KR101197302B1 - 이중관 회전형 건조장치 - Google Patents

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KR101197302B1
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강희권
이관형
최재용
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대형환경 주식회사
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Abstract

본 발명은 폐 골재로부터 순환골재를 생산하기 위한 건조공정에서 골재의 낙하와 골재 간의 마찰에 의한 마쇄효과를 도모함은 물론 골재 표면에 존재하는 표면수나 유기이물질 및 시멘트 페이스트 경화체의 수분을 효과적으로 건조하여 고품질의 순환골재 생산을 도모하도록, 순환골재를 생산하기 위하여 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 건조하도록 구성되는 건조장치에 있어서, 내부 밀폐된 공간에서 열원를 생성시키는 연소수단과; 상기 연소수단에 한쪽 내부공간이 연통하도록 연결되어 고온의 열원이 공급되도록 설치되는 가열원통과; 상기 가열원통의 외주연으로부터 간격을 두고 위치하여 내부에 교반공간을 형성하고 상기 가열원통에 서로 연결관계를 유지하며 회전가능하게 설치되는 교반원통과; 상기 교반원통의 외주연 하부에 위치하여 상기 교반원통을 회전시킬 수 있도록 지지하는 복수의 롤러가 설치되고, 상기 롤러 중 어느 하나에 연결되어 회전력을 전달하도록 모터가 구성되는 구동수단;을 포함하고, 상기 교반원통에는 내주연을 따라 복수로 설치되고 상기 가열원통을 향해 돌출 형성되며 전후가 소정각도의 경사각을 이루도록 굽어져 구분 형성되는 교반블레이드를 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 제공한다.

Description

이중관 회전형 건조장치 {Double Pipe Rotary Type Drier}
본 발명은 이중관 회전형 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 골재로부터 순환골재를 생산하기 위한 건조공정에서 골재의 낙하와 골재 간의 마찰에 의한 마쇄효과를 도모함은 물론 골재 표면에 존재하는 표면수나 유기이물질 및 시멘트 페이스트 경화체의 수분을 효과적으로 건조하여 고품질의 순환골재를 생산하는 것이 가능한 이중관 회전형 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물을 제작하거나 건축용으로 사용되는 모래나 자갈 등의 골재는 대부분 강이나 하천, 바다 등과 같은 자연환경에서 채취하여 세척한 후 규격별로 선별 생산하는 공정을 거친 천연골재를 사용하거나, 또는 건설현장에서 발생하는 건설폐기물이나 폐콘크리트를 재활용 파쇄장에서 파쇄한 후 세척 및 선별하여 생산한 순환골재(재활용 골재)를 사용하고 있다.
여기서 골재 중 풍부한 천연자원으로만 인식되었던 천연골재는 자연환경을 파괴하며, 건설경기의 과열화 및 활성화로 인해 급격하게 증가 추세를 보이고 있어 골재의 수요량을 공급량이 따라 주지 못하는 자원고갈현상이 발생하고, 이러한 현상이 지속 될 경우 심각한 골재수급의 불균형 현상이 초래될 것으로 예상되기 때문에 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 자원화하도록 다시금 제조하여 생산된 순환골재의 사용비중이 점차 높아지고 있다. 즉, 폐콘크리트에서 생산된 순환골재는 환경오염 억제와 부족한 골재자원을 해소할 수 있는 자원으로 골재로서의 비중이 상당히 높아지고 있는 실정이다.
상기와 같은 순환골재를 생산하기 위한 종래 제조장치에 따른 제조공정을 간단히 설명하면, 건설폐기물 및 폐콘크리트를 분쇄한 골재를 선별기를 통해 100㎜ 입도별로 분리하는 과정에서 100㎜이상은 조크러셔를 통해 1차 분쇄하고 100㎜ 이하는 트롬웰에서 토사 분리하는 과정과, 1차 분쇄를 마친 골재를 스크린을 통해 25㎜의 입도로 선별한다. 또한, 잔 골재의 생산시에는 25㎜의 골재를 콘크러셔나 수직임팩트크러셔 등을 통해서 1,2차 분쇄를 실시하므로 5㎜의 골재를 생산하도록 이루어진다.
