KR100497726B1 - 건설폐기물의 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물중 포함된 토사, 목재, 철근 등을 선별하여 분리하는 건설폐기물의 선별장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 건설폐기물(12)이 적재되어 소정량씩 배출되는 호퍼장치(10); 입구(26)측이 상기 호퍼장치(10)에 연결되고, 건설폐기물(12)의 진행방향을 따라 다수의 홈(22)이 형성된 선별대(20); 상기 선별대(20)의 하부에 고정되어 상기 선별대(20)를 탄성적으로 지지하는 복수의 스프링(24); 및 상기 선별대(20)의 일측에 연결되어 상기 선별대(20)로 진동을 전달하는 가진수단;이 제공된다.

Description

건설폐기물의 선별장치{A sorting device of Construction Wastes}

본 발명은 콘크리트, 전선, 흙, 목재, 철근, 아스콘 등을 포함하는 건설폐기물중 폐콘크리트를 골재로 잘게 분쇄하여 분리한 뒤 재활용하기 위한 건설폐기물의 선별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설폐기물중 포함된 토사, 목재, 철근 등을 선별하여 분리하는 건설폐기물의 선별장치 및 그 방법에 관한 것이다.

건물이나 토목 구조물의 철거시에는 많은 건설 폐기물이 나오고 있고, 이러한 계속적인 건설 폐기물의 매립에는 한계가 있고, 많은 환경적인 오염 문제를 야기하고 있다. 따라서, 건설 폐기물의 불법 매립을 금하고 있을 뿐만 아니라, 필요한 골재 등을 분리하거나 가공하여 재활용하는 방안이 적극 추천되고 있다.

이러한 건설 폐기물의 내용물을 살펴보면, 모래와 자갈이 섞인 콘크리트 덩어리, 철근, 전기 배선, 종이, 비닐, 플라스틱류 등을 다량으로 포함하고 있고, 이는 부서진 건축물을 그대로 옮겨왔기 때문이다. 따라서, 이러한 건설 폐기물을 재활용하기 위해서는 커다란 콘크리트 덩어리는 잘게 파쇄하여 크기별로 선별하여야 하고, 철근, 전기 배선, 종이, 비닐, 플라스틱류 등은 별도로 선별하여야 한다.

도 1은 종래의 건설폐기물을 분리하는 공정에 대한 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 트럭으로 실려온 건설폐기물은 우선 일정량씩 공정에 투입할 수 있도록 진동호퍼에 적재된다. 그러면, 호퍼가 건설폐기물을 일정속도로 공정에 투입하면서 선별이 시작된다(S10).

그 다음, 호퍼와 직렬로 연결된 죠우크러셔는 건설폐기물속에 포함된 대형 콘크리트 덩어리를 분쇄하여 크기를 작게 만든다(S12).

작게 분쇄된 건설폐기물은 크기별로 스크린 공정을 통과하고, 성분별로 송풍에 의한 종이, 비닐 등의 분리, 강한 영구자석에 의한 철근, 쇠붙이의 제거 등의 분리공정을 거치게 된다(S14).

이와 같은 분리공정을 상세히 설명하면 다음과 같다. 죠 크러셔(미도시) 또는 해머 크러셔(미도시) 속으로 투입하여 분쇄된 건설폐기물로부터 영구자석을 이용하여 고철을 선별한다. 그 다음, 일정한 메쉬를 가진 스크린을 이용하여 지름 약 25 ~ 45mm 정도의 자갈을 선별한다.

그 다음, 강한 바람을 쏘이게 하여 종이, 비닐, 플라스틱과 같은 쓰레기를 날려서 분리해 낸다. 그리고 2차 분쇄를 통해 폐콘크리트를 더 작게 분쇄하여 스크린 공정으로 재투입한다. 이와 같은 공정을 통해 폐콘크리트는 결국 25 ~ 45mm 정도의 자갈로 배출되게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 건설폐기물 선별처리공정은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 진동호퍼에서 분쇄공정으로 투입되는 건설폐기물을 우선적으로 크러셔에서 분쇄함으로서, 크러셔에서 철근, 쇠붙이, 목재 등은 분쇄되지 않고 그대로 크러셔를 통과하게 된다. 그런데, 통과된 철근, 쇠붙이, 목재 등이 후공정을 위해 컨베이터 벨트를 통해 이동할 때, 고무나 직물 성분이 진행중인 컨베이어 벨트를 종방향으로 찢어놓은 일이 자주 발생하였다. 이 때문에, 공정이 원활히 운전되지 못하고, 전체 공정을 멈추는 일이 빈번히 발생하였다.

