KR100850762B1 - 진동스크린의 변형구조를 이용한 이물질 분리방법 및 그장치 - Google Patents

Abstract

본원은 건설폐기물로부터 재생골재를 선별해 내기 위한 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산처리 시스템에서 진동스크린의 변형구조를 이용한 선별장치에 관한 것이다.

본원의 진동스크린의 변형구조는, 특히 적정크기로 파쇄된 건설폐기물 중의 재활용 가능한 골재 중에 포함된 이물질, 목재나 비닐 부스러기, 스치로폼 등의 불순물을 골재로부터 효과적으로 분리 제거할 수 있도록 개선된 진동스크린 선별장치에 관한 것이다.

본원의 진동스크린으로 유입되는 파쇄된 건설폐기물은 진동스크린을 통과한 토분 등을 포함하는 침강슬러지 분은 침수조 저부의 제1저류조에 침적되어 외부로 배출되는 구조이고, 파쇄된 건설폐기물 중의 저 비중 불순물(폐 비닐, 스티로폼, 폐 섬유 등)은 수중 상부로 부유시켜 일측으로 모아 외부로 배출시키는 구조이며, 파쇄된 건설폐기물 중 슬러지와 이물질이 제거된 양질의 세척골재만을 얻기 위한 방법과 진동스크린 변형구조가 개시된다.

진동스크린, 저 비중 불순물, 침강슬러지,

Description

진동스크린의 변형구조를 이용한 이물질 분리방법 및 그 장치{Dust seperating method and the apparatus using improved structure of motor-screen}

도 1 : 종래의 재생골재를 얻기 위한 생산 공정도.

도 2 : 본원의 이물질을 분리하기 위한 진동스크린 간략 사시도.

도 3 : 본원의 진동스크린의 상부 평면도.

도 4 : 본원의 진동스크린 저부 간략 사시도.

도 5 : 본원의 진동스크린의 측부 단면도.

**도면에 사용된 부호의 설명**

100 : 진동스크린

20 : 유입호퍼 30 : 스크린

31 : 송수배관 32 : 분사노즐

33 : 유틸리티 저장부 34 : 스크린 단부

40 : 이물질 배출구 41 : 월류벽

50 : 제1저류조 60 : 이송배출장치

61 : 이송브레이드 62 : 고무판

70 : 골재저류조 80 : 이송에레베이터

본원은 건설폐기물로부터 재생골재를 선별해 내기 위한 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산처리 시스템에서 진동스크린의 변형구조를 이용하고자 하는 것으로, 본원의 진동스크린의 변형구조는, 특히 적정크기로 파쇄된 건설폐기물 중의 재활용 가능한 골재 중에 포함된 이물질, 목재나 비닐 부스러기, 스치로폼 등의 불순물을 골재로부터 효과적으로 분리 제거할 수 있도록 개선된 진동스크린 선별장치에 관한 것이다.

도시화 및 산업화의 진행과정에서 생겨난 많은 구조물, 즉 교량이나 도로 및 각종 건축물들은 세월이 지남에 따라 점차 노후화되어 가고 있으며, 특히 최근에는 주거문화의 개선을 위해 많은 지역에서 재건축 및 재개발이 활발하게 추진되고 있는 현실이다.

이러한 노후 구조물의 해체나 재건축 및 재개발이 추진되는 과정에서 많은 건설폐기물이 발생되는데, 이러한 건설폐기물을 그대로 매립할 경우에는 매립지의 확보가 힘들 뿐 아니라 매립비용이 많이 들며, 환경에도 막대한 영향을 주게 됨으로 자연환경의 보호와 함께 자원의 재활용이라는 2 가지 측면에서 건설폐기물을 재활용 처리하기 위한 갖가지 대책들이 강구되어 왔으며, 국내에서도 건설폐기물에 대한 여러 가지 처리장치가 개발되고 있는 실정이다.

건설폐기물은 폐목재류를 비롯하여, 스치로폼 등의 폐 합성수지류, 철근과 같은 금속류, 폐 종이류, 시멘트 강화제로 사용되는 폐 섬유류 등이 포함되는 혼합 불순물이 포함되어 있으며, 이와 같이 다양한 불순물이 혼재되어 있는 건설폐기물은 처리과정을 통해서 소각용 및 재생용으로 분리하게 되며, 특히 근년에는 절대량이 부족한 골재자원을 보충하기 위하여 건설폐기물로부터 골재를 분리 및 재생시켜 순환골재로 재활용하고자 하는데 높은 관심을 나타내고 있다.