이처럼 순환골재는 규격별 입자가 골고루 분포하지 못하여 추가적인 선별과정을 거침에 따라 원하는 규격의 골재를 얻도록 제조하고 있으나, 선별과정으로 투입되는 폐 골재에는 대부분 많은 량의 수분이 함유되어 있을 뿐만 아니라 이에 따라 골재에는 미분말이나 미분진 및 토분 등이 흡착되어 있기 때문에 선별공정만으로는 선별이 용이하게 이루어지지 못하는 어려움이 있었다. 즉, 순환골재를 생산할 경우 현장에서 골재를 향한 세척과 선별이 이루어지기 때문에 선별기로 투입되는 폐 골재에는 많은 량의 수분을 포함하게 되고, 이는 수분으로 인해 폐 골재에 미분말과 미분진 및 토분 등이 뭉치게 하는 동시에 선별기의 그물망에 달라붙는 현상이 발생하기 때문에 선별기에서의 선별작업이 용이하지 못하고 순환골재의 품질과 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 현재 생산중인 순환골재는 높은 흡수율과 낮은 밀도로 인해 순환골재품질기준안에서 제시되어 있는 콘크리트 골재로서 사용이 어려워 대부분 저부가 가치적으로 사용되고 있는 실정이다.
이에 따라 순환골재의 고부가 가치화를 위한 품질향상 연구에 많은 노력을 기울이고 있으며, 최근에는 습식공정에 세척수를 산성화시켜 골재를 세척함에 따른 품질향상에 대한 연구 및 실용화를 진행하고 있으며, 건식공정에서는 순환골재에 열을 공급하여 골재와 시멘트 페이스트의 계면을 열화시켜 시멘트 페이스트를 탈락시키는 연구 및 실용화가 진행되고 있다.
그러나 상기한 습식공정에서는 공정수의 유출로 인한 환경오염 문제 및 골재의 생산공정에서 발생되는 산업부산물인 폐슬러지의 처리가 매우 어려운 문제점이 있으며, 건식공정은 열을 공급하기 위한 비용증대가 발생하여 경제성이 떨어지고 표면상에 나타나는 골재에 대한 부분적인 건조만이 가능할 뿐 골재 내측의 수분을 건조하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폐 골재에 열을 가하는 동시에 골재의 낙하와 골재 간의 마찰이 가해지도록 교반 건조하므로 골재에 대한 마쇄효과를 도모하여 이물질을 효율적으로 제거함은 물론 골재의 수분함량을 최소화하여 순환골재의 품질을 높일 수 있는 이중관 회전형 건조장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
그리고 본 발명은 열을 전달하도록 구비되는 가열수단과 골재를 교반시키는 교반수단이 서로 연결되도록 구성하여 가열수단에서 일어나는 열팽창을 완화하므로 구조적으로 안전한 연결관계를 유지할 수 있는 이중관 회전형 건조장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치는 순환골재를 생산하기 위하여 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 건조하도록 구성되는 건조장치에 있어서, 내부 밀폐된 공간에서 열원를 생성시키는 연소수단과; 상기 연소수단에 한쪽 내부공간이 연통하도록 연결되어 고온의 열원이 공급되도록 설치되는 가열원통과; 상기 가열원통의 외주연으로부터 간격을 두고 위치하여 내부에 교반공간을 형성하고 상기 가열원통에 서로 연결관계를 유지하며 회전가능하게 설치되는 교반원통과; 상기 교반원통의 외주연 하부에 위치하여 상기 교반원통을 회전시킬 수 있도록 지지하는 복수의 롤러가 설치되고, 상기 롤러 중 어느 하나에 연결되어 회전력을 전달하도록 모터가 구성되는 구동수단;을 포함하고, 상기 교반원통에는 내주연을 따라 복수로 설치되고 상기 가열원통을 향해 돌출 형성되며 전후가 소정각도의 경사각을 이루도록 굽어져 구분 형성되는 교반블레이드를 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명은 상기 가열원통과 상기 교반원통의 사이에 위치하여 상호 연결토록 고정 설치되는 보강지지부를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 보강지지부는 상기 가열원통의 외측 둘레를 따라 형성되는 원형관부재와, 상기 원형관부재의 외주연으로부터 연장하여 상기 교반원통의 내면에 연결되는 복수의 연결부재로 구성한다.
