KR101379913B1

KR101379913B1 - 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101379913B1
Application number: KR1020130156372A
Authority: KR
Inventors: 박대훈; 이재송
Original assignee: 이재송; (주) 티피티
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-04-01

Abstract

폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템 및 방법이 개시된다. 폐콘크리트 파쇄물을 컨베이어 벨트 위에 싣고 가열로를 통과시켜 건조시키고 자성체를 자석 롤러로 걸러내어 가열 건조와 자성체 제거를 동시에 수행한다. 폐콘크리트 파쇄물을 케이지형 분쇄실에 투입하면서 가압된 공기를 분쇄실 측벽 쪽으로 고속으로 분사함과 동시에, 분쇄실 측벽을 구성하는 환상 2열 이상의 타격봉들의 홀수 번째 열과 짝수 번째 열을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 폐콘크리트 파쇄물이 고 충돌에너지로 타격봉들과 충돌하여 분쇄되도록 하고, 분쇄물은 케이싱의 하부로 낙하하여 배출시키고 분진은 기류에 실려 분진회수장치에서 집진되도록 한다. 케이지형 분쇄실 부재는 베어링으로 받쳐주어 안정적인 회전이 유지되게 한다. 가압된 공기 흐름을 분쇄물에 가하여 그 분쇄물을 입자 무게별로 적어도 2그룹 이상으로 분류한다. 이러한 풍력 분급 시, 가압 공기에 의해 상승하는 분쇄물을 분산판에 부딪쳐 분진만 상승되고 분쇄물 입자들은 신속히 낙하하여 출구 쪽으로 반송되도록 한다.

Description

폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템 및 방법 {Concrete waste recycling system and method for recycling sands from concrete wastes}

본 발명은 콘크리트 구조물을 해체할 때에 발생하는 폐콘크리트를 모래로 재생하기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 재생 공정 전반에 걸쳐 생산 효율을 극대화하여 원가를 절감하고 재생 모래의 입형을 개선할 수 있는 폐콘크리트 리사이클링 시스템 및 방법에 관한 것이다.

빌딩과 같은 건축물이나 교량 등과 같은 콘크리트 구조물을 해체하면 다량의 건설 폐기물들이 발생하는데, 그 중에 폐콘크리트가 약 80-90%를 점유할 정도로 그 비중이 절대적이다. 폐콘크리트는 직경이 예컨대 30~500mm 정도로, 통상적으로는 산업폐기물로서 최종 처리장에서 매립 처리되거나 또는 재생하여 도로용 노반재 등으로 재활용되고 있다. 우리나라 폐콘크리트 발생량이 2000년에는 약 1,500만 톤이었던 것이 2020년에는 약 1억 톤 이상으로 급격히 증가할 것으로 예상된다. 이렇게 많은 양의 폐콘크리트를 매립하기 위한 매립장 확보가 현실적으로 곤란하기 때문에, 폐콘크리트의 재자원화기술 개발 및 실용화 방안이 절실히 요구되고 있다. 폐콘크리트에 포함된 모래를 재활용함으로써 환경보전에도 도움이 되고 자원의 유효 활용의 측면에서도 크게 공헌할 수 있는 것이다．

폐콘크리트의 재자원화는 주로 폐콘크리트를 자갈이나 모래 등과 같은 골재로서 재이용하는 형태로 이루어졌다. 폐콘크리트로부터 모래를 재생해내는 종래의 기술들은 다양하게 제시되어 있다. 원료 폐콘크리트 덩어리들은 원하는 크기로 분쇄하고 그 분쇄물을 크기나 무게에 따라 분급하는 과정을 거친다. 원료 폐콘크리트의 분쇄와 분쇄물의 분급 방식과 관련하여, 습식과 건식으로 대별된다. 습식으로 분쇄된 분쇄물은 건식보다는 습식으로 분급하는 것이 더 조화로운데, 습식 분급을 위해서는 수처리용 공정이나 설비를 필요로 하여 설비 및 운용비용이 높아진다. 건식 분급은 분쇄물의 건조 비용이 불필요하고 정교한 분급이 가능한 점 등에서 더 유리하다.

건식 분쇄 및 건식 분급을 제시한 종래기술의 대표적인 예로 일본 공개특허공보 제2000-263026호(폐콘크리트의 재자원화 방법)를 들 수 있다. 이 기술은 폐콘크리트 덩어리를 크기가 약 40mm 이하가 되도록 파쇄기로 파쇄한 후(파쇄 공정), 얻어진 파쇄물을 세라믹스로 만든 타격봉을 구비한 케이지형 밀을 이용하여 크기가 약 10mm 이하의 분쇄사가 되도록 분쇄하며(분쇄 공정), 이를 통해 얻어진 분쇄물을 풍력 선별 장치를 이용하여 모래와 분체를 선별하는(선별 공정) 과정을 통해 원하는 크기의 모래를 얻는 방법이다.

이 기술은 특히 파쇄물을 10mm 이하로 분쇄하는 분쇄수단으로서 세라믹스로 만든 타격봉을 구비한 케이지형 밀을 이용한다. 이 케이지형 밀(10)은 도 1에 도시된 것처럼, 피분쇄물(파쇄된 콘크리트 덩어리)의 투입구(31)와 배출구(32)를 구비하고 내벽면에 보호 라이너(33)가 부설된 케이싱(30)을 갖는다. 케이싱(30) 안에는 지름이 다른 ２개의 케이지 부재 Ａ, Ｂ가 동심원상에 설치되어 있다. 각 케이지 부재 Ａ, Ｂ는 회전원반(11, 21)과 밴드(12, 22)의 사이에 다수의 타격봉(14, 24)들을 동일한 간격으로 협지한다. 케이지 부재 Ａ, Ｂ의 회전축(11a, 21a)는 구동축(34)을 이용하여 구동 모터(비도시)에 연결되어 있다. 특히 이 케이지 형 밀(10)에 있어서, 보호 라이너(33) 및 타격봉(14, 24)을 구성하는 데는 굽힘 강도가 20Kg/mm² 이상이고, 비커즈 경도가 1,200Kg/mm² 이상인 질화 규소질 세라믹스가 이용된다.

이와 같은 케이지형 밀(10)에 의한 피분쇄물의 분쇄는 다음과 같이 이루어진다. 구동모터에 의하여 케이지 부재 Ａ와 Ｂ를 서로 반대방향으로 회전시킨 상태에서 투입구(31)를 통해 케이싱(30) 안으로 피분쇄물을 투입하면, 그 피분쇄물은 작은 반경의 케이지 부재 Ｂ를 구성하는 제1열 타격봉(24)들과 먼저 충돌한 다음, 역회전하는 큰 반경의 케이지 부재Ａ를 구성하는 제2열 타격봉(14)들과 충돌하고, 마지막으로 보호 라이너(33)와 충돌한다. 이와 같은 충돌에 의해 분쇄되어 피분쇄물은 크기가 5mm 이하의 분쇄사로 된다. 분쇄에 의해 얻어지는 분쇄물은 배출구(32)를 통해 케이싱(30) 바깥으로 배출된다.

이와 같은 종래의 케이지형 밀(10)에 있어서, 원료(피분쇄물)가 측면에서 분쇄실 안으로 쏟아 붓는 방식으로 투입되면 그 원료가 원심력에 의해 밀의 바깥 방향으로 날아간다고 설명하지만, 투입 원료가 타격봉에 도달하기까지는 원심력의 작용은 무시할 수 있는 정도이고 중력(물론 밀 내부의 기류에 의한 공기압이 작용하지만, 이는 무시할 수 있는 정도임)에 의해 자유낙하를 하여 분쇄실 아래쪽에 집중적으로 떨어진다. 투입 원료가 타격봉들과 충돌하는 영역이 국부적으로 제한되어 있으므로 분쇄효율이 낮으며, 그에 따라 단위 시간당 투입할 수 있는 원료의 양도 제한을 받는다. 즉. 케이지 부재 A, B의 회전속도가 충분히 빠르지 못하면 투입된 피분쇄물의 국부적 적층 현상이 생겨 적층된 피분쇄물의 타격봉(14, 24)과 접촉하기까지 시간 지체가 발생할 수 있다. 피분쇄물의 케이지 밀(10)로의 시간당 투입량을 케이지 부재 B 내에서 쌓이지 않을 정도의 적정량 이하로 제한할 필요가 있게 되고, 이로 인해 분쇄 공정의 생산 능률이 저하된다.

피분쇄물의 분쇄 속도에 비해 투입 속도가 더 빠르면 피분쇄물이 케이지 부재 B의 아래쪽에 쏠려 쌓이려는 경향이 강하게 된다. 이런 문제를 완화하기 위해서는 케이지 부재 A, B의 회전속도를 매우 빠르게 해야 한다. 하지만 이로 인해 케이지 부재 A, B의 고속 회전을 위해 불필요한 전력 과소비가 초래될 수 있고, 고속 운전에 따른 구성 요소들의 내구성 약화가 초래될 수 있다. 결과적으로, 운전 및 유지보수 비용의 증가와 유지보수 기간의 단축 등으로 인한 생산성저하가 초래된다. 또한, 케이지 부재 A, B를 아무리 고속으로 회전시키더라도 분쇄의 단절이 발생되지 않도록 하기 위해서는 피분쇄물의 시간당 투입량이 충분할 필요가 있다. 그렇기 때문에 케이지 부재 B 내에 피분쇄물이 적층되는 것은 불가피한 측면이 있다.

특히, 종래의 케이지형 밀(10)은 타격봉과 충돌하기까지 투입 원료에 작용하는 힘은 중력뿐이어서 투입 원료의 제1열 타격봉과의 충돌에너지도 그리 크지 않은 것은 중요한 단점이다. 타격봉과의 충돌 후 과도한 양을 투입하여 투입 원료가 적층되면 충돌에너지는 더욱 감소하게 될 것이다. 즉, 피분쇄물이 케이지 부재 B의 아래쪽에 짧은 시간 동안이라도 쌓여 있다가 타격봉(14, 24)으로 투입되는 경우, 적층현상으로 인하여 완충현상이 증대됨에 따라 피분쇄물이 가지는 운동에너지가 약화된 상태로 타격봉(14, 24)과 충돌하게 되어 충돌에너지가 충분히 크지 않다. 이처럼, 분쇄실에 투입된 피분쇄물은 자체의 운동에너지가 약하고 한 곳으로만 집중 투입되고 그에 대한 충분한 원심력이 신속하게 가해지지 못하여, 그 원료의 분쇄가 효과적으로 이루어지지 못하고, 분쇄 입자의 입형 개선이 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 충분히 분쇄되지 못한 피분쇄물이 케이지 부재 A와 케이지 부재 B 사이로 다량 진입함으로 인해 회전운동에 간섭을 일으켜 케이지 부재 A, B의 동력제공수단인 모터에 과부하가 걸리게 하여 고장을 일으킬 수도 있다.

또한, 기존의 케이지형 밀(10)은 피분쇄물을 대량으로 처리하기에는 구조적으로 취약한 측면이 있다. 케이지 부재 A, B는 모터 구동축(34)에 연결된 회전축(11a, 21a)의 말단에 회전반(11, 21)이 접속된 형태로 회전축(11a, 21a)과 결합을 이룬다. 케이지 부재 A, B를 직접적으로 지지해주는 수단이 없다. 그러므로 케이지 부재 A, B의 자중과 그 안에 투입된 피분쇄물의 무게가 전부 회전축(11a, 21a)에 걸린다. 고속 회전하는 케이지 부재 A, B의 타격봉(14, 24)에 부딪히는 피분쇄물들이 가하는 충격력까지 회전축(11a, 12a)으로 전달된다. 이로 인해 회전축(11a, 12a) 등에 과도한 힘이 가해져 장시간 사용할 경우 회전축(11a, 12a)에 무리가 가고 심할 경우 휨 현상이 생길 수 있다. 그런데 회전축(11a, 12a)의 어느 하나라도 휘어짐이 발생하면 타격봉(14, 24)들 간의 간격이 설계 시 맞춰진 정렬상태가 변하여 생산성과 생산물(분쇄물)의 품질이 나빠질 수 있다.

이런 문제를 예방하기 위해 회전축(11a, 21a)의 휘어짐, 케이지 부재 A, B의 간격 등에 관한 점검과 유지보수 작업 주기가 짧을 수밖에 없고, 그에 따라 생산 손실이 초래된다. 이런 문제들의 예방적 차원에서 예상 하중과 충격력을 충분히 이겨낼 수 있도록 회전축(11a, 21a)과 구동축(34)을 충분히 굵게 및/또는 고강도로 만드는 방안을 고려할 수 있으나, 이로 인해 설비 및 운용 비용 상승이 초래될 수 있다.

케이지형 밀(10)은 원료의 파쇄가 지속적으로 일어나면서 발생하는 분진(미분체)의 효과적 배출 구조가 없다. 케이지형 밀(10) 내부에서 분쇄 공정이 일어나는 동안에는 피분쇄물이 타격봉(14, 24)과 무수히 충돌을 일으키는 과정을 거치면서 분쇄된다. 이 과정에서 원하는 크기의 재활용가능한 모래 외에도 이 보다 더 작은 분진도 생긴다. 종래의 케이지형 밀(10)은 분진 배출을 위한 별도의 출구를 마련하지 않고 있으며, 강제 배출 메커니즘도 채용하지 않고 있다. 발생된 분진은 배출구(32)를 통해 빠져나가야 할 것이다. 그런데 실제로는 배출구(32)를 통해 빠져나가는 분진은 일부이고 상당 부분이 케이지형 밀(10) 내부에 축적된다. 내부에 축적되는 분진량이 많아지면 장치의 고장이 발생할 수 있고, 분쇄된 입자들의 토출 효율과 입형에 나쁜 영향을 준다. 그러므로 축적된 분진이 일정량이 넘지 않도록 주기적으로 제거하는 작업을 할 필요가 있다. 분진 제거 작업을 하는 동안 기계 가동이 중단되어야 하므로, 그에 따른 생산성 손실도 감수해야 한다.

