KR102148931B1

KR102148931B1 - 스티로폼 감용화 장치

Info

Publication number: KR102148931B1
Application number: KR1020190129358A
Authority: KR
Inventors: 조경원
Original assignee: 누리마루산업 주식회사
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2020-08-28

Abstract

본 발명은 재활용을 위한 스티로폼을 분쇄하여 저장하는 호퍼부와, 상기 호퍼부와 연결되고, 분쇄되어 투입된 스티로폼을 배출 경로를 따라 이동시키기 위하여 내부에 감용 스크류를 구비하는 감용 파이프부와, 상기 감용 파이브부의 외주면에 연결되며, 복수의 발전기로부터 발생된 폐열 스팀을 상기 감용 파이프부로 공급, 상기 배출 경로를 따라 이동하는 스티로폼으로 제공하는 폐열 스팀 제공부와, 상기 폐열 스팀 제공부와 접하게 배치되며, 폐열 스팀이 기 설정된 온도로 공급되도록 상기 감용 파이프부로 추가의 열을 제공하는 보조 히터부 및 상기 보조 히터부와 연결되며, 폐열 스팀의 온도 변화에 따라 선택적으로 상기 보조 히터부가 동작되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스티로폼 감용화 장치{Volume reducing apparatus for styroforam}

본 발명은 스티로폼 감용화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분쇄된 폐 스티로폼이 내부로 투입 및 이동함에 따라 폐열을 이용하여 소정의 용융 온도로 스티로폼을 가열, 폐열에 의해 용융되어 밀도가 높은 상태로 스티로폼이 배출되게 하는 스티로폼 감용화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발포 스티로폼은 용도에 알맞게 모양을 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 소재의 특성상 매우 가볍고 부폐되지 않으며, 적은 비용으로 제작이 가능하여 포장제 또는 보온용으로 널리 사용되고 있다.

그러나, 이러한 발포 스티로폼은 제작성이 용이한 장점에 비하여, 열에 매우 약하고, 형상이 쉽게 변형되는 단점으로 인해 재활용이 되지 않는 1 회용으로 널리 사용되고 있다.

따라서, 발포 스티로폼의 경우, 사용후에는 폐기하게 되는데, 스티로폼으로 발포된 재료는 물성이 변형되어 다시 스티로폼으로 사용될 수 없는 문제점으로 인하여 대부분 폐기 되지만, 화학적으로 쉽게 부폐되지 않기 때문에, 환경오염으로 이어지는 문제점을 해소하고자 다양한 재활용 연구가 진행되었다.

상기와 같은 재활용의 대안으로서, 재질의 가볍고 변형이 용이한 특징을 이용하여 사진액자 등과 같은 압출 재생재료로 활용하게 되었다.

상기와 같은 재생재료로 재활용하기 위해서는 다양한 처리 방법이 있으나, 일반적으로 폐 스티로폼을 분쇄, 밀도를 높게하여 강성을 부가하여야 하기 때문에, 바람직하게는 본연의 재료로 환원되도록 용융하여 사용하는 방법을 강구하게 되었으며, 그 처리장치로서 감용기를 활용하게 된다.

본 발명의 목적은, 분쇄된 폐 스티로폼이 호퍼의 내부로 투입되어 이동함에 따라, 복수의 발전장치에서 나오는 폐열과 함께, 보조히터를 이용하여 미리 설정된 용융 온도로 스티로폼을 가열하도록 함으로써, 폐열에 의해 용융되어 밀도가 높은 상태로 스티로폼이 배출되게 하는 스티로폼 감용화 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 스티로폼 감용화 장치는 재활용을 위한 스티로폼을 분쇄하여 저장하는 호퍼부와, 상기 호퍼부와 연결되고, 분쇄되어 투입된 스티로폼을 배출 경로를 따라 이동시키기 위하여 내부에 감용 스크류를 구비하는 감용 파이프부와, 상기 감용 파이브부의 외주면에 연결되며, 복수의 발전기로부터 발생된 폐열 스팀을 상기 감용 파이프부로 공급, 상기 배출 경로를 따라 이동하는 스티로폼으로 제공하는 폐열 스팀 제공부와, 상기 폐열 스팀 제공부와 접하게 배치되며, 폐열 스팀이 기 설정된 온도로 공급되도록 상기 감용 파이프부로 추가의 열을 제공하는 보조 히터부 및 상기 보조 히터부와 연결되며, 폐열 스팀의 온도 변화에 따라 선택적으로 상기 보조 히터부가 동작되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 폐열 스팀 제공부는 폐열 스팀이 공급되기 위한 투입구가 구비되는 제1스팀 제공부, 상기 제1스팀 제공부와 제1연결관을 통해 연결되며, 상기 제1스팀 제공부와 이격 배치되어 상기 배출 경로의 입구와 인접하도록 배치되는 제2스팀 제공부 및 상기 제1스팀 제공부와 제2연결관을 통해 연결되며, 상기 제1스팀 제공부와 이격 배치되어 상기 배출 경로의 출구와 인접하도록 배치되는 제3스팀 제공부를 구비한다.

