KR100715842B1 - 폐 아스팔트 재활용 처리 장치 - Google Patents

Abstract

폐 아스팔트 재활용 처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치는 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에서 골재와 아스콘을 분리하는 폐 아스팔트 재활용 처리 장치에 있어서 온도제어부(200)가 접속된 히트밴드(202)가 외면에 설치되고 내부에는 오일이 충진되며 가열된 오일을 배출하는 오일탱크(204); 및 내주면을 따라 소정의 폭으로 반복 형성되고 하방으로 나선형으로 연장된 복수 개의 요 홈(212)과, 외주면 일측에 부착되어 맞물리는 구동기어(232)와 구동 모터(234)에 의하여 탱크의 좌우 회전 구동력을 제공하는 기어면(232)과, 온도제어부(240)가 접속되고 탱크의 외주면에 권취된 히팅밴드(242)와, 하방 일측에 형성된 재활용 골재를 배출하는 제1 배출구(250), 및 바닥 일측에 배출 손잡이(260)의 조작에 의하여 아스콘이 용해된 오일을 배출하는 제2 배출구(262)를 구비하는 아스팔트 처리 탱크(220);를 포함하고, 상기 아스팔트 처리 탱크(220)의 상부와 하부 바닥면 사이에는 상기 복수 개의 요 홈(212)의 소정의 폭과 동일한 가로 및 세로 폭으로 이루어진 다수의 필터홀(270) 및 복수 개의 원뿔형 분쇄봉(272)이 형성된 필터망(274)을 구비하며, 히팅밴드(242)에 의한 히팅으로 아스콘 용해 온도에 도달하면 일정 시간 동안 소정의 제1 각도로 좌우 회전하도록 상기 구동모터(234)를 작동 개시하고 일정 시간이 경과하면 상기 제1 각도에서 점차 증가하여 상기 제1 소정의 각도보다 큰 소정의 제2 각도로 좌우 회전하도록 제어하는 모터 제어부(236)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에 아스콘을 효과적으로 용해 분리함과 동시에 분쇄하며 골재 부분에 묻어 있는 아스콘이 타거나 하여 골재로서의 정상 사용이 불가능하게 되는 종래 방법의 문제를 해결한다.

폐 아스팔트, 아스콘, 용해, 요 홈, 각도 제어

Description

폐 아스팔트 재활용 처리 장치{Recycle processing method of withdrawn asphalt}

도 1은 종래의 폐 아스팔트 재활용 처리 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치의 구조를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치 내에서 이루어지는 오일 온도 제어와 좌우 회전 각도 제어를 설명하기 위한 도면, 및

도 4는 본 발명에 따른 장치에 선택적으로 추가될 수 있는 시멘트 및 콘크리트를 처리하는 분쇄부 및 혼합부를 도시한 도면.

본 발명은 재활용 처리 장치에 관한 것으로 특히 폐 아스팔트 재활용 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트와 골재의 가열, 혼합물로 포장한 도로를 아스팔트 콘크리트 포장도로라 하며 이는 주위에서 흔히 볼 수 있다. 이러한 아스팔트 콘크리트 포장도로는 무거운 하중을 반복적으로 받으면서 균열 또는 요철현상이 발생하게 된 다. 이로 인하여 균열, 소파, 요철 등으로 변형된 아스팔트 콘크리트 포장도로를 보수하기 위하여 인력이나, 기계 또는 장비를 이용하여 보수를 요하는 아스팔트 콘크리트 포장도로를 파쇄하고, 제거한 다음 그 자리에 새로운 아스팔트 콘크리트를 포설하여 포장을 부분적으로 보수하게 된다. 또한 지하에 매설되어 있는 가스관, 상하수도관, 전기나 전화의 케이블 등의 보수작업이 필요한 경우에도, 해당구역의 포장도로 표면에서 아스팔트를 제거한 후 작업이 이루어지게 된다.

