KR101636540B1 - 수로용 고효율 협잡물파쇄이송시스템 - Google Patents

Abstract

수로에 설치되어 수로를 따라 하수와 함께 흐르는 협잡물을 파쇄하여 목적지까지 이송하는 시스템에 관한 것으로, 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물을 수집하여 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 투입함으로써 협잡물을 파쇄하는 파쇄기(10), 파쇄물의 입자들 각각의 크기에 따라 파쇄물의 일부를 수로(100)의 외부로 이송시키고 나머지를 수로(100)를 통해 흘려 보내는 보조 이송기(20), 및 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 파쇄물을 이송시키는 메인 이송기(40)에 의해 협잡물 파쇄 과정과 파쇄물 이송 과정을 연계하여 협잡물이 파쇄되어 목적지까지 이송되는 전 과정의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

수로용 고효율 협잡물파쇄이송시스템 {System for crushing and transferring in high-efficiency waste at waterway }

수로에 설치되어 수로를 따라 하수와 함께 흐르는 협잡물을 파쇄하여 목적지까지 이송하는 시스템에 관한 것으로, 특히 고효율로 협잡물을 파쇄하고 목적지까지 이송할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

수로를 따라 흐르는 하수에는 각종 플라스틱, 알루미늄 캔, 천, 나뭇가지, 쇳조각 등 각종 협잡물이 섞여 있다. 이러한 협잡물이 모여 수로의 바닥면에 퇴적되면 수로의 하수 흐름을 방해하게 되고 수로에 연결되어 있는 배관의 막힘을 유발할 뿐만 아니라 수로 곳곳에 설치된 하수처리설비의 고장을 유발하게 된다. 이에 따라, 수로에는 이러한 협잡물을 파쇄하는 설비가 설치되고 있다. 대한민국등록특허 제10-0609286호는 협잡물의 끼임 내지 잔류 현상을 예방함으로써 수로의 막힘 내지 그로 인한 파쇄기의 고장을 해소시킬 수 있도록 한 수로형 협잡물 파쇄기를 제시하고 있습니다.

그러나, 이 종래기술은 협잡물이 끼일 수 있는 체인 등과 같은 기계 부속을 사용하고 있어 협잡물 끼임으로 인해 파쇄기가 고장날 수 있고 수로의 다양한 폭과 깊이에 유연하게 대응하여 설치되기가 어렵다. 무엇보다도, 이 종래기술을 비롯한 종래의 대부분 협잡물 파쇄기는 협잡물의 파쇄 과정에서 소비되는 에너지를 고려하고 있지 않다. 일반적으로 협잡물 파쇄기는 언제 발생할지 모를 협잡물에 대비하기 위해 정지 없이 항상 구동되기 때문에 협잡물 파쇄기의 에너지 소비량은 매우 많게 된다. 게다가, 종래기술은 협잡물 파쇄 과정과 파쇄물 이송 과정을 연계하여 협잡물이 파쇄되어 목적지까지 이송되는 전 과정의 효율을 고려하지 않고 있다.

협잡물 파쇄 과정과 파쇄물 이송 과정을 연계하여 협잡물이 파쇄되어 목적지까지 이송되는 전 과정의 효율을 향상시킴으로써 전 과정에서 소비되는 에너지를 최소화할 수 있으면서 협잡물을 파쇄하고 이송하는 능력을 향상시킬 수 있는 수로용 고효율의 협잡물파쇄이송시스템을 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명에 따른 수로용 협잡물파쇄이송시스템은 수로를 가로막는 형태로 설치되어 상기 수로를 따라 흐르는 고형 협잡물을 수집하며 각각이 복수 개의 칼날이 돌출되어 있는 봉 형태로 형성되어 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 커터봉 사이에 상기 수집된 고형 협잡물을 투입함으로써 상기 고형 협잡물을 파쇄하는 파쇄기; 상기 파쇄기로부터 유입된 파쇄물의 입자들 각각의 크기에 따라 상기 파쇄기로부터 유입된 파쇄물의 일부를 상기 수로의 외부로 이송시키고 나머지를 상기 파쇄기로부터 유입된 하수와 함께 상기 수로를 통해 흘려 보내는 보조 이송기; 상기 보조 이송기로부터 유입된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 상기 보조 이송기로부터 유입된 파쇄물을 밀어냄으로써 상기 보조 이송기에 의해 이송된 파쇄물을 이송시키는 메인 이송기; 및 상기 메인 이송기의 내부 공압에 의해 상기 메인 이송기로부터 유입된 파쇄물을 상기 파쇄물이 투하될 목적지까지 이송하는 이송관을 포함한다.

상기 파쇄기는 상기 협잡물이 유입되는 측의 전면이 개방되어 있는 사각박스 형태로 형성되어 양측면이 수로의 양쪽 측벽에 접하여 설치되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 직립하여 회전하는 한 쌍의 커터봉; 및 상기 케이싱의 개방된 전면에 설치되어 상기 수로를 따라 흐르는 협잡물을 상기 한 쌍의 커터봉 사이로 안내하는 스크린을 포함할 수 있다. 상기 스크린은 횡단면이 활꼴로 만곡된 두 개의 사각판의 볼록면간의 이격 거리가 상기 한 쌍의 커터봉 사이에 가까워질수록 점차적으로 좁아지도록 상기 두 개의 사각판이 서로 대칭되게 배치되는 형태로 형성되고, 상기 두 개의 사각판 각각의 면 전체에 걸쳐 수평방향으로 길게 개방되어 있는 복수 개의 일자형 슬릿이 상하방향의 일정 간격으로 형성될 수 있다.

상기 수로용 협잡물파쇄이송시스템은 각각이 복수 개의 일자형 스포크가 방사형으로 펼쳐져 있는 방사형 블레이드가 상기 스크린의 슬릿 개수만큼 상하방향의 일정 간격으로 중심 회전축에 부착되어 있는 형태로 형성되어 상기 각 사각판의 오목면과 상기 케이싱의 내측면 사이의 공간에서 회전하는 두 개의 레이크를 더 포함하고, 상기 각 방사형 블레이드가 회전되면 상기 각 스포크의 말단은 상기 각 슬릿을 통과하여 상기 각 사각판의 볼록면의 외측으로 돌출되어 상기 한 쌍의 커터봉 측으로 이동함으로써 상기 각 사각판의 볼록면을 따라 흘러 들어오는 협잡물을 긁어모아 상기 한 쌍의 커터봉 사이로 밀어 넣을 수 있다.

상기 보조 이송기는 상기 파쇄기로부터 유입된 파쇄물의 일부를 상기 수로의 바닥면으로부터의 이송관의 출구의 높이보다 긴 길이로 형성되어 직립하여 회전하는 스크루의 나선형 블레이드에 적재함으로써 상기 이송관의 출구보다 높은 높이로 상방 이송시키고, 상기 보조 이송기에 의해 이송관의 출구보다 높은 높이로 상방 이송된 파쇄물은 상기 이송관의 출구로부터 배출될 때까지 상기 메인 이송기의 내부 공압에 의해 상기 이송관의 내부에서 슬라이딩되어 이송될 수 있다.

