KR100372870B1 - 아스팔트 기층용 폐 아스콘 재생방법 및 그 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트 기층용 폐 아스콘 재생방법 및 그 재생장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 폐 아스콘을 한 번에 대량으로 재생할 수 있음과 아울러 고품질의 재생 아스콘을 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위한 본 발명의 형태에 따르면,일정 크기로 파쇄된 폐아스콘이 투입되는 제 1호퍼(10)와, 상기 제 1호퍼(10)에 근접되게 설치되어 신골재가 투입되는 제 2호퍼(20)와, 상기 제 1, 2호퍼(10,20)로부터 이송되어 온 폐아스콘과 신골재가 함께 투입되며 구동(42) 및 종동치차(41)와 모터(43)에 의해 자전 가능하게 설치되고 내주면상에는 나사 또는 용접에 의해 결합되는 고정부(530)와 이 고정부(530)에 일체로 되고 소정 방향으로 구배진 경사부(531)로 이루어진 다수개의 안내날개(53)를 구비하여 폐아스콘과 신골재의 혼합물이 안내날개(53) 사이로 이송되도록 하는 드럼(50)과, 상기 드럼(50)에 수용된 폐아스콘과 신골재를 가열하는 가열수단(60)과, 상기 드럼(50)으로부터 배출되는 폐아스콘과 신골재로 이루어진 혼합물에 아스팔트유가 첨가되어 이를 혼합하여 주는 믹서(70)와, 상기 믹서(70)로부터 이송되는 재생이 완료된 아스팔트를 저장하고 저장된 아스팔트를 필요에 따라 배출 가능하도록 된 저장용 호퍼(80)로 구성된 폐아스콘 재생장치에 있어서,

상기 드럼(50)의 외주상에 설치되어 드럼(50)에서 발생되는 폐열을 회수할 수 있도록 반복된 굴곡형상으로 되면서 내부에 열매체가 수용된 파이프(91)와, 상기 열매체를 강제로 순환시키기 위한 펌프로 구성된 열교환기(90)와, 상기 열교환기(90)의 부면에 위치하면서 열교환기의 회수된 폐열에 의해 내장된 아스팔트유가 적정의 용융온도를 유지하고 있는 아스팔트유 저장통(100)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

아스팔트 기층용 폐 아스콘 재생방법 및 그 재생장치{REGENERATION METHOD AND REGENERATION DEVICE OF WASTE ASCON FOR ASPHALT BASE LAYER}

본 발명은 아스팔트 기층용 폐 아스콘 재생방법 및 그 재생장치에 관한 것이다.

최근 급격한 경제성장과 기간산업의 발달로 포장된 도로를 절단하고, 각종 지하 매설물 공사를 수시로 시행함에 따라 폐 아스콘의 발생량이 계속적으로 증가 추세에 있다. 하지만 이러한 폐 아스콘의 적절한 재활용 방안이 간구되지 못하여 단순 매립에 의해 처리되고 있었으므로 자원과 예산의 낭비는 물론, 일부에서는 불법매립 및 무단투기 등으로 인하여 환경오염원이 되기도 한다.

이에 따라 정부차원에서 폐 아스콘을 재활용 하기 위한 정책이 간구되고 있으며, 이에 대한 인식도 점차 고조되고 있는 실정에 있다.

이러한 폐 아스콘을 재활용 하기 위한 수단으로서 폐 아스콘 재생장치가 개발되었는데, 종래의 폐 아스콘 재생장치는 프레임과, 상기 프레임에 모터동력에 의해 자전 가능하게 설치되어 폐 아스콘이 수용되는 원통형의 드럼과, 상기 드럼 내에 수용된 폐 아스콘을 가열하기 위한 가열수단으로 크게 구성되어 있다.

따라서, 폐 아스콘을 재생할 때는 적정크기의 폐 아스콘을 드럼내부로 넣은 후, 드럼을 회전시켜가면서 가열수단에 의해 폐 아스콘을 일정시간동안 일정온도로 가열하므로써 아스팔트를 재생하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 폐 아스콘 재생장치는 드럼이 소용량이므로 한 번에 재생할 수 있는 아스팔트의 양이 제한되어 있기 때문에 대형 도로보수공사시에는 부적절한 문제점이 있다.

