 의한 방법에 따르면, 비교적 소규모의 부지에서 폐기물 처리가 가능하나, 소각 처리를 위한 설비 비용이 높으며, 대기가 오염되는 등의 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 매립량 및 소각량을 줄이기 위한 노력이 행해지고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 최종 처분되는 폐기물의 양을 줄이기 위해, 산업 폐기물 중에서 재활용 가능한 자원을 선별 및/또는 회수하는 작업이 진행된다. 일반적으로, 철재류 또는 금속류 등을 1차적으로 선별한 후, 비닐이나 플라스틱과 같은 가연성 폐기물을 2차적으로 선별하는 작업을 거친다. 특히, 가연성 폐기물은, RDF(Refused Drived Fuel : 신재생 에너지 고형 원료)로 활용될 수 있으며, 발전소나 공장 등에서 연료로 사용될 수 있다. 또한, 가연성 폐기물은 열량이 높고 가격이 저렴한 장점이 있다. 따라서, 폐기물의 전처리 과정으로서, 철재류 등이 1차적으로 선별된 산업 폐쓰레기로부터, 재사용 가능한 가연성 폐기물을 2차적으로 선별하는 과정은 매우 중요하다.
도 1 내지 도 3에는, 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물(재활용 가능)과 토사, 모래, 돌 등의 불연성 폐기물(재활용 불가능)을 선별하기 위한 종래의 자원재생장치(10)가 도시되어 있다. 일반적으로, 자석 선별기에 의해 1차적으로 철재류 등이 분리된 산업 폐쓰레기는 호퍼(11) 및 컨베이어 벨트(12)를 통해 다수개의 구멍(14h)이 천공된 원통형 드럼(14)의 내부로 투입된다. 여기서, 상기 원통형 드럼은 트롬멜 스크린으로 구성되기도 한다. 상기 드럼(14)이 회전하면, 가연성 폐기물로부터 토사 등 불연성 폐기물이 분리되면서 다수개의 구멍(14h)을 통해 배출되고, 상기 드럼(14)의 내부에는 불연성 폐기물이 걸러진 가연성 폐기물이 남게 된다. 그러나, 종래의 자원재생장치(10)는 산업 폐쓰레기가 전방으로 원활하게 이송되지 못하여 가연성 폐기물의 선별이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 종래의 자원재생장치(10)의 문제를 해결하기 위하여, 한국 등록특허 제10-1437023호에서는, 받침대(24)에 장착할 수 있게 다수개의 선별공이 천공된 원통형 스크린(21a)을 프레임(21b)에 체결하여 수평으로 형성한 외부드럼(21); 및 상기 외부드럼(21) 내부에 장착되며, 일측 단부측에는 원통형 돌출스크린(22a)을 외부로 돌출되게 형성하고 원통형의 돌출스크린(22a)과 연결하여 가연성 폐기물이 전방으로 원활하게 이송되도록 나선형 안내스크류(22b)를 형성한 내부드럼(22)으로 구성되는 이중 드럼 타입의 자원재생장치(20)를 개시하고 있다. 상기 나선형 안내스크류(22b)에는 다수개의 스크래퍼(23)가 형성되며, 상기 외부드럼(21)은 지지롤러(25)에 의해 지지될 수 있다. 그러나, 상기 특허문헌에 따르면, 외부드럼(21)의 내측에 내부드럼(22)을 장착 또는 체결하는데 많은 시간이 소요될 수 있으며, 외부드럼(21)과 내부드럼(22)은 간격유지롤러(26)에 의해 서로 간격을 유지한 상태에서 회전하므로 상기 외부드럼(21)과 내부드럼(22) 사이에 폐기물 찌꺼기나 불순물 등이 끼어 막힘 현상이 발생할 수 있다. 또한, 외부드럼(21) 및 내부드럼(22)의 회전만으로는, 가연성 폐기물과 불연성 폐기물을 제대로 분리 및/또는 선별하기가 쉽지 않으므로, 고순도 및 고열량의 가연성 폐기물을 얻는데 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌 등의 불연성 폐기물을 선별할 수 있는 자원재생장치를 제공하는 것이다. 또한, 산업 폐쓰레기를 보다 효과적으로 선별 및/또는 분리함으로써, 고열량 및 고순도의 가연성 폐기물을 얻을 수 있는 자원재생장치를 제공하는 것이다. 