KR102687562B1

KR102687562B1 - 해양 플라스틱 쓰레기 4축 파쇄장치

Info

Publication number: KR102687562B1
Application number: KR1020230165079A
Authority: KR
Inventors: 이문수
Original assignee: (주)에이스티어
Priority date: 2023-11-24
Filing date: 2023-11-24
Publication date: 2024-07-24
Anticipated expiration: 2043-11-24

Abstract

본 발명은, 다양한 분쇄 작업 조건에서 각 축의 출력 토크를 독립적으로 조절하는 데 효과적이며, 동시에 유압 시스템으로 인한 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치는, 프레임 내부의 하부 중앙에 위치하고, 두 개의 칼날이 교차하도록 배치되는 주동 칼날; 및 상기 프레임 내부의 상부 양측에 위치하고, 두 개의 칼날이 각각 상기 주동 칼날의 외측 상부에 배치되고, 각각의 칼날이 상기 주동 칼날의 칼날과 교차하도록 배치되는 보조 칼날;을 구비하고, 상기 주동 칼날의 양끝과 상기 보조 칼날의 양끝은 상기 프레임의 두 측면에 회전 연결되어 두 개의 주동 칼날과 두 개의 보조 칼날이 상기 프레임 내에서 평행하게 회전 연결되며, 상기 프레임에는 4개의 구동 모터가 장착되며, 각각의 상기 주동 칼날의 중심축 한쪽 끝과 각각의 상기 보조 칼날의 중심축 한쪽 끝이 상기 프레임의 외부로 나와 있으며, 상기 4개의 중심축의 돌출 부분은 각각 감속기를 통해 4개의 구동 모터와 일대일로 연결될 수 있다.

Description

해양 플라스틱 쓰레기 4축 파쇄장치 {4 shaft Shredder for marine plastic waste}

본 발명은 해양 플라스틱 쓰레기 4축 파쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐그물 또는 폐로프 등의 해양 플라스틱 쓰레기를 효과적으로 절단 및/또는 파쇄할 수 있는 해양 플라스틱 쓰레기 4축 파쇄장치에 관한 것이다.

해양쓰레기 중에는 폐그물 또는 폐로프 등의 해양 플라스틱 쓰레기가 많은 부분을 차지하고 있다. 이러한 해양 플라스틱 쓰레기의 처리는 소각, 매립, 또는 재활용 등의 방법을 통하여 이루어질 수 있다.

폐그물 또는 폐로프는 염도가 높아 일반 폐기물 처리장에 반입할 수 없다. 따라서 소각은 별도의 소각 시설을 이용하여 처리해야 한다. 소각 과정에서 발생하는 유해물질을 제거하기 위해 탈염 처리, 집진, 여과 등의 공정이 필요하다.

소각이 어려운 경우 매립 처리할 수 있다. 하지만 염도가 높아서 매립지 내에서 부패가 잘되지 않고, 염해를 유발할 수 있다. 따라서 매립 전에 염분을 제거하는 등의 처리가 필요하다.

폐그물 또는 폐로프는 재활용이 가능하다. 폐기물에 부착된 이물질을 제거하고, 세척 및 절단 등의 과정을 거쳐 재활용 원료로 사용될 수 있다. 재활용 원료로 사용되는 분야로는 콘크리트 보강재, 도로 포장재, 방음벽, 인테리어 소재 등이 있다.

폐그물과 폐로프와 같은 해양 플라스틱 쓰레기는 크기가 크고, 강도가 높아 작업 효율성이 떨어질 수 있다. 따라서, 폐그물 또는 폐로프 등의 해양 플라스틱 쓰레기의 소각 및/또는 재활용 등을 위해서는, 적절한 장비와 기술을 사용하여 처리하기 적당한 크기로 절단 및/또는 파쇄 처리하여 작업 효율성을 향상시키는 것이 필요하다.

고체 폐기물 재활용 분야에서 현재 가장 흔한 것은 이축 파쇄기, 즉 두 개의 절단 주축을 사용하는 것이다. 크고 빈 공간이 있는 재료를 한 번에 절단하여 부피를 줄이는 것에 더 적합하도록 4개의 절단 주축을 갖는 4축 파쇄기가 파생되었다. 종래기술의 4축 파쇄기는 주로 세 가지 드라이브 방식이 사용되고 있다.