하지만, 상기의 경우 파쇄하고 제거한 폐아스팔트 콘크리트는 재사용 할 수 없는 것으로 간주하여 대부분 폐기처분 함으로써 자원의 낭비가 발생됨은 물론 제거된 아스팔트는 바다나 강등의 매립지역에 버려짐으로 인해 토양, 수질등 환경을 크게 오염시키고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술에서는 폐아스팔트 콘크리트 덩어리에 열을 가하여 아스팔트를 녹여내는 방법이 알려져 있는데 이는 도 1을 참조하여 설명하기로 한다. 고체상태의 폐 아스팔트 콘크리트 덩어리(10)의 표면으로 가열장치의 가열판(12)에서 발생된 열(14)을 가하고, 가해진 열(14)은 골재(16)와 상기 골재(16)의 표면에 부착되어 있는 아스팔트(18)에 직접 열을 가하고, 또한, 이 열(14)이 하부 방향으로 인접해 있는 아스팔트(18) 및 골재(16)로 연속적으로 전달되어 아스팔트(18)가 가열되는 방식으로서, 이렇게 할 경우, 가열하지 않아도 되는 골재(16)를 가열하게 됨은 물론, 폐 아스팔트 콘크리트 덩어리(10)의 표면에서 골재(16) 표면에 부착된 아스팔트(18)가 계속 가해지는 열(14)에 의해 타버리게 되어 골재(16)와 골재(16)의 부착력을 발휘하는 아스팔트(18)의 품질이 저하되어 아스팔 트 콘크리트의 품질도 급격히 저하되고, 이러한 아스팔트를 사용하여 도로를 포장하였을 경우, 포장보수의 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에 아스콘을 효과적으로 용해 분리함과 동시에 분쇄하는 폐 아스팔트 재생 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재생 장치는,

다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에서 골재와 아스콘을 분리하는 폐 아스팔트 재활용 처리 장치에 있어서,

온도제어부(200)가 접속된 히트밴드(202)가 외면에 설치되고 내부에는 오일이 충진되며 가열된 오일을 배출하는 오일탱크(204); 및

내주면을 따라 소정의 폭으로 반복 형성되고 하방으로 나선형으로 연장된 복수 개의 요 홈(212)과, 외주면 일측에 부착되어 맞물리는 구동기어(232)와 구동 모터(234)에 의하여 탱크의 좌우 회전 구동력을 제공하는 기어면(232)과, 온도제어부(240)가 접속되고 탱크의 외주면에 권취된 히팅밴드(242)와, 하방 일측에 형성된 재활용 골재를 배출하는 제1 배출구(250), 및 바닥 일측에 배출 손잡이(260)의 조작에 의하여 아스콘이 용해된 오일을 배출하는 제2 배출구(262)를 구비하는 아스팔트 처리 탱크(220);를 포함하고,

상기 아스팔트 처리 탱크(220)의 상부와 하부 바닥면 사이에는 상기 복수 개의 요 홈(212)의 소정의 폭과 동일한 가로 및 세로 폭으로 이루어진 다수의 필터홀(270) 및 복수 개의 원뿔형 분쇄봉(272)이 형성된 필터망(274)을 구비하며,

히팅밴드(242)에 의한 히팅으로 아스콘 용해 온도에 도달하면 일정 시간 동안 소정의 제1 각도로 좌우 회전하도록 상기 구동모터(234)를 작동 개시하고 일정 시간이 경과하면 상기 제1 각도에서 점차 증가하여 상기 제1 소정의 각도보다 큰 소정의 제2 각도로 좌우 회전하도록 제어하는 모터 제어부(236)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치의 구조를 사시도로써 나타내었다. 도 3에는 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치 내에서 이루어지는 오일 온도 제어와 좌우 회전 각도 제어를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 3은 이하에서 수시로 참조된다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치는 온도제어부(200)가 접속된 히트밴드(202)가 외면에 설치되고 내부에는 오일이 충진되며 가열된 오일을 배출하는 오일탱크(204), 및 내주면을 따라 소정의 폭으로 반복 형성되고 하방으로 나선형으로 연장된 복수 개의 요 홈(212)과, 외주면 일측에 부착되어 맞물리는 구동기어(232)와 구동 모터(234)에 의하여 탱크의 좌우 회전 구동력을 제공하는 기어면(232)과, 온도제어부(240)가 접속되고 탱크의 외주면에 권취된 히 팅밴드(242)와, 하방 일측에 형성된 재활용 골재를 배출하는 제1 배출구(250), 및 바닥 일측에 배출 손잡이(260)의 조작에 의하여 아스콘이 용해된 오일을 배출하는 제2 배출구(262)를 구비하는 아스팔트 처리 탱크(220);를 구비한다.

또한, 상기 아스팔트 처리 탱크(220)의 상부와 하부 바닥면 사이에는 상기 소정의 폭과 동일한 가로 및 세로 폭으로 이루어진 다수의 필터홀(270) 및 복수 개의 원뿔형 분쇄봉(272)이 형성된 필터망(274)을 구비한다.