아울러, 가연성 폐기물의 회수율을 높임으로써, 원료 재사용으로 인한 에너지 효율에 도움이 되며, 환경오염을 방지하는 자원재생장치를 제공하는 것이다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별할 수 있는 자원재생장치는, 일 방향으로 회전 가능하도록 지지대에 장착되며, 다수의 관통구멍이 형성되고 투입구와 배출구를 구비하며, 내부에 공간이 형성되는 원통으로 이루어지는 회전 원통; 상기 회전 원통을 일 방향으로 회전시키는 제1 구동수단; 상기 회전 원통의 내부 공간을 길이방향으로 관통하여 동축으로 배열되어 상기 회전 원통의 회전방향과는 반대 방향으로 회전하며, 상기 회전 원통의 반경방향으로 연장되는 복수의 환봉을 가지며, 상기 복수의 환봉은 소정 간격으로 배열되는 교반 샤프트; 상기 교반 샤프트를 상기 회전 원통의 회전방향과는 반대 방향으로 회전시키는 제2 구동수단; 및 상기 회전 원통의 회전속도 및 상기 교반 샤프트의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 교반 샤프트의 길이방향의 복수의 지점에서 각각 복수개의 환봉이 반경방향으로 연장하도록 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 교반 사프트의 길이방향을 따라 교반 샤프트의 외주면에서 나선형상 궤적을 이루면서 복수개의 환봉이 반경방향으로 연장하도록 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통의 투입구측과 배출구측에 각각 격벽이 추가로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통의 직경은 약 2m이고 길이는 약 5m이며, 상기 회전 원통에 형성되는 다수의 관통구멍은 직경이 약 3 ~ 10cm이고, 상기 투입구측 단부 및 상기 배출구측 단부에서 각각 내측으로 약 50cm 떨어진 지점부터 상기 회전 원통의 길이방향을 따라 복수의 원주방향 열로 배열되며, 상기 복수의 원주방향 열로 배열된 관통구멍들에서 인접한 열의 관통구멍들 사이의 간격은 약 3cm이며, 상기 각각의 원주방향의 열에서의 상기 관통구멍들 사이의 간격은 약 3cm일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 교반 샤프트의 회전속도는 상기 회전 원통의 회전속도보다 클 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통의 회전속도는 약 50rpm이고, 상기 교반 샤프트의 회전속도는 약 100 ~ 150rpm일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통의 기울기(α)는 조절 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통은 배출구측이 투입구측보다 낮은 하향 기울기를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치는, 상기 회전 원통의 투입구를 향하여 송풍하는 송풍수단을 상기 회전 원통의 투입구측에 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 송풍수단은 상기 회전 원통의 투입구를 향하여 열풍을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치에서, 상기 회전 원통의 투입구로 산업 쓰레기를 연속적으로 공급하는 컨베이어 벨트가 배치되고, 상기 송풍수단은 상기 컨베이어벨트의 시작단부의 상측에 배치되며, 상기 송풍수단과 상기 회전 원통의 투입구의 사이에는 송풍수단에서 발생되는 바람을 회전 원통의 투입구쪽으로 안내하는 가이드수단을 더 구비할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자원재생장치는 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌 등의 불연성 폐기물을 효과적으로 분리/선별함으로써, 고열량 및 고순도의 가연성 폐기물을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 자원재생장치는, 가연성 폐기물의 회수율을 높임으로써, 에너지 효율 향상 및 환경 보호에 도움이 될 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래기술에 따른 자원재생장치의 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따른 자원재생장치의 측면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 자원재생장치의 회전 원통의 내부를 나타내는 개략도이다.
도 4a는 종래기술에 따른 또 다른 자원재생장치의 단면도이다.
