KR100705382B1

KR100705382B1 - 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템

Info

Publication number: KR100705382B1
Application number: KR1020060027875A
Authority: KR
Inventors: 지정현; 유상호
Original assignee: 대명산업(주)
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-04-10

Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쓰레기 소각장 및 열병합 발전소 등에서 발생되는 고열의 폐기가스를 이용하여 신골재와 혼합되는 폐아스콘을 저렴한 비용으로 효율적으로 가열함으로서, 양질의 아스콘을 생산할 수 있는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템은, 상부가 개방되고 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 하부면에 개폐가능하게 설치된 개폐판과, 상기 본체의 하부면의 길이방향으로 설치된 하부배관과, 상기 본체의 상부면에 설치된 상부배관과, 상기 수용부에 일정간격으로 일단이 하부배관에 연통 설치되고 타단이 상부배관에 연통 설치된 복수의 중공가열판을 포함하는 가열장치와, 열원으로부터 공급된 고열의 배기가스가 통과되는 고열교환기와, 상기 가열장치의 하부배관과 타단이 연결되고 일단이 고열교환기와 연결 설치되어 가열된 작동유체가 순환되는 제1이송배관과, 상기 상부배관과 일단이 연결되고 타단이 고열교환기와 연결 설치되어 냉각된 작동유체가 순환되는 제2이송배관과, 상기 제1이송배관의 소정위치에 설치되어 상기 작동유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

개폐판, 중공가열판, 가열장치, 고열교환기, 작동유체

Description

폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템{WASTE ASPHALT CONCRETE REGENERATION SYSTEM USING WASTE HEAT}

도 1은 본 발명에 따른 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템의 일 실시예의 개략도

도 2는 도 1의 폐아스콘 재생시스템의 폐아스콘 가열장치의 사시도

도 3은 도 2의 정면도

도 4는 도 3의 A-A선 단면도

도 5는 본 발명에 따른 중공가열판의 다른 실시예의 사시도

도 6은 종래의 드라이어를 이용한 폐아스콘 재생시스템의 개략도

<도면 부호의 간단한 설명>

100 플랜트 10 신골재 플랜트

20 폐아스콘 플랜트 30 열발생장치

40 충진재 50 아스팔트 피치(AP)

60 믹서부 70 운반차량

200 가열장치 211, 212 제1 및 제2이송배관

220 고열교환기 230 펌프

240 보조탱크

본 발명은 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쓰레기 소각장 및 열병합 발전소 등에서 발생되는 고열의 폐기가스를 이용하여 신골재와 혼합되는 폐아스콘을 저렴한 비용으로 효율적으로 가열함으로서, 양질의 아스콘을 대량 생산할 수 있는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템에 관한 것이다.

도 6에는 종래의 드라이어를 이용한 폐아스콘 재생시스템의 개략도가 도시되어 있다.

종래의 아스팔트 플랜트에 있어서, 신골재가 이송되는 신골재 플랜트(1)와, 폐아스콘이 이송되는 폐아스콘 플랜트(2)와, 신골재와 폐아스콘이 혼합되는 믹서부(5)와, 믹서부(5)에 공급되는 충진재(3) 및 아스팔트 피치(4)를 포함한다.

상기 신골재 플랜트(1)는, 신골재가 보관되고 공급되는 복수의 호퍼(1a)와, 호퍼(1a)의 하부에 설치되고 신골재를 이송하는 컨베이어(1b)와, 컨베이어(1b)에 의해 이송된 신골재를 가열하기 위해 일단에 버너(1d)가 설치된 드라이어(1c)와, 드라이어(1c)를 통과하여 가열된 신골재를 수직방향으로 이송하는 버킷엘리베이터(1e)와, 버킷엘리베이터(1e)의 상부로 배출된 신골재가 투입되는 스크린부(1f)와, 스크린부(1f)의 하부에 설치된 저장부(1g)와, 저장부(1g)의 하부에 설치된 계량부(1h)를 포함한다.

또한 폐아스콘 플랜트(2)는, 소량의 크기로 분쇄된 폐아스콘을 보관하고 공급하는 복수의 호퍼(2a)와, 호퍼(2a)의 하부에 설치되고 폐아스콘을 운반하는 컨베이어(2b)와, 컨베이어(2b)에 의해 공급된 폐아스콘을 가열하기 위해 일단에 버너(2d)가 설치된 드라이어(2c)와, 드라이어(2c)에 의해 가열된 폐아스콘을 이송시켜주는 엘리베이터(2e)와, 엘리베이터(2e)의 상단 하부에 설치된 저장부(2f) 및 계량부(2g)를 포함한다.

