KR20230066860A - 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템 - Google Patents
이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템은, 투입된 폐스티로폼을 파쇄하고, 바람을 이용하여 폐스티로폼에 혼합된 고중량 이물질을 분리 배출하는 파쇄장치와, 파쇄장치로부터 고중량 이물질이 분리 배출된 폐스티로폼을 제공받고 복사열을 이용해 폐스티로폼의 내포 가스를 팽창 배출시켜 제공받은 폐스티로폼을 감용 처리하는 감용장치, 그리고 감용장치에서 감용 처리한 폐스티로폼을 제공받아 분쇄하고, 폐스티로폼에 혼합된 잔여 이물질을 분리 배출하는 분쇄장치를 포함한다. 이로 인해 본 발명은, 이물질을 제거하기 위한 전처리 공정이 요구되지 않아 인력을 최소화하고 생산성 향상의 효과가 있다.
Description
본 발명은 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이물질이 혼합된 폐스티로폼을 투입하여도 폐스티로폼을 재활용 처리하는 공정 과정에서 각종 이물질을 분리 배출하여, 이물질을 제거하기 위한 전처리 공정이 요구되지 않아 인력을 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 스티로폼(styrofoam) 또는 스티로폴(styropor)이라 불리는 발포폴리스티렌(Expended Poly-Styrene: ESP, 이하 '스티로폼'이라 한다.)은 폴리스티렌 수지에 펜탄(pentane)이나 부탄(butane) 등의 탄화수소가스를 주입한 후 발포시켜 제조되며, 체적의 98% 정도가 가스로 이루어져 경제성이 뛰어난 자원절약형 제품임과 동시에 비중이 작고 가벼우며 내수성, 복원성, 완충성, 방음 및 단열성이 뛰어나고 가공에 용이한 장점이 있으며, 이와 같은 장점으로 인하여 스티로폼은 현재 우리 산업 전반에 걸쳐 건축용 내장재, 포장박스, 포장용 완충재, 음식용기 및 일회용 접시 등으로 널리 활용되고 있다.
이와 같이 스티로폼은 사용에 편리성 등에 의해 산업 전반에 사용되고 있지만, 대부분 재활용이 불가능한 일회용이므로 사용 후 폐기되는 것이 일반적이다.
그러나 스티로폼 제품은 그 수량과 부피가 방대하므로 수집과 운반에 과다한 인력과 경비가 소요되고, 연소 시 유독가스를 발생시키며 오랜 기간 썩지 않아 각종 공해의 원인이 되고 있다. 따라서 통상 잉곳(ingot)이나 펠릿(pellet) 또는 분말의 형태로 부피를 최소화시켜 폐기하거나 시멘트 또는 몰타르 등에 혼합하여 재활용하고 있다.
이와 같이 폐스티로폼을 재활용하기 위해서는 플라스틱, 금속, 종이, 스티커, 테이프 등의 각종 이물질이 모두 제거된 상태로 재활용 공정을 수행해야 한다. 만약, 각종 이물질이 혼합된 상태에서 폐스티로폼의 재활용 공정이 수행된다면, 혼합된 이물질에 의해 재활용 불가능해지거나 또는 재활용 공정 과정에서 기기에 손상을 발생시킬 우려가 있다.
따라서, 종례에는 폐스티로폼의 재활용 공정 전에 폐스티리폼에 혼합된 각종 이물질을 수작업으로 제거하는 공정을 수행하였는데, 이는 상당한 시간과 인력이 요구되어 폐스티로폼 재활용 비용을 상승시키고 생산성을 떨어뜨려 비효율적이라는 문제점이 존재한다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 이물질이 혼합된 폐스티로폼을 투입하여도 폐스티로폼을 재활용 처리하는 공정 과정에서 각종 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템은, 투입된 폐스티로폼을 파쇄하고, 바람을 이용하여 폐스티로폼에 혼합된 고중량 이물질을 분리 배출하는 파쇄장치와, 파쇄장치로부터 고중량 이물질이 분리 배출된 폐스티로폼을 제공받고 복사열을 이용해 폐스티로폼의 내포 가스를 팽창 배출시켜 제공받은 폐스티로폼을 감용 처리하는 감용장치, 그리고 감용장치에서 감용 처리한 폐스티로폼을 제공받아 분쇄하고, 폐스티로폼에 혼합된 잔여 이물질을 분리 배출하는 분쇄장치를 포함한다.
이때, 파쇄장치는 폐스티로폼이 각종 이물질과 혼합된 상태로 투입되는 파쇄 호퍼와, 파쇄 호퍼 하측에 결합되는 제1 파쇄 하우징과, 제1 파쇄 하우징의 내부에 형성되는 송풍 공간에 바람을 발생시키도록 제1 파쇄 하우징에 연결되는 송풍모듈을 포함하고, 파쇄 호퍼에 투입된 폐스티로폼은 송풍 공간에서 바람에 의해 일측으로 이송되며, 고중량 물질은 송풍 공간에서 낙하하여 하향 분리 배출될 수 있다.
또한, 파쇄장치는 적어도 일부 면적이 메쉬 영역으로 이루어지는 제2 파쇄 하우징과, 제1 파쇄 하우징과 제2 파쇄 하우징을 상호 연결하여 송풍 공간에서 일측으로 이송된 폐스티로폼이 제2 파쇄 하우징으로 이송되도록 가이드하는 가이드 하우징을 더 포함하고, 폐스티로폼과 혼합되어 폐스티로폼과 함께 제2 파쇄 하우징으로 이송된 미세 이물질이 메쉬 영역을 통과하여 분리 배출될 수 있다.
또한, 파쇄장치는 파쇄 호퍼로 투입된 폐스티로폼을 1차 파쇄하도록 송풍 공간 상측에 배치되는 제1 파쇄모듈과, 제2 파쇄 하우징으로 이송된 폐스티로폼을 2차 파쇄하도록 제2 파쇄 하우징의 내측 하단부에 배치되는 제2 파쇄모듈을 더 포함하고, 제1 파쇄모듈과 제2 파쇄모듈은 폐스티로폼을 파쇄하도록 회전 구동하는 다수개의 파쇄 날개를 구비하되, 제1 파쇄모듈의 파쇄 날개 간의 간격은 제2 파쇄모듈의 파쇄 날개 간의 간격보다 넓게 배치될 수 있다.
또한, 제1 파쇄모듈은 회전 구동하는 둘 이상의 제1 회전 샤프트와, 제1 회전 샤프트에 길이 방향을 따라 이격 결합하여 제1 회전 샤프트와 함께 회전하는 둘 이상의 제1 회전 날개와, 서로 이웃 배치되는 두 개의 제1 회전 날개 사이에 배치되는 보조 날개를 포함하며, 보조 날개는 제1 회전 샤프트와 결합하고, 제1 회전 날개와 수직 배치되는 면을 형성할 수 있다.