또한, 30분 정도 히팅하여 아스콘 용해 온도에 도달하면 모터 제어부(236)는 일정 시간 동안, 예컨데 30 분 동안, 소정의 제1 각도(±3°)로 좌우 회전하도록 상기 구동모터(234)를 작동 개시하고 30 분이 경과하면 상기 제1 각도(±3°)에서 점차 증가하여 일정 시간이 경과하면 상기 제1 소정의 각도(±3°)보다 큰 소정의 제2 각도(±10°)로 좌우 회전하도록 제어된다. 이와 같이 아스콘 용해 온도에 도달한 이후에 회전 운동을 개시하도록 제어하는 이유는 아스콘의 용해 온도에 도달하기 전에 회전을 개시하면 아스콘을 용해하기 위하여 폐 아스팔트의 사이에 오일이 충분히 흡수되기 이전이어서 전력 소모 만을 가져올 뿐만 아니라 단단한 상태에서 강제로 회전함에 의하여 폐 아스팔트 사이에서 급격한 충돌과 치우침이 발생하여 소음이 발생할 수 있고 심한 경우에는 장치의 고장을 유발할 수 있기 때문이다.

또한, 일정 시간이 경과하면 상기 제1 소정의 각도(±3°)보다 큰 소정의 제2 각도(±10°)로 회전 각도를 점증시키는 이유는 다음과 같다. 초기에 아스콘이 용해되어 파쇄된 폐 아스팔트로부터 분리된 골재가 필터망(274)을 통하여 아스팔트 처리 탱크(220)의 하부에 모이게 되면, 이후에는 오일의 용해 작용 만에 의한 분쇄 작용은 줄어들게 되는데, 이때 차츰 회전 각도를 증가시킴에 따라 파쇄되지 않았던 폐 아스팔트 조각들을 분쇄하게 된다.

또한, 폐 아스팔트 조각으로부터 아스콘이 상당히 용해된 이후에는 분쇄봉(272)과 폐 아스팔트 조각과의 충돌이 원활하여지고 충돌로 인하여 조각의 크기가 필터홀(270)보다 작게 되면 즉시 필터홀(270)을 통하여 탱크 하부로 들어가게 되며 이때 회전 각도가 커지면서 더욱 원활하게 이루어지게 된다. 하지만, 소정의 제1 각도와 제2 각도와 같은 회전 각도는 투입되는 폐 아스팔트의 종류와 아스콘의 상태 등에 따라 적절히 결정될 수 있다.

일반적으로 끓는점은 ① 가솔린 0∼140℃ ② 등유 180∼250℃ ③ 경유 250∼350℃ ④ 중유 350℃ 이상 ⑤ 아스팔트 500℃ 이상으로 되어 그 차이로 인하여 분별 증류 과정으로 당해 물질을 추출하게 된다. 하지만, 아스팔트의 녹는점은 약 371℃로 그리 높지 않아 도로 온도가 너무 높으면 도로가 녹아 내리거나 물렁 물렁해지면서 파손되는 것을 볼 수 있다. 이러한 아스팔트를 녹이기 위해서는 500℃ 정도에도 끓지 않는 오일을 사용하여야 한다. 석유계 경유의 끓는점은 200 내지 350℃의 범위이나 폐 아스팔트 조각이 투입된 상태에서는 보다 높은 온도에서 끓게 되며, 아스콘을 녹이는데 사용하는 것이 가능하다. 아스콘을 녹여 내기 위해서는 중유를 사용하여도 충분하다. 대체로는 분자량이 높은 오일을 첨가하여도 바람직하다.

예컨데, 물은 수소 결합을 하고 있어 비슷한 분자량을 갖는 물질(분자)들과 비교하면 높은 끓는점을 나타낸다. 하지만, 기름은 분자량이 크다. 분자량이 커질 수록 분자간의 인력이 커진다. 더욱이 끓는다는 것은 분자 사이의 인력을 모두 끊고 자유로이 움직일 수 있는 상태인데, 질소 80 %, 산소 20 % 인 대기 중에 이렇게 무거운 분자들이 자유롭게 날아다니려면 많은 에너지가 필요한 것이다. 참고로 분자량이 클수록 표준상태에서 존재하는 상(pahse)이 기체에서 액체 및 고체로 존재하는 것이다. 참고로 알칸(Alkane)의 경우 메탄(Methane, CH4)은 기체, 에탄(Ethane, C2H6)는 기체, 펜탄(Pentane, C5H12)는 액체, 헥산(Hexane, C6H14)은 액체이다. 즉, 탄소수가 증가하면 끓는 점은 증가하는 경향이 있다.

상기와 같은 폐 아스팔트 재활용 처리 장치에 의하여 처리되는 과정에서는 아스콘이 녹아 용해되고 오일에 의하여 용해되는 과정으로 아스콘이 분리되므로 종래의 기술에서와 같은 아스콘이 타는 현상은 발견되지 않는다. 따라서, 재활용 처리된 골재는 다시 새로운 아스콘과 혼합하여 시공함에 있어 아무런 문제가 없다. 또한, 아스콘이 용해된 오일은 다시 분별 증류를 통하여 분리가 가능하다.