이러한 상기 보조 히터부는 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관과 인접하게 상기 감용 파이프부 외주면을 따라 각각 설치된다.

그리고, 상기 제어부는 상기 제1연결관을 통해 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제2스팀 제공부로 제공되는 폐열 스팀의 제1온도가, 상기 제2연결관을 통해 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제3스팀 제공부로 제공되는 폐열 스팀의 제2온도 보다 높아지도록 상기 보조 히터부를 개별적으로 제어한다.

여기서, 상기 제1온도는 160 ℃ 내지 170 ℃ 로 설정되어 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제2스팀 제공부로 제공되며, 상기 제2온도는 140 ℃ 내지 150 ℃ 로 설정되어 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제3스팀 제공부로 제공된다.

한편, 본 발명에 따른 스티로폼 감용화 장치는 상기 배출 경로에 설치되며, 폐열 스팀이 제공됨에 따라 상기 감용 파이프부 내부에서 발생된 응축수가 배출되도록 형성되는 응축수 배출부를 더 포함한다.

본 발명은, 분쇄된 폐 스티로폼이 호퍼의 내부로 투입되어 이동함에 따라, 복수의 발전장치에서 나오는 폐열과 함께, 보조히터를 이용하여 미리 설정된 용융 온도로 스티로폼을 가열하도록 함으로써, 폐열에 의해 용융되어 밀도가 높은 상태, 즉 감용된 상태로 스티로폼이 배출되게 하는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 별도의 전력을 발생시켜 폐 스티로폼을 가열하는 것이 아니라, 폐열이 공급되어 발생된 스팀으로 폐 스티로폼을 가열하기 때문에, 자원을 절약할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 용융 온도로 가열된 상태의 폐열을 제공하기 때문에, 초기 작동에 따른 가동 시간을 절약할 수 있으며, 보조히터를 통해 감용 파이프 내부가 설정된 용융 온도로 유지되게 할 수 있으므로, 효과적인 감용화가 이루어지게 하는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스티로폼 감용화 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스티로폼 감용화 장치에 대한 보조 히터부의 동작을 보여주는 도면이다.
도 3 은 종래의 스티로폼 감용화 장치를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스티로폼 감용화 장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스티로폼 감용화 장치에 대한 보조 히터부의 동작을 보여주는 도면이며, 도 3 은 종래의 스티로폼 감용화 장치를 보여주는 도면이다.

본 실시예에 따른 스티로폼 감용화 장치는 호퍼부(100), 감용 파이프부(200), 폐열 스팀 제공부(300), 보조 히터부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.

먼저, 호퍼부(100)는 별도의 분쇄장치(미도시)로부터 분쇄된 재활용을 위한 스티로폼을 저장, 감용 파이프부(200)로 공급하는 역할을 한다.

감용 파이프부(200)는 호퍼부(100)와 연결되고, 분쇄되어 투입된 스티로폼을 배출 경로를 따라 이동시키기 위한 내부에 감용 스크류(210)를 구비한다.

그리고, 폐열 스팀 제공부(300)는 감용 파이프부(200)의 외주면에 연결되며, 복수의 발전기(미도시)로부터 발생된 폐열 스팀을 감용 파이프부(200)로 공급, 호퍼부(100)에서 투입되어 감용 파이프부(200)의 내부에 형성된 배출 경로를 따라 이동하는 스티로폼으로 제공한다.