도 4b는 종래기술에 따른 또 다른 자원재생장치의 외부 드럼과 내부 드럼이 분리된 상태의 도면이다.
도 4c는 종래기술에 따른 또 다른 자원재생장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치를 구성하는 교반 샤프트의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치를 구성하는 회전 원통의 사시도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다"거나 "접속되어 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어 있다"거나 또는 "직접 접속되어 있다"고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치의 측면도이며; 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치의 정면도이며; 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치를 구성하는 교반 샤프트의 사시도이며; 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치를 구성하는 회전 원통의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자원재생장치(100)는 회전 원통(110), 제1 구동수단(120), 교반 샤프트(130), 제2 구동수단(140) 및 제어부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 발명의 자원재생장치(100)는 산업 폐쓰레기(특히, 철재류를 포함하는 금속류 등이 1차적으로 선별된 산업 폐쓰레기)에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌, 쇄석, 자갈 등과 같은 불연성 폐기물을 선별 및/또는 분리하는 장치이며, 상기 자원재생장치에 의해 선별된 가연성 폐기물은 예를 들어 공장, 발전소 등의 원료로서 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 회전 원통(110)은 지지대(100a)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 지지대(100a)는 자원재생장치(100)의 프레임으로서, 자원재생장치(100)의 전체 하중을 지지할 수 있다. 또한, 상기 회전 원통(110)에는 다수의 관통구멍(선별공)(110h)이 형성될 수 있으며, 상기 회전 원통(110)은 투입구(111)와 배출구(112)를 구비하며 내부에 공간(S)이 형성되는 원통으로 이루어질 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 산업 폐쓰레기는 투입구(111)를 통해 회전 원통(110)의 내부로 투입되며, 산업 폐쓰레기 속에 혼입된 토사, 모래, 돌, 쇄석, 자갈 등과 같은 불연성 폐기물은 회전 원통(110)의 회전에 의해 가연성 폐기물과 분리되면서 관통구멍(110h)을 통해 회전 원통(110)의 외부로 배출되며, 불연성 폐기물이 분리 또는 제거된 가연성 폐기물은 회전 원통(110)의 배출구를 통해 배출될 수 있다. 한편, 상기 회전 원통(110)의 배출구측은 롤러 지지부(170)에 의해 지지되며, 이에 의해 회전 원통(110)은 흔들림 없이 안정적으로 회전 구동할 수 있다.
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전 원통(110)에 형성되는 다수의 관통구멍(110h)은, 회전 원통(110)의 투입구측 단부 및 배출구측 단부에서 각각 내측으로 소정 간격(L2, L3) 떨어진 지점부터, 상기 회전 원통의 길이방향으로 따라 복수의 원주방향 열로 배열될 수 있다. 회전 원통(110)의 배출구측에는 롤러 지지부(170)가 배치되며 회전 원통(110)의 투입구측에는 후술할 제1 구동수단(120)이 배치되기 때문에, 상기 관통구멍(110h)은 회전 원통(110)의 투입구측 단부 및 배출구측 단부에서 내측으로 소정 간격(L2, L3) 떨어진 지점부터 형성될 수 있다.
