KR20230039791A - 스티로폼 재활용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티로폼 재활용 장치에 관한 것으로, 투입구를 통해 투입되는 스티로폼을 잘게 절단하는 절단수단을 포함하며, 하단에 형성된 배출구를 절단된 스티로폼을 배출하는 투입부와; 투입부의 하부에 구비되어 공급되는 절단된 스티로폼을 분쇄, 용융, 압출, 절단 작업을 순차적으로 수행하여 최종적으로 스티로폼을 펠릿으로 배출하는 배출부를 포함하여 구성되며, 투입부는 상단 둘레 일측에 스티로폼을 투입하는 투입구와, 하단에 절단된 스티로폼을 배출하는 배출구를 포함하여 내부에 수용공간을 갖는 호퍼와; 수용공간에 구비되어 투입구를 통해 투입되는 스티로폼을 절단하는 절단수단과; 호퍼의 상단에 구비되어 투입된 스티로폼을 절단수단 측으로 가압 밀착하는 가압수단을 포함하는 구성으로 스티로폼의 재활용을 위해 펠릿 처리하여 유통이 용이하고, 유통과정에서 유해물질에 노출을 최소화하는 스티로폼 재활용 장치에 관한 것이다.

Description

스티로폼 재활용 장치{Styrofoam recycling device}

본 발명은 스티로폼 재활용 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스티로폼의 재활용을 위해 펠릿 처리하여 유통이 용이하고, 유통과정에서 유해물질에 노출을 최소화하는 스티로폼 재활용 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고분자 폴리스틸렌(polystyrene)에 부탄과 질소 가스를 기계적으로 주입하여 용융시킨 상태에서 발포한 스티로폼(styrofoam)은 비중이 작아 극히 가벼우며, 복원성, 완충성, 단열성, 가공성, 경제성 등이 매우 양호하여 전기 제품의 완충 포장재와 건축 단열재 및 1회용 음식 용기 등으로 사용되는 등, 그 용도와 사용 범위가 매우 다양한 합성수지 제품이다.

이러한 스티로폼은 여러 가지 양호한 물성으로 인해 일상 생활에 꼭 필요한 필수품으로 활용되고 있기는 하지만, 스티로폼으로 제조되는 제품의 대부분이 일회용인 경우가 많아 일회 사용 후에는 쓰레기로 버려지는 실정이다.

그런데, 폐기 처분되는 폐스티로폼 제품은 그 수량과 부피가 방대하므로 수집 및 운반에 엄청난 인력과 경비가 소요되고 있으며, 매립된 폐스티로폼 제품은 잘 썩지 않기 때문에 심각한 공해를 야기하고 있다.

이에 따라, 최근에는 폐스티로폼을 재활용하기 위한 방법에 대한 연구가 끊임없이 이루어지고 있다.

폐스티로폼을 재활용하는 방법은 두 가지로 분류되는데, 하나는 폐스티로폼을 파쇄하여 용융시켜 젤을 형성하는 것이고, 다른 하나는 파쇄하여 즉시 고체 상태로 재생산하는 것이다.

그러나 상기한 두가지 방법을 수행하기 위한 장치가 상당한 비용의 고가이고, 설비 규모가 커서 폐스티로폼을 재활용하기에는 부담이 되었다.

이에 대하여 특허문헌 1과 같이 파쇄기와 분진제거장치를 일체형으로 제작하여 도입 비용의 최소화 및 공간을 효율적으로 이용하는 기술이 개시된 바 있다.

그러나, 설비의 규모가 줄었을 뿐 비용이 고가이며, 특히 소규모의 공장을 제외한 일반 주택단지나 아파트 단지

등과 같이 일상 생활지역에 설치하기에는 소음과 안전성 문제가 있어 주택단지나 아파트 단지에서는 여전히 폐스티로폼의 수거에 문제가 있었다.

특히, 주택단지나 아파트 단지에서는 폐스티포롬을 분쇄하여 수거할 경우 알갱이들이 이리저리 흩어지거나 비산되어 지저분하게 되는 문제가 있음에 따라 분쇄없이 거의 원형 그대로 수거하고 있음으로써 주택단지나 아파트단지에 폐스티로폼을 보관하는 장소 문제 뿐만 아니라 그 부피로 인해 적재공간이 넓은 대형 화물차로 운반하여야 함에 따라 비좁은 차로로 진입 및 진출하여야 하는 문제나 가격문제 등 운반시에도 여러가지 문제가 있었다.