한편, 건식 분쇄를 위해서는 피분쇄물을 사전에 잘 건조시킬 필요가 있다. 특히 풍력을 이용하여 분쇄물을 입자 크기별로 정교하게 분별하려면 함수량에 의한 오차를 최소화해야 하므로 피분쇄물의 충분한 건조가 요구된다. 피분쇄물에는 철편이 섞여 있을 수 있는데, 이는 분쇄공정 전에 완전히 제거될 필요가 있다. 건조와 철편 제거를 각각 별도로 수행하는 것보다는 동시에 처리하는 것이 공간 확보와 생산성 향상 등의 측면에서 유리하다. 상기 종래기술은 이를 위한 구체적인 방안에 대해서는 아무런 개시가 없다.

케이지형 밀(10)에서 얻어지는 결과물은 크기의 분포 폭이 다소 크기 때문에 입자들을 원하는 사이즈별로 두 등급 이상으로 분류할 필요가 있을 수도 있다. 상기 종래기술은 이와 관련하여 구체적인 분류방법을 제시하지 않았다. 적합한 분류 방법의 제시가 요구된다. 분류의 정확도를 개선하고 생산성을 높일 수 있는 방안이 필요하다. 특히 풍력을 이용하여 입자의 무게에 따라 크기별로 분류하는 경우, 입자가 충분히 건조되어 있지 않으면 분류의 정확도가 떨어진다. 따라서 피분쇄물의 충분한 건조를 통해 분쇄 입자들의 정확한 분류가 이루어지도록 할 필요가 있다. 또한, 분쇄공정을 거친 분쇄물은 분진을 포함하고 있어 그것을 효과적으로 제거해야 한다. 이런 여러 가지 요구들을 수용할 수 있으면서도 선행 공정과 조화를 이룰 수 있는 분급공정이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점 내지 한계를 극복하기 위한 것으로서, 종래의 콘크리트 분쇄기인 케이지형 밀을 개량하여 생산능률의 향상과 운전/유지보수 비용의 절감을 도모하고 생산되는 모래의 입형 개선 등의 품질향상을 도모할 수 있는 폐콘크리트로부터 모래를 효과적으로 회수할 수 있는 시스템(이하에서, '폐콘크리트 리사이클링 시스템'이라 함)과 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. 구체적으로 피분쇄물 콘크리트 덩어리의 분쇄속도를 더욱 향상시킬 수 있고, 회전축의 휨 방지를 위한 케이지 지지구조를 도입하고 분쇄 시 발생하는 잔류 분진의 효과적인 배출 구조를 도입함으로써 유지보수 주기를 늘려 생산성 향상과 운전/유지보수 비용의 절감을 도모할 수 있는 케이지형 밀을 채용한 폐콘크리트 리사이클링 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 피분쇄물인 폐콘크리트 덩어리의 건조와 그 속에 포함된 철편의 분리 제거를 동시에 함으로써 공정 성능을 개선하고 장치의 내구성을 높일 수 있는 폐콘크리트 리사이클링 시스템과 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

폐콘크리트로부터 모래를 재생해내는 과정은 파쇄된 폐콘크리트에 대한 전처리(건조 및 금속편 제거) 공정, 분쇄공정, 그리고 풍력 분급 공정이 연속적으로 수행되기 때문에 전체 시스템의 생산 효율은 최저 공정속도를 나타내는 공정에 의해 결정된다. 따라서 본 발명은 상대적으로 처리 속도가 느린 분쇄공정의 생산 성능을 개선하여 시스템 전체의 생산 효율을 높일 수 있도록 하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템과 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 폐콘크리트 파쇄물을 컨베이어 벨트 위에 싣고 가열로를 통과하도록 하여 건조시키는 전처리 장치; 상기 전처리 장치에서 얻어진 폐콘크리트 파쇄물을 2열 이상의 환상으로 배치된 타격봉들로 둘러싸인 케이지형 분쇄실에 투입하면서 상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽의 상기 타격봉들을 향해 가압된 공기를 고속으로 분사함과 동시에, 상기 타격봉들의 홀수 번째 열과 짝수 번째 열을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 분쇄실에 투입된 폐콘크리트 파쇄물이 상기 가압된 공기에 떠밀려 내측 열에서 외측 열의 타격봉들과 순차적으로 강하게 충돌하면서 분쇄되도록 하고, 분쇄물은 상기 분쇄실을 둘러싸는 케이싱의 하부로 낙하되어 배출시키고 분진은 기류에 실려 상기 케이싱의 상부로 배출되도록 하는 분쇄장치; 및 가압된 공기 흐름을 분쇄물에 가하여 상기 분쇄물을 입자 무게별로 적어도 2그룹 이상으로 분류하는 풍력식 입자분급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템이 제공된다.

상기 전처리 장치는 상기 컨베이어 벨트를 상기 가열로의 출구 쪽에 마련된 자석 롤러를 돌아서 상기 가열로의 입구로 피드백 되게 함으로써 상기 폐콘크리트 파쇄물에 섞여 있는 자성체를 상기 자석 롤러로 걸러내도록 하는 자성체 분리제거수단을 더 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 전처리 장치는, 단열 벽체로 둘러싸여 길게 연장된 터널형 내부 공간을 제공하고, 상기 내부 공간을 원하는 온도로 가열하기 위한 히터가 마련된 터널형 가열로; 상기 가열로의 입구에서 출구로 관통하여 다시 상기 입구로 피드백 되는 폐루프를 따라 일주하는 움직임을 반복하도록 마련된 컨베이어 벨트와, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 벨트구동수단을 포함하며, 상기 컨베이어 벨트의 움직임을 통해 상기 가열로의 입구에서 연속 투입되는 폐콘크리트 파쇄물을 상기 출구로 실어나르는 반송수단; 및 상기 가열로의 출구 쪽의 상기 컨베이어 벨트의 말단 전환점에 배치되어 상기 컨베이어 벨트에 의해 반송되어온 상기 폐콘크리트 파쇄물에 포함되어 있는 자성체만을 선별하는 자석 롤러를 포함하여, 상기 폐콘크리트 파쇄물의 가열 건조와 자성체 제거를 한꺼번에 수행하는 연속 가열로 장치인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 가열로의 최대 가열 온도는 120~200℃ 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 컨베이어 벨트는 비자성체로 만들어진 메쉬 벨트인 것이 바람직하다.

상기 분쇄장치는, 제1 지지부재에 다수의 제1 타격봉들이 적어도 1열 이상의 환상 배치를 이루면서 결합 지지되어 내측에 분쇄실을 제공하고, 제1 회전축이 상기 분쇄실의 바닥 중심에 법선방향으로 결합된 소경(小徑) 케이지부재; 제2 지지부재에 다수의 제2 타격봉들이 적어도 1열 이상의 환상 배치를 이루면서 결합 지지되되 반경방향으로 가면서 상기 제1 타격봉들의 열과는 교호적으로 배치되고, 상기 제1 회전축과 동심이며 반대방향으로 연장된 제2 회전축이 상기 제2 지지부재에 결합된 대경(大徑) 케이지부재; 상기 대경 케이지부재와 상기 소경 케이지부재를 내포하면서 상기 제1 및 제2 회전축을 지지해주고, 일측에 상기 분쇄실 안으로 피분쇄용 폐콘크리트 파쇄물이 투입되게 하는 파쇄물 투입부가 마련되고, 하측에는 분쇄물이 배출되는 분쇄물 배출구가 마련된 케이싱; 상기 제1 회전축 주변에서 상기 제1 및 제2 타격봉들 쪽으로 가압된 공기를 분사하여 상기 분쇄실 안으로 투입되는 폐콘크리트 파쇄물의 상기 제1 및 제2 타격봉들에 대한 충돌에너지를 강화시켜주는 공기분사부재; 및 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 통해 회전력을 전달하여 상기 대경 케이지부재와 상기 소경 케이지부재를 서로 반대방향으로 회전하도록 구동하는 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 포함하여, 홀수 번째 열의 타격봉들과 짝수 번째 열의 타격봉들이 서로 반대방향으로 회전하면서 원심력과 가압된 공기의 흐름에 떠밀려오는 상기 폐콘크리트 파쇄물을 분쇄시키도록 구성된다.

상기 소경 케이지부재의 상기 제1 지지부재는, 소경 원판과, 상기 소경 원판과 동심이며 상기 소경 원판을 둘러싸는 환형의 제1 밴드부재와, 상기 소경 원판 및 상기 제1 밴드부재의 맞은편에 상기 소경 원판의 가장자리 부위 및 상기 제1 밴드부재와 중첩되게 배치된 환형의 제2 밴드부재를 포함한다. 상기 제1 타격봉들은, 상기 소경 원판의 가장자리 부위와 상기 제2 밴드부재 사이에 환형 배치되어 협지된 제1열 타격봉들과, 상기 제1 밴드부재와 상기 제2 밴드부재 사이에 환형으로 배치되어 협지된 제3열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이룬다. 상기 제1 회전축은, 상기 소경 원판의 중심에 결합되어 법선방향으로 연장되어 상기 제1열 타격봉들로 둘러싸인 상기 분쇄실의 중심에 배치된다.

일 예에 따르면, 상기 대경 케이지부재의 상기 제2 지지부재는, 상기 소경 원판에 근접하여 나란히 배치되며 상기 소경 원판보다 더 크고 동심인 대경 원판과, 상기 대경 원판과 동심이며 상기 대경원판의 맞은편에 각각 나란히 배치된 제3 밴드부재와 상기 제3밴드부재를 둘러싸는 제4 밴드부재를 포함한다. 상기 제2 타격봉들은, 상기 대경 원판의 2열의 가장자리 부위와 상기 제3 및 제4 밴드부재 사이에 각각 환형 배치되어 협지된 제2열 타격봉들과 제4열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이루며, 상기 제2열 타격봉들은 상기 제1열 타격봉들과 상기 제3열 타격봉들 사이에 위치하고, 상기 제4열 타격봉들은 상기 제3열 타격봉의 외측에 위치한다. 상기 제2 회전축은, 상기 대경 원판의 중심에 법선방향으로 결합된다.

다른 예에 따르면, 상기 소경 케이지부재의 상기 제1 지지부재는, 소경 원판과, 상기 소경 원판과 동심이며 이격되어 맞은편 쪽에 배치된 환형 판부재를 포함한다. 상기 제1 타격봉들은, 상기 소경 원판의 가장자리 부위와 상기 환형 판부재의 내측 가장자리 둘레 부위 사이에 환형 배치되어 협지된 제1열 타격봉들과, 상기 환형 판부재의 외측 가장자리 둘레 부위에 일측 단부가 고정 결합되고 환형으로 배치되어 상기 제1열 타격봉들을 포위하는 제3열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이룬다. 상기 대경 케이지부재의 상기 제2 지지부재는, 상기 소경 원판과 동심이며 상기 소경 원판의 배면에 근접하여 나란히 배치되고 지름이 상기 환형 판부재보다 작지 않은 크기의 대경 원판을 포함한다. 상기 제2 타격봉들은, 상기 대경 원판의 2열의 가장자리 둘레를 따라 환상으로 배치되어 일측 단부가 상기 대경 원판에 각각 고정 결합된 제2열 타격봉들과 제4열 타격봉들을 포함하며, 내측 환상 열에 배치된 상기 제2열 타격봉들은 상기 제1열 타격봉들과 상기 제3열 타격봉들 사이에 위치하고, 외측 환상 열에 배치된 상기 제4열 타격봉들은 상기 제3열 타격봉들의 외측에 위치한다.

상기 파쇄물 투입부는, 출구가 양 갈래로 나뉘어져 상기 폐콘크리트 파쇄물을 상기 제1 회전축의 좌우로 나뉘어 상기 분쇄실 안으로 투입되도록 된 것이 바람직하다.

상기 공기분사부재는, 상기 제1 회전축을 감싸며 마련된 몸체부, 상기 몸체부 일측에 마련되어 외부로부터 가압된 공기가 유입되는 흡기구, 상기 흡기구를 통해 유입된 가압된 공기가 상기 분쇄실의 측벽을 이루는 타격봉들 쪽으로 분출되도록 상기 몸체부에 마련된 다수의 분사노즐을 포함하는 구성을 될 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 분사노즐은, 상기 다수의 분사노즐에서 분사되는 가압된 공기의 흐름 방향이 상기 분쇄실의 가장 안쪽 열에 배치된 제1열 타격봉들의 회전방향과 직교하거나 역행하는 방향이 되도록 마련되는 것이 바람직하다.

상기 케이싱은, 상부에 폐콘크리트 파쇄물의 분쇄 과정에서 발생하는 분진이 기류에 실려 외부로 배출되게 하는 분진배출구가 더 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 케이싱 내 상기 대경 케이지부재와 상기 분진배출구 사이에 분진의 통과는 허용하나 소정 크기 이상의 입자는 빠져나가지 못하게 걸러주는 거름망이 더 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 폐콘크리트 리사이클링 시스템은, 상기 케이싱의 상부와 연결된 닥트를 통해 유입되는 분진함유기류에서 분진을 집진하고 정화된 기류를 배출하는 분진회수장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 분쇄장치는, 상기 소경 케이지부재와 상기 대경 케이지부재를 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축에 직교하는 방향으로 기울어지지 않도록 회전가능하게 안정적으로 받쳐주는 베어링부재를 더 포함할 수 있다.

