KR101138419B1 - 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기에 관한 것으로, 손상 등으로 폐기되는 컨베이어 벨트를 마쇄롤러의 소재로 사용하여 순환골재의 표면에 있는 몰탈이나 시멘트 페이스트 등 이물질을 박리함과 아울러 순환골재의 입형을 곡선형으로 개선하고, 물리적 힘에 의한 순환골재의 파괴를 막을 수 있으며, 별도의 추가 시설을 사용하지 않고 단기간 내에 순환골재의 모든 표면을 균일하게 마쇄함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기는, 내부에 공간이 형성되며 상기 공간과 연통하는 투입구와 배출구가 구비된 마쇄 케이싱과; 상기 마쇄 케이싱의 내부에 투입되는 순환골재를 마쇄하여 표면에서 이물질을 제거하고 입형을 개선하는 마쇄 드럼 및 다수의 폐벨트 압축롤러를 포함하며, 상기 다수의 폐벨트 압축롤러는, 각각 회전축, 폐기되는 컨베이어 벨트를 원단으로 하여 원형으로 재단되어 이루어지며 상기 회전축의 둘레부에 축방향을 따라 적층되는 다수의 폐벨트 편을 포함하되, 상기 마쇄 드럼의 둘레부를 따라 장착되어 순환골재를 다단계에 걸쳐 마쇄하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기{CRUSHER FOR RECYCLING OF AGGREGATE OF CONSTRUCTION WASTE USING WASTE BELT}

본 발명은 건설폐기물의 순환골재 재생 마쇄기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손상 등으로 폐기되는 컨베이어 벨트를 마쇄용 압축롤러의 소재로 사용하여 순환골재의 표면에 있는 몰탈이나 시멘트 페이스트 등 이물질을 박리함과 아울러 순환골재의 입형을 곡선형으로 개선하고, 순환골재의 모든 표면을 균일하게 마쇄할 수 있는 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기에 관한 것이다.

건축물의 노후화 등으로 각종의 순환골재가 다량으로 배출되고 있으나 매립지의 부족, 불법투기 등으로 인하여 자연환경의 파괴가 만연하는 과정에서 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 의하여 건설 폐기물 중 지정 부산물을 재활용하도록 의무화하고 있다.

이에 따라 여러 업체가 순환골재를 생산하고 있으나 기술 및 인식의 부족으로 인하여 순환골재 재활용 의무화는 유명무실한 상태가 되었고 각 건설업체도 하급의 순환골재를 기피하여 순환골재는 복토, 성토재 등으로 사용이 국한되어 막대한 자원의 낭비를 초래하고 있는 실정이다.

특히 폐콘크리트의 표면에는 시멘트 페이스트(이하 페이스트라 약칭함), 토분 등의 이물질이 붙어 있다. 상기 페이스트와 코팅재는 재생 골재의 품질을 낮추기 때문에 골재의 재생시 반드시 제거하여야 하는데 종래 순환골재 재생기술은 대개 크기를 맞추기 위한 파분쇄 기술에 의존하기 때문에 재생 골재의 표면에 페이스트와 토분이 묻어있는 상태이다. 이처럼 페이스트와 토분이 묻어있는 골재는 레미콘용 골재로 사용되지 못하고 단순 매립용 또는 복토재 보조기조층용 등으로만 사용될 수 밖에 없는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결하기 위하여 화학약품을 사용하여 페이스트를 제거하는 기술, 토분을 선별하기 위한 기술들이 제안된 바 있으나, 화학약품의 사용에 따른 비용이 지속적으로 발생되어 부담이 커지며, 환경을 오염시킬 수 있는 단점이 있다.

그리고, 화학약품에 의해 순환골재의 표면에서 이물질을 제거한다 하여도 이는 이물질을 제거하는 것일 뿐이므로 순환골재의 표면에 각진 부분이 많아 고품위 순환골재를 생산하지 못하는 실정이다.

또한, 종래 순환골재 제조공정은 철류나 가연성 폐기물의 선별 - 파분쇄 등의 공정으로 이루어진다.

즉, 종래 기술은 파분쇄 공정을 통해 제품의 입도만을 조절하는 것일 뿐이기 때문에 제품을 원하는 입도로 분쇄하는 것이 어렵고, 분쇄된 제품이 각진 형태로 생산되어 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 파쇄는 순환골재를 직접 타격하여 물리적 힘에 의해 파쇄하는 것으로 파쇄강도가 강하여 순환골재가 파괴되는 단점도 있다.

또한, 종래 순환골재 재생장치는 폐자재를 사용하지 않음에 따라 초기 설비투자 비용이 커지는 문제점도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 특허받은 등록특허 제10-1026225호가 있다.