또한 상기 가열원통의 둘레를 따라 간격을 두고 복수로 구비되고 상기 가열원통의 외주연과 상기 원형관부재의 내면에 접하여 연결토록 고정 설치되는 간극유지부재를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 연결부재에는 상기 교반원통의 작동에 의해 교반작업에서 가해지는 응력을 분산시키도록 “∨”자의 단면형상으로 형성되는 응력보강부를 구비한다.
상기 교반블레이드는 전후방 중 어느 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 상향토록 굽어지는 상향블레이드와, 상기 상향블레이드의 다른 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 하향토록 굽어지는 하향블레이드로 구성한다.
상기 상향블레이드 및 상기 하향블레이드는 각각 상/하향을 향해 120~150°의 경사각을 이루며 연장 형성한다.
본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치에 의하면 폐 골재에 열을 가하는 가열원통과 골재를 지속적으로 낙하시키며 골재 간의 마찰이 가해지도록 교반하는 교반블레이드가 구비된 교반원통을 구성하므로 골재에 대한 마쇄효과를 도모하여 골재의 표면수와 유기이물질 및 시멘트페이스트 경화체의 수분(결합수, 공극수)을 제거하고, 이는 수분이 제거되는 과정에서 증발압이 발생하여 시멘트 페이스트 경화체와 골재 간의 부착력이 약화되는 동시에 골재의 마쇄효과가 가해져 골재로부터 시멘트 페이스트 경화체가 분리되므로 이물질이 효율적으로 제거된 우수한 품질의 순환골재를 생산할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치는 가열원통과 교반원통의 사이에서 상호 연결관계를 유지하는 보강지지부를 구성하므로 가열원통에서 일어나는 열팽창을 완화하여 구조적으로 안전한 연결관계를 지속해서 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 교반블레이드를 나타내는 부분사시도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 보강지지부를 나타내는 단면사시도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 건조장치를 사용하여 건조되는 골재의 건조상태를 나타내는 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 건조장치를 사용하여 건조장치의 회전수에 따라 골재의 체류시간 및 온도를 측정하여 나타내는 그래프.
도 9의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 건조장치를 사용한 골재온도별 조립율을 측정하여 나타내는 그래프.
본 발명은 순환골재를 생산하기 위하여 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 건조하도록 구성되는 건조장치에 있어서, 내부 밀폐된 공간에서 열원를 생성시키는 연소수단과; 상기 연소수단에 한쪽 내부공간이 연통하도록 연결되어 고온의 열원이 공급되도록 설치되는 가열원통과; 상기 가열원통의 외주연으로부터 간격을 두고 위치하여 내부에 교반공간을 형성하고 상기 가열원통에 서로 연결관계를 유지하며 회전가능하게 설치되는 교반원통과; 상기 교반원통의 외주연 하부에 위치하여 상기 교반원통을 회전시킬 수 있도록 지지하는 복수의 롤러가 설치되고, 상기 롤러 중 어느 하나에 연결되어 회전력을 전달하도록 모터가 구성되는 구동수단;을 포함하고, 상기 교반원통에는 내주연을 따라 복수로 설치되고 상기 가열원통을 향해 돌출 형성되며 전후가 소정각도의 경사각을 이루도록 굽어져 구분 형성되는 교반블레이드를 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 가열원통과 상기 교반원통의 사이에 위치하여 상호 연결토록 고정 설치되는 보강지지부를 더 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 보강지지부는 상기 가열원통의 외측 둘레를 따라 형성되는 원형관부재와, 상기 원형관부재의 외주연으로부터 연장하여 상기 교반원통의 내면에 연결되는 복수의 연결부재를 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 가열원통의 둘레를 따라 간격을 두고 복수로 구비되고 상기 가열원통의 외주연과 상기 원형관부재의 내면에 접하여 연결토록 고정 설치되는 간극유지부재를 더 