또한, 종래 주택단지나 아파트단지에 버려지는 폐스티로폼은 통상 다양한 형태 및 크기로 인해 정리가 힘들고 불편할 뿐 아니라 비중이 가벼워 끈 등으로 몇개씩 묶어놓아야 하며, 묶어놓은 상태로 대충 적재시켜 놓음에 따라 미관을 해치게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 2는 아파트나 주택단지 또는 공장 등에 버려지는 일회용 폐스티로폼을 용해시켜 부피를 줄여주는 폐스티로폼 용해장치에 관한 발명으로 내부에 수용공간이 형성되어 물과 물보다 가벼운 유기용제가 수용되고, 하부에는 물에 침전된 이물질의 배출을 위해 침전물배출부가 형성된 본체; 본체의 일측면에 경사지게 돌출되고, 내부 투입공간의 하부가 수용공간과 연통되도록 형성되며, 투입공간으로 폐스티로폼의 투입을 위해 상단부가 개구되어 투입구가 형성된 폐스티로폼 투입부; 본체의 타측면 상부 일측에 구비되고, 유로개폐를 통해 수용공간으로 이동되어 유기용체에 용해된 폐스티로폼 용해물을 외부로 배출시켜 주도록 개폐밸브가 설치된 용해물 배출부; 투입구를 통해 투입공간으로 투입된 폐스티로폼을 가압하여 수용공간으로 이동시켜 주기 위한 가압부재; 본체의 일측에 수용공간에 수용된 물과 유기용제 및 폐스티로폼 용해물을 확인하기 위한 수위확인창;으로 구성되고, 수용공간에 수용되는 물의 수위는 밀도차에 의해 물의 상측에 위치된 유기용제의 증발이 방지되도록 수용공간과 연통된 투입공간의 하부 연통부분보다 더 높게 유지되며, 폐스티로폼은 투입공간의 하부를 통해 수용공간으로 이동된 후 부력에 의해 떠오르면서 유기용제에 접촉되어 용해되는 구성을 제안하였다.

그러나 밸브를 통해 물과 유기용제를 수시로 제공해야 하는 불편함이 있으며, 최종적으로 폐스트로폼 용해물의 유통 과정에서 외부로 노출되면 환경 문제는 더불어 피부에 접촉시 화학 반응으로 인해 손상되는 문제점이 있다.

따라서, 폐스트로폼의 재활용을 위한 유통과정에 안전성을 확보가 필요하다.

KR 10-2008-0094185 A KR 10-2021-0091956 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 열선을 이용한 스티로폼 절단과 더불어 용융 및 압출 과정을 통해 스티로폼의 재활용을 위해 펠릿 처리하여 유통이 용이하고, 유통과정에서 유해물질에 노출을 최소화 스티로폼 재활용 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투입구를 통해 투입되는 스티로폼을 잘게 절단하는 절단수단을 포함하며, 하단에 형성된 배출구를 절단된 스티로폼을 배출하는 투입부와; 투입부의 하부에 구비되어 공급되는 절단된 스티로폼을 분쇄, 용융, 압출, 절단 작업을 순차적으로 수행하여 최종적으로 스티로폼을 펠릿으로 배출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치를 제공한다.

