KR940007007B1 - 제지폐기물의 가공방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

제지폐기물의 가공방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 전체 장치도

제2도는 본 발명의 수분제거부를 예시한 요부 사시도

제3도는 본 발명의 파쇄판을 예시한 측단면도

제4도는 본 발명의 파쇄부에 형성된 날개의 설치상태를 나타낸 요부 단면도

제5도는 성형부의 입구구조를 예시한 요부 사시도

제6도는 본 발명의 성형부 끝단에 형성된 다이의 압출상태를 예시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 압송부 13 : 스크루

14 : 축부 20 : 수분제거부

21 : 차단판 26 : 구동모터

30 : 건조부 31 : 경사면

40 : 파쇄부 41 : 파쇄판

43 : 날개 50 : 성형부

54 : 송풍기 58 : 다이

59 : 성형구멍

본 발명은 제지를 제조하고 남은 폐기물, 일명 스러치의 가공방법 및 그 장치에 관한 것이다. 제지는 펄프를 잘게 분쇄하여 각종 화학처리후, 여과된 일정크기의 일맞은 소재들을 가공하는 방법으로 제조한다.

상기 제조과정중에는 제지제작에 알맞지 않는 폐기물, 일면 스러치가 많은 수분을 함유한 상태로 발생한다. 상기 스러치는 제조공장에 따라 제작용량이 상이하기는 하나 매일 수십톤에서 부터 수천톤까지 막대한 량이 생성되어, 재 사용이 불가능한 폐기물의 처리에 많은 노력과 자본이 투입된다. 이러한 폐기물의 처리는 재 사용이 불가능한 관계로 소각의 방법과, 매립의 방법으로 주로 처리하게 된다.

전기한 소각의 방법은 매우 어렵고, 많은 경비와 시간이 소요된다. 그 이유는, 대략 60-70%정도의 많은수분을 함유하고 있는 스러치가 원활하게 소각하지 못하기 때문에 우선 수분을 없애는 건조작업과, 이를 소각로에 옮겨 태우게 하는 바, 완전하 건조와 이에 따라 소각이 정상적으로 이루어 지지않는 것이 자명한 사실이다.

그리고, 소각시에 많은 공해를 방출하여 환경을 해치는 폐단이 있었으며, 에너지의 낭비가 뒤따르게 되어 막대한 경비를 쓸데없이 지출하는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

또한 후기한 바와 같이, 땅속으로 매각하는 방법은 에너지의 낭비와, 시간을 절약하는 효과는 있는 반면, 막대한 량을 땅속에 묻게될 경우, 수분이 땅속으로 흡수된 후에는, 기반이 약해지고, 자연을 파괴하는 각종 부패가스와 박테리아가 많이 발생하여, 환경위생적인 차원에서 매각을 하지 못하도록 유도하는 실정이다.

본 발명의 목적은 공해나 자연의 파괴없이 간단히 스러치를 처리토록 하는 가공방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 적은 에너지의 사용으로 신속하고 연속적으로 처리할 수 있는 스러치의 가공방법및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 스러치를 가공하여 재 활용토록 하므로서, 경제적인 이익을 줄 수 있는 가공방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 모터(11)의 구동으로 일측 상부에 호퍼(12)가 트여진 이송관(15)내측에서 스크류(13)가 소재를 이송토록 하는 압송부(10)와; 상기 압송부(10)의 중간에 위치되어 적정 간격으로 간헐동작되는 구동모터(26)가 전달수단(23)을 통해 동력을 전달하여 상기 스크류(13)의 상, 하로 대칭되게 구동하는 차단판(21)들로 소재의 이송을 지연시켜 압축될 때, 수분을 상기 이송관(15)에 뚫어진 구멍(16)들로 분출토록 하는 수분제거부(20)와; 상기 수분제거부(20)를 지난 위치로 상기 이송관(15)을 직경이 작은 소관(44)과 경사면(31)으로 연결토록 하여, 수분이 분리된 소재의 이송을 급격히 압축하며 강제이송시 소재가 마찰저항으로 건조토록 하는 건조부(30)와; 상기 소관(44)의 선단에 설치되어 비교적 작은직경의 배출공(42)들이 뚫어져 건조된 소재를 잘게 송출하는 파쇄판(41)이 구비된 파쇄부(40)와; 상기 소관(44)의 끝단부 하단에 위치되어 상부에 입구(52)가 트여진 송줄관(57)의 내부로 작동되는 이송스크류(53)에 의해 건조된 소재를 선단으로 이송시켜, 그 단부에 설치되어 성형구멍(59)들이 뚫어진 다이(58)에 의해 소정의 형상을 갖는 소재를 연속압출토록 하는 성형부(50)로 그 장치가 구성된다.

