WO2024063209A1 - Ultrasonic pyrolysis device - Google Patents

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WO2024063209A1
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배덕관
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(주)아크론에코
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Abstract

The present invention relates to an ultrasonic pyrolysis device and, more specifically, provides an ultrasonic pyrolysis device having an ultrasonic vibration device additionally mounted thereon so that, while polymer waste is pyrolyzed to obtain active ingredients, ultrasonic degradation for breaking the bonds of polymers by means of ultrasonic waves is performed, and thus a complex decomposition technique of pyrolysis and ultrasonic degradation is applied.

Description

초음파열분해장치Ultrasonic pyrolysis device
본 발명은 초음파열분해장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 폐기물을 열분해시켜 유효성분을 수취하는 과정에서 초음파 진동장치를 추가 장착하여 초음파에 의해 고분자 연결고리를 끊는 초음파분해를 수행하여 열분해와 초음파분해의 복합분해기술을 적용한 초음파열분해장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic pyrolysis device, and more specifically, in the process of pyrolyzing polymer waste to collect active ingredients, an ultrasonic vibration device is additionally installed to perform ultrasonic decomposition to break polymer links by ultrasonic waves, thereby achieving thermal decomposition and ultrasonic decomposition. This relates to an ultrasonic pyrolysis device using complex decomposition technology.
폐기물은 생활폐기물과 산업용폐기물로 구분되며, 과거 대부분 매립, 해양 투기, 소각 등의 방법으로 처리하였으나, 근래에는 환경오염이나 자원 낭비의 문제를 해소하기 위해 폐기물을 이용해 재생 에너지를 획득하는 다양한 방법들이 개발되었다. 예를 들면, 폐기물을 건조하여 함수율을 떨어뜨리고, 건조된 폐기물을 고형 폐기물 연료(Solid Refuse Fuel, SRF)로 가공하여 화력 발전의 연료로 사용하는 방식이 있다. 이 방식은 폐기물을 처리하면서 재생 에너지를 생산할 수 있어 널리 사용되었다.Waste is divided into household waste and industrial waste. In the past, most of it was disposed of through methods such as landfill, ocean dumping, and incineration. However, in recent years, various methods of obtaining renewable energy using waste have been developed to solve the problems of environmental pollution and resource waste. was developed. For example, there is a method of drying waste to reduce moisture content, processing the dried waste into solid waste fuel (SRF), and using it as fuel for thermal power generation. This method has been widely used because it can produce renewable energy while processing waste.
그러나, 화력발전은 미세먼지나 온실가스의 발생량이 높아 환경에 심각한 영향을 줄 수 있어 점차 발전량을 축소하는 추세이다.However, thermal power generation can have a serious impact on the environment due to high emissions of fine dust and greenhouse gases, so there is a trend to gradually reduce power generation.
따라서, 폐기물을 처리하면서 재생에너지를 생산할 수 있는 보다 친환경적인 처리방식이 요구되어 연속식 열분해 방식을 이용한 폐기물처리기술이 제안되었다.Therefore, a more environmentally friendly treatment method that can produce renewable energy while processing waste was required, and a waste treatment technology using a continuous pyrolysis method was proposed.
열분해를 이용한 폐기물처리기술은 산소 공급이 제한된 조건에서 폐기물을 열분해함으로써, 폐기물로부터 가연성가스나 오일을 회수하는 친환경기술이다.Waste treatment technology using pyrolysis is an eco-friendly technology that recovers combustible gas or oil from waste by thermally decomposing waste under conditions where oxygen supply is limited.
이와같이 폐기물로부터 유효성분을 회수하기 위해서는 산소공급이 차단된 밀폐 환경에서 열분해를 진행하고, 일정 단위로 끊어서 열분해가 이루어지는 회분식 열분해(Batch Pyrolysis) 방식과 연속적인 열분해가 이루어지는 연속식 열분해(Continuous Pyrolysis) 방식이 제공되고 있다.In order to recover active ingredients from waste in this way, pyrolysis is carried out in a closed environment where the oxygen supply is blocked, and pyrolysis is performed by breaking it into certain units. The batch pyrolysis method is performed, and the continuous pyrolysis method is performed in which continuous pyrolysis is performed. This is being provided.
최근에는 열분해성을 향상시키기 위해 초음파를 적용한 예가 제시되고 있다. 그러나, 열분해장치에 초음파를 적용시키기 위해서는 열분해로에 초음파 진동장치를 접촉시켜야되는데 이때 열분해로에서 전달되는 고온에 의해 초음파진동장치가 파손되는 문제점이 있다.Recently, examples of applying ultrasonic waves to improve thermal decomposability have been presented. However, in order to apply ultrasonic waves to a pyrolysis device, an ultrasonic vibration device must be brought into contact with the pyrolysis furnace. At this time, there is a problem in that the ultrasonic vibration device is damaged by the high temperature transmitted from the pyrolysis furnace.
한국공개특허 [10-2002-0078551]에서는 폐 프라스틱 및 폐 고무등 고분자화합물의 열 분해시초음파를 이용한 분해장치를 구비한 열 반응장치로서내부를 진공으로하여 경질.중질유류 및 카본을 제조하는방법및장치가 개시되어 있다.Korean Patent Publication [10-2002-0078551] discloses a method of producing light and heavy oil and carbon by vacuuming the inside as a thermal reaction device equipped with a decomposition device using ultrasonic waves during thermal decomposition of polymer compounds such as waste plastic and waste rubber. and a device are disclosed.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고분자 폐기물을 열분해시켜 유효성분을 수취하는 과정에서 초음파 진동장치를 추가 장착하여 초음파에 의해 고분자 연결고리를 끊는 초음파분해를 수행하여 열분해와 초음파분해의 복합분해기술을 적용한 초음파열분해장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the problems described above, and the purpose of the present invention is to break the polymer linkage by ultrasonic waves by additionally installing an ultrasonic vibration device in the process of thermally decomposing polymer waste and receiving the active ingredients. The purpose is to provide an ultrasonic pyrolysis device that performs ultrasonic decomposition and applies a combined decomposition technology of thermal decomposition and ultrasonic decomposition.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purposes of the embodiments of the present invention are not limited to the purposes mentioned above, and other purposes not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. .