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 연결부재에는 상기 교반원통의 작동에 의해 교반작업에서 가해지는 응력을 분산시키도록 “∨”자의 단면형상으로 형성되는 응력보강부를 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 교반블레이드는 전후방 중 어느 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 상향토록 굽어지는 상향블레이드와, 상기 상향블레이드의 다른 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 하향토록 굽어지는 하향블레이드를 포함하는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 상향블레이드 및 상기 하향블레이드는 각각 상/하향을 향해 120~150°의 경사각을 이루며 연장 형성되는 이중관 회전형 건조장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치의 일실시예는 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 순환골재를 생산하기 위하여 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 건조하도록 구성되는 건조장치에 있어서, 연소수단(10)과, 가열원통(20)과, 교반원통(30)과, 구동수단(40)과, 교반블레이드(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 연소수단(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 가열원통(20)의 한쪽에 위치하고 내부 밀폐된 공간에서 열원을 생성시켜 상기 가열원통(20)에 공급하는 역할을 수행한다.
상기 연소수단(10)은 내부 밀폐된 공간에 화석연료를 장입한 후 연소시켜 열원을 생성한다.
또한 상기 연소수단(10)의 열원은 폐 골재상에 붙어 있었던 유기 이물질을 소각하는 과정에서 발생하는 폐열을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 골재를 건조하기 이전의 제조공정인 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 분쇄 및 분리하는 공정으로부터 얻어진 유기 이물질은 소각처리하는데, 이처럼 유기 이물질을 소각처리하는 과정에서 발생하는 폐열을 상기 연소수단(10)을 통해 상기 가열원통(20)에 공급되도록 사용한다.
상기와 같이 유기 이물질의 소각과정에서 발생하는 폐열을 연소수단(10)의 열원으로 사용하도록 구성하는 것에 의하면, 화석연료와 같은 별도의 연료가 불필요하여 시설의 유지비용을 절감하는 것이 가능하다.
상기 가열원통(20)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 원통 형상으로 이루어지고, 상기 연소수단(10)에서 내측에 공급되는 열원으로 인해 외부로 열을 발산하도록 형성된다.
상기 가열원통(20)은 고온의 열원이 공급될 수 있도록 한쪽 내부공간이 상기 연소수단(10)에 연통하도록 연결된다.
상기 가열원통(20)은 상기 교반원통(30)의 내측 공간에 위치하도록 설치된다.
상기 가열원통(20)은 상기 교반원통(30)이 위치한 바깥쪽을 향해 열이 원활하게 발산될 수 있도록 뛰어난 열전달로 열 발산이 우수한 금속재질을 이루는 동시에 골재와의 마찰에 의해 변형이 쉽게 일어나지 않을 수 있도록 충분한 강도 및 경도를 갖는 금속재질(예를 들면, 알루미늄 합금, 티타늄 합금, 초경합금 등)을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 교반원통(30)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 가열원통(20)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통형으로 이루어진다.
상기 교반원통(30)은 상기 가열원통(20)의 외주연으로부터 간격을 두고 위치하여 내부에 교반공간(31)을 형성한다. 즉, 상기 가열원통(20)의 외면과 상기 교반원통(30)의 내면 사이에 형성된 비어있는 공간으로 일정용량의 골재를 수용한 후 교반시킬 수 있는 교반공간(31)이 형성된다.
상기 교반원통(30)은 상기 가열원통(20)에 서로 연결관계를 유지하며 회전가능하게 설치된다. 즉, 상기 교반원통(30)은 상기 가열원통(20)과 연결되어 함께 회전가능하게 설치된다.
