KR101355474B1 - 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광산 이송물, 화력발전소 연료용 유연탄, 석탄 이송물, 제철 연료용 유연탄, 석탄, 철광석 등을 수송하는 콘베이어 벨트에 붙어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 크리너 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘베이어 벨트를 타고 운반되는 이송물이 야외 저장소 또는 실내 저장 호퍼로 낙하할 때 발생하는 먼지와 상기 크리너 장치의 블레이드로 콘베이어 벨트 표면에 부착된 수송물 찌꺼기를 제거하는 과정에서 발생하는 먼지를 제거하는 기능이 함께 구비된 벨트 크리너 장치에 관한 것이다.
본 발명은 「구동롤러에 의해 회전하는 무한궤도형 콘베이어 벨트의 벨트면에 붙어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 블레이드 유닛; 외부에서 공급되는 먼지억제제의 이동경로가 되는 관로; 및 상기 관로의 말단에 결합된 분사노즐; 을 포함하여 구성되고, 상기 블레이드 유닛은 결합축에 의해 다수개가 결합 설치되는 것으로서, 상기 콘베이어 벨트를 타고 이동하는 이송물이 낙하하는 지점의 구동롤러측에 구비되어, 상기 구동롤러에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트를 정압으로 누르도록 설치되고, 상기 분사노즐은 상기 분사노즐을 통해 분사되는 먼지억제제가 상기 구동롤러에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트의 벨트면을 가격한 후 낙하하는 이송물쪽으로 튕기도록 설치된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치」를 제공한다.

Description

비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치{Dust Removal Belt Cleaner Device}

본 발명은 광산 이송물, 화력발전소 연료용 유연탄, 석탄 이송물, 제철 연료용 유연탄, 석탄, 철광석 등을 수송하는 콘베이어 벨트에 붙어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 크리너 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘베이어 벨트를 타고 운반되는 이송물이 야외 저장소 또는 실내 저장 호퍼로 낙하할 때 발생하는 먼지와 상기 크리너 장치의 블레이드로 콘베이어 벨트 표면에 부착된 수송물 찌꺼기를 제거하는 과정에서 발생하는 먼지를 제거하는 기능이 함께 구비된 벨트 크리너 장치에 관한 것이다.

광산시설, 제철소, 발전소 등에서는 1) 각종 광물을 빠르게 운송하여 생산성을 높이면서, 2) 운송설비(콘베이어 벨트)의 손상을 줄이고, 3) 작업현장의 안전사고 발생율을 낮추고, 4) 작업환경의 위생상태를 향상시켜 작업자의 직업병(호흡기 질환)을 발병을 최소화할 수 있는 기술에 대한 수요가 크다.

위와 같은 4가지 수요를 충족시키기 위한 종래의 수단은 크게 1) 콘베이어 벨트가 이송물에 의해 오염되거나 손상되지 않도록 하는 스크리퍼(scraper)형 크리너 장치와 2) 이송물에서 발생하는 먼지를 제거하기 위한 물 분무장치로 수렴된다.

통상적인 크리너 장치는 고무, 초경합금 등의 소재로 제작된 블레이드가 콘베이어 벨트를 정압(定壓)으로 눌러, 콘베이어 벨트의 이동에 의해 벨트 위에 붙어 있던 찌거기가 상기 블레이드에 걸려 제거되도록 구성된다. 다만, 대형 또는 날카로운 광물 이송물이 콘베이어 벨트 위로 낙하할 때 벨트 표면에 홈이 패일 수 있고, 이러한 홈에 이송물 찌꺼기가 끼어 있을 수 있는데, 종래의 크리너 장치로 벨트면을 긁어내면 이송물 찌꺼기가 상기 홈에 더욱 깊게 박혀 콘베이어 벨트의 마모, 손상을 더욱 가속화시킬 수 있고, 찌꺼기 제거 과정에서 먼지가 비산하여 작업환경을 더 악화시킬 수도 있다.

또한, 통상적인 물 분무장치는 콘베이어 벨트를 타고 이동하는 이송물에 물을 살포하도록 구성되어 있는데, 이는 일시적인 비산먼지 제어 효과가 있는듯 하지만 물입자는 표면장력이 커서 미세먼지를 포집하는 효과는 없고, 물을 분무한 후 일정시간이 경과하면 유해 성분을 다량 함유한 미세먼지가 다시 비산하게 되고, 물이 묻은 콘베이어 벨트 위에서는 이송물 찌꺼기가 뭉치면서 고착화되어 벨트 사행, 진동에 의한 아이들러 파손, 크리너 장치의 블레이드 손상 및 벨트 손상의 원인으로 작용하기도 한다.