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치는, 열분해로(100); 초음파진동자(210)를 포함하고, 상기 열분해로(100) 내부에 초음파 공동화 현상을 일으키는 초음파진동부(200); 및 상기 초음파진동부(200)를 냉각시키는 냉각부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.An ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object includes a pyrolysis furnace (100); An ultrasonic vibrator (200) including an ultrasonic vibrator (210) and causing an ultrasonic cavitation phenomenon inside the thermal decomposition furnace (100); And a cooling unit 300 that cools the ultrasonic vibrating unit 200.
또한, 상기 열분해로(100)는 상기 초음파진동부(200)의 일부가 삽입되는 관통공이 형성되며, 상기 초음파진동부(200)는 일측이 상기 열분해로(100) 외부에 노출되며, 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되되, 상기 초음파진동자(210)가 상기 열분해로(100) 외부에 노출되도록 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the thermal decomposition furnace 100 is formed with a through hole into which a part of the ultrasonic vibrating unit 200 is inserted, one side of the ultrasonic vibrating unit 200 is exposed to the outside of the thermal decomposition furnace 100, and the other side is exposed to the outside of the ultrasonic vibrating unit 200. It is provided to be accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100, and the ultrasonic vibrator 210 is provided to be exposed to the outside of the pyrolysis furnace 100.
또, 상기 초음파진동부(200)는 상기 초음파진동자(210)의 초음파진동을 전달하는 진동가이드부(220)를 포함하며, 상기 진동가이드부(220)의 일측이 상기 초음파진동자(210)에 접하고, 상기 진동가이드부(220)의 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되며, 상기 진동가이드부(220)는 일측 방향 끝 단면 보다 타측 방향 일부 단면의 단면적이 작은 것을 특징으로 한다.In addition, the ultrasonic vibrator 200 includes a vibration guide part 220 that transmits the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 210, and one side of the vibration guide part 220 is in contact with the ultrasonic vibrator 210. , the other side of the vibration guide unit 220 is provided to be accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100, and the vibration guide unit 220 is characterized in that the cross-sectional area of a part of the cross section in the other direction is smaller than the end cross section in one direction. .
또한, 상기 초음파진동부(200)는 상기 진동가이드부(220)의 일측 방향 끝 단면보다 단면적이 작은 부분이 상기 열분해로(100) 관통공에 삽입 고정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the ultrasonic vibrating unit 200 is characterized in that a portion having a smaller cross-sectional area than the cross-section of one end of the vibration guide unit 220 is inserted and fixed into the through hole of the pyrolysis furnace 100.
또, 상기 초음파진동부(200)는 상기 열분해로(100) 상부에 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the ultrasonic vibrator 200 is characterized in that it is provided at the upper part of the pyrolysis furnace 100.
또한, 상기 열분해로(100)는 상기 열분해로(100) 내부에 회전 가능하도록으로 구비된 회전축부(130); 및 상기 회전축부(130)에 결합되어, 상기 회전축부(130)와 같이 회전하며, 스크류 형상으로 형성된 스크류부(140);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pyrolysis furnace 100 includes a rotating shaft portion 130 rotatably provided inside the pyrolysis furnace 100; and a screw portion 140 coupled to the rotation shaft 130, rotating together with the rotation shaft 130, and formed in a screw shape.
또, 상기 열분해로(100)는 상기 스크류부(140)가 회전하면서 상기 초음파진동부(200)와의 접촉을 방지하기 위해, 상기 초음파진동부(200)가 구비된 구간에 상기 스크류부(140)가 끊어진 구간을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to prevent the pyrolysis furnace 100 from contacting the ultrasonic vibration unit 200 while the screw unit 140 rotates, the screw unit 140 is installed in a section where the ultrasonic vibration unit 200 is provided. It is characterized by forming a broken section.
또한, 상기 회전축부(130)는 회전축을 중심으로 중앙이 중공된 도관 형태로 형성되며, 외부 화로(900)에 의해 가열된 유체가 도관 형태의 상기 회전축부(130)를 통과하면서 상기 열분해(100)로 내부를 가열하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotating shaft portion 130 is formed in the form of a conduit with a hollow center centered around the rotating shaft, and the fluid heated by the external furnace 900 passes through the rotating shaft portion 130 in the form of a conduit to perform the thermal decomposition (100). ) is characterized by heating the interior.
또, 상기 냉각부(300)는 상기 초음파진동부(200)에 일면이 접촉하는 제1펠티어소자부(310); 및 상기 제1펠티어소자부(310)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제1펠티어소자부(310)의 열을 냉각시키는 제1냉매순환부(320);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling unit 300 includes a first Peltier element unit 310 whose one surface is in contact with the ultrasonic vibrating unit 200; And a first refrigerant circulation unit 320 that contacts the other surface of the first Peltier element unit 310 and circulates refrigerant to cool the heat of the first Peltier element unit 310. .
아울러, 상기 냉각부(300)는 상기 제1냉매순환부(320)에 일면이 접촉하는 제2펠티어소자부(330); 및 상기 제2펠티어소자부(330)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제2펠티어소자부(330)의 열을 냉각시키는 제2냉매순환부(340);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling unit 300 includes a second Peltier element unit 330 with one surface in contact with the first refrigerant circulation unit 320; And a second refrigerant circulation unit 340 that contacts the other surface of the second Peltier element unit 330 and circulates refrigerant to cool the heat of the second Peltier element unit 330. .
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치에 의하면, 고분자 폐기물을 열분해시켜 유효성분을 수취하는 과정에서 초음파 진동장치를 추가 장착하여 초음파에 의해 고분자 연결고리를 끊는 초음파분해를 수행하여, 열분해와 초음파분해가 동시에 진행될 수 있도록 함으로써, 열분해율을 증가시키며, 열분해율의 증가로 재생유 등의 유효성분 수취량을 증가시키는 효과가 있다.According to the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention, in the process of pyrolyzing polymer waste to collect the active ingredients, an ultrasonic vibration device is additionally installed to perform ultrasonic decomposition to break polymer links by ultrasonic waves, and thermal decomposition and ultrasonic waves are performed. By allowing decomposition to proceed simultaneously, the thermal decomposition rate is increased, and the increased thermal decomposition rate has the effect of increasing the amount of active ingredients received, such as recycled oil.
또한, 초음파진동부의 일측이 열분해로 내부에 구비되도록 함으로써, 초음파 분해 효율을 더욱 높이는 효과가 있다.In addition, by ensuring that one side of the ultrasonic vibrator is provided inside the thermal decomposition furnace, there is an effect of further increasing ultrasonic decomposition efficiency.