즉, 대형 도로보수공사시에는 폐 아스콘의 재생작업을 수 회에 걸쳐 반복적으로 진행해야 하기 때문에 재생시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 공사의 연속성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 재생용 첨가제(recycling agents)(골재, 아스팔트유)를 투입하는 장치가 별도로 마련되어 있지 않기 때문에 대개는 재생용 첨가제를 투입하지 않거나,투입 하더라도 폐 아스콘의 양에 비례하여 투입되어야 함을 감안할 때 첨가제의 정확한 투입량의 설정이 어려워 설정량보다 많이 또는 적게 투입되는 문제점이 있다. 이는 재생 아스콘의 질적저하를 가져오게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 폐 아스콘을 한 번에 대량으로 재생할 수 있음과 아울러 고품질의 재생 아스콘을 얻을 수 있도록 한 아스팔트 기층용 폐 아스콘 재생방법 및 그 재생장치를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기층용 폐 아스콘을 재생하기 위한 방법을 나타낸 플로우 챠트

도 2는 본 발명에 따른 기층용 폐 아스콘 재생장치의 구성도

도 3은 도 2를 A방향에서 본 도면

도 4는 본 발명에 따른 드럼의 구성도

도 5a는 도 4의 I-I선 단면도

도 5b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 6은 본 발명에 따른 엘리베이터의 구성도

도 7a는 아스팔트유가 저장되는 아스팔트유 저장통과, 아스팔트유 저장통내의 아스팔트유를 녹이기 위한 열교환기가 설치된 상태도

도 7b는 도 7a의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10. 제 1 호퍼 11, 21. 배출량 조절수단

20. 제 2 호퍼 30. 프레임

31. 지지롤러 40. 회전수단

41. 종동치차 42. 구동치차

43. 모터 50. 드럼

51. 투입구 52. 출구

53. 안내날개 54. 롤러 가이드

60. 가열수단 70. 믹서

80. 저장용 호퍼 90. 열교환기

91. 파이프 92. 펌프

100. 아스팔트유 저장통 110. 벨트 콘베이어

120. 엘리베이터 121. 케이스

122. 종동 스프라켓 123. 구동 스프라켓

124. 모터 125. 체인

126. 이송판 530. 고정부

531. 고정부 d. 지름선

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면,일정 크기로 파쇄된 폐아스콘이 투입되는 제 1호퍼(10)와, 상기 제 1호퍼(10)에 근접되게 설치되어 신골재가 투입되는 제 2호퍼(20)와, 상기 제 1, 2호퍼(10,20)로부터 이송되어 온 폐아스콘과 신골재가 함께 투입되며 구동(42) 및 종동치차(41)와 모터(43)에 의해 자전 가능하게 설치되고 내주면상에는 나사 또는 용접에 의해 결합되는 고정부(530)와 이 고정부(530)에 일체로 되고 소정 방향으로 구배진 경사부(531)로 이루어진 다수개의 안내날개(53)를 구비하여 폐아스콘과 신골재의 혼합물이 안내날개(53) 사이로 이송되도록 하는 드럼(50)과, 상기 드럼(50)에 수용된 폐아스콘과 신골재를 가열하는 가열수단(60)과, 상기 드럼(50)으로부터 배출되는 폐아스콘과 신골재로 이루어진 혼합물에 아스팔트유가 첨가되어 이를 혼합하여 주는 믹서(70)와, 상기 믹서(70)로부터 이송되는 재생이 완료된 아스팔트를 저장하고 저장된 아스팔트를 필요에 따라 배출 가능하도록 된 저장용 호퍼(80)로 구성된 폐아스콘 재생장치에 있어서,

상기 드럼(50)의 외주상에 설치되어 드럼(50)에서 발생되는 폐열을 회수할 수 있도록 반복된 굴곡형상으로 되면서 내부에 열매체가 수용된 파이프(91)와, 상기 열매체를 강제로 순환시키기 위한 펌프로 구성된 열교환기(90)와, 상기 열교환기(90)의 부면에 위치하면서 열교환기의 회수된 폐열에 의해 내장된 아스팔트유가 적정의 용융온도를 유지하고 있는 아스팔트유 저장통(100)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 기층용 폐 아스콘을 재생하기 위한 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도면에 따르면, 기층용 폐 아스콘을 재생하기 위해, 1 단계로 기존 도로로 부터 채취한 폐 아스콘(기층+표층)을 소정 두께 이하(100mm 이하)로 파쇄하는 공정이 이루어진다. 이때, 폐 아스콘의 파쇄는 파쇄기에 의해 이루어 진다.