첫째 방식은 두 대의 전동기가 구동하는 톱니바퀴 전달 구조를 갖는 4축 파쇄기 구조를 갖는다. 이 방식에서는 두 전동기가 톱니바퀴 전달을 통해 동력을 분배한다. 이 경우, 이미 제한된 동력에서 네 개의 절단 주축의 출력 토크를 자유롭게 효과적으로 변경할 수 없어, 다양한 성질의 재료를 분쇄하는 데 적합하지 않으며, 고속축의 과부하로 인해 고착되어 분쇄 효율과 장비 안정성을 떨어뜨릴 수 있다.

둘째 방식은 네 대의 이단 평행축 행성 기어 감속기가 구동하는 4축 파쇄기 구조를 갖는다. 이 방식은 이단 평행축 행성 기어 감속기의 구조적 강도 한계로 인해 더 높은 출력 토크를 낼 수 없어 장비의 분쇄 능력에 제한을 줄 수 있다.

마지막은 두 대의 직교축 이단 행성 기어 감속기와 두 대의 유압 모터가 구동하는 네 축 파쇄기 구조를 갖는다. 유압 모터 구동은 더 큰 절단 토크를 제공할 수 있지만, 비용이 많이 들고 유압 시스템의 유지보수 기술 요구가 높아 모든 유형의 고체 폐기물 재활용 기업에 적합하지 않다. 추가적인 두 대의 이단 직교축 감속기는 수직 구조로 설치되어 네 축 기계의 투입 호퍼의 용량을 제한하고 원료의 투입 효율을 높이며, 간접적으로 장비의 생산 능력에 영향을 줄 수 있다.

한국 등록 특허 제10-0376302호 한국 공개 특허 제10-2021-0108131호

본 발명의 목적은, 다양한 분쇄 작업 조건에서 각 축의 출력 토크를 독립적으로 조절하는 데 효과적이며, 동시에 유압 시스템으로 인한 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치는, 프레임 내부의 하부 중앙에 위치하고, 두 개의 칼날이 교차하도록 배치되는 주동 칼날; 및 상기 프레임 내부의 상부 양측에 위치하고, 두 개의 칼날이 각각 상기 주동 칼날의 외측 상부에 배치되고, 각각의 칼날이 상기 주동 칼날의 칼날과 교차하도록 배치되는 보조 칼날;을 구비하고, 상기 주동 칼날의 양끝과 상기 보조 칼날의 양끝은 상기 프레임의 두 측면에 회전 연결되어 두 개의 주동 칼날과 두 개의 보조 칼날이 상기 프레임 내에서 평행하게 회전 연결되며, 상기 프레임에는 4개의 구동 모터가 장착되며, 각각의 상기 주동 칼날의 중심축 한쪽 끝과 각각의 상기 보조 칼날의 중심축 한쪽 끝이 상기 프레임의 외부로 나와 있으며, 상기 4개의 중심축의 돌출 부분은 각각 감속기를 통해 4개의 구동 모터와 일대일로 연결될 수 있다.

상기 감속기가 직교축 이단 행성 기어 감속기가 될 수 있다.

두 개의 가변 주파수 구동 모터가 상기 프레임의 한쪽 끝에 위치되고, 나머지 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 상기 프레임의 다른 한쪽 끝에 위치될 수 있다.

상기 프레임의 같은 끝에 위치한 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 직교축 이단 행성 기어 감속기를 통해 서로 마주보며 바깥쪽으로 배치될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, 다양한 분쇄 작업 조건에서 각 축의 출력 토크를 독립적으로 조절하는 데 효과적이며, 동시에 유압 시스템으로 인한 비용을 효과적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치를 포함하는 해양 쓰레기 처리 시스템의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 마그네팀 선별기와 파쇄기를 보여주는 사시도이다
도 3은 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 제2 이송부와 선별기를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 직경이 변동되는 것을 보여주는 개념도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템의 종동휠의 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 가동휠의 직경이 변동하는 것을 보여주는 개념도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 텐션 조절 장치가 구비된 것을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 가동휠이 다수 개 구비된 것을 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템에서 컨베이어 벨트의 양측단 높이를 조절하는 것을 보여주는 개략도이다.
도 12는 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 14는 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치에서 일 측면에서 바라본 측면도이다.
도 15는 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치에서 A-A 단면을 보여주는 단면도이다.
도 16은 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치의 입체도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 쓰레기 처리 시스템(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 마그네틱 선별기(100)와 파쇄기(200) 그리고 크기 선별기(300)를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이 해양 쓰레기는 금속 재질의 쓰레기와 플라스틱, 목재 등과 같이 파쇄 가능한 재질의 쓰레기 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면 상술된 다양한 종류의 해양 쓰레기를 일시에 선별 및 파쇄할 수 있어 처리 비용과 시간을 절감할 수 있다.