삭제

상기 풍력식 입자분급장치는, 일 구성예에 따르면, 두 측면에 분쇄물 입구와 분쇄물 출구가 각각 마련되고, 상측에 분진배출구가 마련되며, 상기 분쇄물 입구보다 낮은 지점에 흡기구가 마련된 상자구조체; 상기 분쇄물 입구에서 상기 분쇄물 출구까지 연장 설치되고, 다수의 개공들이 복수의 열을 이루어 배치되어 있고, 상기 복수의 열은 상기 분쇄물 입구에서 상기 분쇄물 출구로 향하는 반송방향에 직교하는 풍력분급판; 상기 다수의 개공들의 각 열의 위쪽에서 각 열을 덮도록 배치되어, 가압된 기류에 의해 개공 위로 솟아올라 자신과 충돌하는 분쇄물 입자들은 신속히 낙하하도록 해주되 분진은 자신을 벗어나서 위로 비산되게 하는 분산판; 상기 상자구조체의 일측에 설치되고, 진동력을 발생시켜 상기 풍력분급판을 진동하게 만들어 상기 분쇄물 입구를 통해 상기 풍력분급판상으로 투입되는 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 향하여 반송되도록 하는 진동발생기; 및 상기 흡기구에 가압된 공기를 공급하는 송풍기를 포함하는 제1 분급기를 구비하며, 진동에 의해 상기 풍력분급판 상의 분쇄물이 상기 출구 쪽으로 반송되는 동안, 상기 송풍기가 공급하는 가압된 공기가 상기 다수의 개공을 통해 상방으로 분출되면서 상기 분쇄물을 위로 밀어 올려 상기 분산판에 부딪히게 하여 분진은 상승 기류에 실려 위로 비산하여 상기 분진배출구를 통해 빠져나가고 분쇄물 입자들은 상기 풍력분급판으로 낙하하는 것이 반복되면서 분진이 제거된 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 취출되도록 구성된다. 이 풍력식 입자분급장치는, 상기 제1 분급기와 같은 구조의 제2 분급기를 더 포함하되, 상기 제2 분급기는 상기 제1 분급기의 출구로 나온 분쇄물을 소정의 분급점보다 더 무거운 입자와 더 가벼운 입자들로 분급하도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 풍력식 입자분급장치에 있어서, 상기 분산판은, 역-V자 또는 역-U자 모양의 긴 판재로서, 자신에 충돌한 분쇄물 입자가 상기 반송방향으로 전진하여 낙하하도록 입의 지향방향이 자신이 덮고 있는 개공과 상기 출구 사이를 향하도록 비스듬히 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 개공은 폭이 좁고 길이가 긴 직사각형 또는 슬릿(slit)형 개공이며, 각 개공은 길이방향이 상기 반송방향에 직교하도록 마련됨과 동시에 상기 다수의 개공의 각 열도 상기 반송방향에 직교하며, 인접하는 두 열의 개공들은 지그재그 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 풍력식 입자분급장치는, 다른 구성예에 따르면, 피분급 분쇄물이 투입되는 분쇄물 투입구와, 상기 분쇄물 투입구의 아래쪽에 위치하며 가압된 공기가 유입되는 흡기구, 상기 흡기구 아래쪽에 위치하며 상기 피분급 분쇄물의 큰 입자가 낙하하여 취출되는 제1 출구, 상기 피분급 분쇄물의 작은 입자 취출용 제2 출구, 상기 피분급 분쇄물의 분진 취출용 분진배출구가 각각 마련된 상자구조체; 상기 흡기구를 통해 가압된 공기를 상기 제2 출구 쪽으로 불어넣는 송풍기; 및 상기 상자구조체의 저부에 배치되어, 상기 가압된 공기에 의해 날아와 낙하하는 분쇄물의 작은 입자들을 실어 상기 출구로 반송하는 반송수단을 포함하며, 상기 분쇄물 투입구에서 자유 낙하하는 피분급 분쇄물에 상기 가압된 공기를 상기 제2 출구 쪽으로 불어넣어, 분쇄물의 무게에 따라 제1 분급점보다 더 무거운 입자들은 상기 제1 출구로 낙하하고, 제2 분급점보다 가벼운 분진은 상기 가압된 공기에 실려 상기 분진배출구로 빠져나가고, 상기 제1 분급점과 상기 제2 분급점 사이의 중간 무게의 입자들은 상기 반송수단 위로 낙하하여 상기 제2 출구로 배출되도록 구성된다. 이 풍력식 입자분급장치는, 상기 반송수단 위쪽에 배치되어, 상기 가압된 공기에 실려 날아오르는 상기 피분급 분쇄물이 충돌되어 상기 중간 무게의 입자들은 상기 반송수단 위로 낙하되게 하고 상기 분진은 위로 날아오르도록 해주는 분산판을 더 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따르면, 폐콘크리트 파쇄물을 컨베이어 벨트 위에 싣고 가열로를 통과하도록 하여 건조시키는 단계를 포함하는 전처리 공정; 상기 전처리 공정에서 얻어진 폐콘크리트 파쇄물을 2열 이상의 환상으로 배치된 타격봉들로 둘러싸인 케이지형 분쇄실에 투입하면서 상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽의 상기 타격봉들을 향해 가압된 공기를 고속으로 분사함과 동시에, 상기 타격봉들의 홀수 번째 열과 짝수 번째 열을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 폐콘크리트 파쇄물이 상기 가압된 공기에 떠밀려 내측 열에서 외측 열의 타격봉들과 순차적으로 강하게 부딪혀나가면서 분쇄되도록 하고, 분쇄물은 상기 케이지형 분쇄실을 둘러싸는 케이싱의 하부로 낙하하여 배출시키고 분진은 기류에 실려 분진회수장치로 보내지도록 하는 분쇄공정; 및 가압된 공기 흐름을 분쇄물에 가하여 그 분쇄물을 입자 무게별로 적어도 2그룹 이상으로 분류하는 풍력식 입자분급공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법이 제공된다.

상기 전처리 공정은, 상기 컨베이어 벨트를 상기 가열로의 출구 쪽에 마련된 자석 롤러를 돌아서 상기 가열로의 입구로 피드백 되게 함으로써 상기 폐콘크리트 파쇄물에 섞여 있는 자성체를 상기 자석 롤러로 걸러내는 단계를 더 포함하여 가열 건조와 자성체 제거를 동시에 수행하는 것이 바람직하다.

상기 가열로에서 상기 폐콘크리트 파쇄물을 가열하는 최대 가열 온도는 120~200℃ 범위인 것이 바람직하다.

상기 분쇄실에 상기 폐콘크리트 파쇄물을 투입할 때, 상기 분쇄실의 중앙의 회전축을 기준으로 좌우로 나뉘어 투입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽으로의 공기 분사는 상기 분쇄실의 가운데에 배치된 공기분사부재에 마련된 다수의 분사노즐을 통해 이루어지며, 상기 다수의 분사노즐에서 분사되는 가압된 공기의 분사방향은 상기 분쇄실의 가장 안쪽 열에 배치된 제1열 타격봉들의 회전방향에 직교하거나 역행하는 방향인 것이 바람직하다.

상기 분쇄공정은, 상기 케이싱의 상부에 분진배출구를 마련하여 상기 분쇄공정에서 발생하는 분진을 상기 분진배출구를 통해 배출하여 분진회수장치에 의해 집진되게 하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

상기 풍력식 입자분급공정은, 일예에 의하면, 다수의 개공이 마련된 풍력분급판과 상기 개공 위에 배치되어 자신과 충돌한 분쇄물 입자들이 분쇄물 출구 쪽으로 전진하여 낙하하도록 설치된 분산판을 구비한 상자구조체를, 그 상자구조체에 설치된 진동발생기로 진동시켜 상기 풍력분급판상으로 공급되는 분쇄물을 분쇄물 투입구에서 상기 분쇄물 출구로 반송되도록 하고, 상기 풍력분급판의 밑에서 가압된 공기를 불어넣어 상기 다수의 개공을 통해 상방으로 분출시키면서 각 개공을 통과하던 분쇄물을 위로 밀어 올려 상기 분산판에 부딪히게 하여, 분진은 상승 기류에 실려 상기 상자구조체 위쪽에 마련된 분진배출구를 통해 빠져나가도록 하고, 분쇄물 입자들은 상기 풍력분급판으로 낙하되게 하는 것이 반복되도록 하여, 분진이 제거된 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 취출되도록 하는 제1차 분급단계를 포함한다.

이 풍력식 입자분급공정은, 상기 제1차 분급단계에서 상기 분쇄물 출구로 취출된 분쇄물을 상기 제1차 분급단계와 같은 방식의 분급처리를 수행하되 소정의 분급점보다 더 무거운 분쇄물 입자들과 더 가벼운 분쇄물 입자들로 분급하는 제2차 분급단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 개공은 폭이 좁고 길이가 긴 직사각형 또는 슬릿(slit)형 개공이며, 각 개공은 길이방향이 상기 분쇄물의 반송방향에 직교하도록 마련됨과 동시에 상기 다수의 개공의 각 열도 상기 반송방향에 직교하며, 인접하는 두 열의 개공들은 지그재그 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 상기 분산판은, 역-V자 또는 역-U자 모양의 긴 판재로서, 자신에 충돌한 분쇄물 입자가 상기 반송방향으로 전진하여 낙하하도록 입의 지향방향이 자신이 덮고 있는 개공과 상기 출구 사이를 향하도록 비스듬히 배치되는 것이 바람직하다.

상기 풍력식 입자분급공정은, 다른 예에 의하면, 상자구조체의 분쇄물 투입구에서 자유 낙하하는 피분급 분쇄물에 상기 분쇄물 투입구 아래에 마련된 흡기구를 통해 가압된 공기를 제2 출구 쪽으로 불어넣어, 분쇄물의 무게에 따라 제1 분급점보다 무거운 입자들은 상기 흡기구 아래쪽에 배치된 제1 출구로 배출되게 하고, 제2 분급점보다 가벼운 분진은 상기 상자구조체 상부에 마련된 분진배출구를 통해 배출되게 하며, 상기 제1 분급점과 상기 제2 분급점 사이의 중간 무게를 갖는 입자들은 상기 상자구조체 하부에 마련된 반송수단 위로 낙하하여 상기 제2 출구로 배출되도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 폐콘크리트 파쇄물을 분쇄할 때 풍력을 이용하여 파쇄물이 타격봉에 부딪힐 때의 충돌에너지를 극대화할 수 있어 분쇄 속도를 높여 생산성 향상을 가져올 수 있다.

또한, 분쇄 과정에서 발생하는 분진을 분쇄와 동시에 제거하므로 분쇄장치 내에 분진의 축적을 최소화할 수 있다. 그에 따라 분쇄장치의 유지, 보수 주기를 연장할 수 있다.

분쇄장치인 케이지형 밀의 구조적 취약성을 베어링을 도입하여 보완함으로써, 케이지형 밀의 안정적인 운전을 장시간 보장할 수 있다.

본 발명은 또한, 분쇄공정의 전처리로서 폐콘크리트 파쇄물을 건조시키는 바, 이는 분쇄공정의 후처리인 분급공정을 풍력식으로 수행하는 것과 조화를 이루게 해준다. 아울러, 파쇄물의 건조 시에 자성체 제거도 동시에 함으로써, 분쇄장치로 자성체 조각이 투입되어 고장을 일으키는 것을 예방할 수 있다.

분쇄물을 풍력식으로 분급함에 있어서도, 입자를 무게에 따라 두 등급 이상으로 분류할 수 있고, 완전히 건조된 분쇄물 입자를 가지고 분급을 수행하기 때문에 분급의 정확도도 크게 개선될 수 있다.

분급공정에서 가압기류에 실려 날아오르는 분쇄물 입자를 분산판에 충돌시켜 강제로 낙하하게 하는 방법을 도입함으로써 분급 공정의 속도와 정확도를 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 분쇄공정에서 원기둥 모양의 타격봉으로 파쇄물을 타격하고 또한 바람을 이용하여 충돌에너지를 극대화함으로써 분쇄물의 입형을 최대한 구형에 가깝게 개선할 수 있으며, 후속되는 풍력식 분급공정에서도 분쇄물을 분산판에 충돌시킴으로써 입형을 더욱 개선할 수 있다.

도 1은 폐콘크리트 파쇄물을 10mm 이하로 분쇄하는 종래기술에 따른 케이지형 밀 형태의 분쇄장치의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 폐콘크리트 리사이클링 시스템의 전체 공정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 3과 4는 폐콘크리트 파쇄물의 분쇄 전 처리를 위한 가열 건조 및 철편 제거를 동시에 하기 위한 연속가열로 장치의 구성을 도시한 측면도와 절단선 A-A'를 따라서 본 단면도이다.
도 5는 폐콘크리트 파쇄물 분쇄를 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이지형 밀 형태의 분쇄장치의 바람직한 구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 도 5에서 절단선 C-C'를 따라서 본 단면도이다.
도 7은 폐콘크리트 파쇄물 분쇄를 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이지형 밀 형태의 분쇄장치의 바람직한 구조를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 폐콘크리트 분쇄물 분급용 풍력식 입자분급장치의 바람직한 구조를 예시적으로 도시한다.
도 9는 도 8의 풍력식 입자분급장치의 분급 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 폐콘크리트 분쇄물 분급용 풍력식 입자분급장치의 바람직한 다른 구조를 예시적으로 도시한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.

이하에서, 용어 '폐콘크리트 파쇄물'은 예컨대 조 크래셔(Jaw crasher)와 같은 파쇄기를 이용한 파쇄공정을 통해 얻어지는, 직경의 최대 크기가 대략 30-40mm 이하인 폐콘크리트 덩어리를 의미한다. 이는 본 발명에 따른 폐콘크리트 리사이클링 시스템(50)의 원료이기도 하다. 또한, 용어 '폐콘크리트 분쇄물'은 본 발명의 분쇄장치(100, 200) 즉, 분쇄용 케이지형 밀(100, 200)을 이용한 폐콘크리트 파쇄물의 분쇄공정을 통해 얻어지는 결과물로서, 최대 직경이 대략 10mm이하, 보다 바람직하기로는 약 5mm 이하로 분쇄된 폐콘크리트 입자(파편)들을 말한다. 이는 분급공정을 통해 크기별로 분류되는 과정을 거쳐 재생 모래로 회수된다.

