WO2024058605A1 - 폐배터리 재활용 장치용 내화갑 - Google Patents

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WO2024058605A1
WO2024058605A1 PCT/KR2023/013924 KR2023013924W WO2024058605A1 WO 2024058605 A1 WO2024058605 A1 WO 2024058605A1 KR 2023013924 W KR2023013924 W KR 2023013924W WO 2024058605 A1 WO2024058605 A1 WO 2024058605A1
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WO
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storage unit
unit
contact
mesh
storage
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/013924
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤정숙
김진호
김재원
Original Assignee
주식회사 알디솔루션
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
    • F27B21/04—Sintering pots or sintering pans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators

Definitions

  • the present invention relates to a saggar for a waste battery recycling device.
  • the present invention is introduced into a waste battery recycling device that reflects dry separation technology, vertical heat treatment, and kiln structure to facilitate heat treatment of objects, while maximizing heat treatment efficiency and preventing the generation and scattering of harmful substances.
  • This relates to a fire-resistant saggar for a waste battery recycling device designed to be placed and moved in the correct position during the input, transfer, and discharge process.
  • batteries using lithium-ion secondary batteries are widely used in various industrial environments and real life. Batteries that are discarded after use have a significant impact on environmental pollution and because sustainability needs to be improved by recovering valuable metals from the core materials that make up batteries from limited resources, research is being conducted on recycling.
  • the means for storing waste batteries and putting them into the kiln (hereinafter referred to as sagbags) is made of heat-resistant material and is put into the kiln with the waste batteries stored inside. It needs to be made of a material and shape that can withstand the high temperature environment in the kiln. there is.
  • the fireproof sag needs to be made of a material that can increase the efficiency of heat transfer to the stored waste battery, and is preferably manufactured in a structure that can ensure stable movement within the kiln.
  • Various embodiments of the present invention are intended to solve the above problems, and the purpose is to provide a saggar that can increase the heat treatment efficiency of waste batteries.
  • the problem that the present invention aims to solve is to increase work convenience and minimize operator intervention in the recycling process of waste batteries.
  • the present invention aims to easily provide atmospheric gas to the waste battery for heat treatment of the waste battery and at the same time fix the position of the waste battery.
  • the purpose of the present invention is to heat-treat various types of waste batteries in batches and in large quantities.
  • the present invention is a storage unit that is introduced together with the object into a waste battery recycling device including a working unit.
  • the storage unit includes a body portion and a mesh portion that contacts the object inside the body portion, and a predetermined gas is introduced into the interior of the working portion. is characterized by entering the inside of the storage unit.
  • the storage portion further includes one or more first coupling portions formed in the body portion, and the first coupling portion has a circular arrangement around the central axis of the body portion and further includes a first through hole formed through the body portion, The predetermined gas passes through the first through hole, and further includes a lower guide groove formed on the body portion to engage with the first or second guide groove provided in the waste battery recycling device.
  • the storage unit includes at least one of an upper engaging part formed on the upper side of the mesh part and a lower engaging part formed on the lower side of the mesh part, and when two or more body parts are arranged in the vertical direction, the upper engaging part is the mesh part or the lower engaging part. It is characterized by contact with each other in the upper and lower directions.
  • the storage unit includes a first contact part formed in the upper engaging part and a second contact part formed in the lower engaging part, and when two or more body parts are arranged in the vertical direction, the first contact part is inserted into the second contact part and the upper part is inserted into the second contact part.
  • the engaging portion and the lower engaging portion are engaged with each other.
  • the storage unit includes a first through hole formed through the body part, a lower guide groove formed in the body part, an upper engaging part formed in the upper part of the mesh part, a lower engaging part formed in the lower part of the mesh part, and a first aperture formed in the upper engaging part. It includes at least one of the first contact part and the second contact part formed at the lower engaging part.
  • the storage unit further includes a plurality of second through holes formed through the mesh portion, and a predetermined gas passes through the second through holes.
  • the position of the storage unit is fixed by inserting a fixing unit pulled out from the inside of the working unit into which the storage unit is inserted between the plurality of first coupling units.
  • the storage part further includes a dividing part formed in the mesh part to divide the area where the second through hole is formed into two or more parts.
  • the waste battery can be positioned and moved during the process of inserting the waste battery to heat it, thereby preventing excessive deterioration of the waste battery or unintentional generation of harmful substances.
  • the present invention enables mass processing of waste batteries.
  • FIG. 1 is a diagram showing a storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing an embodiment of a mesh portion according to the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing a storage unit according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing a storage unit according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing a storage unit according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a view showing that the storage unit according to the present invention is fixed by a fixing unit.
  • FIG. 7 is a diagram showing another embodiment in which the storage unit according to the present invention is fixed by a fixing unit.
  • Figure 8 is an overall view of a storage unit according to a further embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a cutaway perspective view of a storage unit according to a further embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing a pair of storage units arranged in the vertical direction according to a further embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a diagram showing that the storage unit according to an embodiment of the present invention is moved to the correct position by the first guide unit.
  • Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if you flip a component shown in a drawing, a component described as “below” or “beneath” another component will be placed “above” the other component. You can. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
  • the “object” is a waste battery, which may be maintained in an intact state or may be introduced in a partially pulverized state.
  • the "worker” is a person who performs work to recycle waste batteries using the saggar for the waste battery recycling device according to the present invention, but is not limited thereto and refers to a person who is close to the saggar for the waste battery recycling device according to the present invention. It may also be composed of people.
  • the working part into which the storage unit according to the present invention is inserted is configured to provide a space for heating the object with the storage unit containing the object provided with a waste battery disposed therein.
  • the working part is formed in a cylindrical shape with openings in the upper and lower directions, and the heating part, the refractory part, and the temperature measuring part 124 are disposed inside to induce the object and the storage part 20 to be heated all at once.
  • the working part is composed of a first working part, a second working part, and a third working part, and is arranged in a vertical direction and provides a space for heat treating an object by receiving a predetermined gas supplied from the discharge part.
  • the first working section provides a space for preheating the storage section 20.
  • the first working part has a first internal temperature
  • a second working part is provided in the lower direction, and the first working part and the second working part are connected to each other.
  • a process of secondary heating the storage part 20 is performed.
  • the second working unit is connected to the first working unit and the third working unit, respectively.
  • the third working part is provided below the second working part, and a third heating process of the storage part 20 to the third internal temperature is performed.
  • the above-described method when preheating of the object and the storage unit 20 is performed in the first working unit and full-scale firing of the object and the storage unit 20 is performed in the second working unit, the above-described method is performed. It is desirable that the second internal temperature be greater than the first internal temperature and the third internal temperature.
  • the relative heights of the first to third internal temperatures as described above may vary when the purpose of the heat treatment of the object performed in the first to third working sections is changed.
  • the heating unit is installed in the working unit to heat the object and the storage unit 20. More specifically, it is configured to melt the object.
  • the heating unit may be composed of a SIC heater capable of generating heat at high temperature, but is not limited thereto.
  • This heating unit consists of a first heating unit, a second heating unit, and a third heating unit, and is disposed inside the first working unit, the second working unit, and the third working unit, respectively.
  • the first heating unit, the second heating unit, and the third heating unit are independently or integrally driven by a control unit to be described later to heat the object and the storage unit 20 at the first internal temperature, the second internal temperature, and the third internal temperature. It can be heated.
  • At least one of the first heating unit, the second heating unit, and the third heating unit is composed of a plurality of components, and is arranged to have a circular arrangement around the central axis in the vertical direction of the working unit. You can. Accordingly, it is possible to reduce the amount of heating part used and at the same time create uniform first, second, and third internal temperatures.
  • the fireproof part is designed to prevent the heating part from being deteriorated by objects heated inside the working part and to prevent sudden changes in internal temperature.