이를 위해 상기 마그네틱 선별기(100)에 의해 최초 투입되는 해양 쓰레기에서 금속을 선별한다. 널리 알려진 바와 같이 금속은 자력에 의해 마그네틱에 부착된다. 본 발명은 이러한 특성을 이용한 것으로서 상술된 마그네틱 선별기(100)가 자력에 의해 해양 쓰레기로 부터 금속을 분리시킨다. 상술된 마그네틱 선별기(100)에 의해 금속이 제거된 쓰레기는 파쇄기(200)에 파쇄된 후 크기 선별기(300)를 통해 크기별로 선별된다. 이러한 본 발명에 의해 다양한 종류의 해양 쓰레기를 일시에 선별 및 파쇄할 수 있어 처리 비용과 시간을 절감할 수 있다.

이때, 상기 마그네틱 선별기(100)에는 제1이송부(500)가 배치된다. 제1이송부(500)에는 최초 수집된 해양 쓰레기가 투입된다. 이러한 제1이송부(500) 상에 마그네틱 선별기(100)가 배치된다. 즉, 마그네틱 선별기(100)의 하측에서 해양 쓰레기가 이송되므로 상술된 바와 같이 금속은 상기 마그네틱 선별기(100)에 의해 상승되어 기존 쓰레기에서 분리된다.

이때, 상기 제1이송부(500)에 투입되기 전에 유압 절단기(400)에 의해 최초 쓰레기를 적당한 크기로 절단한 후 상기 제1이송부(500)에 투입하는 것도 가능하다.

상기 마그네틱 선별기(100)에서 금속을 분리한 후 남은 쓰레기는 파쇄기(200)에 투입된다. 이러한 파쇄기(200)에서 쓰레기는 미세한 크기로 분쇄된다.

상기 분쇄된 쓰레기는 제2이송부(600)에 의해 크기 선별기(300)로 이송될 수 있다. 즉, 상기 파쇄기(200)와 크기 선별기(300) 사이에는 제2이송부(600)가 구비되어 파쇄된 해양 쓰레기를 선별기(300)측으로 이송하게 된다.

상기 크기 선별기(300)는 소정의 크기를 가지는 타공망을 포함하고 있으며 이러한 타공망을 통해 쓰레기를 선별한다. 예를 들어 고철이나 비철 등을 선별할 수 있고 이때 상기 고철이나 비철로부터 흙이나 모래를 분리하여 선별할 수 있다.

이상 설명한 본 발명에 의해 다양한 소재의 해양 쓰레기를 금속이나 비철 등을 분리하고 흙, 모래 등을 하나의 통합된 시스템으로 따로 따로 선별할 수 있어 보다 효율적인 쓰레기 처리가 가능하다.

상기 제1이송부(500) 또는 제2이송부(600)는 가변형 컨베이어(700)를 포함할 수 있다. 이러한 가변형 컨베이어(700)는 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구비되어 컨베이어 벨트(CB)를 이송할 수 있다. 이때, 도면상 좌측의 가변형 컨베이어(700-1)는 기본 상태이고, 도면상 우측의 가변형 컨베이어(700-2)는 직경이 증가한 상태이다. 상술된 바와 같이 본 발명의 가변형 컨베이어(700)는 직경을 조절할 수 있다. 예를 들어 상기 파쇄기(200, 도 1참조)에서 분쇄된 쓰레기가 제1이송부(500)에 낙하할 때 가변형 컨베이어(700)의 직경을 조절하여 낙하 거리를 조절할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 일 측의 가변형 컨베이어의 직경을 조절하여 컨베이어 벨트의 경사 각도(Θ)를 조절하여 다양한 현장 요구에 대응할 수 있다.

도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 가변형 컨베이어(700)는 종동휠(1000)과 구동휠(2000)을 포함한다. 상기 종동휠(1000)에는 컨베이어 벨크(CB)가 권취되고 이송된다. 이러한 종동휠(1000)은 구동휠(2000)에 의해 직경이 조절된다. 상기 구동휠(2000)은 구동 액츄에이터(M)에 의해 구동된다. 한편, 상기 컨베이어 벨트(CB)는 종동휠(1000)에 권취되어 이송되며, 이러한 종동휠(1000)은 샤프트(SH)에 의해 회전된다.