또한, 제1 파쇄모듈은, 어느 하나의 제1 회전 샤프트에 결합하는 제1 회전 날개가 다른 하나의 제1 회전 샤프트에 결합하는 두 개의 제1 회전 날개 사이를 통과하도록 배치되고, 보조 날개는 다른 제1 회전 샤프트에 배치되는 제1 회전 날개가 통과 가능한 통과 홈을 형성할 수 있다.
또한, 파쇄장치는 송풍 공간에서 바람에 의해 이송되는 폐스티로폼이 제1 파쇄모듈을 향하는 것을 차단하도록, 송풍 공간 상측에서 송풍모듈과 멀어질수록 하향 경사지게 배치되는 차단판을 더 포함할 수 있다.
또한, 분쇄장치는 감용장치에서 감용 처리한 폐스티로폼을 냉각 처리된 상태로 제공받고, 제공받은 폐스티로폼을 소정 체적 미만으로 분쇄한 후 분쇄한 폐스티로폼과 잔여 이물질 간의 체적 차를 이용하여 잔여 이물질을 분리 배출하며, 잔여 이물질에는 폐스티로폼에 부착된 스티커, 테이프, 접착제 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
본 발명에 의하면, 이물질이 혼합된 폐스티로폼을 투입하여도 폐스티로폼을 재활용 처리하는 공정 과정에서 각종 이물질을 분리 배출하여, 이물질을 제거하기 위한 전처리 공정이 요구되지 않아 인력을 최소화하고 생산성 향상의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 구성에서 배출되는 이물질과 폐스티로폼의 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 구성에서 배출되는 이물질과 폐스티로폼의 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템의 개략적인 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 구성에서 배출되는 이물질과 폐스티로폼의 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명은 이물질이 혼합된 폐스티로폼을 투입하여도 폐스티로폼을 재활용 처리하는 공정 과정에서 각종 이물질을 분리 배출하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템(이하, '재활용 시스템'이라 한다.)은 폐스티로폼을 파쇄하는 파쇄장치(10)와, 파쇄된 폐스티로폼을 제공받아 감용하는 감용장치(30), 그리고 감용된 폐스티로폼을 제공받아 분쇄하는 분쇄장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 도 1에 도시된 바와 같이 파쇄장치(10)와 감용장치(30)는 제1 이송장치(70)에 의해 연결되어, 파쇄장치(10)에서 파쇄된 폐스티로폼은 제1 이송장치(70)를 통해 감용장치(30)에 제공되고, 또한, 감용장치(30)와 분쇄장치(50)는 제2 이송장치(90)에 의해 연결되어, 감용장치(30)에서 감용된 폐스티로폼은 제2 이송장치(90)를 통해 분쇄장치(50)에 제공될 수 있다.
구체적으로, 제1 이송장치(70)는 감용장치(30)로 접근할수록 상향 경사지게 배치되는 이송관을 구비하며, 이송관 내에 바람을 일으켜 폐스티로폼이 감용장치(30)를 향해 이송되도록하는 이송 팬을 구비할 수 있다. 바람직하게, 이송 팬은 폐스티로폼의 이송경로에 배치되지 않고 이송경로보다 전단에 배치되어 이송되는 폐스티로폼이 이송 팬에 걸리지 않도록 할 수 있다.
제2 이송장치(90)는 감용장치(30)에서 감용 과정을 거친 후 배출되는 폐스티로폼이 안착되도록 감용장치(30)의 배출구와 일단이 연결되고, 컨베이어 또는 이송 스크류와 같은 이송수단이 구비되어 안착된 폐스티로폼을 타단을 향해 이송하며, 분쇄장치(50)와 타단이 연결되어 이송한 폐스티로폼을 분쇄장치(50)로 제공할 수 있다. 이때, 제2 이송장치(90)는 분쇄장치(50)로 접근할수록 상향 경사지게 배치될 수 있으며, 이송 과정에서 폐스티로폼을 냉각하도록 냉각 팬을 구비할 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 재활용 시스템에서 각 장치에서의 폐스티로폼의 상태 변화와, 이물질 배출 과정을 구체적으로 살펴보면, 우선, 재활용을 위해 수거한 초기 상태의 폐스티로폼이 파쇄장치(10)로 투입될 수 있다. 이때, 파쇄장치(10)에 투입되는 폐스티로폼에는 각종 이물질이 혼합되어 있을 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 파쇄장치(10)는 폐스티로폼을 투입하기 전에 폐스티로폼에 혼합된 각종 이물질을 제거하는 전처리 공정을 수행할 필요가 없다. 여기서, 폐스티로폼에 혼합된 각종 이물질에는 플라스틱, 금속, 물먹은 폐스티로폼, 먼지, 스티커, 테이프, 접착제 등이 포함될 수 있다. 접착제는 폐스티로폼이 샌드위치 판낼형 스티로폼일 때 부착되어어 있는 접착제이다.
폐스티로폼이 투입된 파쇄장치(10)는 투입된 폐스티로폼을 파쇄하고, 바람을 이용하여 폐스티로폼에 혼합된 이물질 중 고중량 이물질과 미세 이물질을 분리 배출할 수 있다. 여기서 고중량 이물질은 자중에 의해 바람의 영향을 적게 받는 무거운 이물질로, 바람의 세기에 따라 그 중량 기준이 변경될 수 있다. 고중량 이물질에는 플라스틱, 각종 금속 등이 포함되며, 젖은 스티로폼 또한 고중량 이물질에 포함될 수 있다. 그리고 미세 이물질은 그 입자가 작은 이물질로 먼지가 이에 해당할 수 있다.
파쇄장치(10)에서 고중량 이물질과 미세 이물질이 분리 배출되고, 파쇄된 폐스티로폼은 감용장치(30)로 제공되며, 감용장치(30)는 복사열을 이용해 폐스티로폼의 내포 가스를 팽창 배출시켜 제공받은 폐스티로폼을 감용 처리할 수 있다.
감용장치(30)에서 감용된 폐스티로폼은 분쇄장치(50)로 제공되며, 분쇄장치(50)는 폐스티로폼을 매우 작은 크기로 분쇄할 수 있다. 분쇄장치(50)에서 분쇄처리된 폐스티로폼의 직경은 4mm 미만일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 감용장치(30)는 폐스티로폼에 혼합된 잔여 이물질을 분리 배출할 수 있다. 여기서, 잔여 이물질은 폐스티로폼에 부착된 이물질로, 스티커, 테이프, 접작제 등이 포함될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 재활용 시스템은 폐스티로폼을 재활용 처리하는 공정 과정에서 각종 이물질을 분리 배출할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이물질을 제거하기 위한 전처리 공정이 요구되지 않아 인력을 최소화하고 생산성이 향상의 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 개략적인 모습을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 파쇄장치(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 파쇄장치(10)는 투입된 초기 상태의 폐스티로폼을 파쇄하고, 폐스티로폼에 혼합된 이물질 중 고중량 이물질과 미세 이물질을 분리 배출할 수 있다. 이를 위해, 파쇄장치(10)에는 폐스티로폼을 소정 높이로 이송하는 파쇄 컨베이어(11)와, 폐스티로폼이 투입되는 파쇄 호퍼(12)와, 폐스티로폼이 1차 파쇄되고 고중량 이물질을 분리 배출하는 제1 파쇄 하우징(13)과, 바람을 발생시키는 송풍모듈(14)과, 폐스티로폼이 2차 파쇄되고 미세 이물질을 분리 배출하는 제2 파쇄 하우징(15)과, 바람에 의해 이송되는 폐스티로폼의 이송 경로를 가이드하는 가이드 하우징(16)과, 폐스티로폼을 1차 파쇄하는 제1 파쇄모듈(17), 그리고 폐스티로폼을 2차 파쇄하는 제2 파쇄모듈(18)을 포함하여 구성될 수 있다.