본 발명은 건설폐기물을 파쇄하여 골재 이외의 이물질인 폐 비닐, 스치로폼, 폐 종이류, 폐 섬유류 등의 불순물을 효과적으로 분리하여 양질의 순환골재를 얻을 수 있는 순환골재의 선별 및 분리장치에 관한 것이다.

종래로부터 사용되어 오는 건설 폐기물의 재활용 골재 생산을 위한 처리장치로서는 등록실용신안공보 20-0264696호, 공개특허 10-05-18077호 등에 다수가 개시되어 있다.

종래부터 건설 폐기물로부터 순환골재를 얻기 위한 방법으로 습식 순활골재생산시스템은 발생되는 폐수처리의 문제점을 갖고 있고, 건식 순활골재 생산시스템에서는 발생되는 분진을 처리하기 위한 집진설비의 문제점을 갖고 있으면서도 여전히 기대치에 접근하는 만족할 만한 재생골재를 얻고 있지 못한 오늘의 현실이다.

대부분의 재생골재를 얻기 위한 습식이나 건식 재생골재 생산설비는 통상 죠 크라셔에 의해 건설폐자재류를 파쇄시켜 컨베이어에 의해 이송하는 과정에서 쇠붙이 철편 분리기인 자력선별기를 거치면서 철근과 같은 금속물질을 분리시키는 한편 진동식 스크린에 의해 일부 토사 및 이물질을 분리시킨 다음, 호퍼에 투입하여 낙하 하거나 컨베이어 벨트에서 바로 낙하시키는 과정에서 송풍기에 의해 일부 가벼 운 쓰레기들을 분리시키는 구조를 기본적으로 갖고 있다.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 송풍장치에서는 구조적으로 바람의 세기를 약하게 하면 일부 가벼운 쓰레기만 날려 보낼 뿐, 폐목재나 폐수지와 같이 다소 크기가 큰 폐재류는 제대로 분리시킬 수 없고, 바람의 세기를 강하게 하면 폐목재나 폐합성수지와 같은 비교적 큰 폐재류가 쉽게 선별될 수 있지만 동시에 재사용 가능한 세골재들도 함께 날아가게 되므로, 재활용의 의미가 없어질 뿐 아니라 분진의 비산 등 작업환경에도 악영향을 미치는 문제점이 있어 왔다.

또한 습식이든 건식이든 종래의 다양한 공정이 수행되더라도 골재와 이물질 간의 완전한 분리가 이루어 지지 않고 여전히 남아 있는 잔존 이물질이 순환골재의 품질을 떨어뜨리는 주 요인으로 작용하여 개선책이 요구되어 왔는바, 정부에서는 순환골재에 함유되는 이물질의 량을 0.1% 미만으로 포함하도록 규정을 강화하기에 이르렀으며, 본원은 정부의 품질인증제도에 부응하기 위하여 순환골재 중 이물질 함량을 0.1% 이하로 생산하기 위한 효율적인 분리방법을 찾고자 하는 과제를 갖고 출발하였다.

본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 건설폐기물을 파쇄하여 유입되는 순환골재와 불순물들을 효율적으로 분리 및 제거하기 위한 진동스크린의 변형구조를 제공하고자 하는 것으로, 골재 파쇄공정 후 진동스크린에 유입되는 골재 파쇄물을 세척골재, 부유이물질, 침강슬러 지 등의 3개 군으로 분리하기 위한 진동스크린의 변형구조를 제공하고 이를 이용하여 세척골재, 부유이물질, 침강슬러지를 분리, 제거하는 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본원은 진동스크린으로 유입되는 파쇄된 건설폐기물은 진동스크린을 통과한 토분 등을 포함하는 침강슬러지 분은 침수조 저부의 제1저류조에 침적되어 외부로 배출되는 구조이고, 파쇄된 건설폐기물 중의 저 비중 불순물(폐 비닐, 스티로폼, 폐 섬유 등)은 수중 상부로 부유시켜 일측으로 모아 외부로 배출시키는 구조이며, 파쇄된 건설폐기물 중 슬러지류와 이물질군이 제거된 양질의 세척골재만을 분리해 얻기 위한 진동스크린 변형구조를 통하여 상기 목적을 달성할 수 있음을 확인하고 완성된 발명이다.