상기 샤프트(SH)를 개념적으로 도시하였으며 상기 샤프트(SH)는 널리 알려진 전동 모터(도시되지 않음)에 의해 회전될 수 있다. 이러한 샤프트(SH) 및 전동 모터의 구성은 널리 알려져 있는 관계로 자세한 도시와 설명은 생략한다.(도 8 내지 도 10참조)

또한, 상기 구동휠(2000)을 구동하는 구동 액츄에이터(M) 역시 널리 알려진 전동 모터를 이용할 수 있으며 이러한 구성 역시 널리 알려진 관계로 자세한 설명과 도시는 생략한다.

상기 종동휠(1000)은 직경이 증가 또는 감소하면서 컨베이어 벨트(CB)를 이송한다. 이를 위해 상기 종동휠(1000)은 원판 형상의 베이스(1100)와, 상기 베이스(1100)에 원주 방향으로 다수 개 설치되고 반경 방향으로 전후진 하게 구비되는 가동휠(1200)과 상기 가동휠(1200) 일 측에 구비되어 상기 가동휠(1200)을 구동하는 휠구동부(1300)를 포함한다.

상기 가동휠(1200)은 도시된 바와 같이 원주 방향으로 다수 개 배치되어 있어 전체적으로 원형 형상을 가진다. 이러한 가동휠(1200) 주위에 컨베이어 벨트(CB)가 구비된다. 또한, 상기 가동휠(1200)은 반경 방향으로 전후진되므로 이러한 전후진 운동에 따라 가동휠(1200)이 형성하는 반경이 가변된다. 즉, 가동휠(1200)이 반경 방향 외측으로 전진하면 직경은 증가하고(도 7(b) 참조), 반대로 가동휠(1200)이 반경 방향 내측으로 후진하면 직경은 감소한다.(도 7(a) 참조)

이러한 가동휠(1200)은 휠구동부(1300)에 의해 구동되고, 상기 휠 구동부(1300)는 상기 구동휠(2000)와 치차 결합하여 구동된다. 즉, 상기 구동휠(2000)와 휠구동부(1300) 모두 치형을 구비하여 상호 치차 결합될 수 있으며 이러한 구성에 의해 최종족으로 가동휠(1200)이 구동될 수 있으며 이에 대해서는 따로이 설명한다.

상기 종동휠(1000)의 베이스(1100)는 베이스 본체(1110)를 포함한다. 상기 베이스 본체(1100)는 원판 형상을 가지고 중앙에 중앙 개방부(1140)가 형성된다. 이러한 중앙 개방부(1140)에 샤프트가 삽입되며 이에 대해서는 따로이 설명한다. 한편, 상기 베이스 본체(1110)의 두께 부분에는 이동 경로(1120)가 형성된다. 상기 이동 경로(1120)는 빈 공간으로 형성되고 상기 베이스 본체(1110)의 원주 방향으로 다수 개 형성된다. 이러한 이동 경로(1120)는 개방 슬롯(1130)을 통해 노출된다. 즉, 상기 개방 슬롯(1130)은 상기 베이스 본체(1110) 표면에 형성되는 것으로서 특정 폭을 가지고 개방되어 상기 이동 경로(1120)가 외부로 노출된다.

상기 가동휠(1200)은 특정 원주 길이를 가지는 원호 형상의 아크부(1210)와, 바아 형상을 가지며 상기 이동 경로(1120)에 삽입되는 가동 바아(1220)와, 상기 가동 바아(1220)에서 돌출되고 상기 개방 슬롯(1130)을 통해 노출되는 연동 바아(1230)를 포함한다. 즉, 상기 휠구동부(1300)의 구동에 의해 연동 바아(1230)가 베이스 본체(1110)의 반경 방향으로 전후진하고, 이에 연동되어 가동 바아(1220)가 이동 경로(1120)를 통해 전후진한다.