상기 수로용 협잡물파쇄이송시스템은 상기 메인 이송기의 내부에 압축기에 의해 압축된 공기를 주입하는 공압 밸브; 및 상기 보조 이송기로부터 메인 이송기로 이송된 파쇄물의 생성에 사용된 한 쌍의 커터봉의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이송관의 입구로부터 상기 이송관의 출구까지 상기 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 설정하고, 상기 메인 이송기의 내부에 상기 압력값의 공압이 형성되도록 상기 설정된 압력값에 따라 상기 압축기와 상기 공압 밸브를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다. 상기 제어기는 상기 한 쌍의 커터봉의 회전속도에 반비례하여 상기 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 증감시킬 수 있다.

상기 수로용 협잡물파쇄이송시스템은 상기 한 쌍의 커터봉을 회전시키는 모터; 및 상기 메인 이송기의 내부에 압축기에 의해 물을 주입하는 수압 밸브를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 한 쌍의 커터봉의 회전이 정지되거나 상기 모터에 과부하가 걸린 상태를 감지하면 상기 파쇄물의 형성에 사용된 정회전 방향과 반대의 방향으로 상기 한 쌍의 커터봉이 역회전하도록 한 후에 다시 정회전하도록 상기 모터를 제어함과 동시에 상기 메인 이송기의 내부에 상기 압축된 공기와 물이 동시에 주입되도록 상기 압축기, 상기 공압 밸브, 및 상기 수압 밸브를 제어할 수 있다.

파쇄기가 수로를 따라 흐르는 협잡물을 수집하여 한 쌍의 커터봉 사이에 투입함으로써 협잡물을 파쇄하고, 보조 이송기가 파쇄물의 입자들 각각의 크기에 따라 파쇄기로부터 유입된 파쇄물의 일부를 수로의 외부로 이송시키고 나머지를 파쇄기로부터 유입된 하수와 함께 수로를 통해 흘려 보냄으로써 수로에 산재해 있는 협잡물을 효율적으로 파쇄할 수 있으면서 파쇄기의 제작 단가를 절감할 수 있고 이와 동시에 이송되어야 할 파쇄물의 양이 줄어들게 되어 파쇄물의 이송 과정에서 소비되는 에너지를 절감할 수 있고 파쇄물의 이송 설비의 가동률이 줄어들어 설비 수명이 연장될 수 있다.

특히, 메인 이송기가 보조 이송기로부터 유입된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 보조 이송기로부터 유입된 파쇄물을 밀어내어 이송관이 메인 이송기의 내부 공압에 의해 파쇄물을 목적지까지 이송할 수 있도록 함으로써 협잡물 파쇄 과정과 파쇄물 이송 과정을 연계하여 협잡물이 파쇄되어 목적지까지 이송되는 전 과정의 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 전 과정에서 소비되는 에너지를 최소화할 수 있으면서 파쇄물의 이송에 요구되는 공압이 발생될 수 있어 파쇄물의 이송 능력이 향상될 수 있다.

게다가. 파쇄물의 입자들의 크기와 무게에 대응되는 공압이 발생됨으로 인해 파쇄물이 일정한 속도로 이송될 수 있어 파쇄물의 처리 작업의 편의성이 향상될 수 있다. 상술된 바와 같은 협잡물 파쇄 과정에서의 파쇄 효율 향상, 제작 단가 절감 등과 같은 장점들과 파쇄물 이송 측에서의 이송량 감소, 이송능력 향상, 에너지 절감 등과 같은 장점들이 복합되어 저렴한 비용으로 제작 가능하면서도 협잡물을 파쇄하고 이송하는 능력이 향상되고 전 과정에서 소비되는 에너지를 최소화할 수 있는 고효율의 협잡물파쇄이송시스템을 제공할 수 있다.

케이싱의 개방된 전면에 설치되어 수로를 따라 흐르는 협잡물을 한 쌍의 커터봉 사이로 안내하는 스크린이 횡단면이 활꼴로 만곡된 두 개의 사각판의 볼록면간의 이격 거리가 한 쌍의 커터봉 사이에 가까워질수록 점차적으로 좁아지도록 두 개의 사각판이 서로 대칭되게 배치되는 형태로 형성되기 때문에 수로의 다양한 폭과 깊이에 대응할 수 있어 어떤 수로에도 용이하게 설치될 수 있다. 게다가, 두 개의 사각판 각각의 면 전체에 걸쳐 수평방향으로 길게 개방되어 있는 복수 개의 일자형 슬릿이 상하방향의 일정 간격으로 형성되어 있기 때문에 하수의 흐름은 스크린의 차폐에 거의 영향을 받지 않고 수로를 따라 원활하게 흐를 수 있게 된다.

스크린의 각 사각판의 오목면과 케이싱의 내측면 사이의 공간에서 회전하는 두 개의 레이크의 각 방사형 블레이드가 회전되면 각 스포크의 말단은 각 슬릿을 통과하여 각 사각판의 볼록면의 외측으로 돌출되어 한 쌍의 커터봉 측으로 이동함으로써 각 사각판의 볼록면을 따라 흘러 들어오는 협잡물을 긁어모아 한 쌍의 커터봉 사이로 밀어 넣기 때문에 간단한 수집 구조로 협잡물을 빠짐 없이 긁어모아 파쇄함에 따라 유지보수성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 협잡물 수집에 체인, 기어 등과 같이 협잡물이 끼일 수 있는 기계 부속을 사용하지 않음에 따라 고장이 거의 발생하지 않게 된다.

보조 이송기는 파쇄기로부터 유입된 파쇄물의 일부를 수로의 바닥면으로부터의 이송관의 출구의 높이보다 긴 길이로 형성되어 직립하여 회전하는 스크루의 나선형 블레이드에 적재함으로써 이송관의 출구보다 높은 높이로 상방 이송시키고, 메인 이송기는 공압에 의해 이송관을 통해 파쇄물을 이송시키는 이원적인 이송 방식을 채택함으로써 전구간을 스크루 방식으로 함에 따른 설비제작 가격의 부담을 감소시키면서 공압 방식에 의한 파쇄물 이송의 한계를 극복할 수 있다. 게다가, 보조 이송기는 이송관의 출구의 높이보다 높은 높이에서 파쇄물을 배출하게 되어 파쇄물 이송에 요구되는 공압의 크기가 감소되기 때문에 고효율로 파쇄물을 이송할 수 있다.

한 쌍의 커터봉의 회전이 정지되거나 모터에 과부하가 걸린 상태에서 한 쌍의 커터봉이 파쇄물의 형성에 사용된 정회전 방향과 반대의 방향으로 역회전한 후에 다시 정회전함으로써 대부분의 단단한 협잡물이 원활하게 파쇄될 수 있어 협잡물의 파쇄 능력을 극대화할 수 있고 커터봉, 모터 등 파쇄 관련 장비의 손상을 방지할 수 있다. 특히, 한 쌍의 커터봉의 회전이 정지되거나 모터에 과부하가 걸린 상태에서 메인 이송기의 내부에 압축된 공기와 물이 동시에 주입됨으로써 파쇄물의 이송에 공압과 수압이 동시에 작용하게 되기 때문에 공압에 의해 이송되기 어렵거나 불가능한 파쇄물도 용이하게 이송될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 협잡물파쇄이송시스템의 일부 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 한 쌍의 커터봉(12)을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 횡단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 메인 이송기(40)의 평면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 수로에 설치되어 수로를 따라 하수와 함께 흐르는 협잡물을 파쇄하여 목적지까지 이송하는 시스템에 관한 것으로, 특히 협잡물 파쇄 과정과 파쇄물 이송 과정을 연계하여 협잡물이 파쇄되어 목적지까지 이송되는 전 과정의 효율을 향상시킴으로써 전 과정에서 소비되는 에너지를 최소화할 수 있으면서 협잡물의 파쇄하고 이송하는 능력을 향상시킬 수 있는 수로용 고효율의 협잡물파쇄이송시스템에 관한 것이다. 이하에서는 수로용 협잡물파쇄이송시스템을 간략하게 "협잡물파쇄이송시스템"으로 호칭할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 협잡물파쇄이송시스템의 일부 평면도이다. 도 1-2를 참조하면, 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 파쇄기(10), 보조 이송기(20), 연결관(30), 메인 이송기(40), 및 이송관(50)으로 구성된다. 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 상기된 주요 구성요소 외에 다른 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 이하에서 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템을 설명하는 과정에서 상기된 주요 구성요소 외에 다른 추가적인 구성요소가 등장할 수 있다.