일반적으로 토목, 건축 폐기물로부터 골재나 기타 부산물을 재활용하기 위해 사용되는 종래의 기술은 도 1에 도시된 생산 공정도 에서 살펴보는 바와 같이, 대부분 기존 건축물에서 수거된 건축 폐기물(10)은 벨트콘베이어 1(1)에 의해 이송되고, 수작업 등에 의한 1차 선별공정(S1)을 거쳐 목재 및 비닐 등의 이물질을 제거한 다음, 죠 크라셔(2) 등의 파쇄기에 의한 1차 파쇄공정(S2)을 통해 발생된 토분 (5)을 분리한 후, 나머지 건축 폐기물(10)은 벨트 콘베이어 2(3,4)를 통해 이송 중 1차 자력 선별공정(S3)에서 자력 선별기(6)에 의해 금속물질(7)을 분리시켜 이동시키게 된다.

상기 공정 후 수작업 등에 의한 2차 선별공정(S4)을 통해 쓰레기, 비닐 등의 이물질을 제거하고, 1차 스크린 공정(S5)에 이송하면 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 석분(9)을 분리해 내게 되며, 다시 육안에 의한 3차 선별공정(S6)을 통해 이물질을 제거한 다음, 2차 파쇄공정(S7)을 통해 파쇄된 건축 폐기물(10)은 마그네트 등의 2차 자력선별공정(S8)을 통하여 2차 자력 선별공정(S3)에서 잔류 되었던 철근 못 등의 금속물질(7)을 분리 해낸 다음, 2차 스크린 공정(S9)으로 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 모래(10a), 세골재(10b) 및 조골재(10c)로 순차적으로 분리되어 순환골재가 획득되어 지는 공정이 행하여 진다.

상기의 공정 중 파쇄공정(S2)에서 얻어진 혼합골재는 비닐, 스티로폼, 섬유 등의 이물질이 혼재되어 있어서 순환골재로 사용이 곤란하며, 이를 선별하기 위한 여러 장치가 제안되어 사용되고 있다.

종래부터 각종 건축 폐기물에 포함되어 있는 토분과 석분, 비닐, 스티로폼, 섬유류 등을 대략적으로 분리하여 소각시키거나 매립을 시도하게 되는바, 소각을 시키고자 하는 경우 비 가연성 물질인 토분과 석분이 가연성 물질인 비닐, 스티로폼, 섬유류 등이 혼합된 상태로 소각시키는 경우 소각비용(골재이물질 소각처리비용이 톤당 18 만원임)이 만만치 않음에도 소각효율을 낮추게 하는 문제점을 갖고 있고, 이물질을 매립시키고자 하는 경우 토분과 석분은 상관 없으나 미 분해 물질인 비닐, 스티로폼, 섬유류 등 가연성 물질을 매립하여 토양을 오염시키게 되는 문제점을 갖고 있었다.

따라서 본원은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 진동스크린의 변형구조 를 제공하여, 골재 파쇄공정 후 진동스크린에 유입되는 골재 파쇄물을 세척골재, 부유이물질, 침강슬러지 등의 3개 군으로 확실하게 분리하기 위한 기술사상이 개시된다.

도 2 에는 본원의 기술사상이 적용될 수 있는 진동스크린(100)의 변형구조 개략을 나타내는 사시도로 도시하고 있는바, 진동스크린의 몸체케이스 및 스크린의 상하에서 떨림이 발생되도록 진동을 유발시키는 진동유발장치와 상기 진동유발장치의 진동 작용 시 사각 몸체케이스 및 스크린의 떨림 강도가 증가 되도록 사각 몸체케이스 소정위치에 설치되는 코일스프링 등의 구성을 갖는 진동스크린의 일반구성은 이미 공지 공용의 기술인바, 이들에 대한 설명은 생략하고 이하에서는 본원에서 새롭게 적용하고자 하는 특징부분에 대하여 설명하고자 한다.

본원의 진동스크린(100)에는 선별하고자 하는 모래나 자갈의 입도, 분류대상에 따라 약 1 ~ 20 ㎜ 범위 내에서 선택되어 사용할 수 있는 스크린(30)이 설치되고 유입구보다 배출구 쪽이 약 2~5°정도의 하향경사각을 이루고 모터의 회전에 의해 진동을 주면서 유입 골재를 배출구 쪽으로 이송시켜 주는 공지의 진동스크린 구조를 이용하여 본원의 기술사상이 적용될 수 있는바, 본원의 변형구조는 특별히 진동스크린(100)의 상부 일정 부위만 남기고 즉 월류벽(41) 상단까지 수중에 잠긴 상태에서 골재 및 이물질 분류가 이루어지도록 작동된다.

