KR100698842B1 - 건설폐기물용 진동분쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물 진동분쇄기에 관한 것으로, 장비를 단순하게 하면서도 골재의 파·분쇄 효율을 높임과 아울러 파·분쇄와 동시에 골재와 이물질을 선별할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 건설폐기물 진동분쇄기는, 프레임(10)과; 각각 내부가 중공이면서 상기 프레임에 경사지도록 일렬로 배열되며 다수의 로드바(22,32)가 내장된 다수의 분쇄드럼(20,30)과; 상기 다수의 분쇄드럼들을 진동시키는 진동수단(60)과; 수직부(41) 및 상기 수직부의 하단부에서 하부로 연장 형성되는 경사부(42)로 이루어지며, 상하 단부가 상기 상하로 배열되는 분쇄드럼들에 각각 연통되어 상부측 분쇄드럼에서 분쇄된 골재를 하부측 분쇄드럼으로 이송하는 이송가이드(40)와; 상기 다수의 분쇄드럼 내부와 연통되며 상기 분쇄드럼에 의한 분쇄시 발생되는 분진을 강제로 흡입하여 제거하는 이물질 제거수단(50)을 포함하여 구성된다.

진동밀, 파쇄, 사이클론, 건설폐기물, 선별, 파쇄

Description

건설폐기물용 진동분쇄기{OSCILLATION CRUSHER}

도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물용 진동분쇄기의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 건설폐기물용 진동분쇄기의 측면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 프레임, 20,30 : 분쇄드럼

40 : 이송가이드, 50 : 이물질 제거수단

60 : 진동수단,

본 발명은 건설폐기물용 진동분쇄기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 골재의 파·분쇄 효율을 높임과 아울러 파·분쇄와 동시에 골재와 이물질을 선별할 수 있도록 한 건설폐기물용 진동분쇄기에 관한 것이다.

산업혁명 이후 도시화, 집중화가 진행되고 있으며, 우리나라는 1960년대 이후 급속한 경제발전 및 도시개발로 대단위 산업시설 및 주거단지가 건설되었고, 이 러한 각종 구조물이 시간이 경과함에 따라 노후화되고 기능을 상실함에 따라 재개발 및 재건축이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 공정 중에 발생되는 건설폐기물의 처리는 많은 사회적, 환경적 문제를 발생되었다.

건설폐기물의 재활용 공정은 선별 - 분쇄(Size Reduction) 등을 포함한다. 이러한 건설폐기물 재활용 공정에 의해 생산되는 골재는 많은 이물질과 골재에 붙은 모르타르 성분으로 인하여 현장적용에 많은 문제점을 안고 있으며, 이와 같은 문제점을 해결하고자 많은 연구개발이 진행되고 있다.

한편, 분쇄는 기계적·역학적인 외력에 의해 고체상 물질을 세분화하여 입자경의 감소와 그 표면적의 증가를 가져오는 기계적 단위조작을 총칭하는 것이며, 현재 분쇄기술은 중요한 위치를 차지하고 있음은 주지된 사실이다. 이러한 분쇄조작에 관해서는 주로 요업공학, 재료공학 및 광산공학 등의 분야에서 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 특히 분쇄효율을 중심으로 한 분쇄이론도 다수 제시 되어 있다. 그러나 원골재에 콘크리트가 코팅되어 있는 폐콘크리트에 대한 분쇄에 대한 파분쇄원리는 정립되어 있지 않은 상태이다.

분쇄기는 크러셔, 밀 등 다양한 종류가 선보이고 있다. 밀은 볼밀, 진동밀(소위 "로드밀"로 불리움), 휠러밀 등이 있으며, 본 발명은 진동밀에 관한 것으로, 이하에서는 진동밀에 대해서만 설명하기로 한다.

진동밀은 원료 이송용 컨베이어 벨트에 의해서 이송된 무연탄, 코크스 등의 원료를 일정 크기, 예를 들면 3mm 이내의 크기로 분쇄하는 장치인데, 대개 중공의 분쇄드럼, 상기 분쇄드럼 내에 진동 가능하게 설치되는 다수의 로드바(Rod bar)로 구성된다.

이와 같은 구성의 진동밀에 의하면, 원료는 스크류 모터의 구동력에 의해 회전하는 스크류에 의해 분쇄드럼 내부에 유입되며, 상기 분쇄드럼 내의 로드바가 서로 부딪치면서 그 충격에너지로 원료를 파쇄하고, 이렇게 파쇄된 골재는 배출구를 통해 배출된다.