그러나 상기와 같은 드라이어를 이용한 폐아스콘 가열장치는, 공급된 폐아스콘을 가열하기 위해 드라이어의 일단에 설치된 버너를 작동시키게 되고, 상기 버너의 열원으로 고가의 벙커시유가 상당량 필요하기 때문에 유지비용이 증가되는 문제점이 있다. 또한 벙커시유를 사용함으로서 현재 고유가로 인한 유지비용이 점차적으로 증가되고 이에 따른 공급단가가 상승되어 가격에 따른 경쟁력이 약화된다.

또한 구조적으로 복잡한 드라이어를 이용하여 폐아스콘을 가열하기 때문에 설치비용이 증가되고 유지보수가 곤란한 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쓰레기 소각장 또는 열병합 발전소 등에서 폐기되는 고온의 배기가스를 이용하여 폐아스콘을 가열하기 때문에 유지비용이 절감되고, 이에 따른 공급단가를 낮출 수 있으므로 가격경쟁력이 상승되는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 폐기되는 배기가스를 이용하기 때문에 벙커시유를 사용할 때보다 친환경적이며, 구조적으로 간단하여 제작비용이 절감할 수 있는 폐열을 이용한 폐아스 콘 재생시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따른 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템은, 상부가 개방되고 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 하부면에 개폐가능하게 설치된 개폐판과, 상기 본체의 하부면의 길이방향으로 설치된 하부배관과, 상기 본체의 상부면에 설치된 상부배관과, 상기 수용부에 일정간격으로 일단이 하부배관에 연통 설치되고 타단이 상부배관에 연통 설치된 복수의 중공가열판을 포함하는 가열장치와, 열원으로부터 공급된 고열의 배기가스가 통과되는 고열교환기와, 상기 가열장치의 하부배관과 타단이 연결되고 일단이 고열교환기와 연결 설치되어 가열된 작동유체가 순환되는 제1이송배관과, 상기 상부배관과 일단이 연결되고 타단이 고열교환기와 연결 설치되어 냉각된 작동유체가 순환되는 제2이송배관과, 상기 제1이송배관의 소정위치에 설치되어 상기 작동유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템은, 상기 제1이송배관에 설치된 펌프의 작동에 의해 상기 고열교환기를 통해 가열된 작동유체가 상기 본체의 하부배관을 통해 공급되고, 상기 본체의 상부배관을 통해 배출된다. 따라서 가열된 폐아스콘이 응고됨 없이 용이하게 배출할 수 있게 된다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템의 일 실시예의 개략도이고, 도 2는 도 1의 폐아스콘 재생시스템의 폐아스콘 가열장치의 사시도이 며, 도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

본 발명의 아스팔트 플랜트(100)는, 신골재를 가공하고 이송하는 신골재 플랜트(10)와, 신골재와 혼합되기 위해 일정한 온도로 가열하여 이송하는 폐아스콘 플랜트(20)와, 폐아스콘 플랜트(20)에 공급된 폐아스콘을 가열하기 위한 열발생장치(30)를 포함한다. 또한 신골재와 폐아스콘을 혼합하기 위한 믹서부(60)와, 믹서부(60)에 혼합된 신골재와 폐아스콘의 품질을 높이기 위해 첨가되는 충진재(40) 및 아스팔트 피치(50)와, 믹서부(60)의 하부에 배치되고 양질의 아스콘을 이송하는 운반차량(70)을 포함한다.

상기 신골재 플랜트(10)는, 여러종류의 신골재가 보관되고 공급될 수 있도록 설치된 복수의 호퍼(11)와, 호퍼(11)의 하부면에 설치되고 배출된 신골재를 이송하는 컨베이어(12)와, 컨베이어(12)의 타단에 설치되고 이송된 신골재를 가열하기 위해 일단에 버너(14)가 설치된 드라이어(13)를 포함한다. 상기 드라이어(13)는 공급된 신골재를 가열하면서 타단에서 일단방향으로 이송하기 위해 일정한 속도로 회전하게 된다.

또한 드라이어(13)를 통과한 가열된 신골재는 버킷엘리베이터(15)에 의해 수직방향으로 이송되고, 버킷엘리베이터(15)의 상부로 배출된 신골재는 스크린부(16)에 공급된다. 또한 스크린부(16)에 공급된 신골재는 상기 스크린부(16)의 하부에 설치된 저장부(17)에 저장되고, 저장된 신골재는 저장부(17)의 하부에 설치된 계량부(18)에 의해 믹서부(60)에 일정량식 공급되어 폐아스콘과 배합되어 양질의 아스콘을 생산한다.