즉, 폐열 스팀 제공부(300)는 스티로폼의 재활용을 위한 설비들 중 열처리 등과 같은 복수개의 공정에서 발생되는 폐열, 다시 말해 에너지의 생산 혹은 소비 과정에서 사용되지 못하고 버려지는 열을 감용 파이프부(200)로 공급하여 분쇄되어 이동하는 스티로폼을 용융시켜 밀도가 높은 상태, 더 구체적으로는 감용된 상태로 배출 경로를 따라 스티로폼이 배출되게 한다.

이를 위해, 폐열 스팀 제공부(300)는 제1스팀 제공부(310), 제2스팀 제공부(320) 및 제3스팀 제공부(330)를 구비한다.

제1스팀 제공부(310)는 폐열 스팀이 공급되기 위한 투입구(312)가 구비되며, 감용 파이프부(200) 외주면을 감싸도록 결합되어 투입구(312)를 통해 제공된 폐열 스팀이 감용 파이프(200)의 외주면을 따라 이동하도록 형성된다.

또한, 제2스팀 제공부(320)는 제1스팀 제공부(310)와 제1연결관(P1)을 통해 연결되며, 제1스팀 제공부(310)와 소정 간격 만큼 이격 배치되어 스티로폼이 배출되는 배출 경로의 입구와 인접하게 배치된다.

제2스팀 제공부(320)는 제1스팀 제공부(310)와 동일한 형상으로 이루어지며, 제1연결관(P1)을 통해 내부로 제공된 제1스팀 제공부(310)의 폐열 스팀이 해당되는 위치에서 감용 파이프부(200)의 외주면을 따라 이동할 수 있도록 형성된다.

그리고, 제3스팀 제공부(330)는 제1스팀 제공부(310)를 기준으로 제2스팀 제공부(320)와 대향되게 배치되며, 스티로폼이 감용 파이프부(200)의 내부로 투입되어 감용 스크류(210)의 작동에 의해 제2스팀 제공부(320) 및 제1스팀 제공부(310)를 순차적으로 통과하며 배출되기 위한, 다시 말해 배출 경로의 출구와 인접하게 결합되며, 제1스팀 제공부(310)와 제2연결관(P2)을 통해 연결된다.

제3스팀 제공부(330)는 제1스팀 제공부(310) 및 제2스팀 제공부(320)와 동일 형상으로 형성되며, 제2연결관(P2)을 통해 내부로 제공된 제1스팀 제공부(310)의 폐열 스팀이 해당되는 위치에서 감용 파이프부(200)의 외주면을 따라 이동할 수 있도록 형성된다.

바람직하게는, 일반적으로 폐열로 분류되는 온도는 180 ℃ 이하이므로, 투입구(312)를 통해 제1스팀 제공부(310)로 제공되는 폐열 스팀의 온도는 180 ℃ 이고, 제1연결관(P1)을 통해 제1스팀 제공부(310)에서 제2스팀 제공부(320)로 제공되는 폐열 스팀의 온도는 160 ℃ 내지 170 ℃ 로 설정되며, 제2연결관(P2)을 통해 제1스팀 제공부(310)에서 제3스팀 제공부(330)로 제공되는 폐열 스팀의 온도는 140 ℃ 내지 150 ℃ 로 설정된다.

이는, 만일 제2스팀 제공부(320) 온도가 제1스팀 제공부(310)와 동일하거나, 더 높게 되면, 배출 경로의 입구부터 고온의 열이 스티로폼으로 가해지기 때문에, 스티로폼이 소각되거나, 그을음 등이 발생될 수 있으므로, 제2스팀 제공부(320)의 온도가 제1스팀 제공부(320)의 온도보다 낮은 온도가 되도록 설정함으로써, 상기와 같은 문제를 미연에 방지하기 위함이며, 바람직하게는 감용화를 위한 스티로폼의 예열이 이루어지도록 제2스팀 제공부(320) 온도는 제1스팀 제공부(310) 보다 낮은 160 ℃ 내지 170 ℃ 로 설정된다.