한편, 도로에는 아스팔트 도로뿐만 아니라 시멘트나 콘크리트 또는 이들의 혼합으로 이루어진 도로도 존재하며, 일부 구간은 아스팔트이고 그 구간이 끝나면 시멘트나 콘크리트 도로로 이어지는 경우도 있다. 이러한 경우에는 아스팔트 뿐만 아니라 시멘트 및 콘크리트를 함께 처리하도록 하여야 한다.

따라서, 도 4에 도시한 바와 같이 위 장치에 시멘트나 콘크리트를 분쇄하는 분쇄 장치(40)와, 위의 장치에 의하여 분리된 아스콘에 새로운 아스콘을 보충하면서 분쇄된 시멘트나 콘크리트 및 아스콘이 제거된 골재와 혼합 처리하는 혼합 부(42)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성되면 분쇄 장치(40)에 의하 여 시멘트나 콘크리트 덩어리를 분쇄하면서, 혼합부(42)는 위의 장치에 의하여 분리된 아스콘에 새로운 아스콘을 보충하면서 분쇄된 시멘트나 콘크리트 및 아스콘이 제거된 골재와 혼합 처리하여 도로 포장을 할 수 있다. 그럼으로써, 아스팔트 도로 뿐만 아니라 시멘트 및 콘크리트를 함께 처리하는 것이 가능하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 폐 아스팔트 재활용 처리 장치는 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에 아스콘을 효과적으로 용해 분리함과 동시에 분쇄하며 골재 부분에 묻어 있는 아스콘이 타거나 하여 골재로서의 정상 사용이 불가능하게 되는 종래 방법의 문제를 해결한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에 아스콘을 효과적으로 용해 분리함과 동시에 분쇄하며 골재 부분에 묻어 있는 아스콘이 타거나 하여 골재로서의 정상 사용이 불가능하게 되는 종래 방법의 문제를 해결한다. 또한, 위 장치에 시멘트나 콘크리트를 분쇄하는 분쇄 장치와, 위의 장치에 의하여 분리된 아스콘에 새로운 아스 콘을 보충하면서 분쇄된 시멘트나 콘크리트 및 아스콘이 제거된 골재와 혼합 처리하는 혼합부를 더 포함하면 아스팔트 도로 뿐만 아니라 시멘트 및 콘크리트를 함께 처리하는 것도 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 다수의 골재가 아스팔트에 의해 결합되어 있는 고체상태인 폐 아스팔트 덩어리 내에서 골재와 아스콘을 분리하는 폐 아스팔트 재활용 처리 장치에 있어서,

   온도제어부(200)가 접속된 히트밴드(202)가 외면에 설치되고 내부에는 오일이 충진되며 가열된 오일을 배출하는 오일탱크(204); 및

   내주면을 따라 소정의 폭으로 반복 형성되고 하방으로 나선형으로 연장된 복수 개의 요 홈(212)과, 외주면 일측에 부착되어 맞물리는 구동기어(232)와 구동 모터(234)에 의하여 탱크의 좌우 회전 구동력을 제공하는 기어면(232)과, 온도제어부(240)가 접속되고 탱크의 외주면에 권취된 히팅밴드(242)와, 하방 일측에 형성된 재활용 골재를 배출하는 제1 배출구(250), 및 바닥 일측에 배출 손잡이(260)의 조작에 의하여 아스콘이 용해된 오일을 배출하는 제2 배출구(262)를 구비하는 아스팔트 처리 탱크(220);를 포함하고,

   상기 아스팔트 처리 탱크(220)의 상부와 하부 바닥면 사이에는 상기 복수 개의 요 홈(212)의 소정의 폭과 동일한 가로 및 세로 폭으로 이루어진 다수의 필터홀(270) 및 복수 개의 원뿔형 분쇄봉(272)이 형성된 필터망(274)을 구비하며,

   상기 히팅밴드(242)에 의한 히팅으로 아스콘 용해 온도에 도달하면 일정 시간 동안 소정의 제1 각도로 좌우 회전하도록 상기 구동모터(234)를 작동 개시하고 일정 시간이 경과하면 상기 제1 각도에서 점차 증가하여 상기 제1 소정의 각도보다 큰 소정의 제2 각도로 좌우 회전하도록 제어하는 모터 제어부(236)을 포함하는 것 을 특징으로 하는 폐 아스팔트 재활용 처리 장치.

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