또한 계량부(18)의 하부에는 일정하게 계량된 신골재가 혼합되기 위해 폐아스콘과 충진재(40) 및 아스팔트 피치(50)가 배합되는 믹서부(60)가 설치되며, 믹서부(60)에 의해 혼합된 양질의 아스콘은 믹서부(60)의 하부면이 개폐되면서 운반차량(70)에 공급되어 도로현장에 포설된다.

한편 폐아스콘 플랜트(20)는, 소량의 크기로 분쇄된 폐아스콘을 보관하고 공급하는 복수의 호퍼(21)와, 호퍼(21)의 하부면에 설치되고 열발생장치(30)에 의해 순환되는 고열의 배기가스에 의해 가열된 작동유체에 의해 내측에 수용된 폐아스콘을 가열하는 가열장치(200)와, 가열장치(200)의 하부면에 설치되고 가열된 폐아스콘을 이송하는 컨베이어(22)와, 컨베이어(22)를 통해 이송된 폐아스콘을 저장부(24)로 이송하는 이송수단(23)과, 저장부(24)의 하부에 설치되고 믹서부(60)에 알맞은 혼합비율로 배합되도록 계량하는 계량부(25)를 포함한다.

상기 열발생장치(30)는, 고열의 배기가스를 배출하는 쓰레기 소각장(31)과, 쓰레기 소각장(31)의 배기가스가 순환되고 상기 가열장치(200)와 소정위치에서 열교환이 발생되는 배기가스 연결관(32)과, 배기가스 연결관(32)의 끝단에 설치되는 배기가스 냉각기(34) 및 배기가스의 매연과 그 밖의 미립자를 제거하여 대기의 오염을 방지하는 집진기(35)를 포함한다.

본 발명에서는 쓰레기 소각장을 예로 설명하였으나 경우에 따라 열병합 발전소를 이용할 수 있으며, 기타 고열의 배기가스를 배출하는 장치와 연동하여 설치할 수 있음은 물론이다.

또한 배기가스 연결관(32)에는, 폐아스콘을 가열하지 않을 경우에 곧바로 배 기가스 냉각기(34)를 거쳐 집지기(35)를 통과하여 대기로 배출할 수 있도록 배기가스 연결관(32)에 각각 선택적으로 작동되는 복수의 댐퍼(33a,33b)가 설치된다.

따라서 폐아스콘을 가열하기 위해서 제1댐퍼(33a)를 개방하고 제2댐퍼(33b)를 폐쇄하여 쓰레기 소각장(31)에서 발생된 고열의 배기가스를 배기가스 연결관(32)을 통해 순환하면서 가열장치(200)와 연결된 고열교환기(220)를 순환하고, 배기가스 냉각기(34)를 거쳐 집진기(35)를 통과하여 대기로 배출된다.

반대로 제1댐퍼(33a)가 폐쇄되고 제2댐퍼(33b)가 개방되면 가열장치(200)로 순환되던 배기가스는 곧바로 배기가스 냉각기(34)를 통과하고 집진기(35)를 거쳐 대기로 배출된다.

그리고 폐아스콘 재생시스템은, 열발생장치(30)에서 폐기되는 고열의 배기가스에 의해 가열되는 고열교환기(220)와, 고열교환기(220)에 의해 가열된 작동유체가 순환되는 제1이송배관(211)과, 제1이송배관(211)을 통해 순환되는 작동유체로부터 공급된 폐아스콘을 가열시켜 주는 가열장치(200)를 포함한다. 가열장치(200)를 순환하여 고열에서 저열로 변환된 작동유체는 제2이송배관(212)을 따라 재차 고열교환기(220)로 순환된다. 또한 제1이송배관(211)의 소정위치에는 작동유체가 원활하게 순환할 수 있도록 펌프(230)가 설치되고, 제2이송배관(212)에는 순환되는 작동유체를 보충하기 위해 보충탱크(240)가 설치된다.

따라서, 쓰레기 소각장(31)에서 발생되는 고열의 배기가스가 순환되는 배기가스 연결관(32)과, 배기가스 연결관(32)의 소정위치에 설치되고 순환되는 고열의 배기가스와 열교환이 발생되는 고열교환기(220)가 제1이송배관(211)과 제2이송배 관(212)의 사이에 설치되어 고열의 배기가스가 이송배관을 순환하는 작동유체를 고온으로 가열하게 된다. 이와 같이 가열된 고열의 작동유체는 폐아스콘이 보관된 가열장치(200)를 순환하면서 폐아스콘을 가열하게 된다.