파쇄 컨베이어(11)는 초기 상태의 폐스티로폼을 지면으로부터 소정 높이에 위치하는 파쇄 호퍼(12)에 투입하기 위한 것으로, 이를 위해, 파쇄 컨베이어(11)는 일단이 바닥에 지지되고, 일단으로부터 타단으로 향할수록 상향 경사지게 형성되며, 타단이 파쇄 호퍼(12)와 연결될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 초기 상태의 폐스티로폼(p1)을 일단으로 투척하면, 투척한 폐스티로폼(p1)을 타단을 향해 타단을 향해 점점 높은 위치로 이송되며 타단에서 폐스티로폼(p1)이 낙하하게 된다. 이때, 파쇄 컨베이어(11) 타단에서 낙하한 폐스티로폼(p1)은 파쇄 호퍼(12)로 투입될 수 있다.
파쇄 호퍼(12) 하측에는 제1 파쇄 하우징(13)이 연결될 수 있다. 따라서, 파쇄 호퍼(12)로 투입된 폐스티로폼(p1)은 제1 파쇄 하우징(13) 내부로 낙하할 수 있다. 이때, 파쇄 호퍼(12)의 내측 또는 제1 파쇄 하우징(13)의 내측 상단부에는 제1 파쇄모듈(17)이 배치될 수 있으며, 제1 파쇄모듈(17)은 구동하여 폐스티로폼(p1)을 1차 파쇄처리할 수 있다. 제1 파쇄모듈(17)은 폐스티로폼(p1)을 80mm 이하의 직경으로 파쇄할 수 있으며, 1차 파쇄 처리된 폐스티로폼(p2)은 초기 상태보다 체적이 작아지므로 중량이 가벼워질 수 있다.
제1 파쇄 하우징(13)의 내부에는 송풍 공간(s)이 형성될 수 있다. 이때, 송풍 공간(s)은 제1 파쇄모듈(17)보다 하측에 형성되며, 바람직하게 송풍 공간(s)은 제1 파쇄 하우징의 내측 하단부에 형성될 수 있다. 송풍모듈(14)은 송풍 공간(s)과 연통되도록 제1 파쇄 하우징(13)과 연결 배치될 수 있다. 따라서, 송풍모듈(14)이 구동하면 송풍 공간(s)에는 송풍모듈(14)에 의한 바람이 발생할 수 있다.
제1 파쇄모듈에 의해 1차 파쇄된 폐스티로폼(p2)은 제1 파쇄모듈(17)로부터 송풍 공간(s)으로 낙하한다. 이때, 1차 파쇄된 폐스티로폼(p2)은 송풍 공간(s)에서 바람에 의해 일측으로 이송될 수 있다. 즉, 제1 파쇄모듈(17)로부터 하향(낙하) 이동하던 폐스티로폼(p2)은 송풍 공간(s)에서 바람에 의해 이동 경로가 변경되어 일측으로 이동하게 된다. 이때, 폐스티로폼(p2)의 일측으로의 변경된 경로는 송풍모듈(14)로부터 멀어지는 방향일 수 있다. 이와 같이 송풍모듈(14)이 일으키는 바람을 통해 폐스티로폼(p2)이 이송 가능하도록, 송풍모듈(14)이 일으키는 바람 강도는 적어도 80mm의 직경을 갖는 폐스티로폼(p2)이 이송될 수 있는 강도여야 할 것이다.
바람직하게, 송풍 공간(s)에서 바람에 의해 이송되는 폐스티로폼(p2)이 제1 파쇄모듈(17)을 향하는 것을 차단하도록, 송풍 공간(s) 상측에는 차단판(19)이 배치될 수 있다. 이때, 차단판(19)은 송풍 공간(s) 상측에서 송풍모듈(14)과 멀어질수록 하향 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 하향 경사는 송풍모듈(14)의 폐스티로폼(p2)이 제1 파쇄모듈(17)로 향하는 것을 더욱 효율적으로 차단할 뿐만 아니라, 제1 파쇄모듈(17)에서 낙하한 폐스티로폼(p2)과 이물질이 차단판(19) 상단으로 낙하하여도, 경사에 의해 송풍 공간(s)으로 미끄러져 내려가게 해준다.
더욱 바람직하게, 제1 파쇄모듈(17)에서 낙하한 폐스티로폼(p2)과 이물질이 송풍 공간(s)으로 바로 낙하하지 않고 차단판(19) 상단으로 낙하한 후 송풍 공간(s)으로 미끄러져 내려가도록, 차단판(19)의 배치위치가 제1 파쇄모듈(17) 중심부 하측을 포함하도록 할 수 있다. 따라서, 제1 파쇄모듈(17)에서 낙하한 폐스티로폼(p2)이 차단판(19)을 거치는 과정에서 감속된 상태로 송풍 공간(s)으로 낙하할 수 있으며, 이로 인해 비교적 체적이 큰 폐스티로폼(p2)도 바람에 의해 충분이 이송될 수 있다.
한편, 파쇄 호퍼(12)에 투입되는 폐스티로폼에는 고중량 이물질과, 미세 이물질, 그리고 폐스티로폼에 부착된 잔여 이물질이 혼합되어 있을 수 있다.
따라서, 폐스티로폼(p1) 혼합되어 파쇄 호퍼(12)로 투입된 각종 이물질 또한 제1 파쇄모듈(17)을 통과하여 송풍 공간(s)을 향해 낙하할 수 있다. 이때, 각종 이물질 중 상대적으로 무거운 고중량 이물질(w)은 송풍 공간(s)에서 바람의 영향을 적게 받아 경로가 변경되지 않고 그대로 낙하할 수 있다. 그리고 제1 파쇄 하우징(13)의 하단은 개방 형성되어 송풍 공간(s)에서 낙하한 고중량 이물질(w)은 제1 파쇄 하우징(13)의 하단을 통과하여 하향 분리 배출될 수 있다. 여기서, 고중량 이물질(w)의 중량은 적어도 80mm의 직경을 갖는 폐스티로폼(p2)의 중량보다 무거울 수 있으며, 예를 들면 10g 이상의 중량을 갖는 물질일 수 있다.
송풍 공간(s)에서 바람에 의해 일측으로 이송된 폐스티로폼(p2)은 제2 파쇄 하우징(15) 내측으로 이송될 수 있다. 이를 위해, 가이드 하우징(16)은 제1 파쇄 하우징(13)과 제2 파쇄 하우징(15)을 상호 연결할 수 있다. 즉, 송풍 공간(s)에서 일측으로 이송된 폐스티로폼(p2)은 가이드 하우징(16)에 의해 경로가 가이드되어 제2 파쇄 하우징(15)으로 이송될 수 있다.