그리고, 제3스팀 제공부(330)의 위치는 제2스팀 제공부(320) 및 제1스팀 제공부(310)를 순차적으로 통과하며 스티로폼에 대한 감용화가 이루어진 상태의 위치에 해당하기 때문에, 감용화되어 배출되는 스티로폼에 대한 배출이 용이하게 이루어질 수 있도록, 더 구체적으로는 감용화된 스티로폼이 소정의 열에 의해 가늘고 긴 형태로 가공되어 용이하게 배출될 수 있도록 제1스팀 제공부(310) 및 제2스팀 제공부(320) 보다 낮은 140 ℃ 내지 150 ℃ 로 설정되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 제2스팀 제공부(320)와 제3스팀 제공부(330)가 각각 160 ℃ 내지 170 ℃, 140 ℃ 내지 150 ℃ 로 설정된 온도를 유지, 더 자세하게는 제1연결관(P1) 및 제2연결관(P2)을 통해 전달되는 제1스팀 제공부(310)의 폐열에 의해 제2스팀 제공부(320)와 제3스팀 제공부(330)가 상기와 같은 온도로 일정하게 유지되도록 본 실시예에서는 보조 히터부(400)를 구비한다.

다시 말해, 보조 히터부(400)는 폐열 스팀 제공부(300)와 이웃하게 배치, 더 구체적으로는 제1연결관(P1) 및 제2연결관(P2)의 위치와 대응되는 위치에서 감용 파이프부(200)의 외주면을 감싸도록 설치되며, 투입구(312)를 통해 제공된 폐열 스팀이 전술된 바와 같은 기 설정된 온도로 각각 제2스팀 제공부(320) 및 제3스팀 제공부(330)로 공급되도록 추가의 열을 제공하는 역할을 한다.

이러한 보조 히터부(400)는 제1연결관(P1) 및 제2연결관(P2)에 각각 설치된, 즉 한 쌍으로 구비되어 있으나, 감용 파이프부(200)의 길이가 길어짐에 따라 더욱 많은 스팀 제공부가 설치되는 경우, 그에 대응하며 각각의 연결관에 설치되어 더욱 많은 개수로 구비될 수 있다.

제어부(500)는 보조 히터부(400)와 연결되며, 폐열 스팀의 온도 변화에 따라 선택적으로 보조 히터부(400)가 동작되도록 제어한다.

즉, 제어부(500)는 제1연결관(P1)을 통해 제1스팀 제공부(310)에서 제2스팀 제공부(320)로 제공되는 폐열 스팀의 제1온도가, 제2연결관(P2)을 통해 제1스팀 제공부(310)에서 제3스팀 제공부(330)로 제공되는 폐열 스팀의 제2온도 보다 높아지는 상태가 유지되도록 보조 히터부(400)를 개별적으로 제어한다.

다시 말해, 제어부(500)는 제1 내지 제3스팀 제공부(310, 320, 330)에 설치된 온도 측정장치(미도시)로부터 각각의 온도 정보를 제공받는데, 이때 도 2에 도시된 바와 같이 열 교환에 의해 제2스팀 제공부(320) 또는 제3스팀 제공부(330) 온도가 설정된 온도(160 ℃ 내지 170 ℃, 또는 140 ℃ 내지 150 ℃) 보다 낮아지게 되면, 보조 히터부(400)를 가동시켜 제1연결관(P1) 또는 제2연결관(P2)으로 추가의 열을 제공, 이동하는 폐열 스팀에 대한 가열이 이루어지도록 함으로써, 제2스팀 제공부(320) 및 제3스팀 제공부(330)가 온도가 설정된 온도로 유지되게 제어할 수 있다.

그에 따라, 본 실시예에서는 재활용을 위하여 종래와 같이 별도의 전력을 발생시켜 전기로 스티로폼을 가열하는 것이 아니라, 폐열이 공급되어 발생된 폐열 스팀으로 스티로폼을 가열하기 때문에, 재활용에 필요한 자원을 절약할 수 있으며, 보조 히터부(400)를 통해 항상 미리 설정된 온도로 배출 경로를 따라 이동하는 분쇄된 스티로폼을 일정한 온도로 용융시킬 수 있어, 스티로폼에 대한 효과적인 감용화가 이루어지게 할 수 있다.