여기서, 투입부는 상단 둘레 일측에 스티로폼을 투입하는 투입구와, 하단에 절단된 스티로폼을 배출하는 배출구를 포함하여 내부에 수용공간을 갖는 호퍼와; 수용공간에 구비되어 투입구를 통해 투입되는 스티로폼을 절단하는 절단수단과; 호퍼의 상단에 구비되어 투입된 스티로폼을 절단수단 측으로 가압 밀착하는 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 가압수단은 호퍼의 상단 중앙에 고정 설치되며, 호퍼의 내측으로 출몰되는 가압로드를 갖는 실린더와; 가압로드의 단부에 구비되어 투입구를 통해 투입된 스티로폼을 절단수단 측으로 밀착할 수 있도록 소정의 넓이를 갖는 밀착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 절단수단은 수용공간의 내벽에 고정 설치되며, 스티로폼이 통과하는 통과구를 갖는 외곽틀과; 외곽틀의 통과구에 소정의 간격을 두고 배열 설치되어 통과구를 통과하는 스티로폼을 절단하는 열선와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 배출부는 호퍼의 하부에 설치되며, 소정의 작동공간을 갖는 하우징과; 투입부의 배출구에 연결되어 잘게 절단된 스티로폼을 전달받아 수평 방향으로 압출하는 압출스크류를 포함하여 하기 펠릿장치 측으로 용융 압출하는 압출기와; 압출기를 통해 제공되는 용융스티로폼을 배출하면서 반복적으로 절단하여 펠릿으로 제조하는 펠릿장치와; 펠릿장치를 통해 제조되는 펠릿을 저정 및 출하하는 저장조와; 압출기의 후방에 구비되어 압출스크류를 회전 구동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 스티로폼의 재활용을 위해 펠릿 처리하여 유통이 용이하고, 유통과정에서 유해물질에 노출을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스티로폼 재활용 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 스티로폼 재활용 장치의 작동상태를 나타내는 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 스티로폼 재활용 장치에 적용되는 절단수단을 나타내는 구성도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 스티로폼 재활용 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 투입구(113)를 통해 투입되는 스티로폼을 잘게 절단하는 절단수단(120)을 포함하며, 하단에 형성된 배출구(115)를 절단된 스티로폼을 배출하는 투입부(100)와; 투입부(100)의 하부에 구비되어 공급되는 절단된 스티로폼을 분쇄, 용융, 압출, 절단 작업을 순차적으로 수행하여 최종적으로 스티로폼을 펠릿으로 배출하는 배출부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2에 의하면, 투입부(100)는 호퍼(), 절단수단() 및 가압수단()을 포함할 수 있다.

호퍼(110)는 상단 둘레 일측에 스티로폼을 투입하는 투입구(113)와, 하단에 절단된 스티로폼을 배출하는 배출구(115)를 포함하여 내부에 수용공간(111)을 갖는다.

절단수단(120)은 투입구(113)를 통해 투입되는 스티로폼을 절단할 수 있도록 수용공간(111)에 구비될 수 있다.

그리고, 가압수단(130)은 투입된 스티로폼을 절단수단(120) 측으로 가압 밀착할 수 있도록 호퍼(110)의 상단에 구비될 수 있다.

이대, 가압수단(130)은 호퍼(110)의 상단 중앙에 고정 설치되며, 호퍼(110)의 내측으로 출몰되는 가압로드(133)를 갖는 실린더(131)와; 가압로드(133)의 단부에 구비되어 투입구(113)를 통해 투입된 스티로폼을 절단수단(120) 측으로 밀착할 수 있도록 소정의 넓이를 갖는 밀착판(135)을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 절단수단(120)은 수용공간(111)의 내벽에 고정 설치되며, 스티로폼이 통과하는 통과구(123)를 갖는 외곽틀(121)과; 외곽틀(121)의 통과구(123)에 소정의 간격을 두고 배열 설치되어 통과구(123)를 통과하는 스티로폼을 절단하는 열선와이어(125)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 절단수단(120)은 투입부(100)의 수용공간(111)에 수직 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수개로 배치되며, 최상단에서 최하단으로 갈수록 순차적으로 점차 촘촘하게 열선와이어(125)가 배열될 수 있다.

한편, 배출부(200)는 호퍼(110)의 하부에 설치되며, 소정의 작동공간(211)을 갖는 하우징(210)과; 투입부(100)의 배출구(115)에 연결되어 잘게 절단된 스티로폼을 전달받아 수평 방향으로 압출하는 압출스크류(221)를 포함하여 하기 펠릿장치(230) 측으로 용융 압출하는 압출기(220)와; 압출기(220)를 통해 제공되는 용융스티로폼을 배출하면서 반복적으로 절단하여 펠릿으로 제조하는 펠릿장치(230)와; 펠릿장치(230)를 통해 제조되는 펠릿을 저정 및 출하하는 저장조(240)와; 압출기(220)의 후방에 구비되어 압출스크류(221)를 회전 구동시키는 구동모터(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 구동모터(250)의 후방에는 하우징(210)의 외부에 노출되며, 구동모터(250)의 구동 및 전체적인 작동을 제어하는 제어패널(260)을 포함할 수 있다.

또한, 호퍼(110)의 상단 일측에는 스티로폼의 절단시 발생하는 유해가스를 배기하는 배기구(140)가 더 형성되며, 배기구(140)에는 유해가스를 청정하는 필터(141)를 포함할 수 있다.