  • the fireproof part is arranged to surround or be close to the heating part.
  • the refractory unit is provided for a first heating unit, a second heating unit, and a third heating unit, and is comprised of the first refractory unit, the second refractory unit, and the third refractory unit depending on the arrangement location.
  • the first refractory unit is configured to protect the inner direction of the heating unit, which is provided in plural pieces.
  • the first refractory unit is located in an inner direction toward the central axes of the first working unit, the second heating unit, and the third heating unit, targeting the first heating unit, the second heating unit, and the third heating unit. That is, the first refractory portion is disposed to correspond to the inner portion of the first heating portion, the second heating portion, and the third heating portion, thereby preventing the heating portion from being deteriorated by foreign substances during the heating process of the object.
  • the second refractory part performs the same role as the first refractory part described above, but is provided to surround the first heating part, the second heating part, and the third heating part.
  • the cross-section of the second refractory part has a shape that is accommodated so that the arc cross-section is surrounded. Accordingly, the second refractory portion not only prevents deterioration from foreign substances flowing in from all directions, but also prevents deterioration due to radiant heat.
  • the third refractory unit performs the same role as the above-described first refractory unit and the second refractory unit, but is disposed in an outer direction of the first heating unit, second heating unit, and third heating unit. Accordingly, it has a horizontal cross-sectional arrangement structure in which the first refractory section, the heating section, the second refractory section, and the third refractory section are sequentially arranged in the order closest to the central axis of the working section.
  • the discharge unit is configured to withdraw an object from the working unit, and is located in the lower direction of the working unit. Accordingly, the input part, the working part, and the discharge part have a vertical heating structure in a state in which they are connected to each other, which has the effect of facilitating the movement of the object and the gas required to heat the object compared to the conventional horizontal heating structure.
  • gas for heating the object is initially introduced into the discharge unit, and the gas (predetermined gas) moves upward to induce firing of the object and then moves to the input unit and is discharged.
  • the discharge unit includes a vertical moving part for withdrawing the object, a gas supply part for introducing a predetermined gas, a second opening and closing part for dividing the internal space, a second gas discharge part for ventilating the space partitioned by the second opening and closing part, and a second gas discharging part for cooling the object. It may include a cooling unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a storage unit 20 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the mesh unit 22 according to the present invention.
  • the storage unit 20 is configured to facilitate processing such as heating while storing the object, and for this purpose, the storage unit 20 has an open upper surface. More specifically, the storage unit 20 has a circular shape and has a space inside where an object can be placed.
  • the storage unit 20 can solve the problem of heat not being applied to the vertex where the two surface parts contact, compared to a conventional saggar having a polygonal frame shape such as a square.
  • the body portion 21 is a component for collecting an object and is formed in a circular frame shape. Accordingly, an internal space in which the mesh portion 22 and the object can be placed is created, and the object introduced from the upper direction is heated integrally with the body portion 21 while its lower surface is loaded inside the body portion 21. .
  • a plurality of first through holes 21c are formed in the body portion 21, and the plurality of first through holes 21c are configured to have a circular arrangement from the central axis of the body portion 21.
  • the first coupling portion 21a and the second coupling portion 21b are formed on the upper and lower sides of the body portion 21, respectively, and are provided for engagement with another body portion 21 located in the upper or lower direction.
  • the first coupling portion 21a is formed to protrude from the upper surface of the body portion 21 and is embossed
  • the second coupling portion 21b is formed on the body portion corresponding to the size and shape of the first coupling portion 21a.
  • An intaglio is formed from the lower surface of (21).
  • the first coupling portion 21a may have an aggregate structure in which wedges with high points facing upward are arranged along the circumference of the body portion 21. That is, since the first coupling portion 21a is provided in a sawtooth shape, the bonding force between the pair of body portions 21 arranged in the vertical direction can be maximized.
  • the mesh portion 22 is provided for the purpose of achieving higher heating efficiency during the heating process for the object.
  • the mesh portion 22 is located in the inner direction of the body portion 21 and is configured in the form of a net with openings formed in a lattice shape.
  • the mesh portion 22 induces heat treatment of the object by allowing a predetermined gas injected into the working portion while in contact with the object to flow inside.
  • the mesh portion 22 is configured in a plate shape and has a plurality of through holes. (The second through hole 22a) may be formed. This has the effect of increasing the placement of the object and at the same time increasing the inflow rate of the predetermined gas.
  • a mesh portion 22 may be provided to increase the inflow amount of a predetermined gas introduced from the outside and to distinguish and diversify the types of objects to be heated.
  • a mesh portion 22 may be provided to increase the amount of objects heated while further limiting the types of objects heated at the same time.
  • Figure 3 is a diagram showing the storage unit 20 according to another embodiment of the present invention.
  • the storage unit according to another embodiment of the present invention includes an upper engaging portion 24 and a lower engagement portion to be firmly supported in contact with another storage portion located in the vertical direction. It further includes a matching portion 25, and the above-described first through hole 21c or second through hole 22a may be included or omitted.
  • the upper engaging portion 24 and the lower engaging portion 25 are configured to induce fastening and support between the plurality of storage portions 20 by contacting each other.
  • the upper engaging portion 24 and the lower engaging portion 25 are formed in the upper and lower directions of the mesh portion 22, respectively.
  • the upper end of the upper engaging part 24 and the lower end of the lower engaging part 25 are formed in a wedge shape to enable contact with each other. Accordingly, among the pair of storage parts 20 arranged in the vertical direction, the lower engaging part 25 formed in the upper storage part 20 and the upper engaging part 24 formed in the lower storage part 20 Interview each other.
  • the height of the end of the upper engaging portion 24 facing upward may be less than or equal to the height of the end of the above-described first engaging portion 21a. Accordingly, the pair of storage parts 20 in the vertical direction where the first engaging part 21a and the second engaging part 21b are engaged are in contact with the upper engaging part 24 and the lower engaging part 25. This has the effect of doubly increasing support.
  • a predetermined gas is easily introduced between the body part 21 and the fixing part 160, which maximizes thermal efficiency. can be derived.
  • Figure 4 is a diagram showing the storage unit 20 according to another embodiment of the present invention.
  • the storage part 20 according to FIG. 4 may further include a first contact part 24a and a second contact part 25a compared to the storage part 20 according to FIG. 3 .
  • the support performance between the storage parts 20 can be maximized through the first contact part 24a and the second contact part 25a.
  • the first contact portion 24a and the second contact portion 25a are formed on the upper engaging portion 24 and the lower engaging portion 25, respectively.
  • the first contact portion 24a has a structure that protrudes upward from the upper engaging portion 24 and is formed in various shapes such as a hemisphere or a polyhedron, and the second contact portion 25a is connected to the first contact portion from the lower engaging portion 25. It is engraved to correspond to the size and shape of (24a). Accordingly, when the pair of storage parts 20 are arranged in the vertical direction so that the upper engaging part 24 and the lower engaging part 25 are in contact with each other, the first contact part 24a is connected to the second contact part 25a. is inserted. Therefore, a more solid fixation state can be maintained based on the above-described surface contact between the upper engaging portion 24 and lower engaging portion 25 and the insertion structure between the first contact portion 24a and the second contact portion 25a. In addition, as the pair of storage parts 20 are arranged so that the first contact part 24a is inserted into the second contact part 25a, it has the effect of facilitating placement in the correct position.
  • the lower guide groove 25b which can be equally applied to all embodiments according to the present invention, is designed to be movable in the horizontal direction with the storage unit 20 positioned in the correct position, and is designed to move in the downward direction of the storage unit 20. It is located in In addition, the lower guide groove (25b) is formed on the input part for inserting the storage part into the working part and corresponds to the size and shape of the first guide part (111b) and the second guide part (112b-1) that provide a movement path. and is formed to penetrate the body portion 21.