상기 가동휠(1200)은 원주 방향으로 다수 개 배치되어 있어 전체적으로 원형 형상을 가지는 관계로 상기 아크부(1210)는 인접하는 아크부(1210)와 더불어 전체적으로 원형 형상을 이룬다. 이러한 아크부(1210)가 베이스(1100)의 외측 방향으로 전진하면 가동휠(1200)의 직경이 증가하게 되고(도 7b참조), 반대로 아크부(1210)가 베이스(1100)의 중심 방향으로 후진하면 가동휠(1200)의 직경은 감소하게 된다.(도 7a 참조)

상기 가동휠(1200)은 휠구동부(1300)에 의해 구동된다. 이를 위해 상기 휠구동부(1300)는 원편 형상을 가지며 주변에 치형부(1320)가 형성되는 휠구동부 본체(1310)와, 상기 휠구동부 본체(1310)에 원주 방향으로 다수 개 형성되고 특정 곡률을 가지는 아크 형상을 가지는 나선홈(1330)을 포함한다. 이때, 상기 연동 바아(1230)는 상기 나선홈(1330)에 삽입된다. 따라서, 상기 휠구동부 본체(1310)의 회전에 따라 나선홈(1330)과의 접촉에 의해 상기 전후진 구동된다. 예를 들어 도 7(b)에 도시된 바와 같이 휠구동부 본체(1310)가 반시계 방향으로 회전하면 가동휠(1200)은 외측 방향으로 전진하고, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 휠구동부 본체(1310)가 시계 방향으로 회전하면 가동휠(1200)이 내측 방향으로 후진하게 된다.

한편, 상기 휠구동부(1300)는 구동휠(2000)에 의해 회전되어 가동휠(1200)을 구동한다. 다만, 컨베이버 벨트(CB)는 가동휠(1200)에 구비되어 있으므로 컨베이어 벨트(CB)를 이송하기 위해서는 베이스(1100)를 회전하여 상기 가동휠(1200)을 최종적으로 회전시켜야 한다. 이를 위해 상술된 바와 같이 베이스 본체(1110)에 중앙 개방부(1140)가 형성된다. 이러한 중앙 개방부(1140)에 샤프트(SH)가 삽입되며, 상기 샤프트(SH)이 회전에 의해 베이스 본체(1110)가 회전하고 이에 의해 가동휠(1200)이 회전하게 된다.

상기 샤프트(SH)가 삽입되기 위해 상기 휠구동부(1300)의 휠구동부 본체(1310) 중앙에는 중앙 개방부(1340)가 형성된다. 또한, 상기 가변휠(1200)의 아크부(1210)가 상호 접촉하도록 가동 바아(1220)가 후진한 상태에서 가동 바아(1220)의 끝단은 상기 휠구동부(1300)의 중앙 개방부(1340) 보다 크거나 같은 직경을 가지는 개방 공간(1240)을 가진다. 이때, 베이스(1100)의 중앙 개방부(1140)는 상기 휠구동부(1300)의 중앙 개방부(1340) 보다 크거나 같은 직경을 가지도록 형성된다. 이러한 중앙 개방부(1240,1140)와, 개방 공간(1240)을 통해 샤프트(SH)가 삽입되고 이에 의해 샤프트(SH)가 베이스(1100)를 회전시키게 된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상기 구동휠(2000)와 종동휠(1000)은 컨베이어 벨트(CB) 폭 방향으로 다수 개 설치될 수 있다. 즉, 폭이 상대적으로 넓은 컨베이어 벨트(CB)는 다수 개의 가동휠(1200)에 접촉될 수 있으며, 이러한 다수 개의 가동휠(1200)를 구동하는 각각의 구동휠(1300)에 구동휠(2000)이 개별적으로 구비되어 다수 개의 가동휠(1200)을 개별적으로 구동하여 직경을 가변할 수 있다. 이러한 구성에 의해 컨베이버 벨트(CB)의 직경을 다르게 할 수 있다. 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트(CB)의 폭 방향 양 측단에 배치되는 가동휠(1200)의 직경을 상대적으로 증가시켜 컨베이어 벨트(CB)의 양 측단 높이를 증가시킬 수 있다. 이러한 구성에 의해 컨베이어 벨트(CB)에 의해 이송되는 물체의 낙하를 방지할 수 있으며 이러한 본 발명에 의해 다양한 현장 요구에 대응할 수 있다.

한편, 상기 가동휠(1200)의 직경의 증감에 따라 컨베이어 벨트(CB)의 장력을 조절할 필요가 있다. 이를 위해 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같ㅇ 컨베이어 벨트(CB)의 일 측에는 텐션 조절 장치(TS)가 구비될 수 있다. 이러한 텐션 조절 장치(TS)는 롤러 형태를 가져 컨베이어 벨트(CB)를 가압할 수 있으며 이러한 텐션 조절 장치(TS)의 가압에 의해 컨베이어 벨트(CB)의 장력을 조절할 수 있다.