파쇄기(10)는 수로(100)를 가로막는 형태로 설치되어 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물을 수집하며 각각이 복수 개의 칼날이 돌출되어 있는 봉 형태로 형성되어 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 수집된 협잡물을 투입함으로써 협잡물을 파쇄한다. 수로(100)에 산재해 있는 협잡물을 빠짐 없이 파쇄하기 위하여 한 쌍의 커터봉(12)은 수로의 깊이에 대응되는 길이로 형성되어 수로(100)의 폭 중앙에 설치됨이 바람직하다. 본 실시예에 따르면, 협잡물의 파쇄 수단을 수로(100)의 폭 전체에 걸쳐 설치하지 않고 파쇄기(10)가 수로(100)에 산재해 있는 협잡물을 수집하여 한 쌍의 커터봉(12)으로 파쇄할 수 있도록 하여 넓게 퍼져 있는 협잡물을 단소한 설비로 효율적으로 파쇄할 수 있으면서 파쇄기(10)의 제작 단가를 절감할 수 있다. 협잡물의 수집 수단에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 한 쌍의 커터봉(12)을 도시한 도면이다. 한 쌍의 커터봉(12)은 파쇄기(10)의 케이싱 내부에 위치하기 때문에 한 쌍의 커터봉(12)을 드러나도록 하기 위하여 도 3에는 파쇄기(10)의 케이싱이 제거된 상태로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 한 쌍의 커터봉(12)의 각 커터봉(12)은 복수 개의 칼날이 둘레를 따라 일정 간격으로 돌출되어 있는 복수 개의 원판형 커터(121)가 봉 형태로 적층되어 형성된다. 각 원판형 커터(121)의 중앙에는 다각형의 체결공이 형성되어 있다. 복수 개의 원판형 커터(121)의 체결공에 이것과 맞물리는 다각기둥 형태의 회전축(122)을 통과시켜 그 회전축(122)에 복수 개의 원판형 커터(121)를 쌓아 나감으로써 한 쌍의 커터봉(12)이 완성될 수 있다.

즉, 각 커터봉(12)은 다각기둥 형태의 회전축(122)과 이 회전축(122)에 차례대로 삽입되어 적층되는 복수 개의 원판형 커터(121)로 구성된다. 한 쌍의 커터봉(12) 중 어느 하나의 커터봉(12)의 서로 이웃하는 커터와 커터 사이마다 다른 커터봉(12)의 각 커터의 칼날들이 삽입되도록 한 쌍의 커터봉(12)은 밀착되어 배치된다. 이에 따라, 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 투입된 협잡물은 서로 겹쳐져 반대방향으로 회전하는 칼날들에 의해 짓이겨지게 된다.

본 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 어느 하나의 커터봉(12)의 커터의 돌기형 칼날들과 다른 커터봉(12)의 커터의 돌기형 칼날이 서로 어긋나게 배치됨으로써 서로 이웃하는 칼날 사이에 협잡물의 끼임이 방지될 수 있다. 이에 따라, 협잡물이 한 쌍의 커터봉(12) 사이를 원활하게 통과할 수 있다. 또한, 각 커터봉(12)의 외주면 상에 복수 개의 돌기형 칼날들이 나선형으로 배치됨으로써 물의 흐름을 따라 이동하는 협잡물이 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 커터봉(12) 중 적어도 하나에 접촉하게 되면 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 빨려 들어가게 된다.

보조 이송기(20)는 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 입자들 각각의 크기에 따라 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 일부를 수로(100)의 외부로 이송하고 나머지를 파쇄기(10)로부터 유입된 하수와 함께 수로(100)를 통해 흘려 보낸다. 즉, 보조 이송기(20)는 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 입자들 중 임계크기 이상의 입자들을 수로(100)의 외부로 이송하고 임계크기 미만의 입자들을 수로(100)로 배출한다. 예를 들어, 보조 이송기(20)는 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 입자들 중 10mm 이상의 입자들을 수로(100)의 외부로 이송하고 10mm 미만의 입자들을 수로(100)로 배출할 수 있다.

일반적으로 10mm 미만의 입자들에 의해서는 수로(100)와 연결된 하수처리시설이 파손되거나 배관이 막힐 염려가 없기 때문에 10mm 미만의 입자들은 하수 중에 흘려 보내도 무방하다. 이와 같이, 보조 이송기(20)는 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 각 입자의 크기에 따라 수로(100)의 외부로 이송하거나 수로(100)의 하수와 함께 흘려 보냄으로써 이송되어야 할 파쇄물의 양이 줄어들게 되어 파쇄물의 이송 과정에서 소비되는 에너지를 절감할 수 있다. 또한, 보조 이송기(20), 메인 이송기(40) 등과 같은 파쇄물의 이송 설비의 가동률이 줄어들게 되어 그 수명이 연장될 수 있다.

본 실시예에 따른 파쇄기(10)는 주로 도심의 도로변의 지하 하수로에 설치된다. 파쇄기(10)에 의해 형성된 파쇄물은 도로 상의 차량에 실려 도심 외곽의 쓰레기장이나 폐기물재생공장으로 이송되게 된다. 메인 이송기(40)는 아래에 설명된 바와 같이 이송관(50)의 내부에 공기를 주입하는 방식으로 이송관(50)의 내부의 파쇄물을 이송하기 때문에 파쇄물의 무게가 무거운 경우에 파쇄물을 밀어 올리는 데에 한계가 있을 뿐만 아니라 많은 에너지가 소비된다. 이러한 메인 이송기(40)의 공압에 의한 상방 이송의 문제점을 해결하기 위해, 보조 이송기(20)는 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 일부를 수로(100)의 바닥면으로부터의 이송관(50)의 출구의 높이보다 긴 길이로 형성되어 직립하여 회전하는 스크루(22)의 나선형 블레이드에 적재함으로써 이송관(50)의 출구보다 높은 높이로 상방 이송시킨다.

한편, 파쇄물 이송의 전 구간을 스크루 방식으로 할 경우에 파쇄물 이송 설비의 제작 가격이 급격하게 증가하게 되며 그 설치 환경에 따라 파쇄물의 이송 경로의 굴곡이 심할 경우에 스크루 방식이 불가능할 수도 있다. 반면, 공압 방식은 제작 단가가 저렴하면서도 어떠한 이송 경로에도 대응할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 보조 이송기가 파쇄물을 스크루의 나선형 블레이드에 적재함으로써 이송관의 출구보다 높은 높이로 상방 이송시키고, 메인 이송기는 공압에 의해 이송관을 통해 파쇄물을 이송시키는 이원적인 이송 방식을 채택함으로써 전구간을 스크루 방식으로 함에 따른 설비제작 가격의 부담을 감소시키면서 공압 방식에 의한 파쇄물 이송의 한계를 극복할 수 있다.