이를 해결하기 위한 방안중 하나로서, 진동 호퍼와 크러셔 사이에 영구자석을 설치하여 철근 등을 분리하는 방안이 제안되었으나, 다량의 건설 폐기물 속에 섞여 있는 철근, 쇠붙이 등이 영구자석에 의해 효율적으로 분리되지 못하는 결과를 도출하였다. 따라서, 이와 같은 제안된 방안에 의하더라도 상기와 같은 문제점은 반복되곤 하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은, 건설 폐기물중 철근, 목재, 쇠붙이 등을 미리 제거하여 컨베이어 벨트가 찢어지는 일이 발생하지 않도록 함으로서 건설폐기물이 원활히 선별될 수 있도록 하는 건설폐기물의 선별장치 및 이를 이용한 선별방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 건설폐기물(12)이 적재되어 소정량씩 배출되는 호퍼장치(10);

입구(26)측이 상기 호퍼장치(10)에 연결되고, 건설폐기물(12)의 진행방향을 따라 다수의 홈(22)이 형성된 선별대(20);

상기 선별대(20)의 하부에 고정되어 상기 선별대(20)를 탄성적으로 지지하는 복수의 스프링(24); 및

상기 선별대(20)의 일측에 연결되어 상기 선별대(20)로 진동을 전달하는 가진수단;을 갖는 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 선별장치에 의하여 달성될 수 있다.

그리고, 상기 선별대(20)는 상기 건설폐기물(12)의 진행방향에 대하여 하향 경사지도록 설치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 홈(22)과 홈(22) 사이의 간격은 20 mm ~ 40 mm 범위인 것이 더욱 바람직하며,

상기 선별대(20)의 출구(27)측에는 크러셔(50)가 직렬로 연결되어 있는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 호퍼(10)에 적재된 건설폐기물(12)을 일정량씩 투입하는 단계(S20);

투입된 건설폐기물(12)이 진동하는 선별대(20)을 통과하면서, 소정치수 이하의 토사와 건설폐기물(12)이 홈(22)을 통과하면서 추락하고, 소정치수 이상의 건설폐기물(12)이 출구(27)를 통해 배출되는 단계(S22);

상기 출구(27)를 통해 배출된 건설폐기물(12)을 죠우 크러셔(50)로 분쇄하는 단계(S24); 및

상기 죠우 크러셔(50)에 의해 분쇄된 건설폐기물(12)을 크기별로 선별하는 단계(S26);를 포함하고,

상기 선별대(20)의 길이는 3m ~ 4m 범위이고, 상기 선별대(20)의 폭은 1m ~ 1.5m 범위이며, 상기 홈(22)과 홈(22) 사이의 간격은 20 mm ~ 40 mm 범위인 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 선별방법에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명은 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 건설폐기물의 선별장치 및 이를 이용한 선별방법에 관하여 첨부되어진 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 건설 폐기물 선별장치의 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선별장치중 선별대와 죠우 크러셔를 도시한 부분 사시도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 건설폐기물의 선별장치는 대략, 호퍼(10), 선별대(20) 및 죠우 크러셔(50)로 구분할 수 있다.

호퍼(10)는 건설 현장으로부터 트럭 등으로 이동된 건설폐기물(12)이 적재되는 곳으로 공정에 투입을 대기하는 장치이다. 이러한 호퍼(10)는 건설폐기물(12)이 일정량이 하부를 통해 배출될 수 있도록 외부에서 진동을 가하는 진동호퍼를 채택하는 것이 가장 바람직하다.

선별대(20)는 축선방향에 대해 단면의 형상이 "U" 형상이며, 내부에는 길이방향의 홈(22)이 다수 형성되어 있다. 또한, 선별대(20)중 호퍼(10)와 접하는 영역에는 입구(26)가 형성되어 있고, 건설폐기물(12)이 배출되는 영역에는 출구(27)가 형성되어 있다. 선별대(20)의 구체적인 크기를 살펴보면, 건설폐기물(12)의 진행방향을 따라 길이가 약 3.5m 이고, 폭이 약 1.15m 이며, 홈(22)과 홈(22) 사이의 간격은 약 35mm 정도이다. 이러한 치수는 다양한 실험과 시행착오를 통해 결정된 것이며, 상기와 같은 치수의 범위에서 가장 효율적인 선별이 이루어짐을 알 수 있었다.