2 단계로, 상기 폐 아스콘을 제 1 호퍼내에 투입하고, 폐 아스콘과 혼합하기 위한 신골재(작은 石材)를 제 2 호퍼내에 투입하는 공정이 이루어 진다. 이때 신골재의 크기는 기층(基層)용으로 적합한 약 20 ~ 40mm가 적당하며, 폐 아스콘과의 혼합비는 1 : 0.15 ~ 0.2가 가장 적절하다.

상기 신골재의 투입에 따라 기층+표층의 폐 아스콘을 기층전용으로 변환시켜 주게 된다.

3 단계로, 상기 제 1, 2 호퍼내로 투입된 폐 아스콘과 신골재를 적정비율을 이루도록 소정량 만큼 배출하여 드럼내에 투입하고, 투입된 폐 아스콘과 신골재를 혼합하여 가열수단에 의해 적정온도로 가열하는 공정이 이루어진다. 이때, 상기 가열온도는 폐 아스콘에 포함된 유제성분이 연소되지 않도록 약 150 ~ 170℃정도로 가열하는 것이 바람직 하다.

4 단계로, 드럼내에서 가열된 폐 아스콘과 신골재의 혼합물은 적정량의 아스팔트유와 혼합되어 믹서기에서 혼합되는 공정이 이루어진다. 이때, 상기 아스팔트유는 폐 아스콘을 재생하여 아스팔트로 환원하는 과정에서 질적으로 우수한 제품을 얻기 위해 필수적으로 첨가된다.

5 단계로, 재생된 아스팔트를 저장용 호퍼에 저장하는 공정을 마지막으로 아스팔트 재생작업이 완료된다.

한편, 도 2 내지 도 6은 기층전용 폐 아스콘을 재생하기 위한 장치를 나타내고 있다.

도면에 따르면, 기층 전용 폐 아스콘의 재생장치는 도시하지 않은 파쇄기에 의해 약 100mm 이하의 두께로 파쇄된 상태의 폐 아스콘이 수용되는 제 1 호퍼(10)와, 상기 제 1 호퍼(10)에 근접 설치되어 기층용 신골재가 투입되는 제 2 호퍼(20)를 구비하고 있다.

이때, 상기 제 1, 2 호퍼(10,20)의 하부에는 그 내부에 각각 수용된 폐 아스콘과 기층용 신골재가 각 호퍼의 배출구를 통해 소정량 만큼 배출되도록 제어하는 배출량 조절수단(11,21)이 각각 설치되어 있다(도 3참조).

그리고, 상기 제 1, 2 호퍼(10,20)로부터 이송되어온 폐 아스콘과 기층용 신골재가 함께 수용되는 드럼(50)을 구비하고 있다. 이때, 상기 드럼(50)은 프레임(30)에 의해 지지되며, 회전수단(40)에 의해 자전 가능하게 설치된다.

상기 회전수단(40)은 도 4에서와 같이 드럼(50)의 외주상에 고정 설치된 원형띠 형상의 종동치차(41)와, 상기 프레임(30) 상에 종동치차(41)와 치합되게 설치된 구동치차(42)와, 상기 구동치차(42)를 회전시켜 주는 모터(43)로 구성된다. 따라서, 모터(43)의 동력에 의해 구동치차(42)를 회전시켜주고, 이 회전력에 의해 구동치차(42)와 치합된 종동치차(41)를 회전시켜주므로써 종동치차(41)가 고정 설치된 드럼(50)의 자전을 가능케 한다.

또한,상기 모터(43)는 변속이 가능한 인버터 모터를 적용하므로써 드럼(50)의 자전속도를 조절할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 드럼(50)의 원활한 자전을 위해, 상기 프레임(30) 상에는 지지롤러(31)가 설치되고, 상기 드럼(50) 상에는 원형띠 형상으로 되어 상기 지지롤러(31)가 구름 접촉되는 롤러 가이드(54)가 설치되어 있다(도 4 및 도 5a참조).

또한, 상기 드럼(50)은 그 투입구(51) 측으로 부터 출구(52) 측을 향해 하향 경사지게 설치되어 드럼(50)의 투입구(51)로 유입되는 폐 아스콘과 기층용 신골재의 혼합물이 드럼(50)의 자전력에 의해 투입구(51)로 부터 출구(52)를 향해 자연스럽게 이송되도록 하였다.

또한, 상기 드럼(50)의 내주면 상에는 도 5a 및 도 5b에서와 같이 폐 아스콘과 기층용 신골재와의 혼합물이 드럼(50)의 내주면을 따라 이송되도록 안내하는 안내날개(53)가 다수개 구비되어 있다.