가이드 하우징(16)은 일단이 송풍 공간(s)과 연통하도록 제1 파쇄 하우징(13)의 일측면과 연결되며, 이때의 연결 위치는 송풍모듈(14)과 반대 위치일 수 있다. 가이드 하우징(16)은 제1 파쇄 하우징(13)과 연결된 일단으로부터 멀어질수록 상향 절곡된 구조로 형성될 수 있으며, 타단은 제2 파쇄 하우징(15)의 하측면과 연결될 수 있다.
한편, 바람에 의해 제2 파쇄 하우징(15)으로 향하는 폐스티로폼(p2)에는 경량의 미세 이물질이 포함될 수 있다. 이러한 미세 이물질을 분리 배출하기 위해 제2 파쇄 하우징(15)은 적어도 일부 면적이 메쉬 영역(151)으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 제2 파쇄 하우징(15)의 상면, 양 측면, 그리고 제1 파쇄 하우징(13)과 멀게 배치되는 면이 메쉬 영역(151)으로 이루어질 수 있다. 따라서, 가이드 하우징(16)을 통과하여 제2 파쇄 하우징(15)으로 이송된 폐스티로폼(p2)은 메쉬 영역(151)에 충돌하여 낙하게 되고, 함께 이송된 미세 이물질(d)은 메쉬 영역(151)을 통과하여 제2 파쇄 하우징 밖으로 분리 배출될 수 있다. 이때, 메쉬 영역(151)에 구비되는 홀 크기는 사용자가 분리 배출하고자 하는 미세 이물질(d)의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어 5mm 미만의 직경을 갖는 미세 이물질(d)을 분리 배출하고자 한다면 메시 영역(151)에 구비되는 홀 크기를 5mm로 결정할 수 있다.
제2 파쇄 하우징(15)의 내측 하단부에는 제2 파쇄모듈(18)이 배치될 수 있다. 제2 파쇄모듈(18)은 메쉬 영역(151)에 충돌하여 낙하하는 폐스티로폼(p2)을 2차 파쇄할 수 있다. 2차 파쇄된 폐스티로폼(p3)의 직경은 1차 파쇄된 폐스티로폼(p2)의 직경보다 작을 수 있으며, 구체적으로는 20mm 미만일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
바람직하게, 제2 파쇄 하우징(15)의 하단부에는 메쉬 영역(151)이 형성되지 않을 수 있다. 이는 제2 파쇄 하우징(15)의 상단부에서 분리 배출된 미세 이물질(d)이 재유입되는 것을 방지하기 위함이며, 제2 파쇄 하우징(15)의 상단부 내측은 송풍모듈(14)에 의한 바람의 영향으로 양압이 형성되므로 배출된 미세 이물질(d)이 재유입의 저감될 수 있다.
바람직하게, 본 실시예에 따른 재활용 시스템에는 별도의 흡기 덕트 장치(미도시)가 구비되고, 흡기 덕트 장치의 흡기구는 메쉬 영역(151)의 외면으로부터 소정거리 이격된 상태로 메쉬 영역(151)의 외면을 감싸도록 배치되어 메쉬 영역(151)을 통과하여 배출된 미세 이물질(d)을 흡입할 수 있다.
상술한 과정을 통해 2차 파쇄된 폐스티로폼(p3)은 제1 이송장치(70)를 통해 감용장치(30)에 제공될 수 있다. 이때, 감용장치(30)로 제공되는 폐스티로폼(p3)에는 잔여 이물질이 부착된 상태일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파쇄모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
제1 파쇄모듈(17)은 회전 구동하는 제1 회전 샤프트(171)와, 폐스티로폼을 1차 파쇄하는 제1 회전 날개(173)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제2 파쇄모듈(18)은 회전 구동하는 제2 회전 샤프트(181)와, 폐스티로폼을 2차 파쇄하는 제2 회전 날개(183)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5를 참조하여 제1 파쇄모듈(17)에 관하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1 회전 샤프트(171)는 제1 파쇄 하우징(13) 내에서 둘 이상이 서로 평행하게 이격 배치될 수 있으며, 별도의 구동 모터에 연결되어 회전 구동할 수 있다. 제1 회전 샤프트(171)에는 다수개의 제1 회전 날개(173)가 제1 회전 샤프트(171)의 길이 방향을 따라 소정 간격(l1)마다 배치될 수 있다. 이때, 제1 회전 날개 간의 간격(l1)은 제2 회전 날개 간의 간격보다 멀게 배치될 수 있다. 예를 들어 제1 회전 날개(173) 간의 간격은 약 100mm일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 이와 같은 제1 회전 날개 간의 넓은 이격 간격(l1)은 폐스티로폼을 상대적으로 큰 체적으로 파쇄하게 되며 이에 따라 폐스티로폼의 1차 파쇄에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
제1 회전 날개(173)는 제1 회전 샤프트(171)와 결합하여 제1 회전 샤프트(171)의 회전 구동시 함께 회전 구동할 수 있다. 제1 파쇄모듈(17)은 어느 하나의 제1 회전 샤프트(171-1)에 결합하는 제1 회전 날개(173-1)가 다른 하나의 제1 회전 샤프트(171-2)에 결합하는 두 개의 제1 회전 날개(173-2) 사이를 통과하도록 배치될 수 있다.
도 6를 참조하여 제2 파쇄모듈(18)에 관하여 보다 구체적으로 설명하면, 제2 회전 샤프트(181)는 제2 파쇄 하우징(15) 내에서 둘 이상이 서로 평행하게 이격 배치될 수 있으며, 별도의 구동 모터에 연결되어 회전 구동할 수 있다. 제2 회전 샤프트(181)에는 다수개의 제2 회전 날개(183)가 제2 회전 샤프트(181)의 길이 방향을 따라 소정 간격(l2)마다 배치될 수 있다. 제1 회전 날개 간의 간격(l1)은 제2 회전 날개 간의 간격보다 멀게 배치될 수 있다. 예를 들어 제2 회전 날개(183) 간의 간격은 약 30mm일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
제2 회전 날개(183)는 제2 회전 샤프트(181)와 결합하여 제2 회전 샤프트(181)의 회전 구동시 함께 회전 구동할 수 있다. 제2 파쇄모듈(18)은 어느 하나의 제2 회전 샤프트(181-1)에 결합하는 제1 회전 날개(183-1)가 다른 하나의 제1 회전 샤프트(181-2)에 결합하는 두 개의 제1 회전 날개(183-2) 사이를 통과하도록 배치될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 이웃 배치되는 두 개의 제1 회전 날개(173) 사이에는 보조 날개(175)가 배치될 수 있다. 보조 날개(175)는 제1 회전 날개(173)와 수직 배치되는 면을 형성할 수 있다. 따라서, 보조 날개(175)는 두 개의 제1 회전 날개(173) 사이에서 폐스티로폼을 추가 파쇄하거나 또는 제1 회전 날개(173) 사이에 끼인 폐스티로폼 또는 이물질을 하측으로 밀어낼 수 있다.