상기 압송부(10)는 상기에서 밝힌 바 있는 소재, 즉 스러치를 호퍼(12)로 부터 유입한 후, 이를 가공토록하는 공정부로 이송토록 하는 구조부이다. 따라서, 일측 상부로 호퍼(12)가 트여지고 속이 빈 형상의 이송관(15)에 모터(11)의 동력전달로 구동되는 스크류(13)에 의해 나사 진행방향으로 소제를 이송토록 한다.

상기 수분제거부(20)는 상기 압송부(10)에 의해 소재를 이송시킬 때, 강제적으로 소재이송을 차단시켜, 수분이 소재로 부터 분리토록 하는 구조부이다. 제2도에서 실시예로 도시한 바와 같이 스크류(13)가 형성되지 않은 축부(14)의 상하로 대칭되게 차단판(21)들이 방사상으로 수개 떨쳐져 구동모터(26)가 전달수단(23)을 통해 동력을 간헐적으로 전달할 때, 상기 이송관(15)의 내부공간을 상기 차단판(21)들이 차단토록 하므로서, 강제 이송되는 소재가 마치 짜여지는 결과로 수분이 분리되는 것이다.

이러한 방법으로 분리된 수분은 제1도에서 도시한 바와 같이 상기 수분제거부(20)의 내측으로 이송관(15)을 뚫어지계 형성된 구멍(16)으로 수분이 배출되는 것인 데, 이는 상기 차단판(21)들에 비교적 근접된 소재들이 입구로 부터 이송되는 소재들의 압축력에 의해 수분이 분리되는 것이다.

그리고, 적정시간 차단판(21)들이 이송관(15)의 내부를 막혀지게 한 후에는 구동모터(26)가 적정각도로 회전시켜, 다음의 차단판(21)들이 동일위치로 회전되어 이미 차단판(21)에 의해 수분이 제거된 소재는 이송시키고, 아직 수분을 함유하고 있는 소재가 위치되는 상태의 앞쪽에 해당되는 시기에 다시 막혀지게 하는 것이다.

상기 차단판(21)들을 구동시키는 구동모터(26)는 전자콘트롤러에 의해 설정된 시간에 따라 구동시간과 정지시간이 단속되는 것이며, 통상 스텝핑모터가 사용된다. 따라서 사용자는 소재인 스러치의 수분함유량과 스크류(13)로 부터 이송되는 양을 감안하여 차단판(21)이 정지되는 시간을 설정하는 것이며, 그 구동시간과 각도는 상기 차단판(21)들의 숫자를 감안하여 다르게 한다. 즉, 상기 차단판(21)들이 도시한 바와 같이 3개가 균등히 분할된 상태는 상, 하가 대칭되게 구동되어 최소한 한개의 차단판(21)들은 수직하게 위치되어야 완벽한 차단효과를 가질 수 있기 때문에, 차단판(21)들이 360°를 3등분한 120°를 일회 구동시 작도토록 하는 것이며, 또한 상기 차단판(21)들이 4개씩 상하로 설치되는 경우에는 1회구동시, 90°씩 회전토록 하여야한다.

상기 차단판(21)들을 회전토록 동력을 전달하는 전달수단(23)은 제2도에서 도시한 바와 같이 동일직경치형을 갖는 기어(24)들을 이용하는 방법과, 체인을 이용하여 정확하게 대칭방향으로 동력을 각각 전달토록하는 것이 바람직 하며, 차단판(21)에 의해 소재의 이동을 일시적으로 차단할 때, 차단판(21)과 측부(14)와의 사이로 소재가 통과되는 것을 방지토록 제2도에서 보는 바와 같이 차단판(21)들의 끝면으로 축부(14)의 직경과 동일한 크기를 갖는 반원형의 홈(22)을 파여지게 한다.

