KR101146732B1

KR101146732B1 - 바다 모래 선별기

Info

Publication number: KR101146732B1
Application number: KR1020110086189A
Authority: KR
Inventors: 이근형
Original assignee: 신흥개발주식회사
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-05-17

Abstract

본 발명은 해저에서 퍼올린 바다 모래에서 이물질을 제거하여, 건축용 골재로 사용할 수 있는 모래를 선별해 내는 기계장치에 관한 것이다.
본 발명의 바다 모래 선별기는 외통(1), 외통(1)의 입구에 결합되어 회전하는 회전스크린(2), 그리고 외통(1)의 내벽에 결합되어 회전스크린(2)의 눈을 뚫어주는 브러시결합체(3) 또는 노즐결합체(3-1)로 구성된다. 회전몸체(21)의 내면에는 원주를 따라 다수 개의 베인(26)이 구비될 수 있다.
본 발명의 바다 모래 선별기는 크기가 작고 구조가 간단하여 바다 모래를 채취하는 채취선에 편리하게 사용할 수 있고, 바다 모래에 함유된 이물질 중 특히 진흙 덩어리가 자동으로 제거된다. 또한 바다 모래 선별장치 회전스크린(2)에 베인(26)을 구비하여, 빠른 유속과 많은 유량을 가지고 분출되는 바다 모래의 큰 운동에너지에 의하여 회전스크린(2)이 외부 동력의 도움을 받지 않고도 작동할 수 있고, 나아가서 회전스크린(2)의 축을 발전기의 축과 연결하여 발전을 하여 채취선에 사용되는 전기의 일부를 충당할 수 있다.

Description

바다 모래 선별기{Sea Sand Sorting Equipment}

본 발명은 해저에서 퍼올린 바다 모래에서 이물질을 제거하여, 건축용 골재로 사용할 수 있는 모래를 선별해 내는 기계장치에 관한 것이다.

각종 건설공사에 콘크리트가 대량으로 사용되는데, 콘크리트는 자갈, 모래, 그리고 시멘트를 물과 함께 일정한 비율로 혼합하여 양생한 것으로서, 자갈과 모래는 골재가 되고, 시멘트는 이들 골재들을 서로 접착하는 역할을 한다.

최근에 콘크리트의 수요가 급증하여 하천에서 채취한 모래만으로는 수요를 충당할 수 없어 바다 모래가 많이 사용되고 있다. 바다 모래는 해저에서 퍼올린 바다 모래에서 이물질을 제거하여 모래를 선별하고, 이를 다시 민물로 세척하여 염분을 제거하여 건축용 골재로 사용한다.

바다 모래를 채취하는 설비는 도 1에 도시한 바와 같은데, 채취선에 고성능 펌프를 구비하여 흡입관으로 해저에서 바다 모래를 퍼올리고, 이를 스크린에 분사하여 진흙 덩어리, 돌, 기타 이물질 등을 제거하여 모래를 선별해 내고, 물기를 제거하여 바다 모래를 채취한다. 이렇게 채취된 바다 모래는 컨베이어 등으로 운반선에 싣고 육지로 운반하여 민물로 세척하여 건축용 골재로 사용할 수 있게 한다.

상기와 같은 바다 모래 채취하는 설비에서 이물질을 제거하는 바다 모래 선별장치로는 주로 평면 스크린이 사용되는데, 스크린을 경사지게 설치하고 이 스크린에 펌프로 퍼 올린 해저 바다 모래를 분사하는 방식을 사용한다. 펌프와 연결된 분사구를 통하여 분사된 바다 모래에서 큰 덩어리의 이물질은 스크린에 의하여 차단되고, 입도가 작은 모래와 바닷물만 스크린을 통과하게 된다.

상기와 같은 통상의 평면 스크린을 이용한 바다 모래 선별장치는 스크린의 크기가 커서 공간을 많이 차지하고 시야를 방해하여 채취선의 운용에 지장을 초래한다. 그리고 바다 모래에서 모래와 함께 퍼 올려진 진흙 덩어리가 스크린의 눈을 막아 이를 수작업으로 제거해야 하고, 이 진흙 덩어리를 즉시 제거하지 않을 경우 모래에 진흙이 혼입되어 모래의 품질을 저하시키는 원인이 된다.