또한, 종래에는 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 히터(10) 등과 같은 전기로 스티로폼으로 전달되는 열을 발생시키기 때문에, 초기 작동 시 전기 가동에 소모되는 시간으로 인해 약 40 내지 60 분의 시간이 소요되는 반면에, 본 실시예에서는 이미 발전 과정에서 만들어진 폐열을 이용하여 스티로폼으로 전달되는 열을 발생시키기 때문에, 종래보다 짧은 약 10 내지 20 분의 시간 소요되어 감용화에 소요되는 시간을 절약할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 응축수 배출부(600)를 더 포함하며, 이러한 응축수 배출부(600)는 배출 경로에 복수개로 설치되며, 폐열 스팀이 제공됨에 따라 감용 파이프부(200) 내부에서 발생된 응축수가 배출되도록 형성된다.

이러한 응축수 배출부(600)는 감용 파이프부(200)의 하부에 마련된 복수개의 드레인 파이프(220)를 연결하고, 배출 경로를 따라 이동하는 스티로폼에서 발생된 용융 가스 및 스티로폼에 포함된 수증기가 감용 파이프부(200) 외부로 배출되도록 함으로써, 용융된 스티로폼의 밀도를 더욱 높일 수 있다.

상기와 같이 용융되어 배출 경로의 단부에서 배출되는 스티로폼은 상온에서 응고되어 단단한 인코트로 상태로 형성됨으로써, 재활용을 위한 스티로폼의 부피를 현저하게 감용하여 줄 수 있으며, 또한 이렇게 형성된 인고트는 액자 프레임 등을 제작하는 폐 스티로폼 재생원료가 될 수 있다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

100 : 호퍼부 200 : 감용 파이프부
210 : 감용 스크류 220 : 드레인 파이프
300 : 폐열 스팀 제공부 310 : 제1스팀 제공부
312 : 투입구 320 : 제2스팀 제공부
330 : 제3스팀 제공부 400 : 보조 히터부
500 : 제어부 600 : 응축수 배출부
P1 : 제1연결관 P2 : 제2연결관

Claims

재활용을 위한 스티로폼을 분쇄하여 저장하는 호퍼부;
상기 호퍼부와 연결되고, 분쇄되어 투입된 스티로폼을 배출 경로를 따라 이동시키기 위하여 내부에 감용 스크류를 구비하는 감용 파이프부;
상기 감용 파이브부의 외주면에 연결되며, 복수의 발전기로부터 발생된 폐열 스팀을 상기 감용 파이프부로 공급, 상기 배출 경로를 따라 이동하는 스티로폼으로 제공하는 폐열 스팀 제공부;
상기 폐열 스팀 제공부와 접하게 배치되며, 폐열 스팀이 기 설정된 온도로 공급되도록 상기 감용 파이프부로 추가의 열을 제공하는 보조 히터부; 및
상기 보조 히터부와 연결되며, 폐열 스팀의 온도 변화에 따라 선택적으로 상기 보조 히터부가 동작되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 폐열 스팀 제공부는,
폐열 스팀이 공급되기 위한 투입구가 구비되는 제1스팀 제공부;
상기 제1스팀 제공부와 제1연결관을 통해 연결되며, 상기 제1스팀 제공부와 이격 배치되어 상기 배출 경로의 입구와 인접하도록 배치되는 제2스팀 제공부; 및
상기 제1스팀 제공부와 제2연결관을 통해 연결되며, 상기 제1스팀 제공부와 이격 배치되어 상기 배출 경로의 출구와 인접하도록 배치되는 제3스팀 제공부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 보조 히터부는,
상기 제1연결관 및 상기 제2연결관과 인접하게 상기 감용 파이프부 외주면을 따라 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1연결관을 통해 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제2스팀 제공부로 제공되는 폐열 스팀의 제1온도가, 상기 제2연결관을 통해 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제3스팀 제공부로 제공되는 폐열 스팀의 제2온도 보다 낮아지도록 상기 보조 히터부를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1온도는,
160 ℃ 내지 170 ℃ 로 설정되어 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제2스팀 제공부로 제공되며,
상기 제2온도는, 140 ℃ 내지 150 ℃ 로 설정되어 상기 제1스팀 제공부에서 상기 제3스팀 제공부로 제공되는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배출 경로에 설치되며, 폐열 스팀이 제공됨에 따라 상기 감용 파이프부 내부에서 발생된 응축수가 배출되도록 형성되는 응축수 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티로폼 감용화 장치.