분류대상으로 하는 파쇄골재가 유입호퍼(20)를 통하여 스크린(30) 입구쪽 상부에서 일정량 씩 수중으로 낙하되면서 진동스크린의 진동과 경사각에 의해 내용물이 배출구 쪽으로 서서히 이동하면서 수면으로 부상하는 스티로폼알갱이나 섬유나 비닐조각 등의 저 비중 이물질은 진동스크린 유입구 쪽 상부에 설치되는 고압수 송수배관(31)과 분사노즐(32)에서 배출구 쪽을 향하여 고압수를 분사시켜주며 수면으로 부상하는 이물질은 배출구 쪽으로 보내지고 월류벽(41)을 거쳐 이물질 배출구(40)로 이송시키는 구조를 이루며, 유입 골재 중에 포함된 비중을 갖는 토분, 석분 등의 고 비중 슬러지분은 설치된 스크린(30)을 통하여 하부로 침강되어 상광하협 형상을 이루는 제1저류조(50)에 침적되며 침적된 슬러지물은 스크래퍼 기능을 갖는 이송배출장치(60)에 의해 외부로 배출시키는 구조를 갖고, 유입 골재 중 슬러지와 이물질이 제거된 양질의 세척골재는 스크린 단부(34)에서 하부로 낙하하여 골재저류조(70)에 모여지고 골재배출용 이송에레베이터(80)에 의해 이송되어 골재저장조로 보내지는 구성을 이룬다.

도 3은 도 2 진동스크린(100)의 상부구조의 개략을 나타내기 위한 상부평면도로서, 처리 대상으로 하는 파쇄골재가 유입호퍼(20)를 통하여 스크린(30) 입구쪽 상부에서 수중으로 낙하 되며 내용물이 배출구 쪽으로 서서히 이동하면서 수면으로 부상하는 스티로폼알갱이나 섬유나 비닐조각 등은 진동스크린 상부에 설치되는 고압수 송수배관(31)과 분사노즐(32)에 의해 배출구 쪽으로 보내지고 월류벽(41)을 통해 이물질 배출구(40)로 이송시켜 저 비중 이물질은 외부로 배출시키고, 스크린 단부(34)까지 이송되어 온 세척골재는 골재저류조(70)에 모여지고 골재배출용 이송에레베이터(80)에 의해 이송되어 골재저장조로 보내지고, 스크린(30)을 통과한 침강물은 제1저류조에 저류되었다가 스크래퍼 기능을 갖는 이송배출장치(60)에 의해 외부로 배출시키는 구성을 나타내며 스크린(30)의 중간 미 도시분은 진동스크린을 구동시키기 위한 모터나 기타 설비가 내장되는 유틸리티 저장부(33)이다.

도 4는 본원의 진동스크린(100)의 하부구조로 상광하협 형상을 이루는 제1저류조(50)의 구조를 나타내고 제1저류조(50)의 저부에 설치되는 이송배출장치(60)를 설명하기 위한 사시도 인바, 스크린(30)을 통하여 하부로 침적된 슬러지물을 긁어 올리는 스크래퍼 기능을 갖도록 이송브레이드(61)에 고무판(62)을 부착시켜 바닥부로 가라 않는 슬러지물을 긁어 올려 외부로 배출시킬 수 있는 이송배출장치(60)가 수면 상부까지 연결되어 설치되고 배출된 슬러지물은 슬러지 저장조로 보내지던가 또는 필터프레스로 보내져서 여과케이크로 만들어 매립되든가 또는 제3의 처리가 행하여 질 수 있을 것이다.

도 5는 본원의 진동스크린(100)의 측면구조를 나타내기 위한 절개 단면도 인바, 처리 대상으로 하는 파쇄골재가 유입호퍼(20)를 통하여 스크린(30) 상부로 낙하 되며 내용물이 스크린(30) 상부에서 배출구 쪽으로 서서히 이동하면서 수면으로 부상하는 스티로폼알갱이나 섬유나 비닐조각 등은 분사노즐(32)에 의해 배출구 쪽으로 보내지고 월류벽(41)을 통해 이물질 배출구(40)로 이송시켜 저 비중 이물질을 외부로 배출시키고, 스크린 단부(34)까지 이송되어 온 세척골재는 골재저류조(70)에 모여지고 골재배출용 이송에레베이터(80)에 의해 이송되어 골재저장조로 보내지고, 스크린(30)을 통과한 침강물은 제1저류조(50)에 저류되었다가 스크래퍼 기능을 갖는 이송배출장치(60)에 의해 외부로 배출시키는 측면구성을 나타내고 있다.