도 1-2를 참조하면, 보조 이송기(20)는 직립관(21), 스크루(22), 및 모터(23)로 구성된다. 보조 이송기(20)에는 파쇄물로부터 물을 축출하기 위한 탈수 수단이 추가적으로 장착되어 있을 수 있다. 도 1에는 직립관(21)의 내부에 설치된 스크루(22)를 표현하기 위하여 직립관(21)의 하측 일부가 절개되어 도시되어 있다. 직립관(21)은 양단이 막혀 있는 원통 형태로 형성되어 수로(100)의 바닥면에 직립하여 설치된다. 직립관(21)의 하측에는 파쇄기(10)의 출구와 연결되어 파쇄기(10)의 출구로부터 배출된 파쇄물이 유입되는 입구가 형성되어 있고 직립관(21)의 상측에는 출구가 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 직립관(21)의 입구와 대향하는 직립관(21)의 하측 부위에는 파쇄물의 입자들 중 임계크기 미만의 입자들이 통과될 수 있는 일정한 직경의 원형 배출공들이 형성되어 있다. 예를 들어, 직립관(21)의 하측 부위에 10mm 직경의 원형 배출공들이 형성될 수 있으며 파쇄물의 입자들 중 10mm 미만의 입자들은 이러한 직립관(21)의 배출공들을 통하여 수로(100)로 배출될 수 있다.

스크루(22)는 중심 회전축에 나선형 블레이드가 감긴 형태로 형성되어 직립관(21)의 내부에서 직립하여 회전함으로써 직립관(21)의 하측 입구로부터 유입된 파쇄물을 상방으로 이송하여 직립관(21)의 상측 출구로 배출한다. 파쇄기(10)로부터 배출된 파쇄물은 하수의 흐름에 의해 스크루(22)의 나선형 블레이드의 하부에 적재된다. 스크루(22)가 회전하게 되면 스크루(22)의 나선형 블레이드에 적재된 파쇄물은 스크루(22)의 나선형 블레이드를 타고 올라가게 된다. 상술한 바와 같이, 스크루(22)는 수로(100)의 바닥면으로부터의 이송관(50)의 출구의 높이보다 긴 길이로 형성된다. 이에 따라, 직립관(21)도 수로(100)의 바닥면으로부터의 직립관(21)의 상측 출구의 높이가 수로(100)의 바닥면으로부터의 이송관(50)의 출구의 높이보다 높도록 길게 원통 형태로 형성된다.

모터(23)는 직립관(21)의 상면 위에 설치되어 스크루(22)를 회전시킨다. 일반적으로 모터(23)의 회전 속도는 매우 높기 때문에 모터(23)의 회전축에 스크루(22)의 회전축을 직결할 경우에 스크루(22)의 회전축이 지나치게 빨리 돌게 되어 메인 이송기(40)의 이송 속도에 대응할 수 없게 되고 스크루(22)의 회전 토크가 약하여 스크루(22)가 밀어 올릴 수 있는 파쇄물의 한계 무게가 감소하게 된다. 모터(23)의 회전축과 스크루(22)의 회전축 사이에 기어 등과 같은 감속수단을 삽입함으로써 메인 이송기(40)의 이송 속도에 대응할 수 있으면서 스크루(22)의 회전 토크를 증가시킬 수 있다.

연결관(30)은 보조 이송기(20)의 출구와 메인 이송기(40)의 입구 사이에 삽입되어 보조 이송기(20)의 출구로부터 배출된 파쇄물을 보조 이송기(20)의 입구까지 이송한다. 보조 이송기(20)의 출구, 즉 직립관(21)의 상측 출구는 메인 이송기(40)의 입구보다 높게 위치하기 때문에 파쇄물은 그것에 작용하는 중력에 의해 연결관(30)의 내주면을 타고 하방으로 이동될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연결관(30)은 그것 내부에서의 파쇄물 막힘을 방지하기 위해 직경이 점차적으로 확장되는 원통 형태로 형성됨이 바람직하다.

메인 이송기(40)는 보조 이송기(20)로부터 유입된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 보조 이송기(20)로부터 유입된 파쇄물을 밀어냄으로써 보조 이송기(20)에 의해 이송된 파쇄물을 이송시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 이송기(40)는 탱크 등과 같이 그 내부가 밀폐된 형태로 형성된다. 메인 이송기(40)의 상면에는 연결관(30)의 출구와 연결되어 파쇄물이 유입되는 입구가 형성되어 있고, 그 하면에는 이송관(50)의 입구와 연결되어 파쇄물을 배출하는 출구가 형성되어 있다.

이와 같이, 메인 이송기(40)가 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나로부터 예측될 수 있는 파쇄물의 입자들의 크기와 무게에 따라 메인 이송기의 내부 공압을 조절할 수 있기 때문에 파쇄물의 이송에 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있고 파쇄물의 이송에 요구되는 공압이 발생될 수 있어 파쇄물의 이송 능력이 향상될 수 있다. 게다가. 파쇄물의 입자들의 크기와 무게에 대응되는 공압이 발생됨으로 인해 파쇄물이 일정한 속도로 이송될 수 있어 파쇄물의 처리 작업의 편의성이 향상될 수 있다.

메인 이송기(40)의 측면 상단에는 압축 공기가 주입되는 적어도 하나의 주입구가 형성되어 있다. 메인 이송기(40)의 입구에는 입구를 개폐하기 위한 밸브(미도시)가 설치되어 있어 메인 이송기(40)의 입구는 압축 공기가 메인 이송기(40)의 내부에 주입되는 동안에는 차단되고, 그 외에는 개방된다. 메인 이송기(40)의 입구 개폐 밸브는 솔레노이브 밸브이다. 솔레노이드 밸브는 본 실시예가 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지되어 있기 때문에 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 이것에 대한 구체적인 도시를 생략하기로 한다.

메인 이송기(40)의 주입구를 통하여 메인 이송기(40)의 내부에 압축 공기가 주입될 때에 메인 이송기(40)의 입구는 닫혀 있기 때문에 메인 이송기(40)의 내부에는 메인 이송기(40)의 출구측 방향으로 작용하는 공압이 형성되게 된다. 이와 같이 형성된 메인 이송기(40)의 내부의 공압에 의해 연결관(30)을 통해 메인 이송기(40)의 내부에 유입된 폐기물은 메인 이송기(40)의 출구측으로 밀리게 되어 메인 이송기(40)의 출구로부터 배출된다.

이송관(50)은 메인 이송기(40)의 내부 공압에 의해 메인 이송기(40)로부터 유입된 파쇄물을 파쇄물이 투하될 목적지까지 이송한다. 이송관(50)의 입구는 메인 이송기(40)의 출구에 연결되어 있으며 이송관(50)의 출구는 파쇄물이 투하될 목적지에 위치하게 된다. 파쇄물은 메인 이송기(40)의 내부 공압에 의해 이송관(50)의 입구로 밀려들어가게 되고 이송관(50)의 출구로부터 배출되게 된다. 메인 이송기(40)에 주입된 압축 공기는 이송관(50)으로 주입되어 폐기물이 이송관(50)의 출구로부터 배출될 때까지 이송관(50)의 출구측으로 폐기물을 계속적으로 밀어내게 된다.