이와 같은 진동밀의 구체적인 종래 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

국내실용신안등록 제20-0146045호는 연속식 진동분쇄기의 다단계 분리형 분쇄드럼에 관한 것으로, 분쇄드럼을 일정한 간격으로 복수개 고정 설치되고 내면에 요홈부가 형성되어 다수 개의 부분으로 분리되며 수평으로 관통된 끼움공 및 제2의 광통공이 적절한 간격으로 교번적으로 형성되어 투입된 가공물이 단계별로 분쇄되도록 함으로써 파새효율을 향상시키도록 한 것이다.

그리고, 국내실용신안등록 제20-0132539호는 볼드럼을 대각선방향으로 설치하여 볼드럼의 진동방향이 한쪽에만 치우치지 않게 하였으며, 가공조건이 상이한 가공물을 투입구가 다른 진동밀에 투입하여 동시에 가공작업을 할 수 있어 가공효율을 증가시켰으나 건설폐기물을 파쇄시 많은 이물질로 인하여 수평으로 관통된 끼움공이 막힘 현상을 발생한다.

또한, 국내실용신안등록 제20-038155호는 진동밀의 내부 챔버의 구조를 변경하여 동일한 수준의 입도를 생산하였고, 진동밀 내에서 볼의 운동을 활성화하여 진동밀의 운전중에 챔버 내에 분쇄체가 달라붙는 현상을 없애 분말 제조의 수율을 높인 기술을 내 놓았다. 그러나 밀폐된 공간으로 제작되어 있어 연속 생산성이 떨 어지며, 이물질이 많은 건설폐기물에서는 적용하기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건설폐기물의 재활용을 위한 분쇄시 폐콘크리트의 표면에 고착된 시멘트 페이스트 등의 이물질을 효과적으로 제거하고, 분쇄와 함께 이물질을 선별할 수 있도록 하며, 분쇄효율을 유지하면서 공간점유율을 줄일 수 있도록 한 건설폐기물용 진동분쇄기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 건설폐기물용 진동분쇄기는, 내부에 다수의 로드바가 설치되어 투입되는 골재를 분쇄하며 서로 연통되어 골재를 다단으로 분쇄하는 다수의 분쇄드럼과, 상기 다수의 분쇄드럼들에 각각 연통되어 상기 분쇄드럼 내에 존재하는 분진을 강제로 흡입하여 제거하는 이물질 제거수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단하는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있음으로 그 정의는 본 명세서 전 반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설폐기물용 진동분쇄기는, 프레임(10)과, 프레임(10)에 설치되는 상부 분쇄드럼(20)과, 상부 분쇄드럼(20)의 하부에 배치되는 하부 분쇄드럼(30)과, 상부 분쇄드럼(20)과 하부 분쇄드럼(30)을 연결하여 상부 분쇄드럼(20)에 의해 분쇄된 골재를 하부 분쇄드럼(30)에 공급하는 이송가이드(4)와, 상하부 분쇄드럼(20,30) 내부와 연통되어 각각의 분쇄드럼(20,30) 내부에 존재하는 이물질(분진 등)을 강제 흡입하여 제거하는 이물질 제거수단(50)으로 구성되며, 이하, 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

프레임(10)은 상호 간에 일정 간격을 두고 이격되며 상하부 분쇄드럼(20,30)이 각각 설치되는 한 쌍의 벽(11), 벽(11)을 지지하는 다수의 지주(12)로 구성된다. 한 쌍의 벽(11)은 상하부 분쇄드럼(20,30)이 진동되도록 탄성부재(13)(예컨대 코일스프링)를 통해 지주(12)에 설치된다.

상하부 분쇄드럼(20,30)은 그 내부에 투입되는 골재(폐콘트리트)을 분쇄하는 것으로, 각각 내부가 중공인 통 구조로서, 상부 분쇄드럼(20)과 하부 분쇄드럼(30)이 이송가이드(40)를 통해 상부에서 하부로 배치되어 골재를 연속 동작으로 분쇄하는 것인바, 상부 분쇄드럼(20)은 상부를 향해 개방된 투입구(21)가 구비되고 하부 분쇄드럼(30)은 하부를 향해 개방된 배출구(31)를 갖는다.

상하부 분쇄드럼(20,30)은 각각 철재류의 외통(20a,30a) 및 외통(20a,30a)의 내주면에 교체 가능하게 부착되며 우레탄 등을 재질로 하는 라이닝(20b,30b)으로 구성될 수 있다.