한편, 에어스프레이장치를 벨트 크리너 장치와 함께 사용하기도 하는데, 이는 분사되는 공기압의 제어가 어려워 유해 성분을 다량 함유한 이송물 찌거기를 대기중으로 비산시키므로 더 큰 문제를 유발하게 된다.

본 발명은 벨트 크리너 장치와 먼지억제제 분사장치를 유기적으로 결합시킴으로써 콘베어어 벨트의 클리닝 작업과 비산먼지 제거 작업의 효율성을 높이고, 장비의 손상을 줄여 각종 광물의 가공 생산성을 높이면서, 콘베이어 벨트의 손상을 줄이고, 작업현장의 안전사고 발생율을 낮추고, 작업환경의 위생상태를 향상시킬 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 「구동롤러에 의해 회전하는 무한궤도형 콘베이어 벨트의 벨트면에 붙어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 블레이드 유닛; 외부에서 공급되는 먼지억제제의 이동경로가 되는 관로; 및 상기 관로의 말단에 결합된 분사노즐; 을 포함하여 구성되고, 상기 블레이드 유닛은 결합축에 의해 다수개가 결합 설치되는 것으로서, 상기 콘베이어 벨트를 타고 이동하는 이송물이 낙하하는 지점의 구동롤러측에 구비되어, 상기 구동롤러에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트를 정압으로 누르도록 설치되고, 상기 분사노즐은 상기 분사노즐을 통해 분사되는 먼지억제제가 상기 구동롤러에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트의 벨트면을 가격한 후 낙하하는 이송물쪽으로 튕기도록 설치된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치」를 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 관로는 상기 블레이드 유닛의 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치」를 함께 제공한다.

이 경우 「상기 관로는, 상기 블레이드 유닛 내부에 결합축 설치 방향인 횡방향으로 형성된 연통관; 및 상기 블레이드 유닛 내부에서 상기 연통관으로부터 종방향으로 형성된 분지관; 으로 구성되고, 결합된 블레이드 유닛의 연통관이 연속적으로 이어지고, 상기 분지관의 말단에 분사노즐이 결합된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치」를 함께 제공한다.

종래의 설비는 콘베이어 벨트에 접착되어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 주요 설비인 벨트 크리너 장치를 설치하고, 비산먼지 및 분진 발생 개소에 비산먼지 저감을 위한 물 분사장치를 별도로 설치하여 운행하였으나, 본 발명의 경우 두 장치를 유기적으로 일체화시켜 장비 운영의 효율성이 향상된다.

본 발명이 제공하는 "비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치"는 블레이드로 콘베이어 벨트에 대한 1차 클리닝 작업을 함과 동시에 먼지를 제거하고, 콘베이어 벨트의 표면과 블레이드간 윤활작용을 하는 먼지억제제의 분사로 블레이드와 콘베이어 벨트의 손상 및 마모를 억제하여 벨트 수명의 단축을 방지하면서 작업장의 분진발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

아울러 본 발명은 장비의 설치비용 및 운용비용을 절감하여 원가절감에 기여한다. 또한 종래의 광산, 화력발전소, 제철소 등에서는 비산분진으로 인해 콘베이어 벨트 및 아이들러에 고착, 고형화된 이송물 찌꺼기로 인한 벨트 사행현상으로 인한 생산라인 정지, 안전사고 등이 고질적인 문제였으나 본 발명에 따라 벨트의 손상 및 분진발생을 최대한 억제할 수 있어 관련 산업분야의 비용손실 예방에 크게 기여할 수 있다.

또한, 종래와 같이 벨트 크리너와 먼지억제를 위한 물 분사장치를 별도로 가동 및 운영하는 경우에는 벨트 세척으로 인한 폐수와 분진 슬러지(sludge) 제거 등 장비 운용을 위한 인원이 4~5명 투입되어 왔는데, 그에 따라 유동적인 인원 활용이 어려워 타 작업시 콘베이어 벨트의 운행을 중지해야 하는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 적용을 통해 장비 운용인원을 최소화할 수 있어 타 작업과 병행한 지속적인 콘베이어 벨트의 운행이 가능하며 작업 방식 또한 크게 단순화된다. 아울러 작업인원의 교체가 가능하므로 작업자에게 무리한 부담을 주지 않는 한도 내에서의 작업이 가능하게 된다.