또, 초음파진동부 단면적 크기차이를 두어, 초음파진동자에 열이 전달되는 것을 일부 차단함으로써, 초음파진동자의 기능을 향상시키며, 초음파 진동자의 냉각에 필요한 에너지를 줄이는 효과가 있다.In addition, by making a difference in the cross-sectional area of the ultrasonic vibrator, some of the heat transfer to the ultrasonic vibrator is blocked, thereby improving the function of the ultrasonic vibrator and reducing the energy required for cooling the ultrasonic vibrator.
또한, 초음파진동부의 단면적이 작은 부분이 관통공에 삽입 고정되도록 함으로써, 열분해로의 외벽을 통한 열 전달을 최소화 시키는 효과가 있다.In addition, by ensuring that the portion with a small cross-sectional area of the ultrasonic vibrator is inserted and fixed into the through hole, there is an effect of minimizing heat transfer through the outer wall of the pyrolysis furnace.
또, 초음파진동부를 상부에 설치함으로써, 열분해된 물질로부터 초음파진동부의 초음파진동자에 전달되는 열을 최소화 시키는 효과가 있다.In addition, by installing the ultrasonic vibrator at the top, there is an effect of minimizing the heat transferred from the pyrolyzed material to the ultrasonic vibrator of the ultrasonic vibrator.
또한, 회전축부와 스크류부를 구비함으로써, 열분해를 위해 투입된 물질의 이동경로를 제어하는 효과가 있다.In addition, by providing a rotating shaft portion and a screw portion, there is an effect of controlling the movement path of the material introduced for thermal decomposition.
또, 스크류부가 끊어진 구간을 형성함으로써, 스크류부가 초음파진동부에 간섭되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, by forming a section where the screw part is broken, there is an effect of preventing the screw part from interfering with the ultrasonic vibrator.
또한, 화로에 의해 가열된 유체가 도관 형태의 회전축부를 통과하면서 열분해로를 가열하도록 함으로써, 열분해로 가열에 필요한 에너지를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by allowing the fluid heated by the furnace to heat the pyrolysis furnace while passing through the rotating shaft in the form of a conduit, the energy required to heat the pyrolysis furnace can be reduced.
아울러, 펠티어소자와 냉매순환부로 초음파진동부를 냉각함으로써, 냉각 효율을 높이고, 펠티어소자로부터 발생된 전기에너지를 재활용 하여 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 더욱 뛰어있다.In addition, by cooling the ultrasonic vibrator using the Peltier element and the refrigerant circulation unit, the cooling efficiency is increased, and the energy efficiency can be further improved by recycling the electrical energy generated from the Peltier element.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 개념도.1 is a conceptual diagram of an ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도1의 초음파진동부가 열분해로 내부에 삽입된 예를 보여주는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing an example in which the ultrasonic vibrator of Figure 1 is inserted into the pyrolysis furnace.
도 3은 도 1의 열분해로 외측 부분을 절단하여 열분해로 내부의 예를 보여주는 부분 단면도 및 부분 확대도.FIG. 3 is a partial cross-sectional view and a partial enlarged view showing an example of the inside of the pyrolysis furnace by cutting the outer part of the pyrolysis furnace of FIG. 1.
도 4 내지 도 5는 도 1의 열분해로가 연직방향으로 다단 형성된 예를 보여주는 개념도.Figures 4 and 5 are conceptual diagrams showing an example in which the pyrolysis furnace of Figure 1 is formed in multiple stages in the vertical direction.
도 6은 초음파진동부의 상부면에 펠티어소자부와 냉매순환부가 구비된 예를 보여주는 개념도.Figure 6 is a conceptual diagram showing an example in which a Peltier element unit and a refrigerant circulation unit are provided on the upper surface of the ultrasonic vibrator unit.
도 7은 펠티어소자부와 냉매순환부가 다중으로 구성된 예를 보여주는 개념도.Figure 7 is a conceptual diagram showing an example of multiple Peltier element units and refrigerant circulation units.
*도면의 주요부호에 대한 상세한 설명**Detailed explanation of main symbols in the drawing*
100: 열분해로100: Pyrolysis furnace
110: 베이스부 120: 커버부110: base part 120: cover part
130: 회전축부 140: 스크류부130: Rotating shaft part 140: Screw part
180: 투입구 190: 배출구180: Inlet 190: Outlet
200: 초음파진동부200: Ultrasonic vibration unit
210: 초음파진동자 220: 진동가이드부210: ultrasonic vibrator 220: vibration guide unit
300: 냉각부300: Cooling unit
310: 제1펠티어소자부 320: 제1냉매순환부310: First Peltier element section 320: First refrigerant circulation section
330: 제2펠티어소자부 340: 제2냉매순환부330: Second Peltier element section 340: Second refrigerant circulation section
900: 화로900: Brazier
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. No.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 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. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In addition, if there is no other definition in the technical and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those skilled in the art to which this invention pertains, and the gist of the present invention is summarized in the following description and accompanying drawings. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted. The drawings introduced below are provided as examples so that the idea of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Additionally, like reference numerals refer to like elements throughout the specification. It should be noted that like elements in the drawings are represented by like symbols wherever possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 개념도이고, 도 2는 도1의 초음파진동부가 열분해로 내부에 삽입된 예를 보여주는 단면도이며, 도 3은 도 1의 열분해로 외측 부분을 절단하여 열분해로 내부의 예를 보여주는 부분 단면도 및 부분 확대도이고, 도 4 내지 도 5는 도 1의 열분해로가 연직방향으로 다단 형성된 예를 보여주는 개념도이며, 도 6은 초음파진동부의 상부면에 펠티어소자부와 냉매순환부가 구비된 예를 보여주는 개념도이고, 도 7은 펠티어소자부와 냉매순환부가 다중으로 구성된 예를 보여주는 개념도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of an ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing an example in which the ultrasonic vibrator of Figure 1 is inserted inside the pyrolysis furnace, and Figure 3 is an outer portion of the pyrolysis furnace of Figure 1. It is a partial cross-sectional view and a partial enlarged view showing an example of the inside of the pyrolysis furnace by cutting, and FIGS. 4 and 5 are conceptual diagrams showing an example of the pyrolysis furnace of FIG. 1 being formed in multiple stages in the vertical direction, and FIG. 6 is a peltier on the upper surface of the ultrasonic vibrator. It is a conceptual diagram showing an example in which an element unit and a refrigerant circulation unit are provided, and Figure 7 is a conceptual diagram showing an example in which the Peltier element unit and the refrigerant circulation unit are configured in multiple units.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치는 열분해로(100), 초음파진동부(200) 및 냉각부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention includes a pyrolysis furnace 100, an ultrasonic vibration unit 200, and a cooling unit 300.