바다 모래는 고성능의 펌프를 이용하여 퍼올리는데, 바닷물과 함께 이물질을 제거하는 스크린에 분사되는 모래의 유량이 아주 많고 또한 유속이 아주 높다. 이와 같은 빠른 유속과 많은 유량을 가지고 분출되는 바다 모래의 운동에너지는 전혀 활용되지 못하고 그냥 버려지게 된다.

바다 모래 선별장치로는 국내 등록특허 특1994-0006979호 해사 선별 및 세척장치에는 원통형 스크린 망체를 내장한 드럼을 경사지게 설치하고, 원통에는 나사선 형상의 격벽을 형성하여 구동모우터로 스크린망체를 회전시켜 주입된 채취모래가 세척됨과 동시에 모래와 이물질로 분리선별될 수 있도록 한 해사 선별 및 세척장치가 게시되어 있다.

상기 특허 발명은 채취한 바다 모래를 선별하지 않고 육상으로 수송하여 선별과 세척을 동시에 할 수 있게 한 것으로서, 채취선에 직접 설치하여 사용할 수 없는 장치이다.

상기와 같이 통상의 바다 모래 선별장치로 사용되는 평면 스크린은 크기가 커서 많은 문제가 있고, 이물질 중 진흙 덩어리를 제거하기가 어렵고, 그리고 빠른 유속과 많은 유량을 가지고 분출되는 바다 모래의 운동에너지는 활용하지 못하는 문제가 있다.

따라서 크기가 작고 구조가 간단하여 바다 모래를 채취하는 채취선에 편리하게 사용할 수 있고, 바다 모래에 함유된 이물질 중 특히 진흙 덩어리가 자동으로 제거되는 바다 모래 선별장치가 필요하다.

또한 바다 모래 선별장치 빠른 유속과 많은 유량을 가지고 분출되는 바다 모래의 큰 운동에너지를 효과적으로 활용할 수 있는 수단이 구비되어야 한다.

본 발명의 바다 모래 선별기는 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 외통(1), 외통(1)의 입구에 결합되어 회전하는 회전스크린(2), 그리고 외통(1)의 내벽에 결합되어 회전스크린(2)의 눈을 뚫어주는 브러시결합체(3) 또는 노즐결합체(3-1)로 구성된다. 회전몸체(21)의 내면에는 원주를 따라 다수 개의 베인(26)이 구비될 수 있다.

외부의 모터 또는 베인(26)의 회전력으로 회전스크린(2)이 고속으로 회전하면, 바다 모래와 함께 분사되어 스크린(22)의 표면에 부착된 이물질은 원심력에 의하여 스크린(22)에서 이탈된다. 특히 이물질 중의 진흙 덩어리는 무게가 무거우므로 원심력도 크게 받아 스크린(22)에서 잘 이탈된다.

본 발명의 바다 모래 선별기는 크기가 작고 구조가 간단하여 바다 모래를 채취하는 채취선에 편리하게 사용할 수 있고, 바다 모래에 함유된 이물질 중 특히 진흙 덩어리가 자동으로 제거된다.

또한 바다 모래 선별장치 회전스크린(2)에 베인(26)을 구비하여, 빠른 유속과 많은 유량을 가지고 분출되는 바다 모래의 큰 운동에너지에 의하여 회전스크린(2)이 외부 동력의 도움을 받지 않고도 작동할 수 있다. 나아가서, 회전스크린(2)의 축을 발전기의 축과 연결하여 발전을 하여 채취선에 사용되는 전기의 일부를 충당할 수 있다.

도 1은 통상의 바다 모래 채취 설비이다.
도 2는 본 발명의 바다 모래 선별기의 외형 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바다 모래 선별기의 단면도이다.
도 4는 베인 설치부위의 확대도이다.
도 5는 브러시결합체의 분해 사시도이다.
도 6은 노즐결합체의 사시도이다.