  • two or more lower guide grooves 25b may be engraved in the body portion 21 to face multiple directions.
  • the lower guide groove 25b is formed to face four directions.
  • the storage unit 20 including the lower guide groove 25b as described above may be rotated and guided in response to the position and direction of the first guide unit 111b or the second guide unit 112b-1.
  • Figure 5 is a diagram showing the storage unit 20 according to another embodiment of the present invention, which may further include a first through hole 21c compared to the embodiment according to Figure 4, and the first through hole 21c It can be applied to all embodiments.
  • the first through hole 21c is configured to guide the gas that induces heat treatment on the storage unit 20 introduced into the working unit so that it can be easily introduced into the body unit 21.
  • a plurality of first through holes 21c are formed to penetrate the outer and inner peripheral surfaces of the body portion 21.
  • the first through holes 21c are formed in plural numbers and are arranged in a circular arrangement around the central axis of the body portion 21. Accordingly, through the first through hole 21c and the second through hole 22a formed in the body part 21 and the mesh part 22, respectively, an external predetermined gas can be more easily introduced into and into the storage part 20.
  • a circulation structure can be created. Therefore, it has the effect of significantly increasing heat treatment efficiency for objects located inside the storage unit 20.
  • Figure 6 is a diagram showing the storage unit 20 according to the present invention being fixed by the fixing part 160
  • Figure 7 is a diagram showing the storage unit 20 according to the present invention being fixed by the fixing part 160. This is a drawing showing another embodiment.
  • a fixing part 160 may be further provided below the working part for heating the storage part 20.
  • the fixing part 160 prevents the vertical position of the storage part 20, which contains an object and is heated, from being unintentionally changed.
  • the fixing part 160 is located inside the working part toward the lower side of the storage part 20 and is configured in the form of a plate whose upper surface is in contact with the lower surface of the storage part 20.
  • a plurality of fixing units 160 may be provided and arranged in a circular arrangement around the central axis of the working unit.
  • the fixing part 160 is additionally provided and disposed above the storage part 20, so that it can induce fixation of the height of another storage part 20 located in the upper direction.
  • it further includes an insertion plate 161, and the insertion plate 161 includes a first inlet hole 161a, a second It further includes an inlet hole (161b) and a fixing auxiliary part (161c).
  • the insertion plate portion 161 is configured to fix the height of the storage portion 20 by being positioned in the upper and lower directions of the storage portion 20.
  • the insertion plate 161 is built into the working part and has a structure that can be withdrawn close to the central axis of the working part. Additionally, the insertion plate portion 161 is in contact with the lower surface of the storage portion 20 or is inserted between a plurality of first coupling portions 21a formed in the storage portion 20. Through this, the position of the storage unit 20 in the vertical direction is fixed.
  • the first inlet hole 161a and the second inlet hole 161b guide the predetermined gas introduced into the working part to be easily introduced into the storage part 20.
  • the first inlet hole 161a and the second inlet hole 161b are formed on the upper and lower surfaces of the insertion plate 161 and along the longitudinal direction of the insertion plate 161. Accordingly, the insertion plate portion 161 has a cross-sectional structure in which a portion of the insertion plate portion 161 has steps in the vertical direction.
  • the predetermined gas moved from the discharge unit to the working unit moves along the first inlet hole (161a) and the second inlet hole (161b) formed in the insertion plate part 161 in the process of moving toward the storage unit 20 and moves to the storage unit 20. It is naturally inserted into the interior of (20). Accordingly, while minimizing operator intervention, gas injection is automatically induced into the storage unit 20, movement of the storage unit 20 is suppressed, and objects located inside the storage unit 20 are not unintentionally scattered. It can also be prevented.
  • the fixing auxiliary part 161c is a component that strengthens the fixing force between the insertion plate part 161 and the storage part 20, and has the same cross section as the first guide part 111b and the second guide part 112b-1 located in the input part. It is composed of a bar-shaped member with an area and shape.
  • the fixing auxiliary part 161c is formed in the first inlet hole 161a, and the width of the bottom of the fixing auxiliary part 161c is smaller than the width of the first inlet hole 161a. Accordingly, the first inlet hole 161a is not completely blocked by the fixing auxiliary part 161c, and the gas injection function into the storage part 20 can be maintained.
  • a storage unit 20 which includes the above-described body part 21, mesh part 22, first coupling part 21a, and second coupling part ( 21b), the upper engaging portion 24 and the lower engaging portion 25 may be applied in the same manner.
  • the mesh portion 22 is connected to the inner surface of the body portion 21 and may be provided at a position spaced upward from the lower surface of the body portion 21. Meanwhile, in the drawing, it is explained that one mesh part 22 is provided, but two or more mesh parts 22 are arranged in the vertical direction, which can lead to higher heat treatment efficiency for the object.
  • the dividing part 23 is located inside the body part 21 to provide a fixed position to the mesh part 22 and to support the body part 21 in the vertical direction. At the same time, the dividing part 23 partitions the internal space of the body part 21.
  • the dividing portion 23 is composed of a bar or rod-shaped member and has a structure in which the end is in contact with the inner surface of the body portion 21.
  • the dividing portion 23 is formed in a “+” shape so that the four ends are in contact with the body portion 21, thereby enabling more solid support and additionally supporting different types of objects. It has the effect of being able to heat each other by separately injecting them.
  • the internal space of the body portion 21 may be partitioned through the dividing portion 23.
  • the mesh portion 22 provided inside the body portion 21 is formed integrally with the body portion 21, so that the space can be divided into two or more. Accordingly, the area in the mesh portion 22 where the second through hole 22a is formed is divided into two or more. This has the effect of enabling independent heating of objects with different compositions or shapes.
  • an upper engaging portion 24 and a lower engaging portion 25, which will be described later, are formed in the vertical direction of the dividing portion 23.
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing a pair of storage parts 20 arranged in the vertical direction according to an additional embodiment of the present invention, and is designed to express that the storage parts 20 arranged in the vertical direction are fastened and supported.
  • the configuration of the first through hole 21c and the second through hole 22a is omitted.
  • Two or more storage units 20 are arranged in the vertical direction and heated when they are input into the working unit through the input unit.
  • the second coupling portion 21b, the lower engagement portion 25, and the second contact portion 25a included in the storage portion 20 located in the upper direction are It has a structure that is engaged by being in contact with or inserted into the first coupling portion (21a), the upper coupling portion, and the first contact portion (24a).
  • the plurality of storage units 20 having the above-described multiple contact and engagement structures enable more solid support in the vertical direction and can be easily arranged in the correct position, thereby minimizing operator intervention.
  • Figure 11 is a diagram showing that the storage unit 20 according to an embodiment of the present invention is moved to the correct position by the first guide unit 111b.
  • the first guide part 111b which is formed in the input part and moves the storage part 20 to the working part 120, provides a path for more accurate guide movement.
  • the first guide part 111b is formed inside the input part.
  • the first guide portion 111b is formed to be insertable into the lower guide groove 25b formed in the body portion 21 described above.
  • the cross-sectional shape of the first guide portion 111b is formed to be the same as the cross-sectional shape of the lower guide groove 25b.
  • the first guide portion 111b may be configured in a wedge shape with a triangular cross section. Through this, easier guide movement of the storage unit 20 is possible, and the storage unit 20 can be prevented from being separated from the first guide unit 111b during the guiding process.
  • the second guide unit 112b-1 which has the same form as the first guide unit 111b as described above, may be disposed in the upper direction of the movable partition unit 112b located inside the waiting section 112. .
  • the storage unit 20 can be automatically inserted into the work unit for heat treatment through the stopper 112a and the moving partition unit 112b inside the input unit.