이송관(50)이 설치되는 환경에 따라 파쇄물이 상방으로 이송되는 구간이 존재할 수 있다. 상술한 바와 같이, 보조 이송기(20)에 의해 파쇄물은 이송관(50)의 출구보다 높은 높이로 상방 이송된다. 이와 같이 상방 이송된 파쇄물은 이송관(50)의 출구로부터 배출될 때까지 메인 이송기(40)의 내부 공압에 의해 이송관(50)의 내부에서 슬라이딩되어 이송된다. 보조 이송기(20)의 출구, 즉 직립관(21)의 상측 출구의 높이는 이송관(50)의 출구의 높이보다 높기 때문에 사이폰(siphon) 작용에 의해 파쇄물이 상방으로 이송되는 구간이 존재하더라도 이송관(50)의 파쇄물 이송에 요구되는 공압의 크기가 감소될 수 있다. 그 결과, 공압의 생성 과정에서 소비되는 에너지량이 감소되게 되어 고효율로 파쇄물을 이송할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 정면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 파쇄기(10)의 횡단면도이다. 도 5-6을 참조하면, 도 1에 도시된 파쇄기(10)는 케이싱(11), 한 쌍의 커터봉(12), 스크린(13), 두 개의 레이크(141, 142), 및 세 개의 모터(151-153)로 구성된다. 케이싱(11)은 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물이 유입되는 측의 전면이 개방되어 있는 사각박스 형태로 형성되어 그 양측면이 수로(100)의 양 측벽에 접하여 설치된다. 케이싱(11)의 후면에는 파쇄물의 입자들 중 임계크기 미만의 입자들이 통과될 수 있는 일정한 직경의 원형 배출공들이 형성되어 있다. 예를 들어, 케이싱(11)의 후면에 10mm 직경의 원형 배출공들이 형성될 수 있으며 파쇄물의 입자들 중 10mm 미만의 입자들은 이러한 케이싱(11)의 후면의 배출공들을 통하여 수로(100)로 배출될 수 있다.

이와 같이, 케이싱(11)은 사각박스 형태로 형성되기 때문에 정형화된 사각 단면의 수로(100)에 용이하게 설치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수로(100)의 양쪽 측벽에는 수로(100)의 깊이 방향으로 길게 일자형으로 형성된 숫레일(111)이 설치될 수 있고, 케이싱(11)의 양측면에는 수로(100)의 양쪽 측벽의 숫레일(111)에 맞물려서 상하 이동될 수 있는 암레일(112)이 돌출 형성될 수 있다. 이에 따라, 케이싱(11)을 수로(100)의 상측 공간에 위치시킨 상태에서 수로(100)의 양쪽 측벽의 숫레일(111)에 케이싱(11)의 양측면의 암레일(112)을 끼워 슬라이딩 이동시키는 방식으로 케이싱(11)은 수로(100)에 용이하게 설치될 수 있다.

한 쌍의 커터봉(12)은 케이싱(11)의 내부에서 직립하여 회전한다. 상술한 바와 같이, 수로(100)에 산재해 있는 협잡물을 빠짐 없이 파쇄하기 위하여 한 쌍의 커터봉(12)은 수로의 깊이에 대응되는 길이로 형성되어 수로(100)의 폭 중앙에 설치됨이 바람직하다. 한 쌍의 커터봉(12)은 케이싱(11)의 내부에 설치되기 때문에 케이싱(11)은 적어도 수로(100)의 깊이보다는 높게 제작되어야 한다.

스크린(13)은 케이싱(11)의 개방된 전면에 설치되어 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물을 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 안내한다. 도 4-6에 도시된 바와 같이, 스크린(13)은 횡단면이 활꼴로 만곡된 두 개의 사각판(131, 132)의 볼록면간의 이격 거리가 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 가까워질수록 점차적으로 좁아지도록 두 개의 사각판(131, 132)이 한 쌍의 커터봉(12)의 경계를 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 형태로 형성된다. 스크린(13)의 두 개의 사각판(131, 132) 각각의 면 전체에 걸쳐 수평방향으로 길게 개방되어 있는 복수 개의 일자형 슬릿(133)이 상하방향의 일정 간격으로 형성되어 있다.

이러한 스크린(13)의 슬릿들(133)에 의해 하수의 흐름은 스크린(13)의 차폐에 거의 영향을 받지 않고 수로(100)를 따라 원활하게 흐를 수 있게 된다. 각 슬릿(133)은 임계크기 미만의 두께를 갖는 협잡물만이 통과될 수 있도록 일정한 폭을 갖는다. 두 개의 사각판(131, 132) 중 좌측 사각판(131)의 일측의 일자형 변은 케이싱(11)의 개방된 전면의 좌측에 고정되고 타측의 일자형 변은 한 쌍의 커터봉(12)의 후방에 위치한다. 우측 사각판(132)의 일측의 일자형 변은 케이싱(11)의 개방된 전면의 우측에 고정되고 타측의 일자형 변은 한 쌍의 커터봉(12)의 후방에 위치한다.

두 개의 레이크(141, 142) 각각은 복수 개의 일자형 스포크(spoke)가 방사형으로 펼쳐져 있는 방사형 블레이드가 스크린(13)의 슬릿 개수만큼 상하방향의 일정 간격으로 중심 회전축에 부착되어 있는 형태로 형성되어 각 사각판(131, 132)의 오목면과 케이싱(11)의 내측면 사이의 공간에서 회전한다. 두 개의 레이크(141, 142)의 각 방사형 블레이드가 회전되면 각 스포크의 말단은 각 사각판(131, 132)의 각 슬릿(133)을 통과하여 각 사각판(131, 132)의 볼록면의 외측으로 돌출되어 한 쌍의 커터봉(12) 측으로 이동함으로써 각 사각판(131, 132)의 볼록면을 따라 유동하는 협잡물을 긁어모아 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 밀어 넣게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 방사형 블레이드의 복수 개의 스포크는 모두 길이가 동일하기 때문에 방사형 블레이드가 회전하게 되면 복수 개의 스포크의 말단은 원을 그리면서 회전하게 된다. 본 실시예에서는 복수 개의 스포크의 말단의 회전 경로가 스크린(13)의 각 사각판(131, 132)의 볼록면의 외측에 위치하면서 한 쌍의 커터봉(12)의 직전에서 스크린(13)의 각 사각판(131, 132)의 볼록면과 만나도록 스크린(13)과 레이크(141, 142)가 배치된다. 이에 따라, 각 스포크의 말단은 각 사각판(131, 132)의 각 슬릿(133)을 통과하여 각 사각판(131, 132)의 볼록면의 외측으로 돌출되어 한 쌍의 커터봉(12) 측으로 이동하다가 한 쌍의 커터봉(12)의 직전에서 각 사각판(131, 132)의 볼록면의 내측으로 숨겨지게 된다.

이와 같이, 스크린(13) 후방에서 두 개의 레이크(141, 142)가 회전하는 간단한 수집 구조로 협잡물을 빠짐 없이 긁어모아 파쇄함에 따라 유지보수성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 협잡물 수집에 체인, 기어 등과 같이 협잡물이 끼일 수 있는 기계 부속을 사용하지 않음에 따라 고장이 거의 발생하지 않게 된다. 게다가, 각 레이크(141, 142)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전을 간섭하지 않으면서 수로(100)에 산재하는 협잡물을 빠짐 없이 긁어모아 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 밀어 넣을 수 있기 때문에 종래의 협잡물 파쇄기에서 문제가 되던 회전 요소들간의 상호 간섭이 발생하지 않는다.