본 발명의 바다 모래 선별기는 도 2의 사시도와 도 3의 단면도에 도시한 바와 같이, 외통(1), 외통(1)의 입구에 결합되어 회전하는 회전스크린(2), 그리고 외통(1)의 내벽에 결합되어 회전스크린(2)의 눈을 뚫어주는 브러시결합체(3)로 구성된다. 경우에 따라서는 브러시결합체(3)를 사용하지 않을 수도 있다.

외통(1)은 채취선의 선상에 고정되는데, 원통 형상의 입구부(11), 입구부(11)에 연이여 형성되는 것으로서 아래쪽 방향으로 경사진 깔때기 형상의 중간부(12), 그리고 중간부(12)의 후미에 아래쪽 방향으로 경사지게 형성되는 원통 형상의 유출부(13)로 구성된다.

외통(1)의 입구부(11)에는 3개 이상 다수개의 롤러(14)가 구비되어 상기 회전스크린(2)이 결합되어 회전할 수 있게 한다. 입구부(11)에는 차폐플랜지(15)를 설치하여 외통(1)과 회전스크린(2) 사이의 틈새로 바다 모래가 침투하는 것을 방지하는 것이 좋다.

회전스크린(2)은 상기 외통(1)의 입구부(11)에 결합되어 회전하는데, 원통형상의 회전몸체(21), 회전몸체(21)의 입구에 결합되어 입구를 막는 스크린(22), 스크린(22)의 중심부에 결합되는 것으로서 축결합부(231)의 외부에 상기 스크린(22)이 고정되는 원판 형상의 스크린고정판(232)이 형성된 허브(23), 그리고 상기 허브(23)의 축결합부(231)에 결합되는 회전축(24)로 구성된다.

회전몸체(21)와 스크린(22)을 결합하는 방법으로는 회전스크린(2)의 회전몸체(21) 입구에는 결합턱(211)을 구비하고, 스크린(22)을 사이에 두고 결합턱(211)에 고정나사(212)로 결합되는 가장자리누름판(213)를 구비하여, 스크린(22)의 가장자리를 고정하는 것이 편리하다. 그리고 허브(23)와 스크린(22)을 결합하는 방법으로는 스크린(22)을 사이에 두고 상기 허브(23)의 스크린고정판(232)에 고정나사(233)로 결합되는 중심누름판(234)를 구비하여, 스크린(22)의 중심부를 고정하는 것이 편리하다.

통상적으로 바다 모래 선별에 사용되는 스크린은 비교적 직경이 큰 철선으로 제작한 스크린이 사용되어 그 자체로 허브(23)의 회전력을 회전몸체(21)에 전달할 수 있으나, 스크린(22) 자체만으로 회전력을 전달하기에 부족할 경우 허브(23)와 회전몸체(21) 사이에 방사상으로 보강암(25)을 설치할 수 있다.

회전몸체(21)는 외측면에 원주를 따라 가이드돌기(214)를 구비하고 상기 외통(1)의 롤러(14)에는 이 가이드돌기(214)와 맞물리는 홈을 구비하는 것이 좋다. 가이드돌기(214)와 롤러(14)의 홈 단면은 삼각형, 사각형, 반원형, 사다리꼴 등 다양한 형상으로 제작할 수 있고, 이 가이드돌기(214)는 링 형체로 제작하여 회전몸체(21)에 끼운 후 용접을 하거나 나사로 결합한다.

회전축(24)의 한쪽 끝은 상기 허브(23)의 축결합부(231)에 결합되고, 다른 쪽 끝에는 전동벨트가 걸릴 수 있는 벨트풀리(241)가 구비되어 모터 또는 발전기의 축과 동력전달이 일어나도록 하는 것이 좋다.

회전스크린(2)의 회전몸체(21) 내면에는 원주를 따라 다수 개의 베인(26)을 구비하여, 회전스크린에 입사되는 바닷물과 모래의 혼합물의 운동에너지에 의하여 회전스크린(2)이 회전할 수 있게 하는 것이 좋다.