  • the stopper 112a limits further movement of the storage unit 20, which is guided to the work unit by the first guide unit 111b.
  • the stopper 112a is provided in the form of a plate connected to a separate expansion and contraction means having separate elasticity. As the guide-moving storage unit 20 comes into contact with the stopper 112a inside the waiting section 112, unintentional further movement can be prevented.
  • a damage prevention portion may be further provided on the front of the stopper (112a) in contact with the storage portion (20).
  • the damage prevention unit is configured to absorb shock generated from the storage unit 20 by having resilience. Through this, it is possible to prevent the stopper 112a or the storage unit 20 from being damaged during a collision.
  • the movable partition unit 112b is provided to control the connection of the internal space of the input unit and the working unit through opening and closing. To this end, the movable partition unit 112b is provided in a shape corresponding to the open upper surface of the working section, and moves back and forth along a separate rail formed on the lower surface inside the waiting section 112. Additionally, during the sliding movement of the movable partition unit 112b, the movable partition unit 112b has a structure in which it is spaced apart in the vertical direction so as not to contact the stopper 112a.
  • the storage section 20 is not inserted into the work section, but is directed to the storage section 20. The firing process does not proceed.
  • the storage section 20 which is pressurized and moved from the insertion section 111 toward the waiting section 112, is separated from the second guide section by releasing the surface contact due to gravity, and is lowered in the direction directly above the working section. So it can be put inside.
  • the second guide unit 112b-1 is a configuration that provides a path for the storage unit 20, whose input into the working unit is restricted by the movable partition unit 112b, to maintain its correct position, and the above-described first guide unit ( It is provided in the same form as 111b) and is formed on the upper surface of the movable partition portion 112b.
  • the longitudinal directions of the first guide part 111b and the second guide part 112b-1 are the same.
  • the storage unit 20 In a state where the movable partition unit 112b is located in the direction directly above the working unit, the storage unit 20 is restricted from further movement by the stopper 112a and is kept at an angle that is not distorted by the second guide unit 112b-1. It is located directly above the working area. Afterwards, when the movable partition unit 112b slides and deviates from the direction directly above the work unit, the storage unit 20 is lowered by gravity and is inserted into the inside of the work unit. Through this, it is possible to arrange and insert the storage unit 20 into the working unit with minimal operator intervention.
  • the present invention can provide a saggar for a waste battery recycling device.

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Abstract

본 발명은 작업부를 포함하는 폐배터리 재활용 장치에 대상물과 동반 투입되는 보관부로서, 보관부는 바디부 및 바디부의 내부에서 대상물과 접하는 메쉬부를 포함하고, 작업부의 내부로 투입되는 기지정된 가스는 보관부의 내부로 진입하는 폐배터리 재활용 장치용 내화갑을 제공한다. 본 발명에 따르면, 폐배터리의 열처리를 위한 가스의 투입을 원활하게 하여, 열처리 효율을 극대화할 수 있고, 폐배터리를 대상으로 하는 대량의 열처리가 가능하며, 복수의 종류를 갖는 폐배터리를 일괄 처리할 수 있다.

Description

폐배터리 재활용 장치용 내화갑
본 발명은 폐배터리 재활용 장치용 내화갑(Saggar)에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명은 건식 분리 기술 및 수직 열처리 및 소성로 구조가 반영된 폐배터리 재활용 장치에 투입되어 대상물을 용이하게 열처리할 수 있도록 유도하되, 열처리 효율을 극대화하고 유해물질의 발생 및 비산을 방지하고, 투입, 이동 및 배출 과정에서 정위치 배치 및 이동될 수 있도록 고안된 폐배터리 재활용 장치용 내화갑에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬이온 이차전지 등을 사용한 배터리는 다양한 산업환경과 실생활에서 광범위하게 사용되고 있다. 사용 후 폐기되는 배터리는 환경오염에 큰 영향을 미치고 한정된 자원에서의 배터리를 구성하는 핵심소재로부터 유가금속을 회수하여 지속 가능성을 개선해야 하기 때문에, 재활용을 위한 연구가 실시되고 있다.
이에 폐배터리를 대상으로 적정 환원성 가스 분위기를 폐배터리 주위에 제공하고 가열하여 유가금속을 회수하는 폐배터리 재활용 대량처리 가능한 건식제련 공정이 개발되어 사용되고 있다. 여기서, 상기 건식제련 공정의 효율을 높이기 위해서 폐배터리를 보관할 수 있는 수단에 대한 개발 또한 활발히 이루어지고 있다.
폐배터리 보관 및 소성로 투입을 위한 수단(이하 내화갑)은 내열성 재질을 갖고 내부에 폐배터리를 수납한 상태로 소성로에 투입되는 것으로서, 소성로 내의 고온 환경을 버틸 수 있는 소재 및 형상으로 구비될 필요가 있다. 또한 상기 내화갑은 보관된 폐배터리로의 열전달 효율을 높일 수 있는 소재로 구성될 필요가 있으며 소성로 내에서의 안정적인 이동이 보장될 수 있는 구조로 제작되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다양한 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폐배터리의 열처리 효율을 높일 수 있는 내화갑을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폐배터리의 재활용 과정에서 작업 편의성을 높이고 작업자의 개입을 최소화하는 것이다.
또한, 본 발명은 폐배터리의 열처리를 위해 투입되는 분위기 가스가 용이하게 폐배터리에 제공함과 동시에, 상기 폐배터리의 위치를 고정시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 다양한 종류의 폐배터리를 일괄 및 대량 열처리하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 위해, 본 발명은 작업부를 포함하는 폐배터리 재활용 장치에 대상물과 동반 투입되는 보관부로서, 보관부는 바디부 및 바디부의 내부에서 대상물과 접하는 메쉬부를 포함하고, 작업부의 내부로 투입되는 기지정된 가스는 보관부의 내부로 진입하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보관부는 바디부에 형성되는 하나 이상의 제1결합부를 더 포함하고, 제1결합부는 상기 바디부의 중심축을 중심으로 원형 배열을 갖으며, 바디부에 관통 형성되는 제1통공을 더 포함하고, 기지정된 가스는 제1통공을 통과하고, 폐배터리 재활용 장치에 구비된 제1가이드홈 또는 제2가이드홈과 계합되도록 바디부에 형성되는 하단 가이드홈을 더 포함한다.
또한, 보관부는 메쉬부에 상측 형성되는 상단 계합부 및 메쉬부에 하측 형성되는 하단 계합부 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 둘 이상의 바디부가 상하 방향으로 배치될 시, 상단 계합부는 메쉬부 또는 하단 계합부와 상하 방향으로 서로 접하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보관부는 상단 계합부에 형성되는 제1접촉부 및 하단 계합부에 형성되는 제2접촉부를 포함하고, 둘 이상의 바디부가 상하 방향으로 배치될 시, 제1접촉부가 제2접촉부에 삽입됨에 따라 상단 계합부 및 하단 계합부가 서로 계합된다.
또한, 보관부는 바디부에 관통 형성되는 제1통공, 바디부에 형성되는 하단 가이드홈, 메쉬부에 상측 형성되는 상단 계합부, 메쉬부에 하측 형성되는 하단 계합부, 상단 계합부에 형성되는 제1접촉부 및 하단 계합부에 형성되는 제2접촉부 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 보관부는 메쉬부에 관통 형성되는 복수의 제2통공을 더 포함하고, 기지정된 가스는 상기 제2통공을 통과하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보관부가 투입되는 작업부의 내부로부터 인출되는 고정부가 복수의 제1결합부의 사이에 삽입됨으로써 보관부의 위치가 고정된다.
