KR101634123B1 - 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치 - Google Patents

Abstract

교반 및 세척을 위한 회전속도를 높여 세척강도를 증대시키고, 블레이드를 개선하여 세척 효율을 높이며, 회전하는 부분에 의한 안전사고를 방지하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치를 제시한다. 그 장치는 오염토양이 투입되는 호퍼와 연결된 투입부와 오염토양이 배출되는 토출구 및 투입부 및 토출구 사이의 교반부에 위치하고 고정휠의 원주를 따라 서로 이격되어 고정된 블레이드를 포함하며, 블레이드의 내측에는 오염토양이 통과하는 유로가 형성되어 있으며, 구동부에 의해 회전하여 오염토양의 교반 및 세척을 수행하는 드럼워셔를 포함하고, 드럼워셔는 축지지부에 의해 분리되며, 적어도 하나가 장착된다.

Description

드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치{Apparatus of cleaning contaminated soil using drum washer}

본 발명은 오염토양 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드럼워셔(drum washer)를 활용하여, 오염토양의 세척효율을 개선한 세척장치에 관한 것이다.

오염토양은 유류나 중금속 등으로 토양이 오염되는 것이며, 광범위한 지역에서 발생하고 있다. 오염토양은 지표수 및 지하수의 수질의 악화, 인체에 치명적인 독소의 생성 등으로 주변 환경에 2차 오염을 유발한다. 오염토양은 물리적 방법, 화학적 방법 및 생물학적 방법으로 정화하고 있다. 이중에서, 물리적 정화는 세척수의 고압분사에 의한 탈착 및 기계적 교반에 의한 세척이 주로 사용되고 있다. 상기 고압분사는 비교적 단시간에 세척효과가 높으나 사용되는 세척수의 양이 많으며, 세척과정에서 토양의 손실이 크고, 공정규모가 방대하여, 기계적 교반 세척이 많이 활용되고 있다.

기계적 교반 세척은 세척수와 오염토양을 액상에서 충분하게 교반하여, 오염물을 토양으로부터 분리시킨 다음, 세척수로 오염물을 제거하는 것이다. 대부분의 기계적 교반 세척은 오염토양에 물리적인 마찰을 일으키고, 보조적으로 화학적 세척제를 사용하여 처리하고 있다. 도 1은 종래의 오염토양 세척장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 의하면, 종래의 세척장치는 회전력을 부여하는 구동부(104)에 접촉되어 회전하는 교반기(100)의 내부에 복수개의 블레이드(102)가 배치되어 있다. 오염토양은 유로(a)를 거쳐 이동하면서, 블레이드(102)로 걷어 올려서 교반기(100)의 상부에 도달하면, 자유낙하하여 교반 및 세척이 이루어진다.

그런데, 종래의 세척장치에서, 교반기(100)를 회전시키는 구동부(104)는 교반기(100)의 외측에 배치되며, 통상적으로 타이어와 같은 완충물질을 사용한다. 종래의 세척장치는 구조가 간단하여, 이를 구현하기 위한 비용이 적게 든다. 하지만, 종래의 세척장치는 교반기(100)의 회전속도를 높이는 데에 한계가 있어, 세척강도를 증대시키기 어렵다. 또한, 오염토양의 교반이 블레이드를 이용한 자유낙하에 의존하기 때문에 세척효율이 낮다. 나아가, 회전하는 구동부(104)가 교반기(104)의 외측에 노출되어 있어서, 안전사고의 위험성이 상존한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 교반 및 세척을 위한 회전속도를 높여 세척강도를 증대시키고, 블레이드를 개선하여 세척 효율을 높이며, 회전하는 부분에 의한 안전사고를 방지하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치는 오염토양이 투입되는 호퍼와 연결된 투입부와, 상기 오염토양이 배출되는 토출구 및 상기 투입부 및 상기 토출구 사이의 교반부에 위치하고, 고정휠의 원주를 따라 서로 이격되어 고정된 블레이드를 포함하며, 상기 블레이드의 내측에는 상기 오염토양이 통과하는 유로가 형성되어 있으며, 구동부에 의해 회전하여 상기 오염토양의 교반 및 세척을 수행하는 드럼워셔를 포함한다. 이때, 상기 드럼워셔는 축지지부에 의해 분리되며, 적어도 하나가 장착된다.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 드럼워셔 및 상기 토출구 사이에는 상기 오염토양이 체류하는 체류부를 포함할 수 있다. 상기 교반부는 복수개의 교반영역으로 구분되고, 각각의 상기 교반영역에는 상기 드럼워셔가 쌍으로 존재할 수 있다. 상기 복수개의 교반영역에 장착된 상기 드럼워셔들은 동일한 회전속도와 회전방향으로 회전하거나, 각각의 교반영역마다 서로 다른 회전속도와 회전방향으로 회전할 수 있다.