베인(26)는 도 4에 도시한 바와 같은 곡면판으로서, 앞쪽인 입구는 회전몸체(21)의 길이방향과 같은 방향이고 뒤쪽인 출구는 회전몸체(21)의 길이방향과 일정한 각도(a)를 이루도록 하는 것이 좋다. 그러나 상기와 같은 곡면판은 제작하기가 어려우므로 평판으로 제작하여 회전몸체(21)의 길이방향과 일정한 각도로 경사지게 부착하거나, 다수개의 평판을 회전몸체(21)의 길이방향과 같은 방향으로 방사상으로 부착하고, 바다 모래를 회전몸체(21)의 길이방향과 일정한 각도로 경사지게 분사할 수도 있다.

브러시결합체(3)는 상기 외통(1)의 내면에 고정되는 것으로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 외통(1)에 부착되는 고정대(31), 그리고 상기 고정대(31)의 스크린(22)과 면하는 부위에 결합되는 브러시(32)로 구성된다.

고정대(31)의 한쪽 끝에는 고정브래킷(311)을 구비하여 외통(1)에 결합하는 것을 용이하게 하는 것이 좋다. 고정대(31)는 외통(1)에서의 부착부위와 베인(26) 구비여부에 따라 ㄷ자형, ㄱ자형, T자형 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

브러시(32)는 폭이 좁고 길이가 긴 받침판(321)의 한 면에 탄성이 있는 합성수지 또는 금속와이어로 제작한 모(322, 毛)를 심어 제작한 것을 사용하여, 고정대(31)에 고정볼트(33)와 와셔(34)를 이용하여 결합하는 구조로 제작하는 것이 브러시(32)가 마모되었을 때 교체하기가 용이하다.

이 브러시결합체(3)를 사용할 경우, 상기 회전스크린(2)의 베인(26)은 브러시결합체(3)가 회전스크린(2)의 회전을 방해하지 않도록 스크린(22)과 일정한 간격을 두고 설치하여야 한다.

회전스크린(2)의 스크린(22)의 눈막힘을 뚫어주는 수단으로는 상기 브러시결합체(3)를 사용하는 대신에 도 6의 노즐결합체(3-1)를 사용할 수 있다. 이 노즐결합체(3-1)는 고정브래킷(311-1)을 구비하여 외통(1)에 결합되는 급수관(31-1)과 상기 급수관(31-1)에 다수 개가 구비되어 스크린(22)에 물을 분사하는 노즐(32-1)로 구성된다. 노즐결합체(3-1)를 이용하여 스크린(22)의 후면에서 고압의 물을 분사하면, 스크린(22)의 전면에 부착되거나 스크린의 눈을 막고 있는 진흙 덩어리가 스크린(22)의 면에서 이탈되거나 접착력이 약해지고, 회전스크린(2)이 회전함에 따라 원심력에 의하여 스크린에서 탈락한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바다 모래 선별기는 회전스크린(2)의 회전몸체(21)에 베인(26)이 구비되지 않은 경우, 회전축(24)에 연결된 모터에 의하여 회전스크린(2)이 회전을 한다.

그리고 회전스크린(2)의 회전몸체(21)에 베인(26)이 구비된 경우, 고속으로 다량 분사되는 바닷물과 모래가 회전몸체(21)의 베인(26)에 힘을 가하여 회전스크린(2)을 회전시킨다. 이와 같이 회전몸체(21)에 베인(26)을 구비한 본 발명의 바다 모래 선별기는 회전축(24)에 발전기를 연결하여 발전을 하여 채취선에 소요되는 전기의 일부를 충당할 수 있다.