이와 같이 보조 날개(175)가 폐스티로폼을 추가 파쇄하거나, 폐스티로폼 또는 이물질을 밀어내는 과정에서 보조 날개(175)에 가해지는 부하를 충분히 견딜 수 있도록 보조 날개(175)는 제1 회전 샤프트(171)에 결합함이 바람직하다. 또한, 보조 날개(175)는 두 개의 제1 회전 날개(173) 사이를 서로 연결하도록 두 개의 제1 회전 날개(173)에도 결합할 수 있다.
바람직하게, 보조 날개(175)는 다른 제1 회전 샤프트에 배치되는 제1 회전 날개(173)가 통과 가능한 통과 홈(1751)을 형성할 수 있다. 이러한 통과 홈(1751) 형성은 보조 날개(175)가 더욱 넓은 면적을 가지면서도 다른 제1 회전 샤프트에 배치되는 제1 회전 날개(173)에 간섭하지 않도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감용장치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 감용장치(30)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 감용장치(30)는 복사열을 이용해 폐스티로폼의 내포 가스를 팽창 배출시켜, 파쇄장치(10)로부터 제공받은 폐스티로폼을 감용 처리할 수 있다. 즉, 감용장치(30)는 폐스티로폼에 직접 열을 가하여 용융시키지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스를 배출시킴으로써 폐스티로폼을 감용할 수 있다. 폐스티로폼에 복사열이 제공되면 폐스티로폼에 내포된 가스는 온도가 상승하여 점점 팽창하게 되고 폐스티로폼의 일부가 용융되며 가스를 가두고 있던 폐스티로폼의 내구도가 약해지게 된다. 따라서 팽창한 가스는 내구도가 약해진 폐스티로폼을 뚫거나 찢으며 폐스티로폼 외부로 배출되게 되며, 폐스티로폼은 감용된다. 여기서, 폐스티로폼에 내포된 가스에는 공기도 포함된다.
도 8을 참조하면, 감용장치(30)는 내부 공간을 형성하며 감용 호퍼(311)를 구비하고 배출구를 형성하는 감용 하우징(31)과, 내부 공간에 배치되고 감용 호퍼(311)를 통해 투입된 폐스티로폼(p3)을 소정의 이송 경로를 통해 배출구로 배출시키는 감용 컨베이어(32)와, 내부 공간의 공기를 가열하는 가열모듈(33)과, 냉각 공기를 분사하는 제1 냉각모듈(34)과, 감용 컨베이어(32)에 고착된 폐스티로폼을 감용 컨베이어(32)로부터 이탈시키는 브러쉬 롤러(35), 그리고 가열모듈(33)에서 발생하는 열을 차단하는 차단판(36)을 포함하여 구성될 수 있다.
감용 하우징(31)에는 파쇄장치(10)에서 파쇄된 폐스티로폼(p3)이 내부 공간으로 투입되는 감용 호퍼(311)와 감용된 폐스티로폼을 제2 이송장치(90)로 배출하는 배출구가 형성될 수 있다. 또한, 감용 하우징(31)에는 폐스티로폼의 감용 과정에서 폐스티로폼에서 배출된 가스가 배기되도록 형성되는 배기구(313)가 형성될 수 있다. 폐스티로폼으로부터 배출된 가스는 일정 이상의 농도가 되면 복사열에 의해 발화될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 감용 하우징(31)에 배기구(313)를 형성하여 폐스티로폼의 감용 과정에서 배츨된 가스를 외부로 배기시킬 수 있다. 바람직하게, 배기구(313)는 제1 감용 컨베이어(321)가 형성하는 이송 경로 상측에 하나 이상 형성될 수 있으며, 배기를 원활하게 하기 위해 배기 팬이 장착될 수 있다.
감용 컨베이어(32)는 상하 방향으로 이격 배치되는 제1 감용 컨베이어(321)와 제2 감용 컨베이어(321)를 포함할 수 있다. 제1 감용 컨베이어(321)는 감용 호퍼(311)의 하측에 배치되어 감용 호퍼(311)를 통해 투입된 폐스티로폼(p3)이 안착될 수 있다. 그리로 제1 감용 컨베이어(321)는 안착된 폐스티로폼을 일측 방향으로 이송하는데 이 과정에서 복사열에 의해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 폐스티로폼으로부터 배출되고 가스가 배출된 폐스티로폼(p4)은 감용된다. 이때, 제1 감용 컨베이어(321) 상측에는 열선(331)이 내장된 가열모듈(33)이 배치되고, 가열모듈(33)은 열선(331)을 이용해 제1 감용 컨베이어(321) 상측의 공기를 가열한다.
바람직하게, 가열모듈(33)은 제1 감용 컨베이어(321) 상측 공기를 100~250도의 목표 온도로 가열할 수 있다. 이때, 공기의 목표 온도는 제1 감용 컨베이어(321)의 이송 경로 길이 및 속도에 따라 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 감용장치(30)는 폐스티로폼에 직접 열을 가하지 않고 복사열을 이용해 폐스티로폼에 내포된 가스가 팽창하여 배출되도록 하여 폐스티로폼을 감용시키면서도 폐스티로폼의 용융이 최소화되도록 하고 종이, 테이프 등의 이물질 사전 분리작업 없이도 이물질이 섞여있는 폐스티로폼도 감용처리 가능한 효과가 있다.
제2 감용 컨베이어(321)는 제1 감용 컨베이어(321) 하측에 배치되고 제1 감용 컨베이어(321)로부터 낙하하여 안착한 폐스티로폼을 배출구로 배출하도록 경로를 형성한다. 이때, 제2 감용 컨베이어(321)는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 감용 컨베이어(321)보다 일측 방향(도면의 우측 방향)으로 더 돌출되도록 배치될 수 있다. 따라서 제1 감용 컨베이어(321) 끝단에서 폐스티로폼이 낙하하면 제2 감용 컨베이어(321)에 안착할 수 있다.
이때, 제1 감용 컨베이어(321)는 두 개의 감용 컨베이어 롤러에 감용 컨베이어 벨트가 권취되어 감용 컨베이어 롤러가 회전하면 감용 컨베이어 벨트가 폐스티로폼을 이송하도록 형성된다. 이때, 감용 컨베이어 롤러에 권취된 감용 컨베이어 벨트는 일측 방향으로 향하는 상측 구간과 타측 방향으로 향하는 하측 구간으로 구분되는데, 상측 구간에 안착된 폐스티로폼은 가열공기에 의해 일부가 용융된 폐스티로폼은 감용 컨베이어 벨트에 고착되어 제1 감용 컨베이어(321) 끝단에서 낙하하지 않고 감용 컨베이어 벨트 하측 구간을 따라 이송될 수 있다.