1. 전처리 공정(가열건조 및 철편 제거)

본 발명은 폐콘크리트 파쇄물을 처리하여 양질의 재생 모래로 회수하는 공정에 관한 것이다. 도 2는 이를 위한 폐콘크리트 리사이클링 시스템(50)의 전체 공정을 나타낸 흐름도이다. 폐콘크리트 리사이클링 시스템(50)은 원료호퍼(52), 폐콘크리트 파쇄물의 강제 건조와 철편(자성체) 제거를 위한 연속가열로(60), 폐콘크리트 파쇄물을 10mm 이하의 직경을 갖는 작은 입자들로 분쇄하기 위한 분쇄용 케이지형 밀(100), 그리고 폐콘크리트 분쇄물을 풍력에 의해 크기별로 분류하여 원하는 크기의 재생 모래를 얻는 입자분급장치(300)를 포함한다.

콘크리트 건물 등 콘크리트 구조물을 해체할 때 분진이 날리는 것을 방지하기 위해 물을 뿌리는 경우가 많다. 이런 이유나 다른 여러 가지 이유로 폐콘크리트는 수분을 함유하고 있을 수 있다. 후술할 폐콘크리트 분쇄물의 풍력식 분급공정을 수행할 때, 크기별로 정확하게 분급하기 위해서는 폐콘크리트가 충분히 건조되어 있어야 한다. 폐콘크리트 파쇄물은 분쇄공정 투입 전에 건조시킨다. 본 발명은 건조를 위한 야적장이 필요하고 원하는 수준의 함수율 이하가 되기까지 상당 시간 건조시켜야 하는 자연건조 대신, 연속 가열로(60)를 이용하여 강제 건조를 시킨다. 이를 위해, 원료 호퍼(52)에 담겨진 폐콘크리트 분쇄물을 일정량씩 연속 가열로(60)를 이용한다.

도 3과 4는 본 발명에 따른 연속 가열로(60)를 도시한다. 이 연속 가열로(60)는 터널형으로 길게 연장된 가열로(62)와 이를 지지하는 지지구조체(67)(예컨대, 높이가 대략 0.8~1.5m이고 폭 1~2m, 길이가 5~30m 정도의 크기를 지님)를 포함한다. 터널형 가열로(62)는 단열재를 사용하여 만들어지고 길게 연장된 대략 사각형 터널 형태의 단열벽체(63)와, 이 단열벽체(63)로 둘러싸인 내부 공간 또는 단열벽체(63) 속에 고르게 배치되고 전기에너지로 가열되어 상기 내부공간을 원하는 온도까지 가열하는 히터(64)를 포함한다. 가열로(62)의 상부에는 소정 간격마다 배기구(66)들이 마련된다.

가열로(62) 내의 가열온도는 폐콘크리트 파쇄물의 함수율 정도, 가열로(62)의 길이, 가열로(62) 내부의 송풍 여부 등에 따라 적절히 정하면 될 것이다. 일반적으로 콘크리트가 가열되면 대략 105℃의 저온 영역에서부터 콘크리트 내부의 잉여수, 모세관수, 흡착수 및 층간수의 일부가 수증기로 증발하기 시작하여 100~200℃로 가열된 콘크리트는 콘크리트 강도에 상관없이 콘크리트 내부에 존재하는 잉여수, 모세관수, 흡착수 및 층간수의 일부가 수증기로 방출된다. 대략 200℃에서부터 서서히 골재와 시멘트페이스트의 경계면에서 융해가 시작되면서 콘크리트 내부의 공극압력 상승에 따라 중량손실률, 비열, 열전도율 등의 물리적 성능이 크게 저하하고, 300~400℃에서 물리적 특성은 지속적으로 성능저하를 나타낸다. 지나친 고온 가열은 생산원가를 상승시킨다. 이런 점을 고려하여 가열온도는 200℃를 넘지 않는 범위에서 적절히 정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 가열로(62)는 약 80℃ 정도로 가열하는 예비가열구간, 120~200℃ 정도로 가열하는 탈수구간, 그리고 다시 40℃ 정도로 온도를 낮추는 냉각구간의 세 구간으로 구분하여 이들 구간을 일렬로 연결한 형태로 구성할 수도 있다. 이 경우, 예비가열구간 및 탈수구간은 히터를 이용하여 가열하고, 냉각구간은 주입된 공기를 이용하여 공랭시킨다. 가열건조 효율을 높이기 위해, 단열벽체(63)의 측면 또는 하면을 통해(예컨대 배기구(66)들 사이에) 바람을 주입하여 가열로(62) 내부에 열풍이 순환되도록 할 수도 있다. 가열로(62) 내부 온도를 설정된 온도 값으로 자동 제어하기 위해, 가열로 (62) 내부 온도를 검출하는 온도센서(비도시)와 히터(64)의 구동을 그 온도센서의 검출값에 기반하여 자동 제어하는 히터구동부(비도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 가열로(62) 내부로 폐콘크리트 파쇄물(105)을 공급하기 위한 반송수단으로, 단열벽체(63) 내부 바닥에 서로 이격되어 가열로(62)의 입구(68)에서 출구(69)까지 길게 연장된 복수 가닥의 레일부재(65)와, 이 레일부재(65) 위에 얹혀 가열로(62)의 입구(68)에서 출구(69)까지 관통한 다음 가열로(62) 아래쪽을 따라 거꾸로 가서 다시 입구(68)까지 이어져 폐루프를 형성하는 컨베이어 벨트(67)와, 이 컨베이어 벨트(67)를 구동하기 위한 구동수단으로서 가열로(62)의 출구쪽 하부에 마련된 구동모터(78), 서로 일체로 연결된 체인스프라켓(75)과 벨트구동 롤러(74), 가압 롤러(76), 그밖에 다수의 롤러(79-1, 79-2, 79-3, 79-4)를 포함한다. 구동모터(78)의 회전축에도 체인스프라켓이 마련되고, 이 체인스프라켓은 체인(71)을 통해 체인스프라켓(75)과 연결된다.

또한, 폐콘크리트 파쇄물(105)의 건조와 동시에 그 속에 섞여 있는 자성체 철편도 함께 분리수거 하기 위해, 가열로 출구(69) 쪽의 컨베이어 벨트(67) 말단에는 자성을 띠는 컨베이어 자석 롤러(72)가 설치된다. 그리고 그 자석 롤러(72)의 아래에는 분리격벽(73)이 마련된다. 이 분리격벽(73)을 중심으로 바깥쪽에는 분쇄용 케이지형 밀(100)의 파쇄물 투입부(80)가 마련되고, 안쪽에는 자성체 회수부(73-1)가 마련된다. 컨베이어 벨트(67)는 비자성체로 만드는 것이 바람직하다. 예컨대 오스테나이트계 스테인레스 스틸로 그물망 형태로 만든 메시 벨트(mesh belt)를 컨베이어 벨트(67)로 사용할 수 있다. 메시 벨트를 사용하면 그 메시 벨트 상하로 가열공기의 자유로운 흐름이 보장되어 폐콘크리트 파쇄물의 건조가 더 효율적으로 이루어질 수 있다. 자석 롤러(72)는 전자석 또는 영구자석으로 구성할 수 있다. 컨베이어 벨트(67)는 자석 롤러(72), 벨트구동 롤러(74), 가압 롤러(76), 그리고 롤러(79-1 ~79-3)를 차례로 휘감아 돌면서 입구측 롤러(79-4)로 피드백 된다.

이런 구성을 갖는 연속 가열로(60)의 가열 건조 및 자성체 제거 동작은 다음과 같이 이루어진다. 구동모터(78)를 가동하는 동안 체인(71)을 통해 전달되는 모터 회전력에 의해 체인스프라켓(75)이 회전하고, 이에 의해 벨트구동 롤러(74)도 함께 회전한다. 이 때, 벨트구동 롤러(74)에 감겨 있는 컨베이어 벨트(67)에 가압 롤러(76)가 적정한 텐션을 가해주기 때문에, 벨트구동 롤러(74)에 감긴 컨베이어 벨트(67)에 힘이 가해져 컨베이어 벨트(67)가 입구(68) 쪽에서 출구(69) 쪽으로 일정한 속도로 이동하게 된다. 컨베이어 벨트(67)가 이동하는 동안, 입구(68)에 투입된 폐콘크리트 파쇄물(105)은 가열로(62)를 지나면서 가열, 건조된다. 그리고 출구(69)로 나와서 컨베이어 벨트(67) 말단에 배치된 자석 롤러(72)를 거치면서 분쇄용 케이지형 밀(100)의 파쇄물 투입부(80)로 낙하하게 된다. 이 때, 폐콘크리트 파쇄물(105) 속에 섞여 있는 자성체 철편은 자석 롤러(72)에 붙잡혀 파쇄물 투입부(80) 쪽으로 떨어지지 않고 자석롤러(72) 아래쪽으로 돌아 자성체 회수부(73-1) 근처까지 와서 자석롤러(72)와 멀러지면서 아래의 자성체 회수부(73-1)로 떨어진다. 이로써 폐콘크리트 파쇄물의 건조와 자성체 철편의 분리가 연속적으로 한꺼번에 수행된다.

2. 분쇄 공정

다음으로, 도 5는 본 발명의 일 예에 따른 분쇄장치인 케이지형 밀(100)을 도시한다. 이 케이지형 밀(100)은 생산성 향상과 유지보수 비용을 절감하는 등의 개선효과를 얻을 수 있도록 위에서 언급한 종래기술의 케이지형 밀을 구조적으로 개량한 것이다.

이 케이지형 밀(100)은 서로 반대방향으로 회전하도록 구성된 대경(大徑) 케이지부재(120) 및 소경(小徑) 케이지부재(130), 그리고 이들 두 케이지부재(120, 130)를 내포하면서 지지해주는 상자모양 구조체인 케이싱(110)을 포함한다. 이 두 케이지부재(120, 130)의 구조는 종래기술과 비슷하다.

소경 케이지부재(130)는 케이싱(110)의 측면에 마련된 파쇄물 투입부(80)의 반대편 쪽에 직립된 소경 원판(132)과, 이 소경 원판(132)과 동심(同心)을 가지며 소경 원판(132)을 소정의 간격을 두고 포위하는 환형 제1 밴드부재(134a)와, 소경 원판(132) 및 제1 밴드부재(134a)과 동심을 가지며 이들의 맞은편 쪽에 이 둘(132, 134a)과 각각 마주보면서 중첩되게 배치된 환형 제2 밴드부재(134b)를 포함한다. 또한, 소경 케이지부재(130)는 소경 원판(132)의 가장자리와 제2 밴드부재(134b) 사이에 일정간격을 가지면서 환형으로 배치되어 협지된 다수의 제1열 타격봉(136a)과, 제1 밴드부재(134a)와 제2 밴드부재(134b) 사이에 일정 간격을 가지면서 환형으로 배치되어 협지된 다수의 제3열 타격봉(136b)을 포함한다. 그리고 소경 원판(132)의 중심에는 제2 구동모터(165)의 회전축(167)에 연결된 소경 케이지 회전축(138)이 법선방향으로 연결된다.

대경 케이지부재(120)는 소경 원판(132)과 동심을 가지며 이의 배면에 근접하여 나란히 배치되며 제1 밴드부재(134a)보다 더 큰 지름을 갖는 대경 원판(122)과, 그 대경 원판(122)과 동심을 가지며 이의 맞은편에 배치된 환형의 제3 및 제4 밴드부재(124a, 124b)를 포함한다. 제4 밴드부재(124b)은 대경 원판(122)의 가장자리 부위와 중첩되는 크기의 지름을 가지며, 제3 밴드부재(124a)는 소경 원판(132)의 지름보다는 크고 제1 밴드부재(134a)의 지름보다는 작은 크기의 지름을 갖는다. 대경 케이지부재(120)는 또한, 제3 밴드부재(124a)와 대경 원판(122) 사이에 일정 간격을 가지면서 환형으로 배치되어 협지된 다수의 제2열 타격봉(126a)과, 제4 밴드부재(134b)와 대경 원판(122) 사이에 일정 간격을 가지면서 환형으로 배치되어 협지된 다수의 제4열 타격봉(126b)을 포함한다. 대경 원판(122)의 제2열 및 제4 타격봉(126a, 126b)을 협지하는 부분은 두께를 좀 더 두껍게 하여 구조적 안정성을 강화하는 것이 바람직하다. 그리고 대경 원판(122)의 중심에는 제1 구동모터(160)의 회전축(162)에 연결된 대경 케이지 회전축(128)이 법선방향으로 연결된다. 대경 케이지 회전축(128)과 소경 케이지 회전축(138)은 동심을 가진다. 두 회전축(128, 138)은 타격봉들(126a, 126b, 136a, 136b)과 평행하다.

이런 구성에 따르면, 도 6에 도시된 것처럼 소경 케이지부재(130)의 제1열 타격봉(136a)으로 둘러싸인 원통형 공간의 분쇄실(180)을 중심으로, 소경 케이지부재(130)의 제1열 및 제3열 타격봉(136a, 136b)과 대경 케이지부재(120)의 제2열 및 제4열 타격봉(126a, 126b)이 서로 엇갈리게 교대로 배치되어 있다. 달리 말하면, 제1열 타격봉(136a), 제2열 타격봉(126a), 제3열 타격봉(136b), 제4열 타격봉(126b)이 분쇄실(180)을 포위하되 서로 겹치지 않게 반경방향으로 소정 간격을 가지면서 차례대로 배치되어 있다.