본원은 건설폐기물을 파쇄하여 유입되는 골재와 불순물들을 선별 및 분리하기 위해 습식이나 건식시설 모두에서 적용되어 사용될 수 있는 순환골재 생산시설을 제공하는 효과를 갖는다.

본원은 골재 파쇄공정 후 스크린 공정이 수행될 시 진동스크린을 밀폐형으로 하여 수중에서 작동되도록 만들고, 비중이 가벼운 이물질을 수면으로 부상시켜 일측으로 모아 제거하고 진동스크린을 통과하는 토분, 석분 등의 비중이 있는 이물질을 별도로 제거하며 양질의 세척골재만을 제공하는 효과를 갖는다.

본원의 순환골재 생산시설은 수중에서 작업이 이루어짐으로 비산 먼지의 문제가 발생할 수 없으며 수처리과정에서 발생하는 작업용수는 정화처리시설을 경유하여 재활용하고 슬러지 발생분은 필터프레스를 통과시켜 케이크화하여 매립할 수 있도록 하여 사업장 내의 2차 오염의 방지 및 사업장의 작업환경을 개선 할 수 있는 효과를 갖는다,

Claims (2)

1. 건설폐기물을 파쇄하며 얻어지는 골재 및 이물질, 침강슬리지분을 진동스크린을 이용하여 분리시키는 방법에 있어서,

   진동스크린(100)의 월류벽(41) 상단까지 수중에 잠긴 상태에서 골재 및 이물질, 침강슬리지 분류가 이루어지도록 진동스크린 몸체가 밀폐되어 제공되되,

   분류대상 골재가 유입호퍼(20)를 통하여 스크린(30) 입구 쪽으로 유입되어 배출구 쪽으로 이동하면서 수면으로 부상하는 저 비중 이물질은 배출구인 월류벽(41) 쪽으로 보내주기 위한 분사노즐(32)이 진동스크린 상부에 설치되어 고압수를 분사시키며 저 비중 이물질을 배출구 쪽으로 보내고 월류벽(41)을 거쳐 이물질 배출구(40)로 이송시키는 단계를 갖고,

   유입 골재 중 스크린(30)을 통과하는 토분, 석분 등의 고 비중 침강슬러지분은 상광하협 형상을 갖는 제1저류조(50)에 침적되고 침적된 침강슬러지물은 스크래퍼 기능을 갖는 이송배출장치(60)에 의해 외부로 배출시키는 단계를 가지며,

   유입 골재 중 침강슬러지와 이물질이 제거된 양질의 세척골재는 스크린 단부(34)에서 하부로 낙하하여 골재저류조(70)에 모여지고 골재배출용 이송에레베이터(80)에 의해 이송되어 골재저장조로 보내지는 구성을 포함하여 제공됨으로 골재와 이물질과 침강슬러지 분리를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 진동스크린을 이용한 분리방법.
2. 건설폐기물을 파쇄하며 얻어지는 골재 및 이물질, 침강슬리지분을 진동스크린을 이용하여 분리시키기 분리장치에 있어서,

   진동스크린(100)의 월류벽(41) 상단까지 수중에 잠긴 상태에서 골재 및 이물질, 침강슬리지 분류가 이루어지도록 진동스크린 몸체가 밀폐되어 제공되되,

   진동스크린 상부로 고압수 분사노즐(32)이 설치되어 수면으로 부상하는 저 비중 이물질은 배출구 쪽으로 이송시켜 월류벽(41)을 거쳐 이물질 배출구(40)로 이송시키는 수단을 포함하고,

   스크린(30)을 통과한 고 비중 침강슬러지분은 상광하협 형상을 갖는 제1저류조(50)에 침적되고 저부에 침적된 침강슬러지물은 스크래퍼 기능을 갖는 이송배출장치(60)에 의해 외부로 배출시키는 수단을 포함하며,

   침강슬러지와 이물질이 제거된 골재는 스크린 단부(34)에서 하부로 낙하하여 골재저류조(70)에 모여지고 골재배출용 이송에레베이터(80)에 의해 골재저장조로 이송시키는 수단을 포함하여 제공됨으로 골재와 이물질과 침강슬러지 분리를 동시에 수행하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 진동스크린 분리장치.

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