열분해로(100)는 폐플라스틱 열분해유 생산에 이용되는 열분해로로, 내부가 중공된 관 형태로 형성될 수 있다.The pyrolysis furnace 100 is a pyrolysis furnace used to produce waste plastic pyrolysis oil, and may be formed in the form of a tube with a hollow interior.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열분해로(100)는 상부가 개구되며, 단면이 U자 형상으로 형성된 베이스부(110) 및 상기 베이스부(110)의 상부를 덮어 밀폐시키는 커버부(120)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the pyrolysis furnace 100 has a base portion 110 that is open at the top and has a U-shaped cross section, and a cover portion 120 that covers and seals the top of the base portion 110. may include.
이는 상기 열분해로(100)의 오픈이 용이하여 유지보수를 용이하게 할 수 있으며, 초음파진동부(200), 압력밸브 등 다른 기구의 설치를 용이하게 할 수 있다.This makes it easy to open the pyrolysis furnace 100, making maintenance easier, and makes it easy to install other devices such as the ultrasonic vibrator 200 and pressure valve.
초음파진동부(200)는 초음파진동자(210)를 포함하고, 상기 열분해로(100) 내부에 초음파 공동화 현상을 일으킨다.The ultrasonic vibrator 200 includes an ultrasonic vibrator 210 and causes an ultrasonic cavitation phenomenon inside the thermal decomposition furnace 100.
상기 초음파진동부(200)는 전원을 공급받아 초음파진동을 발생시키는 장치로, 상기 열분해로(100)에 설치되며, 발생된 초음파진동이 상기 열분해로(100)로 전달되게 한다. The ultrasonic vibration unit 200 is a device that receives power and generates ultrasonic vibration. It is installed in the pyrolysis furnace 100 and transmits the generated ultrasonic vibration to the pyrolysis furnace 100.
상기 초음파진동부(200)로부터 발생된 초음파진동은 상기 열분해로(100) 내부에서 열분해 시키기 위한 물질(플라스틱 폐기물 등)에 전달되어, 진동에 의한 캐비테이션을 발생시키며, 캐비테이션은 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)의 고분자 연결고리가 쉽게 끊어지는 환경을 조성하여 분해를 촉진시킨다.The ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 200 is transmitted to the material (plastic waste, etc.) for thermal decomposition inside the pyrolysis furnace 100, generating cavitation due to vibration, and the cavitation causes the pyrolyzed material (molten It promotes decomposition by creating an environment in which the polymer links of plastic waste, etc. are easily broken.
냉각부(300)는 상기 초음파진동부(200)를 냉각시킨다.The cooling unit 300 cools the ultrasonic vibration unit 200.
상기 냉각부(300)는 상기 열분해로(100)에서 상기 초음파진동부(200)로 전달되는 열을 신속하게 흡수하여 상기 초음파진동부(200)의 온도를 낮출 수 있으므로, 고온환경에서도 상기 초음파진동부(200)의 열에 의한 파손을 방지하면서 장시간 초음파진동을 제공할 수 있다.Since the cooling unit 300 can quickly absorb the heat transferred from the pyrolysis furnace 100 to the ultrasonic vibrating unit 200 and lower the temperature of the ultrasonic vibrating unit 200, the ultrasonic vibrating unit 200 can be used even in a high temperature environment. It is possible to provide ultrasonic vibration for a long time while preventing damage due to heat in the eastern part 200.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 열분해로(100)는 상기 초음파진동부(200)의 일부가 삽입되는 관통공이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the pyrolysis furnace 100 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention may be formed with a through hole into which a part of the ultrasonic vibration unit 200 is inserted.
이는, 상기 초음파진동부(200)의 일부가 상기 열분해로(100)의 내부에 삽입되도록 하기 위한 것이다.This is to allow a part of the ultrasonic vibrating unit 200 to be inserted into the interior of the pyrolysis furnace 100.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 초음파진동부(200)는 일측이 상기 열분해로(100) 외부에 노출되며, 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되되, 상기 초음파진동자(210)가 상기 열분해로(100) 외부에 노출되도록 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. As shown in FIG. 2, one side of the ultrasonic vibration unit 200 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention is exposed to the outside of the pyrolysis furnace 100, and the other side is exposed to the interior space of the pyrolysis furnace 100. It is provided to be accommodated in, and the ultrasonic vibrator 210 may be provided to be exposed to the outside of the pyrolysis furnace 100.
초음파에 의해 고분자 연결고리를 끊는 초음파분해의 효과를 높이기 위해서는 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)에 직접 초음파가 전달되도록 하는 것이 좋다. In order to increase the effectiveness of ultrasonic decomposition, which breaks polymer links by ultrasonic waves, it is best to transmit ultrasonic waves directly to pyrolyzed materials (molten plastic waste, etc.).
상기 열분해로(100)의 내부는 열분해를 위해 높은 온도를 유지하게 되나, 상기 초음파진동부(200)는 높은 온도에서 제 기능을 못하거나 파손될 수 있다. The interior of the thermal decomposition furnace 100 is maintained at a high temperature for thermal decomposition, but the ultrasonic vibrating unit 200 may not function properly or be damaged at high temperatures.
따라서, 상기 초음파진동부(200)의 초음파진동자(210) 부분은 상기 열분해로(100) 외부에 노출되도록 하고, 상기 초음파진동부(200)의 초음파 전달 부분(혼 부분, 진동가이드부(220))은 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, the ultrasonic vibrator 210 part of the ultrasonic vibrator 200 is exposed to the outside of the thermal decomposition furnace 100, and the ultrasonic transmission part (horn part, vibration guide part 220) of the ultrasonic vibrator 200 ) is preferably accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100.