수로(100)의 폭과 깊이는 매우 다양하다. 스크린(13)은 케이싱(11)의 개방된 전면의 크기에 맞춘 크기로 제작되어 설치될 필요는 없으며 케이싱(11)의 개방된 전면보다 작거나 크게 제작되어 설치될 수도 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 파쇄기(10)는 스크린(13)을 구성하는 두 개의 사각판(131, 132)의 면적과 레이크(141, 142)의 길이를 조정함으로써 수로(100)의 다양한 폭과 깊이에 대응할 수 있기 때문에 어떤 수로(100)에도 용이하게 설치될 수 있다. 특히, 스크린(13)을 구성하는 두 개의 사각판(131, 132)의 면적을 넓히고 레이크(141, 142)의 길이를 연장하는 것만으로 협잡물의 유입 영역이 확장될 수 있어 매우 큰 사이즈의 수로용 파쇄기(10)가 저렴한 비용으로 제작될 수 있다.

세 개의 모터(151-153)는 케이싱(11)의 상면 위에 설치된다. 세 개의 모터(151-153) 중에서 케이싱(11)의 상면 중앙에 설치된 모터(151)는 한 쌍의 커터봉(12) 중 어느 하나를 회전시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 커터봉(12) 각각의 상단에는 기어가 결합되어 있으며 한 쌍의 커터봉(12) 중 다른 하나는 그것의 기어가 중앙 모터(151)에 의해 회전되는 커터봉의 기어에 맞물려 회전함에 따라 회전하게 된다. 케이싱(11)의 상면 좌측에 설치된 모터(152)는 두 개의 레이크(141, 142) 중 좌측 레이크(141)를 회전시킨다. 케이싱(11)의 상면 우측에 설치된 모터(153)는 두 개의 레이크(141, 142) 중 우측 레이크(142)를 회전시킨다. 세 개의 모터(151-153)는 그 회전속도를 감소시키고 토크를 증가시키기 위해 기어 등과 같은 감속수단이 내장되어 있는 감속모터이다.

도 7은 도 1에 도시된 메인 이송기(40)의 평면도이다. 도 1의 복잡도를 낮추기 위해 도 1에는 메인 이송기(40)의 내부에 공압과 수압을 형성하기 위한 수단과 협잡물파쇄이송시스템을 제어하기 위한 수단이 생략되어 있으며, 도 7에 이러한 수단들이 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 상기된 주요 구성요소 외에 주입관(60), 공압 밸브(70), 수압 밸브(80), 및 제어기(90)를 더 포함한다. 도 7에 도시된 점선은 제어기(90)로부터 출력되는 신호를 나타낸다. 공압 밸브(70), 수압 밸브(80) 외에 다른 제어 요소에 대한 신호선은 생략되어 있다.

본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 그 외에도 공기를 압축하는 압축기를 더 포함하나 이러한 압축기는 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지되어 있기 때문에 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 이것에 대한 구체적인 도시를 생략하기로 한다. 한편, 파쇄물의 이송에 공압만 이용되는 경우라면 수압 밸브(80)가 생략될 수도 있다. 파쇄물로부터 물이 제거된 상태로 이송되어야 하는 환경에서는 메인 이송기(40)의 하면 또는 이송관(50)의 입구 주위에 파쇄물에 함유된 물을 축출시키기 위한 드레인이 형성되어 있을 수도 있다.

주입관(60)은 하나의 중간관, 중간관의 일단으로부터 분기된 두 개의 취출관, 및 중간관의 타단으로부터 분기된 두 개의 취입관으로 구성된다. 두 개의 취출관의 말단은 메인 이송기(40)의 상면의 홀에 연결되고, 하나의 취입관의 말단은 공압 밸브(70)에 연결되고, 다른 취입관의 말단은 수압 밸브(80)에 연결된다. 공압 밸브(70)는 압축기와 주입관(60) 사이에 설치되어 제어기(90)의 제어에 따라 메인 이송기(40)의 내부에 압축기에 의해 압축된 공기를 주입관(60)을 통해 주입한다. 수압 밸브(80)는 수도관(미도시)과 주입관(60) 사이에 설치되어 제어기(90)의 제어에 따라 메인 이송기(40)의 내부에 물을 주입관(60)을 통해 주입한다. 메인 이송기(40)의 내부 전체에 균일한 공압과 수압이 형성될 수 있도록 두 개의 취출관이 메인 이송기(40)의 상면의 홀에 연결되어 있으나 보다 많은 개수의 취출관이 연결될 수도 있다.

제어기(90)는 보조 이송기(20)로부터 메인 이송기(40)로 이송된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 이송관(50)의 입구로부터 이송관(50)의 출구까지 그 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 설정하고, 메인 이송기(40)의 내부에 그 압력값의 공압이 형성되도록 이와 같이 설정된 압력값에 따라 압축기, 공압 밸브(70), 및 메인 이송기(40)의 입구 개폐 밸브를 제어한다. 제어기(90)는 마이크로컴퓨터 등으로 구현될 수 있으며 컨트롤 패널이 부착된 박스 형태로 제작되어 메인 이송기(40)의 외면 등 관리자가 용이하게 조작할 수 있는 장소에 설치될 수 있다.

즉, 제어기(90)는 공압 밸브(70)와 메인 이송기(40)의 입구 개폐 밸브를 제어함으로써 공압 밸브(70) 쪽의 주입관(60)의 입구가 개방되도록 하고 메인 이송기(40)의 입구가 개방되도록 한 상태에서 압축기의 압축률을 제어함으로써 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축기에 의해 압축된 공기가 메인 이송기(40)의 내부로 주입되도록 한다. 이에 따라, 메인 이송기(40)의 내부에는 제어기(90)에 의해 설정된 압력값을 가지면서 메인 이송기(40)의 출구측 방향으로 작용하는 공압이 형성되게 된다.

제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12) 중 어느 하나의 커터봉의 중심 회전축과 연결된 중앙 모터(151)의 회전축의 회전속도를 검출함으로써 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도를 검출할 수 있다. 중앙 모터(151)의 회전축의 회전속도는 모터 내부에 엔코더를 설치하거나 중앙 모터(151)에 인가된 전류나 전압의 크기를 측정함으로써 검출될 수도 있다. 하수의 협잡물은 각종 플라스틱, 알루미늄 캔, 천, 나뭇가지, 쇳조각 등으로 이루어져 있다. 일반적으로 금속류 협잡물은 파쇄되기가 어려운 반면, 비금속류 협잡물은 쉽게 파쇄된다.

파쇄기(10)에 의해 파쇄되기가 어려운 성질의 협잡물, 예를 들어 금속류 협잡물이 파쇄될 경우에 파쇄물의 입자들의 크기가 크며 파쇄물의 무게가 무거운 경향이 있다. 반면, 파쇄기(10)에 의해 파쇄되기가 용이한 성질의 협잡물, 예를 들어 비금속류 협잡물이 파쇄될 경우에 파쇄물의 입자들의 크기가 작으며 파쇄물의 무게가 가벼운 경향이 있다. 또한, 파쇄물의 입자들의 크기가 클 경우에 이송관(50)을 통과하면서 그 입자를 중심으로 주변 입자들이 뭉치는 경향이 있다. 이에 따라, 파쇄되기가 어려운 성질의 협잡물의 파쇄물의 이송에는 파쇄되기가 용이한 성질의 협잡물의 파쇄물에 비해 큰 공압이 요구되게 된다.