한편, 예를 들어, 상기 회전 원통(110)의 직경(D)은 약 2m이며 길이(L)는 약 5m일 수 있다. 또한, 상기 관통구멍(100h)의 직경(d)은 약 3 ~ 10cm일 수 있다. 상기 관통구멍은 종래의 관통구멍보다 클 수 있으며, 이에 의해 선별과정에서 입자 크기가 작아서 발열량이 작은 쓰레기들을 회전 원통의 관통구멍들을 통하여 걸러내어서 고열량의 가연성 폐기물을 효과적으로 얻을 수 있다. 상기 투입구측 단부 및 상기 배출구측 단부로부터 내측으로 떨어진 소정 간격(L2, L3)은 약 50cm일 수 있다. 또한, 상기 복수의 원주방향 열로 배열된 관통구멍들에서 인접한 열의 관통구멍들 사이(구멍들의 가장자리들 사이)의 간격(b)은 약 3cm이며, 상기 각각의 원주방향의 열에서의 상기 관통구멍들 사이(구멍들의 가장자리들 사이)의 간격(a)은 약 3cm일 수 있다. 다만, 이러한 회전 원통(110)의 수치는 예시적인 것에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 원통(110)의 투입구측과 배출구측에 각각 격벽이 추가로 구비될 수 있다. 상기 격벽은 처리 전의 산업 폐기물과 처리 후의 불연성 폐기물이 서로 섞이지 않게 하고, 처리 후의 불연성 폐기물과 가연성 폐기물이 서로 섞이지 않게 한다. 상기 회전 원통(110)의 회전에 의해 산업 폐기물 속 가연성 폐기물과 불연성 폐기물은 서로 분리되며, 불연성 폐기물은 회전 원통에 형성된 관통구멍(110h)을 통해 외부로 배출되며, 회전 원통(110)의 내부 공간(S)에 남아있는 가연성 폐기물은 회전 원통(110)의 배출구(112)를 통해 배출된다. 이러한 선별 과정에서, 회전 원통의 관통구멍(110h)을 통해 배출되는 불연성 폐기물과 회전 원통의 배출구(112)를 통해 배출되는 가연성 폐기물이 서로 섞이지 않도록 따로 분리하기 위하여, 격벽이 구비될 수 있다. 이에 따라, 투입구측의 격벽과 배출구측의 격벽 사이의 공간에는 관통구멍(110h)을 통해 외부로 배출되는 토사, 모래, 돌 등과 같은 불연성 폐기물이 위치하며, 배출구측 격벽을 넘어서는 전방 공간에는 가연성 폐기물이 위치함으로써, 선별된 가연성 폐기물과 불연성 폐기물이 섞이지 않게 된다. 또한, 상기 격벽을 통해, 선별 작업이 완료된 가연성 폐기물이 불연성 폐기물과 분리되므로, 보다 효과적으로 가연성 폐기물을 저장(보관)할 수 있으며 고순도 및 고열량의 가연성 폐기물을 용이하게 획득할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 자원재생장치(100)는 상기 회전 원통(110)을 일 방향으로 회전(화살표 110R 방향)시키는 제1 구동수단(120)을 포함할 수 있다. 상기 제1 구동수단(120)은 상기 회전 원통(110)으로 동력(회전력)을 전달하여, 상기 회전 원통(110)을 회전시킬 수 있다. 상기 제1 구동수단은 예를 들어 모터일 수 있다. 또한, 상기 회전 원통(110)의 투입구측 표면에는 치형(110g)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 구동수단(120) 측에는 상기 치형(110g)과 맞물리는 구동 기어(120g)가 형성될 수 있다. 상기 치형(110g) 및 이와 맞물리는 구동 기어(120g)에 의해, 상기 제1 구동수단(120)으로부터 상기 회전 원통(110)으로 회전력이 전달되면서, 상기 회전 원통(110)이 회전 구동할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 체인 구동 방식, 벨트 구동 방식 등에 의해 구동될 수도 있으며, 다양한 공지의 구동 방식이 적용될 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 교반 샤프트(130)는 상기 회전 원통(110)의 내부 공간(S)을 길이방향으로 관통하여 동축으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 교반 샤프트(130)와 상기 회전 원통(110)은 동축상에서 회전 구동할 수 있다. 상기 교반 샤프트(130)는 상기 회전 원통(110)의 회전방향(화살표 110R 방향)과는 반대 방향(화살표 130R 방향)으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 교반 샤프트(130)는 상기 회전 원통(110)의 반경방향으로 연장되는 복수의 환봉(r1, r2, r3, r4)을 가질 수 있으며, 상기 복수의 환봉은 소정 간격으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 환봉은 각각, 교반 샤프트의 원주방향을 기준으로 약 90°만큼 이격되어 배치되어, 교반 샤프트의 길이방향을 기준으로 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 환봉(r2)은 환봉(r1)으로부터 길이방향으로 소정 간격 떨어진 지점에서 돌출 형성되며, 환봉(r3)은 환봉(r2)으로부터 길이방향으로 소정 간격 떨어진 지점에서 돌출 형성되며, 환봉(r4)으로부터 길이방향으로 소정 간격 떨어진 지점에서 돌출 형성될 수 있다. 이러한 복수의 환봉의 배열 또는 배치는 연속적으로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 교반 샤프트의 중심으로부터 상기 환봉의 단부까지의 길이는 회전 원통의 반경(D/2)보다 작다.