도 2에서 상기 초음파진동부(200)가 우측에 하나만 도시된 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 회전축부(130)를 중심으로 좌우 양측에 구비되는 등 더 많은 초음파진동부(200)를 다양하게 설치하여 사용할 수 있음은 물론이다.In Figure 2, only one ultrasonic vibrating unit 200 is shown on the right, but the present invention is not limited to this, and more ultrasonic vibrating units 200 are provided on both left and right sides around the rotating shaft unit 130. ) can of course be installed and used in various ways.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 초음파진동부(200)는 상기 초음파진동자(210)의 초음파진동을 전달하는 진동가이드부(220)를 포함하며, 상기 진동가이드부(220)의 일측이 상기 초음파진동자(210)에 접하고, 상기 진동가이드부(220)의 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되며, 상기 진동가이드부(220)는 일측 방향 끝 단면 보다 타측 방향 일부 단면의 단면적이 작은 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in Figure 2, the ultrasonic vibration unit 200 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention includes a vibration guide unit 220 that transmits ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 210, One side of the vibration guide part 220 is in contact with the ultrasonic vibrator 210, and the other side of the vibration guide part 220 is provided to be accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100, and the vibration guide part 220 is It may be characterized in that the cross-sectional area of some of the cross-sections in the other direction is smaller than the end cross-section in one direction.
상기 초음파진동부(200)는 높은 온도에서 제 기능을 못하거나 파손될 수 있다. The ultrasonic vibrating unit 200 may not function properly or may be damaged at high temperatures.
따라서, 상기 초음파진동부(200)의 초음파진동자(210) 부분에 열이 전달되는 것을 최소화 시키는 것이 바람직하며, 이를 위해, 상기 진동가이드부(220)를 구비하되, 상기 진동가이드부(220)의 상기 초음파진동자(210)에 접하는 부분 단면 보다 상기 열분해로(100) 측 일부 또는 전체 단면적이 작게 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to minimize heat transfer to the ultrasonic vibrator 210 portion of the ultrasonic vibrator 200, and for this purpose, the vibration guide portion 220 is provided. It is preferable that the partial or total cross-sectional area on the side of the pyrolysis furnace 100 is smaller than the partial cross-section in contact with the ultrasonic vibrator 210.
도면 상에서는 상기 진동가이드부(220)의 형상이 상기 열분해로(100) 측으로 갈수록 단면이 작아지다가 일정해 지는 형상을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 상기 관통공에 삽입되는 부분 또는 상기 관통공에 삽입되는 부분과 인접한 부분 단면이 상기 초음파진동자(210)에 접하는 부분 단면 보다 작게 형성되고, 이후 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)에 직접 접촉되는 부분 단면이 점점 넓어지게 하는 등 다양한 실시가 가능함은 물론이다.In the drawing, the shape of the vibration guide unit 220 is shown to have a cross-section that becomes smaller and then becomes constant as it moves toward the pyrolysis furnace 100. However, the present invention is not limited to this, and the part inserted into the through hole or the through hole is Various practices such as making the cross-section of the part adjacent to the part inserted into the ball smaller than the cross-section of the part in contact with the ultrasonic vibrator 210, and then gradually widening the cross-section of the part in direct contact with the pyrolyzed material (molten plastic waste, etc.) Of course, it is possible.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 초음파진동부(200)는 상기 진동가이드부(220)의 일측 방향 끝 단면보다 단면적이 작은 부분이 상기 열분해로(100) 관통공에 삽입 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the ultrasonic vibration unit 200 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention has a portion having a smaller cross-sectional area than the end cross-section in one direction of the vibration guide unit 220, which is in the pyrolysis furnace 100. ) It may be characterized as being inserted and fixed into the through hole.
이는, 상기 초음파진동부(200)와 상기 열분해로(100) 외벽 부분의 접촉을 최소화 시켜, 상기 열분해로(100) 외벽을 통한 열 전달을 최소화 시키기 위함이다.This is to minimize contact between the ultrasonic vibrator 200 and the outer wall of the pyrolysis furnace 100 and minimize heat transfer through the outer wall of the pyrolysis furnace 100.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 초음파진동부(200)는 상기 열분해로(100) 상부에 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the ultrasonic vibration unit 200 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention may be provided at the top of the pyrolysis furnace 100.
상기 초음파진동부(200)를 상기 열분해로(100)의 상부에 구비하는 것은 상기 열분해로(100)의 하부에 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)이 있기 때문에, 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)로부터 상기 초음파진동부(200)의 초음파진동자(210)에 전달되는 열을 최소화 시키기 위함이다.The ultrasonic vibrator 200 is provided at the upper part of the pyrolysis furnace 100 because there is pyrolyzed material (molten plastic waste, etc.) in the lower part of the pyrolysis furnace 100. This is to minimize the heat transferred from (waste, etc.) to the ultrasonic vibrator 210 of the ultrasonic vibrator 200.
열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)은 중력에 의해 상기 열분해로(100)의 하부에 고이기 때문에 초음파진동부(200)의 초음파진동자(210) 부분이 상부에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.Since pyrolyzed materials (molten plastic waste, etc.) accumulate in the lower part of the pyrolysis furnace 100 due to gravity, it is preferable that the ultrasonic vibrator 210 portion of the ultrasonic vibrator 200 is provided at the top.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 열분해로(100)는 상기 열분해로(100) 내부에 회전 가능하도록으로 구비된 회전축부(130) 및 상기 회전축부(130)에 결합되어, 상기 회전축부(130)와 같이 회전하며, 스크류 형상으로 형성된 스크류부(140)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the pyrolysis furnace 100 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention includes a rotation shaft portion 130 rotatably provided inside the pyrolysis furnace 100 and the rotation shaft portion ( 130), rotates with the rotation shaft portion 130, and may include a screw portion 140 formed in a screw shape.
상기 열분해로(100)는 열분해를 시키고자 하는 물질이 투입구(180) 측으로 투입되면 열분해를 시키고, 목표한 만큼 열분해가 된 물질은 배출구(190)로 배출시켜야 한다. The pyrolysis furnace 100 causes pyrolysis when the material to be pyrolyzed is input into the inlet 180, and the material that has been pyrolyzed to the desired extent must be discharged through the outlet 190.
상기 스크류부(140)는 열분해 시키기 위한 물질(플라스틱 폐기물 등) 또는, 열분해된 물질(용융된 플라스틱 폐기물 등)을 배출구(190) 방향으로 이동시키기 위한 것이고, 상기 회전축부(130)는 상기 스크류부(140)를 회전시키기 위한 구성이다.The screw unit 140 is for moving a material for pyrolysis (plastic waste, etc.) or a pyrolyzed material (molten plastic waste, etc.) toward the discharge port 190, and the rotating shaft portion 130 is the screw portion. It is configured to rotate (140).