상하부 분쇄드럼(20,30)은 각각 그 내부에 다수의 로드바(22,32)가 설치되며, 진동수단(60)을 통해 진동하면서 로드바(22,32)에 의해 골재를 분쇄한다. 로드바(22,32)를 갖는 상하부 분쇄드럼(20,30)은 공지된 로드밀과 동일한 것이므로 본 발명에서는 구체적인 설명을 생략한다.

로드바(22,32)는 그 둘레면에 돌출 형성되어 골재 표면에 고착된 이물질을 제거하는 다수의 돌기(22a,32a)가 구비된다.

진동수단(60)은, 구동모터(61), 구동모터(61)의 샤프트에 결합되어 동력을 전달받아 상하부 분쇄드럼(20,30)의 일측에 각각 형성된 진동플레이트(23,33)를 편심운동시키는 진동추(62)로 구성된다. 구체적으로 설명하면, 상하부 분쇄드럼(20,30)이 벽(11)에 용접에 의하여 일체화되고 그 중심에 모터(61)의 샤프트를 연결시키고, 상기 샤프트에 편심회전운동 할 수 있는 진동추(62)를 장착하고, 이를 구동시킬 수 있는 모터(61)와 연결된 구조에서 모터(61)가 구동되면 상기 샤프트가 동시에 회전하며, 상기 샤프트에 장착된 진동추(62)는 각속도 방향으로 무게의 중심이 이동되어 상하부 분쇄드럼(20,30)이 진동추(62)의 무게 이동에 따라 일정하게 진동되는 것입니다. 본 발명은 진동수단(60) 자체를 특징하는 것이 아니며, 이와 같은 진동수단은 본 발명 이전에 사용되는 것입니다.

이송가이드(40)는 상부 분쇄드럼(20)의 저부와 연통된 수직부(41), 수직부(41)의 하단부에 경사지게 형성되어 하부 분쇄드럼(30)에 연결되는 경사부(42)로 구성된다. 즉, 상하부 분쇄드럼(20,30)은 지면에 대해 수직으로 설치되지 않고 이송가이드(40)를 통해 경사지게 배열되는 것이다.

여기에, 이송가이드(40)는 상부 분쇄드럼(20)에서 낙하하는 골재에 포함된 이물질을 제거하는 다공성 이물질 선별망(43)이 더 포함된다. 이물질 선별망(43)은 다수의 선별공이 형성된 판재로서, 상기 선별공보다 작은 크기의 이물질(시멘트 페이스트, 분진 등)을 이송가이드(40) 외부로 배출한다. 구체적으로 설명하면, 건설폐기물은 원골재에 이물질인 모르타르가 붙어 있으며, 분쇄시 떨어져 나가게 됩니다. 따라서 상부드럼(20)에서 분리된 이물질(모르타르)은 골재보다 입도가 작기 때문에 이물질 선별망의 선별공의 크기를 골재는 통과하지 않고 이물질만 통과할 수 있는 제작함으로써 하부 분쇄드럼(30)으로 이송되는 중 이물질 선별망의 선별공을 통하여 제거된다.

상하부 분쇄드럼(20,30)은 각각 요동하는 것이기 때문에 이송가이드(40)는 상하부 분쇄드럼(20,30)에 각각 신축이 가능한 유연성 있는 재질 또는 절첩 가능하게 형성된 연결부재(44,45)를 통해 연결된다.

이물질 제거수단(50)은 상하부 분쇄드럼(20,30)에 각각 연통되는 상하부 흡입덕트(51,52), 상하부 흡입덕트(51,52)를 통해 흡입되는 분진과 공기를 분리하여 분진을 선별하는 사이클론(53) 및 상하부 흡입덕트(51,52)를 통해 상하부 분쇄드럼(20,30) 내의 분진을 강제로 흡입하는 흡입팬(54)으로 구성될 수 있다. 일반적으로 흡입팬(54)은 흡입구와 토출구로 구성되어 있으며 흡입구에서는 (-)압이 형성되어집니다. 즉 (-)압이 형성된 부분과 분쇄드럼(20,30)에 배관연결을 하여 전체라인에 (-)압이 생기게 함으로서 강제적으로 이물질을 흡입할 수 있고, 사이클론(53)을 이용하여 이물질을 제거할 수 있습니다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 건설폐기물 진동분쇄기의 작용은 다음과 같다.

구동모터(61)의 회전력은 진동추(62)를 통해 편심운동으로 변환되어 상하부 분쇄드럼(20,30)이 각각 진동하게 되며, 상하부 분쇄드럼(20,30)이 진동하는 중에 상부 분쇄드럼(20)에 폐기물이 투입된다.