제1 냉각모듈(34) 제1 감용 컨베이어(321) 하측에서 제1 감용 컨베이어(321)를 향해 공기를 분사함으로써 이와 같이 제1 감용 컨베이어(321)에 고착되어 감용 컨베이어 벨트 하측 구간을 따라 이송되는 폐스티로폼을 냉각시켜 고형화되도록 한다. 또한, 제1 감용 컨베이어(321)의 감용 컨베이어 벨트 하측 구간의 하류단에는 브러쉬 롤러가 회전 구동하여 고형화된 폐스티로폼(p4)을 제1 감용 컨베이어(321)로부터 이탈시킬수 있다.
도 8을 참조하여 폐스티로폼의 이동경로를 살펴보면, 우선, 파쇄장치(10)에서 파쇄된 폐스티로폼(p4)이 감용 호퍼(311)를 통해 투입되고, 투입된 폐스티로폼(p4)은 제1 감용 컨베이어(321)에 안착되어 일측으로 이송된다. 이때, 제1 감용 컨베이어(321) 상에서 이송되는 동안 가열모듈(33)이 생성한 복사열에 의해 폐스티로폼(p)의 가스가 배출되어 폐스티로폼(p)이 감용된다. 감용된 폐스티로폼(p)은 제1 감용 컨베이어(321)에 고착되어 제1 감용 컨베이어(321) 하측 경로를 따라 이송되는데, 이 과정에서 제1 냉각모듈(34)에서 분사된 공기에 의해 온도가 낮아져 고형화되며 브러쉬 롤러(35)에 의해 제1 감용 컨베이어(321)에서 이탈하여 제2 감용 컨베이어(321)로 안착된다. 제2 감용 컨베이어(321)에 안착된 폐스티로폼(p)은 제2 감용 컨베이어(321)에 의해 이송되어 배출구를 통해 제2 이송장치(90)로 배출된다.
한편, 감용장치(30)는 복사열을 이용하므로 연속하여 구동하는 것이 효율적이다. 하지만, 감용장치(30)의 연속 구동을 위해서는 감용장치(30) 전단에서 공정을 수행하는 파쇄장치(10) 또한 연속하여 구동하여야 하는데, 파쇄장치(10)에 폐스티로폼을 투입하는 작업은 수작업으로 수행될 수 있어, 이 경우 폐스티로폼 투입 인력이 24시간 배치되어야 하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 감용장치(30)에는 사일로 탱크(t)가 장착될 수 있으며, 제1 이송장치(70)를 통해 이송되는 폐스티로폼은 감용장치(30)로 직접 제공되지 않고 사일로 탱크(t)에 저장되었다가 감용장치(30)에 제공될 수 있다. 따라서, 작업자는 재활용 시스템 최초 구동시 파쇄장치(10)만을 구동시켜 파쇄공정을 끝마친 폐스티로폼을 사일로 탱크(t)에 소정 이상량을 보관시킨 후, 작업자의 배치 없이도 구동 가능한 감용장치(30)와 분쇄장치(50)를 연속 구동시킴으로써 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 감용장치(30)에서 가열모듈(33)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1 감용 컨베이어(321) 상측뿐만 아니라 제1 감용 컨베이어(321)의 내측에도 배치됨으로써 제1 감용 컨베이어(321)의 상측 경로를 따라 이송되는 폐스티로폼(p)의 하측에서도 복사열이 제공되도록 할 수 있다. 그러나 이와 같이 가열모듈(33)이 제1 감용 컨베이어(321) 내측에 배치되는 경우 제1 감용 컨베이어(321) 하측 경로를 따라 이송되는 폐스티로폼(p)에도 복사열을 제공함으로써 폐스티로폼(p)의 고형화를 방해할 수 있다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 제1 감용 컨베이어(321)의 내측에 배치되는 가열모듈(33) 하측에는 반사판(36)이 배치될 수 있다.
구체적으로 반사판(36)은 가열모듈(33)과 함께 제1 감용 컨베이어(321) 내측에 배치되고, 제1 감용 컨베이어(321) 내측에 배치되는 가열모듈(33)에 의해, 제1 감용 컨베이어(321) 하측 구간의 폐스티로폼에 복사열이 제공되는 것을 차단하기 위해 반사판(36)은 가열모듈(33) 하측에 배치될 수 있다. 이때, 반사판(36)은 단순히 하향하는 복사열을 차단할 뿐만 아니라 복사열을 반사하여 제1 감용 컨베이어(321) 상측 구간으로 향하는 복사열이 증가하도록 열을 반사할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 개략적인 모습을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분쇄창치의 구동 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 도 9 내지 도 10을 참조하여 분쇄장치(50)에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 분쇄장치(50)는 폐스티로폼을 매우 작은 크기로 분쇄하며, 폐스티로폼에 혼합된 잔여 이물질을 분리 배출할 수 있다. 이를 위해, 분쇄 장치(50)는 제2 이송장치(90)로부터 이송된 폐스티로폼이 투입되는 분쇄 호퍼(51)와, 폐스티로폼을 분쇄하는 분쇄 롤러부(52)와, 분쇄된 폐스티로폼과 잔여 이물질을 분리하는 분리 망(53), 그리고 분쇄된 폐스티로폼을 이송 배출하는 이송배출모듈(54)을 포함할 수 있다.
분쇄 호퍼(51)에는 감용된 폐스티로폼(p4)이 이송 투입되며, 이때, 투입되는 폐스티로폼(p4) 중에는 잔여 이물질(r)이 부착되어 혼합된 것이 폐스티로폼이 포함될 수 있다. 또한, 분쇄 호퍼(51)를 통해 투입되는 폐스티로폼(p4)은 제2 이송장치(90)를 통해 이송되는 과정에서 냉각되어 분쇄가 용이한 상태일 수 있다.
분쇄 롤러부(52)는 분쇄 호퍼(51) 하측에 배치된다. 구체적으로, 분쇄 롤러부(52)는 소정 간격으로 이격 배치되어 회전 구동하는 한 쌍의 롤러가 구비되는데, 분쇄 롤러부(52)는 분쇄 호퍼(51)를 통해 투입된 폐스티로폼(p4)이 한 쌍의 롤러 간의 이격 공간으로 낙하하도록 배치될 수 있다.
분쇄 롤러부(52)에 구비되는 한 쌍의 롤러는 서로 마주보는 방향으로 회전 구동함으로써 이격 공간으로 낙하한 폐스티로폼이 한 쌍의 롤러를 통과하여 하측으로 낙하하도록 할 수 있으며, 이와 같이 분쇄 롤러부(52)는 폐스티로폼이 한 쌍의 롤러를 통과하는 과정에서 폐스티로폼을 분쇄할 수 있다. 이때, 폐스티로폼에 부착된 잔여 이물질은 한 쌍의 롤러를 통과하여도 그 형태만 변형될 뿐 분쇄되지 않는다. 또한, 한 쌍의 롤러를 통과하는 과정에서 잔여 이물질이 부착된 폐스티로폼의 일부는 잔여 이물질로부터 이탈 분리될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면 분쇄 롤러부(52)에 구비되는 한 쌍의 롤러는 서로 간에 이격 간격이 대략 0.8~3.5mm로 형성될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 롤러 사이를 통과하는 폐스티로폼은 0.8~3.5mm 이하의 길이를 갖도록 분쇄될 수 있다.