상기 등록특허 제10-1026225호는 폐벨트를 이용하는 점에서 전술한 문제점을 해결할 수 있지만, 순환골재의 모든 표면을 균일하게 마쇄하지 못하여 순환골재의 품질이 떨어지고 이를 해결하기 위하여 다른 시설을 필요로 하는 단점이 있다.

등록특허 제10-1026225호 공개특허 제10-2005-0001546호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 손상 등으로 폐기되는 컨베이어 벨트를 마쇄롤러의 소재로 사용하여 순환골재의 표면에 있는 몰탈이나 시멘트 페이스트 등 이물질을 박리함과 아울러 순환골재의 입형을 곡선형으로 개선하고, 물리적 힘에 의한 순환골재의 파괴를 막을 수 있으며, 별도의 추가 시설을 사용하지 않고 단기간 내에 순환골재의 모든 표면을 균일하게 마쇄할 수 있는 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기는, 내부에 공간이 형성되며 상기 공간과 연통하는 투입구와 배출구가 구비된 마쇄 케이싱과; 상기 마쇄 케이싱의 내부에 투입되는 순환골재를 마쇄하여 표면에서 이물질을 제거하고 입형을 개선하는 마쇄 드럼 및 다수의 폐벨트 압축롤러를 를 포함하며, 상기 다수의 폐벨트 압축롤러는, 각각 회전축, 폐기되는 컨베이어 벨트를 원단으로 하여 원형으로 재단되어 이루어지며 상기 회전축의 둘레부에 축방향을 따라 적층되는 다수의 폐벨트 편을 포함하되, 상기 마쇄 드럼의 둘레부를 따라 장착되어 순환골재를 다단계에 걸쳐 마쇄하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기에 의하면, 손상(구멍 등)으로 인하여 폐기되는 폐컨베이어 벨트를 원단으로 하여 폐벨트 편을 제조하고, 이 폐벨트 편을 회전축에 다수개 적층하여 마쇄용 폐벨트 압축롤러를 제작함으로써 폐기물의 처리에 따른 비용 및 제조원가를 절감할 수 있고, 폐벨트 압축롤러를 다단으로 설치하여 본 발명에 의한 단일 공정만을 통해서도 순환골재의 모든 표면을 마쇄하여 추가 시설을 사용하지 않고 양질의 순환골재를 생산할 수 있으므로 순환골재 재생시설로서의 신뢰성을 향상할 수 있다.

본 발명에 사용된 폐벨트 편은 강도와 내마모성이 있는 소재로서, 강성이 약한 부분 즉 순환골재의 각진 부분의 제거와 표면에 붙은 이물질의 박리가 가능하여 양질의 순환골재를 생산할 수 있을 뿐 아니라, 순환골재를 파괴하지 않으므로 양질의 순환골재의 생산성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기의 구성을 보인 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기의 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기에 적용된 폐벨트 압축롤러의 분해 사시도.

도 1과 도 2에 보이는 것처럼, 본 발명에 따른 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기(100)는, 마쇄 케이스(10), 마쇄 케이스(10)의 내부에 설치되어 마쇄 케이스(10)에 투입되는 순환골재를 물리적 힘에 의해 마쇄하여 순환골재 표면에서 이물질을 박리하고 순환골재의 입형을 개선하는 마쇄 드럼(20) 및 2개 이상(도면에는 3개로 도시됨)의 폐벨트 압축롤러(30,40,50)로 구성된다.

마쇄 케이스(10)는 내부에 공간이 형성되며 순환골재가 투입되는 투입구(11) 및 마쇄된 순환골재가 배출되는 배출구(12)가 구비된다.

마쇄 드럼(20)과 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 이들 사이에 투입되는 순환골재를 물리적 힘에 의해 마쇄하는 것으로, 각각의 구동모터에 의해 구동하거나 하나의 구동모터로 구동할 수 있다.

예를 들어 하나의 구동모터로 연동하는 경우, 하나의 구동모터는 마쇄 드럼(20)에 동력전달수단(타이밍 벨트 등)으로 연결되어 마쇄 드럼(20)를 구동하며, 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 순환골재를 매개로 하여 마쇄 드럼(20)과 동력 전달 가능하게 연결되어 마쇄 드럼(20)의 회전력을 전달받아 회전한다.

마쇄 드럼(20)은 통상적으로 사용되는 마쇄 드럼으로서 스틸 등을 재질로 하거나 표면에 하이망간 등의 코팅층이 형성될 수 있다.

또한, 마쇄 드럼(20)의 외주면에는 나선형의 분산홈이 구비될 수 있다. 상기 나선형의 분산홈은 마쇄 드럼(20)의 중앙에서 좌우의 외측으로 가면서 벌어지도록 경사지게 형성되어 순환골재를 마쇄 드럼(20)의 전부분으로 분산시킨다.