제1열 타격봉(136a)은 내부에 금속심봉을 배치하고 고경도(高硬度), 고인성(高靭性)의 재료로 만든 외봉이 이를 감싸면서 접착제로 접합된 형상으로 만들어질 수 있다. 금속심봉의 양측 단부는 노출되어 협지하는 두 부재(제1열 타격봉의 경우 소경 원판(132)과 환형 제2 밴드부재(134b))에 각각 삽입되어 협지된다. 외봉은 질화규소 세라믹스, 탄화규소 세라믹스, 알루미나지르코이나 세라믹스, 하이 알루미나세라믹스와 같은 세라믹스재나 또는 크롬주강과 같은 합금주강으로 만드는 것이 바람직하다. 이들 중에서, 질화규소 세라믹스로 만든 것이 타격봉으로서 가장 양호한 특성을 갖는다. 다른 타격봉들(136b, 126a, 126b)도 마찬가지이다. 타격봉들은 원기둥 형태로 만들면 다양한 각도로 입자와 충돌하여 입자의 입형을 좋게 하는 데 유리하다.

분쇄공정의 생산성을 높이기 위해서는 케이지 부재(120, 130)에 단위시간 당 투입 원료량이 많을수록 좋다. 분쇄공정 중에는 무거운 원료가 다량 투입되고, 타격봉(136a, 126a, 136b, 126b)에 의한 원료 타격이 지속적으로 일어나므로, 케이지 회전축(128, 138)에 과도한 하중이 가해져 장시간 사용할 경우 샤프트에 무리가 가고, 심할 경우 케이지부재(120, 130)의 평행상태와 그들 간의 간격에 변형이 생길 수 있다. 이런 문제를 방지하기 위해, 케이지형 밀(100)은 케이지부재(120, 130)를 각 케이지의 회전축(128, 128)에 직교하는 방향으로 기울어지거나 휘어지지 않도록 회전가능하게 안정적으로 받쳐주는 수단을 도입한다.

구체적으로, 베어링(140d)을 수납하여 이를 통해 대경 케이지부재(120)를 회전가능하게 지지해주는 지지 베어링부재(142)가 케이싱(110) 내벽에 고정된 채 대경 케이지부재(120)의 대경 원판(122) 및 제4 밴드부재(124b)의 외곽을 각각 받쳐주도록 마련된다. 이 지지부재(142)가 대경 게이지부재(120)에 걸리는 하중을 분담함으로써, 대경 케이지부재(120)는 고정된 위치와 자세로 장시간 안정적인 회전을 할 수 있다. 대경 케이지부재(120)와 소경 케이지부재(130) 간의 간격과 평행 상태를 양호하게 유지하기 위해, 소경 케이지부재(130)의 소경 원판(132) 및 제1 밴드부재(134a)와 대경 케이지부재(120)의 제2열 및 제4열 타격봉(126a, 126b) 결합부 사이에도 베어링부재(140a, 140b, 140c)를 도입할 수 있다.

분쇄과정에서 미세한 분진이 다량 발생한다. 케이지형 밀(100)은 분쇄과정에서 발생하는 분진을 케이싱(110) 밖으로 강제로 배출하는 구조를 도입한다. 구체적으로, 케이싱(110)은 이런 소경 케이지부재(130)와 대경 케이지부재(120)를 내포하면서, 그 하단에는 분쇄물(재생모래)이 토출될 수 있도록 분쇄물 배출구(114)가 마련되고, 상단에는 분쇄 과정에서 생겨나는 분진이 배출될 수 있도록 분진 배출구(117)가 마련된다. 그 분진 배출구(117)에는 분진을 분진회수장치(370)까지 안내하는 닥트(118)가 연결된다.

그 분진 배출구(117)와 대경 케이지부재(120) 사이(예컨대 분진 배출구(117) 입구)에는 분진의 통과는 허용하나 소정 크기 이상의 입자는 분진 배출구(117)로 빠져나가지 못하게 막아주는 거름망(116)이 배치된다. 이 거름망(116)은 분진이 잘 달라붙지 않도록 표면이 매끈한 재질로 만드는 것이 바람직하다. 또한, 이 거름망(116)을 지속적으로 진동시켜 분진이 달라붙어 있지 못하도록 하는 것이 바람직하다. 분진의 효과적인 강제 배출을 위해 분진함유 기류의 속도를 원하는 수준으로 높여서 맞출 수 있도록, 분진 배출구(117)와 분진회수장치(370) 사이에 배풍기(비도시)를 더 마련할 수도 있다. 분쇄실(180) 안으로 투입되는 고속 기류(후술함)도 분진의 강제 배출에 기여한다. 이처럼 분진의 강제 배출이 가능하도록 케이싱(110) 상부 구조를 개량하여 케이싱(110) 내에 분진의 적층율을 감소시킬 수 있다.

케이지형 밀(100)에서 분쇄공정의 생산효율을 극대화하기 위해 피분쇄물(원료)인 폐콘크리트 파쇄물의 분쇄 속도를 증대시킬 필요가 있다. 다음과 같은 조건들이 만족되면 피분쇄물의 분쇄속도가 현저히 높아질 수 있다: (i) 투입 원료가 타격봉에 더 강하게 부딪힐 것, (ii) 투입 원료가 타격봉에 부딪히기까지 걸리는 시간이 더 짧아질 것, (iii) 투입 원료가 어느 특정 지점에만 집중되지 않고 고르게 분산할 것. 케이지형 밀(100)은 고속 기류를 이용하여 폐콘크리트 파쇄물의 타격봉에 대한 충돌에너지를 극대화할 수 있고 충돌시간을 단축시킬 수 있는 메커니즘을 도입한다. 이를 위해, 소경 케이지 회전축(138)을 따라 그것을 감싸면서 공기분사부재(150)가 장착된다. 공기분사부재(150)는 회전하지 않도록 케이싱(110)에 의해 고정되는 것이 바람직하다. 공기분사부재(150)의 몸체부(152)에는 다수의 분사노즐(154)이 마련된다. 또한, 그 몸체부(152)에는 에어 컴프레서(158)와 같은 고압 공기 제공수단이 제공하는 고압의 공기가 몸체부(152) 내부로 유입될 수 있는 통로인 흡기부(156)가 마련된다. 다수의 분사노즐(154)은 흡기부(156)로 유입된 고압의 공기가 분쇄실(180)의 측벽을 이루는 제1열 타격봉(136a) 쪽으로 분출될 수 있도록 마련된다. 이런 공기분사부재(150)에 의해, 파쇄물 투입부(80)를 통해 분쇄실(180) 안으로 들어오는 폐콘크리트 파쇄물은 분사노즐(154)에서 분사되는 고속 기류에 떠밀려 타격봉(136a) 쪽으로 날아가 강하게 충돌된다.

파쇄물 투입부(80)는 분쇄실(180)의 입구(제2 밴드부재(134b)의 내측)에 연결된다. 피분쇄물의 충돌에너지를 극대화 하는 것과 투입 원료들을 고르게 분산시켜 투입하는 것을 조화시키는 것 또한 분쇄공정의 생산효율을 높이는 데 유리하다. 이를 위해, 도 6에 도시된 것처럼, 파쇄물 투입부(80)의 출구를 양 갈래 구조로 마련하여 원료가 소형 케이지 회전축(138)의 좌우 양쪽으로 분산 투입되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 투입하면 원료가 한 곳에 국부적으로 집중되어 쌓이는 일 없이 고르게 분산될 수 있어, 투입에서 타격봉들과의 충돌까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 공기분사부재(150)를 통한 가압된 공기 분사를 양쪽에서 분사하여 제1열 타격봉(136a)의 회전에 역행하는 강한 회전기류를 형성할 수 있어 충돌에너지의 증강을 도모할 수 있다(자세한 사항은 후술함). 종래에 비해 단위 시간당 더 많은 량의 원료를 투입하여도 분쇄실(180) 아래쪽에 적층되는 것을 현격하게 줄일 수 있다.

투입 원료의 타격봉(136a, 126a, 136b, 126b)에 대한 충돌에너지를 극대화하기 위해, 분사노즐(154)들의 적어도 일부는 그로부터 분출되는 고속 기류의 흐름방향이 제1열 타격봉(136a)의 회전방향(법선방향)과 적어도 직교하거나 그에 역행하도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 도 6에 예시된 바와 같이, 투입 원료가 제일 먼저 충돌하는 제1열 타격봉(136a)들이 시계방향으로 회전하므로, 분사노즐(154)에서 분출되는 고속 기류는 반경방향 흐름성분과 반시계방향 흐름성분이 합성된 형태의 공기 흐름을 형성하도록 분사되는 것이 바람직하다. 예컨대, 파쇄물 투입부(80)의 좌측으로 투입되는 원료들에 대해서는 고속의 공기가 (소형 케이지 회전축(138)을 기준으로) 반경방향으로 퍼져나가면서 제2상한에서 제3상한 영역으로 기류가 형성되도록 분출되고, 파쇄물 투입부(80)의 우측으로 투입되는 원료들에 대해서는 고속 공기가 반경방향으로 퍼져나가면서 제4상한에서 제1상한 영역으로 기류가 형성되도록 분출되게 하도록 분사노즐(154)을 마련하는 것이 유리하다.

이런 분쇄용 케이지형 밀(100)의 분쇄 메커니즘은 다음과 같다. 제1 및 제2 구동모터(160, 165)의 구동에 의해, 제1열 및 제3열 타격봉(136a, 136b)은 제1방향(예: 시계 방향)으로 회전하고, 제2열 및 제4열 타격봉(126a, 126b)은 이의 역방향(예: 반시계 방향)으로 고속 회전한다. 파쇄물 투입부(80)를 통해 분쇄실(180) 내 회전축(138)의 양쪽으로 투입되는 원료는 분사노즐(154)에서 고속으로 분출되는 공기에 실려, 위에서 언급한 분사노즐(154)의 압축공기 분사방향 때문에, 제1열 타격봉(136a)의 회전방향과는 반대방향으로 회전하면서 분쇄실(180)의 측벽을 구성하는 타격봉(136a) 쪽으로 퍼져서 날아가서 충돌한다. 이렇게 원료를 분쇄실(180)의 내부에 골고루 분산시켜 투입하기 때문에 처리 효율이 크게 개선될 수 있고, 단위시간당 투입 원료량을 더 많이 늘릴 수 있다. 투입 원료 중 상당 부분은 제1열 타격봉(136a)들의 회전방향에 대해 비스듬한 역방향으로 입사하여 충돌하므로 충돌에너지가 극대화되어 1차 충돌부터 파쇄 효율이 매우 높게 된다. 제1열 타격봉(136a)에 의해 파쇄된 원료 덩어리는 원심력까지 더해지면서 가속도가 붙고 역방향으로 회전하고 있는 제2열 타격봉(126a)과 충돌하면서 다시 더 작은 입자들로 분쇄된다. 원료는 이런 식으로 가속되면서 역회전하는 제3열 및 제4열 타격봉(136b, 126b)에 의해 순차적으로 더욱 작게 분쇄되어 나간다. 타격봉들(136a, 126a, 136b, 126b)의 외형이 둥근 원기둥형이어서, 원료 입자들은 다른 각도의 파쇄를 당하게 된다. 따라서 이렇게 분쇄되는 과정을 통해 입형이 순차적으로 개선된다. 또한, 케이싱(110)의 배출구(114) 주변 내벽면을 모난 형태로 마련하면 제4열 타격봉(126b)을 빠져나온 입자들이 배출구(114)를 빠져나가기까지 그 모난 내벽면을 타고 내려오면서 서로 비비는 효과가 얻어져 입자의 입형이 더욱 좋게 된다. 그 결과, 케이지형 밀(100)로 분쇄한 입자들은 종래에 비해 훨씬 양호한 입형을 가지게 된다.

위에서 언급한 타격봉(136a, 126a, 136b, 126b)들의 4열 환형 배치는 예시적인 것이다. 타격봉은 2열 이상으로 배치하되 요구되는 분쇄 정도에 따라 적절히 구성할 수 있을 것이다. 예컨대 분쇄의 정도가 약해도 되는 경우에는 2열이나 3열의 환상 배치로 하고, 분쇄의 정도가 강해야 되는 경우에는 5열이나 6열의 환상 배치로 구성할 수도 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 분쇄장치인 케이지형 밀(200)의 구조를 도시한다. 도 7에서, 위에서 설명한 케이지형 밀(100)의 구성요소와 같은 것은 동일한 도면번호를 부여하였다. 케이지형 밀(200)은 대경 케이지부재(220)와 소경 케이지부재(230)의 구성을 좀 더 단순화하여 구성한 점이 케이지형 밀(100)과 주요하게 다른 점이다.

구체적으로, 소경 케이지부재(230)는 케이싱(110)의 측면에 마련된 파쇄물 투입부(80)의 반대편 쪽에 직립된 소경 원판(214)과, 이 소경 원판(214)과 동심이며 이것과 맞은편 쪽에 배치된 환형 판부재(216), 그리고 제1열과 제3열 타격봉(236a, 236b)을 구성하는 다수의 타격봉들을 포함한다. 이 환형 판부재(216)는 소경 원판(214)보다 더 큰 반경을 가져 소경 원판(214)의 가장자리 둘레 부위와 일부 중첩되면서 소경 원판(214)을 지나 반경방향으로 더 돌출되게 배치된다. 소경 원판(214)의 가장자리 둘레 부위와 환형 판부재(216)의 내측 가장자리 둘레 부위 사이에 다수의 제1열 타격봉(236a)들이 협지된다. 그리고 환형 판부재(216)의 외측 가장자리 둘레 부위에는 다수의 제3열 타격봉(236b)들이 제1열 타격봉(236a)을 에워싸면서 고정 결합된다. 제3열 타격봉(236b)들끼리 묶어서 지지해주는 별도의 밴드부재를 채용하지 않는다.