또한, 선택적으로 도 12에 도시된 바와 같이 상기 베이스(1100)의 베이스 본체(1110)에는 연동 개방부(1140)가 설치되고, 상기 연동 개방부(1140)를 통해 연결 바아(1240)가 돌출될 수 있다. 이때, 상기 연동 개방부(1140)는 베이스 본체(1110) 중 개방 슬롯(1130)이 형성되는 반대 측면에 특정 폭으로 개방된 형상을 가지도록 형성되고, 상기 연결 바아(1240)는 인접하는 연동 바아(1230)와 연결되도록 하는 것도 가능하다. 즉, 폭 방향으로 다수 개 구비되는 다수 개의 휠구동부(1300)가 동시에 구동되도록 상기 연동 바아(1230)를 연결 바아(1240)가 연결시키는 것이다. 이러한 연결 바아(1240)는 상술된 연동 개방부(1140)를 통해 관통되어 인접하는 연동 바아(1230)에 연결될 수 있다.

도 13에는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도가 도시되어 있다. 도 14에는 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치를 일 측면에서 바라본 측면도가 도시되어 있다. 도 15에는 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치에서 A-A 단면을 보여주는 단면도가 도시도되어 있다. 도 16에는 도 13의 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치의 입체도가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치는 도 2에 도시된 파쇄기(200)의 일 실시예로서 도 1의 해양 쓰레기 처리 시스템(10)의 일부로 포함될 수 있다. 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치는 폐그물 또는 폐로프 등의 해양 플라스틱 쓰레기를 효과적으로 절단 및/또는 파쇄할 수 있다.

폐그물과 폐로프와 같은 해양 플라스틱 쓰레기는 크기가 크고, 강도가 높아 작업 효율성이 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플라스틱 쓰레기는 4축 파쇄장치를 이용하여 소각 및/또는 재활용 등의 공정에서 처리하기 적당한 크기로 절단 및/또는 파쇄 처리하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있다. 4축 파쇄장치는 특수한 절단축 구조로 1차 파쇄와 2차 파쇄가 동시에 가능해 작업 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치는 프레임(4) 내부의 하부 중앙에 위치하고, 두 개의 칼날이 교차하도록 배치되는 주동 칼날(2); 및 상기 프레임(4) 내부의 상부 양측에 위치하고, 두 개의 칼날이 각각 주동 칼날의 외측 상부에 배치되고, 각각의 칼날이 주동 칼날의 칼날과 교차하도록 배치되는 보조 칼날(3)을 포함할 수 있다.

주동 칼날(2)의 양끝과 보조 칼날(3)의 양끝은 프레임(4)의 두 측면에 회전 연결되어 두 개의 주동 칼날(2)과 두 개의 보조 칼날(3)이 프레임(4) 내에서 평행하게 회전 연결될 수 있다. 이때, 프레임(4)에는 각각 4개의 주동 칼날(2)과 보조 칼날(3)을 구동하는 4개의 구동 모터가 장착될 수 있다. 또한, 각각의 주동 칼날(2)의 중심축 한쪽 끝과 각각의 보조 칼날(3)의 중심축 한쪽 끝이 프레임(2)의 외부로 나와 있으며, 4개의 중심축의 돌출 부분은 각각 감속기를 통해 4개의 구동 모터와 일대일로 연결될 수 있다.

주동 칼날(2) 및 보조 칼날(3)은 "V" 나선형 배열의 커터 블레이드를 포함하여 이루어질 수 있다. 그에 따라, 균일한 파쇄력을 제공할 수 있다. 보조 칼날은 자동으로 주동 칼날을 청소할 수 있다. 양면 내마모성 측벽 라이너는 HARDOX 내마모성 강판으로 제작될 수 있다.

이때, 프레임(4)의 상부에 공급 호퍼가 배치되어 폐그물 및 폐로프 중 적어도 어느 하나를 포함하는 해양 플라스틱 쓰레기를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 공급 호퍼로는 가변형 컨베이어(700)를 포함하는 이송부에 의하여 폐그물 또는 폐로프 등의 해양 플라스틱 쓰레기가 공급될 수 있다.

또한, 감속기는 직교축 이단 행성 기어 감속기가 될 수 있다.

이때, 구동 모터는 각각 가변 주파수 구동 모터가 될 수 있다. 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 프레임(4)의 한쪽 끝에 위치되도록 배치되고, 나머지 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 프레임(4)의 다른 한쪽 끝에 위치되도록 배치될 수 있다.