제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 마쇄 드럼(20)과의 사이에 투입되는 순환골재를 압력에 의해 마쇄하는 것으로, 동일한 구조이므로 제1폐벨트 압축롤러(30)를 예로 들어 설명한다.

도 3에서 보이는 것처럼, 제1폐벨트 압축롤러(30)는 다수의 폐벨트 편(31)으로 이루어진다.

폐벨트 편(31)은 폐기되는 폐컨베이어 벨트를 원단으로 하여 롤러 형태의 원형으로 재단된 것이며, 예를 들어 12~18mm 두께이다. 물론, 폐벨트 편(31)은 폐컨베이어 벨트 중에서 순환골재의 마쇄가 가능한 부분만이 선택되어 재단될 것이다.

이러한 구조의 폐벨트 편(31)은 다수개가 회전축(32)의 둘레부에 축방향을 따라 일렬로 배열되어 압축롤러의 형태를 형성하며, 다수의 폐벨트 편(31) 사이에 틈이 생기지 않도록 압축된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 회전축(32)의 양측 단부에는 폐벨트 편(31)들의 압축 상태를 고정하는 고정수단이 적용될 것이다.

또한, 폐벨트 편(31)은 회전축(32)만으로 제작되면 개별적인 공회전이 발생할 수 있으며, 이러한 오동작은 순환골재의 마쇄효율을 떨어뜨릴 것이므로, 폐벨트 편(31)들이 함께 동작할 수 있도록 하나 이상의 고정핀(33)이 사용된다. 고정핀(33)은 다수의 폐벨트 편(31)들을 관통하여 예를 들어 회전축(31)과 동일한 방식으로 폐벨트 편(31)에 고정될 것이다.

폐벨트 편(31)은 둘레부가 순환골재를 압착하여 마모될 수 있으며, 일정한 마모까지는 폐벨트 편(31)의 사용이 가능하도록 고정핀(33)은 폐벨트 편(31)의 둘레부에서 안쪽에 설치된다.

도면에서는 고정핀(33)이 원형 단면인 것으로 고정핀(33)은 원형 이외의 각형 단면으로 형성될 수도 있고, 또한, 회전축(32)의 둘레부 중에서 폐벨트 편(31)이 결합되는 부분은 각형 단면으로 형성될 수도 있다.

제1폐벨트 압축롤러(30)는 순환골재에 대한 압착을 위하여 도 2에서처럼, 장력조정 스프링(34)을 통해 설치된다. 예를 들어, 제1폐벨트 압축롤러(30)의 회전축(32)은 축방향의 양측이 제1폐벨트 압축롤러(30)보다 돌출되고, 이 돌출된 곳에 장력조정스프링(34)이 각각 연결된다. 장력조정 스프링(34)은 제1폐벨트 압축롤러(30)가 전후진[마쇄 드럼(20)을 향하는 방향을 전진, 마쇄 드럼(20)에서 멀어지는 방향을 후진이라 한다) 가능하도록 탄력 지지한다.

제1폐벨트 압축롤러(30)는 다수의 폐벨트 편(31)로 이루어짐에 따라 마모 등이 생긴 폐벨트 편(31)만을 선택하여 교체함으로써 보수된다.

제2,3폐벨트 압축롤러(40,50)는 제1폐벨트 압축롤러(30)와 동일한 구조이다.

이와 같은 구성의 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 도 1에서 보이는 것처럼, 마쇄 케이스(10)의 투입구(11)에서부터 배출구(12)의 사이에 마쇄 드럼(20)과 함께 장착되어, 순환골재의 투입에서부터 배출까지의 경로를 형성한다. 이때, 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 각각 마쇄 드럼(20)의 직경보다 작게 형성되어 마쇄 드럼(20)의 원주를 따라 배열되기 때문에 순환골재를 다단계에 걸쳐 마쇄하고 순환골재의 모든 표면을 마쇄한다.

마쇄 케이싱(10)의 배출구(12)에는 천연의 순환골재와 이로부터 제거된 파편 및 이물질이 배출될 것이며, 별도의 라인을 형성하지 않고 천연의 순환골재와 이물질 등을 선별할 수 있도록 배출구(12)의 저부에는 스크린이 설치될 수 있다.

제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 각각의 구동모터에 의해 구동할 수도 있고 하나의 구동모터에 의해 구동할 수도 있다. 후자의 경우 2개씩의 폐벨트 압축롤러(30,40)(40,50)를 한 쌍으로 하여 하나의 동력전달벨트로 연결하되, 제2폐벨트 압축롤러(40)를 공유함으로써 제1 내지 3폐벨트 압축롤러(30,40,50)를 하나의 구동체로 연결한다.

이와 같이 순환골재를 다단계로 마쇄하는 것이므로 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 동일한 직경이나 동일한 강도로 구성될 수도 있고, 배출구(12)쪽으로 가면서 직경과 강도가 커질 수 있다. 후자의 경우 순환골재의 표면에 있는 페이스를 단계적으로 제거하여 무리한 힘을 들이지 않고 페이스트를 제거하고 입형을 개선할 수 있다.