대경 케이지부재(220)는 소경 원판(214)과 동심이며 이의 배면에 근접하여 나란히 배치되고 지름이 대략 환형 판부재(216)와 비슷한 크기의 대경 원판(224))과, 제2열 및 제4열 타격봉(226a, 226b)을 구성하는 다수의 타격봉들을 포함한다. 이 대경 원판(224)의 환형 판부재(216)와 마주보는 면에는 2열의 가장자리 둘레를 따라 환상으로 배치된 다수의 타격봉들이 고정된다. 내측 환상 열에 배치된 제2열 타격봉(226a)은 제1열 타격봉(236a)과 제3열 타격봉(236b) 사이에 위치한다. 외측 환상열에 배치된 제4열 타격봉(226b)는 제3열 타격봉(236b)의 외측에 위치한다. 대경 케이지부재(220) 역시 제2열 타격봉(226a)들을 묶어서 지지해주는 밴드부재와 제4열 타격봉(226b)들끼리 묶어서 지지해주는 밴드부재를 별도로 채용하지 않는다.

제1 구동모터(160)에 결합된 회전축(128)은 대경 원판(224)의 중심에 법선방향으로 결합되고, 제2 구동모터(165)에 결합된 회전축(138)은 소경 원판(214)의 중심에 법선방향으로 결합되어 회전축(128)과 반대방향으로 연장된다.

폐콘크리트 파쇄물이 충돌할 때 제1열 타격봉(236a)에 가해지는 충돌에너지가 가장 크고, 뒷열로 갈수로 입자의 크기가 작아져서 충돌에너지가 감소한다. 그러므로 폐콘크리트 파쇄물과 맨 처음으로 충돌하는 제1열 타격봉(236a)만 양단에서 잡아주고, 나머지 열의 타격봉들(226a, 236b, 226b)은 환형 판부재(216)나 대경 원판(224)에 한쪽 단부만 고정 결합하여도 된다.

대경 케이지부재(220)과 소경 케이지부재(230)을 안정적으로 지지하기 위해 제1 실시예처럼 베어링수단을 도입하는 것이 바람직하다. 즉, 대경 원판(224)의 외측면 둘레를 따라 베어링부재(240a)를 배치하여 받쳐주고(142), 환형 판부재(216)의 외측면 둘레를 따라 베어링부재(240b)를 배치하여 받쳐준다(142).

케이지형 밀(200)의 나머지 구성은 제1 실시예의 케이지형 밀(200)과 같다. 예컨대 공기분사부재(150)가 회전축(138)을 감싸면서 분쇄실(180)의 중앙에 배치되는 것, 분진배출구(117)를 케이싱(110)의 상측에 마련하는 것, 원료투입구(80)의 출구를 양 갈래로 하여 폐콘크리트 파쇄물이 회전축(138)의 좌우 양측으로 분산 투입되게 하는 것, 그리고 공기분사부재(150)를 통해 가압된 공기를 투입되는 폐콘크리트 파쇄물에 가하여 타격봉(236a, 226a, 236b, 226b)들과의 충돌에너지를 극대화하는 것 등은 동일하게 구성한다. 따라서 분쇄 메커니즘도 제1 실시예와 실질적으로 같다.

이런 케이지형 밀(100, 200)을 사용하여 폐콘크리트 파쇄물을 분쇄하면, 콘크리트용 재생 모래의 입자 분포 조건을 충족시키는 입경 10mm 이하의 큰 모래와 입자지름이 0.075~0.15mm의 작은 모래를 포함한다. 0.075mm 이하의 미분의 상당량은 분쇄공정 중에 분진배출구(117)를 통해 분진회수장치로 보내져 포집되고 소량의 미분이 배출구(114)를 통해 빠져나온다. 케이지형 밀(100, 200)에서 얻어진 분쇄물은 별도의 입자분급장치로 보내어 크기(무게)별로 입자를 분류하는 과정을 거쳐 최종 제품인 재생 모래를 얻게 된다.

3. 분급 공정

한편, 케이싱(110)의 배출구(114)를 통해 얻어지는 분쇄물들은 콘크리트용 재생모래의 입자 분포 조건을 충족시키는 입경 10mm 이하의 큰 모래와 입자지름이 0.075~0.15mm의 작은 모래를 포함한다. 0.075mm 이하의 미분의 상당량은 분쇄공정 중에 분진배출구(117)를 통해 분진회수장치(370)로 포집되고, 소량의 미분이 배출구(114)를 통해 빠져나온다. 케이지형 밀(100)에서 얻어진 분쇄물은 입자분급장치(300)로 제공되어 무게(크기)별로 입자를 분류하는 과정을 거치게 된다.

도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자분급장치(300)의 구성을 도시한다. 도시된 입자분급장치(300)는 풍력을 이용하여 피분급 분쇄물을 2단계로 분급하여 분진(미분체), 작은 입자(가벼운 입자), 큰 입자(무거운 입자)의 세 가지로 분류하기 위한 구성을 갖는다. 즉, 입자분급장치(300)는 피분급 분쇄물에서 제1 분급점보다 가벼운 분진만을 걸러내기 위한 제1단계 분급을 위한 제1 분급기(310)와, 제1단계의 잔류물에서 제2 분급점보다 가벼운 입자와 무거운 입자를 분류하는 제2단계 분급을 위한 제2 분급기(330)을 포함한다.

제1 분급기(310)는 외부와 차단된 공간을 제공하는 상자구조체 상부(312a)의 일측면에 피분급 분쇄물 투입구(302)가 마련되어 있고 이의 맞은편에는 제1 분급기(310)의 출구(318)(이는 제2 분급기(330)의 입구이기도 함)가 마련되며, 상측에는 분진이 빠져나갈 수 있는 분진배출구(319)가 마련된다. 피분급 분쇄물투입구(302)는 분쇄물 공급수단(280)에 연결되고, 분진배출구(319)는 역류회수관(320)을 통해 분진회수장치(370)에 연결되며, 출구(318)는 제2분급기(330)의 입구가 된다. 상자구조체 상부(312a)는 가대 역할을 하는 상자구조체 하부(312b)로 받쳐 지지해주고, 이들 사이에는 풍력분급판(350)이 수평하게 설치되며, 상자구조체 상부(312a)와 상자구조체 하부(312b)로 둘러싸인 내부 공간은 이 풍력분급판(350)으로 양분된다. 이 풍력분급판(350)은 분쇄물 투입구(302)에서 출구(318)까지 연장되어 있으며, 다수의 개공(352)이 형성되어 있다. 그 개공(352)은 예컨대 길이와 폭이 20x0.2mm 내지 100x0.7mm 정도 크기인 직사각형 모양 내지 슬릿(slit) 형상으로 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 개공(352)의 길이방향은 분쇄물의 반송방향에 직교하고, 전체 개공(352)들도 분쇄물의 반송방향에 직교하는 방향으로 열지어 다수의 열로 배치되되, 인접 열끼리는 개공들이 지그재그 형태의 배열을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 상자구조체 하부(312b)의 일측에는 기류가 유입되는 흡기구(314a)가 마련되고, 이 흡기구(314a)는 송풍관(비도시)을 통해 가압된 공기를 공급하는 외부의 송풍기(비도시)에 연결된다.

또한, 상자구조체 하부(312b)의 일측에는 진동을 발생시켜 풍력분급판(350) 위에 있는 피분급 분쇄물이 분쇄물 투입구(302)에서 출구(318)로 반송되게 만드는 진동발생기(325-1)가 장착된다. 상자구조체 하부(312b)는 탄성부재(329)로 받쳐주어 상자구조체 하부(312b)가 진동 가능하게 해준다. 진동발생기(325-1)는 입구(302)와 출구(318)의 중간 지점의 반송방향(입구(302)에서 출구(318)로 향하는 방향)과 평행인 두 측면에 설치하는 것이 바람직하다. 진동발생기(325-1)는 예컨대 모터 회전축의 양단에 서로 다른 중량체를 부착하여 그 중량의 불균형으로 인해 발생되는 원심력을 사용하여 진동을 일으키는 진동모터로 구현할 수 있다. 이 진동발생기(325-1)가 만들어내는 진동력이 풍력분급판(350)을 입구(302)에서 출구(318)로 향하는 방향을 기준으로 대략 30~60°방향으로 진동하도록 진동발생기(325-1)가 설치되는 것이 바람직하다. 진동발생기(325-1)가 생성하는 진동력은 상방으로 향하는 성분과 출구(318)쪽으로 향하는 성분을 포함한다. 풍력분급판(350)이 이런 각도로 진동함으로써 풍력분급판(350)에 실린 분쇄물 입자들이 출구(318) 쪽을 향해 조금씩 전진해나가는 흐름을 형성하게 된다.

또한, 풍력분급판(350)의 상방에는 개공(352)로 나오는 공기흐름에 실려 날아오르는 입자들이 부딪히도록 배치된 분산판(340)들이 설치되는 것이 바람직하다. 분산판(340)은 역-V자형 내지 역-U자형 판재로서, 개공(352)의 바로 위쪽에 그 개공(352)을 덮는 형태로 배치된다. 그 분산판(340)은 분쇄물의 반송방향에 직교하는 방향으로 배치되되, 개공(352)의 각 열마다 하나의 분산판(340)이 덮는 형태로 배치하는 것이 바람직하다. 물론 복수 열의 개공(352)을 하나의 분산판(340)으로 덮을 수도 있을 것이다. 분산판(340)을 배치함에 있어서, 이 분산판(340)에 충돌한 분쇄물 입자(비 분진)들의 대부분이 반송방향을 향해 전진하여 낙하할 수 있도록, 분산판(340)의 입이 개공(352)과 출구(318) 사이를 향하도록 비스듬히 배치하는 것이 더 바람직하다. 이렇게 분산판(340)을 배치하면, 분쇄물 입자들의 반송속도도 더 빨라져 효율적인 분급이 가능하다.

이 분산판(340)은 분리 제거해야 할 분진은 고속 기류에 실린 채 분산판(340)을 벗어나와 상방으로 날아가도록 해주면서, 분진보다 더 큰 입자들은 위로 더 이상 솟구치지 못하고 자신과 충돌 후 곧바로 풍력분급판(350) 위로 낙하하도록 해준다. 특히, 분산판(340)이 출구(318) 쪽으로 기울어져 있으므로 대부분의 입자들은 낙하지점이 이전보다 출구(318) 쪽으로 더 가까이 있게 된다. 분진을 분쇄물로부터 낮은 높이에서 신속하게 분리해주는 역할을 하므로, 상자구조체 상부(312a)의 내부공간의 높이를 높게 할 필요가 없도록 해준다. 이 분산판(340)이 없으면, 풍력분급판(350)의 상부 공간에 분진과 다양한 크기의 입자들이 공중에 어지럽게 흩날리고 서로 어지럽게 충돌하면서 분진과 나머지 입자들의 정교한 분리를 어렵게 만들고, 입자들의 일방향으로의 전진(반송)을 통제하기 매우 어렵다. 또한, 분산판(340)은 충돌을 통해 분쇄물 입자들의 표면에 붙어 있는 분진을 박리시키고 분쇄물 입자의 입형도 개선시켜준다.

제2 분급기(330)도 제1 분급기(310)와 비슷한 구조를 갖는다. 상자구조체 상부(338a)와 상자구조체 하부(338b) 사이에 개공(352)이 마련된 풍력분급판(350)을 배치하고 그 위에 분산판(340)이 배치되며, 상자구조체 하부(338b)에 진동발생기(325-2)가 장착되고 탄성부재(329)가 마련되며 일측에 흡기구(314b)가 마련되는 점은 제1 분급기(310)와 비슷하다. 제2 분급기(330)의 입구는 제1 분급기(310)의 출구(318)와 통한다. 제2 분급기(330)의 출구는 두 군데로 마련된다. 하나는 상자구조체 상부(338b)에 가벼운(작은) 입자 취출구(333)로 마련되고, 다른 하나는 풍력분급판(350)의 말단에 무거운(큰) 입자 취출구(332)로 마련된다. 그리고 각 취출구(332, 333)에는 최종 제품을 반송하기 위한 컨베이어(360a, 360b)가 마련된다.

제2 분급기(330)가 제1 분급기(310)와 다른 점은 피분급 분쇄물의 분류에 사용하는 기류의 세기이다. 먼저, 피분급 분쇄물 이송수단(270)에 실려 온 피분급 분쇄물(대부분 직경이 10mm 이하의 입자)은 제1 분급기(310)의 분쇄물 투입구(302)를 통해 풍력분급판(350) 위로 투입된다. 진동발생기(325-1)가 작동하는 동안 그 진동은 풍력분급판(350)으로 전달된다. 풍력분급판(350)의 진동과 피분급 분쇄물 입자 자체의 유동성에 의해 피분급 분쇄물 입자들은 출구(318)쪽으로 반송된다. 이 때, 진동에 의해 피분급 분쇄물 입자들끼리 서로 충돌하면서 비비는 현상이 나타나고 그에 따라 생기는 정전기에 의해 피분급 분쇄물 입자에 부착한 미세가루도 박리된다.

한편, 외부 송풍수단이 제공하는 공기흐름은 흡기구(314a)를 통해 풍력분급판(350) 아래쪽으로 유입되고, 풍력분급판(350)의 개공(352)을 통해 위로 고속으로 빠져나간다. 이 때, 풍력분급판(350) 위에서 진동에 의해 출구(318) 쪽으로 전진하는 피분급 분쇄물 입자들은 개공(352) 위를 지나면서 그 개공(352)을 통해 위로 고속으로 분출하는 바람에 실려 위로 솟구치면서 흩날리고 그 위쪽에 있는 분산판(340)에 충돌한다. 분산판(340)과 충돌한 입자들은 대부분 다시 아래의 풍력분급판(350) 표면 위로 떨어지고, 분진 분급점보다 가벼운(작은) 분진만 그 분산판(340)을 벗어나면서 위쪽으로 날아올라 분진배출구(319)를 통해 역류회수관(320)을 따라 분진회수장치(370)로 보내져 회수된다. 이와 같은 작용을 지속적으로 반복하여, 분진 분급점을 넘는 사이즈의 입자들은 출구(318)로 배출된다. 효율적인 분진 회수를 위해 제1 분급기(310)에서 분진회수장치(370)로 역류하는 기류를 형성하는 배풍기(비도시)를 마련할 수도 있다.