상술한 바와 같이, 협잡물은 복수 개의 칼날이 돌출되어 있는 봉 형태로 형성되어 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 끼여 짓이겨 줘 파쇄되기 때문에 금속류 협잡물과 같이 파쇄되기가 어려울수록 한 쌍의 커터봉(12)의 회전은 그 만큼 감소하게 됩니다. 이 경우, 한 쌍의 커터봉(12)을 회전시키는 중앙 모터(151)의 부하가 증가하게 되며 그에 따라 중앙 모터(151)로 인가되는 전류 내지 전압의 값이 증가하게 됩니다. 이러한 이유로, 중앙 모터(151)의 회전축의 회전속도는 중앙 모터(151)에 인가된 전류나 전압의 크기를 측정함으로써 검출될 수 있다.

따라서, 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 낮을수록 한 쌍의 커터봉(12)에 의해 형성된 파쇄물의 이송에는 그 만큼 큰 공압이 요구되며, 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 높을수록 한 쌍의 커터봉(12)에 의해 형성된 파쇄물의 이송에는 그 만큼 작은 공압이 요구된다. 이에 따라, 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도에 반비례하여 보조 이송기(20)로부터 메인 이송기(40)로 이송된 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 증감시킨다. 즉, 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 감소되면 그 감소분만큼 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 증가시키고, 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 증가되면 그 증가분만큼 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 감소시킨다.

협잡물이 매우 단단할 경우에 한 쌍의 커터봉(12)의 회전이 정지되거나 중앙 모터(151)에 과부하가 걸릴 수 있다. 일반적으로, 중앙 모터(151)에 과부하가 걸린 상태란 중앙 모터(151)에 인가되는 전류의 값이 모터(151)의 정격 범위를 초과한 상태로서 지속될 경우에 손상될 수 있다. 제어기(90)는 이러한 상태를 감지하면 한 쌍의 커터봉(12)의 칼날과 중앙 모터(151)의 손상을 방지하고 협잡물이 파쇄될 수 있도록 한 쌍의 커터봉(12)이 파쇄물의 형성에 사용된 정회전 방향과 반대의 방향으로 역회전하도록 한 후에 다시 정회전하도록 중앙 모터(151)를 제어한다. 한 쌍의 커터봉(12)이 일정 시간, 예를 들어 2~3초 역회전하면 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 끼인 협잡물은 이것이 파쇄되는 과정에서 이동하는 방향과 반대 방향으로 이동하기 때문에 한 쌍의 커터봉(12)으로부터 빠져 나오게 된다. 이어서, 한 쌍의 커터봉(12)이 다시 정회전하면 이미 한 쌍의 커터봉(12)에 의해 짓이겨져 일부 파손된 협잡물이 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 끼여 짓이겨지게 된다.

한 쌍의 커터봉(12)의 역회전과 정회전을 일정 간격으로 복수 회 반복함으로써 대부분의 단단한 협잡물이 원활하게 파쇄될 수 있다. 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 역회전과 정회전이 한계 회수만큼, 예를 들어 3회 반복되도록 중앙 모터(151)를 제어한 상태에서 계속적으로 한 쌍의 커터봉(12)의 회전이 정지되거나 중앙 모터(151)에 과부하가 걸린 상태를 감지하면 중앙 모터(151)를 정지시키고 경보가 울리도록 사운드 발생기(미도시)를 제어한다. 이러한 비상 상황이 관리자에게 통보되도록 하기 통신 수단이 추가될 수도 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 협잡물의 파쇄 능력을 극대화하면서 커터봉(12), 모터(151) 등 파쇄 관련 장비의 손상을 방지할 수 있다. 이러한 과정은 제어기(90)에 의해 자동으로 이루어지기 때문에 본 실시예에 따른 협잡물파쇄이송시스템은 인력이 상주하지 않는 수로(100)에도 설치되어 운영될 수 있다.

한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도는 이것 사이로 고형 협잡물이 유입되지 않고 액형 협잡물을 포함하는 하수만이 유입되는 경우에 가장 빠르게 된다. 이 경우, 보조 이송기(20)에 의해 이송될 수 있는 파쇄물이 발생하지 않게 되며 이 상태에서도 보조 이송기(20)와 메인 이송기(40)가 구동되면 불필요한 에너지의 낭비를 초래하게 된다. 한편, 한 쌍의 커터봉(12)의 역회전과 정회전을 반복함으로써 형성된 파쇄물이 보조 이송기(20)로 유입된 경우에 이러한 파쇄물의 이송에는 가장 큰 공압이 요구될 뿐만 아니라 압축기의 성능에 따라 공압에 의해서는 이송이 불가능할 수도 있다. 이와 같이 공압에 의해 파쇄물 이송이 용이하지 않은 경우에 본 실시예에서는 수압을 함께 사용하여 파쇄물이 이송관(50)을 통해 이송될 수 있도록 한다.

즉, 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전이 정지되거나 모터(151)에 과부하가 걸린 상태를 감지하면 파쇄물의 형성에 사용된 정회전 방향과 반대의 방향으로 한 쌍의 커터봉(12)이 역회전하도록 한 후에 정회전하도록 모터(151)를 제어함과 동시에 메인 이송기(40)의 내부에 압축기에 의해 압축된 공기와 물이 동시에 주입되도록 압축기, 공압 밸브(70), 메인 이송기(40)의 입구 개폐 밸브, 및 수압 밸브(80)를 제어한다. 이와 같이, 메인 이송기(40)의 내부에 압축된 공기와 물이 동시에 주입되기 때문에 파쇄물의 이송에 공압과 수압이 동시에 작용하게 되어 공압에 의해 이송되기 어렵거나 불가능한 파쇄물도 용이하게 이송될 수 있다.

본 실시예에서는 협잡물파쇄이송시스템의 시험 모델을 제작하거나 시뮬레이션을 통해 액형 협잡물을 포함하는 하수만이 유입되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위, 압축기에 의해 발생 가능한 공압에 의해 이송 가능한 파쇄물이 형성되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위, 압축기에 의해 발생 가능한 공압에 의해 이송 불가능한 파쇄물이 형성되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위를 설정할 수 있다. 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 액형 협잡물을 포함하는 하수만이 유입되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위에 속하면 보조 이송기(20)와 메인 이송기(40)의 구동을 정지시킨다. 이 경우는 보조 이송기(20)와 메인 이송기(40)에 의해 이송될 파쇄물이 존재하지 않기 때문에 보조 이송기(20)와 메인 이송기(40)의 불필요한 구동으로 인한 에너지의 낭비가 방지될 수 있다.

또한, 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 압축기에 의해 발생 가능한 공압에 의해 이송 가능한 파쇄물이 형성되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위에 속하면 상술한 바와 같이 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도에 반비례하여 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 증감시킨다. 또한, 제어기(90)는 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도가 압축기에 의해 발생 가능한 공압에 의해 이송 불가능한 파쇄물이 형성되는 경우의 한 쌍의 커터봉(12)의 회전 속도의 범위에 속하면 메인 이송기(40)의 내부에 압축기에 의해 압축된 공기와 물이 동시에 주입되도록 압축기, 공압 밸브(70), 메인 이송기(40)의 입구 개폐 밸브, 및 수압 밸브(80)를 제어한다.