그리고, 상기 차단판(21)들의 외부형상이 도면에서와 같이 사각형상을 갖는 경우에는 상기 이송관(15)의 단면형상을 수분제거부(20)의 위치에서는 동일한 사각단면을 갖도록 하는 것이며, 상기 차단판(21)들이 원형의 외부형상을 가지면, 이에 상응하는 크기의 단면형상을 갖도록 하여 소재들이 틈새로 이송되는 것을 방지한다.

상기 건조부(30)는 수분이 분리된 상태에서 완전한 건조를 위한 구조부이다. 본 발명에서는 가열이 아닌 강제진행에 의한 마찰저항을 효과적인 건조상태를 얻도록 하였다. 즉, 제3도에서 보는 바와 같이 상기 이송관(15)의 직경이 비교적 큰 상태에서, 직경이 작은 소관(44)으로 경사면(31)을 따라 이어지게 하여, 그 이송통로를 축소시킨 상태에서, 소재를 상기 스크류(13)로 강제 이송토록 하여, 직경이 큰 이송관(15)에도 비교적 큰 이송력을 갖는 상태에서 그 단면을 축소시키면, 동일 이동량이 강제로 압축되며 마찰저항이 발생하는 바, 이때 자체적인 발열현상으로 소재물이 건조되는 것이다.

이와 같이 이송관(15)과 소관(44)을 소재들이 통과할 때, 완만한 단면축소를 갖도록 경사면(31)을 형성하는 것이며, 상기 경사면(31)에 위치되는 스크류(l3)의 축부(14)형상도 상기 경사면(31)과는 다른 경사각도를 갖도록 경사지게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 마찰저항으로 소재들을 마찰저항으로 건조토록하면, 단면이 축소되며 내부를 통과하는 소재들은 외측과 내부를 막론하고, 모든면에 동일한 마찰저항이 발생되어 동일한 건조효과를 얻게 되었다. 그러나, 다른 실시예로 외부를 가열하는 방법으로 건조하는 방법도 있으나, 이는 외부면에 위치되며 통과되는 소재로 건조, 심지어 타게되는 결과를 얻게되고, 내부는 열이 전달되지 못하여 건조전의 축축한 상태를 그대로 갖게되는 결과를 얻게되어 바람직하지 못하게 된다.

상기 파쇄부(40)는 건조부(30)에서 건조된 소재들이 일체로 뭉쳐진 상태로 이송되는 것을 잘게 파쇄토록 하는 구조부이다. 제4도에서는 상기 파쇄부(40)를 도시한다. 소관(44)의 입구측에 설치되는 파쇄판(41)은 직경이 비교적 작은 배출공(42)들이 다수개 뚫어져, 이를 통과한 소재들이 상기 배출공(42)의 크기에 따라작게 분출토록 하며, 잘게 쪼개지도록 한다. 이때, 축부(14)에 불규칙한 위치로 날개(43)들을 다수개 형성하여 상기 파쇄판(41)을 통과한 소재가 배출공(42)의 크기로 이송되는 것들을 다시 쪼개지도록 하여 입자상태로 완전히 파쇄토록 하는 것이 본 발명에 의한 재 가공작업이 원활해 진다.

상기 성형부(50)는 파쇄된 소재를 특정형상으로 재 가공하여 연료나 판재등으로 활용할 수 있도록 하는 구조부이다.

제1도에서 보는 바와 같이 소관(44)의 단부하단에 그 입구(52)가 형성되어, 파쇄된 소재를 송출관(57)의 내부로 인입시키고, 이를 모터(51)의 구동으로 회전되는 이송스크류(53)에 의해 선단부로 강제이송시킨다. 상기 송출관(57)의 끝단에는 성형구멍(59)들이 뚫어진 다이(58)가 설치되어, 이송스크류(53)의 압송으로 이송된 입자상의 소재들을 재 압착시켜, 상기 성형구멍(59)의 형상과 크기에 따라 배출되는 소재를 재 활용토록한다.