종래기술에 따르면, 도 1 내지 도 3에 도시된 기존의 자원재생장치(10)는 단일의 원통형 드럼(14)만을 이용하여 가연성 폐기물에 붙어있는 토사 등을 선별하였다. 즉, 원통형 드럼(14)의 회전력만을 이용하여 선별 작업을 진행하므로, 가연성 폐기물과 토사 등을 효과적으로 분리할 수 없었고, 선별 후의 가연성 폐기물의 품질(예를 들어, 순도, 열량 등)이 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 또 다른 자원재생장치(20)는 외부드럼(30) 및 상기 외부드럼 내부에 장착되는 내부드럼(40)으로 구성되며, 다수개의 스크래퍼(23)가 상기 내부드럼(40)의 내측면에 형성되므로, 기존의 자원재생장치(10)보다는 효과적으로 가연성 폐기물과 토사 등을 선별할 수 있었다. 그러나, 상기 자원재생장치(20) 역시, 선별 작업 도중에 내부드럼(40)의 내부 공간에서 산업 폐쓰레기와 직접적으로 접촉하면서 분리 및/또는 선별에 도움이 되는 구성을 가지지 않으므로, 가연성 폐기물과 불연성 폐기물을 제대로 분리 및/또는 선별할 수 없으며, 고순도 및 고열량의 가연성 폐기물을 얻는데 한계가 있다. 이에 반하여, 본 발명에 따르면, 교반 샤프트(130)가 회전 원통(110)의 내부 공간(S)의 중심에 배치되어, 회전 원통(110)의 회전방향과는 반대 방향으로 회전하므로, 회전 원통(110)의 내부 공간(S)에서 산업 폐쓰레기와 직접적으로 접촉하면서 산업 폐쓰레기를 타격할 수 있다. 구체적으로, 회전 원통(110) 내부에 투입되는 산업 폐쓰레기는 회전 원통 내주면을 따라 일 방향으로 회전하며, 회전 원통(110)의 중심에 위치한 교반 샤프트(130)는 회전 원통의 회전방향과 반대 방향으로 회전하면서 복수의 환봉(r1, r2, r3, r4)으로 산업 폐쓰레기를 타격하므로, 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌 등의 불연성 폐기물을 매우 효과적으로 선별할 수 있다. 이러한 선별 작업을 거쳐 고열량 및 고순도의 가연성 폐기물을 얻을 수 있으며, 가연성 폐기물의 회수율을 높여 자원의 재활용을 극대화할 수 있다.
한편, 상기 교반 샤프트(130)이 상기 회전 원통(110) 내부에 안정적으로 고정되도록, 상기 교반 샤프트(130)의 양 측 단부에는 축 베어링(131b, 132b)이 장착되며, 상기 축 베어링(131b, 132b)에는 상기 교반 샤프트(130)를 지지하며 상기 표반 샤프트(130)의 회전 구동이 원활하게 이뤄지도록 하는 지지부(131, 132)가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 교반 샤프트(130)의 길이방향의 복수의 지점에서 각각 복수개의 환봉(r1, r2, r3, r4)이 반경방향으로 연장하도록 배열될 수 있다. 이에 의해, 환봉과 산업 폐쓰레기의 접촉 면적 및/또는 타격 면적이 증대되므로, 보다 효과적인 선별 및/또는 분리가 이루어질 수 있다.