상기 교반원통(30)의 한쪽 상단에는 상기 교반공간(31)을 향해 골재가 유입될 수 있도록 투입구(33)를 구비하고, 상기 교반원통(30)에서 상기 투입구(33)의 반대편 하단에는 건조된 골재를 배출할 수 있도록 배출구(34)를 구비한다.
또한 상기 교반원통(30)에는 외주연을 감싸도록 보온재(37)를 구비하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 보온재(37)로는 열이 전도나 복사에 의해 달아나지 못하도록 방지하는 단열성질이 우수한 재질로서 발포폴리에틸렌이나 코르크, 석면 등의 재질을 사용한다.
상기와 같이 보온재(37)를 구성하게 되면, 가열원통(20)으로부터 교반공간(31)에 전달되는 열의 손실을 방지하여 골재의 건조효율을 높이는 것이 가능하다.
상기 가열원통(20) 및 상기 교반원통(30)은 교반공간(31)에서 골재를 건조하며 한쪽으로 자연히 이동될 수 있도록 소정의 각도로 기울어진 상태로 고정설치된다. 즉, 상기 가열원통(20) 및 상기 교반원통(30)은 상기 투입구(33)에서 상기 배출구(34)를 향해 하향하도록 0.5~10° 기울어져 상기 투입구(33)로 유입된 골재가 상기 교반공간(31)을 따라 건조되면서 상기 배출구(34)까지 원활하게 이동될 수 있도록 형성된다.
상기 교반블레이드(50)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 교반원통(30)의 내면에서 상기 가열원통(20)을 향해 돌출 형성되어 상기 교반원통(30)의 교반공간(31)에 수용된 골재에 접하며 교반시킬 수 있도록 위치한다.
상기 교반블레이드(50)는 상기 교반원통(30)의 내주연을 따라 일정한 간격을 두고 복수로 고정 설치된다. 즉, 상기 교반블레이드(50)는 상기 교반원통(30)의 회전에 의해 회전되면서 골재에 접하도록 고정 설치하되 상기 교반블레이드(50)는 골재를 일정한 높이로 퍼올린 후 낙하시키는 작용을 반복하여 골재를 교반하는 기능을 수행한다.
상기 교반블레이드(50)는 상기 교반원통(30)의 내면에 용접접합하여 일체로 형성된다.
상기 교반블레이드(50)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 골재가 이동되는 방향을 기준으로 전후가 소정각도의 경사각(α)을 이루도록 굽어져 구분 형성된다. 즉, 상기 교반블레이드(50)는 전후가 상향블레이드(51)와 하향블레이드(53)로 각각 구분된 구조를 이루고, 상기 상향블레이드(51)와 상기 하향블레이드(53)의 사이에 110~140°정도의 경사각(α)을 이루도록 고정 설치된 구조로 형성된다.
상기 상향블레이드(51)는 전후방 중 어느 한쪽에 형성되고 상기 가열원통(20)을 향해 연장하여 돌출된 선단이 상향토록 굽어진 교반날 형태로 형성된다.
상기 하향블레이드(53)는 전후방 중 상기 상향블레이드(51)의 다른 한쪽에 접하여 형성되고 상기 가열원통(20)을 향해 연장하여 돌출된 선단이 하향토록 굽어진 교반날 형태로 형성된다.
상기 상향블레이드(51) 및 상기 하향블레이드(53)는 각각 상/하향을 향해 120~150°의 경사각(β)을 이루며 연장 형성된다. 즉, 상기 상향블레이드(51)는 상기 가열원통(20)을 향해 연장된 후 선단이 상향을 향해 120~150°의 경사각(β)을 이루며 연장 형성된 구조를 이루고, 상기 하향블레이드(53)는 상기 가열원통(20)을 향해 연장된 후 선단이 하향을 향해 120~150°의 경사각(β)을 이루며 연장 형성된 구조를 이룬다.