이때 일반적으로 사용되는 열교환기는 전열벽에 의하여 분리된 공간에 온도가 다른 두 종류의 유체를 흘려 전열벽을 통하여 열을 전달하는 기기로서, 사용유체, 사용용도, 사용압력 등에 따라 천편일률적으로 제작 설치된다.

상기 본 발명의 고열교환기(220)는, 종래의 열교환기의 일 실시예로서 고열의 배기가스는 고열교환기(200)의 내측에 지그재그로 설치된 복수의 파이프의 일단에서 타단으로 통과하여 배출된다. 이때 냉각된 작동유체는 고열교환기(220)의 일측 즉 제2이송배관(212)을 통해 공급되어 지그재그로 설치된 복수의 파이프와 열교환을 한 후, 고열의 가열된 작동유체로 변화하여 고열교환기(200)의 타측 즉 제1이송배관(211)을 통해 가열장치(200)로 순환하여 폐아스콘을 가열하게 된다.

도 2에 도시된 것과 같이 가열장치(200)는, 수용부가 형성되고 일정 높이를 갖는 본체(201)와, 본체(201)를 받쳐주기 위해 하부면에 설치된 지지부재(202)와, 본체(201)의 하부 길이방향으로 설치되며 일단에 플랜지가 설치되고 타단이 밀폐된 하부배관(203)과, 본체(201)의 양측 하부면에 각각 일단이 회전 가능하게 설치되고 타단은 하부배관(203)의 양측면에 밀착되는 한 쌍의 개폐판(205)과, 한 쌍의 개폐판(205)의 외측면에 각각 설치된 한 쌍의 실린더(204)와, 실린더(204)를 지지하기 위해 본체(201)의 측면에 고정 설치된 한 쌍의 브라켓(206)과, 본체(201)의 상부면에 설치되며 일단에 플랜지가 설치되고 개방된 상부배관(208)과, 본체(201)의 수용 부에 일정간격으로 배치되고 각각의 일단은 하부배관(203)과 연결되고 각각의 타단은 상부배관(208)과 연결된 복수의 중공가열판(207)을 포함한다.

상기 중공가열판(207)은, 구조적으로 간단하고 열전달이 용이하도록 내부가 중공된 것으로 하부면에 투입된 작동유체가 내측에 채워져 상부면의 양단으로 배출되도록 형성된다. 이와 같이 하부면에서 상부면으로 이송되는 것은 제1이송배관(211)에 설치된 펌프(230)의 정회전 작동에 의한 것이며, 반대로 펌프(230)를 역회전으로 작동하게 되면 가열장치(200)의 상부배관에서 하부배관으로 순환할 수 있음은 물론이다.

구체적인 작동상태를 설명하면, 본체(201)의 개방된 상부면에 설치되고 폐아스콘(209)을 저장 또는 배출하는 호퍼(21)를 통해 폐아스콘(209)을 공급받게 된다.

공급된 폐아스콘(209)은 본체(201)의 수용부에 일정간격을 두고 배치된 중공가열판(207)과 중공가열판(207) 사이로 투입되고, 열발생장치(30)의 배기가스 연결관(32)과 열교환이 발생되는 고열교환기(220)에 의해 가열된 고온의 작동유체가 순환하여 하부배관(203)을 통해 각각의 중공가열판(207)을 거쳐 본체(201)의 상부에 설치되고 각각의 중공가열판(207)의 상부면에 관통 설치된 상부배관(208)을 통해 제2이송배관(212)을 통해 고열교환기(220)로 순환된다.

상기 순환되는 작동유체에 의해 본체(201)의 수용부에 보관된 폐아스콘(209)과 각각의 중공가열판(207)이 열교환함으로서 폐아스콘(209)을 가열하게 된다.

일정시간 동안 가열된 폐아스콘(209)은 신골재와 혼합하여 양질의 아스콘을 생산할 수 있도록 본체(201)의 하부면의 양측면에 각각 실린더(204)의 신축에 의해 회전 작동되는 한 쌍의 개폐판(205)이 개방되어 본체(201)의 하부면으로 배출된다.