또한, 상기 교반 샤프트(130)의 길이방향을 따라 교반 샤프트의 외주면에서 나선형상 궤적(P)을 이루면서 복수개의 환봉(r1, r2, r3, r4)이 반경방향으로 연장되도록 배열될 수 있다. 즉, 상기 복수개의 환봉은 나선형상 궤적을 이루기 위해, 교반 샤프트의 외주면으로부터 소정의 기울기를 가지며 반경방향으로 연장될 수 있다. 또한, 교반 샤프트가 1회 회전할 때의 피치는 환봉(r1)과 환봉(r4) 사이의 간격(l)일 수 있다. 이러한 구성에 의해, 회전 원통(110) 내로 투입되는 산업 폐쓰레기 또는 선별된 가연성 폐기물은 전방으로, 즉 배출구(112) 쪽으로, 원활하게 이동할 수 있다. 또한, 회전 원통(110) 내부의 산업 폐쓰레기를 원활하게 회전시킴과 동시에 가연성 폐기물에 붙어있는 토사 등의 불연성 폐기물을 보다 잘 선별 또는 분리할 수 있다. 다만, 본 발명은 상기 복수개의 환봉이 나선형상 궤적(P)을 이루기 위해 소정의 기울기를 가지며 돌출 연장되는 구성에 한정되는 것은 아니며, 상기 복수개의 환봉이 교반 샤프트의 원주 방향으로 서로 약 90°씩 시프트되며 교반 샤프트의 외주면으로부터 반경방향으로 수직으로 돌출 형성될 수도 있다. 즉, 상기 복수개의 환봉은 소정의 기울기를 가지지 않으며 반경방향으로 연장될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 자원재생장치(100)는 상기 교반 샤프트(130)를 상기 회전 원통(110)의 회전방향과는 반대 방향으로 회전(130R)시키는 제2 구동수단(140)을 포함할 수 있다. 상기 제2 구동수단(140)은 상기 교반 샤프트(130)로 동력(회전력)을 전달하여, 상기 교반 샤프트(130)를 회전시킬 수 있다. 상기 제2 구동수단은 예를 들어 모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 공지의 구동수단이 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 교반 샤프트(130)의 회전속도는 상기 회전 원통(110)의 회전속도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 회전 원통(110)의 회전속도는 약 50 rpm이며, 상기 교반 샤프트(130)의 회전속도는 약 100 ~ 150 rpm일 수 있다. 교반 샤프트(130)가 회전 원통(110)보다 더 빠른 속도로 회전하면서, 회전 원통(110) 내부 공간에 있는 산업 폐쓰레기를 타격하므로, 가연성 폐기물에 붙어있는 불순물 등을 효과적으로 제거할 수 있으며, 선별 및/또는 분리 작업의 효율성이 향상될 수 있다.
본 발명의 자원재생장치(100)의 제어부는 상기 회전 원통(110)의 회전속도 및 상기 교반 샤프트(130)의 회전속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 선별된 가연성 폐기물의 상태에 따라 회전 원통(110)의 회전속도 및 교반 샤프트(130)의 회전속도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자원재생장치(100)의 회전 원통(110)의 기울기(α)는 조절 가능하다. 특히, 회전 원통(110)의 기울기(α)는 선별된 가연성 폐기물의 상태(예를 들어, 건조율, 함수율, 선별 정도 등)에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 가연성 폐기물의 함수율이 높은 경우, 상기 회전 원통의 기울기는 완만할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전 원통(110)은 배출구측이 투입구측보다 낮은 하향 기울기를 가질 수 있다. 상기 회전 원통(110)이 낮은 하향 기울기를 갖는 경우, 회전 원통(110) 내부의 산업 폐쓰레기는 전방으로 보다 원활하게 이동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 회전 원통(110)은 배출구측이 투입구측보다 높은 하향 기울기를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 회전 원통(110)의 기울기(α)는 약 15° 내지 45°일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 회전 원통(110)의 기울기(α)는 자원재생장치의 프레임에 설치된 경사도 조절장치(180)에 의해 조절될 수 있으며, 사용자의 설정에 따라 자동적으로 조절될 수도 있다. 