마지막으로, 보관부는 메쉬부에 형성되어 제2통공이 형성된 구역을 둘 이상으로 구획하는 나눔부를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폐배터리를 가열하기 위해 투입하는 과정에서 상기 폐배터리를 정위치 및 이동시킬 수 있어, 폐배터리가 과도하게 열화되거나 유해물질이 의도하지 않게 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 고온 및 고압의 환경에서 작업자의 개입을 최소화함에 따라 편의성 및 안전성을 현저히 높일 수 있다.
추가로, 본 발명을 통해 폐배터리의 열처리를 위한 가스의 투입을 원활하게 하여, 열처리 효율을 극대화할 수 있다.
아울러, 본 발명을 통해 폐배터리를 대상으로 하는 대량 가공이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보관부를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 메쉬부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부를 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부를 나타내는 도면이다.
도 5은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 보관부가 고정부에 의해 고정되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명에 따른 보관부가 고정부에 의해 고정되는 또다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 추가 실시예에 따른 보관부를 전체적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 추가 실시예에 따른 보관부의 절단 사시도이다.
도 10는 본 발명의 추가 실시예에 따른 한 쌍의 보관부가 상하 방향으로 배열된 것을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 보관부가 제1가이드부에 의해 정위치 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, "대상물"은 폐배터리로서, 온전한 상태를 유지하거나 일부 분쇄된 상태로 투입될 수 있다. 또한, "작업자"는 본 발명에 따른 폐배터리 재활용 장치용 내화갑을 사용하여 폐배터리를 재활용하기 위한 작업을 수행하는 사람이지만, 이에 한정되지 않고 본 발명에 따른 폐배터리 재활용 장치용 내화갑에 근접한 사람으로 구성될 수도 있다.
본 발명에 따른 보관부(20)에 형성되는 각 구성들의 유무에 따라 다양한 실시예가 구성되며, 각각의 실시예는 자유롭게 혼용될 수 있다.
본 발명에 따른 보관부가 삽입되는 작업부는 폐배터리로 구비되는 대상물이 포함된 보관부를 내부에 배치시킨 상태에서 대상물을 가열하기 위한 공간을 제공하는 구성이다. 이를 위해, 작업부는 상하 방향이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 내부에는 히팅부, 내화부 및 온도 측정부(124)가 배치된 상태에서 대상물 및 보관부(20)가 일괄 가열되도록 유도한다. 또한, 작업부는 제1작업부, 제2작업부 및 제3작업부로 구성되고, 수직 방향으로 배열된 상태에서 배출부로부터 투입되는 기지정된 가스를 공급받아 대상물을 열처리하는 공간을 제공한다.
제1작업부는 보관부(20)를 대상으로 예열을 실시하기 위한 공간을 제공한다. 이를 위해, 제1작업부는 제1내부온도가 조성되며, 하측 방향에는 제2작업부가 구비되며, 상기 제1작업부 및 제2작업부는 서로 연결된다. 제2작업부는 제1작업부의 하측에 위치하고 제2내부온도를 갖음에 따라, 보관부(20)를 2차 가열하는 공정을 실시한다. 제2작업부는 제1작업부 및 제3작업부와 각각 연결된다. 제3작업부는 제2작업부의 하측에 구비되고, 제3내부온도로 보관부(20)를 3차 가열하는 공정이 진행된다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 제1작업부에서 대상물 및 보관부(20)의 예열이 수행되고 제2작업부에서 대상물 및 보관부(20)에 관한 본격적인 소성이 실시될 시, 선술한 제2내부온도는 제1내부온도 및 제3내부온도보다 크도록 구비되어야 함이 바람직하다. 상기와 같은 제1내부온도 내지 제3내부온도의 상대적 높낮이는 제1작업부 내지 제3작업부에서 진행되는 대상물의 열처리 용도가 변경될 시 가변될 수도 있다.
히팅부는 작업부에 내설되어 대상물 및 보관부(20)를 가열하는 수단으로서, 보다 상세하게는 대상물을 용융시키기 위한 구성이다. 이를 위해, 히팅부는 고온으로의 발열이 가능한 SIC 히터 등으로 구성될 수 있으며 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 히팅부는 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부로 구성되어, 제1작업부, 제2작업부 및 제3작업부의 내부에 각각 배치된다. 여기서, 상기 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부는 후술할 제어부에 의해 독립 또는 일체 구동하여 제1내부온도, 제2내부온도 및 제3내부온도로 대상물 및 보관부(20)를 가열할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부 중 적어도 하나 이상의 구성은 복수 개로 구성되되, 작업부의 상하 방향으로의 중심축을 중심으로 원형 배열을 갖도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 히팅부의 사용량을 절감함과 동시에 균일한 제1내부온도, 제2내부온도 및 제3내부온도의 조성이 가능하다.
내화부는 작업부의 내부에서 가열되는 대상물로부터 히팅부가 열화되는 것을 방지하고, 급격한 내부온도의 변화를 방지하기 위한 구성이다. 이를 위해, 내화부는 히팅부를 감싸거나 근접하도록 배치된다. 내화부는 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부를 대상으로 구비되며, 배치 위치에 따라 제1내화부, 제2내화부 및 제3내화부로 구성된다.
제1내화부는 복수 개로 구비되는 히팅부의 내측 방향을 보호하는 구성이다. 상세하게, 제1내화부는 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부를 대상으로 제1작업부, 제2작업부 및 제3작업부의 중심축을 향하는 내측 방향에 위치한다. 즉, 제1내화부는 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부의 내측 방향을 향하는 부위와 대응하도록 배치됨으로써, 대상물의 가열 과정에서 이물질에 의해 히팅부가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
제2내화부는 선술한 제1내화부와 동일한 역할을 수행하되, 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부를 감싸도록 구비된다. 일례로, 제1히팅부 내지 제3히팅부가 호 단면을 가질 경우, 제2내화부의 단면은 상기 원호 단면이 감싸지도록 수용되는 형상을 갖는다. 이에 따라, 제2내화부는 모든 방향에서 유입되는 이물질로부터의 열화를 방지할 뿐만 아니라, 복사열에 의한 열화도 방지할 수 있다.
제3내화부는 선술한 제1내화부 및 제2내화부와 동일한 역할을 수행하되, 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부의 외측 방향에 배치된다. 이에 따라, 작업부의 중심축으로부터 가까운 순으로 제1내화부, 히팅부, 제2내화부 및 제3내화부가 순차 배치되는 수평 단면 배치 구도를 갖는다.
배출부는 작업부로부터 대상물을 인출하기 위한 구성으로서, 작업부의 하측 방향에 위치한다. 이에 따라, 투입부, 작업부 및 배출부는 서로 연결된 상태에서 수직 가열 구조를 갖으며, 이는 종래의 수평 가열 구조와 비교했을 때 대상물 및 상기 대상물을 가열하기 위해 필요한 가스의 이동을 용이하게 하는 효과를 갖는다.
또한, 배출부에서는 대상물의 가열을 위한 가스가 초기 투입되고, 상기 가스(기지정된 가스)는 상측 방향으로 이동하여 대상물의 소성을 유도한 후 투입부로 이동하여 배출된다.
배출부는 대상물을 인출하기 위한 상하 이동부, 기지정된 가스를 투입하는 가스 공급부, 내부 공간을 구획하는 제2개폐부, 제2개폐부에 의해 구획된 공간을 환기하는 제2가스배출부 및 대상물을 냉각시키는 냉각부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보관부(20)를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 메쉬부(22)의 실시예를 나타내는 도면이다.
보관부(20)는 대상물을 수납한 상태에서 보다 용이한 가열 등의 가공이 되도록 유도하는 구성으로서, 이를 위해 상면이 개구된 형태로 구성된다. 보다 상세하게, 보관부(20)는 원틀 형태의 외형을 갖고 내부에 대상물이 위치할 수 있는 공간을 갖는다.