그리고 상기 가열원통(20)과 상기 교반원통(30)의 사이에 위치하여 상기 가열원통 및 상기 교반원통이 함께 회전될 수 있게 상호 연결토록 고정 설치되는 보강지지부(60)를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 보강지지부(60)는 상기 가열원통(20) 및 상기 교반원통(30)의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 복수로 형성된다. 바람직하게는 상기 가열원통(20) 및 상기 교반원통(30)의 길이방향을 따라 거리를 두고 위치하되 적어도 2개 이상이 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 보강지지부(60)는 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 원형관부재(61)와 연결부재(63)로 구성된다.
상기 원형관부재(61)는 상기 가열원통(20)의 외측 둘레를 따라 소폭의 간격을 두고 위치하도록 형성된다. 즉, 상기 원형관부재(61)는 상기 가열원통(20)의 외면에 접촉하지 않도록 상기 가열원통(20)의 외경보다 큰 내경을 이루도록 형성된다.
또한 상기 가열원통(20)과 상기 원형관부재(61)의 사이에 위치하는 간극유지부재(67)를 더 포함하여 구성한다.
상기 간극유지부재(67)는 상기 가열원통(20)의 외주연과 상기 원형관부재(61)의 내면에 접하여 연결토록 고정 설치된다. 즉, 상기 간극유지부재(67)는 상기 가열원통(20)과 상기 원형관부재(61)를 서로 연결상태로 유지될 수 있도록 설치된다.
상기 간극유지부재(67)는 상기 가열원통(20)의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 복수로 구비된다.
상기 연결부재(63)는 상기 원형관부재(61)의 외주연으로부터 연장하여 상기 교반원통(30)의 내면에 연결된다. 즉, 상기 연결부재(63)는 상기 원형관부재(61)의 외면에 한쪽이 고정 설치되고 반대쪽은 상기 교반원통(30)의 내면에 고정 설치된다.
상기 연결부재(63)는 상기 원형관부재(61)의 외면과 상기 교반원통(30)의 내면 둘레를 따라 복수로 형성된다.
상기 연결부재(63)는 2개가 한 쌍을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(63)에는 상기 교반원통(30)의 작동에 의해 교반작업에서 가해지는 응력을 분산시키도록 “∨”자의 단면형상으로 형성되는 응력보강부(65)가 구비된다.
상기 연결부재(63) 중에서 한 쌍을 이루며 인접해 있는 상기 연결부재(63)에는 상기 응력보강부(65)의 “∨”자 형상의 방향이 서로 반대방향을 향하도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 구동수단(40)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 교반원통(30)이 회전될 수 있게 동력을 인가하는 것으로 롤러(41)와 모터(43)로 구성된다.
상기 구동수단(40)의 롤러(41)는 상기 교반원통(30)의 외주연 하부에 위치하여 상기 교반원통(30)을 회전시킬 수 있도록 지지한다.
상기 롤러(41)는 상기 교반원통(30)의 하부에 좌/우측으로 서로 대칭되게 한 쌍을 이루며 위치하되 상기 교반원통(30)의 길이방향을 따라 복수로 형성된다.
상기 롤러(41)에는 외면에 밀착패드(도면에 미도시)를 형성하여 상기 교반원통(30)과의 면 마찰력을 높이므로 동력전달성능을 증진하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 모터(43)는 상기 교반원통(30)의 한쪽에 위치하고 상기 롤러 중 어느 하나에 연결되어 회전력을 전달한다.