이와 같이, 한 쌍의 커터봉(12)이 역회전되는 경우뿐만 아니라 공압만에 의해 이송이 어렵거나 불가능한 파쇄물이 형성되는 모든 경우에 파쇄물의 이송에 공압과 수압이 동시에 이용될 수 있다. 메인 이송기(40)의 내부에 주입된 물은 파쇄물이 이송관(50)을 통과할 때 파쇄물과 이송관(50)의 내주면간의 마찰을 줄이는 윤활 작용도 하기 때문에 매우 큰 공압을 발생시키기 위해 대형 압축기를 사용함으로 인한 전기에너지 소비 증가와 제조단가 상승을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 파쇄물의 큰 입자에 의한 이송관(50)의 내부의 긁힘 등과 같은 이송관(50) 등 파쇄물이송 관련 장비의 손상을 방지할 수 있어 협잡물파쇄이송시스템의 수명이 연장될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 파쇄기
11 : 케이싱 12 : 커터봉
13 : 스크린 141, 142 : 레이크
20 : 보조 이송기
21 : 직립관 22 : 스크루
30 : 연결관
40 : 메인 이송기
50 : 이송관
151-153, 23 : 모터
60 : 주입관
70 : 공압 밸브
80 : 수압 밸브
90 : 제어기

Claims (8)

1. 수로(100)를 가로막는 형태로 설치되어 상기 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물을 수집하며 각각이 복수 개의 칼날이 돌출되어 있는 봉 형태로 형성되어 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 상기 수집된 협잡물을 투입함으로써 상기 협잡물을 파쇄하는 파쇄기(10);
   상기 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 입자들 각각의 크기에 따라 상기 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 일부를 상기 수로(100)의 외부로 이송시키고 나머지를 상기 파쇄기(10)로부터 유입된 하수와 함께 상기 수로(100)를 통해 흘려 보내는 보조 이송기(20);
   상기 보조 이송기(20)로부터 유입된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 상기 보조 이송기(20)로부터 유입된 파쇄물을 밀어냄으로써 상기 보조 이송기(20)에 의해 이송된 파쇄물을 이송시키는 메인 이송기(40);
   상기 메인 이송기(40)의 내부 공압에 의해 상기 메인 이송기(40)로부터 유입된 파쇄물을 상기 파쇄물이 투하될 목적지까지 이송하는 이송관(50); 및
   상기 한 쌍의 커터봉(12)을 회전시키는 모터(151)의 회전축의 회전속도를 검출함으로써 상기 보조 이송기(20)로부터 메인 이송기(40)로 이송된 파쇄물의 형성에 사용된 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도를 검출하고, 상기 한 쌍의 커터봉(12)의 회전이 정지되거나 상기 모터(151)에 과부하가 걸린 상태를 감지하여 상기 모터(151)를 제어함으로써 상기 한 쌍의 커터봉(12)의 회전방향을 제어하고, 상기 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도와 회전방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이송관(50)의 입구로부터 상기 이송관(50)의 출구까지 상기 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 설정하는 제어기(90)를 포함하고,
   상기 메인 이송기(40)는 상기 제어기(90)에 의해 설정된 압력값에 따라 압축된 공기로 상기 보조 이송기(20)로부터 유입된 파쇄물을 밀어내는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 파쇄기(10)는
   상기 협잡물이 유입되는 측의 전면이 개방되어 있는 사각박스 형태로 형성되어 양측면이 수로의 양쪽 측벽에 접하여 설치되는 케이싱(11);
   상기 케이싱(11)의 내부에서 직립하여 회전하는 한 쌍의 커터봉(12); 및
   상기 케이싱(11)의 개방된 전면에 설치되어 상기 수로(100)를 따라 흐르는 협잡물을 상기 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 안내하는 스크린(13)을 포함하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스크린(13)은 횡단면이 활꼴로 만곡된 두 개의 사각판(131, 132)의 볼록면간의 이격 거리가 상기 한 쌍의 커터봉(12) 사이에 가까워질수록 점차적으로 좁아지도록 상기 두 개의 사각판(131, 132)이 서로 대칭되게 배치되는 형태로 형성되고,
   상기 두 개의 사각판(131, 132) 각각의 면 전체에 걸쳐 수평방향으로 길게 개방되어 있는 복수 개의 일자형 슬릿(133)이 상하방향의 일정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   각각이 복수 개의 일자형 스포크가 방사형으로 펼쳐져 있는 방사형 블레이드가 상기 스크린(13)의 슬릿 개수만큼 상하방향의 일정 간격으로 중심 회전축에 부착되어 있는 형태로 형성되어 상기 각 사각판의 오목면과 상기 케이싱(11)의 내측면 사이의 공간에서 회전하는 두 개의 레이크(141, 142)를 더 포함하고,
   상기 각 방사형 블레이드가 회전되면 상기 각 스포크의 말단은 상기 각 슬릿을 통과하여 상기 각 사각판의 볼록면의 외측으로 돌출되어 상기 한 쌍의 커터봉(12) 측으로 이동함으로써 상기 각 사각판의 볼록면을 따라 흘러 들어오는 협잡물을 긁어모아 상기 한 쌍의 커터봉(12) 사이로 밀어 넣는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조 이송기(20)는 상기 파쇄기(10)로부터 유입된 파쇄물의 일부를 상기 수로(100)의 바닥면으로부터의 이송관(50)의 출구의 높이보다 긴 길이로 형성되어 직립하여 회전하는 스크루(22)의 나선형 블레이드에 적재함으로써 상기 이송관(50)의 출구보다 높은 높이로 상방 이송시키고,
   상기 보조 이송기(20)에 의해 이송관(50)의 출구보다 높은 높이로 상방 이송된 파쇄물은 상기 이송관(50)의 출구로부터 배출될 때까지 상기 메인 이송기(40)의 내부 공압에 의해 상기 이송관(50)의 내부에서 슬라이딩되어 이송되는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 이송기(40)의 내부에 압축기에 의해 압축된 공기를 주입하는 공압 밸브(70)를 더 포함하고,
   상기 제어기(90)는 상기 메인 이송기(40)의 내부에 상기 압력값의 공압이 형성되도록 상기 설정된 압력값에 따라 상기 압축기와 상기 공압 밸브(70)를 제어하는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어기(90)는 상기 한 쌍의 커터봉(12)의 회전속도에 반비례하여 상기 파쇄물을 밀어내는 데에 요구되는 공기의 압력값을 증감시키는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 커터봉(12)을 회전시키는 모터(151); 및
   상기 메인 이송기(40)의 내부에 압축기에 의해 물을 주입하는 수압 밸브(80)를 더 포함하고,
   상기 제어기(90)는 상기 한 쌍의 커터봉(12)의 회전이 정지되거나 상기 모터(151)에 과부하가 걸린 상태를 감지하면 상기 파쇄물의 형성에 사용된 정회전 방향과 반대의 방향으로 상기 한 쌍의 커터봉(12)이 역회전하도록 한 후에 다시 정회전하도록 상기 모터(151)를 제어함과 동시에 상기 메인 이송기(40)의 내부에 상기 압축된 공기와 물이 동시에 주입되도록 상기 압축기, 상기 공압 밸브(70), 및 상기 수압 밸브(80)를 제어하는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물파쇄이송시스템.
   

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