예를 들어, 홈(22)의 간격이 너무 큰 경우에는 잔골재로 직접 사용할 수 없는 골재가 분리되기 때문에 재차 분쇄공정을 거쳐야 하고, 홈(22)의 간격이 너무 작은 경우에는 미세한 토사, 모래 만이 분리되기 때문에 별도의 스크린 공정을 추가해야 하는 번거로움이 있다.

또한, 선별대(20)의 길이가 너무 길면 공간상의 제약과 가진에 어려움이 있고, 길이가 너무 짧으면 선별 효율이 떨어지고, 선별대(20) 주위에 배치된 작업자의 활동 공간이 협소하여 작업이 원활하지 않게 된다.

그리고, 선별대(20)의 폭이 너무 크면, 작업자의 팔 길이보다 길기 때문에 손이 닿지 않아 수작업의 어려움이 있고, 폭이 너무 좁으면, 건설폐기물이 이송중에 걸리거나 병목 현상을 일으키게 된다.

따라서, 선별대(20)의 치수는 상기 실시예에서 제시된 치수를 기준으로 일정한 범위내에서 결정하는 것이 효율적이다.

이러한 선별대(20)는 건설폐기물(12)의 이동을 원활히 하도록 하류로 갈수록 낮아지도록 경사지게 설치된다. 즉, 입구(26)측이 약간 높게 설치되고, 출구(27)측이 약간 낮게 설치된다. 이러한 선별대(20)의 설치 경사는 5° ~ 20°범위가 적당하다. 5° 미만인 경우는 건설폐기물(12)의 이송이 원활하지 않고, 20°이상인 경우에는 건설폐기물(12)이 너무 신속히 이동하여 홈(22)을 통과할 수 있는 기회가 확률적으로 작아지는 한계가 있다.

선별대(20)의 하부에는 선별대(20)를 탄성적으로 지지하기 위하여 복수의 압축 스프링(24)이 배치되어 있다. 또한, 선별대(20)의 일측에는 모터(30)에 의해 회전하는 편심된 휠(미도시)이 설치되어 있다. 이러한 모터(30)와 편심휠(미도시) 사이는 V벨트, 체인, 타이밍 벨트, 벨트 등으로 연결되어 있다.

도 3에는 미도시되었으나, 선별대(20)의 홈(22)을 관통한 토사, 잔골재(예를 들어, 모래 등) 등을 이송시키기 위하여, 선별대(20)의 하부에 별도의 컨베이어 벨트(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.

죠우 크러셔(50)는 선별대(20)와 일렬로 연결되어 있으며, 홈(22)을 통과하지 못한 커다란 건설 폐기물들이 투입되어 작은 사이즈로 분쇄되는 장치이다. 이러한 크러셔(50)는 반드시 죠우 크러셔일 필요는 없고, 분쇄작용을 할 수 있는 크러셔라는 어떠한 방식이라도 적용이 가능하다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 건설폐기물의 선별장치를 이용한 선별방법에 대하여 상세히 설명하도록 하겠다. 우선, 도 2는 본 발명에 따른 건설 폐기물의 선별방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이,

이동된 건설폐기물(12)을 호퍼(10)에 투입한다(S20). 이러한 건설폐기물(12)에는 커다란 콘크리트 덩어리 뿐만 아니라, 잔골재, 토사, 종이, 비닐, 철근, 벽돌, 각종 내장재 등이 섞여 있는 상태이다.

호퍼(10)에 가해지는 미세한 진동에 의해 건설폐기물(12)이 일정량씩 공정에 투입된다. 선별대(20)의 입구(26)를 통과한 건설폐기물(12)은 선별대(20)의 진동에 의해 조금씩 전진하게 된다.

이 때, 모터(30)의 회전은 체인, 벨트 등을 통해 선별대(20)의 하부에 설치된 편심 회전 휠(미도시)에 전달된다. 편심 회전휠(미도시)의 고속 회전으로 인해, 일정한 사이클의 진동이 발생하고, 이러한 진동은 선별대(20) 전체로 전달된다. 이 때, 스프링(24)은 선별대(20)의 진동을 지지하는 역할을 한다.