보관부(20)는 원형 테 형상을 갖음으로써, 사각형 등 다각 테 형상을 갖는 종래의 사가(saggar)와 비교했을 때 두개의 면 부분이 접하는 꼭지점 부분에 열이 가해지지 않는 문제점을 해결할 수 있다.
바디부(21)는 대상물을 포집하기 위한 구성으로서, 원형의 틀 형상으로 형성된다. 이에 따라 메쉬부(22) 및 대상물이 배치될 수 있는 내부 공간이 조성되며, 상측 방향에서 투입된 대상물은 하면이 바디부(21)의 내부에 적재된 상태에서 상기 바디부(21)와 일체 가열된다. 또한, 바디부(21)에는 복수의 제1통공(21c)이 형성되되, 상기 복수의 제1통공(21c)은 바디부(21)의 중심축으로부터 원형 배열을 갖도록 구성된다.
제1결합부(21a) 및 제2결합부(21b)는 바디부(21)의 상측 및 하측에 각각 형성되어 상측 방향 또는 하측 방향에 위치한 또다른 바디부(21)와의 계합을 위해 구비된다. 이를 위해, 제1결합부(21a)는 바디부(21)의 상면으로부터 돌출되어 양각 형성되고, 제2결합부(21b)는 상기 제1결합부(21a)의 크기 및 형태에 대응하여 바디부(21)의 하면으로부터 음각 형성된다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 제1결합부(21a)는 고점이 상측을 향하는 쐐기가 바디부(21)의 둘레를 따라 배열되는 집합체 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1결합부(21a)가 톱니 형태로 구비됨으로써, 상하 방향으로 배치된 한 쌍의 바디부(21) 간 결속력을 극대화할 수 있다.
메쉬부(22)는 대상물을 대상으로 하는 가열 과정에서 보다 높은 가열 효율을 갖기 위한 목적으로 구비된다. 이를 위해, 메쉬부(22)는 바디부(21)의 내측 방향에 위치하고, 격자 형태로 개구 형성된 망 형태로 구성된다. 메쉬부(22)는 대상물과 접한 상태에서 작업부의 내부로 투입되는 기지정된 가스가 내부로 유입되면서 대상물을 열처리할 수 있도록 유도한다.또한, 메쉬부(22)는 판 형태로 구성되되 복수의 통공(제2통공(22a))이 형성되어 구성될 수도 있다. 이는 대상물의 배치 안착도를 높임과 동시에 기기정된 가스의 유입률을 높이는 효과를 갖는다.
도 2를 참조하면, 메쉬부(22)에 형성된 복수의 통공의 개수 및 배열에 따라, 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 상세하게, 도 2a와 같이 외부에서 투입되는 기지정된 가스의 유입량을 증가시키고, 가열되기 위한 대상물의 종류를 구분 및 다양화하기 위한 메쉬부(22)가 구비될 수 있다. 또한, 도 2b와 같이 일괄적으로 가열되는 대상물의 종류를 보다 한정하면서도 가열되는 대상물의 양을 증가시키기 위한 메쉬부(22)가 구비될 수도 있다.
도 3는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부(20)를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보관부와 비교했을 때, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부는 상하 방향에 위치한 또다른 보관부와 접하여 견고하게 지지되기 위한 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)를 더 포함하며, 선술한 제1통공(21c) 또는 제2통공(22a)는 포함 또는 생략될 수도 있다.
상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)는 서로 접촉함으로써 복수의 보관부(20) 간의 체결 및 지지를 유도하는 구성이다. 이를 위해, 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)는 메쉬부(22)의 상측 방향 및 하측 방향에 각각 형성된다. 여기서, 상단 계합부(24)의 상단 및 하단 계합부(25)의 하단은 서로 접촉이 가능하도록 쐐기 형상으로 형성된다. 이에 따라, 상하 방향으로 각각 배치되는 한 쌍의 보관부(20) 중 상측의 보관부(20)에 형성된 하단 계합부(25) 및 하측의 보관부(20)에 형성된 상단 계합부(24)가 서로 면접촉을 이룬다.
상단 계합부(24)의 상측 방향을 향하는 끝단의 높이는 선술한 제1결합부(21a)의 끝단의 높이보다 작거나 같도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 제1결합부(21a) 및 제2결합부(21b)가 계합되는 상하 방향으로의 한 쌍의 보관부(20)는 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)의 접촉에 따라 이중으로 지지력을 높이는 효과를 갖는다. 또한, 복수의 제1결합부(21a)의 사이로 고정부(160)가 삽입될 시, 바디부(21) 및 고정부(160)의 사이로 기지정된 가스가 용이하게 투입되어, 열효율을 극대화하는 효과를 도출할 수 있다.
도 4은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부(20)를 나타내는 도면이다.
도 4에 따른 보관부(20)는 도 3에 따른 보관부(20)와 비교했을 때 제1접촉부(24a) 및 제2접촉부(25a)를 더 포함할 수 있다.
제1접촉부(24a) 및 제2접촉부(25a)를 통해 보관부(20) 간 지지 성능을 극대화할 수 있다. 제1접촉부(24a) 및 제2접촉부(25a)는 각각 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)에 형성된다.
제1접촉부(24a)는 상단 계합부(24)로부터 상측 방향으로 돌출 형성된 구조를 가지며 반구, 다면체 형상 등으로 다양하게 형성되고, 제2접촉부(25a)는 하단 계합부(25)로부터 제1접촉부(24a)의 크기 및 형상에 대응하도록 음각 형성된다. 이에 따라, 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)가 서로 접하도록 한 쌍의 보관부(20)가 상하 방향으로 배치될 시, 제1접촉부(24a)는 제2접촉부(25a)에 삽입된다. 따라서, 선술한 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25) 간 면접촉 및 제1접촉부(24a) 및 제2접촉부(25a) 간 삽입 구조에 기반하여 보다 견고한 고정 상태를 유지할 수 있다. 아울러, 제1접촉부(24a)가 제2접촉부(25a)에 삽입되도록 한 쌍의 보관부(20)가 배치됨에 따라, 정위치로의 배치가 용이해지는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 모든 실시예에 동일 적용될 수 있는 하단 가이드홈(25b)은 보관부(20)가 정위치 배치된 상태에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 고안되는 구성으로서, 보관부(20)의 하측 방향에 위치한다. 또한, 하단 가이드홈(25b)은 작업부에 보관부를 투입시키기 위한 투입부에 형성되어 이동 경로를 제공하는 제1가이드부(111b) 및 제2가이드부(112b-1)의 크기 및 형상에 대응하고, 바디부(21)를 관통하도록 형성된다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 하단 가이드홈(25b)은 복수의 방향을 향하도록 바디부(21)에 둘 이상 음각 형성될 수 있다. 도 9를 일례로, 하단 가이드홈(25b)은 네 방향을 향하도록 형성된다. 상기와 같은 하단 가이드홈(25b)을 포함하는 보관부(20)는 제1가이드부(111b) 또는 제2가이드부(112b-1)의 위치 및 방향에 대응하여 회전하여 가이드 이동될 수 있다.
도 5은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 보관부(20)를 나타내는 도면으로서, 도 4에 따른 실시예 대비 제1통공(21c)을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1통공(21c)은 모든 실시예에 적용될 수 있다.