투입된 폐기물은 상부 분쇄드럼(20) 내의 로드바(22)들에 의해 1차 분쇄된다. 이때, 로드바(22)의 돌기(22a)에 의해 로드바(22)와 골재 간의 마찰력이 커지게 되어 골재 표면에 묻은 시멘트 페이스트 등이 골재로부터 제거되며,

상부 분쇄드럼(20)의 로드바(22)에 의해 파쇄된 골재 및 이물질(흡입팬(54)의 흡입력에 비산되지 않을 정도의 중량을 갖는 이물질을 말함)은 이송가이드(40)를 경유하여 하부 분쇄드럼(30)에 유입된다. 구체적으로 설명하면, 상부 분쇄드럼(20)에 유입된 골재는 로드바(22)에 의해 분쇄되며, 상부 분쇄드럼(20)에서 분쇄된 골재와 이물질은 수직부(41)를 따라 이물질 선별망(43)측으로 직하방으로 낙하하게 되며, 이때, 이물질 선별망(43)의 선별공보다 큰 크기의 골재는 경사부(42)를 따라 하부 분쇄드럼(30)으로 이송되고 상기 선별공보다 작은 크기의 이물질은 상기 선별공을 통해 외부로 배출된다.

하부 분쇄드럼(30)에 유입된 골재는 하부 분쇄드럼(30)에 의해 2차 분쇄된 후, 외부로 배출되어 보관된다. 하부 분쇄드럼(30)에 의한 분쇄작동은 상부 분쇄드 럼(20)과 동일한 방식이다.

한편, 상하부 분쇄드럼(20,30)에 의한 분쇄과정 중에 이물질 제거수단(50)의 흡입팬(54)은 강제로 흡입력을 발생하여 덕트(51)를 통해 상하부 분쇄드럼(20,30) 내에 존재하는 분진을 흡입하며, 흡입된 분진과 공기는 사이클론(53)을 통해 서로 분리되어 공기는 사이클론(53)의 상부로 배출되고 분진은 하부로 배출되어 적재된다.

따라서, 본 발명에 따른 건설폐기물용 진동파쇄기에 의하면, 골재가 다단계로 분쇄되어 일련의 공정을 통해 원하는 입도의 제품(순환골재)을 획득할 수 있으며, 특히, 다수의 분쇄드럼이 상하로 배치되면서 골재의 원활한 공급을 위하여 1차 분쇄된 골재가 경사를 타고 미끄러지면서 2차측으로 공급되어 설비면적을 줄일 수 있다.

그리고, 분쇄공정시 제품으로 사용되지 못하는 분진이 제거되어 별도의 제거공정을 거치지 않으므로 생산성을 향상할 수 있다.

Claims (3)

1. 프레임과;

   각각 내부가 중공이면서 상기 프레임에 경사지도록 일렬로 배열되며 다수의 로드바가 내장된 상하부 분쇄드럼과;

   구동모터, 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 상기 상하부 분쇄드럼의 일측에 각각 형성된 진동플레이트를 편심운동시키는 진동추로 이루어져 상기 상하부 분쇄드럼들을 진동시키는 진동수단과;

   수직부 및 상기 수직부의 하단부에서 하부로 연장 형성되는 경사부로 이루어지며, 상하 단부가 상기 상하로 배열되는 분쇄드럼들에 각각 연통되어 상부측 분쇄드럼에서 분쇄된 골재를 하부측 분쇄드럼으로 이송하는 이송가이드와;

   상기 상하부 분쇄드럼에 각각 연통되는 상하부 흡입덕트, 상기 상하부 흡입덕트를 통해 흡입되는 분진과 공기를 분리하여 분진을 선별하는 사이클론 및 상기 상하부 흡입덕트를 통해 상기 상하부 분쇄드럼 내의 분진을 강제로 흡입하는 흡입팬으로 이루어져 상기 상하부 분쇄드럼에 의한 분쇄시 발생되는 이물질을 강제로 흡입하여 제거하는 이물질 제거수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물용 진동분쇄기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이송가이드는, 다수의 선별공이 형성된 판재 형태로 이루어져 상기 상부 분쇄드럼의 분쇄 과정 중에 상기 골재에서 떨어진, 상기 선별공보다 작은 크기의 이물질을 외부로 배출하는 다공성 이물질 선별망이 더 포함된 것을 특징으로 하는 건설폐기물용 진동분쇄기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로드바는 그 둘레면에 돌출 형성되어 골재 표면에 고착된 이물질을 제거하는 다수의 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 건설폐기물용 진동분쇄기.

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