바람직한 본 발명의 장치에 있어서, 상기 블레이드는 폭 방향으로 휘어진 것이 좋다. 서로 마주보는 상기 블레이드가 폭 방향 또는 길이 방향 중의 적어도 어느 하나에 대하여 서로 반대방향으로 휘어질 수 있다. 상기 교반영역은 각각을 독립적으로 개폐할 수 있는 덮개상판을 포함한다.

본 발명의 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치에 의하면, 세척장치의 내부에 장착된 드럼워셔를 활용함으로써, 교반 및 세척을 위한 회전속도를 높여 세척강도를 증대시킨다. 또한, 블레이드의 형태 및 방향을 개선하여 세척효율을 높이고, 외부로 노출된 구동축을 보호펜스로 보호하여 안전사고를 방지한다. 나아가, 드럼워셔마다 독립적으로 개폐하는 덮개를 구비하여, 각각의 드럼워셔별로 수리, 정비 및 교체를 할 수 있다.

도 1은 종래의 오염토양 세척장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 오염토양 세척장치에 장착된 드럼워셔를 나타내는 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예는 세척장치의 내부에 장착된 드럼워셔를 활용함으로써, 교반 및 세척을 위한 회전속도를 높여 세척강도를 증대시키고, 블레이드를 개선하여 세척효율을 높이며, 외부로 노출된 구동축으로 인한 안전사고를 방지하는 오염토양 세척장치를 제시한다. 이를 위하여, 드럼워셔가 설치된 세척장치의 구조에 대하여 구체적으로 살펴보고, 상기 장치에 의해 오염토양의 세척효율을 높이는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예는 오염토양을 정화하는 방식에서, 기계적 교반 세척 방식에 의한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 2는 덮개상판(13)이 열린 상태를 표현하였고, 도 3은 덮개상판(13)이 닫힌 상태를 표현하였다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 오염토양은 투입부(10)의 상부에 장착된 호퍼(11)를 거쳐, 드럼워셔(30)에서 교반 및 세척되어 토출구(17)로 배출된다. 투입부(10)는 원통형으로 금속 또는 비금속의 재질로 이루어질 수 있다. 호퍼(11)는 오염토양을 일정한 속도로 균일하게 투입되도록 하는 로터리 밸브를 더 포함할 수 있다. 호퍼(11)로 공급된 오염토양은 경사슈트(shute; 12)에 의해 드럼워셔 방향으로 이송된다. 경사슈트(12)는 호퍼(11)에서 드럼워셔(30)에 대하여 아래 방향으로 기울어져 있다. 본 발명의 세척장치는 오염토양을 보다 효율적으로 공급하기 위하여, 호퍼(11) 및 경사슈트(12) 이외에 다른 장치, 예를 들어 진동수단을 부가할 수 있다. 경우에 따라, 드럼워셔(30)를 거친 오염토양은 토출구(17)로 바로 배출되지 않고, 체류부(16)를 거쳐 배출되는 것이 좋다. 토출구(17) 및 체류부(16)의 크기는 오염토양이 체류하는 시간을 결정한다.