한편, 상기 경사도 조절장치(180) 사이에 중심 조절부(190)가 형성 또는 장착될 수 있다. 상기 중심 조절부(190)는 회전 원통(110)의 기울기를 조절할 때 중심을 잡아주는 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 자원재생장치(100)는 송풍수단(도시되지 않음)을 더 구비할 수 있다. 상기 송풍수단은 상기 회전 원통(110)의 투입구(111)를 향하여 송풍할 수 있다. 또한, 상기 송풍수단은 열풍을 공급함으로써, 회전 원통(110)의 내부로 투입되는 산업 폐쓰레기의 건조율을 보다 높일 수 있다. 이에 따라, 선별된 가연성 폐기물을 별도로 건조하는 공정을 줄일 수 있으며, 선별된 가연성 폐기물을 연료로서 재사용하기가 용이해진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 원통(110)의 투입구(111)로 산업 폐쓰레기를 연속적으로 공급하는 컨베이어 벨트(150)가 배치되고, 상기 송풍수단은 상기 컨베이어 벨트(150)의 시작단부의 상측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 송풍수단과 상기 회전 원통(110)의 투입구(111) 사이에는, 송풍수단에서 발생되는 바람을 회전 원통의 투입구쪽으로 안내하는 가이드수단이 더 구비될 수 있다. 상기 가이드 수단은 상부의 적어도 일부가 개방되며, 컨베이어 벨트를 향하는 하부의 전부가 개방되는 형상일 수 있으며, 예를 들어, 상부의 일부가 개방된 터널 형상일 수 있다. 상기 가이드 수단의 개방된 상부는 호퍼(160)와 연결되며, 이에 의해 상기 가이드 수단은 호퍼(160)로부터 토출된 산업 폐쓰레기를 전달받을 수 있다. 또한, 상기 가이드 수단의 개방된 하부는 컨베이어 벨트(150)와 연결되며, 이에 의해 호퍼(160)로부터 전달받은 산업 폐쓰레기가 컨베이어 벨트(150)를 따라 이동하며 회전 원통(110)의 투입구(111) 쪽으로 들어갈 수 있다. 즉, 호퍼(160)로부터 토출되는 산업 폐쓰레기는 컨베이어 벨트(150)를 따라 회전 원통(110)의 투입구로 공급되며, 이때 가이드 수단은 일종의 측벽으로서 송풍수단의 바람이 새어 나가지 않도록 컨베이어 벨트의 상부 측부분을 막는 역할을 할 수 있다.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌 등을 선별하는 자원재생장치(110)의 작동에 대하여 설명한다.
자석 선별기 등에 의해 1차적으로 철재류 또는 금속류 등이 선별된 산업 폐쓰레기는 호퍼(160)를 통해 토출되며, 토출된 산업 폐쓰레기는 컨베이어 벨트(150) 위에 안착되어 회전 원통(110)의 투입구(111)로 투입된다. 이때, 송풍 수단을 사용하여 투입구(111) 쪽으로 송풍할 수 있다. 그 후, 회전 원통(110)은 일 방향으로 회전하며, 상기 회전 원통(110)의 내부 공간의 중심에 배치되는 교반 샤프트(130)는 회전 원통(110)과 반대 방향으로 회전하면서, 본격적으로 산업 폐쓰레기의 선별 작업이 진행된다. 회전 원통(110) 내부에 투입된 산업 폐쓰레기는 일 방향으로 회전함과 동시에 이와 반대방향으로 회전하는 교반 샤프트(130)의 복수의 환봉에 의해 타격된다. 이러한 과정에서, 산업 폐쓰레기는 교반 샤프트(130)의 복수의 환봉을 따라 회전 원통(110)의 전방으로(배출구(112) 쪽으로) 이동하며, 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 불연성 폐기물은 서로 분리 및/또는 선별된다. 회전 원통(110)의 회전력에 의해 가연성 폐기물로부터 분리된 불연성 폐기물은 회전 원통(110)에 형성된 관통구멍(110h)을 통해 회전 원통(110)의 외부로 배출되며, 회전 원통(110) 내부에 남아있는 가연성 폐기물은 회전 원통(110)의 배출구(112)를 통해 배출된다. 이를 통해 얻어지는 가연성 폐기물은 고순도 및 고열량일 수 있으며, 공장 또는 발전소 등에 원료로서 재활용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 자원재생장치
110 : 회전 원통
120 : 제1 구동수단
130 : 교반 샤프트