분진회수장치(370)는 예컨대 원심력을 이용하여 직접적으로 분진을 제거하는 원심력 집진기(cyclone, 372)와, 이에 의해 걸러진 분진이 퇴적되는 분진호퍼(375)를 포함할 수 있다. 원심력 집진기(372)를 대신하거나 또는 이와 함께, 좀 더 미세한 분진까지 고효율로 집진하여 배출공기의 청정도를 높이기 위해 백 필터(374)를 포함할 수도 있을 것이다. 분진회수장치(370)는 유입되는 분진함유기류에서 분진을 집진하고 정화된 기류는 외부로 배출한다.

분진 분급점은 개공(352)을 통해 분쇄물 입자를 위로 불어 올리는 힘과 분진회수장치(370) 쪽에 마련될 수도 있는 흡기수단의 흡기력으로 결정되므로, 외부 송풍수단이 흡기구(314a)로 단위시간당 공급하는 공기량, 공기압(분진회수장치(370)에 흡기수단을 채용할 경우, 그 흡기수단의 단위시간당 흡기량과 흡기압), 그리고 피분급 분쇄물 입자들의 풍력분급판(350) 상에서의 유동속도 등을 적절히 조정함으로써 분급점(cut point)과 분급량을 원하는 수준으로 자유로이 변경할 수 있다. 이런 분급 메커니즘에 의해, 0.074mm 이하의 분진을 정교하게 분리해낼 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입자분급장치(400)의 구성을 개략적으로 도시한다. 이 입자분급장치(400)도 피분급 분쇄물을 분진, 큰 입자, 작은 입자의 세 가지로 분류한다. 입자분급장치(400)는 송풍기(410), 상자구조체(420), 그리고 컨베이어 벨트와 같은 반송수단(430)을 포함한다. 상자구조체(420)는 상부에 분진회수장치(370)에 닥트(320)로 연결된 분진배출구(426)가 마련된다. 상자구조체(420)의 일 측면에는 피분급 분쇄물 이송수단(270)의 말단과 연계되는 분쇄물 투입구(422)가 마련되고, 그 아래쪽에는 송풍기(410)에서 공급하는 가압된 공기가 유입되는 흡기구(427)가 마련된다. 흡기구(427)의 아래쪽에는 낙하하는 큰 입자들이 취출되는 제1 출구(428)가 마련되고, 그 제1 출구(428) 아래에는 큰 입자들을 수거하는 제1 수거용기(450)가 배치된다. 분쇄물 투입구(422)의 맞은편에는 분쇄물의 작은 입자가 취출되는 제2 출구(424)가 마련된다. 그리고 제1 출구(428)와 인접한 지점에서 제2 출구(424)까지 연장되는 구간에는 송풍기(410)의 가압된 공기에 의해 날아와서 낙하하는 분쇄물의 작은 입자들을 실어 나르는 반송수단(430)이 배치된다. 그 반송수단(430)의 말단 아래쪽에는 작은 입자들을 수거하는 제2 수거용기(460)가 배치된다. 분진회수장치(370)로 역류하는 기류를 형성하는 배풍기(비도시)를 더 마련할 수도 있음은 물론이다.

또한, 반송수단(430)의 위쪽에는 가압된 공기에 실려 날아오르는 분쇄물 입자들이 부딪히면서 그 입자는 아래로 낙하하도록 하게 분진은 박리되어 위로 날아오르도록 해주는 분산판(440)을 더 마련하는 것이 바람직하다. 이 분산판(440)은 앞에서 설명한 분산판(340)과 같은 구조로 만들 수 있으며, 역할도 대동소이하다. 분산판(440)은 가압된 기류의 진행방향에 대략 직교하는 방향으로 길게 배치되는 것이 바람직하다.

이런 구성을 갖는 입자분급장치(400)에 있어서, 입자들은 바람을 이용하여 무게별로 3 종류 즉, 분진(미분체), 작은 입자, 큰 입자로 분류한다. 구체적으로, 피분급 분쇄물 이송수단(270)에 실려 온 피분급 분쇄물은 분쇄물 투입구(422)를 통해 아래로 낙하된다. 그 때, 송풍기(410)는 흡기구(426)를 통해 소정의 풍량과 풍속으로 공기를 지속적으로 불어넣는다. 낙하하던 분쇄물 입자들은 무게에 따라 세 갈래로 나뉜다. 가장 큰 입자는 자중 때문에 송풍기(410) 바람에 의해 날아가는 정도가 제1 소정거리 이내로 제한되어 분쇄물 투입구(422) 아래쪽에 있는 제1 수거용기(450)로 떨어진다. 중간 크기인 작은 입자들은 송풍기 바람에 의해 상기 제1 소정거리보다 더 멀리 날아가긴 하되 이것들 역시 자중 때문에 반송수단(430) 위로 떨어진 다음 반송되어 제2 수거용기(460) 속으로 낙하한다. 반면에 가장 가벼운 분체는 송풍기 바람에 실려 상자구조체(420)의 상방으로 날아올라 분진배출구(426)를 통해 분진회수장치(370)로 보내진다. 이 입자분급장치(400)도 송풍기(410)가 상자구조체(420) 안으로 단위시간당 공급하는 공기량, 공기압(흡기수단 채용 시 그것의 단위시간당 흡기량과 흡기압) 등을 적절히 조정함으로써 세 가지 종류의 입자들의 분급점과 분급량을 원하는 수준으로 자유로이 변경할 수 있을 것이다.

위에서는 2단계 분급을 수행하도록 구성된 입자분급장치(300, 400)를 설명하였지만, 그에 관한 설명은 예시적인 것에 불과하다. 필요에 따라서는 분쇄물에서 분진만 분리 제거하는 1단계 분급만 수행할 필요가 있을 것이다. 그런 경우에는, 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 위의 설명에 기초하여 분쇄물에서 소정 크기 이하의 분진만 분리하는 입자분급장치로 변형 설계할 수 있을 것이다. 예컨대 입자분급장치(300)의 경우 제1 분급기(310)만으로 구성하도록 변경하면 될 것이고, 입자분급장치(400)의 경우는 큰 입자와 작은 입자 모두 반송수단(430) 위에 떨어져 출구(424)로 배출되도록 설계 변경하면 될 것이다.

본 발명은 예컨대 (i) 자갈, 쇄석 플랜트, (ii) 광산물, 석탄암, 석탄 플랜트, (iii) 비료, 사료 플랜트, (iv) 산업폐기물, 재생처리 플랜트, (v) 소각로, 재처리 플랜트, (vi) 주물사 생산, 분급 플랜트, (vii) 콘크리트, 아스팔트 재생 플랜트, (viii) 그 밖의 각 산업의 분쇄 분급 플랜트 등과 같은 분야에 적용할 수 있다. 본 발명의 실시를 통해 얻어진 모래는 콘크리트나 아스팔트용 모래로 사용할 수 있고, 분체는 예를 들면 시멘트나 아스팔트나 도자기의 원료(증량재)로서 이용할 수 있다．

50: 폐콘크리트 리사이클링 시스템 52: 원료호퍼
60: 연속 가열로 62: 가열로
67: 컨베이어 벨트 72: 자석 롤러
80: 파쇄물 투입부 100, 200: 분쇄장치(분쇄용 케이지형 밀)
110: 케이싱 114: 배출구
117: 분진배출구 120, 220: 대경 케이지부재
130, 230: 소경 케이지 부재 126a, 126b, 136a, 136b: 타격봉
138: 소형 케이지 회전축 140a, 140b, 140c, 140d: 베어링 부재
150: 공기분사부재 152: 몸체부
154: 분사노즐 156: 압축공기 공급관
158: 에어 컴프레서 180: 분쇄실
270: 피분급 분쇄물 이송수단 300, 400: 입자분급장치
310: 제1 분급기 312a: 상자구조체 상부,
312b: 상자구조체 하부 314a, 314b: 흡기구
319, 426: 분진배출구 320: 역류회수관
325-1, 325-2: 진동발생기 330: 제2 분급기
332, 333: 입자 취출구 338a: 상자구조체 상부
338b: 상자구조체 하부 340: 분산판
350: 풍력분급판 352: 개공
370: 분진회수장치 372: 원심력 집진기
410: 송풍기 420: 상자구조체
422: 분쇄물 투입구 426: 흡기구
430: 반송수단