또한, 본 발명이 제공하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치를 통해 기존에 비산먼지 제어에 크게 기여하지 못했던 물 대신 음이온계 계면활성제를 먼지억제제로 분사하여 먼지의 포집작용이 이루어지도록 함으로써 비산먼지에 의한 작업자의 건강·위생상의 문제점을 최소화하고 주변지역의 민원발생요인을 완화할 수 있다.

[도 1]은 종래의 벨트 크리너 장치의 설치상태를 모식적으로 도시한 것이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치의 기본 개념을 모식적으로 도시한 것이다.
[도 3]은 먼지억제제 공급을 위한 관로가 결합된 블레이드 유닛의 실시예이다.
[도 4]는 블레이드 유닛과 관로 간의 다양한 결합방식의 실시예를 도시한 것이다.
[도 5]는 블레이드 유닛의 내부에 관로가 형성된 실시예를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명이 제공하는 "비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치"는 벨트 크리너 장치와 분사장치가 유기적으로 결합되어 벨트면의 찌꺼기 제거 작업과 비산먼지 제거 작업을 함께 수행할 수 있도록 구성된 것이다.

상기 벨트 크리너 장치는 아이들러를 가로지르는 축을 매개로 다수개의 블레이드 유닛(10)이 결합되어, 탄성력에 의해 상기 블레이드 유닛(10)이 콘베이어 벨트(2)의 벨트면을 일정한 압력으로 누르도록 구성된 것이다. 상기 콘베이어 벨트(2)는 구동롤러(1)에 의해 형성되는 무한궤도를 따라 움직이도록 설치되는데, 상기 블레이드 유닛(10) 다수개가 결합되어, [도 1]에 도시된 바와 같이 콘베이어 벨트(2)가 구동롤러(1)에 감긴 부분에 접하도록 설치하거나([도 1]에서 도면부호 10으로 표기된 것, 프라이머리 크리너[primary cleaner]), 콘베이어 벨트가 이송물(3)을 수송한 후 되돌아가는 지점에 접하도록 설치하는 것([도 1]에서 도면부호 10'로 표기된 것, 세컨더리 크리너[secondary cleaner])이 일반적이다. 이는 이송물(3)을 콘베이어 벨트(2) 바깥으로 떨어뜨린 후에 벨트면에 붙어있는 찌꺼기 제거 작업이 이루어지도록 하기 위함이다.

상기 블레이드 유닛(10)은 탄성소재로 제작하는 것이 콘베이어 벨트(2)의 보호면에서 유리하고, 그 형태는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 다만, 마찰은 최소화 하면서 콘베이어 벨트(2)의 벨트면에 붙어있는 이송물(3)의 찌꺼기를 긁어낼 수 있도록 하기 위해서는 콘베이어 벨트(2)의 벨트면에 접하는 모서리부(12)가 형성되어 있어야 한다.

본 발명이 제공하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치 역시 구동롤러(1)에 의해 회전하는 무한궤도형 콘베이어 벨트(2)의 벨트면에 붙어 있는 이송물 찌꺼기를 제거하는 블레이드 유닛(10)이 구비되어 있어야 한다.

[도 3]은 이러한 블레이드 유닛(10)의 일 실시예를 도시한 것이다. 상기 블레이드 유닛(10)은 결합축에 의해 다수개가 결합 설치되는 것으로서, 상기 콘베이어 벨트(2)를 타고 이동하는 이송물(3)이 낙하하는 지점의 구동롤러측에 구비되어, 상기 구동롤러(1)에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트(2)를 정압으로 누르도록 설치되어야 한다. [도 3]에 도시된 블레이드 유닛(10)은 몸체부가 둔각으로 꺾인 것으로서, 일측 말단의 모서리부(12)가 콘베이어 벨트(2)의 벨트면에 접하게 된다. 도면상에서 상기 모서리부(12)의 반대측에 형성된 슬릿홈(11)은 C채널(C-Channel, 15) 삽입을 위한 것이다. [도 4]는 여러 가지 유형의 블레이드 유닛(10)이 C채널(15)에 의해 결합된 상태를 도시하고 있는데, 이 경우 상기 C채널(15)이 결합축이 되는 것이다. 상기 C채널(15)을 좌우방향으로 연장하여 블레이드 유닛(10)의 결합 개수를 늘릴 수 있으며, 양 방향에서 아이들러의 회전축과 결합을 하기 위한 매개체가 되기도 한다.