마지막으로, 펠릿장치(230)는 하우징 내부에 스티로폼이 용융 상태로 유지되며, 둘레에 냉각자켓(231)을 구성하여 배출시 고체화를 진행하게 되며, 최종 배출되는 부분에 압출스크류(221)와 함께 회전하는 펠릿커터(233)를 통해 고형화된 작은 침(펠릿)으로 스티로폼을 재사용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 스티로폼의 재활용을 위해 펠릿 처리하여 유통이 용이하고, 유통과정에서 유해물질에 노출을 최소화하는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 투입부 110: 호퍼
111: 수용공간 113: 투입구
115: 배출구 120: 절단수단
121: 외곽틀 123: 통과구
125: 열선와이어 130: 가압수단
131: 실린더 133: 가압로드
135: 밀착판 140: 배기구
141: 필터 200: 배출부
210: 하우징 211: 작동공간
220: 압출기 221: 압출스크류
230: 펠릿장치 240: 저장조
250: 구동모터 260: 제어패널

Claims (7)

1. 투입구(113)를 통해 투입되는 스티로폼을 잘게 절단하는 절단수단(120)을 포함하며, 하단에 형성된 배출구(115)를 절단된 스티로폼을 배출하는 투입부(100)와;
   상기 투입부(100)의 하부에 구비되어 공급되는 절단된 스티로폼을 분쇄, 용융, 압출, 절단 작업을 순차적으로 수행하여 최종적으로 스티로폼을 펠릿으로 배출하는 배출부(200)를 포함하여 구성되며,
   상기 투입부(100)는,
   상단 둘레 일측에 스티로폼을 투입하는 투입구(113)와, 하단에 절단된 스티로폼을 배출하는 배출구(115)를 포함하여 내부에 수용공간(111)을 갖는 호퍼(110)와;
   상기 수용공간(111)에 구비되어 투입구(113)를 통해 투입되는 스티로폼을 절단하는 절단수단(120)과;
   상기 호퍼(110)의 상단에 구비되어 투입된 스티로폼을 절단수단(120) 측으로 가압 밀착하는 가압수단(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압수단(130)은,
   상기 호퍼(110)의 상단 중앙에 고정 설치되며, 호퍼(110)의 내측으로 출몰되는 가압로드(133)를 갖는 실린더(131)와;
   상기 가압로드(133)의 단부에 구비되어 상기 투입구(113)를 통해 투입된 스티로폼을 절단수단(120) 측으로 밀착할 수 있도록 소정의 넓이를 갖는 밀착판(135)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 절단수단(120)은,
   상기 수용공간(111)의 내벽에 고정 설치되며, 스티로폼이 통과하는 통과구(123)를 갖는 외곽틀(121)과;
   상기 외곽틀(121)의 통과구(123)에 소정의 간격을 두고 배열 설치되어 통과구(123)를 통과하는 스티로폼을 절단하는 열선와이어(125)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 절단수단(120)은 상기 투입부(100)의 수용공간(111)에 수직 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수개로 배치되며, 최상단에서 최하단으로 갈수록 순차적으로 점차 촘촘하게 열선와이어(125)가 배열되는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 배출부(200)는,
   상기 호퍼(110)의 하부에 설치되며, 소정의 작동공간(211)을 갖는 하우징(210)과;
   상기 투입부(100)의 배출구(115)에 연결되어 잘게 절단된 스티로폼을 전달받아 수평 방향으로 압출하는 압출스크류(221)를 포함하여 하기 펠릿장치(230) 측으로 용융 압출하는 압출기(220)와;
   상기 압출기(220)를 통해 제공되는 용융스티로폼을 배출하면서 반복적으로 절단하여 펠릿으로 제조하는 펠릿장치(230)와;
   상기 펠릿장치(230)를 통해 제조되는 펠릿을 저정 및 출하하는 저장조(240)와;
   상기 압출기(220)의 후방에 구비되어 압출스크류(221)를 회전 구동시키는 구동모터(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 구동모터(250)의 후방에는
   상기 하우징(210)의 외부에 노출되며, 상기 구동모터(250)의 구동 및 전체적인 작동을 제어하는 제어패널(260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 호퍼(110)의 상단 일측에는,
   스티로폼의 절단시 발생하는 유해가스를 배기하는 배기구(140)가 더 형성되며,
   상기 배기구(140)에는 유해가스를 청정하는 필터(141)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 재활용 장치.

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