Claims

폐콘크리트 파쇄물을 컨베이어 벨트 위에 싣고 가열로를 통과하도록 하여 건조시키는 전처리 장치;
상기 전처리 장치에서 얻어진 폐콘크리트 파쇄물을 2열 이상의 환상으로 배치된 타격봉들로 둘러싸인 케이지형 분쇄실에 투입하면서 상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽의 상기 타격봉들을 향해 가압된 공기를 고속으로 분사함과 동시에, 상기 타격봉들의 홀수 번째 열과 짝수 번째 열을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 분쇄실에 투입된 폐콘크리트 파쇄물이 상기 가압된 공기에 떠밀려 내측 열에서 외측 열의 타격봉들과 순차적으로 강하게 충돌하면서 분쇄되도록 하고, 분쇄물은 상기 분쇄실을 둘러싸는 케이싱의 하부로 낙하되어 배출시키고 분진은 기류에 실려 상기 케이싱의 상부로 배출되도록 하는 분쇄장치; 및
가압된 공기 흐름을 분쇄물에 가하여 상기 분쇄물을 입자 무게별로 적어도 2그룹 이상으로 분류하는 풍력식 입자분급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전처리 장치는 상기 컨베이어 벨트를 상기 가열로의 출구 쪽에 마련된 자석 롤러를 돌아서 상기 가열로의 입구로 피드백 되게 함으로써 상기 폐콘크리트 파쇄물에 섞여 있는 자성체를 상기 자석 롤러로 걸러내도록 하는 자성체 분리제거수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전처리 장치는,
단열 벽체로 둘러싸여 길게 연장된 터널형 내부 공간을 제공하고, 상기 내부 공간을 원하는 온도로 가열하기 위한 히터가 마련된 터널형 가열로;
상기 가열로의 입구에서 출구로 관통하여 다시 상기 입구로 피드백 되는 폐루프를 따라 일주하는 움직임을 반복하도록 마련된 컨베이어 벨트와, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 벨트구동수단을 포함하며, 상기 컨베이어 벨트의 움직임을 통해 상기 가열로의 입구에서 연속 투입되는 폐콘크리트 파쇄물을 상기 출구로 실어나르는 반송수단; 및
상기 가열로의 출구 쪽의 상기 컨베이어 벨트의 말단 전환점에 배치되어 상기 컨베이어 벨트에 의해 반송되어온 상기 폐콘크리트 파쇄물에 포함되어 있는 자성체만을 선별하는 자석 롤러를 포함하여,
상기 폐콘크리트 파쇄물의 가열 건조와 자성체 제거를 한꺼번에 수행하는 연속 가열로 장치인 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 가열로의 최대 가열 온도는 120~200℃ 범위인 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 컨베이어 벨트는 비자성체로 만들어진 메쉬 벨트인 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 분쇄장치는,
제1 지지부재에 다수의 제1 타격봉들이 적어도 1열 이상의 환상 배치를 이루면서 결합 지지되어 내측에 분쇄실을 제공하고, 제1 회전축이 상기 분쇄실의 바닥 중심에 법선방향으로 결합된 소경(小徑) 케이지부재;
제2 지지부재에 다수의 제2 타격봉들이 적어도 1열 이상의 환상 배치를 이루면서 결합 지지되되 반경방향으로 가면서 상기 제1 타격봉들의 열과는 교호적으로 배치되고, 상기 제1 회전축과 동심이며 반대방향으로 연장된 제2 회전축이 상기 제2 지지부재에 결합된 대경(大徑) 케이지부재;
상기 대경 케이지부재와 상기 소경 케이지부재를 내포하면서 상기 제1 및 제2 회전축을 지지해주고, 일측에 상기 분쇄실 안으로 피분쇄용 폐콘크리트 파쇄물이 투입되게 하는 파쇄물 투입부가 마련되고, 하측에는 분쇄물이 배출되는 분쇄물 배출구가 마련된 케이싱;
상기 제1 회전축 주변에서 상기 제1 및 제2 타격봉들 쪽으로 가압된 공기를 분사하여 상기 분쇄실 안으로 투입되는 폐콘크리트 파쇄물의 상기 제1 및 제2 타격봉들에 대한 충돌에너지를 강화시켜주는 공기분사부재; 및
상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 통해 회전력을 전달하여 상기 대경 케이지부재와 상기 소경 케이지부재를 서로 반대방향으로 회전하도록 구동하는 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 포함하여,
홀수 번째 열의 타격봉들과 짝수 번째 열의 타격봉들이 서로 반대방향으로 회전하면서 원심력과 가압된 공기의 흐름에 떠밀려오는 상기 폐콘크리트 파쇄물을 분쇄시키는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항에 있어서, 상기 소경 케이지부재의 상기 제1 지지부재는, 소경 원판과, 상기 소경 원판과 동심이며 상기 소경 원판을 둘러싸는 환형의 제1 밴드부재와, 상기 소경 원판 및 상기 제1 밴드부재의 맞은편에 상기 소경 원판의 가장자리 부위 및 상기 제1 밴드부재와 중첩되게 배치된 환형의 제2 밴드부재를 포함하며,
상기 제1 타격봉들은, 상기 소경 원판의 가장자리 부위와 상기 제2 밴드부재 사이에 환형 배치되어 협지된 제1열 타격봉들과, 상기 제1 밴드부재와 상기 제2 밴드부재 사이에 환형으로 배치되어 협지된 제3열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이루며,
상기 제1 회전축은, 상기 소경 원판의 중심에 결합되어 법선방향으로 연장되어 상기 제1열 타격봉들로 둘러싸인 상기 분쇄실의 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제7항에 있어서, 상기 대경 케이지부재의 상기 제2 지지부재는, 상기 소경 원판에 근접하여 나란히 배치되며 상기 소경 원판보다 더 크고 동심인 대경 원판과, 상기 대경 원판과 동심이며 상기 대경원판의 맞은편에 각각 나란히 배치된 제3 밴드부재와 상기 제3밴드부재를 둘러싸는 제4 밴드부재를 포함하며,
상기 제2 타격봉들은, 상기 대경 원판의 2열의 가장자리 부위와 상기 제3 및 제4 밴드부재 사이에 각각 환형 배치되어 협지된 제2열 타격봉들과 제4열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이루며, 상기 제2열 타격봉들은 상기 제1열 타격봉들과 상기 제3열 타격봉들 사이에 위치하고, 상기 제4열 타격봉들은 상기 제3열 타격봉의 외측에 위치하며,
상기 제2 회전축은, 상기 대경 원판의 중심에 법선방향으로 결합된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항에 있어서, 상기 소경 케이지부재의 상기 제1 지지부재는, 소경 원판과, 상기 소경 원판과 동심이며 이격되어 맞은편 쪽에 배치된 환형 판부재를 포함하며,
상기 제1 타격봉들은, 상기 소경 원판의 가장자리 부위와 상기 환형 판부재의 내측 가장자리 둘레 부위 사이에 환형 배치되어 협지된 제1열 타격봉들과, 상기 환형 판부재의 외측 가장자리 둘레 부위에 일측 단부가 고정 결합되고 환형으로 배치되어 상기 제1열 타격봉들을 포위하는 제3열 타격봉들을 포함하는 2열의 환상 배치를 이루며,
상기 대경 케이지부재의 상기 제2 지지부재는, 상기 소경 원판과 동심이며 상기 소경 원판의 배면에 근접하여 나란히 배치되고 지름이 상기 환형 판부재보다 작지 않은 크기의 대경 원판을 포함하며,
상기 제2 타격봉들은, 상기 대경 원판의 2열의 가장자리 둘레를 따라 환상으로 배치되어 일측 단부가 상기 대경 원판에 각각 고정 결합된 제2열 타격봉들과 제4열 타격봉들을 포함하며, 내측 환상 열에 배치된 상기 제2열 타격봉들은 상기 제1열 타격봉들과 상기 제3열 타격봉들 사이에 위치하고, 외측 환상 열에 배치된 상기 제4열 타격봉들은 상기 제3열 타격봉들의 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서, 상기 파쇄물 투입부는, 출구가 양 갈래로 나뉘어져 상기 폐콘크리트 파쇄물을 상기 제1 회전축의 좌우로 나뉘어 상기 분쇄실 안으로 투입되도록 된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기분사부재는, 상기 제1 회전축을 감싸며 마련된 몸체부, 상기 몸체부 일측에 마련되어 외부로부터 가압된 공기가 유입되는 흡기구, 상기 흡기구를 통해 유입된 가압된 공기가 상기 분쇄실의 측벽을 이루는 타격봉들 쪽으로 분출되도록 상기 몸체부에 마련된 다수의 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제11항에 있어서, 상기 다수의 분사노즐은, 상기 다수의 분사노즐에서 분사되는 가압된 공기의 흐름 방향이 상기 분쇄실의 가장 안쪽 열에 배치된 제1열 타격봉들의 회전방향과 직교하거나 역행하는 방향이 되도록 마련된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항에 있어서, 상기 케이싱은, 상부에 폐콘크리트 파쇄물의 분쇄 과정에서 발생하는 분진이 기류에 실려 외부로 배출되게 하는 분진배출구가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제13항에 있어서, 상기 케이싱 내 상기 대경 케이지부재와 상기 분진배출구 사이에 분진의 통과는 허용하나 소정 크기 이상의 입자는 빠져나가지 못하게 걸러주는 거름망이 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 케이싱의 상부와 연결된 닥트를 통해 유입되는 분진함유기류에서 분진을 집진하고 정화된 기류를 배출하는 분진회수장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제6항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서, 상기 분쇄장치는, 상기 소경 케이지부재와 상기 대경 케이지부재를 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축에 직교하는 방향으로 기울어지지 않도록 회전가능하게 안정적으로 받쳐주는 베어링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급장치는,
두 측면에 분쇄물 입구와 분쇄물 출구가 각각 마련되고, 상측에 분진배출구가 마련되며, 상기 분쇄물 입구보다 낮은 지점에 흡기구가 마련된 상자구조체;
상기 분쇄물 입구에서 상기 분쇄물 출구까지 연장 설치되고, 다수의 개공들이 복수의 열을 이루어 배치되어 있고, 상기 복수의 열은 상기 분쇄물 입구에서 상기 분쇄물 출구로 향하는 반송방향에 직교하는 풍력분급판;
상기 다수의 개공들의 각 열의 위쪽에서 각 열을 덮도록 배치되어, 가압된 기류에 의해 개공 위로 솟아올라 자신과 충돌하는 분쇄물 입자들은 신속히 낙하하도록 해주되 분진은 자신을 벗어나서 위로 비산되게 하는 분산판;
상기 상자구조체의 일측에 설치되고, 진동력을 발생시켜 상기 풍력분급판을 진동하게 만들어 상기 분쇄물 입구를 통해 상기 풍력분급판상으로 투입되는 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 향하여 반송되도록 하는 진동발생기; 및
상기 흡기구에 가압된 공기를 공급하는 송풍기를 포함하는 제1 분급기를 구비하며,
진동에 의해 상기 풍력분급판 상의 분쇄물이 상기 출구 쪽으로 반송되는 동안, 상기 송풍기가 공급하는 가압된 공기가 상기 다수의 개공을 통해 상방으로 분출되면서 상기 분쇄물을 위로 밀어 올려 상기 분산판에 부딪히게 하여 분진은 상승 기류에 실려 위로 비산하여 상기 분진배출구를 통해 빠져나가고 분쇄물 입자들은 상기 풍력분급판으로 낙하하는 것이 반복되면서 분진이 제거된 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 취출되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제18항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급장치는, 상기 제1 분급기와 같은 구조의 제2 분급기를 더 포함하되, 상기 제2 분급기는 상기 제1 분급기의 출구로 나온 분쇄물을 소정의 분급점보다 더 무거운 입자와 더 가벼운 입자들로 분급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 분산판은, 역-V자 또는 역-U자 모양의 긴 판재로서, 자신에 충돌한 분쇄물 입자가 상기 반송방향으로 전진하여 낙하하도록 입의 지향방향이 자신이 덮고 있는 개공과 상기 출구 사이를 향하도록 비스듬히 배치된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 개공은 폭이 좁고 길이가 긴 직사각형 또는 슬릿(slit)형 개공이며, 각 개공은 길이방향이 상기 반송방향에 직교하도록 마련됨과 동시에 상기 다수의 개공의 각 열도 상기 반송방향에 직교하며, 인접하는 두 열의 개공들은 지그재그 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급장치는,
피분급 분쇄물이 투입되는 분쇄물 투입구와, 상기 분쇄물 투입구의 아래쪽에 위치하며 가압된 공기가 유입되는 흡기구, 상기 흡기구 아래쪽에 위치하며 상기 피분급 분쇄물의 큰 입자가 낙하하여 취출되는 제1 출구, 상기 피분급 분쇄물의 작은 입자 취출용 제2 출구, 상기 피분급 분쇄물의 분진 취출용 분진배출구가 각각 마련된 상자구조체;
상기 흡기구를 통해 가압된 공기를 상기 제2 출구 쪽으로 불어넣는 송풍기; 및
상기 상자구조체의 저부에 배치되어, 상기 가압된 공기에 의해 날아와 낙하하는 분쇄물의 작은 입자들을 실어 상기 출구로 반송하는 반송수단을 포함하며,
상기 분쇄물 투입구에서 자유 낙하하는 피분급 분쇄물에 상기 가압된 공기를 상기 제2 출구 쪽으로 불어넣어, 분쇄물의 무게에 따라 제1 분급점보다 더 무거운 입자들은 상기 제1 출구로 낙하하고, 제2 분급점보다 가벼운 분진은 상기 가압된 공기에 실려 상기 분진배출구로 빠져나가고, 상기 제1 분급점과 상기 제2 분급점 사이의 중간 무게의 입자들은 상기 반송수단 위로 낙하하여 상기 제2 출구로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
제22항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급장치는, 상기 반송수단 위쪽에 배치되어, 상기 가압된 공기에 실려 날아오르는 상기 피분급 분쇄물이 충돌되어 상기 중간 무게의 입자들은 상기 반송수단 위로 낙하되게 하고 상기 분진은 위로 날아오르도록 해주는 분산판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 시스템.
폐콘크리트 파쇄물을 컨베이어 벨트 위에 싣고 가열로를 통과하도록 하여 건조시키는 단계를 포함하는 전처리 공정;
상기 전처리 공정에서 얻어진 폐콘크리트 파쇄물을 2열 이상의 환상으로 배치된 타격봉들로 둘러싸인 케이지형 분쇄실에 투입하면서 상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽의 상기 타격봉들을 향해 가압된 공기를 고속으로 분사함과 동시에, 상기 타격봉들의 홀수 번째 열과 짝수 번째 열을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 폐콘크리트 파쇄물이 상기 가압된 공기에 떠밀려 내측 열에서 외측 열의 타격봉들과 순차적으로 강하게 부딪혀나가면서 분쇄되도록 하고, 분쇄물은 상기 케이지형 분쇄실을 둘러싸는 케이싱의 하부로 낙하하여 배출시키고 분진은 기류에 실려 분진회수장치로 보내지도록 하는 분쇄공정; 및
가압된 공기 흐름을 분쇄물에 가하여 그 분쇄물을 입자 무게별로 적어도 2그룹 이상으로 분류하는 풍력식 입자분급공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 전처리 공정은, 상기 컨베이어 벨트를 상기 가열로의 출구 쪽에 마련된 자석 롤러를 돌아서 상기 가열로의 입구로 피드백 되게 함으로써 상기 폐콘크리트 파쇄물에 섞여 있는 자성체를 상기 자석 롤러로 걸러내는 단계를 더 포함하여 가열 건조와 자성체 제거를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 가열로에서 상기 폐콘크리트 파쇄물을 가열하는 최대 가열 온도는 120~200℃ 범위인 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 분쇄실에 상기 폐콘크리트 파쇄물을 투입할 때, 상기 분쇄실의 중앙의 회전축을 기준으로 좌우로 나뉘어 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 분쇄실의 가운데에서 측벽 쪽으로의 공기 분사는 상기 분쇄실의 가운데에 배치된 공기분사부재에 마련된 다수의 분사노즐을 통해 이루어지며, 상기 다수의 분사노즐에서 분사되는 가압된 공기의 분사방향은 상기 분쇄실의 가장 안쪽 열에 배치된 제1열 타격봉들의 회전방향에 직교하거나 역행하는 방향인 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 분쇄공정은, 상기 케이싱의 상부에 분진배출구를 마련하여 상기 분쇄공정에서 발생하는 분진을 상기 분진배출구를 통해 배출하여 분진회수장치에 의해 집진되게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
삭제
제24항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급공정은, 다수의 개공이 마련된 풍력분급판과 상기 개공 위에 배치되어 자신과 충돌한 분쇄물 입자들이 분쇄물 출구 쪽으로 전진하여 낙하하도록 설치된 분산판을 구비한 상자구조체를, 그 상자구조체에 설치된 진동발생기로 진동시켜 상기 풍력분급판상으로 공급되는 분쇄물을 분쇄물 투입구에서 상기 분쇄물 출구로 반송되도록 하고, 상기 풍력분급판의 밑에서 가압된 공기를 불어넣어 상기 다수의 개공을 통해 상방으로 분출시키면서 각 개공을 통과하던 분쇄물을 위로 밀어 올려 상기 분산판에 부딪히게 하여, 분진은 상승 기류에 실려 상기 상자구조체 위쪽에 마련된 분진배출구를 통해 빠져나가도록 하고, 분쇄물 입자들은 상기 풍력분급판으로 낙하되게 하는 것이 반복되도록 하여, 분진이 제거된 분쇄물이 상기 분쇄물 출구로 취출되도록 하는 제1차 분급단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제31항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급공정은, 상기 제1차 분급단계에서 상기 분쇄물 출구로 취출된 분쇄물을 상기 제1차 분급단계와 같은 방식의 분급처리를 수행하되 소정의 분급점보다 더 무거운 분쇄물 입자들과 더 가벼운 분쇄물 입자들로 분급하는 제2차 분급단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 개공은 폭이 좁고 길이가 긴 직사각형 또는 슬릿(slit)형 개공이며, 각 개공은 길이방향이 상기 분쇄물의 반송방향에 직교하도록 마련됨과 동시에 상기 다수의 개공의 각 열도 상기 반송방향에 직교하며, 인접하는 두 열의 개공들은 지그재그 형태로 배치되고,
상기 분산판은, 역-V자 또는 역-U자 모양의 긴 판재로서, 자신에 충돌한 분쇄물 입자가 상기 반송방향으로 전진하여 낙하하도록 입의 지향방향이 자신이 덮고 있는 개공과 상기 출구 사이를 향하도록 비스듬히 배치된 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.
제24항에 있어서, 상기 풍력식 입자분급공정은, 상자구조체의 분쇄물 투입구에서 자유 낙하하는 피분급 분쇄물에 상기 분쇄물 투입구 아래에 마련된 흡기구를 통해 가압된 공기를 제2 출구 쪽으로 불어넣어, 분쇄물의 무게에 따라 제1 분급점보다 무거운 입자들은 상기 흡기구 아래쪽에 배치된 제1 출구로 배출되게 하고, 제2 분급점보다 가벼운 분진은 상기 상자구조체 상부에 마련된 분진배출구를 통해 배출되게 하며, 상기 제1 분급점과 상기 제2 분급점 사이의 중간 무게를 갖는 입자들은 상기 상자구조체 하부에 마련된 반송수단 위로 낙하하여 상기 제2 출구로 배출되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 모래를 재생하는 폐콘크리트 리사이클링 방법.