본 발명은 외부에서 공급되는 먼지억제제(30)의 이동경로가 되는 관로(20) 및 상기 관로(20)의 말단에 결합된 분사노즐(25)이 상기 블레이드 유닛(10)과 유기적으로 작용하여 콘베이어 벨트(2)에 부착된 찌꺼기 제거작업과 비산먼지 제거작업을 효율적으로 함께 수행하도록 구성된 점에 특징이 있다.

상기 분사노즐(25)은 [도 2]에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐(25)을 통해 고압으로 분사되는 먼지억제제(30)가 상기 구동롤러(1)에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트(2)의 벨트면을 가격한 후 낙하하는 이송물(3) 쪽으로 튕기도록 설치한다. 이에 따라 상기 분사노즐(25)을 통해 먼지억제제(30)를 분사하면 1차적으로는 상기 블레이드 유닛(10)으로 콘베이어 벨트(2)에 부착된 이송물(3)의 찌꺼기를 제거할 때 발생하는 비산먼지가 제거되고, 이송물(3) 낙하시 발생하는 비산먼지가 2차적으로 제거된다.

또 다른 관점에서 보면 상기 분사노즐(25)을 통해 분사된 먼지억제제(30)는 콘베이어 벨트(2)가 블레이드 유닛(10)와 접하기 전에 먼저 벨트면에 묻게 되고 이렇게 벨트면에 묻은 먼지억제제(30)는 콘베이어 벨트(2)와 블레이드 유닛(10)간의 윤활제로 작용하여 블레이드 유닛(10)의 마모와 콘베이어 벨트(2)의 손상을 방지한다. 또한, 먼지억제제(30)가 분사되어 벨트면을 가격한 후 낙하하는 이송물(3) 쪽으로 튕겨 나갈 때에는 분사속도보다는 느린 속도로 넓게 퍼져나가게 되므로 분사가 아닌 분무효과를 얻을 수 있다. 이러한 분무효과를 통해 광범위한 비산먼지 포집이 가능하다.

상기 분사노즐(25)의 설치각도는 콘베이어 벨트(2)의 이동속도에 따른 이송물(3)의 낙하각도를 고려하여 조절할 수 있다. 상기 분사노즐(25)은 토출구쪽으로 내경이 좁아지도록 구성하여 워터젯 방식으로 먼지억제제(30)가 소량씩 고압으로 분사되도록 할 수 있다.

이송물(3) 등에서 발생하는 미세먼지는 +전하를 띄고 있으므로 상기 먼지억제제로(30)는 음이온 계면활성제를 적용할 때 먼지 포집력이 극대화된다. 특허등록 제1065848호는 「음이온 계면활성제로서 알파 올레핀 설포네이트 30~40중량%; 피막제로서 프로필렌글리콜 30~40중량%; 및 담수 30~40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 먼지억제제」를 제공하며, 이를 본 발명의 먼지억제제로 적용할 수 있다. 또한, 특허등록 제1067325호는 「음이온 계면활성제로서 나트륨 다이옥틸 설포숙시네이트 30~40중량%; 피막제로서 프로필렌글리콜 30~40중량%; 및 담수 30~40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 먼지억제제」를 제공하며, 이 역시 본 발명의 먼지억제제(30)로 적용하기에 적합하다.

위와 같은 먼지억제제(30)는 저장탱크에 저장해둔 것을 펌핑하여 상기 관로(20)에 제공되도록 할 수 있으며, 물과 계면활성제 등의 원료를 별도의 저장탱크에 저장해 두었다가 믹싱한 후 펌핑하여 상기 관로(20)에 제공되도록 할 수도 있다.