제1통공(21c)은 작업부의 내부로 투입된 보관부(20)를 대상으로 열처리를 유도하는 가스가 바디부(21)의 내부로 용이하게 투입될 수 있도록 유도하는 구성이다. 이를 위해, 제1통공(21c)은 복수 개로 구비되어 바디부(21)의 외주면 및 내주면을 관통하도록 형성된다. 또한, 제1통공(21c)은 복수 개로 형성되되 바디부(21)의 중심축을 중심으로 원형 배열을 갖도록 배열된다. 이에 따라, 바디부(21) 및 메쉬부(22)에 각각 형성된 제1통공(21c) 및 제2통공(22a)을 통해, 외부의 기지정된 가스가 보관부(20)의 보다 용이하게 투입 및 배출되는 순환 구조를 조성할 수 있다. 따라서, 보관부(20)의 내부에 위치한 대상물을 대상으로 하는 열처리 효율을 현저히 높이는 효과를 갖는다.
도 6은 본 발명에 따른 보관부(20)가 고정부(160)에 의해 고정되는 것을 나타내는 도면이고, 도 7는 본 발명에 따른 보관부(20)가 고정부(160)에 의해 고정되는 또다른 실시예를 나타내는 도면이다.
보관부(20)를 가열하기 위한 작업부의 하측 방향에는 고정부(160)가 더 구비될 수 있다. 고정부(160)는 대상물이 포함되어 일체 가열되는 보관부(20)의 상하 방향으로의 위치가 의도하지 않게 변동되는 것을 방지한다. 이를 위해, 고정부(160)는 작업부의 내부에서 보관부(20)의 하측 방향에 위치하여 상면이 상기 보관부(20)의 하면과 접하는 구조를 갖는 판 형태로 구성된다. 또한, 보다 견고한 보관부(20)의 높이 고정을 위해, 고정부(160)는 복수 개로 구비되어 작업부의 중심축을 중심으로 원형 배열을 갖도록 배치될 수 있다.
고정부(160)는 보관부(20)의 상측 방향에 추가 구비되어 배치됨으로써, 상측 방향에 위치한 또다른 보관부(20)에 관한 높이 고정을 유도할 수 있다. 보다 용이한 기지정된 가스의 투입 및 보관부(20) 내 공기 순환 구조를 조성하기 위해, 삽입 판부(161)를 더 포함하고, 상기 삽입 판부(161)는 제1유입공(161a), 제2유입공(161b) 및 고정 보조부(161c)를 더 포함한다.
삽입 판부(161)는 보관부(20)의 상측 방향 및 하측 방향에 위치함으로써 보관부(20)의 높이를 고정시키는 구성이다. 이를 위해, 삽입 판부(161)는 작업부에 내설되되, 작업부의 중심축에 근접하도록 인출 가능한 구조를 갖는다. 또한, 삽입 판부(161)는 보관부(20)의 하면과 접하거나, 상기 보관부(20)에 형성된 복수의 제1결합부(21a)의 사이에 삽입된다. 이를 통해, 보관부(20)는 상하 방향으로의 위치가 고정된다.
제1유입공(161a) 및 제2유입공(161b)은 작업부의 내부로 투입된 기지정된 가스가 보관부(20)의 내부로 용이하게 투입되도록 유도한다. 이를 위해, 제1유입공(161a) 및 제2유입공(161b)은 삽입 판부(161)의 상면 및 하면에 형성되며, 상기 삽입 판부(161)의 길이 방향을 따라 형성된다. 이에 따라, 삽입 판부(161)는 상하 방향으로 일부분이 단턱을 갖는 단면 구조를 갖는다.
배출부에서 작업부로 이동된 기지정된 가스는 보관부(20)를 향해 이동하는 과정에서 삽입 판부(161)에 형성된 제1유입공(161a) 및 제2유입공(161b)을 따라 이동하여 보관부(20)의 내부로 자연스럽게 투입된다. 이에 따라, 작업자의 개입을 최소화하고도 보관부(20)로 가스 투입을 자동 유도함과 동시에, 보관부(20)의 이동을 억제하고, 보관부(20)의 내부에 위치한 대상물이 의도하지 않게 비산하는 것도 방지할 수 있다.
고정 보조부(161c)는 삽입 판부(161) 및 보관부(20) 사이의 고정력을 강화하는 구성으로서, 투입부에 위치한 제1가이드부(111b) 및 제2가이드부(112b-1)와 동일한 단면 넓이 및 형태를 갖는 바 형태의 부재로 구성된다. 고정 보조부(161c)가 형성된 삽입 판부(161)가 보관부(20)의 상하 방향에 배치될 시, 고정 보조부(161c)가 보관부(20)에 형성된 하단 가이드홈(25b)에 삽입됨으로써 정위치 배치를 유도할 수 있다.
고정 보조부(161c)는 제1유입공(161a)에 형성되되, 상기 고정 보조부(161c)의 밑면의 너비는 제1유입공(161a)의 너비보다 작도록 구성된다. 이에 따라, 제1유입공(161a)은 고정 보조부(161c)에 의해 완전히 막히지 않아, 보관부(20)로의 가스 투입 기능을 유지할 수 있다.
도 8 내지 도 10는 본 발명의 추가 실시예에 따른 보관부(20)에 관한 것으로서, 선술한 바디부(21), 메쉬부(22), 제1결합부(21a), 제2결합부(21b), 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)는 동일하게 적용될 수 있다.
메쉬부(22)는 바디부(21)의 내면과 연결되되 상기 바디부(21)의 하면으로부터 상측 방향으로 이격된 위치에 구비될 수 있다. 한편, 도면에서는 하나의 메쉬부(22)가 구비되는 것으로 설명하지만, 둘 이상의 메쉬부(22)가 상하 방향으로 배열되어 대상물을 대상으로 하는 보다 높은 열처리 효율을 유도할 수 있다.
나눔부(23)는 바디부(21)의 내부에 위치하여 메쉬부(22)의 고정 위치를 부여하고 바디부(21)가 상하 방향으로 지지될 수 있도록 한다. 이와 동시에, 나눔부(23)는 바디부(21)의 내부 공간을 구획한다. 이를 위해, 나눔부(23)는 바 또는 막대 형태의 부재로 구성되어 끝단이 바디부(21)의 내면과 접하는 구조를 갖는다. 본 발명의 또다른 실시예로서, 나눔부(23)는 "+"자 형태로 형성되어 4개의 끝단이 바디부(21)와 접함으로써 보다 견고한 지지가 가능하고, 추가로 서로 다른 종류의 대상물을 서로 구분하여 투입시켜 각각 가열시킬 수 있는 효과를 갖는다.
나눔부(23)를 통해 바디부(21)의 내부 공간이 구획될 수 있다. 이와 동시에, 바디부(21)의 내측에 구비되는 메쉬부(22)는 바디부(21)와 일체로 구성됨으로써 공간이 둘 이상으로 분리될 수 있다. 이에 따라, 메쉬부(22)에서 제2통공(22a)이 형성된 구역은 둘 이상으로 구획된다. 이는 각각 상이한 조성 또는 형태를 갖는 대상물에 관한 독립적 가열이 가능해지는 효과를 갖는다. 한편, 나눔부(23)의 상하 방향에는 후술할 상단 계합부(24) 및 하단 계합부(25)가 형성된다.
도 10는 본 발명의 추가 실시예에 따른 한 쌍의 보관부(20)가 상하 방향으로 배열된 것을 나타내는 단면도로서, 상하 방향으로 배열된 보관부(20)들이 체결 및 지지되는 것을 표현하기 위해 제1통공(21c) 및 제2통공(22a)의 구성을 생략하여 도시한다.
둘 이상의 보관부(20)는 투입부를 통해 작업부로 투입될 시 상하 방향으로 배열되어 가열된다. 이 과정에서 상측 방향에 위치한 보관부(20)에 포함된 제2결합부(21b), 하단 계합부(25) 및 제2접촉부(25a)는 하측 방향에 위치한 보관부(20)에 포함된 제1결합부(21a), 상단 결합부 및 제1접촉부(24a)와 접하거나 삽입되어 계합되는 구조를 갖는다.