발명에 의한 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기의 작용은 다음과 같다.

본 발명은 순환골재 예를 들어 파분쇄, 마쇄 등을 거친 순환골재를 공급받아 입형 개선 및 이물질을 박리하며, 순환골재는 투입구(11)를 통해 마쇄 케이싱(10)의 내부에 투입된다.

투입구(11)를 통해 투입된 순환골재는 마쇄 드럼(20)과 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(3,40,50)의 사이를 통과하면서 마쇄된다.

제1폐벨트 압축롤러(30)는 장력조정 스프링(34)의 탄성력에 의해 전후진하면서 순환골재가 마쇄 드럼(20)과 제1폐벨트 압축롤러(30) 사이에 압착되도록 한다.

마쇄 드럼(20)과 제1폐벨트 마쇄롤러(30) 사이에 투입된 순환골재는 마쇄 드럼(20)과 제1폐벨트 압축롤러(30)와의 압착력에 의해 마쇄되어 표면에 있던 이물질이 박리되고 각진 부분이 제거된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 마쇄 드럼(20)은 고정식이고 제1폐벨트 압축롤러(30)는 장력조정 스프링(34)에 의한 이동식이며, 순환골재의 크기와 양 등에 따라 제1폐벨트 압축롤러(30)가 전후진하면서 순환골재를 압착한 상태에서 순환골재의 배출방향으로 회전한다. 즉, 제1폐벨트 압축롤러(30)는 장력조정 스프링(34)의 탄성력을 통해 순환골재를 마쇄 드럼(20)측으로 밀어 압착한다.

제1폐벨트 압축롤러(30)의 다수의 폐벨트 편(31)은 각각의 강도와 장력조정 스프링(34)의 탄성력에 의해 순환골재를 압착 및 회전하여 순환골재의 각진 부분을 떨어뜨려 제거하고, 아울러, 순환골재의 표면에 붙은 이물질을 제거한다. 이물질은 순환골재의 표면에 붙어 있는 것이기 때문에 물리적 힘에 의해서도 충분하게 박리된다.

제1폐벨트 압축롤러(30)를 통과한 순환골재는 마쇄 드럼(20)과 제2폐벨트 압축롤러(40) 사이를 통과하며, 이 과정을 통해 제1폐벨트 압축롤러(30)에 의해 제거되지 못한 페이스트가 제거됨과 아울러 입형이 개선된다.

제2폐벨트 압축롤러(40)를 통과한 순환골재는 제3폐벨트 압축롤러(40)와 마쇄 드럼(20)의 사이를 통과하며, 이 과정을 통해 제2폐벨트 압축롤러(40)에 의해 제거되지 못한 페이스트가 제거되고 입형이 개선된다.

이와 같이 순환골재는 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)를 단계적으로 통과하면서 다단 마쇄되어 표면에 있는 모든 페이스트가 제거되고 입형이 개선된다. 이 때, 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러(30,40,50)는 마쇄 드럼(20)의 원주를 따라 설치되어 순환골재의 둘레부에서 서로 다른 부분을 마쇄함으로써 순환골재의 모든 부분을 균일하게 마쇄할 수 있다.

10 : 마쇄 케이스, 11 : 투입구
12 : 배출구,
20 : 마쇄 드럼,
30,40,50 : 제1 내지 제3폐벨트 압축롤러

Claims (3)

1. 내부에 공간이 형성되며 상기 공간과 연통하는 투입구(11)와 배출구(12)가 구비된 마쇄 케이싱(10)과;
   상기 마쇄 케이싱의 내부에 투입되는 순환골재를 마쇄하여 표면에서 이물질을 제거하고 입형을 개선하는 마쇄 드럼(20) 및 다수의 폐벨트 압축롤러(30,40,50)를 포함하며,
   상기 다수의 폐벨트 압축롤러는, 각각 회전축, 폐기되는 컨베이어 벨트를 원단으로 하여 원형으로 재단되어 이루어지며 상기 회전축의 둘레부에 축방향을 따라 적층되는 다수의 폐벨트 편을 포함하되, 상기 마쇄 드럼의 둘레부를 따라 장착되어 순환골재를 다단계에 걸쳐 마쇄하는 것을 특징으로 하는 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 폐벨트 압축롤러는 2개를 한 쌍으로 하여 동력전달벨트로 연결되면서 연쇄적으로 연결되어 하나의 구동모터에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 폐벨트 압축롤러는 상기 회전축을 상기 마쇄 드럼에 대해 전후진 가능하도록 탄력 지지하는 장력조정 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐벨트를 이용한 건설폐기물의 다중 압축형 순환골재 재생 마쇄기.

Images