도면에 나타내지는 않았지만 상기 롤러(41)와 상기 모터(43) 간에 서로 연결함에는 각각 풀리 또는 스프라켓을 구비한 후 벨트 또는 체인에 의해 연결하여 회전력을 전달가능하게 구성한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치에 의하면, 폐 골재에 열을 가하는 가열원통(20)과 골재를 지속적으로 낙하시키며 골재 간의 마찰이 가해지도록 교반하는 교반블레이드(50)가 구비된 교반원통(30)을 구성하므로 골재에 대한 마쇄효과를 도모하여 골재의 표면수와 유기이물질 및 시멘트페이스트 경화체의 수분(결합수, 공극수)을 제거하고, 이는 수분이 제거되는 과정에서 증발압이 발생하여 시멘트 페이스트 경화체와 골재 간의 부착력이 약화되는 동시에 골재의 마쇄효과가 가해져 골재로부터 시멘트 페이스트 경화체가 분리되므로 이물질이 효율적으로 제거된 우수한 품질의 순환골재를 생산하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 가열원통(20)과 교반원통(30)의 사이에서 상호 연결관계를 유지하는 보강지지부(60)를 구성하므로 가열원통(20)에서 일어나는 열팽창을 완화하여 구조적으로 안전한 연결관계를 지속해서 유지하는 것이 가능하다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치를 사용하여 건조되는 골재의 건조특성과 체류시간 및 물리적 특성을 각각 측정하였다.
실시예 1
건설폐기물 중 10%이하를 차지하는 유기 이물질(가연성 폐기물)을 연소수단(10)에서 소각하고, 상기 연소수단(10)으로부터 발생되는 열을 가열원통(20)에 공급하는 동시에 교반원통(30)의 교반공간을 향해 골재를 투입하여 건조시키는 과정에서 건조장치의 온도, 골재의 건조특성, 골재의 체류시간, 건조 골재의 물리적 특성을 측정해 평가하였다.
먼저 폐열 공급에 따른 본 발명의 건조장치에 대한 온도분포는 도 6에서처럼 측정위치를 선정하여 측정하였다. 그 측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
No A B C D
골재투입 전 351 1250 510 267
골재온도 100℃ 204 1250 430 125
골재온도 200℃ 332 1250 435 203
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 골재투입 전의 온도분포는 소각열이 지나가는 가열원통은 1250℃에서 510℃로 유지되는 것으로 나타났으며, 배출되는 골재온도 100℃에서는 430℃, 배출되는 골재온도 250℃에서는 435℃로 거의 균일하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 배출되는 골재온도 250℃는 초기 골재투입시에 얻어지는 온도분포로서 1시간 이후에는 골재온도가 100℃로 유지되는 것으로 나타났으며, 골재온도 100℃와 200℃에서 얻어지는 골재의 건조율은 거의 0%에 도달하는 것으로 측정되었다.
그리고 본 발명의 건조장치에 따른 골재의 건조특성은 배출되는 골재온도 250℃의 대상으로 골재의 건조과정을 측정한 결과 도 7에서처럼 골재의 무게는 건조 초기에 급격히 감소하고 시간이 경과함에 따라 점차 감소율이 둔화하였다. 이는 골재의 건조가 건조시작후 비교적 짧은 시간 내에 감율 건조가 시작되고 있기 때문임을 나타내며, 이것은 골재표면에 존재하는 수분을 먼저 건조시키기 때문이다. 그러나 일반건조와는 달리 180초가 경과한 후 재건조가 이루어지는데, 이때 시멘트 페이스트나 구모르타르 속에 존재하는 결합수와 공극수를 건조시키는 과정임을 확인하였다.
또한 본 발명의 건조장치에 따라 골재가 건조장치 내에서 지체하는 체류시간은 골재의 건조상태에 직접적인 영향을 미치는 인자이고, 이 차체가 추후 실제 생산성에 영향을 주는 요인이 된다. 즉, 건조기의 기울기는 3°로 유지시킨 후에 회전수에 변화를 준 결과를 측정하여 도 8에 나타내었다. 그 측정결과 회전수의 감소는 골재의 건조시간을 지연시키는 효과와 더불어 골재의 온도를 상승시키는 효과로 연계되는 것으로 나타남을 확인하였다.
그리고 본 발명의 건조장치를 이용하여 건조된 골재의 물리적 특성은 조립율, 건조밀도, 흡수율, 단위용적질량, 실적률을 각각 측정하였다. 그 측정결과는 하기 표 2에 나타내었다.