상기와 같은 다중 접촉 및 계합 구조를 갖는 복수의 보관부(20)는 상하 방향으로의 보다 견고한 지지가 가능함과 동시에, 정위치 배열이 용이하여 작업자의 개입을 최소화할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 보관부(20)가 제1가이드부(111b)에 의해 정위치 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
투입부에 형성되어 작업부(120)로 보관부(20)를 이동시키는 제1가이드부(111b)는 보다 정확한 가이드 이동을 위한 경로를 제공한다. 이를 위해, 제1가이드부(111b)는 투입부의 내부에 형성된다.
또한, 제1가이드부(111b)는 선술한 바디부(21)에 형성된 하단 가이드홈(25b)에 삽입 가능하도록 형성된다. 상세하게, 제1가이드부(111b)의 단면 형상은 하단 가이드홈(25b)의 단면 형상과 동일하도록 형성된다. 이를 통해, 제1가이드부(111b)가 하단 가이드홈(25b)과 접하는 보관부(20)는 투입부의 내부에서 제1가이드부(111b)의 길이 방향을 따라 가이드 이동할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 제1가이드부(111b)는 삼각형의 단면을 갖는 쐐기 형태로 구성될 수 있다. 이를 통해, 보관부(20)의 보다 용이한 가이드 이동이 가능하고, 가이드 과정에서 보관부(20)가 제1가이드부(111b)로부터 이탈하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 상기와 같은 제1가이드부(111b)와 동일한 형태의 제2가이드부(112b-1)는 대기구간부(112)의 내부에 위치한 이동 구획부(112b)의 상측 방향에 배치될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 보관부(20)는 투입부의 내부에서 스토퍼(112a) 및 이동 구획부(112b)를 통해 자동으로 열처리를 위한 작업부에 투입될 수 있다.
스토퍼(112a)는 제1가이드부(111b)에 의해 작업부로 가이드 이동되는 보관부(20)의 추가 이동을 제한한다. 이를 위해, 스토퍼(112a)는 별도의 탄성을 갖는 별도의 신축수단과 연결되는 판 형태로 구비된다. 가이드 이동되는 보관부(20)가 대기구간부(112)의 내부에서 스토퍼(112a)와 접함으로써, 의도하지 않게 추가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해서 스토퍼(112a)의 전면이 작업부의 직상 방향에 대응하도록 배치되어야 함이 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 보관부(20)와 접하는 스토퍼(112a)의 전면에는 파손방지부가 더 구비될 수 있다. 파손방지부는 복원력을 갖음에 따라 보관부(20)로부터 발생하는 충격을 흡수하는 구성이다. 이를 통해, 스토퍼(112a) 또는 보관부(20)가 충돌 과정에서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이동 구획부(112b)는 개폐를 통해 투입부 및 작업부의 내부 공간의 연결을 제어하기 위해 구비된다. 이를 위해, 이동 구획부(112b)는 작업부의 개구된 상면에 대응되는 형태로 구비되며, 대기구간부(112)의 내부에서 하면에 형성된 별도의 레일부를 따라 왕복 이동한다. 또한, 이동 구획부(112b)의 슬라이딩 이동 과정에서 상기 이동 구획부(112b)는 스토퍼(112a)와 접하지 않도록 상하 방향으로 이격되는 구조를 갖는다.
이동 구획부(112b)가 작업부의 직상 방향에 위치하여 대기구간부(112) 및 작업부가 서로 단절될 시, 보관부(20)는 작업부의 내부로 투입되지 않고, 보관부(20)를 대상으로 하는 소성 공정도 진행되지 않는다.
반면, 이동 구획부(112b)가 작업부의 직상 방향에 위치하다가 슬라이딩 이동할 시, 대기구간부(112) 및 작업부의 내부공간이 서로 연결된다. 이에 따라, 삽입구간부(111)에서 대기구간부(112)를 향해 가압 이동되는 보관부(20)는 중력에 의해 제2가이드부와의 면접촉이 해제되어 서로 분리되고, 작업부의 직상 방향에서 하강하여 내부로 투입될 수 있다.
제2가이드부(112b-1)는 이동 구획부(112b)에 의해 작업부로의 투입이 제한된 보관부(20)가 정위치를 유지하기 위한 경로를 제공하는 구성으로서, 선술한 제1가이드부(111b)와 동일한 형태로 구비되며 이동 구획부(112b)의 상면에 형성된다. 여기서, 제1가이드부(111b) 및 제2가이드부(112b-1)의 길이 방향이 서로 동일하도록 구비되어야 함이 바람직하다.
이동 구획부(112b)가 작업부의 직상 방향에 위치한 상태에서, 보관부(20)는 스토퍼(112a)에 의해 추가 이동이 제한되고, 제2가이드부(112b-1)에 의해 각도가 틀어지지 않은 상태에서 작업부의 직상 방향에 위치한다. 이후 이동 구획부(112b)가 슬라이딩 이동하여 작업부의 직상 방향으로부터 벗어날 시, 보관부(20)는 중력에 의해 하강하여 작업부의 내부로 투입된다. 이를 통해, 작업자의 개입을 최소화한 상태에서도 보관부(20)를 대상으로 하는 작업부로의 배열 및 투입이 가능하다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기와 같은 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 관련 내용을 기술하였다.
본 발명은 폐배터리 재활용 장치용 내화갑(Saggar)을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 작업부를 포함하는 폐배터리 재활용 장치에 대상물과 동반 투입되는 보관부로서,
    상기 보관부는,
    바디부; 및
    상기 바디부의 내부에서 상기 대상물과 접하는 메쉬부;를 포함하고,
    상기 작업부의 내부로 투입되는 기지정된 가스는 상기 보관부의 내부로 진입하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 바디부에 형성되는 하나 이상의 제1결합부;를 더 포함하고,
    상기 제1결합부는 상기 바디부의 중심축을 중심으로 원형 배열을 갖는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 바디부에 관통 형성되는 제1통공;을 더 포함하고, 상기 기지정된 가스는 상기 제1통공을 통과하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 폐배터리 재활용 장치에 구비된 제1가이드홈 또는 제2가이드홈과 계합되도록 상기 바디부에 형성되는 하단 가이드홈;을 더 포함하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 메쉬부에 상측 형성되는 상단 계합부; 및
    상기 메쉬부에 하측 형성되는 하단 계합부; 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    둘 이상의 바디부가 상하 방향으로 배치될 시, 상기 상단 계합부는 상기 메쉬부 또는 하단 계합부와 상하 방향으로 서로 접하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 상단 계합부에 형성되는 제1접촉부; 및
    상기 하단 계합부에 형성되는 제2접촉부;를 포함하고,
    둘 이상의 바디부가 상하 방향으로 배치될 시, 상기 제1접촉부가 상기 제2접촉부에 삽입됨에 따라 상기 상단 계합부 및 하단 계합부가 서로 계합되는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 바디부에 관통 형성되는 제1통공;
    상기 바디부에 형성되는 하단 가이드홈;
    상기 메쉬부에 상측 형성되는 상단 계합부;
    상기 메쉬부에 하측 형성되는 하단 계합부;
    상기 상단 계합부에 형성되는 제1접촉부; 및
    상기 하단 계합부에 형성되는 제2접촉부; 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 메쉬부에 관통 형성되는 복수의 제2통공;을 더 포함하고, 상기 기지정된 가스는 상기 제2통공을 통과하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 작업부의 내부에서 인출되는 고정부가 복수의 상기 제1결합부의 사이에 삽입됨으로써 상기 보관부의 위치가 고정되는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보관부는,
    상기 메쉬부에 형성되어 상기 제2통공이 형성된 구역을 둘 이상으로 구획하는 나눔부;를 더 포함하는, 폐배터리 재활용 장치용 내화갑.
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