140 : 제2 구동수단
150 : 컨베이어 벨트
160 : 호퍼
170 : 롤러 지지부
180 : 경사도 조절장치

Claims (12)

  1. 산업 폐쓰레기에 혼입된 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별할 수 있는 자원재생장치에 있어서,
    일 방향으로 회전 가능하도록 지지대에 장착되며, 다수의 관통구멍(110h)이 형성되고 투입구(111)와 배출구(112)를 구비하며, 내부에 공간(S)이 형성되는 원통으로 이루어지는 회전 원통(110);
    상기 회전 원통(110)을 일 방향으로 회전시키는 제1 구동수단(120);
    상기 회전 원통(110)의 내부 공간(S)을 길이방향으로 관통하여 동축으로 배열되어 상기 회전 원통의 회전방향과는 반대 방향으로 회전하며, 상기 회전 원통의 반경방향으로 연장되는 복수의 환봉을 가지며, 상기 복수의 환봉은 소정 간격으로 배열되는 교반 샤프트(130);
    상기 교반 샤프트(130)를 상기 회전 원통(110)의 회전방향과는 반대 방향으로 회전시키는 제2 구동수단(140); 및
    상기 회전 원통(110)의 회전속도 및 상기 교반 샤프트(130)의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교반 샤프트(130)의 길이방향의 복수의 지점에서 각각 복수개의 환봉이 반경방향으로 연장하도록 배열되는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교반 사프트(130)의 길이방향을 따라 교반 샤프트의 외주면에서 나선형상 궤적을 이루면서 복수개의 환봉이 반경방향으로 연장하도록 배열되는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 투입구측과 배출구측에 각각 격벽이 추가로 구비되는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 직경(D)은 약 2m이고 길이는 약 5m이며,
    상기 회전 원통(110)에 형성되는 다수의 관통구멍(110h)은 직경(d)이 약 3 ~ 10cm이고, 상기 투입구측 단부 및 상기 배출구측 단부에서 각각 내측으로 약 50cm 떨어진 지점부터 상기 회전 원통(110)의 길이방향을 따라 복수의 원주방향 열로 배열되며,
    상기 복수의 원주방향 열로 배열된 관통구멍들에서 인접한 열의 관통구멍들 사이의 간격(b)은 약 3cm이며, 상기 각각의 원주방향의 열에서의 상기 관통구멍들 사이의 간격(a)은 약 3cm인
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 교반 샤프트(130)의 회전속도는 상기 회전 원통(110)의 회전속도보다 큰 것을 특징으로 하는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 회전속도는 약 50rpm이고, 상기 교반 샤프트(130)의 회전속도는 약 100 ~ 150rpm인
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 기울기(α)는 조절 가능한
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)은 배출구측이 투입구측보다 낮은 하향 기울기를 가지는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 투입구(111)를 향하여 송풍하는 송풍수단을 상기 회전 원통의 투입구측에 더 구비하는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 송풍수단은 상기 회전 원통의 투입구(111)를 향하여 열풍을 공급하는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회전 원통(110)의 투입구(111)로 산업 쓰레기를 연속적으로 공급하는 컨베이어 벨트(150)가 배치되고,
    상기 송풍수단은 상기 컨베이어벨트의 시작단부의 상측에 배치되며,
    상기 송풍수단과 상기 회전 원통의 투입구의 사이에는 송풍수단에서 발생되는 바람을 회전 원통의 투입구쪽으로 안내하는 가이드수단을 더 구비하는
    산업 폐쓰레기의 가연성 폐기물과 토사, 모래, 돌을 선별하는 자원재생장치.
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