프레임(4)의 같은 끝에 위치한 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 직교축 이단 행성 기어 감속기를 통해 서로 마주보며 바깥쪽으로 배치될 수 있다.

도 13에 나타난 바와 같이, 본 실시 예는 4축 파쇄기를 제공하며, 이는 베이스(1), 주동 칼날(2), 보조 칼날(3)을 포함할 수 있다. 주동 칼날(2)과 보조 칼날(3)은 각각 두 개씩 있으며, 각 주동 칼날(2)의 양끝과 각 보조 칼날(3)의 양끝은 베이스(1)의 프레임(4) 양측면에 회전 연결되어 두 개의 주동 칼날(2)과 두 개의 보조 칼날(3)이 프레임(4) 내에서 평행하게 회전 연결될 수 있다. 주동 칼날(2)과 보조 칼날(3)의 구체적 분포는 다음과 같다.

도 14와 도 15에 나타난 바와 같이, 각 중심축의 양끝은 프레임(4)의 측벽에 베어링을 통해 회전 연결되며, 두 개의 주동 칼날(2)은 모두 프레임(4) 하부 중앙에 위치하고, 두 개의 보조 칼날(3)은 각각 프레임(4)의 상부 양측에 위치된다. 두 개의 주동 칼날(2)의 칼날은 교차 배치되며, 각각의 주동 칼날(2)의 칼날과 인접한 보조 칼날(3)의 칼날도 교차 배치된다.

도 13과 도 16에 나타난 바와 같이, 베이스(1)에는 네 개의 가변 주파수 구동 모터(5)가 설치되어 있다. 각각의 주동 칼날(2)의 중심축 한쪽 끝과 각각의 보조 칼날(3)의 중심축 한쪽 끝이 프레임(4)에서 각각 뻗어 나와 있다. 이 네 개의 중심축의 뻗은 부분은 각각 감속기를 통해 네 개의 가변 주파수 구동 모터(5)와 일대일로 연결된다. 각각의 감속기는 설치대(9)를 통해 베이스(1)에 고정 연결된다. 감속기는 직교축 이단 행성 기어 감속기(6)가 될 수 있다.

두 개의 가변 주파수 구동 모터(5)는 프레임(4)의 한쪽 끝에 위치되고, 나머지 두 개는 프레임(4)의 다른 한쪽 끝에 위치될 수 있다. 프레임(4)의 같은 끝에 배치된 두 개의 가변 주파수 구동 모터(5)는 직교축 이단 행성 기어 감속기(6)를 통해 서로 마주보며 바깥쪽으로 배치될 수 있다. 네 가변 주파수 구동 모터(5)의 크기가 크며, 특히 주동 칼날(2)의 고출력 가변 주파수 구동 모터(5)가 될 수 있다. 같은 끝에 위치한 두 개의 가변 주파수 구동 모터(5)는 크기가 서로 다르며, 서로 마주보며 배치되어 베이스(1)의 공간을 합리적으로 활용할 수 있다. 네 개의 가변 주파수 구동 모터(5)는 가능한 한 분산되어 있으며, 서로의 방열을 보완할 수 있다.

본 실시 예에서, 프레임(4)의 비스듬한 상부에 위치된 두 개의 보조 칼날(3)은 상대적으로 작은 규격의 감속기와 낮은 출력의 가변 주파수 구동 모터(5)에 의해 구동될 수 있다. 반면 중간에 위치된 두 개의 주동 칼날(2)은 보조 칼날(3) 보다 큰 규격의 감속기와 높은 출력의 가변 주파수 구동 모터(5)에 의해 구동될 수 있다. 보조 칼날(3)은 분쇄 작업 동안 물품 공급과 보조 절단 작업을 담당하며, 물품을 주동 칼날(2)의 절단 공간으로 이끌고, 이미 주동 칼날(2)에 의해 처리된 물품을 이차 절단하거나 다시 주동 칼날(2)의 절단 공간으로 이끌 수 있다.

본 실시 예에서 네 대의 가변 주파수 구동 모터(5)는 각각 감속기를 통해 네 개의 중심축을 구동할 수 있다. 즉, 각각의 중심축은 하나의 가변 주파수 구동 모터(5)에 의해 독립적으로 구동되며, 다양한 분쇄 조건에서 각 축의 출력 토크를 독립적으로 조절할 수 있다. 이는 처리되는 물품의 쉽게 분쇄될 수 있는 정도와 생산 요구에 따라 가변 주파수 구동 모터(5)를 통해 출력 토크와 속도를 언제든지 독립적으로 조정할 수 있으며, 다른 중심축에 부정적인 영향을 주지 않도록 한다. 만약 네 대의 가변 주파수 구동 모터(5) 또는 감속기 중 하나에 문제가 발생하더라도, 전체 장비는 여전히 작동을 유지하여 생산을 계속할 수 있어 장비의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 유압 시스템으로 인한 고비용을 피할 수 있다.