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 열분해로(100)는 상기 스크류부(140)가 회전하면서 상기 초음파진동부(200)와의 접촉을 방지하기 위해, 상기 초음파진동부(200)가 구비된 구간에 상기 스크류부(140)가 끊어진 구간을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in FIG. 3, the pyrolysis furnace 100 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention is configured to prevent the screw part 140 from contacting the ultrasonic vibration unit 200 while rotating. It may be characterized in that a section in which the screw portion 140 is broken is formed in a section where the ultrasonic vibrating unit 200 is provided.
스크류 형상으로 형성된 스크류부(140)가 상기 회전축부(130) 전 구간에 형성되면, 상기 스크류부(140)가 회전하면서 상기 초음파진동부(200)와 부딛혀, 상기 초음파진동부(200)를 파손시킬 수 있다.When the screw part 140 formed in the shape of a screw is formed in the entire section of the rotation shaft part 130, the screw part 140 rotates and collides with the ultrasonic vibration unit 200, causing the ultrasonic vibration unit 200 to It can be damaged.
따라서, 스크류 형상으로 형성된 스크류부(140)가 상기 초음파진동부(200)와 접촉하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to prevent the screw part 140 formed in a screw shape from contacting the ultrasonic vibration unit 200.
이를 위해, 상기 스크류부(140)의 날개 부분이 회전하여도 상기 초음파진동부(200)와 접촉되는 부분이 없도록 끊어진 구간을 형성할 수 있다.To this end, a broken section can be formed so that no part comes into contact with the ultrasonic vibrating unit 200 even when the wing portion of the screw unit 140 rotates.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 열분해로(100)는 상기 스크류부(140)가 상기 배출구(190)를 중심으로 날개의 방향이 반대가 되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in FIG. 3, the pyrolysis furnace 100 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention is formed such that the direction of the blades of the screw portion 140 is opposite to that of the outlet 190. It can be characterized as:
상기 배출구(190)를 상기 열분해로(100)의 가장 끝단에 설치한다면 상기 스크류부(140)의 날개 방향에 문제가 없겠으나, 상기 배출구(190)가 상기 열분해로(100)의 끝단에서 일정거리 이격되어 배치되었을 때, 상기 배출구(190)를 지나쳐간 열분해된 물질은 계속 상기 배출구(190)와 멀어지는 방향으로 이동되는 문제가 있다.If the outlet 190 is installed at the very end of the pyrolysis furnace 100, there will be no problem with the direction of the blades of the screw part 140, but the outlet 190 is a certain distance from the end of the pyrolysis furnace 100. When placed spaced apart, there is a problem that the pyrolyzed material that has passed the outlet 190 continues to move in a direction away from the outlet 190.
이를 해결하기 위해, 상기 스크류부(140)가 상기 배출구(190)를 중심으로 날개의 방향이 반대가 되도록 형성함으로써, 상기 배출구(190)를 지나쳐간 열분해된 물질이 다시 상기 배출구(190) 측으로 이동되어 배출되도록 할 수 있다.To solve this problem, the screw part 140 is formed so that the direction of the blades is opposite to the outlet 190, so that the pyrolyzed material that has passed through the outlet 190 moves back toward the outlet 190. It can be made to be discharged.
도 3에서 상기 배출구(190)의 좌측에 구비된 날개와 우측에 구비된 날개의 방향이 서로 반대가 되어있음을 확인할 수 있고, 날개의 방향이 서로 반대가 된다는 것은, 상기 회전축부(130)의 회전에 의해 상기 열분해로(100) 내부의 물질을 이동시키는 방향이 반대가 되도록 형성된 것을 말한다. In FIG. 3, it can be seen that the directions of the wing provided on the left and the right side of the outlet 190 are opposite to each other, and that the directions of the wings are opposite to each other mean that the rotation shaft portion 130 This means that the direction in which the materials inside the pyrolysis furnace 100 are moved by rotation is reversed.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 회전축부(130)는 회전축을 중심으로 중앙이 중공된 도관 형태로 형성되며, 외부 화로(900)에 의해 가열된 유체가 도관 형태의 상기 회전축부(130)를 통과하면서 상기 열분해(100)로 내부를 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in Figure 3, the rotating shaft portion 130 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a conduit with a hollow center centered around the rotating shaft, and the fluid heated by the external furnace 900 It may be characterized in that the interior is heated by the thermal decomposition 100 while passing through the rotating shaft portion 130 in the form of a conduit.
상기 열분해로(100)의 내부를 가열하기 위해서는 외부에 전열기구를 부착하여 가열할 수도 있지만, 이러한 경우, 손실되는 열이 많아지기 때문에, 상기 열분해로(100)의 내부 가까이에 열원을 두는 것이 바람직하다. In order to heat the inside of the pyrolysis furnace 100, a heating device may be attached to the outside. However, in this case, since heat loss increases, it is preferable to place a heat source near the inside of the pyrolysis furnace 100. do.
열원으로 가열된 유체를 사용하고, 가열된 유체가 상기 회전축부(130)를 통과하도록 하면 보다 효율적으로 상기 열분해(100)로 내부를 가열시킬 수 있다.By using a heated fluid as a heat source and allowing the heated fluid to pass through the rotating shaft portion 130, the interior can be heated by the thermal decomposition 100 more efficiently.
상기 외부 화로(900)는 700~1000도 정도의 유체를 보내면 상기 열분해로(100) 내부의 온도를 450도로 유지하는 것이 가능하다.The external furnace 900 can maintain the temperature inside the pyrolysis furnace 100 at 450 degrees by sending fluid of about 700 to 1000 degrees.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 상기 열분해로(100)는 다수개가 연직 방향으로 다단 배치되어 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of the pyrolysis furnace 100 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention may be configured to be arranged in multiple stages in the vertical direction.
다단으로 배치하는 것은 소형화를 위해 열분해관 설치를 위한 대지면적을 축소시켜 좁은 대지면적에도 설치가 가능하게 하기 위함이다.The purpose of arranging them in multiple stages is to reduce the site area for installing pyrolysis pipes for miniaturization and to enable installation even in narrow sites.