상기 관로(20)는 [도 3]에 도시된 바와 같이 상기 블레이드 유닛(10)에 결합시켜둘 수 있으며, 그 결합방식은 [도 4]에 도시된 바와 같은 접착, 체결, 삽입 등의 다양한 방식을 취할 수 있다. 또한 상기 관로는 상기 블레이드 유닛(10)의 내부에 형성되도록 할 수 있으며, 상기 블레이드 유닛(10)의 형상은 내부의 관로(20) 형성에 따른 필요 조건에 맞추어 변경할 수 있다.

상기 관로(20)를 상기 블레이드 유닛(10) 내부에 형성시키는 경우, 상기 관로(20)는 [도 5]에 도시된 바와 같이 상기 블레이드 유닛(10) 내부에 결합축 설치 방향인 횡방향으로 형성된 연통관(21) 및 상기 블레이드 유닛(10) 내부에서 상기 연통관(21)으로부터 종방향으로 형성된 분지관(22)으로 구성할 수 있다. 이 때 결합된 블레이드 유닛(10)의 연통관(21)은 인접하는 블레이드 유닛(10)의 연통관(21)과 연속적으로 이어지도록 구성하고, 상기 분지관(22)의 말단에 분사노즐(25)을 결합시킨다. 이는 상기 연통관(21)을 결합축 방향으로 연장시킴으로써 블레이드 유닛(10)의 결합축을 먼지억제제(30) 공급을 위한 배관 공간으로 활용토록 하기 위한 구성이다. 이 경우 연통관(21) 이음새의 누수방지를 위한 여러 가지 수단이 함께 적용될 수 있다.

[도 5]는 블레이드 유닛(10) 내에 상기 연통관(21)과 분지관(22)을 효과적으로 형성시키기 위해 블레이드 유닛(10)의 배면 형상을 개변한 실시예를 도시하고 있다.

본 발명은 위에서 언급한 바와 같이 첨부된 도면과 관련하여 설명되었으나 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다. 특히 본 발명은 프라이머리 크리너(Primary Cleaner)에 적용되는 것이지만, 구동롤러 부분을 지나간 콘베이어 벨트가 하방향으로 진행하여 평면으로 펴지는 2차 평면부에 설치되는 세컨더리 크리너(Secondary Cleaner)에도 본 발명을 변형하여 설치 사용 가능하다.

1 : 구동롤러 2 : 콘베이어 벨트
3 : 이송물
10, 10' : 블레이드 유닛 11 : 슬릿홈
12 : 모서리부 15 : 결합축(C채널)
20 : 관로 21 : 연통관
22 : 분지관 25 : 분사노즐
30 : 먼지억제제

Claims (3)

1. 구동롤러(1)에 의해 회전하는 무한궤도형 콘베이어 벨트(2)의 벨트면에 붙어 있는 이송물(3) 찌꺼기를 제거하는 블레이드 유닛(10);
   외부에서 공급되는 먼지억제제(30)의 이동경로가 되는 관로(20); 및
   상기 관로(20)의 말단에 결합된 분사노즐(25); 을 포함하여 구성되고,
   상기 블레이드 유닛(10)은 결합축에 의해 다수개가 결합 설치되는 것으로서, 상기 콘베이어 벨트(2)를 타고 이동하는 이송물(3)이 낙하하는 지점의 구동롤러(1)측에 구비되어, 상기 구동롤러(1)에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트(2)를 정압으로 누르도록 설치되고,
   상기 분사노즐(25)은 상기 분사노즐(25)을 통해 분사되는 먼지억제제(30)가 상기 구동롤러(1)에 감겨 곡면을 이루는 콘베이어 벨트(2)의 벨트면을 가격한 후 낙하하는 이송물(3)쪽으로 튕기도록 설치된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 관로(20)는 상기 블레이드 유닛(10)의 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치.
   
3. 제2항에서,
   상기 관로(20)는,
   상기 블레이드 유닛(10) 내부에 결합축 설치 방향인 횡방향으로 형성된 연통관(21); 및 상기 블레이드 유닛(10) 내부에서 상기 연통관(21)으로부터 종방향으로 형성된 분지관(22); 으로 구성되고,
   결합된 블레이드 유닛(10)의 연통관(21)이 연속적으로 이어지고, 상기 분지관(22)의 말단에 분사노즐(25)이 결합된 것을 특징으로 하는 비산먼지 제거 기능을 구비한 벨트 크리너 장치.

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