상기 성형부(50)의 입구측에는 송풍기(54)를 설치하여 마찰저항으로 건조된 소재가 공기중의 수분과 응결하는 현상과, 미처 탈수되지 않은 수분을 재차 건조토록 하는 것이 좋다. 이때 송풍바람을 배출토록 하는 배출구(55)로 바람이 직접접하거나, 입자상의 소재들이 배출구(55)로 이송되는 것을 방지토록 조절판(56)을 경사지게 설치하는 것이 바람직하다. 상기 조절판(56)은 외측으로 연장된 손잡이에 의해 그 경사각도조절이가능하여 배출되는 공기가 입구측에서 머무르는 시간을 조절하고, 장시간 사용으로 입자들이 배출구(55)를 막혀지게 할때, 상기 조절판(56)을 유동시켜, 막혀진 것을 트여지게 한다. 따라서, 성형을 위해 투입되는 소재의 완전한 건조를 기대할 수 있는 것이다.

상기의 장치에 의해 완료되는 가공물의 제조 방법도 동일한 장치에 의한 가공순서로 완성된다. 즉, 모터(11)의 구동으로 일측 상부에 호퍼(12)가 트여진 이송관(15)내측에서 스크류(13)가 소재를 이송토록 하는 압송공정단계를 거치게 하고; 상기 압송공정단계의 중간에 위치되어 적정 간격으로 간헐동작되는 구동모터(26)가 전달수단(23)을 통해 동력을 전달하여 상기 스크류(13)의 상, 하로 대칭되게 구동하는 차단판(21)들로 소재의 이송을 지연시켜 압축될 때, 수분을 상기 이송관(15)에 뚫어진 구멍(16)들로 분출토록 하는 수분제거공정단계를 통과하여 ; 상기 수분제거부(20)를 지난 위치로 상기 이송판(15)을 직경이 작은 소관(44)과 경사면(31)으로 연결토록 하여, 수분이 분리된 소재의 이송을 급격히 압축하며 강제이송시 소재가 마찰저항으로 건조토록 하는 건조공정단계와; 상기 소관(44)의 선단에 설치되어 비교적 작은 직경의 배출공(42)들이 뚫어져 건조된 소재를 잘게 송출하는 파쇄판(41)이 구비된 파쇄공정단계를 각각 통과한 후, 상기 소관(44)의 끝단부 하단에 위치되어 상부에 입구(52)가 트여진 송출관(57)의 내부로 작동되는 이송스크류(53)에 의해 건조된 소재를 선단으로 이송시켜, 그 단부에 설치되어 성형구멍(59)들이 뚫어진 다이(58)에 의해 소정의 형상을 갖도록 소재를 연속압출토록 하는 성형단계를 거쳐 가공완료된다. 상기 제조공정에 따른 기구적인 작동과 공정은 상기한 장치와 동일한 과정을 수행하게 된다. 이러한 장치와 방법으로 완성되는 스러치소재는 최후로 배출되는 성형구멍(59)의 형상과 크기에 따라, 상기 성형구멍(59)이 매우 작은 구멍으로 되는 경우는, 소재가 입자상으로 배출되어 건축소재인 판재와 경량 내장재, 스레트등으로 재가공토록 제공하는 것이며, 상기 성형구멍(59)이 비교적 큰 단면을 갖도록 하는 경우는 봉상으로 연속재작되며, 일정길이로 절단하여 판매할 경우 연료로 사용되는 것이다.