연직방향으로 다단 배치하는 것은, 전단 배출구로 배출된 물질이 후단 투입구로 이동하는데 중력의 힘을 이용하여 더욱 용이한 배출과 투입이 가능하도록 하기 위함이다.The multi-stage arrangement in the vertical direction is to enable easier discharge and input by using the force of gravity to move the material discharged from the front outlet to the rear inlet.
도 4 내지 도 5의 실시예에 대해 구체적으로 설명하면, 첫 번째(최상 측) 열분해로(100)의 투입구 측으로 투입된 물질은 150도 정도의 온도에서 수분이 제거되는 과정을 거치며 배출구 측 방향인 우측으로 이동된다. 4 to 5, the material introduced into the inlet side of the first (top side) pyrolysis furnace 100 goes through a process of removing moisture at a temperature of about 150 degrees and is transferred to the right side toward the outlet. is moved to
첫 번째 열분해로(100)의 배출구를 거쳐 두 번째 열분해로(100)에 투입된 물질은 250도 정도의 온도에서 1차 열분해 및 염소가 제거되는 과정을 거치며 좌측으로 이동된다.The material introduced into the second pyrolysis furnace 100 through the outlet of the first pyrolysis furnace 100 undergoes primary pyrolysis and chlorine removal at a temperature of about 250 degrees and is moved to the left.
세 번째 열분해로(100)에 투입된 물질은 350도 정도의 온도에서 2차 열분해 및 1차 초음파 열분해 과정을 거치며 우측으로 이동된다.The material introduced into the third pyrolysis furnace 100 undergoes secondary pyrolysis and primary ultrasonic pyrolysis at a temperature of about 350 degrees and is moved to the right.
네 번째 열분해로(100)(최 하측)에 투입된 물질은 450도 정도의 온도에서 3차 열분해 및 2차 초음파 열분해 과정을 거치며 좌측으로 이동된다.The material introduced into the fourth pyrolysis furnace 100 (lowest side) undergoes third pyrolysis and second ultrasonic pyrolysis processes at a temperature of about 450 degrees and is moved to the left.
즉, 다단으로 형성된 열분해로(100)는 다음 단으로 갈수록 온도가 높아지도록 하여 운영할 수 있다.In other words, the pyrolysis furnace 100 formed in multiple stages can be operated with the temperature increasing as it moves to the next stage.
이때, 회전축(130)이 도관 형태로 형성되었기 때문에, 외부 화로(900)에 의해 가열된 유체가 도관 회전축부(130) 내부를 통과하도록 하기 위해, 배관을 연통시킬 수 있다.At this time, since the rotating shaft 130 is formed in the form of a conduit, the pipe can be communicated so that the fluid heated by the external furnace 900 passes through the inside of the conduit rotating shaft portion 130.
도 4 내지 도 5의 실시예에서는 이해를 돕기위한 규칙성이 잘 보이게 하기위해 지그재그 식 배관연결을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 다양한 실시가 가능함은 물론이다.In the embodiments of FIGS. 4 and 5, a zigzag pipe connection is used as an example to clearly show the regularity to aid understanding. However, the present invention is not limited to this, and of course, various implementations are possible.
또, 도 4에서는 단과 단의 사이에 가열된 유체가 머물 수 있는 챔버를 도시하였으나, 도 5와 같이 챔버를 생략하고 실시하는 것도 가능함은 물론이다.In addition, Figure 4 shows a chamber in which heated fluid can remain between stages, but of course, it is also possible to omit the chamber as shown in Figure 5.
또한, 상기 열분해로(100)는 내부 물질을 이동시키고자 하는 방향으로 일정 각도 기울기(도 4에서는 5도의 기울기를 형성함)를 형성하도록 배치할 수 있다. 이는, 스크류의 힘 외에도 중력의 힘을 이용하기 위함이다.Additionally, the pyrolysis furnace 100 can be arranged to form a certain angle of inclination (in FIG. 4, a 5 degree inclination) in the direction in which the internal materials are to be moved. This is to use the power of gravity in addition to the power of the screw.
또, 상기 회전축(130)에 연결되는 베어링은 쿨베어링을 이용하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 회전축 자체의 온도가 높기 때문에 회전이 용이해 지도록 하기 위함이다.In addition, it is desirable to use a cool bearing as the bearing connected to the rotating shaft 130. This is to facilitate rotation because the temperature of the rotating shaft itself is high.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 냉각부(300)는 상기 초음파진동부(200)에 일면이 접촉하는 제1펠티어소자부(310) 및 상기 제1펠티어소자부(310)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제1펠티어소자부(310)의 열을 냉각시키는 제1냉매순환부(320)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the cooling unit 300 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention includes a first Peltier element unit 310 with one surface in contact with the ultrasonic vibrating unit 200, and the first It may include a first refrigerant circulation unit 320 that is in contact with the other surface of the Peltier element unit 310 and circulates refrigerant to cool the heat of the first Peltier element unit 310.
상기 초음파진동부(200)의 온도를 낮추기 위해, 냉매를 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 상기 초음파진동부(200)와 제1냉매순환부(320) 사이에 제1펠티어소자부(310)를 개재 구비하여, 냉각 효율을 더욱 향상시켰으며, 상기 제1펠티어소자부(310)로부터 생산되는 전기 에너지를 재활용 할 수 있다.In order to lower the temperature of the ultrasonic vibrating unit 200, a refrigerant can be used, but in the present invention, the first Peltier element unit 310 is interposed between the ultrasonic vibrating unit 200 and the first refrigerant circulation unit 320. Equipped with this, cooling efficiency is further improved, and the electrical energy produced from the first Peltier element unit 310 can be recycled.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파열분해장치의 냉각부(300)는 상기 제1냉매순환부(320)에 일면이 접촉하는 제2펠티어소자부(330) 및 상기 제2펠티어소자부(330)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제2펠티어소자부(330)의 열을 냉각시키는 제2냉매순환부(340)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the cooling unit 300 of the ultrasonic pyrolysis device according to an embodiment of the present invention includes a second Peltier element unit 330 with one surface in contact with the first refrigerant circulation unit 320, and the It may include a second refrigerant circulation unit 340 that is in contact with the other surface of the second Peltier element unit 330 and circulates refrigerant to cool the heat of the second Peltier element unit 330.
즉, 펠티어소자부(310, 330)와 냉매순환부(320, 340)를 다중으로 구성한 다중 냉각으로 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In other words, cooling efficiency can be further improved through multi-cooling consisting of multiple Peltier element units (310, 330) and refrigerant circulation units (320, 340).