드럼워셔(30)는 경사슈트(12) 및 체류부(16) 사이에 위치하며, 적어도 하나가 존재한다. 각각의 드럼워셔(30)는 축지지부(24)에 의해 분리된다. 도면에서는, 2개의 드럼워셔(30)가 3개의 축지지부(24) 사이에 설치된 것을 표현하였으나, 더 많은 드럼워셔(30)가 축지지부(24)로 구분될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 드럼워셔(30)는 오염토양을 교반하고 세척한다. 즉, 드럼워셔(30)는 오염토양의 오염물질을 토양으로부터 분리하는 역할을 한다. 드럼워셔(30)의 구조 및 배치는 추후에 상세하게 설명하기로 한다.

구동부(20)는 모터와 같은 것으로, 동력전달부(21)를 이용하여 회전력을 구동축(23)에 전달된다. 동력전달부(21)는 반드시 이에 한정하는 것은 아니나, 벨트, 체인, 기어 등을 이용할 수 있다. 구동축(23)은 축지지부(24)에 형성된 축삽입부(25)에 삽입된다. 구동축(23)은 체류부(16)를 관통하여, 투입부(10)에 접촉한 축지지부(24)까지 연장된다. 구동축(23)으로부터 회전력을 전달받은 드럼워셔(30)는 회전하게 된다. 이때, 구동축(23)의 일부는 토출구(17)의 외부로 노출되므로, 보호펜스(22)를 두어 구동축(23)을 내장할 수 있다. 이렇게 되면, 구동축(23)의 회전으로 인한 안전사고를 예방할 수 있다.

복수개의 드럼워셔(30)에 의해 오염토양이 교반 및 세척되는 부분을 교반부(S)라고 한다. 교반부(S)는 축지지부(24)에 의해 구획되는 복수개의 교반영역으로 나뉜다. 복수개의 교반영역으로 교반부(S)를 구분하면, 각각의 교반영역에서의 드럼워셔(30)의 형상 등을 조절할 수 있어서, 오염토양이 교반 및 세척되는 효율을 보다 높일 수 있다. 각각의 교반영역에는 적어도 하나의 드럼워셔(30)가 탑재될 수 있다. 도면에서는, 2개 교반영역(S1, S2)에 2개의 드럼워셔(30) 쌍이 장착된 것을 표현하였다. 여기서, 드럼워셔(30) 쌍이란, 2개의 드럼워셔(30)가 결합된 것을 말한다. 상기 교반영역 및 드럼워셔(30)의 개수는 본 발명의 실시예에 의한 세척장치의 크기, 사용되는 환경, 오염토양의 처리량 등을 고려하여 적절하게 설정된다.

본 발명의 실시예에 의한 각각의 드럼워셔(30)는 복수개의 덮개상판(13) 및 하나의 덮개하판(14)의 내부에 배치된다. 복수개의 덮개상판(13)은 축지지부(24) 사이에 위치한다. 덮개상판(13) 및 덮개하판(14)은 덮개결합부(15)에 고정된다. 덮개상판(13) 및 덮개하판(14)은 볼트와 너트와 같이 공지된 방법으로 결합할 수 있다. 복수개의 덮개상판(13)은 각각의 드럼워셔(30)를 독립적으로 개방하고 폐쇄할 수 있다. 덮개상판(13)을 드럼워셔(30)마다 독립적으로 개폐하면, 드럼워셔(30)별로 수리, 정비 및 교체가 가능하다. 예컨대, 교반영역(S1)의 드럼워셔(30)의 작동에 문제가 있으면, 해당하는 덮개상판(13)을 떼어내어, 드럼워셔(30)를 수리, 정비 및 교체를 할 수 있다.