폐아스콘(209)의 배출이 완료되면, 개폐판(205)은 폐쇄되고 가열된 폐아스콘(209)은 가열장치(200)의 하부면에 설치된 컨베이어(22)를 통해 저장부(24)에 저장된다.

저장된 폐아스콘(209)은 저장부(24)의 하부면에 설치되고 신골재와 일정한 혼합비로 배합되도록 계량하는 계량부(25)를 통해 믹서부(60)에 공급되어 양질의 아스콘을 생산하게 된다.

상기에서와 같이 폐기되는 고열의 배기가스가 순환되는 고열교환기(220)의 내측으로 작동유체가 순환되어 저열에서 고열로 변환된 후 가열장치(200)의 하부에서 상부방향으로 작동유체가 순환되도록 펌프(230)가 작동된다. 가열장치(200)의 하부배관(203)에 투입된 작동유체는 가열장치(200)의 본체(201) 하부에서 상부로 순환되는 것으로, 본체 개폐판(205)의 개방시 가열된 폐아스콘(209)이 본체(201)의 내측면에 응고됨 없이 하부방향으로 용이하게 낙하될 수 있도록 하기 위함이다.

도 5는 본 발명에 따른 중공가열판의 다른 실시예의 사시도로서, 본 발명의 일 실시예의 중공가열판(207)과 단면의 형상이 다르다.

즉, 본 발명의 중공가열판(207')은 투입된 페아스콘(209)을 고온으로 가열하기 위한 것으로, 폐아스콘(209)과 접촉되는 전열면적을 넓히기 위해 절곡된 단면적을 갖는 것을 특징으로 한다.

따라서 동일한 양의 가열된 작동유체가 순환하더라도 많은 양의 열전달이 이루어져 효과적으로 폐아스콘(209)을 가열할 수 있는 장점이 있으며, 본 발명에서 중공가열판(207')은 종방향으로 절곡된 형상이나, 횡방향으로 절곡되거나 또는 곡면형상 등의 여러형태의 모양으로 형성되는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 작동유체는 합성유계로서 페닐에테르, 폴리페닐, 아릴알칸,알킬벤젠 등을 사용할 수 있으며, 상기 합성유계는 열산화 안정성이 우수하고 증기압이 낮고 부식 방지성이 우수하며 -40∼300℃의 넓은 온도범위에 적용될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 신골재와 혼합되어 양질의 아스콘을 생산할 수 있도록 폐아스콘을 가열하기 위해 쓰레기 소각장 또는 열병합 발전소 등에서 폐기되는 고온의 배기가스를 이용하기 때문에 폐아스콘을 가열하는 유지비용이 절감된다.

또한 폐기되는 배기가스를 이용함으로서 벙커시유를 사용할 때보다 더 친환경적이며, 구조적으로 간단하고 제작비용이 저렴하여 아스콘의 공급단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

상부가 개방되고 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 하부면에 개폐가능하게 설치된 개폐판과, 상기 본체의 하부면의 길이방향으로 설치된 하부배관과, 상기 본체의 상부면에 설치된 상부배관과, 상기 수용부에 일정간격으로 일단이 하부배관에 연통 설치되고 타단이 상부배관에 연통 설치된 복수의 중공가열판을 포함하는 가열장치와,

열원으로부터 공급된 고열의 배기가스가 통과되는 고열교환기와,

상기 가열장치의 하부배관과 타단이 연결되고 일단이 고열교환기와 연결 설치되어 가열된 작동유체가 순환되는 제1이송배관과,

상기 상부배관과 일단이 연결되고 타단이 고열교환기와 연결 설치되어 냉각된 작동유체가 순환되는 제2이송배관과,

상기 제1이송배관의 소정위치에 설치되어 상기 작동유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1이송배관에 설치된 펌프의 작동에 의해 상기 고열교환기를 통해 가열된 작동유체가 상기 본체의 하부배관을 통해 공급되고, 상기 본체의 상부배관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템.
제1항에 있어서,

상기 개폐판은, 상기 본체의 양측 하부면에 각각의 일단이 회전 가능하게 설치되고 타단은 하부배관의 양측면에 각각 밀착되도록 한 쌍으로 설치되며,

상기 가열장치는, 상기 한 쌍의 개폐판의 외측면에 각각 설치된 한 쌍의 실린더와, 상기 실린더를 지지하기 위해 본체의 측면에 고정 설치된 한 쌍의 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템.
제1항에 있어서,

상기 가열판은 전열면적을 넓히기 위해 절곡된 형태의 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 작동유체는 합성유계를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 폐아스콘 재생시스템.