바람직하게, 한 쌍의 롤러는 서로 다른 속도로 회전 구동할 수 있다. 서로 다른 속도로 회전 구동하는 한 쌍의 롤러를 통과하는 폐스티로폼은 회전 속도 차에 의해 일측 방향으로 구르며 한 쌍의 롤러 사이를 통과하게 된다. 따라서 폐스티로폼은 한 쌍의 롤러 사이를 통과하는 과정에서 편향된 방향으로 분쇄되지 않고 다각도로 분쇄되므로 더욱 잘게 분쇄될 수 있다.
분리 망(53)은 분쇄 롤러부(52) 하측에 배치되어 분쇄 롤러부(52)에서 분쇄된 폐스티로폼이 안착한다. 분리 망(53)에는 소정의 직경을 갖는 다수개의 홀이 형성되며 분쇄된 폐스티로폼 중 소정 체적 미만으로 분쇄된 폐스티로폼은 분리 망(53)에 형성된 홀을 통과하여 분리 망(53) 하측으로 낙하할 수 있다. 바람직하게, 분리 망에 형성되는 다수개의 홀은 대략 4~8mm의 직경을 형성할 수 있다.
분리 망(53)은 일측 방향으로 소정 각도 기울어지도록 배치된다. 즉, 분리 망(53)은 일측으로 소정 각도 기울어진 경가 면을 형성하며 경사 면에 안착된 폐스티로폼 중 소정 체적 이상의 폐스티로폼과 폐스티로폼에 섞인 이물질은 경사 면을 따라 일측으로 이송될 수 있다.
일측으로 이송된 소정 체적 이상의 폐스티로폼과 이물질은 외부로 배출될 수 있으며, 분리 망(53)을 통과하여 하측으로 낙하한 소정 체적 이만의 폐스티로폼은 분리 망(53) 하측에 배치되는 이송배출모듈(54)에 안착하고 이송배출모듈(54)에 의해 외부로 배출되는데, 이때 이송배출모듈(54)에 의한 배출방향은 분리 망(53)의 경사 면에 의한 배출 방향과 서로 다른 방향일 수 있다.
구체적으로, 이송배출모듈(54)은 상단이 개방 형성되어 분리 망(53)을 통과한 폐스티로폼이 안착 가능하도록 하고, 회전구동하여 안착한 폐스티로폼을 일측 방향으로 이송하는 배출 스크류(541)를 구비할 수 있다.
한편, 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 다수개 구비되고, 다수개의 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 서로 간에 상하 방향으로 교번 배치되어 폐스티로폼의 분쇄 및 분리 과정이 반복하여 수행되도록 할 수 있다.
이때, 다수개의 분쇄 롤러부(52)와 분리 망(53)은 서로 간에 상하 방향으로 교번 배치되며, 분리 망(53) 하측에 배치되는 분쇄 롤러부(52)는 상측의 분리 망(53)에서 일측으로 이송된 물질이 한 쌍의 롤러 사이를 통과하여 분쇄되도록 배치될 수 있다.
도 10을 참조하여 설명하면, 분쇄 호퍼에서 투입된 폐스티로폼(p4)은 최상단에 배치되는 제1 분쇄 롤러부(52-1)를 통과하는 과정에서 1차 분쇄된다. 1차 분쇄된 폐스티로폼 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p7)은 제1 분쇄 롤러부(52-1) 하측에 배치되는 제1 분리망(53-1)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하지만, 소정 체적 이상의 폐스티로폼(p5)과 잔여 이물질(r)은 제1 분리 망(53-1)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 하측에 배치되는 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 향해 낙하한다. 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 향해 낙하한 폐스티로폼(p5)은 제2 분쇄 롤러부(52-2)를 통과하는 과정에서 2차 분쇄된다. 2차 분쇄된 폐스티로폼(p2) 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p7)은 제2 분쇄 롤러부(52-2) 하측에 배치되는 제2 분리망(53-2)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하지만, 소정 체적 이상의 폐스티로폼(p6)과 잔여 이물질(r)은 제2 분리 망(53-2)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 하측에 배치되는 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 향해 낙하한다. 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 향해 낙하한 폐스티로폼(p2)은 제3 분쇄 롤러부(52-3)를 통과하는 과정에서 3차 분쇄된다. 3차 분쇄된 폐스티로폼 중 소정 체적 미만의 폐스티로폼(p7)은 제3 분쇄 롤러부(52-3) 하측에 배치되는 제3 분리망(53-3)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하는데, 3차 분쇄된 폐스티로폼은 거의 대부분이 소정 체적 미만으로 분쇄된 상태로 제3 분리 망(53-3)을 통과하여 이송배출모듈(54)에 안착하게 될 수 있다. 그리고 제3 분리 망(53-3)을 통과하지 못한 소정 체적 이상의 폐스티로폼과 잔여 이물질(r)은 제3 분리 망(53-3)의 경사 면을 따라 일측으로 이송되어 분쇄장치(50)의 외부로 배출되게 된다.