한편, 구동부(20)는 각각의 교반영역마다 설치할 수 있다. 구체적으로, 구동부(20)를 토출구(17)의 외부에 설치하지 않고, 각각의 교반영역의 축지지부(24)에 장착한다. 예컨대, 도면의 2개의 교반영역(S1, S2)을 이루는 3개의 축지지부(24) 중에서 2개의 축지지부(24)의 구동부(20)를 배치할 수 있다. 이렇게 되면, 드럼워셔(30)의 회전속도, 회전방향을 각각의 교반영역(S1, S2)마다 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 교반영역(S1)에서의 드럼워셔(30)는 반시계방향이면서 상대적으로 고속으로 회전하고, 교반영역(S2)에서는 시계방향이면서 상대적으로 저속으로 회전할 수 있다. 드럼워셔(30)의 동작 패턴의 변화는 오염토양의 교반 및 세척효율을 높일 수 있다.

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 오염토양 세척장치에 장착된 드럼워셔(30)를 나타내는 사시도이다. 드럼워셔(30)가 적용된 오염토양 세척장치는 도 2 및 도 3을 참조하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 드럼워셔(30)는 드럼휠(31) 사이에 형성된 복수개의 블레이드(32)를 포함한다. 복수개의 블레이드(32)는 드럼휠(31) 사이에 횡방향으로 배치되며, 서로 일정한 간격만큼 이격되어 있다. 블레이드(32)는 드럼휠(31)의 중간 부분에 위치하는 블레이드 고정휠(34)에 고정된다. 구체적으로, 블레이드 고정휠(34)은 드럼휠(31)의 형상과 동일하지만, 블레이드(32)에 삽입되어 블레이드(32)를 고정시키는 점이 다르다. 2개의 드럼휠(31), 1개의 블레이드 고정휠(34) 및 고정휠(34)에 장착된 복수개의 블레이드(32)를 드럼워셔(30)라고 한다. 드럼워셔(30)는 각 교반영역마다 적어도 하나가 장착될 수 있다. 복수개의 드럼워셔(30)를 구성하면, 오염토양의 교반 및 세척에 리듬을 주어, 교반 및 세척효율을 향상시킨다.

블레이드(32)는 고정휠(34)의 원주를 따라 균일한 간격, 예를 들어 2~5cm의 간격으로 배치된다. 이에 따라, 블레이드(32)의 내측에는 오염토양이 통과하는 유로(33)가 형성되어 있다. 오염토양은 유로(33)를 지나다가 블레이드(32)에 의해 걷어 올려진다. 블레이드(32)가 걷어 올리는 과정에서 오염토양은 충격을 받는다. 그후, 오염토양은 드럼워셔(30)의 회전으로 인한 원심력으로 블레이드(32) 밖의 덮개상판 및 하판(13, 14)로 뿌려진다. 뿌려진 오염토양은 덮개상판 및 하판(13, 14)과 충돌한다. 본 발명의 드럼워셔(30)는 오염토양에 많은 충격량을 부여한다. 오염토양은 블레이드(32) 및 덮개상판 및 하판(13, 14)에 충돌이 일어난다. 즉, 종래의 오염토양 세척장치에 비해, 보다 많은 충격량을 제공하게 된다. 상기 상판 및 하판(13, 14)에 부딪친 오염토양은 자유낙하면서, 세척수에 의해 세척된다.

블레이드(32)는 판 형태로써, 그 형상은 다양하게 설정될 수 있다. 블레이드(32)는 폭 방향(W)으로 평탄한 면 또는 휘어진 면을 가질 수 있다. 폭 방향(W)으로 휘어진 면이란 블레이드(32)가 도시된 것처럼 폭 방향으로 곡률을 가지는 것을 말한다. 본 발명의 블레이드(32)는 휘어진 면을 가진 것이 바람직하다. 휘어진 면은 오염토양을 걷어 올리는 데 유리하다. 또한, 블레이드(32)는 길이 방향(L)으로 직선 또는 곡선이 있을 수 있으며, 길이 방향(L)이 곡선이라는 길이 방향(L)으로 휜 것을 말한다. 본 발명의 블레이드(32)는 굳이 이에 한정하지 않으나, 길이 방향(L)으로 약간 휘게 할 수 있다.