상기 안내날개(53)는 드럼(50)의 내주면 상에 나사 또는 용접에 의해 결합되는 고정부(530)와, 상기 고정부(530)와 일체로 되고 드럼(50)의 회전방향을 향해 구배진 경사부(531)로 구성되어 있다. 이때, 상기 경사부(531)는 상기 드럼(50)의 지름선(d)으로부터 약 30 ~ 60°로 경사져 있다.

상기 안내날개(53)를 갖는 이유는 드럼(50)의 자전시 폐 아스콘과 기층용 신골재가 안내날개(53)와 드럼(50) 내면 사이에 포집된 상태로 회전되도록 하기 위함이며, 상기한 경사부(531)의 경사각은 포집물이 안내날개(53)에 용이하게 포집되도록 함과 아울러 적절한 시기에 포집물이 안내날개(53)로부터 배출되도록 하기 위한 가장 적절한 각도이기 때문이다.

또한, 상기 안내날개(53)는 상기 드럼(50)의 지름방향으로는 일렬로 배열되며, 드럼(50)의 원주방향으로는 인접하는 안내날개(53) 끼리 상호 엇갈리게 배열되어 있다. 이러한 배열형태는 드럼(50) 내의 폐 아스콘 및 신골재의 혼합물이 드럼(50)의 내주면을 따라 원활하게 이송되도록 하기 위한 것이다.

그리고, 기층전용 폐 아스콘을 재생하기 위한 장치에는 상기 드럼(50) 내에 수용된 혼합물을 가열하기 위한 버너와 같은 가열수단(60)을 구비하고 있다. 상기 가열수단은 드럼(50)의 출구(52)측에 설치되어 있다. 이때, 상기 폐 아스콘과 신골재의 가열온도는 약 150 ~ 170℃가 적절하다.

상기 가열온도는 폐 아스콘에 포함된 유제성분이 증발되지 않으면서 폐 아스콘을 녹일 수 있는 가장 적절한 온도이다.

그리고, 기층전용 폐 아스콘을 재생하기 위한 장치에는 상기 드럼(50)으로 부터 배출되는 폐 아스콘과 신골재로 이루어진 혼합물에 아스팔트유를 첨가하여 믹싱하는 믹서(70)를 구비하고 있다.

한편, 상기 아스팔트유는 상온(常溫)에서는 응고된 상태이므로 믹싱하기 이전에 지속적으로 가열하여 액상을 유지하여야 한다. 이를 위해, 본 발명에서는 도 7a 및 도 7b에서와 같이 드럼(50)의 외주면상에 드럼 자체에서 발생하는 열을 흡열하여 보유하는 열교환기(90)를 설치하고, 상기 열교환기(90) 상에는 아스팔트유가 저장된 아스팔트유 저장통(100)을 설치하므로써, 열교환기(90)에서 발생하는 열에 의해 아스팔트유 저장통(100) 내의 아스팔트유가 용융되도록 하였다.

즉, 상기 아스팔트유를 용융시킴에 있어서 기존에는 별도의 버너를 이용하였으나, 본 발명에서는 버너가 필요없이 드럼(50)에서 발생하는 폐열을 이용하였다는 점에서 장치의 간소화를 이룰 수 있음과 아울러 열 에너지를 효율적으로 운영할 수 있는 효과를 얻게 된다.

상기 열교환기(90)는 드럼(50)의 외주면 상에 반복된 굴곡형의 파이프(91)를 설치하고, 파이프(91) 내에는 드럼(50)에서 발생하는 열을 흡열하여 보유하는 열매체가 펌프(92)에 의해 순환되도록 하는 구성을 이루고 있다.

아울러, 상기 아스팔트유 저장통(100)은 믹서(70)와 파이프에 의해 연결되어 있고, 파이프 상에는 밸브가 설치되어 밸브를 개폐함에 따라 아스팔트유가 믹서로 유입되거나 차단되도록 하고 있다(미도시).

한편, 제 1, 2 호퍼(10,20)와 드럼(50)은 일반적인 벨트 콘베이어(110)에 의해 연결되어 폐 아스콘 및 신골재를 운반하며, 드럼(50)과 믹서(70)는 엘리베이터(120)에 의해 연결되어 폐 아스콘 및 신골재를 운반하게 된다.

이때, 상기 엘리베이터(120)는 상기 드럼(50)으로부터 믹서(70)를 향해 상향 경사지게 설치된 케이스(121)와, 상기 케이스(121)내의 일측에 설치된 종동 스프라켓(122)과, 상기 케이스(121)내의 타측에 설치되며 모터(124)에 의해 구동되는 구동 스프라켓(123)과, 상기 종동 스프라켓(122)과 구동 스프라켓(123)에 연이어 연결된 체인(125)과, 상기 체인(125) 상에 일정간격으로 설치되어 체인(125)과 함께 반복 회전되는 이송판(126)으로 구성된다(도 6참조).