이와 같이, 진동하는 선별대(20)를 통과하는 건설폐기물(12)중 홈(22) 보다 직경이 작은 것(예를 들어, 토사, 잔골재 등)은 아래로 추락하여 별도의 콘베이어 벨트에 의하여 이송된다. 그리고, 선별대(20)의 둘레로 작업자가 위치하여 선별대(20)로부터 철근이나 목재, 쇠붙이 등을 제거한다(S22). 이와 같이 작업자에 의한 선별은 크러셔(50)를 통과한 철근, 목재, 쇠붙이 등이 컨베이어 벨트를 찢는 것을 방지하기 위한 것이다. 이와 같은 공정을 일컬어 그리지리 공정이라고 한다.

선별대(20)의 출구(27)를 통과한(즉, 그리지리 공정을 통과한) 건설폐기물(12)은 곧바로 죠우 크러셔(50)로 투입된다. 이 때, 죠우 크러셔(50)는 커다란 콘크리트 덩어리, 벽돌 덩어리 등을 잘게 부수어 배출한다(S24).

이와 같이 배출된 잔골재등은 이하에서 설명하는 바와 같은 크기별 성분별 분리공정을 거치게 된다(S26). 즉, 영구자석을 이용하여 고철을 선별한다. 그 다음, 일정한 메쉬를 가진 스크린을 이용하여 지름 약 25 ~ 45mm 정도의 자갈을 선별한다.

그 다음, 강한 바람을 쏘이게 하여 종이, 비닐, 플라스틱과 같은 쓰레기를 날려서 분리해 낸다. 그리고 2차 분쇄를 통해 폐콘크리트를 더 작게 분쇄하여 스크린 공정으로 재투입한다. 이와 같은 공정을 통해 폐콘크리트는 결국 25 ~ 45mm 정도의 자갈로 배출되게 된다.

그 밖의 자원 재활용 분야에서 널리 사용되는 공지의 처리공정을 본 발명의 공정에 추가하거나 또는 일부 공정을 생략하는 것은 당연히 본 발명의 요지범위내에 포함되는 것이므로 말할 필요가 없다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 건설폐기물의 선별장치 및 이를 이용한 선별방법에 따르면, 건설 폐기물중 철근, 목재, 쇠붙이 등을 미리 제거하여 컨베이어 벨트가 찢어지는 일이 발생하지 않도록 함으로서 건설폐기물이 원활히 선별될 수 있는 특징이 있다.

또한, 이러한 효과는 자원의 재활용, 환경보호, 자원의 무단 채취 방지 등 특유의 장점을 수반하기도 한다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 종래의 건설폐기물을 분리하는 공정에 대한 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 건설 폐기물의 선별방법에 대한 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 건설 폐기물 선별장치의 개략적인 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 선별장치중 선별대와 죠우 크러셔를 도시한 부분 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 호퍼, 12 : 건설폐기물,

20 : 선별대, 22 : 홈

24 : 스프링, 26 : 입구,

27 : 출구, 30 : 모터,

50 : 죠우 크러셔.

Claims (5)

1. 건설폐기물(12)이 적재되어 소정량씩 배출되는 호퍼장치(10);

   입구(26)측이 상기 호퍼장치(10)에 연결되고, 건설폐기물(12)의 진행방향을 따라 다수의 홈(22)이 형성되며, 상기 진행방향에 대해 5° ~ 20°범위로 하향 경사지도록 설치된 선별대(20);

   상기 선별대(20)의 출구(27)측에 직렬로 연결된 죠우 크러셔(50);

   상기 선별대(20)의 하부에 고정되어 상기 선별대(20)를 탄성적으로 지지하는 복수의 스프링(24); 및

   상기 선별대(20)의 일측에 연결되어 상기 선별대(20)로 진동을 전달하는 가진수단;을 갖고,

   상기 선별대(20)의 길이는 3m ~ 4m 범위이고, 상기 선별대(20)의 폭은 1m ~ 1.5m 범위이며, 상기 홈(22)과 홈(22) 사이의 간격은 20 mm ~ 40 mm 범위인 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 선별장치.
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