본 실시 예에서 각각의 보조 칼날(3)의 중심축 다른 한쪽 끝과 각각의 주동 칼날(2)의 중심축 다른 한쪽 끝에는 모두 덮개(7)가 설치될 수 있다. 덮개(7)는 이물질이 베어링에 들어가는 것을 방지하여 베어링의 수명과 정상적인 회전에 영향을 미치지 않게 할 수 있다. 베이스(1)에는 여러 개의 아래쪽을 향한 롤러(8)가 설치될 수 있다. 베이스(1)의 양측에 각각 네 개의 롤러(8)가 설치되어 있어, 베이스(1)를 이동 가능한 구조로 만들 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 마그네틱 선별기 200 : 파쇄기
300 : 선별기 400 : 유압 절단기
500 : 제1이송부 600 : 제2이송부
1: 베이스 2: 주동 칼날
3: 보조 칼날 4: 프레임

Claims

프레임 내부의 하부 중앙에 위치하고, 두 개의 칼날이 교차하도록 배치되는 주동 칼날; 및
상기 프레임 내부의 상부 양측에 위치하고, 두 개의 칼날이 각각 상기 주동 칼날의 외측 상부에 배치되고, 각각의 칼날이 상기 주동 칼날의 칼날과 교차하도록 배치되는 보조 칼날;을 구비하고,
상기 주동 칼날의 양끝과 상기 보조 칼날의 양끝은 상기 프레임의 두 측면에 회전 연결되어 두 개의 주동 칼날과 두 개의 보조 칼날이 상기 프레임 내에서 평행하게 회전 연결되며,
상기 프레임에는 4개의 구동 모터가 장착되며,
각각의 상기 주동 칼날의 중심축 한쪽 끝과 각각의 상기 보조 칼날의 중심축 한쪽 끝이 상기 프레임의 외부로 나와 있으며, 상기 4개의 중심축의 돌출 부분은 각각 감속기를 통해 4개의 구동 모터와 일대일로 연결되며,
상기 프레임의 상부에 공급 호퍼가 배치되고,
상기 공급 호퍼로는 가변형 컨베이어(700)를 포함하는 이송부에 의하여 폐그물 또는 폐로프를 포함하는 해양 플라스틱 쓰레기가 공급되고,
상기 가변형 컨베이어(700)는 컨베이어 벨크(CB)가 권취되고 이송되는 종동휠(1000)과 상기 종동휠(1000)의 직경을 조절하는 구동휠(2000) 및 상기 구동휠(2000)을 구동하는 구동 액츄에이터(M)와, 상기 종동휠(1000)을 회전시켜 컨베이어 벨트(CB)를 이송하는 샤프트(SH)를 포함하고,
상기 종동휠(1000)은 원판 형상의 베이스(1100)와, 상기 베이스(1100)에 원주 방향으로 다수 개 설치되고 반경 방향으로 전후진 하게 구비되는 가동휠(1200)과 상기 가동휠(1200) 일 측에 구비되어 상기 가동휠(1200)을 구동하는 휠 구동부(1300)를 포함하고,
상기 가동휠(1200) 주위에는 컨베이어 벨트(CB)가 구비되고, 상기 가동휠(1200)은 전후진에 따라 상기 가동휠(1200)이 형성하는 반경이 가변되며,
상기 가동휠(1200)은 상기 구동휠(2000)와 치차 결합하여 구동되는 것을 특징으로 하는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치.
제1항에 있어서,
상기 감속기가 직교축 이단 행성 기어 감속기인 것을 특징으로 하는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치.
제2항에 있어서,
두 개의 가변 주파수 구동 모터가 상기 프레임의 한쪽 끝에 위치하고, 나머지 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 상기 프레임의 다른 한쪽 끝에 위치하는 것을 특징으로 하는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치.
제2항에 있어서,
상기 프레임의 같은 끝에 위치한 두 개의 가변 주파수 구동 모터가 직교축 이단 행성 기어 감속기를 통해 서로 마주보며 바깥쪽으로 배치되는 해양 플라스틱 쓰레기 파쇄장치.