이때, 상대적으로 하측에 배치되는 한 쌍의 롤러는 상측에 배치되는 한 쌍의 롤러보다 이격 간격이 더 좁게 배치될 수 있다. 예를 들면 제1 분쇄 롤러부(52-1)는 롤러 간의 이격 간격(l1)이 약 3.5mm로 형성되며, 제2 분쇄 롤러부(52-2)는 롤러 간의 이격 간격(l2)이 약 1.2mm로 형성되고, 제3 분쇄 롤러부(52-3)는 롤러 간의 이격 간격(l3)이 약 0.8mm로 형성될 수 있다. 또한, 이에 따라 각 분리 망(53) 간에 형성되는 홀의 직경도 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면 제1 분리 망(53-1)은 홀의 직경이 약 6mm로 형성될 수 있으며, 제2 분리 망(53-2)은 홀의 직경이 약 5mm로 형성될 수 있고, 제3 분리 망(53-3)은 홀의 직경이 약 4mm로 형성될 수 있다. 이와 같이 각 분쇄 롤러부(52) 간의 이격 간격에 차이를 두는 이유는 상대적으로 큰 체적의 폐스티로폼이 너무 좁은 간격으로 배치된 롤러 사이를 통과하게 되면 폐스티로폼이 통과하지 못하고 상측에서 정체하거나 통과하더라도 분쇄되지 않고 형태변형이 발생할 우려가 있기 때문에, 폐스티로폼을 단계적으로 분쇄하기 위함이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 파쇄장치
11: 파쇄 컨베이어
12: 파쇄 호퍼
13: 제1 파쇄 하우징
14: 송풍모듈
15: 제2 파쇄 하우징
151: 메쉬 영역
16: 가이드 하우징
17: 제1 파쇄모듈
171: 제1 회전 샤프트
173: 제1 회전 날개
175: 보조 날개
1751: 통과 홈
18: 제2 파쇄모듈
181: 제2 회전 샤프트
183: 제2 회전 날개
19: 차단판
30: 감용장치
31: 감용 하우징
311: 감용 호퍼
313: 배기구
32: 감용 컨베이어
321: 제1 감용 컨베이어
322: 제2 감용 컨베이어
33: 가열모듈
331: 열선
34: 제1 냉각모듈
35: 브러쉬 롤러
36: 반사판
50: 분쇄장치
51: 분쇄 호퍼
52: 분쇄 롤러부
53: 분리 망
54: 이송배출모듈
541: 배출 스크류
70: 제1 이송장치
90: 제2 이송장치
11: 파쇄 컨베이어
12: 파쇄 호퍼
13: 제1 파쇄 하우징
14: 송풍모듈
15: 제2 파쇄 하우징
151: 메쉬 영역
16: 가이드 하우징
17: 제1 파쇄모듈
171: 제1 회전 샤프트
173: 제1 회전 날개
175: 보조 날개
1751: 통과 홈
18: 제2 파쇄모듈
181: 제2 회전 샤프트
183: 제2 회전 날개
19: 차단판
30: 감용장치
31: 감용 하우징
311: 감용 호퍼
313: 배기구
32: 감용 컨베이어
321: 제1 감용 컨베이어
322: 제2 감용 컨베이어
33: 가열모듈
331: 열선
34: 제1 냉각모듈
35: 브러쉬 롤러
36: 반사판
50: 분쇄장치
51: 분쇄 호퍼
52: 분쇄 롤러부
53: 분리 망
54: 이송배출모듈
541: 배출 스크류
70: 제1 이송장치
90: 제2 이송장치
Claims (8)
- 투입된 폐스티로폼을 파쇄하고, 바람을 이용하여 폐스티로폼에 혼합된 고중량 이물질을 분리 배출하는 파쇄장치;
상기 파쇄장치로부터 고중량 이물질이 분리 배출된 폐스티로폼을 제공받고, 복사열을 이용해 폐스티로폼의 내포 가스를 팽창 배출시켜 제공받은 폐스티로폼을 감용 처리하는 감용장치; 및
상기 감용장치에서 감용 처리한 폐스티로폼을 제공받아 분쇄하고, 폐스티로폼에 혼합된 잔여 이물질을 분리 배출하는 분쇄장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 파쇄장치는
폐스티로폼이 각종 이물질과 혼합된 상태로 투입되는 파쇄 호퍼;
상기 파쇄 호퍼 하측에 결합되는 제1 파쇄 하우징; 및
상기 제1 파쇄 하우징의 내부에 형성되는 송풍 공간에 바람을 발생시키도록 상기 제1 파쇄 하우징에 연결되는 송풍모듈을 포함하고,
상기 파쇄 호퍼에 투입된 폐스티로폼은 상기 송풍 공간에서 바람에 의해 일측으로 이송되며, 상기 고중량 물질은 상기 송풍 공간에서 낙하하여 하향 분리 배출되는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 2 항에 있어서, 상기 파쇄장치는
적어도 일부 면적이 메쉬 영역으로 이루어지는 제2 파쇄 하우징; 및
상기 제1 파쇄 하우징과 제2 파쇄 하우징을 상호 연결하여, 상기 송풍 공간에서 일측으로 이송된 폐스티로폼이 상기 제2 파쇄 하우징으로 이송되도록 가이드하는 가이드 하우징을 더 포함하고,
폐스티로폼과 혼합되어 폐스티로폼과 함께 상기 제2 파쇄 하우징으로 이송된 미세 이물질이 상기 메쉬 영역을 통과하여 분리 배출되는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 3 항에 있어서, 상기 파쇄장치는
상기 파쇄 호퍼로 투입된 폐스티로폼을 1차 파쇄하도록 상기 송풍 공간 상측에 배치되는 제1 파쇄모듈; 및
상기 제2 파쇄 하우징으로 이송된 폐스티로폼을 2차 파쇄하도록 상기 제2 파쇄 하우징의 내측 하단부에 배치되는 제2 파쇄모듈을 더 포함하고,
상기 제1 파쇄모듈과 제2 파쇄모듈은 폐스티로폼을 파쇄하도록 회전 구동하는 다수개의 파쇄 날개를 구비하되, 상기 제1 파쇄모듈의 파쇄 날개 간의 간격은 상기 제2 파쇄모듈의 파쇄 날개 간의 간격보다 넓게 배치되는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제1 파쇄모듈은
회전 구동하는 둘 이상의 제1 회전 샤프트;
상기 제1 회전 샤프트에 길이 방향을 따라 이격 결합하여 상기 제1 회전 샤프트와 함께 회전하는 둘 이상의 제1 회전 날개; 및
서로 이웃 배치되는 두 개의 상기 제1 회전 날개 사이에 배치되는 보조 날개를 포함하며,
상기 보조 날개는 상기 제1 회전 샤프트와 결합하고, 상기 제1 회전 날개와 수직 배치되는 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제1 파쇄모듈은, 어느 하나의 제1 회전 샤프트에 결합하는 상기 제1 회전 날개가 다른 하나의 제1 회전 샤프트에 결합하는 두 개의 제1 회전 날개 사이를 통과하도록 배치되고, 상기 보조 날개는 다른 제1 회전 샤프트에 배치되는 상기 제1 회전 날개가 통과 가능한 통과 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 파쇄장치는
상기 송풍 공간에서 바람에 의해 이송되는 폐스티로폼이 상기 제1 파쇄모듈을 향하는 것을 차단하도록, 상기 송풍 공간 상측에서 상기 송품모듈과 멀어질수록 하향 경사지게 배치되는 차단판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
분쇄장치는 상기 감용장치에서 감용 처리한 폐스티로폼을 냉각 처리된 상태로 제공받고, 제공받은 폐스티로폼을 소정 체적 미만으로 분쇄한 후 분쇄한 상기 폐스티로폼과 상기 잔여 이물질 간의 체적 차를 이용하여 상기 잔여 이물질을 분리 배출하며,
상기 잔여 이물질에는 상기 폐스티로폼에 부착된 스티커, 테이프, 접착제 중 적어도 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템.
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| KR1020210152312A KR102668132B1 (ko) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템 |
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Family Applications (1)
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| KR1020210152312A KR102668132B1 (ko) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 이물질을 분리 배출하는 폐스티로폼의 재활용 시스템 |
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| KR (1) | KR102668132B1 (ko) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101780798B1 (ko) | 2017-01-09 | 2017-09-21 | 서원태 | 폐 스티로폼의 재활용을 위한 재생처리장치 |
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| KR102144688B1 (ko) | 2020-05-20 | 2020-08-14 | 이상진 | 폐스티로폼 재활용 감용장치 |
-
2021
- 2021-11-08 KR KR1020210152312A patent/KR102668132B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
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| KR102144688B1 (ko) | 2020-05-20 | 2020-08-14 | 이상진 | 폐스티로폼 재활용 감용장치 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102668132B1 (ko) | 2024-05-23 |
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