드럼워셔(30)에 배치된 블레이드(32)는 폭 방향(W) 또는 길이 방향(L) 중의 적어도 하나에 대하여 서로 반대방향으로 휘어져 마주보고 있을 수 있다. 하나의 블레이드(32)는 위로 볼록하게 휘어 있고, 인접한 블레이드(32)는 아래로 볼록하게 휠 수 있다. 이렇게 되면, 마주보는 블레이드(32)로 인하여, 오염토양에 가해지는 운동량은 불규칙해진다. 상기 불규칙한 운동량은 오염토양의 이동을 방해하여, 오염토양에 가해지는 충격량을 높일 수 있다. 경우에 따라, 위로 볼록한 블레이드(32)의 일정한 개수마다 아래로 볼록한 블레이드(32)를 두어, 상기 불규칙한 운동량을 적절하게 조절할 수 있다. 예컨대, 3개의 위로 볼록한 블레이드(32)마다 1개의 아래로 볼록한 블레이드(32)를 둘 수 있다. 이와 같은 블레이드(32)의 휜 방향의 조합은 본 발명의 실시예에 적용되는 오염토양의 종류, 세척효율 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 오염토양 세척기는 내부의 교반부에 장착된 복수개의 드럼워셔를 활용함으로써, 교반 및 세척을 위한 회전속도를 높여 세척 강도를 증대시킨다. 또한 각각의 드럼워셔를 개폐하는 덮개를 두어, 드럼워셔의 수리, 정비 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 블레이드를 다양한 조합으로 배치하여 세척효율을 높인다. 외부로 노출된 구동축을 보호펜스로 보호하여 안전사고를 방지할 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10; 투입부 11; 호퍼
12; 경사슈트 13; 덮개상판
14; 덮개하판 15; 덮개결합부
16; 체류부 17; 토출구
20; 구동부 21; 동력전달부
22; 보호펜스 23; 구동축
24; 축지지부 25; 축삽입부
30; 드럼워셔 31; 드럼휠
32; 블레이드 33; 오염토양 유로
34; 고정휠

Claims (7)

1. 오염토양이 투입되는 호퍼와 연결된 투입부;
   상기 오염토양이 배출되는 토출구; 및
   상기 투입부 및 상기 토출구 사이의 교반부에 위치하고, 고정휠의 원주를 따라 서로 이격되어 고정된 블레이드를 포함하며, 상기 블레이드의 내측에는 상기 오염토양이 통과하는 유로가 형성되어 있으며, 구동부에 의해 회전하여 상기 오염토양의 교반 및 세척을 수행하는 드럼워셔를 포함하고,
   상기 드럼워셔는 축지지부에 의해 분리되며, 적어도 하나가 장착되고,
   하나의 상기 고정휠에 인접하게 이격되어 서로 마주보는 상기 블레이드가 폭 방향 또는 길이 방향 중의 적어도 어느 하나에 대하여 서로 반대방향으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 드럼워셔 및 상기 토출구 사이에는 상기 오염토양이 체류하는 체류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 교반부는 복수개의 교반영역으로 구분되고, 각각의 상기 교반영역에는 상기 드럼워셔가 쌍으로 존재하는 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 교반영역에 장착된 상기 드럼워셔들은 동일한 회전속도와 회전방향으로 회전하거나, 각각의 교반영역마다 서로 다른 회전속도와 회전방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 블레이드는 폭 방향 또는 길이 방향으로 휘어진 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.
6. 삭제
7. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 교반영역은 각각을 독립적으로 개폐할 수 있는 덮개상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼워셔를 활용한 오염토양 세척장치.

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