구 분
 골재온도(℃)
100 250
조립율(FM) 4.09 4.26
건조밀도(g/㎤) 2.28 2.30
흡수율(%) 5.82 5.57
단위용적질량(㎏/ℓ) 1.70 1.74
실적률(%) 74 75
0.08㎜ passive percentage(%) 13 13
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 골재의 건조온도가 증가할수록 밀도와 단위용적질량, 실적율이 증가하는 것으로 나타났으나, 흡수율은 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이는 골재가 건조되면서 시멘트 페이스트나 구모르타르 성분에 존재하는 결합수와 공극수가 증발하고 회전에 의해 마쇄 효과로 시멘트 페이스트나 구모르타르 성분이 제거되어 골재의 흡수율에 영향을 주기 때문이다.
또한 도 9의 (a),(b)는 각각 골재의 조립율에 대한 결과를 나타낸 것으로서, 건조된 골재의 조립율은 크게 변화하지 않음을 확인하였다.
상기에서는 본 발명에 따른 이중관 회전형 건조장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 연소수단 20 : 가열원통 30 : 교반원통
31 : 교반공간 33 : 투입구 34 : 배출구
37 : 보온재 40 : 구동수단 41 : 롤러
43 : 모터 50 : 교반블레이드 51 : 상향블레이드
53 : 하향블레이드 60 : 보강지지부 61 : 원형관부재
63 : 연결부재 65 : 응력보강부 67 : 간극유지부재

Claims (7)

  1. 순환골재를 생산하기 위하여 건설폐기물이나 폐콘크리트와 같은 폐 골재를 건조하도록 구성되는 건조장치에 있어서,
    내부 밀폐된 공간에서 열원를 생성시키는 연소수단과;
    상기 연소수단에 한쪽 내부공간이 연통하도록 연결되어 고온의 열원이 공급되도록 설치되는 가열원통과;
    상기 가열원통의 외주연으로부터 간격을 두고 위치하여 내부에 교반공간을 형성하고 상기 가열원통에 서로 연결관계를 유지하며 회전가능하게 설치되는 교반원통과;
    상기 교반원통의 외주연 하부에 위치하여 상기 교반원통을 회전시킬 수 있도록 지지하는 복수의 롤러가 설치되고, 상기 롤러 중 어느 하나에 연결되어 회전력을 전달하도록 모터가 구성되는 구동수단과;
    상기 교반원통에는 내주연을 따라 복수로 설치되고 상기 가열원통을 향해 돌출 형성되며 전후가 소정각도의 경사각을 이루도록 굽어져 구분 형성되는 교반블레이드;를 포함하여 구성되고,
    상기 가열원통과 상기 교반원통의 사이에 위치하여 상호 연결토록 고정 설치되는 보강지지부를 포함하여 구성되며,
    상기 보강지지부는, 상기 가열원통의 외측 둘레를 따라 형성되는 원형관부재와, 상기 원형관부재의 외주연으로부터 연장하여 상기 교반원통의 내면에 연결되는 복수의 연결부재를 포함하여 구성되고,
    상기 연결부재에는 상기 교반원통의 작동에 의해 교반작업에서 가해지는 응력을 분산시키도록 “∨”자의 단면형상으로 형성되는 응력보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중관 회전형 건조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열원통의 둘레를 따라 간격을 두고 복수로 구비되고 상기 가열원통의 외주연과 상기 원형관부재의 내면에 접하여 연결토록 고정 설치되는 간극유지부재를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중관 회전형 건조장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 교반블레이드는, 전후방 중 어느 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 상향토록 굽어지는 상향블레이드와, 상기 상향블레이드의 다른 한쪽에 형성되고 상기 가열원통을 향해 연장하여 돌출된 선단이 하향토록 굽어지는 하향블레이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중관 회전형 건조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상향블레이드 및 상기 하향블레이드는 각각 상/하향을 향해 120~150°의 경사각을 이루며 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관 회전형 건조장치.
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