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse. Of course, various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

Claims (10)

  1. 열분해로(100);Pyrolysis furnace (100);
    초음파진동자(210)를 포함하고, 상기 열분해로(100) 내부에 초음파 공동화 현상을 일으키는 초음파진동부(200); 및An ultrasonic vibrator (200) including an ultrasonic vibrator (210) and causing an ultrasonic cavitation phenomenon inside the thermal decomposition furnace (100); and
    상기 초음파진동부(200)를 냉각시키는 냉각부(300);A cooling unit 300 that cools the ultrasonic vibrating unit 200;
    를 포함하는 초음파열분해장치.Ultrasonic pyrolysis device including.
  2. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 열분해로(100)는The pyrolysis furnace 100 is
    상기 초음파진동부(200)의 일부가 삽입되는 관통공이 형성되며, A through hole is formed into which a part of the ultrasonic vibrating unit 200 is inserted,
    상기 초음파진동부(200)는The ultrasonic vibration unit 200 is
    일측이 상기 열분해로(100) 외부에 노출되며, 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되되, 상기 초음파진동자(210)가 상기 열분해로(100) 외부에 노출되도록 구비된 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.One side is exposed to the outside of the pyrolysis furnace 100, and the other side is provided to be accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100, and the ultrasonic vibrator 210 is exposed to the outside of the pyrolysis furnace 100. Ultrasonic pyrolysis device.
  3. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 초음파진동부(200)는The ultrasonic vibration unit 200 is
    상기 초음파진동자(210)의 초음파진동을 전달하는 진동가이드부(220)를 포함하며, It includes a vibration guide unit 220 that transmits the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 210,
    상기 진동가이드부(220)의 일측이 상기 초음파진동자(210)에 접하고, 상기 진동가이드부(220)의 타측이 상기 열분해로(100) 내부 공간에 수용되도록 구비되며,One side of the vibration guide unit 220 is in contact with the ultrasonic vibrator 210, and the other side of the vibration guide unit 220 is provided to be accommodated in the internal space of the pyrolysis furnace 100,
    상기 진동가이드부(220)는 일측 방향 끝 단면 보다 타측 방향 일부 단면의 단면적이 작은 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.The vibration guide unit 220 is an ultrasonic thermal decomposition device characterized in that the cross-sectional area of a portion of the end section in one direction is smaller than that of the end section in the other direction.
  4. 제3항에 있어서,According to paragraph 3,
    상기 초음파진동부(200)는The ultrasonic vibration unit 200 is
    상기 진동가이드부(220)의 일측 방향 끝 단면보다 단면적이 작은 부분이 상기 열분해로(100) 관통공에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.An ultrasonic pyrolysis device, characterized in that a portion having a smaller cross-sectional area than the end cross-section in one direction of the vibration guide portion 220 is inserted and fixed into the through hole of the pyrolysis furnace 100.
  5. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 초음파진동부(200)는The ultrasonic vibration unit 200 is
    상기 열분해로(100) 상부에 구비된 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.An ultrasonic pyrolysis device, characterized in that it is provided at the top of the pyrolysis furnace (100).
  6. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 열분해로(100)는The pyrolysis furnace 100 is
    상기 열분해로(100) 내부에 회전 가능하도록으로 구비된 회전축부(130); 및A rotating shaft portion 130 provided to be rotatable inside the pyrolysis furnace 100; and
    상기 회전축부(130)에 결합되어, 상기 회전축부(130)와 같이 회전하며, 스크류 형상으로 형성된 스크류부(140);A screw portion 140 coupled to the rotation shaft 130, rotates with the rotation shaft 130, and is formed in a screw shape;
    를 포함하는 초음파열분해장치.Ultrasonic pyrolysis device including.
  7. 제6항에 있어서,According to clause 6,
    상기 열분해로(100)는The pyrolysis furnace 100 is
    상기 스크류부(140)가 회전하면서 상기 초음파진동부(200)와의 접촉을 방지하기 위해, 상기 초음파진동부(200)가 구비된 구간에 상기 스크류부(140)가 끊어진 구간을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.In order to prevent contact with the ultrasonic vibrating unit 200 while the screw unit 140 rotates, a section in which the screw unit 140 is broken is formed in a section where the ultrasonic vibrating unit 200 is provided. Ultrasonic pyrolysis device.
  8. 제6항에 있어서,According to clause 6,
    상기 회전축부(130)는 회전축을 중심으로 중앙이 중공된 도관 형태로 형성되며, The rotating shaft portion 130 is formed in the form of a conduit with a hollow center centered around the rotating shaft,
    외부 화로(900)에 의해 가열된 유체가 도관 형태의 상기 회전축부(130)를 통과하면서 상기 열분해(100)로 내부를 가열하는 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.An ultrasonic pyrolysis device, characterized in that the fluid heated by the external furnace (900) passes through the rotating shaft portion (130) in the form of a conduit and heats the inside by the thermal decomposition (100).
  9. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 냉각부(300)는The cooling unit 300 is
    상기 초음파진동부(200)에 일면이 접촉하는 제1펠티어소자부(310); 및A first Peltier element unit 310 whose one surface is in contact with the ultrasonic vibrating unit 200; and
    상기 제1펠티어소자부(310)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제1펠티어소자부(310)의 열을 냉각시키는 제1냉매순환부(320);A first refrigerant circulation unit 320 that contacts the other surface of the first Peltier element unit 310 and circulates refrigerant to cool the heat of the first Peltier element unit 310;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.Ultrasonic pyrolysis device comprising:
  10. 제9항에 있어서,According to clause 9,
    상기 냉각부(300)는The cooling unit 300 is
    상기 제1냉매순환부(320)에 일면이 접촉하는 제2펠티어소자부(330); 및a second Peltier element unit 330 with one surface in contact with the first refrigerant circulation unit 320; and
    상기 제2펠티어소자부(330)의 타면에 접촉하며, 냉매를 순환시켜 상기 제2펠티어소자부(330)의 열을 냉각시키는 제2냉매순환부(340);A second refrigerant circulation unit 340 that contacts the other surface of the second Peltier element unit 330 and circulates refrigerant to cool the heat of the second Peltier element unit 330;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파열분해장치.Ultrasonic pyrolysis device comprising:
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