회전스크린(2)이 고속으로 회전하면, 바다 모래와 함께 분사되어 스크린(22)의 표면에 부착된 이물질은 원심력에 의하여 스크린(22)에서 이탈된다. 특히 이물질 중의 진흙 덩어리는 무게가 무거우므로 원심력도 크게 받아 스크린(22)에서 잘 이탈된다. 그리고 브러시결합체(3)가 구비되어 있을 경우, 브러시(32)의 모가 스크린(22)의 후면에서 진흙 덩어리를 밀어내므로 더욱 잘 이탈되고, 진흙에 의하여 막힌 스크린(22)의 눈을 뚫어주어 바다 모래가 스크린(22)을 잘 통과한다.

1 : 외통, 11 : 입구부, 12 : 중간부, 13 : 유출부,
14 : 롤러, 15 : 차폐플랜지,
2 : 회전스크린, 21 : 회전몸체, 22 : 스크린, 23 : 허브,
24 : 회전축, 25 : 보강암, 26 : 베인,
3 : 브러시결합체, 31 : 고정대, 32 : 브러시, 33 : 고정볼트, 34 : 와셔,
3-1 : 노즐결합체, 31-1 :급수관, 32-1 : 노즐.

Claims

바다 모래를 채취하는 채취선의 선상에 고정되는 것으로서, 원통 형상의 입구(11)와 유출부(13)를 구비한, 외통(1);
그리고 상기 외통(1)의 입구부(11)에 결합되어 회전하는 것으로서, 원통 형상의 회전몸체(21), 상기 회전몸체(21)의 입구에 결합되어 입구를 막는 것으로서 가장자리가 상기 회전몸체(21)에 고정되는 스크린(22), 상기 스크린(22)의 중심부에 결합되는 허브(23), 그리고 상기 허브(23)의 중심부에 결합되는 회전축(24)으로 구성되는, 회전스크린(2);을 포함하고,
상기 외통(1)의 입구부(11)에 3개 이상 다수 개의 롤러(14)를 구비함으로써 상기 회전스크린(2)이 상기 롤러(14)에 지지되어 회전하는 것을 특징으로 하는 바다 모래 선별기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
상기 외통(1)의 입구부(11)에 차폐플랜지(15)를 추가로 구비하여, 상기 외통(1)과 회전스크린(2) 사이의 틈새로 바다 모래가 침투하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
상기 회전스크린(2)의 회전몸체(21)에 원주를 따라 다수 개의 베인(26)을 추가로 구비하여, 구비하여, 회전스크린(2)에 입사되는 바닷물과 모래의 혼합물의 운동에너지에 의하여 회전스크린(2)이 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
상기 회전스크린(2)의 회전몸체(21) 입구에는 결합턱(211)을 구비하고, 스크린(22)을 사이에 두고 결합턱(211)에 고정나사(212)로 결합되는 가장자리누름판(213)를 구비하여, 스크린(22)의 가장자리가 회전몸체(21)에 고정되고;
상기 회전스크린(2)의 허브(23)는 축결합부(231)의 외부에 원판 형상의 스크린고정판(232)이 형성되고, 상기 스크린(22)을 사이에 두고 상기 허브(23)의 스크린고정판(232)에 고정나사(233)로 결합되는 중심누름판(234)를 구비하여, 스크린(22)의 중심부가 허브(23)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
상기 회전스크린(2)의 허브(23)와 회전몸체(21) 사이에 방사상으로 결합되는 보강암(25)을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
상기 회전스크린(2)의 회전축(24)은 전동벨트가 걸릴 수 있는 벨트풀리(241)가 구비되어, 회전스크린(2)의 회전축(24)과 모터 또는 발전기의 축과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.
제1항에 있어서, 상기 바다 모래 선별기는,
회전스크린(2)의 눈을 뚫어주는 것으로서,
상기 외통(1)에 부착되는 고정대(31)와, 상기 고정대(31)의 스크린(22)과 면하는 부위에 결합되는 브러시(32)로 구성되는 브러시결합체(3);
또는, 외통(1)에 부착되는 급수관(31-1)과, 상기 급수관(31-1)에 다수 개가 구비되어 스크린(22)에 물을 분사하는 노즐(32-1)로 구성되는 노즐결합체(3-1);
중의 어느 하나를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 바다 모래 선별기.