실험실의 연구와 분석에 의하면, 상기 스러치소재가 완전한 건조상태에서 연소될 경우 3200-3500ca1의 발열량과 기준치 이하의 공해물질이 배출되는 결과를 얻었다. 따라서 주 성분이 펄프인 스러치건조물은 자체적인 성분으로도 연료로서 충분한 사용이 가능할 뿐만 아니라, 성형단계의 입구(52)측에서 탄소성운의 코크스를 약 5-10% 추가할 경우 매우 높은 열량을 갖게 된다. 이 경우 약 5%의 코크스를 스러치소재와 혼합하여 연소시킬 경우 약 4200cal의 열량을 나타낸다. 따라서, 무공해의 대체연료로 값싸게 제공할 수 있는것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 산업폐기물과 같이 제지 제작후, 대량으로 생산되는 스러치 소재를 에너지의 낭비없이 재 가공하여, 각종 건축부재와 연료등으로 재 활용토록 하므로서, 경제적 이익을 주는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 모터의 구동으로 일측 상부에 호퍼가 트여진 이송관내측에서 스크류가 소재를 이송토록 하는 압송공정단계를 거치게 하고; 상기 압송공정단계의 중간에 위치되어 적정 간격으로 간헐동작되는 구동모터가 전달수단을 통해 동력을 전달하여 상기 스크류의 상, 하로 대칭되게 구동하는 차단판들로 소재의 이송을 지연시켜 압축될 때, 수분을 상기 이송관에 뚫어진 구멍들로 분출토록 하는 수분제거공정단계를 통과하여; 상기수분제거부를 지난 위치로 상기 이송관을 직경이 작은 소관과 경사면으로 연결토록 하여, 수분이 분리된 소재의 이송을 급격히 압축하여 강제이송시 소재가 마찰저항으로 건조토록 하는 건조공정단계와; 상기 소관의 선단에 설치되어 비교적 작은 직경의 배출공들이 뚫어져 건조된 소재를 잘게 송출하는 파쇄판이 구비된 파쇄공정단계를 각각 통과한 후, 상기 소관의 끝단부 하단에 위치되어 상부에 입구가 트여진 송출관의 내부로 작동되는 이송스크류에 의해 전조된 소재를 선단으로 이송시켜, 그 단부에 설치되어 성형구멍들이 뚫어진 다이에 의해 소정의 형상을 갖도록 소재를 연속압출토록 하는 성형단계를 거쳐 가공완료 됨을 특징으로하는 제지페기물의 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 성형단계의 입구에 탄소를 주 성분으로 하는 코크스를 혼합하여서 됨을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공방법.
3. 모터의 구동으로 일측 상부에 호퍼가 트여진 이송관내측에서 스크류가 소재를 이송토록 하는 압송부와; 상기 압송부의 중간에 위치되어 적정 간격으로 간헐동작되는 구동모터가 전달수단을 통해 동력을 전달하여 상기 스크류의 상, 하로 대칭되게 구동하는 차단판들로 소재의 이송을 지연시켜 압축될 때, 수분을 상기 이송관에 뚫어진 구멍들로 분출토록 하는 수분제거부와; 상기 수분제거부를 지난 위치로 상기 이송관을 직경이 작은 소관과 경사면으로 연결토록 하여, 수분이 분리된 소재의 이송을 급격히 압축하며 강제이송시소재가 마찰저항으로 건조토록 하는 건조부와; 상기 소관의 선단에 설치되어 비교적 작은 직경의 배출공들이 뚫어져 건조된 소재를 잘게 송출하는 파쇄판이 구비된 파쇄부와; 상기 소관의 끝단부 하단에 위치되어 상부에 입구가 트여진 송출관의 내부로 작동되는 이송스크류에 의해 건조된 소재를 선단으로 이송시켜, 그 단부에 설치되어 성형구멍들이 뚫어진 다이에 의해 소정의 형상을 갖는 봉상의 소재로 연속압출토록 하는 성형부로 구성됨을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 수분제거부는 축부의 반경에 상응하는 크기로 홈이 파여진 차단판을 전기적 제어로 간헐구동되는 구동모터로 차단과 회동을 반복토록 함을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 구동수단은 동일한 치형과 크기를 갖는 한쌍의 기어로 됨을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 건조부는 이송관의 직경보다 작은 소관의 직경으로 이어지는 경사경과 스크류의 축부사이에 의해 축소되는 내부단면을 강제이송시켜 마찰저항으로 발열토록 함을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 파쇄부는 파쇄판의 일측으로 연장되는 축부에 수개의 날개들을 설치하여 건조된 소재들을 파쇄토록 함을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 성형부의 입구측에 형성된 송풍기와 배출구사이에는 손잡이에 의해 외부에서 그 각도를 조절할 수 있는 조절판을 설치함을 특징으로 하는 제지폐기물의 가공장치.