상기 이송판(126)은 케이스(121)의 일측에 수집된 폐 아스콘 및 신골재를 케이스(121)의 타측을 향해 끌어올리는 역할을 한다.

한편, 기층전용 폐 아스콘을 재생하기 위한 장치에는 믹서(70)에 의해 믹싱되므로써 재생이 완료된 아스팔트를 저장하는 저장용 호퍼(80)를 더 포함하고 있다. 이 저장용 호퍼(80)는 저장된 아스팔트를 필요에 따라 일정량 만큼 배출할 수 있도록 계량수단(미도시)이 설치되어 있다.

그리고, 본 발명의 폐 아스콘 재생장치는 각 부품마다 분리 및 결합이 가능하므로 공사현장으로 장치를 이동시킬 때는 각 부품을 분리하여 이동시키고, 이를 공사현장에서 재취합하여 사용하게 된다.

이상과 같은 본 발명은 폐 아스콘을 대량으로 재생할 수 있으므로 대형 도로보수공사시 적용이 가능하며, 이는 한 번에 많은 양의 아스팔트를 재생할 수 있으므로 공사의 연속성을 기할 수 있다.

또한, 공정중에 신골재 및 아스팔트유의 투입이 가능하므로 양질의 아스팔트를 얻을 수 있게 된다.또한, 드럼에서 발생되는 폐열을 이용하여 아스팔트유를 용융상태로 유지할 수 있도록 함으로써 비용절감과 함께 연비를 줄일 수 있다.

Claims (18)

1. 일정 크기로 파쇄된 폐아스콘이 투입되는 제 1호퍼(10)와, 상기 제 1호퍼(10)에 근접되게 설치되어 신골재가 투입되는 제 2호퍼(20)와, 상기 제 1, 2호퍼(10,20)로부터 이송되어 온 폐아스콘과 신골재가 함께 투입되며 구동(42) 및 종동치차(41)와 모터(43)에 의해 자전 가능하게 설치되고 내주면상에는 나사 또는 용접에 의해 결합되는 고정부(530)와 이 고정부(530)에 일체로 되고 소정 방향으로 구배진 경사부(531)로 이루어진 다수개의 안내날개(53)를 구비하여 폐아스콘과 신골재의 혼합물이 안내날개(53) 사이로 이송되도록 하는 드럼(50)과, 상기 드럼(50)에 수용된 폐아스콘과 신골재를 가열하는 가열수단(60)과, 상기 드럼(50)으로부터 배출되는 폐아스콘과 신골재로 이루어진 혼합물에 아스팔트유가 첨가되어 이를 혼합하여 주는 믹서(70)와, 상기 믹서(70)로부터 이송되는 재생이 완료된 아스팔트를 저장하고 저장된 아스팔트를 필요에 따라 배출 가능하도록 된 저장용 호퍼(80)로 구성된 폐아스콘 재생장치에 있어서,

   상기 드럼(50)의 외주상에 설치되어 드럼(50)에서 발생되는 폐열을 회수할 수 있도록 반복된 굴곡형상으로 되면서 내부에 열매체가 수용된 파이프(91)와, 상기 열매체를 강제로 순환시키기 위한 펌프로 구성된 열교환기(90)와, 상기 열교환기(90)의 부면에 위치하면서 열교환기의 회수된 폐열에 의해 내장된 아스팔트유가 적정의 용융온도를 유지하고 있는 아스팔트유 저장통(100)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 아스팔트 기층용 폐아스콘 재생장치.
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7. 제 1항에 있어서,

   상기 모터(43)는 변속이 가능한 인버터 모터인 것을 특징으로 하는 아스팔트 기층용 폐아스콘 재생장치.
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11. 제 1항에 있어서,

    상기 경사부(531)는 상기 드럼(50)의 지름선(d)으로부터 드럼(50)의 회전방향으로 약 30~60°로 구배진 것을 특징으로 하는 아스팔트 기층용 폐아스콘 재생장치.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 안내날개(53)는 드럼(53)의 지름방향으로는 일렬로 배열되며, 드럼(53)의 길이방향으로는 인접하는 안내날개(53)가 상호 엇갈리게 배열된 것을 특징으로 하는 아스팔트 기층용 폐아스콘 재생장치.
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